Cống vuông 2 H250 được thiết kế dựa vào tiêu chuẩn thiết kế cống hiện hành, xây dựng mô hình tính toán của cống vuông trên nền đất gồm các hệ lò xo, theo nguyên lý Winker để xác định độ cứng của các lò xo( dựa trên hệ số nền), sau đó dùng phần mềm SAP 2000 để tính nội lực của cống vuông, từ đó chọn và bố trí thép cho bản đáy, thành bên và bản nắp.Từ đó tối ưu hóa cấu tạo bằng cách kiểm tra cấu tạo cống vuông theo các trạng thái giới hạn.
CHNG 4: THIT K CHI TIT CNG THOT NC 5.6.Tinh toan cng 2H250 tai Km1+800: 5.6.1 Gii phỏp thit k: - Loi cng: Cng hp bờ tụng ct thộp - Nguyờn lý thit k: Khi thit k cng bờ tụng ct thộp theo trng thỏi gii hn, cn tớnh toỏn theo ba trng thỏi gii hn sau: Trng thỏi gii hn th nht: bo m cụng trỡnh khụng b phỏ hoi vỡ mt cng v n nh iu kin khai thỏc tiờu chun max (2.5.15) : ng sut lm vic ti mt ct tớnh toỏn max : ng sut cho phộp ti mt ct tớnh toỏn Trng thỏi gii hn th hai: bo m cụng trỡnh khụng xut hin bin dng chung quỏ mc iu kin khai thỏc tiờu chun f gh (2.5.16) : chuyn v hay bin dng d ti trng tiờu chun gõy f gh : chuyn v hay bin dng d cho phộp gii hn Trng thỏi gii hn th ba: bo m cụng trỡnh khụng xut hin bin dng cc b khụng cho phộp iu kin khai thỏc tiờu chun aT agh (2.5.17) aT : tr s m rng ng nt ln nht cú th agh : tr s m rng gii hn ca cỏc ng nt riờng r Cng trờn ng l cụng trỡnh nhõn to cú t p bờn trờn, khụng ch chu tỏc dng ca ti trng xe chy m cũn chu tỏc dng ca t p trờn nú Khi chiu cao t p trờn nú ln hn 0.5m, lp t s lm gim yu nh hng ca ti trng xe chy i vi cng, vỡ vy khụng xột n lc xung kớch 5.6.2 Cỏc gi thit tớnh toỏn : - Cng vuụng bờ tụng ct thộp cú kt cu siờu tnh, tớnh toỏn t trờn nn n hi v s dng chng trỡnh tớnh kt cu SAP2000 gii bi toỏn ny - Chiu sõu chụn cng cú nh hng nht nh vi vic tớnh toỏn ngoi lc Khi tớnh toỏn gi thit rng ỏy sụng sui ngang vi ỏy mt ca cng - Thõn cng chu nh hng ca lc dc trc, ng sut tớnh toỏn rt nh ( 0,1% : tho 100 ì 22 D kin dựng ct thộp 18, fa = 2,545 cm2 , n = 11, 20 = 4,40( ) 2,545 Chn n = tinh cho m rụng cua dai ban -Tinh cho toan bụ bờ rụng ban np b=2,5+0,25=2,75m=> Sụ cõn thiờt la :2,75x5=13,75 thanh,Võy chon 16 Vy chn 16 18, cú Fa (1m)= 12,725(cm2)(Tinh cho 2,75 m ban cụng) * Momen dng ln nht : M = 1,564 (T.m) - h0 = 25-3 = 22 (cm) ; A = M Rb ì b ì h02 (2.5.25) -Vi Rb=90(daN/cm2), b=100(cm), Thay vo cụng thc trờn ta c : A= 1,564 x105 = 0,036 90 ì100 ì 222 = 0,5x(1+ (1 ì A) ) = 0,5x(1+ (1 ì 0, 036) ) = 0,99 (2.5.26) Fa = M 1,564 ì105 = =3,59(cm2) Rsc ì ì h0 2000 ì 0,99 ì 22 - Kim tra hm lng ct thộp : à%= (2.5.27) 3,59 ì100 = 0,163% > 0,1% : tho 100 ì 22 D kin dựng ct thộp 10, fa = 0,785 cm2 , n = 3.59 = 4,57( ) 0.785 Chn n = 510 tinh cho m rụng cua dai ban -Tinh cho toan bụ bờ rụng ban np b=2,5+0,25=2,75m=> Sụ cõn thiờt la :2,75x5=13,75 thanh,Võy chon 17 Vy chn 17 10, cú Fa (1m)= 3,925 (cm2)(Tinh cho 2,75 m ban cụng) Ct thộp cu to: Chn 8, a = 23,5 cm m bo iu kin > 10% ct thộp chu lc cho c li trờn v di b) Tớnh cho bn ỏy : * Momen õm ln nht : M = 0,523 (T.m) A= 0,523 ì105 = 0,012< 0,35 90 ì100 ì 222 = 0,5x(1+ (1 ì A) ) = 0,5x(1+ (1 ì 0, 012) ) = 0,99 Fa = M 0,523 ì 105 = = 1,21(cm2) Rsc ì ì h0 2000 ì 0,99 ì 22 - Kim tra hm lng ct thộp : à%= 1, 21 ì100 = 0,055% 100 ì 22 D kin dựng ct thộp 8, fa = 0,503 , s n= 1, 21 = 2,41 (thanh) 0,503 Chn n = tinh cho m rụng cua dai ban -Tinh cho toan bụ bờ rụng ban np b=2,5+0,25=2,75m=> Sụ cõn thiờt la :2,75x5=13,75 thanh,Võy chon 17 Vy chn 17 8, cú Fa (1m)= 2,515 (cm2)(Tinh cho 2,75 m ban cụng) Ct thộp cu to: Chn 8, a = 23,5 cm m bo iu kin > 10% ct thộp chu lc cho c li trờn v di * Momen dng ln nht: M = 1,047 (T.m) 1, 047 ì 105 A= = 0,024< 0,35 90 ì100 ì 222 = 0,5x(1+ (1 ì A) ) = 0,5x(1+ (1 ì 0, 024) ) = 0,987 M 1, 047 ì105 Fa = = = 2,41(cm2) Rsc ì ì h0 2000 ì 0,987 ì 22 - Kim tra hm lng ct thộp : à%= 2, 41 ì100 = 0,11% 100 ì 22 D kin dựng ct thộp 8, fa = 0,503 , s n= 2, 41 = 4,79 (thanh) Chn n = 0,503 Vy chn 58, a = 20cm cú Fa = 2,515 (cm2) Ct thộp cu to: Chn 8, a = 23.5cm m bo iu kin > 10% ct thộp chu lc cho c li trờn v di c Tớnh cho thnh ng : Momen dng ln nht: M = 1,91 (T.m) 1,91x105 A= = 0,044< 0,35 90 ì100 ì 222 = 0,5x(1+ (1 ì A) ) = 0,5x(1+ (1 ì 0, 044) )= 0,978 M 1,91ì 105 Fa = = = 4,44 (cm2) Ra ì ì h0 2000 ì 0,978 ì 22 - Kim tra hm lng ct thộp : à%= 4, 44 ì100 = 0,202% > 0,1% : tho 100 ì 22 D kin dựng ct thộp 10, fa = 0,785 cm2, s 10 n= 4, 44 = 5,66 (thanh) Chn n = 0, 785 khong cỏch gia cỏc ct thộp : a = 100 = 17 (cm) chn 17cm Vy chn 610, a = 17 cm cú Fa = 4,71 (cm2) Ct thộp cu to: Chn 8, a = 23,5 cm m bo iu kin > 10% ct thộp chu lc cho c li trờn v di * Momen õm ln nht : M = 6,47(T.m) A= 6, 47 x105 = 0,149< 0,35 90 ì100 ì 222 = 0,5x(1+ (1 ì A) ) = 0,5x(1+ (1 ì 0,149) )= 0,919 Fa = M 6, 47 ì105 = = 16,00 (cm2) Ra ì ì h0 2000 ì 0,919 ì 22 - Kim tra hm lng ct thộp : à%= 16 ì100 = 0,73% > 0,1% : tho 100 ì 22 D kin dựng ct thộp 18 fa = 2,545cm2, s 18 n= 16 = 6,28(thanh) Chn n = 2,545 khong cỏch gia cỏc ct thộp : a = 100 = 14,28(cm) chn 15cm Vy chn 718, a = 15 cm cú Fa = 17,815 (cm2) Ct thộp cu to: Chn 8, a = 23,5cm m bo iu kin > 10% ct thộp chu lc cho c li trờn v di 5.6.4.5 Kim tra iu kin m bo v cng v kim toỏn nt: a Kim tra v cng : Thnh cng bờ tụng ct thộp cú tit din hỡnh ch nht b trớ hai hng ct thộp, tit din chu nộn phi tho iu kin sau: + iu kin cng nh sau: x M Rb.b.x.(h0- ) + RscFa'(h0-a') = Mgh (2.5.28) + khụng xy phỏ hoi giũn t phớa bờtụng vựng nộn, phi tha iu kin : x= Rsc Fa Rs Fa ' 0,55h0 bRb + cho ng sut ct thộp chu nộn t ti tr s R a phi tha iu kin :x > 2a Tuy nhiờn ti tit din gia nhp thỡ ct thộp vựng chu nộn ta b trớ theo giỏ tr tớnh toỏn ca mụmen ti u ngm nờn chc chn s tha *Kim tra cho tit din bn np: Rsc = Rs = 2000(kg/cm2), Rb = 90 (kg/cm2) Din tớch ct thộp li di: Fa = 12,725(cm2) Din tich ct thộp li trờn: Fa = 3,925(cm2) b = 100cm, h0 = 22 cm, a = a = 3cm - Kim tra cho tit din gia nhp: Ti tit din gia nhp, li trờn l ct thộp chu nộn, li di l ct thộp chu keo: x = 2000 ì 12, 725 = 2,83 cm 0,55h0 = 0,55.22 = 100 ì 90 12,10cm Thay cỏc giỏ tr vo v phi cụng thc (2.5.14) ta c : Mgh = Rb.b.x (h0 - x/2) + Rs.Fa.(h0-a) = (90x100x2,83x(22-2,83/2) + 2000x 12,725x(22-3))x10-5 = 10,08(Tm) Vy M = 4,649 (Tm) < Mgh= 10,08(Tm) - Kim tra cho tit din sỏt thnh ng: ti tit din sỏt thnh ng, li trờn l ct thộp chu kộo, li di l ct thộp chu kộo x= 2000 ì 3,925 =0,87 0,55h0 = 0,55.22 = 12,10cm 100 ì 90 Mgh = Rb.b.x.(h0 - x/2) + Rsc.Fa.(h0-a) = (90x100x0,87x(22-0,87/2) + 2000x3,925x(22-3))x10-5 = 3,68(Tm) Vy M = 3,925 (Tm) < Mgh = 14,56(Tm) Vy bn np cng * Kim tra cho tit din bn ỏy: Rsc = Rs = 2000(kg/cm2), Rb = 90 (kg/cm2) Din tớch ct thộp li di: Fa = 2,41 (cm2) Din tich ct thộp li trờn: Fa = 1,41(cm2) b = 100cm, h0 = 22 cm, a = a = 3cm - Kim tra cho tit din gia nhp: ti tit din gia nhp, li trờn l ct thộp chu kộo, li di l ct thộp chu nộn x= 2000 ì 2, 41 = 0,213 < 0,55h0 = 0,55.22= 12,10cm 100 ì 90 Mgh = Rb.b.x.(h0- x/2) + Rsc.Fa.(h0-a) = (90x100x0,213x(22-0,213/2) + 2000x1,25(22-3))x10-5 = 6,70(Tm) Vy M = 1,047 < Mgh = 6,70 (T.m) - Kim tra cho tit din sỏt vi thnh ng: ti tit din ny, li trờn l ct thộp chu nộn, li di l ct thộp chu kộo.Ta ó tớnh c: x= 2000 ì 1, 21 =2,915 < 0,55h0 = 0,55.22= 12,10cm 100 ì 90 Mgh = Rsc.b.x.(h0- x/2) + Rsc.Fa.(h0-a) = (90x100x2,915x(22-2,915/2) + 2000x12,89(22-3))10-5 = 8,563 (Tm) Vy M = 0,523 (Tm) < Mgh = 8,563 (Tm) Vy bn ỏy cng * Kim tra cho tit din thnh bờn: Din tớch ct thộp li trỏi: Fa = 17,815cm2 Din tớch ct thộp li phi: Fa = 4,71cm2 h0 = 25 - = 22cm - Kim tra cho tit din sỏt vi bn ỏy ca thnh ng bờn trỏi: ti tit din ny, li trỏi l ct thộp chu kộo, li phi l ct thộp chu nộn x= 2000 ì 17,815 = 3,96 0,55h0 = 0,55.22= 12,10cm 100 ì 90 Mgh = Rb.b.x.(h0-x/2) + Rsc.Fa.(h0-a) = (90x100x3,96x(22-3,96/2) + 2000x17,815x(22-3))10-5 = 13,90(Tm) Vy M = 6,47 (Tm) < Mgh = 13,90(Tm) - Kim tra cho tit din sỏt bn np ca thnh ng bờn phi: ti tit din ny li phi l ct thộp chu kộo, li trỏi l ct thộp chu nộn x= 2000 ì 4, 71 = 0,987 0,55h0 = 0,55.22= 12,10cm 100 ì 90 Mgh = Rb.b.x.(h0-x/2) + Rsc.Fa.(h0-a) = (90x100x0,987x(22-0,987/2) + 2000x4,44 x(22-3))10-5 = 3,60 (Tm) Vy M =1,91 < Mgh = 3,60Tm Vy thnh ng bờn cng * Kim tra iu kin hn ch v lc ct Q < k0.Rb.b.h0 (2.5.29) + k0: H s k n mỏc bờtụng, i vi mỏc bờ tụng M40 tr xung k0= 0,35 + Rn=90 (daN/cm2); b=100cm; - Tớnh cho bn np v bn ỏy: h0 = 22cm Ta cú : k0.Rbb.h0.= 0,35.90.100.22 = 69300 (kG) Qmax= 10,46 T =10460 kG < 69300 kG : tho iu kin - Tớnh cho thnh ng: h0 = 22cm Ta cú : k0.Rbb.h0.= 0,35.90.100.22 = 69300 (kG) Qmax= 15,73 T = 15730(kG) < 69300 (kG) : tho iu kin Kt lun : iu kin chu ct tha ti mi tit din b.Kim tra iu kin nt : * m rng ln nht ca ng nt a n (cm) vi ct thộp cú g c xỏc nh theo cụng thc : an