PHÂN TÍCH PHỔ CHO ĐỘNG ĐẤT MẠNH, CẦU BÃI CHÁY

PHÂN TÍCH PHỔ, CHO ĐỘNG ĐẤT MẠNH, CẦU BÃI CHÁY

3-1-2-4 Phân tích phổ cho động đất mạnh (1) Phổ đáp ứng trung bình

Giá trị gia tốc lớn nhất là 132gal

Hình 3-35 Phổ cho cầu Bãi Cháy (động đất mạnh) (2) Kết quả tính toán

i- Kết quả tính toán được thể hiện như sau

Hình 3-36 Chuyển vị lớn nhất theo phương dọc Hình 3-37 Gia tốc lớn nhất theo phương dọc Hình 3-38 Lực thiết kế lớn nhất (mô men uốn) theo phương dọc Hình 3-39 Lực thiết kế lớn nhất (lực cắt) theo phương dọc Hình 3-40 Chuyển vị lớn nhất theo phương ngang

Hình 3-41 Gia tốc lớn nhất theo phương ngang Hình 3-42 Lực thiết kế lớn nhất (mô men uốn) theo phương ngang Hình 3-43 Lực thiết kế lớn nhất (lực cắt) theo phương ngang Hình 3-44 Lực thiết kế lớn nhất (lực xoắn) theo phương vuông góc cầu

Phổ đáp ứng trung bình

Hình 3-36 Chuyển vị lớn nhất theo phương dọc

Hình 3-37 Gia tốc lớn nhất theo phương dọc

Hình 3-38 Lực thiết kế lớn nhất (mô men uốn) theo phương dọc

Hình 3-39 Lực thiết kế lớn nhất (lực cắt) theo phương dọc

Hình 3-40 Chuyển vị lớn nhất theo phương ngang

Hình 3-41 Gia tốc lớn nhất theo phương ngang

Hình 3-42 Lực thiết kế lớn nhất (mô men uốn) theo phương ngang

Hình 3-43 Lực thiết kế lớn nhất (lực cắt) theo phương ngang

Hình 3-44 Lực thiết kế lớn nhất (lực xoắn) theo phương vuông góc cầu

ii Lực đáp ứng cho phần chính

- Phương dọc cầu

Bảng 3-16 Kết quả phân tích Phổ đáp ứng theo phương dọc (Amax =132 gal) 1 gal = 10-2 m/giây2

Trụ

M tm - - 4528 11044 1762 5014 11530 2305 Tĩnh

M tm 4,082 10,051 15,604 39516 5,842 19297 39689 6,221

Động

M tm 4,082 10,051 20,132 50560 7,604 24311 51219 8,526 Tổng

Bỏ qua

- Phương ngang

Bảng 3-17 Kết quả phân tích Phổ đáp ứng theo phương ngang

M tm 20,119 35,537 8,899 65,187 7,836 8,679 60412 7,445 6,700 2,772

Động

đất

(3) So sánh lực thiết kết giữa phân tích tĩnh học và phân tích động học

Bảng 3-18 Phương dọc

Lực dọc trục t 1,643 2,594 20791 23774 20,592 23,592

BM Động học 4,082 10,051 20132 50,560 7,604 24,311 51,219 8,526

SF Tĩnh học 245 336 1,182 1,230 188 1,237 1,288 234

Bỏ qua

Bảng 3-19 Phương ngang

Lực dọc trục t 1,618 2,342 21014 23551 17768 20,824 23,361 17,579 370 1,538

BM Động học 20119 35537 8,899 65187 7,836 8,679 60,412 7,445 6,700 2,772

SF Động học 842 905 1,177 1,312 351 1,090 1,211 291 728 295

BM = Mô men uốn t.m

SF = Lực cắt t

3-1-2-5 Phân tích đáp ứng theo lịch sử thời gian đối với động đất mạnh (1) Các sóng động đất quan trắc được

Hình 3-45 Sóng động đất quan trắc được Giá trị gia tốc lớn nhất là 132 gal đối với lực động đất mạnh

(2) Kết quả tính toán i- Kết quả tính toán được thể hiện như sau

Hình 3-46 Chuyển vị lớn nhất theo phương dọc Hình 3-47 Gia tốc lớn nhất theo phương dọc Hình 3-48 Lực thiết kế lớn nhất (mô men uốn) theo phương dọc Hình 3-49 Lực thiết kế lớn nhất (lực cắt) theo phương dọc

Hình 3-50 Chuyển vị lớn nhất theo phương ngang Hình 3-51 Gia tốc lớn nhất theo phương ngang Hình 3-52 Lực thiết kế lớn nhất (mô men uốn) theo phương ngang Hình 3-53 Lực thiết kế lớn nhất (lực cắt) theo phương ngang Hình 3-54 Lực thiết kế lớn nhất (lực xoắn) theo phương ngang

Hình 3-46 Chuyển vị lớn nhất theo phương dọc

Hình 3-47 Gia tốc lớn nhất theo phương dọc

Hình 3-48 Lực thiết kế lớn nhất (mô men uốn) theo phương dọc

Hình 3-49 Lực thiết kế lớn nhất (lực cắt) theo phương dọc

Hình 3-50 Chuyển vị lớn nhất theo phương ngang

Hình 3-51 Gia tốc lớn nhất theo phương ngang

Hình 3-52 Lực thiết kế lớn nhất (mô men uốn) theo phương ngang

Hình 3-53 Lực thiết kế lớn nhất (lực cắt) theo phương ngang

Hình 3-54 Lực thiết kế lớn nhất (lực xoắn) theo phương ngang

ii Lực đáp ứng của phần chính

- Phương dọc

Bảng 3-20 Kết quả phân tích đáp ứng theo lịch sử thời gian theo phương dọc

( Amax =132 gal) 1 gal = 10-2 m/giây2

Trụ

M tm - - 4528 11044 1762 5014 11530 2305 Tĩnh

M tm 6,332 4,071 12,156 32983 5,883 11729 32683 5,569

Động

M tm 6,332 4,071 16,684 44027 7,645 16743 44213 7,874 Tổng

S t 380 105 1,028 1,115 254 1,010 1,101 251

Bỏ qua

- Phương ngang

Bảng 3-21 Kết quả phân tích Đáp ứng theo lịch sử thời gian theo phương

ngang

M tm 10,900 18,467 4,988 36,202 5,039 6,083 28217 5,670 6,435 3,691

Động

đất

(4) So sánh lực thiết kết giữa phân tích tĩnh học và phân tích động học

Bảng 3-22 Phương dọc

Trụ

Lực dọc trục t 1,643 2,594 20791 23774 20,592 23,592

BM Động học 6,662 4,071 16684 44,027 7,645 16,743 44,213 7,874

SF Động học 380 105 1,028 1,115 254 1,010 1,101 251

Bỏ qua

Bảng 3-23 Phương ngang

Trụ

Lực dọc trục t 1,618 2,342 21014 23551 17768 20,824 23,361 17,579 370 1,538

BM Động học 10,900 18467 4,988 36202 5,039 6,083 28,217 5,670 6,435 3,691

SF Động học 479 470 664 726 324 520 624 283 763 377 Xoắn Động học 4,836 4,112

3-1-2-6 Cốt thép của cột trụ đối với động đất cấp trung bình (1) So sánh lực thiết kế

Bảng 3-24 Kết quả so sánh lực thiết kế bằng phân tích tĩnh học và phân tích

động học

Trụ P3 Trụ P4 Trụ

P1 Trụ P2 Đỉnh Đáy Đỉnh Đáy Trụ P5 Trụ P6 Phương dọc Vượt Không

vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt

Mô men uốn

Phương ngang

vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt

Phương dọc Không

vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt

Lực cắt

Phương ngang

vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt

(2) Kiểm tra mô men uốn

trụ P1

D25 – 150ctc D32 – 150ctc

Phương dọc Phương ngang N=1,643 t N= 1,618 t M= 3,943 tm M= 12,381 tm Hình 3-55 Bố trí cốt thép

Bảng 3-25 Cột trụ P1

Cường độ ứng suất của bê tông Cường độ ứng suất của thép ứng suất ứng suất giới

hạn ứng suất ứng suất giới

hạn Phương dọc 75.5

kg/cm2 2,428

kg/cm2 3,450

kg/cm2

Phương ngang 89.1 kg/cm2 3,231

kg/cm2 3,450

kg/cm2

trụ P2

D32 – 150ctc-1.5 nhóm D32 – 150ctc-2 nhóm

Phương ngang N= 1,643 t M= 3,934 tm Hình 3-56 Bố trí cốt thép

Bảng3-25 Cột trụ P2

Cường độ ứng suất của bê

tông Cường độ ứng suất của thép ứng suất giới

hạn ứng suất ứng suất giới

Phương ngang 119 kg/cm2 3,398

kg/cm2 3,450

kg/cm2

(3) Kiểm tra lực cắt

Bảng 3-26 Kết quả tính toán ứng suất cắt

3-1-2-7 Cốt thép của cột trụ đối với động đất mạnh (1) So sánh lực thiết kế

Bảng 3-27 Kết quả so sánh lực thiết kế giữa phân tích tĩnh học và phân tích

động học (đối với động đất mạnh)

Trụ P3 Trụ P4 Trụ

P1 Trụ P2 Đỉnh Đáy Đỉnh Đáy Trụ P5 Trụ P6 Phương dọc Vượt Vượt Không

vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt

Mô men uốn

Phương ngang

Vượt Vượt Không

vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt

Phương dọc Vượt Vượt Không

vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt

Lực cắt

Phương ngang

Vượt Vượt Không

vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt Không vượt

(2) Kiểm tra mô men uốn Việc kiểm tra để xác định mô men uốn của cột trụ trong trường hợp động đất mạnh phải được thực hiện thông qua so sánh với cường độ

Bảng 3-28 Kết quả kiểm tra mô men uốn đối với động đất mạnh

Lực thiết kế

M (tm)

Mu (tm) Hệ số an

toàn Phương dọc 6,332 6,733 1.063

Trụ P1

Phương ngang 20,119 21,570 1.072

Trụ P2

Phương ngang 35,537 36068 1.015

Hình 3-57 Bố trí cốt thép cho trụ P1 3-1-2-8 Bố trí cốt thép của chốt neo theo phương ngang (1) So sánh lực thiết kế

Bảng 3-29 So sánh lực thiết kế

A1 Trụ P1 Trụ P2 Trụ P5 Trụ P5

Phân tích

động học Phân tích theo lịch sử thời

Hình 3-58a Bố trí cốt thép cho trụ P2 (2) Kiểm tra mô men uốn

Ars = M / ( 0.85 x d x σ sa ) Trong đó

Ars: Khối lượng cốt thép yêu cầu M: Lực thiết kế cho một chốt neo D: Chiều cao có hiệu

σsa: Cường độ của thanh cốt thép

H×nh 3-58b Bè trÝ cèt thÐp cho trô P2

Bảng 3-30 Cốt thép yêu cầu đối với mô men uốn

Mố A1 Trụ P1 Trụ P2 Trụ P5 Trụ P6 Ghi chú

Mô men uốn cho

Kích thước của chốt neo L m 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 Chiều cao có hiệu

Khoảng cách cốt thép

Diện tích cốt thép

2 51.1 46.37 42.2 52.4 21.3

Diện tích cốt thép

2 D22-100

15 thanh

=57

D22-100

15 thanh

=57

D22-100

15 thanh

=57

D22-100

15 thanh

=57

D14-100

15 thanh

=23.1

(3) Kiểm tra lực cắt

Bảng 3-31 Cốt thép yêu cầu đối với lực cắt

Mố A1 Trụ P1 Trụ P2 Trụ P5 Trụ P6

Lực cắt của một chốt neo

Cường độ cắt tác động lên bê tông τ ck

Kg/

Cm 2 15.511 15.51 15.51 15.51 10.90

Cường độ cắt trung bình

τ m

Kg/

Cường độ cắt tác động

Cường độ cắt tác động

Diện tích cốt thép yêu

Diện tích cốt thép sử

2 D14-4 cụm

8 thanh 12.312

D14-4 cụm

8 thanh 12.312

D14-4 cụm

8 thanh 12.312

D14 -4 cụm

8 thanh 12.312

D12 -4 cụm

8 thanh 9.048

3-1-2-7 Kết luận

• Độ an toàn chống động đất có thể được xác nhận, bởi vì lực thiết kế động học sản sinh tại trụ chính P3 và P4 nhỏ hơn lực thiết kế tĩnh học

• Đặc tính động học của khoảng tần số của trụ P1 và trụ P2 tr ùng với một trong những sóng động đất quan trắc được Do đó lực thiết kế động học cao hơn lực thiết kế tĩnh học tại trụ P1 và trụ P2

Cốt thép cho cột trụ là cần thiết

• Chuyển vị theo phương dọc cầu của các bộ phận nối giữa kết cấu phần trên

và kết cấu phần dưới được nêu trong bảng 3-32

Bảng 3-32 Chuyển vị theo phương dọc cầu trong trạng thái động đất

Đơn vị: mm

Mố A1 Trụ P6

Trạng thái động đất cấp trung bình Phân tích theo thời gian 34 33

Trạng thái động đất

Mức chuyển vị này của dầm không vượt quá khoảng cách t ừ rìa dầm đến parapet

Khoảng cách của các khe co giãn và khoảng cách từ rìa dầm đến parapet là phù hợp

• Lực thiết kế tác động lên các chốt neo được nêu trong Bảng 3-33 Bảng 3-33 Đơn vị: t

Mố A1 Trụ P1 Trụ

P2 Trụ P5 Trụ P6

Phân tích theo thời gian 268 257 224 471 224

Kiểm tra phân tích động học đối với động đất cấp trung bình và động đất mạnh đã được tiến hành

Kết quả là, cần bỏ sung thêm cốt thép cho những phần sau

- Cố thép cho thân trụ P1 và P2

- Cốt thép cho chốt neo mố A1, Trụ P1 và P2

• Cốt thép cho phần thân trụ và chốt neo đã được bổ sung, độ an toàn chống

động đất được xác nhận trên mọi khía cạnh