thiết kế cầu qua sông với phương án '''''''' dầm bê tông cốt thép'''''''', chương 22 pps

Trong đồ án, tính toán cho 2 mặt cắt của trụ là mặt cắt tại vị trí tiếp giáp giữa thân trụ với bệ trụ và mặt cắt đáy bệ trụ.. Chọn mặt cắt tại vị trí tiếp giáp giữa thân trụ với bệ trụ đ

Trang 1

Chương 22: Kiểm tra độ mảnh của trụ

Với trụ P6 thì: A = 23.40 m2 Iy = 18.2 m4 Ix = 107.2 m4 ( Đ-ợc tính trong Autocad)

ry =

A

I y

A

I x = 2.14 m

Ta coi trụ là một thanh có một đầu ngàm và một đầu tự do khi chịu nén uốn theo ph-ơng x

22 9 15 14 2

17 2









x

u r KL

K : Hệ số độ dài hữu hiệu

Lu : Chiều cao trụ

Vậy đảm bảo không phải xét đến hiệu ứng độ mảnh theo ph-ơng x

Theo ph-ơng y ta coi trụ nh- một thanh có một đầu ngàm và một đầu khớp

22 5 13 88 0

17 7



y

u r KL

Vậy khi tổ hợp nội lực đảm bảo không phải xét đến hiệu ứng độ mảnh theo ph-ơng y

Trong đồ án, tính toán cho 2 mặt cắt của trụ là mặt cắt tại vị trí tiếp giáp giữa thân trụ với bệ trụ và mặt cắt đáy bệ trụ

Chọn mặt cắt tại vị trí tiếp giáp giữa thân trụ với bệ trụ để kiểm toán trụ

Chọn mặt cắt tại vị trí đáy bệ trụ để xác định nội lực lên đầu cọc

Trong ‘’Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn ACI’ trang 517 cho rằng vùng hiệu quả nhất của t là từ 1-2%, trong đó t là tỉ lệ cốt thép trong tiết diện cột

Đối với trụ cầu là cấu kiện chịu nén và mômen uốn lớn nên ta chọn t = 0.015

Vậy diện tích cốt thép là :

Ast = tA = 0.01523.4 = 0.351 m2 = 351000 mm2

Bố trí cốt thép theo cả hai ph-ơng ta chọn đ-ờng kính cốt thép 36

Số l-ợng thanh côt thép bố trí : n = Ast/(362x3.14/4) = 346 thanh

Chọn khoảng bảo vệ cốt thép là 10cm

Bố trí cốt thép chịu lực theo 2 hàng, khoảng cách tim đến tim cốt thép 2 hàng là 9cm Chu vi thân trụ là: P = 19653 mm

Trang 2

Bố trí thành 2 hàng theo chu vi trụ Khoảng cách giữa các thanh cốt thép là 110mm, khoảng cách giữa hai tim cốt thép theo hai hàng là 9cm

hợp tải trọng đã tính.

1.1.3.1 Quy đổi tiết diện tính toán.

Tiết diện trụ chọn đ-ợc bo tròn theo một bán kính bằng một nửa chiều rộng thân trụ, khi tính toán quy đổi tiết diện về hình chữ nhật để gần với mô hình tính toán theo

lý thuyết

Cách quy đổi ra một hình chữ nhật có chiều rộng bằng chiều rộng của trụ, chiều dài lấy giá trị sao cho diện tích mặt cắt quy đổi bằng diện tích thực Diện tích cốt thép theo 2 cạnh của tiết diện quy đổi vẫn nh- cũ

731

Hình 2.36 Quy đổi tiết diện tính toán.

1.1.3.2 Kiểm tra độ lệch tâm của tiết diện.

Theo ’’Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn ACI’’ trang 504 và 517, phần thiết kế cột ngắn, ví dụ 11-2 quy định về cách bố trí cốt thép khi độ lệch tâm tăng dần và cách kiểm tra tiết diện chịu nén một trục bằng công thức 11-4 t-ơng

đ-ơng với công thức 5.7.4.4-3 trong quy trình 22TCN 272-05, áp dụng điều này để kiểm toán trạng thái giới hạn c-ờng độ 1.1a

Đối với tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn c-ờng độ 3, tổ hợp tải trọng đặc biệt, tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn sử dụng, kiểm toán tiết diện nén hai trục,

độ lệch tâm e/h và tỉ lệ cốt thép dùng cách tra bảng A-9,A-10,A-11 Trong phần phụ lục của ‘Thiết kế KCBT theo tiêu chuẩn ACI’ trang1000-1007 để tính toán sức kháng theo khi trục chỉ chịu lệch tâm một bên, rồi sử dụng công thức đảo số của Bresler tính sức kháng danh định

1.1.3.3 Kiểm tra TTGH sử dụng.

+ Đối với mặt cắt đỉnh bệ móng trong trạng thái giới hạn sử dụng ta cần kiểm tra điều kiện ứng suất và nứt trong bê tông tại các đỉnh góc của tiết diện chữ nhật quy đổi Vì cấu kiện trong tr-ờng hợp này là chịu nén uốn 2 chiều đồng thời, cho nên ở các vị trí

đỉnh góc là nơi có ứng suất pháp lớn nhất

+ Đối với mặt cắt đỉnh bệ móng trong trạng thái giới hạn sử dụng ta cần kiểm tra điều kiện ứng suất và nứt trong bê tông tại các đỉnh góc của tiết diện chữ nhật quy đổi Vì

Trang 3

cấu kiện trong tr-ờng hợp này là chịu nén uốn 2 chiều đồng thời, cho nên ở các vị trí

đỉnh góc là nơi có ứng suất pháp lớn nhất

1.1.3.3.1 Kiểm tra ứng suất trong bê tông :

Theo điều 5.9.4 giới hạn ứng suất cho phép của bê tông đ-ợc lấy nh- sau:

Đối với ứng suất nén: 0.4f’c=12 MPa

Đối với ứng suất kéo: Không cho phép đối với trụ

Công thức kiểm tra là :

0 '

4

I

M x I

M A

N f f

x

d y

n c

Trong đó:

N, Mn, Md lần l-ợt là lực dọc, mômen uốn theo ph-ơng ngang cầu, dọc cầu tại vị trí

mặt cắt tính toán với tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng Dấu (+) ứng với ứng suất

kéo, dấu (–) ứng với ứng suất nén

Bảng kiểm tra ứng suất trong bêtông cho tiết diện I

(KNm) (KNm)Mx (mA2) (mIy4) (mIx4) (m)x (m)y f

nén

kéo

(KN/m2) (KN/m0.4fc'2) luậnKết

Bảng kiểm tra ứng suất trong bêtông cho tiết diện II

(KNm) (KNm)Mx (mA2) (mIy4) (mIx4) (m)x (m)y f

nén

kéo

(KN/m2) (KN/m0.4fc'2) luận

1 làn 44045.4 2275.0 18783.5 23.4 18.2 107.2 1.6 3.655 -2722.7 -1041.9 -12000

1.1.3.3.2 Kiểm tra nứt trong bê tông :

Theo điều kiện kiểm tra ở trên thì ứng suất tại các điểm kiểm tra không cho phép bị

kéo nên cấu kiện hoàn toàn đảm bảo điều kiện chống nứt

1.1.3.4 Sức kháng nén của trụ theo nén dọc trục (kiểm toán cho TTGHCĐ 1 )

Sức kháng tính toán của cấu kiện bê tông cốt thép chịu nén đối xứng qua các trục

chính phải xác định nh- sau :

Pr = Pn Trong đó :

Trang 4

Đối với cấu kiện có cốt thép đai th-ờng :

Pn = 0.8[0.85f'

c(Ag-Ast) + fyAst]

= 0.8[0.8512000(23.4 - 0.351) + 4000000.351] = 300400 KN

tuổi khác

y

Bảng kiểm toán nén dọc trục tiết diện I

Bảng kiểm toán nén dọc trục tiết diện II

1.1.3.5 Sức kháng nén của trụ theo uốn hai chiều (kiểm toán cho TTGHCĐ 3 và 3a, sử dụng và đặc biệt )

1.1.3.5.1 Xác định tỉ số khoảng cách giữa các tâm của các lớp thanh cốt thép

ngoài biên lên chiều dầy toàn bộ cột

- Chọn cốt đai có đ-ờng kính 14, lớp bảo vệ cốt thép từ mép đến tim của cốt thép chịu lực là 100mm, khoảng cách giữa hai lớp cốt thép là 90mm

+ Tính toán tỉ số khoảng cách tâm lớp thanh cốt thép đến biên ngoài:

960 0 7310

145 2 7310 γ

909 0 3200

145 2 3200 γ















y x

Trang 5

1.1.3.5.2 Xác định sức kháng dọc trục tính toán khi uốn theo 2 ph-ơng.

Đối với mô men trong mặt phẳng ngang cầu x = 0.909

x P

M x

e ux

uy

x 

Đối với mô men trong mặt phẳng dọc cầu.Y = 0.960

y P

M y

e

uy

ux

y 

Nếu lực tính toán dọc trục N = Pu≥ 0.1fc'Ag:

u o ry rx

rxy o

ry rx rxy

P P P P















1 1 1

1 1

trong đó

Po = 0,85f'

c(Ag-Ast) + fyAst (5.7.4.5-2) Nếu lực tính toán dọc trục N =Pu < 0.1fcAg :

0 , 1 M

M M

M

rx

uy

rx

dọc trục cốt đai vuông góc)

Prxy : Sức kháng dọc trục tính toán khi uốn theo hai ph-ơng (N)

Prx=Pnx : Sức kháng dọc trục tính toán chỉ xác định trên cơ sở chỉ tồn tại độ lệch tâm ex (N)

Pry=Pny : Sức kháng dọc trục tính toán chỉ xác định trên cơ sở chỉ tồn tại độ lệch tâm ey (N)

Mux : Mô men tính toán tác dụng theo trục X (N.mm)

Muy : Mô men tính toán tác dụng theo trục Y (N.mm)

Mrx : Sức kháng tính toán đơn trục của tiết diện theo ph-ơng X (N.mm)

Mrx : Sức kháng tính toán đơn trục của tiết diện theo ph-ơng Y (N.mm)

ex : Độ lệch tâm của lực dọc trục tính toán tác dụng theo h-ớng trục X nghĩa là bằng Muy/Pu (mm)

ey : Độ lệch tâm của lực dọc trục tính toán tác dụng theo h-ớng trục X nghĩa là bằng Mux/Pu (mm)

Để xác định sức chịu tải dọc trục ta phải dựa vào 3 tham số là t, x(y) và ex(y)/x(y) để tra ra hệ số Pnx/bh; Pny/bh Sử dụng hình A-11 trong phần phụ lục của ‘Thiết kế KCBT theo tiêu chuẩn ACI’ trang 1005 để thực hiện điều này

Bảng tra này áp dụng đối với  = 0.9

Qui đổi đơn vị tính toán :

1 ksi = 1000 psi

1 psi = 0,07 Kg/cm2 = 0,007 Mpa = 7 KN/m2

Trang 6

B¶ng kiÓm to¸n søc kh¸ng nÐn cña trô theo uèn 2 chiÒu tiÕt diÖn I

Tr-êng hîp 1 lµn xe

Tæ hîp

t¶i träng 0.1fc'Ag

(KN)

N (KN) (KNm)Muy (KNm)Mux (m)ex (m)ey ex/x ey/y Pnx/hb

(Ksi) Pny/hb

(KN)

Tæ hîp

(KN)

(Ksi) Pny/hb

(KN)

Tæ hîp

(KN)

(Ksi) Pny/hb

(KN)

B¶ng kiÓm to¸n søc kh¸ng nÐn cña trô theo uèn 2 chiÒu tiÕt diÖn II

Tæ hîp

(KN)

(Ksi) Pny/hb

(KN)

Trang 7

§B 19656 56051 139722 281804 5.03 2.49 1.571 0.341 0.45 1.6 73710

Tæ hîp

(KN)

(Ksi) Pny/hb

(KN)

Tæ hîp

(KN) (KN)N (KNm)Muy (KNm)Mux (m)ex (m)ey ex/x ey/y Pnx/hb

(Ksi) Pny/hb

(KN)

Định dạng
Số trang	7
Dung lượng	175,48 KB