TINH TOAN TRU THAN COT BE TONG COT THEP

TẢI TRỌNG THẲNG ĐỨNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ 3.1.1 Tĩnh tải kết cấu phần trên 3.1.2 Tĩnh tải kết cấu phần dưới - Láng vữa vuốt dốc - Hệ thống thoát nướcTổng cộngTổng cộng các lớp phủ mặt cầu T

Trang 1

Thực hiệnKiểm traChủ trì

1 SỐ LIỆU CHUNG

- Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 272-05

- Hoạt tải thiết kế 0.50 HL-93

* Ghi chú:

Hình vẽ chỉ mang tính chất minh họa.

2 SỐ LIỆU THIẾT KẾ

2.1 Số liệu kích thước hình học trụ

Tên gọi các kích thước và cấu kiện

- Xà mũ

2 - Thân trụ

Trang 2

+ Chiều dài a2= 0.60 m

2.2 Số liệu kết cấu phần trên

+ Tổng số đá kê gối tính cho 1 trụ

+ Chiều cao gối thiết kế

4 - Đá kê gối

+ Chiều dài theo phương ngang cầu

- Chiều dài nhịp tính toán

1 - Loại dầm

+ Tiết diện dầm chủ: I+ Vật liệu kết cầu: BTCT DƯL đúc sẵn+ Công nghệ chế tạo: Căng trước

7 - Láng vữa vuốt dốc

8 - Gối cầu thiết kế

+ Chiều dài theo phương dọc cầu+ Chiều rộng theo phương ngang cầu

- Số lượng dầm chủ

- Khoảng cách giữa hai dầm chủ

- Phần cánh hẫng

- Chiều dài dầm

- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối

- Dầm ngang

+ Số lượng dầm ngang+ Diện tích trung bình 1 dầm ngang phương ngang cầu+ Chiều rộng dầm ngang dọc cầu

9 - Mối nối

+ Số lượng mối nối+ Diện tích một mối nối

Trang 3

2.3 Cao trình thiết kế

2.3.1 Các cao trình kết cấu trụ

2.3.2 Các cao trình tự nhiên

11 - Lề bộ hành

+ Diện tích mặt cắt ngang + Số lề bộ hành

+ Chiều dài 1 lề bộ hành

10 - Ván khuôn

+ Số lượng ván khuôn+ Diện tích trung bình 1 ván khuôn+ Chiều dài 1 ván khuôn

- Mặt cắt ngang cầu

+ Khổ cầu+ Bề rộng dành cho người đi bộ+ Bề rộng lan can

12 - Gờ lan can

+ Diện tích mặt cắt ngang lan can+ Số gờ lan can

+ Chiều dài một nhịp lan can

- Cao trình đỉnh thân trụ

+ Tổng chiều rộng cầu+ Số làn xe thiết kế

+ Hệ số làn xe

+ Bề dày bản mặt cầu+ Bề dày lớp bê tông Atphan+ Bề dày lớp mui luyện tạo dốc+ Bề dày lớp phòng nước+ Chiều cao dầm chính+ Chiều cao dầm tính đến lớp phủ

Tên gọi các cao trình

- Cao trình đỉnh xà mũ

- Cao trình mực nước thông thuyền

- Cao trình đỉnh bệ móng

- Cao trình đáy bệ móng

Tên gọi các cao trình

- Cao trình mặt đất tự nhiên

- Cao trình mực nước thấp nhất

- Cao trình mực nước cao nhất

Trang 4

2.4 Đặc trưng vật liệu thiết kế

3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ

3.1 TẢI TRỌNG THẲNG ĐỨNG TÁC DỤNG LÊN TRỤ

3.1.1 Tĩnh tải kết cấu phần trên

3.1.2 Tĩnh tải kết cấu phần dưới

- Láng vữa vuốt dốc

- Hệ thống thoát nướcTổng cộngTổng cộng các lớp phủ mặt cầu

Tên kết cấu hoặc cấu kiện

- Xà mũ

- Đất đắp trên bệ móng

+ Tỷ trọng của đất đắp+ Góc nội ma sát của đất đắp

+ Góc ma sát giữa đất đắp và tường + Góc của đất đắp với phương nằm ngang

5 - Lớp phòng nước

+ Tỷ trọng lớp phòng nước

+ Mô đun đàn hồi của thép

3 - Bê tông Atphan

+ Tỷ trọng bê tông Atphan4

+ Tỷ trọng lớp mui luyện tạo dốc

- Lề bộ hành

- Gờ lan can

Trang 5

3.1.3 Xác định tải trọng thẳng đứng do hoạt tải HL-93

3.1.3.1 Xe tải kết hợp với tải trọng làn

· Trường hợp đặt hai xe tải với khoảng cách bánh trước của xe này cách bánh sau của xe kia là 15m

- Tổ hợp với 90% hiệu ứng của xe tải thiết kế + 90% hiệu ứng của tải trọng làn

Tung độ đường ảnh hưởng0.520.761.008.90LLlan

ảnh hưởng

1 Xe tải thiết

kế

0.160.000.00

82.779.3

Trang 6

3.1.3.2 Xe ba trục kết hợp với tải trọng làn

· Chọn giá trị tính duyệt cho hoạt tải HL 93:

- Tải trọng xe:

+ Lức thẳng đứng gối trái gây lệch tâm lớn nhất: LL1= 213.50 kN

- Lực xung kích:

+ Lực xung kích gối tráiù gây lệch tâm lớn nhất: IM1= 40.96 kN

3.1.3.3 Xếp xe theo phương ngang cầu gây mô men lệch tâm lớn nhất

· Hoạt tải xe thiết kế LL= 239.82 kN

3.1.4 Tải trọng người đi bộ

3.1.4.1 Theo phương dọc cầu

· Trường hợp người đi bộ đi trên hai lề trên cả hai nhịp

- Tải trọng người bộ hành thiết kế là 3ø kN/m2

- Phản lực gối do tải trọng người đi bộ PL= 106.8 kN

· Trường hợp người đi trên hai lề trên nhịp trái

3.1.4.2 Theo phương ngang cầu

· Trường hợp người đi trên một lề trên cả hai nhịp

3.1.5 Áp lực thẳng đứng do đất đắp tác dụng lên bệ trụ

· Bảng tính áp lực thẳng đứng do đất đắp lên bệ móng

EV=EAVEV (kN)0.00

Trang 7

+ L: là chiều dài của khối đất đắp, m+ VEV: là thể tích đất đắp sau mố tác dụng thẳng đứng lên các mặt cắt đang xét, m3+ EV: là áp lực thẳng đứng do đất đắp sau mố, kN

3.1.6 Tải trọng gió thẳng đứng tác dụng lên trụ

- Tốc độ gió thiết kế xác định theo công thức

- Trong đó

+ VB: gió giật cơ bản trong 3s với chu kỳ xuất hiện 100 năm, (m/s) + Khu vực xây dựng cầu thuộc vùng tính gió I nên VB= 38.00 m/s+ S: là hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu, S = 1.09

- Tải trọng gió thẳng đứng tác dụng vào trọng tâm của tiết diện thích hợp xác định theo công thức

- Trong đó

+ AV: là diện tích phẳng của mặt cầu hay cấu kiện để tính tải trọng gió thẳng đứng, m2+ PV: là tải trọng gió thẳng đứng, kN

3.2 TẢI TRỌNG NGANG TÁC DỤNG LÊN TRỤ

3.2.1 Tải trọng do lực hãm xe

- Lực hãm xe lấy bằng 25% của trọng lượng các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho mỗi làn được đặt trong tất cả các làn thiết kế được chất tải và coi như đi cùng một chiều

- Lực này tác dụng nằm ngang cách phía trên mặt đường 1.80m

- Gối cầu thiết kế là

3.2.2 Tải trọng do lực ly tâm

- Lực ly tâm được lấy bằng tích số của các trọng lượng trục của xe tải hay xe hai trục với hệ số C

Lực ly tâm tác dụng nằm ngang cách phía trên mặt đường 1.80m

- Trong đó:

+ v: là tốc độ thiết kế đường ô tô, m/s v= 8.333m/s

- Tải trọng lực ly tâm CE là

3.2.3 Tải trọng do lực ma sát

- Lực ma sát chung gối cầu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma sát giữa các mặt trượt Khi thích hợp phải xét đến tác động của độ ẩm và khả năng giảm phẩm chất hoặc nhiễm bẩn của mặt trượt hay xoay đối với hệ số ma sát

- Gối cầu thiết kế

- Hệ số ma sát giữa bê tông và gối cầu fmax=

3.2.4 Tính lực ngang do nhiệt độ thay đổi

- Lực ngang do sự biến dạng của một kết cấu chất dẻo gối cao su gây ra, có thể xác định theo công thức:

2

3 4





h nGA TU

Trang 8

- Trong đó:

+ A: là diện tích mặt bằng của chất dẻo hoặc gối, A= 0.00mm2

+ hrt: là tổng chiều cao của khối chất dẻo hoặc gối, hrt= 25.00mm

3.2.5 Tính tải trọng nước, WA

3.2.5.1 Aùp lực nước tĩnh

- Tính tại mặt cắt đỉnh bệ:

- Tính tại mặt cắt đáy bệ:

3.2.5.2 Tính lực đẩy nổi

3.2.6 Aùp lực dòng chảy

3.2.6.1 Aùp lực dòng chảy theo chiều dọc trụ

- Aùp lực nước chảy tác dụng theo chiều dọc của kết cấu phần dưới phải được tính theo công thức:

1.619 kN/m2

- Trong đó:

+ p: là áp lực nước chảy, kN/m2



rt

h nGA TU





Trang 9

3.2.6.2 Aùp lực dòng chảy theo chiều ngang trụï

- Aùp lực ngang phân bố đều trên kết cấu phần dưới do dòng chảy lệch với chiều dọc của tru một gócđược lấy bằng:

1.16 kN/m2

- Trong đó:

+ p: là áp lực nước chảy, kN/m2+ CL: là hệ số cản theo chiều ngang của trụ, CL= 1.00 Dim

3.2.7 Tính tải trọng gió

3.2.7.1 Tải trọng gió tác dụng lên công trình, WS

- Tải trọng gió tác dụng lên công trình: bao gồm tải trọng gió tác dụng lên kết cấu phần trên và tải trọng gió tác dụng lên kết cấu phần dưới

3.2.7.1.1 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu phần trên

· Tải trọng gió ngang

- Tải trọng gió ngang cầu xác định theo công thức

- Trong đó:

+ V: là vận tốc gió thiết kế, m/s+ At: là diện tích kết cấu hay cấu kiện tính tải trọng gió ngang, m2+ Cd: là hệ số cản được quy định trong hình 3.8.1.2.1-1 22TCN 272-05Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can, b= 4.00 m

Chiều cao kết cấu phần trên bao gồm cả lan can đặc, d= 1.65 m

· Bảng tính tải trọng gió ngang tác dụng lên công trình

V (m/s) Cd At (m2) 1.8At (kN) PD (kN) PDchon (kN)

· Tải trọng gió dọc

- Đối với mố, trụ, kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu khác có một bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu thì phải xét tải trọng gió dọc

- Trong trường hợp này không xét đến tải trọng gió dọc lên kết cấu phần trên

3.2.7.1.2 Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu phần dưới

- Tải trọng gió tác dụng lên xà mũ:

t d

t

P 0.0006 2 1.8

Trang 10

- Tải trọng gió tác dụng lên xà mũ:

3.2.7.2 Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ, WL

- Tải trọng gió ngang lên xe cộ lấy bằng tải trọng phân bố 0.75kN/m, tác dụng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1.8m so với mặt đường

- Tải trọng gió dọc lên xe cộ lấy bằng tải trọng phân bố 0.75kN/m, tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1.8m so với mặt đường

- Gối cầu thiết kế là Gối cao su

4 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG (Sử dụng khi tính toán xà mũ)

4.1 Hệ số phân bố dầm trong cho 1 làn xe thiết kế:

0.4455

4.2 Hệ số phân bố dầm trong cho nhiều làn xe thiết kế:

0.3769

- Phạm vi áp dụng:

Phạm vi áp dụng thỏa

4.3 Hệ số phân bố dầm biên cho 1 làn xe thiết kế: (Sử dụng phương pháp đòn bẩy)

- Với xe tải thiết kế:

2

4

730006000

300110

49001100

12 9

b

g tt s

N

K L t S





Trang 11

- Với tải trọng người đi bộ:

- Trong đó:

+ yi: là tung độ đường ảnh hưởng của trục bánh xe,+ wlan: là diện tích đường ảnh hưởng tải trọng làn, + wPL: là diện tích đường ảnh hưởng tải trọng người đi bộ,

4.4 Hệ số phân bố dầm biên cho nhiều làn xe thiết kế:

0.2418

- Trong đó:

+ de=Sk-B3-Blbh= 125.00 mm

- Phạm vi áp dụng: -300<=de<=1700 Phạm vi áp dụng thỏa

· Bảng kết quả phân bố tải trọng xác định phản lực R 1

0.5077

Trang 12

5 TỔ HỢP NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG

- Ghi chú:

+ Mô men dương (+) hướng về gối trái

+ Mô men âm (-) hướng về gối phải

+ Tổ hợp lực tác dụng bất lợi xét cho trường hợp hướng về gối trái

- Nguyên tắc khi tổ hợp tải trọng trong thiết kế :

+ Tải trọng thẳng đứng tổ hợp với hệ số tải trọng max

+ Tải trọng gây ra mô men phía gối trái tổ hợp với hệ số tải trọng max

+ Tải trọng gây ra mô men phía gối phải tổ hợp với hệ số tải trọng min

+ Các tải trọng ngang tác dụng lên trụ gây ra mô men theo phương ngang cầu xétcho trường hợp cùng chiều và tổ hợp với hệ số tải trọng max

5.1 TỔ HỢP NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT XÀ MŨ PHẦN CÁNH HẪNG,VỊ TRÍ 5-5

5.1.1 TỔNG HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG

Lực đứng Độ lệch tâm Mô men

- Tĩnh tải kết cấu cấu phần trên

- Tĩnh tải kết cấu cấu phần dưới

1 - Tĩnh tải kết cấu phần trên

- Hoạt tải xe thiết kế

- Lực xung kích

- Tải trọng người đi bộ

- Tải trọng gió thẳng đứng

2 - Tĩnh tải bản thân

+ Xà mũ (phần 1)+ Xà mũ (phần 2)+ Xà mũ (phần 3)+ Đá kê gối+ Tường che+ Mấu neo+ Láng vữa tạo dốc

- Tải trọng gió lên công trình

- Lực xung kích

Trang 13

5.1.3 TỔ HỢP TẢI TRỌNG THEO CÁC TTGH

5.1.3.1 Bảng hệ số tải trọng

5.1.3.2 Hệ số điều chỉnh tải trọng

- Trạng thái giới hạn cường độ

5.1.3.3 Tổ hợp nội lực theo các TTGH

- Tổ hợp tải trọng xác định theo công thức:

Tổ hợp= (DCDC+DWDW+LLLL+IMIM+PLPL+EHEH……)

5.2 TỔ HỢP NỘI LỰC TẠI MẶT TẠI MẶT CẮT ĐỈNH BỆ TRỤ, VỊ TRÍ 2-2

5.2.1.1 Mô men tác dụng lên trụ do tải trọng thẳng đứng gây ra theo phương dọc cầu

Trang 14

PL= 106.80 -

-5.2.1.2 Mô men tác dụng lên trụ do các tải trọng gây ra theo phương dọc cầu

Lực ngang Độ lệch tâm Mô men

5.2.1.3 Mô men tác dụng lên trụ do các tải trọng gây ra theo phương ngang cầu

5.2.2 TỔ HỢP NỘI LỰC THEO CÁC TTGH

5.3 TỔ HỢP NỘI LỰC TẠI MẶT CẮT ĐÁY BỆTRỤ, VỊ TRÍ 1-1

5.3.1.1 Mô men tác dụng lên trụ do tải trọng thẳng đứng gây ra theo phương dọc cầu

- Tải trọng do lực hãm xe

- Tải trọng do lực ly tâm

5

- Tải trọng do lực ma sát

- Lực ngang do nhiệt độ thay đổi

- Aùp lực dòng chảy theo chiều ngang trụ

- Tải trọng gió tác dụng lên công trình

- Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ

- Lực đẩy nổi

- Aùp lực dòng chảy theo chiều dọc trụ

N, kN

- Tải trọng do hoạt tải xe thiết kế

Trang 15

-5.3.1.2 Mô men tác dụng lên trụ do các tải trọng gây ra theo phương dọc cầu

5.3.1.3 Mô men tác dụng lên trụ do các tải trọng gây ra theo phương ngang cầu

5.3.2 TỔ HỢP NỘI LỰC THEO CÁC TTGH

- Tải trọng do lực hãm xe

3 - Hoạt tải xe thiết kế

4 - Lực xung kích

5 - Tải trọng người đi bộ

DW=

- Tải trọng do lực ly tâm

- Tải trọng do lực ma sát

- Lực ngang do nhiệt độ thay đổi

- Aùp lực dòng chảy theo chiều ngang trụ

- Lực đẩy nổi

N, kN

- Tải trọng do hoạt tải xe thiết kế

Trang 16

-5.4.2 TỔ HỢP TẢI TRỌNG THEO CÁC TTGH

Ghi chú:

- Mô men hướng cùng chiều kim đồng hồ mang dấu dương (+)

- Mô men hướng ngược chiều kim đồng hồ mang dấu âm (-)

- Lực cắt hướng cùng chiều kim đồng hồ mang dấu dương (-)

- Lực cắt hướng ngược chiều kim đồng hồ mang dấu âm (+)

· Tổ hợp với hệ số tải trọng max

-5.5 TỔ HỢP NỘI LỰC TẠI VỊ TRÍ 6-6

5.5.1 QUAN ĐIỂM TÍNH TOÁN

* Quan điểm tính toán:

- Xà mũ cánh trong chịu lực rất phức tạp Mối nối giữa xà mũ cánh trong và cột trụ có tính ngàm chặt,tính chất này có phụ thuộc vào độ cứng chống xoắn của cột trụ Xà mũ cánh trong làm việc như một dầm hai đầu ngàmchịu uốn dưới tác dụng của lực thẳng đứng

- Theo phương ngang cầu: lấy khẩu độ tính toán của xã mũ cánh trong là khoảng cách từ tim đến tim giữa hai cột trụ

- Để đơn giản trong tính toán ta tính toán xà mũ cánh trong theo phương ngang cầu theo sơ đồ dầm giảnđơn sau đó nhân với hệ số điều chỉnh xét đến tính liên tục của xà mũ cánh trong

Trang 17

+ Hệ số điều chỉnh xét đến mô men dương hs= 0.50

5.5.2 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN

5.5.3.1 CÁC TẢI TRỌNG ĐƠN VỊ TÁC DỤNG LÊN MỘT GỐI CẦU

- Chiều dài nhịp tính toán

- khoảng cách S1

- khoảng cách S2

- Lực xung kích

Tên tải trọng

- Số gối cầu trong nhịp tính toán

1 - Tĩnh tải kết cấu phần trên tác dụng lên một gối cầu

2 - Tĩnh tải bản thân tác dụng lên một gối cầu

+ Xà mũ phần trong+ Đá kê gối+ Tường che+ Mấu neo+ Láng vữa tạo dốc

- Lực xung kích

- Tĩnh tải

Trang 18

4 PL= - kN

5.5.3.3 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC XÀ MŨ CÁNH TRONG

5.5.3.3.1 XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG LỰC CẮT VÀ MÔ MEN

L= 2.20 M

· Tung độ đường ảnh hưởng mô men và lực cắt

5.5.3.4 TỔ HỢP NỘI LỰC THEO CÁC TTGH

Đường ảnh hưởng lực cắt tại gối

Đường ảnh hưởng mô men tại giữa nhịp

PP đường ảnh hưởng

- Tung độ đường ảnh hưởng mô men

- Tung độ đường ảnh hưởng lực cắt

PP đường ảnh hưởng

779.53367.64686.87466.79529.11

- SỬ DỤNG

Trang 20

1 Bảng tổng hợp nội lực

2 Đặc trưng vật liệu dùng thiết kế

4 - Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép chịu kéo fy= 390.00 Mpa

3 Tính toán bố trí cốt thép

3.1 Chọn cốt thép và bố trí

- Hệ số sức kháng dùng cho uốn và kéo bê tông cốt thép =0.9

- Bố trí một lớp cốt thép

3.2 Kiểm toán theo TTGH CĐ

3.2.1 Kiểm tra sức kháng uốn

- Sức kháng uốn tính toán:

Mr=Mn=Asfy(ds-a/2)Mu

- Trong đó:

+ As: là diện tích cốt thép thường chịu kéo, mm2+ ds: là khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo, mm

TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT CẮT 5-5

y s

b f

f A a

'

85 0

Trang 21

- Kiểm toán theo công thức: c/de0.42

3.2.3 Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu

- Kiếm toán theo công thức: Pmin0.03f'c/fy

- Trong đó:

+ Pmin: là tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên, Pmin= 0.0047+ Xác định giá trị 0.03f'c/fy= 0.0023

3.2.4 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt

- Kiểm toán theo công thức: Vr=VnVu

- Trong đó:

+ : là hệ số sức kháng cắt, =0.9+ Vr: là sức kháng cắt tính toán, kN+ Vu: là lực cắt tính toán, Vu= 395.58 kN+ Vn: là sức kháng cắt danh định, xác định bằng trị số nhỏ hơn của

Vn1=Vc+Vs+VpVn2=0.25f'cbvdv+Vp+ Vc: là sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bê tông, kN+ Vs: là sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt, kN

+ Vp: là thành phần lực dự ứng lực hữu hiệu trên hướng lực cắt tác dụng, kN+ bv: là bề rộng bản bụng hữu hiệu lấy bằng bề rộng nhỏ nhất trong chiều cao dv, mm

+: là góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ)+ Av: là diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm2)

- Đối với mặt cắt không dự ứng lực ta xác định được các giá trị như sau:

s

g g

d f A



Trang 22

= 90 Độ

- Cự ly tối đa của các thanh cốt thép ngang s  345.73 mm

- Chọn cự ly giữa các thanh cốt thép ngang schon= 150.00 mm

- Chọn diện tích cốt thép ngang trong cự ly s là Av= 2 16 = 402.12 mm2

- Kiểm tra điều kiện đặt cốt thép ngang Trừ đối với bản, đế móng và cống, cốt thép ngang phải đượcđặt khi Vu>0.5(Vc+Vp), kiểm tra:

 kiểm tra lượng cốt thép ngang tối thiểu

- Kiểm tra lượng cốt thép ngang tối thiểu theo công thức:

 Lượng cốt thép ngang tối thiểu bố trí đạt

- Thay các giá trị vào công thức trên ta được:

3.3 Kiểm toán theo TTGH SD (Kiểm tra nứt)

- Các cấu kiện phải được cấu tạo sao cho ứng suất kéo trong cốt thép thường ở TTGH SD sao cho:

+ Tổng mô men tĩnh đối với trục trung hòa, ta có:

A d

Z f



Trang 23

4 TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT CẤU TẠO

4.1 Chiều dài triển khai neo của cốt thép cột vào bệ móng (Chiều dài triển khai cốt thép chịu nén)

- Chiều dài triển khai cơ bản, ldb, đối với các thanh chịu nén không được nhỏ hơn 200mm hoặc:

0,24dbfy(f'c)1/2

4.2 Tính chiều dài cốt thép nối chồngø tối thiểu từ móng và cốt thép cột phía trên (Chiều dài

triển khai cốt thép nối chồng chịu nén)

- Đối với các mối nối chồng thanh chịu nén không được nhỏ hơn 300mm hoặc:

4.3 Chiều dài triển khai neo của thép móng tính từ tiết diện tới hạn tại mặt thân cột (Chiều dài

triển khai cốt thép chịu kéo)

- Chiều dài triển khai cốt thép chịu kéo không được nhỏ hơn 300mm hoặc:

- Chiều dài triển khai thực tế:

Trang 24

- Bố trí một lớp cốt thép

3.2 Kiểm toán theo TTGH CĐ

3.2.1 Kiểm tra sức kháng uốn

- Sức kháng uốn tính toán:

Mr=Mn=Asfy(ds-a/2)Mu

- Trong đó:

+ As: là diện tích cốt thép thường chịu kéo, mm2+ ds: là khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo, mm

y s

b f

f A

85 0

Trang 25

3.2.2 Kiểm tra lượng cốt thép tối đa

- Trong đó:

+ Pmin: là tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên, Pmin= 0.0047+ Xác định giá trị 0.03f'c/fy= 0.0023

3.2.4 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt

- Trong đó:

+ : là hệ số sức kháng cắt, =0.9+ Vr: là sức kháng cắt tính toán, kN+ Vu: là lực cắt tính toán, Vu= 779.53 kN+ Vn: là sức kháng cắt danh định, xác định bằng trị số nhỏ hơn của

{

v v c

V  0.083  '

s

g g

d f A



Trang 26

= 2.00

- Chọn diện tích cốt thép ngang trong cự ly s là Av= 2 16 = 402.12 mm2

 kiểm tra lượng cốt thép ngang tối thiểu

- Kiểm tra lượng cốt thép ngang tối thiểu theo công thức:

 Lượng cốt thép ngang tối thiểu bố trí đạt

Vn2=0.25f'cbvdv+Vp= 3889.46 kN

A d

Z f

Trang 27

0,24dbfy(f'c)1/2

Trang 28

- Trụ thân cột chịu lực rất phức tạp Mối nối giữa cột trụ và bệ móng có tính chất ngàm chặt, tính chấtnày có phụ thuộc vào độ cứng chống xoắn của bệ móng.Cột trụ làm việc như một dầm cánh hẫng với một đầu ngàmchặt vào bệ móng và một đầu quay tự do như một công xol

- Để tính toán cột trụ ta xác định tất cả các lực gây ra tại đầu ngàm của các cột trụ vào bệ móng

- Tính toán cột trụ cho trường hợp bất lợi nhất, để thiên về an toàn trong tính toán ta giả thiết chỉ một

cột trụ ngàm vào bệ cọc là chịu lực chính, cột trụ còn lại có tác dụng như như gối đỡ của nhịp giản đơn quay tự do

- Để đơn giản trong tính toán ta tính cột trụ với tất cả các lực tác dụng tại chân ngàm của các cột trụ vào bệï móng rồi sau đó nhân với hệ số điều chỉnh xét đến tính liên tục của cột trụ

3.2 Tính các đặc trưng hình học của tiết diện

- Quy đổi tiết diện về hình chữ nhât:

Trang 29

x

- Tính các đặc trưng hình học:

3.3 Kiểm tra cấu kiện uốn theo hai phương

3.3.1 Xác định điều kiện kiểm toán

- Ta có:

+ : là hệ số sức kháng nén dọc trục,= 0.75Dim

 Kiểm toán theo công thức 5.7.4.5.1

- Vậy kiểm toán theo công thức:

- Trong đó:

- Mrx: là sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương trục x-x, tính như sau:

3.3.2 Đánh giá gần đúng về hiệu ứng độ mảnh

· Theo phương ngang cầu





ry uy rx

ux M

M M M

y s

b f

f A

85 0

y s

b f

f A

85 0

u xr l K

Trang 30

- Xác định giá trị:

- Trong đó:

+ rx: là bán kính quán tính theo phương trục x-x, rx= 0.17 m

 Xét đến hiệu ứng độ mảnh

- Mô men theo phương dọc cầu nhân thêm hiệu ứng độ mảnh (hệ số phóng đại mô men):

- Hệ số phóng đại mô men tính như sau:

- Trong đó:

· Theo phương dọc cầu

- Xác định giá trị:

- Trong đó:

+ ry: là bán kính quán tính theo phương trục x-x, ry= 0.17 m

 Xét đến hiệu ứng độ mảnh

- Mô men theo phương dọc cầu nhân thêm hiệu ứng độ mảnh (hệ số phóng đại mô men):

- Hệ số phóng đại mô men tính như sau:

- Trong đó:

1.019

x

u xr

l K



x

u x

r

l K

y

u yr

l K



y

u y

r

l K

0 1 1







e u

m b

P P C







e u

m b

P P C

Trang 31

+ Hệ số Cm, Cm= 1.00Dim

- Tính giá trị:

3.4 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt

3.4.1 Kiểm tra theo phương ngang cầu

- Kiểm toán theo công thức: Vr=jVn³Vu

- Trong đó: + j: là hệ số sức kháng cắt, j=0.9

+ Vr: là sức kháng cắt tính toán, kN+ Vu: là lực cắt tính toán, Vu= 56.28 kN+ Vn: là sức kháng cắt danh định, xác định bằng trị số nhỏ hơn của

+ : là góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ)+ Av: là diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm2)

- Chọn diện tích cốt thép ngang trong cự ly s là Av=  10 = 78.54 mm2

- Kiểm tra điều kiện đặt cốt thép ngang Trừ đối với bản, đế móng và cống, cốt thép ngang phải đượcđặt khi Vu>0.5j(Vc+Vp), kiểm tra:

 Không kiểm tra hàm lượng cốt thép ngang, bố trí cốt thép ngang cấu tạo.

rx

ux b

M

M M



v v c

V  0 083  '

s

g g

d f A



Trang 32

- Sức kháng cắt tính toán là: Vr=Vn= 354.23 kN

3.4.2 Kiểm tra theo phương dọc cầu

- Trong đó: +: là hệ số sức kháng cắt, =0.9

- Cự ly tối đa của các thanh cốt thép ngang s 209.99 mm

- Chọn diện tích cốt thép ngang trong cự ly s là Av=  10 = 78.54 mm2

s

g g

d f A



Trang 33

- Trong đó: + dc: là chiều cao phân bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng cho đến tâm của thanh hay sợi đặt gần nhất Nhằm mục đích tính toán phải lấy chiều dày tịnh của lớp bê tông bảo vệ dc không được lớn

+ A: là diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo và được baobởi các mặt của mặt cắt ngang và đường thẳng song song với trục trung hòa chia cho số lượng của các thanh hay sợi Nhằm mục đích tính toán phải lấy chiều dày tịnh của lớp bê tông bảo vệ không được lớn hơn 50mm

A d

Z f

c sa

A d

Z f

Trang 34

fsa= 330.19 Mpa

- Xác định fs:

+ Hệ số quy đổi thép sang bê tông n= 6.79+ Tính các đặc trưng tiết diện chuyển đổi cho mặt cắt rộng 1mm có hai lớp cốt thép Ứng suất kéo tính cho một loại cốt thép, thiên về an toàn bỏ qua cốt thép thớ trên

0,24dbfy(f'c)1/2

Trang 35

- Trụ thân cột chịu lực rất phức tạp Mối nối giữa cột trụ và bệ móng có tính chất ngàm chặt, tính chất

này có phụ thuộc vào độ cứng chống xoắn của bệ móng.Cột trụ làm việc như một dầm cánh hẫng với một đầu ngàm

chặt vào bệ móng và một đầu quay tự do như một công xol

- Để tính toán cột trụ ta xác định tất cả các lực gây ra tại đầu ngàm của cột trụ vào bệ móng

- Tính toán cột trụ cho trường hợp bất lợi nhất, để thiên về an toàn trong tính toán ta giả thiết chỉ một

cột trụ ngàm vào bệ cọc là chịu lực chính, cột trụ còn lại có tác dụng như như gối đỡ của nhịp giản đơn quay tự do

- Để đơn giản trong tính toán ta tính cột trụ với tất cả các lực tác dụng tại chân ngàm của cột trụ vào

bệï móng rùi sau đó nhân với hệ số điều chỉnh xét đến tính liên tục của cột trụ

Tên gọi và các đặc trưng vật liệu dùng trong thiết kế

Trang 36

- Chọn và bố trí cốt thép theo phương y-y 4 28  As = 2463.01 mm

3.2 Tính các đặc trưng hình học của tiết diện

- Quy đổi tiết diện về hình chữ nhât:

x

- Tính các đặc trưng hình học:

3.3 Kiểm tra cấu kiện uốn theo hai phương

3.3.1 Xác định điều kiện kiểm toán

- Ta có:

+ : là hệ số sức kháng nén dọc trục, = 0.7500Dim

 Kiểm toán theo công thức 5.7.4.5.1

- Vậy kiểm toán theo công thức:

- Trong đó:

+ prx: là sức kháng dọc trục tính toán được xác định trên cơ sở chỉ tồn tại độ lệch ey, kN,

+ pry: là sức kháng dọc trục tính toán được xác định trên cơ sở chỉ tồn tại độ lệch ex, kN,

+ P0: được xác định theo công thức

P0=0,75[0.85f'c(Ag-Ast)+fyAst]= 8580.78kN + : là hệ số sức kháng quy định , lấy=0,80

+ f'c: là cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày, Mpa

+ fy: là giới hạn chảy nhỏ nhất quy định của thép, Mpa

+ Ag: là diện tích nguyên của mặt cắt ngang cọc, m2

0

1 1 1 1

P P P

Trang 37

 Prxy= 4565.81 kN

3.3.2 Kiểm tra lượng cốt thép tối đa

3.4 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt

- Kiểm toán theo công thức: Vr=Vn³Vu

- Trong đó: + : là hệ số sức kháng cắt,=0.9

Vn1=Vc+Vs+Vp

Vn2=0.25f'cbvdv+Vp+ Vc: là sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bê tông, kN+ Vs: là sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt, kN

s

g g

d f A



Trang 38

+ : là góc nghiêng của ứng suất nén chéo (độ)+ : là góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ)+ Av: là diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm2)

- Chọn diện tích cốt thép ngang trong cự ly s là  10 = 78.54 mm2

- Kiểm toán theo công thức: Vr=Vn³Vu

- Trong đó: + : là hệ số sức kháng cắt, =0.9

Vn1=Vc+Vs+Vp

Vn2=0.25f'cbvdv+Vp+ Vc: là sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bê tông, kN+ Vs: là sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt, kN

g g

d f A



- Trong đó:

+ s: là cự ly cốt thép ngang, mm+ b: là hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo + q: là góc nghiêng của ứng suất nén chéo (độ)

+ a: là góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ)+ Av: là diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm2)

s

Trang 39

q= 45 Độ

- Chọn diện tích cốt thép ngang trong cự ly s là Av=  10 = 78.54 mm2

Vn2=0.25f'cbvdv+Vp= 1944.00 kN

777.60 kN

{

A d

Z f

Trang 40

- Trong đó: + dc: là chiều cao phân bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng cho đến tâm của thanh hay sợi đặt gần nhất Nhằm mục đích tính toán phải lấy chiều dày tịnh của lớp bê tông bảo vệ dc không được lớn

A d

Z f

+ Hệ số quy đổi thép sang bê tông n= 6.79+ Tính các đặc trưng tiết diện chuyển đổi cho mặt cắt rộng 1mm có hai lớp cốt thép Ứng suất kéo tính cho một loại cốt thép, thiên về an toàn bỏ qua cốt thép thớ trên

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	4,1 MB