Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi

thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi thuyết minh Tính toán thiết kế mố cầu chữ u móng cọc khoan nhồi

Các kích thớc cơ bản của mố:

Chiều dài tờng cách trên mố Ltctm = 200 cm

KC đất đắp cao nhất đến mặt mố Lddmm = 25 cm

Độ chôn sâu tờng cánh vào nền đờng = 75 cm

KT thớt dới đá kê theo phơng ngang Lđkn = 100 cm

KT thớt dới đá kê theo phơng dọc Lđkd = 100 cm

ii Xác định nội lực và kiểm toán mặt cắt i i (t– Cấu tạo mố m0 – Cấu tạo mố m0 ờng thân) Ii.1 – tải trọng tác dụng. tải trọng tác dụng.

II.1.1 – Tĩnh tải (DC). Tĩnh tải (DC).

II.1.1.1 – Tĩnh tải (DC). Phản lực từ kết cấu phần trên.

áp lực đất theo phơng ngang :

EH = 0.5kagsH2 W

= 0.50,3317,6662 12 = 211,90 (KN)

Mô men theo phơng ngang cầu tác dụng tại chiều cao 0,4H (Điều 3.11.5.1)

M = EH0,4H = 211,90 0,46 = 508,55 (KNm)

II.1.4 – Tĩnh tải (DC). áp lực đất trên mố do hoạt tải phụ thêm.

Chiều cao lớp đất tơng đơng đợc lấy từ bảng 3.11.6.2.1

II.1.5 – Tĩnh tải (DC). Phản lực do hoạt tải trên KCN

Phản lực thẳng đứng do hoạt tải xe HL93: PLL+IM = 484,48 KN

Phản lực thẳng đứng do tải trọng ngời: PPL = 57,19 KN

Độ lệch tâm theo phơng dọc: e = 0,075m

Mômen do hoạt tải: MLL+IM = 36,34 KNm

Mômen do tải trọng ngời: MPL = 4,29 KNm

Tổng phản lực do hoạt tải xe + ngời:

Do đó :

+ BR = 0.2511.12(110+100)

BR = 66 kN

+ Độ lệch tâm : e = 6 + 1.8 = 7.8 m

(Lực đặt cách mặt cầu 1.8m nằm ngang theo phơng dọc cầu A.2.6.2.8)

=> Mô men theo phơng dọc cầu :

Chiều cao lan can = 1.1 m

Để đơn giản và thiên về an toàn coi toàn bộ diện tích chắn gió là đặc

II.1.10 – Tĩnh tải (DC). Phản lực do gió ngang tác dụng lên hoạt tải (WL).

Theo phơng ngang cầu :

+ WL = 0.51.524 = 18 KN

+ Độ lệch tâm : e = 7.8 m+ Mô men theo phơng ngang cầu :

Mx = 140.4 KNmTheo phơng dọc cầu :

+ WL = 0.50.7524 = 9 KN

+ Mô men theo phơng ngang cầu :

Mx = 70.2 KNm

II.1.11 – Tĩnh tải (DC). Phản lực do gió thẳng đứng tác dụng lên KCN.

Coi rằng gió thẳng đứng hớng xuống, vuông góc với bản mặt cầu và điểm đặttại trọng tâm diện tích chắn gió

Độ lệch tâm theo phơng ngang cầu e = 0

Mô men ngang cầu Mx = 0

Độ lệch tâm theo phơng dọc cầu e = 0 m

Mô men dọc cầu My = 0 kN.m

II.1.12 – Tĩnh tải (DC). Lực ngang do nhiệt độ thay đổi (UT)

Xét theo phơng dọc cầu :

Biến thiên nhiệt độ : T = 30oC

Hệ số co giãn của bê tông  = 10-5 (1/ oC)

Lực ngang tính theo công thức :

UT = Hv = nGA

r

V h

Trong đó :

G : Mô đuyn đàn hồi chịu cắt của cao su

G = 1000 kPa

A : Diện tích gối A = 0.6670.05 = 0.03335m2

hr : Chiều cao gối hr = 0.05 m

V : Chuyển vị ngang do nhiệt độ : V =  TL/2 = 10-53024/2

Cd = 1.8766 (kN/m2)

Chỉ xét gió theo phơng ngang cầu:

Mô tả Cờng độ gió Diện tích WS (KN) e (m) Mx (KNm)

II.2 – tải trọng tác dụng. tổ hợp tải trọng tác dụng tại mặt cắt I – tải trọng tác dụng. I.

Các tổ hợp tải trọng theo các TTGH cờng độ:

Các tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng:

My(KNm)

Hy(KN)

Mx(KNm)

II.3 – tải trọng tác dụng. tính duyệt theo ttgh c ờng độ.

Về nguyên tắc, ta phải tính duỵet đối với từng tổ hợp tải trọng, tuy nhiên để

đơn giản ta đI tính duyệt với một tổ hợp nội lực bất lợi nhất (là tổ hợp bao gôm cácgiá trị nội lực lớn nhất) Nên tính duyệt với tổ hợp tải trọng này đạt thì chắc chắncác tổ hợp tải trọng cờng độ khác sẽ đạt :

k Lr



 = 0.95 < 22V

y

k Lr

 = 6.53 < 22Vậy không cần tính hiệu ứng độ mảnh ở từờng thân

II.3.2 Cấu kiện chịu uốn theo hai ph ơng.

Bố trí cốt thép trong tờng thân:

Tờng thân bằng BTCT, bê tông cờng độ f 'c 28Mpa

Thép có cờng độ fy 420Mpa, đờng kính 25

Ta có:

'

c g0,1   f A 0.1 0.9 28 1000 1.75 12 16317KN     

N = 3019.99 < 16317 KNNên tính theo công thức :

Vx Vy

rx ry

MM

+ ds : Chiều cao có hiệu của mặt cắt

+ As : Diện tích cốt thép chịu kéo

s y'

c

A fa

0.85f b

 + b : Bề rộng mặt cắt

KC từ tim ct chịu kéo đến mép bt nén PNC a1n 0.10 m

KC từ tim ct chịu kéo đến mép bt nén PDC a1d 0.10 m

Mô men khán uốn tính toán PNC Mrx 72952.81 KN.m

Mô men khán uốn tính toán PNC Mry 12589.54 KN.mVậy:

0.065 1Mrx  Mry 7295312590  => Đạt

II.3.3 Kiểm tra nứt.

0.6fy = 0.6420 = 252 Mpa

c

d : Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốtthép chịu kéo ngoài cùng d = 0.075 m = 75 mmc

A : Diện tích phần bê tông cùng trọng tâm với cốt thép chịu kéo đợcbao bởi dờng thẳng song song với trục trung hoà chia cho số lợng thanh cốtthép chịu kéo (mm2)

F

An

+ bv : Chiều rộng bản bụng có hiệu, lấy bằng chiều rộngnhỏ nhất trong phạm vi chiều cao dv (mm) bv = 13200 (mm)

+ dv : Chiều cao chịu cắt có hiệu, lấy bằng khoảng cáchgiữa hợp lực kéo và lực nén do uốn (mm)

Iii Xác định nội lực và kiểm toán mặt cắt iI iI (đáy móng).– Cấu tạo mố m0 – Cấu tạo mố m0.

IiI.1 – tải trọng tác dụng. tải trọng tác dụng.

III.1.1 – Tĩnh tải (DC). Tĩnh tải (DC).

III.1.1.1 – Tĩnh tải (DC). Phản lực từ kết cấu phần trên.

Sử dụng phần mêm Midas ta tính đợc phản lực do tĩnh tải KCN truyền lênmố:

Tay đòn(m)

Mômen(KNm)

Hệ số áp lực đất chủ động k = ka = tg2(45O -

2

) = 0,33

áp lực đất theo phơng ngang :

EH = 0.5kagsH2 W

= 0.50,3317,6682 12 = 2260,22 (KN)

Mô men theo phơng ngang cầu tác dụng tại chiều cao 0,4H (Điều 3.11.5.1)

M = EH0,4H = 2260,22 0,48 = 7232,72 (KNm)

III.1.5 – Tĩnh tải (DC). áp lực đất trên mố do hoạt tải phụ thêm.

Chiều cao lớp đất tơng đơng đợc lấy từ bảng 3.11.6.2.1

III.1.6 – Tĩnh tải (DC). Phản lực do hoạt tải trên KCN

Phản lực thẳng đứng do hoạt tải xe HL93: PLL+IM = 484,48 KN

Phản lực thẳng đứng do tải trọng ngời: PPL = 57,19 KN

Độ lệch tâm theo phơng dọc: e = 0,5m

Mômen do hoạt tải: MLL+IM = 242,24 KNm

Mômen do tải trọng ngời: MPL = 28,60 KNm

Tổng phản lực do hoạt tải xe + ngời:

(Lực đặt cách mặt cầu 1.8m nằm ngang theo phơng dọc cầu A.2.6.2.8)

=> Mô men theo phơng dọc cầu :

My = 669.8 = 646.8 KN.m

III.1.8 – Tĩnh tải (DC). Lực li tâm (CE).

Chiều cao lan can = 1.1 m.

Để đơn giản và thiên về an toàn coi toàn bộ diện tích chắn gió là đặc

III.1.11 – Tĩnh tải (DC). Phản lực do gió ngang tác dụng lên hoạt tải (WL).

Theo phơng ngang cầu :

+ WL = 0.51.524 = 18 KN

+ Độ lệch tâm : e = 9.8 m+ Mô men theo phơng ngang cầu :

Mx = 176.4 KNmTheo phơng dọc cầu :

+ WL = 0.50.7524 = 9 KN

+ Độ lệch tâm : e = 9.8 m+ Mô men theo phơng ngang cầu :

Mx = 88.2 KNm

III.1.12 – Tĩnh tải (DC). Phản lực do gió thẳng đứng tác dụng lên KCN.

Coi rằng gió thẳng đứng hớng xuống, vuông góc với bản mặt cầu và điểm đặttại trọng tâm diện tích chắn gió

Chiều rộng mặt cầu B = 14 m

Diện tích mặt cầu Av = 336 m2

Pv = 0.00045V2Av

= 363.77 KN

Độ lệch tâm theo phơng ngang cầu e = 0

Mô men ngang cầu Mx = 0

Độ lệch tâm theo phơng dọc cầu e = 0 m

Mô men dọc cầu My = 0 kN.m

III.1.13 – Tĩnh tải (DC). Lực ngang do nhiệt độ thay đổi (UT)

Xét theo phơng dọc cầu :

Biến thiên nhiệt độ : T = 30oC

Hệ số co giãn của bê tông  = 10-5 (1/ oC)

Lực ngang tính theo công thức :

UT = Hv = nGA

r

V h

Trong đó :

G : Mô đuyn đàn hồi chịu cắt của cao su

G = 1000 kPa

A : Diện tích gối A = 0.6670.05 = 0.03335m2

hr : Chiều cao gối hr = 0.05 m

V : Chuyển vị ngang do nhiệt độ : V =  TL/2 = 10-5 3024/2

Cd = 1.8766 (kN/m2)

Chỉ xét gió theo phơng ngang cầu:

Mô tả Cờng độ gió Diện tích WS (KN) e (m) Mx (KNm)

iII.2 – t¶i träng t¸c dông. tæ hîp t¶i träng t¸c dông t¹i mÆt c¾t II – t¶i träng t¸c dông. Ii.

III.2.1 – TÜnh t¶i (DC). Thèng kª c¸c t¶i träng t¸c dông t¹i mÆt c¾t II – TÜnh t¶i (DC) I. I

2 TtÜnh t¶i nhÞp DC 1.25 0.90 -701.96 -505.41 -350.98 -252.71

Các tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng:

My(KNm)

Hy(KN)

Mx(KNm)

IiI.3 – tải trọng tác dụng. tính duyệt theo ttgh c ờng độ.

III.3.1 – Tĩnh tải (DC). Kiểm tra c ờng độ đáy móng.

Công thức  q R

Trong đó :  : ứng suất đáy móng

q : Khả năng chịu tải của đất nền R

III.3.1.1 – Tĩnh tải (DC). Tính ứng suất đáy móng.

Đối với tải trọng đặt lệch tâm thì quy trình quy dịnh dùng diện tích có hiệu:

Mx (KNm)

e B (m)

e L (m)

B' (m)

L' (m)

A' (m 2 )

s (KN/m2)

IA 10621.69 10792.66 0.00 1.02 0.00 3.97 13.20 52.38 202.80

IB 6729.84 9144.87 0.00 1.36 0.00 3.28 13.20 43.33 155.33 IIA 9408.04 9976.50 1710.87 1.06 0.18 3.88 12.84 49.79 188.94 IIB 6291.20 5848.68 1710.87 0.93 0.27 4.14 12.66 52.40 120.05 IIIA 10444.55 10703.00 665.22 1.02 0.06 3.95 13.07 51.64 202.24 IIIB 6729.84 8488.35 665.22 1.26 0.10 3.48 13.00 45.21 148.84

III.3.1.2 – Tĩnh tải (DC). Tính khả năng chịu tải của đất nền theo TTGH c ờng độ

Đối với dất sạn sỏi chặt theo tiêu điều 10.6.3.1.2c:

Khả năng chịu tải danh định: MPa

q = 0.5g Bult Cpm 109

 + g  C D NW2 f qm109Trong đó:

C C : Hệ số ta bảng phụ thuộc vào chiều sâu nớc DW

DW : Chiều sâu tính từ mặt đất : DW = 0

 C = W1 C = 0.5.W2pm

N ,N : Thông số dịa kỹ thuật.qmpm

N = Nr Sr Cr irqm

N = NqSqCq iq dqVới  300 : N và q N có thể tra bảng hoặc tính theo công thức sau:rq

N = e  tg tg (452 0 / 2)



  (Prandtl và Reissnev )r

N = 2.0 (N + 1) q tg (Caquot và kerisel )Tính ra ta dợc :

q

N = 18.40

r

N = 22.40

q r

S ,S : Hệ số hình dạng móng với  300 và B' 2.826

0.232L' 12.177  .q

S và S có thể tra bảng hoặc tính theo công thức của De Beer vàrVesic :

i = 0.97q+d : hệ số độ sâu q

 N = 22.4 pm  0.907  1  0.97 = 19.713qm

N = 18.4  1.134  1  0.97 = 20.241 Thay vào công thức ta có :

Thép có cờng độ 420 Mpa, cốt thép bố trí phía trên và dới móng

Cốt thép phía đới theo phơng dọc cầu có đòng kính d = 29 mm cách nhau a =

150 mm

Móng đợc tính nh 1 conson, ngàm tại mặt cắt thân mố (mặt cắt II- II) chịu tảitrọng do phản lực đất nền và trọng lợng bản thân móng

Bảng tính và bố trí cốt thép chịu mômen:

Diện tích cốt thép As 0.057 m2

KC từ ct chịu kéo đến mép bt chịu nén a1 0.1 m

Kiểm tra lợng cốt thép tối thiểu:

Công thức kiểm tra :

' c min

y

f0.03f

Trong đó :

s min

c : Khoảng cách từ trục trung hoà mặt cắt đến thớ chịu nén xa nhất:

dc : Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâmthanh cốt thép ngoài cùng (mm)

dc = 0.04 m = 40 mm

A : Diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chịu kéo

đ-ợc bao bởi đờng thẳng song song với trục trung hoà chia cho số lợng thanh

+ bv : ChiÒu réng b¶n bông cã hiÖu, lÊy b»ng chiÒu réngnhá nhÊt trong ph¹m vi chiÒu cao dv (mm) bv = 13200 (mm).

+ dv : ChiÒu cao chÞu c¾t cã hiÖu, lÊy b»ng kho¶ng c¸chgi÷a hîp lùc kÐo vµ lùc nÐn do uèn (mm)

IV TÝNH CäC KHOAN NHåI.– CÊu t¹o mè m0

iV.1– t¶i träng t¸c dông. TÝnh néi lùc cäc do tæ hîp t¶i träng theo ph ¬ng däc cÇu.

htd =

h

m (kN/

m4)

matt/EI)1/5 h (m) (m)

HH - chuyển vị ngang đầu cọc gây ra bởi H = 1

HM - góc quay đầu cọc gây ra bởi H = 1

MH - chuyển vị ngang đầu cọc gây ra bởi M = 1

MM - góc quay đầu cọc gây ra bởi M = 1

PP - chuyển vị thẳng đứng đầu cọc gây ra bởi V = 1

Công thức tính toán:

2 4 4 2 3

4 4 3

B A B A K B A B A

D B D B K D B D B

h HH

4 4 3

B A B A K B A B A

D A D A K D A D A

h MH

4 4 3

.

1

B A B A K B A B A

C A C A K C A C A

h MM

h

n PP

F h m

D EF

h F C

k EF

h

5

 E.I (kN.m2 ) K h HH (m) HM (m) MH (m) MM (m) PP (m)

0.343 2080997.156 0 0.0000290 0.00000660.00000660.00000240.0000024Chuyển vị đáy bệ:

Néi lùc däc trôc trong cäc i: Ni = (v + .xi)iPP

Lùc c¾t t¹i ®Çu cäc i: Qi = u.iHH + iHM

Momen uèn t¹i ®Çu cäc i: Mi = iMM + u.iMH

M B A

Y I E

o z

M B A

Y I E

o z

iv.2 Kiểm toán sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Ta có lực dọc trục lớn nhất trong cọc là

Diện tích mặt cắt ngang của cọc A = 1.131 m2

Quy đổi cọc tròn về một hình vuông có cùng diện tích, có cạnh =1063 mmNội lực lớn nhất trong cọc:

Mmax = 892.35 KNm

Qmax = 246.61 KN

Bố trí 24 thanh No32, diện tích một thanh 804 mm2

a) Kiểm toán sức khán g uốn.

• Hệ số khối ứng suất chữ nhật b 1 0.836

Kiểm tra Mômen tính toán FMn > M u OK