Đồ án tốt nghiệp - Chương IV - Tính toán trụ cầu

[r]

CHƯƠNG IV

TÍNH TỐN TR C UỤ Ầ 4.1 GI I THI U CHUNG.Ớ Ệ

4.1.1 S li u chung.ố ệ

Tên tr tính tốn: Tr T1ụ ụ

Quy trình tính tốn: Theo tiêu chu n 22 TCN - 272 – 05ẩ Tính tốn móng c c: TCXD 205:1998ọ

4.1.2 S li u k t c u ph n trên.ố ệ ế ấ ầ

- S lố ượng d mầ N = d mầ - Kho ng cách d mả ầ S = 1.93 m - Chi u dài th c tề ự ế L = 37 m - Chi u dài tính tốn ề Ltt = 36.3 m

- T ng b r ng c uổ ề ộ ầ B = 11.5 m - B r ng m t đề ộ ặ ường (gi a hai mép lan can) Bs= mữ - B r ng l ngề ộ ề ười Bbh = 1.5 m

- S lố ượng l b hànhề ộ nsw = 2.0

- Chi u cao g đ lan canề ỡ Hg = 0.6 m

- Chi u cao lan canề Hlc = 0.77 m

- Chi u cao d m Super Teeề ầ h = 1.8m - Chi u d y b n m t c uề ầ ả ặ ầ hf = 0.2m

- B r ng b n m t c uề ộ ả ặ ầ bs = 11.5m

- Kho ng cách t tim g i đ n tim trả ố ế ụ Lc = 1.2m

- L p ph m t c uớ ủ ặ ầ Bêtông asphalt t1 = 0.075m

- Kích thước b kê g i( l y trung bình): ệ ố ấ Chi u dàiề a = 0.8 m

Chi u r ng b = 0.55 m ề ộ Chi u caoề c = 0.125 m - G i c u: ố ầ Chi u dàiề a' = 0.45 m

Chi u r ng b' = 0.35 mề ộ Chi u caoề c' = 0.075 m - S xe thi t k ố ế ế n =

- H s xeệ ố m = - H s xung kích ệ ố IM = 0.25

- Kh i lố ượng riêng c a bêtông trủ ụ gc = 2500kG/m3

gc = 24.5KN/m3

- Kh i lố ượng riêng c a nủ ước gw = 10KN/m3

4.1.3 S li u v trố ệ ề ụ

4.1.3.1 Kích thước tr cao đ c b nụ ộ ả

Lo i trạ ụ Tr đ c BTCTụ ặ

Lo i c cạ ọ khoan nh i d = mồ

S c c móngố ọ n c c =ọ C cọ

Cao đ đ nh b móngộ ỉ ệ E2 = -0.900 m

Cao đ đáy b móngộ ệ E3 = -2.900 m

Cao đ m c nộ ự ước cao nh t ấ MNCN = +1.100 m Cao đ m c nộ ứ ước th p nh t ấ ấ MNTN = -0.400 m Cao đ m c nộ ự ước thông thuy nề MNTT = +0.100 m

Cao đ MĐTNộ Ed = +2.891 m

b1= m b'1= mm h1= m

b2= m b'2= 4.4 mm h2= 7.606 m

b2a= 0.2 m b'2a= 0.3 mm h3= 0.8 m

b3= 1.6 m b'3= 11.5 mm h4= 1.1 m

b3a= 0.8 m b'4= 0.4 mm h5= 0.2 m

Kích thước trụ

h1

h0

h2

a

h2

b

h3

+h

4

Hg

cHl

c

h5

E3

E1 E2

E4 E5

b'4 b'5

h4

h3

b'3

b'2a b'2

b'2a

b'1 b1

b2a b2 b2a

b3a b3 b3a

h1

h2

h3

h4

4.1.3.2 Thân trụ

Di n tích m t c tệ ặ ắ

A2 = (b2+ 2b2a)⋅(b'2+ 2b'2a) −2b2a⋅b'2a= (1 0.2+ × )×(4.4 0.3+ × )−2 0.2× ×0.3

6.88

b2a=0.3 b2=4.4 b2a=0.3

c2

a=

0

2c

2a

=0

.2

c2

=1

.4

X Y

4.1.3.3 B móngệ

Di n tích m t c t:ệ ặ ắ

A1 = b1×b'1 = 8× = 40.0= 40.0 m2

Chi u cao b móng: ệ = m

b3=8m

c3

=5

m

4.2 CÁC LO I T I TR NG TÁC D NG LÊN TRẠ Ả Ọ Ụ Ụ

4.2.1 Tĩnh t iả

4.2.1.1 Tĩnh t i c a k t c u ph n + thi t b ph (DC)ả ủ ế ấ ầ ế ị ụ

ph n tính tốn d m tính tĩnh t i tác d ng lên d m ch giai đo n sau

Ở ầ ầ ả ụ ầ ủ

khi đ b n m t c u:ổ ả ặ ầ

D m gi a:ầ ữ DCg = 30.469 kN/m DWg = 3.45 kN/m D m biên:ầ DCb = 37.289 kN/m DWb = 0.61 kN/m Kg = 0.00981 kN

T ng tĩnh t i DC:ổ ả DC = (4 DCg + DCb) L = 7268.798 KN T ng tĩnh t i DW:ổ ả DW = (4 DWg + DWb) L = 555.74 KN Momen: My = Rt Lc - Rf Lc

Rt DC

2

DW

+ 7268.798

2

555.74 +

= = 3912.269= 3912.269

= kN

Rf = Rt

Lc = 1.2 m - kho ng cách t tim đ n g i trả ế ố ụ

My = Rt×Lc−Rf×Lc= N

4.2.1.2 Tĩnh t i c a k t c u ph n dả ủ ế ấ ầ ưới Công th c chung đ xác đ nh tĩnh t i ứ ể ị ả Pi =Vi gi

Pi : tr ng lọ ượng cu c u ki n (kN)ả ấ ệ Vi : th tích c u ki n (mể ấ ệ 3)

gi: tr ng lọ ượng riêng cu c u ki n, 24.5ả ấ ệ kN/m3

- Do b móngệ

- Do thân tr : ụ

Pd_tu = A2×h2×γ c = 6.88 7.606× ×24.5= 1282.07 kN

- Do xà mũ:

Pd_xm= (b3+ b× 3a) × b'3×h3× γc = (1.6 0.8+ × ) 11.5× × 0.8×24.5= 721.28 kN

- Do đ nh tr :ỉ ụ

Pd_dt= (b3×b'3×h3) ×γc = 1.6 11.5× ×0.8×24.5= 360.64 kN

- Do đá kê g i:ố

Pd_kg = 2×(a b× ×c)×n×γc = 2×(0.8 0.55× ×0.125)×6×24.5= 16.17 kN

- Do tường che:

Pd_tc = 4×(b3a×b'4×h3) = 4×(0.8 0.4× ×0.8) = 1.024kN

- T ng c ng tĩnh t i ph n dổ ộ ả ầ ưới:

Pd = Pd_bt+Pd_tu+ Pd_xm+ Pd_dt+ Pd_kg+ Pd_tc = 4341.18 kN

4.2.2 Ho t t i (LL)ạ ả

4.2.2.1 Đ t xe nh p (đi u 3.6.1.3.1)ặ ị ề

850 1700

1.0

15

1 1.015

145 145 35 145 145 35

4300 4300 15000 4300 4300

y1 y2 y3 y4 y5 y6

0.0

15 11

0

11

0

y7

Tải trọng làn

a=350 36300

1.2

Tung đ độ ường nh ưởng t i v trí đ u d mạ ị ầ ầ y = (Ltt + a)/Ltt = 1.015

y' = a/Ltt = - 0.015

Lc - kho ng cách t tim g i tr đ n tim tr 1.2 mả ố ụ ế ụ Ltt - chi u dài nh p tính tốn = 36.3 mề ị

a - kho ng cách t đ u d m đ n tim g i, a = 0.35 mả ầ ầ ế ố x - kho ng cách t tim g i ph i đ n tr c 35 c a xe th haiả ố ả ế ụ ủ ứ

x = 15 - 1.7 – 0.35 = 12.8 m Di n tích đệ ường nh ưởng:

w = y (Ltt + a)+1.7 - a y' Ph n l c R:ả ự

R = P yi nlan m

Trong đó:

yi - tung đ độ ường nh ưởng tương ngứ nlan - s làn, nlan = 2ố

m - h s làn, m = 1ệ ố

N - l c d c tác d ng xu ng trự ọ ụ ố ụ Rt - ph n l c g i trái (kN)ả ự ố Rp - ph n l c g i ph i (kN)ả ự ố ả

Mx - momen quanh tr c x l c d c (kN.m)ụ ự ọ Đ i v i Rt, Rf: My = Rố Lc = R 1.2

- Nh ph n tính tốn d m ch , ta có đư ầ ầ ủ ược giá tr đị ường nh ưởng l c c t sau:ự ắ

y1 = 0.773 y2 = 0.891 y3 = 0.965

y4 = 0.977 y5 = 0.596 y6 = 0.586

y7 = 0.478 y8 = 0.360

- T i tr ng gây bên trái tr c bên ph i xe tr c thi t k :ả ọ ụ ả ụ ế ế

Pt_3t = 35 y× 1+ 145 y×( 2+ y4) = 35 0.773× + 145 0.891 0.977×( + ) = 297.915kN

Pp_3t= 35 y× 5+ 145 y×( 7+ y8) = 35 0.596× + 145 0.478 0.360×( + ) = 142.37 kN

- T i tr ng gây bên trái tr c bên ph i xe tr c thi t k :ả ọ ụ ả ụ ế ế

Pt_2t = 35 y× 3+ 145 y× 4 = 35 0.965× +145 0.977× = 175.44 kN

Pp_2t= 35 y× 5+ 145 y× 6 = 35 0.596× + 145 0.586× = 105.83kN

- T i tr ng xe thi t k gây ra:ả ọ ế ế

Pt = max P( t_3t, Pt_2t) = 297.915 kN

Pp = max P( p_3t, Pp_2t) = 142.37kN

4.2.2.2 Do t i tr ng làn:ả ọ

T i tr ng t i tr ng phân b d c d m b r ng 3m, ả ọ ả ọ ố ọ ầ ề ộ đ l n ộ qlan = 9.3 kN/m

Plan = qlan×(2L + 2) = 9.3 37×( × + 2) = 706.8 kN

4.2.2.3 T i tr ng ngả ọ ười (PL)

4.2.2.3.1 Trường h p ngợ ười c l c hai nh pả ề ả ị

T i tr ng tiêu chu n ngả ọ ẩ ười b : q = KN/mộ

B r ng đề ộ ường người : Bbh = 1.5 m Ph n l c g i ngả ự ố ười b : ộ

PPLt_22 PPL×nK×L

4.5 2× ×37

2

= = 166.5

= kN

PPLp_22 PPL×nK×L

4.5 2× ×37

2

= = 166.5

= kN

4.2.2.3.2 Trường h p ngợ ười c hai l nh p tráiả ề ị

T i tr ng tiêu chu n ngả ọ ẩ ười b :ộ q = KN/m2

fs Mx

Icr×(ds−x) ×n

1.93283e9

1.69791e11×(1320.0 209.8− )×6.793

= = 85.85

= N/mm2

Đi u ki n h n ch m r ng v t n t:ề ệ ế ộ ế ứ

fs≤ fsmax = 3 Z

dc×A

0.6 f× y

≤

trong

dc: chi u cao tính t th ch u kéo xa nh t đ n tim g n nh t ề ị ấ ế ầ ấ dc= 80 > 50 => Ch n ọ dc = 50 mm

A: di n tích bêtơng ch u kéo thép (có ệ ị at = 41 thanh)

A 2dc b

at

× 50× 4914.0

41       ×

= = 11985.0

= mm2

=> fsmax

Z

3

dc×A

23000

3

50 11985.0×

= = 272.8

= N/mm2 > fs= 85.85 N/mm2

0.6 f× y = 0.6 420× = 252.0 N/mm2 > fs= 85.85N/mm2

V y u ki n h n ch tho mãn => Thân tr không n t theo phậ ề ệ ế ả ụ ứ ương X 4.4.3.3.2 Theo phương Y:

Ti t di n xét hình ch nh t có chi u r ng h chi u cao b ế ệ ữ ậ ề ộ ề

ds = b d− c = 4914.0 80− = 4834.0 mm

As= 18472.6mm2

- Xác đ nh v trí tr c trung hồ tính t mép dị ị ụ ướ ủi c a m t c t :ặ ắ

x n A× s

h

2 d× s×h

n A× s

+ −2



 

× 6.793 18472.6×

1400.0

2 4834.0× ×1400.0

6.793 18472.6×

( )

+ −2

      × = = 755.933

= mm

Tính mơmen qn tính n t (t c mơmen qn tính cho ti t di n b ph nứ ứ ế ệ ỏ ầ n t):ứ

Icr h x

3

×

3 n As (ds−x)

2

× × + =

1400.0 755.933×

3 6.793 18472.6 4834.0 755.933( − )

×

 

× +

= =2.2885 10× 12 mm4

ng su t trung bình l y t i tâm nhóm c t thép :

Ứ ấ ấ ố

fs My

Icr×(ds−x) ×n

2.10718e9

2.2885e12×(4834.0 755.933− )×6.793

= = 25.51

= N/mm2

fs≤ fsmax = 3 Z

dc×A

0.6 f× y

≤

trong

dc: chi u cao tính t th ch u kéo xa nh t đ n tim g n nh tề ừ ớ ị ấ ế ầ ấ dc= 80 > 50 => Ch n ọ dc = 50 mm

A: di n tích bêtơng ch u kéo thép (có ệ ị at = thanh)

A 2dc b

at

× 50× 4914.0

7

  

  

×

= = 70200.0

= mm2

=> fsmax

Z

dc×A

23000

50 70200.0×

= = 151.3

= N/

mm2 > fs= 25.51 N/mm2

0.6 f× y = 0.6 420× = 252.0 N/mm2 > fs= 25.51N/mm2