đồ án kỹ thuật luyện kim XÁC ĐỊNH SƠ BỘ SỐ CÁP DỰ ỨNG LỰC CHO GIAI ĐOẠN ĐÚC HẪNG

Trên mặt bằng các bó cáp đi song song với nhau, đối xứng qua đường tim của dầm hộp khi gần đến điểm kết thúc của cáp thì uốn cong để đi vào vị trí neo.. Điểm uốn cáp cách neo cáp một kho

CHƯƠNG VII GIAI ĐOẠN HỢP LONG GIỮA 7.1 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ SỐ CÁP DỰ ỨNG LỰC CHO GIAI ĐOẠN ĐÚC HẪNG

s0 s1

s2 s3 s4 s5

s6 s7

s8 s9

s10

s11

Hình 7.1 : Bố trí mặt cắt tại nhịp biên

Ta sẽ tính cáp chịu momen dương cho giai đoạn thi công hợp long dựa trên momen âm lớn nhất qua các giai đoạn thi công và khai thác, sau đó ta lấy lớn hơn lượng cáp cần thiết 15-20% để đủ khả năng làm việc trong giai đoạn khai thác

Số cáp sơ bộ được chọn theo công thức :

u ps

,

M A

a '

2



Trong đó:

Mu momen được xác định từ midas trong giai đoạn khai thác

Khoảng cách từ mép ngoài chịu nén đến trọng tâm của cáp dự ứng lực, tạm lấy , d

p

h

2

  Chiều cao vùng chịu nén tối đa, ' ' '

c 0.42 d  a ' c  Hệ số điều chỉnh,

' c 1

Cường độ chịu kéo cáp, fpu =1860 MPa

Số bó cốt thép tại mỗi mặt cắt : p ps

1bo

A n A

 Sử dụng cáp 15.2mm Trên trụ P2-P3, 1 bó dùng 19 tao vậy diện tích 1 bó cáp

2 1bo

A 140 19 2660 mm 

Biểu đồ bao momen kết cấu nhịp khi đã hoàn thiện, với tổ hợp tải cường độ 1

Bảng tính sơ bộ và chọn bó cáp dự ứng lực

Mặt cắt d'p (mm) c' (mm) a' (mm) My (kNm) Aps (mm2) Số bótính Số bóchọn

A11 A11

3750

B1

B6

MẶT CẮT S11 TỶ LỆ : 1/100

6000

2750 2750

Hình 7.2 : Bố trí cáp chịu momen dương hợp long biên

7.2 BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC

Bố trí thành hai hàng tập trung ở khu vực nách hộp, khi neo bó cáp phải uốn cong theo phương ngang và uốn xiên xuống theo phương đứng để neo vào vị trí gần chổ tiếp giáp nách và sườn dầm

Bán kính uốn cong của cáp chọn R = 4000 mm

Khoảng cách giữa tim cáp : 250 mm

Các bó cáp trong hàng cách nhau 250 mm

Điểm neo cách mặt trên đáy dầm 200 mm, cách mép trong vách gần nhất 450 mm Trên mặt bằng các bó cáp đi song song với nhau, đối xứng qua đường tim của dầm hộp khi gần đến điểm kết thúc của cáp thì uốn cong để đi vào vị trí neo Điểm uốn cáp cách neo cáp một khoảng ít nhất là (2000+T) mm để đảm bảo điều kiện trước điểm neo cáp phải có đoạn thẳng là ít nhất là 2000 mm T là chiều dài tiếp tuyến của đường cong bán kính R Điểm uốn cáp phải nằm trong phạm vi đốt đúc để việc đặt và nối ống gen được dễ dàng

Hình 5.3 : Sơ đồ tính góc uốn và điểm uốn

Xác định góc uốn và điểm uốn

Góc uốn xiên :    

T tiếp tuyến của đường cong xác định theo công thức : T R tg

2



 

R bán kính đường cong, R = 4000 mm

h : khoảng cách từ vị trí cốt thép đến vị trí neo Do cáp uốn xiên do đó ta có

h  h h với hd, hn là khoảng cách từ tim cáp đến tim neo theo phương đứng và ngang

Vậy điểm uốn cáp cách mặt cắt cuối đốt là a: a h

tg



 Tính toán trên excel ta có kết quả

Bảng tính góc chuyển hướng đoạn cáp gần mố

Bảng tính góc chuyển hướng đoạn cáp gần trụ

1/2 MẶT BẰNG BỐ TRÍ CÁP DƯƠNG TỶ LỆ : 1/250

S27 S26 S25 S24 S23 S22 S21 S20 S19 S18 S17 S16 S15 S14 S13 S12 SB S14 S16 S18 S20 S22 S23 S11 S10 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 SA S1 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11

1/2 MẶT ĐỨNG BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC TỶ LỆ : 1/250

1/2 MẶT BẰNG BỐ TRÍ CÁP ÂM TỶ LỆ : 1/250

CÁP NHÓM A1 12T15 CÁP NHÓM A2 19T15

CÁP NHÓM C1 19T15

CÁP NHÓM B1 19T15

CÁP NHÓM B2 19T15

S29 S28 S27 S26 S25 S24 S23 S22 S21 S20 S19 S18 S17 S16 S15 S14 S13 S12 SB S14 S16 S18 S20 S22 S23 S11 S10 S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0 SA S1 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11

S29 S28

B2-1 B2-2 B2-3 B2-5 B2-6 B2-4 B2-DP

B1-1 B1-2 B1-3 B1-4 B1-DP B1-DP

C1-4 C1-5

C1-1

C1-2

C1-3 C1-4 C1-5

C1-1

C1-DP

C1-2 C1-3 C1-DP

16000 2000 15000 12000 12000 2400 15000 2000 12000 14000 9000 12000 9000 14000 12000 1000

169000

B1-1 B1-2 B1-3 B1-4

9600

9600

A1-1 A1-2 A1-3 A1-4 A1-5 A1-6 A1-7 A1-8 A1-9 A1-10 A1-11 A1-DP

A2-1 A2-2 A2-3 A2-4 A2-5 A2-6 A2-7 A2-8 A2-9 A2-10 A2-11 A2-DP

A1-1 A1-2 A1-3 A1-4 A1-5 A1-6 A1-7 A1-8 A1-9 A1-10

A2-1 A2-2 A2-3 A2-4 A2-5 A2-6 A2-7 A2-8 A2-9 A2-10

16000 2000 15000 12000 12000 2400 15000 2000 12000 14000 9000 12000 9000 14000 12000 1000

169000

Hìn

h 7.3 :

Sơ đồ bố trí cáp

7.3 TÍNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN KHI CÓ CÁP:

Do thi công đúc hẫng trải qua nhiều giai đoạn, ứng với mỗi lần căng cáp thì đặc trưng hình học của tiết diện lại thay đổi so với khi chưa căng cáp

Tính đặc trưng hình học giai đoạn 1 : trước khi căng cáp

Diện tích tiết diện tính đổi trừ lổ

Momen tĩnh đối với mép dưới dầm

S  S A y A y Khoảng cách trọng tâm đến mép dưới dầm:

b0 b0

0

S y A

 Khoảng cách trọng tâm đến mép trên dầm:

y H y Momen quán tính đối với trọng tâm dầm:

Tính đặc trưng hình học giai đoạn 2 : sau khi căng cáp

Diện tích tiết diện tính đổi

A A n  A A Momen tĩnh của tiết diện cáp

Độ lệch tâm của tiết diện giữa giai đoạn 1 và giai đoạn 2

bg g

K c A

 Khoảng cách từ trục trung hòa đến đáy dầm

y y  c Khoảng cách trọng tâm đến mép trên dầm

tg bg

y H y Môment quán tính của tiết diện với trục trung hoà

2

Bảng tính đặc trưng hình học các mặt cắt chưa xét giảm yếu do lỗ cáp:

Mặt cắt A (mm 2 ) S b 10 6 (mm 3 ) y b (mm) y t (mm) I th (mm 4 )

Bảng tính đặc trưng hình học đã xét giảm yếu do ống gel và đã luồn cáp trên:

Mặt cắt A (mm 2 ) K 10 6 (mm 3 ) y b (mm) y t (mm) I th (mm 4 )

S10 6446748 32725893 1332 713 4011

Bảng tính đặc trưng hình học các mặt cắt sau khi luồn cáp :

Mặt cắt A g (mm 2 ) Y ps (mm) K bg (mm 3 ) y bg (mm) y tg (mm) I g 10 9 (mm 4 )

7.4 TÍNH MẤT MÁT ỨNG SUẤT:

Mất mát ứng suất trong cáp chia làm hai nhóm

Mất mát ứng suất tức thời:

fPF : Mất mát do ma sát

fPA : Mất mát do thiết bị neo

fPES : Mất mát do co ngắn đàn hồi

Mất mát ứng suất theo thời gian:

fPSR : Mất mát do co ngót

fPCR : Mất mát do từ biến của bê tông

fPR : Mất mát do chùng nhão cốt thép

5.4.1 Mất mát ứng suất do ma sát f pF [5.9.5.2.2]:

 K x 

f f 1 – e   

Trong đó :

fPJ : Ứng suất trong bó thép ứng suất trước tại thời điểm kích

f 0.74 f 0.74 1860 1376.4 MPa 

x : Chiều dài bó thép ứng suất trước từ đầu kích đến điểm đang xét (mm)

K : Hệ số ma sát lắc của bó cáp

 : Hệ số ma sát

 : Tổng giá trị tuyệt đối thay đổi góc của đường cáp ứng suất trước từ đầu kích gần nhất đến điểm đang xét

Ống gen là loại ống được lấy theo quy định của nhà sản xuất :

7

K 6.6 10

0.25

  Chiều dài bó cáp từ đầu neo đến mặt cắt tính toán sẽ được tính bằng tổng chiều dài đoạn cáp thẳng trước neo, đoạn cáp uốn cong và đoạn cáp thẳng từ điểm kết thúc đoạn uốn cong đến mặt cắt đang xét Các tính toán được lập thành bảng kết quả như sau :

S5 0 0 0 0 0 3500

Kết quả tính mất mát ứng suất của từng bó cáp tại các mặt cắt qua các giai đoạn thi công như sau :

Bảng tính mất mát ứng suất do ma sát trên cáp dương nhịp biên

5.4.2 Mất mát do thiết bị neo fpA [5.9.5.2] :

f PA

Sự tăng của ma sát L

x

x là điểm mà tại đó sợi cáp không còn di chuyển nữa khi tuột neo.

Độ ép xít neo thường nằm trong khoảng 3 – 10 mm; thường  = 6 mm

Căng một đầu tính với 1 (kể cả căng 2 đầu nhưng không luân phiên)

Căng 2 đầu luân phiên tính với 2

Chỉ tính khi trên toàn sợi cáp không có ma sát với thành ống, do đó fpA chỉ kể vào khu vực đầu dầm

Hầu hết các bó cáp được kéo cả hai đầu chỉ có 2 bó ở đốt K0 là kéo 1 đầu nên mất mát do ứng suất này tại các mặt cắt trong cáp cũng tương đối đều nhau, do đó ta có thể dùng công thức trung bình

A

L



Trong đó:

  độ tụt neo

Ep môđun đàn hồi của cáp, Ep =197000 MPa

L chiều dài bó cáp Do cáp được uốn xiên nên chiều dài bó cáp được tính bằng tổng chiều dài các đoạn cáp sau : đoạn cáp thẳng trước neo, đoạn cáp uốn cong, đoạn cáp thẳng ở giữa 2 đoạn cong

Bảng tính mất mát do thiết bị neo

5.4.3 Mất mát ứng suất do nén đàn hồi fPES [5.9.5.2.3b]:

Mất mát do co ngắn đàn hồi về bản chất là khi căng bó sau sẽ gây nên mất mát cho bó trước Mất mát này được tính theo công thức sau :

c

E

N 1



 Trong đó :

N : Số lần căng cáp có đặc trưng hoàn toàn giống nhau căng tại các thời điểm khác nhau làm cho dầm biến dạng,

fcgp : Tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép ứng suất trước do lực ứng suất trước sau kích và tại trọng tâm của cấu kiện ở các mặt cắt có mô men Max (MPa)

cpg

Pi: Lực nén trong bê tông do ứng suất trước gây ra tại thời điểm sau khi kích, tức là đã sảy ra mất mát do ma sát và tụt neo :

P  f  f  f  f A

e : Độ lệch tâm của bó thép so với trục trung hoà của tiết diện

APS : Tổng diện tích của bó thép ứng suất trước

Lặp vòng 1

Mặt

cắt My (kNm)

P i

(MPa)

A 0

(mm 2 )

I 0

10 9 (mm 4 )

e (mm)

f cpg

(MPa)

Δf pES

(MPa)

Lặp vòng 2

Mặt

cắt

My (kNm)

P i

(MPa)

A 0

(mm 2 )

I 0

10 9 (mm 4 )

e (mm)

f cpg

(MPa)

Δf pES

(MPa)

Lặp vòng 3

Mặt

cắt

My (kNm)

P i

(MPa)

A 0

(mm 2 )

I 0

10 9 (mm 4 )

e (mm)

f cpg

(MPa)

Δf pES

(MPa)

5.4.4 Tổng mất mát ứng suất tại các mặt cắt

7.5 KIỂM TOÁN Ở GIAI ĐOẠN TRUYỀN LỰC :

Thời điểm căng cáp đốt hợp long biên tuổi của bê tông là 10 ngày

'

f 40 MPa E 33994.5 MPa

Các giới hạn ứng suất đối với bêtông :

- Giới hạn ứng suất kéo trong bêtông ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mất mát cho các cấu kiện dự ứng lực toàn phần :

' c

1.38 MPa







- Giới hạn ứng suất nén trong bêtông ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mất mát cho các cấu kiện dự ứng lực toàn phần : 0.6 f c' 0.6 40 24 MPa   

Điều kiện để khả năng chịu uốn thỏa trong giai đoạn này là tất cả các giá trị ứng suất của các thớ trên các mặt cắt khác nhau không được lớn hơn ứng suất cho phép nén nếu như kết quả tính là âm (lấy giá trị tuyệt đối để so sánh), và không được lớn hơn ứng suất cho phép kéo nếu kết quả tính toán dương

Ta quy định ứng suất kéo mang dấu dương, ứng suất nén mang dấu âm

Tính toán ứng suất tại mặt cắt S0 trong giai đoạn thi công

Pbi : tổng lực kéo trong các bó cáp DUL bên trên sau khi đã trừ các mất mát

Pti : tổng lực kéo trong các bó cáp DUL bên dưới sau khi đã trừ các mất mát

eb : độ lệch tâm của lực Pbi đối với trọng tâm của tiết diện đang xét

eb : độ lệch tâm của lực Pti đối với trọng tâm của tiết diện đang xét

Lực kéo căng trong cáp DUL sau mất mát được tính như sau :

Pi niAps0.74 f  u fpT

Ứng suất tại thớ trên của tiết diện dầm :

y

M

Ứng suất tại thớ dưới của tiết diện dầm :

y

M

Kết quả kiểm toán được trình bày trong các bảng như sau :

Mặt

cắt

My

(kNm)

A 0

(mm 2 )

I 0

10 9 (mm 4 )

P ti

(MPa)

P bi

(MPa)

y b0

(mm)

y t0

(mm)

f t

(MPa)

f b

(MPa)

So sánh với ứng suất cho phép đều thỏa mãn điều kiện kiểm toán