thiết kế hạ tầng kiến thức

Chương Thiết kế sở hạ tầng 7.1 7.2 7.3 7.4 Cân nhắc chung sở hạ tầng 7-1 7.1.1 Quy trình thiết kế móng 7-1 7.1.2 Các quốc gia giới hạn thiết kế móng 7-3 7.1.3 Thiết kế địa chấn 7-4 7.1.4 Hạ tầng tải trọng móng 7-4 7.1.5 Lớp bê tơng cho kết cấu hạ tầng 7-7 7.1.6 Con dấu tảng 7-7 7.1.7 u cầu Scour 7-10 Mơ hình tảng cho tải trọng địa chấn 7-12 7.2.1 Chung 7-12 7.2.2 Quy trình phân tích động đàn hồi cấu trúc 7-12 7.2.3 Thuộc tính phần mơ hình cầu 7-13 7.2.4 Xác minh mơ hình cầu 7-15 7.2.5 Phương pháp mơ hình hóa tảng sâu 7-15 7.2.6 Phân tích bên cọc trục 7-20 7.2.7 Spread Footing Modeling 7-25 7-28 Thiết kế cột 7.3.1 Cân nhắc chung thiết kế 7-28 7.3.2 Hiệu ứng mảnh mai 7-29 7.3.3 Thiết kế cắt 7-31 7.3.4 Silo cột 7-31 7.3.5 Gia cố cột 7-33 7.3.6 Bản lề cầu tàu cột tường 7-45 7.3.7 Phần cột giảm 7-47 7-51 Xà ngang 7.4.1 7,5 Nội dung Thiết kế chung Thiết kế chi tiết mố 7-51 7-54 7.5.1 Chung 7-54 7.5.2 Trụ cầu hỗ trợ tường đất ổn định học 7-58 7.5.3 Kè mố 7-63 7.5.4 Đang tải mố 7-63 7,5,5 Trường hợp tải trọng cơng trình tạm thời 7-64 7,5,6 Vòng bi trụ Dừng dầm 7-65 Sổ tay Thiết kế Cầu WSDOT M 23-50.20 tháng năm 2020 Trang 7-i Chương 7.6 7.7 7.8 7.9 Thiết kế sở hạ tầng 7,5,7 Khớp mở rộng mố 7-67 7,5,8 Mở chi tiết chung 7-67 7,5,9 Khớp xây dựng 7-69 7,5.10 Thiết kế tường mố 7-69 7.5.11 Thoát nước lấp đất 7-71 Tường rèm cánh trụ cầu 7-73 7.6.1 Tải trọng rào cản giao thông 7-73 7.6.2 Thiết kế tường cánh 7-73 7.6.3 Chi tiết tường cánh 7-73 Thiết kế chân 7-74 7.7.1 Tiêu chí chung chân 7-74 7.7.2 Tải trọng hệ số tải 7-75 7.7.3 Tóm tắt Báo cáo Địa kỹ thuật 7-76 7.7.4 Thiết kế Spread Footing 7-77 7.7.5 Thiết kế chân chống hỗ trợ cọc 7-82 Trục 7-85 7.8.1 Kháng trục 7-85 7.8.2 Thiết kế cấu trúc chi tiết 7-90 Cọc đóng cọc 7-98 7.9.1 Các loại cọc 7-98 7.9.2 Kháng trục đơn cọc 7-100 7.9.3 Chặn thất bại 7-100 7.9.4 Cọc nâng 7-100 7.9.5 Khoảng cách cọc 7-100 7.9.6 Thiết kế kết cấu chi tiết cọc bê tông CIP 7-101 7.9.7 Cọc nối 7-102 7.9.8 Thiết kế bên cọc 7-102 7.9.9 Cọc đập 7-102 7,9,10 Số lượng độ cao đầu cọc 7-103 7.9.11 Lập kế hoạch kháng cọc 7-103 Tháng năm 2020 Thiết kế sở hạ tầng 7.10 Chương Ống thép đổ bê tông 7-104 7.10.1 Phạm vi 7-104 7.10.2 Yêu cầu thiết kế 7-105 7.10.3 CF S Kết nối vịng hình khun T-to-Cap 7-110 7.10.4 Kết nối bê tơng cốt thép CFST-to-Cap 7-115 7.10.5 Kết nối RCFST-to-Column CFST-to Column 7-118 7.10.6 CF lấp đầy phần S T 7-120 7.10.7 Yêu cầu xây dựng 7-121 7.10.8 Ký hiệu 7-122 7,11 Bản vẽ tiêu chuẩn cầu 7-124 7.12 Phụ lục 7-125 7.99 Phụ lục 7.3-A2 Cột Chiều dài mối nối vịng khơng tiếp xúc với Kết nối trục 7-126 Phụ lục 7-B1 Phương pháp tính tốn lị xo tuyến tính II (Kỹ thuật I) 7-128 Phụ lục 7-B2 Ví dụ ma trận chân cọc Phương pháp II (Kỹ thuật I) 7-134 Phụ lục 7-B3 Phương pháp lị xo phi tuyến tính III 7-137 Người giới thiệu 7-139 Chương Thiết kế sở hạ tầng Tháng năm 2020 Chương 7.1 Thiết kế sở hạ tầng Cân nhắc chung sở hạ tầng Lưu ý hướng dẫn sau, nơi tham chiếu đến AASHTO LRFD, bạn tìm thấy mục AASHTO Thông số kỹ thuật thiết kế cầu LRFD ( LRFD) Và để tham khảo thông tin Địa chấn AASHTO, bạn tìm thấy mục AASHTO Thông số kỹ thuật hướng dẫn cho thiết kế cầu địa chấn LRFD ( SEISMIC) 7.1.1 Quy trình thiết kế móng Một lưu đồ cung cấp minh họa quy trình thiết kế tổng thể sử dụng Văn phòng Kết cấu Cầu nối WSDOT để hoàn thành thiết kế tảng LRFD Lưu ý trình nêu Sổ tay Thiết kế Địa kỹ thuật Mục 8.2 Văn phòng Cầu Kết cấu (BSO), WSDOT Chi nhánh Địa kỹ thuật (GB) WSDOT Hydraulics Branch (HB) viết tắt Các bước lưu đồ xác định sau: A Thiết kế cấp độ theo phạm vi Giai đoạn trình thiết kế liên quan đến khu vực yêu cầu phương án cầu ban đầu chi phí cho dự án tương lai Tùy thuộc vào mức độ phức tạp dự án, giai đoạn bao gồm Báo cáo Loại, Quy mơ Vị trí (TS&L) Bước thiết kế dẫn đến giao tiếp khơng thức BSO GB / HB với yêu cầu cung cấp thông tin khuyến nghị sơ Mức độ giao tiếp phụ thuộc vào thơng tin có sẵn cung cấp theo khu vực mức độ phức tạp dự án Loại thơng tin nhận từ GB HB sau: • Điều kiện đất dự kiến • Độ dốc đắp tối đa • Các loại móng xảy nguy địa kỹ thuật hóa lỏng • Tìm kiếm tiềm cho cầu tàu có đường nước • Tiềm cho việc di cư tương lai suối băng qua sơng Nói chung, đề xuất dựa liệu trang web có Các lỗ khoan khơng có sẵn lỗ kiểm tra khoan sau GB cung cấp đủ thông tin để lựa chọn loại tảng tiềm cho mức xác định phạm vi ban đầu kế hoạch ước tính mức TS&L Chương Thiết kế sở hạ tầng B Phát triển liệu địa điểm kế hoạch cầu sơ Trong giai đoạn thứ hai, BSO lấy liệu trang web từ khu vực, xem Mục 2.2 , phát triển kế hoạch cầu sơ Vị trí trụ sơ xác định vị trí khoan đất thời điểm GB / HB yêu cầu thông tin sau để tiếp tục thiết kế sơ họ • Loại kết cấu độ lớn độ lún mà kết cấu chịu đựng (cả tổng vi sai) • Tại mố - Cao độ đỉnh móng gần • Tại trụ bên - Kích thước, hình dạng số lượng cột ban đầu cách chúng cấu hình với móng (ví dụ: liệu phần tử móng hỗ trợ cột hay phần tử móng hỗ trợ nhiều cột) • Tại điểm giao cắt mặt nước - Độ sâu rãnh nước bến tàu, biết, khả cho di chuyển tuyến giao tương lai Thông thường, GB BSO nên phối hợp theo đuổi thông tin với HB • Bất kỳ ràng buộc kết cấu biết có ảnh hưởng đến loại móng, kích thước vị trí • Bất kỳ ràng buộc biết có ảnh hưởng đến sức kháng đất (tiện ích, kết cấu xây dựng, đào, đắp làm sai) C Thiết kế móng sơ Giai đoạn thứ ba yêu cầu BSO ghi nhớ sở sơ Bản ghi nhớ GB cung cấp liệu đất sơ cần thiết để phân tích lập mơ hình kết cấu Điều bao gồm điều kiện bề mặt cấu hình sơ bề mặt Cơng tác địa kỹ thuật đồng thời giai đoạn bao gồm: • Hồn thành ghi chi tiết liệu thử nghiệm phịng thí nghiệm • Sự phát triển loại móng, sức chứa đất độ sâu móng • Phát triển đặc tính đất tĩnh / địa chấn gia tốc • Khuyến nghị cho vấn đề khả xây dựng B S O yêu cầu HB cung cấp khuyến nghị thiết kế quét sơ kết cấu nằm giao cắt nước D Phân tích cấu trúc mơ hình hóa Trong giai đoạn thứ tư, BSO thực phân tích cấu trúc cấu trúc thượng tầng cấu trúc phụ cách sử dụng mơ hình cầu thơng số sơ đất Thơng qua mơ hình này, nhà thiết kế xác định tải trọng kích thước cho dựa trạng thái giới hạn LRFD kiểm soát Thiết kế kết cấu địa kỹ thuật tiếp tục điều tra vấn đề khả xây dựng giai đoạn xây dựng giai đoạn Trang 7-2 Sách hướng dẫn thiết kế cầu WSDOT M 23-50.20 Tháng năm 2020 Thiết kế sở hạ tầng Chương Để tạo báo cáo địa kỹ thuật cuối cùng, BSO cung cấp phản hồi cấu trúc sau cho Tiểu bang Kỹ sư địa kỹ thuật: • Tải trọng tảng cho trạng thái dịch vụ, cường độ giới hạn cực hạn • Kích thước / đường kính độ sâu móng cần thiết để đáp ứng thiết kế kết cấu • Các chi tiết móng ảnh hưởng đến thiết kế địa kỹ thuật móng • Phương án bố trí móng • Độ sâu dị cặn giả định cho trạng thái giới hạn (nếu có) Đối với giao cắt nước, BSO cung cấp thông tin liệt kê cho Tiểu bang Kỹ sư thủy lực để xác minh khuyến nghị ban đầu thủy lực phù hợp với địa điểm (Xem Chương để biết ví dụ bảng liệu thiết kế cọc điền nộp cho Tiểu bang Kỹ sư Địa kỹ thuật giai đoạn đầu thiết kế.) E Thiết kế móng cuối Giai đoạn cuối hoàn thành báo cáo địa kỹ thuật cho phép bắt đầu thiết kế kết cấu cuối Các giả định địa kỹ thuật sơ kiểm tra khuyến nghị sửa đổi, cần Báo cáo cuối hoàn thành định dạng PS&E hợp đồng dự án chứa thông tin tham chiếu báo cáo địa kỹ thuật, chẳng hạn như: • Tất liệu địa kỹ thuật thu trường (nhật ký khoan, cấu hình bề mặt liệu thử nghiệm phịng thí nghiệm) • Tất khuyến nghị tảng cuối • Các khuyến nghị khả xây dựng dàn dựng cuối Nhà thiết kế xem xét báo cáo cuối để biết thông tin xác nhận giả định sơ Với thiết kế móng hồn thành, q trình thiết kế chi tiết kết cấu cầu cuối tiếp tục chuẩn bị phương án cầu Sau thiết kế kết cấu cuối cùng, nhà thiết kế kết cấu phải theo dõi với nhà thiết kế địa kỹ thuật để đảm bảo thiết kế nằm giới hạn báo cáo địa kỹ thuật 7.1.2 Các quốc gia giới hạn thiết kế móng Các trạng thái giới hạn kiểm sốt dự án WSDOT để thiết kế kết cấu phụ mô tả sau: Sức mạnh I Liên quan đến việc sử dụng phương tiện thông thường Liên quan đến Sức mạnh III cầu tiếp xúc với gió Liên quan đến việc sử dụng phương tiện thơng Sức mạnh V thường gió Liên quan đến động đất Sự kiện cực đoan I Dịch vụ I Liên quan đến sử dụng hoạt động bình thường gió Chương 7.1.3 Thiết kế sở hạ tầng Thiết kế địa chấn Thiết kế địa chấn tất kết cấu phụ phải phù hợp với Địa chấn AASHTO trừ có lưu ý khác 7.1.4 Hạ tầng tải trọng móng Hình 7.1.4-1 cung cấp sở hiểu biết chung vị trí tải định hướng thiết kế kết cấu phụ Hình cho thấy cao độ cần thiết cho thiết kế mố kết cấu phụ Lưu ý trục số thiết kế móng cọc, trục cọc tạo thành cột phần tử móng Móng lan thường có hướng thiết kế bình thường so với móng Vì tải trọng cầu tải trọng dọc ngang, tải trọng kết cấu thượng tầng lệch chuyển đổi (sử dụng thành phần véc tơ) thành tải trọng móng bình thường song song Phân tích móng sâu thường có định hướng bình thường / song song với cầu tàu để đơn giản hóa hiệu ứng nhóm Các phần tử kết cấu phụ phải chịu tất tải trọng định AASHTO Seismic AASHTO LRFD Việc lựa chọn điều kiện tải kiểm sốt địi hỏi phải có phán đoán tốt để giảm thiểu thời gian thiết kế Tất tải dự đoán chết ( DC) điều kiện phải tính đến q trình thiết kế kết cấu phụ Hiệu ứng đường trượt phải bao gồm có xu hướng tăng ứng suất Đối với tải trực tiếp ( LL), phụ cấp động ( IM) áp dụng theo Mục 3.6.2 AASHTO LRFD không đưa vào thiết kế phần tử chôn lấp kết cấu phụ Các phần mố tiếp xúc với đất coi phần tử chôn lấp Tháng năm 2020 Thiết kế sở hạ tầng Chương Hình 7.1.1-1 Quy trình thiết kế tổng thể cho thiết kế tảng LRFD •••••••••••••••••• ••••• ••••••••••••••••••••• • •••••••••••••••• ••••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••••••  ••••••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••• • •••••••••••••••• •••••••••••••••• •••••••••••••••••••• • ••••••••••••••••• ••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••••• • •••••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••••• ••••••••••••••••••••••••• • •••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••• • •••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••• ••••••••••••••••••••• ••••••••••••• • •••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••• •••••••••••• ••••••••••• Chương Thiết kế sở hạ tầng Thiết kế cầu phải xem xét tải trọng xây dựng để đảm bảo ổn định kết cấu ngăn cấu kiện chịu lực tải Ví dụ, tải trọng xây dựng tạm thời đặt tất dầm đúc sẵn phía xà ngang gây q tải cho trụ đơn Tải trọng xây dựng phải bao gồm tải trọng trực tiếp từ thiết bị xây dựng tiềm Các kế hoạch phải thể trình tự xây dựng / ghi để tránh tải trọng chấp nhận Đối với cầu cong, thiết kế kết cấu phụ phải xem xét độ lệch tâm chênh lệch chiều dài dầm tác động lực xoắn Khi thiết kế kết cấu thượng tầng sử dụng lý thuyết dầm cong, chẳng hạn Phương pháp tải trọng chữ V, phản ứng từ phân tích phải tính đến tải trọng tác dụng lên kết cấu Hình 7.1.4-1 Lực lượng định hướng sở hạ tầng •••••••••••••••••••• •••••••••••••••• •••••••••••••••••• •••••••••••••••••• •••• •••••••••••••••••• •••••••••••••••••••• ••••• •••••••• •••••••••• ••••• ••••••••• Tháng năm 2020 Thiết kế sở hạ tầng Chương r = bán kính bên ngồi ống thép (trong) r bm = bán kính đến tâm cốt thép bên (in) bán kính đến bên r Tôi = ống thép (in) rm = bán kính đến tâm ống thép (in) t = độ dày thành ống, điều chỉnh để ăn mòn (in) tb = độ dày thành vòng thép danh nghĩa tương đương với độ dày thành (in) cốt thép bên ống, không t0 = điều chỉnh để ăn mịn (in) Ø = góc sử dụng để xác định c (rad) Øb = góc sử dụng để xác định c b ( r Øb b Sổ tay Thiết kế Cầu WSDOT M 23-50.20 tháng năm 2020 b b / năm / r b lớn / năm / r b nhỏ -1 Trang 7-123 Chương 7,11 Trang 7-124 Thiết kế sở hạ tầng Bản vẽ tiêu chuẩn cầu 7.3-A1-1 Bìa Silo cột 7.8-A1-1 Chi tiết trục điển hình Sách hướng dẫn thiết kế cầu WSDOT M 23-50.20 Tháng năm 2020 Thiết kế sở hạ tầng 7.12 Chương Phụ lục Phụ lục 7.3-A2 Chiều dài mối nối không tiếp xúc Cột để kết nối trục Phương pháp tính tốn lị xo Phụ lục 7-B1 tuyến tính II (Kỹ thuật I) Ví dụ ma trận chân cọc Phương pháp II (Kỹ thuật I) Phụ lục 7-B2 Phương pháp lị xo khơng tuyến tính III Phụ lục 7-B3 Sổ tay Thiết kế Cầu WSDOT M 23-50.20 tháng năm 2020 Trang 7-125 Chương Phụ lục 7.3-A2 Trang 7-126 Thiết kế sở hạ tầng Cột chiều dài mối nối vịng khơng tiếp xúc với kết nối trục Sách hướng dẫn thiết kế cầu WSDOT M 23-50.20 Tháng năm 2020 Chương Phụ lục 7.3-A2 Trang 7-126 Thiết kế sở hạ tầng Cột chiều dài mối nối vịng khơng tiếp xúc với kết nối trục Sách hướng dẫn thiết kế cầu WSDOT M 23-50.20 Tháng năm 2020 Thiết kế sở hạ tầng Sổ tay Thiết kế Cầu WSDOT M 23-50.20 tháng năm 2020 Chương Trang 7-127 Chương Thiết kế sở hạ tầng Phụ lục 7-B1 Phương pháp tính tốn lị xo tuyến tính II (Kỹ thuật I) th d (chn q tr C c nt nt ns Ma trận độ cứng chứa giá trị lò xo sử dụng hệ tọa độ tiêu chuẩn hiển thị Hình 7-B1-1 Dấu hiệu tất điều khoản phải xác định dựa quy ước dấu hiệu Hình 7-B1-1 Hệ thống tọa độ tồn cầu Py Của tơi Mx Theo chiều dọc Vx Mz Vz Hình 7-B1-2 Ma trận tồn cầu tiêu chuẩn Vx Py Vz Mx Vx K 11 0 0 K 16 Δx Vx Py K 22 0 0 Δy Py Vz 0 K 33 K 34 0 Δz= Vz Mx 0 K 43 K 44 0 x Mx Của 0 0 K 55 y Của K 61 0 0 K 66 z Mz Mz Mz Của tơi Cơng văn Lực lượng Trong số lị xo tuyến tính giá trị K xác định sau cách sử dụng Tọa độ Toàn cục: Trang 7-128 K11 = + V x (ứng dụng) / K22 = AE / L K33 = - V z ( ứng dụng) / - z r vr K44 = + M x (ứng dụng) / r vr B K55 = JG / L K66 = + M z (ứng dụng) / K34 = - V z (ind) / K16 = + V x (ind) / K43 = + M x (ind) / - z K61 = + M z (ind) / r x x r (/ rMm ( r vr rMm r z x r r r ( vr M m ( rm ( r - r Mm -/r -/r B z / (/ r x ( rx Vr r - -/r /r rm ( /r rm ( -/ rm ( -/ Sách hướng dẫn thiết kế cầu WSDOT M 23-50.20 Tháng năm 2020 Thiết kế sở hạ tầng Chương Các tính toán Head Spring so với Head Free Đầu cố định Nếu lực cắt mômen tạo độ võng theo hướng CƠ HỘI nơi đặt lò xo, điều kiện biên cố định yêu cầu để lập mô hình móng chịu tải mơ hình phần tử hữu hạn Xem Hình 7-B1-3 hệ tọa độ đầu cố định giả định phép tính lị xo sau Vì việc tác dụng tải trọng lên đầu cố định dẫn đến khơng có phản ứng, phân tích tương tác đất / cấu trúc nói chung phân tích lực cắt mơ men đồng thời đầu tự Sử dụng kết phản ứng đất, thuật ngữ hiệu chỉnh chéo yêu cầu FEM để tạo mơmen cảm ứng phần tử mơ hình hóa điều kiện đầu cố định Nếu ứng suất xác phần tử đầu cố định khơng u cầu, thuật ngữ cặp chéo bỏ qua Có hai cách để lập mơ hình nhóm cọc đầu cố định Phương pháp phổ biến cho móng cột sử dụng lị xo nhóm để mơ hình nhóm cọc trục lò xo Phương pháp sử dụng sáu lị xo tuyến tính để thể hành vi tảng Tải trọng bên chống lại điều khoản Cặp chéo không áp dụng tải trọng cọc riêng lẻ phải tính toán từ kết FEM Phương pháp thứ hai mơ hình hóa cọc riêng lẻ Điều hữu ích cho việc phân tích ứng suất cục phần tử móng cọc Các thuật ngữ ghép đơi đưa vào tải trọng cọc riêng lẻ tạo FEM Hình 7-B1-3 Hệ thống tọa độ đầu cố định Y + Mz (ứng dụng) Dài + Vx (ấn độ) Y +x + Mz (ấn độ) + Vx (ứng dụng) X X Z Z + Oz r ot + Thối Ox THEO CHIỀU DỌC XUÂN Sổ tay Thiết kế Cầu WSDOT M 23-50.20 tháng năm 2020 NGANG XUÂN Trang 7-129 Chương Thiết kế sở hạ tầng Đầu tự Nếu lực cắt mômen tạo lệch theo hướng mà lò xo nằm, điều kiện biên đầu tự yêu cầu để lập mô hình móng chịu tải mơ hình phần tử hữu hạn Nếu điều kiện biên đầu tự giả định Phương pháp II (Kỹ thuật II) mơ tả Mục 7.2.5 Lị xo dọc (K22) Hằng số lị xo thẳng đứng tính tốn từ ba giả thiết sau Xem Hình 7-B1-4 định nghĩa sau REF: Sổ tay hướng dẫn hội thảo thiết kế cầu đường cao tốc, Quán rượu Số FHWA-IP-81-2, tháng năm 1981 Hình 7-B1-4 Căng thẳng cọc A = Diện tích mặt cắt ngang (trong ²) E = Mô đun Young (ksi) L = Chiều dài cọc (in) F = Một phần cọc nhúng Căng thẳng cọc Cọc mang điểm: ൫••ʹ •ʹʹ • െ◌ൗ ••• ൯ െ◌ൗ ൫• Fricti noP lsw Ithứ E tuyến Tơi tính khác g da frict • io ʹ nʹ ʹ: ʹ െ◌ൗ ••◌ா •◌ா 1 Cọc ma sát với da không đổi f riction: Trang 7-130 3 Sách hướng dẫn thiết kế cầu WSDOT M 23-50.20 Tháng năm 2020 Thiết kế sở hạ tầng Chương Lò xo xoắn (K55) Nói chung, số lị xo xoắn cho cá nhân l cọc dựa học cọc Phương trình cho độ cứng xoắn đưa Ở đâu: 11 G = 0,4E J = Mơmen qn tính xoắn = Chiều dài cọc L Lò xo bên (K11 & K33) Một lị xo bên có đầu cố định tìm thấy cách áp dụng lực cắt tải trọng dọc trục chương trình đáp ứng đất với độ quay đỉnh tìm lệch bên mà kết Giá trị lò xo th e dẫn đến độ võng 11 Lò xo quay (K44 & K66) ՊՊՊՊ 33 lực cắt áp dụng chia cho 33 Lý tưởng điều kiện biên đầu cố định không dẫn đến quay Do K44 K66 cứng vơ hạn Trước đây, lò xo quay đầu cố định tìm thấy cách tác dụng mơmen tải trọng dọc trục chương trình phản ứng đất với độ dịch đỉnh tìm kiếm rota cho kết Giá trị lò xo thời điểm tác dụng chia cho tỷ lệ quay kết n ՊՊՊՊ 11 Sổ tay Thiết kế Cầu WSDOT M 23-50.20 tháng năm 2020 Trang 7-131 Chương Thiết kế sở hạ tầng Lò xo cặp chéo (K16, K34, K43 & K61) Đầu cố định Các lị xo cặp chéo khơng đối xứng để lập mơ hình tảng mơ hình phi tuyến tính Vì chương trình phần tử hữu hạn sử dụng phép nhân ma trận để tạo phản ứng, nên thực phép toán cách dễ dàng để hiệu số hạng chéo Lưu ý thuật ngữ K16 K34 có dấu hiệu ngược lại Vx Py Vz Mx Vx K 11 0 0 K 16 Δx Vx Py K 22 0 0 Δy Py Vz 0 K 33 K 34 0 Δz= Vz Mx 0 K 43 K 44 0 x Mx Của 0 0 K 55 y Của K 61 0 0 K 66 z Mz Mz Của Mz Công văn Lực lượng Các phản ứng dọc a r e: Các phản ứng ngang ar e :3 31 33 31 Đối với điều kiện biên đầu cố định thực (chỉ dịch chuyển) theo hướng X Z, wb r b Zx z không (hoặc tiếp cận không) Điều x nghĩa thuật ngữ cặp chéo K34 K16 không ảnh hưởng đến phản ứng cắt Tương tự, số hạng quay K66 K44 không không ảnh hưởng đến phản ứng mô men Điều để lại thuật ngữ cặp chéo K61 K43 để tạo mômen cảm ứng dựa độ lệch theo hướng X Z Các nhà thiết kế cần lưu ý, mômen chéo áp dụng cho phần tử móng cố định chống dọc trục cọc Điều ảnh hưởng đến ứng suất cục tải trọng móng dọc trục cọc nhiều so với mômen cột lực cắt, thường trọng tâm thiết kế Riêng K11 K66 (hoặc K33 K44) khơng dự đốn hình dạng phản ứng phần tử Thuật ngữ cặp chéo K16 (hoặc K34) thêm lực cắt để điều chỉnh độ lệch mơmen tác dụng Mơ hình hóa đối tượng địa lý thực khác so với điều kiện cố định mặt lý thuyết Đỉnh cột cấu trúc thượng tầng số ứng dụng cọc trục có lực cắt mơmen đối nghịch, nhiên mơmen nhỏ nhiều so với giá trị mômen đầu tự cảm ứng theo lý thuyết Nói cách khác, có vịng quay quan trọng cần tính đến mơ hình lị xo Các nhà thiết kế cần nhận thức tình sử dụng phán đốn kỹ thuật FEM có phép quay b Zx z KHÔNG điều khoản cặp đơi chéo x lị xo quay ảnh hưởng đáng kể đến phân tích Trang 7-132 Sách hướng dẫn thiết kế cầu WSDOT M 23-50.20 Tháng năm 2020 Thiết kế sở hạ tầng Chương Giá trị lò xo cho số hạng cặp chéo bên lực cắt gây chia cho chuyển động quay liên quan 33 1 Giá trị mùa xuân thuật ngữ cặp chéo thời điểm lực cắt gây chia cho chuyển động quay liên quan Sổ tay Thiết kế Cầu WSDOT M 23-50.20 tháng năm 2020 Trang 7-133 Chương Thiết kế sở hạ tầng Phụ lục 7-B2 Ví dụ ma trận chân cọc Phương pháp II (Kỹ thuật I) Phương pháp II (Kỹ thuật I) - Ví dụ ma trận chân cọc Amatrix với thuật ngữ cặp chéo phương pháp hợp lệ để mơ hình móng hỗ trợ cọc Phân tích giả định cọc hoạt động tương tự cột cố định (trong đất) với dịch ngang (không quay) Điều đòi hỏi điều kiện biên đầu cố định để tính tốn giá trị lị xo Chương trình LPILE giải kết đất phi tuyến tính cho cọc riêng lẻ Xem hiệu ứng nhóm Mục 7.2.5 để giảm tính chất đất cọc nhóm theo phương ngang phương dọc Ma trận mẫu tính tốn lị xo móng cho cọc riêng lẻ Lị xo cọc yêu cầu tám điều khoản độ cứng cọc cho ma trận thảo luận Phụ lục 7-B1 Các tính tốn mẫu sau thảo luận hệ số lò xo ngang, dọc chéo cho hệ tọa độ địa phương GTStrudl Xem Phụ lục 7-B1 trục lò xo xoắn Tải trọng địa chấn ngang dọc FEM tối đa ( Vy, Mz, Vz, My trục Px) cung cấp hai trường hợp tải để phân tích LPILE Kết LPILE hai trường hợp tải sử dụng để tính tốn hệ số lị xo ngang, dọc chéo Tính tốn mẫu giả định có Tọa độ trục cục khơng có hiệu ứng nhóm Chỉ theo chiều dọc Hình 7-B2-1 Hệ thống hướng tính tốn, hướng ngang tương tự Hệ Y tọa độ toàn cầu tiêu chuẩn giả định cho cầu TRỤC TOÀN CẦU Mẫu giả sử hệ tọa độ trục cục khác để Longi t udi nal X nhập số hạng ma trận, Hình 7-B2-1 Khi hệ Z tọa độ thay đổi, quy ước dấu lực cắt mômen thay đổi Điều thể × ma Px trận cách thay đổi vị trí giá trị lị xo dấu hiệu số hạng cặp chéo Mx Vy Trục cục Mat rix Locat i on Đường đất Kết thúc Vz Mz St r udl Shaf t El ement Khởi đầu Vị trí thuật ngữ ma trận hiển thị Hình 7-B1-2 Các chuyển vị cục điều đòi hỏi hệ số lò xo phải di chuyển để tạo phản ứng cục xác Trục X hướng thẳng đứng Trục Y hướng dọc Các định nghĩa ký hiệu hệ số lò xo giống định nghĩa Phụ lục 7-B1 Lưu ý thay đổi thuật ngữ vị trí chéo thuật ngữ chéo Trang 7-134 Sách hướng dẫn thiết kế cầu WSDOT M 23-50.20 Tháng năm 2020 Thiết kế sở hạ tầng Chương Hình 7-B2-2 Ma trận hệ tọa độ cục Px Vy Vz Mx Của Mz Công văn Lực lượng Px K22 0 0 Δx Px Vy K11 0 K16 Δy Vy Vz 0 K33 K34 Δz Vz Mx 0 K55 0 θx Mx Của 0 K43 K44 θy Của Mz K61 0 K66 θz Mz Trong số lị xo tuyến tính giá trị K xác định sau (xem Hình 7-B2-3 để biết quy ước hướng dấu hiệu): K11 = - V y ( ứng dụng) / - y = Độ cứng bên dọc (kip / in) K22 = AE / L = Độ cứng dọc trục (k / in) K33 = - V z (ứng dụng) / - z = Độ cứng bên ngang (k / in) K44 = - M y (ứng dụng) / - y = Độ uốn ngang Độ cứng khoảnh khắc (kip-in / rad) K55 = JG / L = Độ cứng xoắn (kip-in / rad) K66 = M z (ứng dụng) / z = Uốn dọc Độ cứng khoảnh khắc (kip-in / rad) K34 = - V z ( ind) / - y = Thuật ngữ cặp đôi chéo bên ngang (kip / rad) K16 = - V y (ind) / K43 = - M y (ind) / - z = Khoảnh khắc dọc thuật ngữ cặp đôi (kip-in / in) K61 = + M z (ind) / - y = Transverse Moment Thuật ngữ cặp đơi chéo (kip-in / in) Hình 7-B2-3 = Số hạng cặp đôi chéo theo chiều dọc (kip / rad) z Quy ước Ký hiệu Hệ tọa độ Địa phương X X y + Mz (ứng dụng) + Mz (ấn độ) - Vy (ind) Y - Vy (app) Long Y Z Z + Oz thối - Oy r ot NGANG THEO CHIỀU DỌC XUÂN XUÂN Kết từ hệ tọa độ địa phương x 50.000 b (x Vy - 0,000 b ( r V - 40.000 b ( r Của - 2.230.000 b- (mm M 3.350.000 b- (mm Sổ tay Thiết kế Cầu WSDOT M 23-50.20 tháng năm 2020 x r vr x b b x r vr x Trang 7-135 Chương Thiết kế sở hạ tầng Trường hợp tải trọng - Hướng dọc Trường hợp tải trọng tác dụng tải trọng bên (Vy) tải trọng dọc trục (Px), hạn chế đỉnh chống quay (độ dốc = rad) Đầu vào LPILE: ry B r - 0000 000 b 000 / x 50000 000 b Đầu từ LPILE: X vv vào (trong) y( 0,000 trong) Chốc lát Shear Dốc M z (ind) ( lbs-in) V y (ứng dụng) ( lbs) (Rad) - 0,13576 - 60000.000 3,761E + 06 0,000000 Trường hợp tải trọng - Hướng dọc Trường hợp tải trọng tác dụng tải trọng mô men (Mz) tải trọng dọc trục (Px), hạn chế đỉnh chống lại độ võng (độ võng = rad) Đầu vào LPILE: ry B 000 Mm 350 x -b 50000 000 b Đầu từ LPILE: X vv vào (trong) (trong) 0,000 Chốc lát Shear M z (ind) ( lbs-in) V y (ind) ( lbs) 3.350E + 06 - 33027.667 0,00000 Dốc z( Rad) 0,001192 Hằng số lò xo - Hướng dọc Trang 7-136 K11 = - V y (ứng dụng) / - y = -60 kip / -0.13576 = 442 kip / in K66 = M z (ứng dụng) / z = 3,350 kip-in / 0,001192 rad = -33 kip / = 2,810,403 kip-in / rad K16 = - V y (ind) / K61 = + M z (ind) / - y z 0,001192 rad = -27,685 kip / rad = 3.761 kip-in / -0.13576 in = -27,703 kip-in / in Px Vy Vz Mx Px K22 0 0 Vy 0 0 Vz 0 K33 K34 Mx 0 K55 0 Của 0 K43 K44 Mz 27.703 kip - trong 0 442 kip - Của Mz Công văn - 27.685 kip rad 2,810,403 kip - rad Lực lượng Δx Px Δy Vy Δz Vz θx Mx θy Của θz Mz Sách hướng dẫn thiết kế cầu WSDOT M 23-50.20 Tháng năm 2020 ... cùng, nhà thiết kế kết cấu phải theo dõi với nhà thiết kế địa kỹ thuật để đảm bảo thiết kế nằm giới hạn báo cáo địa kỹ thuật 7.1.2 Các quốc gia giới hạn thiết kế móng Các trạng thái giới hạn kiểm... Chương Thiết kế sở hạ tầng Tháng năm 2020 Chương 7.1 Thiết kế sở hạ tầng Cân nhắc chung sở hạ tầng Lưu ý hướng dẫn sau, nơi tham chiếu đến AASHTO LRFD, bạn tìm thấy mục AASHTO Thơng số kỹ thuật thiết. .. bình thường gió Chương 7.1.3 Thiết kế sở hạ tầng Thiết kế địa chấn Thiết kế địa chấn tất kết cấu phụ phải phù hợp với Địa chấn AASHTO trừ có lưu ý khác 7.1.4 Hạ tầng tải trọng móng Hình 7.1.4-1