Tải trọng và hệ số tải trọng trong Thiết kế cầu bê tông cốt thép (đại học Bách Khoa TPHCN)

Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng T I TR NG & H S Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng T I TR NG M t s đ nh ngh a H s t h p t i tr ng Ho t t i T i tr ng th ng xuyên Ho t t i T i tr ng gió ng l c bi n d ng c ng b c TU, TG, SH, CR, SE • L c ma sát : FR • • • • • • • Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng • M t s đ nh ngh a Bánh xe - M t ho c hai bánh l p đ u m t tr c xe B r ng lòng đ ng, B r ng ph n xe ch y - Kho ng cách t nh gi a rào ch n và/ ho c đá v a T i tr ng danh đ nh - (T i tr ng tiêu chu n) M c t i tr ng thi t k đ c l a ch n theo quy c T i tr ng th ng xuyên – (T nh t i) T i tr ng l c không đ i ho c gi thi t không đ i sau hoàn thành vi c xây d ng ng nh h ng: đ th bi u di n s thay đ i cu m t đ i l ng l c đ n v P = có h ng không đ i chuy n đ ng công trình Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng Ho t t i: (T i tr ng nh t th i) t i tr ng mà không ng ng thay đ i v trí cu công trình Khi ho t t i thay đ i v trí đ i l ng c n nghiên c u (l c d c, l c c t, moment v.v…) c ng s thay đ i theo v trí c a ho t t i Công trình ph i đ c tính v i giá tr b t l i nh t v hi u ng l c, c n ph i xác đ nh đ c v trí c a ho t t i gây giá tr c c tr cu hi u ng l c V trí đ c g i v trí kh ng ch (tính toán), giá tr cu đ i l ng ng v i v trí đ c g i giá tr kh ng ch (giá tr tính toán) H tr c to đ đ c qui đ nh giáo trình Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng • H ·s ·và·t ·h p·t i·tr ng – 2.1 H s t i tr ng γp, γLL – 2.2 T i tr ng th ng xuyên (t nh t i) – 2.3 T i tr ng nh t th i (ho t t i) – 2.4 H s t i tr ng dùng cho t i tr ng thi công – 2.5 H s t i tr ng dùng cho l c kích nâng h k t c u nh p l c kéo sau đ i v i cáp d ng l c Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng Các c u ki n liên k t c a c u ph i tho mãn ph trình (2-1) cho t h p thích h p c a ng l c c c h n tính toán đ c quy đ nh cho t ng TTGH sau đây: TTGH C ng đ I: T h p t i tr ng c b n liên quan đ n vi c s d ng cho xe tiêu chu n c a c u không xét đ n gió TTGH C ng đ II: T h p t i tr ng liên quan đ n c u ch u gió v i v n t c v t 25m/s TTGH C ng đ III: T h p t i tr ng liên quan đ n vi c s d ng xe tiêu chu n c a c u v i gió có v n t c 25m/s TTGH c bi t: T h p t i tr ng liên quan đ n đ ng đ t (EQ), l c va c a t u thuy n (CV) xe c (CT), đ n m t s hi n t ng thu l c v i ho t t i chi t gi m khác v i m t ph n c a t i tr ng xe va xô, CT Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng TTGH S d ng: T h p t i tr ng liên quan đ n khai thác bình th ng c a c u v i gió có v n t c 25m/s v i t t c t i tr ng l y theo giá tr danh đ nh Dùng đ ki m tra đ võng, b r ng v t n t k t c u bê tông c t thép bê tông c t thép d ng l c, s ch y d o c a k t c u thép tr t c a liên k t có nguy c tr t tác d ng c a ho t t i xe TTGH M i: T h p t i tr ng gây m i đ t g y liên quan đ n ho t t i xe c trùng ph c xung kích; d i tác d ng c a m t xe t i đ n chi c có c ly tr c tr c gi a & tr c sau =9000 mm Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH – 2.1 Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng H s t i tr ng γp, γLL k đ n m t s y u t nh tr ng l ng th tích c a v t li u th c t có sai khác v i s lý thuy t; ch t o, đo đ c không xác Khi tính toán, c n ph i đ a vào h s t i tr ng γi (HSTT) γi có th ≤ hay > 1, mi n ph i t o m t tr ng thái b t l i h n c Tính cho gradien nhi t γTG lún γSE c n đ c xác đ nh c s m t đ án c th riêng N u thông tin riêng có th l y γTG b ng: ng đ đ c bi t 0,0 TTGH c 1,0 TTGH s d ng không xét ho t t i, 0,50 TTGH s d ng xét ho t t i Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH – 2.2 T i tr ng th Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng ng xuyên (t nh t i) B ng 4.1 H s t i tr ng dùng cho t i tr ng th LO I T I TR NG DC: C u ki n thi t b ph DW: L p ph m t c u ti n ích EH: Áp l c ngang c a đ t + Ch đ ng + Ngh EV: Áp l c đ t th ng đ ng + K t c u t ng ch n + K t c u vùi c ng + Khung c ng + K t c u vùi m m ≠ v i c ng h p thép ng xuyên, γp H s t i tr ng L n nh t Nh nh t 1,25 0,90 1,50 0,65 1,50 1,35 0,90 0,90 1,35 1,30 1,35 1,95 1,00 0,90 0,90 0,90 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH B ng 4.2 Kh i l V t li u Betong c t thép Betong th ng (không c t thép) Cát ch t, phù sa hay đ t sét Cát r i, phù sa, s i L p ph bê tông at-phan t sét m m xây N c S i, cu i, macadam ho c balat Thép Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng ng riêng T tr ng (kg/m3) 2500 2400 1925 1600 2250 1600 2725 1000 2250 7850 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH – 2.3 Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng T i tr ng nh t th i (ho t t i) B ng 4.3 Ký hi u c a ho t t i dùng thi t k c u Ký hi u Tên t i tr ng Ký hi u Tên t i tr ng BR l c hãm xe LS ho t t i ch t thêm CE l c ly tâm PL t i tr ng ng CR t bi n IM l c xung kích c a xe CT l c va xe SH co ngót CV l c va t u thu TG gradien nhiet EQ đ ng đ t TU nhi t đ đ u FR ma sát WL gió ho t t i SE lún WS t i tr ng gió k t c u LL ho t t i xe WA t i tr ng n i c áp l c dòng ch y 10 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng 3.4.·L c·hãm:·BR L c hãm đ c l y b ng 25% c a tr ng l ng tr c xe t i hay xe hai tr c thi t k cho m i đ c đ t t t c thi t k đ c ch t t i [TC 3.6.1.1.1] coi nh m t chi u Các l c đ c coi tác d ng theo chi u n m ngang cách phía m t đ ng 1.800mm theo c hai chi u d c đ gây ng l c l n nh t T t c thi t k ph i đ c ch t t i đ ng th i đ i v i c u coi nh m t chi u t ng lai Ph i áp d ng h s m 36 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng 3.5.·L c·va·c a·xe:·CT 3.5.1 B o v k t c u 3.5.2 Xe c t u ho va vào k t c u 3.5.3 Xe c va vào rào ch n Có g n c ngàn ôtô b k t g n n m gi su t chi u dài kho ng 10km qu c l 1A t đ a ph n Qu ng Tr vào Th a Thiên - Hu 14/05/2007; 5g30 sáng c u Câu Nhi 2, thôn Câu Nhi, xã H i Chánh, huy n H i L ng (Qu ng Tr ) xe t i ch xim ng phá h y kho ng 10m lan can c u 37 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng 3.5.1 B o v k t c u Nh ng quy đ nh i u 3.6.5.2 không c n tuân th n u công trình đ c b o v b i: • N n đ p; • K t c u rào ch n đ c l p cao 1370 mm ch u đ c va, chôn đ t, đ t ph m vi cách b ph n c n đ c b o v 3000 mm; ho c • Rào ch n cao 1070 mm đ t cách b ph n c n b o v h n 3000 mm • đánh giá s mi n tr này, rào ch n ph i t ng đ ng v c u t o hình h c v i m c ng n ch n L3 quy đ nh Ph n 13[TC] 38 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng 3.5.2 Xe c t u ho va vào k t c u Tr đ c b o v nh quy đ nh i u 3.6.5.1, m tr đ t ph m vi cách mép lòng đ ng b 9000 mm hay ph m vi 15000 mm đ n tim đ ng s t đ u ph i thi t k cho m t l c t nh t ng đ ng 1.800.000N tác d ng b t k h ng m t ph ng n m ngang, cách m t đ t 1200 mm Ph i áp d ng quy đ nh [TC 2.3.2.2.1] v kho ng cách 3.5.3 Xe c va vào rào ch n Ph i áp d ng quy đ nh Ph n 13 39 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng T i tr ng gió: WL WS 4.1 T i tr ng gió ngang 4.1.1 T ng quát 4.1.2 T i tr ng gió tác đ ng lên công trình: WS 4.1.3 T i tr ng gió tác d ng lên xe c : WL 4.2 T i tr ng gió th ng đ ng 4.3 M t n đ nh đàn h i khí đ ng 4.3.1 T ng quát 4.3.2 Hi n t ng đàn h i khí 4.3.3 Ki m tra đáp ng đ ng 4.3.4 Thí nghi m h m gió T i tr ng gió : h c viên t tìm hi u thêm 40 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH ng l c bi n d ng c Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng ng b c: TU, TG, SH, CR, SE 5.1 T ng quát 5.2 Nhi t đ phân b đ u 5.2.1 Biên đ nhi t đ c u 5.2.2 Nhi t đ l p đ t 5.2.3 Biên đ nhi t đ không khí 5.3 Gradien nhi t 5.4 Co ngót khác 5.5 T bi n 5.6 lún 41 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng 5.1 T ng quát N i l c c u ki n tác d ng c a t bi n co ngót ph i đ c xét đ n Hi u ng c a gradien nhi t c n đ c đ a vào m t cách th a đáng Trong phân tích c ng ph i đ a vào ng l c bi n d ng c a c u ki n ch u l c, chuy n v c a m tác d ng c a t i tr ng chuy n d ch c a g i Hi u ng c a gradien nhi t ! Biên b nung nóng Biên d i ch a k p nóng lên 42 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng 5.2 Nhi t đ phân b đ u 5.2.1 Biên đ nhi t đ c u Nhi t đ cao nh t th p nh t bình quân c a c u ph i l y nh quy đ nh B ng1 tính toán hi u l c l c bi n d ng nhi t ph i l y đ chênh l ch gi a nhi t đ cao nh t th p nh t bình quân c a c u v i nhi t đ thi công đ c gi thi t thi t k Biên đ nhi t cho B ng áp d ng cho sàn c u cao t i 2m v i l p m t dày 100mm đ i v i sàn c u bê tông 40mm đ i v i sàn c u thép Khi dùng sàn c u cao h n ho c chi u dày l p m t khác c n s a l i biên đ nhi t cho phù h p 43 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng B ng 5.2.1-1- Biên đ nhi t đ c u Vùng khí h u K t c u bê M t c u bê tông M t c u thép tông d m ho c d m ho c h p BTCT h p thép B c v đ 16° B ( èo H i Vân)* +5° C đ n +47° C +1° C đ n +55° C -3° C đ n +63° C Nam v đ 16°B ( èo H i Vân) +10° C đ n +47° C +6° C đ n +55° C +2° C đ n +63° C * Ghi chú: i v i đ a m phía b c v đ 16° B đ cao cao h n m t bi n 700m nhi t đ th p nh t b ng ph i tr b t 5° C 44 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng 5.2.2 Nhi t đ l p đ t Nhi t đ l p đ t c u hay b ph n c a c u đ oc l y theo tr s trung bình th c t c a nhi t đ không khí 24 gi tr c ti n hành l p đ t 5.2.3 Biên đ nhi t đ không khí Các biên đ nhi t đ c a c u quy đ nh B ng 5.2.1-1 d a biên đ nhi t đ không khí bóng râm 0° C đ n 45° C phía b c v đ 16° B (đèo H i Vân) + 5° C đ n 45° C phía nam v đ 16° B Khi có s li u v nhi t đ c a đ a m c th , có th dùng đ xác đ nh nhi t đ không khí bóng râm cao nh t th p nh t v i chu k 100 n m nhi t đ c u B ng 5.2.1-1 có th đ c s a l i cho phù h p 45 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng 5.3 Gradien nhi t Các tác đ ng c a gradien nhi t khác k t c u ph n c a c u c n ph i đ c l y t c hai u ki n chênh nhi t d ng (m t nóng h n) chênh nhi t âm (m t l nh h n) Gradien nhi t theo chi u th ng đ ng k t c u nh p bê tông hay thép bê tông liên h p có b n m t c u b ng bê tông có th l y nh Hình Các giá tr T1, T2 T3 Hình đ c cho B ng cho c hai tr ng h p chênh nhi t d ng âm Kích th c ″A″ Hình đ c l y nh sau: • 300 mm cho k t c u nh p BTCT có chi u cao ≥ 400 mm • i v i m t c t BTCT có chi u cao < 400 mm l y nh h n chi u cao th c t 100 mm 46 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH • Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng i v i k t c u nh p thép bê tông liên h p c ly “ t ” ph i l y b ng chi u dày b n m t c u b ng bê tông i v i k t c u ph n g m m t c u b ng thép d m ho c h p thép gradien nhi t ph i đ c xác đ nh b ng m t ph ng pháp đ c th a nh n đ c ch đ u t ch p nh n Gradien nhi t cho B ng dùng cho m t c u có l p ph dày 100 mm Khi dùng chi u dày l p ph khác giá tr c n s a l i cho phù h p Khi ph i tính đ n gradien nhi t ng su t n i bi n d ng c a k t c u c gradien nhi t d ng âm có th đ c xác đ nh theo quy đ nh c a i u 4.6.6 47 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng Gradiend nhi t ph ng th ng đ ng k t c u nh p thép bê tông chi u cao k t c u ph n ch v i k t c u d m thép Gradient nhi t Thông s Gradien nhi t d ng Gradien nhi t âm T1 T2 T3 +23 +6 +3 -7 -1 48 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng 5.4 Co ngót khác n i thích h p, ng bi n co ngót khác gi a bê tông có tu i thành ph n khác nhau, gi a bê tông thép ph i đ c xác đ nh theo quy đ nh c a Ph n 5.5 T bi n ng bi n t bi n c a bê tông ph i phù h p v i quy đ nh c a Ph n Khi xác đ nh ng l c bi n d ng t bi n ph i xét đ n s ph thu c theo th i gian nh ng thay đ i c a ng su t nén 5.6 lún Ph i xét đ n ng l c giá tr c c h n c a đ lún khác gi a cáck t c u ph n d i ph m vi đ n nguyên k t c u ph n d i Tính toán đ lún có th đ c ti n hành theo quy đ nh c a i u 10.7.2.3 [TC] 49 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH Ch ng 04 T i tr ng h s t i tr ng L c ma sát: FR L c ma sát chung g i c u ph i đ c xác đ nh c s c a giá tr c c đ i c a h s ma sát gi a m t tr t Khi thích h p ph i xét đ n tác đ ng c a đ m kh n ng gi m ph m ch t ho c nhi m b n c a m t tr t hay xoay đ i v i h s ma sát 50 ... giá tr danh đ nh Dùng đ ki m tra đ võng, b r ng v t n t k t c u bê tông c t thép bê tông c t thép d ng l c, s ch y d o c a k t c u thép tr t c a liên k t có nguy c tr t tác d ng c a ho t t i xe... t li u Betong c t thép Betong th ng (không c t thép) Cát ch t, phù sa hay đ t sét Cát r i, phù sa, s i L p ph bê tông at-phan t sét m m xây N c S i, cu i, macadam ho c balat Thép Ch ng 04 T i... m ≠ v i c ng h p thép ng xuyên, γp H s t i tr ng L n nh t Nh nh t 1,25 0,90 1,50 0,65 1,50 1,35 0,90 0,90 1,35 1,30 1,35 1,95 1,00 0,90 0,90 0,90 Bài gi ng n t - THI T K C U THÉP - TS LÊ BÁ KHÁNH