PHÂN TÍCH PHỔ, CHO ĐỘNG ĐẤT MẠNH, CẦU BÃI CHÁY
3-1-2-4 Phân tích phổ cho động đất mạnh (1) Phổ đáp ứng trung bình Giá trị gia tốc lớn 132gal Gia tốc (gal) Phổ đáp ứng trung bình Hình 3-35 Phổ cho cầu Bãi Cháy (động đất mạnh) (2) Kết tính toán i- Kết tính toán thể sau Hình 3-36 Hình 3-37 Hình 3-38 H×nh 3-39 H×nh 3-40 H×nh 3-41 H×nh 3-42 H×nh 3-43 Hình 3-44 Chuyển vị lớn theo phương dọc Gia tèc lín nhÊt theo ph¬ng däc Lùc thiÕt kÕ lớn (mô men uốn) theo phương dọc Lực thiết kế lớn (lực cắt) theo phương dọc Chuyển vị lín nhÊt theo ph¬ng ngang Gia tèc lín nhÊt theo phương ngang Lực thiết kế lớn (mô men uốn) theo phương ngang Lực thiết kế lớn (lực cắt) theo phương ngang Lực thiết kế lớn (lực xoắn) theo phương vuông góc cầu 22 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Hình 3-36 Chuyển vị lớn theo phương dọc Hình 3-37 Gia tốc lớn theo phương dọc Hình 3-38 Lực thiết kế lớn (mô men uốn) theo phương dọc 23 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com H×nh 3-39 Lùc thiÕt kế lớn (lực cắt) theo phương dọc Hình 3-40 Chuyển vị lớn theo phương ngang Hình 3-41 Gia tèc lín nhÊt theo ph¬ng ngang 24 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com H×nh 3-42 Lùc thiÕt kế lớn (mô men uốn) theo phương ngang Hình 3-43 Lực thiết kế lớn (lực cắt) theo phương ngang Hình 3-44 Lực thiết kế lớn (lực xoắn) theo phương vuông góc cầu 25 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com ii Lực đáp ứng cho phần - Phương dọc cầu Bảng 3-16 Kết phân tích Phổ đáp ứng theo phương dọc (Amax =132 gal) gal = 10-2 m/giây2 Tĩnh tải Động đất Tæng M S M S M S tm t tm t tm t Trụ P1 Đáy 4,082 245 4,082 245 Trụ P2 Trụ P3 Đáy 10,051 336 10,051 336 §Ønh 4528 137 15,604 1,045 20,132 1,182 Đáy 11044 137 39516 1,093 50560 1230 Trơ P4 Th¸p 1762 22 5,842 166 7,604 188 Đỉnh 5014 137 19297 1,100 24311 1,237 Đáy Tháp 11530 2305 137 17 39689 6,221 1,151 217 51219 8,526 1,288 234 Trụ P5 Đáy Trụ P6 Đáy Bỏ qua - Phương ngang Bảng 3-17 Kết phân tích Phổ đáp ứng theo phương ngang Động đất M S M tm t tm Trụ P1 Đáy 20,119 842 - Trụ P2 Đáy 35,537 905 Trụ P3 Đỉnh Đáy 8,899 65,187 1,177 1,312 11,475 Trụ P4 Đỉnh Đáy Tháp 8,679 60412 7,445 1,090 1,211 291 9,540 Tháp 7,836 351 Trụ P5 Đáy 6,700 728 Trụ P6 Đáy 2,772 295 (3) So sánh lực thiết kết phân tích tĩnh học phân tích động học Bảng 3-18 Phương dọc Lực dọc trục t Động học BM Tĩnh học SF Trụ P3 Đáy 23774 Trụ P1 Đáy 1,643 4,082 245 Trụ P2 Đáy 2,594 10,051 336 Trụ P1 Đáy Trụ P2 Đáy Đỉnh 1,618 20119 842 2,342 35537 905 21014 23551 8,899 65187 1,177 1,312 11,475 §Ønh 20791 20132 1,182 50,560 1,230 Tháp 7,604 188 Đỉnh Trụ P4 Đáy 20,592 24,311 23,592 51,219 1,237 1,288 8,526 234 Trụ P4 Đáy Đáy Trụ P5 Đỉnh Trụ P6 Đáy 17,579 7,445 291 370 6,700 728 1,538 2,772 295 Đáy Trụ P5 Đỉnh Trụ P6 Đáy Bỏ qua Bảng 3-19 Phương ngang Lùc däc trơc t §éng häc BM §éng häc SF Động học Xoắn Trụ P3 Đáy Tháp Đỉnh 17768 7,836 351 20,824 23,361 8,679 60,412 1,090 1,211 9,540 BM = M« men uèn t.m SF = Lùc c¾t t 26 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 3-1-2-5 Phân tích đáp ứng theo lịch sử thời gian động đất mạnh (1) Các sóng động đất quan trắc Hình 3-45 Sóng động đất quan trắc Giá trị gia tốc lớn 132 gal lực động đất mạnh (2) Kết tính toán i- Kết tính toán thĨ hiƯn nh sau H×nh 3-46 H×nh 3-47 H×nh 3-48 H×nh 3-49 H×nh 3-50 H×nh 3-51 H×nh 3-52 H×nh 3-53 Hình 3-54 Chuyển vị lớn theo phương dọc Gia tèc lín nhÊt theo ph¬ng däc Lùc thiÕt kÕ lín (mô men uốn) theo phương dọc Lực thiết kế lớn (lực cắt) theo phương dọc Chuyển vị lớn nhÊt theo ph¬ng ngang Gia tèc lín nhÊt theo ph¬ng ngang Lùc thiÕt kÕ lín nhÊt (m« men n) theo phương ngang Lực thiết kế lớn (lực cắt) theo phương ngang Lực thiết kế lớn (lực xoắn) theo ph¬ng ngang 27 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Hình 3-46 Chuyển vị lớn theo phương dọc Hình 3-47 Gia tốc lớn theo phương dọc Hình 3-48 Lực thiết kế lớn (mô men uốn) theo ph¬ng däc 28 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com H×nh 3-49 Lùc thiÕt kÕ lín nhÊt (lực cắt) theo phương dọc Hình 3-50 Chuyển vị lớn theo phương ngang Hình 3-51 Gia tốc lớn theo ph¬ng ngang 29 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com H×nh 3-52 Lùc thiÕt kÕ lín nhÊt (mô men uốn) theo phương ngang Hình 3-53 Lực thiết kế lớn (lực cắt) theo phương ngang Hình 3-54 Lực thiết kế lớn (lực xoắn) theo phương ngang 30 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com ii Lực đáp ứng phần - Phương dọc Bảng 3-20 Kết phân tích đáp ứng theo lịch sư thêi gian theo ph¬ng däc ( Amax =132 gal) gal = 10-2 m/giây2 Tĩnh tải Động đất Tổng M S M S M S tm t tm t tm t Trụ P1 Đáy 6,332 380 6,332 380 Trụ P2 Trụ P3 Đáy 4,071 105 4,071 105 §Ønh 4528 137 12,156 891 16,684 1,028 Đáy 11044 137 32983 978 44027 1,115 Trơ P4 Th¸p 1762 22 5,883 232 7,645 254 §Ønh 5014 137 11729 873 16743 1,010 §¸y §¸y 11530 2305 137 17 32683 5,569 964 234 44213 7,874 1,101 251 Trụ P5 Đỉnh Trụ P6 Đáy Bỏ qua - Phương ngang Bảng 3-21 Kết phân tích Đáp ứng theo lịch sử thời gian theo phương ngang Động đất M S M tm t tm Trụ P1 Đáy 10,900 479 - Trụ P2 Đáy 18,467 470 Trụ P3 Đỉnh Đáy 4,988 36,202 664 726 4,836 Tháp 5,039 324 Trụ P4 Đỉnh Đáy 6,083 28217 520 624 4,112 Trơ P5 §Ønh 6,435 763 Đáy 5,670 283 Trụ P6 Đáy 3,691 377 (4) So sánh lực thiết kết phân tích tĩnh học phân tích động học Bảng 3-22 Phương dọc Lùc däc trơc t BM §éng häc §éng häc SF Trụ P1 Đáy 1,643 6,662 380 Trụ P3 Trụ P2 §¸y 2,594 4,071 105 §Ønh Trơ P4 §¸y 23774 Th¸p 20791 16684 44,027 1,028 1,115 7,645 254 Đỉnh Đáy 20,592 16,743 23,592 44,213 1,010 1,101 Đáy 7,874 251 Trụ P5 Trụ P6 Đỉnh Đáy Bỏ qua Bảng 3-23 Phương ngang Lùc däc trơc t §éng häc BM §éng häc SF Xoắn Động học Trụ P1 Đáy 1,618 10,900 479 Trụ P2 Đáy 2,342 18467 470 Trụ P3 Đỉnh Đáy 21014 23551 4,988 36202 664 726 4,836 Trơ P4 Th¸p 17768 5,039 324 Trụ P5 Đỉnh Đáy Đáy Đỉnh 20,824 23,361 17,579 370 6,083 28,217 5,670 6,435 520 624 283 763 4,112 - Trụ P6 Đáy 1,538 3,691 377 31 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 3-1-2-6 Cèt thÐp cđa cét trơ ®èi với động đất cấp trung bình (1) So sánh lực thiết kế Bảng 3-24 Kết so sánh lực thiết kế phân tích tĩnh học phân tích động học Trụ P1 Mô men Phương dọc uốn Phương ngang Lực cắt Phương dọc Phương ngang Trụ P3 Đáy Đỉnh Trụ P4 Đỉnh Đáy Trụ P5 Vượt Không vượt Vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Vượt Không vượt Vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Vượt Trụ P2 Trụ P6 (2) KiĨm tra m« men n trơ P1 D25 – 150ctc Ph¬ng däc N=1,643 t M= 3,943 tm D32 – 150ctc Phương ngang N= 1,618 t M= 12,381 tm Hình 3-55 Bè trÝ cèt thÐp B¶ng 3-25 Cét trơ P1 Cêng độ ứng suất bê tông Cường độ ứng suất cđa thÐp øng st øng st giíi øng st øng suất giới hạn hạn Phương dọc 75.5 -2,428 3,450 2 kg/cm kg/cm kg/cm2 Ph¬ng 89.1 -3,231 3,450 2 ngang kg/cm kg/cm kg/cm2 trô P2 D32 – 150ctc-1.5 nhãm D32 – 150ctc-2 nhãm Ph¬ng ngang N= 1,643 t M= 3,934 tm H×nh 3-56 Bè trÝ cèt thÐp 32 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Bảng3-25 Cột trụ P2 Cường độ ứng suất bê tông ứng suất giới ứng suất hạn Phương 119 -2 ngang kg/cm Cêng ®é øng st cđa thÐp øng st giíi h¹n 3,398 kg/cm2 øng st 3,450 kg/cm2 (3) Kiểm tra lực cắt Bảng 3-26 Lực cắt bs ds m a Ghi Kết tính toán ứng suất cắt Đơn vị Trụ P1 t 517 cm 250 cm 834 Kg/cm 2.48 Kg/cm 3.45 OK Trô P2 557 250 834 2.67 3.45 OK 3-1-2-7 Cèt thÐp cña cột trụ động đất mạnh (1) So sánh lực thiết kế Bảng 3-27 Kết so sánh lực thiết kế phân tích tĩnh học phân tích động học (đối với động đất mạnh) Mô men Phương dọc uốn Phương ngang Lực cắt Phương dọc Phương ngang Trụ P1 Trụ P2 Trụ P3 Đỉnh Đáy Trụ P4 Đỉnh Đáy Trụ P5 Trụ P6 Vượt Vượt Vượt Vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Vượt Vượt Vượt Vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt (2) Kiểm tra mô men uốn Việc kiểm tra để xác định mô men uốn cột trụ trường hợp động đất mạnh phải thực thông qua so sánh với cường độ 33 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com B¶ng 3-28 KÕt kiểm tra mô men uốn động đất m¹nh Lùc thiÕt kÕ Mu (tm) HƯ sè an M (tm) toàn Trụ P1 Phương dọc 6,332 6,733 1.063 21,570 1.072 Ph¬ng ngang 20,119 Trơ P2 Ph¬ng däc 10,051 Ph¬ng ngang 35,537 36068 1.015 34 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com H×nh 3-57 Bè trÝ cèt thÐp cho trơ P1 3-1-2-8 Bè trÝ cèt thÐp cđa chèt neo theo phương ngang (1) So sánh lực thiết kế Bảng 3-29 So sánh lực thiết kế A1 Phân tích tĩnh học 84 Phân tích 187 động học Phân tích theo lÞch sư thêi 268 gian Trơ P1 146 490 257 Trô P2 204 441 224 Trô P5 550 448 471 Trô P5 88 27 34 35 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com H×nh 3-58a Bè trÝ cèt thÐp cho trơ P2 (2) KiĨm tra m« men uèn Ars = M / ( 0.85 x d x sa ) Trong Ars: Khối lượng cốt thép yêu cầu M: Lực thiết kế cho chốt neo D: ChiỊu cao cã hiƯu σsa: Cêng ®é cđa cèt thÐp 36 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com H×nh 3-58b Bè trÝ cèt thÐp cho trơ P2 37 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Bảng 3-30 Cốt thép yêu cầu mô men uốn Lực ngang P Vị trí P Mô men uốn Số lượng chốt neo Mô men uốn cho mét chèt neo KÝch thíc B cđa chèt neo L Chiều cao có hiệu d Khoảng cách cốt thép Diện tích cốt thép yêu cầu Diện tích cốt thép sử dông Mè A1 Trô P1 Trô P2 Trô P5 Trô P6 t m tm c¸i tm 268 0.6 161 161 490 0.6 294 147 441 0.6 265 133 550 0.6 330 165 88 0.6 53 53 m m cm 1.0 1.5 95 1.0 1.5 95 1.0 1.5 95 1.0 1.5 95 0.8 1.5 75 cm 10 10 10 10 10 cm2 51.1 46.37 42.2 52.4 21.3 cm2 D22-100 15 =57 D22-100 15 =57 D22-100 15 =57 D22-100 15 =57 D14-100 15 =23.1 Ghi (3) Kiểm tra lực cắt Bảng 3-31 Cốt thép yêu cầu lực cắt Lực c¾t Ps Lùc c¾t cđa mét chèt neo Ps * Cường độ cắt tác động lên bê tông ck Cường độ cắt trung bình m Cường độ cắt tác động lên bê tông Sc Cường độ cắt tác động lên cốt thép Ss Diện tích cốt thép yêu cầu Aw DiƯn tÝch cèt thÐp sư dơng Mè A1 268 268 Trô P1 490 245 Trô P2 441 221 Trô P5 550 275 Trô P6 88 44 Kg/ Cm2 15.511 15.51 15.51 15.51 10.90 Kg/ Cm2 18.8 17.2 15.5 19.3 6.18 t 221 221 - 221 - t 47 24 - 54 - cm2 8.7 4.4 - 9.9 - cm2 D14-4 côm 12.312 D14-4 côm 12.312 D14-4 côm 12.312 D14 -4 côm 12.312 D12 -4 côm 9.048 t t 38 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 3-1-2-7 Kết luận Độ an toàn chống động đất xác nhận, lực thiết kế động học sản sinh trụ P3 P4 nhỏ lực thiết kế tĩnh học Đặc tính động học khoảng tần số trụ P1 trụ P2 tr ùng với sóng động đất quan trắc Do lực thiết kế động học cao lực thiết kế tĩnh học trụ P1 vµ trơ P2 Cèt thÐp cho cét trơ lµ cần thiết Chuyển vị theo phương dọc cầu ph ận nối kết cấu phần kết cấu phần nêu bảng 3-32 Bảng 3-32 Chuyển vị theo phương dọc cầu trạng thái động đất Đơn vị: mm Mố A1 Trụ P6 Trạng thái động đất Phân tích phổ 44 43 cấp trung bình Phân tích theo thời gian 34 33 Trạng thái động đất Phân tích phổ 71 71 mạnh Phân tích theo thời gian 54 54 Khoảng cách từ rìa dầm đến parapet 250 250 Mức chuyển vị dầm không vượt khoảng cách t rìa dầm đến parapet Khoảng cách khe co giãn khoảng cách từ rìa dầm đến parapet phù hợp Lực thiết kế tác động lên chốt neo nêu Bảng -33 Bảng 3-33 Đơn vị: t Trô Trô P6 Mè A1 Trô P1 Trô P2 P5 Lùc thiÕt kÕ tÜnh 84 146 204 550 88 Ph©n tÝch phỉ 187 490 441 448 27 Ph©n tÝch theo thêi gian 268 257 224 471 224 KiÓm tra phân tích động học động đất cấp trung bình động đất mạnh tiến hành Kết là, cần bỏ sung thêm cốt thép cho phần sau - Cố thép cho thân trụ P1 P2 - Cèt thÐp cho chèt neo mè A1, Trô P1 P2 Cốt thép cho phần thân trụ chốt neo bổ sung, độ an toàn chống động đất xác nhận khía cạnh *** 39 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com