Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, sinh viên cao đẳng, đại học chuyên ngành kỹ thuật công trình - Giáo án, bài giảng do các thầy cô trường đại học tôn đức thắng biên soạn giúp củng cố và nâng cao kiến thức.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: BÀI GIẢNG THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP - CHƯƠNG 3
- 1.5 Taûi troïng thieát keá caàu :
1- Phaïm vi :
• Chöông 3 cuûa tieâu chuaån thieát keá caàu 22 TCN-272-05
quy ñònh nhöõng yeâu caàu toái thieåu ñoái vôùi taûi troïng vaø
löïc, phaïm vi aùp duïng cuûa chuùng, caùc heä soá taûi troïng, toå
hôïp taûi troïng ñeå thieát keá caàu môùi,
ñaùnh giaù keát caáu caàu ñaõ khai thaùc.
• Neáu caùc boä phaän coâng trình khaùc nhau coù möùc ñoä
laøm vieäc khaùc nhau, vieäc löïa choïn möùc ñoä laøm vieäc
ñeå thieát keá laø traùch nhieäm cuûa chuû ñaàu tö.
• Moät heä soá taûi troïng toái thieåu ñöôïc quy ñònh ñeå xaùc ñònh
caùc öùng löïc coù theå phaùt sinh trong quaù trình thi coâng.
Caùc yeâu caàu boå sung cho vieäc xaây döïng caùc caàu
beâtoâng phaân ñoaïn ñöôïc quy ñònh trong Ñieàu 5.14.2 cuûa
γi
Tieâu chuaån.
2- Kyù hieäu.
- 3- Heä soá taûi troïng vaø toå hôïp taûi troïng :
Toång öùng löïc tính toaùn phaûi laáy nhö sau :
∑ ηi γ iQi
Q= (1.1)
trong ñoù : ηi - heä soá ñieàu chænh taûi troïng ;
Qi - taûi troïng quy ñònh ôû ñaây
γ i - heä soá taûi troïng laáy theo baûng 1.3 vaø 1.4.
∑ ηi γ iQi ≤ ΦRn = Rr
•
(1.3.2.1-1) (1.2)
• Caùc caáu kieän vaø caùc lieân keát cuûa caàu phaûi thoûa maõn
phöông trình (1.3.2.1-1) Tieâu chuaån, cho caùc toå hôïp
thích hôïp cuûa öùng löïc cöïc haïn tính toaùn ñöôïc quy ñònh
sau ñaây :
Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä I.
Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä II.
Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä III.
- Traïng thaùi giôùi haïn ñaëc bieät.
Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng.
Traïng thaùi giôùi haïn moûi.
• Heä soá taûi troïng cho caùc taûi troïng khaùc nhau trong moät
toå hôïp taûi troïng thieát keá ñöôïc laáy nhö quy ñònh trong
baûng 1.3. Moïi taäp hôïp con thoûa ñaùng cuûa caùc toå hôïp
taûi troïng phaûi ñöôïc nghieân cöùu khi tính toaùn. Coù theå
nghieân cöùu theâm caùc toå hôïp taûi troïng khaùc khi chuû ñaàu tö
yeâu caàu hay ngöôøi thieát keá xeùt thaáy caàn thieát.
• Ñoái vôùi toå hôïp taûi troïng, moïi taûi troïng ñöôïc ñöa vaøo
tính toaùn vaø coù lieân quan ñeán caáu kieän ñöôïc thieát keá
bao goàm caû caùc hieäu öùng ñaùng keå do taùc duïng
cuûa xoaén, phaûi ñöôïc nhaân vôùi heä soá taûi troïng töông öùng
vôùi heä soá laøn. Keát quaû ñöôïc toång hôïp laïi vaø
nhaân vôùi heä soá ñieàu chænh taûi troïng.
- • Caùc heä soá phaûi choïn sao cho gaây ra toång öùng löïc
tính toaùn cöïc haïn. Ñoái vôùi moãi toå hôïp taûi troïng, caû trò
soá cöïc haïn aâm laãn trò soá cöïc haïn döông ñeàu phaûi xem
xeùt.
• Neáu taùc duïng cuûa moät taûi troïng laøm giaûm taùc duïng cuûa
moät taûi troïng khaùc thì phaûi laáy giaù trò nhoû nhaát cuûa
taûi troïng laøm giaûm giaù trò taûi troïng kia. Ñoái vôùi taùc ñoäng
cuûa taûi troïng thöôøng xuyeân thì heä soá taûi troïng gaây ra
toå hôïp baát lôïi hôn phaûi löïa choïn theo baûng 1.4.
• Khi taûi troïng thöôøng xuyeân laøm taêng söï oån ñònh hoaëc
taêng naêng löïc chòu taûi moät caáu kieän thì caàn xem xeùt
laáy trò soá toái thieåu cuûa heä soá taûi troïng töông öùng.
• Trò soá lôùn hôn cuûa hai trò soá quy ñònh cho heä soá taûi troïng
TU, CR, SH seõ ñöôïc duøng ñeå tính bieán daïng, coøn trò soá
nhoû hôn duøng cho caùc taùc ñoäng khaùc.
• Ñoái vôùi caùc keát caáu hoäp daïng baûn, heä soá hoaït taûi vôùi
- Heä soá taûi troïng tính cho gradien nhieät vaø luùn .
γ SE
γ TG
Heä soá taûi troïng duøng cho taûi troïng thi coâng.
Heä soá taûi troïng duøng cho löïc kích naâng haï keát caáu nhòp,
löïc keùo sau ñoái vôùi caùp döï öùng löïc.
4- Tónh taûi vaø taùc duïng cuûa tónh taûi :
a) Tónh taûi DC, DW vaø EV :
• Tónh taûi bao goàm troïng löôïng cuûa taát caû caáu kieän cuûa
keát caáu, phuï kieän vaø tieän ích coâng coäng keøm theo,
troïng löôïng ñaát phuû, maët caàu, döï phoøng phuû buø
môû roäng.
b) Taûi troïng ñaát EH, ES vaø DD :
• AÙp löïc ñaát, taûi troïng phuï gia treân ñaát, taûi troïng keùo xuoáng
( down drag ) ñöôïc xaùc ñònh trong Ñieàu 3.11. cuûa
- 5- Hoaït taûi vaø taùc duïng cuûa hoaït taûi :
a) Taûi troïng do troïng löïc : LL vaø PL :
* Soá laøn xe thieát keá :
• Soá laøn xe thieát keá ñöôïc xaùc ñònh bôûi phaàn soá nguyeân cuûa
tyû soá w/3500, ôû ñaây w laø beà roäng khoaûng troáng cuûa
loøng ñöôøng giöõa hai ñaù væa hoaëc hai raøo chaén, ñôn vò laø
mm. Caàn xeùt ñeán khaû naêng thay ñoåi trong töông lai veà
vaät lyù hay chöùc naêng cuûa beà roäng troáng loøng ñöôøng caàu.
• Trong tröôøng hôïp beà roäng laøn xe nhoû hôn 3500mm thì
soá laøn xe thieát keá laáy baèng soá laøn giao thoâng vaø beà roäng
laøn xe thieát keá phaûi laáy baèng beà roäng laøn giao thoâng.
Loøng ñöôøng roäng töø 6000÷ 7200mm phaûi coù hai laøn xe
thieát keá, moãi laøn baèng moät nöûa beà roäng loøng ñöôøng.
- * Heä soá laøn xe :
• Khoâng xeùt heä soá laøn xe khi tính toaùn vôùi traïng thaùi
giôùi haïn moûi. Trong tröôøng hôïp ñoù, chæ duøng vôùi
moät xe taûi thieát keá, baát keå soá laøn xe thieát keá.
• Khi duøng heä soá phaân phoái gaàn ñuùng cuûa moät laøn xe ñôn,
khaùc vôùi quy taéc ñoøn baåy vaø phöông phaùp tónh hoïc,
öùng löïc phaûi ñöôïc chia cho 1,20.
• ÖÙng löïc cöïc haïn cuûa hoaït taûi phaûi xaùc ñònh baèng caùch
xeùt moãi toå hôïp coù theå cuûa soá laøn chòu taûi nhaân vôùi heä soá
töông öùng trong baûng 1.6.
• Heä soá trong Baûng 1.6 khoâng ñöôïc aùp duïng keát hôïp vôùi
heä soá phaân boá taûi troïng gaàn ñuùng quy ñònh ôû Ñieàu 4.6.2.2
vaø 4.6.2.3 cuûa tieâu chuaån thieát keá, tröø khi duøng quy taéc
ñoøn baåy hay khi coù yeâu caàu rieâng cho daàm ngoaøi cuøng
trong caàu daàm – baûn.
- * Hoaït taûi xe oâtoâ thieát keá :
Ñöôïc ñaët teân laø HL-93, goàm moät toå hôïp cuûa :
- Xe taûi thieát keá hoaëc xe hai truïc thieát keá.
- Taûi troïng laøn thieát keá.
• Moãi laøn thieát keá ñöôïc xem xeùt phaûi ñöôïc boá trí hoaëc
xe taûi thieát keá hoaëc xe hai truïc choàng vôùi taûi troïng laøn khi
aùp duïng ñöôïc.
Xe taûi thieát keá :
• Troïng löôïng vaø khoaûng caùch caùc truïc vaø baùnh xe cuûa xe
taûi thieát keá phaûi laáy theo hình 1.6. Löïc xung kích laáy theo
Ñieàu 3.6.2.
• Ñoái vôùi caùc caàu treân caùc tuyeán ñöôøng caáp IV vaø thaáp
hôn, chuû ñaàu tö coù theå xaùc ñònh taûi troïng truïc nhö treân
nhöng coù nhaân vôùi heä soá 0,50 hoaëc 0,65.
- Hình 1.6 Ñaëc tröng cuûa xe taûi thieát keá
- Xe hai truïc thieát keá :
• Xe hai truïc goàm moät caëp truïc 110.000N caùch nhau
1200mm. Cöï ly chieàu ngang cuûa caùc baùnh xe laáy baèng
1800mm. Taûi troïng ñoäng cho pheùp laáy theo Ñieàu 3.6.2.
• Ñoái vôùi caùc caàu treân caùc tuyeán ñöôøng caáp IV vaø thaáp hôn,
chuû ñaàu tö coù theå xaùc ñònh taûi troïng xe hai truïc noùi treân
nhaân vôùi heä soá 0,50 hoaëc 0,65.
Taûi troïng laøn thieát keá :
• Taûi troïng laøn thieát keá goàm taûi troïng 9,3N/mm phaân boá ñeàu
theo chieàu doïc. Theo chieàu ngang caàu ñöôïc giaû thieát phaân
boá ñeàu treân chieàu roäng 3000mm, khoâng xeùt löïc xung kích.
AÙp löïc loáp xe
Phaân boá taûi troïng baùnh xe qua ñaát ñaép
- b) Taùc duïng cuûa hoaït taûi xe thieát keá :
* Toång quaùt :
ÖÙng löïc lôùn nhaát ñöôïc laáy theo giaù trò lôùn hôn cuûa caùc
tröôøng hôïp :
- Hieäu öùng cuûa xe hai truïc thieát keá toå hôïp vôùi hieäu öùng
taûi troïng laøn thieát keá.
- Hieäu öùng cuûa moät xe taûi thieát keá coù cöï ly truïc baùnh
thay ñoåi toå hôïp vôùi hieäu öùng cuûa taûi troïng laøn thieát keá.
- Ñoái vôùi moâmen aâm giöõa caùc ñieåm uoán ngöôïc chieàu khi
chòu taûi troïng raûi ñeàu treân caùc nhòp vaø chæ ñoái vôùi phaûn
löïc goái giöõa thì laáy 90% hieäu öùng cuûa hai xe taûi thieát keá
coù khoaûng caùch truïc baùnh tröôùc xe naøy caùch baùnh sau xe
kia laø 15000mm toå hôïp vôùi 90% hieäu öùng cuûa taûi troïng
laøn thieát keá ; khoaûng caùch giöõa caùc truïc 145kN cuûa moãi
xe taûi phaûi laáy baèng 4300mm.
- Caùc truïc baùnh xe khoâng gaây ra öùng löïc lôùn nhaát ñang
xem xeùt phaûi boû qua.
Caû taûi troïng laøn vaø vò trí cuûa beà roäng 3000mm cuûa
moãi laøn phaûi ñaët sao cho gaây ra öùng löïc lôùn nhaát.
Xe taûi thieát keá hay xe 2 baùnh thieát keá phaûi boá trí treân
chieàu ngang sao cho tim cuûa baát kyø taûi troïng baùnh xe naøo
cuõng khoâng gaàn hôn :
- Khi thieát keá baûn haãng : 300mm tính töø meùp ñaù væa hay
lan can.
- Khi thieát keá caùc boä phaän khaùc : 600mm tính töø meùp laøn
xe thieát keá.
• Tröø khi coù quy ñònh khaùc, chieàu daøi cuûa laøn xe thieát keá
hoaëc moät phaàn cuûa noù maø gaây ra öùng löïc lôùn nhaát phaûi
ñöôïc chaát taûi troïng laøn thieát keá.
- * Chaát taûi ñeå ñaùnh giaù ñoä voõng do hoaït taûi tuøy yù
* Taûi troïng thieát keá duøng cho maët caàu, heä maët caàu vaø baûn
ñænh cuûa coáng hoäp
* Taûi troïng treân baûn haãng
c) Taûi troïng xe duøng ñeå tính toaùn moûi :
* Ñoä lôùn vaø daïng
* Taàn soá
* Phaân boá taûi troïng khi tính moûi
d) Taûi troïng boä haønh :
• Ñoái vôùi taát caû ñöôøng boä haønh roäng hôn 600m phaûi laáy
taûi troïng ngöôøi ñi boä baèng 3×10 -3Mpa vaø phaûi tính
ñoàng thôøi cuøng hoaït taûi xe thieát keá.
• Ñoái vôùi caàu chæ daønh cho ngöôøi ñi boä vaø/hoaëc ñi xe ñaïp
phaûi thieát keá vôùi hoaït taûi 4,1×10 -3Mpa.
- 6- Xeùt aûnh höôûng xung kích cuûa xe : IM
a) Toång quaùt :
• Noùi chung, taùc ñoäng tónh hoïc cuûa xe taûi hay xe hai truïc
thieát keá khoâng keå löïc ly taâm vaø löïc haõm, phaûi ñöôïc
taêng theâm moät tyû leä phaàn traêm ñöôïc quy ñònh trong
baûng 1.8 ñoái vôùi löïc xung kích.
• Heä soá aùp duïng cho taûi troïng taùc duïng tónh ñöôïc laáy
baèng : (1 + IM/100).
• Löïc xung kích khoâng ñöôïc aùp duïng cho taûi troïng boä haønh
hoaëc taûi troïng laøn thieát keá.
• Löïc xung kích coù theå ñöôïc chieát giaûm cho caùc caáu kieän
tröø moái noái, neáu ñaõ kieåm tra ñuû caên cöù theo caùc quy
ñònh.
b) Ñoái vôùi caùc keát caáu vuøi trong ñaát nhö coáng, haàm
- 7- Löïc ly taâm : CE
Löïc ly taâm ñöôïc laáy baèng tích soá cuûa caùc troïng löôïng
truïc cuûa xe taûi hay xe hai truïc vôùi heä soá C :
v2
4
C = 3 gR (1.7)
8- Löïc haõm : BR
- Löïc haõm ñöôïc laáy baèng 25% troïng löôïng caùc truïc xe taûi
hay xe hai truïc thieát keá cho moãi laøn ñaët trong taát caû
caùc laøn thieát keá ñöôïc chaát taûi theo Ñieàu 3.6.1.1.1 vaø
coi nhö ñi cuøng moät chieàu.
Caùc löïc naøy ñöôïc coi laø taùc duïng theo chieàu naèm
ngang caùch phía treân maët ñöôøng 1800mm theo caû hai
chieàu doïc ñeå gaây ra öùng löïc lôùn nhaát. Taát caû caùc laøn thieát
keá phaûi ñöôïc chaát taûi ñoàng thôøi ñoái vôùi caàu vaø coi nhö ñi
cuøng moät chieàu trong töông lai.
- Phaûi aùp duïng heä soá laøn quy ñònh.
- 9- Löïc va xoâ cuûa xe : CT
a) Baûo veä keát caáu choáng va xoâ :
• Khoâng caàn tính toaùn ñeán löïc va xoâ neáu coâng trình ñöôïc
baûo veä bôûi :
- Neàn ñaép ;
- Keát caáu raøo chaén ñoäc laäp cao 1370mm chòu ñöôïc va,
choân trong ñaát, ñaët trong phaïm vi caùch boä phaän caàn ñöôïc
baûo veä 3000mm ; hoaëc
- Raøo chaén cao 1070mm ñaët caùch boä phaän caàn baûo veä
hôn 3000mm.
• Ñeå ñaùnh giaù söï mieãn tröø naøy, raøo chaén phaûi töông ñöông
veà caáu taïo vaø hình hoïc vôùi möùc ngaên chaën L3 quy ñònh
trong Phaàn 13 cuûa Tieâu chuaån 22 TCN 273-05.
- b) Löïc va xoâ cuûa xe vaø taàu hoûa va vaøo keát caáu :
Tröø khi ñöôïc baûo veä nhö quy ñònh noùi treân, moá truï
ñaët trong phaïm vi caùch meùp loøng ñöôøng boä 9000mm
hay trong phaïm vi 15000mm ñeán tim ñöôøng saét ñeàu
phaûi thieát keá cho moät löïc tónh töông ñöông laø 1.800.000N
taùc duïng ôû baát kyø höôùng naøo trong maët phaúng
naèm ngang caùch maët ñaát 1200 mm.
10- Taûi troïng phuï vaø taùc duïng, caùc toå hôïp taûi troïng :
a) Taûi troïng gioù : WL vaø WS
* Taûi troïng gioù naèm ngang :
Muïc naøy quy ñònh caùc taûi troïng gioù naèm ngang
taùc duïng vaøo caùc coâng trình caàu thoâng thöôøng. Ñoái vôùi
caùc keát caáu nhòp lôùn hay keát caáu nhaïy caûm ñoái gioù nhö
caàu treo daây voõng, caàu daây xieân caàn coù nhöõng khaûo saùt,
nghieân cöùu ñaëc bieät veà moâi tröôøng khí haäu ñoái vôùi gioù vaø
thí nghieäm trong caùc tunen gioù ñeå xaùc ñònh caùc taùc ñoäng
cuûa gioù trong thieát keá.
- Ngoaøi ra, phaûi xem xeùt traïng thaùi laøm vieäc khí ñoäng
hoïc cuûa caùc keát caáu neáu thaáy caàn thieát.
Toác ñoä gioù thieát keá V, ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :
V = VB.S (1.8)
vôùi : VB - toác ñoä gioù giaät cô baûn trong 3 giaây vôùi chu kyø
xuaát hieän 100 naêm, thích hôïp vôùi vuøng tính gioù ôû vò trí caàu
ñang nghieân cöùu nhö quy ñònh trong baûng 1.9.
S - heä soá ñieàu chænh ñoái vôùi khu ñaát chòu gioù vaø
ñoä cao maët caàu theo quy ñònh trong baûng 1.10.
Ñeå tính gioù trong quaù trình laép raùp, coù theå nhaân caùc
giaù trò VB trong baûng 1.9 vôùi heä soá 0,85.
- b) Taûi troïng gioù taùc ñoäng leân coâng trình : WS
* Taûi troïng gioù ngang :
Taûi troïng gioù ngang PD phaûi ñöôïc laáy theo chieàu
taùc duïng naèm ngang vaø ñaët taïi troïng taâm cuûa caùc
phaàn dieän tích thích hôïp, vaø ñöôïc tính nhö sau :
PD = 0,0006V 2 At Cd ≥ 1,8 At (kN) (1.9)
vôùi :
V - toác ñoä gioù thieát keá xaùc ñònh theo phöông trình (1.8)
(m/s)
At - dieän tích cuûa keát caáu hay caáu kieän phaûi tính taûi troïng
gioù ngang (m2)
- Hình 1.7 Heä soá caûn Cd duøng cho keát caáu phaàn treân coù maët höùng gioù ñaëc
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
