Thông tin tài liệu
TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN PHẦN II : KẾT CẤU (20%) GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRẦN VĂN TOÀN LỚP : 2011 XN NHIỆM VỤ: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƢỚC TIẾT DIỆN TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG TÍNH TOÁN SÀN TẦNG HẦM TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN KHUNG TRỤC 13 TÍNH TOÁN ĐƢỜNG DỐC LÊN XUỐNG CHO BÃI ĐẬU XE GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 13 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN CHƢƠNG 3: KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT 3.1 ĐẶC ĐIỂM VỊ TRÍ, ĐỊA HÌNH, ĐỊA MẠO - Phạm vi khảo sát nằm dọc đƣờng Cát Linh, khu vực gần khách sạn Horison Mặt xung quanh có vƣờn hoa, bãi đỗ xe, khu dân cƣ phƣờng Cát Linh có nhà cao đến tầng - Mặt thi công nằm trục đƣờng Cát Linh nên cần có biện pháp phân luồng giao thông hợp lí lựa chọn giải pháp thiết kế, thi công hợp lí để giảm thiểu ảnh hƣởng việc xây dựng công trình tới công trình có,môi trƣờng sống lại ngƣời dân - Giao thông thuận tiện cho việc chuyên trở, tập kết vật liệu thi công 3.2 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Trên sở phân tích trụ hố khoan, vào tài liệu mô tả đất trƣờng, kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT thí nghiệm mẫu đất phòng, địa tầng lớp đất phạm vị khảo sát đƣợc phân chia đƣợc thể mặt cắt địa chất công trình Theo thứ tự từ xuống dƣới gặp lớp đất nhƣ sau: Lớp 1: Lớp đất lấp (1): - Phủ khắp diện tích khảo sát xây dựng lớp đất lấp có bề dày thay đổi từ 2.0m đến 2.6m Thành phần đất lấp cát hạt nhỏ, màu xám nâu, xám tro phần bên lẫn phế thải xây dựng - Do đất lấp có thành phần trạng thái không đồng nên không lấy mẫu thí nghiệm Lớp 2: Lớp sét xám nâu, xám đen, lẫn hữu dẻo mềm (2): - Xuất sau lớp (1), độ sâu từ 2.0m đến 2.6m lớp sét màu xám nâu, xám đen, lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo mềm - Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 18.5m đến 18.7m Lớp 3: Lớp cát nhỏ, xám ghi, chặt vừa (3): - Xuất sau lớp (2), độ sâu 18.5m đến 18.7m lớp cát hạt nhỏ, màu xám ghi, trạng thái chặt vừa - Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 27.8m đến 31.0m Lớp 4: Lớp sét, xám nâu, xám đen, lẫn hữu cơ, dẻo mềm (4): - Xuất sau lớp (3), độ sâu 27.8m đến 31.0m lớp sét màu xám nâu, xám đen, lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo mềm - Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 33.6m đến 34.0m Lớp 5: Lớp cát nhỏ, xám ghi, ghi vàng, chặt vừa (5): - Xuất sau lớp (4), độ sâu 33.6m đến 34.0m lớp cát hạt nhỏ, màu xám ghi, ghi vàng trạng thái chặt vừa - Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 37.0m đến 37.4m GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 14 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN Lớp 6: Lớp sét pha, xám nâu, xám ghi, dẻo mềm (6): - Xuất sau lớp (5), độ sâu 37.0m đến 37.4m lớp sét màu xám nâu, xám ghi, trạng thái dẻo mềm - Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 39.2m đến 40.4m Lớp 7: Lớp cát nhỏ, xám ghi, chặt vừa (7): - Xuất sau lớp (6), độ sâu 39.2m đến 40.4m lớp cát hạt nhỏ, màu xám ghi, trạng thái chặt vừa - Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 41.2m đến 41.4m Lớp 8: Lớp sét pha, xám nâu, xám đen, lẫn hữu cơ, dẻo mềm (8): - Xuất sau lớp (7), độ sâu 41.2m đến 41.4m lớp sét pha màu xám nâu, xám đen trạng thái dẻo mềm - Độ sâu kết thúc lớp thay đổi từ 46.0m đến 46.2m Lớp 9: Cuội sỏi, chặt (9): - Xuất sau lớp (8), độ sâu 46.0m đến 46.2m Khoan đến 62.0m chƣa kết thúc Cuội sỏi thuộc loại tròn cạnh, màu xám ghi, trạng thái chặt - Giá trị xuyên tiêu chuẩn qua 14 lần lớn 100 nhát / 30cm cuối Bảng 3.1: Chỉ tiêu lý lớp đất Lớp Tên lớp h w k Chiều dày kN kN kN ( m ) m3 m3 m3 (o) e0 E0 kN 2 m R0 kN 2 m N30 Đất lấp Sét 16.5 26.5 17 11.8 6.32 1.245 7000 40 3 Cát nhỏ 12.5 26.7 19 14.2 33.8 0.807 17000 150 16 Sét Cát nhỏ Sét pha Cát nhỏ Sét pha Cuội sỏi 2.6 3.8 1.8 2.2 4.6 26.3 26.6 26.9 26.6 26.4 26.5 17.2 19 17.8 19.5 17.5 20.1 12.1 14.0 13.3 15.5 12.7 16.0 7.32 33.8 7.43 34.7 39 1.168 0.807 1.023 0.7 1.076 0.5 7000 17000 7000 17000 7000 100000 40 150 100 150 70 800 16 18 >100 17 3000 Tính chất lý lớp đất: h : Trọng lƣợng riêng hạt đất - w : Là trọng lƣợng thể tích tự nhiên đất - k : Là trọng lƣợng thể tích khô đất - - : Góc ma sát - e0 : Hệ số rỗng GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 15 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN - E0 : Mô đun biến dạng - R0 : Áp lực tính toán quy ƣớc - N30 : Sức kháng xuyên lớp đất qua TN xuyên tiêu chuẩn SPT Bảng 3.2: Đặc trưng lý loại đất sét Lớp Loại đất Sét Sét Sét pha Sét pha Trạng thái Dẻo mềm Dẻo mềm Dẻo mềm Dẻo mềm W (%) 44.1 42.0 33.8 38.0 WL (%) 44.3 45.8 38.5 39.1 WP (%) 26.5 27.0 23.1 23.4 C (kN/m2) 25 25 35 25 Các tiêu lý tính toán: - W : Độ ẩm tự nhiên đất - WL : Độ ẩm giới hạn chảy đất dính - WP : Độ ẩm giới hạn dẻo đất dính - C : Lực dính kết - Độ sệt: I L W WP WL WP - Trọng lƣợng riêng đẩy nổi: đn - Trọng lƣợng riêng bão hòa: h n 1 e bh đn n - Chọn E, theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT, tham khảo theo TCVN 9351:2012 (thƣờng áp dụng cho đất rời): - Quan hệ góc ma sát sức kháng xuyên tiêu chuẩn (Theo Terzaghi, Peck, Meyerthof ): 12.Nspt a Trong đó: a hệ số, lấy giá trị khoảng từ 15 đến 25 - Môđun biến dạng E, tính MPa: E a c.(Nspt 6) 10 Trong đó: + a hệ số, đƣợc lấy 40 Nspt > 15; Nspt < 15 + c hệ số, đƣợc lấy phụ thuộc vào loại đất: c = 3,0 với đất loại sét; c = 3,5 với đất cát mịn; c = 4,5 với đất cát trung; c = 10,0 với đất cát lẫn sạn sỏi; c = 12,0 với đất loại sạn sỏi lẫn cát GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 16 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN Bảng 3.3: Chỉ tiêu lý lớp đất (tiếp) Lớp Tên lớp Chiều dày (m) kN 3 đn m kN 3 bh m Đất lấp Sét 16.5 7.35 17.35 Cát nhỏ 12.5 9.24 19.24 Sét 2.6 7.52 17.52 Cát nhỏ 3.8 9.19 19.19 Sét pha 1.8 8.35 18.35 Cát nhỏ 2.2 9.76 19.76 Sét pha 4.6 7.9 17.9 Cuội sỏi 11 21 3.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN - Phạm vi khảo sát tồn nƣớc dƣới đất Nguồn cung cấp cho nƣớc dƣới đất ổn định cách mặt đất chừng -17.0m so với cao độ tự nhiên - Mực nƣớc ngầm thay đổi theo mùa: mùa mƣa mùa khô nên cần có biện pháp tổ chức thi công hợp lý - Khi tiến hành thi công cần có biện pháp chống thấm cho tầng hầm, hạ mực nƣớc ngầm hợp lý để không ảnh hƣởng tới công trình lân cận Tránh để xảy tƣợng xói ngầm, cát chảy gây ổn định công trình - Khi tính toán có kể đến áp lực nƣớc lên tầng chắn Nƣớc ngầm khả ăn mòn bê tông cốt thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 17 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN ± 0.00 - 2.00 §Êt lÊp SÐt E = 7000 kN/m - 17.00 MNN - 18.50 C¸t nhá E = 25000 kN/m - 31.00 - 33.60 SÐt E = 7000 kN/m C¸t nhá E = 17000 kN/m - 37.400 - 39.20 SÐt pha E = 7000 kN/m C¸t nhá - 41.40 E = 17000 kN/m SÐt pha E = 7000 kN/m - 46.00 Cuéi sái E = 100000 kN/m Hình 3.1: Trụ địa chất công trình GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 18 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN CHƢƠNG 4: GIẢI PHÁP KẾT CẤU CÔNG TRÌNH 4.1 LỰA CHỌN VẬT LIỆU - Vật liệu xây dựng công trình cần có cƣờng độ cao, trọng lƣợng nhỏ, khả chống cháy tốt - Vật liệu có tính biến dạng cao Khả biến dạng dẻo cao bổ sung cho tính chịu lực thấp - Vật liệu có tính thoái biến thấp: có tác dụng tốt chịu tải trọng lặp lại - Vật liệu có tính liền khối cao: có tác dụng trƣờng hợp tải trọng có tính chất lặp lại không bị tách rời phận công trình - Vật liệu dễ chế tạo giá thành hợp lí - Trong điều kiện Việt Nam vật liệu bê tông cốt thép vật liệu thép loại vật liệu đƣợc nhà thiết kế sử dụng phổ biến kết cấu công trình 4.1.1 Bê tông - Bê tông sử dụng có cấp độ bền B25, làm việc điều kiện bình thƣờng; tra bảng ta có thông số: + Cƣờng độ chịu nén: Rb = 14.5 MPa = 145 kG/cm2 = 14.5×103 kN/m2 + Cƣờng độ chịu kéo: Rbt = 1.05 MPa =10.5 kG/cm2 = 10.5×102 kN/m2 - Môđun đàn hồi: Eb = 30×103 MPa = 30×104 kG/cm2 = 30×106 kN/m2 4.1.2 Cốt thép - Thép nhóm AI (18) có: + Rs = Rsc = 365 MPa = 3650 kG/cm2 = 365×103 kN/m2 + Môđun đàn hồi Es = 20×104 MPa = 20×105 kG/cm2 = 20×107 kN/m2 4.2 HÌNH DẠNG CÔNG TRÌNH VÀ SƠ ĐỒ BỐ TRÍ KẾT CẤU 4.2.1 Đặc điểm thiết kế kết cấu - Kết cấu công trình ngầm phụ thuộc vào giải pháp qui hoạch không gian, chiều sâu chôn ngầm, điều kiện địa chất công trình tác động xâm thực môi trƣờng xung quanh, điều kiện khí hậu, tải trọng, trạng thái bề mặt nhƣ biện pháp thi công - Với công trình "Tổ hợp ga tàu điện ngầm Đống Đa - HN" kết cấu công trình thiết kế có đặc điểm sau: + Toàn công trình chôn sâu lòng đất tới 25m Tác động tải trọng ngang lớn biến đổi phức tạp theo giai đoạn thi công Áp lực đẩy nƣớc lên toàn đáy lớn, tải với tải ngang gây cho công trình trạng thái chịu lực phức tạp + Ngoài môi trƣờng đất-nƣớc công trình chịu ăn mòn, xâm thực lớn làm giảm đáng kể tuổi thọ công trình giải pháp xử lý thích hợp Kết cấu công trình cần đảm bảo chắn có khả chống thấm tốt Công trình cần có tuổi thọ lâu dài GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 19 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN - Thiết kế kết cấu công trình ngầm có hƣớng chính: hƣớng thứ sử dụng phƣơng pháp tính toán gần đơn giản kết hợp với phƣơng pháp học kết cấu - Phƣơng pháp tính toán thứ dựa lời giải toán tiếp xúc theo lý thuyết môi trƣờng liên tục, sử dụng lý thuyết đàn hồi dẻo cân giới hạn Trạng thái ứng suất kết cấu ngầm khối đất đƣợc xác định từ điều kiện kết hợp chuyển vị tƣờng hầm chu tuyến hầm đào 4.2.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu 4.2.2.1 Kết cấu ga Ga Đống Đa thuộc đoạn sâu tuyến Nhổn - Ga Hà Nội, nơi tập trung đông dân cƣ Để tận dụng quỹ đất khai thác hợp lý không gian ngầm ga kết hợp siêu thị bãi đỗ xe ngầm phục phụ nhu cầu ngƣời dân nên đồ án dự kiến sử dụng ga loại cột ba nhịp nhiều tầng với hệ chịu lực khung bê tông cốt thép 4.2.2.2 Kết cấu chắn giữ Lựa chọn giải pháp kết cấu chắn giữ bao xung quanh công trình là: Tƣờng đất đƣợc dùng làm kết cấu công trình sau này, vào đặc điểm sau: - Độ sâu công trình lớn có công trình lân cận - Thích hợp cho nhiều điều kiện địa chất Cƣờng độ cao, chống thấm tốt, công nghệ thi công đại, có khả làm móng kết cấu cho công trình vĩnh cửu - Ít ồn chấn động thi công Tuy nhiên, giá thành cao thay đổi điều kiện thuỷ văn nƣớc dƣới đất Chất lƣợng mặt tƣờng thân tƣờng cần đƣợc theo dõi chặt chẽ trình thi công - Sử dụng hợp lý vùng xây chen ảnh hƣởng đến công trình bên cạnh.Có thẻ giảm bớt ảnh hƣởng tới môi trƣờng thi công công trình 4.2.2.3 Phương án kết cấu sàn - Trong công trình việc lựa chọn phƣơng án sàn hợp lý điều quan trọng Việc giảm chiều cao tầng tiết kiệm đáng kể vật liệu hoàn thiện, giảm thiểu chi phí thiết bị (nhƣ chi phí điều hoà thông gió không gian kết cấu nhỏ hơn, chi phí vận hành thang máy giảm nhờ chiều cao tầng nhỏ….); đặc biệt giảm chiều sâu hố đào tăng hiệu kinh tế cho công trình Do vậy, cần phải có phân tích để lựa chọn phƣơng án phù hợp với kết cấu công trình - Trong đồ án dụng phƣơng án sàn sƣờn bê tông cốt thép toàn khối, vào đặc điểm sau: + Tính toán đơn giản, đƣợc sử dụng phổ biến nƣớc ta với công nghệ thi công phong phú nên thuận tiện cho việc lựa chọn công nghệ thi công + Đặc điểm kiến trúc đặc điểm kết cấu, tải trọng công trình + Lý thuyết kinh nghiệm tính toán hoàn thiện, đƣợc sử dụng phổ biến nƣớc ta với công nghệ thi công phong phú nên chất lƣợng đảm bảo Phù hợp với phƣơng án thi công Top-down hay bán Top- down 4.2.2.4 Phương pháp tính toán hệ kết cấu - Tính toán theo phƣơng pháp phần tử hữu hạn dựa vào phần mềm hỗ trợ nhƣ Etabs V9.7.4; Plaxis V8.2 - Sử dụng số chƣơng trình tính toán tự lập ngôn ngữ Excel dùng để tính toán cốt thép cho cấu kiện cột dầm sàn, tƣờng vây GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 20 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN CHƢƠNG 5: LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƢỚC TIẾT DIỆN Để tính toán kết cấu, trƣớc tiên phải lựa chọn sơ kích thƣớc cấu kiện theo công thức kinh nghiệm Sau sử dụng kích thƣớc sơ để tính tải trọng, tìm nội lực cấu kiện thiết kế cốt thép Trong trƣờng hợp cốt thép tính toán đƣợc không thoả mãn, ta phải chọn lại kích thƣớc cấu kiện tính lại cốt thép Quá trình lặp lại đạt đƣợc hợp lý 5.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƢỚC GA TÀU 5.1.1 Khổ giới hạn đoàn tàu Khổ giới hạn đoàn tàu chạy ga đƣợc xây dựng sở khổ giới hạn đƣờng hầm tiết diện hình hộp chạy khu gian Tại đƣờng tàu đỗ, cự li tim đƣờng mặt tƣờng hầm giảm 100mm Vì xét đến tốc độ tàu chạy ga giảm nhiều so với chạy khu gian Phía đối diện tƣờng hầm sân ke ga để hành khách đứng đợi lên tàu Sân ke có phần congson nhô ra, phía dƣới không gian bổ trí ray thứ tải điện, mặt sàn áp sát với mặt sàn toa tàu Khổ giới hạn đoàn tàu ga đƣợc kí hiệu MS: Hình 5.1: Khổ giới hạn đoàn tàu (đường bao Cmc) ga GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 21 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN 5.1.2 Xác định kích thƣớc ga Tham khảo theo tài liệu: "Công trình ga đường tàu điện ngầm" _ GS.IU.S.FROLOP, GS.Đ.M.GOOLITSUNKI, GS.A.P.LÊDIAEP Ngƣời dịch TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - Nhà xuất Xây Dựng 5.1.2.1 Các thông số liên quan đến hành khách a) Dòng hành khách: pc k y k h k p pr Trong : p c - Giá trị trung bình ngày đêm dòng hành khách theo tƣơng lai tuyến hƣớng, theo tính toán đến năm 2030 tuyến Hà Nội - Nhổn: pc = 15000 (HK/h) k y - Hệ số không đồng đoạn, lấy ky = 1.5 k h - Hệ số không đồng theo hƣớng, lấy kh = 1.2 k p - Hệ số không đồng theo ngày đêm, lấy kp = 2.6 pr 15000 1.5 1.2 2.6 35100 (HK / h) b) Giá trị vòng quay hành khách ga : Ap Ac k p k H k b k pik k c (HK / h) Trong : Ac - Hệ số điều chỉnh thống kê trung bình vòng quay hành khách đƣợc lựa chọn dựa vào điều kiện khai thác cụ thể nhƣ vị trí mặt tuyến mặt đô thị, lấy Ac = 14000 (HK/h) k p - Xét đến tăng vòng quay hành khách ga cho trƣớc tƣơng lai đƣợc lấy 1.2÷1.5, chọn k p 1.3 k H - Xét đến không đồng phân bố hành khách theo sàn sân ga hƣớng khác nhau, chọn kH k b - Hệ số không đồng lên xuống toa tàu phụ thuộc vào vị trí, số lƣợng lối vào ga, k b 1.2 k pik - Hệ số không đồng vong quay hành khách theo chu kỳ 15 phút Pik, lấy k pik 2,2 k c - Hệ số xét đến khả gián đoạn sơ đồ chuyển động đoàn tàu, lấy k c 1.1 Ap 14000 1.3 11.2 2.2 1.1 52852.8 (HK / h) c) Số lƣợng toa tàu: GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 22 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN - Cho giá trị thay đổi để tính nội lực tác dụng lên ô S1 với số liệu tính toán nhƣ sau: R = 6.8 (m); q = 13.9 (KN/m); = 0.7 (rad); = 0.14 (rad) - Hệ số k đƣợc tra Bảng 1.4 (Kết cấu BTCT tập 3-Võ Bá Tầm) phụ thuộc vào tỉ số b/h = 1000/250 = k = 0.7 - Với = 0.7 (rad); k = 0.7 ta tính đƣợc: 2(k 1) sin 2k cos U (k 1) (k 1) sin cos 2(0.7 1) sin 400 0.7 0.7 cos 40 = = 1.073 0 (0.7 1) 0.7 (0.7 1) sin 40 cos 40 - Cho giá trị thay đổi để tính nội lực tác dụng lên ô nhƣ bảng sau: Bảng 9.2: Nội lực tiết diện ô S1 Điểm (Độ) (Rad) M u (kN.m) M x (kN.m) Q (kN) C 0 46.9 0 P1 10 0.17 37.0 7.4 16.1 P2 20 0.35 5.1 11.5 33.1 P3 30 0.52 -44.2 8.5 49.2 A (B) 40 0.7 -103.2 -5.6 66.2 b) Tính thép: - Tính cho dải rộng 100 (cm) ; hb = 25 (cm) - Chọn a = (cm) ho= h - a = 25 – = 23 (cm) Cốt thép chịu mô men dƣơng: Chọn Mmax = 46.9 (kN.m) M 46.9 104 m 0.061 R 0.427 R b b h 02 145 100 232 m 0.061 0.063 + Diện tích cốt thép phạm vi dải bề rộng 1m: dự kiến dùng thép AII R b b h0 0.063 145 100 23 As = = = 7.5 (cm2 ) Rs 2800 + Kiểm tra điều kiện hạn chế: R 145 min 0.05 o o ; max R b 100 o o 0.618 100 o o 3.2% Rs 2800 As 7.5 min < 100% 100% 0.33% max TM b h0 100 23 + Chọn thép: 14a150 có As = 10.26 (cm2) (Chọn kiểm tra khả chịu uốn - xoắn) GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 73 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN Cốt thép chịu mô men âm: Chọn Mmax = 103.2 (kN.m) M 103.2 104 m 0.12 R 0.427 R b b h 02 145 100 232 m 0.12 0.128 + Diện tích cốt thép phạm vi dải bề rộng 1m: dự kiến dùng thép AII R b b h0 0.128 145 100 23 As = = = 15.3 (cm ) Rs 2800 + Kiểm tra điều kiện hạn chế: R 145 min 0.05 o o ; max R b 100 o o 0.618 100 o o 3.2% Rs 2800 As 15.3 min < 100% 100% 0.67% max TM b h0 100 23 + Chọn thép: 14a100 có As = 15.39 (cm2) 9.3.4.2 Tính toán theo phương cạnh ngắn a) Xác định nội lực: - Cắt dải rộng 1m theo phƣơng cạnh ngắn, coi sơ đồ tính dải dầm đơn giản đầu khớp, chịu tải trọng phân bố - Mô men dƣơng lớn nhịp: M max q.L12 13.9 4.452 34.4 (kN.m) 8 - Lực cắt lớn gối: Qmax q.L1 13.9 4.45 30.9 (kN.m) 2 b) Tính thép: - Tính cho dải rộng 100 (cm) ; hb = 25 (cm) - Chọn a = (cm) ho= h - a = 25 – = 23 (cm) Cốt thép chịu mô men dƣơng: Chọn Mmax = 30.9 (kN.m) M 30.9 104 m 0.04 R 0.427 R b b h 02 145 100 232 m 0.04 0.041 + Diện tích cốt thép phạm vi dải bề rộng 1m: dự kiến dùng thép AII R b b h0 0.041145 100 23 As = = = 4.88 (cm2 ) Rs 2800 + Kiểm tra điều kiện hạn chế: R 145 min 0.05 o o ; max R b 100 o o 0.618 100 o o 3.2% Rs 2800 As 4.88 min < 100% 100% 0.21% max TM b h0 100 23 + Chọn thép: 12a220 có As = 5.14 (cm2) GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 74 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN Cốt thép chịu mô men âm: Chọn 10a220 có As = 3.57 (cm2) 9.3.5 Kiểm tra ô S1 theo độ bền cấu kiện chịu uốn xoắn đồng thời - Kiểm tra tiết diện không gian theo độ bền: c x b M h T a Rs As Rsw Asw Q s Hình 9.4: Sơ đồ nội lực tiết diện không gian cấu kiện BTCT chịu uốn xoắn đồng thời tính toán theo độ bền - Ta tính toán với sơ đồ : (a): cạnh bị nén uốn (b): cạnh song song với mặt phẳng tác dụng mô men uốn (c): cạnh bị kéo uốn Hình 9.5: Sơ đồ vị trí vùng chịu nén tiết diện vênh - Trong sơ đồ nhƣ công thức tính toán, ta dùng ký hiệu sau: + b : Kích thƣớc cạnh tiết diện song song với vùng nén + h : Kích thƣớc cạnh vuông góc với đƣờng giới hạn vùng nén + A's : Diện tích tiết diện cốt thép đặt theo cạnh b vùng nén + As : Diện tích tiết diện cốt thép đặt theo cạnh đối diện với vùng nén (cạnh b vùng kéo) + h0 : Khoảng cách từ trọng tâm As đến mép vùng nén GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 75 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN a) Kiểm tra theo sơ đồ 1: Do Mu Mx Số liệu kiểm tra: - Rs = 280 MPa; Rsw = 225 MPa; Rb = 14.5 MPa - As = 1026 mm2 (14a150); A’s = 1539 mm2 (14a100) - Asw = (18) 50.3 mm2 (coi thép đặt theo phƣơng ngang nhỏ (8a200) - b = 1000 mm; h = 250 mm; h0 = 230 mm Kiểm tra tiết diện nguy hiểm : Mu = 103.2 kN.m; Mx = 5.6 kN.m; Q = 66.2 kN - Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính: Mx = 5.6 (kN.m) 0.1 R b c d 0.114500 1 0.252 90.6 (kN.m) TM (Với c, d lần lƣợt cạnh dài cạnh ngắn tiết diện) - Tính hệ số: R Asw 225 50.3 103 q d sw 56.6 (kN / m) a 0.2 M 103.2 = u 18.43 Mx 5.6 qd 56.6 md1 0.131 R s As (2h b) 280 1026 103 (2 0.25 1) mo1 b 4 (2h b) b 2h b 0.011 18.43 (2 0.25 1) 0.25 - Tính x1: Do md1 > mo1 lấy k = k R s As R 'sc As ' 1 280 1026 280 1539 x1 = 9.9 (mm) Rb b 14.5 1000 - Tính Co1: Do md1 > 3×mo1 lấy md1 = 3×mo1 = 3×0.011 = 0.033 Co1 b b Do 1 = 18.43 18.432 12 0.805 md1 0.033 Co1 0.805 < 2h + b = 0.25+1 = 1.5 TM - Kiểm tra khả chịu lực: M x 5.6 (kN.m) k R s As (h 0.5 x1 ) (1 m d1 C 2o1 ) b (kN.m) Co1 b 1 280 1026 103 (0.23 0.5 0.001) (1 0.033 0.8052 ) 1 5.6 6.5 0.805 18.43 1 TM GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 76 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN b) Kiểm tra theo sơ đồ 2: Do Q Mx Số liệu kiểm tra : - Rs = 280 MPa; Rsw = 225 MPa; Rb = 14.5 MPa - As = A’s = 308 mm2 (114+114) - Asw = (18) 50.3 mm2 (coi thép đặt theo phƣơng ngang nhỏ (8a200) - b = 1000 mm; h = 250 mm; b0 = 980 mm Kiểm tra tiết diện nguy hiểm : Mx = 5.6 kN.m; Q = 66.2 kN - Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính: Mx = 5.6 (kN.m) 0.1 R b c d 0.114500 1 0.252 90.6 (kN.m) TM (Với c, d lần lƣợt cạnh dài cạnh ngắn tiết diện) - Tính hệ số: R Asw 225 50.3 103 q d sw 56.6 (kN / m) a 0.2 M 103.2 = u 18.43 Mx 5.6 qd 56.6 md 0.292 R s As (2b h) 280 308 103 (2 1 0.25) mo2 h 4 (2b h) h 2b h 0.035 18.43 (2 0.25) 0.25 0.25 - Tính x2: Do md2 > mo2 lấy k = k R s As R 'sc As ' x2 Rb b - Tính Co2: Do md2 > 3×mo2 lấy md2 = 3×mo2 = 3×0.035 = 0.105 Co = md 3.086 0.105 Do Co2 3.086 > 2b + h = 1 0.25 = 2.25 Lấy Co2 = 2.25 - Kiểm tra khả chịu lực: k R s A s (b 0.5 x ) (1 m d C 2o2 ) h M x 5.6 (kN.m) (kN.m) Qb 1 Co2 Mx 5.6 1 280 308 103 (0.98 0.5 0) (1 0.105 2.252 ) 0.25 7.1 66.2 1 2.25 5.6 TM GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 77 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN c) Kiểm tra cho sơ đồ 3: Tính toán tƣơng tự nhƣ sơ đồ 1(Thỏa mãn vai trò thép âm As lớn thép dƣơng) Kết luận: Bố trí cốt thép ô đủ khả chịu uốn - xoắn 9.4 TÍNH TOÁN CÁC DẦM CỦA ĐƢỜNG DỐC 9.4.1 Tính dầm limon cho dốc D3 (300×500)mm Dầm D3 dầm cong chịu tác dụng đồng thời mômen uốn xoắn 9.4.1.1 Xác định tải trọng - Trọng lƣợng thân dầm theo phƣơng thẳng đứng: gd = n g b bd h d 1.1 25 0.3 0.5 = = 4.17 (kN/m) cos cos80 - Tải trọng từ dốc truyền vào :bằng phản lực đầu gối tựa tính theo tải trọng phƣơng thẳng đứng: gb = qL 13.9 4.05 = 28.15 (kN/m) 2 - Tải trọng lan can : qLC = 0.3 (kN/m) - Tổng tải trọng: q = gd + gb + qLC = 32.6 (kN/m) 9.4.1.2 Tính toán nội lực - Sơ đồ công thức tính toán dầm D3 tƣơng tự nhƣ tính toán dốc chịu uốn xoắn nêu - Các số liệu tính toán nhƣ sau: R = 4.65 (m); q = 32.6 (KN/m); = 0.61 (rad); = 0.14 (rad) - Hệ số k đƣợc tra Bảng 1.4 (Kết cấu BTCT tập 3-Võ Bá Tầm) phụ thuộc vào tỉ số h/b = 500/300 = 1.667 k = 2.64 - Với = 0.61 (rad); k = 2.67 ta tính đƣợc: 2(k 1) sin 2k cos U (k 1) (k 1) sin cos 2(2.67 1) sin 350 2.67 0.61 cos350 = = 1.06 0 (2.67 1) 0.61 (2.67 1) sin 35 cos35 - Cho giá trị thay đổi để tính nội lực tác dụng lên ô nhƣ bảng sau: M u q R (U cos 1) M x q R (Usin ) Q = q×R× Bảng 9.3: Nội lực tiết diện dầm D3 Điểm (Độ) (Rad) M u (kN.m) C 0 42.3 P1 10 0.17 31.5 P2 20 0.35 -3.0 P3 30 0.52 -56.5 A (B) 35 0.61 -92.5 GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 78 - M x (kN.m) Q (kN) 6.6 9.5 4.7 -1.9 25.8 53.1 78.8 92.5 SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN 9.4.1.3 Tính cốt thép a) Tính cốt dọc: Giả thiết a = (cm) ho= h - a = 50 – = 48 (cm) Cốt thép chịu mô men dƣơng: Chọn Mmax = 42.3 (kN.m) M 42.3 104 m 0.042 R 0.427 R b b h 02 145 30 482 m 0.042 0.043 + Diện tích cốt thép: dự kiến dùng thép AII R b b h0 0.043 145 30 48 As = = = 3.21 (cm ) Rs 2800 + Kiểm tra điều kiện hạn chế: R 145 min 0.05 o o ; max R b 100 o o 0.618 100 o o 3.2% Rs 2800 As 3.21 min < 100% 100% 0.22% max TM b h0 30 48 + Chọn thép: 318 có As = 7.6 (cm2) (Chọn kiểm tra khả chịu uốn - xoắn) Cốt thép chịu mô men âm: Chọn Mmax = 92.5 (kN.m) M 92.5 104 m 0.092 R 0.427 R b b h 02 145 30 482 m 0.092 0.097 + Diện tích cốt thép: dự kiến dùng thép AII R b b h0 0.097 145 30 48 As = = = 7.23 (cm ) Rs 2800 + Kiểm tra điều kiện hạn chế: R 145 min 0.05 o o ; max R b 100 o o 0.618 100 o o 3.2% Rs 2800 As 7.23 min < 100% 100% 0.5% max TM b h0 30 48 + Chọn thép: 318 có As = 7.6 (cm2) Do dầm D3 cấu kiện chịu uốn xoắn đồng thời, Chọn cốt giá 214 để chịu mô men xoắn b) Tính cốt đai: - Tính cốt đai cho tiết diện có lực cắt lớn nhất: Qmax = 92.5 (kN) ; ho,tt = 500 - (20+16/2) = 472 (mm) - Do độ nghiêng dầm nhỏ, để đơn giản tính toán ta bỏ qua ảnh hƣởng lực dọc dốc: f = n = - Dầm có: + h = 500 mm < 800 mm Chọn 6, có asw = 28.2 (mm2) + 150 mm < b = 300 mm < 350 mm Chọn nhánh Asw = 56.4 (mm2) - Tính smax: GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 79 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG s max ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN b4 1 n R bt b h o2 Q max 1,5 (1 0) 1.05 300 4722 92.5 103 = 1138 (mm) - Tính sct : + Trong đoạn L/4 = 5700/4 = 1425 (mm) đầu dầm: sct min(h/2 ; 150) mm = 150 mm + Trong đoạn dầm lại: sct min(3h/4 ; 500) mm = 375 mm - Kiểm tra điều kiện hạn chế: Chọn s = (smax, sct) = 150 mm E s Asw 21 104 56.4 w1 1 5 1.044 Eb b s 30 10 300 150 b1 R b 0.01 14.5 0.855 0.3 w1 b1 R b b h o 0.3 1.044 0.855 14.5 300 472 550 103 (N) - Qmax = 92.5 103 (N) < 0.3 w1 b1 Rb b ho = 550 103 (N) Dầm không bị phá hoại ứng suất nén - Kiểm tra điều kiện tính toán: Qmax < b4 (1 n ) R bt b h o2 1.5 (1 0) 1.05 300 472 = 111 103 (N) ho Bêtông đủ khả chịu cắt, không cần phải tính cốt đai - Đặt cốt đai theo cấu tạo: + Trong đoạn 1400 (mm) đầu dầm: 8a150 + Trong đoạn dầm lại: 8a300 - Cốt đai đƣợc gia công thành vòng kín neo chắn, đoạn chồng lên 30, đầu mút đƣợc uốn móc nên ôm lấy cốt thép dọc 9.4.1.4 Kiểm tra độ bền dầm D3 chịu uốn xoắn đồng thời a) Kiểm tra theo sơ đồ 1: Do Mu Mx Số liệu kiểm tra: - Rs = 280 MPa; Rsw = 175 MPa; Rb = 14.5 MPa - As = 760 mm2 (318); A’s = 760 mm2 (318); Asw = 50.3 mm2 (8) - b = 300 mm; h = 500 mm; h0 = 472 mm Kiểm tra tiết diện nguy hiểm : Mu = 92.5 kN.m; Mx = 1.9 kN.m; Q = 92.5 kN - Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính: Mx = 1.9 (kN.m) 0.1 R b c d 0.114500 0.5 0.32 65.3 (kN.m) TM (Với c, d lần lƣợt cạnh dài cạnh ngắn tiết diện) - Tính hệ số: R Asw 175 50.3 103 q d sw 58.7 (kN / m) a 0.15 M 92.5 = u 48.7 Mx 1.9 GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 80 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG md1 ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN qd 58.7 0.212 R s As (2h b) 280 760 103 (2 0.5 0.3) mo1 b (2h b) b 2h b 0.027 0.3 48.7 (2 0.5 0.3) 0.3 0.5 0.3 - Tính x1: Do md1 > mo1 lấy k = k R s As R 'sc As ' 1 280 760 280 760 x1 = (mm) Rb b 14.5 300 - Tính Co1: Do md1 > 3×mo1 lấy md1 = 3×mo1 = 3×0.027 = 0.081 Co1 b b 1 = 48.7 0.3 48.7 0.32 0.417 md1 0.081 Do Co1 0.417 < 2h + b = 0.5+0.3 = 1.3 TM - Kiểm tra khả chịu lực: k R s As (h 0.5 x1 ) (1 m d1 C 2o1 ) b M x 1.9 (kN.m) (kN.m) Co1 b 1.9 1 280 760 103 (0.472 0) (1 0.081 0.417 ) 0.3 2.04 0.417 48.7 0.3 TM b) Kiểm tra theo sơ đồ 2: Do Q Mx Số liệu kiểm tra : - Rs = 280 MPa; Rsw = 175 MPa; Rb = 14.5 MPa - As = A’s = 609 mm2 (116+118+114); Asw = 50.3 mm2 (8) - b = 300 mm; h = 500 mm; b0 = 272 mm Kiểm tra tiết diện nguy hiểm : Mx = 1.9 kN.m; Q = 92.5 kN - Kiểm tra điều kiện ứng suất nén chính: Mx = 1.9 (kN.m) 0.1 R b c d 0.114500 0.5 0.32 65.3 (kN.m) TM (Với c, d lần lƣợt cạnh dài cạnh ngắn tiết diện) - Tính hệ số: R sw Asw 175 50.3 103 qd 58.7 (kN / m) a 0.15 M 92.5 = u 48.7 Mx 1.9 md qd 58.7 0.313 R s As (2b h) 280 609 103 (2 0.3 0.5) GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 81 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN mo1 h 4 (2b h) h 2b h 0.014 0.5 48.7 (2 0.3 0.5) 0.5 0.3 0.5 - Tính x2: Do md2 > mo2 lấy k = k R s As R 'sc As ' x2 Rb b - Tính Co2: Do md2 > 3×mo2 lấy md2 = 3×mo2 = 3×0.014 = 0.042 Co Do = md 4.88 0.102 Co2 4.88 > 2b + h = 0.3 0.5 = 1.1 Lấy Co2 = 1.1 - Kiểm tra khả chịu lực: M x 1.9 (kN.m) 1.9 k R s A s (b 0.5 x ) (1 m d C o2 ) h (kN.m) Qb 1 Co2 Mx 1 280 609 103 (0.242 0.5 0) (1 0.042 1.12 ) 0.5 2.14 92.5 0.3 1 1.1 1.9 TM c) Kiểm tra cho sơ đồ 3: Tính toán tƣơng tự nhƣ sơ đồ 1(Thỏa mãn vai trò thép âm As có diện tích tiết diện thép dƣơng) Kết luận: Bố trí cốt thép dầm đủ khả chịu uốn - xoắn 9.4.2 Tính toán cho dầm limon D4 (500×500)mm Dầm D4 dầm bo liên kết tƣờng vây, kê lên tƣờng (coi ngàm cứng) nên đặt cốt thép theo cấu tạo 9.4.3 Tính dầm chiếu tới cho dốc D1 (700×500)mm 9.4.3.1 Xác định kích thước sơ 1 1 h d = L 7.7 = 0.64 0.96 (m) 12 12 - Chọn hd = 0.75 (m) bd = 0.3 0.5 h d = 0.3 0.5 0.9 = 0.27 0.45 (m) - Chọn bd = 0.3 (m) - Để tăng chiều cao thông thủy ta chọn dầm bẹt: D1 (700×500)mm GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 82 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN 9.4.3.2 Xác định tải trọng a) Tải phân bố đều: - Tải trọng thân dầm kể lớp vữa xung quanh dày 15mm: gD1 = n1×b×bd× hd + n2×v×v×[2×(hd-0.2)+bd] = 1.1×25 ×0.7× 0.5 + 1.3×18 ×0.015 ×[2×(0.5-0.2)+0.7] = 10.1 (kN/m) - Tải trọng sàn gara truyền vào (để đơn giản tính toán, coi gara lân cận dầm) qs (gs ps ) Ls / (6.33 6) 3/ 18.5 (kN/m) - Tải trọng tƣờng xây dầm D1 dài (m), cao 2.5 (m): gt 5.96 (kN/m) b) Tải tập trung: - Tải trọng dốc truyền vào: phản lực đầu gối tựa tính cho sơ đồ dầm Limon D3 (phần đỡ dốc): QBD R 92.5 (kN) - Do trọng lƣợng thân dầm D3 (phần đỡ sàn gara, không kể chiều dày sàn): QD3 = 1.1 25 0.3 (0.5-0.2) 4.2 = 5.2 (kN) - Do trọng lƣợng tƣờng xây dầm D3 (phần đỡ sàn gara): QT = 5.96 4.2 = 12.5 (kN) 9.4.3.3 Xác định nội lực Coi sơ đồ dầm đơn giản, chịu tải trọng nhƣ hình vẽ sau Tính toán cộng tác dụng tải trọng, sau so sánh với biểu đồ mô men phần mềm Etabs V9.7.4 110.2 (kN) 34.6 (kN/m) 28.6 (kN/m) 191.87 88.07 Q kN 22.13 156.55 M kN.m 419.91 Hình 9.6: Sơ đồ tính biểu đồ nội lực dầm D1 GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 83 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN 9.4.3.4 Tính cốt thép : a) Tính cốt dọc: Cốt thép chịu mô men dƣơng: Chọn Mmax = 419.91 (kN.m) - Các tiết diện nhịp tƣơng ứng với giá trị mômen dƣơng (căng thớ dƣới), cánh chịu nén, tiết diện tính toán tiết diện chữ T - Xác định Sc: L 770 125 (cm) Sc Bo 300 150 (cm) (do h ' 20cm 0,1 h =5cm) f 2 Chọn Sc = 100 (cm) - Chiều rộng cánh tính toán: bf’ = b + 2×Sc = 70+2×100 = 270 (cm) Kích thƣớc TD chữ T: (bf’= 270 ; hf’ = 20 ; b = 70 ; h = 50) (cm) - Xác định vị trí trục trung hòa: Giả thiết: a = (cm) ho = h – a = 43 (cm) Mf = Rb×bf’×hf’× (ho-hf’/2) = 14.5×103×2.7×0.2× (0.43-0.2/2) = 25840 (kN.m) NX: Mmax = 419.91 < Mf = 25840 TTH qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật với (bf’ × h) = (270 × 50) cm M 419.91104 m 0.06 R 0.427 R b b 'f h 02 145 270 432 m 0.06 0.061 + Diện tích cốt thép: dự kiến dùng thép AII R b b'f h 0.061145 270 43 As = = = 36.7 (cm ) Rs 2800 + Kiểm tra điều kiện hạn chế: R 145 min 0.05 o o ; max R b 100 o o 0.618 100 o o 3.2% Rs 2800 As 36.7 min < 100% 100% 1.22% max TM b h0 70 43 + Chọn thép: 525+420 có As = 37.1 (cm2) Cốt thép chịu mô men âm: Do giả thiết tính toán dầm đơn giản đầu khớp nên chọn theo cấu tạo: Chọn 225 + 220 b) Tính cốt đai: - Tính cốt đai cho tiết diện có lực cắt lớn nhất: Qmax = 191.87 (kN) - Chọn đai 8, nhánh có asw = 50.2 (mm2); Asw = 200.8 (mm2) - Tính smax: s max b4 1 n R bt b h o2 Q max 1,5 (1 0) 1.05 700 4302 191.87 103 = 1060 (mm) - Tính sct : GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 84 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN + Trong đoạn L/4 = 7700/4 = 1925 (mm) đầu dầm: sct min(h/2 ; 150) mm = 150 mm + Trong đoạn dầm lại: sct min(3h/4 ; 500) mm = 375 mm - Kiểm tra điều kiện hạn chế: Chọn s = (smax, sct) = 150 mm w1 E s Asw 21 104 200.8 1 5 1.067 Eb b s 30 10 700 150 b1 R b 0.01 14.5 0.855 0.3 w1 b1 R b b h o 0.3 1.067 0.855 14.5 700 430 1194 103 (N) - Qmax = 191.87 103 (N) < 0.3 w1 b1 Rb b ho = 1194 103 (N) Dầm không bị phá hoại ứng suất nén - Kiểm tra điều kiện tính toán: Qmax < b4 (1 n ) R bt b h o2 1.5 (1 0) 1.05 700 430 = 237 103 (N) ho Bêtông đủ khả chịu cắt, không cần phải tính cốt đai - Đặt cốt đai theo cấu tạo: + Trong đoạn 1900 (mm) đầu dầm: 8a150 + Trong đoạn dầm lại: 8a300 c) Tính cốt treo: Tại vị trí dầm phụ D3 gác lên dầm D1 đặt cốt treo gia cƣờng chống chọc thủng: Chọn 2×58a50 9.4.4 Tính dầm đỡ D2 (200×450)mm 9.4.4.1 Xác định kích thước sơ 1 1 h d = L 4.8 = 0.4 0.6 (m) 12 12 - Chọn hd = 0.45 (m) bd = 0.3 0.5 h d = 0.3 0.5 0.45 = 0.14 0.23 (m) - Chọn bd = 0.2 (m) 9.4.4.2 Xác định tải trọng - Tải trọng thân dầm kể lớp vữa xung quanh dày 15mm: gD2 = n1×b×bd× hd + n2×v×v×[2×(hd-0.2)+bd] = 1.1×25 ×0.2× 0.45 + 1.3×18 ×0.015 ×[2×(0.45-0.2)+0.2] = 2.8 (kN/m) - Tải trọng dốc truyền vào: nhƣ tính dốc ta có tải phân bố dốc q = 13.9 (kN/m2) Coi tải dốc làm việc theo phƣơng cạnh ngắn nên tải truyền vào đƣợc tính : qBD 13.9 27.8 (kN/m) - Tổng tải trọng: qD2 = gD2 + qBD = 30.6 (kN/m) GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 85 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN 9.4.4.3 Tính nội lực Coi sơ đồ dầm đơn giản, hai đầu khớp: M MAX q l2 30.6 4.82 88 (kN.m) 8 QMAX q l 30.8 4.8 74 (kN) 2 d) Tính cốt dọc: Cốt thép chịu mô men dƣơng: Chọn Mmax = 88 (kN.m) - Các tiết diện nhịp tƣơng ứng với giá trị mômen dƣơng (căng thớ dƣới), cánh chịu nén, tiết diện tính toán tiết diện chữ T - Xác định Sc: L 480 80 (cm) 6 Sc Bo 350 175 (cm) (do h ' 25cm 0,1 h = 4.5cm) f 2 Chọn Sc = 50 (cm) - Chiều rộng cánh tính toán: bf’ = b + 2×Sc = 20+2×50 = 120 (cm) Kích thƣớc TD chữ T: (bf’= 120 ; hf’ = 25 ; b = 20 ; h = 45) (cm) - Xác định vị trí trục trung hòa: Giả thiết: a = 3.5 (cm) ho = h – a = 41.5 (cm) Mf = Rb×bf’×hf’× (ho-hf’/2) = 14.5×103×1.2×0.25× (0.415-0.25/2) = 1235 (kN.m) NX: Mmax = 88 < Mf = 1235 TTH qua cánh, tính cốt thép theo tiết diện chữ nhật với (bf’ × h) = (120 × 45) cm M 88 104 m 0.029 R 0.427 R b b 'f h 02 145 120 41.52 m 0.029 0.029 + Diện tích cốt thép: dự kiến dùng thép AII R b b'f h 0.029 145 120 41.5 As = = = 7.5 (cm2 ) Rs 2800 + Kiểm tra điều kiện hạn chế: R 145 min 0.05 o o ; max R b 100 o o 0.618 100 o o 3.2% Rs 2800 As 7.5 min < 100% 100% 0.9% max TM b h0 20 41.5 + Chọn thép: 318 có As = 7.6 (cm2) Cốt thép chịu mô men âm: Do giả thiết tính toán dầm đơn giản đầu khớp nên chọn theo cấu tạo: Chọn 218 e) Tính cốt đai: - Tính cốt đai cho tiết diện có lực cắt lớn nhất: Qmax = 74 (kN) - Chọn đai 8, nhánh có asw = 50.2 (mm2); Asw = 100.4 (mm2) - Tính smax: GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 86 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG s max ĐỒ ÁN TỐT NGIỆP KSXD KHÓA 2011-2016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN b 1 n R bt b h o2 Q max 1,5 (1 0) 1.05 200 4152 88 103 = 616 (mm) - Tính sct : + Trong đoạn L/4 = 4800/4 = 1200 (mm) đầu dầm: sct min(h/2 ; 150) mm = 150 mm + Trong đoạn dầm lại: sct min(3h/4 ; 500) mm = 337 mm - Kiểm tra điều kiện hạn chế: Chọn s = (smax, sct) = 150 mm w1 E s Asw 21 104 100.4 1 5 1 5 1.12 Eb b s 30 10 200 150 b1 R b 0.01 14.5 0.855 0.3 w1 b1 R b b h o 0.3 1.12 0.855 14.5 200 415 346 103 (N) - Qmax = 74 103 (N) < 0.3 w1 b1 Rb b ho = 346 103 (N) Dầm không bị phá hoại ứng suất nén - Kiểm tra điều kiện tính toán: b4 (1 n ) R bt b h o2 1.5 (1 0) 1.05 200 415 Qmax > = 65 103 (N) ho Bêtông không đủ khả chịu cắt, phải tính cốt đai chịu lực cắt - Hệ số kể đến ảnh hƣởng cánh chịu nén tiết diện chữ T: 0.75 u f h f 0.75 750 250 n 1.7 >0.5 n 0.5 b h0 200 415 - Tính qsw: 2 Mb = b2 (1 f n ) R bt b h o (1 0.5 0) 1.05 200 415 = 108.106 (N.mm) Q2 (74 103 )2 qsw = max 12.7 (N/mm) 4.M b 108.106 - Kiểm tra điều kiện phá hoại giòn: Qb,min b3 (1 f n ) R bt b h o 0,6 (1 0.5 0) 1.05 200 415 78 103 (N) Do qsw = 12.7 (N/mm) < Qb,min ho 78.103 94 (N/mm) 415 Để tránh phá hoại giòn, lấy: qsw = 94 (N/mm) ≥ Qb,min/2.ho R Asw 175 100.4 - Tính: stt = sw = 186 (mm) qsw 94 - KL: Chọn s min(smax , sct , stt) = (616 , 150 , 186) = 150 (mm) + Trong đoạn 1200 (mm) đầu dầm: 8a150 + Trong đoạn dầm lại: 8a300 (Chi tiết Bố trí thép dốc lên xuống bãi đỗ xe xem vẽ: KC - 08) GVHD: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN - 87 - SVTH: TRẦN VĂN TOÀN_2011 XN ... - Tính toán kháng chấn theo TCVN 9386:2012 “Thiết kế công trình chịu động đất” - QCVN 0 8-2 009 Bộ Xây Dựng - Công trình ngầm đô thị - Gara - QCVN 0 8-2 009 Bộ Xây Dựng - Công trình ngầm đô thị -. .. KSXD KHÓA 201 1-2 016 ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN 6.2.1.2 Hoạt tải - Theo TCVN 273 7-1 995 ta có loại hoạt tải sử dụng sàn - Đối với kết cấu mái, thiết kế cho kết cấu chịu hoạt tải... toán: - W : Độ ẩm tự nhiên đất - WL : Độ ẩm giới hạn chảy đất dính - WP : Độ ẩm giới hạn dẻo đất dính - C : Lực dính kết - Độ sệt: I L W WP WL WP - Trọng lƣợng riêng đẩy nổi: đn - Trọng
Ngày đăng: 08/12/2016, 10:05
Xem thêm: ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN, PII - KẾT CẤU
