[r]
(1)CHƯƠNG III
TÍNH TỐN M C U Ố Ầ
Do chi u cao đ t đ p sau m trung bình, nên ch n lo i m ch U b ng BTCT,ề ấ ắ ố ọ ố ữ ằ lo i m dùng cho k t c u nh p v i kh u đ L < 42m, chi u cao đ t đ p t –ạ ố ế ấ ị ẩ ộ ề ấ ắ 10m
u m c a m ch U nh có tƯ ể ủ ố ữ ường cánh d c t o m t đ i tr ng cho m ,ọ ộ ố ọ ố đ m bào n đ nh t ng th ch ng l t ch ng trả ổ ị ổ ể ố ậ ố ượt cho cơng trình tác d ng c aụ ủ áp l c đ y ngang.ự ẩ
Tường cánh d c tọ ường cánh trướ ạc t o thành ti t di n ch U ch u nénế ệ ữ ị l ch tâm Nh tệ ường cánh ngàm vào móng, vi c ch n gi đ t đ p lịng m cóệ ắ ữ ấ ắ ố hi u qu , có kh ngăn ng a t t hi n tệ ả ả ố ệ ượng lún s t t o đ nén ch t d nụ ộ ặ ầ d n cho kh i đ t đ ng sau tầ ố ấ ằ ường trước, đ m b o xe ch y êm thu n vào c u.ả ả ậ ầ Nhược m c a m ch U n ng t n v t li u nh t đ i v i trể ủ ố ữ ặ ố ậ ệ ấ ố ường h p đợ ường đ u c u đ p cao kh i lầ ầ ắ ố ượng v t l t l v i bình phu ng chi u caoậ ị ỷ ệ ề m ố
Kích thước chung mố B ng kích thả ước m theo phố ương nh sau:ư
D c c uọ ầ Ngang c uầ Chi u caoề S lố ượng Tường đ a1 = 40cm b1 = 1150cm h1 = 170cm n1 =
2.Vai kê a2 = 30cm b2 = 900cm h2 = 30cm n2 =
3 Tường cánh (A) a3 = 360cm b3 = 50cm h3 = 70.5cm n3 = Tường cánh (B) a4 = 235cm b4 = 50cm h4 = 235cm n4 = Tường cánh (C) a5 = 105cm b5 = 50cm h5 = 285cm n5 = 6.Thân mố a6 = 130cm b6 = 1100cm h6 = 200cm n6 = B mệ ố a7 = 340cm b7 = 1150cm h7 = 150cm n7 =
8 Vát góc a8 = 0cm b8 = 0cm h8 = 0cm n8 =
I TÍNH TỐN T I TR NG TÁC D NG LÊN MẢ Ọ Ụ Ố Giai đo n thi t k s b ch xét t i m t c t đáy bạ ế ế ộ ỉ ặ ắ ệ M tính tốn: M2ố
1 Tĩnh t i k t c u nh p tác d ng lên m :ả ế ấ ị ụ ố
L y k t qu chấ ế ả ương tính tốn thi t k d m ch ế ế ẩ ủ - Tĩnh t i, d m ch , m t c u, lan can: ả ầ ủ ặ ầ
DCdc = DCdc/2 DCdc = 4.498x103 KN - L p ph : ủ
DW = DW/2 DW = 429 KN 2 Tĩnh t i b n thân m :ả ả ố
- T i tr ng b n thân m gây l c d c mômen t i m t c t đáy b ả ọ ả ố ự ọ ặ ắ ệ
- L c d c th ng đ ng đự ọ ẳ ứ ược tính b ng cách nhân ph n th tích m v i kh i lằ ầ ể ố ố ượng riêng c a BTủ
- Mômen t i m t c t đáy b đạ ặ ắ ệ ược tính b ng cách tích c a l c th ng đ ng v i đ l chằ ủ ự ẳ ứ ộ ệ tâm c a chúng so v i tr c tr ng tâm Tr c tr ng tính đ i v i m t c t đáy b chiủ ụ ọ ụ ọ ố ặ ắ ệ gi a b m ữ ệ ố
(2)Đ l ch tâmộ ệ Tr ng lọ ượng
1 Tường đ e1 = -35cm P1 = a1.b1.h1.γc.n1 = 187680 N 2.Vai kê e2 = -70cm P2 = h2.a2.b2.γc.n2= 19440 N Tường cánh (A) e3 = -275cm P3 = a3.b3.h3.γc.n3 = 57528 N Tường cánh (B) e4 = -235cm P4 = a4.h4.b4.γc.n4= 132540N Tường cánh (C) e5 = -205cm P5 = (a5.b5.h5).0.5.γc.n5 = 35910N 6.Thân mố e6 = 22.5cm P6 = a6.b6.h6.γc.n6 = 686400 N B mệ ố e7 = 0cm P7 = a7.b7.h7.γc.n7 = 1407600 N Vát góc e8 = -65cm P8 = 1/2.a8.b8.h8.γc.n8 =
T ng tác d ng tĩnh t i b n thân m :ổ ụ ả ả ố = > L c th ng đ ng : ự ẳ ứ
= > Mômen :
3./ Ap l c đ t tác d ng lên m :ự ấ ụ ố K t c u áo đế ấ ường:
T ng b dày trung bình: hổ ề k = 50cm Kh i lố ượng riêng trung bình: γk = 2300kg/m3 Đ t d p sau m : ấ ắ ố
Kh i lố ượng riêng trung bình: γs = 1800kg/m3 Góc n i ma sát trung bình: ộ ψs = 350
Chi u cao d t đ p: ấ ắ s = 503.3cm B r ng đ t đ p sau m : bề ộ ấ ắ ố s = 1150cm Chi u dày ph n đ t đ p tác d ng: Iề ầ ấ ắ ụ s = 245cm
Di n tích tác d ng c a ph n đ t đ p: Ss = Isệ ụ ủ ầ ấ ắ bs Ss = 29.4m2 L c th ng đ ng áp l c đ t gây t i đáy móng: ự ẳ ứ ự ấ
Ps = (hk.γk + hs.γs).Ss.g = Ps = 2.942 x103 KN 4./ T i tr ng ho t t i :ả ọ ạ ả
Ltt = 29.2 m
Phương trình tung đ độ ường nh ưởng: y(x) := x/Ltt Tung đ độ ường nh ưởng t i m:ạ ể
y1 = y(Ltt) y1 = y2 = y(Ltt – 4.3m) y2 = 0.853 y3 = y(Ltt – 8.6m) y3 = 0.706 y1’ = y1 y1’ = y2’ = y(Ltt – 1.2m) y2’ = 0.959 Ph n l c xe t i thi t k :ả ự ả ế ế
(3)T i tr ng làn:ả ọ
WL = ½.Ltt.9.3kN/m WL = 135.78.kN
T i tr ng ngả ọ ười PL = 3Kpa.1m.nle.Ltt/2 PL = 87.6 KN Ho t t i xe thi t k : LL = max(Ptruck, Ptandem) LL = 293.4 KNạ ả ế ế
5./ T ng l c th ng đ ng tác d ng t i đáy b m theo TTGH cổ ự ẳ ứ ụ ạ ệ ố ường đ I:ộ Nbe = 1.25DCdc + 1.5.DW + 1.25.Pbt + 1.25.Ps + 1.75.LL.(1 + IM) + 1.75.PL Nbe = 1.3974 x104 KN
II Tính tốn s b s lơ ộ ố ượng c c:ọ 1 S li u s bố ệ ơ ộ:
Đường kính c c: D = 0.35mọ Chu vi c c: U = 1.4m ọ Di n tích mũi c c: Ap = 0.123mệ ọ Chi u dài c c đ t Lc = 20mề ọ ấ 2 Các thông s đ a ch t:ố ị ấ
0
0 Tên l pớ Hi(m) SPT c(KN/m2) Góc ma sát γ
(KN/m3)
1 21.9 15.2 16.6 11.8
2 12 8.5 20.6 18.7
3 16 12 20.5 18.2
HL pớ = đ a ch t ị ấ (1) SPTL pớ = đ a ch t ị ấ (2)
3./ Ước tính s c kháng c a c c:ứ ủ ọ
3.1.1 Tính s c kháng thành bên đ n v cho c cứ ơ ị ọ
- Phương pháp α :
Các ph n sau khơng tính s đóng góp vào phát tri n s c kháng thông qua ma sát thànhầ ự ể ứ bên
+ Ít nh t 1500mm c a c c đóng.ấ ủ ọ
+ Chi u dày đáy c c khoan l y b ng đề ọ ấ ằ ường kính c cọ qs = α.Su
Su: cường đ kháng c t khơng nộ ắ ước trung bình (10.6.3.1.2b) α: H s dính (b ng 10.8.3.3.1-1)ệ ố ả
Su ph i đả ược xác đ nh t k t qu thí nghi m hi n trị ế ả ệ ệ ường ho c k t qu phịngặ ế ả thí nghi m c a m u nguyên d ng l y kho ng đ sâu 2D dệ ủ ẫ ấ ả ộ ưới chân c giáọ tr Sị u tính theo cơng th c : ứ Su = σ’v.tgρ + c
σ’v: ng su t h u hi u th ng đ ng ứ ấ ữ ệ ẳ ứ ρ: Góc n i ma sát c a l p đ tộ ủ ấ
L p đ t s đ t dính (sét) có thơng s tính tốn nh sau:ớ ấ ố ấ ố ư
N1 = SPTlop1 = c1 = 15.2 kN/m2
γ1 = 18.2kN/m3 h1 = 27.6m ρ1 = 16.6 σ’v1 = h1.γ1 = 502.32.kN/m2
(4)Tra b ng 10.8.3.3.1-1 ta đả ược α1 = 0.55 => qs1 = α1.Su1 qs1 = 0.091.MPa - S c kháng bên danh đ nh cho c c khoan đ t r i (Phứ ị ọ ấ ương pháp Meyerhof)
qs = 0.00096.N 10.8.3.4.2-1
N: s búa SPT TB ch a hi u (búa/300mm); N = 12ố ệ qs2 = 0.00096MPa xN qs2 = 0.012.MPa 3.1.2/ Tính s c kháng đ n v t i mũi c c :ứ ơ ị ạ ọ
Mũi c c đ t t i v trí l p đ t s có ch s SPT: N := 12ọ ặ ị ấ ố ỉ ố Theo REESE O’NEILL (10.8.3.4.3-1):
Qp = 0.057N v i Nớ <=75 Qp = 4.3 v i Nớ >75 Qp1 = 0.684.MPa
Theo REESE WRIGHT (1977) Qp = 0.064N v i Nớ <=60 Qp = 3.8 v i Nớ >60 Qp2 = 0.786.Mpa
= >S c kháng đ n v t i mũi c cứ ơ ị ạ ọ : qp := min(Qp1,Qp2) qp = 0.684.MPa 3.1.3/ S c kháng đ tính toán c a c c: (10.7.3.2)ứ ỡ ủ ọ
QR = ψ.Qn = ψq.Qult
hay QR = ψ.Qn = ψqp.Qp + ψqs.Qs
V i Qớ p= qp.Ap Qs=qs.As Trong đó:
ψp: h s s c kháng đ c a c c đ nệ ố ứ ỡ ủ ọ Qult: S c kháng đ c a c c đ nứ ỡ ủ ọ Qp: S c kháng mũi c ọ
qp: S c kháng đ n v mũi c ị ọ qR: S c kháng đ n v thân c c ứ ị ọ
ψqp: H s s c kháng mũi c c dùng cho phệ ố ứ ọ ương pháp tách r i s c kháng c a c cờ ứ ủ ọ s c kháng c a mũi c c s c kháng thân c c l y theo b ng 10.5.5-3ứ ủ ọ ứ ọ ấ ả
ψqs: H s s c kháng thân c c dùng cho phệ ố ứ ọ ương pháp tách r i s c kháng c a c cờ ứ ủ ọ s c kháng c a mũi c c s c kháng thân c c l y theo b ng 10.5.5-3ứ ủ ọ ứ ọ ấ ả
Di n tích mũi c c: Aệ ọ p = 1.225 x 105.mm2 Di n tích m t bên t i l p c a c c:ệ ặ ủ ọ
h1 = 27.6m h2 = 2.6m - D As1 = U.h1 = 38.64m2 As2 = U.h2 = 3.15m2 - H s s c kháng thành bên c c:ệ ố ứ ọ
Đ t dính: ấ ψqs1 := 0.50 (b ng 10.5.5-3)ả Đ t r i: ấ ψqs2 := 0.25
(5)= >S c kháng mũi c c: Qp = ứ ọ ψqs.qp.Ap Qp = 26.948.kN = >S c kháng tính tốn:ứ
QR = Qp + Qs QR = 1.783 x103.kN
3.1.4/ S c kháng đ tính tốn c a c c theo đ t n n có xét đ n nh hứ ở ủ ọ ấ ề ế ả ưởng c aủ nhóm c c:ọ
H s chi t gi m xét đ n kh ch u t i c a nhóm c c l y theo u 10.8.3.9.3ệ ố ế ả ế ả ị ả ủ ọ ấ ề N i suy gi a giá tr ộ ữ ịη = 0.65 η = ta được:
= > Qg = η.QR Qg = 1.248 x103.kN
3.1.5 S c ch u t i c a c c theo v t li u:ứ ị ả ủ ọ ậ ệ
Các thông s v t li u làm c cố ậ ệ ọ
- Đường kính c t ch : ố ủ φ = 22mm - S lố ượng c t ch : n = 8ố ủ
- Cường đ bêtông làm c c: f’c = 30ộ ọ MPa Cường đ ch y c a thép: f’ộ ả ủ y = 420MPa
Di n tích m t c t ngang c c: Aệ ặ ắ ọ d = Ap = 1.225 x 105 mm2 Di n tích thép: ệ S c ch u t i c a c c theo v t li u:ứ ị ả ủ ọ ậ ệ
QRm = 0.85.[0.85.f’c.(Ad – At) + f’y.At] QRm = 3.675 x 103 KN
So sánh giá tr tính tốn ta có s c ch u t i tính tốn c a c c là:ị ứ ị ả ủ ọ Qtt = min(Qg,QRm)
Qtt = 1.248 x103 kN
T i tr ng th ng đ ng tác d ng t i đáy b :ả ọ ẳ ứ ụ ệ NCd1 = 1.3974 x104 kN
H s xét đ n l c ngang: ệ ố ế ự β = 1.5 S lố ượng c c c n thi t:ọ ầ ế
(6)
L p đ t s đ t dính (sét) có thơng s tính tốn nh sau:ớ ấ ố ấ ố N1 = SPTlop1 = c1 = 15.2 kN/m2
γ1 = 18.2kN/m3 h1 = 27.6m ρ1 = 16.6 σ’.V1 = h1.γ1 = 502.32.kN/m2
Su1 = σ’v1.tan(ρ1) + c1 = 0.165 MPa Tra b ng 10.8.3.3.1-1 ta đả ược: α1 = 0.55
=> qs1 := α1xSu1 qs1 = 0.091 MPa
- S c kháng bên danh đ nh cho c c đ t r i (Phứ ị ọ ấ ương pháp Meyerhof) L p đ t s đ t r iớ ấ ố ấ
qs = 0.00096.N 10.8.3.4.2-1
N: s búa SPT TB ch a hi u (búa/300mm) N = 12ố ệ qs2 = 0.00096MPa.N qs2 = 0.012 MPa 7.2.3 Tính s c kháng đ n v t i mũi c c :ứ ơ ị ạ ọ
Mũi c c đ t t i v trí l p đ t s có ch s SPT: N = 15ọ ặ ị ấ ố ỉ ố Theo REESE O’NEILL (10.8.3.4.3-1):
Qp = 0.057N v i Nớ <=75 Qp = 4.3 v i Nớ >75 Qp1 = 0.855Mpa
- Theo REESE WRIGHT (1977) Qp = 0.064N v i Nớ <=60 Qp = 3.8 v i Nớ >60
Qp2 = 0.96 Mpa
= >S c kháng đ n v t i mũi c cứ ơ ị ạ ọ : qp := min(Qp1,Qp2) = 0.855MPa 7.3.3/ S c kháng đ tính toán c a c c:ứ ỡ ủ ọ (10.7.3.2)
QR = ψ.Qn = ψq.Qult
hay QR = ψ.Qn = ψqp.Qp + ψqsQs
V i Qớ p= qp.Ap Qs=qs.As Trong đó:
ψp: h s s c kháng đ c a c c đ nệ ố ứ ỡ ủ ọ
Qult: S c kháng đ c a c c đ nứ ỡ ủ ọ Qp: S c kháng mũi c ọ
qp: S c kháng đ n v mũi c ị ọ
qs: S c kháng đ n v thân c c ứ ị ọ
ψqp: H s s c kháng mũi c c dùng cho phệ ố ứ ọ ương pháp tách r i s c kháng c a c cờ ứ ủ ọ s c kháng c a mũi c c s c kháng thân c c l y theo b ng 10.5.5-3ứ ủ ọ ứ ọ ấ ả
ψqs: H s s c kháng thân c c dùng cho phệ ố ứ ọ ương pháp tách r i s c kháng c a c cờ ứ ủ ọ s c kháng c a mũi c c s c kháng thân c c l y theo b ng 10.5.5-3ứ ủ ọ ứ ọ ấ ả
Di n tích mũi c c: Aệ ọ p = 1.225 x 105 mm2 Di n tích m t bên t i l p c a c c:ệ ặ ủ ọ
h1 = 27.6 m h2 = 2.6m
(7)Đ t dính: ấ ψqs1 = 0.50 (b ng 10.5.5-3)ả Đ t r i: ấ ψqs2 = 0.25
= > S c kháng thân c c: ứ ọ
Qs = ψ.qs1.qs1.As1 + ψqs2.qs2.As2 Qs = 1.763 x 103 kN
- H s s c kháng mũi c c đ i v i đ t r i:ệ ố ứ ọ ố ấ ψqs = 0.25
= >S c kháng mũi c c: ứ ọ Qp = ψqs.qp.Ap Qp = 26.184.kN = >S c kháng tính tốn:ứ
QR = Qp + Qs QR = 1.789 x103 kN
7.3.4/ S c kháng đ tính tốn c a c c theo đ t n n có xét đ n nh hứ ở ủ ọ ấ ề ế ả ưởng c aủ nhóm c c:ọ
H s chi t gi m xét đ n kh ch u t i c a nhóm c c l y theo u 10.8.3.9.3ệ ố ế ả ế ả ị ả ủ ọ ấ ề N i suy gi a giá tr ộ ữ ịη = 0.65 η =1 ta được:
= > Qg = η.QR Qg = 0.7x1.789.103 = 1.252 x103.kN 7.3.5/ S c ch u t i c a c c theo v t li u:ứ ị ả ủ ọ ậ ệ
Các thông s v t li u làm c c :ố ậ ệ ọ
- Đường kính c t ch : ố ủ φ = 22mm - S lố ượng c t ch : n = 8ố ủ
- Cường đ bêtông làm c c: f’c = 30 MPaộ ọ Cường đ ch y c a thép: f’ộ ả ủ y = 420 MPa
Di n tích m t c t ngang c c: Aệ ặ ắ ọ d = Ap = 1.225 x 105 mm2 Di n tích thép: ệ S c ch u t i c a c c theo v t li u:ứ ị ả ủ ọ ậ ệ
QRm = 0.85.[0.85.f’c.(Ad – At) + f’y.At] QRm = 3.675 x 103 KN
So sánh giá tr tính tốn ta có s c ch u t i tính tốn c a c c là:ị ứ ị ả ủ ọ Qtt = min(Qg,QRm)
Qtt = 1.252 x103 kN
T i tr ng th ng đ ng tác d ng t i đáy b :ả ọ ẳ ứ ụ ệ NCd1 = 17.025 x103 kN
H s xét đ n l c ngang: ệ ố ế ự β = 1.5 S lố ượng c c c n thi t:ọ ầ ế