Giáo trình phân tích khả năng ứng dụng hệ số bám dọc trên đường biểu đồ tốc độ xe chạy p9 ppt

Tính toán nội lực : Sơ đồ phân bố áp lực lên cống tròn cứng như hình.II.4.6a và hình.II.4.6b, do ảnh hưởng của ứng suất dọc trục rất nhỏ cho nên ta chỉ tính toán mômen.. Hình 5.6b: Sự

* Đối với xe HK80:

a = 2,7+ 0,8 + 2.1,25.tg.300 = 4,94 (m)

b = 1,2 + 0,2 + 2.1,25.tg300= 2,84(m)

Ta được: P= 2.20 2,85(T / m )2

5.4.4.3 Tính toán nội lực :

Sơ đồ phân bố áp lực lên cống tròn cứng như hình.II.4.6a và hình.II.4.6b, do ảnh hưởng của ứng suất dọc trục rất nhỏ cho nên ta chỉ tính

toán mômen

2

2

2

p

q =q’





2

q’=2P/2

q =q’+q’(1-)





2

q2 q'=q+p

 2

r

Hình 5.6a: Sự phân bố áp lực đất và áp lực do hoạt tải trên cống tròn

Hình 5.6b: Sự phân bố áp lực do trọng lượng bản thân gây ra

1,2

30°

P/2

a=4,94m

0,8 30°

0,8 1,9 2,7

b=2,84m

0,2 P/2

Mômen trong ống cống tròn do tác dụng của áp lực đất q và của tải trọng xe chạy P tính theo công thức :

M1 = M2 = M3 = 0,137.(q+P).R2.(1-) (5.3)

Trong đó:

+ q: áp lực thẳng đứng của đất: q =2,82T/m2 + P: áp lực thẳng đứng của tải trọng xe chạy:

PH30=2,36(T/m2)

PHK80 = 2,85(T/m2)

+ R: bán kính của đốt cống kể từ trục trung hòa

2



+ : Hệ số kháng đàn hồi của đất, với ống cống cứng lấy  bằng hệ số áp lực hông của đất:

0

tg (45 ) tg (45 ) 0, 271



Đối với xe ôtô H30:

M1 = M2 = M3 = 0,137.(2,82 + 2,36).0,9552.(1- 0,271) = 0,47 (T.m) Đối với xe nặng HK80:

M1' = M2' = M3' = 0,137.(2,82+2,85).0,9552.(1-0,271) = 0,52 (T.m)

Mômen do ảnh hưởng của trọng lượng bản thân cống : M''1 = 0,304.gz.R2 = 0,304.0,4.0,9552 = 0,111 (Tm)

M''2 = 0,337.gz.R2 = 0,337.0,4.0,9552 = 0,123 (Tm)

M''3 = 0,369.gz.R2 = 0,369.0,4.0,9552 = 0,135 (T.m)

5.4.4.4 Tổng hợp mômen:

Tiến hành tổ hợp mômen do áp lực thẳng đứng, áp lực hoạt tải thẳng đứng và do

trọng lượng bản thân cống gây ra theo sơ đồ như hình 5.7 ta sẽ tìm được mômen

uốn lớn nhất

Mômen uốn lớn nhất sau khi tổng hợp theo công thức:

M = M1+M3'' hoặc M' = M’1+M3'' (5.5) Trong đó:

+M, M': Tổ hợp mômen do áp lực đất, hoạt tải bánh xe và trọng lượng bản thân cống Suy ra:

MH30=M1+M3'' = 0,47 + 0,135 = 0,605(T.m)

M'HK80=M’1+M3''= 0,52 + 0,135 = 0,655(T.m)

Theo qui định khi kiểm toán đối với xe nặng HK80, cho phép tăng cốt thép lên 25%

Vậy M ' 0,595 0, 476

1, 25  1, 25  (T.m)<M=0,555 (T.m)

Vậy mômen lớn nhất (mômen uốn):

M = 0,555 (T.m) = 55500 (daN.cm)

5.4.4.5 Chọn tiết diện :

Chiều dài một đốt cống là 99cm, khe hở giữa hai đốt cống là 1cm Khi tính nội lực lấy b = 99cm

Dùng cốt thép 8, bố trí hai hàng đối xứng, chiều dày lớp bảo vệ a' = 2cm

2



h0 =  - a = 16 - 2,4 = 13,6cm

Xác định giá trị của A theo công thức:

R b.h 90.99.13,6

γ = 0,5.1+ 1 2A   γ = 0,5.1+ 1 2.0, 0337  = 0,983 Tiết diện cốt thép cần thiết Fa (cm):

.h R 0,983.13, 6.1900

Số lượng cốt thép cần thiết chỉ cần 58 là đủ, nhưng để dễ bố trí ta chọn 68 với F=3,02 cm2 và bố trí thành hai hàng đối xứng theo dạng lò xo liên tục

Sơ đồ bố trí cốt thép trong ống cống như Hình 5.8

Q2=0 Q2=0

M2

M1

M3

Q1=0

Q1=0 N1

N3

Hình 5.7: Sơ đồ tổ hợp mômen

5.4.4.6 Kiểm tra điều kiện đảm bảo cường độ và kiểm tra nứt:

5.4.4.6.1 Kiểm tra về cường độ:

Thành cống bêtông cốt thép tiết diện chữ nhật có bố trí hai hàng cốt thép Fa=F'a=3,02cm2, vì vậy kiểm tra điều kiện cường độ theo công thức sau:

M R b.x.(hu 0 x) R F' (ha a 0 a ')

2

a a

0

R F

l R

Trong đó:

+ Ru = 90 (kG/cm2), b = 99(cm), h0 = 13,6(cm)

+ Ra=1900 (kG/cm2), Fa = F'a = 3,02(cm2)

+ a' = 2,4 (cm), M = 55500(daN.cm)

Thay các giá trị vào công thức 5.9 ta có:

x 1900 3,02 0, 64cm 0,55 13,6 7, 48cm

99 90



 Vậy x < 0,55ho Thay các giá tri vào vế phải công thức 5.8 ta có:

0, 64 90.99.0,64.(13,6 ) 1900.3,02.(13, 6 2, 4) 139993

2

 M = 55500 (daN.cm) < 139993 (daN.cm) Vậy điều kiện cường độ được đảm bảo

Hình.5.8: Sơ đồ bố trí cốt thép

8

8 966

326

5

5 90



175

16

4,5 4,5

L=22 16

L=3811 L=3389

3 x 22,5 22,5/2

90

3 x 22,5 22,5/2 22,5/2 2

4

1

3 L=100

5.4.4.6.2 Kiểm tra nứt:

Độ mở rộng lớn nhất của đường nứt at (cm) với cốt thép trơn tiïnh theo công thức:

a

a 0,5 R

E



Trong đó:

a

1383,85(kG / cm )

0,64

F Z 3,02(13, 6 )

2



+ Ea=2,1.106kg/cm2

+ 1: Hệ số xét đến ảnh hưởng của bêtông vùng chịu kéo đến biến dạng của cốt thép, tra bảng 5.2 tài liệu [7] với bêtông M20 ta có 1 = 0,9

T

i i

F R

n d



Với

+ FT: Diện tích vùng tác dụng tương hỗ được giới hạn bởi đường viền của mặt cắt và trị số bán kính tác dụng lẫn nhau

FT = 99.(2,4+2,4) = 475(cm2) +  : Hệ số xét đến sự phân bố cốt thép,  = 1 + n1, n2, ,ni : Số lượng các thanh có đường kính d1, d2, ,di

i i

n d 12.0,89, 6



 RT = 49,48(cm) Thay các giá trị vào công thức 5.10 ta có:

at = 0,5 1383,856 0,9.49, 48 0, 0147(cm) 0,02(cm)

2,1.10

Vậy kết cấu đảm bảo điều kiện chống nứt

5.4.5 Móng cống và lớp phòng nước:

5.4.5.1 Móng cống:

Sự kiên cố, ổn định lâu dài của móng là điều tất yếu để đảm bảo cho kết cấu xây