Tài liệu THIẾT KẾ CẤU TẠO KẾT CẤU CầU ĐƯỜNG - chương 13 pptx

d d
D
Hình 13-1: Vệt tiếp xúc của bánh
xe với mặt đường
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN ---  --- BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ
CHƯƠNG 13 : TÍNH TỐN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM
13.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA TẢI TRỌNG XE CHẠY TÁC DỤNG LÊN MẶT ĐƯỜNG
VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NĨ ĐẾN CƠ CẤU LÀM VIỆC CỦA KCAĐ .
1.1 Đặc điểm của tải trọng xe chạy tác dụng lên mặt đường
 Độ lớn của tải trọng tác dụng lên mặt đường phụ thuộc vào hai yếu tố:
+ Độ lớn của tải trọng trục Q (T).
Các xe tải thường có trọng lượng trục sau chiếm 3/4 trọng lượng của tồn bộ xe. Do đó độ lớn
của tải trọng phụ thuộc vào trọng lượng của trục sau ơtơ
+ Diện tích vệt tiếp xúc của bánh xe với mặt đường (cm
2
) phụ thuộc vào kích thước và độ
cứng của lốp xe (áp lực hơi).
Diện tiếp xúc của bánh xe với mặt đường được xác định như sau:
Ap lực truyền xuống mặt đường (kG/cm
2
)
p = α.p
0
(13-1)
Trong đó:
α: Hệ số kể đến độ cứng của lốp
α=0,9÷1,3 khi tính tốn lấy α=1,1
P
0
: Ap lực hơi trong xăm.
Như vậy D có thể tính:

.
F.4
D
π
=

ta có : p =
F
P

=>
p
P
08,1
p.
P.4
D
≈
π
=
(cm) (13-2)
P: 1/2 tải trọng trục sau của xe
D : Đường kính của vệt bánh xe tương đương
p : áp lực của bánh xe tác dụng lên mặt đường.
Theo 22TCN 211-06 tải trọng tính tốn tiêu chuẩn như sau :
Loại đường
Tải trọng
trục (daN)
Ap lực tính tốn lên
mặt đường ( daN/cm

2
)
Đường kính vệt
bánh xe (cm)
V Âỉïc Hong Giạo ạn : Thiãút Kãú Âỉåìng ä
tä Trang :  1
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N --- --- Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
+ng ụ tụ thuc mng li chung, ng
cao tc, ng ụ th cp khu vc tr xung
10000 6 33
+Trc chớnh ụ th, mt s ng cao tc,
ng khu cụng nghip
12000 6 36
= > c im ti trng xe tỏc dng lờn mt ng :
- Ti trng ng
- Ti trng trựng phc hin tng mi
- Ti trng tỏc dng t ngt v tc thi.
1.2 Anh hng ca ti trng n c ch lm vic ca KCA
Bin dng ca KCA v nn ng ph thuc:
- Thi gian tỏc dng ca ti trng
Bin dng t l thun vi thi gian tỏc dng : nu cựng ti trng tỏc dng nh nhau thỡ
thi gian tỏc dng cỏc lõu sinh ra bin dng cng ln
- Ti trng tỏc dng P
Bin dng t l thun vi ti trng : nu cựng thi gian tỏc dng nh nhau thỡ ti trng tỏc
dng cỏc ln sinh ra bin dng cng ln
- Tc gia ti
Bin dng t l nghch vi tc gia ti : tc gia ti cng chm thỡ bin dng do nú
gõy ra cng ln.
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ
tọ Trang : 2

TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N --- --- Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
12.2 CC HIN TNG PH HOI KCA MM, NGUYấN Lí TNH TON
CNG O NG MM
2.1 Cỏc hin tng phỏ hoi KCA mm

l
D
D
o

Nén
Kéo
Cắt
Kéo
Lún
Trồi
á
p lực truyền lên đất
(đất bị nén)
Hình 13-2. Các hiện tựơng phá hoại áo đừơng mềm ở trạng thái
giới hạn dứơi tác dụng của tải trọng xe chạy
- Ngay di mt tip xỳc ca bỏnh xe , mt ng s b lỳn (ng sut nộn)
- Xung quanh ch tip xỳc s phỏt sinh trt do (ng sut ct)
- Trờn mt ng xut hin cỏc ng nt hng tõm bao trũn, xa hn 1 chỳt vt liu b y
tri, mt ng cú th b góy v v phn ỏy ca ỏo ng b nt (ng sut kộo)
2.2 Nguyờn lý tớnh toỏn kt cu ỏo ng mm.
2.2.1 Tớnh toỏn theo vừng n hi:
vừng n hi ca c KCA di tỏc dng ca ti trng xe gõy ra khụng c vt qua
vừng n hi cho phộp.

õv
cd
K
. l
h
l
gh
(13-3)
l
h
: vừng n hi ca c KCA di tỏc dng ca ti trng xe gõy ra (cm)
l
gh
: vừng n hi cho phộp xut hin trong KCA (cm)
õv
cd
K
: H s cng v vừng, ph thuc vo tin cy thit k ( ly theo bng 3-2 v bng
3-3 ca 22 TCN 211-06)
(12-3) E
ch


õv
cd
K
.E
yc
(13-4)
Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ

tọ Trang : 3
TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA N --- --- Bĩ MN ặèNG KHOA XDC
E
yc
: mụuyn n hi yờu cu ca KCA [daN/cm
2
]
E
yc
=
gh
l
Dp )1.(.
2
à

(13-5)
Trong ú : p : ỏp lc ca bỏnh xe tỏc dng lờn mt ng
D : ng kớnh vt bỏnh xe tng ng
L
gh
: vừng gii hn cho phộp
à
: hh s poisson
E
ch
: mụuyn n hi chung ca c kt cu [daN/cm
2
]
2.2.2 Tớnh toỏn theo ng sut ct :

ng sut ct ti mi im trong KCA v trong nn t do ti trng xe chy v trng lng bn
thõn ca cỏc lp vt liu gõy ra khụng c quỏ ng sut ct gii hn trong nn t v trong cỏc
lp vt liu KCAD

tr
cd
K
(
ax

+

av
) C
tt
(13-6)

ax
: ng sut ct hot ng ln nht xut hin trong nn t hoc trong cỏc lp vt liu kộm
dớnh do ti trng xe chy gõy ra (daN/cm
2
)
av : sut ct hot ng xut hin trong nn t hoc trong cỏc lp vt liu kộm dớnh do trng
lng bn thõn ca cỏc lp vt liu phớa trờn gõy ra (daN/cm
2
)
tr
cd
K
: H s cng v chu ct ( trt), ph thuc vo tin cy thit k ( ly theo bng 3-7

ca 22 TCN 211-06)
C
tt
: lc dớnh tớnh toỏn ca nn t hoc ca cỏc lp vt liu kộm dớnh trng thỏi m v
cht tớnh toỏn (daN/cm
2
)
C
tt
= C.K
1
.K
2
.K
3
(13-8)
C : Lc dớnh ca t hoc ca lp vt liu kộm dớnh.
K
1
:
K
2
:
K
3
:
2.2.3 Tớnh toỏn theo ng sut kộo un :
ng sut kộo un xut hin ỏy cỏc lp vt liờu ton khi do ti trng xe chy gõy ra khụng
c quỏ ng sut kộo un cho phộp ca cỏc lp vt liu ú.
Cụng thc tớnh toỏn nh sau :

Voợ ổùc Hoaỡng Giaùo aùn : Thióỳt Kóỳ ổồỡng ọ
tọ Trang : 4
TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA ÂN ---  --- BÄÜ MÄN ÂỈÅÌNG – KHOA XDCÂ
σ
ku
≤ R
ku
(13-9)
σ
ku
: ứng suất kéo uốn lớn nhất xuất hiện trong các lớp vật liệu tồn khối do tải trọng xe chạy
gây ra (daN/cm
2
)
R
ku
: cường độ chịu kéo uốn cho phép của vật liệu (daN/cm
2
)
12.3 TÍNH TỐN CƯỜNG ĐỘ CỦA KẾT CẤU ÁO MỀM THEO TIÊU CHUẨN
ĐỘ VÕNG ĐÀN HỒI
3.1 Ngun lý tính tốn.
E
ch
≥ E
yc
(13-10)
3.2 Tính tốn :
3.2.1 Tính E
ch

:
a. Đối với hệ 2 lớp :
* Xác định E
ch
khi biết chiều dày h như sau :
- Xét tỉ số :
1
1
0
E
E
E
E
D
h
ch
ưKogantratoạnâä
 →








=> E
ch
*.Bài tốn ngược : tìm h
1

khi biết E
yc
- Xét tỉ số :
D
h
E
E
E
E
E
E
ưKogantratoạnâä
yc
ch
 →







=
11
1
0

=> h
V Âỉïc Hong Giạo ạn : Thiãút Kãú Âỉåìng ä
tä Trang :  5

Hình 13- 3 S¬ ®ơ tÝnh h 2 lp
E
ch
p
D
E
0
E
1
h