TRiết lý thiết kế theo hệ số sức kháng và hệ số tải trọng (LRFD)

Thiết kế theo hệ số sức kháng và hệ số tải trọng LRFD – Load and Resistance Factor Design là phơng pháp sử dụng các hệ số tải trọng γinhân với tải trọng danh định tiêu chuẩn để có đợc tả

Bài mở đầu

Tổng quan về Triết lý thiết kế

1 Tổng quát

Độ tin cậy đợc định nghĩa là xác xuất của một đối tợng có thể thực hiện

đợc một chức năng yêu cầu của nó trong một thời gian và điều kiện địnhtrớc Nh vậy độ tin cậy của nền móng công trình là xác xuất của nó cóthể chống đỡ đợc công trình bên trên mà không sụp đổ hoặc gây ra

độ lún quá mức cho phép trong thời gian tuổi thọ thiết kế của côngtrình Để có đợc độ tin cậy cần thiết là mục đích cơ bản và yêu cầu củathiết kế và xây dựng nền móng

Để thỏa mãn yêu cầu này, trong thiết kế chúng ta có thể đạt đợc bằngcách cho hệ số an toàn cao Tuy nhiên, tiếp cận theo cách này ngời thiết

kế gặp phải một mâu thuẫn không kém phần quan trọng, đó là giáthành công trình quá cao Nh vậy độ tin cậy của công trình luôn đốinghịch với giá thành xây dựng công trình

Thông thờng ngời thiết kế luôn tìm sự cân bằng giữa độ tin cậy và tínhkinh tế trong thiết kế thông qua hệ số an toàn Hệ số an toàn cao thờng

đợc sử dụng khi độ tin cậy là rất quan trọng hoặc khi quá trình phântích trong thiết kế có rất nhiều yếu tố không chắc chắn, và hệ số antoàn thấp thờng đợc dùng khi điều kiện ngợc lại Phơng pháp này đợc gọi

là phơng pháp hệ số an toàn chung Phơng pháp hệ số an toàn chung ờng không dựa vào sự đánh giá tổng thể về độ tin cậy, đặc biệt khichúng ta xem xét cả móng và công trình bên trên nh một tỏng thể Vớiphơng pháp này, một số thành phần có thể là quá an toàn Trong lúc đó,một số thành phần có thể nguy hiểm Giá thành phụ thêm cho các thànhphần có hệ số an toàn cao không góp phần làm tăng độ an toàn tổngthể của công trình, do vậy phơng pháp không phải là phơng pháp kinh

th-tế để tạo ra cong trình tin cậy Nói một cách khác, tốt hơn là nên dùngtiền của các thành phần có độ an toàn quá cao cho các thành phần có độ

an toàn thấp để tăng độ an toàn chung của công trình

Vì lý do này phơng pháp thiết kế theo độ tin cậy phát triển Phơng phápnày có xu hớng xác định độ tin cậy để cân bằng giữa độ tin cậy và giáthành công trình Một mục đích khác của thiết kế theo độ tin cậy là

đánh giá tốt hơn các khả năng phá hoại khác nhau, và thông tin này đợcdùng để cải tiến cả thiết kế và thi công để đạt đợc công trình vữngchắc hơn

Có nhiều phơng pháp thiết kế theo độ tin cậy nh: Phơng pháp miền xác

xuất cho sức kháng và tải trọng, phơng pháp bậc nhất của mô men cấp hai, phơng pháp thiết kế theo hệ số sức kháng và hệ số tải trọng (LRFD).

Thiết kế theo hệ số sức kháng và hệ số tải trọng (LRFD – Load and

Resistance Factor Design) là phơng pháp sử dụng các hệ số tải trọng (γi)nhân với tải trọng danh định (tiêu chuẩn) để có đợc tải trọng có hệ số(có thể coi nh tải trọng tính toán) Ngoài ra, để xét đến tính dẻo, độ

siêu tĩnh và tầm quan trọng của công trình, tải trọng tác dụng đợc nhânthêm hệ số (ηi).

Các quy định của Bộ Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 dựa vào phơng pháp luận

Thiết kế theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng (LRFD) Các hệ số đợc

lấy từ lý thuyết độ tin cậy dựa trên kiến thức thống kê hiện nay về tảitrọng và tính năng của kết cấu Những quan điểm an toàn thông quatính dẻo, tính d, bảo vệ chống xói lở và va chạm đợc lu ý nhấn mạnh BộTiêu chuẩn này đợc biên soạn, dựa trên Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ sốtải trọng và hệ số sức kháng của AASHTO (American Association of StateHighway and Transportation Officials) , xuất bản lần thứ hai (1998), bản in dùng

hệ đơn vị quốc tế (SI)

Theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05, Cầu phải đợc thiết kế theo các trạng tháigiới hạn quy định để đạt đợc các mục tiêu thi công đợc, an toàn và sửdụng đợc, có xét đến các vấn đề: khả năng dễ kiểm tra, tính kinh tế và

mỹ quan (nêu ở Điều 2.5)

Bất kể dùng phơng pháp phân tích kết cấu nào thì phơng trình 1 luônluôn cần đợc thỏa mãn với mọi ứng lực và các tổ hợp đợc ghi rõ của chúng.Mỗi cấu kiện và liên kết phải thỏa mãn Phơng trình 1 với mỗi trạng thái giớihạn, trừ khi đợc quy định khác Đối với các trạng thái giới hạn sử dụng vàtrạng thái giới hạn đặc biệt, hệ số sức kháng đợc lấy bằng 1,0, trừ trờnghợp với bu lông thì phải áp dụng quy định ở Điều 6.5.5 Mọi trạng thái giớihạn đợc coi trọng nh nhau

∑ηi γi Qi ≤ ϕ Rn = Rr (1)với :

ηi= ηD ηR ηl > 0,95 (2)

Đối với tải trọng dùng giá trị cực đại của Yi:

0 , 1 1

I R D

η η η

ηi = hệ số điều chỉnh tải trọng; hệ số liên quan đến tính dẻo,

tính d và tầm quan trọng trong khai thác

ηD = hệ số liên quan đến tính dẻo (Điều 1.3.3)

ηR = hệ số liên quan đến tính d (Điều 1.3.4)

ηI = hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác (Điều 1.3.5)

Qi = ứng lực

Rn = sức kháng danh định

Rr = sức kháng tính toán = ϕRn

Các cấu kiện và các liên kết của cầu phải thoả mãn phơng trình 1 cho các

tổ hợp thích hợp của ứng lực cực hạn tính toán đợc quy định cho từngtrạng thái giới hạn dới đây

phơng pháp thi công accumulated locked-in effects

resulting from the construction process

ES tải trọng đất chất thêm earth surcharge load

EV áp lực thẳng đứng do bản thân

load of earth fill

Tải trọng nhất thời:

CE lực ly tâm vehicular centrifugal force

IM lực xung kích (lực động ) của

allowance

LS hoạt tải chất thêm live load surcharge

PL tải trọng ngời đi pedestrian live load

WA tải trọng nớc và áp lực dòng

pressure

WL gió trên hoạt tải wind on live load

WS tải trọng gió trên kết cấu wind load on structure

Chi tiết cách tính các loại tải trọng trên có thể xem Phần 3 – Tải trọng và

hệ số tải trọng của Tiêu chuẩn 22TCN 272-05 hay AASHTO – 2007

2.1 Tải trọng thờng xuyên

(1) Tĩnh tải DC, DW và EV

Tĩnh tải bao gồm trọng lợng của tất cả cấu kiện của kết cấu, phụ kiện

và tiện ích công cộng kèm theo, trọng lợng đất phủ, trọng lợng mặtcầu, dự phòng phủ bù và mở rộng

Khi không có đủ số liệu chính xác có thể lấy tỷ trọng nh Bảng 1 đểtính tĩnh tải

(2) Tải trọng áp lực đất EH

áp lực đất, tải trọng phụ gia trên đất , tải trọng kéo xuống (ma sát âm)

đợc xác định trong Điều 3.11

Khi đất giữ không đợc thoát nớc thì tác dụng của áp lực thuỷ tĩnh phải

đợc bổ sung vào áp lực đất Trong trờng hợp phía sau tờng có thể

đọng thành vũng thì tờng phải đợc thiết kế để chịu áp lực đất và

áp lực thuỷ tĩnh áp lực ngang của đất phía dới mức nớc ngầm phảitính với tỷ trọng đất ngậm nớc.

Nếu mức nớc ngầm ở hai phía tờng khác nhau thì phải xét tác dụng

thấm đến ổn định của tờng và khả năng phải đặt đờng ống dẫn.

áp lực lỗ rỗng sau tờng đợc lấy gần đúng theo phơng pháp dòng tịnhhay các phơng pháp phân tích khác phải đợc cộng thêm vào ứng suấtnằm ngang hữu hiệu khi tính tổng áp lực ngang của đất lên tờng.Khi lờng trớc tác dụng của thiết bị đầm máy xảy ra trong cự ly một nửachiều cao tờng lấy bằng chênh cao giữa điểm giao của lớp móng đờng đãlàm xong với lng tờng và đáy tờng thì tác dụng bổ sung của áp lực đất

do đầm lèn phải đợc đa vào tính toán

trong đó:

p = áp lực đất cơ bản (MPa)

kh = hệ số áp lực ngang của đất lấy bằng ko (Điều 3.11.5.2) đối

với tờng không uốn cong hay dịch chuyển, hoặc ka (Điều3.11.5.3; 3.11.5.6 và 3.11.5.7) đối với tờng uốn cong hay dịchchuyển đủ để đạt tới điều kiện chủ động tối thiểu

γs = tỷ trọng của đất (kg/m3)

z = chiều sâu dới mặt đất (mm)

Đối với đất quá cố kết hệ số áp lực đất ngang tĩnh có thể giả thiết thay

đổi theo hàm số của tỷ lệ quá cố kết hay lịch sử ứng suất và có thể lấybằng:

k0 = (1 - sinϕf )(OCR)sin ϕ

trong đó:

ϕf = gốc ma sát của đất thoát nớc

ko = hệ số áp lực đất tĩnh của đất quá cố kết

OCR = tỷ lệ quá cố kết

Các giá trị của ko cho các tỷ lệ quá cố kết khác nhau OCR có thể lấy ởBảng 2 Phù sa, sét, sét dẻo chảy không nên dùng làm đất đắp khi màvật liệu hạt dễ thoát nớc có sẵn

Bảng 2- Hệ số điển hình của áp lực đất ngang tĩnh

ϕ′

+θ

=

SinSin

−ϕ′

δ+ϕ′

+

=Γ

SinSin

SinSin

(8)

trong đó:

δ = góc ma sát giữa đất đắp và tờng(độ)

β = góc của đất đắp với phơng nằm ngang nh trong Hình 1 (độ)

θ = góc của đất đắp sau tờng với phơng thẳng đứng nh Hình

1 (độ)

ϕ, = góc nội ma sát hữu hiệu (độ)

Hình -1 Chú giải Coulomb về áp lực đất

Đối với các điều kiện khác với miêu tả trong Hình 1, áp lục đất chủ

động có thể tính bằng phơng pháp thử dựa theo lý thuyết lăng thể ợt

tr-* áp lực đất bị động

Đối với đất dính áp lực bị động có thể xác định theo:

p

9 s

kp = hệ số áp lực bị động lấy theo Hình 2 và 3 khi thích hợp

(3) Tải trọng chất thêm (ES)

Khi có một tải trọng chất thêm phải bổ sung thêm một áp lực đất ngangkhông đổi vào áp lực đất cơ bản - áp lực đất không đổi này có thể lấybằng:

∆p = ks qs (10)trong đó:

∆p = áp lực đất ngang không đổi do tác dụng của tải trọng chất thêm

phân bố đều (MPa)

Tờng cứng

ks = hệ số áp lực đất do tác dụng của tải trọng chất thêm

qs = hoạt tải tác dụng lớn nhất (MPa)

Đối với áp lực đất chủ động ks phải lấy bằng ka , với áp lực đất tĩnh ks phảilấy bằng ko Ngoài ra đối với loại đất đắp và độ dịch chuyển của tờng

cụ thể có thể dùng giá trị trung gian phù hợp Ngoài ra cách tính chi tiếtcác loại tải trọng chất thêm có thể tham khảo Điều 3.11.6

Hệ số giảm (R) c ủa Kp t heo c á c t ỷ số - δ/φ

đắp bằng

Hệ số giảm (R) c uả Kp t heo c á c tỷ số δ/φ

ứng lực do tác động kéo xuống đối với cọc hay cọc khoan do lún của khối

đất tiếp giáp với cọc hay cọc khoan phải đợc xác định theo các quy địnhcủa Phần 10 của Tiêu chuẩn

2.2 Tải trọng nhất thời

(1) Hoạt tải xe (LL)

a) Số làn xe thiết kế

Số làn xe thiết kế đợc xác định bởi phần số nguyên của tỷ số w/3500, ở

đây w là bề rộng khoảng trốngcủa lòng đờng giữa hai đá vỉa hoặc hairào chắn, đơn vị là mm Cần xét đến khả năng thay đổi trong tơnglai về vật lý hoặc chức năng của bề rộng trống của lòng đờng của cầu Trong trờng hợp bề rộng làn xe nhỏ hơn 3500mm thì số làn xe thiết kếlấy bằng số làn giao thông và bề rộng làn xe thiết kế phải lấy bằng bềrộng làn giao thông

Lòng đờng rộng từ 6000mm đến 7200mm phải có 2 làn xe thiết kế, mỗilàn bằng một nửa bề rộng lòng đờng

b) Hệ số làn xe

Hệ số làn không đợc áp dụng cho trạng thái giới hạn mỏi, trong trờng hợp đóchỉ dùng với một xe tải thiết kế, bất kể số làn xe thiết kế Khi dùng hệ sốphân phối gần đúng của 1 làn xe đơn (nh Điều 4.6.2.2 và 4.6.2.3), khácvới quy tắc đòn bẩy và phơng pháp tĩnh học, ứng lực phải đợc chia cho1.2

ứng lực cực hạn của hoạt tải phải xác định bằng cách xét mỗi tổ hợp cóthể của số làn chịu tải nhân với hệ số tơng ứng trong Bảng 3

 Xe tải thiết kế + Tải trọng làn thiết kế, hoặc

 Xe 2 trục thiết kế + Tải trọng làn thiết kế

Trừ trờng hợp đợc điều chỉnh (Điều 3.6.1.3.1), mỗi làn thiết kế đợc xem

xét phải đợc bố trí hoặc xe tải thiết kế hoặc xe hai trục chồng với tải trọng làn khi áp dụng đợc Tải trọng đợc giả thiết chiếm 3000mm theo

chiều ngang trong một làn xe thiết kế

Đối với các cầu trên các tuyến đờng cấp IV và thấp hơn, Chủ đầu t có thểxác định tải trọng trục cho trong Hình 4 nhân với hệ số 0.50 hoặc 0.65

c.3) Xe hai trục thiết kế

Xe hai trục gồm một cặp trục 110.000N cách nhau 1200mm Cự ly chiềungang của các bánh xe lấy bằng 1800mm

Đối với các cầu trên các tuyến đờng cấp IV và thấp hơn, Chủ đầu t có thểxác định tải trọng xe hai trục nói trên nhân với hệ số 0.50 hoặc 0.65

c.4) Tải trọng làn thiết kế

Tải trọng làn thiết kế gồm tải trọng 9.3N/mm (hay 9.3kN/m) phân bố đềutheo chiều dọc Theo chiều ngang cầu đợc giả thiết là phân bố đều trênchiều rộng 3000mm ứng lực của tải trọng làn thiết kế không xét lực xungkích

4300 mm 4300 mm tớ i 900mm

mmm

600 mm nói chung 300mm mút thừa của mặt cầu

 Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp với hiệu ứng tải trọnglàn thiết kế, hoặc

 Hiệu ứng của một xe tải thiết kế có cự ly trục bánh thay đổi nhtrong Điều 3.6.1.2.2 tổ hợp với hiệu ứng của tải trọng làn thiết

kế, và

 Đối với mô men âm giữa các điểm uốn ngợc chiều khi chịu tảitrọng rải đều trên các nhịp và chỉ đối với phản lực gối giữa thìlấy 90% hiệu ứng của hai xe tải thiết kế có khoảng cách trụcbánh trớc xe này cách bánh sau xe kia là 15000mm tổ hợp với 90%hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế; khoảng cách giữa các trục145kN của mỗi xe tải phải lấy bằng 4300mm

Các trục bánh xe không gây ra ứng lực lớn nhất đang xem xét phải bỏqua

Cả tải trọng làn và vị trí của bề rộng 3000mm của mỗi làn phải đặt saocho gây ra ứng lực lớn nhất Xe tải thiết kế hoặc xe hai bánh thiết kếphải bố trí trên chiều ngang sao cho tim của bất kỳ tải trọng bánh xe nàocũng không gần hơn:

 Khi thiết kế bản hẫng: 300mm tính từ mép đá vỉa hay lan can

 Khi thiết kế các bộ phận khác: 600mm tính từ mép làn xe thiếtkế

Trừ khi có quy định khác, chiều dài của làn xe thiết kế hoặc một phầncủa nó mà gây ra ứng lực lớn nhất phải đợc chất tải trọng làn thiết kế

(2) Tải trọng bộ hành (PL)

Đối với tất cả đờng bộ hành rộng hơn 600m phải lấy tải trọng ngời đi bộbằng 3x10-3 MPa và phải tính đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế Đối vớicầu chỉ dành cho ngời đi bộ và/hoặc đi xe đạp phải thiết kế với hoạt tải

là 4.1x10-3 MPa

Khi đờng bộ hành, cầu cho ngời đi bộ và cầu đi xe đạp có dụng ý dùng

xe bảo dỡng và/hoặc xe ngẫu nhiên thì các tải trọng này phải đợc xéttrong thiết kế Không cần xét lực xung kích của các loại xe này

(3) Lực xung kích (IM)

Trừ trờng hợp cho phép (trong Điều 3.6.2.2), tác động tĩnh học của xe tảihay xe hai trục thiết kế không kể lực ly tâm và lực hãm, phải đợc tăngthêm một tỷ lệ phần trăm đợc quy định trong bảng 4 cho lực xung kích.Lực xung kích không đợc áp dụng cho tải trọng bộ hành hoặc tải trọnglàn thiết kế Hệ số áp dụng cho tải trọng tác dụng tĩnh đợc lấy bằng:(1 + IM/100)

Không cần xét lực xung kích đối với :

 Tờng chắn không chịu phản lực thẳng đứng từ kết cấu phầntrên

 Thành phần móng nằm hoàn toàn dới mặt đất

Lực xung kích có thể đợc chiết giảm cho các cấu kiện trừ mối nối, nếu đãkiểm tra đủ căn cứ theo các quy định của Điều 4.7.2.1

Bảng 4- Lực xung kích IM

Mối nối bản mặt cầu

Tất cả các trạng thái giới hạn

75%

Tất cả các cấu kiện khác

• Trạng thái giới hạn mỏi và giòn

• Tất cả các trạng thái giới hạn khác

đợc chất tải đồng thời đối với cầu và coi nh đi cùng một chiều trong tơnglai Phải áp dụng hệ số làn quy định ở trên (Điều 3.6.1.1.2)

(6) Tải trọng nớc (WA)

a) áp lực tĩnh

áp lực tĩnh của nớc đợc giả thiết là tác động thẳng góc với mặt cản

n-ớc áp lực đợc tính toán bằng tích của chiều cao mặt nớc phía trên

điểm đang tính nhân với tỷ trọng của nớc và gia tốc trọng trờng.Mực nớc thiết kế trong trạng thái giới hạn cờng độ và trạng thái giới hạn

sử dụng phải tơng ứng với mức lũ thiết kế cho xói Mực nớc thiết kếcho trạng thái giới hạn đặc biệt phải tơng ứng với mức lũ kiểm tra xói

b) Lực đẩy nổi

Lực đẩy nổi của nớc là một lực đẩy hớng lên trên đợc lấy bằng tổng củacác thành phần thẳng đứng của áp lực tĩnh (xem Điều 3.7.1), tác dụnglên tất cả các bộ phận nằm dới mức nớc thiết kế

c) áp lực dòng chảy

p = áp lực của nớc chảy (MPa)

CD = hệ số cản của trụ lấy theo Bảng 5

V = vận tốc nớc thiết kế tính theo lũ thiết kế cho xói ở trạng thái giới

hạn cờng độ và sử dụng và theo lũ kiểm tra xói khi tính theotrạng thái giới hạn đặc biệt (m/s)

c.2) Theo chiều ngang

áp lực ngang phân bố đều trên kết cấu phần dới do dòng chảy lệch với chiều dọc của trụ một góc θ đợc lấy bằng :

Bảng 6 - Hệ số cản theo chiều ngang CL

Góc θ giữa hớng dòng

a) Tải trọng gió ngang

Các tải trọng gió nằm ngang tác dụng vào các công trình cầu thông ờng Đối với các kết cấu nhịp lớn hay kết cấu nhạy cảm đối gió nh cầu treodây võng, cầu dây xiên cần có những khảo sát, nghiên cứu đặc biệt vềmôi trờng khí hậu đối với gió và thí nghiệm trong các tunen gió để xác

th-định các tác động của gió trong thiết kế

Tốc độ gió thiết kế, V, phải đợc xác định theo công thức:

trong đó :

VB = tốc độ gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100

năm thích hợp với vùng tính gió tại vị trí cầu đang nghiêncứu, nh quy định trong Bảng 7

S = hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ caomặt cầu theo quy

định trong bảng 8

Để tính gió trong quá trình lắp ráp, có thể nhân các giá trị VB trong Bảngtrên với hệ số 0,85

b) Tải trọng gió tác động lên công trình (WS)

b.1) Tải trọng gió ngang

Tải trọng gió ngang PD phải đợc lấy theo chiều tác dụng nằm ngang và

đặt tại trọng tâm của các phần diện tích thích hợp, và đợc tính nhsau:

PD = 0,0006 V2 At Cd ≥ 1,8 At (kN) (14)trong đó:

V = tốc độ gió thiết kế xác định theo phơng trình 13 (m/s)

At = diện tích của kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m2)

Cd = hệ số cản đợc quy định trong bảng 5

Diện tích kết cấu hay cấu kiện đang xét phải là diện tích đặcchiếu lên mặt trớc vuông góc, trong trạng thái không có hoạt tải tácdụng, với các điều kiện sau đây:

 Đối với kết cấu phần trên (KCPT) có lan can đặc, diện tíchKCPT phải bao gồm diện tích của lan can đặc hứng gió,không cần xét ảnh hởng của lan can không hứng gió.

 Đối với kết cấu phần trên có lan can hở, tải trọng toàn bộ phảilấy bằng tổng tải trọng tác dụng lên kết cấu phần trên, khi

đó phải xét lan can hứng và không hứng gió riêng rẽ từng loại.Nếu có hơn hai lan can, chỉ xét ảnh hởng những lan can nào

có ảnh hởng lớn nhất về phơng diện không che chắn

 Đối với kết cấu nhịp kiểu dàn, lực gió sẽ đợc tính toán chotừng bộ phận một cách riêng rẽ cả nơi hớng gió và nơi khuấtgió, mà không xét phần bao bọc

Bảng 7 - Các giá trị của V B cho các vùng tính gió ở Việt Nam

Vùng tính gió theo TCVN 2737 - 1995

Khu vực có rừng hay có nhà cửa với cây cối, nhà cao tối đa khoảng 10m

Khu vực có nhà cửa với

đa số nhà cao trên 10m

 Đối với KCPT có mặt trớc đặc, khi kết cấu quy đổi có cácmép cạnh dốc đứng và không có góc vuốt đáy đáng kể vềkhí động phải lấy Cd theo Hình 6, trong đó:

b = Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can (mm)

d = Chiều cao KCPT bao gồm cá lan can đặc nếu có (mm)

 Đối với KCPT giàn, lan can và kết cấu phần dới phải lấy lực gió đối

với từng cấu kiện (với các giá trị C d theo Tiêu chuẩn TCVN 2737

-1995 Bảng 6) hoặc theo tài liệu khác đợc Chủ đầu t duyệt.

 Đối với mọi KCPT khác, phải xác định Cd trong hầm thínghiệm gió

Hình 6 - Hệ số cản C d dùng cho kết cấu phần trên có mặt

hứng gió đặc

Ghi chú dùng cho hình 6:

1 Các giá trị cho trong hình dựa trên giả thiết là mặt hứng gió thẳng

đứng và gió tác dụng nằm ngang

2 Nếu mặt hứng gió xiên so với mặt thẳng đứng, hệ số cản Cd cóthể

đợc giảm 0.5% cứ mỗi độ xiên so với mặt đờng và tối đa đợc giảm 30%

3 Nếu mặt hứng gió có cả phần đứng lẫn phần dốc hoặc 2 phần dốc nghiêng với góc khác nhau, tải trọng gió phải lấy nh sau:

a) Hệ số cản cơ bản Cd tính với chiều cao toàn bộ kết cấu

b) Đối với từng mặt đứng hệ số cản cơ bản tính trên đợc giảm theoghi chú 2

c) Tính tải trọng gió tổng cộng bằng cách dùng hệ số cản thích hợp cho các diện tơng ứng

4 Nếu kết cấu phần trên đợc nâng cao, phải lấy Cd tăng lên 3% cho mỗi độ nghiêng so với đờng nằm ngang, nhng không quá 25%

5 Nêu kết cấu phần trên chịu gió xiên không quá 50 so với hớng nằm ngang, phải tăng Cd lên 15% Nếu góc xiên vợt 50 phải chia hệ số cảncho một hệ số theo thí nghiệm.

6 Nếu kết cấu phần trên đợc nâng cao đồng thời chịu gió xiên, phải lấy hệ số cản theo kết quả khảo sát đặc biệt

b.2) Tải trọng gió dọc

Đối với mố, trụ, kết cấu phần trên (KCPT) là giàn hay các dạng kết cấukhác có một bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu thìphải xét tải trọng gió dọc Phải tính tải trọng gió dọc theo cách tơng

tự với tải trọng gió ngang

Đối với KCPT có mặt trớc đặc, tải trọng gió lấy bằng 0.25 lần tải trọng gióngang

Các tải trọng gió dọc và ngang phải cho tác dụng trong từng trờng hợp

đặt tải riêng rẽ, nếu thấy thích hợp thì kết cấu phải kiểm toán bằng hợp lực của gió xét đến ảnh hởng của các góc hớng gió trung gian (không vuông góc)

c) Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL)

Khi xét tổ hợp tải trọng Cờng Độ III, phải xét tải trọng gió tác dụng vào

cả kết cấu và xe cộ Phải biểu thị tải trọng gió ngang lên xe cộ bằng

tải trọng phân bố 1.5 kN/m, tác dụng theo hớng nằm ngang, ngang vớitim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800mm so với mặt đờng Phải

biểu thị tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 0.75

kN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu và đặt ở cao

độ 1800mm so với mặt đờng

Phải đặt tải lực gió ngang và dọc lên xe cộ cho từng trờng hợp đặt tảiriêng rẽ, nếu thích hợp, phải kiểm toán kết cấu bằng hợp lực gió có xét ảnhhởng của các góc hớng gió trung gian

(8) Động đất (EQ)

Thiết kế tải trọng động đất xem chi tiết ở Điều 3.10 của Tiêu chuẩn

(9) Hoạt tải chất thêm (LS)

Hoạt tải chất thêm phải đợc xét đến khi tải trọng xe tác dụng trên mặt

đất đắp trong phạm vi một đoạn bằng chiều cao tờng ở phía sau mặtsau tờng Đối với đờng ôtô cờng độ tải trọng phải lấy phù hợp với các quy

định (Điều 3.6.1.2)

Sự tăng áp lực ngang do hoạt tải chất thêm có thể tính theo:

∆p = k γs g heq (x 10-9) (15)trong đó:

∆p = áp lực đất ngang không đổi do tác dụng của hoạt tải chất thêm

phân bố đều (MPa)