Cầu bê tông_Lesson 14

Chia sẻ: Tân Trường Phi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

64
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các cấu kiện bêtông ứng suất trước phải được kiểm tra ứng suất và biến dạng cho từng giai đoạn có thể là tới hạn trong quá trình thi công, vận chuyển và lắp ráp cũng như trong quá trình khai thác.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Cầu bê tông_Lesson 14

5.3 TRÌNH TÖÏ TÍNH TOAÙN TOÅNG QUAÙT CAÙC DAÀM GIAÛN ÑÔN BTCT DÖL :
5.4 NGUYEÂN TAÉC CHUNG TÍNH DUYEÄT KC DÖL : Theo 22 TCN 272-05, yeâu caàu tính toaùn theo 4 traïng thaùi giôùi haïn : - Veà TTGH cöôøng ñoä : coù 3 TTGH cöôøng ñoä - Veà TTGH ñaëc bieät. - Veà TTGH khai thaùc. - TTGH moûi.
5.4.1 Caùc traïng thaùi giôùi haïn : Caùc caáu kieän beâtoâng öùng suaát tröôùc phaûi ñöôïc kieåm tra öùng suaát vaø bieán daïng cho töøng giai ñoaïn coù theå laø tôùi haïn trong quaù trình thi coâng, vaän chuyeån vaø laép raùp cuõng nhö trong quaù trình khai thaùc. Cuï theå, moãi thaønh phaàn hoaëc lieân keát seõ phaûi thoaû maõn coâng thöùc sau öùng vôùi moãi TTGH : ηΣγ i Qi ≤ ΦRn = Rr η (TCN 1.3.2.1-1) (5.1) trong ñoù : - heä soá ñieàu chænh taûi troïng γ i - heä soá taûi troïng Qi - taûi troïng qui ñònh Ф - heä soá söùc khaùng Rn - söùc khaùng danh ñònh
Heä soá ñieàu chænh taûi troïng (LRFD 1.3.2.1-2) : η = η D .η R .η I ≥ 0, 95 (5.2) η D - heä soá xeùt ñeán tính deûo cuûa keát caáu. η R - heä soá xeùt ñeán tính dö cuûa keát caáu. η I - heä soá lieân quan ñeán taàm quan troïng khi khai thaùc. Heä soá söùc khaùng : Ф = 0,90 khi tính khaû naêng chòu uoán keát caáu BTCT thöôøng Ф = 1,00 khi tính khaû naêng chòu uoán keát caáu BTCT DÖL Ф = 0,90 khi tính khaû naêng chòu caét, xoaén. 5.4.2 Thieát keá theo traïng thaùi giôùi haïn söû duïng : Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng chæ giôùi haïn veà öùng suaát, bieán daïng vaø beà roäng veát nöùt. Caùc heä soá ñieàu chænhηtaûiη R .ηg coù0theå aùp duïng (LRFD 1.3) : η = D . troïn I = , 95
Toå hôïp taûi troïng vaø heä soá taûi troïng : Trong phaàn Toå hôïp taûi troïng lieân quan ñeán khai thaùc bình thöôøng cuûa caàu vôùi gioù coù vaän toác 25m/s vaø vôùi taát caû taûi troïng laáy theo giaù trò danh ñònh vaø lieân quan ñeán kieåm tra ñoä voõng trong keát caáu theùp, voû haàm ..., beà roäng veát nöùt trong keát caáu beâtoâng coát theùp. Heä soá taûi troïng ( Baûng 3.4.1-1 ) : γi = 1,0. ÖÙng suaát giôùi haïn taïo theùp öùng suaát tröôùc (Baûng 5.9.3-1) : Theùp töï chuøng thaáp ñaõ ñöôïc söû duïng : Cöôøng ñoä phaù hoaïi fpu = 1860 Mpa Giôùi haïn chaûy fy = 0,9 fpu = 1674 Mpa Taïi ñaàu kích fpj = 0,78fpu = 1451Mpa Sau khi truyeàn öùng suaát fpt = 0,74fpu = 1376Mpa
5.5 TÍNH DUYEÄT TRAÏNG THAÙI GIÔÙI HAÏN CÖÔØNG ÑOÄ : 5.5.1 Nguyeân taéc chung : Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä xem xeùt ñaûm baûo yeâu caàu ñoä beàn vaø ñoä oån ñònh. Heä soá ñieàu chænh taûi troïng coù theå aùp duïng (LRFD 1.3) : η = η D .η R .η I = 0, 948 < 0, 95 → η = 0, 950 Toå hôïp taûi troïng vaø heä soá taûi troïng (LRFD 3.4.1). Ví duï : Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä I : Toå hôïp taûi troïng cô baûn cuûa xe söû duïng thoâng thöôøng cuûa caàu khoâng xeùt ñeán gioù. Heä soá taûi troïng ( Baûng 3.4.1-1 ) : γAS = 1,5 lôùp phuû maët caàu ( asphalt ). γ DC = 1,25 caùc caáu kieän vaø boä phaän lieân quan. γ LL = 1,75 hoaït taûi ( TTGH cöôøng ñoä I ). Toå hôïp taûi troïng : Φ { γ AS AS + γ DC DC + 1,75 LL}
Heä soá söùc khaùng Φ : laáy theo muïc 2.4.4.1. Ñoái vôùi keát caáu öùng suaát tröôùc moät phaàn chòu uoán vaø keùo hoaëc khoâng keùo, giaù trò Φ coù theå laáy theo : Φ = 0,90 + 0,1(PPR) (5.3) Vôùi : APS fPY PPR = APS fPY + AS fY As - dieän tích coát theùp thöôøng, mm2 Aps - dieän tích coát theùp öùng suaát tröôùc, mm2 fy - giôùi haïn chaûy coát theùp, MPa fpy - giôùi haïn chaûy theùp öùng suaát tröôùc, MPa 5.5.2 Thieát keá choáng uoán : Khaû naêng chòu taûi cuûa keát caáu daàm BTCT ÖST theo cöôøng ñoä chòu uoán seõ ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :
Quan heä töï nhieân giöõa öùng suaát beâtoâng chòu neùn vaø öùng bieán coù theå coi nhö moät khoái hình chöõ nhaät töông ñöông, caïnh baèng phaân boá treân moät vuøng giôùi haïn bôûi maët ngoaøi cuøng chòu neùn cuûa maët caét vaø ñöôøng thaúng song song vôùi truïc trung hoøa, caùch thôù chòu neùn ngoaøi cuøng moät khoaûng a = ß1c. Khoaûng caùch c phaûi tính vuoâng goùc vôùi truïc trung hoøa. Heä soá ß1 coù theå laáy baèng 0,85 fc′ khi cöôøng ñoä beâtoâng khoâng vöôït quaù = 28Mpa, ngöôïc laïi ß1 coù theå giaûm ôû möùc 0,05 cho moãi 7Mpa vöôït quaù 28Mpa nhöng khoâng nhoû hôn 0,65. Cöôøng ñoä moâmen tính toaùn ( Theo LRFD 5.7.3.2.2-1 ) :   a  a  a  ΦMn = Φ  Aps f ps  dp −  + As f y  ds −  − As f y  ds −   ′ ′ ′   2  2  2  (5.5) Vôùi coát theùp DÖL dính baùm vôùi beâtoâng ( LRFD 5.7.3. 1.1-4 ) : c = Aps f pu + As f y − As f y ′ ′ f pu (5.6) 0, 85β f ′b + kA 1 c ps dp
trong ñoù : fy - cöôøng ñoä chaûy coát theùp thöôøng khi chòu keùo fPS - öùng suaát trung bình trong theùp öùng suaát tröôùc thôøi ñieåm ñaït söùc khaùng danh ñònh c - khoaûng caùch töø thôù chòu neùn ngoaøi cuøng tôùi troïng taâm cuûa tieát dieän dp - khoaûng caùch töø thôù chòu neùn ngoaøi cuøng tôùi troïng taâm coát theùp öùng suaát tröôùc. ds - khoaûng caùch töø thôù chòu neùn ngoaøi cuøng tôùi troïng taâm coát theùp thöôøng chòu keùo. ds′ - khoaûng caùch töø thôù chòu neùn ngoaøi cuøng tôùi troïng taâm coát theùp thöôøng chòu neùn. hf - chieàu cao caùnh chòu neùn. a - chieàu cao khoái öùng suaát töông ñöông öùng suaát trung
Ñoái vôùi maët caét hình chöõ nhaät, öùng suaát do taïo öùng suaát tröôùc sau maát maùt fpe khoâng nhoû hôn 0,5fpu, öùng suaát trung bình trong theùp öùng suaát tröôùc fps coù theå laáy nhö sau ( LRFD 5.7.3.1.1-1 ) : fps= fpu (1 –k.c/dp) < fpu = 1860Mpa trong ñoù : k = 2(1,04 – fpy/fpu) (5.7) • Löôïng coát theùp toái ña : Löôïng theùp öùng suaát tröôùc vaø khoâng öùng suaát tröôùc toái ña phaûi ñöôïc giôùi haïn sao cho : c de ≤ 0,42 (5.8) APS fPY dP AS fY dS trong ñoù : de = APS fPY + AS fY (5.9) ôû ñaây : de - chieàu cao laøm vieäc töông öùng töø thôù chòu neùn xa nhaát tôùi troïng taâmlöïc keùo trong coát theùp chòu keùo, mm Söùc khaùng uoán danh ñònh cho maët caét quaù nhieàu coát theùp vôùi tyû leä öùng suaát tröôùc moät phaàn lôùn hôn 50% 2 2 coù theå tính theo : Mn = (0, 36β1 − 0, 08β1 )fc′bde
• Löôïng coát theùp toái thieåu : Baát kyø moät maët caét naøo cuûa caáu kieän chòu uoán, löôïng theùp öùng suaát tröôùc vaø coát theùp thöôøng phaûi ñuû ñeå phaùt trieån söùc khaùng uoán tính toaùn Mr, ít nhaát baèng 1,2 laàn cöôøng ñoä nöùt, ñöôïc xaùc ñònh treân cô sôû söï phaân boá ñaøn hoài cuûa öùng suaát vaø cöôøng ñoä chòu keùo khi uoán fr cuûa beâtoâng : Mr = Φ Mn ≥ 1,2Mcr (5.11) Mcr = (fr + fpe)Sc – MDL (Sc/Sb – 1) (5.12) trong ñoù : Mcr - cöôøng ñoä nöùt Sc - moâmen tónh maët caét lieân hôïp ñoái vôùi thôù xa nhaát cuûa maët caét. Sb - moâmen tónh maët caét khoâng lieân hôïp ñoái vôùi thôù xa nhaát cuûa maët caét. MDL - moâmen do tónh taûi maët caét khoâng lieân hôïp.
5.6 TÍNH TOAÙN CHOÁNG NÖÙT THEO ÖÙNG SUAÁT PHAÙP Giôùi haïn öùng suaát keùo ( LRFD 5.9.4.2.2 ) : Vôùi taûi troïng söû duïng bao goàm caû taûi troïng xe, öùng suaát keùo trong caùc boä phaän coù tao theùp öùng suaát tröôùc dính baùm seõ ñöôïc khaûo saùt ñaùnh giaù theo toå hôïp taûi troïng. ÖÙng suaát keùo trong vuøng neùn tröôùc khoâng xuaát hieän veát nöùt - Vôùi caùc caáu kieän fcoù 0, 50boùf ′theùp öùng suaát tröôùc dính = caùc t c baùm : ft = 0, 25 fc ′ (Mpa) (5.14) - Caáu kieän trong ñieàu kieän aên moøn nghieâm troïng : (Mpa) (5.15) Giôùi haïn öùng suaát neùn sau khi maát maùt ( LRFD 5.9.4.2.1 ) : ÖÙng suaát neùn ñöôïc khaûo saùt45 fn′h giaù vôùi toå hôïp taûi troïng. fc = 0, ñaù c - Döôùi taùc duïng taûi troïng thöôøng xuyeân : (Mpa) (5.16) - Döôùi taùc duïng taûi troïng0, 60 fc′g xuyeân vaø nhaát thôøi trong fc = thöôøn
5.7 XAÙC ÑÒNH CAÙC ÑAËC TRÖNG HÌNH HOÏC CUÛA MAËT CAÉT : Ñoái vôùi caùc ñaëc tröng maët caét tröôùc khi coù lieân keát cuûa caùc boù theùp keùo sau, caùc taùc ñoäng maát dieän tích do caùc oáng boïc hôû phaûi ñöôïc xeùt ñeán. Ñoái vôùi caû hai boä phaän keùo tröôùc vaø keùo sau, sau khi caùc boù theùp lieân keát thì caùc ñaëc tröng maët caét coù theå döïa treân maët caét toång hoaëc maët caét tính ñoåi. Khi tính toaùn veà choáng nöùt, aùp duïng giaû thieát veà söï laøm vieäc ñaøn hoài cuûa maët caét, do ñoù giaû thieát maët caét laø ñoàng chaát vaø ñaúng höôùng, nghóa laø maët caét beâtoâng coát theùp seõ ñöôïc tính ñoåi veà maët caét tính ñoåi nhôø heä soá tyû leä giöõa caùc modul ñaøn hoài cuûa theùp vaø cuûa beâtoâng n. Sau khi ñaõ coù caùc ñaëc tröng hình hoïc cuûa maët caét tính ñoåi, vieäc tính toaùn öùng suaát phaùp vaø öùng suaát tieáp taïi caùc thôù cuûa maët caét tính ñoåi naøy seõ döïa theo caùc coâng thöùc ñaõ hoïc trong moân hoïc “Söùc beàn vaät lieäu”.
Ñeå giuùp vieäc tính toaùn nhanh caùc ñaëc tröng hình hoïc, sau ñaây seõ giôùi thieäu caùc coâng thöùc cuï theå. Caùc ñaëc tröng hình hoïc ñöôïc tính rieâng cho töøng maët caét caàn xeùt. Chuùng ñöôïc xaùc ñònh theo töøng giai ñoaïn khaùc nhau cuûa quaù trình hình thaønh maët caét tuyø theo trình töï thi coâng keát caáu daàm DÖL. Caùc trò soá F vaø I tính ñoái vôùi maët caét tính ñoåi, trong ñoù keå caû dieän tích maët caét beâtoâng vaø dieän tích maët caét coát theùp FtFt′ , Fd , Fd dính baùm vôùi beâtoâng vaø , coù ′ ñöôïc nhaân vôùi tyû soá caùc moâñun ñaøn hoài n ñeå tính ñoåi sang dieän tích beâtoâng. Neáu trong maët caét daàm coù caùc phaàn beâtoâng vôùi maùc khaùc nhau, ví duï trong caùc keát caáu lieân hôïp thì cuøng tính ñoåi veà dieän tích moät loaïi maùc beâtoâng. Ñeå ñôn giaûn, caùc coâng thöùc tính toaùn chuùng ta coi caùc baûn caùnh treân vaø döôùi cuûa daàm coù chieàu daøy coá ñònh baèng chieàu daøy trung bình cuûa moãi baûn caùnh thöïc teá.
5.7.1 Maët caét nguyeân coù coát theùp keùo caêng tröôùc luùc ñoå beâtoâng : Trong tröôøng hôïp naøy toaøn maët caét tham gia chòu löïc döôùi taùc duïng cuûa moïi daïng taûi troïng. Dieän tích maët caét tính ñoåi (H.5.32) : Ftñ = bh + ( bb – b) + (b1 – b)h1 + nd (Fd + Fd) + (Ft + Ft′) ′ ′ (5.18) Moâmen tónh tính ñoåi cuûa maët caét ñoái vôùi meùp döôùi maët caét : hb  ( bb − b) h1 2 h2b  ' Sx = 2 ' ( ) ' + bb − b hb  h −  2  + 2 +   +  ( '  ) ' ( nd  Fd ad + Fd h − ad  + nt  Ft at + Ft' h − at  '  ) (5.19)
Cöï ly truïc chính quaùn tính (I-I) ñeán meùp döôùi vaø ñeán meùp treân cuûa maët caét tính ñoåi : Sx I yd = ytI = h − yd I Ftd vaø (5.20) Moâmen quaùn tính ñoåi : ( ) ( ) ( ) 3 3 b ytI b I yd ' 3 bb − b h 'b hb  2 Itñ = 3 + 3 + 12 + ( ' bb ) I − b hb  yt −  2  +...+ 2 ( b1 − b) h1 3  I h1  ( ) ( )  2 2 + ( b1 − b) h1  yd −  + nd  Fd yd − ad I + ' Fd ytI ' − ad  12  2   ( ) ( )  2 2 I nd  Fd yd − ad + ' Fd ytI − ' at  +   (5.21)
Hình 5.32
5.7.2 Maët caét lieân hôïp coù coát theùp keùo caêng tröôùc khi ñoå beâtoâng : Maët caét naøy chòu löïc theo hai giai ñoaïn : Gñ 1 : Maët caét coát theùp chòu löïc nhö maët caét tính ñoåi. Caùc trò soá Ftñ , ,yd vaøytI coù theå xaùc ñònh theo I Itñ caùc coâng thöùc nhö ôû maët caét nguyeân ñaõ neâu treân. Gñ 2 : Phaàn maët caét coù coát theùp cuõ, nay chòu löïc chung vôùi baûn phía treân coù kích thöôùc b2 × h2. Dieän tích maët caét tính ñoåi : Ftñ2 = Ftñ1 + b2 h2 nb (5.22) Cöï ly giöõa caùc truïc I-I vaø II-II laø : n b h  y I + h2  SI b 2 2  t 2  c' = =   ' Ftd ' Ftd (5.23) Caùc cöï ly töø truïc chính II-II cuûa maët caét lieân hôïp ñeán meùp vôùi meùp vaø meùpItreân cuûa phaàn maët caét coù tröôùc. II yd = yd + c ' ; ytII = ytI − c ' (5.24) Moâmen quaùn tính cuûa maët caét lieân hôïp : 3 2 nbb2 h2  I n2  I'tñ = Itñ + Ftñ (c')2 + 12 + nbb2 h2  yt − c ' + 2   
5.7.3 Maët caét nguyeân coù theùp keùo caêng sau khi ñoå beâtoâng : Maët caét naøy chòu löïc theo hai giai ñoaïn : Giai ñoaïn 1 : Maët caét bò giaûm yeáu bôûi caùc loã khoeùt hay caùc raõnh duøng ñeå ñaët coát theùp DÖL. Caùc coát theùp Fd vaø F'd khoâng ñöôïc tính vaøo thaønh phaàn cuûa maët caét naøy. Dieän tích maët caét bò giaûm yeáu : Fo = hb + (b'b - b) h'b + (b1 - b) h1 + nt (Ft + F't) - ∆ Fo - ∆ F'o (5.26) trong ñoù : ∆ Fo vaø ∆ F'o - Caùc dieän tích maët caét loã hay raõnh 2 h b chöùa Fb  F'b1 − b) h1  h'o vaø ( o. 2 Sx = ( ' ) ' + bb − b hb −  h −  2  + 2 en tónh ñoái vôùi meùp döôùi cuûa maët caét : 2 Moâm    ( ' ) ' ( nt  Ft at + Ft' h − at  − ∆ Fo ad − ∆ Fo h − ad ' )