zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272-05 CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ THEO TIÊU CHUẨN 22TCN-272-05

Chia sẻ: Huyen Vit Con Huyen Huyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Báo xấu

495
lượt xem 79
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

3.1. QUAN ĐIỂM CHUNG VỀ THIẾT KẾ Trong thiết kế các kỹ sư phải kiểm tra độ an toàn và ổn định của phương án khả thi đã được chọn. Công tác thiết kế bao gồm việc tính toán n hằm chứng minh cho những ng ười có trách nhiệm thấy rằng mọi tiêu chuẩn tính toán và cấu tạo đều được thoả mãn. Điều kiện để đảm bảo độ an toàn của một công trình là:

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272-05 CHƯƠNG 3: NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ THEO TIÊU CHUẨN 22TCN-272-05

Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 CHƯƠNG 3 : NGUYÊN LÝ THI ẾT KẾ THEO TI ÊU CHU ẨN 22TCN-272-05 3.1. QUAN ĐI ỂM CHUNG VỀ THIẾT KẾ Trong thi ết kế các kỹ s ư phải kiểm tra độ an to àn và ổn định của phương án kh ả thi đã được chọn. Công tác thi ết kế bao gồm việc tính toán n hằm chứng minh cho những ng ười có trách nhiệm thấy rằng mọi ti êu chuẩn tính to án và cấu tạo đều đ ược thoả m ãn. Điều kiện để đảm bảo đ ộ an toàn của một công tr ình là: Sức kháng của vật liệu Hiệu ứng của tải trọng Điều kiện tr ên phải được xét tr ên tất cả các bộ phận của kết cấu . Khi nói v ề sức kháng của vật liệu ta xét khả năng l àm việc tối đa của vật liệu m à ta gọi là trạng thái giới hạn (TTGH). Một trạng thái giới hạn l à một trạng thái m à vượt qua nó th ì kết cấu hay một bộ phận n ào đó không hoàn thành mục tiêu thiết kế đề ra . Mục tiêu là không vư ợt quá TTGH, tuy nhi ên đó không ph ải là mục tiêu duy nh ất, mà cần xét đến các mục đích quan trọng khác, nh ư chức năng, mỹ quan, tác động đ ến môi tr ường và yếu tố kinh tế. Sẽ là không kinh t ế nếu thiết kế một cầ u mà chẳng có bộ phận n ào, chẳng bao giờ bị h ư hỏng. Do đó cần phải xác định đâu l à giới hạn chấp nhận đ ược trong rủi ro của xác suất phá huỷ . Việc xác định một miền an to àn chấp nhận đ ược (cường độ lớn h ơn bao nhiêu so v ới hiệu ứng của tải trọng) không dựa trên ý ki ến chủ quan của một cá nhân n ào mà dựa trên kinh nghi ệm của một tập thể . Tiêu chu ẩn 22TCN272 -05 có th ể đáp ứng đ ược. 3.2. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ 3.2.1.Thiết kế theo ứng suất cho phép ( ASD - Allowable Stress Design ) Cường độ của vật liệu R R F Q 29
Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 ≤ ≥ 3.3. NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA TIÊU CHU ẨN 22TCN 272 - 05 3.3.1 T ổng quát Cầu phải đ ược thiết kế để đạt đ ược các mục ti êu: thi công đư ợc, an to àn và sử dụng đ ược, có xét đến các yếu tố: khả năng dễ kiểm tra, tính kinh tế, mỹ quan. Khi thiết kế cầu, để đạt đ ược những mục 30
Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 tiêu này, c ần phải thỏa m ãn các trạng thái giới hạn. Kết cấu thiết kế phải có đủ độ dẻo, phải có nhiều đường truyền lực (có tính d ư) và tầm quan trọng của nó trong khai thác phải đ ược xét đến. Mỗi cấu kiện v à liên kết phải thỏa m ãn phương trình 3.3 đối với tất cả trạng thái giới hạn. i iQi ≤ Rn=Rr (3.3) Trong đó: Qi: Hi (nội lực do các tác đ ộng bên ngoài sinh ra) i: hệ số tải trọng: hệ số nhân dựa tr ên thống k ê dùng cho lực Rn: sức kháng danh định : hệ số sức kháng: hệ số nhân dựa tr ên thống kê dùng cho s ức kháng danh định . Rr: sức kháng tính toán, R r = . Rn i: hệ số điều chỉnh tải trọng, xé t đến tính dẻo, tính d ư và tầm quan trọng trong khai thác đối với tải trọng d ùng giá tr ị max đối với tải trọng d ùng giá tr ị min D= hệ số liên quan đ ến tính dẻo = hệ số liên quan đ ến tính d ư R = hệ số liên quan đ ến tầm quan trọng trong khai thác I Hai hệ số đầu có li ên quan đ ến cường độ của cầu, hệ số thứ ba xét đến sự l àm việc của cầu ở trạng thái sử dụng. , = = 1,0. D R Tính dẻo là một yếu tố quan trọng đối với sự an to àn của cầu. Nhờ tính dẻo, các bộ phận chịu lực lớn của kết cấu có thể phân phối lại tải trọng sang những bộ phận khác có dự trữ về c ường độ. Sự phân phối lại n ày phụ thuộc v ào khả năng biến dạn g của bộ phận chịu lực lớn v à liên quan đ ến sự phát triển biến dạng dẻo m à không x ảy ra phá hoại. 31
Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 . Khái ni ệm nhiều đ ường truyền lực l à tương đương v ới tính d ư. Các đư ờng truyền lực đơn hay các k ết cấu cầu không d ư được khuyến cáo không n ên sử dụng. Các cầu có thể đ ược xem l à có tầm quan trọng trong khai thác nếu chúng nằm tr ên con đư ờng nối giữa các khu dân c ư và bệnh viện hoặc tr ường học, hay l à con đư ờng dành cho l ực lượng công an, cứu hỏa v à các phương ti ện giải cứu đối với nh à ở, cơ quan và các khu công nghi ệp. Cầu cũng có thể được coi l à quan trọng nếu chúng giúp giải quyết t ình trạng đi v òng do t ắc đường, giúp tiết kiệm thời gian và xăng d ầu cho ng ười lao động khi đi l àm và trở về nhà. Nói tóm l ại, khó có thể t ìm thấy tình huống mà cầu không đ ược coi l à quan trọng trong khai thác. Một ví dụ về cầu không quan trọng l à cầu trên đường phụ dẫn tới một v ùng hẻo lánh đ ược sử dụng kh ông phải quanh năm. I I 0,95 I 32
Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 3.3.2. Các trạng thái giới hạn TTGH cư ờng độ l à một TTGH đ ược quyết định bởi c ường độ tĩnh của vật liệu tại một mặt cắt có vết nứt đ ã cho. Có 3 t ổ hợp tải trọng c ường độ khác nhau đ ược quy định trong bảng 1.1. Đối với một bộ phận ri êng biệt của kết cấu cầu, chỉ một hoặc có thể hai trong số các tổ hợp tải trọng n ày cần được xét đến. Sự khác biệt trong các tổ hợp tải trọng c ường độ chủ yếu li ên quan đ ến các hệ số tải trọng được quy định đối với hoạt tải. Tổ hợp tải trọng sinh ra hiệu ứng lực lớn nhất đ ược so sánh v ới cường độ hoặc sức kháng của mặt cắt ngang của cấu kiện. Trong tính toán s ức kháng đối với hiệu ứng tải trọng đ ã nhân h ệ số như lực dọc trục, lực uốn, lực cắt hoặc xoắn, sự không chắc chắn đ ược biểu thị qua hệ số giảm c ường độ hay hệ số sức kháng . Hệ số là hệ số nhân của sức kháng danh định Rn và điều kiện an to àn là tho ả mãn phương trình tổng quát 3.3. Trong các c ấu kiện BTCT, có những yếu tố không đảm bảo đ ược chính xác nh ư chất lượng vật liệu, kích th ước mặt cắt ngang, việc đặt cốt thép v à những công thức được dùng để tính sức kháng. Một số mô h ình phá ho ại có thể đ ược đưa ra với độ chính xác cao h ơn các mô h ình khác và h ậu quả do sự cố của chúng l à ít nguy hi ểm. Chẳng hạn, dầm chịu uốn th ường được thiết kế t ương đối ít cốt thép, do đó phá hoại xảy ra do s ự chảy từ từ của cốt thép chịu kéo, trong khi các cột chịu nén thường bị phá hoại đột ngột không có báo tr ước. Mô h ình phá ho ại do cắt th ường ít đ ược hiểu biết v à nó là sự kết hợp của mô h ình phá ho ại do kéo v à do nén. Do v ậy, hệ số trong trư ờng hợp này ph ải nằm trong khoảng giữa hệ số của dầm chịu uốn v à của cột chịu nén. Hậu quả sự phá hoại của cột l à nghiêm tr ọng hơn của dầm v ì một cột bị phá hoại sẽ kéo theo sự sụp đổ của một số dầm, do đó, dự trữ 33
Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 trong thi ết kế cột cần phải lớn h ơn. Tất cả các lý do trên c ũng như các nguyên nhân khác đư ợc phản ánh trong h ệ số sức kháng, đ ược quy định bởi AASHTO v à được giới thiệu trong bảng sau Bảng3.1: Hệ số sức kháng đối với các kết cấu thông th ường Trạng thái giới hạn c ường độ Hệ số Đối với uốn v à kéo Bê tông c ốt thép 0,90 Bê tông c ốt thép dự ứng lực 1,00 Đối với cắt v à xoắn Bê tông có tr ọng lượng trung b ình 0,90 Bê tông nh ẹ 0,70 Đối với nén dọc trục có cốt thép xoắn, trừ tr ường hợp động đất v ùng 3 và 4 0,75 Đối với bộ phận đỡ tựa tr ên bê tông 0,70 Đối với nén trong mô h ình chống và giằng 0,70 Đối với nén tại v ùng neo Bê tông có tr ọng lượng trung b ình 0,80 Bê tông nh ẹ 0,65 Đối với kéo trong cốt thép tại v ùng neo 1,00 Đối với tr ường hợp uốn v à nén kết hợp, hệ số trong trư ờng hợp nén có thể đ ược lấy tăng l ên tuyến tính từ giá trị 0,75 ở lực dọc trục nhỏ cho tới hệ số đối với uốn thuần tuý ở lực dọc bằng không. M ột lực dọc nhỏ đ ược định nghĩa l à 0,10.f’c.Ag với f’c là cường độ chịu nén 28 ng ày của bê tông và Ag là diện tích mặt cắt ngang nguy ên của cấu kiện chịu nén. Đối với các dầm chịu kéo hoặc không chịu kéo đ ược đặt cốt thép th ường và cốt thép dự ứng lực hỗn hợp, hệ số phụ thuộc v ào tỉ lệ dự ứng lực bộ phận ( PPR) và được tính bằng công thức sau: = 0,90 + 0,10.(PPR) trong đó: với Aps = diện tích cốt thép dự ứng lực, fpy = giới hạn chảy của cốt thép dự ứng lực, As = diện tích cốt thép th ường, fy = giới hạn chảy của cốt thép th ường. 3.4. TẢI TRỌNG V À HỆ SỐ TẢI TRỌNG THEO 22TCN 272 -05 34
Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 ηγ 35
Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 LL IM CE TU BR WA WS WL FR CR TG SE PL eq ct cv SH LS EL p TG SE p TG SE p TG SE - - p TG SE - - - 36
Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 37
Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 Hoạt tải 3.4.4.1 Ho ạt tải thẳng đứng - Số làn xe thi ết kế Bề rộng l àn xe đư ợc lấy bằ ng 3500 mm đ ể phù hợp với quy định của “Ti êu chuẩn thiết kế đ ường ô tô”. S ố làn xe thi ết kế được xác định bởi phần nguy ên của tỉ số w/3500, trong đó w là bề rộng khoảng trống của l òng đường giữa hai đá vỉa hoặc hai r ào chắn, tính bằng mm. - Hệ số làn xe: Hệ số làn xe đư ợc quy định trong bảng 3.4 - Hoạt tải xe ô tô thiết kế : Hoạt tải xe ô tô tr ên mặt cầu hay các kết cấu phụ trợ có ký hiệu l à HL-93, là m ột tổ hợp của xe tải thiết kế hoặc xe hai trục thiết kế v à tải trọng l àn thiết kế (hình 1.2). Bảng 3.5: Hệ số làn xe m Số làn chất tải Hệ số làn 1 1,20 2 1,00 3 0,85 >3 0,65 * Xe tải thiết kế Trọng lượng, khoảng cách các trục v à khoảng cách các bánh xe của xe tải thiết kế đ ược cho tr ên hình 3.1a. Lực xung kích đ ược lấy theo bảng 3.5. Cự ly giữa hai trục sau của xe phải đ ược thay đổi giữa 4300 mm v à 9000 mm đ ể gây ra ứng lực lớn nhất. Đối với các cầu tr ên các tuyến đường cấp IV v à thấp hơn, chủ đầu t ư có thể xác định tải trọng trục thấp h ơn tải trọng cho tr ên hình 1.1a b ởi các hệ số chiết giảm 0,50 h oặc 0,65. * Xe hai tr ục thiết kế Đặc trưng của xe hai trục thi ết kế được cho tr ên hình 3.2b. Lực xung kích đ ược lấy theo bảng 3.5. Xe hai trục gồm một cặp trục 110 kN cách nhau 1200 mm. Kho ảng cách theo chiều ngang của các bánh xe b ằng 1800 mm. Đối với các cầu trên các tuyến đường cấp IV v à thấp hơn, chủ đầu t ư có th ể xác định tải trọng hai trục thấp h ơn tải trọng cho tr ên hình 3.2b b ởi các hệ số chiết giảm 0,50 hoặc 0,65 * Tải trọng l àn thiết kế Tải trọng l àn thiết kế là tải trọng có c ường độ 9,3 N/mm phân bố đều theo chiều dọc cầu. Theo chiều ngang cầu, tải trọng đ ược giả thiết l à phân b ố đều tr ên bề rộng 3000 mm. Khi tính nội lực do tải trọng làn thiết kế, không xét tác động xung kích. 38
Bài giảng Kết Cấu Bê Tông theo 22TCN 272 -05 35 kN 145 kN 145 kN 4300 4300 tíi 900mm mmm 600 mm nãi chung 300mm mót thõa cña mÆt cÇu Lµn thiÕt kÕ 3600 mm Hình 3.1: Đặc trưng của xe tải thiết kế v à xe hai t rục thiết kế Hình 3.2: Hoạt tải thiết kế theo Ti êu chuẩn 22 TCN 272 -01 và AASHTO LRFD * Lực xung kích Tác động tĩnh học của xe tải thiết kế hoặc xe hai trục thiết kế phải đ ược lấy tăng th êm một tỉ lệ phần trăm cho tác động xung kích IM, được qu y định trong bảng 3.5. Bảng 3.5: Lực xung kích IM Cấu kiện IM Mối nối bản mặt cầu, đối với tất cả các trạng thái 75% giới hạn Tất các các cấu kiện khác Trạng thái giới hạn mỏi 15% 25% Các trạng thái giới hạn khác 39

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.