Bảng tính excel kết cấu hố ga thăm cống D1000

Bảng tính excel kết cấu hố ga thăm cống D1000 Kích thước mặt bằng Chiều cao khối bê tông lớn nhất Hố ga bằng bê tông xi măng M200 Dự án: xây dựng khu tái định cư thôn cẩm phương Công trình: hệ thống thoát nước HẠNG MỤC: HỐ GA BÊ TÔNG M200D1000

Công ty Cổ phần t vấn đầu t xây dựng công trình Miền Bắc Dự án: Xây dựng hạ tầng khu tái định c thôn Cẩm Phơng xà Tản Lĩnh, huyện Ba Vì BƯớC: THIếT Kế vẽ thi công PHụ LụC: bảng tính kết cấu hố ga bảng tính ga thăm cống d1000 - Kích thớc mặt bằng: bxl=1,94x1,64m chiều cao khối bê tông lớn nhất: H=2,4m Hố ga bê tông xi măng M200 CÔNG TY Cổ phần T vấn đầu t xây dựng miền bắc XD khu táI định c thôn cấm phơng D N hệ thống thoát nớc CễNG TRèNH hố GA BÊ TÔNG m200 - CèNG D1000 HẠNG MỤC Thực Kiểm tra 26-6-2023 Ngy tớnh a số liệu đầu vào I THÔNG Số CHUNG BTCT - M250 Hw EL1 H1 EL2 H2 H EL5 1000 Bê tông XM M200 EL3 100 H3 EL4 100 B1 B3 100 B2 B KÝch th−íc h×nh häc cđa hè ga Th«ng sè BỊ réng hè ga Ký hiệu Độ lớn Đơn vị B2 1.5 m B1 Tạo vát cho cạnh hố ga Chiều dài tính toán Góc chÐo cđa hè ga Lo¹i mãng ga m B3 0.22 H1 0.18 m H3 0.2 m B ChiÒu cao hè ga 0.22 H2 1.94 2.4 H 2.78 L 1.64 V1 q m m m m m ®é m Kích thớc hình học mặt đờng hố ga Chiều dày lớp phủ mặt đờng Số thiết kế Hw NL Các cao độ thiết kế Cao độ mặt ®−êng EL1 0.07 lµn 0.000 m -2.650 m Cao độ đỉnh EL2 -0.070 Cao độ đáy ga EL4 -2.850 Cao độ đỉnh dới EL3 Cao độ mùc n−íc tÝnh to¸n EL5 II VËt liƯu II.1 cèt thép Thông số cốt thép Thông số Cờng độ chịu nén bê tông 28 ngày Tỷ trọng bê tông Modulus đàn hồi, Ec = 0.043gc 1.5 (f'c) Cờng ®é chÞu kÐo, fr = 0.63 (f'c) 0.5 0.5 HƯ số Poisson m Đơn vị Es 200000 MPa Ký hiệu Độ lớn Đơn vị gc 2450 KG/m 2.52 MPa Ký hiệu Độ lớn Đơn vị j 30 Độ Thông số bêtông Thông số m Độ lớn Modulus đàn hồi II.2 bê tông -0.730 m Ký hiệu fy Giới hạn chảy cña cèt thÐp m f'c 400 16 Ec 20858 m 0.20 fr MPa MPa MPa - Iii Th«ng sè đất đắp đờng Thông số đất đắp đờng Thông số Trọng lợng thể tích g Góc nội ma sát 18 KN/m3 iV kết cấu mặt đờng cống Thông số Lớp phủ b tiêu chuẩn thiết kế Kết cấu mặt đờng Chiều dày Trọng lợng riêng V.l - 22TCN 272-05: Tiêu chuẩn thiết kế cầu Ký hiệu Độ lớn Đơn vị gp 23.7 KN/m3 0.07 m - TCVN 5573:2011: Kết cấu gạch đá gạch đá cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế ~ M200 B tảI trọng tính toán I tảI trọng hệ số tảI trọng I.1 TRIếT Lý THIếT Kế + Các cấu kiện phảI thỏa mÃn điều kiện sau tất trạng tháI giới hạn ( i Q i )   R n  R r [1.3.2.1-1 - 22TCN 272-05] + Trong ®ã: h= HƯ sè ®iỊu chØnh t¶I träng gi= HƯ sè t¶I träng Qi= øng lùc j= HƯ sè søc kh¸ng Rn= Søc kh¸ng danh định I.2 hệ số Rr= Sức kháng tính to¸n I.2.1 HƯ sè søc kh¸ng + HƯ sè søc kháng đợc lấy theo điều 5.5.4.2.1 - 22TCN 272-05 + §èi víi kÕt cÊu BTCT th−êng hƯ sè søc kh¸ng lấy nh sau: Hệ số sức kháng Trạng tháI làm việc Hệ số sức kháng, j Cắt xoắn 0.9 Kéo uốn I.2.2 Hệ số điều chỉnh tảI trọng 0.9 + Hệ số điều chỉnh tảI trọng đợc lấy theo ®iỊu 1.3.2 - 22TCN 272-05 + Trong ®ã: [1.3.2.1-2 - 22TCN 272-05]    D R i  0.95 hD = Hệ số liên quan đến tính dẻo hR = Hệ số liên quan đến tính d hI = Hệ số tầm quan trọng khai thác Hệ số điều chỉnh tảI trọng TTGH Cờng độ I.2.3 Hệ sè t¶I träng hD hR hI h 1 1 Sử dụng Hệ số tảI trọng Loại tảI trọng Tĩnh tảI (DC) Lớp phủ mặt đờng-Bê tông (DW) Đất đắp (EV) áp lực đất chủ động (EH) áp lực đất hoạt tảI chất thêm (LS) áp lùc n−íc (WA) 1 HƯ sè t¶I träng TTGH c−êng ®é I TTGH sư dơng 1.50 1.00 1.25 1.30 1.35 1.75 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 I.2.4 HÖ số xe Hoạt tảI (LL) 1.75 1.00 + Hệ số xe đợc lấy theo điều 3.6.1.1.2 - 22TCN 272-05 Số chất tải Hệ số Hệ số lµn m 1.20 1.00 0.85 >3 Ii tảI trọng Chiều dài tính toán, lấy L= 0.65 1.640m Ii.1 tĩnh tải II.1.1 Tĩnh tảI thân kết cấu (DC) Tĩnh tảI thân kết cấu đợc Midas 7.0.2 tự tính II.1.2 Tĩnh tảI thân lớp phủ mặt đờng (DW) Thông số Tĩnh tảI lớp phủ mặt đờng Chiều dày lớp phủ mặt đờng TảI trọng rảI Thông số gp 23.7 KN/m3 Ký hiệu Độ lớn Đơn vị g3 18 KN/m3 Ký hiệu Độ lớn Đơn vị gwa 9.8 KN/m3 Tĩnh tảI đất đắp cống t3 Trọng lợng riêng vật liệu TảI trọng rảI Thông số Đơn vị DW Chiều dày đất đắp cống II.1.3 TảI trọng nớc (WA) Độ lớn Trọng lợng riêng vật liệu II.1.3 Tĩnh tảI đất đắp hố ga (EV) Ký hiệu EV Tĩnh tảI đất đắp cống Chiều cao nớc cống Trọng lợng riêng vật liệu TảI trọng rảI Ha WA 0.07 2.72076 0 1.92 30.86 T¶I träng n−íc chØ tính áp lực thẳng đứng, bỏ qua tác dụng nớc lên thành cống m KN/m m KN/m m KN/m II.1.4 ¸p lùc ®Êt chđ ®éng (EH) + ¸p lùc ®Êt chđ ®éng pa  K a s Z + HƯ số áp lực đất chủ động: Ka + Với: sin (   ' )  sin  sin(   ) [3.11.5.1-1 - 22TCN 272-05] [3.11.5.3-1 - 22TCN 272-05]    1   + Trong ®ã: sin( '   ) sin( '   )   sin(   ) sin(   )  [3.11.5.3-2 - 22TCN 272-05] ka= HÖ số áp lực đất chủ động Z= Độ sâu tính toán gs= Trọng lợng đơn vị đất j '= Góc nội ma sát d= Góc ma sát cống đất đắp, tra bảng 3.11.5.3.1 b = Góc đất đắp so với phơng nằm ngang q = Góc đất đắp sau tờng so với phơng thẳng ®øng + HƯ sè ¸p lùc ®Êt chđ ®éng: gs KN/m j' 18 Hệ số áp lực đất chủ động d Độ Độ 30 19 + áp lực đất chủ động: b Độ q G ka 90 2.66 0.33 Độ áp lực đất chủ động Vị trí tính áp lực Thông số Z Đơn vị Tại đỉnh ga m Độ lớn 0.07 II.1.5 Tải trọng chất thêm (LS) pa KN/m 0.41 + Sự gia tăng áp lực ngang hoạt tải chất thêm tính theo: + Trong ®ã: -  p  K a  s heq Z - Tại đáy ga m pa KN/m 2.85 16.69 [3.11.6.2-1 - 22TCN 272-05] Dp = ¸p lùc ngang đất không đổi tác dụng hoạt tải chất thêm phân bố heq = Chiều cao đất tơng đơng với xe tải thiết kế gs= Trọng lợng đơn vị đất ka= Hệ số áp lực đất chủ động Thông số Đơn vị Độ lớn Hệ số ¸p lùc ®Êt chđ ®éng H heq Ka 2.85 1.35 0.33 m m - gs KN/m 18.00 Dp KN/m 7.90 Ii.2 hoạt tải II.2.1 Các quy định chung (3.6.1.2) + Hoạt tảI thiết kế: sử dụng hoạt tảI 0.5*HL-93, tổ hợp của: - Xe tảI thiết kế xe hai trục thiết kế 4.3 to 9.00 m (4.3 m used) 4.3 m P2 P1 P1 P1 = 145 - Tải trọng P2 = 35 kN kN LL=9.3 KN/m TảI trọng giả thiết chiếm 3m theo chiỊu ngang mét lµn xe thiÕt kÕ [3.6.1.2.1] TảI trọng xét đến chiều sâu đất ®¾p H ≤ 4m, LL= - Lùc xung kÝch tính %: IM Loại kết cấu: = 33.00% Đối víi kÕt cÊu vïi, IM=33(1.0 - 4.1x10-4DE) ≥ Trong ®ã: [3.6.2.1] 3.1 kN/m2 [3.6.2.2-1] DE: ChiỊu dµy tèi thiĨu lớp đất phủ phía kết cấu (mm) + Sự phân bố tảI trọng bánh xe qua đất đắp - Đối với đắp nhỏ 600mm coi chạy trùc tiÕp [3.6.1.2.6 -22TCN 272-05] - §èi víi cèng khÈu độ nhịp đắp lớn 2400mm chiều dày đắp lớn bề rộng cống bỏ qua hoạt tải - Đối với trờng hợp khác tính tải trọng rải có kích thớc kích thớc bánh tăng cạnh lên 1.15 lần chiều dày lớp phủ cấp phối chọn lọc chiều dày lớp phủ trờng hợp khác - Khi vùng phân bố nhiều bánh xe chập vào tổng tảI trọng phảI đợc phân bố diện tích Diện tích tiếp xúc lèp xe cđa b¸nh xe cã mét lèp hay hai lốp đợc giả thiết hình chữ nhật cã chiỊu réng lµ 510mm vµ chiỊu dµi tÝnh b»ng mm lÊy nh− sau: b = 2.28 x 10-3 g (1+IM)P Trong đó: g: Hệ số tảI trọng IM: Lực xung kÝch = 1.75 P: 72500N cho xe t¶I thiÕt kÕ vµ 55000N cho xe hai trơc thiÕt kÕ II.2.2 Tính toán tảI trọng hoạt tảI HL93 TảI trọng hoạt tải Trong đó: HL= P(1+IM) x m / A Tên Xe tải Xe hai trục Đơn vị a 0.51 0.51 m H HL: áp lực hoạt tảI (kN/m2) 0.07 0.29 0.22 m Sb=2b+H 0.65 0.51 m Sa=2a+H A: DiƯn tÝch ph©n bè (m2) A=Sa*Sb m: HƯ sè xe H: Chiều dày lớp phủ phía xa, xb: vùng ảnh hởng tảI trọng chập vào 0.71 m 0.56 m2 1.00 b¸nh xe m 1.20 1.20 hƯ sè lµn 110.00 kN sè bx b 1.00 TT bx 1.00 72.50 145.00 xb HL Iii Mô hình tính to¸n 1.09 1.00 P 246.23 0.5HL 1.55 kN/m2 1.09 sè bx a xa II.2.2 TảI trọng 0.5LL = m b P: Tổng tảI trọng bánh xe (kN) IM: Lực xung kÝch tÝnh b»ng % 0.07 b¸nh xe 55.00 - - 238.07 123.11 kN - - 119.04 m m kN/m2 kN/m2 + Mô hình tính toán: - Tính toán cho 1m bề rộng hố ga - Mô hình hoá: Hố ga đợc tính toán nh khung cứng đặt đàn hồi Hm DC, DW, HL, LL, EV Lm LS EH + Kích thớc hình học mô hình Lm= + Tổng hợp tải trọng thiết kế 1.72 WA m WA WA Hm = 2.59 m EH LS b¶ng tổng hợp tảI trọng Độ lớn tải trọng Loại tảI trọng Tĩnh tảI (DC) Phần mềm Lớp phủ mặt đờng-Bê tông (DW) áp lực đất chủ động (EH) TTGH cờng độ I TTGH sử dụng 1.50 1.00 2.72 Đất đắp (EV) 0.00 1.30 Bản đáy + thành + nắp 1.00 Bản nắp ga 1.00 áp lực nớc (WA) 30.86 1.00 1.00 T¶I träng (HL93) 211.75 7.90 2.67 iv néi lùc mặt cắt kiểm toán Tổ hợp nội lực TTGH CĐ Nội lực Moment (kN.m) Lực cắt (kN) 1.75 1.75 1.75 Vị trí tác dụng 1.00 1.35 Hoạt tảI (LL) Bản nắp ga Thành ga 1.00 Thành ga 1.00 Bản nắp ga 1.00 Mặt cắt Bản đáy + thành ga Bản nắp ga Bản nắp (1-1) Thành ga (2-2) Bản đáy (3-3) 232.78 27.86 5.70 71.00 + Biểu đồ mômen TTGH cờng độ v PHƯƠNG PHáP KIểM TOáN - 1.25 0.41-:-16.69 áp lực đất hoạt tảI chất thêm (LS) - Hệ số tảI trọng Bản nắp ga (mặt cắt 1-1): Kiểm toán theo kết cấu BTCT Thành ga (mặt cắt 2-2): Kiểm toán theo kết cấu bê tông 9.88 7.89 + Biểu đồ lực cắt TTGH cờng độ => Phần E => Phần D - Bản đáy ga (mặt cắt 3-3): Kiểm toán theo kết cấu bê tông => Phần D c nội dung kiểm to¸n M f s n    d I x m i n e c fr A s fa b  s s a   f   f y  M s ( ( A M i n n d x M i n  u  s  ( n    I   )    a c r M A ( ( ( / d n d s )' ( ( c r A c  ) x d f A A s  y  s ) )  ) 1   d / / A n A 3 M s ' s x ' , , ) (0 s )  n x   6 n A  f f y d y s    n A (   s ' d ) a s s d    s x   n A ) (  c n s  (  d )  s A  s d x d s ) c   f d s c ' b s i.kiĨm to¸n kết cấu bê tông cốt thép thờng i.1.KIểM TOáN khả chịu mômen uốn + Công thức kiểm toán: M + Trong ®ã: u  M r  M n Mu= Mômen tính toán lớn Mn= Mômen kháng danh định Mn= Mômen kháng tính toán j= Hệ số sức kháng + Mômen kháng danh định: + Trong đó: a  M n  As f y  d s   2  As f y a  c 1  0.85 f c'b As= DiÖn tÝch cèt thÐp thờng chịu kéo fy= Giới hạn chảy cốt thép chịu kéo fc'= Cờng độ chịu nén bê tông 28 ngày ds= Khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép thờng chịu kéo c= Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén b= ChiỊu réng tiÕt diƯn b1= HƯ sè quy ®ỉi ứng suất i.2.KIểM Tra hàm lợng cốt thép i.2.1 Hàm lợng cốt thép tối đa V MENU CHNH >>> + C«ng thøc kiĨm tra c  42 de [5.7.3.3.1-1 - 22TCN 272-05] + Trong c= Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén de= Khoảng cách hữu hiệu tơng ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm lực kéo cốt thép i.2.2.Hàm lợng cèt thÐp tèi thiĨu + C«ng thøc kiĨm tra   + Trong ®ã As f'  03 c A fy [5.7.3.3.2-1 - 22TCN 272-05] As= DiÖn tÝch cốt thép thờng chịu kéo fy= Giới hạn chảy cốt thép kéo fc'= Cờng độ chịu nén bê tông 28 ngày A= Diện tíc nguyên mặt cắt i.3 KIểM TOáN NứT Công thức kiểm toán + Công thức kiểm toán V MENU CHNH >>>  Z f s  f sa  Min  , f y  1/  (d c A)  [5.7.3.4-1 - 22TCN 272-05] + Trong ®ã dc= Chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo đến tâm cốt thép gần không đợc lớn 50mm fs= ứng suất cốt thép chịu kéo nứt Z= Thông số bề rộng vết nứt A= Phần diện tích bê tông có trọng tâm với cốt thép chịu kéo chia cho số lợng cốt thép chịu kéo fy= Giới hạn ch¶y cđa cèt thÐp kÐo øng st cèt thÐp chÞu kÐo + øng suÊt cèt thÐp chÞu kéo thời điểm mặt cắt nứt đợc tính nh sau: fs  + Trong ®ã nM (d s  x) I cr n= HƯ sè quy ®ỉi thÐp sang bê tông M= Mômen lớn nhât trạng tháI giới hạn sử dụng ds= Khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép thờng chịu kéo x= Chiều cao vùng chịu nén Icr= Mômen quán tính nứt + Chiều cao vùng chịu nén đợc xác định từ phơng trình cân nội lực mặt cắt ngang: x 2b  ( n  1) As' ( x  d s' )  nA s ( d s  x )      x b  x ( n  1) As'  nA s  nA s d s  ( n  1) As' d s'  + Trong As= Diện tích cốt thép thờng chịu kÐo As'= DiƯn tÝch cèt thÐp th−êng chÞu nÐn fy= Giới hạn chảy cốt thép chịu kéo fy'= Giới hạn chảy cốt thép chịu nén ds= Khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép thờng chịu kéo ds'= Khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép thờng chịu nén - Mômen quán tính nứt I cr + Tính fsa bx  ( n  ) A s' ( x  d s' )  nA s ( d s  x ) s   Z f sa  Min  , f y  1/  ( d c A)  Z 27500 dc 1 47 d s i.2.KIĨM TO¸N khả chịu cắt Công thức kiểm toán (5.14.5.3-1) Vc = (0.178*f'c^0.5-32(As*Vu*de/b*de*Mu)*b*de < 0.332 f'c^0.5*b*de [5.7.3.4-1 - 22TCN 272-05] [5.7.3.4-2&3 - 22TCN 272-05] D néi dung kiĨm to¸n i.kiĨm to¸n kết cấu bê tông i.1.KIểM TOáN theo trạng tháI giới hạn + Công thức kiểm toán: sk [s] + Trong đó: sk = ứng suất tính toán kết cÊu = Mmax/W [5.4.2.6 - 22TCN 272-05] [s] = øng suất cho phép kết cấu bê tông = 0.63*SQRT(f'c) i.2.kết kiểm toán Nội dung Ký hiệu Mặt cắt Đơn vị 1-1 2-2 Ghi 3-3 Chiều rộng mặt cắt b cm 100 100 100 Chiều cao mặt cắt t cm 18 22 20 Mô men kháng uốn W cm3 5400.00 8066.67 Mô men tính toán lớn M kG.cm 710000.00 98800.00 78900.00 øng suÊt tÝnh to¸n kÕt cÊu sk kG/cm2 131.48 12.25 11.84 øng suÊt cho phÐp kết cấu bê tông [s] kG/cm2 25.20 25.20 25.20 KÕt qu¶ kiĨm tra ii kÕt ln NOT OK OK 6666.67 =b*t^2/6 OK Qua tÝnh to¸n kÕt cÊu hè ga bê tông M200, cống D1000mm, tính toán với hố ga có chiều lớn H=2.4m đảm bảo đủ khả chịu lực Kết cấu móng ga thân ga BTXM M200 đảm bảo chịu lực, nắp đan BTXM M200 không đảm bảo=> Tính toán bố trí cốt thép cho nắp (Xem phần E) e kết kiĨm to¸n f f s a s d M   e  M i n I m i n x M u f  c r f s a b s  n     a     (   M ( 2d M i n n A A xc I c s  A  ( n  c r r f 1 )   y )    / 4(    A d ( d ( d s ' n , d  ( 0 ) c s s x  A c d  M   A s f f f ) s  dx ) c y ' y b A n s )   '   n A / ) s '  ( , s x n A    s ( d f d  n A s y ' s )    s d x  ) s n A   ( s n (  d s )  A s x d ) s s   I Kiểm toán uốn Nội dung Đờng kính thép Mặt cắt Ký hiệu Đơn vị 1-1 12 d mm Bớc cốt thÐp Sa mm Tỉng diƯn tÝch cèt thÐp chÞu kÐo As mm2 fy Mpa b mm t mm Cl mm Khoảng cách đến thớ nén ds mm 142 Tỷ số diện tích cốt thép r % 0.81 180 Số lợng cốt thép chịu kéo Giới hạn chảy cốt thép chịu kéo Chiều rộng mặt cắt Chiều cao mặt cắt Chiều dày bê tông bảo vệ 22 2398 400 1640 180 30 đến trọng tâm CT chịu kéo Hệ số quy đổi ứng suất Khoảng cách TTH đến mặt chịu nén Chiều cao khối ứng suất tơng đơng Chiều cao vùng nén Momen quán tính nứt BÒ réng nøt c mm a mm x mm Icr mm4 fs Mpa dc mm Z mm Z/(dcA)^1/3 Momen ë tÝnh to¸n HƯ sè søc kh¸ng n Momen kh¸ng n 0.85 b1 43.01 75.25 1.49E+10 3.04 30 18971.99 276.23 Mpa Mu-cd kN.m Mu-sd kN.m j M 71.00 71.00 0.90 104.02 kN.m Kiểm tra OK Hàm lợng cốt thép tối đa Kiểm tra OK Hàm lợng cốt thép tối thiểu Kiểm tra KiĨm to¸n nøt 50.59 OK fsa Mpa 1.47 0.36 0.12 240.00 Kiểm tra OK II Kiểm toán cắt Nội dung Đờng kính thép Ký hiệu Mặt cắt Đơn vị 1-1 d mm B−íc cèt thÐp Sa mm Tỉng diƯn tÝch cèt thÐp chÞu kÐo As mm2 fy Mpa b mm t mm Cl mm Khoảng cách đến thớ nén ds mm Momen tính toán Mu kN.m Vu kN Vr kN 180 Số lợng cốt thép chịu kéo Giới hạn chảy cốt thép chịu kéo Chiều rộng Chiều dày Chiều dày bê tông bảo vƯ 22 2398 400 1640 180 30 142 ®Õn träng tâm CT chịu kéo Lực cắt tính toán Sức kháng cắt Kiểm tra 12 71.00 232.78 OK 309.26