22TCN 18-79 Chơng VI Kết cấu bê tông, khối xây đá xây Vật liệu Đối với kết cấu cầu cống khối bê tông xây đá xây phải dùng theo bảng Bảng 6-1 Số hiệu bê tông xây loại khối xây STT Tên số hiệu vật liệu Khối xây bê tông (chiều cao khối đến 500mm) khối bê tông lớn (chiều cao 500mm trở lên) với bê tông số hiệu tối thiểu 200 Nh trên, nhng số hiệu bê tông tối thiểu 150 Khối xây đá thiên nhiên số hiệu tối thiểu 600 Khối xây đá hộc số hiệu tối thiểu 400 Phạm vi sử dụng Kết cấu nhịp cầu vòm vành vòm cống Mố trụ cầu móng cống Kết cấu nhịp cầu vòm vành vòm cống Mố trụ cầu móng cống Chú thích : Những đỡ gối (mũ) mặtrụ cầu kiểu dầm cần phải làm bê tông cốt thép với bê tông số hiệu tối thiểu 300 Bê tông đá hộc làm mố trụ cầu móng cống dùng bê tông số hiệu 150, với đá hộc có cờng độ tối thiểu phải gấp rỡi số hiệu bê tông chiếm nhiều 20% thể tích toàn Đối với khối xây bang đá thiên nhiên khối xây bê tông phải dự kiến loại vữa xi măng poóc-lăng số hiệu 100, 150 200 (GOST 5802-51) có tính dẻo khả chống nớc xâm thực Đối với phận công trình chịu tác dụng môi trờng xâm thực phải dự kiến loại xi măng đặc biệt (dùng để trộn vữa bê tông) nhng biện pháp bảo vệ chắn Đặc trng tính toán bê tông, khối xây đá xây Cờng độ tính toán chịu nén bê tông khối xây đá xây tính nh sau : Khi nén dọc trục - theo bảng Khi uốn - theo điều 6 Cờng độ chịu nén tính toán uốn khối xây đá thiên nhiên khối bê tông, chịu nén lệch tâm với độ lệch tâm lớn (xem điều 13) phải tính theo công thức Ru= Rnp NDT 22TCN 18-79 Trong : Rnp - Cờng độ chịu nén dọc trục khối xây (theo bảng 6-2) F , nhng không đợc lớn 1, khối xây đá Fc hộc khối bê tông, 1, 25 khối xây đá hộc khối bê tông lớn ; 1, 00 khối xây đá thiên nhiên - Hệ số, lấy F - Diện tích toàn mặt cắt Fc - Diện tích phần chịu nén mặt cắt ; giới hạn phần xác định theo điều kiện mô men tĩnh diện tích phần mặt cắt chịu nén không, biểu đồ ứng suất hình chữ nhật trục d qua điểm tác dụng lực nén N (hình 6-1) ; mặt cắt hình chữ nhật : Fc = F (1 2e0 ) h eo - độ lệch tâm lực dọc trục N so với trọng tâm mặt cắt h - chiều cao mặt cắt Chú thích : Đối với số hiệu đá nằm trị số ghi bảng II cờng độ tính toán lấy theo cách nội suy Cờng độ khối xây đá đẽo có chiều cao lớp xây250 - 500m tính theo cách nội suy từ trị số tơng ứng bảng Đối với khối xây đá hộc đạt tuổi tháng cờng độ tính toán đợc tăng lên 20% Khi tính toán cờng độ cấu kiện có diện tích mặt cắt ngang khổ 0, 3m2 cờng độ tính toán phải giảm 20% Cờng độ tính toán chịu nén cục (ép mặt) bê tông khối xây đá xây tính theo công thức : RCM = CM Rnp Cờng độ tính toán chịu nén dọc trục Rnp khối xây (kg/cm2 (sau 28 ngày) NDT 22TCN 18-79 Loại khối xây Số hiệu vữa sau 28 ngày Cờng độ tính toán với chiều cao lớp xây (mm) 180 -250 500 trở lên Khối xây đá đẽo a) Gia công vừa (chỗ lồi lõm dới 10mm) 200 105 số hiệu đá không nhỏ 1000 chiều dày mạch xây không lớn 15mm b) Gia công vừa số hiệu đá không 200 90 nhỏ 800 bề dày mạch xây không 150 85 lớn 15mm c) Bằng đá gia công thô thành hình khối 200 65 đêù (chỗ lồi lõm dới 20mm) số hiệu 150 60 đá không nhỏ 600 100 55 d Bằng khối bê tông, chiều dài mạch xây không lớn 15mm : Số hiệu bê tông 400 200 65 Số hiệu bê tông 300 150 50 Số hiệu bê tông 200 100 35 Khối xây đá hộc : a) Bằng phiến đá chọn lựa đẽo thô có chiều dày không nhỏ 200mm không nhỏ 1/4 chiều dài chúng, số hiệu đá không nhỏ : 48 200 1000 40 100 400 200 100 32 25 b) Bằng phiến đá số hiệu không nhỏ : 1000 200 100 36 30 400 200 100 24 20 c) Bằng đá hộc loại thờng số hiệu không nhỏ : 1000 200 100 24 20 400 200 100 16 12 170 140 140 100 100 100 105 80 60 Trong Rnp - cờng độ tính toán chịu nén dọc trục bê tông khối xây : NDT 22TCN 18-79 CM = F ; FCM - diệnt ích ép mặt FCM F - diện tích tính toán mặt cắt Khi tính kết cấu chịu tải trọng cục trị số CM phải lấy không 1, ; tính kết cấu chịu tải trọng cục nh chịu phần tải trọng lại lấy không 2, Nếu tải trọng cục đặt cuối tờng chiều dài không lớn chiều dày tờng trị số CM lấy không 1, 25 Chú thích : Nếu trọng tâm phần diện tích chịu lực FCM không trùng với trọng tâm diện tích toàn mặt cắt F, công thức, CM đợc thay phần diện tích FCM đối xứng so với đờng bao quanh diện tích FCM 6 Để xác định môđun đàn hồi E (môđun biến dạng) đá xây, tính nội lực hệ siêu tĩnh theo trạng thái giới hạn thứ thứ nhất, lấy nh sau : E = 1500 Rnp (kg/cm2) Trong Rnp - cờng độ tính toán chịu nén dọc trục khối xây (theo bảng 6-2) Tính toán Các kết cấu bê tông khối xây đá xây phải tính theo trạng thái giới hạn thứ cờng độ (ổn định hình dạng ổn định vị trí) Ngoài cấu kiện nén lệch tâm phải tiến hành kiểm tra vị trí đặt hợp lực lực chủ động (xem điều5.87 chơng V) Xác định nội lực mômen uốn vòm cầu cống đá, bê tông tiến hành giống nh dầm đàn hồi Nếu mố trụ cầu vòm siêu tĩnh bê tông đá loại đất dính tính vòm mố trụ, cần xét đến tính đàn hồi tính mềm yếu đất Cho phép không tính nén đàn hồi vòm đo lực pháp tuyến tác dụng : a) Trong vòm có độ nhỏ 30m tỷ lệ đờng tên vòm với độ lớn : b) Trong vòm có độ nhỏ 20m tỷ lệ đờng tên vòm với độ lớn : c) Trong vòm có độ nhỏ 10m tỷ lệ đờng tên vòm với độ lớn : Còn trờng hợp khác phải xét đến tác dụng nén đàn hồi tính toán 10 Khi tính toán vòm vành vòm, ứng suất tác dụng gió lực ly tâm mặt cắt chân vòm cho phép tính gần tổng ứng suất xác định theo hai sơ đồ tính toán sau : a) Đối với dầm nằm ngang ngàm hai đầu (có nhịp độ vành vòm) chịu tải trọng nói phân bố suốt chiều dài nhịp b) Đối với dầm thẳng đứng ngàm đầu (có nhịp đờng tên tính toán vành vòm chịu tải trọng phân bố áp lực gió tác dụng vào nửa kết cấu nhịp, NDT 22TCN 18-79 đầu không ngàm chịu lực tập trung áp lực gió tác dụng vào đoàn xe lực ly tâm gây 11 Khi tính toán mố trụ cầu, nội lực mô men tải trọng thuộc tổ hợp phụ đặc biệt gây xác định riêng theo hớng dọc ngang cầu mà không cộng lại với 12 Tính cờng độ (ổn định) cấu kiện nên tâm tiến hành theo công thức : N Rnp F Trong : N - Lực dọc pháp tuyến với mặt cắt F - Diện tích mặt cắt - Hệ số triết giảm khả chịu lực khí nén, xác định theo điều 5, 54 chơng V Rnp - Cờng độ tính toán chịu nén dọc trục bê tông khối xây (theo bảng 6- 2) Chú thích : Khi kết cấu phần vòm đặc hệ số vành vòm không xét 13 Tính cờng độ (ổn định) cấu kiện chịu nén lệch tâm độ lệch tâm Se e nhỏ (với 0,8 mặt cắt hình chữ nhật o 0,45) , trừ cấu kiện So y khối xây đá thiên nhiên, dùng công thức sau : N e3 Rnp S o Đối với mặt cắt hình chữ nhật, công thức có dạng : N 2e + o Rnp S o h Trong : e- khoảng cách từ điểm đặt lực pháp tuyến N đến cạnh mặt cắt có ứng lực nhỏ hơn, khoảng cách theo đờng thẳng góc với cạnh So - mô men tĩnh toàn diện tích F cạnh mặt cắt có ứng lực nhỏ Se - mô men tĩnh diện tích mặt cắt vùng bê tông chịu nén Fe cạnh mặt cắt có ứng lực nhỏ Diện tích vùng chịu nén Fe đợc xác định với điều kiện trọng tâm trùng với điểm đặt lực N thẳng góc với mặt phẳng mặt cắt M - độ lệch tâm lực pháp tuyến so với trọng tâm mặt cắt (M - mô men N lực tác động trọng tâm toàn mặt cắt) eo = y- khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt đến cạnh mặt cắt có ứng lực lớn ; khoảng cách đo theo đờng thẳng góc với cạnh NDT 22TCN 18-79 h - chiều cao mặt cắt Chú thích : Trị số N M lấy theo tổ hợp lực bất lợi với cách chất tải kết cấu 14 Tính cờng độ (ổn định) cấu kiện chịu nén lệch tâm độ lệch tâm lớn Se e 0,8 mặt cắt hình chữ nhật o 0,45) cấu kiện (với So y chịu nén lệch tâm, xây đá thiên nhiên không phụ thuộc vào trị số độ lệch tâm, dùng công thức sau : N Ru u Fc Trong Ru - Cờng độ chịu nén tính toán uốn bê tông hay khối xây (theo điều 6, 3) u = - cấu kiện bê tông ; u = + c cấu kiện đá c - hệ số triết giảm khả chịu lực phần diện tích Fc mặt cắt Hệ số đợc xác định phụ thuộc vào c = h' h' hoacc = ac rc h; - chiều cao phần cấu kiện có biểu đồ mômen uống dấu ac rc - chiều cao bán kính quán tính phần diện tích Fc mặt cắt Cấu tạo 15 Trong cầu, chiều rộng vành vòm đặt riêng biệt trờng hợp không đợc nhỏ 3, 0m, chiều dày vành vòm đỉnh không đợc nhỏ trị số sau: 0,5m khối xây đá hộc, 0, 4m khối xây đá đẽo bê tông Chiều dày vành vòm cống đờng ô tô không đợc nhỏ trị số sau : 0, 3m khối xây đá hộc, 0,2m khối xây bê tông 16 Đối với lớp lát mặt vành vòm xây đá thiên nhiên cho phép dùng loại đá có số hiệu với đá khối xây, nhng với điều kiện phải chọn viên đá tốt, đẽo thô, gia công mạch xây cẩn thận 17 Đá khối xây vành vòm cần cố gắng cho có hình dạng quy định ; cá biệt đá xây vành vòm gia công vừa phải có dạng hình mềm, trờng hợp đợc dùng viên đá hình chữ nhật chênh lệch lớn chiều dày mạch xây không vợt 30% Các mạch xây không đợc so le 10cm, viên đá góc không đợc 15cm 18 Khi ngắt mạch khối xây lớp lát mặt cần cố gắng đảm bảo mặt lớp xây thẳng góc với áp lực tác dụng vào mạch xây Nên ngắt mạch vành vòm mạch NDT 22TCN 18-79 hớng tâm trực giao với mặt phía vành vòm suốt chiều dày vòm Khi chiều dày vành vòm lớn vật liệu đá để xây có kích thớc nhỏ, cho phép ngắt mạch thành nhiều vành vòm với số lợng mạch xây hớng tâm vành khác Khi nối tiếp lớp đá lát mặt tờng bên phần vành vòm với lớp đá lát mặt vành vòm nối tiếp lớp đá lát mặt vành vòm với lớp lát mặt mố trụ không cho phép dùng đá có góc nhọn nhỏ 450, trờng hợp cần thiết dùng loại đá có cạnh 19 Khi chiều cao tờng không lớn 10m khoảng vòm (giữa hai tờng bên) có đổ vật liệu không gây lực đẩy ngang chiều dày tờng cầu đờng sắt 1, 00m Đối với cầu đờng ô tô cầu thành phố, 0,5m tờng bê tông ; 0,75m tờng xây đá hộc 20 Khoảng trống vòm (giữa hai tờng bên), chỗ dới lớp cách nớc, phải đợc đổ bê tông đá hộc xây vữa Trong cầu đờng sắt lớp cách nớc cần đặt trực tiếp lên máng ba lát chiều dày lớp ba lát tiêu chuẩn lắp đặt Trong cầu ô tô cầu thành phố để đỗ khoảng trống vòm (giữa hai tờng bên), phía lớp cách nớc, cho phép dùng đá hộc xếp khan, đá dăm cứng đợc sàng sỏi sạn đợc phân loại rửa 21 Chiều cao gờ phần kết cấu vành vòm không đợc nhỏ 20cm Gờ làm đá có chiều dài hai lần bề dày Phần viên đá gờ đặt tờng bên, trờng hợp phải lớn gấp rỡi phân nhô viên đá, nhng không nhỏ 30cm Phần nhô gờ phải 10cm 22 Trong cầu bê tông có nhịp dài 10m cầu đá nhịp dài 15m, nh cầu bê tông đá có nhịp ngắn 10 - 15m nhng chiều dài toàn cầu 40m, cần phải làm khe biến dạng phần kết cấu bên vòm Khe biến dạng bố trí phía chân thực tế vành vòm không chốt chốt vòm có cót Kết cấu bên vành vòm có cấu tạo vòm nhỏ, nh tờng cánh xiên, cần làm tách rời khỏi mố khe Trờng hợp hệ dầm vòm đặt liên tục cột đứng vòm nhỏ đặt chân vòm phải loại vòm ba chốt Khối xây khối bê tông phải có mạch xây so le đủ mức cần thiết (thờng thờng không nhỏ 0, chiều cao lớp xây 0, 25 chiều dài viên đá, chỗ cá biệt cho phép 10cm) áp lực kết cấu nhịp tác dụng vào khối đá xây mố trụ cần phải phân bố qua mũ bê tông cốt thép có chiều dày thích hợp NDT