Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng phương pháp ảo tính bệ trụ cầu
09/06/12 1Luận văn Thạc sỹ kỹ thuậtLuận văn Thạc sỹ kỹ thuật Học viên: LÊ ĐĂNG LONGGiáo viên hướng dẫn: GS.TS NGUYễN VIếT TRUNGPHÂN TíCH Sự LàM VIệC CủA Bệ CọC CầU DÂY TRÊN MóNG CọC KHOAN NHồI THEO SƠ đồ CHốNG - GIằNG 09/06/12 2Bố cục luận vănBố cục luận vănMở đầuChương I: Lý thuyết chung về mô hình Chống - Giằng1.1 Khái quát 1.2 Các bộ phận cấu thành mô hình Chông - Giằng1.3 Sơ đồ trình bày các mô hình Chống - GiằngChương II: áp dụng mô hình Chống - Giằng trong việc tính toán bệ cọc cầu dây2.1 Cơ sở hình thành mô hình Chống và Giằng2.2 Các thanh chịu kéo nén trong sơ đồ Chống và Giằng2.3 Mô hình hóa bệ trụ cầu Thuận PhướcChương 3: Tính toán bệ cọc cầu Thuận Phước theo sơ đồ Chống - Giằng.3.1 Số liệu tải trọng tính toán 3.2 Phân tích bệ trụ theo phương pháp thông thường3.3 Tính toán bệ trụ theo phương pháp Chống và Giằng3.4 Liểm tra khả năng chịu lực của các thanh Chống và GiằngChương 4: Kết luận 09/06/12 3Mở đầuMở đầuTrong thời gian gần đây ở nước ta đã xây dựng các cầu mang tầm cỡ khu vực, đặc biệt là các cầu treo nhịp lớn như cầu Rạch Miễu, cầu Thuận Phước, Cầu Kiền . Các công trình này được thiết kế, thi công theo các Quy trình, Quy phạm và các Tiêu chuẩn của Quốc tế. Trên thực tế cho thấy Bê tông cốt thép là một loại hình kết cấu được sử dụng chủ yếu và thông dụng nhất. Đặc biệt là các cấu kiện khối lớn như bệ móng, mố, trụ . Để đáp ứng được những yêu cầu của thực tế chúng ta phải phân tích sự làm việc của kết cấu theo những sơ đồ phù hợp với quan điểm tính toán của Quy phạm mới. Mô hình Chống và Giằng rất cần được xem xét khi thiết kế các đế móng dày, bệ cọc hoặc các trường hợp khác mà khoảng cách giữa các điểm đặt lực và các phản lực gối nhỏ.Xuất phát từ những quan điểm đó, với trong khuôn khổ một luận văn tốt nghiệp cao học và với sự hướng dẫn tận tình của các Thầy Cô giáo, Học viên đã mạnh dạng chọn đề tài: Phân tích sự làm việc của Bệ trụ cầu dây trên móng cọc khoan nhồi theo sơ đồ Chống và Giằng. 09/06/12 4Các vấn đề nghiên cứu của luận văn này bao gồm:- Lý thuyết về Mô hình chống và giằng trong kết cấu Bê tông cốt thép.- Phân tích sự làm việc của kết cấu bệ trụ cầu Thuận Phước theo mô hình Giằng và Chống.- Tính toán bệ trụ cầu Thuận Phước theo cách làm thông thường và theo mô hình Giằng và Chống.- So sánh sự kết quả tính toán của hai cách tính.Đề tài chỉ dừng lại ở mức độ phân tích tính toán kết cấu bệ trụ dựa trên Lý thuyết tính toán theo sơ đồ Giằng và Chống - một lý thuyết tương đối mới so với hệ thông Quy phạm ở nước ta. 09/06/12 5Chương ILý THUYếT CHung Về MÔ HìNHCHốNG Và GIằNG1.1 Khái quátLý thuyết chungCác bước tiến hànhMô hình hóa vùng D bằng phương pháp đường tải trọngMột số nguyên tắc khi lựa chọn hệ thanhMột số mô hình tiêu biểu 09/06/12 6Nguyên lý chungCác ứng suất và nội lực trong kết cấu có thể được vẽ hay hình ảnh hoá dưới dạng các quỹ đạo. Những sơ đồ quỹ đạo đó gần giống các đường dòng, do vậy chúng ta có thể gọi là dòng nội lực trong kết cấu. Khái niệm và các dạng quỹ đạo lực chạy từ biên chịu tải qua kết cấu tới các gối thực sự là các công cụ hữu hiệu để hiểu đúng quá trình chịu tải của kết cấu và là sự trợ giúp tiện ích cho người thiết kế.Tuy vậy các mẫu quỹ đạo tổng quát là khá phức tạp và chỉ có thể xác định đúng nhất đối với vật liệu làm việc đàn hồi tuyến tính, hơn nữa trong BTCT các đường chịu kéo chạy dọc theo cốt thép và có thể gây ra nứt và biến dạng dẻo, do vậy tốt hơn hết là trong các bài toán thực tế, cần đơn giản hoá hình đồ quỹ đạo và làm cho phù hợp với những đặc điểm, tính chất riêng biệt của kết cấu bê tông. 09/06/12 7Các vùng không liên tục:Trạng thái làm việc của các bộ phận trong cấu kiện Bê tông cốt thép khi xét ở giới hạn cực hạn sẽ có sự thay đổi lớn, nó được phân chia hai loại: - Vùng B là Vùng chịu tải trọng tác dụng theo kiểu dầm: Vùng này được khảo sát dựa trên cơ sở giả thuyết Becnuli, lý thuyết dầm.- Vùng D là Vùng chịu tải trọng tác dụng theo kiểu vòm: Đây là những vùng không liên tục, tiếp giáp với vùng gián đoạn hoặc đứt gãy. Vùng này không thể áp dụng các phương pháp tính toán thông thường. Trong vùng B trạng thái ứng suất tại một mặt cắt bất kỳ dễ dàng tính toán từ các tác động tại một mặt cắt bằng các phương pháp thông thường, với điều kiện là vùng này không bị nứt và thỏa mãn định luật Húc, các ứng suất sẽ được tính toán theo lý thuyết uốn sử dụng các đặc trưng mặt cắtTrong vùng D trạng thái ứng suất bị thay đổi đột gột, bị gián đoạn về hình học (những chổ bị lồi lõm, các góc khung .), hoặc bị gián đoạn về tỉnh học (những nơi có lực tập trung). Gían đoạn tỉnh học phát sinh từ các lực tập trung hoặc các phản lực gối và các neo cốt thép dự ứng lực. 09/06/12 8Phương pháp cơ bản để giải quyết vùng DTừ trước đến nay phần lớn việc tính toán kết cấu bê tông cốt thép chỉ quan tâm nhiều đến vùng B, việc tính toán thiết kế vùng D thường dựa trên kinh nghiệm hoặc quan sát thực nghiệm. Trong thời gian gần đây việc nghiên cứu tính toán vùng D đã được các tổ chức: Hiệp hội Bê tông dự ứng lực, Viện bê tông Hoa kỳ, và Uỷ ban bê tông Châu Âu nghiên cứu đưa ra những quy định tiêu chuẩn thiết kế đối với vùng D khá chi tiết. Theo các tổ chức này thì trạng thái làm việc của bê tông trong giai đoạn giới hạn cực hạn được tính theo mô hình toán cơ và mô hình tốt nhất được sử dụng là mô hình chống và giằng.Việc tính toán, thiết kế bê tông theo trạng thái ứng suất tới hạn bằng mô hình chống và giằng là việc xem xét các điều kiện làm việc của hai vùng B và D trong kết cấu. Vùng không liên tục có thể giả định kéo dài xấp xỉ bằng khoảng cách d từ điểm gián đoạn. 09/06/12 9Giới thiệu mô hình một vùng D trong cấu kiện dầm đơn giản và dầm công xônVùngB(b)Vùng BVùng DLỗVùngD(a)Vùng DVùng BVùng B 09/06/12 101.2 Các bộ phận cấu thành mô hình Chống - GiằngCác thanh chịu nénCác thanh chịu kéoCác vùng nútCác quạt chịu nénCác vùng chịu nénCác vòng xoáy lực, vòng lượn chữ UTính hiệu lực của mô hình Chống - Giằng [...]... kết cấu Bê tông cốt thép. - Phân tích sự làm việc của kết cấu bệ trụ cầu Thuận Phước theo mô hình Giằng và Chống. - Tính toán bệ trụ cầu Thuận Phước theo cách làm thông thường và theo mô hình Giằng và Chống. - So sánh sự kết quả tính toán của hai cách tính. Đề tài chỉ dừng lại ở mức độ phân tích tính toán kết cấu bệ trụ dựa trên Lý thuyết tính toán theo sơ đồ Giằng và Chống - một lý thuyết tương đối... CHíNH MặT BằNG THIếT LậP SƠ Đồ GIàN ảO CủA Bệ TRụ PHíA tây CầU THUậN PHƯớC 5870 58005800 09/06/12 23 Chương II Chương II áP DụNG MÔ HìNH CHốNG Và GIằNG áP DụNG MÔ HìNH CHốNG Và GIằNG TRONG VIệC TíNH TOáN Bệ CọC CầU DÂY TRONG VIệC TíNH TOáN Bệ CọC CầU DÂY 2.1 Cơ sở hình thành mô hình Chống và Giằng Lý thuyết chung Các bước tiến hành Mô hình hóa vùng D bằng phương pháp đường tải trọng Một số nguyên... 45 3.3 Tính toán bệ trụ theo phương pháp giằng và chống Sơ đồ tính toán Tải trọng tính toán Thực hiện tính toán Kết quả tính toán - Sơ đồ tính toán là một giàn không gian có các thanh được lấy theo mô hình đà thiết lập ở chương II. - Tải trọng tính toán: Trên cơ sở các tổ hợp lực đà có phân chia các ngoại lực về các nút giàn nằm dưới chân tháp. - Dùng phàn mềm Sap2000 để tính toán nội lực trong... IV KếT LUậN KếT LUậN Qua việc phân tích các cơ sở lý thuyết và tính toán khả năng chịu lực của các bệ trụ tháp cầu Thuận Phíc cã thĨ ®óc kÕt mét sè vÊn ®Ị sau: - Việc tính toán bê tông cốt thép theo sơ đồ chống và giằng có thể giải quyết được các bài toán có sơ đồ tính phức tạp nhờ vào việc mô hình hóa thành một sơ đồ giàn ảo. - Cách tính bê tông cốt thép theo sơ đồ chống và giằng giúp chúng ta... giáp với vùng gián đoạn hoặc đứt gÃy. Vùng này không thể áp dụng các phương pháp tính toán thông thường. Trong vùng B trạng thái ứng suất tại một mặt cắt bất kỳ dễ dàng tính toán từ các tác động tại một mặt cắt bằng các phương pháp thông thường, với điều kiện là vùng này không bị nứt và thỏa mÃn định luật Húc, các ứng suất sẽ được tính toán theo lý thuyết uốn sử dụng các đặc trưng mặt cắt Trong vùng... suất. Do vậy nhận thấy có nhiều cách để người thiÕt kÕ lùa chän viƯc bè trÝ c¸c thanh chèng (nén) và thanh giằng (kéo) trong mô hình. Việc kết hợp giữa các phương pháp đường lực với phương pháp phần tử hữu hạn (đàn hồi tuyến tính) là một phương pháp mạnh để xây dựng mô hình đối với các kết cấu phức tạp. ... với nhau tại các nút để tạo thành một kết cấu giàn ảo có khả năng chịu được tất cả các lực đặt vào truyền tới các gối. Chiều rộng yêu cầu của các thanh chịu nén và chịu kéo sẽ được xem xét khi xác định yếu tố hình học của giàn ảo. Sức kháng tính toán Sức kháng tính toán P r , của các thanh chịu kéo và nén sẽ được coi như các cấu kiện chịu lực dọc trục: Trong đó : Pn = Cường độ danh định của thanh... bố trí cốt thép một cách hợp lý hơn tại những vùng mà trước đây theo cách tính thông thường chúng ta chưa để ý đến (vùng bê tông từ chân tháp đến đỉnh cọc khoan nhồi có xuất hiƯn lùc kÐo lín nh trêng hỵp thanh 54 trong bệ trụ phía Tây của cầu Thuận Phước đà nêu ở trên). Một số vấn đề cần nghiên cứu tiếp của đề tài: Khi tính toán bê tông cốt thép theo sơ đồ chống và giằng việc phân tích để đưa... đúng nhất đối với vật liệu làm việc đàn hồi tuyến tính, hơn nữa trong BTCT các đường chịu kéo chạy dọc theo cốt thép và có thể gây ra nứt và biến dạng dẻo, do vậy tốt hơn hết là trong các bài toán thực tế, cần đơn giản hoá hình đồ quỹ đạo và làm cho phù hợp với những đặc điểm, tính chất riêng biệt của kết cấu bê tông. 09/06/12 27 áp dụng phương pháp đường tải trọng ta thu được mô hình hệ thanh... tiêu biểu 09/06/12 25 Mô hình hoá vùng D bằng phương pháp đường tải trọng Khi biết được phân bố ứng suất trong vùng D (ví dụ từ hương pháp phần tử hữu hạn) có thể dễ dàng mô hình hoá theo các bước sau: - Định hướng các đường lực theo hướng ứng suất chính. - Xác định vị trí của các hợp lực lệch từ phân bố ứng suất trong mỗi vùng riêng biệt. Phương pháp này cho phép xác định khoảng cách Z1 cđa lùc . 3: Tính toán bệ cọc cầu Thuận Phước theo sơ đồ Chống - Giằng.3.1 Số liệu tải trọng tính toán 3.2 Phân tích bệ trụ theo phương pháp thông thường3.3 Tính. thép.- Phân tích sự làm việc của kết cấu bệ trụ cầu Thuận Phước theo mô hình Giằng và Chống.- Tính toán bệ trụ cầu Thuận Phước theo cách làm thông thường
