Nghiên cứu trạng thái ứng suất và biến dạng cầu máng bê tông cốt thép ứng suất trước nhịp lớn

L IC M N Lu n v n th c s :“ Nghiên c u tr ng thái ng su t bi n d ng c a c u máng bê tông c t thép ng su t tr c nh p l n” đ c tác gi hoàn thành th i h n quy đ nh đ m b o đ y đ yêu c u đ c ng đ c phê t Trong trình th c hi n, nh s giúp đ t n tình c a Giáo s , Ti n s Tr ng i H c Thu L i, công ty t v n đ ng nghi p, tác gi hoàn thành lu n v n Tác gi chân thành c m n TS V Hoàng H ng, Tr Hà N i t n tình h ng i h c Thu L i ng d n giúp đ đ tác gi hoàn thành lu n v n Tác gi xin chân thành c m n th y cô tr ng i h c Thu L i Hà N i, th y khoa Cơng trình t n t y gi ng d y tác gi su t trình h c đ i h c cao h c t i tr ng Tuy có nh ng c g ng song th i gian có h n, trình đ b n thân cịn h n ch , lu n v n không th tránh kh i nh ng t n t i, tác gi mong nh n đ c nh ng ý ki n đóng góp trao đ i chân thành c a th y cô giáo, anh ch em b n bè đ ng nghi p Tác gi r t mong mu n nh ng v n đ t n t i s đ gi phát tri n c tác m c đ nghiên c u sâu h n góp ph n ng d ng nh ng ki n th c khoa h c vào ph c v đ i s ng s n xu t Xin chân thành c m n! Hà N i, ngày tháng n m 2014 H c viên Lê Bá Nh t Tuân L I CAM OAN H tên h c viên: LÊ BÁ NH T TUÂN L p cao h c: CH21C11 Chun ngành: Xây d ng cơng trình th y Tên đ tài lu n v n: “Nghiên c u tr ng thái ng su t bi n d ng c a c u máng bê tông c t thép ng su t tr c nh p l n” Tôi xin cam đoan đ tài lu n v n c a tơi hồn tồn tơi làm, nh ng k t qu nghiên c u tính tốn trung th c Trong q trình làm lu n v n tơi có tham kh o tài li u liên quan nh m kh ng đ nh thêm s tin c y tính c p thi t c a đ tài Tôi không chép t b t k ngu n khác, n u vi ph m xin ch u trách nhi m tr c Khoa Nhà tr ng Hà N i, ngày tháng n m 2014 H c viên Lê Bá Nh t Tuân M CL C M U 1.1 TÍNH C P THI T C A 1.2 M C ÍCH C A TÀI TÀI 1.3 CÁCH TI P C N VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U 1.4 CÁCH TI P C N VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U CH NG I: T NG QUAN V C U MÁNG 1.1 Khái quát v c u máng 1.1.1 Khái ni m c u máng b ph n c u máng 1.1.1.1 K t c u c a vào, c a 1.1.1.2 K t c u thân máng 1.1.1.3 K t c u g i đ 1.1.2 M t c t ngang c u máng 1.1.2.1 Thân máng có m t c t hình ch nh t 1.1.2.2 Thân máng có m t c t ngang hình ch U 1.2 Tính tốn c u máng 1.2.1 Các t i tr ng tác d ng lên c u máng 1.2.2 Ph ng pháp truy n th ng tính tốn c u máng 10 1.2.2.1 Tính tốn thân máng theo ph ng d c 10 1.2.2.2 Tính tốn thân máng theo ph ng ngang 11 1.2.3 Tính tốn c u máng theo tốn khơng gian 13 K t lu n ch CH ng 15 NG II: K T C U BÊ TÔNG NG SU T TR C 16 2.1 Khái quát v k t c u bê tông c t thép ng su t tr 2.1.1 Ph 2.1.1.1 Ph ng pháp c ng tr ng pháp c ng tr c 16 c c ng sau 16 c 16 2.1.1.2 Ph ng pháp c ng sau 17 2.1.2 Các t n th t ng su t tr c 18 2.1.2.1 T n th t ng su t tr c bi n d ng c a thi t b neo 2.1.2.2 T n th t ng su t tr h1 19 c ma sát gi a l lu n thép c t thép σ h 20 2.1.2.3 T n th t ng su t tr c chênh l ch nhi t đ gi a c t thép giá c ng σ h3 20 2.1.2.4 T n th t ng su t tr c co ngót c a bê tông σ h 21 ng su t tr c t bi n c a bê tông σ h5 21 2.1.2.6 T n th t ng su t tr c chùng c t thép σ h 22 2.1.2.7 T n th t ng su t tr c d m bê tông b ép co σ h 22 2.1.2.5 T n th t 2.1.3 L c c ng tr c gi i h n 23 2.2 Tính tốn k t c u c u máng bê tông c t thép ng su t tr c 23 2.2.1 S làm vi c c a c u máng 23 2.2.2 Tính tốn c 2.2.2.1 S đ ng đ m t c t vng góc 24 ng su t 24 2.2.2.2 Công th c c b n 24 2.2.3 Tính tốn c ng đ m t c t nghiêng 25 2.2.4 Tính tốn đ võng 26 2.2.4.1 Xác đ nh đ võng t i tr ng sinh 26 2.2.4.2 Xác đ nh đ v ng sinh ng su t tr 2.2.4.3 c 28 võng toàn ph n ch u tác d ng c a t i tr ng 28 2.2.5 Ví d b ng s 28 2.2.5.1 S li u c b n 29 2.2.5.2 Tính tốn n i l c 29 2.2.5.3 c tr ng hình h c ti t di n 31 2.2.5.4 Kh ng ch ng su t kéo c a cáp ng su t tr 2.2.5.5 T n th t ng su t tr c 32 c 32 2.2.5.6 Tính tốn kh n ng ch u u n ti t di n vng góc th i gian làm vi c 33 2.2.5.7 Tính tốn kh n ng ch u c t ti t di n nghiêng góc th i gian làm vi c 34 2.2.5.8 Tính tốn đ võng 35 K t lu n ch ng 37 CH NG III: TÍNH TỐN K T C U BÊ TƠNG C T THÉP NG SU T TR C B NG PH N M M SAP2000 38 3.1 Ph n m m SAP2000 38 3.1.1 Khái quát v ph n m m SAP2000 38 3.1.2 Các b c tính tốn k t c u b ng SAP2000 38 3.2 Tính tốn k t c u bê tơng c t thép ng su t tr 3.2.1 Khái quát v d m bê tông c t thép ng su t tr 3.2.2 X lí v n đ K t lu n ch CH ng su t tr c b ng SAP2000 39 c 39 c SAP2000 40 ng 64 NG 4: TÍNH TỐN C U MÁNG BÊ TƠNG C T THÉP 65 CƠNG TRÌNH TH Y I N SÔNG ÂM – T NH THANH HÓA 65 4.1 Gi i thi u cơng trình 65 4.1.1 Quy mơ cơng trình 65 4.1.2 K t c u c u máng 65 4.1.3 S li u tính tốn 66 4.1.4 Tr ng h p tính tốn 67 4.2 Phân tích k t c u c u máng theo tốn khơng gian b ng SAP2000 67 4.2.1 Mơ hình hóa k t c u thân máng b ng ph n t kh i (Solid) 67 4.2.2 Gán t i tr ng tác d ng lên thân máng 70 4.2.3 Phân tích tr ng thái ng su t bi n d ng c a thân máng nh p c u máng thay đ i, m t c t ngang v n gi nguyên 72 4.2.3.1 K t qu tính toán ng su t chuy n v c a c u máng ch a có ng su t tr c, chi u dài nh p tính tốn L= 15,5 m 72 4.2.3.2 K t qu tính tốn ng su t chuy n v c a c u máng ch a có ng su t tr c, chi u dài nh p 25,5 m 73 4.2.4 Phân tích tr ng thái ng su t bi n d ng c a thân máng nh p c u máng thay đ i, gi nguyên l c nén tr 4.2.4.1 Xác đ nh l c nén tr 4.2.4.2 c, m t c t ngang 74 c 74 ng su t kh ng ch c a thép ng su t tr c σk 77 4.2.4.3 T n hao ng su t 77 4.2.4.4 K t qu tính tốn ng su t chuy n v c a c u máng có ng su t tr c, chi u dài nh p 25,5 m 80 4.2.4.5 K t qu tính toán ng su t chuy n v c a c u máng có ng su t tr c, chi u dài nh p 30,5 m 82 4.2.4.6 T ng h p k t qu tính tốn c a c u máng 83 4.2.5 B trí c t thép ng su t tr K t lu n ch c 84 ng 84 K T LU N VÀ KI N NGH .85 TÀI LI U THAM KH O 87 DANH M C CÁC HÌNH V Hình 1-1 S đ m t c t d c c u máng Hình 1-2 C a vào, c a c a c u máng Hình 1-3 M t c t ngang thân máng Hình 1-4 K t c u thân máng hình thang ch U có gi ng ngang Hình 1-5 S đ b trí giá đ ki u công xôn kép Hình 1-6 Giá đ c u máng ki u vòm (a) ki m vòm treo(b) Hình 1-7 K t c u g i đ Hình 1-8 Các ki u tr đ Hình 1-9 M t c t ngang máng ch nh t Hình 1-10 M t c t ngang máng ch U khơng gi ng có gi ng Hình 1-11 S đ phân ph i l c c t không cân b ng 11 Hình 1-12– S đ tính tốn máng hình thang 12 Hình 1-13 S đ tính tốn máng ch U 13 Hình 2-1.Ph Hình 2-2 Ph ng pháp c ng tr c (c ng b ) 17 ng pháp c ng sau (c ng bê tông) 18 Hình 2-3 Bi n đ i m t c t th c t c a c u máng v m t c t tính tốn 23 Hình 2-4: S đ tính ti t di n ch T, cánh n m vùng nén, tr c trung hòa qua s n 24 Hình 2-5: S đ tính tốn n i l c ti t di n nghiêng 26 Hình 2-6: M t c t thân máng c u máng thành m ng ng su t tr Hình 3-1: S đ ng su t d m bê tơng ng su t tr Hình 3-2: S đ tính tốn d m bê tơng c (mm) 29 c 40 ST 41 Hình 3-3: V s b cáp Hình 3-4: Ch n cáp Hình 3-5: ST 44 ST d ng parabôn 45 nh d ng parabôn theo s li u cho 46 Hình 3-6: Cáp parabơn theo s li u cho 47 Hình 3-7: Gán l c c ng cáp 48 Hình 3-8: S đ tính tốn d m bê tông ST 48 Hình 3-9: Bi u đ mơmen u n M3 ng v i tr ng h p t i tr ng 50 Hình 3-10: Bi u đ chuy n v TH1 50 Hình 3-11: S đ m ng l i ph n t Shell cáp Hình 3-12: S đ t i tr ng tác d ng lên d m ST 51 ST 52 Hình 3-13: S đ chuy n v t h p t i tr ng TH1 53 Hình 3-14: Ph m u ng su t S11 ng v i TH1 53 Hình 3-15: N i l c t i m t c t gi a nh p d m 54 Hình 3-16: S đ tính tốn d m bê tơng Hình 3-17: S đ m ng l ST 55 i ph n t Shell cáp ST 56 Hình 3-18: Nh p t a đ m đ u gi a c a cáp th ng 56 Hình 3-19: S đ t i tr ng phân b DL cáp Hình 3-20: Bi u đ ST 57 ng su t S11 c a d m ng v i TH1 57 Hình 3-21: S đ chuy n v c a d m ng v i t h p TH1 58 Hình 3-22: N i l c t i m t c t gi a nh p d m 58 Hình 3-23: D m đ c mơ hình hóa b ng ph n t Shell 58 Hình 3-24: Ph m u ng su t t h p t i tr ng TH1 58 Hình 3-25: Ph m u chuy n v U3 t h p t i tr ng TH1 59 Hình 3-26: M ng l i ph n t Solid c a d m cáp ST 59 Hình 3-27: Nh p t a đ m đ u cu i c a cáp th ng 60 Hình 3-28: S đ t i tr ng phân b DL, LL cáp Hình 3-29: Bi u đ ST 61 ng su t S11 c a d m ng v i TH1 61 Hình 3-30: S đ chuy n v c a d m ng v i t h p t i tr ng TH1 61 Hình 3-31: N i l c t i m t c t gi a d m 61 Hình 3-32: D m đ c mơ hình hóa b ng ph n t Solid 62 Hình 3-33: Bi u đ ng su t S11 c a d m ng v i TH1 62 Hình 3-34: S đ chuy n v c a d m ng v i t h p t i tr ng TH1 62 Hình 3-35: N i l c t i m t c t gi a d m 62 Hình 4-1: M t c t ngang thân máng 66 Hình 4-2: ồn xe tơ H10 66 Hình 4-3: Mơ hình m t c t ngang thân máng b ng ph n t Area 67 Hình 4-4: Mơ hình hóa thân máng b ng ph n t Solid 68 Hình 4-5: Nh p s li u đoàn xe H10 70 Hình 4-6: S đ áp l c n Hình 4-7: L c nén tr c (ALN) 71 c LNT*=8500/17 kN vào hai đ u đáy máng 71 Hình 4-8: Ph m u ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1 ch a có ST, L= 15,5 m 72 Hình 4-9: Chuy n v t i m t c t gi a nh p TH1 ch a có Hình 4-10: ST, L= 15,5 m 72 ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1 ch a có Hình 4-11: Chuy n v t i m t c t gi a nh p TH1 ch a có ST, L= 25,5 m 73 ST, L= 25,5 m 74 Hình 4-12: Ph m u ng su t S22 t i m t c t gi a nh p LNT* 75 Hình 4-13: Ph m u ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1-A 76 Hình 4-14: Chuy n v t i m t c t gi a nh p TH1-A 76 Hình 4-15: ng su t tr c c a bê tông t i v trí c t thép c ng tr Hình 4-16: ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1-B, có Hình 4-17:Chuy n v t i m t c t gi a nh p TH1-B, có Hình 4-18: Hình 4-20: B trí c t thép ng su t tr b c 79 ST, L= 25,5 m 80 ST, L= 25,5 m 81 ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1-B, có Hình 4-19:Chuy n v t i m t c t gi a nh p TH1-B, có c ST, L= 30,5 m 82 ST, L= 30,5 m 82 c 84 -73- B ng 4-3: Chuy n v đáy máng đ nh máng t i m t c t gi a nh p TH1 ch a ST, L= 15,5 m có Joint OutputCase U1 U2 U3 R1 R2 R3 Text Text m m m Radians Radians Radians 2634 TH1 3.857E-09 0.00037 -0.000896 1.733153 -2.242E-09 -2.322E-10 9606 TH1 -6.586E-10 0.000257 -0.000912 0 T hình 4-8 b ng 4-2 cho th y v i chi u dài nh p 15,5 m t h p t i tr ng TH1 sinh ng su t kéo kN/m2 sinh đáy máng có S22=1387,82 kN/m2 < f kc =1650 ng su t nén t i đ nh máng S22= -1217,97kN/m2 > f n = - 15500kN/m2 V y ng su t kéo đáy máng bé h n ng su t kéo cho phép không sinh n t C u máng đ kh n ng ch u l c 4.2.3.2 K t qu tính tốn ng su t chuy n v c a c u máng ch a có ng su t tr c, chi u dài nh p 25,5 m Hình 4-10: ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1 ch a có ST, L= 25,5 m B ng 4-4: ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1 ch a có ST, L= 25,5 m Solid SolidElem Joint OutputCase S11 S22 S33 S12 S13 S23 Text Text Text Text KN/m2 KN/m2 KN/m2 1199 1199 2654 TH1 88.86 -3592.31 12.27 7.73 144.48 72.77 5942 5942 9616 TH1 169.14 3583.5 -5.17 -0.18 9.92 0.51 KN/m2 KN/m2 KN/m2 -74- Hình 4-11: Chuy n v t i m t c t gi a nh p TH1 ch a có ST, L= 25,5 m B ng 4-5: Chuy n v máng đ nh máng t i m t c t gi a nh p TH1 ch a có ST, L= 25,5 m Joint OutputCase U1 U2 U3 R1 R2 R3 Text Text m m m Radians Radians Radians 2654 TH1 8.84E-09 0.001175 -0.004431 0.11933 -3.28E-09 -3E-10 9616 TH1 -4.3E-10 0.001019 -0.004442 0 T hình 4-10 b ng 4-4 cho th y t h p t i tr ng TH1 sinh ng su t kéo đáy máng có S22=3583,5 kN/m2 > f kc =1650 kN/m2 sinh ng su t nén t i đ nh máng S22=- 3592,31 kN/m2 > f n = -15500kN/m2 V y ng su t kéo đáy máng l n h n ng su t kéo sinh n t C u máng không đ kh n ng ch u l c Mu n t ng chi u dài nh p c n ph i làm bê tông ng su t tr c 4.2.4 Phân tích tr ng thái ng su t bi n d ng c a thân máng nh p c u máng thay đ i, gi nguyên l c nén tr 4.2.4.1 Xác đ nh l c nén tr c c, m t c t ngang -75- Hình 4-12: Ph m u ng su t S22 t i m t c t gi a nh p LNT* B ng 4-6: ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1 LNT* Solid SolidElem Joint OutputCase S11 S22 S33 S12 S13 S23 Text Text Text Text KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m KN/m2 5942 5942 9616 LNT* 67.76 -1556.3 0.01408 2.04 0.32 0.04204 5942 5942 9616 TH1 169.14 3583.5 -5.17 -0.18 9.92 0.51 T hình 4-10, hình 4-12 b ng 4-6 cho th y t h p t i tr ng TH1 sinh ng su t kéo đáy máng có S22=3583,5 kN/m2 > f kc =1650 kN/m2 sinh ng su t nén t i đ nh máng S22=- 3592,31 kN/m2 > f n = -15500kN/m2 Còn ng su t l c nén tr c LNT*=8500kN sinh ng su t nén đáy máng S22= -1556,31 kN/m2 ng su t kéo đ nh máng S22=475,17 kN/m2 N u không cho xu t hi n v t n t gi a đáy máng t ta xác đ nh đ c c n d i c a l c nén tr c (LNT) t u ki n ng su t S22 gi a đáy máng nh sau: f n = -15500 kN/m2 ≤ S22 ≤ f k c=1650kN/m2 V yc nd i c a t ng l c nén tr c: LNT-A=(3583,5 -1650) 8500/1556,31 = 10560,07kN Tr ng h p t ng l c c ng tr c LNT-A=10560,07 kN đ a vào t h p t i tr ng: TH1-A=1,1 DEAD-1,2 ALN+1,3AUTO+LNT-A =1,1 DEAD-1,2 ALN+1,3AUTO +1,242LNT* Ta có k t qu tính tốn ng su t t i m t c t gi a nh p máng t h p t i tr ng TH1-A t i gi a đáy máng có S22=1650,12kN/m2 =f k c=1650kN/m2 t i đ nh máng có S22= -3002 kN/m2 >- 15500KN/m2 -76- Hình 4-13: Ph m u ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1-A B ng 4-7: ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1-A Solid SolidElem Joint OutputCase S11 S22 S33 S12 S13 S23 Text Text Text Text KN/m2 KN/m2 KN/m2 KN/m2 KN/m2 KN/m2 5942 5942 9616 TH1-A 253.31 1650.12 -5.15 2.35 9.52 0.56 5585 5585 9616 TH1-A 252.23 1649.88 -5.28 3.62 -10.24 0.61 Hình 4-14: Chuy n v t i m t c t gi a nh p TH1-A B ng 4-8: ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1-A Joint OutputCase U1 U2 U3 R1 R2 R3 Text Text m m m Radians Radians Radians 9616 TH1-A 0.00002 0.000153 -0.00289 0 -77- c u máng có đ kh n ng ch u l c t ng l c nén tr c d m d c sau tr t t c t n hao ng su t ph i l n h n 10560,07 kN c n thi t ph i có đ d tr 4.2.4.2 ng su t kh ng ch c a thép ng su t tr c σk ng su t kh ng ch ch u kéo c a c t thép ng su t tr c = σk 0.7f = 0.7x15000 = 10500 daN/cm at c c ng sau l y b ng 4.2.4.3 T n hao ng su t - T n hao ng su t tr c bi n d ng c a b neo Dùng thi t b neo JM12 thép ng su t tr 0,3 × 1,8 × 106 ∆L E at = = σ hl = L 26 × 100 h1 c thép có ∆L=2mm 207,69 daN/cm2 - T n hao chênh l ch nhi t đ σh : Vì c t thép b kéo b kéo b ng thép, b neo thép c u ki n đ l ch nhi t đ ∆t= 0° có σh =0 c ti n hành d ng h đ ng th i, chênh - T n hao t bi n co ngót c a bê tông σh + σh5 : T n hao t bi n co ngót c a bê tông đ c xác đ nh theo b ng 2-3, ph thu c vào ng su t nén c a bê tơng t i v trí c t thép l c nén tr c sinh ra, l c nén tr c l i ph thu c t n th t ng su t - T n hao ng su t chùng ng su t c a c t thép σh σ= 0,025= σ k 0,025 × 10500 = 262,5 daN/cm2 h6 - T n hao ng su t bê tông b ép co σ h σ h =E at σb =nσ b Eb V y t n hao ng su t t bi n co ngót c a bê tơng σh + σh5 , c ng nh t n hao bê tông b ép co σh ph thu c l n gi a ng su t nén c a bê tơng t i v trí c t thép l c nén tr Trình t gi i l p đ c nên c n ti n hành gi i l p c ti n hành theo b ng 4-9 nh sau: -78- B ng 4-9: B ng excel xác đ nh t n hao ng su t TT il ng ng su t kh ng ch σk nv c1 B c2 B c3 daN/cm2 15000 15000 15000 cm2 134,52 134,52 134,52 Di n tích cáp c ng tr T n hao h neo σh1 daN/cm2 207,69 207,69 207,69 T n hao nhi t đ σh daN/cm2 0 T n hao ma sát σh3 daN/cm2 0 T n hao t bi n co ngót bê tông σh + σh5 daN/cm2 550 614 610 T n hao chùng c t thép σh daN/cm2 262,5 262,5 262,5 T n hao bê tông b ép co σh daN/cm2 100 208,51 205,92 T ng t n hao σ h = (3)+(4)+(5)+(6)+(7)+(8) daN/cm2 1120,19 1292,70 1286,11 10 ng su t c ng tr σk − σh = (l)-(9) c daN/cm2 13879,81 13707,29 13713,89 11 T ng l c c ng tr =(10)×(2) c LNT kN 18671,12 18439,05 18447,92 12 LNT=(11)/LNT* LNT* 2,197 2,169 2,170 13 S nén BT t i v trí cáp σb5 LNT* kN/m2 1471,72 1471,72 1471,72 daN/cm2 32,33 31,92 31,94 0,132 0,130 0,130 14 c A at B S nén BT σb1 LNT = (13)×(12)/100 15 T s σb1 /σf b = b1 / 245 16 T n hao t bi n co ngót σh + σh5 daN/cm2 614 610 610 17 T n hao BT b ép co σh =6,45×(14) daN/cm2 208,51 205,92 206,02 -79- Tr l c h t ch n l c nén tr ng c t thép lo i thép, c ch a k đ n t n th t ng su t t vi c ch n s ch n 17 s i thép b n 7φ12 có t ng di n tích ti t di n ngang b ng A at = 17×7×3,14×1,22/4 = 134,52cm2, nh p vào dòng b ng 4-9 T ng l c c ng tr c LNT = 10500×134,52 = 1412435 daN = 14124,35 kN Sau thi công đ i cho bê tông đ t đ n 70% c daN/cm2 cho bê tơng ch u nén tr c LNT = (14124,35 - σh A at ) kN tr t n hao ng su t nén bê tơng t i v trí cáp ng su t tr mơ hình tính tốn th hi n Hình 4-15: ng su t tr b c l c nén tìm đ ct hình 4-15 c c a bê tơng t i v trí c t thép c ng tr a Do LNT*=8500kN; b Do l c nén tr B ng đ có f b' =0,7×350=245 cb c b c1 c 1: LNT-B1=2.197LNT* c s b ch n σh + σh5 =550daN/cm2 σh =100daN/cm2 nh p vào c b ng 4-9, v y t ng t n hao ng su t b su t c ng tr c σh = 1120,19 daN/cm2 , ng c sau tr t n hao σk − σh = 13879,81 daN/cm2 t ng LNT= 138,79×134,52 =18671,12 kN=2,197×LNT* ng su t nén bê tơng t i v trí cáp ST LNT* b ng -1471,72 kN/m2 LNT b ng σb1 = 1471,87× 2,197/100=32,33 daN/cm2 σ b1 32,33 Ta có:= = 0,132 , f b' 245 T b ng 2-3 n i suy ta đ c: σh5 = 482 daN/cm b c l p -80- T n hao ng su t bê tơng b ép co: E × 106 σ h =at σ× = ×5 32,33 = 6, 45 × 32,33 = 208,51 daN/cm2 b1 Eb 3,1× 10 Sau b 2 c l p có: σh 4+ h5 = 614 daN/cm σh =208,51daN/cm T ng t n hao ng su t tr c: σ h = ∑ σ hi = 207,69+626+262,5+205,92=1286,11 daN/cm2 T ng l c c ng tr c tr t n hao ng su t: LNT-B=(15000-1286,11)×134,52=1841107,61daN =18417,92kN l n h n l c c ng yêu c u 10560,07 kN đ đáy d m d c không b n t V y l c c ng tr c LNT-B= 18447,92 LNT* = 2,17×LNT* 8500 4.2.4.4 K t qu tính toán ng su t chuy n v c a c u máng có ng su t tr c, chi u dài nh p 25,5 m Khi t t c t n hao ng su t tr c xu t hi n t ng l c c ng tr c tr t n th t LNT-B=18447,92kN, ph m u ng su t chuy n v t i m t c t gi a nh p máng ng v i t h p t i tr ng: TH1-B=1,1DEAD+1,2ALN+1,3AUTO+LNT-B đó: LNT-B=2,17LNT* Hình 4-16: ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1-B, có ST, L= 25,5 m -81- B ng 4-10: ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1-B, có ST, L= 25,5 m Solid SolidElem Joint OutputCase S11 S22 S33 S12 S13 S23 Text Text Text Text KN/m2 KN/m2 KN/m2 KN/m2 KN/m2 KN/m2 1199 1199 2654 TH1-B 80.61 -2561.18 11.39 40.7 142.17 72.93 5942 5942 9616 TH1-B 316.17 206.34 -5.14 4.24 9.22 0.6 Hình 4-17:Chuy n v t i m t c t gi a nh p TH1-B, có ST, L= 25,5 m B ng 4-11: Chuy n v đáy d m d c đ nh máng t i m t c t gi a nh p TH1-B Joint OutputCase U1 U2 U3 R1 R2 R3 Text Text m m m Radians Radians Radians 2654 TH1-B 0.000097 -0.00041 -0.00168 0.119345 -7.14E-06 -8.625E-07 9616 TH1-B 0.000035 -0.00049 -0.00174 0 Chú thích: Nút 9616 2654 l n l t nút đáy d m d c đ nh máng t i m t c t gi a nh p c u máng ng su t S22 c a thân máng t i m t c t gi a nh p máng t h p t i tr ng TH1-B cho hình 4-16 b ng 4-10, T hình cho th y t h p tr ng TH1-B đáy máng sinh ng su t kéo có S22=206,34kN/m2 < f kc =1650kN/m2, tai máng sinh ng su t nén S22= - 2561,18 kN/m2 > f n =-15500kN/m2 Chuy n v t i gi a đáy máng cho hình 4-17 b ng 4-11 ta có U3=-0,00174m V y c u máng đ kh n ng ch u l c, đ đ c ng không b n t -82- 4.2.4.5 K t qu tính tốn ng su t chuy n v c a c u máng có ng su t tr c, chi u dài nh p 30,5 m Hình 4-18: ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1-B, có ST, L= 30,5 m B ng 4-12: ng su t S22 t i m t c t gi a nh p TH1-B, có ST, L= 30,5 m Solid SolidElem Joint OutputCase S11 S22 S33 S12 S13 S23 Text Text Text Text KN/m2 KN/m2 KN/m2 KN/m2 KN/m2 KN/m2 1205 1205 2666 TH1-B 87.93 -3965.06 17.47 7.29 32.72 0.13 5948 5948 9622 TH1-B 274.84 1242.87 -6.52 2.94 9.85 0.66 Hình 4-19:Chuy n v t i m t c t gi a nh p TH1-B, có ST, L= 30,5 m -83- B ng 4-13: Chuy n v đáy d m d c đ nh máng t i m t c t gi a nh p TH1-B, có ST, L= 30,5 m Joint OutputCase U1 U2 U3 R1 R2 R3 Text Text m m m Radians Radians Radians 2666 TH1-B 2.071E-08 -0.0003 -0.003977 0.00101 -3.21E-09 -5.18E-10 9622 TH1-B 3.288E-09 -0.00033 -0.004036 0 Chú thích: Nút 9622và 2666 l n l t nút đáy d m d c đ nh máng t i m t c t gi a nh p c u máng ng su t S22 c a thân máng t i m t c t gi a nh p máng t h p t i tr ng TH1-B cho hình 4-18 b ng 4-12, T hình cho th y t h p tr ng TH1-B đáy máng sinh ng su t kéo có S22=1242,87 kN/m2 < f kc =1650kN/m2, máng sinh ng su t nén S22= - 3965,06 kN/m2 > f n = -15500kN/m2 Chuy n v t i gi a đáy máng cho hình 4-19 b ng 4-13 ta có U3= -0,0040306 m C u máng đ kh n ng ch u l c, đ đ c ng không b n t 4.2.4.6 T ng h p k t qu tính tốn c a c u máng B ng 4-14: T ng h p k t qu tính tốn Tr ng h p L LNT* σk đáy máng σck cho phép Nh n xét m KN KN/m2 KN/m2 15.5 1387.82 1650 25.5 3583.5 1650 25.5 8500 206.34 1650 KN ch u kéo 30.5 8500 1242.87 1650 KN ch u kéo V y v i tr KN ch u kéo Không đ KN ch u kéo ng h p 4, c u máng bê tơng ng su t tr L=30,5 m ng su t kéo đáy máng g n ti n t i giá tr V y chi u dài nh p g n t i u c a c u máng L= 30,5 m c, v i chi u dài nh p ng su t kéo cho phép -84- 4.2.5 B trí c t thép ng su t tr c Hình 4-20: B trí c t thép ng su t tr K t lu n ch ng C u máng d i tác d ng c a tr ng l ng b n thân tr ng l t i tr ng th ng đ ng khác sinh ng su t kéo d nên nh p c a c u máng th k t c u bê tông c t thép thông th su t tr ng n c i đáy máng sinh chuy n v l n, ng không l n đ không xu t hi n v t n t d máng đ th a mãn yêu c u v đ c ng b ng 15m c i đáy i v i c u máng Sơng Âm, n u s d ng ng chi u dài nh p t i đa c a c u máng ch kéo dài nh p c a c u máng s d ng k t c u bê tông c t thép ng c Qua k t qu phân tích tr ng thái ng su t bi n d ng c a thân máng công trình c u máng Sơng Âm b ng ph n m m SAP2000 cho th y nh p c u máng có th t ng lên 30,5 m v n đ m b o yêu c u v c ng đ đ c ng -85- K T LU N VÀ KI N NGH C u máng bê tông m t k t c u th y u ch u tác d ng c a tr ng l ng g p cơng trình th y l i, ch ng b n thân tr ng l ng n c, đáy máng có ng su t kéo l n sinh n t, v i c u máng bê tông c t thép thông th d ng d m đ n ch vào kho ng t 15m đ n 20m có th v l n c n s d ng c u máng bê tông c t thép ng su t tr g i đ , đ c bi t có hi u qu c u máng c n v đ ng nh p c u máng t qua đ c, gi m đ c nh p cs l ng t qua khe sâu không b trí c m gi a C u máng k t h p làm c u giao thông c ng k t c u th ng g p cơng trình th y l i m t gi i pháp có ý ngh a kinh t N i dung nghiên c u c a lu n v n phân tích tr ng tr ng thái ng su t bi n d ng c a c u máng bê tông ng su t tr c u máng nh tr ng l c ng tr ng b n thân, áp l c n c, t i tr ng tác d ng lên c, áp l c gió, t i tr ng ng i đi, l c c, cịn có t i tr ng di đ ng đồn xe tơ H10, có m t xe v t t i ã áp d ng vào tính tốn c u máng Sơng Âm, t nh Thanh Hóa có khoang, đ c mơ hình hóa b ng ph n t kh i (Solid) s d ng hai ch c n ng SAP2000 tính tốn d m bê tơng c t thép ng su t tr c tính toán d m ch u t i tr ng di đ ng, tính tốn có nh ng v n d ng linh ho t sau: Cáp ng su t tr t ng đ tr ng tác d ng c b trí th ng đáy máng đ hai đ u, nên d dàng cho vi c mơ hình hóa, đ c bi t ng h p ph i c ng nhi u s i thép ng su t tr Trong t n th t ng su t tr c, ph thu c vào l c c ng tr ng ph thu c l n nên c n ti n hành gi i l p l i nhi u l n h ph l c nén tr c (17 s i) c t n th t bê tông b ép co ng su t nén c a bê tông t i v trí c t thép ng su t tr đ i l c thay b ng l c nén ng trình đ i s n tính có kích th c, không ph i gi i c l n, tác gi gi thi t c LNT*=8500 kN k t qu tính ng su t c a bê tông t ng ng đ a -86- sang b ng tính Excel V i l c nén tr c khác LNT=λLNT* k t qu tính tốn ch c n nhân v i h s λ, ph n m m Excel t tính quan h gi a ng su t l c nén tr c, sau kho ng l n l p ta có k t qu cu i V i t i tr ng di đ ng ôtô, đ gán t i tr ng vào mơ hình đ hóa b ng ph n t kh i, tác gi đ a vào d n h c mơ hình ng TCL v i kích th c ti t di n ngang 0,01×0,01m có đ c ng r t nh khơng làm thay đ i đ c ng c a c u máng, TCL đ c đ t vào gi a đ ng ôtô đ gán t i tr ng (Lane), nên vi c xác đ nh v trí b t l i c a đồn xe ơtơ H10 c ng khơng g p khó kh n K t qu tính tốn c u máng Sơng Âm cho th y hi u qu c a vi c s d ng bê tông ng su t tr c t ng đ c nh p c u máng t 15m lên đ n 30m Nh ng v n đ t n t i c n ti p t c nghiên c u: - Trong lu n ch a xét t i ti t di n h p lý c a m t c t ngang thân máng - Ch a xét t i s tham gia ch u l c c a c t thép th ng - Do ch a có tiêu chu n v k t c u bê tông c t thép ng su t tr c cơng trình th y l i, nên tác gi t m s d ng tiêu chu n v k t c u bê tông c thép ng su t tr c cơng trình th y l i c a Trung Qu c tham kh o thêm tiêu chu n v k t c u bê tông c thép ng su t tr c cơng trình xây d ng, tác gi c ng ch a có u ki n tham kh o so sánh tiêu chu n c a n tính t n th t ng su t tr c khác v c - Nh ng t n t i c ng n i dung c n nghiên c u ti p theo c a tác gi có u ki n M c dù b n thân h t s c c g ng nh ng u ki n th i gian h n ch v i m t kh i l ng cơng vi c tính tốn l n, nên lu n v n khơng tránh kh i nh ng sai sót nh ng ch ch a h p lý Em r t mong đ c s ch b o, đóng góp ý ki n c a Th y Cô giáo giúp cho lu n v n c a em đ c hoàn ch nh, xác h n, giúp cho em có thêm ki n th c chuyên môn đ ph c v công vi c sau -87- TÀI LI U THAM KH O Nguy n Ti n Ch ng (2010), “K t c u bê tông ng su t tr c”, Nhà xu t b n Xây d ng, Hà N i Nguy n Ti n Ch ng (2014), “K t c u bê tông ng su t tr c c ng sau”, Nhà xu t b n Xây d ng, Hà N i Tiêu chu n ngành 14TCN 181-2006: H máng v m ng xi m ng l ng d n tính tốn thi t k k t c u c u i thép 4.Tiêu chu n xây d ng Vi t Nam: TCXDVN 365-2005: “ K t c u bê tông bê tông c t thép - Tiêu chu n thi t k ” V Hoàng H ng nnk (2012), “SAP2000 – Phân tích k t c u cơng trình th y l i th y n”, Nhà xu t b n Xây d ng, Hà N i T ng Ng c Ph nnk (2010), “K t c u bê tông c t thép th y công”, Nhà xu t b n Th y l i Th y n Trung Qu c, B c Kinh Ph m Ng c Khánh (2006), gi ng cao h c, “Ph Tr ng ng pháp ph n t h u h n”, i h c Th y l i Tr n M nh Tuân, Nguy n H u Thành, Nguy n H u Lân, Nguy n Hoàng Hà (2001), “K t c u bê tông c t thép”, Nhà xu t b n xây d ng Ngô Trí Vi ng, Nguy n Chi n,Nguy n V n M o, Nguy n V n H nh, Nguy n C nh Thái (2005), “Giáo trình th y cơng –t p 2” Tr ng i h c Th y L i ... U BÊ TÔNG NG SU T TR 2.1 Khái quát v k t c u bê tông c t thép ng su t tr K t c u bê tông c t thép ng su t tr ng l c tr c, hay bê tơng d C c c, cịn g i k t c u bê tông c t thép ng l c k t c u bê. .. t thép b c ng gây lên bê tông, gây cho bê tông ng su t tr c); ti p ti n hành b m v a vào ng (rãnh) đ b o v c t thép c ng t o s liên t c gi a c t thép c ng ph n bê tông bê tông ng su t tr ng su... k t c u bê tông c t thép ng su t tr c b ng SAP2000 3.2.1 Khái quát v d m bê tông c t thép ng su t tr c Trong k t c u bê tông c t thép, quy ph m quy đ nh thông th ng b r ng v t n t bê tông c t