Tài liệu THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT - Chương 6 pdf

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TRU CHƯƠNG TÍNH TỐN TRỤ CẦU Nguyễn Mạnh Cường Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TRU GIỚI THIỆU CHUNG: Trụ mang kết cấu nhịp loại trụ thân đặc BTCT khơng dự ứng lực Tồn cầu có trụ Tên trụ tính tốn: T1 Quy trình tính tốn: Theo tiêu chuẩn 22 TCN - 272 - 05 KẾT CẤU PHẦN TRÊN: - Số lượng dầm : N = 1dầm - Chiều dài tính tốn nhịp chính: Lng = 90 m - Chiều dài tính tốn nhịp biên: Lss = 60 m - Chiều dài thực tế nhịp chính: Lchinh = 90 m - Chiều dài thực tế nhịp biên: Lbiên = 60 m - Chiều cao dầm trung bình dầm hộp: Htb = 4.5 m - Chiều cao gờ đỡ lan can: Hg = 0.7 m - Chiều cao lan can: Hlc = 0.5 m - Khổ cầu: B = m - Bề rộng mặt cầu: W = 12.5 m - Số xe thiết kế: n = Làn - Hệ số xe: m = 0.85 - Hệ số xung kích: IM = 0.25 - Trọng lượng riêng bê tông : gbt = 24.5 kN/m3 - Trọng lượng riêng nước: gn = 10 kN/m3 - Lớp phủ mặt cầu, lớp phòng nước: 0.114 m SỐ LIỆU TRỤ: - Loại trụ: Trụ đặc BTCT Nguyễn Mạnh Cường Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TRU - Loại cọc: Cọc khoan nhồi d = 1500 mm - Số cọc móng: ncọc = 12 Cọc - Cao độ mực nước cao MNCN = + 20.7m - Cao độ mực nước thấp MNTN =+ 14 m - Cao độ mực nước thi công: MNTC = + 16.2 m - Cao độ mặt đất thiên nhiên: MĐTN = + 11.2 m - Chiều sâu xói chung cơng xói cục bộ: hxc+b = 3.24 m - Cao độ MĐTN sau xói chung xói cục bộ: MĐSX =7.96m - Cao độ đỉnh móng: CĐIM = 13.5 m - Cao độ đáy móng: K thớc bh b1 dh dd h1 h2 bc dc hc r hSF hSO b d h CĐĐM = 10.5m m 9.00 0.00 3.00 0.00 0.00 0.00 6.5 3.00 9.00 1.25 8.24 -5.54 16.00 11.5 3.00 Nguyễn Mạnh Cường Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN TRU CÁC LOẠI TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ: 4.1 Tĩnh tải : Công thức chung để xác định tĩnh tải : Pi = Vi gi Pi : trọng lượng cấu kiện Vi : thể tích cấu kiện gi : trọng lượng riêng cấu kiện DC: Gồm có + Trọng lượng kết cấu phần trên: trọng lượng bn thân dầm, giá đỡ lan can, lan can +Trọng lượng kết cấu phần hay trọng lượng phận cấu tạo nên trụ DW : gồm có +Trọng lượng lớp phủ mặt cầu +Trọng lượng hạng mục kết cấu lớp phủ Vậy ta tổng hợp trọng lượng sau : 4.1.1 Tĩnh tải kết cấu phần + thiết bị phụ DC + DW Hạng mục Tĩnh tải kết cấu phần + thiết bị phụ DC - Trọng lợng thân dầm - Trọng lợng cột đèn - Trọng lợng dầm ngang mối nối - Trọng lợng gờ chắn đỡ lan can - Trọng lợng lan can Kí hiệu Giá trị Đơn vị KN KN KN KN KN KN 5236.86 Tổng cộng Tĩnh tải lớp phủ + tiện ích DW - Trọng lợng lớp phủ 35000.00 0.00 0.00 1102.50 48.60 36151.10 KN 4.1.3 Tĩnh tải thành phần trụ Nguyễn Mạnh Cường Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU STT CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TRU Hạng mục Bệ trụ Thân trụ Xà mũ Đá kê gối Tường che Khối neo Tổng cộng Thể tích T/Lượng 552.00 13524.00 219.68 5382.13 0.00 0.00 0.96 23.43 0.00 0.00 0.76 18.50 773.39 18948.06 Bảng tổng hợp tĩnh tải mặt cắt STT Hạng mục Đỉnh móng Đáy móng 13524.00 5382.13 5382.13 0.00 0.00 23.43 23.43 0.00 0.00 18.50 18.50 5424.06 18948.06 Bệ trụ Thân trụ Xà mũ Đá kê gối Tờng che Khối neo Tổng cộng 4.2 Hoạt tải xe : Được tính tốn cách xếp tải lên đường ảnh hưởng phản lực gối Đường ảnh hưởng phản lực gối trụ T1 vẽ : 60 Tải trọng Điểm 90 60 Tính tốn giá trị hoạt tải Tung độ Trục xe P/lực gối Tổng cộng 0.940 35.00 65.80 0.971 145.00 281.59 1.000 145.00 290.00 Nguyễn Mạnh Cường Đơn vị kN kN kN Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU Truck WL Tandem Lane CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TRU 0.864 0.852 0.758 0.989 1.000 100.46 0.00 0.00 0.00 110.00 110.00 9.30 0.00 0.00 0.00 217.58 220.00 1934.21 Hoạt tải nhịp dẫn Xung kích LL IM 637.39 437.58 2314.44 143.41 kN kN kN kN kN kN kN kN 4.3 Hoạt tải người bộ: Tải trọng tiêu chuẩn người qnd kN/m2 = Bề rộng đường người Bnd = 1.5 m Phản lực gối tải trọng người PLt = 452.05 kN PLp = 452.05 kN 4.4 Lực hãm xe (BR) Lực hãm xe nằm ngang cách phía mặt đường là: hBR = 1.8 m BR= 162.5 kN 4.5 Lực ly tâm (CE) Lực ly tâm nằm ngang cách phía mặt đường khoảng: hCE = 1.8 m CE = SP.C V = 60 m/s g = 9.807 m/s2 CE = R=∝ (m) C=0m ⇒ CE = kN Trong đó: P : Tải trọng trục xe V : Vận tốc thiết kế đường ô tô = 60 km/h Nguyễn Mạnh Cường Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TRU g : Gia tốc trọng trường R : Bán kính cong xe 4.6 Tải trọng gió tác động lên cơng trình : Kích thước phận hứng gió : STT 10 11 12 Hạng mục Bề rộng mặt cầu Chiều cao dầm hộp bề dày lớp phủ mặt cầu Chiều cao toàn kết cấu Chiều cao gối cầu đá kê gối Chiều cao xà mũ Chiều cao lan can K/c đáy dầm đến trọng tâm chắn gió KCPT Chiều cao thân trụ Chiều cao bệ trụ Bề rộng xà mũ Bề rộng thân trụ Chiều sâu dòng chảy 13 Chiều dày lớp đất phủ bệ trụ Kí hiệu W Giá trị 12.500 Đơn vị m 4.614 5.200 0.301 0.000 0.500 m m m m m hc h dh dc hSF 2.600 9.000 3.000 9.000 9.000 8.240 m m m m m m hso 0.000 m hg hs hb hcb hlc hcg Tốc độ gió thiết kế tính theo cơng thức: V = VB S = 38 m/s Trong đó: VB : Tốc độ gió giật giây với chu kỳ xuất 100 năm S : Hệ số điều chỉnh 4.6.1 Tải trọng gió tác động lên cơng trình : 4.6.1.1 Tải trọng gió ngang PD với vận tốc 38 m/s : Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu nhịp: PD = 0.0006 V2 At Cd > 1.8 At (kN) Trong : Nguyễn Mạnh Cường Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TRU V : Tốc độ gió thiết kế At : Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió ngang trạng thái khơng có hoạt tải tác dụng Cd : Hệ số cản tra bảng quy trình Kết cho bảng sau: Kí hiệu Giá trị 156.00 Cd 1.8 At 0.0006 V2 At Cd PD Z1 Z2 Cánh tay đòn tính đến đỉnh trụ Cánh tay địn tính đến đỉnh bệ Cánh tay địn tính đến đáy bệ Z3 m2 1.30 2808.00 1757.06 2808.00 2.90 11.90 kN kN kN m m 14.90 At Đơn vị m * Tải trọng gió tác dụng lên lan can : PD = 0.0006 V2 At Cd > 1.8 At (kN) Trong đó: V : Tốc độ gió thiết kế At : Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió ngang trạng thái khơng có hoạt tải tác dụng Cd : Hệ số cản Kết tổng hợp bảng sau: Kí hiệu At Cánh tay địn tính đến đỉnh trụ Cánh tay địn tính đến đỉnh bệ Cd 1.8 At 0.0006 V2 At Cd PD Z1 Z2 Cánh tay địn tính đến đáy bệ Nguyễn Mạnh Cường Z3 Giá trị Đơn vị 90.00 m2 1.30 162.00 101.37 210.60 5.75 14.75 kN kN kN m m 17.75 m Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TRU * Tải trọng gió tác dụng lên đỉnh trụ : Kết tính tải trọng gió tác dụng lên đỉnh trụ tổng hợp bảng sau: Kí hiệu At Cánh tay địn tính đến đỉnh trụ Cánh tay địn tính đến đỉnh bệ Cd 1.8 At 0.0006 V2 At Cd PD Z1 Z2 Cánh tay địn tính đến đáy bệ Z3 Giá trị Đơn vị 0.00 m2 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 10.00 kN kN kN m m 12.50 m * Tải trọng gió tác dụng lên thân trụ : Kí hiệu At Cánh tay địn tính đến đỉnh bệ Cd 1.8 At 0.0006 V2 At Cd PD Z2 Cánh tay địn tính đến đáy bệ Z3 Giá trị Đơn vị 2.28 m2 1.00 4.10 1.98 4.10 8.62 kN kN kN m 11.62 m 4.6.1.2 Tải trọng gió dọc Đối với mố, trụ, kết cấu phần giàn hay dạng kết cấu khác có bề mặt cản gió lớn, song song với tim dọc kết cấu nhịp, phải xét tới tải trọng gió dọc Tuy nhiên trường hợp này, cầu thiết kế không thuộc dạng nên không xét tới tải trọng gió dọc PD 4.6.1.3 Tải trọng gió ngang PD với vận tốc 25 m/s : * Tác dụng lên KCN : Kết tổng hợp tải trọng gió ngang tác dụng lên kết cấu nhịp cho bảng sau: Nguyễn Mạnh Cường Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN TRU Kí hiệu Giá trị 1560.00 Cánh tay địn tính đến đỉnh trụ Cánh tay địn tính đến đỉnh bệ Cánh tay địn tính đến đáy bệ kN kN kN m m 14.90 Cd 1.8 At 0.0006 V2 At Cd PD Z1 Z2 m2 1.00 2808.00 585.00 2808.00 2.90 11.90 At Đơn vị m Z3 * Tác dụng lên lan can : Kí hiệu Giá trị Đơn vị At 90.00 m2 Cánh tay địn tính đến đỉnh trụ Cánh tay địn tính đến đỉnh bệ Cd 1.8 At 0.0006 V2 At Cd PD Z1 Z2 0.80 162.00 27.00 129.60 5.75 15.75 kN kN kN m m Cánh tay địn tính đến đáy bệ Z3 18.25 m * Tác dụng lên thân trụ : Kí hiệu At Cánh tay địn tính đến đỉnh bệ Cd 1.8 At 0.0006 V2 At Cd PD Z2 Cánh tay địn tính đến đáy bệ Z3 Giá trị Đơn vị 2.28 m2 1.00 4.10 0.86 4.10 8.62 kN kN kN m 11.62 m 4.6.2 Tải trọng gió tác động lên xe cộ (WL): Kí hiệu Giá trị Đơn vị 4.6.2.1 Tải trọng gió ngang Nguyễn Mạnh Cường 10 Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 6:TÍNH TỐN TRỤ CẦU - Nếu Pu > 0.1f f'c Ag kiểm tra theo điều kiện: + ≤ i ⇒ đạt Cụ thể sau: Hạng mục f Hệ số sức kháng cấu kiện chịu nén dọc trục Ag Diện tích mặt cắt ngun Pu Lực dọc trục tính tốn lớn Po = 0.85 f'c (Ag - Ast) + Ast fy Prxy Sức kháng dọc trục tính tốn uốn theo phng Pry Sức kháng dọc trục tính tốn có độ lệch tâm ey Prx Sức kháng dọc trục tính tốn có độ lệch tâm ex Kí hiệu f Ag Pu Po Prxy Pry Prx Giá trị 0.75 32.81 100163.23 Đơn vị 0.1 f f'c Ag 73817.97 kN m2 kN kN kN kN kN Vậy tiến hành kiểm tốn theo cơng thức 1/Prxy = 1/Prx + 1/Pry - 1/f Po Xác định Prx,Pry: Kí hiệu Giá trị Đơn vị Số lượng cốt thép theo phơng ngang 80 d 25 As 40536.0 mm2 Số lượng cốt thép theo phơng dọc Cờng độ chịu kéo thép 40 d 25 As fy 20268.0 420000 mm2 kN/m2 f'c 30000 kN/m2 Cờng độ bê tơng Tính Prx Hàm lợng cốt thép diện tích mc nguyên Độ lệch tâm so với chiều rộng ex/x Tỷ số khoảng cách tâm lớp cốt thép bên biên toàn chiều dày cột Tra bảng sách ACI, ý đơn vị Ksi Suy Tính Prx Hàm lượng cốt thép diện tích mc nguyên Độ lệch tâm so với chiều rộng ex/x Tỷ số khoảng cách tâm lớp cốt thép bên biên toàn chiều dày cột Nguyễn Mạnh Cường 20 rt ex/x g 0.00185 0.05379 0.98169 fPrx/bh fPrx 1.57 360559.77 rt ey/y g 0.00185 0.02545 0.94485 Ksi KN Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 6:TÍNH TỐN TRỤ CẦU Tra bảng Suy fPry/bh fPry 1.76 403046.11 Ksi KN Tính fPo Tra đồ thị ứng với e = Tinh Prxy 1/Prxy 2.8E-06 fPo fPo Prxy 360559.77 1.76 403046.11 Ksi KN So sánh > Pu 100163.23 Kết luận Đạt 6.1.2 Kiểm tra khả chịu cắt thân trụ VI.1.2.1 Lý thuyết tính tốn: - Sức kháng cắt Vn:  Vn1 = 0.25 f 'c.bv.dv Vn = min  Vn2 = Vc + Vs Trong Vc = 0.083 β bv dv b : hệ số khả bị nứt chéo truyền lực, b = Vs = S Av q : cự li cốt đai : diện tích cốt thép đai : góc nghiêng ứng suất nén chéo,  = 45o a = 90o: góc nghiêng cốt đai so với trục dọc - Tính Vr = jv Vn Trong đó: j = 0.9 - Kiểm tra: Nếu  Vu ≤ Vr ⇒ OK   Av ≥ Av ⇒ OK  S ≤ S max = 600mm ⇒ OK  Nguyễn Mạnh Cường 21 Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 6:TÍNH TỐN TRỤ CẦU 6.1.2.2 Nội dung kiểm toán: Hạng mục Phương ngang X Kí hiệu f dvx b q a Vux sx Avx Vcx Vsx Vn2 Hệ số sức kháng Chiều cao chịu cắt hữu hiệu theo phơng X Hệ số khả bê tơng bị nứt chéo Góc nghiêng ứng suất nén chéo Góc nghiêng cốt thép ngang với trục dọc Lực cắt tính tốn theo phơng X Cự ly cốt thép ngang theo phơng X Diện tích cốt đai chịu cắt cự ly sx Sức kháng danh định bê tông Sức kháng cắt cốt thép chịu cắt Một giá trị Vn = min(Vn1,Vn2) Vn = min(Vc + Vs, 0.25 f'c bv dv) Vrx Sức kháng cắt cấu kiện Vr = f Vn Giá trị f dvx b q a Vux sx d 13 Avx Vcx Vsx 0.25 f'c bv dv Vnx 0.90 9741.81 2.00 45.00 90.00 4132.17 600.00 760.20 29229.57 5192.27 241109.9 34421.8 độ độ kN mm mm2 kN kN kN kN 30979.7 kN Vrx Hạng mục Đơn vị mm Kí hiệu Giá trị Đơn vị Phương dọc Y dvy Chiều cao chịu cắt hữu hiệu theo phơng Y dvy 3100.00 mm Vuy Lực cắt tính tốn theo phơng Y Vuy 503.2 kN sy Cự ly cốt thép ngang theo phơng Y sy 600.0 mm Diện tích cốt đai chịu cắt cự ly sy d 13 Avy 760.2 mm2 Vcy Sức kháng danh định bê tông Vcy 27739.9 kN Vsy Sức kháng cắt cốt thép chịu cắt Vsy 1652.3 kN Vn2 Một giá trị Vn = min(Vn1,Vn2) 0.25 f'c bv dv 231147.2 kN Vn = min(Vc + Vs,0.25 f'c bv dv) Vny 29392.2 kN Sức kháng cắt cấu kiện Vr = f Vn Vry 26453.0 kN Vux Ngang cầu Vrx Vry Bảng tính tốn khả chịu cắt tổ hợp : TTGH Các Vuy Dọc cầu Vry KN KN 430.69 26452.98 tổ hợp Sử dụng Nguyễn Mạnh Cường Kiểm tra Vry>Vuy KN OK 22 KN 1332.47 30979.66 Kiểm tra Vrx>Vux OK Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT Cườngđộ I Cườngđộ II Cườngđộ III 362.58 0.00 503.20 CHƯƠNG 6:TÍNH TỐN TRỤ CẦU 26452.98 26452.98 26452.98 OK OK OK 0.00 4132.17 742.16 30979.66 30979.66 30979.66 OK OK OK 6.1.3 Kiểm tra nứt : (theo điều 5.7.3.4) 6.1.3.1 Lý thuyết tính tốn: Tổ hợp dùng để kiểm toán Sử Dụng - Điều kiện kiểm toán  fs ≤ fsa   fs ≤ 0.6 fy - Tính: fsa = Trong đó: dc : khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép bêtông hV A G hG dc bA V + Xác định trọng tâm đám cốt thép G, tính hG + Xác định diện tích A (lấy phần diện tích bêtơng có trọng tâm với trọng tâm đám cốt thép đem chia cho số lượng có mặt cắt) Chú ý mặt cắt có khác diện tích (to nhỏ khác nhau) phải qui tương đương cách: Số tương đương n = Trong đó: As : diện tích tồn thép Z = 30000 N/mm - Tính 0.6 fy - Tính fs : ứng suất kéo cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng Nguyễn Mạnh Cường 23 Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 6:TÍNH TỐN TRỤ CẦU fs = Trong Ms: moment trạng thái giới hạn sử dụng - Tính r.n Suy ra: k = - ρn Khi j=1b fc kd kd d jd fs As 6.1.3.2 Nội dung kiểm toán Tổ hợp dùng để kiểm tra Sử dụng Mx = 7128.95 kNm My = 18950.41 kNm Điều kiện: ứng suất cốt thép thường không vượt fs < fsa fs < 0.6 fy Trong đó: fs = fsa : ứng suất cốt thép thường TTGHSD, fsa = Mx,My : Giá trị mô men lớn tổ hợp tảI trọng sử dụng As : Tổng diện tích cốt thép chịu kéo n : Tỉ số mơ đun đàn hồi, n = r : Hàm lượng cốt thép, r = k=-r.n+ j=1Nguyễn Mạnh Cường 24 Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 6:TÍNH TOÁN TRỤ CẦU Khống chế nứt phân bố cốt thép theo phương ngang X n r 7.0 (%) 0.08 k 0.63 j Ms As fs 0.6 fy fsa Kiểm tra KNm mm2 MPa MPa MPa fs < 0.6 fy 0.79 7198.94 25335.00 112.47 252.00 434.13 Đạt fs < fsa Đạt Khống chế nứt phân bố cốt thép theo phương dọc Y n r (%) 7.0 0.06 k j Ms As fs 0.6 fy fsa Kiểm tra 0.58 KNm mm MPa MPa MPa fs < 0.6 fy 0.81 18950.41 17734.5 134.35 252.00 267.79 Đạt fs < fsa Đạt 6.2 KIỂM TỐN MẶT CẮT ĐÁY MĨNG : Hạng mục Kí hiệu Giá trị Đơn vị b, bw 8.00 m - Chiều dài bệ cọc - Chiều cao bệ cọc - Chiều dày lớp phủ bê tông d h dc - Cờng độ thép - Mô đun đàn hồi thép - Cờng độ bê tông - Trọng lợng riêng bê tông - Mô đun đàn hồi bê tông - Số cọc móng - Khoảng cách cọc fy Es fc gc Ec n dcọc 13.00 2.50 0.09 0.162 420.00 200000 30.00 24.50 28561.32 16 1.6 m m m m MPa MPa MPa kN/m3 MPa cọc m Mx N 9669.05 kNm 9896.20 kN - Bề rộng bệ cọc 6.2.1 Kiểm tra cấu kiện chịu uốn Tổ hợp dùng để kiêm tra Cườngđộ III Sức kháng uốn cấu kiện Mr = f Mn f Hệ số sức kháng As Diện tích cốt thép thờng chịu kéo = 40 D 25 A's Diện tích cốt thép thờng chịu nén = D 16 fy Giới hạn chảy quy định cốt thép f'y Giới hạn chảy quy định cốt thép chịu nén ds Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu kéo đến mép chịu nén Nguyễn Mạnh Cường 25 f As A's fy f'y ds = = = = = = 0.90 20268.0 0.00 420.00 420.00 2410.00 mm2 mm2 MPa MPa mm Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT d's b1 hf a c Mn Mr CHƯƠNG 6:TÍNH TỐN TRỤ CẦU Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu nén đến mép chịu kéo Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất Chiều dày cánh chịu nén Chiều dày khối ứng suất tơng đơng = Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén Sức kháng danh định (N.mm) Sức kháng tính tốn d's b1 hf a c Mn Mr = = = = = = = 2410.00 0.85 0.00 41.73 49.09 20337.66 18303.90 mm mm mm mm kNm kNm 6.2.2 Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu Tỷ lệ thép chịu kéo diện tích nguyên min phải thoả mãn: r > 0.03 Trong đó: r = 0.0315 0.03 = 0.0020 ⇒ Đạt 6.2.3.Kiểm tra lượng cốt thép tối đa < 0.42 Trong đó: = 0.0204 ⇒ Đạt 6.2.4 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt Tổ hợp dùng để kiểm tra Cườngđộ I Mx N Sức kháng cắt cấu kiện Vr = f Vn f :Hệ số sức kháng dv :Chiều cao chịu cắt hữu hiệu = = 9669.0 kN-m 9896.2 kN f dv b q a Vu Lực cắt tính tốn Vu 0.1 f'c bv dv s : Cự ly cốt thép ngang s Diện tích cốt đai chịu cắt cự ly s D 16 Av Vc Sức kháng danh định ứng suất kéo bê tông Vc Vs Sức kháng cắt cốt thép chịu cắt Vs 0.25 f'c bv dv Nguyễn Mạnh Cường 26 = = = = = = = = = = = = 0.9 2320.0 2.0 45.0 90.0 -9896.2 55680.0 600.0 1588.8 16875.1 2584.3 139200.0 mm độ độ kN mm mm2 kN kN kN Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 6:TÍNH TỐN TRỤ CẦU Vn = min(Vc + Vs ; 0.25 f'c bv dv) Vn Vr Vr Kiểm tra khả chịu cắt Nguyễn Mạnh Cường 27 = = > 19459.4 kN 17513.5 kN Vu Đạt Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 6:TÍNH TỐN TRỤ CẦU Sức chịu tải cọc khoan nhồi : Đường kính thân cọc 1000 mm, đáy cọc Chiều dài cọc L Diện tích mặt cắt ngang thân cọc Ap Mác thiết kê bê tơng cọc M Cờng độ tính tốn bê tông cọc Ru Trọng lợng riêng bê tông gb Số cốt thép dọc nt Đờng kính cốt thép dt Cờng độ giới hạn chảy cốt thép Rc Cờng độ tính tốn cốt thép Ran PP thi cơng cọc "1" có vữa Bentonite,"0" khơng Hệ số sức chịu tải ma sát hông a Hệ số an toàn yêu cầu FS 1000 40.0 0.79 400 1250 2.5 20 40.0 24000 16000 0.55 mm m m2 Kg/cm2 t/m2 t/m3 mm t/m2 t/m2 Súc chịu tính tốn cọc theo đất Qu = Qs + QT - W 1628.876 Tấn Qu Ê 0.7Qs + W 1053.024 Tấn Qa = Qu/FS 526.512 Tấn Qs = p dS fsi li 1437.000 Tấn QT = qT*At 239.000 Tấn W = L.Ap.(gb-gn) 47.124 Tấn Nguyễn Mạnh Cường 28 Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ THUẬT CHƯƠNG 6:TÍNH TỐN TRỤ CẦU Sức chịu tải cực hạn ma sát hông Qs = p dS fsi li fsi = ai.cui , fsi Ê 26.8t/m2 Cho đất dính fsi = gi'.hi.bi, ; fsi Ê19.5t/m2 Cho đất rời a =0, khoảng li=1.5m cách MĐTK khoảng li = d cách mũi cọc a =0.55, khoảng lại Các số liệu thí nghiệm địa chất Lớp số Chiều Loại Chiều Cao độ sâu đến đất dày đáy lớp lớp lớp hi cu>0: dính n.lại : (m) (m) (m) rời C1 C2 S2 C3 N β =1.5 −0.2 4 `h i ; 1.2 > b > 0.25 i i t/m3 t/m2 5.20 6.00 -2.30 7.50 -11.30 9.00 -20.80 11.00 fs i 3.00 9.75 18.00 26.50 - 29 r r r d svi' = gi'.hi đ.dính đất rời t/m2 t/m2 t/m2 Tấn 0.435 - 0.4 6.6 18.4 30.7 4.4 11.0 16.5 8.0 - -6.2 449.2 251.9 259.2 - 11.20 - Nguyễn Mạnh Cường cu - - - - β i 'd':dính , 'r ': rời MNN MĐTK gdn 0.7 0.9 1.2 2.5 8.0 20.0 30.0 Lớp Cầu Đường Sắt – K42 Qs THIẾT KẾ KỸ THUẬT Chiều dài cọc đất, h: Nguyễn Mạnh Cường CHƯƠNG 6:TÍNH TOÁN TRỤ CẦU 40.00 30 gwtb = 1.760 Lớp Cầu Đường Sắt – K42 Tổng cộng 1437.0 ThiÕt kÕ kü thuật chơng 6:tính toán trụ cầu Sc chu ti ccqhn 390t/m2; Đất dính: qT = 239 Tấn T Ê mũi cọc Loại đấtd mũi cọc,q'd': dính ut;'r ': qT = Nếu d Ê 1.9m, T = Nc.c ; 0.00 r Lực dính khơng nớc cut = rời Nc = 6[1+0.2(h/dd)]; Nc Ê ; Nc = 9.00 Nếu dd >1.9m, qT=FR.Nc.cut, qT = 0.00 FR=[2.5/(a.dd/12+2.5b)]; FR = 2.00 a=0.0071+0.0021(h/dd); a Ê 0.015; a = 0.02 0.5 b = 0.45(cut ) ; 0.5 Êa Ê1.5; b= 0.50 Đất rời Nếu dd Ê1.3m:qT= 5.85N Ê 438.7, qT= Nếu dd >1.3m:qT=5.85(50/12dd), qT = Sức chịu tải tính tốn cọc Sức chịu tải cho phép theo đất Sức chịu tải cho phép theo vật liệu Ngun M¹nh Cêng 304.2 304.2 Qa = Qu/FS Qa = Ru.Ap + Ran.Fa 31 Chỉ số SPT = 527 527 1384 t/m2 t/m2 t/m2 Tn Tn Tn Lớp Cầu Đờng Sắt K42 52 Thiết kế kỹ thuật chơng 6:tính toán trụ cầu 7.TNH TOÁN CỌC KHOAN NHỒI: 7.1 Các số liệu ban đầu : Số cọc móng ncọc Đường kính cọc khoan nhồi f 12 1.5 cọc m Modul đàn hồi bêtông chế tạo cọc E 2.7E+07 KN/m2 Khoảng cách cọc theo phương dọc x 4.5 m Khoảng cách cọc theo phương ngang y Chiều sâu hạ cọc đất 4.5 h1 m m Chiều dáy lớp đất thứ hai h2 7.5 m Chiều dáy lớp đất thứ ba h3 m Chiều dài tự cọc lo 1.5 m 7.2 Tính cọc khoan nhồi chịu tác dụng theo phương dọc cầu Diện tích cọc Acọc 1.767 m2 Moment quán tính Icọc 0.249 m4 Moment chống uốn Wcọc Độ cứng chịu nén EA 4.77x107 Độ cứng chịu uốn EI 6.71x106 Hệ số hình dạng tiết diện ngang kf Hệ số ảnh hưởng tương hỗ Chiều rộng tính tốn cọc khoan KN KNm2 0.9 k b Chiều dày đất us không phụ thuộc hệ số m: m3 .331 1.2 1.650 m hm 5000 m Hệ số tỷ lệ lớp đất thứ m1 2000 Hệ số tỷ lệ lớp đất thứ m2 4000 Hệ số tỷ lệ lớp đất thứ m3 6000 Giá trị tính đổi hệ số tỷ lệ m m -52020.00 Hệ số biến dạng ac -0.418 Chiều sâu tính đổi z z -13.383 Ngun M¹nh Cờng 32 m Lớp Cầu Đờng Sắt K42 Thiết kế kỹ thuật chơng 6:tính toán trụ cầu H s ảnh hưởng đất quanh cọc kh Hệ số phụ kd -979.715 Chuyển vị đơn vị dHH 6.08x10-6 m -2.37x10-6 4.81x10-6 m m -8.52x10-6 7.04x10-6 -3.90x10-7 -1.58x10-11 7.57 m m m m m dMH=dHM dMM Chuyển vị ngang góc xoay đáy bệ d1 d2 d3 D Chiều dài chịu nén cọc LN Các đặc trưng độ cứng cọc khoan r1 r2 r3 r4 Suy r0 = r1 - r2 r0 6.30x105 -4.45x105 2.47x104 5.39x105 6.75x105 Toạ độ số lượng cọc hàng x1 n1 x2 n2 x3 -2 n3 Góc nghiêng cọc so với phương thẳng đứng j Các hệ số phương trình tắc raa 0.00 -1.36x106 rac = rca 0.00 rab = rba -2.2x105 rcb = rbc 0.00 rcc 3.89x106 rbb 3.83x107 độ + b x (-2.2x105 ) = 67656.08 362.58 Vậy ta có hệ phương trình tắc sau a x -1.36x106 a x 0.00 + c x 0.00 + c x 3.89x106 + b x 0.00 Ngun M¹nh Cêng 33 = Líp Cầu Đờng Sắt K42 Thiết kế kỹ thuật a x (-2.2x105) chơng 6:tính toán trụ cầu + b x 3.83x107 = + c x 0.00 Giải phương trình ta có : a = -2.99E-04 c = 1.74E-02 b = 2.05E-04 m m rad 7918.71 Chuyển vị thẳng đứng Chuyển vị ngang Góc xoay quanh trọng tâm đáy móng Nội lực tác dụng đầu hàng cọc thứ : Lực dọc N1 8710.53 KN Lực cắt Q1 -851.77 KN Moment M1 -4687.96 KNm Trọng lượng thân cọc Nội lực cọc cao độ đường xói lở Chuyển vị ngang cao độ mặt đất y0 Moment uốn cọc chiều sâu h Lực ma sát xung quanh thân cọc Lực dọc trục đáy cọc áp lực đáy cọc Ngun M¹nh Cêng M' Mh Nh 34 G 1479.98 -5965.62 H' -851.77 8.94x10-3 m j0 -1.61x10-2 3.12x105 KNm T 3548.45 6642.07 KN smax 9.44x103 KN KNm KN rad KN kG/cm2 Lớp Cầu Đờng Sắt K42 ... 5285.3 67 718.97 61 835.54 66 374.18 KN 387.50 284.38 0.00 444.38 KNm 60 89. 56 4 468 .95 0.00 69 83.35 KN 1332.47 0.00 4132.17 742. 16 KNm 1 768 1.28 0.00 49511. 16 1 060 8. 26 Lớp Cầu Đường Sắt – K42 THIẾT KẾ KỸ... z -1 3.383 Ngun M¹nh Cêng 32 m Lớp Cầu Đờng Sắt K42 Thiết kế kỹ thuật chơng 6: tính toán trụ cầu H s nh hng đất quanh cọc kh Hệ số phụ kd -9 79.715 Chuyển vị đơn vị dHH 6. 08x1 0 -6 m -2 .37x1 0 -6 4.81x1 0 -6 ... 742. 16 30979 .66 30979 .66 30979 .66 OK OK OK 6. 1.3 Kiểm tra nứt : (theo điều 5.7.3.4) 6. 1.3.1 Lý thuyết tính tốn: Tổ hợp dùng để kiểm tốn Sử Dụng - Điều kiện kiểm toán  fs ≤ fsa   fs ≤ 0 .6 fy -