4 mo

T Trờn ng ĐH Gia ao Thông Vận Tải p phơng án Kỹ THU UậT khoa k công trình t Ch hơng g VII Tính T t toán mố m cầ ầu I.G Giới thiệ ệu chung g: Mố sử dụng mố chữ U BTCT - Toàn cầầu có mố M1, M2 - Tên mố tính toán M1 - Quy trrình tính toáán : Theo tiêêu chuẩn 222 TCN-272 - 05 Kích th ớc b mố: II.K Tạ Công Luânn Lớp Cầu Đờng Đ Anh B44 B T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Kích thớc mố (m) Thành phần Ký Giá trị hiệu (m) Thành phần Ký Giá trị hiệu (m) Chiều cao tờng thân h 3.50 K/c từ tờng thân đến mép móng b1 1.00 Bề rộng móng b 7.50 K/c từ tờng thân đến mép b2 3.50 Chiều dày tờng a 2.30 K/c từ tờng cánh đến mép b3 3.00 Chiều cao bệ d 2.00 K/c từ tờng cánh đến mép b4 2.20 Phần vát bệ f 0.00 Chiều cao d1 3.30 Chiều rộng đặt gối n 1.80 Chiều cao d2 0.00 Chiều cao tờng đỉnh i 2.80 Chiều cao d3 3.00 Chiều dày tờng đỉnh t 0.50 Chiều cao d4 1.80 Chiều dài tờng cánh w 5.70 Chiều cao d5 2.20 Khoảng cách đến tim gối g 0.9 H 6.30 Chiều dày tờng cánh u 0.50 Chiều cao mố III tải trọng tác dụng lên mố: Các tải trọng tác dụng lên mố: Mố mực nớc thông thuyền hầu nh không ngập nớc nên không tính tải trọng va xô tàu bè không tính áp lực nớc Đât dắp sau mố sử dụng đất tốt đầm chặt có = 1.8 T/m3 ; = 350 Nên tải trọng tác dụng lên mố gồm: Tạ Công Luân Trọng lợng thân mố Phản lực thẳng đứng trọng lợng kết cấu nhịp Phản lực thẳng đứng hoạt tải kết cấu nhịp Lực hãm dọc cầu Ma sát gối cầu áp lực dất sau mố Phản lực truyền xuống từ độ Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Các mặt cắt cần kiểm toán với mố: - Mặt cắt I-I : Mặt cắt bệ móng mố - Mặt cắt II-II : Mặt cắt chân tờng thân Mặt cắt III-III : Mặt cắt chân tờng đỉnh Mắt cắt IV-IV : Mặt cắt chân cánh III III II II I I IV IV Tải trọng kết cấu nhịp truyền xuống : Đờng ảnh hởng phản lực gối vị trí mố Sơ đồ xếp hoạt tải xe trục + tải trọng Sơ đồ xếp hoạt tải ngời Phản lực gối tĩnh tải Tạ Công Luân Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình thân Phản lực gối tĩnh tải phần Phản lực gối hoạt tải ngời Phản lực gối hoạt tải xe trục + tải trọng Kết qủa phản lực gối đợc tổng hợp bảng sau: DC 4250.435 (KN) Tĩnh tải giai đoạn I Tĩnh tải giai đoạn II DW 465.555 (KN) Tải trọng ngời PL 388.776 (KN) Hoạt tảI HL93 LL 1361.148 (KN) Tạ Công Luân Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Lực hm xe BR Theo điều 3.6.4, quy trình 22 TCN 272 - 01: Lấy 25% trọng lợng trục xe tải thiết kế tất xe chạy, hớng Lực hãm xe nằm ngang theo phơng dọc cầu, cách mặt cầu:1.8m ta đặt gối di động vị trí mố nên tải trọng ngang mố tác dụng ta lấy băng 50% tải trọng lực hãm xe gây Số xe Hệ số triết giảm 1.0 Vậy giá trị lực hãm : BR = 50x25x2x1.0x(145x2+35)x10-4 = 103.59 (KN) Khoảng cách từ điểm đặt lực đến cao độ đặt gối : e = 4.6 m Lực tác dụng cao độ gối : M = e.BR = 103.59x4.6 = 476.51 (KN.m) Lực ma sát FR Theo điều 3.13, quy trình 22 TCN 272 - 05: Lực ma sát chung gối cầu phải đợc xác định sở giá trị cực đại hệ số ma sát mặt trợt FR đợc xác định nh sau: FR = fmax.N (KN) Trong : fmax- Là hệ số ma sát bê tông gối cầu (di động ) fmax =0.30 N- Phản lực gối tĩnh tải hoạt tải (không kể xung kích ) gây N= 6465.914 (KN) FR= 0.3* 6465.914= 1939.774 (KN) Lực ly tâm : Cầu thẳng nên lực ly tâm lấy Tải trọng gió : 7.1 Tải trọng gió tác dụng lên công trình: Tốc độ gió thiết kế ( Theo bảng 3.8.1.1-1) v= 38 (m/s) Tốc độ xét thêm : v = 25 (m/s) Tốc độ gió giật giây với chu kỳ xuất 100 năm thích hợp với vùng tính gió vị trí cầu nghiên cứu Vùng gió : VB = 38 (m/s) Hệ số điều chỉnh khu đất chịu gió độ cao mặt cầu ( Chỉ lấy giá trị khu vực lộ thiên hay mặt nớc thoáng) S= Bảng tải trọng gió ngang WS xét mặt cắt A-A ( Mặt cắt đáy bệ móng) Tạ Công Luân Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Nội lực trọng lợng thân mố : - Tĩnh tải tiêu chuẩn gây trọng lợng thân mố đợc tính nh sau: P= V* Trong : V- Thể tích phận - Trọng lợng riêng bê tông cốt thép , = 2.5 (T/m3) Tĩnh tải thân mố : Ta chia mố phần nhỏ tính khối lợng phần có kết nh sau: TT Bộ phận Bệ mố Tờng thân Tờng đỉnh Mấu đỡ ộ Tờng cánh Đá kê gối Tờng tai Tổng cộng V (m3) 202.5 100.75 22.09 N (KN) 6296.875 2518.75 552.25 1.05 31.5 0.95 0.34 26.25 787.5 23.75 8.5 10213.88 Các lực tác dụng lên mố trọng lợng thân sinh mômen, lực dọc , lực cắt tiết diện tính toán Mômen tiết diện cần tính toán: M = N*e Trong : N- Các lực gây mômen tiết diện tính toán e- Độ lệch tâm điểm đặt lực so với trục trung hoà mặt cắt cần tính toán Mômen mang dấu (-) hớng phía đờng,dấu (+) hớng phía sông Tạ Công Luân Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Bảng tính nội lực tiêu chuẩn thân tính với mặt cắt chân tờng đỉnh A L N x e M Thành phần (m ) (m) (kN) (m) (m) (kN.m) E 1.40 11.80 413.00 3.05 -0.7 -392.35 2/3H 2.45 1.00 61.29 4.80 -1.05 -113.38 2/3J 4.75 1.00 118.83 7.40 -3.65 -459.89 Tổng 593.12 -965.61 Bảng tính nội lực tiêu chuẩn thân tính với mặt cắt đỉnh bệ móng (II-II): A L N x e M Thành phần (m2) (m) (kN) (m) (m) (kN.m) B D E F G H J Tổng 6.72 1.40 3.67 4.29 7.13 - 12.00 12.0 12.00 1.000 1.000 1.000 1.000 - 1982.2 413.0 91.75 105 175 3917.01 2.550 3.700 3.05 4.360 3.700 4.80 7.40 - -0.150 -1.200 -0.7 -1.860 -1.200 -1.05 -3.65 - -298 -393 -171 -195 -677 -1734 Trong đó: A : diện tích thành phần (m2) L : Chiều dài mặt cắt tính toán thành phần (m) P : Lực thẳng đứng (KN) Tạ Công Luân Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình x : Khoảng cách từ mép trớc mố đến trọng tâm thành phần (m) e - Độ lệch tâm thành phần so với trọng tâm mặt cắt đáy móng(m) M : Mômen thành phần so với trọng tâm đáy móng (KN.m) Bảng tính nội lực thân mố tính với mặt cắt đáy bệ móng mố (I-I) A L N X e M Thành phần (m ) (m) (kN) (m) (m) (kN.m) A 3.00 12.00 885 0.818 1.682 1488.57 B* 4.20 12.00 1239 2.650 -0.150 -185.85 C 2.44 12.00 719.8 4.336 -1.836 -1321.6 B 6.72 12.00 1982.4 2.650 -0.150 -297.36 D 12.00 3.700 -1.200 E 1.40 12.00 413 3.450 -0.950 -392.35 F 3.67 1.000 91.75 4.360 -1.860 -170.66 G 1.000 3.700 -1.200 H 4.29 1.000 107.25 4.350 -1.850 -198.41 J 7.13 1.000 178.25 6.370 -3.870 -689.83 Tổng 10213.8 -0.294 -1767.4 áp lực đất sau mố hoạt tảI: Tạ Công Luân Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình áp lực chủ động tác dụng lên lng mố: Hệ số áp lực chủ động: KA = sin ( + ' ) sin sin( ) (3.11.5.3-1) Trong đó: sin( '+ ) sin( ' ) = + sin( + ) + sin( + ) (3.11.5.3-2) - góc ma sát đất đắp tờng, =300 - góc đất đắp với phơng nằm ngang , = 00 - góc đất đắp sau tờng so với phơng thẳng đứng , =900 : góc nội ma sát có hiệu, = 300 ặKA = 0.39 áp lực chủ động tác dụng lên mố đến mặt cắt đáy móng: P = KAS H2 B /2 = 0,39.18,5.8,32.13,5/2= 3157.22 KN Vị trí trọng tâm e=8.3/3= 2.76 m M = P*e = 3157.22*2.76 = 8177.2 (KN.m) áp lực chủ động tác dụng lên mố đến mặt cắt đỉnh móng: P = KAS H2 B/2 = 0,39.18,5.6,32.13,5/2= 1452.2 (KN) Vị trí trọng tâm e=6,3/3= 2,1 m M = P*e = 1452.2*2.1 = 2550.02 (KN.m) áp lực chủ động tác dụng lên mố đến mặt cắt chân tờng đỉnh: P = KA.S H2 B/2 = 424.8 KN Vị trí trọng tâm e=2,8/3=0,93 (m) M = P*e = 424.8*0.93 = 403.4 (KN.m) 10 áp lực đất sau mố có hoạt tải chất thêm (LS): Theo quy định 3.11.6.2 hoạt tải chất thêm phải đợc xét đến tải trọng xe tác dụng lên phần đất đắp phạm vi đoạn chiều cao tờng phía sau mặt tờng Sự tăng hoạt tải đợc tính theo : A = KAS heq Pa=A.H.B (KN) Trong : heq : chiều cao đất tơng đơng với tải xe thiết kế,mm Ta đợc kết nh sau: Tạ Công Luân Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Tiết diện Mặt cắt đáy móng Mặt cắt đỉnh móng Mặt cắt đáy tờng đỉnh H m 8.30 6.30 2.80 Pa KN 183.68 165.87 108 M KN.m 812.26 564.06 119.3 III.Tổ hợp tải trọng: Để xác định giá trị nội lực bất lợi nhất, ta cần xét tất tổ hợp tải trọng bất lợi xảy Theo quy trình, ta có tổ hợp tải trọng sau: 1.Bảng tổ hợp tải trọng tác dụng lên mố mặt cắt đáy bệ: Lực tiêu chuẩn Lực tính toán Hệ số Tổ hợp cờng độ I tải Đứng Ngang Mômen Đứng Ngang Mômen trọng (KN) (KN) (KN.m) (KN) (KN) (KN.m) Tĩnh tải thân đất 1.25 10214 -1767.4 12767.3 -2209.25 đắp mố (DC) Tĩnh tải kết cấu nhịp 1.25 3560.6 4450.73 0 phần1(DC) 585.8 1.5 878.76 0 Tĩnh tải KCN phần 2(DW) 3157 4735 1.5 8177.2 12265.8 áp lực đất(EH) 83 183.6 321.4 1421.45 1.75 812.26 Hoạt tải chất thêm (LS) 2987 5227.3 1.75 0 Hoạt tải HL93+Làn(LL) 280.6 491.13 1.75 0 Hoạt tải ngời(PL) 103.5 181.2 1.75 1085.6 1899.8 Lực hãm xe (BR) 83 1762 3444 23815 5238 13377.8 8307.7 Tổng cộng 55 Tạ Công Luân 10 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Lực tính toán Hệ Lực tiêu chuẩn số Ngan Môme Ngan Môme Đứng Đứng Tổ hợp cờng độ II tải g n g n trọn (KN.m (KN.m (KN) (KN) (KN) (KN) g ) ) Tĩnh tải thân đất đắp mố 3917.0 4896.2 1.25 -1734 (DC) 2167.5 3560.5 4450.7 1.25 0 Tĩnh tải kết cấu nhịp phần1(DC) Tĩnh tải KCN phần 2(DW) 1.5 585.84 878.76 0 1452 2178 3825.1 1.5 2550.1 áp lực đất(EH) 8063.4 1452 10225 2178 1657.6 816.1 Tổng cộng Lực tiêu chuẩn Lực tính toán Hệ Ngan Môme Môme số Tổ hợp cờng độ III n Đứng Ngang n tải Đứng g (KN.m (KN.m trọn ) (KN) (KN) ) g (KN) (KN) Tĩnh tải thân đất đắp mố 3917 4896 (DC) 1.25 -1734 -2167 3560 4450 Tĩnh tải kết cấu nhịp phần1(DC) 1.25 0.0 585.8 878.7 Tĩnh tải KCN phần 2(DW) 1.5 0.0 1452 áp lực đất(EH) 1.5 2550.1 2178.3 3825 165.8 223.92 Hoạt tải chất thêm (LS) 1.35 564.06 761.5 2987 4032 Hoạt tải HL93+Làn(LL) 1.35 0.0 280.6 378.8 Hoạt tải ngời(PL) 1.35 0.0 103.5 139.84 Lực hãm xe (BR) 1.35 826.65 1116 11331 1721 2542.0 Tổng cộng 2206.8 14637 3535 Tạ Công Luân 14 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Lực tiêu chuẩn Lực tính toán Hệ Ngan Môme Ngan Môme số Đứng Đứng g n g n Tổ hợp Đặc biệt tải trọn (KN.m (KN.m (KN) (KN) (KN) (KN) g ) ) Tĩnh tải thân đất đắp mố 3917.0 4896.2 1.25 -1734 (DC) 2167.5 4450.7 1.25 3560.6 0.0 Tĩnh tải kết cấu nhịp phần1(DC) Tĩnh tải KCN phần 2(DW) 1.5 585.84 878.76 0.0 1452 2178 1.5 2550.1 3825.2 áp lực đất(EH) 165.8 82.93 0.5 564.06 282.0 Hoạt tải chất thêm (LS) 1493.5 0.5 2987.1 0.0 Hoạt tải HL93+Làn(LL) 140.32 0.5 280.65 0.0 Hoạt tải ngời(PL) 103.5 51.79 0.5 826.65 413.3 Lực hãm xe (BR) 11331 1721 2206.8 11859 2353.0 2313 Tổng cộng Tạ Công Luân 15 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Lực tiêu chuẩn Lực tính toán Hệ Ngan Môme số Ngan Môme Đứng Đứng Tổ hợp giai đoạn sử dụng g n g n tải trọn (KN.m (KN.m (KN) (KN) (KN) (KN) g ) ) Tĩnh tải thân đất đắp mố 3917.0 3917.0 -1734 -1734 (DC) 1 Tĩnh tải kết cấu nhịp phần1(DC) 3560.6 3560.6 0 Tĩnh tải KCN phần 2(DW) 585.84 585.84 0 1452 1452 2550.1 2550.1 áp lực đất(EH) 2 165.8 165.8 546.06 546.06 Hoạt tải chất thêm (LS) 7 Hoạt tải HL93+Làn(LL) 2987.1 2987.1 0 Hoạt tải ngời(PL) 280.65 280.65 0 103.5 103.5 826.65 826.65 Lực hãm xe (BR) 9 11331 1721 2188.8 11331 1721 2188.8 Tổng cộng 7 Lực tiêu chuẩn Tổng hợp Đứng Ngang Mômen (KN) (KN) (KN.m) Cờng độ I 15331.14 1721.66 2206.77 Cờng độ II 8063.43 1452.20 816.10 Cờng độ III 11331.20 1721.66 2206.81 Đặc biệt 11331.20 1721.66 2206.81 Sử dụng 11331.20 1721.66 2188.81 Tạ Công Luân 16 Lực tính toán Đứng Ngang Mômen (KN) (KN) (KN.m) 21421.0 2649.86 4091.33 10225.75 2178.30 1657.65 14637.24 2542.07 3535.11 11859.65 2313.03 2353.01 11331.20 1721.66 2188.81 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Bảng tổ hợp tải trọng tác dụng mặt cắt chân tờng đỉnh: Lực tiêu chuẩn Lực tính toán Hệ số Đứng Ngang Mômen Đứng Ngang Mômen Tổ hợp cờng độ I tải trọng (KN) (KN) (KN.m) (KN) (KN) (KN.m) Tĩnh tải thân (DC) 1.25 593.12 -150 741.4 -187.5 1.5 424.8 2250.06 637.2 3375.09 áp lực đất(EH) Hoạt tải chất thêm (LS) 1.75 108 119.3 189 208.775 Tổng cộng 593.12 532.8 2219.36741.4 826.2 3396.365 IV Kiểm toán mặt cắt kiểm toán mặt cắt chân tờng đỉnh: - Chiều rộng mặt cắt 12.0 m - Chiều cao mặt cắt 0.5 m - Cờng độ chịu nén bê tông fc= 30MPa Tổ hợp dùng để kiểm toán: Cờng độ l 1.1 Kiểm tra cấu kiện chịu uốn theo hai phơng: - Trị số tải trọng trục tính toán: Kiểm tra 0,1 fc Ag > N ( = 0.75) Trong đó: : Cờng độ quy định bê tông, tuỏi 28 ngày fc Ag ; Diện tích mặt cắt nguyên, Ag = 12.0,5= m Trị số : 0,1..fc.Ag = 16875 (KN) Vậy lực dọc trục tính toán N = 741,4 < 0,1 fc Ag = 16875(KN), tiến hành kiểm toán theo: M ux M uy + M rx M ry - Tính Mrx Sức kháng uốn tính toán theo trục x (N.mm) Tạ Công Luân 17 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình a Mrx = j As fy ds As :Hệ số sức kháng, với cấu kiện chịu uốn = 0.90 : Diện tích thép Phơng dọc = 60 - 16 As= 30402 mm2 Phơng ngang = - 14 As= 1589 mm2 : Cờng độ thép fy= 420 MPa fy : Chiều dày lớp phủ bê tông dc phơng dọc (tim dọc cầu) dc = 50.0 mm Phơng ngang(tim ngang cầu) 50.0 mm : khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt ds thép chịu kéo không DƯL phơng dọc ds = 1550 mm Phơng ngang = 11300 mm d : Chiều cao có hiệu mặt cắt Phơng dọc d= 2000 mm Phơng ngang d= 11800 mm a = c1:Chiều dày khối ứng suất tơng đơng : Hệ số chuyển đổi biến đồ ứng suất 1= 0.85 Phơng dọc a= 66,8 mm Phơng ngang a= 21,7 mm Trị số sức kháng danh định tính toán: Phơng dọc Phơng ngang Mrx= 5346.2 KNm Mry= 15945.1 KNm - Tính Mux Mô men tính toán theo trục x 0.0 kNm -Tính Muy Mô men tính toán theo trục y 6711.38 KNm - Đối với kết cấu chịu nén dọc trục, lực nén dọc tác dụng lệch tâm, biến dạng tải trọng làm tăng độ lệch tâm lực dọc so với trọng tâm kết cấu gây hiệu Tạ Công Luân 18 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình ứng độ mảnh Vì Vậy tính kết cấu chịu nén dọc cần phải xác định tỷ số độ mảnh K.Lu/r rx = Trong : r lx =1.4m A : Bán kính quán tính, (r = 2.60m) ry = ly = 0.57m A A 23.6 m2 lx 273.84 m4 ly 7.87 m4 k : Hệ số chiều dài hữu hiệu k 2.00 Lu : Chiều dài chịu nén Lu 2.975 m Tỷ số độ mảnh theo phơng ngang K.Lu/rx = 5.95 < 22 Bỏ qua hiệu ứng độ mảnh (theo Điều 5.7.4.3) Tỷ số độ mảnh theo phơng dọc K.Lu/rx = 4.25 Không phải xét đến hiệu ứng độ mảnh (theo Điều 5.7.4.3) A l : Diện tích mặt cắt ngang : Mô men quán tính Kiểm toán: Nh kết kiểm toán nh sau: M ux M uy 6711 38 + + => Đạt M rx M ry M rx 15945 1.2 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt v = 0.90 - Hệ số sức kháng - Diện tích cốt thép ngang: = 20 12 Av = 2534 mm2 - Cự ly cốt thép ngang: S = 180 mm - Hệ số biểu thị khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo, quy định Điều 5.8.3.4 =2 - Sức kháng cắt Vn,, phải đợc xác định trị số nhỏ : = 78047KN Vn1 =0.25fcbvdv Vn2 = Vc + Vs - Góc nghiêng ứng suất nén chéo, = 45 độ Điều 5.8.3.4 - Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo Vc = 10365 kN bê tông, Điều 5.8.3.3 Tạ Công Luân 19 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình - Sức kháng cắt khối thép chịu cắt, Điều 5.8.3.3 Vs = 1847 kN = 12212 kN Vn = min(Vn1; Vn2) Sức kháng cắt danh định: Vr = 10991 Lực tính toán : Vu = 3735 kN - Kiểm tra: Vu < Vr = 10991 kN kN Đạt 1.3 Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng: - ứng suất cốt thép chịu kéo trạng thái giới hạn sử dụng không vợt 0.6fy (Điều 5.7.3.4) fs fsa = Z/(dc.A)1/3 fs 0.6fy ứng suất cốt thép chịu kéo trọng tải sử dụng là: fs = Ms/( as.j.d) Ta có: Tỷ lệ mô đun: n = 6.79 Hàm lợng cốt thép r = 0.00243 ^ Thông số tính toán k = - r.n + sqrt((r.n) + 2.r.n) = 0.17 Thống số tính toán j = 1-k/3 = 0.94 = 180.23 MPa fs = Ms/( As.j.d) = 252 (Mpa) 0.6fy = 300 (MPa) fsa = 180 (MPa) Đạt - Kiểm tra: 0.6fy = 252 fs fsa = 330 fs = 180 (MPa) Đạt Kiểm toán mặt cắt tờng đỉnh: Bảng tổng hợp tải trọng xét tới mặt cắt tờng đĩnh Lực tiêu chuẩn Lực tính toán Tổ hợp cờng độ I Hệ số Đứng Ngang Mômen Đứng Ngang Mômen Tải trọng (KN) (KN) (KN.m) (KN) (KN) (KN.m) Tĩnh tải thân ( DC) 1.25 593 -966 741.25 -1207.5 áp lực đất(EH) Hoạt tải chất thêm (LS) Tổng cộng Tạ Công Luân 1.5 1.75 593 20 369 294 663 344.4 553.5 516.6 411.6 514.5 720.3 -210 741.25 1068 29.4 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Số liệu ban đầu - Chiều rộng mặt cắt - Chiều cao mặt cắt - Chiều cao có hiệu mặt cắt - Chiều dày lớp phủ bê tông b,bw h d dc 12000 500 500 50 mm mm mm mm h b fs fsa = Z/(dc.A)1/3 fs 0.6fy - ứng suất cốt thép chịu kéo tải trọng sử dụng là: fs = Ms/( as.j.d) Ta có: Tỷ lệ mô đun: n Hàm lợng cốt thép r ^ Thông số tính toán k = - r.n + sqrt((r.n) + 2.r.n) = 0.17 Thống số tính toán j = 1-k/3 = 6.79 0.00243 0.94 2.1 Kiểm tra cấu kiện chịu uốn theo phơng: 0.9 As 24115 mm2 - Hàm lợng thép 0.40 % - Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất - Chiều dày khôí ứng suất tơng đơng a 0.85 26 mm = 1894 kNm = = 29.4 1894 kNm Đạt - Hệ số sức kháng - Diện tích thép 120 - 16 a Sức kháng uốn Mr= j As fy ds Mô men tính toán ngoại lực Mu - Kiểm tra Mu < Mr = 0.03fc/fy = 0.18% 0.42 > c/de = 0.09 Đạt - Kiểm tra lợng cốt thép tối thiểu - Kiểm tra lợng cốt thép tối đa Đạt 2.2 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt: Tạ Công Luân 21 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình v= - Hệ số sức kháng - Diện tích cốt thép ngang: = 12 - Cự ly cốt thép ngang: - Hệ số biểu thị khả bê tông bị nứt định Điều 5.8.3.4 0.9 Av= 285.32 mm2 S = 200 mm chéo truyền lực kéo, quy = - Góc nghiêng ứng suất nén chéo, = 45 độ Điều 5.8.3.4 - Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông, Điều 5.8.3.3 1550.74 kN Vc= - Sức kháng cắt khối thép chịu cắt, Điều 5.8.3.3 409.83 kN Vs= 19237.5 kN Vn1 = 0.25fc bvdv= = 1960.57 kN Vn2 = Vc + Vs 1960.57 kN Sức kháng cắt danh định Vn = .Vn= 1764.5 1068 kN Lực tính toán Vu= kN Đạt - Kiểm tra: Vu < Vr = 2467.41 - Kiểm tra cự ly tối đa cốt thép ngang mm Đạt S < Smax = 171 2.3 Kiểm tra nứt: Tổ hợp dùng để kiểm toán: Sử dụng ứng suất cốt thép chịu kéo tạng thái giới hạn sử dụng , không đợc vợt 0.6fy, Điều 5.7.3.4 - ứng suất cốt thép chịu kéo tải trọng sử dụng là: fs fsa = Z/(dc.A)1/3 fs 0.6fy z= 30000N/mm ứng suất cốt thép chịu kéo trọng tải sử dụng là: fs = Ms/( as.j.d) Ta có: Mô men trang thái GHSD ( Bằng giá trị tiêu chuẩn bảng trên) Tỷ lệ mô đun: Ms= 210KN.m n= 6.79 Hàm lợng cốt thép = 0.0039 ^ Thông số tính toán k = - r.n + sqrt((r.n) + 2.r.n) =0.20 Thống số tính toán j = 1-k/3 = 0.93 Tạ Công Luân 22 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Suy ra: - Kiểm tra: fs = Ms/( As.j.d) 0.6fy fsa 0.6fy = 252 fs fsa = 330 fs = 110 = 252 = 330 = 109.95 =109.95 (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) Đạt (MPa) Đạt Kiểm toán mặt cắt tờng cánh: Bảng tổng hợp nội lực: Lực tiêu chuẩn Hệ số Tải trọng Đứng Ngang Mômen (KN) (KN) (KN.m) Tĩnh tải thân (DC) 1.25 118.8 -459.89 áp lực đất(EH) 1.50 173.81 162.22 Hoạt tải chất thêm 1.75 63.83 59.57 (LS) Tổng cộng 118.8 237.64 -238.09 Số liệu ban đầu - Chiều rộng mặt cắt - Chiều cao mặt cắt - Chiều cao có hiệu mặt cắt - Chiều dày lớp phủ bê tông Lực tính toán Tổ hợp cờng độ I Đứng Ngang Mômen (KN) (KN) (KN.m) 148.54 0.00 -574.86 0.00 260.72 243.33 0.00 111.70 104.26 148.54 372.42 -227.27 b= B4= h= dv dc 3100 500 500 50 mm mm mm mm fs fsa = Z/(dc.A)1/3 fs 0.6fy - ứng suất cốt thép chịu kéo tải trọng sử dụng là: fs = Ms/( As.j.d) Ta có: Mô men trang thái GHSD ( Bằng giá trị tiêu chuẩn bảng trên) Tỷ lệ mô đun: Ms= 238100Nmm n 6.79 Hàm lợng cốt thép Bán kính quay mặt cắt nguyên r ^ Thông số tính toán k = - r.n + sqrt((r.n) + 2.r.n) = 0.17 Thống số tính toán j = 1-k/3 = = As = 15*20 *3.14/4 Tạ Công Luân 23 0.3 0.98 0.94 4710mm2 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình 3.1 Kiểm tra cấu kiện chịu uốn theo phơng: 0.9 As 4710 mm2 - Hàm lợng thép 0.3 % - Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất - Chiều dày khối ứng suất tơng đơng a 0.85 26 mm = 812.2 kNm = = 222.27 812.2 kNm Đạt - Hệ số sức kháng 15 - 20 - Diện tích thép a Sức kháng uốn Mr= j As fy ds Mô men tính toán ngoại lực Mu - Kiểm tra Mu < Mr - Kiểm tra lợng cốt thép tối thiểu - Kiểm tra lợng cốt thép tối đa = 0.03fc/fy = 0.18% 0.42 > c/de = 0.09 Đạt Đạt 3.2 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt: v= - Hệ số sức kháng 0.9 - Diện tích cốt thép ngang: = 12 Av= 142.66 mm2 - Cự ly cốt thép ngang: S = 300 mm - Hệ số biểu thị khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo, quy định Điều 5.8.3.4 = - Góc nghiêng ứng suất nén chéo, = 45 độ Điều 5.8.3.4 - Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông, Điều 5.8.3.3 1350.74 kN Vc= - Sức kháng cắt khối thép chịu cắt, Điều 5.8.3.3 490.21 kN Vs= 11625 kN Vn1 = 0.25fc bvdv= = 1840.95 kN Vn2 = Vc + Vs 1840.95 kN Sức kháng cắt danh định Vn = Lực tính toán - Kiểm tra: Vu < Vr = 1657 3.3 Kiểm tra nứt: Tổ hợp dùng để kiểm toán: Tạ Công Luân .Vn= Vu= kN 1657 372.42 Đạt KN kN Sử dụng 24 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình ứng suất cốt thép chịu kéo tạng thái giới hạn sử dụng , không đợc vợt 0.6fy, Điều 5.7.3.4 - ứng suất cốt thép chịu kéo tải trọng sử dụng là: fs fsa = Z/(dc.A)1/3 fs 0.6fy z= 30000N/mm ứng suất cốt thép chịu kéo trọng tải sử dụng là: fs = Ms/( as.j.d) Ta có: Tỷ lệ mô đun: Hàm lợng cốt thép Thông số tính toán k = - r.n + sqrt((r.n)^2 + 2.r.n) Thống số tính toán j = 1-k/3 Suy ra: fs = Ms/( As.j.d) 0.6fy fsa - Kiểm tra: n= = = = = = = 0.6fy = 252 fs = 109.95(MPa) fsa = 330 fs= 109.95(MPa) 6.79 0.0030 0.17 0.94 110 252 330 (MPa) (MPa) (MPa) Đạt Đạt v Tính toán số lợng cọc móng mố 1.Các số liệu ban đầu tính sức chịu tải đơn cọc: Các số liệu thiết kế: Đờng kính cọc Chiều dài cọc Tiết diện thân cọc Chu vi mc ngang cọc Max bê tông cọc Trọng lợng riêng bê tông Cờng độ tính toán bê tông cọc Sức kháng mũi cọc Hệ sô triết giảm Tạ Công Luân 25 d L AP P M f'c qP a 1.5 30 0.77 4.71 30 m m m2 m Mpa 25 30 100 0,6 KN/m3 Mpa KN/m2 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu: ápdụng công thức: QT= 0,3.fC.AP Khi cọc chịu tải theo nhóm sức chịu tải cọc phải nhân thêm hệ số triết giảm 0,7 Tên gọi đại lợng Mác bê tông chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Đờng kính cọc thiết kế Đờng kính cốt thép Số thép thiết kế Diện tích phần bê tông Diện tích phần cốt thép Hệ số uốn dọc Cờng độ chịu nén bê tông Cờng độ chịu kéo thép Sức chịu tải cọc theo vật liệu Kí hiệu Giá trị Đơn vị M300 AIII D 1.5 m d 28 nthanh 24 Ac 0.785 m2 As 0.015 m2 0.9 fc' 3000 kN/m2 fy 240000 kN/m2 24290 Qvl kN Vậy QT= 24290KN Xác định sức chịu tải cọc theo đất nền: Sức chịu tải cọc theo đất gồm có thành phần nh sau: + Qs: sức kháng thân cọc, sức kháng đợc xác định theo công thức QS= P.qS.fS.li + QP: Sức kháng mũi cọc sức kháng đợc xác định theo công thức QP= qP.AP + qS: Sức kháng đơn vị thân cọc đợc xác định nh sau: Đối với đất không dính: Theo bảng 10.8.3.4.2-1 tiêu chuẩn AASHTO 98 (phơng pháp Meyerhof) qs= 0,00096.N, Trong N số SPT : qs= .Su , với Su cờng độ kháng cắt Đối với đất dính không thoát nớc số dính bám ( =0,65) Để thuận tiện tính toán ta lập thành bảng sau: D Loại đất (m) Sức kháng thân cọc Đá cát sỏi 1.5 Sét hữu 1.5 Sét lẫn hữu 1.5 Sét pha 1.5 Tạ Công Luân Li (m) As (m2) Su (KN/m2) a qs (KN/m2) Qs (KN) qs 13.4 2.26 10.32 53.72 10.65 48.63 18.85 68.0 62.5 81.3 128.6 0.55 0.55 0.5 0.63 37.4 34.4 40.6 81.0 2007.9 366.0 1976.5 1526.9 0.65 0.55 0.45 0.45 26 Lớp Cầu Đờng Anh B44 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Vậy sức kháng thân cọc: Qthân = 4152,63 KN Loại đất Cát hạt thô Ap (m2) 1.767 D(m) 1.5 Sức kháng mũi cọc N 35 qp (KN/m2) Qp (KN) 2240 395.84 2573.0 Qmui Sức chịu tải cọc theo đất Qr 6725.6 Sức chịu tải cọc theo vật liệu Qvl 19537 Qcoc L coc 6725.6 30 Sức chịu tải tính toán cọc Tổng chiều dài cọc Nh Sức chịu tải đơn cọc theo đất nền:( 10.7.3.2-2) QR= qp.Qp+ qs.Qs= 6725.6 KN Trong đó: qp qs Là hệ số sức kháng sức kháng mũi cọc thân cọc (Bảng 10.5.5-2 ) Nh lấy số liệu sức chịu tải cọc theo đất để tính số lợng cọc Xác định số cọc móng: Sau tính toán tổ hợp tải trọng ta thấy tổ hợp cờng độ I có N max = 21421 kN Số cọc móng đợc xác định theo công thức: n= 1,5 N max 21421 = 1,5 = 4.78 Cọc Qcoc 6725.6 Ta chọn cọc để thiết kế: Tạ Công Luân 27 Lớp Cầu Đờng Anh B44 qp 0.65 T Trờng ĐH Giao Thông Vận Tải phơng án Kỹ THUậT khoa công trình Tạ Công Luân 28 Lớp Cầu Đờng Anh B44