ĐỒ ÁN MÔN HỌC MỐ TRỤ CẦU, NGUYÊN LƯƠNG HOÀNG LIÊN

Theo qui định tại điều 3.6.4 ta có: Ta thiết kế mố cầu thẳng nên không có lực ly tâmCE II.2.9.Lực ma sát âm Vì móng nơng trên nèân đất sét pha cát nên không xét đến ảnh hưởng của lực ma

BÀI TẬP LỚN MỐ TRỤ CẦU

CHƯƠNG I

CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

14 Mực nước tính toán cách mặt đất 4m

Các kích thước được chọn như hình vẽ.

MĐTN +0m

MNTT + 4m

CHƯƠNG II

TÍNH TOÁN LỰC TÁC DỤNG LÊN MỐ.

II.1 Tải trọng bản thân.

−

II.2 Hoạt tải

II.2.1 xe tải thiết kế

II.2.2.hoạt tải tác dụng lên tường đỉnh

q=9.3(N/mm) 145KN

Từ bề rộng nền đường đã cho suy ra đường có 3 làn xe tính toán Xếp cả 3 xe lêntường đỉnh, đặt trục bánh xe 145KN tại vị trí tường đỉnh ta có, lực tác dụng lên tường đỉnh là:

=

II.2.3 Hoạt tải tác dụng lên thân mố

Để có hoạt tải trên mố, ta xếp xe trên kết cấu nhịp để được giá trị lớn nhất

35KN 145KN 145KN

Phản lực tại gối do:

- Xe tải ba trục:

( )3

50000 1200

110000 110000

50000 217360

M M

M DM

II.2.4 Tính tải trọng người.

Tải trọng người có giá trị là 0,003MPa Bề rộng lề bộ hành là 2.1 = 2(m)

Tải trọng người tác dụng lên mố là:

II.2.6 Tĩnh tải từ kết cấu nhịp truyền xuống.

- Tĩnh tải của kết cấu nhịp:

II.2.7 Tải trọng hãm xe.

Do gối cố định đặt tại mố nên phải truyền lực hãm xe vào mố Theo qui định tại điều 3.6.4 ta có:

Ta thiết kế mố cầu thẳng nên không có lực ly tâm(CE)

II.2.9.Lực ma sát âm

Vì móng nơng trên nèân đất sét pha cát nên không xét đến ảnh hưởng của lực ma sát âm (DD)

Nếu xét đến lực DD sẽ được công vào với tĩnh tải thẳng đứng ở trạng thái giới hạn cường độ và tính lún ở trạng thái giới hạn sử dụng

II.2.10.Lực ma sát (FR)

Lực ma sát chung gối càu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số

ma sát giữa các mặt trượt

FR=fmax.N (KN)Trong đĩ:

fmax=0.3 hệ số ma sát giữa bê tơng và gối cầu (do gối di dộng)

N phản lực gối do hoạt tải và tĩnh tải ( khơng kể xung kích)

II.2.11 T ải trọng giĩ

Do mĩng nơng cĩ chơn vào trong đất và đề bài khơng cho dữ liệu nên khơng tính

II.2.12 Lực va xe cơ CT khơng xét.

II.2.13.Áp lực đẩy nổi B:

Lực đẩy nổi của nước là một lực đẩy hướng lên trên, được lấy bằngtổng của các thành phần thẳng đứng của áp lực tĩnh tác dụng lên tất cả cácbộ phận nằm dưới mực nước thiết kế

Aùp lực tĩnh được xác định theo công thức :

B=γwV0Trong đó: V0 : Thể tích phần ngập nước

w

γ : Trọng lượng riêng của nước

Aùp lực nước tĩnh tại mặt cắt đáy bệ:

γ - tyû tróng cụa ñaât (kg/m3); γ =s 1980(kg/m3)

z- chieău sađu döôùi maịt ñaât(mm)

g- haỉng soâ tróng löïc (m/s2)

Trong ñoù kh laø heô soâ aùp löïc daât vaø ñöôïc laây nhö sau:

2 2

sin sin sin

h a

′ +

sin 90 28

0,32 2,816.sin 90.sin 90 30

h a

−Tuyø theo giaù trò cụa z maø seõ coù aùp löïc ñaât vaø vò trí ñieơm ñaịt cụa hôïp löïc laø khaùc nhau

Tái vò trí maịt caĩt ngang ñi qua ñaùy töôøng ñưnh:

Chieău cao töôøng ñưnh: z = 2000(mm) AÙp löïc ñaẫt tái vò trí naøy laø:

Tính toaùn töông töï cho caùc maịt caĩt coøn lái ta laôp bạng tính toaùn nhö sau:

Vò Trí (mm)z Aùp löïcMPa N/mmLöïc Ñieơm ñaịt caùch maịt caĩt(mm)

II.2.15 Hoát tại chaât theđm (LS)

Hoát tại chaât theđm phại ñöôïc xeùt ñeân khi tại tróng xe taùc ñoông leđn maịt ñaât trong phám vi moôt ñoán baỉng chieău cao töôøng ôû phía sau maịt sau töôøng

Söï taíng aùp löïc ngang do hoát tại chaât theđm:

Tái vò trí maịt caĩt ngang ñi qua ñaùy töôøng ñưnh:

Chieău cao töôøng ñưnh: z = 2000(mm) Chieău cao lôùp ñaât töông ñöông Laây töông öùng vôùi chieău cao 1500≤ 2000< 3000 mm ta coù heq = 1533 ( mm )

AÙp löïc ñaẫt tái vò trí naøy laø:

heq(mm)

Aùp löïcMPa

CHƯƠNG III

TỔ HỢP TẢI TRỌNG

Ta lập các tổ hợp tải trọng để kiểm tra lực nén và mômen với 4 trạng thái giới hạn THGHCĐ(I,II,III) và THGHSD

=

+ Lực ngang:

=

P R

u

N mm

2551138.63

u

M

N mm mm

R DC DC DC LL PL EV EV

N mm

1110884.2

u

M

N mm mm

Bảng tổng hợp nội lực theo các trạng thái giới hạn

THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO TƯỜNG ĐỈNH

Nội dung tính toán: Tính toán theo cột chịu nén lệch tâm Tiết diện làm việc là hình chữ nhật có kích thước:

+ kích thước b h× = ×1 800(mm)

+ Chiều cao thân cột là 2000(mm)

IV.1 Thiết kế cốt thép.

Kiểm tra độ mảnh của cột:

Bán kính quán tính của tiết diện:

18.19 22 230.94

+ K : là hệ số phụ thuộc vào điều kiện liên kết 2 đầu cột (K =2,1)

+L : chiều dài thân trụ

Thiết kế cốt thép đối xứng As = As′

Xét cột ở trạng thái phá hoại cân bằng, giả sử: s y

' min

30

280

c y

f f

IV.2 Kiểm tra khả năng làm việc ở trạng thái giới hạn sử dụng.

Theo tính toán ở trên ta có mômen ở trạng thái giới hạn sử dụng là:

17820.88

s

N mm M

mm

Xác định dặc trưng tiết diện khi nứt của cấu kiện Gọi x là là chiều cao vùng bêtông chịu nén Bỏ qua vùng bêtông bị nứt Cân bằng mômen tĩnh đối với trục trung hoà ta được:

1 138.75

7,2 2.3 720 138.75 6485206.64 3

sa

f = MPa .

Ta thấy fsa = 168 ( MPa ) > = fs 7.38( MPa ) → thoả mãn

IV.3 Thiết kế cốt đai.

Cốt đai được sử dụng để tạo khả năng chống cắt cho, khoảng cách của cốt đai phải đảm bảo và được tính toán như sau

Hệ số sức kháng nén: φ =v 0,9

Theo tính toán ở trên ta có:

Chiều cao vùng chịu nén của tiết dện:

( )

35.32

0.055 0,9 1 717.39

c

v

OK f

do đó phải lặp lại Chọn giá trị của 43 40 0

41.5 2

Khả năng chịu cắt của bêtông:

chịu lực Cốt đai sẽ được bố trí theo cấu tạo.

Khoảng cách các cốt đai phải thoả mãn các điều kiện sau:

Sử dụng cốt đai có đường kính 12mm, làm 8 vòng diện tích thanh thép là

113,1(mm2)

46.45 0,083 0.083 12000 30

IV.4 Kiểm tra thép dọc.

Công thức kiểm tra khả năng chịu kéo của thép dọc là:

Vậy thép dọc đã đủ khả năng chịu lực

IV.5 Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ.

Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ phải được đặt gần bề mặt của cấu kiện để chịu những tác động thường xuyên của nhiệt độ và môi trường Tổng diện tích thép chống co ngót và nhiệt độ lấy như sau:

167153.86

Nội dung tính toán: Tính toán theo cột chịu nén lệch tâm Tiết diện làm việc là hình chữ nhật có kích thước:bxh=1 1000x

+ Chiều cao phần cột:7000(mm)

V.1 Thiết kế cốt thép.

Kiểm tra độ mảnh của cột:

Bán kính quán tính của tiết diện:

50.92 22 288.68

1,043 1314.19 12000

Thiết kế cốt thép đối xứng As = As′

Xét cột ở trạng thái phá hoại cân bằng, giả sử: s y

cấu kiện rơi vào trường hợp phá hoại dẻo s y

s

f f f

=



 ′

Giả sử trường hợp fs′ = fy, chiều cao vùng nén:

1314.19

57.26 0,9.0,85.30.1

30

240

c y

f f

Theo tính toán ở trên ta có mômen ở trạng thái giới hạn sử dụng là:

1323656

s

N mm M

x x

=



 = −

chọn x = 191.5 ( mm )

Mômen quán tính của tiết diện nứt chuyển đổi là:

1 191.5

7,2 3.496 920 191.5 15699576.15 3

V.3 Thiết kế cốt đai.

Cốt đai được sử dụng để tạo khả năng chống cắt cho, khoảng cách của cốt đai phải đảm bảo và được tính toán như sau

Hệ số sức kháng nén: φ =v 0,9

Theo tính toán ở trên ta có:

Chiều cao vùng chịu nén của tiết dện:

Khả năng chịu cắt của bêtông:

Khoảng cách các cốt đai phải thoả mãn các điều kiện sau:

Sử dụng cốt đai có đường kính 12mm, làm 8 vòng diện tích thanh thép là

113,1(mm2)

46.45 0,083 0.083 12000 30

S < d = × = mm Vậy chọn bố trí thép đai với khoảng

cách đều nhau là 40mm

V.4 Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ.

Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ phải được đặt gần bề mặt của cấu kiện để chịu những tác động thường xuyên của nhiệt độ và môi trường Tổng diện tích thép chống co ngót và nhiệt độ lấy như sau:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TƯỜNG CÁNH

VI.I Lựa chọn sơ bộ kích thước tường cánh.

Cũng như mố, tường cánh ta cũng chọn loại tường cánh hẫng BTCT Tường cánh được đặt vuơng gĩc so với mặt phẳng tường thân

Các kích thước của tường cánh chọn sơ bộ như trên hình

VI.II Tính toán tải trọng tác dụng lên tường cánh.

VI.II.1 Tải trọng bản thân.

Đối với tường được vát xiên như hình vẽ, mặt cắt ngang được chọn để tính toán là mặt cắt tại vị trí cách mặt cắt ngang lớn nhất , gần nhất một đoạn bằng 1/4 đoạn kích thước phần tường có mặt cắt ngang thay đổi

Do đó, theo hình vẽ vị trí này cách mặt cắt tại vị trí bắt đầu thay đổi chiều cao là:

5000

1250 4

mm

mm

=Chiều cao tường tại vị trí này là:

γ

−

VI.II.2 Áp lực đất đắp lên tường cánh.

Aùp lực đất cơ bản được giả thuyết là phân bố tuyến tính và tỉ lệ với chiều sâu đất, được lấy như sau:

sin sin sin

h a

′ +

( )

2 2

sin 90 28

0,32 2.816.sin 90 sin 90 30

h a

−Tại vị trí chieău cao töôøng: z = 5000(mm) AÙp löïc ñaẫt tái vò trí naøy laø:

−

Aùp löïc ñaât taùc dúng leđn maịt caĩt tính toaùn laø moôt hình thang

⇒Aùp löïc ñaât toơng hôïp :

VI.II.3 Hoát tại chaât theđm.

Hoát tại chaât theđm phại ñöôïc xeùt ñeân khi tại tróng xe taùc ñoông leđn maịt ñaât trong phám vi moôt ñoán baỉng chieău cao töôøng ôû phía sau maịt sau töôøng

Söï taíng aùp löïc ngang do hoát tại chaât theđm:

Tái vò trí maịt caĩt ngang ñi qua ñaùy töôøng caùnh:

Chieău cao töôøng caùnh: z = 5000(mm) Chieău cao lôùp ñaât töông ñöông

Aùp lực đất tác dụng lên mặt cắt tính toán là một hình thang

⇒Aùp lực đất tổng hợp :

Ta lập các tổ hợp tải trọng để kiểm tra lực nén và mômen với 4 trạng thái giới hạn THGHCĐ(I,II,III) và THGHSD

.

M = R x + R x∆ ∆

Bảng tổng hợp nội lực tác dụng lên tường cánh

THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO TƯỜNG CÁNH.

Nội dung tính toán: Tính toán theo dầm hẫng chịu uốn Tiết diện làm việc là hình chữ nhật có kích thước: b h× = × 1 500

VIII.1 Thiết kế cốt thép.

396175.31

440194.790.9

' min

30

240

c y

f f

min

ρ ρ> →thoả hàm lượng cốt thếp tối thiểu.

Chọn thép có đường kính φ =16 mm( )để bố trí, số thanh cần thiết trên một đơn vịchiều dài là:

Vậy chọn 99 thanh cĩ đường kính 16mm và bố trí đều với khoảng cách là 110mm

VIII.2 Kiểm tra khả năng làm việc ở trạng thái giới hạn sử dụng.

Theo tính toán ở trên ta có mômen ở trạng thái giới hạn sử dụng là:

254100

s

N mm M

x x

1 128.7

7.2 3.95 420 128.7 3123878.13 3

VIII.3 Thiết kế cốt đai.

Cốt đai được sử dụng để tạo khả năng chống cắt, khoảng cách của cốt đai phải đảm bảo và được tính toán như sau

Hệ số sức kháng nén: φ =v 0,9

Theo tính toán ở trên ta có:

Chiều cao vùng chịu nén của tiết dện:

40,53 41

Cũng trong bảng này tra được giá trị β = 1.99

Khả năng chịu cắt của bêtông:

để chịu lực Cốt đai sẽ được bố trí theo cấu tạo

Khoảng cách các cốt đai phải thoả mãn các điều kiện sau:

Sử dụng cốt đai có đường kính 12mm, làm 1 vòng diện tích thanh thép là

113,1(mm2)

27.84 0,083 0.083 5000 30

VIII.4 Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ.

Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ phải được đặt gần bề mặt của cấu kiện để chịu những tác động thường xuyên của nhiệt độ và môi trường Tổng diện tích thép chống co ngót và nhiệt độ lấy như sau:

Chọn 59 thanh cĩ đường kính 12mm bố trí đều với khoảng cách 100mm

KIỂM TOÁN MÓNG NÔNG

I.Kiểm tra ổn định lật:

B’=B – 2eB = 9000 – 2x2551138.63/21155.086 = 8759 (mm)

' 0

II.Kiểm tra trượt: