TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦU

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤ CẦU

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG CHƯƠNG VII TÍNH TỐN THIẾT KẾ TRỤ CẦU I GIỚI THIỆU CHUNG: Trụ mang kết cấu nhịp loại trụ thân đặc BTCT khơng DƯL Tồn cầu có trụ chính: T3, T4 Tên trụ tính tốn: T3 Quy trình tính toán: Theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 Kết cấu phần trên: - Số lượng dầm : n = dầm - Chiều dài tính tốn nhịp : 70(m) - Chiều dài tính tốn nhịp biên : 46(m) - Khổ cầu : 1.5×2 + 7.5 (m) - Bề rộng tồn cầu : 12 m II KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA TRỤ: Cấu tạo trụ P3 Cao độ đỉnh trụ Cao độ mặt đất tự nhiên Cao độ đỉnh bệ cọc Cao độ đáy bệ cọc Mực nước cao SVTH: PHẠM THẾ VINH EL1 GL EL2 EL3 MNCN Trang +23 +13.05 +12.55 +9.55 +17 m m m m m Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG Mực nước thấp Mực nước thi công Tỷ trọng bê tông Cường độ chịu nén bê tông Modul đàn hồi bê tông Giới hạn chảy thép Modul đàn hồi thép Dọc cầu Kích thước bệ: Ngang cầu Cao bệ Dọc cầu Kích thước thân trụ: Ngang cầu Cao trụ Đường kính cọc khoan nhồi Số cọc sử dụng Chiều dài cọc dự kiến MNTN 13.05 MNTC +16.00 gc 25.00 f'c 24.00 Ec 26332.01 f'y 420.00 Es 200000.00 b 12 d 17 h 3.0 bc 3.0 dc 9.0 hc 10.45 D 1.50 n 12 L 35.00 m m kN/m3 MPa MPa MPa MPa m m m m m m m m m - Quy đổi mặt cắt thân trụ mặt cắt chữ nhật: Mơmen qn tính : h(m) b(m) I(m4) A(m2) 54 46.26 Mơmen qn tính hình chữ nhật tương đương = b.h3/12, gữi nguyên b xác định h Chiều dày h = m Chiều rộng b = 8.408 m - Ghi chú: Trục X phương thẳng đứng Trục Y phương dọc cầu Trục Z phương ngang cầu SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG III TÍNH TỐN CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG ĐỈNH BỆ VÀ ĐÁY BỆ III.1 Tải trọng tác dụng giai đoạn khai thác: III.1.1 Tĩnh tải DC+DW: - Kết cấu phần lực điều chỉnh, kết lấy từ Midas Tác dụng đỉnh trụ: PKCN = -20593.02KN - Tĩnh tải trọng lượng thân trụ bệ cọc: EL1 (m) 24,000 GL (m) 11,000 EL2 (m) 13,000 EL3 (m) 10,500 A1 (m2) 120,750 A2 (m2) 12,849 H (m) 0,000 N1 (KN) -3534 N2 (KN) -11080 A1: Diện tích bệ cọc A2: Diện tích thân trụ N1: Trọng lượng thân trụ N2: Trọng lượng thân trụ + bệ cọc - Tải trọng tác dụng tại: + Đỉnh bệ: N = PKCN + N1 = - 26909 KN + Đáy bệ: N = PKCN + N2 = - 41597.4 KN - Tải trọng đất tác dụng lên bệ cọc(ES) : tải trọng đất đắp tác dụng lên bệ theo phương thẳng đứng ES=Vđất.gđất ES = KN III.1.2 Hoạt tải LL PL: - Dùng chương trình MiDas/Civil 7.01 sau tổ hợp tải trọng ta có tải trọng hoạt tải tác dụng bệ cọc là: PLL+PL = -2544.6KN III.1.3 Lực đẩy nổi:(B) - Lực đẩy lực hướng lên , lấy tổng thành phần thẳng đứng SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG áp lực thuỷ tĩnh , tác dụng lên phận nằm mực nước thiết kế EL1 (m) 23,00 GL (m) 13,00 EL2 (m) 12.55 EL3 (m) 9.55 h (m) 8.41 b1 (m) 3.0 - Áp lực nước đẩy tác dụng mặt cắt đáy bệ: Cao độ mực nước Hmax (m) Diện tích (m2) 25.07 204 25.07 204.00 Độ sâu 17 Thân Bệ (m) 4.45 3.0 13,05 Thân Bệ 0.5 3.0 Thể tích (m3) 111.56 612.00 Tổng Hmin (m) 12,53 612.00 Tổng Lực đẩy (KN) 1115.55 6120.00 7235.55 125.35 6120.0 6245.34 III.1.4 Áp lực dòng chảy:(SP) III.1.4.1 Áp lực dòng chảy theo chiều dọc: - Áp lực dòng chảy theo chiều dọc kết cấu bên tính theo cơng thức: P = 5,14.10-4.C V2 (3.7.3.1 - 22 TCN 272-01) D d - Trong đó: Py - áp lực dòng chảy (MPa) CD - hệ số cản trụ CD = 0.7 (Bảng 3.7.3.1-1) V - vận tốc nước thiết kế cho xói TTGH cường độ sử dụng theo lũ kiểm tra xói TTGH đặc biệt, V= 1.6 m/s - Tác động áp lực dòng chảy theo chiều dọc cầu gây mặt cắt đáy bệ: Diện tích (m2) Qy Mz (KN) (KN•m) Hmax (m) 17.00 Thân 13.92 12.82 65.77 Hmin (m) 13.05 Thân 2.07 1.91 6.02 III.1.4.2 Áp lực dòng chảy theo chiều ngang: - Áp lực ngang phân bố tác dụng lên kết cấu bên dòng chảy xiên góc Ư SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG trục dọc trụ tính theo cơng thức PX = 5,14.10-4.CL.V2 ( 3.7.3.1 22 TCN 272-01) - Trong đó: PX - áp lực dòng chảy (MPa) CL - hệ số cản trụ theo phương ngang ứng với góc xiên dòng o chảy =5 tra bảng A.3.7.2.3.2-1, ta có CL= 0.5 V - Vận tốc nước thiết kế cho xói V= 1.6 m/s Tải trọng tác dụng lên mặt phẳng đáy bệ đỉnh bệ tác dụng áp lực nước chảy theo chiều ngang cầu Diện tích Qz My (m ) (KN) (KN•m) Hmax (m) 17.00 Thân 39.01 25.67 131.67 Hmin (m) 13.05 Thân 5.80 3.82 12.04 III.1.5 Lực va xô tàu thuyền:(CV) - Lực va đâm thẳng tàu vào trụ tính theo công thức : Ps = 1,2.105.V.sqrt(DWT) (3.14.5- 22TCN272-01) - Trong đó: Ps: Lực va tàu DWT: Trọng tải tàu , DWT = 300 (tấn) V: Vận tốc va tàu (m/s) , V = 4,1 (m/s) - Thay số vào phương trình ta có: Ps = 8521,7 (KN) Và điểm đặt lực mực nước cao trung bình năm 17.8m - Phương ngang cầu: N = 0(KN) Qz = 8521,7 (KN) My = 59225.7 (KN.m) III.1.6 Tải trọng gió tác dụng lên cơng trình:(WS) - Tốc độ gió thiết kế phải xác định theo công thức : V = VB S (m/s) Trong đó: + VB: Tốc độ gió giật giây với chu kỳ xuất 100 năm thích hợp với vùng tính gió có đặt cầu nghiên cứu, giả sử vùng tính gió I SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG VB = 38(m/s) + S : Hệ số điều chỉnh khu đất chịu gió cao độ mặt cầu, ứng với cao độ mặt cầu cao mặt đất xây dựng xung quanh 10m, khu vực có rừng S =1 Thay vào cơng thức ta có : V = 38(m/s) III.1.6.1 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu phần trên: III.1.6.1.1 Tải trọng gió ngang - Tải trọng gió ngang Pn tính theo chiều tác dụng nằm ngang đặt trọng tâm phần diện tích thích hợp , lấy sau : Pn = 0,0006.V2.At.Cd >=1,8.At (KN) Trong : V : Tốc độ gió thiết kế , theo tính tốn ta có : V = 38(m/s) A : Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m2) t Cd : Hệ số cản -> Cd = Theo phương ngang cầu: N = KN Qz = 1680.2 kN My = 26883.0 kN.m III.1.6.1.2 Theo phương dọc cầu: Tại trụ ta bố trí gối di động tải trọng gió tác dụng lên kết cấu phần theo phương dọc cầu : N = KN Qz = KN My = KN III.1.6.2 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu phần dưới: Cơng thức tính tốn : Pd = 0,0006.V2.At.Cd >= 1,8.At (KN) Trong đó: V (Điều 3.8.1.2.1) : Tốc độ gió thiết kế , theo tính tốn ta có : V = 38(m/s) At : Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m2) Cd : Hệ số cản -> Cd = - Diện tích phần thân trụ chịu tải trọng gió ngang: At = 29.9 m2 - Tải trọng gió ngang tác động lên thân trụ: Qz = 53.7 KN - Khoảng cách tới đáy bệ cọc (mặt cắt A-A): e = 8.0 m -> My = 53.7×8 = 429.8 kN.m III.1.7 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ(WL): SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG III.1.7.1 Tải trọng gió dọc - Tải trọng gió ngang lên xe cộ tải trọng phân bố 0,75 (kN/m), tác dụng nằm ngang , song song với tim dọc kết cấu đặt 1,8 m mặt đường Do bố trí gối di động trụ P6 nên: WLdọc = 0(KN) III.1.7.2 Tải trọng gió ngang - Tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ tải trọng phân bố 1,5 (kN/m) tác dụng theo hướng nằm ngang , ngang vói tim dọc kết cấu đặt 1.8m mặt đường N = 0.0 kN Qz = 168.59 kN My = 26883.0 kNm III.1.7.3 Tải trọng gió thẳng đứng (kết lay từ Midas) N = 2017.7 kN Qz = kN My = kNm III.1.8 Lực hãm xe (BR) - Lực hãm BR lấy 25% trọng lượng trục xe tải xe đặc biệt tất xe chạy hướng - Lực hãm nằm theo phương dọc cầu cách mặt cầu 1,8m - Tại trụ P3 ta bố trí gối di động đó: Ta có BR = 0(KN) III.1.9 Lực ma sát(FR) Lực ma sát FR tính theo cơng thức sau: FR=f.N Trong : f : Hệ số ma sát f = 0.05 N : Phản lực gối cầu Khoảng cách từ gối xuống mặt phẳng đáy bệ e =13.5m N = 0.0 kN Qz = 42.2 kN My = 568.1 kN III.2 Tổ hợp tải trọng tcá dụng mặt cắt đỉnh bệ đáy bệ Tổ hợp tải trọng kiểm toán theo trạng thái giới hạn Hệ số tải trọng tương ứng với trạng thái giới hạn theo bảng STT Kí hiệu Cường độ I Max Min SVTH: PHẠM THẾ VINH Tổ hợp tải trọng Cường độ II Cường độ III Max Min Max Min Trang Sử dụng Max Min mỏi - Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 10 11 12 DC DW LL IM PL ES WS WL BR FR CV SP 1.25 1.50 1.75 1.75 1.75 1.50 1.75 1.00 - GVHD: TH.S NGOÂ CHÂU PHƯƠNG 0.90 0.65 - 1.25 1.50 1.50 1.40 1.00 - 0.90 0.65 - 1.25 1.50 1.35 1.35 1.35 1.50 0.4 1.00 1.35 1.00 0.9 0.65 - 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.3 1.0 1.0 1.0 - BẢNG TẢI TRỌNG XÉT TỚI MẶT CẮT ĐÁY BỆ (A-A) Dọc cầu g Tải trọng N (KN) Qy Mz (hệ số) KN KNm -21004.38 Cấu kiện + thiết bị phụ DC gDC -3171,03 Lớp phủ + tiện ích DW gDW Tải trọng đất chất thêm ES gES -2544,60 Hoạt tải xe LL gLL Lực hãm xe dọc cầu BR gBR 7235.55 Lực đẩy B gB 12.82 65.77 Áp lực dòng chảy WA Dọc cầu gWA Ngang cầu Gió ngang Gió tác động lên KCPT Với V thiết kế Với V=25m/s Gió tác động lên KCPD Với V thiết kế Với V=25m/s Gió dọc Gió tác động lên KCPT Gió tác động lên KCPD Gió thẳng đứng Gió hoạt tải WL Dọc cầu Ngang cầu Lực ma sát FR Lực động đất EQ Lực va tàu CV gWS gWS gWS gWS gWL gFR gEQ gCV 0.75 0.75 Ngang cầu Qz My KN KNm - - 25.67 - - - 1680,19 1680,19 53.73 53.73 26883,04 26883,04 429.84 429.84 2017,69 - -42.24 - -568.12 - - - -1680.2 8521,69 26883.0 59225.75 - gWS 1.0 1.0 - 131.67 III.2 Tổ hợp tải trọng mặt cắt đáy bệ Nội lực mặt cắt A-A theo trạng thái giới hạn: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP N (kN) Qy (kN) Mz (kN.m) Qz (kN) My (kN.m) -38175 -30897 -40175 -29050 19,81 19,81 19,81 19,81 10319 10319 10319 10319 27,2 2445,0 549,4 545,3 126 38287 14283 8303 TTGH CĐ I CĐ II CĐ III SD GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG IV KIỂM TỐN CÁC MẶT CẮT THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN IV.1 Kiểm toán mặt cắt đáy bệ A-A: Kích thước mặt cắt kiểm toán ứng với tổ hợp tải trọng gây ứng lực lớn tổ hợp tải trọng tương ứng với hệ số max: + Chiều rộng mặt cắt b = 12m + Chiều cao mặt cắt h = 2.5 m + Cường độ giới hạn chảy thép fy = 420 MPa + Cường độ chịu nén bê tông f’c = 24 MPa IV.1.1 Kiểm tra cấu kiện chịu uốn (Kiểm tra theo trạng thái giới hạn cường độ) IV.1.1.1 Kiểm tra sức kháng uốn - Với mặt cắt chữ nhật khoảng cách từ trục trung hòa tới mặt chịu nén c As f y 0,85.1 f ' c b - Trong đó: + As : Diện tích cốt thép bố trí mặt cắt ngang + fy : Cường độ chảy cốt thép + b : Chiều rộng cánh chịu nén b=17000 mm + : Hệ số quy đổi hình khối ứng suất tương đương =0,85 - Trên mặt cắt ngang bố trí: 170 đường kính = 22 mm -> As = 172× 2/4= 65382.77 mm2 => c = 93.16 mm - Mơ men kháng uốn tính tốn: a  M r   M n   As f y  d s   2  Trong đó: a : Chiều dày khối ứng suất tương đường a= 1*c = 79.18mm ds : khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo ds=2900mm => Mr = 70694.1 KN.m SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG - Mơ men tính tốn: Mu = 45602 KN.m Mr > Mu: Mặt cắt đủ khả chịu uốn IV.1.1.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu: '  f 24  0.03 c  0.03  0.00171 fy 420 Trong đó:  : Tỷ lệ thép chịu kéo diện tích nguyên   As 65382.77   0.00175 > 0.00171 b.d 17000  2200 => Đạt IV.1.1.3 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa: c  0, 42 de Trong đó: + de : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến tâm lực kéo cốt thép de = ds =2900 + c/de = 93.16/2900 = 0.03 < 0.42 => Đạt IV.1.2 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt (Kiểm tra theo trạng thái giới hạn cường độ): IV.1.2.1 Kiểm toán sức kháng cắt: Vu Đạt IV.1.2.2 Cự ly tối đa cốt thép ngang: - Cự ly tối đa cốt thép ngang không vượt trị số sau: Nếu Vu < 0,1fc’.bv.dv s 22 Cần kiểm tra hiệu ứng độ mảnh Xét đến hiệu ứng độ mảnh theo phương ngang: b  Cm P 1 u Pe j : Hệ số sức kháng nén dọc trục: j =0.75 Cm = Pu : Lực dọc tính tốn Pu = 31760 KN Pe : Tải trọng uốn dọc Ơle Pe = Pe   E.I /(k Lu ) = 1.6×109KN E : Mơđun đàn hồi bêtông E = 26332014 KN/m2 I : Mơmen qn tính cốt thép dọc xung quanh trục I =3.9E+10 mm Tacó:  b  1.016 Mơmen qn tính tăng lên: Muxtt =  b Mux = -10319.17 KNm tt Muy =  b Muy = 39344.61 KNm Kiểm toán : Mux Muy Mry Mrx Mux/Mrx Muy/Mry Mux/Mrx+Muy/Mry kNm kNm kNm kNm -10319,17 38286,67 -10319 39344,61 -0,61 1,60 0,99 IV.2.1.2 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt (Kiểm tra theo trạng thái giới hạn cường độ): IV.2.1.2.1 Kiểm tốn sức kháng cắt: Vu =< j.Vn Trong đó: + j : Hệ số sức kháng cắt j = 0.9 + Vn : Sức kháng cắt danh định trị số Vn =Vc+ Vs+ Vp Vn=0,25.bvdv + Vp Vc  0, 083. f 'c bv d v + bv : Bề rộng bụng hữu hiệu lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao dv + S : Cự ly cốt thép đai +b : Hệ số khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo quy định 5.8.3.4, b=2 +q : Góc nghiêng ứng suất nén chéo (5.8.3.4) , q = 450 +a : Góc nghiêng cốt thép ngang với trục tọa độ, a = 900 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 14 Lớp : Cầu Hầm- K48 Đạt ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG + Av : Diện tích cốt thép chịu cắt cự ly S mm2 + Vp : Thành phần dự ứng lực hữu hiệu hướng lực cắt tác dụng dương ngược chiều lực cắt - Chọn cự ly cốt thép ngang: S = 600 mm - Số lượng cốt đai cự ly s là: 600/150 +1 = - Khi chọn đường kính cốt đai f18 mm diện tích cốt thép đai : Av = 993.00 mm2 - Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông: Vc = 9933.81 KN - Sức kháng cắt cốt thép ngang: Vs = 1696.04 KN Vn=0,25.f'c bv.dv = 73291.45 (KN) - Sức kháng cắt tính tốn: Vr = 10466.87 (KN) Vu = 2445.02 (KN) < Vr => Đạt IV.2.1.2.2 Cự ly tối đa cốt thép ngang: - Cự ly tối đa cốt thép ngang không vượt trị số sau: Nếu Vu < 0,1fc’.bv.dv S ≤ 0,8dv ≤ 600 mm Nếu Vu ≥ 0,1fc’.bv.dv S ≤ 0,4dv ≤ 300 mm - Ta có: 0,1fc’.bv.dv = 29316.57(KN) > Vu - Vậy cự ly tối đa cốt thép ngang: S = 600mm thoả mãn (Điều 5.8.2.7) IV.2.2 Kiểm tra khống chế nứt phân bố cốt thép (Kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng) Ứng suất cốt thép chịu kéo trạng thái giới hạn sử dụng không vượt 0,6fy f sa  Z  dc A  0.6 f y Trong đó: + A : Diện tích phần bê tơng có trọng tâm với cốt thép chịu kéo bao mặt cắt ngang đường thẳng song song với trục trung hòa, chia cho số lượng hay sợi mm2 A = 15403.84 mm2 + Z : Thông số bề rộng vết nứt Z = 30000 N/mm + 0,6fy =0,6.420= 252 (Mpa) + dc =75 mm + Z thông số bề rộng vết nứt = 30000 (N/mm) Vậy: fsa = 219.82Mpa < 252Mpa => Kiểm tra Đạt SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 15 Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG V TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG - Móng bệ tháp thiết kế với móng cọc khoan nhồi D = 150cm - Chiều dài cọc L = 35m - Chu vi cọc Pu = 47100 - Diện tích mũi cọc Ap = 1770000 - Chiều dài cọc đất L = 350000 - Chiều sâu cọc xuyên tầng chịu lực Dp = 35000 - Cao độ mặt đất Hmđ = + 7.77 - Mực nước thấp Hn = + 13.05 - Cao độ đáy bệ Hđb = + 9.22 - Cao độ mũi cọc Hmc = - 25.45 - Tổng phản lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ cọc : P = 67389.115 kN mm mm2 mm mm m m m m V.1 Tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu ' Qcoc   (0,85 f c Ac  f y As ) - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu : Tên gọi đại lượng Kí hiệu Mác bê tông chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Đường kính cọc thiết kế D Đường kính cốt thép d Số thép thiết kế nthanh Diện tích phần bê tơng Ac Diện tích phần cốt thép As  Hệ số uốn dọc Cường độ chịu nén bê tông fc ' Cường độ chịu kéo thép fy Sức chịu tải cọc theo vật liệu Qvl Giá trị M300 AII 1.5 28 16 1.77 0.0088 0.9 24000 420000 35754.75 Đơn vị m mm Thanh m2 m2 KN/m2 KN/m2 KN V.2 Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi công cọc khoan nhồi Cao   C độ Su 2) SPTtb (độ) (Kn/m h đỉnh (kpa) STT Loại đất e (số búa/ kN/m3 (m) lớp 30cm) đất (m) Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, Lớp +9.1 0.916 6.7 18.9 15023 14.7 101 trạng thái dẻo mềm SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 16 Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sét pha màu xám xanh, trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, Lớp trạng thái cứng Cát pha màu xám, Lớp tráng thái nửa cứng Lớp GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG +1.1 0.811 27 17.8 11027 13.7 10 -6.9 0.459 50 21.4 23047 43.6 131.2 -16.9 0.727 34 26.6 15023 98.7 35 - Công thức tính tốn sức chịu tải cọc theo đất theo điều 10.7.2.3-2 sau QR = qp.Qp + ưqs.Qs Trong : +) QR : Sức chịu tải cọc theo đất +) QS = qS AS : Sức kháng thân cọc +) QP = qP AP : Sức kháng mũi cọc +) qS : Sức kháng đơn vị thân cọc +) qP : Sức kháng đơn vị mũi cọc +) AS : Diện tích bề mặt thân cọc +) AP : Diện tích bề mặt mũi cọc +) ưqs : Hệ số sức kháng thân cọc (theo 10.5.5-2) +) ưqp : Hệ số sức kháng mũi cọc (theo 10.5.5-2) D  (1.5) Diện tích mặt cắt ngang cọc: AP    1,77(m ) Chu vi tiết diện cọc: P  D   1,5  4,71(m) Sức kháng thân cọc : - Sức kháng thân cọc đất dính xác định theo phương pháp a: qs = aSu (10.8.3.3.1-1) Trong đó: a: hệ số dính bám Su : cường độ kháng cắt khơng nước trung bình (Mpa) - Sức kháng thân cọc đơn vị đất rời tính theo số SPT sau: qs =0,0025.N < 0,19Mpa (theo Quiros Reese – 10.8.3.4.2-1) - Bảng tính tốn sức chịu tải cọc theo đất : qs Li As Su Qs φqs.Qs STT Loại đất SPT α (kN/m2 (m) m2 (Mpa) (KN) (KN) ) Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, 6.21 29.2 6.7 101 0.5 50.5 1622.1 1054.4 trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, 37.68 27 98.7 0.5 49.35 2046 1329.9 trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, 10 47.1 50 131.2 0.5 65.6 3398.7 2209.1 trạng thái cứng SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 17 Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cát pha màu xám, tráng thái nửa cứng Sức kháng thân cọc GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG 10.8 50.7 34 - - 85 4309.5 2801.175 Qthan 7394.575 Sức kháng mũi cọc: Do mũi cọc đặt vào lớp đất cát theo 10.8.3.4.3-1, ta có: Theo Reese Wright, qp = 0.064 N đói với số SPT N sức kháng tính tốn cọc theo đất là: Q = 7394.575+1733 = 9127.575 (KN) Vậy : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = Min(Qr ; Qvl ) = Min(9127.575 ; 35754.75) = 9127.575 (KN) V.3 Tính tốn số cọc móng n   P Qcoc Trong : +)  : Hệ số xét đến loại móng độ lớn mơ men với móng cọc đài thấp ta lấy  = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = 9127.575 KN +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 67389.115 (KN) n  67389.115 = 11.1(cọc) 9127.575 Số cọc bố trí móng n = 12 (cọc) Bố trí thành hàng hàng cọc - Chiều dài cọc bố trí 35m SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 18 Lớp : Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TH.S NGÔ CHÂU PHƯƠNG SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 19 Lớp : Cầu Hầm- K48 ... trụ N2: Trọng lượng thân trụ + bệ cọc - Tải trọng tác dụng tại: + Đỉnh bệ: N = PKCN + N1 = - 26 909 KN + Đáy bệ: N = PKCN + N2 = - 41597.4 KN - Tải trọng đất tác dụng lên bệ cọc(ES) : tải trọng... diện tích cốt thép đai : Av = 392.5mm2 - Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông: Vc = 38 709. 78KN - Sức kháng cắt cốt thép ngang: Vs = 769.3KN Vn=0,25.f'c bv.dv = 39479.08 (KN) - Sức kháng... Pu : Lực dọc tính tốn Pu = 31760 KN Pe : Tải trọng uốn dọc Ơle Pe = Pe   E.I /(k Lu ) = 1.6×109KN E : Mơđun đàn hồi bêtơng E = 26332014 KN/m2 I : Mơmen qn tính cốt thép dọc xung quanh trục