Chuong5 doc

Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công Chương V: thiết kế phân tích hầm 5.1 tình hình chung Lý thuyết tính toán kết cấu ngầm có lịch sử phát triển lâu dài Đến có nhiều phương pháp tính loại kết cấu ngầm, nhiều phương pháp tính áp dơng thùc tÕ thiÕt kÕ ViƯc phỉ biÕn m¸y tính điện tử thực tế tính toán tạo điều kiện cho việc áp dụng số phương pháp trước dùng khó khăn tính toán loại trừ khỏi thực tế không phương pháp đơn giản, gần mà việc áp dụng trước áp dụng phương pháp hoàn thiện Những điều kiện địa chất công trình phức tạp đa dạng khu vực xây dựng công trình hầm, khác công nghệ thi công kết cấu gây khó khăn cho việc tìm đường lối để thiết kế tính toán kết cấu ngầm Các môn học vật rắn biến dạng, học kết cấu sở tất phương pháp tính toán áp dụng Theo đặc điểm tác dụng tương hỗ kết cấu khối địa tầng bao quanh công trình hầm phân chia phương pháp tính toán kết cấu hầm làm ba nhóm sau: - Nhóm 1: Không xét đến tác động tương hỗ, kết cấu tính với tải trọng biết - Nhóm 2: Tải trọng đất đá xung quanh chia làm tải trọng chủ động, tải trọng bị động (lực kháng đàn hồi) tải trọng đặc biệt áp lực đất đá coi biết lực kháng đàn hồi xác định tính toán tuỳ thuộc vào sơ đồ tác dụng tải trọng quan hệ đặc trưng biến dạng kết cấu địa tầng Nhóm 3: Tải trọng tác dụng lên vỏ hầm áp lực đất đá không giả thiết trước mà xác định kết giải toán tiếp xúc tác dụng tương hỗ vỏ hầm địa tầng Các phương pháp thuộc nhóm phần lớn phương pháp thuộc nhóm dựa công cụ môn Cơ học kết cấu Nhóm phương pháp dựa lời giải cổ điển lời giải số môn Cơ học vật rắn biến dạng - 5.2 tính toán công trình hầm dạng vòm tựa đất đá (vòm ngàm đàn hồi) Có nhiều dạng vòm tựa đất đá: - Vòm tựa đất đá có vỏ bao kín toàn tiết diện: + Vòm có chiều dày thay đổi: thường áp dụng cho hầm nhịp nhỏ 5m + Vòm có chiều dày không đổi: thường áp dụng cho hầm có nhịp lớn 7m Vòm thoải, dạng parabol chịu lực tốt vòm tròn Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang do Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công dk Dạng vòm có chiều dày không đổi Dạng vòm có chiều dày thay đổi - Vòm tựa đất đá có vỏ phần đỉnh vòm: + Vòm có chiều dày thay đổi + Vòm có chiều dày không đổi Dạng vòm có chiều dày không đổi Dạng vòm có chiều dày thay đổi 5.2.1 Sơ đồ tính Sơ đồ tính toán lựa chọn theo sơ đồ vòm không khớp chịu tải trọng thẳng đứng gồm có áp lực đất trọng lượng thân kết cấu Trong trường hợp kết cấu nằm đất yếu áp lực hông q ei f ei l Với: l - chiều rộng tính toán vòm (nhịp vòm), m f - chiều cao tính toán vòm (đường tên vòm), m - góc nghiêng chân vòm, rađ (độ) Sơ đồ tính toán lựa chọn theo sơ đồ vòm không khớp chịu tải trọng thẳng đứng gồm có áp lực đất trọng lượng thân kết cấu Trong trường hợp kết cấu nằm đất yếu áp lực hông Vòm chịu tác dụng áp lực bị động lún tác dụng tải trọng áp lực tác Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công dụng theo phương pháp tuyến với bề mặt vòm (coi bỏ qua tác dụng áp lực theo phương tiếp tuyến) áp lực gọi phản lực đàn hồi f Đối với vòm thoải (thường 0,25 ) xem vòm biến dạng tự (không có l phản lực đàn hồi) Biến dạng chân vòm tuỳ thuộc vào điều kiện kê gối chân vòm Khi ngàm đặt đất đá cứng chân vòm chuyển vị ngang chuyển vị gãc xoay 5.2.2 TÝnh to¸n néi lùc kÕt cÊu 5.2.2.1 Đối với kết cấu hầm dạng vòm thoải Xét kết cấu hầm có dạng vòm thoải có ngàm đàn hồi, có xét đến biến dạng chân vòm dạng góc xoay chuyển vị chân vòm u(ux, uy) Bỏ qua ma sát kết cấu vòm đá xung quanh Thường tính toán, người ta bỏ qua thành phần chuyển vị thẳng đứng tải trọng tác dụng (thẳng đứng) đối xứng ảnh hưởng không đáng kể đến phân bố nội lực vòm Việc tính toán thực theo phương pháp lực sau: Các ẩn số X1, X2 xác định việc giải phương trình tắc có d¹ng sau: (1)  11X1 + 12X2+ 1p +  =0  21X1 + 22X2+ 2p + f+ ux =0 Với: X1 , X2 - ẩn lực tác dụng đỉnh vòm ij - chuyển vị đơn vị theo ph­¬ng Xi Xj = 1p , 2p - chuyển vị theo phương X1 X2 đỉnh vòm ngoại lực tác dụng - chuyển vị góc vị trí chân vòm ux - chuyển vị thẳng theo phương ngang vị trí chân vòm Khi vòm tựa đất đá coi góc trượt chân vòm đất đá Khi vòm tựa tường tính toán chuyển vị đỉnh tường suy chuyển vị chân vòm ij ip chuyển vị đơn vị vị trí đỉnh vòm chuyển vị ngoại lực gây hệ bản, tính theo công thức sau: ij   S/2  M i M j Ni N j     EJ  EF dS    M i M p Ni N p     EJ  EF dS Với: E - môđun đàn hồi vật liệu vỏ hầm J - mômen quán tính vòm F - diện tích tiết diện vòm Khi mômen đơn vị lực dọc đơn vị tác dụng đỉnh vòm, chuyển vị chân vòm tÝnh to¸n nh­ sau:  ip   (2) S/2   = X1 1 + X2(  + f 1 ) + p  u = X1 u1 + X2( u + f u1 ) + up Thay hệ phương trình (2) vào hệ phương trình (1), ta có: Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công (3) X1(11+ 1 ) + X2(12+  +f  ) + 1p + p =  X1(21+ u1 + f 1 ) + X2(22+ u + f u1 + f2 1 ) + 2p + f.p + up = S / dS  11   EJ S / ydS  12   21   EJ Víi: S / cos  dS y dS  0 EJ EF S / X p dS  22   S/2 1 p   2p   S/2 EJ y X p dS Vµ: (lÊy b = 1) 1  EJ  S/2 cos  X p dS EF Ka Ja u1   2 u2  cos  bK a d a  p  X 1ap 1 u p X ap cos  bK a d a Trong Ka da độ cứng chiều rộng tiết diện vòm vị trí chân vòm Sau xác định lực bản, ta tính nội lực phát sinh tiết diện i vòm: Mi = Mi' + X1 + X2yi  Ni = Ni' + X2cosi Với: Mi , Ni - mômen, lực dọc điểm i hệ lực gây yi - tung ®é cđa ®iĨm i i - gãc nửa tâm điểm i Trong công thức này, mômen gây lực kéo phía vòm lấy dấu (+), lực kéo vòm lấy dấu (-), lực hướng trục lấy dầu (+) Sau tính toán nội lực vị trí vòm, ta tiến hành kiểm tra cường độ tiết diện theo c«ng thøc sau: N M  max    F W Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công 5.2.2.2 Đối với kết cấu hầm dạng vòm không thoải Đối với vòm không thoải (hay gọi vòm nhọn) với f 0,25 , có xét đến phản lực đàn l hồi tác dụng lên kết cấu, ta lựa chọn sơ đồ tính toán sau: q e e h h Giả thiết sơ qui luật phân bố phản lực đàn hồi: - Vùng thoát ly vùng đất đá có xu hướng bị sụt xuống, giới hạn góc hình vẽ - Vùng lại ép vào đất đá, phát sinh phản lực đàn hồi - Phản lực đàn hồi phân bố theo qui luật hàm parabol bậc II Nếu vòm có dạng nửa vòm tròn (vòm tâm) vị trí điểm "không" phía tương ứng với góc tâm trị số góc 900 1500 Nếu vòm có dạng khác điểm "không" phía nằm điểm tương ứng với nhịp 0,7l Vị trí phản lực đàn hồi có giá trị lớn h xác định tung độ 0,33f tính từ đỉnh vòm f l tung độ 0,4f f < l Giá trị phản lực đàn hồi vị trí tính toán theo công thức: h 1  Z2   H 2   Với: Z - khoảng cách theo phương thẳng đứng từ ®iĨm ®ang xÐt tíi vÞ trÝ ®iĨm cã h H - khoảng cách theo phương thẳng đứng từ hai điểm không - hệ số lấy theo biểu đồ phần phần có toạ độ lớn vùng đồ thị phía lấy 1/3 2/5 , vùng đồ thị phía lấy 2/3 3/5 Theo giả thiết biến dạng cục thì: h = K.h Với: h - chuyển vị theo phương tác dụng h Lực ma sát theo mặt bên vòm phạm vi vùng có phản lực đàn hồi biểu thị thông qua h : h = h = Kh Víi:  - hệ số ma sát vỏm hầm hầm địa tầng Việc tính toán tiến hành làm hai trình: vòm tự ngàm đàn hồi lên địa tầng lúc đầu tính với tải trọng chủ động, sau tính với phản lực đàn hồi tương ứng với h = Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công Chuyển vị vị trí chân vòm: ua = u a p + u a  Víi: uap - chun vị chân vòm lực chủ động gây ua - chuyển vị chân vòm lực bị động gây Sau tính toán, cần kiểm tra lại điều kiện sau, thấy sai số không 5% kết tính toán chấp nhận được: đỉnh vòm = uđỉnh vòm = 5.3 Tính toán công trình hầm dạng vòm kê lên tường thẳng đứng 5.3.1 Khái niệm chung Vỏ hầm bêtông toàn khối kiểm vòm kê lên tường thẳng đứng sử dụng nhiều công trình hầm có khổ ngang vừa lớn vùng đất đá có áp lực thằng đứng áp lực hông tác dụng Việc tính toán dựa giả thuyết vỏ hầm hệ đàn hồi thuộc môi trường đàn hồi, đất đá thể biến dạng tuyến tính đẳng hướng có môđun đàn hồi hệ số Poison không đổi Phương pháp tính toán dựa nguyên tắc sau: - Chỉ có tầng đất đá đàn hồi tầng đất đá bao xung quanh vỏ hầm làm việc với vỏ hầm Thông thường độ dày tầng đất đá đàn hồi phải thoả mãn điều kiện sau: max = 1,2bđ - Các đặc trưng địa tầng môi trường đàn hồi: môđun đàn hồi E hệ số Poison không đổi xác định từ kết thí nghiệm địa tầng cho - Địa tầng bao quanh vỏ hầm thể biến dạng tuyến tính chịu lực tác dụng trọng lượng thân áp lực hông tác dụng vào tường đóng vai trò làm giảm biến dạng tường hầm lực ép vỏ hầm Giả thiết tính toán áp lực hông phát sinh tường bị xoay nghiêng độ lớn lực xác định theo độ cứng tường hầm Sơ đồ tính toán lựa chọn sau: q q ev1 e1 ev2 ev1 ev2 e2 e1 e2 qn T¸ch kÕt cÊu làm ba phần có sơ đồ làm việc cụ thể sau: - Vòm: vòm không khớp hai đầu ngàm vòm đàn hồi Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công - Tường: dầm đàn hồi - Bản đáy: dầm đàn hồi Vòm Tường Bàn đáy Khi tính toán tường dầm đàn hồi, đặc trưng độ cứng hầm xác định theo c«ng thøc: S 4 Víi: EJ bk E - môđun đàn hồi vật liệu tường J - mômen quán tính tiết diện hầm b - bề rộng dÇm, lÊy b = m k - hƯ sè lực kháng đàn hồi địa tầng l - chiều cao tường Đặc trưng làm việc dầm phụ thuộc vào chiều dài quy đổi dầm: S Tuỳ theo độ cứng tường mà phân loại thành trường hợp tính toán sau: - Víi 0,5  < .l < 2,75  : trường hợp dầm ngắn hay tường đàn hồi, làm việc điểm dầm có ảnh hưởng lÉn - Víi .l > 2,75  : trường hợp dầm dài hay tường mềm, chuyển vị đầu dầm coi không ảnh hưởng tới đầu dÇm - Víi .l < 0,5  : trường hợp dầm hay tường cứng tuyệt đối, tường nghiêng góc, đường cong độ võng đường thẳng (tường nghiêng, không võng) Trình tự tính toán vỏ hầm thực sau: - Xác định chuyển vị đơn vị chuyển vị ngoại lực vị trí chân vòm đỉnh tường Giải hệ phương trình tắc để định ẩn số - Tính toán nội lực vòm - Tính toán nội lực tường 5.3.2 Tính toán tường dầm cứng tuyệt đối (khi .l < 0,5 1) Dầm cứng tuyệt đối không bị biến dạng trình chịu lực chuyển vị Do ma sát Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công chân tường lớn nên xem chuyển vị theo phương nằm ngang Dưới tác dụng ngoại lực, chân tường bị lún, đỉnh tường chuyển vị phía đất đá, biểu đồ phản lực đàn hồi có dạng hình tam giác chân tường có dạng hình thang Trị số lực ma sát mặt tường đất đá lấy S Sơ đồ tính toán chọn hình vẽ sau: Po Qv Mv  S  Hv  G hy r hcv e1 Sơ đồ tính toán tường dầm cứng tuyệt đối A e2 hx/2 Víi: hx/2 Qv, Hv, Mv - lùc t¸c dơng tõ vòm truyền xuống P0 - áp lực thẳng đứng tác dụng đỉnh tường G - trọng lượng thân tường E - tổng áp lực hông tác dụng lên tường S - lực ma sát tường đất đá xung quanh - góc xoay tường vị trí chân tường i - phản lực đàn hồi tác dụng lên tường Trong đó: E e1 e2 h y S  E.    h y Víi:  - hƯ sè ma s¸t, lấy = 0,3 Xác định ẩn số từ hệ phương trình sau đây: = k.hy. - 2 = n  hx = hy  MA = Từ phương trình trên, ta có: Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công Với: M ' M v  H v hcv bkJ ct Jct – mômen quán tính tượng trưng tiết diện chân tường n – hÖ sè, lÊy = 1,25 J ct (4h y  3 hx h y  n.h x ) 12 1 e1  e2 e1  e2 M '   Qv (dt  2e0  d cv sin  cv )  ( hx  r ) P0  G.e0  h y  hx h y 2 2 Sau tìm , ta xác định phản lực đàn hồi tác dụng lên tường , từ tìm nội lực tiết diện tường theo phương pháp môn Sức bền vật liệu Chuyển vị vị đỉnh tường xác định cách đặt lực đơn vị vào đỉnh tường vị trí trọng tâm tiết diện chân vòm Khi Mv = tác dụng đỉnh t­êng, ta cã:  Hv = M' = dcv Mv =  hcv u = u1 = 1 h y hy dt  = 1 = bkJ ct eo A   hx/2 Bé m«n C«ng trình Giao thông Thành phố hx/2 Chương - Trang Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công Khi Hv = tác dụng đỉnh tường, ta có: Mv = M' = dcv Hv =  hcv u = u2 =  h y hy dt h  = 2 = cv bkJ ct eo A   hx/2 Với: hx/2 - độ lệch tâm vòm đỉnh tường e0 - độ lệch tâm chân tường đỉnh tường Khi ngoại lực tác dụng: M' = Mp Hv = M v = Mp  = p = bkJ ct u = up =  p h y 5.3.3 Tính toán tường dầm đàn håi (khi 0,5  < .l < 2,75  3) Dầm ngắn có độ cứng hữu hạn, trình chịu lực phận dầm có biến dạng đáng kể Xét trường hợp tổng quát dầm đàn hồi theo thuyết biến dạng cục với sơ đồ tính toán hình vẽ sau: q(x) Mo Ho Dầm chịu tác dụng tải trọng q(x) có qui luật phân bố Phương trình vi phân độ võng trục dầm có dạng: EJ hay: d4y  bky  q ( x) dx d4y 4 4   y  q ( x) bk dx Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang 10 Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công Khi tải trọng phân bố dầm (áp lực hông e = 0) thì: d4y 4 y dx Đây phương trình vi phân tuyến tính bậc nhất, nghiệm tổng quát phương trình có dạng: y = C1chx.cosx + C2shx.sinx + C3shx.cosx + C4chx.sinx Víi: Ci - c¸c số tích phân, xác định từ điều kiện biên toán Các hàm chx shx xác định sau: shx ex e x shx  ex  e x Ta cã:  dy dy  dx d (x) M   EJ H d d2y   EJ dx d (x) dM d3y   EJ dx d (x) Néi lùc t¹i tiÕt diƯn bÊt kú tường tính toán theo công thức sau: M 2 H e u  u 1   2      (1  1 ) 2 k k bk    1  M H 2 2 e 2    u 0   k k bk M  M 1  H Q  H 1  u Víi: u k  k e 2  3  4  3 2 2 4 2  k k e     M 0  H   2 2 2 2 u0, 0 - ®é lón góc xoay đỉnh tường M0, H0 - mômen lực xô đỉnh tường i - giá trị hàm hypecbolic - hàm Crulop, xác định theo c«ng thøc sau: 1 = chx.cosx 2 = chx.sinx + shx.cosx 3 = shx.sinx 4 = chx.sinx - shx.cosx Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang 11 Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công Các hàm phụ thuộc vào x để đơn giản, người ta lập tính sẵn để tra Qui ước dấu - nội lực chuyển vị dầm mang dấu dương khi: - Mômen làm căng thớ dầm - Lực cắt làm cho phần dầm quay thuận chiều kim ®ång hå - Gãc xoay cđa tiÕt tiƯn thn chiều kim đồng hồ - Chuyển vị lún xuống Lực dọc tường tính toán theo công thøc sau: Nx = Q0 + x.b.dt k Víi: Q0 - tổng áp lực thẳng đứng tác dụng đỉnh t­êng Q0 = Q v + P Qv - tổng tải trọng thẳng đứng, T P0 - trọng lượng kết cấu bên trên, T k - trọng lượng thĨ tÝch cđa vËt liƯu t­êng, T/m3 dt - chiỊu dày tường, m x - tung độ điểm xét tính từ vị trí đỉnh tường, m Chuyển vị đơn vị xác định cách đặt tải trọng đơn vị tương ứng vào vị trí đỉnh tường Kết quả, ta thu chuyển vị dạng c«ng thøc nh­ sau: 1  4  1   B    bk  C  u1  2    1 B    bk  C   = u1 u2  2     B    bk  C   8 B   e0  C    8   B u  4  e0  C  Víi: i - hàm hypecbolic ứng với giá trị đối số x tra bảng tính toán sau:      1 A 2   2    A 4      1 A 4  0,5. A Bé m«n C«ng trình Giao thông Thành phố Chương - Trang 12 Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao th«ng C«ng chÝnh 5   0,5. A    2 7  A 9  1   A 2 6   0,5. A 8   0,5.1 A A = 223 - 24 B n.h ct  3 C = 7 + 3.B Chun vÞ vị trí đỉnh tường ngoại lực tác dụng (áp lực hông) tác dụng lên tường: ue B  e1 4e2    8   bk bk C   e   4e2    B  bk C 5.3.4 TÝnh to¸n t­êng mỊm (khi .l > 2,75  3) Xem dầm dài, phần dầm làm việc độc lập, không ảnh hưởng lẫn hy = l = Khi hy = chuyển vị đầu dầm u = 0, nghiệm tổng quát phương trình vi phân có dạng: y = C2.e-x.cosx + C4.e-x.sinx Để xác định số tích phân C2 C4 ta sử dụng điều kiện biên sau đây: u = u0 = M = M0 H = H0 Đặt: -x = e cosx 2 = e-x.sinx 3 = 1 + 2 = e-x (cosx + sinx) 4 = 1 - 2 = e-x (cosx - sinx) Từ đó, ta có: Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang 13 Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao th«ng C«ng chÝnh u  M 2 2   H 1 k k   M 4 2 1  H 3 k k M  M 0  H  2 Q   M 2   H  Lùc däc tường tính toán tường dầm đàn hồi Tương tự thực với chuyển vị đơn vị Kết ta có: u1 = = 1  2 k 4 k k Nội lực chuyển vị chân vòm nội lực chuyển vị đỉnh tường Phản lực đàn hồi xác định theo công thøc: u2   = -23.(Mv.4 + Hc.1) Lóc nµy, toán chuyển việc tính toán vòm ngàm hai đầu có phản lực đàn hồi 5.4 Bố trí cốt thép tính duyệt kết cấu hầm 5.4.1 Bố trí cốt thép Việc tính toán bố trí cốt thép kết cấu công trình hầm thực kết cấu bêtông cốt thép Sau xác định nội lực kết cấu loại tải trọng gây ra, tiến hành tổ hợp nội lùc, chän tiÕt diƯn nguy hiĨm nhÊt vµ tiÕn hµnh tính toán bố trí cốt thép theo cấu kiện chịu nén lệch tâm Tiết diện hợp lý, đảm bảo tiêu kinh tế - kỹ thuật có chiều dày bêtông thích hợp hàm lượng cốt thép phù hợp Điều thực cách tính toán nhiều lần nội lực lẫn hàm lượng cốt thép đạt tới phương án phù hợp Ngày nay, với trợ giúp máy tính, công tác trở nên dễ dàng Có thể bố trí cốt thép đối xứng, tức lµ bè trÝ cèt thÐp ë vµ ngoµi nh­ Đối với kết cấu hầm có độ nhỏ, cèt thÐp ë líp cã thĨ bè trÝ theo lượng cốt thép tính toán vị trí có mômen dương lớn (vị trí đỉnh vòm hay đỉnh tường) Còn cốt thép lớp bố trí theo lượng cốt thép tính toán vị trí có mômen âm lớn (thường chân vòm vị trí lân cận) Đối với kết cấu hầm có ®é hay chiỊu cao lín, ®Ĩ tiÕt kiƯm cèt thÐp, vào tính chất làm việc kết cấu phản lực môi trường đất đá xung quanh để bố trí cốt thép cho phù hợp tiết kiệm Thông thường, thực sau: Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang 14 Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công - Cốt thép lớp vòm bố trí theo lượng cốt thép tính toán lớp tiết diện đỉnh vòm Đến chân vòm, cắt 1/2 1/3 lượng cốt thép này, phần lại kéo thẳng xuống chân tường - Cốt thép lớp bố trí theo lượng cốt thép tính toán tiết diện có mômen âm lớn (ở vị trí chân vòm lân cận xung quanh) cắt bớt 1/2 1/3 lượng cốt thép vị trí 1/3 chiều dài vòm 1/2 chiều cao tường tính từ chân vòm theo mép - Lượng cốt thép tiết diện sau cắt giảm cần phải thoả mãn hàm lượng cốt thép nhỏ nhÊt cho phÐp ë mÐp vµ mÐp ngoµi cđa vòm ct Đồng thời, phải thoả mãn hàm lượng cốt thép tính toán tiết diện Hàm lượng cốt thép nhỏ thiết kế kết cấu hầm lấy sau: + bêtông M200  400 : ct = 0,15% (riªng vïng chịu nén ct = 0,07%) + bêtông M500 600 : ct = 0,20% Ngoài ra, phải đảm bảo qui định sau: - Cốt thép chịu lực có đường kính không nhỏ 12mm không lớn 32mm, thông thường sử dụng loại có d = 12 25 mm - Khoảng cách cốt thép chịu lực không lớn 250mm, đồng thời để đảm bảo cho việc đổ bêtông khoảng cách nhỏ cốt thép không nhỏ lần đường kính cốt thép - Để bố trí cốt đai thuận tiện, nên bố trí số lượng cèt thÐp ë mÐp vµ mÐp ngoµi cđa vòm nhau, hay số lần chẵn - Cốt thép phân bố dọc hầm thường chọn loại có d = 10 mm, đặt cách 20 30 mm, bố trí mÐp vµ mÐp ngoµi nh­ng n»m ë cèt thép chịu lực buộc chặt với - Cốt thép đai thường chọn loại có d = mm, đặt cách 40 60 mm vị trí giao cốt thép chịu lực cốt thép phân bố Nên bố trí theo hình hoa mai Khi nối cốt thép, cần ý thoả mãn qui định sau: - Đoạn hai cốt thép chồng lên với mối nối buộc 50d, mối nối hàn >5d - Bố trí đầu nối so le nhau, phần cốt thép chồng lên phải có chung tiết diện + với thép tròn trơn : không 25% + với thép có gờ: không 50% - Mối nối hàn phải không vượt 50% diện tích cốt thép tiết diện Chiều dày lớp bêtông bảo vệ lớp lấy 30mm lớp không nhỏ 40mm 5.4.2 Tính duyệt kết cấu hầm vị trí đầu hầm, chiều dày kết cấu thường lớn ®¹t tíi ®iỊu kiƯn f/l  1/3 , ®ã kết cấu làm việc trạng thái ứng suất khối phải xét tới khả chống cắt kết cấu Kết cấu tính toán theo điều kiện chịu nén lệch tâm với độ lệch tâm xác định theo Bộ môn Công trình Giao thông Thành phố Chương - Trang 15 Bài giảng môn "Hầm thành phố" cho lớp Giao thông Công công thức sau: M N Và kiểm tra độ lệch tâm theo ®iỊu kiƯn: e0  e0  M  0,167 d N Nếu điều kiện không thoả mãn cần phải thay đổi tiết diện vỏ hầm giữ nguyên giá trị d0 chọn để tránh khoảng lệch tăng lên Thông số cần quan tâm f đến thông số khác Thực tế thiết kế công trình hầm cho thấy hình dáng vỏ hầm tỷ lệ hợp lý phận đóng vai trò định tới làm việc tin cậy kết cấu công trình Câu hỏi ôn tập: Trình bày sơ đồ tính toán trình tự xác định nội lực công trình hầm giao thông có dạng vòm tựa đất đá Trình bày sơ đồ tính toán trình tự xác định nội lực công trình hầm giao thông có dạng vòm tựa tường thẳng đứng Nguyên tắc bố trí cốt thép két cấu hầm giao thông Trình bày nội dung tính duyệt kết cấu hầm giao thông Bộ môn Công trình Giao thông Thành Ch­¬ng - Trang 16