Dữ liệu ban đầu
- Bề rộng mặt cắt nguyên b = 6.20 m - Chiều cao mặt cắt nguyên h = 4.90 m - Diện tích mặt cắt nguyên Ag = 30.38000 m2
Bảng tổ hợp tải trọng tới mặt cắt đỉnh bệ
TTGH
Tải trọng thẳng đứng Dọc cầu Ngang cầu
Qy Mz Qz My N (kN) (kN) (kN.m) (kN) (kN.m) Sử dụng 12726.85 587.29 7577.79 127.08 1566.97 Cường độ I 17140.14 922.34 12095.83 - - Cường độ II 14085.08 147.05 1194.44 324.93 3486.48 Cường độ III 16441.84 750.75 9826.32 80.66 1068.90 Đặc biệt 14957.96 263.53 3455.95 - -
TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CẤU KIỆN CHỊU NÉN UỐN Tổ hợp dùng để kiểm tra là: Cường độ I = 17140.14 kN
Kiểm tra điều kiện uốn hai chiều
Nếu Pu > 0.1•Φ•f'c•Ag thì kiểm tra theo điều kiện: 1/Prxy = 1/Prx + 1/Pry - 1/φ•Po (1) Nếu Pu < 0.1•Φ•f'c•Ag thì kiểm tra theo điều kiện: Mux/Mrx + Muy/Mry < 1.0
h
b
MẶT CẮT
Hệ số sức kháng đối với cấu kiện chịu nén dọc trục Φ = 0.80
Ag Diện tích mặt cắt nguyên Ag = 30380000.0 m2
Pu Lực dọc trục tính toán lớn nhất Pu = 17140.1 kN
0.1•Φ•f'c•Ag = 85064 kN
Vậy tiến hành kiểm toán theo công thức (2) Trong đó:
Mrx : Sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương dọc cầu Mry : Sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương ngang cầu
Xác định khả năng chịu lực của thân trụ theo các hướng
Các dữ liệu Ngang cầu Dọc cầu Đơn vị
• Mô men tính toán Mu 3486.48 12095.83 kN.m
• Lực cắt tính toán Vu 324.93 922.34 kN
• Chiều cao mặt cắt h 6200.00 4900.00 mm
• Bề rộng mặt cắt b 4900.00 6200.00 mm
• Diện tích mặt cắt Ac 30380000 30380000 mm2
• Mô men quán tính (lấy từ phần mềm MIDAS) Ig 9.7E+13 6.1E+13 mm4 • Cốt thép chịu kéo: K/c tới mép bê tông chịu kéo dc 110.00 110.00 mm
Đường kính ∅ 32.00 32.00 mm
Tổng diện tích As 27846.00 34398.00 mm2 • Cốt thép chịu nén: K/c tới mép bê tông chịu nén dc 110.00 110.00 mm
Đường kính ∅ 25.00 25.00 mm Số lượng n - - Tổng diện tích A's - - mm2 • Cốt thép chịu cắt: Đường kính ∅ 13.00 13.00 mm Số lượng n - - Bước cốt đai s 600.00 600.00 mm Tổng diện tích Av - - mm2
Kiểm tra điều kiện độ mảnh
• Hệ số sức kháng Φ 0.90 0.90
• Chiều cao làm việc của mặt cắt de 6090.00 4790.00 mm • Chiều dài không chống đỡ của thân
trụ
lu
7250.00 7250.00 mm
• Bán kính quán tính của mặt cắt r 1789.79 1414.51 mm
• Hệ số chiều dài hữu hiệu: Trụ không liên kết theo phương ngang
K
1.00 1.00
• Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất β1 0.85 0.85
• Chiều dày bản cánh chịu nén hf - - mm
• Chiều dày khối ứng suất tương đương = c• 1
a
80.23 78.33 mm
• Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén
c
94.39 92.15 mm
• Sức kháng danh định (N.mm) Mn 70755.35 68636.11 N.mm
• Giá trị K•lu /r tính như sau K•lu /r 4.05 5.13 • Kết luận xét tới độ mảnh của kết cấu Không Không
• Mô men quán tính của cốt thép dọc xung quanh trục chính
Is
- - m4
• Tỉ số mô men thường xuyên và mô men lớn nhất βd =MDL/M - - (Ec•Ig/5 + Es•Is)/(1+bd) - - N.mm2 (Ec•Ig/2.5 )/(1+bd) - - N.mm2 • Độ cứng chống uốn EI - - N.mm2
• Tải trọng uốn dọc tới hạn Ơle Pe = π2•EI/( K•lu )4 - - N • Hệ số Gradien của mô men Cm = 0.6 + 0.4•Mb/Ml - -
• Hệ số phóng đại mô men theo phương dọc
δ = Cm/(1 - Pu /φ•Pe)
1.000 1.000
Tiến hành kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt theo công thức (2)
TTGH Mux Muy δ•Mux δ•Muy δ•Mux/Mrx δ•Muy/Mry A Kiểm tra (kN-m) (kN-m) A < 1 Cường độ I 12095.83 - 12095.83 - 0.20 - 0.20 O.K Cường độ II 1194.44 3486.48 1194.44 3486.48 0.02 0.05 0.07 O.K Cường độ III 9826.32 1068.90 9826.32 1068.90 0.16 0.02 0.18 O.K Sử dụng 7577.79 1566.97 7577.79 1566.97 0.12 0.02 0.15 O.K
Đặc biệt 3455.95 - 3455.95 - 0.06 - 0.06 O.K
KIỂM TRA NỨT
Các dữ liệu Ngang cầu Dọc cầu Đơn vị
• Mô men tính toán Mu 1.57E+09 7.58E+09 N.mm
• Chiều cao mặt cắt h 6200.00 4900.00 mm
• Bề rộng mặt cắt b 4900.00 6200.00 mm
• Bề dày lớp bê tông bảo vệ dc 110.00 110.00 mm
• Khoảng cách từ mặt chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo
de
6090.00 4790.00 mm • Cốt thép chịu kéo: Đường
kính
∅ 32.00 32.00 mm
Số lượng n 34 42
Tổng diện tích As 27846.00 34398.00 mm2
• Tỷ số modul đàn hồi n = Es/Ec 6.48 6.48
• Hàm lượng cốt thép ρ = As/(b•d) 0.09% 0.12% %
• Giá trị k = -ρ•n + [(ρ•n)2 + 2•ρ•n] 0.5 0.10 0.12
• Giá trị j = 1 - k/3 0.97 0.96
• Ứng suất trong cốt thép chịu kéo
fs = Ms/(AS•j•d)
9.57 47.83 N.mm
• Thông số bề rộng vết nứt Z 17500.00 17500.00 N/mm
• Diện tích phần bê tông bao bọc cốt thép chia cho số cốt thép
A
31705.88 32476.19 mm2
• Ứng suất kéo trong cốt thép ở TTGH SD
fsa = Z/(dc•A)1/3
115.40 114.48 Mpa
• Kiểm tra fs < fsa O.K O.K
• Kiểm tra fs < 0.6•fy O.K O.K
h b I I II II Y X O xi yi Vị trí cọc đáy bệ
Dữ liệu ban đầu
• Kích thước bệ móng theo phương dọc cầu b, bw = 4.90 m • Kích thước bệ móng theo phương ngang cầu d = 6.20 m
• Chiều cao bệ móng h = 2.00 m
• Chiều dày lớp phủ bê tông mặt trên dc = 0.10 m • Chiều dày lớp phủ bê tông mặt dưới = 0.10 m
• Loại cọc sử dụng D = 0.45 m
• Số cọc trong móng n = 20 cọc
• Khoảng cách các cọc = 1.30 m
• Kích thước thân trụ theo phương dọc cầu bp = 1.50 m • Kích thước thân trụ theo phương ngang cầu dp = 4.20 m
Kết quả nội lực đầu cọc: tổ hợp nội lực ở TTGHCD I là nguy hiểm nhất (từ phần mềm FB - Pier)
Ngang cầu
Dọc cầu
No.1 No.2 No.3 No.4 No.1 264.00 278.00 277.00 263.00 No.2 588.00 610.00 609.00 587.00 No.3 866.00 923.00 923.00 865.00 No.4 1070.00 1100.00 1100.00 1070.00 No.5 1240.00 1250.00 1250.00 1230.00
Mặt cắt I-I S N Vu Mu - 4028.00 4833.60 Mặt cắt II-II S N Vu Mu
- 4970.00 2485.00
Kiểm tra sức kháng của bệ cọc chịu tác động 1 hướng
Các dữ liệu MC I-I MC II-II Đơn vị
• Mô men tính toán Mu 4833.60 2485.00 kN.m
• Lực cắt tính toán Vu 4028.00 4970.00 kN
• Chiều cao mặt cắt h 2000 2000 mm
• Bề rộng mặt cắt b 6200 4900 mm
• Diện tích mặt cắt Ac 12400000 9800000 mm2
• Mô men quán tính Ig 4.1E+12 3.3E+12 mm4
• Cốt thép chịu kéo: K/c tới mép bê tông chịu kéo dc 110.00 126.00 mm
Đường kính ∅ 32.00 32.00 mm
Số lượng n 38.00 30.00
Tổng diện tích As 31122.00 24570.00 mm2
• Cốt thép chịu nén: K/c tới mép bê tông chịu nén dc 1900.00 1950.00 mm
Đường kính ∅ 32.00 32.00 mm
Số lượng n 32.00 20.00
Tổng diện tích A's 416.00 260.00 mm2
Khả năng chịu uốn
• Hệ số sức kháng Φ 0.90 0.90
• Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất β1 0.85 0.85
• Chiều dày bản cánh chịu nén hf - - mm
• Chiều dày khối ứng suất tương đương = c• 1
a
69.92 70.04 mm • Khoảng cách từ trục trung hoà đến
mặt chịu nén
c
82.26 82.40 mm • Sức kháng danh định (N.mm) Mn 24247.68 18977.17 N.mm • Sức kháng uốn tính toán Mr = Φ•Mn 21822.91 17079.45 N.mm • Kiểm tra khả năng chịu lực Mr > Mu O.K O.K
Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu • Tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên
ρmin = As/(b•d)
0.27% 0.27% %
• Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu
ρmin > 0.03•f'c/f'y
O.K O.K
Kiểm tra mômen nứt
• Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông
fr = 0.63•f'c0.5
3.73 3.73 Mpa
• Mô men nứt Mcr = fr•Ig/yt 15405.47 12175.29 kN.m
• Kiểm tra mômen nứt Μr=Φ•Mn > 1.2•Mcr O.K O.K Kiểm tra lượng cốt thép tối đa
• Lượng cốt thép tối đa c/de 0.04 0.04
• Kiểm tra lượng cốt thép tối đa c/de < 0.42 O.K O.K
Khả năng chịu cắt
• Lực cắt tính toán Vu 4028.00 4970.00 kN
• Hệ số sức kháng Φ 0.90 0.90
• Bề rộng bản bụng hữu hiệu trong chiều cao chịu cắt
bv
6200.00 4900.00 mm
• Góc nghiêng của ứng suất nén chéo θ 45 45 độ
• Góc nghiêng của cốt thép ngang với trục dọc α 90 90 độ • Hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo
truyền lực kéo β 2 2 • Giá trị 0.1•f'c•bv•dv 38626.00 29978.20 kN • Cự ly cốt thép đai s 600.00 600.00 mm • Đường kính cốt thép đai ∅ D 13 D 13 mm
• Số lượng cốt thép đai trong cự ly s n 1 1
• Tổng diện tích cốt thép đai Av 13.00 13.00 mm2
• Sức kháng danh định của bê tông Vc 10838.12 8411.62 kN • Sức kháng của cốt thép đai chịu cắt Vs 7.22 7.09 kN
• Giá trị 0.25•f'c•bv•dv 96565.00 74945.50 kN
• Sức kháng danh định của cấu kiện Vn 10845.34 8418.71 kN
• Sức kháng tính toán Vr 9760.81 7576.84 kN
• Kiểm tra Vr > Vu O.K O.K
Kiểm tra nứt
• Tổ hợp tải trọng dùng kiểm tra
Sử dụng
• Mô men tính toán Mu 4833.60 2485.00 kN.m
• Tỷ số modul đàn hồi n = Es/Ec 6.48 6.48
• Hàm lượng cốt thép ρ = As/(b•de) 0.27% 0.27% %
• Giá trị k = -ρ•n + [(ρ•n)2 + 2•ρ•n] 0.5 0.17 0.17
• Giá trị j = 1 - k/3 0.94 0.94
chịu kéo
• Thông số bề rộng vết nứt Z 17500.00 17500.00 N/mm • Diện tích phần bê tông
bao bọc cốt thép chia cho số cốt thép
A
35894.74 41160.00 mm2
• Ứng suất kéo trong cốt thép ở TTGH SD
fsa = Z/(dc•A)1/3
110.72 101.10 Mpa
• Kiểm tra fs < fsa O.K O.K
• Kiểm tra fs < 0.6•fy O.K O.K
PHẦN V KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC I. SỐ LIỆU CHUNG • Loại cọc D = 0.45 m • Chiều dài cọc L = 30 m • Diện tích mặt cắt ngang cọc Ap = 0.2 m2 • Chu vi mặt cắt ngang cọc P = 1.8 m • Số lượng cọc n = 12 cọc • Khoảng cách các cọc a = 1.60 m
• Cường độ bê tông thân cọc f'c = 30 MPa • Trọng lượng riêng bê tông γc = 24.50 kN/m3 • Mô đun đàn hồi bê tông cọc Ec = 28561 Mpa • Trọng lượng bản thân 1 cọc W = 148.8 kN
• Cao độ đáy bệ Hđb = -2.76 m
• Cao độ mũi cọc Hmc = -32.76 m
• Cao độ mực nước thông thuyền MNTT = 2.88 m • Cao độ mặt đất tự nhiên MĐTN = 0.76 m
• Hệ số nhóm cọc η = 0.76