thiết kế cầu qua sông với phương án '' dầm bê tông cốt thép'', chương 22

Chia sẻ: Duong Thi Tuyet Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

118
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

K : Hệ số độ dài hữu hiệu Lu : Chiều cao trụ Vậy đảm bảo không phải xét đến hiệu ứng độ mảnh theo phương x. Theo phương y ta coi trụ như một thanh có một đầu ngàm và một đầu khớp. KLu 0.7 17 13.5 22 0.88 ry Vậy khi tổ hợp nội lực đảm bảo không phải xét đến hiệu ứng độ mảnh theo phương y. Chọn mặt cắt tính toán Trong đồ án, tính toán cho 2 mặt cắt của trụ là mặt cắt tại vị trí tiếp giáp giữa thân trụ với bệ trụ và...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: thiết kế cầu qua sông với phương án '' dầm bê tông cốt thép'', chương 22

Chương 22: KiÓm tra ®é m¶nh cña trô Víi trô P6 th×: A = 23.40 m2 Iy = 18.2 m4 Ix = 107.2 m4 ( §-îc tÝnh trong Autocad) Iy Ix ry = = 0.88 m rx = = 2.14 m A A Ta coi trô lµ mét thanh cã mét ®Çu ngµm vµ mét ®Çu tù do khi chÞu nÐn uèn theo ph-¬ng x. KLu 2  17   15.9  22 rx 2.14 K : HÖ sè ®é dµi h÷u hiÖu Lu : ChiÒu cao trô VËy ®¶m b¶o kh«ng ph¶i xÐt ®Õn hiÖu øng ®é m¶nh theo ph-¬ng x. Theo ph-¬ng y ta coi trô nh- mét thanh cã mét ®Çu ngµm vµ mét ®Çu khíp. KLu 0.7  17   13.5  22 ry 0.88 VËy khi tæ hîp néi lùc ®¶m b¶o kh«ng ph¶i xÐt ®Õn hiÖu øng ®é m¶nh theo ph-¬ng y. 1.1.1. Chän mÆt c¾t tÝnh to¸n Trong ®å ¸n, tÝnh to¸n cho 2 mÆt c¾t cña trô lµ mÆt c¾t t¹i vÞ trÝ tiÕp gi¸p gi÷a th©n trô víi bÖ trô vµ mÆt c¾t ®¸y bÖ trô. Chän mÆt c¾t t¹i vÞ trÝ tiÕp gi¸p gi÷a th©n trô víi bÖ trô ®Ó kiÓm to¸n trô. Chän mÆt c¾t t¹i vÞ trÝ ®¸y bÖ trô ®Ó x¸c ®Þnh néi lùc lªn ®Çu cäc 1.1.2. Gi¶ thiÕt cèt thÐp trô. Trong ‘’ThiÕt kÕ kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp theo tiªu chuÈn ACI’ trang 517 cho r»ng vïng hiÖu qu¶ nhÊt cña t lµ tõ 1-2%, trong ®ã t lµ tØ lÖ cèt thÐp trong tiÕt diÖn cét. §èi víi trô cÇu lµ cÊu kiÖn chÞu nÐn vµ m«men uèn lín nªn ta chän t = 0.015. VËy diÖn tÝch cèt thÐp lµ : Ast = tA = 0.01523.4 = 0.351 m2 = 351000 mm2 Bè trÝ cèt thÐp theo c¶ hai ph-¬ng ta chän ®-êng kÝnh cèt thÐp 36. Sè l-îng thanh c«t thÐp bè trÝ : n = Ast/(362x3.14/4) = 346 thanh Chän kho¶ng b¶o vÖ cèt thÐp lµ 10cm Bè trÝ cèt thÐp chÞu lùc theo 2 hµng, kho¶ng c¸ch tim ®Õn tim cèt thÐp 2 hµng lµ 9cm. Chu vi th©n trô lµ: P = 19653 mm
Bè trÝ thµnh 2 hµng theo chu vi trô. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh cèt thÐp lµ 110mm, kho¶ng c¸ch gi÷a hai tim cèt thÐp theo hai hµng lµ 9cm. 1.1.3. KiÓm to¸n søc chÞu t¶i cña trô theo c¸c tr¹ng th¸i giíi h¹n víi c¸c tæ hîp t¶i träng ®· tÝnh. 1.1.3.1. Quy ®æi tiÕt diÖn tÝnh to¸n. TiÕt diÖn trô chän ®-îc bo trßn theo mét b¸n kÝnh b»ng mét nöa chiÒu réng th©n trô, khi tÝnh to¸n quy ®æi tiÕt diÖn vÒ h×nh ch÷ nhËt ®Ó gÇn víi m« h×nh tÝnh to¸n theo lý thuyÕt. C¸ch quy ®æi ra mét h×nh ch÷ nhËt cã chiÒu réng b»ng chiÒu réng cña trô, chiÒu dµi lÊy gi¸ trÞ sao cho diÖn tÝch mÆt c¾t quy ®æi b»ng diÖn tÝch thùc. DiÖn tÝch cèt thÐp theo 2 c¹nh cña tiÕt diÖn quy ®æi vÉn nh- cò. 731 320 H×nh 2.36. Quy ®æi tiÕt diÖn tÝnh to¸n. 1.1.3.2. KiÓm tra ®é lÖch t©m cña tiÕt diÖn. Theo ’’ThiÕt kÕ kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp theo tiªu chuÈn ACI’’ trang 504 vµ 517, phÇn thiÕt kÕ cét ng¾n, vÝ dô 11-2 quy ®Þnh vÒ c¸ch bè trÝ cèt thÐp khi ®é lÖch t©m t¨ng dÇn vµ c¸ch kiÓm tra tiÕt diÖn chÞu nÐn mét trôc b»ng c«ng thøc 11-4 t-¬ng ®-¬ng víi c«ng thøc 5.7.4.4-3 trong quy tr×nh 22TCN 272-05, ¸p dông ®iÒu nµy ®Ó kiÓm to¸n tr¹ng th¸i giíi h¹n c-êng ®é 1.1a. §èi víi tæ hîp t¶i träng theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c-êng ®é 3, tæ hîp t¶i träng ®Æc biÖt, tæ hîp t¶i träng theo tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông, kiÓm to¸n tiÕt diÖn nÐn hai trôc, ®é lÖch t©m e/h vµ tØ lÖ cèt thÐp dïng c¸ch tra b¶ng A-9,A-10,A-11. Trong phÇn phô lôc cña ‘ThiÕt kÕ KCBT theo tiªu chuÈn ACI’ trang1000-1007 ®Ó tÝnh to¸n søc kh¸ng theo khi trôc chØ chÞu lÖch t©m mét bªn, råi sö dông c«ng thøc ®¶o sè cña Bresler tÝnh søc kh¸ng danh ®Þnh. 1.1.3.3. KiÓm tra TTGH sö dông. + §èi víi mÆt c¾t ®Ønh bÖ mãng trong tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông ta cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn øng suÊt vµ nøt trong bª t«ng t¹i c¸c ®Ønh gãc cña tiÕt diÖn ch÷ nhËt quy ®æi. V× cÊu kiÖn trong tr-êng hîp nµy lµ chÞu nÐn uèn 2 chiÒu ®ång thêi, cho nªn ë c¸c vÞ trÝ ®Ønh gãc lµ n¬i cã øng suÊt ph¸p lín nhÊt. + §èi víi mÆt c¾t ®Ønh bÖ mãng trong tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông ta cÇn kiÓm tra ®iÒu kiÖn øng suÊt vµ nøt trong bª t«ng t¹i c¸c ®Ønh gãc cña tiÕt diÖn ch÷ nhËt quy ®æi. V×
cÊu kiÖn trong tr-êng hîp nµy lµ chÞu nÐn uèn 2 chiÒu ®ång thêi, cho nªn ë c¸c vÞ trÝ ®Ønh gãc lµ n¬i cã øng suÊt ph¸p lín nhÊt. 1.1.3.3.1. KiÓm tra øng suÊt trong bª t«ng : Theo ®iÒu 5.9.4 giíi h¹n øng suÊt cho phÐp cña bª t«ng ®-îc lÊy nh- sau: §èi víi øng suÊt nÐn: 0.4f’c=12 MPa §èi víi øng suÊt kÐo: Kh«ng cho phÐp ®èi víi trô. C«ng thøc kiÓm tra lµ : N Mn M  0.4 f 'c  f    x d y0 A Iy Ix Trong ®ã: N, Mn, Md lÇn l-ît lµ lùc däc, m«men uèn theo ph-¬ng ngang cÇu, däc cÇu t¹i vÞ trÝ mÆt c¾t tÝnh to¸n víi tæ hîp t¶i träng theo TTGH sö dông. DÊu (+) øng víi øng suÊt kÐo, dÊu (–) øng víi øng suÊt nÐn. B¶ng kiÓm tra øng suÊt trong bªt«ng cho tiÕt diÖn I N My Mx A Iy Ix x y fnÐn fkÐo 0.4fc' KÕ Sè lµn (KN) (KNm) (KNm) (m ) (m4) 2 (m4) (m) (m) (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) luËn 1 lµn 40205.4 2031.3 17596.8 23.4 18.2 107 1.6 3.66 -2496.7 -939.6 -12000 §¹ 2 lµn 41751.4 4062.5 17534.8 23.4 18.2 107 1.6 3.66 -2739.2 -829.3 -12000 §¹ 3 lµn 42813.4 6093.8 13250.8 23.4 18.2 107 1.6 3.66 -2817.1 -842.1 -12000 §¹ B¶ng kiÓm tra øng suÊt trong bªt«ng cho tiÕt diÖn II N My Mx A Iy Ix x y fnÐn fkÐo 0.4fc' Sè lµn (KN) (KNm) (KNm) (m2) (m4) (m4) (m) (m) (KN/m2) (KN/m2) (KN/m2) l 1 lµn 44045.4 2275.0 18783.5 23.4 18.2 107.2 1.6 3.655 -2722.7 -1041.9 -12000 2 lµn 45591.4 4550.0 18721.5 23.4 18.2 107.2 1.6 3.655 -2986.7 -910.0 -12000 3 lµn 46653.4 6825.0 14437.5 23.4 18.2 107.2 1.6 3.655 -3086.0 -901.5 -12000 1.1.3.3.2. KiÓm tra nøt trong bª t«ng : Theo ®iÒu kiÖn kiÓm tra ë trªn th× øng suÊt t¹i c¸c ®iÓm kiÓm tra kh«ng cho phÐp bÞ kÐo nªn cÊu kiÖn hoµn toµn ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn chèng nøt. 1.1.3.4. Søc kh¸ng nÐn cña trô theo nÐn däc trôc (kiÓm to¸n cho TTGHC§ 1 ) Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña cÊu kiÖn bª t«ng cèt thÐp chÞu nÐn ®èi xøng qua c¸c trôc chÝnh ph¶i x¸c ®Þnh nh- sau : Pr = Pn Trong ®ã :
§èi víi cÊu kiÖn cã cèt thÐp ®ai th-êng : Pn = 0.8[0.85f'c(Ag-Ast) + fyAst] = 0.8[0.8512000(23.4 - 0.351) + 4000000.351] = 300400 KN Pr = Søc kh¸ng lùc däc trôc tÝnh to¸n cã hoÆc kh«ng cã uèn (KN) Pn = Søc kh¸ng lùc däc trôc danh ®Þnh cã hoÆc kh«ng cã uèn (KN) ' fc = C-êng ®é qui ®Þnh cña bª t«ng ë tuæi 28 ngµy trõ khi cã qui ®Þnh ë c¸c tuæi kh¸c. Ag = DiÖn tÝch nguyªn cña mÆt c¾t (m2). Ast = DiÖn tÝch thÐp dïng trong mÆt c¾t (m2). fy = Giíi h¹n ch¶y quy ®Þnh cña cèt thÐp (KN/m2).  = HÖ sè søc kh¸ng qui ®Þnh ë ®iÒu 5.5.4.2,  = 0.7 B¶ng kiÓm to¸n nÐn däc trôc tiÕt diÖn I N My Mx Pn Pr KÕt Sè lµn (KN) (KNm) (KNm) (KN) (KN) luËn 1 lµn 52228.1 3554.7 16226.0 300400.0 210280 §¹t 2 lµn 54933.6 7109.4 16117.5 300400.0 210280 §¹t 3 lµn 56792.1 10664.1 8620.5 300400.0 210280 §¹t B¶ng kiÓm to¸n nÐn däc trôc tiÕt diÖn II N My Mx Pn Pr KÕt Sè lµn (KN) (KNm) (KNm) (KN) (KN) luËn 1 lµn 58948.1 3981.3 16226.0 300400.0 210280 §¹t 2 lµn 61653.6 7962.5 16117.5 300400.0 210280 §¹t 3 lµn 63512.1 11943.8 8620.5 300400.0 210280 §¹t 1.1.3.5. Søc kh¸ng nÐn cña trô theo uèn hai chiÒu (kiÓm to¸n cho TTGHC§ 3 vµ 3a, sö dông vµ ®Æc biÖt ) 1.1.3.5.1. X¸c ®Þnh tØ sè kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c t©m cña c¸c líp thanh cèt thÐp ngoµi biªn lªn chiÒu dÇy toµn bé cét - Chän cèt ®ai cã ®-êng kÝnh 14, líp b¶o vÖ cèt thÐp tõ mÐp ®Õn tim cña cèt thÐp chÞu lùc lµ 100mm, kho¶ng c¸ch gi÷a hai líp cèt thÐp lµ 90mm + TÝnh to¸n tØ sè kho¶ng c¸ch t©m líp thanh cèt thÐp ®Õn biªn ngoµi: 3200  2  145 γx   0.909 3200 7310  2  145 γy   0.960 7310
1.1.3.5.2. X¸c ®Þnh søc kh¸ng däc trôc tÝnh to¸n khi uèn theo 2 ph-¬ng. §èi víi m« men trong mÆt ph¼ng ngang cÇu. x = 0.909 e x M uy  x Pux x §èi víi m« men trong mÆt ph¼ng däc cÇu.Y = 0.960 ey M ux  y Puy y NÕu lùc tÝnh to¸n däc trôc N = Pu ≥ 0.1fc'Ag: 1 1 1 1 1 (5.7.4.5-1)     Prxy   Pu Prxy Prx Pry Po 1 1 1   Prx Pry Po trong ®ã Po = 0,85f'c(Ag-Ast) + fyAst (5.7.4.5-2) NÕu lùc tÝnh to¸n däc trôc N =Pu < 0.1fcAg : M ux M uy   1,0 (5.7.4.5-3) M rx M rx  : HÖ sè søc kh¸ng ®èi víi cÊu kiÖn chÞu nÐn chÞu nÐn däc trôc =0.7 (nÐn däc trôc cèt ®ai vu«ng gãc) Prxy : Søc kh¸ng däc trôc tÝnh to¸n khi uèn theo hai ph-¬ng (N) Prx=Pnx : Søc kh¸ng däc trôc tÝnh to¸n chØ x¸c ®Þnh trªn c¬ së chØ tån t¹i ®é lÖch t©m ex (N) Pry=Pny : Søc kh¸ng däc trôc tÝnh to¸n chØ x¸c ®Þnh trªn c¬ së chØ tån t¹i ®é lÖch t©m ey (N) Mux : M« men tÝnh to¸n t¸c dông theo trôc X (N.mm) Muy : M« men tÝnh to¸n t¸c dông theo trôc Y (N.mm) Mrx : Søc kh¸ng tÝnh to¸n ®¬n trôc cña tiÕt diÖn theo ph-¬ng X (N.mm) Mrx : Søc kh¸ng tÝnh to¸n ®¬n trôc cña tiÕt diÖn theo ph-¬ng Y (N.mm) ex : §é lÖch t©m cña lùc däc trôc tÝnh to¸n t¸c dông theo h-íng trôc X nghÜa lµ b»ng Muy/Pu (mm) ey : §é lÖch t©m cña lùc däc trôc tÝnh to¸n t¸c dông theo h-íng trôc X nghÜa lµ b»ng Mux/Pu (mm) §Ó x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i däc trôc ta ph¶i dùa vµo 3 tham sè lµ t, x(y) vµ ex(y)/x(y) ®Ó tra ra hÖ sè Pnx/bh; Pny/bh. Sö dông h×nh A-11 trong phÇn phô lôc cña ‘ThiÕt kÕ KCBT theo tiªu chuÈn ACI’ trang 1005 ®Ó thùc hiÖn ®iÒu nµy. B¶ng tra nµy ¸p dông ®èi víi  = 0.9 Qui ®æi ®¬n vÞ tÝnh to¸n : 1 ksi = 1000 psi 1 psi = 0,07 Kg/cm2 = 0,007 Mpa = 7 KN/m2
B¶ng kiÓm to¸n søc kh¸ng nÐn cña trô theo uèn 2 chiÒu tiÕt diÖn I Tr-êng hîp 1 lµn xe Tæ hîp 0.1fc'Ag N Muy Mux ex ey ex/x ey/y Pnx/hb Pny/hb Pnx t¶i träng (KN) (KN) (KNm) (KNm) (m) (m) (Ksi) (Ksi) (KN) C§3 19656 51301 2742 23617 0.46 0.05 0.144 0.007 1.6 2.07 26208 C§3a 19656 36590 2742 23617 0.65 0.07 0.202 0.010 1.4 2.07 22932 SD 19656 40205 2031 17597 0.44 0.05 0.137 0.007 1.8 2.07 29484 §B 19656 49331 122265 247134 5.01 2.48 1.566 0.339 0.4 1.7 65520 Tr-êng hîp 2 lµn xe Tæ hîp 0.1fc'Ag N Muy Mux ex ey ex/x ey/y Pnx/hb Pny/hb Pnx t¶i träng (KN) (KN) (KNm) (KNm) (m) (m) (Ksi) (Ksi) (KN) C§3 19656 53388 5484 23533 0.44 0.10 0.138 0.014 1.7 2.07 27846 C§3a 19656 38677 5484 23533 0.61 0.14 0.190 0.019 1.4 2.07 22932 SD 19656 41751 4063 17535 0.42 0.10 0.131 0.013 1.8 2.07 29484 §B 19656 50104 123280 247103 4.93 2.46 1.541 0.337 0.4 1.7 65520 Tr-êng hîp 3 lµn xe Tæ hîp 0.1fc'Ag N Muy Mux ex ey ex/x ey/y Pnx/hb Pny/hb Pnx t¶i träng (KN) (KN) (KNm) (KNm) (m) (m) (Ksi) (Ksi) (KN) C§3 19656 54822 8227 17750 0.32 0.15 0.101 0.021 1.8 2.07 29484 C§3a 19656 40110 8227 17750 0.44 0.21 0.138 0.028 1.7 2.07 27846 SD 19656 42813 6094 13251 0.31 0.14 0.097 0.019 1.8 2.07 29484 §B 19656 50635 124296 244961 4.84 2.45 1.512 0.336 0.4 1.7 65520 B¶ng kiÓm to¸n søc kh¸ng nÐn cña trô theo uèn 2 chiÒu tiÕt diÖn II Tr-êng hîp 1 lµn xe Tæ hîp 0.1fc'Ag N Muy Mux ex ey ex/x ey/y Pnx/hb Pny/hb Pnx t¶i träng (KN) (KN) (KNm) (KNm) (m) (m) (Ksi) (Ksi) (KN) C§3 19656 58021 3071 25199 0.43 0.05 0.136 0.007 1.6 2.07 26208 C§3a 19656 39278 3071 25199 0.64 0.08 0.200 0.011 1.4 2.07 22932 SD 19656 44045 2275 18783 0.43 0.05 0.133 0.007 1.8 2.07 29484
§B 19656 56051 139722 281804 5.03 2.49 1.571 0.341 0.45 1.6 73710 Tr-êng hîp 2 lµn xe Tæ hîp 0.1fc'Ag N Muy Mux ex ey ex/x ey/y Pnx/hb Pny/hb Pnx t¶i träng (KN) (KN) (KNm) (KNm) (m) (m) (Ksi) (Ksi) (KN) C§3 19656 60108 6143 25115 0.42 0.10 0.131 0.014 1.7 2.07 27846 C§3a 19656 41365 6143 25115 0.61 0.15 0.190 0.020 1.4 2.07 22932 SD 19656 45591 4550 18721 0.41 0.10 0.128 0.014 1.8 2.07 29484 §B 19656 56824 140859 281773 4.96 2.48 1.550 0.339 0.45 1.6 73710 Tr-êng hîp 3 lµn xe Tæ hîp 0.1fc'Ag N Muy Mux ex ey ex/x ey/y Pnx/hb Pny/hb Pnx t¶i träng (KN) (KN) (KNm) (KNm) (m) (m) (Ksi) (Ksi) (KN) C§3 19656 61542 9214 19332 0.31 0.15 0.098 0.020 1.8 2.07 29484 C§3a 19656 42798 9214 19332 0.45 0.22 0.141 0.029 1.7 2.07 27846 SD 19656 46653 6825 14437 0.31 0.15 0.097 0.020 1.8 2.07 29484 §B 19656 57355 141997 279631 4.88 2.48 1.524 0.339 0.45 1.6 73710