TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUTÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦUV
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU CHƯƠNG VI TÍNH TỐN THIẾT KẾ MỐ CẦU I KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA KẾT CẤU I.1 Kích thước thiết kế mố I.1.1 Cấu tạo mố M1: MC CẦ U MỐM1 I.1.2 Các kích thước mố: - Kích thước theo phương dọc cầu: STT Tên gọi kích thước Chiều rộng bệ mố Bề rộng tường cánh Bề dày tương thân Khoảng cách từ tường thân tới mép bệ Bề rộng tường cánh (phần đi) Bề rộng tường cánh tồn Khoảng cách từ tường đầu đến mép bệ Bề dày tường đầu Kích thước phần đỡ dẫn 10 Khoảng cách từ tim gối đến mép ngồi tường thân 11 Kích thước đá kê gối theo phương dọc cầu 12 Chiều rộng đất đắp trước mố 13 Chiều dày bệ mố 14 Kích thước tường cánh (phương đứng) 15 Kích thước tường cánh (phương đứng) 16 Kích thước tường cánh (phương đứng) 17 Chiều cao mố từ đáy bệ đến đỉnh tường đầu SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Kí hiệu Giá trị Đơn vị a1 m a2 1.9 m a3 1.8 m a4 1.4 m a5 3.6 m a6 5.5 m a7 1.3 m a8 0.5 m a9 0.3 m a10 0.85 m a11 0.9 m a12 m b1 2.5 m b2 1.74 m b3 2.4 m b4 1.2 m b5 7.8 m Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG 18 19 20 21 22 23 24 25 GVHD: TH.S NGOÂ CHAÂU Chiều cao tường thân Chiều cao tường đầu Tổng chiều cao tường thân tường đàu Chiều cao đá kê gối Chiều cao từ đỉnh mấu đỡ độ tới đỉnh gờ lan can Kích thước mấu đỡ độ Chiều dài độ Chiều dày độ b6 b7 b8 b9 b10 b11 lqd dqd 3.35 1.95 5.3 0.2 0.4 1.9 m m m m m m m m - Kích thước theo phương ngang cầu: STT Tên kích thước Ký hiệu Giá trị Đơn vị tính Bề dày tường cánh c1 0.5 m Chiều rộng bệ mố c2 13 m Bề rộng mố c3 12 m Bề rộng đá kê gối c4 0.8 m Số lượng đá kê gối ng Chiếc Chiều rộng độ bqd m I.2 Kích thước thiết kế kết cấu nhịp cầu dẫn I.2.1 Cấu tạo mặt cắt ngang KCN cầu dẫn I.2.2 Các kích thước KCN cầu dẫn - Kết cấu nhịp cầu dẫn sử dụng kết cấu định hình dầm giản đơn L = 33 m với kích thước thiết kế sau: - Bảng kích thước thiết kế KCN cầu dẫn: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Tên gọi kích thước Chiều dài nhịp thiết kế Chiều dài nhịp tính tốn Chiều cao dầm chủ Chiều rộng cánh Chiều dày cánh Chiều rộng cánh Chiều dày cánh Chiều rộng bụng Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ Số dầm chủ Khoảng cách dầm chủ Trọng lượng dầm chủ Trọng lượng dầm ngang Gờ lan can Lan can Tổng Lớp phủ mặt cầu Kí hiệu Giá trị Đơn vị L 33 m Ltt 32.4 m hdc 165 cm Bct 65 cm hc 25 cm Bct 85 cm hc 20 cm b 20 cm Fdc 6371 cm2 ndc dầm adc 250 cm Pdc 587 KN Pdn 8.58 KN/m Pglc 222.75 kN Plc 30.1 KN DCtc 1977.93 KN DW 215.2 KN II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ II.1 Nguyên tắc chung tính tốn mố II.1.1 Các tải trọng tác dụng lên mố: - Mố mực nước thông thuyền khơng ngập nước nên khơng tính tải trọng va xơ tầu bè khơng tính tải trọng gió Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt đầm chặt có γ = 1.8 T/m3 ϕ = 300 - Nên tải trọng tác dụng lên mố gồm : Trọng lượng thân mố Phản lực thẳng đứng trọng lượng KCN Phản lực thẳng đứng hoạt tải đứng KCN Lực hãm dọc cầu Ma sát gối cầu Áp lực đất sau mố Phản lực truyền xuống từ độ II.1.2 Các mặt cắt cần kiểm toán với mố - Mặt cắt I-I - Mặt cắt II-II - Mặt cắt III-III : mặt cắt bệ móng mố : mặt cắt chân tường thân : mặt cắt chân tường đỉnh SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG : mặt cắt bệ : mặt cắt đuôi tường cánh : mặt cắt tường cánh : mặt cắt tường cánh : mặt cắt chân tường cánh V VI - Mặt cắt IV-IV - Mặt cắt V-V - Mặt cắt VI1-VI1 - Mặt cắt VI2-VI2 - Mặt cắt VII3-VII3 GVHD: TH.S NGÔ CHÂU III VII II II I I IV VI VII IV V III II.2 Xác định tải trọng tác dụng lên mố II.2.1 Xác định tải trọng trọng lượng thân mố: STT Tên kết cấu Cơng thức tính Bệ mố Vbm= b1*a1*c2 Tường thân Vtt=a3.b6.c3 Tường đỉnh Vt®=a8.b7.c3 Vai kê độ Vvk =(b11+a9/4)*a9*(c3-2*c1) Tường cánh ( phần sau) Vtcs=(2b4+b3)*a5*c1 Tường cánh ( phần thân) Vtct=2*(b2+ b3 + b4)*a2*c1 Đá kê gối Vđkg=ng*(a11*b9*c4) Tường che hinh tam giác Tĩnh tải trọng lượng thân mố Thể tích ( m3 ) 195 72.36 11.7 1.8 8.64 10.146 0.72 0.585 Khối lượng ( kN ) 4875 1809 292.5 39.83 152.4 253.65 18 14.625 7455.005 - Bảng tính nội lực cho mặt cắt I-I trọng lượng thân mố: STT Kết cấu P (kN) 4875 1809 292.5 339.19 216 253.65 Bệ mố P1 Tường thân P2 Tường đỉnh P3 Vai kê độ P4 Tường cánh ( sau) P5 Tường cánh ( phần thân) P6 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Mặt cắt I-I e (m) M (kN.m) 0,000 0,000 -0,700 -1266.3 -0,050 -14.625 0,358 14.025 3.6 777.6 1,150 291.698 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Đá kê gối P7 Tường che P8 18,00 10,56 7513.9 Tổng cộng -1 -1,167 - -18 -12,323 -227.925 - Bảng tính nội lực cho mặt cắt II- II trọng lượng thân mố: STT Mặt cắt II-II P (kN) e (m) M (kN.m) 1809 0,000 0,000 292.5 0,650 190,125 39.19 1,058 41.456 18 -0.05 -0.9 146,34 -0.0024 -0,352 2305.03 230.329 Kết cấu Tường thân P2 Tường đỉnh P3 Vai kê độ P4 Đá kê gối P7 Tường che P8 Tổng cộng - Bảng tính nội lực cho mặt cắt III- III trọng lượng thân mố: STT Mặt cắt II-II P (kN) e (m) M (kN.m) 292.5 0,000 39.19 0,408 15.98 331.68 15.98 Kết cấu Tường đỉnh P3 Vai kê độ P4 Tổng cộng II.2.2 Xác định tải trọng hoạt tải(LL) xe ô tô tải trọng người(PL) II.2.2.1 Hoạt tải xe ô tô lên KCN - Chiều dài nhịp tính tốn : L = 33 m - Sơ đồ xếp tải nhịp dẫn sau : +) Tổng diện tích ĐAH : S = 16,2 +) Diện tích ĐAH dương: S+ = 16,2 +) Diện tích ĐAH âm: S- = SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG PLL = Tải trọng Xe hai trục thiết kế Xe tải thiết kế Tải trọng Hoạt tải xe LL ∑py i GVHD: TH.S NGÔ CHÂU i Tung độ đường ảnh hưởng 1,00 0,96 0,73 0,87 1,00 16,20 Vị trí 1' 2' wL Tải trọng trục 110 110 35 145 145 9,3 Phản lực Ri 110,00 105,93 25,71 125,76 145,00 150,66 1042,49 Đơn vị kN kN kN kN kN kN kN II.2.2.1.Tải trọng hành PL = bng*qng*nng*Ltt/2 = 146 kN II.2.3 Tính tải trọng lực hãm xe - Lực hãm xe lấy 25% trọng lượng trục xe tải hay xe trục thiết kế tất xe chạy chiều - Lực hãm xe đặt theo phương dọc cầu , điểm đặt cách mặt đường xe chạy 1,8 m - Do thiết kế mố đặt gối di động nên lực hãm xe theo phương dọc cầu là: BR = kN II.2.4 Tính tải trọng lực ma sát gối cầu - Lực ma sát gối cầu phải xác định sở giá trị cực đại hệ số ma sát mặt trượt Lực ma sát FR xác định theo công thức sau: FR = fmax N Trong : +) fmax : hệ số ma sát bê tông với gối di động cao su : fmax = 0,3 +) Tổng áp lực lớn tĩnh tải hoạt tải KCN truyền xuống mố SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG Vậy ta có : GVHD: TH.S NGÔ CHÂU N =DC+DW+m*Lane*(MAX(R3+R2+R1,R1'+R2')+RWL) ta có : N = 3087 kN FR = 0,3 3059.4 = 926.2 kN II.2.5 Lực ly tâm (CE) - Lực ly tâm lấy tách số trọng lượng trục xe tải hay xe hai trục C= v2 gR Trong : + V : Tốc độ thiết kế = 60 Km/h + g : Gia tốc trọng lực = 9.81 m/s2 + R : Bán kính cong xe Đặt cách mặt xe chạy 1.8m Hệ số tính tốn lực ly tâm C = m Trị số lực ly tâm: CE = kN II.2.6 Tải trọng gió (WS,WL) II.2.6.1 Tải trọng gió tác dụng lên cơng trình(WS) II.2.6.1.1Tải trọng gió ngang Đối với mố tính duyệt theo phương dọc cầu nên coi tải trọng gió ngang khơng tính II.2.6.1.2Tải trọng gió dọc - Đối với mố trụ kết cấu phần giàn hay dạng kết cấu khác có bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc kết cấu phải xét tải trọng gió dọc Vì ta khơng tính đến tải trọng gió dọc II.2.6.2 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ(WL) II.2.6.2.1 Tải trọng gió ngang - Áp lực gió dọc tác dụng lên xe cộ lay 1.5kN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang song song với tim dọc kết cấu đặt cách mặt đường 1.8m Trị số tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ: WLN = 24.8 kN II.2.6.2.2 Tải trọng gió dọc - Áp lực gió dọc tác dụng lên xe cộ lay 0.75kN/m, tác dụng theo hướng nằm ngang song song với tim dọc kết cấu đặt cách mặt đường 1.8m - Vì mố đặt gối di động nên ta có: WLD = kN II.2.6.3 Tải trọng gió thẳng đứng - Chỉ tính tải trọng cho trạng thái giới hạn khơng liên quan đến gió lên hoạt tải tính lay hướng gió vng góc với trục dọc cầu - Phải lay tải trọng gió thẳng đứng Pv tác dụng vào trọng tâm diện tích thích hợp theo cơng thức: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG Trong đó: GVHD: TH.S NGÔ CHÂU V PV =0.00045*V2*AV (KN) Tốc độ gió thiết kế 38m/s Av Diện tích phẳng mặt cầu 137.25m2 PV = 128.66 kN II.2.7 Nội lực trọng lượng đất đắp - Chiều cao đất đắp sau mố: - Chiều rộng mố chịu tác dụng lớp (c5=c3-2*c1): - Diện tích tác dụng lớp (Ftđ=c5*(a1-a3-a4)): - Trọng lượng riêng lớp đất đắp sau mố: - Chiều rộng đắp đất trước mố: - Chiều cao đất đắp trước mố: Bảng tính nội lực cho mặt cắt I-I trọng lượng đất đắp Mặt cắt I-I Kết cấu Công thức P (kN) 1.Đất sau mố P®s=b8*Ft®*g® 2938.32 2.Đất trước mố P®tr=b12*a12*c3*g®*1/2 0,00 Tổng cộng 2938.32 b8 c5 Ftđ gđ a12 b12 e (m) 1,6 -1,6 - = 5.3 m = 11.00 m = 30.8 m2 = 18kN/m3 =0m =0m M (kN.m) 4701.312 4701.312 II.2.8 Nội lực áp lực đất EH,LS II.2.8.1 Áp lực ngang đất EH - Áp lực ngang đất đắp lên mố tính theo công thức EH=(g*H2*K*c5)/2 (KN) SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Trong : H : Chiều cao áp lực đất HđI-I : Chiều cao áp lực đất tác dụng mặt cắt I-I (=b5) = 7.8 m HđII-II : Chiều cao áp lực đất tác dụng mặt cắt II-II (=b5) = 5.3 m HđIII-III : Chiều cao áp lực đất tác dụng mặt cắt III-III(=b5) = 1.95 m K = Ka (hệ số áp lực đất chủ động ) tường chắn công xon ka=sin2(q+j')/(T*sin2(q)*sin(q-d)) Trong : T = [1+sqrt(sin(j'+d)*sin(j'-b)/(sin(q+d)*sin(q+b)))]2 d : Góc ma sát đất đắp tường : d = 24o b : Góc phương đất đắp với phương ngang : b = 2o q : Góc phương đất đắp với phương thẳng đứng : q = 90o j' : Góc nội ma sát đất đắp : j'= 35o Ta có: T = 3.057 Ka = 0.240 Bảng tính áp lực ngang đất (EH) mặt cắt áp lực ngang đất đáp lên tường (EH) Mặt cắt Công thức EH (kN) e (m) I-I EHI-I=(g®*H ®I-I*Ka*c5)/2 1447.28 -3.12 II - II EHII-II=(g®*H2®II-II*Ka*c5)/2 668.21 -2.12 III - III EHIII-III=(g®*H ®III-III*Ka*c5)/2 90.45 -0,78 M (kN.m) -4515.51 -1416.61 -70.55 II.2.8.2 Áp lực ngang hoạt tải sau mố - Khi hoạt tải đứng sau mố phạm vi chiều cao tường chắn, tác dụng hoạt tải thay lớp đất tương đương có chiều cao heq - Cơng thức tính áp lực đất hoạt tải sau mố: LS=K*heq*g*H*c5 (kN) - Vị trí hợp lực đặt 0.5H Trong : H : Chiều cao tường chắn chịu áp lực đất c5 : Bề rộng tường chắn chịu áp lực đất K : Hệ số áp lực đất chủ động = 0.24 g : Trọng lượng riêng đất heq : Chiều cao lớp đất tương đương phụ thuộc vào chiều cao tường chắn(m) Chiều cao tường chắn H (mm) ≤ 1500 1500 ÷ 3000 3000 ÷ 6000 ≥ 9000 SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang Chiều cao lớp đất tương đương heq (mm) 1700 1200 760 610 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Bảng tính áp lực ngang hoạt tải sau mố (LS) mặt cắt Tiết diện I-I II - II III - III áp lực ngang hoạt tải sau mố (LS) H (m) heq (m) LS (kN) M (kN.m) 7.8 0,67 248.63 -969.68 5.3 0,863 217.53 -576.44 1.95 1,55 143.8 -140.21 III TỔNG HỢP TẢI TRỌNG TẠI CÁC MẶT CẮT III.1 Bảng hệ số tải trọng theo TTGH cường độ III.1.1 - Bảng hệ số tải trọng max Trạng thái giới hạn CĐ I CĐ II CĐ III Sử dụng b DC 1,25 1,25 1,25 1,00 bDW 1,50 1,50 1,50 1,00 b EH 1,50 1,50 1,50 1,00 b EV 1,35 1,35 1,35 1,00 b LL 1,75 0,00 1,35 1,00 bmax b BR 1,75 0,00 1,35 1,00 b PL 1,75 0,00 1,35 1,00 b LS 1,75 0,00 1,35 1,00 b WS 0,00 1,40 0,40 0,30 b WL 0,00 0,00 1,00 1,00 b FR 1,00 1,00 1,00 1,00 b LL 1,00 0,00 1,35 1,00 bmin b BR 1,00 0,00 1,35 1,00 b PL 1,00 0,00 1,35 1,00 b LS 1,00 0,00 1,35 1,00 b WS 0,00 1,40 0,40 0,30 b WL 0,00 0,00 1,00 1,00 b FR 1,00 1,00 1,00 1,00 III.1.2 - Bảng hệ số tải trọng Trạng thái giới hạn CĐ I CĐ II CĐ III Sử dụng b DC 0,90 0,90 0,90 1,00 bDW 0,65 0,65 0,65 1,00 b EH 0,90 0,90 0,90 1,00 b EV 1,00 III.2 Tổng hợp nội lực mặt cắt đáy móng (mặt cắt I –I) III.2.1 Bảng tóm tắt: Tải trọng b Tĩnh tải nhịp mố (DC) Bệ mố P1 Tường thân P2 Tường đỉnh P3 Vai kê độ P4 Tường cánh ( sau) P5 Tường cánh ( phần thân) P6 Đá kê gối P7 Tường che P8 SVTH: PHẠM THẾ VINH b DC b DC b DC b DC b DC b DC b DC b DC b DC Trang 10 SV kN 1977.93 4875 1809 292.5 39.19 216 253.65 18,00 10,56 SHx kN 3.6 1,150 -1 -1,167 SMy kN.m -2205.85 0,0 0.0 190.13 41.46 777.6 291.698 -18 -12,323 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG Trạng thái giới hạn Cường độ I Cường độ II Cường độ III Sử dụng SV kN 414.61 414.61 414.61 331.69 GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Bất lợi sông SHx SMy kN kN.m 135.68 -336.81 135.68 -91.45 135.68 -280.72 90.45 -194.78 SV kN 414.61 414.61 414.61 331.69 Bất lợi vào bờ SHx SMy kN kN.m 81.41 -183.72 81.41 -43.52 81.41 -232.80 90.45 -194.78 IV.3.2 Tổ hợp dùng để kiểm toán: Cường độ I - Chiều rộng mặt cắt b= 13000mm - Chiều cao mặt cắt h= 500mm - Chiều cao có hiệu mặt cắt d =440mm - Chiều dày lớp phủ bêtông dc=51mm - Cường độ thép fy=420MPa - Cường độ chiệu nén bêtông fc’ = 24Mpa - Tải trọng dùng để kiểm toán SV = 414.61 kN SHx = 135.68 kN SMy = -336.81 kN IV.3.2.1 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn - f : Hệ số sức kháng uốn f =0.9 As : Diện tích cốt thép: 50 – f18 Diện tích : As= 13343.25 mm2 fy : Cường độ cốt thép : fy = 420 MPa Chiều dày lớp bêtông bảo vệ 51mm Hàm lượng thép r = 0.23% β1 = 0.85: hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất Chiều dày khối ứng suất tương đương: a = 17.96mm Sức kháng uốn : Mr = 1848.1 KNm Mômen tính tốn ngoại lực: Mu =336.81 KNm Kiểm tra: Mu = 336.81 < Mr = 1848.1 => Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: ρ Kiểm tra lượng cốt thép tối đa ' f 24 ≥ 0.03 c = 0.03 = 0.0017 fy 420 0.42 > c/de = 0.04 Đạt Đạt IV.3.2.2 Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện Hệ số sức kháng fv = 0.9 Diện tích cốt thép ngang : 3-f12 Av = 213.99mm2 Bước cốt thép S = 200mm β =2 Hệ số khả bêtông bị nứt chéo truyềnlực kéo (5.8.3.4) Sức kháng cắt Vu phải nhỏ trị số sau: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 24 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Vn = 0,25.fc’.bv.dv Vn = Vc+Vs Góc nghiêng ứng suất nén chéo q = 45o (Điều 5.8.3.4) Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bêtông Vc = 4651.68KN Sức kháng cắt cốt thép ngang: Vs = 659.09 KN Vn = 0.25.fc’.bv.dv = 33619.39 kN Sức kháng cắt tính tốn: Vr = 4779.69 kN Lực cắt tính tốn: Vu = 135.68 KN Kiểm tra: Vu = 135.68 KN < Vn =4779.69 kN Đạt IV.3.2.3 kiểm tra khả chống nứt mặt cắt Tổ hợp dùng để kiểm toán: TTGH sử dụng Ứng suất cốt thép trạng thái giới hạn không vượt 0.6f y (Điều 5.7.3.4 – 22TCN 272-05) 1/3 + fsa = Z/(dc.A) Kiểm tra Đạt IV.4 Tính tốn bố trí cốt thép mặt cắt IV – IV IV.4.1 Bảng tổng hợp tải trọng xét tới mặt cắt IV- IV Trạng tháI giới hạn Cường độ I Nội lực đầu cọc SNi SMi kN kN.m -6727.71 -12109.88 SVTH: PHẠM THẾ VINH Bất lợi sông Qz My kN kN.m 289.83 -7923.70 Trang 25 Bất lợi vào bờ Qz My kN kN.m -3910.63 -584.77 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG Cường độ II Cường độ III Sử dụng -5804.21 -14240.8 -6491.758 GVHD: TH.S NGÔ CHÂU -10447.58 -25633.44 -11685.16 667.98 -7347.92 -457.97 -6697.68 -21294.56 -7082.33 -3298.76 -11314.65 -3396.29 314.04 -14282.84 -2968.68 IV.4.2 Tổ hợp dùng để kiểm toán: Cường độ I - Chiều rộng mặt cắt b = 13000mm - Chiều cao mặt cắt h = 2500mm - Chiều cao có hiệu mặt cắt d = 2324.5mm - Chiều dày lớp phủ bêtông dc = 161mm - Cường độ thép fy = 420MPa - Cường độ chiệu nén bêtông fc’ = 24Mpa - Tải trọng dùng để kiểm toán SQ = 14990.15 kN SMy = 5688.94 kN IV.4.2.1 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn +f : Hệ số sức kháng uốn f =0.9 + As : Diện tích cốt thép: 53 – D25 Diện tích : As= 26855.1 mm2 + fy : Cường độ cốt thép : fy = 420 MPa + Chiều dày lớp bêtông bảo vệ 120mm + Hàm lượng thép r = 0.13% + β1 = 0.85 : hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất + Chiều dày khối ứng suất tương đương: a = 42.53mm Sức kháng uốn : Mr = 23400.96 KNm Mơmen tính tốn ngoại lực: Mu = 5688.94 KNm Kiểm tra: Mu = 5688.94 KNm < Mr = 23400.96 KNm: Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: Kiểm tra lượng cốt thép tối đa 0.42 > c/de = 0.02 Đạt IV.4.2.2 Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện + Hệ số sức kháng fv = 0.9 + Diện tích cốt thép ngang : 10-f12 Av = 713.3mm2 + Bước cốt thép s = 200mm Theo điều 5.8.4.2 => không cần kiểm tra diện tích coat thép ngang tối thiểu + Hệ số khả bêtông bị nứt chéo truyềnlực kéo β = (5.8.3.4) Sức kháng cắt Vu phải nhỏ trị số sau: Vn = 0,25.fc’.bv.dv Vn = Vc+Vs o (Điều 5.8.3.4) + Góc nghiêng ứng suất nén chéo q = 45 Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bêtông Vc = 24595.75 kN Sức kháng cắt cốt thép ngang: SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 26 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Vs = 3484.93KN Vn = 0.25.fc’.bv.dv = 179808.30 KN Sức kháng cắt tính tốn: Vr = 25272.62 KN Lực cắt tính tốn: Vu = 14990.15 KN Kiểm tra: Vu = 14990.15 KN < Vr =25272.62 KN :Đạt IV.4.2.3 kiểm tra khả chống nứt mặt cắt Tổ hợp dùng để kiểm toán: TTGH sử dụng Ứng suất cốt thép trạng thái giới hạn không vượt 0.6f y (Điều 5.7.3.4 – 22TCN 272-05) + fsa = Z/(dc.A)1/3 Kiểm tra : Đạt IV.5 Tính tốn bố trí cốt thép mặt cắt V – V IV.5.1 Bảng tổng hợp tải trọng xét tới mặt cắt V – V TTGH Cường độ I Cường độ II SVTH: PHẠM THẾ VINH ứng hệ số tải trọng max SQy SMz kN kN.m 155.93 248.77 65.04 103.77 Trang 27 ứng hệ số tải trọng SQy SMz kN kN.m 129.91 207.27 39.02 62.26 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG Cường độ III Sử dụng GVHD: TH.S NGÔ CHÂU 135.15 95.30 215.63 152.04 109.14 95.30 174.12 152.04 IV.5.2 Tổ hợp dùng để kiểm toán: Cường độ I - Chiều rộng mặt cắt b= 3560mm - Chiều cao mặt cắt h= 500mm - Chiều cao có hiệu mặt cắt d =442mm - Chiều dày lớp phủ bêtông dc=50mm - Cường độ thép fy=420MPa - Cường độ chiệu nén bêtông fc’ = 24Mpa - Tải trọng dùng để kiểm toán SQy = 155.93 kN SMz = 248.77 kN IV.5.2.1 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn - f : Hệ số sức kháng uốn f =0.9 As : Diện tích cốt thép: 20 – f16 Diện tích : As= 3972 mm2 fy : Cường độ cốt thép : fy = 420 MPa Chiều dày lớp bêtông bảo vệ 50 mm Hàm lượng thép r = 0.28% β1 = 0.85: hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất Chiều dày khối ứng suất tương đương: a = 22.97mm Sức kháng uốn : Mr = 646.36 KNm Mơmen tính tốn ngoại lực: Mu = 248.77 KNm Kiểm tra: Mr = 646.36 > Mu = 248.77 => Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: ρ Kiểm tra lượng cốt thép tối đa ' f 24 ≥ 0.03 c = 0.03 = 0.0017 fy 420 0.42 > c/de = 0.05 Đạt Đạt IV.5.2.2 Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện Hệ số sức kháng fv = 0.9 Diện tích cốt thép ngang : 0-f12 Av = mm2 Bước cốt thép S = 200mm Hệ số khả bêtông bị nứt chéo truyềnlực kéo β = (5.8.3.4) Sức kháng cắt Vu phải nhỏ trị số sau: Vn = 0,25.fc’.bv.dv Vn = Vc+Vs Góc nghiêng ứng suất nén chéo q = 45o (Điều 5.8.3.4) Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bêtông Vc = 1279.63KN Sức kháng cắt cốt thép ngang: Vs = 0.00 KN Vn = 0.25.fc’.bv.dv = 9195.79 kN SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 28 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Sức kháng cắt tính tốn: Vr = 1151.67 kN Lực cắt tính tốn: Vu = 155.93 KN Kiểm tra: Vu = 155.93 KN < Vr = 1151.67 kN Đạt IV.5.2.3 kiểm tra khả chống nứt mặt cắt Tổ hợp dùng để kiểm toán: TTGH sử dụng Ứng suất cốt thép trạng thái giới hạn không vượt 0.6f y (Điều 5.7.3.4 – 22TCN 272-05) 1/3 + fsa = Z/(dc.A) Mu =120.70 => Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: ρ ≥ 0.03 Kiểm tra lượng cốt thép tối đa ' fc 30 = 0.03 = 0.017 fy 420 0.42 > c/de = 0.04 Đạt Đạt IV.6.2.2 Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện Hệ số sức kháng fv = 0.9 Diện tích cốt thép ngang : 0-f12 Av = mm2 Bước cốt thép S = 200mm Hệ số khả bêtông bị nứt chéo truyềnlực kéo β = (5.8.3.4) Sức kháng cắt Vu phải nhỏ trị số sau: Vn = 0,25.fc’.bv.dv Vn = Vc+Vs Góc nghiêng ứng suất nén chéo q = 45o (Điều 5.8.3.4) Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bêtông Vc = 1172.35 kN Sức kháng cắt cốt thép ngang: Vs = 0.00 KN Vn = 0.25.fc’.bv.dv = 35092.52 kN Sức kháng cắt tính tốn: Vr = 1055.12 kN Lực cắt tính toán: Vu = 127.05 KN Kiểm tra: Vu = 127.05 KN < Vr = 1055.12 kN Đạt SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 30 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU IV.6.2.3 kiểm tra khả chống nứt mặt cắt Tổ hợp dùng để kiểm toán: TTGH sử dụng Ứng suất cốt thép trạng thái giới hạn không vượt 0.6f y (Điều 5.7.3.4 – 22TCN 272-05) 1/3 + fsa = Z/(dc.A) Kiểm tra Đạt IV.7 Tính tốn bố trí cốt thép mặt cắt VI2– VI2 IV.7.1 Bảng tổng hợp tải trọng xét tới mặt cắt VI2– VI2 TTGH CĐ I CĐ II CĐ III SD Mặt cắt VI2 – VI2 SQy SMz kN kN.m 60.92 38.58 47.23 29.91 57.79 36.60 39.31 24.90 IV.7.2 Tổ hợp dùng để kiểm toán: Cường độ I - Chiều rộng mặt cắt b SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 31 = 1900mm Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU - Chiều cao mặt cắt - Chiều cao có hiệu mặt cắt - Chiều dày lớp phủ bêtông - Cường độ thép - Cường độ chiệu nén bêtơng fc’ - Tải trọng dùng để kiểm tốn SQy = 60.92 kN SMz = 38.58 kN h = 500mm d = 426mm dc = 66mm fy = 420MPa = 24Mpa IV.7.2.1 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn - f : Hệ số sức kháng uốn f =0.9 As : Diện tích cốt thép: 11 – f16 Diện tích : As= 2184.60 mm2 fy : Cường độ cốt thép : fy = 420 MPa Chiều dày lớp bêtông bảo vệ 66 mm Hàm lượng thép r = 0.27% β1 = 0.85: hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất Chiều dày khối ứng suất tương đương: a = 23.67mm Sức kháng uốn : Mr = 342.01 KNm Mơmen tính toán ngoại lực: Mu = 38.58 KNm Kiểm tra: Mr = 342.01 > Mu = 38.58 => Đạt ' Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: ρ Kiểm tra lượng cốt thép tối đa f 30 ≥ 0.03 c = 0.03 = 0.027 fy 420 0.42 > c/de = 0.05 Đạt Đạt IV.7.2.2 Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện Hệ số sức kháng fv = 0.9 Diện tích cốt thép ngang : 0-f12 Av = mm2 Bước cốt thép S = 200mm β =2 Hệ số khả bêtông bị nứt chéo truyềnlực kéo (5.8.3.4) Sức kháng cắt Vu phải nhỏ trị số sau: Vn = 0,25.fc’.bv.dv Vn = Vc+Vs Góc nghiêng ứng suất nén chéo q = 45o (Điều 5.8.3.4) Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bêtông Vc = 658.23 kN Sức kháng cắt cốt thép ngang: Vs = 0.00 KN Vn = 0.25.fc’.bv.dv = 19610.52 kN Sức kháng cắt tính tốn: Vr = 592.41 kN Lực cắt tính tốn: Vu = 60.92 KN Kiểm tra: Vu = 60.92 KN < Vr = 592.41 kN Đạt SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 32 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU IV.7.2.3 kiểm tra khả chống nứt mặt cắt Tổ hợp dùng để kiểm toán: TTGH sử dụng Ứng suất cốt thép trạng thái giới hạn không vượt 0.6f y (Điều 5.7.3.4 – 22TCN 272-05) 1/3 + fsa = Z/(dc.A) Kiểm tra Đạt IV.8 Tính tốn bố trí cốt thép mặt cắt VII3 – VII3 IV.7.1 Bảng tổng hợp tải trọng xét tới mặt cắt VII3 – VII3 TTGH CĐ I CĐ II CĐ III SD Mặt cắt VII3 – VII3 SQy SMz kN kN.m 66.43 42.07 54.65 34.61 63.74 40.37 43.17 27.34 IV.7.2 Tổ hợp dùng để kiểm toán: Cường độ I - Chiều rộng mặt cắt b - Chiều cao mặt cắt h - Chiều cao có hiệu mặt cắt d SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 33 = 1900mm = 500mm = 426mm Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU - Chiều dày lớp phủ bêtông - Cường độ thép - Cường độ chiệu nén bêtông fc’ - Tải trọng dùng để kiểm toán SQy = 66.43 kN SMz = 42.07 kN dc = 66mm fy = 420MPa = 24Mpa IV.7.2.1 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn f : Hệ số sức kháng uốn f =0.9 As : Diện tích cốt thép: 10 – f18 Diện tích : As= 2268.65 mm2 fy : Cường độ cốt thép : fy = 420 MPa Chiều dày lớp bêtông bảo vệ 66 mm Hàm lượng thép r = 0.28% β1 = 0.85: hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất Chiều dày khối ứng suất tương đương: a = 24.58mm Sức kháng uốn : Mr = 353.92 KNm Mơmen tính tốn ngoại lực: Mu = 42.07KNm Kiểm tra: Mr = 353.92 > Mu = 42.07 => Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: ρ ≥ 0.03 Kiểm tra lượng cốt thép tối đa ' fc 24 = 0.03 = 0.017 fy 420 0.42 > c/de = 0.05 Đạt Đạt IV.7.2.2 Kiểm tra khả chịu cắt tiết diện Hệ số sức kháng fv = 0.9 Diện tích cốt thép ngang : 0-f12 Av = mm2 Bước cốt thép S = 200mm β =2 Hệ số khả bêtông bị nứt chéo truyềnlực kéo (5.8.3.4) Sức kháng cắt Vu phải nhỏ trị số sau: Vn = 0,25.fc’.bv.dv Vn = Vc+Vs Góc nghiêng ứng suất nén chéo q = 45o (Điều 5.8.3.4) Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bêtông Vc = 656.68 kN Sức kháng cắt cốt thép ngang: Vs = 0.00 KN Vn = 0.25.fc’.bv.dv = 19610.52 kN Sức kháng cắt tính tốn: Vr = 591.02 kN Lực cắt tính tốn: Vu = 66.43 KN Kiểm tra: Vu = 66.43 KN < Vr = 591.02 kN Đạt IV.7.2.3 kiểm tra khả chống nứt mặt cắt Tổ hợp dùng để kiểm toán: TTGH sử dụng SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 34 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Ứng suất cốt thép trạng thái giới hạn không vượt 0.6f y (Điều 5.7.3.4 – 22TCN 272-05) 1/3 + fsa = Z/(dc.A) Kiểm tra Đạt V TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG MĨNG - Móng bệ tháp thiết kế với móng cọc khoan nhồi D = 100 cm - Chu vi cọc Pu = 31400 mm - Diện tích mũi cọc Ap = 790000 mm2 - Chiều dài cọc đất L = 350000 mm - Chiều sâu cọc xuyên tầng chịu lực Dp = 12100 mm - Cao độ mặt đất Hmđ = + 20.48 m - Mực nước Hn = + 13.5 m - Cao độ đáy bệ Hđb = + 17.48 m - Cao độ mũi cọc Hmc = - 17.75 m V.1 Tính tốn sức chịu tải cọc theo vật liệu: - Cơng thức tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu: Qcoc = ϕ (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 tơng 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 ϕ 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 25 16 0.785 0.0079 0.9 24000 420000 18306 Đơn vị m mm Thanh m2 m2 KN/m2 KN/m2 KN V.2 Tính tốn sức chịu tải cọc theo đất SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 35 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU - Bảng số liệu địa chất khảo sát khu vực thi công cọc khoan nhồi Cao S γ ϕ C độ u SPTtb (độ) (Kn/m2) (kpa) h đỉnh 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 Sét pha màu xám xanh, Lớp +1.1 0.811 27 17.8 11027 13.7 98.7 trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, Lớp 10 -6.9 0.459 50 21.4 23047 43.6 131.2 trạng thái cứng Cát pha màu xám, Lớp -16.9 0.727 34 26.6 15023 35 tráng thái nửa cứng - Cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc theo đất theo điều 10.7.2.3-2 sau QR = φqp.Qp + φqs.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 +) φqs : Hệ số sức kháng thân cọc (theo 10.5.5-2) +) φqp : Hệ số sức kháng mũi cọc (theo 10.5.5-2) πD π (1) = = 0,785(m ) Diện tích mặt cắt ngang cọc: AP = P = π D = π = , 1416 ( m) Chu vi tiết diện cọc: Sức kháng thân cọc : - Sức kháng thân cọc đất dính xác định theo phương pháp a: qs = α.Su (10.8.3.3.1-1) Trong đó: α: 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 : SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 36 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG STT Loại đất Sét pha màu vàng lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo mềm Sét pha màu xám xanh, trạng thái dẻo Sét màu nâu đỏ đốm xám xanh, trạng thái cứng Cát pha màu xám, tráng thái nửa cứng Sức kháng thân cọc GVHD: TH.S NGÔ CHÂU Li As Su qs Qs α SPT (m) m (Mpa) (kN/m ) (KN) φqs.Qs (KN) 4.9 15.39 6.7 854.91 555.69 1364 886.6 25.12 27 10 31.4 101 0.5 98.7 0.5 49.35 50 131.2 0.5 12.1 37.99 34 50.5 - - 65.6 2265.82 1472.78 85 3229.15 2098.95 Qthan 5014.02 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 = 5014.02+633 = 5647.02 (KN) Vậy : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = Min(Qr ; Qvl ) = Min(18306; 5647.02) = 5647.02 (KN) V.3 Tính tốn số cọc móng n = β P Qcoc Trong : +) β : Hệ số xét đến loại móng độ lớn mơ men với móng cọc đài thấp ta lấy β = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính tốn cọc : Qcoc = 5647.02 KN +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 17664.94 (KN) n = 1.5 17664.94 = 3.128(cọc) 5647.02 Số cọc bố trí móng n = (cọc) Bố trí thành hàng hàng cọc - Chiều dài cọc bố trí 35m SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 37 Lớp: Cầu Hầm- K48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG GVHD: TH.S NGÔ CHÂU SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC TRONG BỆ SVTH: PHẠM THẾ VINH Trang 38 Lớp: Cầu Hầm- K48