3.3. TÍNH TOÁN TRỤ CẦU VÀ CỘT BĂNG BÊ TÔNG CỐT THÉP
3.3.1. HIỆU ỨNG ĐỘ MẢNH
Trụ cầu có thể chiụ các lực kết hợp nhƣ lực dọc trục, lực uốn và lực cắt. Đối với các cấu kiện chịu nén dọc trục, khi lực nén dọc tác dụng lệch tâm, biến dạng do tải trọng sẽ làm tăng độ lệch tâm của kết cấu này hiệu ứng độ mảnh. Kết cấu chịu nén đƣợc coi là mảnh khi kích thƣớc mặt cắt ngang là nhỏ so với chiều dài, vì vậy khi tính kết cấu chịu nén dọc cần phải xác định tỷ số độ mảnh : K*Lu/r
Trong đó: K- Hệ số chiều dài hiện hữu (đốI vớI trụ có thể lấy K = 1) Lu - Chiều dài thanh chịu nén
r- Bán kính quán tính bắng √I/A I – Mô men quán tính
A - Diện tích mặt cắt ngang
Đối với kết cấu chịu nén không có giằng, hiệu ứng độ mảnh có thể bỏ qua nếu (K*Lu)/r<22
Nếu tỷ số độ mảnh > 100 thì phải áp dụng phân tích phi tuyến thứ cấp xét đến ảnh hƣởng dọc trục và mô men quán tính thay đổi đến độ cứng và lực của kết cấu, hiệu ứng của thờI gian chất tải .
Nếu tỷ số độ mảnh <100 thì xét hiệu ứng độ mảnh có sử dụng phƣơng pháp phóng đại mô men.
Mô men hoặc ứng suất tính toán có thể đƣợc tăng lên để phản ánh tác dụng của biến dạng nhƣ sau:
M M
tính toán (N.mm) mà không dẫn đến oằn đáng kể
M2a – Mô men trên cấu kiện do lực nằm ngang tính toán mà gây ra độ oằn Δ lớn hơn Lu/1500. (N.mm)
f2b – Ứng suất tƣơng ứng vớI M2b (Mpa) f2s- Ứng suất tƣơng ứng vớI M2s (Mpa) Cm – Có thể lấy bằng 1 vớI trụ
Pe - TảI trọng uốn Ơle tính theo công thức: 2
2 ) ) ( u e KL EI P
Giá trrị độ cứng EI trong công thức tính Pe phải lấy giá trị lớn hơn của:
d g c d s s g c E I EI va I E I E EI 1 5 , 2 . , 1 5
Trong đó: Ec –Mô đun đàn hồi của bê tong (MPa)
Ig – Mô men quán tính mặt cắt nguyên của bê tong (mm4) E – Mô đun đàn hồi của cốt thép dọc (MPa)
I-Mô men quán tính của cốt thép dọc xung quanh trục chính(mm4) Βd - Tỷ số giữa mô men tính toán lớn nhất do tải trọng thƣờng xuyên và mô men tính toán lớn nhất do toàn bộ tải trọng.
3.3.2. CƢỜNG ĐỘ CHỊU LỰC DỌC TRỤC VÀ CHỊU UỐN KẾT HỢP ( TTGH cƣờng độ) Khi thiết kế trụ cầu, chủ yếu là tính toán cấu kiện chịu nén