Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 146 * Đối với xe HK80: a = 2,7+ 0,8 + 2.1,25.tg.30 0 = 4,94 (m). b = 1,2 + 0,2 + 2.1,25.tg30 0 = 2,84(m). Ta được: P= 2 2.20 2,85(T / m ) 4,94.2,84 . 5.4.4.3. Tính toán nội lực : Sơ đồ phân bố áp lực lên cống tròn cứng như hình.II.4.6a và hình.II.4.6b, do ảnh hưởng của ứng suất dọc trục rất nhỏ cho nên ta chỉ tính toán mômen. 2 2 2 p q =q’ 2 q’= 2 P /2 q =q’+q’(1-) 2 q 2 q'=q+p 2 r Hình 5.6a: Sự phân bố áp lực đất và áp lực do hoạt tải trên cống tròn. Hình 5.6b: Sự phân bố áp lực do trọng lượng bản thân gây ra. 1,2 P P 30° P/2 1,25 b a=4,94m 0,8 30° 0,8 1,9 2,7 a b=2,84m 30° 30° 0,2 P/2 Hçnh II.4.5: Så âäö xãúp xe HK80 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 147 Mômen trong ống cống tròn do tác dụng của áp lực đất q và của tải trọng xe chạy P tính theo công thức : M 1 = M 2 = M 3 = 0,137.(q+P).R 2 .(1-). (5.3). Trong đó: + q: áp lực thẳng đứng của đất: q =2,82T/m 2 . + P: áp lực thẳng đứng của tải trọng xe chạy: P H30 =2,36(T/m 2 ). P HK80 = 2,85(T/m 2 ). + R: bán kính của đốt cống kể từ trục trung hòa. 1,75 0,16 R 0,955m. 2 + : Hệ số kháng đàn hồi của đất, với ống cống cứng lấy bằng hệ số áp lực hông của đất: 0 2 0 2 0 35 tg (45 ) tg (45 ) 0,271 2 2 (5.4) Đối với xe ôtô H30: M 1 = M 2 = M 3 = 0,137.(2,82 + 2,36).0,955 2 .(1- 0,271) = 0,47 (T.m). Đối với xe nặng HK80: M 1 ' = M 2 ' = M 3 ' = 0,137.(2,82+2,85).0,955 2 .(1-0,271) = 0,52 (T.m). Mômen do ảnh hưởng của trọng lượng bản thân cống : M'' 1 = 0,304.g z .R 2 = 0,304.0,4.0,955 2 = 0,111 (Tm). M'' 2 = 0,337.g z .R 2 = 0,337.0,4.0,955 2 = 0,123 (Tm). M'' 3 = 0,369.g z .R 2 = 0,369.0,4.0,955 2 = 0,135 (T.m). 5.4.4.4. Tổng hợp mômen: Tiến hành tổ hợp mômen do áp lực thẳng đứng, áp lực hoạt tải thẳng đứng và do trọng lượng bản thân cống gây ra theo sơ đồ như hình 5.7 ta sẽ tìm được mômen uốn lớn nhất. Mômen uốn lớn nhất sau khi tổng hợp theo công thức: M = M 1 +M 3 '' hoặc M' = M’ 1 +M 3 ''. (5.5) Trong đó: Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 148 +M, M': Tổ hợp mômen do áp lực đất, hoạt tải bánh xe và trọng lượng bản thân cống. Suy ra: M H30 =M 1 +M 3 '' = 0,47 + 0,135 = 0,605(T.m). M' HK80 =M’ 1 +M 3 ''= 0,52 + 0,135 = 0,655(T.m). Theo qui định khi kiểm toán đối với xe nặng HK80, cho phép tăng cốt thép lên 25%. Vậy M' 0,595 0,476 1,25 1,25 (T.m)<M=0,555 (T.m). Vậy mômen lớn nhất (mômen uốn): M = 0,555 (T.m) = 55500 (daN.cm). 5.4.4.5. Chọn tiết diện : Chiều dài một đốt cống là 99cm, khe hở giữa hai đốt cống là 1cm. Khi tính nội lực lấy b = 99cm. Dùng cốt thép 8, bố trí hai hàng đối xứng, chiều dày lớp bảo vệ a' = 2cm. a a ' 2,4cm 2 h 0 = - a = 16 - 2,4 = 13,6cm. Xác định giá trị của A theo công thức: 2 2 n 0 M 55500 A 0,0337 R .b.h 90.99.13,6 (5.6) γ = 0,5.1+ 1 2A γ = 0,5.1+ 1 2.0,0337 = 0,983 Tiết diện cốt thép cần thiết F a (cm): 2 0 0 a M 55500 Fa 2,18(cm ). .h .R 0,983.13,6.1900 (5.7) Số lượng cốt thép cần thiết chỉ cần 58 là đủ, nhưng để dễ bố trí ta chọn 68 với F=3,02 cm 2 và bố trí thành hai hàng đối xứng theo dạng lò xo liên tục. Sơ đồ bố trí cốt thép trong ống cống như Hình 5.8. Q 2 =0 Q 2 =0 M 2 M 2 N 2 M 1 M 3 Q 1 =0 Q 1 =0 N 1 N 3 Hình 5.7: Sơ đồ tổ hợp mômen Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 149 5.4.4.6. Kiểm tra điều kiện đảm bảo cường độ và kiểm tra nứt: 5.4.4.6.1. Kiểm tra về cường độ: Thành cống bêtông cốt thép tiết diện chữ nhật có bố trí hai hàng cốt thép F a =F' a =3,02cm 2 , vì vậy kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức sau: u 0 a a 0 x M R .b.x.(h ) R .F' (h a '). 2 (5.8). a a 0 0 u R .F x 0,55h l .R (5.9). Trong đó: + R u = 90 (kG/cm 2 ), b = 99(cm), h 0 = 13,6(cm). + R a =1900 (kG/cm 2 ), F a = F' a = 3,02(cm 2 ). + a' = 2,4 (cm), M = 55500(daN.cm). Thay các giá trị vào công thức 5.9 ta có: 1900 3,02 x 0,64cm 0,55 13,6 7,48cm 99 90 Vậy x < 0,55h o Thay các giá tri vào vế phải công thức 5.8 ta có: 0,64 90.99.0,64.(13,6 ) 1900.3,02.(13,6 2,4) 1399 93 2 (daN.cm). M = 55500 (daN.cm) < 139993 (daN.cm) Vậy điều kiện cường độ được đảm bảo. Hình.5.8: Sơ đồ bố trí cốt thép 8 8 966 326 2,4 5 2,4 16 590 175 16 4,5 4,5 2,4 16 2,4 L=22 16 L=3811 L=3389 3 x 22,5 22,5/2 90 22,5/2 L=3389 90 3 x 22,522,5/2 22,5/2 2 2 4 1 3 L=100 8 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . Đồ Án Tốt Nghiệp Khoa Xây Dựng Cầu Đường SVTH: Nguyễn Đình Ninh- Lớp 02X3B. Trang 150 5.4.4.6.2. Kiểm tra nứt: Độ mở rộng lớn nhất của đường nứt a t (cm) với cốt thép trơn tiïnh theo công thức: a t 1 T a a 0,5 . .R E (5.10). Trong đó: + 2 a a M 55500 1383,85(kG / cm ). 0,64 F .Z 3,02(13,6 ) 2 + E a =2,1.10 6 kg/cm 2 . + 1 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của bêtông vùng chịu kéo đến biến dạng của cốt thép, tra bảng 5.2 tài liệu [7] với bêtông M20 ta có 1 = 0,9. + R T : Bán kính bố trí cốt thép T T i i F R n .d (5.11) Với + F T : Diện tích vùng tác dụng tương hỗ được giới hạn bởi đường viền của mặt cắt và trị số bán kính tác dụng lẫn nhau F T = 99.(2,4+2,4) = 475(cm 2 ) . + : Hệ số xét đến sự phân bố cốt thép, = 1 + n 1 , n 2 , ,n i : Số lượng các thanh có đường kính d 1 , d 2 , ,d i i i n d 12.0,8 9,6 R T = 49,48(cm) Thay các giá trị vào công thức 5.10 ta có: a t = 6 1383,85 0,5 .0,9.49,48 0,0147(cm) 0,02(cm). 2,1.10 Vậy kết cấu đảm bảo điều kiện chống nứt. 5.4.5. Móng cống và lớp phòng nước: 5.4.5.1. Móng cống: Sự kiên cố, ổn định lâu dài của móng là điều tất yếu để đảm bảo cho kết cấu xây dựng trên nó được lâu dài, chắc chắn. Căn cứ vào điều kiện địa chất thủy văn, vật Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . . . F T : Diện tích vùng tác dụng tương hỗ được giới hạn bởi đường viền của mặt cắt và trị số bán kính tác dụng lẫn nhau F T = 99.(2,4+2,4) = 475(cm 2 ) . + : Hệ số xét đến sự phân bố cốt. 0,955m. 2 + : Hệ số kháng đàn hồi của đất, với ống cống cứng lấy bằng hệ số áp lực hông của đất: 0 2 0 2 0 35 tg (45 ) tg (45 ) 0,271 2 2 (5.4) Đối với xe ôtô H30: M 1. ) 4,94.2,84 . 5.4.4.3. Tính toán nội lực : Sơ đồ phân bố áp lực lên cống tròn cứng như hình.II.4.6a và hình.II.4.6b, do ảnh hưởng của ứng suất dọc trục rất nhỏ cho nên ta chỉ tính toán mômen.