Đang tải... (xem toàn văn)
I. Sè liÖu thiÕt kÕ 1.1. Sè liÖu chung 1.1.1. Sè liÖu ®Çu bµi: o KÕt cÊu mè M1 o Cường ®é bª t«ng: 30Mpa o ChiÒu dµi dÇm chñ: L=26m o Gèi : Di ®éng o Tiªu chuÈn thiÕt kÕ :22 TCN 27205 1.1.2. Sè liÖu thiÕt kÕ phÇn trªn o Sè lượng dÇm : N = 7 dÇm o ChiÒu dµi dÇm L = 26 m o ChiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n Ls = 25,4 m o Träng lượng mét phiÕn dÇm chñ Wg = 550 kN o Khæ cÇu B = 14 m o ChiÒu réng toµn cÇu W = 15 m o Sè lµn xe n = 2 lµn o Träng lượng riªng cña BT = 24,5 kNm3 o DiÖn tÝch cña gê lan can Fgê lc = 0,225 m2 o Chiều cao lan can Hlc = 0,61 m o ChiÒu dµy líp BT phñ mÆt cÇu tap = 0,07 m o Träng lượng riªng cña BT at phan = 22 kNm3 o ChiÒu cao gèi cÇu vµ ®¸ kª gèi hg = 0,2 m o ChiÒu cao dÇm tÝnh ®Õn líp phñ hd = 1.94 m o Träng lượng riªng cña ®Êt = 18 kNm3 1.2. Sè liÖu mè o Lo¹i mè : Mè ch÷ U b»ng BTCT o §Êt ®¾p sau mè sö dông ®Êt tèt ®Çm chÆt o Mè gåm 6 cäc khoan nhåi đường kÝnh D=1m chiÒu s©u dù kiÕn L=42m
N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun MC LC LI CM N . I Số liệu thiết kế. ... 1.1 Số liệu chung . . .4 1.2 Số liệu mố. . .4 1.3 Các tiêu lý vật liệu mố . .5 1.4 Tải trọng thiết kế. . .6 II Yêu cầu tính toán . . .7 III Xác định tải trọng tác dụng lên kết cấu .8 3.1 Tĩnh tải tác dụng :DC. . 3.2 Tĩnh tải tác dụng :DW 10 3.3 Hoạt tải tác dụng : . .. .10 3.4 Tải trọng gió (WS,WL) .. 12 3.5 Nội lực trọng lng thân đất đắp 14 3.6 Tải trọng áp lực đất ngang (EH) 14 3.7 Tổ hợp tải trọng theo TTGH .18 IV Thiết kế kiểm toán mặt cắt .28 4.1 Nguyên tắc tính bố trí cốt thép . 28 4.2.Kiểm toán mặt cắt A-A 32 4.3.Kiểm toán mặt cắt B-B 32 4.4.Kiểm toán mặt cắt C-C 32 4.5.Kiểm toán mặt cắt F-F 36 4.6.Kiểm toán mặt cắt E-E. 38 4.7.Kiểm toán mặt cắt D-D . 43 4.8.Kiểm toán mặt cắt G1-G1 .45 SVTH: Hong Quc Hng 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun 4.9.Kiểm toán mặt cắt G2-G2 .47 4.10.Kiểm toán mặt cắt H3 .50 IV Tính toán cọc khoan nhồi 53 5.1.Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ móng 53 5.2.Bố trí cọc móng 53 5.3.Kiểm toán khả chịu tải cọc khoan nhồi theo TTGH CĐ 57 5.4.Kiểm toán khả chịu tải cọc khoan nhồi theo TTGH SD 59 SVTH: Hong Quc Hng 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun LI CM N Trong giai on phỏt trin hin nay, nhu cu v xõy dng h tng c s ó tr nờn thit yu nhm phc v cho s tng trng nhanh chúng v vng chc ca t nc, ú ni bt lờn l nhu cu xõy dng, phỏt trin mng li giao thụng ti Vi nhn thc v tm quan trng ca trờn, l mt sinh viờn ngnh Xõy dng Cu ng b thuc trng i hc Cụng Ngh GTVT, nhng nm qua, vi s dy d tn tõm ca cỏc thy cụ giỏo trng, em luụn c gng hc hi v trau di chuyờn mụn phc v tt cho cụng vic sau ny, mong rng s gúp mt phn cụng sc nh ca mỡnh vo cụng cuc xõy dng t nc Trong khuụn kh ỏn mụn hc Thit k cu vi ti gi nh l thit k cu qua sụng ó phn no giỳp em lm quen vi nhim v thit k mt cụng trỡnh giao thụng sau ny tt nghip trng s bt i nhng b ng cụng vic Do thi gian cú hn, ti liu thiu thn, trỡnh cũn hn ch v ln u tiờn dng kin thc c bn thc hin tng hp mt ỏn ln nờn chc chn em khụng trỏnh nhng thiu sút Vy kớnh mong quý thy cụ thụng cm v ch dn thờm cho em Cui cựng cho phộp em c gi li cm n chõn thnh nht n thy giỏo Nguyn Vn Tun v cỏc thy giỏo b mụn ó tn tỡnh hng dn em hon thnh ỏn ny Thỏi Nguyờn, ngy 20 thỏng 06 nm 2016 Hong Quc Hng SVTH: Hong Quc Hng 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun I Số liệu thiết kế 1.1 Số liệu chung 1.1.1 Số liệu đầu bài: o Kết cấu mố M1 o Cng độ bê tông: 30Mpa o Chiều dài dầm chủ: L=26m o Gối : Di động o Tiêu chuẩn thiết kế :22 TCN 272-05 1.1.2 Số liệu thiết kế phần o Số lng dầm : o Chiều dài dầm o Chiều dài nhịp tính toán o Trọng lng phiến dầm chủ o Khổ cầu o Chiều rộng toàn cầu o Số xe o Trọng lng riêng BT o Diện tích gờ lan can o Chiu cao lan can o Chiều dày lớp BT phủ mặt cầu o Trọng lng riêng BT at phan o Chiều cao gối cầu đá kê gối o Chiều cao dầm tính đến lớp phủ o Trọng lng riêng đất N L Ls Wg B W n BT = = = = = = = = Fgờ lc Hlc tap ap hg hd s 26 25,4 550 14 15 24,5 = = = = = = = 0,225 0,61 0,07 22 0,2 1.94 18 dầm m m kN m m kN/m3 m2 m m kN/m3 m m kN/m3 1.2 Số liệu mố o Loại mố : Mố chữ U BTCT o Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt đầm chặt o Mố gồm cọc khoan nhồi ng kính D=1m chiều sâu dự kiến L=42m Các kích thc cấu tạo chung mố cầu nh sau: STT Kí hiệu Tên kích thc Kớch thc theo phng dc cu Chiều rộng bệ mố (dọc cầu) Bề rộng tng cánh(phần di) Bề dày tng thân Khoảng cách từ tng thân đến mép bệ Bề rộng tng cánh (phần đuôi) Bề rộng tng cánh (toàn bộ) SVTH: Hong Quc Hng a1 a2 a3 a4 a5 a6 Giá trị 6,500 2,700 1,800 1,900 3,000 7,000 Đơn vị m m m m m m 66DLCD32 N THIT K CU 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun Chiều rộng tng tai Bề dày tng đầu Kích thc phần đỡ dẫn Khoảng cách từ tim gối tới mép tng thân Kích thc đá kê gối theo phng dọc cầu Chiều rộng đất đắp trc mố Chiều dày bệ mố Kích thc tng cánh (phần đứng) Kích thc tng cánh (phần đứng) Kích thc tng cánh (phần đứng) Chiều cao mố (từ đáy bệ đến đỉnh tng đầu) Chiều cao tng thân Chiều cao tng đầu Tổng chiều cao tng thân tng đầu Chiều cao đá kê gối Chiều cao từ đỉnh mấu đỡ độ tới đỉnh gờ lan can Kích thc mấu đỡ độ Kích thc theo phng ngang cầu Bề dày tng cánh Chiều rộng bệ mố (phng ngang cầu) Bề rộng mố (phng ngang cầu) Bề rộng đá kê gối Số lng đá kê gối a7 a8 a9 a 10 a 11 a 12 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 1,300 0,500 0,300 0,800 1,000 0,000 2,500 2,100 2,200 1,700 8,500 4,800 1,200 6,000 0,200 m m m b10 0,100 m b11 0,300 m c1 c2 c3 c4 ng 0,50 16,00 15,00 1,00 7,00 m m m m m m m m m m m m m m m m 1.3 Các tiêu lý vật liệu mố - Bêtông: + Cng độ chịu nén quy định tuổi 28 ngày: fc = 30 Mpa + Trọng lng riêng bê tông: bt = 24,5 kN/m3 + Mô đun đàn hồi EC = 0.043. c1.5 f 'C = EC = 0, 043.24501.5 30 = 28561,32Mpa - Cốt thép: + Giới hạn chảy fy = 420 Mpa + Mô đun đàn hồi quy ớc Es = 200 000 Mpa + Tỷ số mô dung đàn hồi Es/Ec=200 000/28561,32=7,00 - Đất đắp: s = 18 kN/m3 = 30o = 0o + Trọng lng riêng đất đắp: + Góc ma sát đất đắp: + Góc ma sát đất tng: SVTH: Hong Quc Hng 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun KT CU M M1 Cao nh b 100,5m Cỏc kớch thc n v cm 1.4 Tải trọng thiết kế Ti trng thit k theo tiêu chun 22 TCN - 272 - 05 bao gm ti trng sau: Xe ti thit k Xe trc thit k Ti trng Ti trng ngi 300kG/m2 SVTH: Hong Quc Hng 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun II Yêu cầu tính toán Chn v tớnh duyt cỏc mt ct c trng bao gm : - Mt ct ỏy múng (A-A) - Mt ct chõn tng thõn (B-B) - Mt ct chõn tng nh (C-C) - Mt ct chõn tng cỏnh - Mt ct D-D - Mt ct E-E - Mt ct F-F - Tính toán cọc: + Xác định sức chịu tải cọc + Kiếm toán sức chịu tải cọc theo vật liệu theo đất SVTH: Hong Quc Hng 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun III xác định tảI trọng tác dụng lên kết cấu M trờn MNTT v hu nh khụng ngp nc nờn khụng tớnh ti trng va xụ tu bố v ỏp lc y ni ca nc t p sau m s dng loi t tt, m cht cú =18 kN/m3, gúc ma sỏt =30 - Trng lng bn thõn ca kt cu phn trờn v cỏc b phn khỏc (DC1) Trng lng tnh tói phn II (DW) Trng lng bn thõn m v b múng (DC2) Hot ti HL 93 (LL) v ti trng ngi (PL) p lc t (EV v LS) p lc ngang hot ti cht thờm Ti trng giú tỏc dng lờn kt cu Lc hóm xe (BR) Lc ma sỏt gi cu (FR) 3.1 Tĩnh tải tác dụng :DC 3.1.1 Tnh ti tỏc ng t kt cu phn trờn Bảng tổng hợp tĩnh tải từ kết cấu phần truyền xuống mố: Đại lng Chiều dài dầm: Chiều dài nhịp tính toán: Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối: Trọng lng kết cấu nhịp(7 dầm) G lan can Lan can Tổng trọng lng nhịp dầm Tĩnh tải phân tác dung lên mố(TC) Tĩnh tải phân tác dung lên mố(TT) Giá trị 26 25,4 0.3 2124.023 143,325 30,1 2297,448 2297,448 2871,81 Đơn vị m m m kN kN kN kN kN kN 3.1.2 Tĩnh tải từ kết cấu phần dới : Các lực tác dụng lên mố trọng lng thân sinh mômen, lực dọc , lực cắt tiết diện tính toán Mômen tiết diện cần tính : M=P*e Trong : P: Các lực gây mômen tiết diện tính toán e: Độ lệch tâm tiết diện đặt lực so với TTH mặt cắt cần tính (Mômen mang dấu dng hng phía đờng, dấu âm hng phía sông) SVTH: Hong Quc Hng 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun -Xác định thể tích phận mố: STT Tên kết cấu B m Tng thõn Tng u ( trờn ) Mu bn quỏ Tng cỏnh ( phn uụi) Tng cỏnh ( phn thõn) ỏ kờ gi Tng tai Công thức tính Thể tích Trng lng (KN) (m3) Vbm= b1*a1*c2 Vtt=a3.b6.c3 Vtđ=a8.b7.c3 Vmđ =(b11+a9/2)*a9*(c32*c1) Vtcd=(2b4+b3)*a5*c1 Vtct=2*(b2+ b3 + b4)*a2*c1 Vđkg=ng*(a11*b9*c4) 260.0 129.6 9.0 6370.00 3175.20 220.50 1.9 46.31 8.4 205.80 16.2 396.90 1.4 0.3 34.30 7.72 10456.72 Tng cng Bảng tính nội lực cho tiết diện A-A trọng lợng thân : STT Kt cu B m P1 Tng thõn P2 Tng u P3 Mu bn quỏ P4 Tng cỏnh ( uụi) P5 Tng cỏnh ( phn thõn) P6 ỏ kờ gi P7 Tng tai P8 Tng cng P(kN) e(m) M(kNm) 6370 3175.2 220.50 46.31 205.80 396.90 34.30 7.72 10456.72 0.000 -0.450 0.200 0.600 4.454 1.800 -0.700 -0.700 0.000 -1428.84 44.100 27.783 916.545 714.42 -24.01 -5.402 244.596 Bảng tính nội lực cho tiết diện B-B trọng lợng thân : STT Kt cu Tng thõn P2 Tng u P3 Mu bn quỏ P4 ỏ kờ gi P7 Tng tai P8 Tng cng P(kN) e(m) M(kNm) 3175.2 220.50 46.31 34.30 7.72 0.00 0.65 1.05 -0.10 -0.25 0.00 143.33 48.62 -3.43 -1.93 3484.02 186.59 Bảng tính nội lực cho tiết diện C-C trọng lợng thân : STT Kt cu Tng u P3 SVTH: Hong Quc Hng P(kN) e(m) M(kNm) 220.50 0.00 0.00 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun Mu bn quỏ P4 Tng cng 46.31 266.81 0.40 18.52 18.52 3.2 Tĩnh tải tác dụng :DW Trọng lợng lớp phủ: =gamaphu*B*L*tphu/2 = 22.0,07.14.26/2=280,28kN Trng lng lp ph 280,28 kN Tổng (DW) kN 280,28 3.3 Hoạt tải tác dụng : 3.3.1 Hoạt tải xe ôtô kết cấu nhịp Với cầu có lòng đờng rộng B = 14000mm ta có : Số xe thiết kế n = Hệ số xe m = Tính tải trọng hoạt tải gây cách chất tải lên đờng ảnh hởng phản lực gối để xác định tải trọng bất lợi Công thức tính P = Pi.Yi Trong ó: + Pi : ti trng trc (kN) + Yi : tung ng nh hng phn lc gi Đối với mố cầu trừ có quy định khác, ứng lực lớn phải đợc lấy theo giá trị lớn trờng hợp sau: Hiệu ứng xe hai trục thiết kế tổ hợp với hiệu ứng tải trọng thiết kế , Hiệu ứng xe tải thiết kế có cự ly trục bánh thay đổi nh Điều 3.6.1.2.2 tổ hợp với hiệu ứng tải trọng thiết kế Đối với ngời bộ: Không xét cầu không bố trí lề ngời SVTH: Hong Quc Hng 10 66DLCD32 N THIT K CU Kiểm tra lợng cốt thép tối thiểu: GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun ạt 0,03.fc/fy 4.8.2 Kiểm tra khả chống nứt mặt cắt Kí hiệu Mytc Z ats ds n nthanh As Tên đại lợng Giá trị Đơn vị Mômen mặt cắt theo TTGHSD 218,82 kN.m Thông số bề rộng vết nứt 30000 N/mm KC từ trọng tâm cốt thép đến mép dầm 66 mm KC từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép 1934 mm Tỉ số Es/Ec 6,48 Tổng số cốt thép chịu kéo 32 Diện tích cốt thép chịu kéo 10048 mm2 KC từ thớ BT chịu kéo đến TT cốt dc mm thép 66 Tỉ số A = Abt/nthanh A 13200 mm2 0,6.fy 0,6.fy 252 MPa 1/3 Z/(dc.A) 314,11 MPa Giới hạn ứng suất cốt thép chịu kéo fsa 252 MPa ứng suất cốt thép TTGHSD fs 113.61 MPa Kiểm tra khả chống nứt: fs fsa Đạt Kết luận: Bố trí cốt thép nh đảm bảo khả chống nứt cho mặt cắt 4.8.3 Kiểm tra khả chống cắt mặt cắt i lng Ký hiu Lc ct kim toỏn Vu Chiu rng bng cú hiu bv Chiu cao chu ct hu hiu dv H s Gúc nghiờng S nộn chộo Gúc nghiờng ct i vi trc dc C ly ct thộp S ng kớnh ct thộp dt Din tớch MCN thộp S ct cn thit n Vc Vs Vp Sc khỏng ct danh nh Vn H s sc khỏng Sc khỏng ct tớnh toỏn Vr SVTH: Hong Quc Hng 46 Giỏ tr n v 227 kN 3200 mm 1810 mm 45 90 200 mm 16 mm 199 mm2 1364 kN kN kN 12152 kN 0.9 1228 kN 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun Kim toỏn : t 4.9.Kiểm toán mặt cắt G2-G2 Tải trọng tác dụng lên mặt cắt tờng cánh: Lực Trạng thái giới cắt hạn kN 197,46 Cờng độ I 156,72 Cờng độ II 188,15 Cờng độ III Sử dụng 127,76 Mô men kN.m 204,04 161,94 194,42 132,02 Đặc trng hình học mặt cắt - Chiều cao mặt cắt: H = 0,50m - Bề rộng mặt cắt: B = 3,10m - Diện tích mặt cắt nguyên: Ag = 1,55m2 4.9.1 Bố trí cốt thép kiểm toán Bố trí cốt thép: Kí hiệu D as nhang nthanh y1 Tên đại lợng Đờng kính cốt thép Diện tích Số hàng cốt thép bố trí Số hàng cốt thép Khoảng cách từ hàng đến mép dầm Giá trị 2,0 3,14 13 6,6 Đơn vị cm cm2 hàng cm Kiểm toán khả chịu lực mặt cắt: Tên đại lợng Chiều cao mặt cắt Bề rộng mặt cắt Đờng kính cốt thép Số lợng cốt thép Diện tích cốt thép KC từ trọng tâm cốt thép đến mép dầm KC từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép Chiều cao vùng chịu nén Hệ số quy đổi ứng suất KC từ mép thớ chịu nén đến trục trung hòa Tỉ số c/ds Kiểm tra lợng cốt thép tối đa: c/ds 0,42 Mômen uốn tính toán mặt cắt SVTH: Hong Quc Hng 47 Kí hiệu h b D n As ats ds a c c/ds Mu Giá trị Đơn vị mm mm mm mm2 mm mm mm 500 3100 20 13 4082 66 434 18,59 0.8 23,24 mm 0,054 Đạt 204 kN.m 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun Mômen kháng uốn tính toán mặt cắt Tỉ số Mr/Mu Kiểm tra điều kiện cờng độ:Mr 1,33Mu Tỉ số: = As/Ag 0,03.fc/fy Kiểm tra lợng cốt thép tối thiểu: Mr Mr/Mu 670 kN.m 3,28 Đạt 0,303% 0,25% ạt 0,03.fc/fy 4.9.2 Kiểm tra khả chống nứt mặt cắt Kí hiệu Mytc Z ats ds n nthanh As Tên đại lợng Giá trị Đơn vị Mômen mặt cắt theo TTGHSD 132,02 kN.m Thông số bề rộng vết nứt 30000 N/mm KC từ trọng tâm cốt thép đến mép dầm 66 mm KC từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép 434 mm Tỉ số Es/Ec 6,48 Tổng số cốt thép chịu kéo 13 Diện tích cốt thép chịu kéo 4082 mm2 KC từ thớ BT chịu kéo đến TT cốt dc mm thép 66 Tỉ số A = Abt/nthanh A 83938,5 mm2 0,6.fy 0,6.fy 252 MPa 1/3 Z/(dc.A) 169,55 MPa Giới hạn ứng suất cốt thép chịu kéo fsa 169,55 MPa ứng suất cốt thép TTGHSD fs 113.61 MPa Kiểm tra khả chống nứt: fs fsa Đạt Kết luận: Bố trí cốt thép nh đảm bảo khả chống nứt cho mặt cắt 4.9.3 Kiểm tra khả chống cắt mặt cắt i lng Ký hiu Lc ct kim toỏn Vu Chiu rng bng cú hiu bv Chiu cao chu ct hu hiu dv H s Gúc nghiờng S nộn chộo Gúc nghiờng ct i vi trc dc C ly ct thộp S ng kớnh ct thộp dt Din tớch MCN thộp S ct cn thit n Vc Vs SVTH: Hong Quc Hng 48 Giỏ tr n v 197 kN 3100 mm 434 mm 45 90 200 mm 16 mm 199 mm2 1321 kN kN 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun Vp Vn Sc khỏng ct danh nh H s sc khỏng Sc khỏng ct tớnh toỏn Kim toỏn : 12152 0.9 1189 Vr 4.10.Kiểm toán mặt cắt H3 Tải trọng tác dụng lên mặt cắt tờng cánh: Lực Trạng thái giới cắt hạn kN 97,09 Cờng độ I 85,33 Cờng độ II 94,40 Cờng độ III Sử dụng 63,60 kN kN kN t Mô men kN.m 67,96 59,73 66,08 44,52 Đặc trng hình học mặt cắt: - Chiều cao mặt cắt: H = 0,50m - Bề rộng mặt cắt: B = 3,10m - Diện tích mặt cắt nguyên: Ag = 1,55m2 4.10.1 Bố trí cốt thép kiểm toán Bố trí cốt thép: Kí hiệu D as nhang nthanh y1 Tên đại lợng Đờng kính cốt thép Diện tích Số hàng cốt thép bố trí Số hàng cốt thép Khoảng cách từ hàng đến mép dầm Giá trị 1,6 1,99 14 Đơn vị cm cm2 hàng cm Kiểm toán khả chịu lực mặt cắt: Tên đại lợng Chiều cao mặt cắt Bề rộng mặt cắt Đờng kính cốt thép Số lợng cốt thép Diện tích cốt thép KC từ trọng tâm cốt thép đến mép dầm KC từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép Chiều cao vùng chịu nén Hệ số quy đổi ứng suất KC từ mép thớ chịu nén đến trục trung hòa SVTH: Hong Quc Hng 49 Kí hiệu h b D n As ats ds a c Giá trị 500 3100 16 14 2780 50 450 13 0.8 15,83 Đơn vị mm mm mm mm2 mm mm mm mm 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun Tỉ số c/ds Kiểm tra lợng cốt thép tối đa: c/ds 0,42 Mômen uốn tính toán mặt cắt Mômen kháng uốn tính toán mặt cắt Tỉ số Mr/Mu Kiểm tra điều kiện cờng độ:Mr 1,33Mu Tỉ số: = As/Ag 0,03.fc/fy Kiểm tra lợng cốt thép tối thiểu: c/ds Mu Mr Mr/Mu 0,04 Đạt 68 kN.m 473 kN.m 6,96 Đạt 0,199% 0,25% Khụng ạt 0,03.fc/fy Kết luận: Điều kiện hàm lợng cốt thép tối thiểu không đạt diện tích mặt cắt lớn, ta cần đảm bảo khả chịu lực mặt cắt 4.10.2 Kiểm tra khả chống nứt mặt cắt Kí Tên đại lợng Giá trị Đơn vị hiệu Mômen mặt cắt theo TTGHSD Mytc 44,52 kN.m Thông số bề rộng vết nứt Z 30000 N/mm KC từ trọng tâm cốt thép đến mép dầm ats 50 mm KC từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép ds 450 mm Tỉ số Es/Ec n 6,48 Tổng số cốt thép chịu kéo nthanh 14 Diện tích cốt thép chịu kéo As 2780 mm2 KC từ thớ BT chịu kéo đến TT cốt dc mm thép 50 Tỉ số A = Abt/nthanh A 22142,68 mm2 0,6.fy 0,6.fy 252 MPa 1/3 Z/(dc.A) 289,99 MPa Giới hạn ứng suất cốt thép chịu kéo fsa 252 MPa ứng suất cốt thép TTGHSD fs 11,23 MPa Kiểm tra khả chống nứt: fs fsa Đạt Kết luận: Bố trí cốt thép nh đảm bảo khả chống nứt cho mặt cắt 4.10.3 Kiểm tra khả chống cắt mặt cắt i lng Ký hiu Lc ct kim toỏn Vu Chiu rng bng cú hiu bv Chiu cao chu ct hu hiu dv H s Gúc nghiờng S nộn chộo Gúc nghiờng ct i vi trc dc C ly ct thộp S SVTH: Hong Quc Hng 50 Giỏ tr n v 97 kN 3100 mm 450 mm 45 90 200 mm 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun ng kớnh ct thộp Din tớch MCN thộp S ct cn thit dt n Vc Vs Vp Vn Sc khỏng ct danh nh H s sc khỏng Sc khỏng ct tớnh toỏn Kim toỏn : Vr 16 199 1370 0 12206 0.9 1233 mm mm2 kN kN kN kN kN t IV Tính toán cọc khoan nhồi 5.1.Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ móng SVTH: Hong Quc Hng 51 66DLCD32 N THIT K CU TTGH TTGH CĐI TTGH CĐII TTGH CĐIII TTGH SD GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun Lực thẳng đứng V (kN) 14455 12431 13971 10851 Dọc cầu Hx (kN) 2294,3 1957,5 2217,3 1530,7 My (kN.m) 0,00 130,48 22,59 34,41 Ngang cầu Hy (kN) 0,00 730,1 132,6 198,7 Mx (kN.m) -8851,85 -6275,12 -8238,61 -4796,53 5.2.Bố trí cọc móng 5.2.1 Xác định sức kháng cọc 5.2.1.1 Sức kháng cọc theo vật liệu - Sức kháng tính toán cọc theo vật liệu xác định nh sau: Prvl = .Pn = .0.85 0,85.f c.(A c A s ) + f y A s Trong đó: + f: Hệ số sức kháng lấy = 0.9 + fc: Cờng độ nén quy định bê tông cọc, fc=30MPa + Ac: Diện tích phần bê tông cọc D = 1.0m là: Ac = 78540mm2 + fy: Giới hạn chảy cốt thép cọc, fy = 420MPa + As: Diện tích cốt thép tiết diện cọc Bố trí 16 D29 => As = 10272 mm2 vl Do đó: Pr = .Pn = .0.85 0,85.f c.(A c A s ) + f y A s = 0,9.0,85.[ 0,85.30.(78540 10272) + 420.10272] = 14340,5kN 5.2.1.2 Sức kháng cọc theo đất Các thông số kỹ thuật cọc: Đờng kính cọc D = 1,2m Diện tích tiết diện cọc As = 0,7854 m2 Chiều dài cọc chôn đất: L1 = 42 m Chi vi cọc P = 3,14*1,2 = 3,768 m Sức chịu tải cọc đợc tính theo công thức sau: (10.7.3.2-2 22TCN-272-01 ) QR=pqQP+qsQS với: Qp = qp Ap (10.7.3.2-3) Qs = qs As (10.7.3.2-4) đó: SVTH: Hong Quc Hng 52 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun Qp = sức kháng mũi cọc (N) Qs = sức kháng thân cọc (N) qp = sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs = sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As = diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap = diện tích mũi cọc (mm2) qp = hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc quy định cho Bảng 10.5.5-2.4.1dùng cho phơng pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Đối với đất sét qp = 0,4.Đối với đất cát qp = 0,5 qs = hệ số sức kháng sức kháng thân cọc cho Bảng 10.5.52.4.1dùng cho phơng pháp tách rời sức kháng cọc sức kháng mũi cọc sức kháng thân cọc Đối với đất sét qs = 0.45, Đối với đất cát qs = 0.55 *Sức kháng thành bên -Sức kháng thành bên đơn vị cho cọc khoan nhồi đất dính tính nh sau : qs = Su (10.8.3.5.1b-1) : ỡù 0.55 for Su / pa Ê 1.5 a = ùớ ùù 0.55 - 0.1* ( Su / pa - 1.5) for 1.5 ÊÊSu / pa ợ 2.5 Với : Su = Sức kháng cắt không thoát nớc (MPa) = Hệ số dính pa = áp suất không khí (=0.101MPa) Những phần sau cọc khoan nhồi không tham gia vào việc tạo nên sức kháng thành bên (do ma sát) - 1500 mm đỉnh cọc (phần sát bệ trụ/mố) - Với cọc thẳng , chiều dài đờng kính cọc tính từ mũi cọc - Với phần biên mũi cọc hình chuông (mũi cọc đợc mở rộng) ,nếu sử dụng , phần cọc dài đờng kính cọc tính từ phần hình chuông SVTH: Hong Quc Hng 53 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun - Sức kháng đơn vị cọc khoan nhồi đất rời đợc tính nh sau qs = 0,0028Ntb Trong đó: Ntb = S bỳa m SPT trung bỡnh dc thõn cc Cọc khoan nhồi mố M2 c t lp t: Gi s cu to lp a cht di h múng cú cu to nh sau +Lớp 1:Bùn sét, màu xám nâu +Lp 2: Cỏt + Lp : Sột +Lớp 4:Cát bột,hạt nhỏ-trung, chặt vừa, màu xám trắng Sức chịu tải cọc theo ma sát thành bên đất rời: Sột Sột Cỏt Cỏt Sột Sột Cỏt Cao (m) -2 -6,719 15,119 17,219 19,004 22,076 - sõu (m) 4,7 (m) 4,72 10 13,1 8,40 13 - 36,40 960,09 15,2 2,10 15 - 42,00 276,95 17,0 1,79 21 0,105 - - 20,1 3,07 26 0,130 - - 24,7 4,62 28 - 78,40 1137,33 SVTH: Hong Quc Hng Li N Su qs (Mpa) (kN/m2) 0,040 0,050 - 54 Qs (kN) - 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun 26,696 32,7 Cỏt 34,676 36,7 Cỏt 38,745 42,0 Cỏt -44 Sc khỏng thõn cc: 7,98 30 - 84,00 2104,80 4,07 31 - 86,80 1109,01 5,26 32 - 89,60 1478,46 qsQS=7066,6 kN *Sức kháng mũi cọc: Mũi cọc đợc đặt lớp 4: Lớp đất cát Sức kháng mũi đơn vị đất rời đợc tính theo cụng thc qp = 0,064*N Vi N < 60 (Mpa) Sức chịu tải mũi cọc đất rời: qp (kN) 32 2048 Vậy sức chịu tải cọc đơn là: N qp 0,5 Qp.qp (kN) 921,6 QR = 7066,6 +921,6= 7988,25kN 5.2.1.3 Sức kháng dọc trục cọc đơn Sức kháng dọc trục cọc đơn đợc xác định nh sau: Ptt = min(PR ,Q R ) = min(14340,5; 7988,25) = 7988,25kN Bố trí cọc nh sau: SVTH: Hong Quc Hng 55 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun 5.3.Kiểm toán khả chịu tải cọc khoan nhồi theo TTGH CĐ 5.3.1.Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn: 5.3.1.1.Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc: Sử dụng chơng trình FB PIER V3 ta tính đợc nội lực cọc nh sau: Result Type Value Load Comb Pile *** Maximum pile forces *** Max shear in direction -1.6769E+01 KN Max shear in direction -5.8742E+01 KN Max moment about axis -2.369E+01 KN-M Max moment about axis -1.302E+01 KN-M Max axial force -4.472E+03 KN Max torsional force 0.0000E+00 KN-M 0 Max demand/capacity ratio 2.052E+00 5.2.1.2.Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn: Công thức kiểm toán: N max + N Ptt Trong đó: Nmax: Nội lực lớn tác dụng lên đầu cọc (lực dọc trục) N : Trọng lợng thân cọc (kN)(có xét tới áp lực đẩy ) Ptt : Sức kháng dọc trục cọc đơn (kN) Từ kết ta có Nmax= 10271.42 KN Ta có N =1.131*48*(25-9.81) =824.64 KN Nmax+N=4472+824.64 =5296.64 KN R2lop 1= (2*4+2*12)*5.3*7.9 =1339.84 KN Lớp 2: Z = 5.4 m Su= S u =30.4 KN/m2 => R2lop3= (2*4+2*12)*5.4*30.4=5253.12 KN Do vây: R2= 1339.84+5253.12 = 6592.96 KN Sức kháng trụ tơng đơng: Do đó: Rg1 = min{R1; R2} = min(1118.36 ;6592.96)=1118.36 KN Với: g1 = 0.36 Đối với đất rời: Rg2 = xTổng sức kháng dọc trục cọc đơn Trong đó: : Hệ số hữu hiệu lấy =1 Do đó: Rg2 = 1*8*5771.08=46168.64 KN Với: g2 = Hệ số sức kháng cọc đơn, g2 = 0.65 Vậy sức kháng dọc trục nhóm cọc: RR = 0.36*1118.36+0.65*46168.64= 30412.22 KN>Vc=20458.7 KNĐạt 5.4.Kiểm toán khả chịu tải cọc khoan nhồi theo TTGH SD 5.4.1.Xác định độ lún ổn định: Độ lún nhóm cọc đất rời đợc ớc tính cách sử dụng kết thí nghiệm trờng vị trí móng tơng đơng cho hình vẽ sau: SVTH: Hong Quc Hng 58 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun Độ lún nhóm cọc đất rời tính nh sau: Sử dụng SPT: = 360 q I B N160 đó: D, 0,5 B 1,92 CN = 0,77 log10 ' v = 0,125 CN < 2,0 N160 = CN N60 N60 = (ER/60%).N : q : áp lực móng tĩnh tác dụng 2Db/3 cho hình vẽ áp lực với tải trọng tác dụng đỉnh nhóm đợc chia diện tích móng tơng đơng không bao gồm trọng lợng cọc đất cọc (MPa) B : chiều rộng hay chiều nhỏ nhóm cọc (mm),B =5000m : độ lún nhóm cọc (mm) I : hệ số ảnh hởng chiều sâu chôn hữu hiệu nhóm D : độ sâu hữu hiệu lấy 2Db /3 (mm) = 23563.33 mm Db : độ sâu chôn cọc lớp chịu lực nh cho hình (mm)=35345mm N160 : giá trị trung bình đại diện hiệu chỉnh ứng suất tổng hiệu suất có hiệu búa N : số nhát búa cha hiệu chỉnh (Búa/300mm) v: ứng suất thẳng đứng hữu hiệu (MPa) N60 : số nhát búa hiệu chỉnh cho hiệu suất búa (Búa/300mm) ER : hiệu suất búa tính theo phần trăm Ta có : B =5000 mm Y = 13000 mm SVTH: Hong Quc Hng 59 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun Ta có v đợc tính đến chiều sâu lớp tính lún dới đáy móng tơng đơng Theo lý thuyết học đất chiều sâu tính lún dới đáy móng chiều sâu mà ứng suất tải trọng gây 0,1 ữ 0,2 ứng suất thân đất Ta có chiều sâu lớp đất tính lún dới móng tơng đơng là: hc = m ứng suất hữu hiệu tính từ mặt đất đến lớp đất tính lún : ' v = 0.27MPa Với B=5000 mm : Chiều rộng móng tơng đơng (mm) VSD 15476100 = = 0.238MPa B.Y 5000.13000 D, 23563.33 = 0,125 = 0,125 = 0.41 B 5000 1.92 => C N = 0.77.log10 ữ = 0.66 < 2,0 0.27 => q = ER 60% N 60 = ữ.N = ữ.9.6 = 9.6 60% 60% => N160 = CN N60 = 0.66*9.6 = 6.3 Vậy độ lún nhóm cọc : = 30 q I B 30*0.238*0.41* 5000 = = 32.86mm N160 6.3 Vậy độ lún nhóm cọc 32.86 mm < 80 mmĐạt 5.4.2.Kiểm toán chuyển vị ngang đỉnh cọc: Sử dụng phần mền tính toán móng FB-PIER ta tính đợc chuyển vị theo phơng dọc cầu (X), phơng ngang cầu (Y), phơng thẳng đứng (Z) vị trí đầu cọc nh sau : *** Maximum pile head displacements *** Max displacement in axial 0.2525E-02 M Max displacement in x -0.2511E-03 M Max displacement in y 0.1419E-02 M Theo kết ta có: -Chuyển vị theo phơng dọc cầu 1.419 mm < 38mm -Chuyển vị theo phơng ngang câu 0.2511 mm < 38mm Vậy đảm bảo chuyển vị ngang đỉnh cọc SVTH: Hong Quc Hng 60 66DLCD32 [...]... 2,44 mm V : Vận tốc gió thiết kế đợc tính nh sau : V = VB S Với : VB : Tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm thích hợp với vùng tính gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu ( m/s ) Giả thiết thiết kế tại vùng gió I (theo TCVN 2737-1995) ta có : VB = 38m/s S : Hệ số điều chỉnh với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu Giả thiết thiết kế tại khu vực thông thoáng ta có : S = 1 = > V... Bố trí gối cố định ở mố Lực hãm c lấy bằng 25% của trọng lng các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn c đặt trong tất cả các làn thiết kế đợc chất tải theo Điều 3.6.1.1.1 và coi nh đi cùng một chiều Các lực này c coi là tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt ng 1,8m theo cả hai chiều dọc để gây ra ứng lực lớn nhất Tất cả các làn thiết kế phải đợc chất tải đồng thời đối với cầu... đó : +) : Hệ số sức kháng với cấu kiện chịu nén dọc trục , = 0,75 +) Pu : Lực nén tính toán trong mặt cắt dầm chủ +) Ag : Diện tích nguyên của mặt cắt +) Mux : Mômen uốn tính toán tác dụng theo phng x +) Muy : Mômen uốn tính toán tác dụng theo phng y +) Mrx : Mômen uốn tính toán đơn trục theo phng x +) Mry : Mômen uốn tính toán đơn trục theo phng y +) Prx : Sức kháng nén tính toán theo phng x (khi chỉ... chiều lực cắt (N) Với kết cấu BTCT thng VP = 0 4.1.5 Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt - Sử dụng tải trọng c tổ hợp theo TTGH sử dụng, tức là tải trọng tiêu chuẩn SVTH: Hong Quc Hng 30 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun +) Tĩnh tải không xét hệ số tải trọng +) Hoạt tải không xét hệ số tải trọng , hệ số xung kích - Điều kiện kiểm toán: Các cấu kiện đợc thiết kế sao cho ứng suất kéo... áp lực ngang LS nói trên , còn phải tính đến áp lực thẳng đứng (VS) do lớp đất tng ng tác dụng tới mặt cắt A-A khi thiết kế mố Trị số VS c tính nh sau : VS = heq* s *(a1-a3-a4)*c5 VS = 448,06 kN MS = 806,50 kN.m 3.6.3 Tính toán áp lực đất ứng với tng cánh mặt cắt IV-IV Phân tích tng cánh 2 2 2 SVTH: Hong Quc Hng 16 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun 1 1 1 Tờn ti trng Phn p lc ngang ca... tải trọng xét tới mặt cắt D-D Tên kết cấu SVTH: Hong Quc Hng Công thức tính thể tích 24 Thể tích kN 66DLCD32 19,00 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun 1.Bệ mố Vbm= b1*(a1-a3-a4)*c2 Vmđ =(b11+a9/2)*a9*(c32*c1) Vtcd=(2b4+b3)*a5*c1 Vtct=2*(b2+ b3 + b4)*a2*c1 Vs=b8*Stđ Vls=heq*c5*(a1-a3a 4) 2.Mấu đỡ bản quá độ 3.Tờng cánh ( phần đuôi) 4.Tờng cánh ( phần thân) 5.Đất sau mố 6.áp lực thẳng đứng (LS) (m3)... đơn trục theo phng y +) Prx : Sức kháng nén tính toán theo phng x (khi chỉ xét độ lệch tâm ey) +) Pry : Sức kháng nén tính toán theo phng y (khi chỉ xét độ lệch tâm ex) SVTH: Hong Quc Hng 28 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun +) Prxy : Sức kháng nén tính toán theo 2 phng 4.1.3 Tính toán và bố trí cốt thép chịu mômen uốn - Cốt thép tại các mặt cắt đợc bố trí theo cấu tạo sau đó kiểm tra khả... chiều cao vùng chịu nén thực : c = cm 1 - Kiểm tra hàm lng thép tối đa : c < 0,42 dS - Tính mômen kháng uốn danh định của mặt cắt theo công thức của mặt cắt chữ nhật a a M n = Aá S fY (d S ) Aá S ' fY (d S ' ) T.m 2 2 - Mômen kháng uốn tính toán của mặt cắt : Mr = .Mn Với : J: Hệ số sức kháng , với kết cấu BTCT không DƯL lấy : =0,9 - Công thức kiểm tra hàm lng thép tối thiểu +) Kiểm tra theo cng... nguyên của mặt cắt SVTH: Hong Quc Hng 29 66DLCD32 N THIT K CU GVHD: Th.S Nguyn Vn Tun 4.1.4 Kiểm toán khả năng chịu cắt của mặt cắt - Công thức kiểm toán : Vu Vn Trong đó: +) : Hệ số sức kháng cắt c xác định theo quy định trong bảng 5.5.2.2-1, = 0.9 (với kết cấu BTCT thông thng) +) Vn : Sức kháng cắt danh định c xác định theo quy định của điều 5.8.3.2 Vn1 = Vc + Vs + Vp Vn = min ' Vn2 = 0.25f... mặt cắt chịu nén uốn đồng thời theo 2 phơng do đó trớc khi tính toán và bố trí cốt thép thì ta phải kiểm tra điều kiện làm việc của mặt cắt để áp dụng các đúng các công thức kiểm toán +) Nếu lực nén dọc trục Pu > 0,1 .fc.Ag thì ta kiểm toán theo công thức : 1 1 1 1 = + Prxy Prx Pry PO Với : PO = 0,85.fc.(Ag-Ast) + Asr.fy +) Nếu lực nén dọc trục Pu < 0,1 .fc.Ag thì ta kiểm toán theo công thức : M