- Thượng lưu là MNLTK, hạ lưu là mực nước lớn nhất tương ứng; thiết bị thoỏt nước làm việc bỡnh thường.
Chơng 7: chuyên đề kỹ thuật tính toán kết cấu cống ngầm
7.6.3 Tớnh toỏn cốt thộp ngang (cốt xiờn)
Tớnh toỏn cường độ trờn mặt cắt nghiờng của cấu kiện cú thể được tiến hành theo phương phỏp đàn hồi hoặc phương phỏp trạng thỏi giới hạn. Ở đõy ta sử dụng phương phỏp đàn hồi để tớnh toỏn.
7.6.3.1Điều kiện tớnh toỏn
Khi thoả món điều kiện sau thỡ cần phải tớnh toỏn cốt đai cho cấu kiện:
( ) c n c b4 k 1 0 b3 k 0 k .n .Q 0, 6 .m .R m . R 11 20 0,9.b.h < σ = τ = < − Trong đú: mb4: hệ số làm việc của bờ tụng khụng cú cốt thộp mb4 = 0,9 Rk: cường độ chịu kộo của bờ tụng, Rk = 75 (T/m2).
kn: hệ số tin cậy, phụ thuộc cấp cụng trỡnh, kn = 1,15.
nc: hệ số tổ hợp tải trọng, với tổ hợp tải trọng trong thời kỡ thi cụng nc= 0,95 Q: lực cắt lớn nhất do tải trọng tớnh toỏn gõy ra (T).
mb3: hệ số điều kiện làm việc của bờ tụng trong kết cấu bờ tụng cốt thộp. Tra bảng phụ lục 5 giỏo trỡnh bờ tụng cốt thộp mb3 = 1.
Rkc : cường độ chịu kộo tiờu chuẩn của bờ tụng, Rkc = 11,5 kG/ cm2 .
7.6.3.2Mặt cắt tớnh toỏn
Ta chọn cỏc mặt cắt cú lực cắt lớn để tớnh toỏn và bố trớ cốt thộp ngang cho cống. Do đú ta cần tớnh toỏn cho cỏc mặt cắt sau:
Tớnh cho mặt cắt qua D : MD = -8,02(T.m), QD =- 22,55 (T), ND = -25,44(T). Với thành bờn cống: Tớnh cho mặt cắt qua A: MA = -8,02(T.m), QA =+ 25,44(T), NA = - 22,55 (T). Tớnh cho mặt cắt qua H : MH = 5,26(T.m) , QH = - 0,33 (T), NH = - 21,80 (T). Với trần cống Tớnh cho mặt cắt qua B : MB = -7,87(T.m), QB = +21,04(T), NB = - 23,85 (T). 7.6.3.3Tớnh toỏn cốt thộp ngang
Với cốt thộp ngang trong cống ta thường chỉ bố trớ cốt thộp xiờn nờn tớnh toỏn cốt thộp ngang cho cống ta chỉ tớnh toỏn và bố trớ cốt thộp xiờn cho cống (khụng tớnh toỏn và bố trớ cốt thộp đai cho cống).
Tớnh cốt thộp đỏy cống
Kiểm tra điều kiện (11-12) ta cú:
0,6.0,9.75 = 40,5 (T/m2) < 1,15.0,95.22,550,9.0,75.0, 46 = 79,36 (T/m2) < 115 (T/m2) Vậy ta phải tớnh toỏn bố trớ thộp xiờn cho đỏy cống.
Sơ đồ tớnh toỏn
Hỡnh 7- 31: Biểu đồ lực cắt Hỡnh 7-32: Sơ đồ phõn bố ứng suất chớnh kộo
Trong đú: σ1a: Ứng suất chớnh kộo do cốt dọc chịu.
σ1x: Ứng suất chớnh do cốt xiờn phải chịu.
σ1= τo: Ứng suất chớnh kộo do cốt xiờn và cốt dọc phải chịu. Ω : Phần diện tớch trong biểu đồ ứng suất tiếp do cốt xiờn phải chịu.
Do biểu đồ ứng suất chớnh kộo cú dạng tam giỏc nờn ứng suất chớnh do cốt dọc chịu được tớnh theo cụng thức:
σ1a = 0,225. σ1 = 0,225.79,36 = 17,86 (T/m2). Phần ứng suất chớnh kộo do cốt xiờn chịu là:
σ1X = σ1 - σ1a = 79,36 - 17,86= 61,5 (T/m2). ( ) 50 40,5 x 24,48 cm . 50 79,36 x − = => =
Đặt cốt xiờn nghiờng với trục cấu kiện một gúc α = 450. Diện tớch cốt xiờn được tớnh theo cụng thức: 2 x . 0,5.(40,5 17,86 61,5).24, 48.50 F 1, 24 cm . . 2 1,1.27000. 2 x a ad b m R Ω − + = = = Chọn và bố trớ cốt thộp:
Với Fx = 1,24 (cm2) ta chọn 5φ10 cú F = 3,93 (cm2) để bố trớ cốt xiờn cho cống. Ta bố trớ cỏc thanh cốt xiờn thành một lớp.
Vị trớ cỏc thanh cốt xiờn được xỏc định như sau:
Xỏc định trọng tõm của phần diện tớch thộp xiờn Ωx.
Từ trọng tõm của của phần diện tớch thộp xiờn này dúng lờn trục dầm ta xỏc định được
vị trớ của lớp thộp xiờn. Hỡnh 7- 33: Sơ đồ xỏc định vị trớ thộp xiờn Gọi khoảng cỏnh từ mộp ngoài trục cấu kiện tới vị trớ thộp xiờn là x1 thỡ :
x1 = b4 1a 1x b4 1a 1x 2(0,6m R ) x . 3 (0,6m R ) − σ + σ − σ + σ = 12,42 (cm).
Tớnh toỏn cốt xiờn cho cỏc mặt cỏc khỏc tương tự như mặt cắt D, ta cú kết quả ghi ở bảng sau:
Bảng 7- 7: Bảng tớnh toỏn cốt thộp xiờn tại cỏc mặt cắt
cắt (T) (T/m) (T/m) (T/m) (cm) (cm2) (cm2) (cm) B 21.04 40.50 111.06 24.99 86.07 31.77 0.96 3.93 (5φ10) 12.21 A 25.44 40.50 134.27 30.21 104.06 34.92 1.19 3.93 (5φ10) 12.69 H 0.33 40.50 1.72 Khụng thỏa món (7-12), khụng bố trớ cốt thộp xiờn D 22.55 40.50 119.04 26.78 92.25 32.99 1.04 3.93 (5φ10) 12.42