Đồ án tốt nghiệp - Chương IV - Tính toán trụ cầu

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>CH</b>

<b>ƯƠ</b>

<b>NG IV</b>

<b>TÍNH TỐN TR C U</b>

<b>Ụ Ầ</b>

<b>4.1 GI I THI U CHUNG.Ớ</b> <b>Ệ</b>

<b>4.1.1 S li u chung.ố ệ</b>

Tên tr tính tốn: Tr T1ụ ụ

Quy trình tính tốn: Theo tiêu chu n 22 TCN - 272 – 05ẩ
Tính tốn móng c c: TCXD 205:1998ọ

<b>4.1.2 S li u k t c u ph n trên.ố ệ</b> <b>ế ấ</b> <b>ầ</b>

- S lố ượng d mầ N = 6 d mầ
- Kho ng cách các d mả ầ S = 1.93 m
- Chi u dài th c tề ự ế L = 37 m
- Chi u dài tính tốn ề Ltt = 36.3 m

- T ng b r ng c uổ ề ộ ầ B = 11.5 m
- B r ng m t đề ộ ặ ường (gi a hai mép trong lan can) Bs= 8 mữ
- B r ng l ngề ộ ề ười đi Bbh = 1.5 m

- S lố ượng l b hànhề ộ nsw = 2.0

- Chi u cao g đ lan canề ờ ỡ Hg = 0.6 m

- Chi u cao lan canề Hlc = 0.77 m

- Chi u cao d m Super Teeề ầ h = 1.8m
- Chi u d y b n m t c uề ầ ả ặ ầ hf = 0.2m

- B r ng b n m t c uề ộ ả ặ ầ bs = 11.5m

- Kho ng cách t tim g i đ n tim trả ừ ố ế ụ Lc = 1.2m

- L p ph m t c uớ ủ ặ ầ Bêtông asphalt t1 = 0.075m

- Kích thước b kê g i( l y trung bình): ệ ố ấ Chi u dàiề a = 0.8 m

Chi u r ng b = 0.55 m ề ộ
Chi u caoề c = 0.125 m
- G i c u: ố ầ Chi u dàiề a' = 0.45 m

Chi u r ng b' = 0.35 mề ộ
Chi u caoề c' = 0.075 m
- S làn xe thi t k ố ế ế n = 2 làn

- H s làn xeệ ố m = 1
- H s xung kích ệ ố IM = 0.25

- Kh i lố ượng riêng c a bêtông trủ ụ gc = 2500kG/m3

gc = 24.5KN/m3

- Kh i lố ượng riêng c a nủ ước gw = 10KN/m3

4.1.3 <b> S li u v trố ệ</b> <b>ề ụ</b>

<b>4.1.3.1 Kích thước tr và cao đ c b nụ</b> <b>ộ ơ ả</b>

Lo i trạ ụ Tr đ c BTCTụ ặ

Lo i c cạ ọ khoan nh i d = 1 mồ

S c c trong móngố ọ n c c =ọ 6 C cọ

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Cao đ đ nh b móngộ ỉ ệ E2 = -0.900 m

Cao đ đáy b móngộ ệ E3 = -2.900 m

Cao đ m c nộ ự ước cao nh t ấ MNCN = +1.100 m
Cao đ m c nộ ứ ước th p nh t ấ ấ MNTN = -0.400 m
Cao đ m c nộ ự ước thông thuy nề MNTT = +0.100 m

Cao đ MĐTNộ Ed = +2.891 m

b1= 5 m b'1= 8 mm h1= 2 m

b2= 1 m b'2= 4.4 mm h2= 7.606 m

b2a= 0.2 m b'2a= 0.3 mm h3= 0.8 m

b3= 1.6 m b'3= 11.5 mm h4= 1.1 m

b3a= 0.8 m b'4= 0.4 mm h5= 0.2 m

<b>Kích thước trụ</b>

h1

h0

h2

a

h2

b

h3

+h

4

Hg

cHl

c

h5

E3

E1
E2

E4

E5

b'4
b'5

h4

h3

b'3

b'2a
b'2

b'2a

b'1
b1

b2a
b2
b2a

b3a
b3
b3a

h1

h2

h3

h4

<b>4.1.3.2 Thân trụ</b>

Di n tích m t c tệ ặ ắ

A₂ =

(

b₂+ 2b_2a

)

⋅

(

b'₂+ 2b'_2a

)

−2b_2a⋅b'_2a= (1 2 0.2+ × )×(4.4 2 0.3+ × )−2 0.2× ×0.3

6.88

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

b2a=0.3 b2=4.4 b2a=0.3

c2

a=

0.

2c

2a

=0

.2

c2

=1

.4

X
Y

<b>4.1.3.3 B móngệ</b>

Di n tích m t c t:ệ ặ ắ

A₁ = b₁×b'₁ = 5 8× = 40.0= 40.0 _m2

Chi u cao b móng: hề ệ 3 = 2 m

b3=8m

c3

=5

m

<b>4.2 CÁC LO I T I TR NG TÁC D NG LÊN TRẠ</b> <b>Ả</b> <b>Ọ</b> <b>Ụ</b> <b>Ụ</b>

<b>4.2.1 Tĩnh t iả</b>

4.2.1.1 <b>Tĩnh t i c a k t c u ph n trên + thi t b ph (DC)ả ủ</b> <b>ế ấ</b> <b>ầ</b> <b>ế ị</b> <b>ụ</b>

ph n tính tốn d m đã tính tĩnh t i tác d ng lên d m ch giai đo n sau

Ở ầ ầ ả ụ ầ ủ ở ạ

khi đ b n m t c u:ổ ả ặ ầ

D m gi a:ầ ữ DC_g = 30.469 kN/m DW_g = 3.45 kN/m
D m biên:ầ DC_b = 37.289 kN/m DW_b = 0.61 kN/m
1 Kg = 0.00981 kN

T ng tĩnh t i DC:ổ ả DC = (4 DCg + 2 DCb) L = 7268.798 KN
T ng tĩnh t i DW:ổ ả DW = (4 DWg + 2 DWb) L = 555.74 KN
Momen: My = Rt Lc - Rf Lc

R_t DC

2

DW
2

+ 7268.798

2

555.74
2
+

= = 3912.269= 3912.269

= kN

R_f = R_t

L_c = 1.2 m - kho ng cách t tim đ n g i trả ừ ế ố ụ

M_y = R_t×L_c−R_f×L_c= 0 N

<b>4.2.1.2</b> <b>Tĩnh t i c a k t c u ph n dả ủ</b> <b>ế ấ</b> <b>ầ</b> <b>ưới</b>
Công th c chung đ xác đ nh tĩnh t i là ứ ể ị ả
Pi =Vi gi

Pi : tr ng lọ ượng cu c u ki n (kN)ả ấ ệ
Vi : th tích các c u ki n (mể ấ ệ 3₎

gi: tr ng lọ ượng riêng cu c u ki n, 24.5ả ấ ệ kN/m3

- Do b móngệ

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

- Do thân tr : ụ

P_{d_tu} = A₂×h₂×γ _c = 6.88 7.606× ×24.5= 1282.07 kN

- Do xà mũ:

P_{d_xm}=

(

b₃+ 2 b× _3a

)

× b'₃×h₃× γ_c = (1.6 2 0.8+ × ) 11.5× × 0.8×24.5= 721.28 kN

- Do đ nh tr :ỉ ụ

P_{d_dt}=

(

b₃×b'₃×h₃

)

×γ_c = 1.6 11.5× ×0.8×24.5= 360.64 kN

- Do đá kê g i:ố

P_{d_kg} = 2×(a b× ×c)×n×γ_c = 2×(0.8 0.55× ×0.125)×6×24.5= 16.17 kN

- Do tường che:

P_{d_tc} = 4×

(

b_3a×b'₄×h₃

)

= 4×(0.8 0.4× ×0.8) = 1.024kN

- T ng c ng tĩnh t i ph n dổ ộ ả ầ ưới:

P_d = P_{d_bt}+P_{d_tu}+ P_{d_xm}+ P_{d_dt}+ P_{d_kg}+ P_{d_tc} = 4341.18 kN

<b>4.2.2 Ho t t i (LL)ạ ả</b>

<b>4.2.2.1 Đ t xe trên 2 nh p (đi u 3.6.1.3.1)ặ</b> <b>ị</b> <b>ề</b>

850
1700

1.0

15

1 _1.015 1

145
145
35

145
145
35

4300
4300
15000
4300
4300

y1 y2 y3 y4 y5 y6

0.0

15 11

0

11

0

y7

Tải trọng làn

a=350
36300

1.2

Tung đ độ ường nh hả ưởng t i v trí đ u d mạ ị ầ ầ
y = (Ltt + a)/Ltt = 1.015

y' = a/Ltt = - 0.015

Lc - kho ng cách t tim g i tr đ n tim tr 1.2 mả ừ ố ụ ế ụ
Ltt - chi u dài nh p tính tốn = 36.3 mề ị

a - kho ng cách t đ u d m đ n tim g i, a = 0.35 mả ừ ầ ầ ế ố
x - kho ng cách t tim g i ph i đ n tr c 35 c a xe th haiả ừ ố ả ế ụ ủ ứ

x = 15 - 1.7 – 0.35 = 12.8 m
Di n tích đệ ường nh hả ưởng:

w = y (Ltt + a)+1.7 1 - a y'
Ph n l c R:ả ự

R = P yi nlan m

Trong đó:

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

yi - tung đ độ ường nh hả ưởng tương ngứ
nlan - s làn, nlan = 2ố

m - h s làn, m = 1ệ ố

N - l c d c tác d ng xu ng trự ọ ụ ố ụ
Rt - ph n l c g i trái (kN)ả ự ố
Rp - ph n l c g i ph i (kN)ả ự ố ả

Mx - momen quanh tr c x do l c d c (kN.m)ụ ự ọ
Đ i v i Rt, Rf: My = Rố ớ Lc = R 1.2

- Nh ph n tính tốn d m ch , ta có đư ầ ở ầ ủ ược giá tr đị ường nh hả ưởng l c c t sau:ự ắ

y₁ = 0.773 y₂ = 0.891 y₃ = 0.965

y₄ = 0.977 y₅ = 0.596 y₆ = 0.586

y₇ = 0.478 y₈ = 0.360

- T i tr ng gây ra bên trái tr c và bên ph i do xe 3 tr c thi t k :ả ọ ụ ả ụ ế ế

P_{t_3t} = 35 y× ₁+ 145 y×

(

₂+ y₄

)

= 35 0.773× + 145 0.891 0.977×( + ) = 297.915kN

P_{p_3t}= 35 y× ₅+ 145 y×

(

₇+ y₈

)

= 35 0.596× + 145 0.478 0.360×( + ) = 142.37 kN

- T i tr ng gây ra bên trái tr c và bên ph i do xe 2 tr c thi t k :ả ọ ụ ả ụ ế ế

P_{t_2t} = 35 y× ₃+ 145 y× ₄ = 35 0.965× +145 0.977× = 175.44 kN

P_{p_2t}= 35 y× ₅+ 145 y× ₆ = 35 0.596× + 145 0.586× = 105.83kN

- T i tr ng do xe thi t k gây ra:ả ọ ế ế

P_t = max P

(

_{t_3t}, P_{t_2t}

)

= 297.915 kN

P_p = max P

(

_{p_3t}, P_{p_2t}

)

= 142.37kN

<b>4.2.2.2</b> <b>Do t i tr ng làn:ả</b> <b>ọ</b>

T i tr ng làn là t i tr ng phân b d c d m b r ng 3m, ả ọ ả ọ ố ọ ầ ề ộ
đ l n ộ ớ q_lan = 9.3 kN/m

P_lan = q_lan×(2L + 2) = 9.3 2 37×( × + 2) = 706.8 kN

<b>4.2.2.3</b> <b>T i tr ng ngả</b> <b>ọ</b> <b>ười đi (PL)</b>

<b>4.2.2.3.1 Trường h p ngợ</b> <b>ười đi trên c 2 l trên c hai nh pả</b> <b>ề</b> <b>ả</b> <b>ị</b>

T i tr ng tiêu chu n ngả ọ ẩ ười đi b : q = 3 KN/mộ 2

B r ng đề ộ ường người đi bộ : Bbh = 1.5 m
Ph n l c g i do ngả ự ố ười đi b : ộ

P_{PLt_22} PPL×nK×L
2

4.5 2× ×37

2

= = 166.5

= kN

P_{PLp_22} PPL×nK×L
2

4.5 2× ×37

2

= = 166.5

= kN

<b>4.2.2.3.2 Trường h p ngợ</b> <b>ười đi trên c hai l trên 1 nh p tráiả</b> <b>ề</b> <b>ị</b>

T i tr ng tiêu chu n ngả ọ ẩ ười đi b :ộ q = 3 KN/m2

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

f_s Mx

I_cr×

(

ds−x

)

×n

1.93283e9

1.69791e11×(1320.0 209.8− )×6.793

= = 85.85

= N/mm2

Đi u ki n h n ch m r ng v t n t:ề ệ ạ ế ở ộ ế ứ

f_s≤ f_smax = ₃ Z

d_c×A

0.6 f× _y

≤

trong đó

d_c: chi u cao tính t th ch u kéo xa nh t đ n tim thanh g n nh t ề ừ ớ ị ấ ế ầ ấ d_c= 80 > 50
=> Ch n ọ d_c = 50 mm

A: di n tích bêtơng ch u kéo 1 thanh thép (có ệ ị a_t = 41 thanh)

A 2d_c b

a_t

× 2 50× 4914.0

41













×

= = 11985.0

= _mm2

=> fsmax

Z

3

d_c×A

23000

3

50 11985.0×

= = 272.8

= _{N/mm2 >}_f_s₌ _85.85_N/_mm2

0.6 f× _y = 0.6 420× = 252.0_{N/mm2 >}f_s= 85.85_N/_mm2

V y đi u ki n h n ch tho mãn. => Thân tr không n t theo phậ ề ệ ạ ế ả ụ ứ ương X
<b>4.4.3.3.2 Theo phương Y:</b>

Ti t di n xét là hình ch nh t có chi u r ng h và chi u cao b ế ệ ữ ậ ề ộ ề

d_s = b d− _c = 4914.0 80− = 4834.0 mm

A_s= 18472.6_mm2

- Xác đ nh v trí tr c trung hồ tính t mép dị ị ụ ừ ướ ủi c a m t c t :ặ ắ

x n A× s

h 1

2 d× _s×h

n A× _s

+ −2









× 6.793 18472.6×

1400.0 1

2 4834.0× ×1400.0

6.793 18472.6×

( )

+ −2













×
=
=
755.933

= _mm

Tính mơmen qn tính n t (t c là mơmen qn tính cho ti t di n đã b đi ph nứ ứ ế ệ ỏ ầ
n t):ứ

I_cr h x

3

×

3 n As

(

ds−x

)

2

×
×
+
=

1400.0 755.933× 3

3 6.793 18472.6 4834.0 755.933( − )
2

×

 

×
+

= =2.2885 10× 12 mm4

ng su t trung bình l y t i tâm nhóm c t thép :

Ứ ấ ấ ạ ố

f_s My

I_cr×

(

ds−x

)

×n

2.10718e9

2.2885e12×(4834.0 755.933− )×6.793

= = 25.51

= N/mm2

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

f_s≤ f_smax = ₃ Z

d_c×A

0.6 f× _y

≤

trong đó

d_c_{: chi u cao tính t th ch u kéo xa nh t đ n tim thanh g n nh t}_ề _{ừ ớ} _ị _{ấ ế} _ầ _ấ
d_c= 80 > 50 => Ch n ọ d_c = 50 mm

A: di n tích bêtơng ch u kéo 1 thanh thép (có ệ ị a_t = 7 thanh)

A 2d_c b

a_t

× 2 50× 4914.0

7













×

= = 70200.0

= _mm2

=> fsmax

Z
3

d_c×A

23000
3

50 70200.0×

= = 151.3

= _N/

mm2 > fs= 25.51 N/_mm2

0.6 f× _y = 0.6 420× = 252.0_{N/mm2 >}f_s= 25.51_N/_mm2

</div>

<!--links-->