T14-F650 TRỤ ĐIỆN BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC: L = 14.0m F 650 kG I THÔNG SỐ SẢN PHẨM Chiều dài thân trụ: Đường kính đầu trụ: 190 mm Đường kính đáy trụ: 377 mm Độ thon thân trụ: Đường kính vị trí ngàm: d 364 mm Đường kính vị trí ngàm: 264 mm Đường kính qua tâm thép chủ vị trí ngàm: 324 mm Bán kính vị trí ngàm: 18 cm Bán kính vị trí ngàm: 13 cm 14000 mm 75 % 10 Bán kính qua tâm thép chủ vị trí ngàm: 16 cm 11 Lực đầu trụ thiết kế: 650 kG 12 Chiều dày thành trụ: 50 mm 13 Vị trí ngàm tính từ đáy trụ: 1000 mm 14 Chiều dài từ ngàm đến điểm đặt lực kéo đầu trụ 12000 mm 15 Số lượng thép có kéo căng: 16 Đường kính thép kéo căng: 7.0 mm 17 Đường kính thép không kéo căng: 7.0 mm 18 Số lượng thép không kéo căng: 16 19 Đường kính cốt thép đai (thép thường): 3.0 mm 20 Khoảng cách thép đai: 50 ~ 100 mm II THÔNG SỐ VẬT LIỆU Cốt thép ứng suất trước (thép dự ứng lực JIS G3109) a) Giới hạn bền: Fpu 1,422 N/㎟ b) Giới hạn chảy: fy 1,275 N/㎟ c) Môđun đàn hồi: Es d) Độ hao tổn ứng suất (sau 1000 giờ): e(1000hr) (độ giản dài) Bê tông dưỡng hộ nhiệt (BS 8110, mẫu 15x15x15cm ~ TCVN 3118-1993) a) Cường độ đặc trưng 28 ngày; Fcu: 40 N/㎟ b) Cường độ ứng suất, Fct: 30 N/㎟ c) Môđun đàn hồi 28 ngày; Ec28 : 28 kN/㎟ d) Môđun đàn hồi ứng suất: Ect: 22 kN/㎟ 196 kN/㎟ 1/4 3% T14-F650 TRỤ ĐIỆN BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC: L = 14.0m F 650 kG 100 x 10-6 e) Hệ số co ngót: sh f) Hệ số bền mỏi: a III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 1.8 3.1 TẠI VỊ TRÍ NGÀM TRỤ a) b) Diện tích cốt thép (thanh kéo căng + không kéo căng) Ap = Api x n = 9.2 cm2 Diện tích bê tông hiệu dụng; Ae = Ac + n x Ap 568 ㎟ * n = Es/Ect Es = môđun đàn hồi cốt thép, Es = 196 kN/㎟ Ect = Môđun đàn hồi tuổi "t" (ngày) Ect = Ec28 (0.4 +0.6 Fcut/Fcu28) (7.2 BS8110: phần 2-1985) Ect = Ec28 (0.4 + 0.6 x Fct/Fcu) = 23.8 kN/㎟ n = Es/Ect = 8.24 c) Diện tích mặt cắt bê tông (tại điểm ngàm); Ac : 492 ㎟ d) Môment quán tính tiết diện ngàm; Ie =Pi/4 x (ro⁴ - r1⁴) + n.Ap.rp²/2: e) Môđun quán tính tiết diện quy đổi; Ze : Ie/ro = f) Ứng suất ban đầu; 72,058 cm⁴ 3,963 ㎤ Fpi = 0.7 x Fpu = 995 N/㎟ A ỨNG SUẤT HIỆU DỤNG TRONG BÊ TÔNG; Fce a) Hao tổn ứng suất Do giãn dài cốt thép (4.8.2 BS8110 : phần 1-1985), bảng 4.6 Fpr = Fpi x e(1000hr) x 1.2 (1.2 = hệ số an toàn) Do biến dạng đàn bê tông (4.8.3 BS8110 : phần 1-1985) ; Fpd Fpd = n[(Fpi x Ap)/Ac + (n-1)Ap] = 160.1 N/㎟ Do biến dạng mỏi bê tông (7.3.BS8110 : phần 2-1985 & 4.8.5.2 BS8110: phần -1985) Fpcr = Ecc x Es , với Ecc (độ mỏi bê tông) = s x a/Ect a= 1.8 (hệ sồ bền mỏi) Ứng suất s = (Fpi - Fpd)Ap/[Ac + (n-1)Ap] = Fpcr = Ecc x Es = 13.8 N/㎟ 204.4 N/㎟ Do co ngót bê tông (4.8.4 BS8110: phần 1-1985 & 7.4 BS8110 : phần 2-1985) Fsh = 100 x 10-6 x Es = 19.6 N/㎟ Tổng cộng hao tổn ứng suất, Fpl = Fpr + Fpd + Fpcr + Fsh = b) 35.8 N/㎟ 419.9 N/㎟ Ứng suất hiệu dụng bê tông; Fce Fce = (Fpi - Fpl)Ap/(Ac - Ap) = 10.99 N/㎟ 2/4 T14-F650 TRỤ ĐIỆN BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC: L = 14.0m F 650 kG B Kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt a) Môment gây nứt: Mc = Ze(Fbc + Fce), với Fbc = cường độ chịu uốn bê tông (4.3.4.3.BS8110: phần 1-1985) Fbc = 0.45√ Fcu28 + 1.7 = 4.5 N/㎟ Mc = Ze(Fbc + Fce)/1000 = 61.6 kN.m b) Lực kéo đầu trụ gây nứt: Fo = Mc/Lo = Lo: chiều dài từ vị trí ngàm đến điểm đặt lực đầu trụ c) Lực đầu trụ thiết kế: Fd = Kiểm tra vết nứt với hệ số an toàn, Fu= 5.13 kN 12000 mm 650 kG = 6.37 kN Fo/Fd= 0.8 > 0.75 OK C Kiểm tra điều kiện phá hủy trụ, Mu a) Môment kháng phá hủy Mu = C.Ap.Fpu.d Mu = 0.34.Ap.Fpu.d = b) 162.3 kN.m Môment gây phá hủy lực đầu trụ thiết kế gây ra, Md Md = Pd x Lo Kiểm tra bền với hệ số an toàn, Fu= 76440 kN.mm Mu/Md= = 76.4 kN.m 2.1 > 1.5 3.2 TẠI VỊ TRÍ ĐẶT LỰC KÉO ĐẦU TRỤ Đường kính vị trí đặt lực kéo: 217 mm Đường kính vị trí đặt lực kéo: 117 mm Đường kính qua tâm thép chủ vị trí đặt lực kéo: 177 mm Bán kính vị trí đặt lực kéo: 11 cm Bán kính vị trí đặt lực kéo: cm 10 Bán kính qua tâm thép chủ vị trí đặt lực kéo: cm 12000 mm 13 Vị trí ngàm tính từ đáy trụ: 14 Chiều dài từ ngàm đến điểm đặt lực kéo đầu trụ 1000 mm 15 Số lượng thép có kéo căng: 18 Số lượng thép không kéo căng: a) b) Diện tích cốt thép (thanh kéo căng + không kéo căng) Ap = Api x n = 3.1 cm2 Diện tích bê tông hiệu dụng; Ae = Ac + n x Ap 288 ㎟ Ect = Ec28 (0.4 + 0.6 x Fct/Fcu) = 23.8 kN/㎟ n = Es/Ect = 8.24 c) Diện tích mặt cắt bê tông (tại điểm ngàm); Ac : 262 ㎟ d) Môment quán tính tiết diện ngàm; Ie =Pi/4 x (ro⁴ - r1⁴) + n.Ap.rp²/2: 3/4 10,952 cm⁴ OK T14-F650 TRỤ ĐIỆN BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG SUẤT TRƯỚC: L = 14.0m e) Môđun quán tính tiết diện quy đổi; Ze : Ie/ro = a) Hao tổn ứng suất Do giãn dài cốt thép (4.8.2 BS8110 : phần 1-1985), bảng 4.6 1,009 ㎤ Fpr = Fpi x e(1000hr) x 1.2 F 650 kG (1.2 = hệ số an toàn) 35.8 N/㎟ Do biến dạng đàn bê tông (4.8.3 BS8110 : phần 1-1985) ; Fpd Fpd = n[(Fpi x Ap)/Ac + (n-1)Ap] = 115.6 N/㎟ Do biến dạng mỏi bê tông (7.3.BS8110 : phần 2-1985 & 4.8.5.2 BS8110: phần -1985) Ứng suất s = (Fpi - Fpd)Ap/[Ac + (n-1)Ap] = Fpcr = 9.5 N/㎟ Ecc x Es = s x a/Ect x Es 141.1 N/㎟ Do co ngót bê tông (4.8.4 BS8110: phần 1-1985 & 7.4 BS8110 : phần 2-1985) Fsh = 100 x 10-6 x Es = 19.6 N/㎟ Tổng cộng hao tổn ứng suất, Fpl = Fpr + Fpd + Fpcr + Fsh = b) 312.1 N/㎟ Ứng suất hiệu dụng bê tông; Fce Fce = (Fpi - Fpl)Ap/(Ac - Ap) = a) 8.11 N/㎟ Mu = C.Ap.Fpu.d Môment kháng phá hủy Mu = 0.34.Ap.Fpu.d = Môment gây phá hủy lực đầu trụ thiết kế gây ra, Md Md = Pd x Lo kN.mm = 0.0 kN.m Biểu đồ đường bao Môment 14 13 32.3 0.0 37.7 4.8 3.2 12 43.1 6.4 9.6 48.5 9.6 14.3 11 12.7 10 54.0 19.1 59.4 23.9 15.9 64.8 28.7 19.1 70.2 33.4 22.3 75.6 38.2 25.5 81.0 43.0 28.7 Chiều cao trụ, (m) b) 32.3 kN.m 91.9 52.6 35.0 86.5 47.8 31.9 102.7 62.1 41.4 97.3 57.3 38.2 113.6 71.7 47.8 108.1 66.9 44.6 124.4 81.2 54.1 119.0 76.4 51.0 135.2 90.8 60.5 129.8 86.0 57.3 146.1 100.3 66.9 140.6 95.6 63.7 156.9 109.9 73.3 151.5 105.1 70.1 162.3 114.7 76.4 0 20 40 60 80 100 120 140 Moment, (kN.m) Môment yêu cầu (n=1.0) Môment yêu cầu (n=1.5) 4/4 Moment thiết kế 160 180