Công trình thủy lợi cầu máng vỏ mỏng xi măng lưới thép yêu cầu thiết kế TCVN 91502012

TIÊU CHU N QU C GIA TCVN TCVN 9150 : 2012 Xu t b n l n CÔNG TRÌNH TH Y L I C U MÁNG V M NG XI M NG L I THÉP YÊU C U THI T K Hydraulic structures – Thin shell reinforce cement cannal bridge Requirements for design HÀ N I - 2012 TCVN 9150 : 2012 M cl c Trang L i nói đ u Ph m vi áp d ng Tài li u vi n d n Thu t ng đ nh ngh a Ký hi u thu t ng vi t t t Yêu c u k thu t chung C u t o c u máng 6.1 S đ c u t o 6.2 K t c u c a vào, c a 10 6.3 K t c u thân máng 11 Tính toán k t c u xi m ng l i thép 15 7.1 Quy đ nh chung 15 7.2 Tính toán c u ki n xi m ng l i thép theo ph ng pháp th nh t (I) 16 7.3 Tính toán c u ki n xi m ng l i thép theo ph ng pháp th hai (II) 19 7.4 Tính toán c ng đ ti t di n nghiêng 23 7.5 Tính toán n t bi n d ng 23 V t li u dùng cho k t c u xi m ng l 24 i thép 8.1 V a xi m ng 24 8.2 L i thép 24 8.3 C t thép ch u l c 26 8.4 Các ch t ph gia 26 8.5 C p ph i v t li u v a xi m ng l 26 i thép Tính toán thi t k c u máng xi m mg l i thép 27 9.1 Yêu c u k thu t chung 27 9.2 T i tr ng tác d ng lên c u máng 27 9.3 C u t o tính toán k t c u g i đ máng 28 9.4 Tính toán k t c u thân máng xi m ng l i thép 34 9.5 K t c u khe co giãn 38 Ph l c A (Tham kh o) : Phân tích n i l c thân máng theo lý thuy t d m 40 TCVN 9150 : 2012 L i nói đ u TCVN 9150 : 2012 Công trình th y l i - C u máng v m ng xi m ng l Yêu c u thi t k , đ c chuy n đ i t C u máng v m ng xi m ng l i thép - 14TCN 181:2006: Công trình th y l i - i thép - H ng d n tính toán thi t k k t c u, theo quy đ nh t i kho n u 69 c a Lu t Tiêu chu n Quy chu n k thu t m a, kho n u c a Ngh đ nh s 127/2007/N -CP ngày 01 tháng n m 2007 c a Chính ph quy đ nh chi ti t thi hành m t s u c a Lu t Tiêu chu n Quy chu n k thu t TCVN 9150 : 2012 Trung tâm Khoa h c Tri n khai k thu t th y l i thu c tr ng i h c Th y l i biên so n, B Nông nghi p Phát tri n nông thôn đ ngh , T ng c c Tiêu chu n Công ngh công b ol ng Ch t l ng th m đ nh, B Khoa h c TCVN 9150 : 2012 TIÊU CHU N QU C GIA TCVN 9150 : 2012 Công trình th y l i - C u máng v m ng xi m ng l i thép Yêu c u thi t k Hydraulic structures - Thin shell reinforce cement cannal bridge Requirements for design Ph m vi áp d ng Tiêu chu n quy đ nh yêu c u k thu t tính toán thi t k lo i c u máng xi m mg l (XMLT) d n n c có chi u d y không l n h n 35 mm, làm vi c môi tr i thép ng không xâm th c, có nhi t đ không 50 0C P P Tài li u vi n d n Các tài li u vi n d n sau r t c n thi t cho vi c áp d ng tiêu chu n i v i tài li u vi n d n đ i v i tài li u vi n d n c s a đ i, b sung ho c thay th áp d ng phiên b n m i nh t ghi n m công b ch a chuy n đ i áp d ng phiên b n đ c nêu: TCVN 2737 : 1995 T i tr ng tác đ ng - Tiêu chu n thi t k ; TCVN 4116 : 1985 K t c u bê tông bê tông c t thép th y công - Tiêu chu n thi t k ; TCVN 4118 - 85 H th ng kênh t TCVN 1651 : 2008 Thép c t bê tông cán nóng Thu t ng i - Tiêu chu n thi t k ; đ nh ngh a Tiêu chu n s d ng thu t ng đ nh ngh a sau: 3.1 Xi m ng l i thép (Reinforced cement) V t li u h n h p g m v a xi m ng, l x ng ch u l c Thu t ng xi m ng l i thép đ i thép đ c đan t s i thép c t thép đ làm khung c vi t t t XMLT L p b o v (Protection cover) L p v a xi m ng có chi u d y tính t m t c u ki n đ n b m t g n nh t c a s i thép Chi u dày t i thi u c a l p v a xi m ng b o v đ i v i l i thép mm, đ i v i c t thép khác mm TCVN 9150 : 2012 3.3 C t thép c u t o (Constructive reinforcement) C t thép đ t theo yêu c u c u t o c a c u ki n mà không ph i tính toán 3.4 C t thép ch u l c (Bearing reinforcement) C t thép đ t theo k t qu tính toán đ m b o kh n ng ch u l c c a c u ki n 3.5 Hàm l ng l i thép (Steel grid content) T l di n tích ti t di n c a l i thép di n tích ti t di n ngang c a c u ki n, đ c tính b ng t l ph n tr m (%) 3.6 Tr ng thái gi i h n (Limit state) Tr ng thái mà v t k t c u s b h h ng ho c không th làm vi c bình th ng theo yêu c u thi t k 3.7 L c gi i h n (Ultimate force) L c l n nh t mà c u ki n có th ch u đ c 3.8 i u ki n s d ng bình th ng (Normal operating condition) i u ki n mà đ võng ho c bi n d ng c a c u ki n không làm nh h Ký hi u thu t ng 4.1 Các đ c tr ng hình h c c a c u máng xi m ng l tiêu chu n đ vi t t t c ký hi u nh sau: a b r ng tai máng; b o chi u cao trung bình c a tai máng; R b chi u r ng ti t di n ch nh t; h chi u cao c a ti t di n ch nh t; b g chi u r ng gi ng; R R h g chi u cao gi ng; R d ng bình ng th R ng đ n vi c s R i thép th hi n hình v trình bày TCVN 9150 : 2012 L g kho ng cách gi a gi ng; R R b s b r ng c a s R n (đai); R h s chi u cao c a s R R n; f g chi u cao toàn b ph n vách máng th ng đ ng; R R R bán kính trung bình c a cung tr̀n đáy máng; R bán kính c a cung tr̀n đáy máng; R R R bán kính c a cung tr̀n đáy máng; R R t b dày c a thành máng; f max đ võng l n nh t c a c u máng xi m ng l R R i thép ch u u n ch a b n t; h chi u cao t tâm cung tr̀n c a ph n đáy máng đ n đ R R h chi u cao t đ R R ng m t n cđ nđ h’ chi u cao t tâm cung tr̀n đ n đ ng m t n c; ng tr c gi ng ngang; ng tr c gi ng ngang: h’ = h + h ; R R R R J mô men quán tính c a m t c t ngang thân máng đ i v i tr c trung tâm; J qđ mô men quán tính c a ti t di n quy đ i v i hàm l R R ng c t thép t ng đ ng; k kho ng cách t tâm cung tr̀n c a ph n đáy máng t i tr c trung tâm ti t di n ; S di n tích ti p x́c t ng c ng c a t t c s i thép m t đ n v di n tích 1,0 m2; P y tung đ c a m t c t tính toán đ c tính t đ P ng tr c gi ng; y kho ng cách t đ nh máng đ n tr c trung tâm c a ti t di n ngang c a máng; R R W mô đun ch ng u n c a ti t di n; W qđ mô đun ch ng u n c a ti t di n quy đ i v i hàm l R R Φ góc h p b i đ ng c t thép t ng đ ng; ng th ng n m ngang qua tâm cung tr̀n bán kính c a cung tr̀n qua m tính toán 4.2 Các đ c tr ng c t thép ti t di n ngang c a c u ki n trình bày tiêu chu n đ c ký hi u nh sau: F di n tích ti t di n ngang c a c u ki n; F di n tích ti t di n c a l R R µ hàm l µ td hàm l R R 4.3 ng l i thép; i thép; ng c t thép t ng đ ng Các ngo i l c n i l c tác d ng lên c u máng trình bày tiêu chu n đ c ký hi u nh sau: TCVN 9150 : 2012 g tr ng l ng b n thân c a máng; K n h s đ tin c y, ph thu c vào c p công trình t h p t i tr ng tác d ng; R R N n i l c tính toán; M mô men tính toán; n c h s t h p t i tr ng; R R M mô men X = sinh h c b n; R R Q1 l c c t X = sinh h c b n; R R N l c d c X = sinh h c b n R R M PO mô men t i tr ng sinh h c b n; QPO l c c t t i tr ng sinh h c b n; N PO l c d c t i tr ng sinh h c b n; ng đ áp l c n p n c R R c; P o l c t p trung t i tr ng phía đ nh máng tính chuy n v tâm đ nh vách máng; R R M o mô men t p trung t i tr ng phía đ nh máng tính chuy n v tâm đ nh vách máng; R R X l c d c gi ng; R R β h s ph thu c liên k t d ng t i tr ng V i d m đ n β =5/48 ; τ l c c t không cân b ng; σ 0,01 c ng đ tính toán c a v t li u h n h p XMLT b t đ u xu t hi n n t σ 0,05 c ng đ tính toán c a v t li u h n h p XMLT v t n t có b r ng 0,05 mm R R R R 4.4 Các đ c tr ng c a lo i v t li u ch t o c u máng trình bày tiêu chu n đ hi u nh sau: B đ c ng; E b môđun đàn h i ban đ u c a v a xi m ng; R R G môđun đàn h i tr t; k t h s di n tích ti p xúc; R R m h s u ki n làm vi c; R a c ng đ tính toán c a thép thanh; R l c ng đ tính toán c a l R R R R i thép; c ký TCVN 9150 : 2012 Rkc c ng đ ch u kéo tiêu chu n c a v a xi m ng; R a c ng đ ch u nén tính toán c a v a xi m ng ; R R ν h s Poisson c a v a xi m ng; γ tr ng l γ c tr ng l R R ng riêng c a n c; ng riêng c a xi m ng l i thép; γ l h s d o, ph thu c vào hình d ng ti t di n thanh, l y nh R R k t c u bê tông c t thép quy đ nh TCVN 4116 :1985 Yêu c u k thu t chung 5.1 C u máng XMLT k t c u c a ch́ng ph i đ m b o làm vi c an toàn, n đ nh tr ng h p tính toán thi t k Ph i đ m b o v đ b n, đ c ng, đ n đ nh, kh n ng ch ng n t t t c giai đo n t ch t o, v n chuy n, l p ráp đ n v n hành khai thác c u máng Ch n gi i pháp thi t k c u máng XMLT ph i c n c 5.2 xây d ng, thi công, giá thành xây d ng t ng tr ph vào u ki n đ a hình, đ a ch t, v t li u ng h p c th c a công trình Ph i xét đ n ng pháp ch t o, l p ghép v n chuy n u ki n s d ng 5.3 Ch n hình d ng kích th c c a c u ki n ph i c n c vào tính ch t c a k t c u XMLT, kh n ng ch t o hàng lo t, thu n ti n v n chuy n l p ráp k t c u 5.4 Khi thi t k k t c u c u máng XMLT l p ghép ph i đ c bi t ý đ n công ngh liên k t Các m i liên k t đ u n i c a k t c u l p ráp ph i tho mãn yêu c u riêng cho t ng lo i c u ki n (đ m b o truy n l c cho phân t ch u l c, không rò r n c có tính d bi n d ng khe co dãn…) C u t o c u máng 6.1 S đ c ut o Hình gi i thi u s đ c u t o c u máng thông qua m t c t d c n K t c u c u máng g m b ph n sau : - C a vào; - C a ra; - Thân máng; - Các tr đ TCVN 9150 : 2012 7 CHÚ D N: C a vào; M bên; Thân máng; Khe co giãn; C a ra; Kênh Tr đ ; Hình - S đ m t c t d c c u máng 6.2 K t c u c a vào, c a 6.2.1 C a vào c a c a c u máng đo n n i ti p thân máng v i kênh d n n c th ng, h l u, k t c u c a vào c a ph i đ m b o d̀ng ch y vào máng thu n, gi m b t t n th t m t c t ngang b thu h p gây d̀ng n 6.2.2 T h pd n c máng ch y không làm xói l b đáy kênh h l u ng cánh c a vào c a có th làm theo hai ki u: ki u l c a vào, m r ng d n ch y vào ch y kh i máng, th c a Góc m r ng c a t n cong hay ki u ph ng thu ng cánh có nh h ng l y t s chi u r ng chi u dài t đo n c a vào c a s b l y b ng l n chi u sâu c t n 1/4 đ n 1/3 Chi u dài c kênh, xem hình 2: h z l2 l1 CHÚ D N: H Chi u sâu n c kênh; L1 Chi u dài đo n c a vào; L2 Chi u dài đo n c a Hình – S đ k t c u c a vào c a c a c u máng 10 ng đ n d̀ng TCVN 9150 : 2012 B ng - H s t l k R n v tính b ng t/m P H s t l k cho c c R Lo i đ t quanh c c đ c tr ng c a đ t R Nh i, c c ng, óng Sét, sét d o ch y (0,75 < I L ≤ 1) R R c c ch ng T 65 đ n 250 T 50 đ n 200 T 250 đ n 500 T 200 đ n 400 T 500 đ n 800 T 400 đ n 600 T 800 đ n 300 T 600 đ n 000 Sét, sét d o m m (0,50 < I L ≤ 0,75), sét d o R R (0 ≤ I L ≤ 1), cát b i (0,60 ≤ e ≤ 0,70) R R Sét, sét g n d o n a c ng (0, ≤ I L ≤ 0,5), sét c ng R R (I L < 0), cát nh (0,60 ≤ e ≤ 0,75), cát h t trung R R (0,55 ≤ e ≤ 0,70) Sét sét c ng (I L < 0), cát h t thô R R (0,55 ≤ e ≤ 0,70) CHÚ THÍCH: 1) Giá tr nh c a h s k b ng t R đ R ng ng v i giá tr l n c a tr s đ s t I L c a đ t sét h s r ng e c a đ t cát R c ghi d u ngo c đ n Giá tr l n c a h s k t R tr ng I L e n m R R kho ng trung gian h s k đ R R R R ng ng v i giá tr nh c a I L e R c xác đ nh b ng ph R i v i đ t có nh ng đ c ng pháp n i suy n tính ; 2) H s k đ i v i cát ch t l y cao h n 30 % so v i giá tr l n nh t ghi b ng cho lo i đ t d ng sét R R c) Chi u dài tính toán m i t ng c a c t đ ng m t ph ng khung l y b ng kho ng cách gi a hai d m ngang, riêng t ng cu i l y b ng kho ng cách t d m ngang cu i đ n m có momen b ng không đ u tiên c c tính t m t đ t n n 9.3.5.3 Tính toán khung đ n theo ph ng d c Th c hi n theo quy đ nh sau : a) C t đ ng c a tr đ ki u khung đ n đ c tính toán theo ph móng b ng Chi u dài tính toán c a c t theo ph ng d c nh c t khung đ n đ t ng th ng góc v i m t ph ng c a khung l y g n đ́ng b ng 1,3.H, H kho ng cách t đ nh khung đ n m t đ t n n b) Dùng ph ng ph p ph n t h u h n v i mô hình chuy n v đ xác đ nh n i l c khung đ ki u khung c c Cho phép s d ng ph n m m m nh đ c ki m nghi m nh SAP2000, ANSYS v.v… đ tính toán 9.4 Tính toán k t c u thân máng xi m ng l 9.4.1 T i tr ng t h p t i tr ng Phân tích n i l c tính toán c t thép thân máng đ 34 i thép c ti n hành v i t h p t i tr ng sau: TCVN 9150 : 2012 a) Tính toán thi t k v i t h p t i tr ng c b n g m tr ng l l cn c ng v i chi u m c n ng b n thân, t i tr ng ng i qua l i, áp ng b n thân, t i tr ng ng i qua l i, áp c thi t k ; b) Tính toán ki m tra v i t h p t i tr ng đ c bi t g m tr ng l l cn c ng v i chi u sâu m c n 9.4.2 Ph c ki m tra, t i tr ng gió ng pháp phân tích n i l c k t c u thân máng 9.4.2.1 Thân máng m t k t c u v m ng không gian, đ c gia c ng b ng s n d c, s n ngang gi ng nên vi c phân tích n i l c thân máng ph c t p Khi tính toán thi t k nên dùng ph đ ng pháp ph n t h u h n v i mô hình chuy n v Hi n có nhi u ph n m m m nh c ki m nghi m cho phép phân tích n i l c bi n d ng c a k t c u v có hình d ng b t k ch u t i tr ng tùy ý nh ph n m m SAP2000, ANSYS, v.v… 9.4.2.2 ph i v i c u máng nh có b r ng thân máng d i 1,2 m, ho c thi t k s ng pháp “Lý thuy t d m” đ phân tích n i l c thân máng N i dung c a ph toán tính v m ng không gian b ng hai toán ph ng riêng bi t theo ph ngang máng Theo lý thuy t tính toán theo ph theo ph v đ ng ngang thân máng đ c c t t nh l c t ng pháp thay ng d c theo ph c tính nh toán d m, thân máng, ch u t t c t i tr ng tác d ng lên đo n máng đ ng h c a ph n máng i thép v m t c tính toán v m t c ng c tính nh m t h ph ng (khung ph ng) có b r ng b ng m t đ n c cân b ng hai bên 9.4.2.3 Tính toán b trí thép thân máng đ xi m ng l ng d c thân máng đ b có th dùng c ti n hành theo nguyên t c tính toán c u ki n ng đ , v bi n d ng n t Theo ph ng d c, c u máng XMLT đ c ng đ m t c t vuông góc m t c t nghiêng theo c u ki n ch u u n có ti t di n tính toán đ a v d ng ch T, ch I ho c ch T ng c (⊥) đ xác đ nh l ng c t thép ch u l c, ki m tra đ võng ki m tra không cho phép xu t hi n v t n t 9.4.2.4 V i c u máng có m t c t ngang ch nh t nh hình 16 b Khi c u máng có m t c t ngang ch nh t nh hình 16 a, có th l y ti t di n tính toán nh hình 16 c có th ch n ti t n tính toán nh hình 16 d B dày b n b ng c a ti t di n tính toán b ng hai l n chi u dày c a thành máng i v i c u máng có m t c t ngang ch U tính toán v c ng đ m t c t vuông góc m t c t nghiêng theo c u ki n ch u u n có ti t di n tính toán c ng đ c đ a v d ng ch I, ch T ho c 9.4.2.5 ch T ng c (⊥) t a) ng t nh máng m t c t ngang hình ch nh t b) c) d) Hình 16 – S đ ti t di n tính toán máng m t c t ch nh t 35 TCVN 9150 : 2012 Tính toán n i l c thân máng theo lý thuy t d m 9.4.3 9.4.3.1 Tính toán n i l c thân máng theo ph ng d c 9.4.3.1 Tùy theo v trí kh p n i m đ c u máng, s đ tính toán thân máng theo ph ng d c có th m t d m đ n, d m liên t c, d m m t nh p có m t ho c hai ḿt th a 9.4.3.2 K t c u c u máng nh p đ n đ t o m i n i ch ng r̀ r n t a Nh sinh c s d ng r ng rãi có u m d thi công l p ghép, c u c gi a hai đo n máng c ng d dàng kh p n i đ c m c a k t c u c u máng nh p đ n 9.4.3.3 Theo ph v trí g i v trí gi a nh p có momen u n l n, đáy máng ng su t kéo, b t l i v m t ch ng n t ch ng th m máng có kh u đ l n có th dùng c u máng xi m ng l c b trí kh c ph nh i thép ng su t tr c m v i c u c ng d c máng, c u máng nh p đ n có momen u n l n nh t (M max ) t i gi a nh p R R l c c t l n nh t (Q max ) t i đ u d m, xác đ nh theo công th c (28) (29): R R M max R R q.L2 = (28) q.L (29) Q max = R R đó: q tr ng l ng b n thân máng tr ng l ng n c máng; L nh p tính toán c a c u máng 9.4.3.2 Tính toán n i l c thân máng theo ph ng ngang Th c hi n theo quy đ nh sau : a) N i l c theo ph ng ngang máng đ c tính nh m t h ph ng có b r ng b ng đ n v gi ng (xem hình 17), có gi ng l y b ng kho ng cách gi a hai thang gi ng, đ t thân máng ch u t t c t i tr ng tác d ng lên g m có tr ng l tr ng l ng b n thân đ xu ng d i đ ng ng i đi, tr ng l c cân b ng v i l c t ng ng c tách ng b n thân, áp l c n i qua l i v.v.… Các l c có chi u h A1 l τ A2 Q2 A3 q Hình 17 – S đ phân ph i l c c t không cân b ng 36 ng ng h c a hai ph n máng hai bên g i “l c c t không cân b ng” Q1 c, TCVN 9150 : 2012 b) L c c t không cân b ng hi u c a hai l c c t Q Q R đ R R R hai m t bên c a ph n đ c phân b theo chi u cao c a m t c t ngang theo quy lu t ng tu t ti p có chi u ng R R ng su t ti p d m H p l c c a c v i chi u c a t ng l c tác d ng lên ph n c u ki n đ Trong s đ hình 17 A , A A l n l R c tách R R R c tách t l c c t không c n b ng phân ph i lên tai, thành đáy máng c) Các gi ng có c u t o ch y u đ ch u l c d c N i l c khung có th tìm đ ph c b ng ng pháp l c N u b qua momen u n l c c t gi ng khung ngang k t c u có m t b c siêu t nh d) S đ tính toán n i l c máng theo ph ng ngang c a máng hình thang cho máng ch U hình 19 L c tác d ng lên thân máng g m có: g tr ng l ng b n thân c a máng; p n áp l c n R R hình 18 c; P l c t p trung t i tr ng phía đ nh máng tính chuy n v tâm đ nh vách máng; R R M lmomne t p trung t i tr ng phía đ nh máng tính chuy n v tâm đ nh vách máng; R R τ l c c t không cân b ng; X l c d c tr c gi ng; R R e) V i máng hình thang hình ch nh t, l c c t không cân b ng phân ph i cho b n đáy tai máng nh so v i vách bên nên có th xem t ng l c c t b ng không cân b ng ∑P phân b đ u lên vách máng V i máng có m t c t ch U t ng l c c t không cân b ng phân b đ u lên toàn thân máng có ph ng ti p n v i đ ng trung bình c a chi u dày v máng Po Mo X1 H τ ls Pn g B Hình 18 – S đ tính toán máng hình thang f) V i máng có m t c t ngang hình ch U, s đ tính toán n i l c theo ph di n hình 19, ký hi u hình v có ý ngh a t g) L c d c X gi ng đ R R ng t nh ng ngang máng đ c bi u máng m t c t hình thang c xác đ nh theo công th c (30): 37 TCVN 9150 : 2012 X1 = − ∆ 1P δ 11 =− ∆ 1Po + ∆ 1M + ∆ 1q + ∆ 1Pn + ∆ 1τ (30) δ 11 đó: δ 11 chuy n v ngang m O X b ng sinh ra; R R ∆ 1Po , ∆1Mo , ∆ 1q , ∆ 1Pn , ∆ 1π chuy n v ngang t l c P , M , q, P n , τ sinh m O l n l R R R R R R Po Mo h1 O f X1 h ho ϕ Ro R R1 τ R t g Hình 19 – S đ tính toán máng ch U h) L c d c tr c, l c c t momen u n h siêu t nh xác đ nh theo công th c (31), (32) công th c (33) M = M X + M 0p (31) Q = Q1 X + Q0p (32) N = N1 X + N 0p (33) M , Q1 , N momen, l c c t, l c d c X b ng sinh h c b n; R R M 0p , Q0p , N 0p momen, l c c t, l c d c t i tr ng sinh h c b n i) Tính toán ki m tra v đ b n, đ c ng c a thân máng XMLT th c hi n theo u 9.5 K t c u khe co giãn Gi a đo n thân máng ph i b trí khe co dãn V t li u làm khe co dãn ph i v a có tính co dãn, v a có kh n ng ch ng r̀ r n đay t m nh a đ c, th ng làm b ng t m cao su ho c ch t d o polime, bao t i ho c s i ng, v i s i th y tinh, v a cát nh a đ ng, v a cát nh a ê-pô-xy v.v Cho phép s d ng lo i v t li u m i ho c v t li u truy n th ng có tính n ng đàn h i, ch ng th m, ch ng rò r 38 TCVN 9150 : 2012 c làm vi c b n v ng u ki n môi tr n ng thay đ i làm khe co dãn Trong m t c u máng cho phép dùng k t h p nhi u lo i v t li u nói Hình 20 gi i thi u m t vài ki u k t c u khe co dãn th ng dùng Kích th 15-20 20-25 c hình tính b ng centimét (cm) 15-20 6-8 4 5 4-5 4-5 cao su èng b»ng chÊt dÎo chÕ t¹o s½n φ5-20 CHÚ D N: T m cao su hay ch t d o; V a cát nh a đ ng; Dây đay t m nh a đ V i t m nh a đ ng hay v i s i th y tinh t m nh a đ V a cát nh a ê-pô-xy dày mm; ng; ng (6 l p); ng cao su ho c t m ch t d o đ́c s n Hình 20 – M t s d ng k t c u khe co dãn thông d ng 39 TCVN 9150 : 2012 Ph l c A (Tham kh o) Phân tích n i l c thân máng theo lý thuy t d m S li u tính toán A.1 Thi t k thân c u máng v m ng ch U b ng xi m ng l - C u máng ki u d m đ n có chi u dài nh p : - L = 10 m; ng kính c a đáy máng: - Chi u sâu m c n - Xi m ng l A.2 Kích th i thép theo s li u thi t k sau: D = 1,5 m; R c thi t k : R H n = 1,05 m; R i thép có: R E t = 2,7x103 daN/cm2, g = 24 kN/m3 R Ch n kích th R P P P P P c m t c t ngang thân máng c m t c t ngang thân máng đ c s ho hình A.1: - Bán kính c a đáy máng: R = 75 cm; R R - Chi u cao đo n th ng đ ng c a vách máng: f = 50 cm; - Chi u dày v máng: t = cm; - Bán kính c a cung tr̀n đáy máng: R = 79 cm; R R - Bán kính trung bình c a cung tr̀n đáy máng: R = 77cm - Các gi ng ngang cách m t kho ng L b ng 2,5 m; R R - Ti t di n gi ng h g x b h = 10 cm x cm; R R R c a = 20 cm; b = 10 cm c = cm 150 R= 75 R= 79 Hình A.1 – Kích th 40 y1=58,4 x c m t c t ngang thân máng y2=70,6 h1=30 h2 35 129 x 20 f=50 10 20 K=8,4 - Tai máng có kích th R P TCVN 9150 : 2012 Tính toán thân máng theo ph A.3 ng d c A.3.1 Xác đ nh đ c tr ng hình h c c a ti t di n m t c t ngang thân máng: a) M t c t ngang c a thân máng đ c chia thành ph n: ph n (1) ph n (2) di n tích tai máng, ph n (3) di n tích vách th ng đ ng, ph n (4) di n tích ti t di n n a hình tròn có bán kính R , ph n R R (5) di n tích ti t di n hình n a tròn có bán kính R Di n tích ti t di n ph n đáy tròn c a thân máng R R b ng di n tích ph n (4) tr di n tích ph n (5); b) Xác đ nh v trí tr c trung tâm x – x momen quán tính I đ i v i tr c trung tâm c a ti t di n m t c t ngang thân máng nh sau: 1) Di n tích ti t di n ngang thân máng A C : R R A c = Σ A i =1 868 cm2 ; R R R R P P 2) To đ tr ng tâm y i xác đ nh theo công th c (A.1): R R y1 = R a i y i l n l R R R R R R ∑ A y i i (A.1) R AC t di n tích ti t di n m i ph n thân máng kho ng cách t ph n ti t di n t i tr c qua đ nh máng x - x K t qu b R R R R c tính toán đ tr ng tâm c a c ghi vào b ng A.1 B ng A.1 - Xác đ nh v trí tr ng tâm c a m t c t ngang thân máng Di n tích Ai To đ tr ng tâm y i Ai y cm cm cm3 (1) x 10 x 20 = 400 10/2 = 400 x = 000 (2) x 20 x 5/2 = 100 10 + 5/3 = 11,7 100 x 11,7 = 170 (3) x4 x 50 = 400 50/2 = 25 40 x 25 = 000 (4) π 792/2 = 803 50 + 79/(1,5π ) = 83,6 803 x 83,6 = 818 860 (5) - π 792/22 = - 835 50 + 79/(1,5π ) = 81,9 - 830 x 81,9 = 723 040 Σ 868 Ph n máng th i R P P P P P P P R 108 990 2R a) Tr ng tâm c a ti t di n n a hình tr̀n: x = 0,2122.D yc 2R 3π R P CHÚ THÍCH : yc = R b) Mô men quán tính c a ti t di n n a tr̀n đ i v i tr c x - x : R I X1 = R R D4  π   −  16  9π  R R R = 0,00678.D P y 41 TCVN 9150 : 2012 Kho ng cách t tr ng tâm ti t di n đ n đ nh máng, cm: ∑A i y1 = R yi R Ac = 108990 1868 y = 58,4; R R 3) Mô men quán tính c a ti t di n ngang máng đ i v i tr c quán tính trung tâm x – x: l = Σ li + Σ Ai yi R R R R R R I = 890 261 cm4 + 144 631 cm4 P P P I = 034 892 cm4 P đó: I i mô men quán tính c a m i ph n thân máng đ i v i tr c qua tr ng tâm c a song song R R v i tr c trung tâm x- x ; y i = y1 − y i y i ph n chuy n tr c: y i = 58,4 - y i R K t qu b c tính toán đ c ghi vào b ng A.2 B ng A.2 - Xác đ nh mômen quán tính c a m t c t ngang thân máng Ph n máng th i Di n tích Ai R cm P To đ tâm ph n I, y1 , cm Ai yi R li R R cm4 m4 P P (1) 400 58,4 – 4,0 = 53,4 135 526 x 20 x 103/12 = 333 (2) 100 58,4 -11,7 = 46,7 218 000 x 20 x 53/36 = 139 (3) 400 58,4 – 25,0 = 33,4 445 100 x x 503/12 = 83 333 (4) 803 58,4 - 83,6 = - 25,2 211 000 0,00687 x (2x79)4 = 281 393 (5) - 835 58,4 - 81,9 = - 23,5 - 868 340 -0,00687 x (2x75)4 = - 477 938 T ng c ng 868 144 631 890 261 P P P P P P P P P P A.3.2 Xác đ nh t i tr ng phân b đ u q tác d ng lên m dài thân máng: a) Tr ng l ng c a b n thân v máng, kN/m: 26,00 x 0,868 = 4,86; b) Tr ng l ng gi ng (cách 2,5 m đ t m t gi ng có ti t di n 0,1 m x 0,07 m), kN/m: 26,00 x 0,10 x 0,07 x 1,5/2,5 = 0,11; 42 TCVN 9150 : 2012 c) Tr ng l ng n c ng v i m c n c thi t k , kN/m: 10 x (0,3 x 1,5 +π x 0,752/2) = 13,34 P P T ng c ng t i tr ng q, kN/m : q = 4,86 + 0,11 + 13,34 q = 18,30 A.3.3 Tính toán ki m tra ng su t theo ph ng d c máng : a) Mô men u n l n nh t, M max , kN.m: R M max = q R R R L2 M max = 18,3 x 102/8 R R P P M max = 228,76 R R ng su t kéo l n nh t t i đáy máng, σ max , daN/cm2: b) R R P 228,76 x10 x70,6 σ max = R P M max y I σ max = R R R 4034892 σ max = 40,05 R R : y2 = R1 + f - y1 R R R R R R R y = 79,0 + 50,0 – 58,4 R R y = 70,6 cm R R A.3.4 Tính toán đ võng f c a máng, cm: 5.M max L2 f= f= 48.E 0, 01 I x 228,76 x10 x1000 48 x 4034892 x 2,7 x10 f = 0,219 A.4 Tính toán thân máng theo ph ng ngang A.4.1 Xác đ nh l c d c X gi ng R R A.4.1.1 Xác đ nh kho ng cách k t tr ng tâm ti t di n đ n tâm ph n đáy máng tròn, cm: 43 TCVN 9150 : 2012 k = y1 - f ; R R k = 58,4 - 50,0; k = 8,4 Xác đ nh kho ng cách h t tâm cung tròn đ n đ A.4.1.2 ng tr c gi ng n m ngang, cm: h = f - 0,5 h g R R h = 50 - 10/2 h = 45 Xác đ nh kho ng cách h t tâm cung tròn đ n đ A.4.1.3 R R ng m t n c, cm: h1 = Hn - R0 R R R R R h = 105 - 75 R R R R h = 30 R R Xác đ nh kho ng cách h t m t n A.4.1.4 R cđ nđ R ng tr c gi ng n m ngang, cm: h2 = h - h1 R R R R R h = 45 - 30 R R R R h = 15 R R Xác đ nh l c tác d ng s đ tính toán n i l c theo ph A.4.1.5 ng ngang: a) L c t p trung P , kN/m: R R P = 26 x (0,2 x 0,1 + 0,5 x 0,2 x 0,05 + 0,1 x 0,07 x 0,75/2,5) R R P = 0,73 R R b) Mô men t p trung M , kN.m/m: R R M = - 26 x [0,2 x 10 x 0,5 x (0,2 + 0,04) + 0,5 x 0,2 x 0,05 x (0,02 + 0,2/3)] + 0,11 x 1,52/12 R R P P M = - 0,07 R R A.4.1.6 L c d c gi ng xác đ nh theo công th c (30), chuy n v δ 11 , ∆ 1P0 , ∆ 1M0, R R ∆ 1q , ∆ 1Pn , ∆ 1τ đ R R δ 11 = R 44 R R R3 EI t R R R c xác đ nh theo công th c sau: (0,333 A + 1,571 A + A + 0,785) 1,27 x (0,333 x 0,583 + 1,571 x 0,582 + x 0,58 + 0,785) P R δ 11 = R R R δ 11 = R R EI t 1,17 E.J t P P P R R R R TCVN 9150 : 2012 Po R ∆ 1P0 = R R E It 0,732 x0,77 ∆ 1P0 = R R EI t R R ∆ 1M0 = R M R R ∆ 1M0 = R E I t (0,5 A + 1,57 A + 1) − 0,069 x0,77 R E I t R ∆ 1q = R γ c t.R R E.I t ∆ 1q = = − R R ∆ 1q = R R E I t 26 x0,04 x0,77 (0,571x0,58 + 0,929 x0,58 + 0,393) E.I t γ EI t (0,033.h − 0,125.h2 h + 0,167.h22 h − 0,083.h23 h − [ h13 (0,252h + 0,167 R) + h12 R.(0,5h + 0,393R) + h1 R.R0 (0,5 R + 0,57.h) + R.R02 (0,215.h + 0,197 R) ∆ 1Pn = − R (0,571A + 0,929 A + 0,393) 0,41 E.I t ∆ 1Pn = − γ R (0,5 x0,58 + 1,57 x0,58 + 1) 0,08 E.I t ∆ 1M0 = R (0,571x0,58 + 0,5) 0,28 E.J t ∆ 1P0 = - − (0,571 A + 0,5) R − ] 10 (0,033 x0,45 − 0,125 x0,15 x0,45 + 0,167 x0,15 x0,45 − 0,083 x0,15 x0,45 EI t [ 10 x0,77 0,33 (0,252 x0,45 + 0,167 x0,77) + 0,3 x0,77(0,5 x0,45 + EI t 0,393 x0,77) + 0,3 x0,77 x0,75(0,5 x0,77 + 0,57 x0,45) + 0,77 x0,75 (0,215 x0,45 + 0,197 x0,77 ∆ 1Pn = R ∆ 1τ R R R ] 2,02 E.I t T R K K q.t.R = (0,517 A + 0,5) (0,214 A − 0,294 A + 0,197 − 0,265 ) + EI t I R R E I t + a T1 R (0,5 A + 1,57 A + 1) E.I t 45 TCVN 9150 : 2012 18,3x0,04 x0,77 (0,214 x0,58 − 0,294 x0,58 x0,11 + 0,197 − 0,265 x0,11) + EI t 0,04034892 ∆ 1τ = R R + EI t (0,517 x0,58 + 0,5) 2,08 E.I t ∆ 1τ = R 2,67 x0,77 R đó: h 45 = = 0,58 ; R 77 B= K 8,4 = = 0,11 R 77 b3 q y1 b ( − ).(t + a ) I T1 = R A= R 0,075 18,31  0,584 x0,075 − 0,04034892  T1 = R R  .(0,04 + 0,2 )   T = 0,17 R R [ f2 b2 f b2 f b2 b2 q T2 = − bf + ) − t.( − + + (t + a).( y1 b − ).( f − b) ty1 ( I 2 R R 2 2 0,5 0,075 0,5 0,075 x0,5 0,075 18,30 [0,04 x0,584.( − 0,075 x0,5 + ) − 0,04.( − + ) 0,04034892 2 T2 = R ] R + (0,04 + 0,2).(0,584 x0,075 − 0,075 2 ).(0,5 − 0,075) T = T + T = 0,17 + 2,50 = 2,67 R R R R A.4.1.7 K t qu tính toán xác đ nh l c d c X gi ng, kN/m : R X1 = R R R − 0,28 − 0,08 − 0,41 − 2,02 + 2,08 1,17 X = 0,62 R R A.4.2 Tính toán mômen u n M l c d c tr c N t i m t c t Mômen u n M l c d c tr c N t i m t c t b t k xác đ nh theo công th c (28) công th c (29) K t qu tính toán ghi vào b ng A.3 A.4 Bi u đ mômen u n l c d c đ A.2 46 c bi u di n hình TCVN 9150 : 2012 B ng A.3 – Mômen u n M t i m t c t M n v tính kN.m M t c t tính toán Mômen u n 00 150 300 450 600 750 900 y=0 M Po 0,000 -0,019 -0,076 -0,165 -0,282 -0,418 -0,564 M Mo -0,069 -0,069 -0,069 -0,069 -0,069 -0,069 -0,069 -0,069 Mq 0,000 -0,015 -0,074 -0,191 -0,376 -0,629 -0,939 MP -0,045 -0,207 -0,551 -1,126 -1,953 -3,022 -4,290 MT 0,017 0,086 0,400 1,011 1,955 3,229 4,783 M x1 0,277 0,400 0,515 0,613 0,688 0,736 0,752 T ng c ng 0,180 0,176 0,145 0,073 -0,037 -0,173 -0,327 -0,069 P R R R R R R P P P P P P CHÚ THÍCH : Mômen làm cho th v máng ch u kéo d ng, ch u nén âm (d u -) B ng A.4 – L c d c N t i m t c t N n v tính kN M t c t tính toán L cd c 00 150 300 450 600 750 900 y=0 N po 0,732 0,707 0,634 0,518 0,366 0,189 0,000 0,732 N M0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 Nq 0,450 0,629 0,739 0,746 0,628 0,377 0,000 0,000 Np 0,000 -0,210 -0,657 1,404 -2,478 -3,866 -5,513 0,000 NT -2,667 -4,360 -5,673 -6,379 -6,315 -5,396 -3,628 0,000 NX 0,000 0,160 0,308 0,436 0,534 0,595 0,616 0,000 T ng c ng -1,485 -3,074 -4,649 -6,084 -7,265 -8,100 -8,524 0,732 R R R R R R CHÚ THÍCH : L c d c nén d ng, kéo âm (d u -) 47 TCVN 9150 : 2012 -0,069 0,180 0,732 M N kNm kN -1,485 -3,074 0,176 -4,649 -0,326 0,145 0,073 -6,084 -0,037 -0,173 -7,265 -8,524 -8,100 Hình A.2 - Bi u đ mômen u n M l c d c N A.4.3 Tính toán ki m tra ng su t theo ph ng ngang máng K t qu tính toán t i u A.4.2 cho th y t i m t F = Oo thân máng ch u mômen u n d P (0,180 kN.m/m), l c d c kéo t P ng ng -1,485 kN/m T i m t c t F = 900 thân máng ch u mômen âm l n nh t (-0,326 kN.m/m) l c d c kéo t P P ng ng c ng l n nh t (-8,524 kN/m) Nh v y t i m t c t F = 90 có ng su t kéo σ k l n nh t nên ch c n ki m tra ng su t σ k t i m t c t o P P σk = − R N R σk = − R R AC + WC R 100 x x0,326 x10 + 100 x σ k = 10,10, daN/cm2 R R 48 R M 8,524 x10 P P ng l n nh t R R ... C u t o c u mỏng 6.1 S c ut o Hỡnh gi i thi u s c u t o c u mỏng thụng qua m t c t d c n K t c u c u mỏng g m cỏc b ph n chớnh sau : - C a vo; - C a ra; - Thõn mỏng; - Cỏc tr TCVN 9150 :... c nờu: TCVN 2737 : 1995 T i tr ng v tỏc ng - Tiờu chu n thi t k ; TCVN 4116 : 1985 K t c u bờ tụng v bờ tụng c t thộp th y cụng - Tiờu chu n thi t k ; TCVN 4118 - 85 H th ng kờnh t TCVN 1651... thõn mỏng theo lý thuy t d m 40 TCVN 9150 : 2012 L i núi u TCVN 9150 : 2012 Cụng trỡnh th y l i - C u mỏng v m ng xi m ng l Yờu c u thi t k , c chuy n i t C u mỏng v