Mặt đất thiên nhiênGió trên lan can Gió trên kết cấu nhịp Khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm chắn gió hcg 0,610 Tốc độ gió thiết kế theo công thức V = VB .S VB: Vận tốc gió giật cơ bả
Trang 1Bộ môn CÔNG TRìNH
Phần I
Số liệu thiết kế
I Giới thiệu chung
Loại hình kết cấu: Trụ đặc bê tông cốt thép – T5
Diện tích trung bình một dầm ngang Fng = 0.50 m2
Chiều dày lớp bê tông phủ mặt cầu tap = 0.07 m
Trọng lợng riêng lớp phủ mặt cầu γap = 22,5 KN/m3
III Số liệu trụ
Cao độ mặt đất sau xói chung + xói cục bộ MĐSX = 89,304 m
Trang 3Bé m«n C¤NG TR×NH
KÝch thíc c¬ b¶n cña trô
Trang 5Bé m«n C¤NG TR×NH
Hình 1: Kích thước cơ bản của trụ T5
Trang 6Bé m«n C¤NG TR×NH
PhÇn II TÝnh to¸n t¶i träng
2.1 TÜnh t¶i
2.1.1 TÜnh t¶i kÕt cÊu phÇn trªn + thiÕt bÞ phô trî (DC)
Tæng = 2582,05 KN 2.1.2 TÜnh t¶i líp phñ + tiÖn Ých (DW)
2.1.3 TÜnh t¶i kÕt cÊu phÇn díi
- TÜnh t¶i tiªu chuÈn b¶n th©n trô theo c«ng thøc P =V γ
V : ThÓ tÝch c¸c bé phËn
γ : Dung träng riªng cña bª t«ng γ = 24,5 KN/m3
B¶ng tÝnh to¸n tÜnh t¶i c¸c bé phËn trô
Trang 7Bé m«n C¤NG TR×NH
1.2m
110KN 110KN
1
4.3m 35KN
Trang 8Bộ môn CÔNG TRìNH
Hiệu ứng do 2 xe tải thiết kế cách nhau 15 m
Hình 2: Xếp tả1 2 xe 3 trục thiết kế cách nhau 15m
Tính toán giá trị hoạt tải
Tải trọng Điểm Tung độ ĐAH Tải trọng trục Phản lực gối Ri Đơn vị
Hiệu ứng do hoạt tảI HL 93 lấy max của 3 trờng hợp:
+ 1 Xe 3 trục thiết kế + tải trọng làn
+ 1 xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn
+ 90%( 2 xe 3 trục thiết kế + tải trọng làn)
vậy
Phản lực hoạt tải= 1055,46 kN
Lực cung kích 157,15kN
2.3 Tải trọng ngời đi (PL)
Cầu không bố trí ngời đi bộ
Trang 9Mặt đất thiên nhiên
Gió trên lan can Gió trên kết cấu nhịp
Khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm chắn gió hcg 0,610
Tốc độ gió thiết kế theo công thức V = VB S
VB: Vận tốc gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm
Trang 10Bé m«n C¤NG TR×NH
2.6.1 T¶i träng giã t¸c dông lªn c«ng tr×nh (WS)
2.6.1.1 T¶i träng giã ngang (PD)
At: DiÖn tÝch kÕt cÊu hay cÊu kiÖn ph¶i tÝnh giã ngang trong trêng hîp kh«ng cã ho¹t t¶i t¸c dông
Trang 11Vì bề mặt cản gió nhỏ nên bỏ qua tải trọng gió dọc.
2.6.1.3 Tải trọng gió ngang (PD)
At: Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió ngang trong trờng hợp không có hoạt tải tác dụng
Cd: Hệ số cản
Z1: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt xà mũ
Z2: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt đỉnh bệ
Z3: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt đáy bệ
Z4: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt thay đổi
• Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu nhịp (2 nhịp)
Trang 12• 2.6.2 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL)
2.6.2.1 Tải trọng gió ngang
Phải biểu thị tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 1.5 kN/m, tác dụng theo hớng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ
WL = 19,5 kN
2.7 tải trọng nớc
2.7.1 Áp lực nớc tĩnh (WA)
Trang 13Bộ môn CÔNG TRìNH
Áp lực nớc tính đợc tính theo công thức sau :
2
h WA
2 w
γ
=
Trong đó: h là chiều sâu (lực này tự cân bằng không ảnh hởng đến tính toán tổ hợp tải trọng tại đỉnh bệ và đáy bệ (không cần thiết tính cho các mực nớc MNCN, MNTN) ở đây ta tính cho MNTT :
V: Vận tốc nớc thiết kế tính theo lũ thiết kế, V = 2,56m/s
Trang 14p áp lực của nước chảy (MPa)
CL Hệ số cản của trụ theo phương ngang CL 0
2.7.4 TÝnh hÖ sè ph©n bè ngang: (Sö dông khi tÝnh to¸n xµ mò)
2.7.4.1 Xác định hệ số phân bố ngang theo phương pháp đòn bẩy
2.7.4.1.1 Xác định hệ số phân bố ngang đối với dầm biên
- Điều kiện tính toán:
Trang 15Bé m«n C¤NG TR×NH
Hình 4: Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên
- Xếp tải trọng bất lợi lên ĐAH phản lực gối.
- Tính hệ số PBN đối với xe tải và xe 2 trục thiết kế.
Trang 16Bé m«n C¤NG TR×NH
- Hệ số PBN đối với tải trọng người dải đều:
- Kết quả tổng hợp hệ số PBN cho dầm biên:
2.7.4.1.2 Xác định hệ số phân bố ngang đối với dầm trong
- Tải trọng HL 93: Áp dụng cách tra bảng theo 22 TCN 272-05 được trình bày ở phần 2.7.4.2
2.7.4.2 Tính hệ số PBN đối với tải trọng HL93
2.7.4.2.1 Điều kiện tính toán
- Phương pháp tính hệ số phân bố ngang trong 22TCN272 – 05 chỉ áp dụng khi thoả mãn các điều kiện sau:
+ Bề rộng mặt cầu không thay đổi trên suốt chiều dài nhịp.
+ Các dầm chủ song song với nhau và có độ cứng xấp xỉ nhau.
+ Mặt cắt ngang cầu phù hợp với quy định trong bảng theo quy trình.
Trang 17- Hệ số phân bố ngang cho dầm biên:
+ Trường hợp có 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy đã trình bày ở phần 2.7.4.1 ta có: g=0,54
+ Trường hợp số làn xếp tải ≥ 2 làn co : gdambienM = e.gdamtrongM
- Hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm biên:
+ Trường hợp có 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy: g=0,54
+ Trường hợp có số làn xếp tải ≥ 2 làn: gdambienV = e.gVdamtrong
Trang 182.7.4.3.3 Hệ số phân bố ngang tính toán
Hệ số phân bố ngang tính toán cho dầm biên
Trang 19Bộ môn CÔNG TRìNH
3.1 Tổ hợp tại mặt cắt xà mũ
Bảng tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy xà mũ
Tải trọng N (kN) ex (m) Q (kN) Mxy (kN.m)Phản lực gối do tĩnh tải kết cấu
Bảng tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy xà mũ
Ngang cầu Tải
Trang 20Bộ môn CÔNG TRìNH
Lớp phủ + tiện ớch DW γ
DW 327,60 Hoạt tảI xe LL + IM γ LL 1212,61
độ
I 1,25 1,50 1,75 - - 1,00 9026,46 299,84 4221,59 0,00 0,00
II 1,25 1,50 - 1,40 - 1,00 6636,65 37,66 206,14 616,85 7496,75III 1,25 1,50 1,35 0,10 1,00 1,00 8480,22 255,93 3563,76 83,06 1109,953.3 Tổ hợp tại mặt cắt đáy móng
BẢNG TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LấN MẶT CẮT ĐÁY MểNG
Hệ số
γ (kN) (m) (kN-m) (kN) (m) (kN-m) Cấu kiện + thiết bị phụ
Lớp phủ + tiện ớch DW γ DW 327,60
Hoạt tảI xe LL + IM γ LL 1212,61
Trang 21BẢNG TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT ĐÁY MÓNG
PhÇn IV KiÓm to¸n c¸c mÆt c¾t 4.1 KiÓm to¸n mÆt c¾t xµ mò A-A
G
1
l + ∆l
G'
Trang 22Tæng hîp néi lùc t¹i tÝnh to¸n víi mÆt c¾t (tÝnh to¸n néi lùc
theo nguyªn lý cña c¬ häc kÕt cÊu): TTGH C§ I
4.1.1 D÷ liÖu ban ®Çu
• Cốt thép chịu kéo: K/c tới mép bê tông chịu kéo dc 50,00 mm
Trang 23Bé m«n C¤NG TR×NH
• Bán kính quán tính r = (Ig/Ac)0.5 1,36E+09 mm3
4.1.2 KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu uèn
• Chiều dày khối ứng suất tương đương = c•β1 a 20,03 mm
• Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén c 23,56 mm
• Sức kháng danh định Mn= As*fy*(de-a/2) 1,80E+06 kN.m
• Sức kháng uốn tính toán Mr = Φ•Mn 1,62E+06 kN.m
Kiểm tra lượng cốt thép tối
thiểu
• Tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích
Kiểm tra lượng cốt thép tối đa
Bá qua ®iÒu kiÖn cèt thÐp tèi thiÓu.
4.1.3 KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu c¾t
• Bề rộng bản bụng hữu hiệu trong chiều cao chịu cắt bv 2100,00 mm
• Góc nghiêng của cốt thép ngang với trục dọc α 90 độ
• Hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo β 2
Trang 24• Tổ hợp tải trọng dùng kiểm tra Sử dụng
Trang 25Bé m«n C¤NG TR×NH
Bảng tổ hợp tải trọng tới mặt cắt đỉnh bệ
Tải trọngthẳng đứng
4.2.2 TÝnh to¸n chÞu nÐn uèn
TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CẤU KIỆN
CHỊU NÉN UỐN
Tổ hợp dùng để kiểm tra là Cường độ I N = 9026,46 kN
Kiểm tra điều kiện uốn hai chiều
Nếu Pu > 0.1•Φ•f'c•Ag thì kiểm tra theo điều
Nếu Pu < 0.1•Φ•f'c•Ag thì kiểm tra theo điều kiện: Mux/Mrx + Muy/Mry < 1.0 (2)
Φ Hệ số sức kháng đối với cấu kiện chịu nén dọc trục Φ = 0,75
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
x
ac •F'a
Fδ
Trang 26Hình 7: Bố trí cốt thép trên mặt cắt thân trụ quy đổi
• Cốt thộp chịu kộo: K/c tới mộp bờ tụng chịu kộo dc 100,00 100,00 mm
• Chiều cao làm việc của mặt cắt de 3331,00 1500,00 mm
• Chiều dài khụng chống đỡ của thõn trụ lu 8800,00 8800,00 mm
• Bỏn kớnh quỏn tớnh của mặt cắt r 990,44 461,88 mm
• Hệ số chiều dài hữu hiệu: Trụ khụng liờn kết theo phương
• Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất β1 0,85 0,85
• Chiều dày khối ứng suất tương đương = c•β1 a 9,47 -44,85 mm
• Khoảng cỏch từ trục trung hoà đến mặt chịu nộn c 11,15 -52,76 mm
• Sức khỏng danh định (N.mm) 1,406E+10 Mn 14060,55 2475,19 N.mm
• Sức khỏng uốn tớnh toỏn Mr 14717,25 9562,25 N.mm
Trang 27Bé m«n C¤NG TR×NH
/r 17,77 38,11
• Kết luận xét tới độ mảnh
• Mô men quán tính của cốt thép dọc xung quanh trục
4.2.3 TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA
• Góc nghiêng của cốt thép ngang với
Trang 28• Sức khỏng danh định của bờ tụng Vc 160545,84 149173,22 kN
• Sức khỏng của cốt thộp đai chịu cắt Vs 1432,79 620,83 kN
• Khoảng cỏch từ mặt chịu nộn đến trọng tõm cốt thộp chịu kộo de 3331,00 1500,00 mm
• Diện tớch phần bờ tụng bao bọc cốt thộp chia cho số cốt thộp A 32000,00 42887,50 mm2
• Ứng suất kộo trong cốt thộp ở
•A)1/3
;0,6fy) 203,58 184,65 Mpa
4.3 Kiểm toán mặt cắt đáy móng trên nền đá:
4.3.1 Đặc trung hình học đế móng
Trang 29eB Lệch tâm song song với kích thớc B
eL Lệch tâm song song với kích thớc L
4.3.2 Kiểm toán trạng thái giới hạn cờng độ
q< qr=ϕqn=ϕqult
Trong đó:
qn=qult Sức kháng đỡ danh định của đất dới đáy móng = 7,37 Mpa
ϕ: Hệ số sức kháng xác định theo đIều 10.5.5 = 0,55
q: áp lức tính toán tại đáy móng do tảI trọng thiết kế
N: TảI trọng thẳng đứng tính toán tại đáy móng (kN)
M Momen tính toán tại đáy móng (kNm)
y: Khoảng cách từ tim tờng tới mép chịu kéo (nén) của đế móng
M L B
N
' '
max(min)
Trang 30Tổ hợp Jy qmaxY qmixY qmaxX qmixX qr Kiểm tra
ĐB (Va tàu dọc cầu) 7,999645 1,25 0,48 1,54 0,19 4,05 OK
ĐB (Va tàu ngang
=0.8*tan ϕ f đối với đế móng bê tông đúc sẵn
ϕf Góc nội ma sát của đất = 30,00 Độ
V Tổng các lực thẳng đứng
SDI - Gió dọc 9916,356 5725,21 - 4580,17 253,87 61,38 OK
