Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts chơng tÝnh to¸n trơ T4 120 I Xác định kích thớc II Xác định tải trọng tác dụng lên trụ 120 121 III Tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ IV Kiểm toán Độ mảnh trụ V Chọn mặt cắt tính toán VI Giả thiết cốt thép trụ VII Kiểm toán sức chịu tải trụ ( TD 1-1)theo tổ hợp tải trọng 124 125 125 126 126 TÜnh t¶i 121 Hoạt tải xe thiết kÕ 121 T¶i träng h·m xe ( BR ) 121 Lùc vµ tµu ( CV ) 122 T¶i träng giã 123 5.1 T¶i träng giã ngang cầu tác dụng lên kết cấu 123 5.2 Tải trọng gió ngang cầu tác dụng lên xe 123 5.3 Tải trọng gió dọc cầu 123 áp lực nớc 123 Lùc ma s¸t (FR) 124 HiƯu øng ®éng ®Êt ( EQ) 124 Quy ®ỉi tiÕt diƯn tÝnh to¸n 126 Độ lệch tâm tiết diện 127 KiĨm to¸n trơ theo tổ hợp tải trọng TTGHSD 127 3.1 KiĨm to¸n øng st TTGHSD 127 3.2 KiĨm to¸n nøt cho tiÕt diƯn tÝnh to¸n 128 KiĨm to¸n trơ theo tổ hợp tải trọng TTGH CĐ TTGHĐB 128 4.1 Søc kh¸ng nÐn däc trơc 128 4.2 Søc kháng nén lệch tâm hai chiều 129 Kiểm tra kích thớc đá tảng 132 VIII 133 Kiểm toán sức chịu tải cọc(TD 2-2) Sức chịu tải cọc theo điều kiện đất 133 Sức chịu tải cäc theo vËt liƯu cÊu t¹o 134 Nội lực tác dụng lên cọc tổ hợp tải trọng, kiểm toán cọc 135 tính toán trụ T4 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts tính toán trụ T4 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts chơng tính toán trụ T4 I Xác định kích thớc Trong phạm vi đồ án thiết kế kỹ thuật phần kết cấu bên dới em xin đợc trình bày thiết kế kỹ thuật trụ T4 Kích thớc trụ nh sau : Hình III : kích thớc trụ T4 Trụ T4 trụ đặc, móng trụ dùng 18 cọc khoan nhồi đờng kính 1,0m Hai đầu trụ đợc vuốt tròn bán kính 1,5m nhằm tạo dáng vẻ đẹp cho trụ đồng thời giảm bớt sức cản dòng chảy Trụ T4 đợc đặt vị trí có cao độ theo thiết kế sau: Cao độ mặt cầu vÞ trÝ trơ : 44.29 ( m ) Cao ®é ®Ønh trô : 27.29 ( m ) Cao độ đỉnh đài : 16.18 ( m ) tính toán trụ T4 120 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ ¸n tèt nghiƯp ngun phi l©n Cao Cao Cao Cao Cao ®é ®é ®é ®é độ gvhd:pgs.ts đáy đài : 13.68 mặt đất tự nhiên vị trí trụ mực nớc thấp : 17.00 mùc níc th«ng thun : 20.20 mùc níc cao nhÊt : 25.00 II Xác định tải trọng tác dụng lên trơ TÜnh t¶i ( m ) : 13.08 ( m ) ( m ) ( m ) ( m ) Tĩnh tải tác dụng lên trụ chia riêng thành tải trọng nh sau: Tĩnh tải phần 1: Gồm trọng lợng thân toàn kết nhịp dầm (DC1) Tĩnh tải phần 2: Gồm toàn trọng lợng thân lớp phủ mặt cầu, lan can, nh số thiết bị, công trình phục vụ cầu (DW DC2), có: Tĩnh tải trụ: Gồm toàn tải trọng thân kết cÊu trơ cịng nh cđa bƯ mãng(DC) Tuy nhiªn xét tới tĩnh tải thân trụ, ta cần xét tới trụ chịu tác dụng lực đẩy với mực nớc nào(WA) Hoạt tải xe thiết kế Theo quy định quy trình [A3.6.1.3.1]: Đối với mômen âm điểm uốn ngợc chiều chịu tải trọng rải nhịp đối phản lực gối lấy 90% hiệu ứng hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trớc xe đến trục bánh sau xe 15000mm tổ hợp 90% hiệu ứng tải trọng thiết kế, khoảng cách trục 145KN mỗt xe tải phải lấy 4300mm Tải trọng hÃm xe ( BR ) Theo điều 3.6.4 quy trình 272-05: Lực hÃm xe đựơc truyền từ kết cấu xuống trụ qua gối đỡ Tuỳ theo loại gối cầu dạng liên kết mà tỉ lệ truyền lực ngang xuống trụ khác nhau.Do tài liệu tra cứu ghi chép tỉ lệ ảnh hởng lực ngang xuống trụ nên tính toán, lấy tỉ lệ truyền 100% Lực hÃm đợc lấy 25% trọng lợng trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho đợc đặt tất thiết kế đợc chất tải theo điều 3.6.1.1.1 coi nh chiều Các lực đợc coi nh tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía mặt đờng 1800mm theo hai chiều dọc để gây hiệu ứng lực lớn Tất thiết kế phải đợc chất tải đồng thời cầu coi nh chiều tơng lai Phải áp dụng hệ số quy định điều 3.6.1.1.2 tính toán trụ T4 121 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts 1.800 BR Hình III : sơ đồ xác định tải trọng hÃm xe Theo quy định trên, tải trọng hÃm đợc phân bố chiều rộng thiết kế (3.5 m), cách mặt đờng xe chạy 1,8m có chiều nhằm tìm tổ hợp bất lợi, có giá trị 25% tải trọng trục xe tải thiết kế, tính lực phân bố phơng ngang Vậy giá trị lực hÃm phân bố trên thiết kế : qBR = 0.25x(35+145+145) = 81.25 (kN/m) Quy ®ỉi lùc h·m vỊ lùc tập trung đặt cách mặt đờng xe chạy 1.8m ta có: + Khi hoạt tải xe 1làn: PBR=1.2x81.25 x 3.5 = 341.25 ( kN ) + Khi ho¹t tải xe làn: PBR= x81.25 x = 568.75 ( kN ) + Khi hoạt tải xe làn: PBR= 0.85 x81.25 x10.5 = 725.16( kN ) Lùc vµ tµu ( CV ) Sông đợc quy định cấp II Dựa vào cấp sông ta tra bảng 3.14.2-1 để có tải trọng tầu thiết kế Loại tầu tự hành 1000 DWT Tra vận tốc va tầu thiết kế bảng 3.14.3-1, lấy vận tốc bình quân năm dồng chảy liền kề trụ tính toán 1.8 m/s Vận tốc va tàu thiÕt kÕ : V=3.3+Vs=3.3+1.8=5.1 m/s Theo 3.14.11.1, ®Ĩ tÝnh ỉn định tổng thể, lực va thiết kế đợc coi lực tập trung tác dụng lên kết cấu phần dới mức nớc cao trung bình năm.Giá trị lực theo phơng thẳng góc với trụ lấy 100% Ps, với phơng ngang cầu lấy 50% Ps Trong , Ps tính công thức : tính toán trụ T4 122 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ ¸n tèt nghiƯp ngun phi l©n gvhd:pgs.ts Ps 1.2 10 V DWT Trong : Ps : lực va tĩnh tơng đơng (N) DWT : tải träng cđa tµu.(Mg) V : lµ vËn tèc va tµu (m/s) Vậy lực va tàu thẳng góc : Ps = 1.21055.1 = 19353.14 103 N = 19353 kN Tải trọng gió 5.1 Tải trọng gió ngang cầu tác dụng lên kết cấu Theo điều 3.8.1.1 quy trình 22TCN 272-05 Tốc độ gió thiết kế V phải đợc xác định theo công thức : V = VB.S Trong ®ã : VB:Vïng tÝnh giã theo TCVN 2737 1995 vùng I tốc độ gió lấy VB = 25m/s ( đà nhân với hệ số 0,85 ) S:Hệ số điều chỉnh với khu đất chịu gió độ cao mặt cầu theo quy định, tra bảng 3.8.1.1-2 Tra S = 1.11, với khu vực mặt thoáng nớc, độ cao mặt cầu so với mặt nớc 16.00 m Tải trọng gió đợc đặt trọng tâm diện tích bề mặt chắn gió.Tính theo công thức : PD = 0,0006.V2.At.Cd 1,8At (KN) [3.8.1.2.1-1] Trong ®ã : V : Tốc độ thiết kế xác định theo phơng tr×nh 3.8.1.1-1 (m/s) At : diƯn tÝch cđa kÕt cÊu hay cÊu kiƯn ph¶i tÝnh t¶i träng giã ngang (m2).Trong đồ án , diện tích tính gió phần lan can, hai bên cánh hẫng, diện tích trụ lớn lộ mặt nớc Cd : Hệ số cản, tra theo hình 3.8.1.2.1.1 có tính chiết giảm cho phần kết cấu sờn nghiêng 8o theo quy định phần giải Tỷ số b/d phần kết cấu : b/d = 13900/(5000+500) = 2,53 Víi : b : chiỊu rộng toàn cầu bề mặt lan can ( mm) d : chiỊu cao kÕt cÊu phÇn bao gồm lan can đặc có ( mm ) Cd = 1.435 Tải trọng gió lực tập trung, đợc tính riêng cho lan can, thành bên hộp thân trụ: Đối với phần lan can đặc : PD1 = 67.5 (kN) Đặt cao độ +33.04 m Đối với phần thành bên hộp: tính toán trụ T4 123 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts PD2 = 513 ( kN ) Đặt cao độ +29.69 m Đối với phần thân trụ (MNTN) PD3 = 147.37 ( kN ) Đặt cao độ +22.145m 5.2 Tải trọng gió ngang cầu tác dụng lên xe Theo quy định điều 3.8.1.3 quy trình 22TCN 272-05, xét tổ hợp tải trọng cờn độ III phải xét tải trọng gió tác dụng lên kết cấu xe cộ Phải biểu thị tải trọng ngang gió lên xe cộ tải trọng phân bố 1.5 kN/m t¸c dơng theo híng n»m ngang so víi tim däc kết cấu đặt cao độ1800mm so với mặt ®êng VËy ®èi víi trơ T4 coi t¶i träng giã tác dụng lên xe cộ truyền xuống trụ gồm nửa xe xếp nhịp Vậy quy đổi tải trọng tập trung đặt trụ T5 cách mặt đờng 1800mm có giá trị là: PWL= 1.5x(90+60)/2= 112.5 ( kN) 5.3 Tải trọng gió dọc cầu Kể đến tác dụng gồm : thân trụ theo phơng ngang vuông góc với trụ Kết cấu phần : có giá trị 0.25 tác dụng gió dọc cầu áp lực nớc Quy trình, điều 3.7, chØ tÝnh lùc ®Èy nỉi Lùc ®Èy Asimet tÝnh cho chiỊu cao trơ ngËp díi níc ë møc níc thÊp Giá trị lấy ngợc dấu với lực nén kết cấu gây Khi tính với mặt cắt ®Ønh bÖ mãng : PWA= V = 10 x (17-16.18)x(6x3+3.14x1.5 2) = 205.53( kN ) Khi tính với mặt cắt ®¸y bƯ mãng : PWA = 205.53 + 10 x ( 2.5x18.0x8.0) = 3400 ( kN ) Trong ®ã : : dung trọng đẩy V : thể tích trụ ngập nớc - áp lực dòng chảy theo chiều ngang nớc chảy vuông góc với cầu - Theo chiều dọc : Lực nhỏ nên bỏ qua không tính đến Lực ma sát (FR) Lực ma sát chung gối cầu phải đợc xác định sở giá trị cực đại hệ số ma sát mặt trợt Khi thích hợp cần xét đến tác động độ ẩm khả giảm phẩm chất nhiễm bẩn mặt trợt hay xoay hệ số ma sát Và tổ hợp lấy đồng thời tải trọng hÃm lực ma sát mà phải lấy giá trị lớn hơn, nhiên trụ T4 có đặt gối cố định với giả thiÕt lµ lùc h·m sÏ trun xng trơ theo tû lệ 100% nên tính toán coi nh lực ma sát không kể đến tính toán trụ T4 124 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts Hiệu ứng động đất ( EQ) Cầu đợc xây dựng nằm vùng động đất I nên theo quy định quy trình (điều 4.7.4.1) không cần phân tích tải trọng động đất tầm quan trọng Tuy nhiên phải tuân theo yêu cầu tối thiểu sau: bề rộng gối cầu phải lấy lớn chuyển vị cực đại hc % cđa bỊ réng lÊy theo kinh nghiƯm N tính theo phơng trình: N 200 0.0017 L 0.0067 H 1 0.000125S Trong ®ã: N : chiều dài tối thiểu đo vuông góc với đờng trục gối (mm) L: chiều dài mặt cầu ®Õn khe co gi·n l©n cËn (mm) H: chiỊu cao trung bình cột đỡ kết cấu nhịp cầu ®Õn khe co gi·n gÇn nhÊt (mm) S: ®é chÐo gối đo đợc từ đờng vuông góc với nhịp (độ) III Tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ Để xác định giá trị nội lực bất lợi nhất, ta cần xét tất tổ hợp tải trọng bất lợi xảy Theo quy trình 22TCN 272-05, với cấu kiện trụ cầu có tổ hợp tải trọng sau: Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cờng độ I cho hệ số tải trọng thờng xuyên lớn Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cờng độ II cho hệ số tải trọng thờng xuyên lớn Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cờng độ III cho hệ số tải trọng thờng xuyên lớn Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn đặc biệt với hệ số tải trọng thờng xuyên nhỏ xét với trờng hợp va tầu hệ số tải trọng thờng xuyên nhỏ gây nguy hiểm với thân trụ cọc Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn sử dụng IV Kiểm toán Độ mảnh trụ DiƯn tÝch tiÕt diƯn trơ : A = 25.065 ( m2) Mô men quán tính : Ix = 3.22.107 (m4) Iy = 3.4.104 (m4) B¸n kÝnh qu¸n tÝnh : rx = =1133.43 m; ry = = 36.83 m Ta coi trụ có đầu ngàm đầu tự chịu nén uốn theo phơng x < 22 K: hệ số độ dài hữu hiệu Lu : chiều cao trụ tính toán trụ T4 125 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân x gvhd:pgs.ts Vậy đảm bảo xét đến hiệu ứng độ mảnh theo phơng Theo phơng y ta coi trụ nh có đầu ngàm đầu khớp < 22 Vậy tổ hợp nội lực đảm bảo xét đến hiệu ứng độ mảnh theo phơng y V Chọn mặt cắt tính toán Trong đồ án, tính toán cho mặt cắt trụ mặt cắt vị trí tiếp giáp thân trụ với bệ trụ mặt cắt đáy bệ trụ Chọn mặt cắt vị trí tiếp giáp thân trụ với bệ trụ để kiểm toán trụ 1-1 Chọn mặt cắt vị trí đáy bệ trụ để xác định nội lực lên đầu cọc 2-2 Tổng hợp nội lực tiêu chuẩn tác dụng lên trụ tính tiết diện 1-1: 1-1 No Bảng III : Liệt kê nội lực tác dụng lên trụ tính TD Thành phần tải trọng Ký hiệu Lực Lực ngang Mômen Tĩnh tải trơ Lan can DB Líp phđ DW DC PL1 286.740 - - PL2 LL2 +IM LL3+ IM 573.480 2863.42 3650.87 - - - - BR - - - 7b H·m lµn xe BR - - 17011 313 21689 423 Lùc ®Èy næi WA 205.533 568.7 50 725.1 56 8447.1 11 4381.0 44 7a Kết cấu nhịp Hoạt tải ngời bên Hoạt tải ngời bên Hoạt tải xe + xung kích Hoạt tải xe + xung kích Lực hÃm xe đứng (kN) 6859.33 1245.74 2615.88 27783.6 90 - - - - 5a 5b 6a 6b tÝnh to¸n trơ T4 DD Hx (kN) Hy (kN) Mx (kN.m) My (kN.m) - - - - - - - - - - - - - - 1706.1 03 - - 126 xu©n thao 2414.47.47CD3 - - SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi l©n gvhd:pgs.ts WS - - WS - - WS - - 12 Gió lên lan can Tải trọng gió nhịp Tải trọng gió trụ Tải trọng gió hoạt tải WL - - 13 Lực va tµu CV - - 10 11 VI 67.50 513.0 00 147.3 66 112.5 00 19353 14 1138.0 50 6930.6 30 879.03 3364.8 75 77799 620 - Gi¶ thiÕt cèt thÐp trơ Theo tiªu chn 22TCN-272-05 Theo chiỊu däc cđa cÊu kiƯn kh«ng dù øng lùc diƯn tÝch cèt thÐp thêng nhiÒu nhÊt nh sau: [ 5.7.4.2 – 1] Trong ®ã: As = DiƯn tÝch cèt thÐp thêng chịu kéo (mm2) Ag = Diện tích mặt cắt nguyên (mm2) As = 0.08x25.065x106= 2005200 mm2 Lỵng cèt thÐp tèi thiểu thoả mÃn điều kiện: Trong đó: fc = Cờng độ chịu nén qui định bêtông 40 (Mpa) fy = Giới hạn chảy qui định cốt thép thờng 400 (Mpa) Chọn bố trí cốt thép theo điều cÊu t¹o nh sau : Bè trÝ cèt thÐp theo hai phơng ta chọn đờng kính cốt thép 32 với diện tích danh định 804 mm2 Ta tính toán bố trí với 470 32 khoảng cách cốt thép : a150 Diện tích cốt thép tính toán : Ast = 470 x 804 = 377996 ( mm2 ) VII Kiểm toán sức chịu tải trụ ( TD 1-1)theo tổ hợp tải trọng Quy đổi tiết diện tính toán Tiết diện trụ chọn đợc bo tròn theo bán kính nửa chiều rộng thân trụ, tính toán quy đổi tiết diện hình chữ nhật để gần với mô hình tính toán theo lý thuyết Cách quy đổi hình chữ nhËt cã chiỊu réng b»ng chiỊu réng cđa trơ, chiỊu dài lấy giá tính toán trụ T4 127 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts 3.1 Kiểm toán ứng suất TTGHSD Theo điều 5.9.4.2.1 giới hạn ứng suất cho phép bê tông đợc lấy nh sau: Đối với ứng suất nén : - 0.4f’c= -12 ( Mpa ) §èi víi øng st kéo : không cho phép trụ Với quy íc dÊu : øng suÊt nÐn mang dÊu d¬ng ( + ), ứng suất kéo mang dấu âm (-) Điều kiện kiểm tra ứng suất tiết diện tính toán : Trong đó: N, M, Md : lần lợt lực dọc, mômen theo phơng ngang cầu, dọc cầu vị trí mặt cắt tính toán với tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng Kết tính toán ứng suất tiết diện 1-1 Bảng III :Kiểm toán ứng suất tiết diện 1-1 theo TTGHSD vị trÝ 2 2 x TT GH SD PL1+LL -1.5 TT GH SD PL2+LL2 1.5 -1.5 1.5 TT GH SD PL1+LL3 -1.5 TT GH SD PL2+LL3 -1.5 1.5 1.5 y 4.177 4.177 4.177 4.177 4.177 4.177 4.177 4.177 N Mx My f 41449 28 13846 99 17011 31 1.65 1.65 42236 72 9780 92 21689 42 41736 02 12140 89 17011 31 42523 46 8074 82 21689 42 1.69 1.68 1.67 1.66 1.70 1.70 KL Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt Ghi : vị trí 1,2 vị trí tính toán ứng suất cực đại cực tiểu tiết diện Các trờng hợp tổ hợp tải trọng theo TTGHSD : (1) PL + LL 2 : trờng hợp tính với ngời xe lệch tâm tính toán trụ T4 129 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiƯp ngun phi l©n gvhd:pgs.ts (2) PL + LL : trờng hợp tính với ngời xe lệch tâm (3) PL + LL : trờng hợp tính với hai ngời xe lệch tâm (4) PL + LL 3 : trêng hỵp tÝnh víi hai ngời xe lệch tâm 3.2 Kiểm toán nứt cho tiết diện tính toán Theo điều kiện kiểm tra ứng suất điểm kiểm tra không cho phép bị kéo nên cấu kiện hoàn toàn đảm bảo điều kiện chống nứt Kiểm toán trụ theo tổ hợp tải trọng TTGH CĐ TTGHĐB 4.1 Sức kháng nén dọc trục Sức kháng tính toán cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén đối xứng qua trục phải xác định nh sau : Pr = Pn [ 5.7.4.4 – ] §èi víi cÊu kiƯn cã cèt thÐp ®ai thêng : Pn = 0.8[0.85f'c(Ag-Ast) + fyAst] [ 5.7.4.4 ] Trong : Pr :Sức kháng lực dọc trục tính toán có uốn (N) Pn : Sức kháng lực dọc trục danh định có uốn (N) fc ' : Cờng độ qui định bê tông tuổi 28 ngày trừ có qui định tuổi khác Ag : Diện tích nguyên mặt cắt (mm2) Ast : Toµn bé diƯn tÝch cèt thÐp däc (mm2) : Hệ số sức kháng qui định điều 5.5.4.2, = 0.75 Thay số vào tính toán ta đợc : Pr = 0.75 x 0.8 x [0.85 x 40 x (25.065x 10 – 377996 ) + 400 x 377996 ] x 10-3 = 594334 ( kN ) Néi lùc tiết diện 1-1 theo tổ hợp tải trọng TTGHCĐ1 : Bảng III : Tổ hợp nội lùc theo TTGHC§1 tiÕt diƯn 1-1 N o Thành phần tải trọng Tĩnh tải trụ Lan can tính toán trụ T4 Ký hiệu Hệ số tải trọn g Lùc ®øng (kN) Lùc ngang Hx Hy (k (kN) N) M«men Mx My (kN.m) (kN.m) DD 1.2 8574.1 69 - - - - DB 1.2 1557.1 75 - - - - 130 xu©n thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts Líp phđ DW 1.5 KÕt cÊu nhÞp DC 1.2 34729 613 - - - - 5a Hoạt tải ngời bên PL1 1.7 501.79 - - 2985.6 80 - PL2 1.7 1003.5 90 - - - - LL2 +IM 1.7 5010.9 98 - - 14782 444 - LL3+ IM 1.7 6389.0 23 - - 7666.8 27 - - 995.3 13 - - 29769 797 1269 023 - - 37956 491 - 25434 951 67726 288 6b Hoạt tải ngời Hoạt tải xe + xung kích Hoạt tải xe + xung kích 7a Lực h·m lµn xe BR 1.7 7b H·m xe BR 1.7 Lực đẩy næi WA 1.0 5b 6a Tæng céng 3923.8 20 - - - - 205.53 61484 649 2264 336 - Bảng III : Tổ hợp nội lực theo TTGHCĐ2 tiết diện 1-1 N o Thành phần tải trọng Ký hiệ u Hệ số tải trọng Lực đứng Tĩnh tải trụ DD 1.25 Lan can DB 1.25 Líp phđ KÕt cÊu nhịp DW 1.50 DC 1.25 Lực đẩy WA 1.00 (kN) 8574.1 69 1557.1 75 3923.8 20 34729 613 205.53 Giã lªn lan can WS 1.40 - tÝnh to¸n trơ T4 Lùc ngang (kN) (kN) (kN.m) My (kN m) - - - - - - - - - - - - - - - - - 1593.2 70 - - 94.50 Hx Hy 131 xuân thao 2414.47.47CD3 Mômen Mx - SV : hoàng Đồ ¸n tèt nghiƯp ngun phi l©n 1 Tải trọng gió nhịp Tải trọng gió trụ Tæng céng gvhd:pgs.ts WS 1.40 - - WS 1.40 48579 243 - - 718.2 00 206.3 12 1019 012 9702.8 82 1230.6 53 12526 805 - Ghi chó : kiĨm to¸n søc kh¸ng nÐn däc trơc ta sư dụng tổ hợp tải trọng với trờng hợp lực dọc trục lớn nhất, tơng ứng với trờng hợp xếp xe cầu Bảng III : kiểm to¸n søc kh¸ng nÐn däc trơc V ( kN ) TTGHC§ 55971 856 TTGHC§ 48579 243 4.2 Hx Hy Mx My ( kN.m ( kN.m ( kN ) ( kN ) ) ) Pn Pr ( kN ) ( kN ) KL 1269 37956 792445 594334 35 02 02 49 Đạt 792445 594334 1019 12526 .35 02 01 81 Đạt Sức kháng nén lệch tâm hai chiều Kiểm toán tiết diện đợc tiến hành cách kiểm tra cờng độ tiết diện bê tông chịu nén uốn hai chiều theo quy định điều [A5.7.4.5] Nếu lực tính toán dọc trục không nhỏ 0.1fc'Ag : [A5.7.4.5-1] 2] Po = 0.85f'c(Ag-Ast) + fyAst [A5.7.4.5- NÕu t¶i träng tính toán dọc trục nhỏ 0.1fc'Ag : [A5.7.4.5-3] Trong : với f đổi đơn vị ( kN/m2 ), diện tích A đơn vị ( m2 ) : Hệ số sức kháng cấu kiện chịu nén chịu nén dọc trục =0.7 (nén dọc trục cốt đai vuông) Prxy : Sức kháng dọc trục tính toán uèn theo hai ph¬ng ( kN ) Pry : Søc kháng dọc trục tính toán xác định sở tồn độ lệch tâm ex ( kN ) Prx : Søc kh¸ng däc trơc tÝnh to¸n chØ xác định sở tồn độ lệch t©m ey ( kN ) Pu : Lùc däc trơc tính toán ( kN ) Mux : Mô men tính to¸n t¸c dơng theo trơc X ( kN ) Muy : Mô men tính toán tác dụng theo trục Y ( kN ) ex : Độ lệch tâm lực däc trơc tÝnh to¸n t¸c dơng theo híng trơc X nghĩa Muy/Pu ( m ) ey : Độ lệch tâm lực dọc trục tính toán tác dụng theo híng trơc X nghÜa lµ b»ng Mux/Pu ( m ) tính toán trụ T4 132 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts Sức kháng dọc trục tính toán P rxvà Pry không đợc lấy lớn tích số hệ số sức kháng sức kháng nén danh định lớn Pn = 0.85f'c(Ag-Ast) + fyAst 4.2.1 KiĨm to¸n chi tiÕt cho tổ hợp tải trọng TTGH CĐ1 a Khả chịu nén dọc trục Khả chịu nén dọc trục đợc xác định theo công thức : Nu = x0.8x[0.85xfc(Ag - Ast) + fyAst] 5.7.4.3-3 ] Kết đà tính toán đợc phần : Nu = 594334 = Pr ( kN ) [A b Khả chịu nén uốn theo phơng dọc cầu Xác định mômen tối đa điểm cân bằng: Xác định hệ số làm việc mặt cắt: Hệ số hiệu chỉnh chiều cao khối ứng suất Khả chịu lực nén lớn uốn theo phơng dọc cầu đợc xác ®Þnh theo : Nub = [0.85 f’c.Ku b d + fy ( AS – A’S)] Trong ®ã : b : lµ bỊ réng cđa tiÕt diƯn TiÕt diƯn lµm viƯc mặt phẳng dọc cầu : b = 8.355 ( m ) d : khoảng cách từ mép chịu nén trọng tâm lớp cốt thép chịu kÐo d = H – c – 0.5 x D = – 0.075 – 0.5 x 0.032 = 2.909 ( m ) AS : lµ diƯn tÝch cèt thÐp chịu kéo, tính sơ với lợng cốt thép cạnh B Chän bè trÝ 173 , As = 173 x 804 x 10 -6 = 0.139 ( m2 ) AS : diện tích cốt thép chịu nén, As = As = 0.139 ( m2 ) Thay sè vµo ta tính đợc Nub = 0.75x 0.85 x 40 x 103 x0.6x 0.764 x 2.909 x8.355 = 284102 ( kN ) Chiều cao vùng chịu nén tơng ứng: hb = [ Nu d Ku (1-0.5 Ku ) + fy AS ( d-c )]/Nub = [ 594334 x 2.909 x 0.6 x (1 - 0.5 x 0.764 x 0.6)+ 400x173x0.139 x( 2.909 – 0.075)]/ 284102 = 3.37 ( m ) Khả chịu mô men uốn tơng ứng lớn : tính toán trụ T4 133 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi l©n gvhd:pgs.ts Mny.max = Nub (hb – 0.5H – 0.5D c ) Trong : hệ số sức kháng tính với cấu kiện chịu nén däc trơc = 0.7 H : lµ chiỊu cao cđa tiết diện D : đờng kính cốt thép, D = 0.032 ( m ) c : lµ chiỊu dµy lớp bêtông bảo vệ, c = 7.5cm Thay số vào tính toán ta đợc : Mny.max = 0.7x284102 x ( 3.37 – 0.5 x – 0.5 x 0.032 – 0.075 ) = 378979 ( kN.m ) Khả chịu uèn thuÇn tuý: .Mn = [ As fy ( d-0.5a)] với a chiều cao chịu nén, a = ( As fy)/( 0.85 f’ c b) Thay sè vµo ta tính đợc : a = ( 0.139 x 400)/( 0.85 x 40 x 8.355) = 0.196 ( m ) Vậy khả chịu uốn tuý tiết diện : .Mn = 0.7 x [ 0.139 x 400 x 103 x (2.909 – 0.5 x 0.196 )] = 117334 ( kN.m ) Để xác định khả mômen thực tế, tức mômen có lực nén ta néi suy Mn.y = Mn + Pu.( Mny.max – .Mn )/Nub = Mry Trong Pu lực đứng tác dụng lên trụ tính tiết diện Khả chịu nén uốn tính theo công thức tơng tự Kết tính toán khả chịu nén lệch tâm theo phơng dọc cầu đợc kết hợp kiểm toán với nén lệch tâm theo phơng ngang cầu Kết qủa tính toán trình bày phần dới c Khả chịu nén uốn theo phơng ngang cầu Tính toán tơng tự nh với thay đổi phơng làm việc thông số : Chiều cao tiết diện : H = 8.355 ( m ) ChiỊu réng tiÕt diƯn : b =3 ( m ) Sè lỵng cèt thÐp : N = 62 tÝnh cho c¹nh DiƯn tÝch cèt thÐp chÞu kÐo : AS1 = AS2 = 0.0498 ( m2) Với thông số nh ta tính đợc Sức kháng nén dọc trục : Nu = 594334 ( kN ) Khả chịu nén uốn : Nub = 289798 ( kN ) Khả chịu uốn tơng ứng : Mnx.max= 1806349 ( kN.m ) tính toán trụ T4 134 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts Chiều cao vùng nén tơng ứng: a Khả chịu uốn thuÇn tuý : Mn ( kN.m ) = 0.196 = 122158 ( m ) d Khả chịu nén uốn theo hai phơng Kiểm toán chịu nén lệch tâm theo phơng nh đà trình bày trên: 0.1.fc'Ag = 0.1 x 0.75 x 40 x103 x 25.065 = 75195 ( kN ) Kết kiểm toán cho TTGH CĐ1 nh b¶ng sau : B¶ng III : Néi lùc tiết diện 1-1 theo TTGHCĐ1 T T TT GHC§ tÝnh víi PL + PL + PL + PL + LL LL LL LL V ( kN ) 54092 036 55470 061 54799 364 55971 856 Hx ( kN ) Hy ( kN ) 995.313 1269.02 - 995.313 1269.02 - - - Mux ( kN ) 17768.1 24 10652.5 07 14782.4 44 7666.82 Muy ( kN ) 29769 797 37956 491 29769 797 37956 491 Bảng III : Kiểm toán nén lệch tâm hai chiỊu TD1-1 theo TTGHC§1 T T Prx Pry Mnx Mny Prxy ( kN ) ( kN ) ( kN ) ( kN ) ( kN ) Mro 569964 591338 436519 167150 476297 0.2188 548 460 474 475 18 059 563262 592538 444527 168419 472370 0.2493 944 093 989 573 323 569964 591841 440630 167801 476623 0.2109 548 820 175 892 68 588 563262 593041 447444 168881 472690 0.2418 944 453 216 703 74 867 Ghi chó : (1) PL + LL 2 : trờng hợp tính với ngời lệch tâm (2) PL + LL : trờng hợp tính với ngời lệch tâm (3) PL + LL : trờng hợp tính với hai ngời lệch tâm (4) PL + LL : trờng hợp tính với hai ngời lệch tâm tính toán trụ T4 135 xuân thao 2414.47.47CD3 Kết luận Đạt Đạt Đạt Đạt xe lµn xe lµn xe lµn xe SV : hoµng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts Kết kiểm toán trụ theo tổ hợp tải trọng lại đợc trình bày bảng sau: Bảng III : Kiểm toán nén lệch tâm tiết diện 1-1 theo tổ hợp tải trọng lại TT CĐ1 TT C§2 TT C§3 GH §B Prx Pry Mnx Mny Prxy ( kN ) 569964.5 48 563262.9 44 569964.5 48 563262.9 44 ( kN ) 591338.4 60 592538.0 93 591841.8 20 593041.4 53 ( kN ) 436519.4 74 444527.9 89 440630.1 75 447444.2 16 ( kN ) 167150 475 168419 573 167801 892 168881 703 ( kN ) 476297.1 472370.9 476623.6 472690.7 0.21880 59 0.24933 23 0.21095 88 0.24188 67 Prx Pry Mnx Mny Prxy Mro ( kN ) 594334.0 16 ( kN ) 592222.1 02 ( kN ) 404481.3 75 ( kN ) 162073 443 ( kN ) 493810.8 0.03097 Prx Pry Mnx Mny Prxy Mro ( kN ) 575534.7 12 570364.9 03 575534.7 12 570364.9 03 ( kN ) 591192.8 38 592118.2 70 591581.1 45 592506.5 76 ( kN ) 429196.4 80 435374.4 77 431446.1 41 437624.1 38 ( kN ) 165990 011 166969 029 166346 511 167325 530 ( kN ) 480084.7 477083.1 480340.7 477335.1 0.18176 44 0.20555 33 0.17590 31 0.19976 14 Prx Pry Mnx Mny Prxy Mro ( kN ) 587371.3 11 585456.5 67 587371.3 11 585456.5 67 ( kN ) 580361.7 82 580704.5 35 580505.6 00 580848.3 52 ( kN ) 413635.1 18 415923.2 65 414468.3 25 416756.4 73 ( kN ) 163524 024 163886 623 163656 061 164018 661 ( kN ) 480880.3 479830.2 480979.1 479928.4 Mro 0.25237 54 0.26054 25 0.24987 25 0.25805 37 KluË n §¹t §¹t §¹t §¹t K.luË n §¹t K.luË n §¹t §¹t §¹t §¹t K.luË n §¹t §¹t §¹t §¹t Kiểm tra kích thớc đá tảng Với đá tảng có kÝch thíc lµ 1600x1500x250, tiÕn hµnh kiĨm tra sù Ðp mặt đá tảng dới tác động tải trọng Tải trọng thẳng đứng tác dụng vào đá tảng (không xét đến tải trọng ngang mômen) bao gồm: tĩnh tải 1, tĩnh tải 2, hoạt tải xe (3 tâm), hoạt tải ngời Vậy tải trọng đứng truyền xuống bên đá tảng gây hiệu ứng ép mặt tính với tổ hợp cờng độ là: tính toán trụ T4 136 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng Đồ án tốt nghiệp nguyễn phi lân gvhd:pgs.ts Sức kháng ép đợc tính nh điều 5.7.5 quy trình nh sau: ( =0.7) Pn = 0.85 x f’c x A1 x m (f’c=40 Mpa) m 0.75 A2 1.50 A1 Víi A1 = 1.6 x 1.5 = 2.40 ( m2 ) lµ diƯn tích đá tảng A2 = diện tích giả định, tính với giả thiết diện tích đáy dới lớn hình chóp cụt có độ dốc mặt bên 1:2, mặt vùng chịu tải, có bậc nằm vùng đỡ Vậy tính gần : A2 = 2.40 + x (1.2+1) x 0.3 = 3.72 ( m ) Thay số đợc m = 0.93 Pn=0.85 x 4000 x 2.4 x0.93 = 75888 ( kN ) Pr= 0.7 x 75888 = 53121.6 ( kN ) KiÓm tra: P = 23957 < 53121.6 = P r VËy đá tảng đảm bảo chịu ép mặt Lới thép dùng đá tảng theo điều kiện cấu tạo lới cốt thép 12 đặt cách 70mm, khoảng cách lới 100mm (chi tiết xem vẽ) VIII Kiểm toán sức chịu tải cọc(TD 2-2) Để kiểm toán cọc ta cần xác định tổ hợp nội lực tới mặt cắt đáy móng, sau ta xác định đợc nội lực truyền xuống đầu mũi cọc Với nội lực đầu cọc xác định đợc, ta tiến hành kiểm tra khả chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc khả chịu tải cọc theo điều kiện đất Việc kiểm toán sức chịu tải cọc quy định điều 10.5 theo trạng thái giới hạn sử dụng trạng thái giới hạn cờng độ Trong phạm vi đồ án, thời gian hạn hẹp em kiếm toán sức chịu tải cọc theo khả kết cấu đất Sức chịu tải cọc theo điều kiện đất Sức chịu tải cọc theo đất QT đợc xác định : QT = Qr - Qpile Trong ®ã : - Qr : sức kháng đỡ dọc trục cọc - Qpile : trọng lợng thân cọc Theo điều 10.7.3.2 sức kháng đỡ cọc đợc tính theo công thức sau: Qr = Qn = qpQp + qsQs Víi: Qp = qpAp ; Qs = qsAs Trong ®ã: + Qp : Sức kháng đỡ mũi cọc + Qs : Sức kháng đỡ thân cọc + qp : 0.55 hệ số sức kháng đỡ mũi cọc tính toán trụ T4 137 xuân thao 2414.47.47CD3 SV : hoàng ... a150 DiƯn tÝch cèt thÐp tÝnh toán : Ast = 470 x 804 = 377996 ( mm2 ) VII Kiểm toán sức chịu tải trụ ( TD 1-1)theo tổ hợp tải trọng Quy đổi tiết diện tính toán Tiết diện trụ chọn đợc bo tròn theo... đảm bảo chịu ép mặt Lới thép dùng đá tảng theo điều kiện cấu tạo lới cốt thép 12 đặt cách 70mm, khoảng cách lới 100mm (chi tiết xem vẽ) VIII Kiểm toán sức chịu tải cọc (TD 2-2) Để kiểm toán cọc... cờng độ Đối với tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cờng độ 3, tổ hợp tải trọng đặc biệt, tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn sử dụng, kiểm toán tiết diện nén hai trục, độ lệch tâm