Bài tập lớn mố trụ cầu

BAØI TAÄP LÔÙN MOÁ TRUÏ CAÀU CHÖÔNG I CAÙC SOÁ LIEÄU TÍNH TOAÙN STT Soá lieäu Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò 1 Loại kết cấu nhịp Dầm đơn giản 2 Loại gối cầu CĐ 3 chieàu daøi keát caáu nhòp L 25 m 4 Troïng löôïng keát caáu nhòp W  2,5 T/m2 5 Lôùp phuû, lan can W1  0,175 T/m2 6 Beà roäng phaàn xe chaïy B 12 m 7 Beà roäng leà boä haønh B1  2 x 1 m 8 Hoaït taûi tính toaùn HL93 9 Chieàu cao moá  Hm +4 m 10 Beà roäng moá  Bm 14 m 11 Chieàu cao ñaát ñaép  H +5 m 12 Chiều dày KCAĐ 0.45m 13 Keát caáu moùng Moùng coïc 14 Möïc nöôùc tính toaùn caùch maët ñaát -3m 15 Beâtoâng choïn f’c  30 Mpa 16 Theùp choïn caáp  fy 280  MPa Và các thông số sau: + Đất đắp nón mố là đất cát hạt thô có + Địa chất vị trí đặt mố: lớp trên: dày 3m,đất sét pha cát trạng thái dẻo mềm.đột sệt B = 0.55 lớp dưới:đất sét pha cát trạng thái dẻo cứng.đột sẹt B = 0.2, + Giới hạn ứng suất nén: + Giới hạn ứng suất kéo: Moá ñöôïc choïn ñeå tính toaùn laø moá coângxol BTCT-tường cánh xiên Caùc kích thöôùc ñöôïc choïn nhö hình veõ. CHÖÔNG II. TÍNH TOAÙN LÖÏC TAÙC DUÏNG LEÂN MOÁ. II.1. Taûi troïng baûn thaân. - Töôøng ñænh: - Thaân moá: - Phaàn moùng: II.2. Hoaït taûi II.2.1.xe tải thiết kế II.2.2.hoạt tải tác dụng lên tường đỉnh Töø beà roäng neàn ñöôøng ñaõ cho suy ra ñöôøng coù 4 laøn xe tính toaùn. Xeáp caû 4 xe leân töôøng ñænh, ñaët truïc baùnh xe 145KN taïi vò trí töôøng ñænh ta coù, löïc taùc duïng leân töôøng ñænh laø: II.2.3. Hoaït taûi taùc duïng leân thaân moá. Ñeå coù hoaït taûi treân moá, ta xeáp xe treân keát caáu nhòp ñeå ñöôïc giaù trò lôùn nhaát. Phaûn löïc taïi goái do: - Xe taûi ba truïc: - Xe taûi hai truïc: - Taûi troïng laøn: -toå hôïp 1(xe 2 truïc + taûi troïng laøn) chöa nhaân heä soá -toå hôïp 2(xe 3 truïc + taûi troïng laøn) chöa nhaân heä soá Toå hôïp cho ta phaûn löïc cöïc ñaïi taïi moá laø: Phaân ra taûi phaân boá ñeàu taùc duïng leân moá: Tröôøng hôïp tính toaùn cho phaàn ñaùy moùng, phaûi boû ñi phaàn taûi xung kích do ñoù hoaït taûi tính toaùn laø: II.2.4. Tính taûi troïng ngöôøi. Taûi troïng ngöôøi coù giaù trò laø 0,003MPa. Beà roäng leà boä haønh laø 2.1 = 2(m). Taûi troïng ngöôøi taùc duïng leân moá laø: II.2.5. AÙp löïc ñaát thaúng ñöùng taùc duïng leân beä moùng. II.2.6. Tónh taûi töø keát caáu nhòp truyeàn xuoáng. - Tónh taûi cuûa keát caáu nhòp: - Tónh taûi do phaàn lôùp phuû: II.2.7. Taûi troïng haõm xe. Do goái coá ñònh ñaët taïi moá neân phaûi truyeàn löïc haõm xe vaøo moá. Theo qui ñònh taïi ñieàu 3.6.4 ta coù: - Khoaûng caùch töø maët treân cuûa moá ñeán ñieåm ñaët löïc: taïo ra moät moâmen: II.2.8.Löïc ly taâm Ta thieát keá moá caàu thaúng neân khoâng coù löïc ly taâm(CE) II.2.9.Löïc ma saùt aâm Vì moùng coïc treân neân ñaát seùt pha caùt neân khoâng xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa löïc ma saùt aâm (DD) Neáu xeùt ñeán löïc DD seõ ñöôïc coâng vaøo vôùi tónh taûi thaúng ñöùng ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä vaø tính luùn ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng II.2.10.Löïc ma saùt (FR) Vì chæ tính keát caáu moät nhòp khoâng coù lieân tuïc nhòp neân khoâng coù löïc FR II.2.11.AÙp löïc ñaåy noåi Vì laø moùng coïc vaø möïc nöôùc tính toaùn (MNTT = -3m) neân khoâng coù aùp löïc ñaåy noåi taùc duïng leân moùng II.2.12. AÙp löïc ñaát ñaép leân moá. Aùp löïc ñaát cô baûn ñöôïc giaû thuyeát laø phaân boá tuyeán tính vaø tæ leä vôùi chieàu saâu ñaát, ñöôïc laáy 3.11.5.1 nhö sau: Vôùi: P – aùp löïc ñaát cô baûn(MPa) Kh- heä soá aùp löïc ngang cuûa ñaát - tyû troïng cuûa ñaát (kg/m3); (kg/m3) z- chieàu saâu döôùi maët ñaát(mm) g- haèng soá troïng löïc (m/s2) Trong ñoù laø heä soá aùp löïc daát vaø ñöôïc laáy nhö sau: Vôùi : : goùc ma saùt taïi maët tieáp giaùp cuûa beâtoâng vaø ñaát ñaép. : goùc noäi ma saùt höõu hieäu. : goùc cuûa ñaát ñaép vôùi phöông naèm ngang. : goùc cuûa ñaát ñaép sau töôøng vôùi phöông thaúng ñöùng. Suy ra: Tuyø theo giaù trò cuûa z maø seõ coù aùp löïc ñaát vaø vò trí ñieåm ñaët cuûa hôïp löïc laø khaùc nhau. Taïi vò trí maët caét ngang ñi qua ñaùy töôøng ñænh: Chieàu cao töôøng ñænh: z = 1450(mm). AÙp löïc ñaáùt taïi vò trí naøy laø: Hôïp löïc cuûa aùp löïc ñaát naøy laø: Vò trí cuûa ñieåm ñaët löïc caùch maët caét tính toaùn: Tính toaùn töông töï cho caùc maët caét coøn laïi ta laäp baûng tính toaùn nhö sau: Vò Trí z (mm) Aùp löïc MPa Löïc N/mm Ñieåm ñaët caùch maët caét (mm) Töôøng ñænh 1450 9.17E-03 6.53 483 Töôøng thaân 5450 3.39E-02 92.38 1817 Ñaùy moùng 6950 4.32E-02 150.12 2317 II.2.12. Hoaït taûi chaát theâm(LS) Hoaït taûi chaát theâm phaûi ñöôïc xeùt ñeán khi taûi troïng xe taùc ñoäng leân maët ñaát trong phaïm vi moät ñoaïn baèng chieàu cao töôøng ôû phía sau maët sau töôøng. Söï taêng aùp löïc ngang do hoaït taûi chaát theâm: Trong ñoù: : chieàu cao ñaát ñaép töông ñöông, noäi suy tuyeán tính theo baûng 3.11.6.2 - 1. Taïi vò trí maët caét ngang ñi qua ñaùy töôøng ñænh: Chieàu cao töôøng ñænh: z = 1450(mm). Chieàu cao lôùp ñaát töông ñöông. Laáy töông öùng vôùi chieàu cao 1500mm. ta coù AÙp löïc ñaáùt taïi vò trí naøy laø: Hôïp löïc cuûa aùp löïc ñaát naøy laø: Vò trí cuûa ñieåm ñaët löïc caùch maët caét tính toaùn: Tính toaùn töông töï cho caùc maët caét coøn laïi ta laäp baûng tính toaùn nhö sau: Vò Trí z (mm) heq (mm) Aùp löïc MPa Löïc Ñieåm ñaët caùch maët caét (mm) Töôøng ñænh 1450 1700 10.57E-03 7.66 725 Töôøng thaân 5450 841 5.23E-03 14.25 2725 Ñaùy moùng 6950 712 4.43E-03 15.39 3475 II.2.13.AÙp löïc ñaát thaúng ñöùng do lôùp ñaát töông ñöông(heq= 712mm) taùc duïng leân ñaùy moùng CHÖÔNG III TOÅ HÔÏP TAÛI TROÏNG Ta laäp caùc toå hôïp taûi troïng ñeå kieåm tra löïc neùn vaø moâmen vôùi 4 traïng thaùi giôùi haïn THGHCÑ(I,II,III) vaø THGHSD. Bảng hệ số tổ hợp tải trọng THGH Tĩnh tải (γDC) Hoạt tải (γLL) Lớp phủ (γDW) Lực hãm (γBR) γPL γEV γEH CĐI 1.25 1.75 1.5 1.75 1.75 1.35 1.5 CĐII 1.25 0 1.5 0 0 1.35 1.5 CĐIII 1.25 1.35 1.5 1.35 1.35 1.35 1.5 SD 1 1 1 1 1 1 1 III.1. Taïi ñaùy töôøng ñænh. - Traïng thaùi GHCÑ I : + Löïc thaúng ñöùng: + Löïc ngang: + Moâmen: - Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng: + Löïc thaúng ñöùng: + Löïc ngang: + Moâmen: III.2. Taïi ñaùy töôøng thaân. - Traïng thaùi GHCÑ I : + Löïc thaúng ñöùng: + Löïc ngang: + Moâmen: - Traïng thaùi GHSD: + Löïc thaúng ñöùng: + Löïc ngang: + Moâmen: III.3. Maët caét ñaùy moùng - Traïng thaùi GHCÑ I : + Löïc thaúng ñöùng: + Löïc ngang: + Moâmen: - Traïng thaùi GHSD: + Löïc thaúng ñöùng: + Löïc ngang: + Moâmen: Bảng tổng hợp nội lực theo các trạng thái giới hạn THGH CĐI CĐII CĐIII SD Tường đỉnh RV(N/mm) 86.75 25.73 72.8 55.45 RH(N/mm) 23.2 9.8 20.14 14.19 M(Nmm/mm) 38858.61 4730.98 31058.01 22655.49 Tường thân RV(N/mm) 716.84 550.22 678.75 531.01 RH(N/mm) 189.91 138.57 178.18 121.72 M(Nmm/mm) 598186.66 381678.94 548699.18 394069.41 Móng Mố RV(N/mm) 894.51 751.78 861.89 659.56 RH(N/mm) 312.2 23.1 246.2 180.6 M(Nmm/mm) 764953.34 47237.2 579372.35 446122.51 CHÖÔNG IV THIEÁT KEÁ COÁT THEÙP CHO TÖÔØNG ÑÆNH. Noäi dung tính toaùn: Tính toaùn theo coät chòu neùn leäch taâm. Tieát dieän laøm vieäc laø hình chöõ nhaät coù kích thöôùc: + kích thước + Chieàu cao thân cột là 1450(mm). IV.1. Thieát keá coát theùp. Kieåm tra ñoä maûnh cuûa coät: Baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän: Khoâng xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa ñoä maûnh khi thieát keá coät. Trong đó: + K : laø heä soá phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän lieân keát 2 ñaàu coät () +L : chieàu daøi thaân truï Ta thiết kế như một cột ngắn có: Löïc neùn: Moâmen: Thieát keá coát theùp ñoái xöùng Xeùt coät ôû traïng thaùi phaù hoaïi caân baèng, giaû söû: Suy ra, Löïc doïc truïc giôùi haïn laø: Trong ñoù: ab : chieàu cao vuøng neùn luùc phaù hoaïi caân baèng. ; . Choïn khoaûng caùch töø thôù ngoaøi cuøng ñeán troïng taâm cuûa theùp laø: Beâtoâng caáp 30, Heä soá söùc khaùng φ = 0,9 Ta có , caáu kieän rôi vaøo tröôøng hôïp phaù hoaïi deûo. Giaû söû tröôøng hôïp , chieàu cao vuøng neùn: Do a hay laø coát theùp vuøng neùn trong tröôøng hôïp naøy ñaõ bò keùo. Boû qua coát theùp vuøng neùn, cho A’s = 0. ta tính vôùi tröôøng hôïp coát theùp ñôn. Caân baèng löïc vaø moâmen cho heä phöông trình sau: Giaûi heä phöông trình naøy ñöôïc nghieäm laø: Haøm löôïng theùp toái thieåu: Suy ra choïn haøm löôïng theùp toái thieåu ñeå tính toaùn. Chon theùp coù ñöôøng kính 20mm, dieän tích moät thanh laø 314mm2. soá thanh theùp caàn thieát: Choïn soá thanh laø 74 thanh ñöôøng kính 20mm, boá trí ñeàu vôùi khoaûng caùch a = 190mm. IV.2. Kieåm tra khaû naêng laøm vieäc ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng. Theo tính toaùn ôû treân ta coù moâmen ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng laø: Xaùc ñònh daëc tröng tieát dieän khi nöùt cuûa caáu kieän. Goïi x laø laø chieàu cao vuøng beâtoâng chòu neùn. Boû qua vuøng beâtoâng bò nöùt. Caân baèng moâmen tónh ñoái vôùi truïc trung hoaø ta ñöôïc: Trong ñoù: n: tæ soá moâñun ñaøn hoài. Vôùi Thay vaøo phöông trình treân ta coù: Giaûi heä phöông trình treân cho hai nghieäm laø: , choïn Moâmen quaùn tính cuûa tieát dieän nöùt chuyeån ñoåi laø: Öùng suaát keùo trong coát theùp laø: Nöùt ñöôïc kieåm tra baèng caùch giôùi haïn öùng suaát keùo trong coát theùp döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng söû duïng nhoû hôn öùng suaát keùo cho pheùp . Trong ñoù: : chieàu daøy lôùp baûo veä : tham soá beà roäng veát nöùt vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng khaéc nghieät. Dieän tích coù hieäu cuûa beâtoâng chòu keùo laø: Vaäy Giaù trò naøy khoâng ñöôïc vöôït quaù . Vaäy choïn . Ta thaáy thoaû maõn. IV.3. Thieát keá coát ñai. Coát ñai ñöôïc söû duïng ñeå taïo khaû naêng choáng caét cho, khoaûng caùch cuûa coát ñai phaûi ñaûm baûo vaø ñöôïc tính toaùn nhö sau. Heä soá söùc khaùng neùn: Theo tính toaùn ôû treân ta coù: Chieàu cao vuøng chòu neùn cuûa tieát deän: Khoaûng caùch töø thôù chòu neùn xa nhaát ñeán troïng taâm cuûa coát theùp: Chieàu cao chòu caét cuûa daàm: theo qui ñònh giaù trò naøy laáy nhö sau: Vaäy choïn Taûi troïng tính toaùn taïi maët caét naøy laø: Moâmen: Löïc doïc: Löïc caét: Öùng suaát caét danh ñònh cuûa beâtoâng: Suy ra: Giaû söû goùc nöùt laø . Bieán daïng treân thanh theùp: Tra theo baûng 5.8.3.4.2-1 ta coù: öùng vôùi caùc giaù trò treân tra ñöôïc goùc laø , do ñoù phaûi laëp laïi. Choïn giaù trò cuûa , Tra baûng treân ta ñöôïc , laáy ñeå tính: Với ta tính được: Cuõng trong baûng naøy tra ñöôïc giaù trò Khaû naêng chòu caét cuûa beâtoâng: Löïc caét trong coát ñai: khoâng caàn ñaët coát ñai ñeå chòu löïc. Coát ñai seõ ñöôïc boá trí theo caáu taïo. Khoaûng caùch caùc coát ñai phaûi thoaû maõn caùc ñieàu kieän sau: Söû duïng coát ñai coù ñöôøng kính 12mm, laøm 8 voøng dieän tích thanh theùp laø 113,1(mm2). Vaø khi < thì: . Vaäy choïn boá trí theùp ñai vôùi khoaûng caùch ñeàu nhau laø 40mm. IV.4. Kieåm tra theùp doïc. Coâng thöùc kieåm tra khaû naêng chòu keùo cuûa theùp doïc laø: Trong ñoù: Vaäy theùp doïc ñaõ ñuû khaû naêng chòu löïc. IV.5. Coát theùp choáng co ngoùt vaø nhieät ñoä. Coát theùp choáng co ngoùt vaø nhieät ñoä phaûi ñöôïc ñaët gaàn beà maët cuûa caáu kieän ñeå chòu nhöõng taùc ñoäng thöôøng xuyeân cuûa nhieät ñoä vaø moâi tröôøng. Toång dieän tích theùp choáng co ngoùt vaø nhieät ñoä laáy nhö sau: Trong ñoù: Ag : Dieän tích tieát dieän nguyeân. Söû duïng theùp coù ñöôøng kính 14mm. Soá thanh theùp caàn thieát: Boá trí theo phöông thaúng ñöùng quanh chu vi cuûa töôøng ñænh, chu vi naøy laáy nhö sau: , khoaûng caùch giöõa caùc thanh laø a = 105mm. CHÖÔNG V THIEÁT KEÁ COÁT THEÙP CHO TÖÔØNG THAÂN. Noäi dung tính toaùn: Tính toaùn theo coät chòu neùn leäch taâm. Tieát dieän laøm vieäc laø hình chöõ nhaät coù kích thöôùc: + Chieàu cao phần cột:4000(mm). V.1. Thieát keá coát theùp. Kieåm tra ñoä maûnh cuûa coät: Baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän: Phaûi xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa ñoä maûnh khi thieát keá coät. Theo tính toaùn ôû treân löïc taùc duïng vaøo maët caét taïi ñaùy töôøng ñænh theo traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä I laø: Löïc neùn: Moâmen: Moâmen kheách ñaïi do aûnh höôûng cuûa ñoä maûnh. Trong ñoù: ; Moá töôøng coângxol ñöôïc xem laø keát caáu khoâng giaèng theo phöông doïc, do ñoù laáy Cm = 1. Xaùc ñònh löïc Euler theo coâng thöùc sau: Ñoä cöùng EI laáy nhö sau: Ec = 27830(MPa). . do moâmen theo phöông doïc do tónh taûi gaây ra baèng khoâng. Thieát keá baøi toaùn nhö coät ngaén coù: Löïc neùn: Moâmen: Thieát keá coát theùp ñoái xöùng Xeùt coät ôû traïng thaùi phaù hoaïi caân baèng, giaû söû: Suy ra, Löïc doïc truïc giôùi haïn laø: Trong ñoù: ab : chieàu cao vuøng neùn luùc phaù hoaïi caân baèng. ; . Choïn khoaûng caùch töø thôù ngoaøi cuøng ñeán troïng taâm cuûa theùp laø: Heä soá söùc khaùng φ = 0,9 neân caáu kieän rôi vaøo tröôøng hôïp phaù hoaïi deûo. Giaû söû tröôøng hôïp , chieàu cao vuøng neùn: Do a hay laø coát theùp vuøng neùn trong tröôøng hôïp naøy ñaõ bò keùo. Boû qua coát theùp vuøng neùn, cho A’s = 0. Ta tính vôùi tröôøng hôïp coát theùp ñôn. Caân baèng löïc vaø moâmen cho heä phöông trình sau: Giaûi heä phöông trình naøy ñöôïc nghieäm laø: Haøm löôïng coát theùp: Haøm löôïng theùp toái thieåu: Suy ra choïn haøm löôïng theùp toái thieåu ñeå tính toaùn. Chon theùp coù ñöôøng kính 22mm, dieän tích moät thanh laø 380mm2. soá thanh theùp caàn thieát: Choïn soá thanh laø 194 thanh ñöôøng kính 22mm, boá trí ñeàu vôùi khoaûng caùch a = 90mm. V.2. Kieåm tra khaû naêng laøm vieäc ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng. Theo tính toaùn ôû treân ta coù moâmen ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng laø: Xaùc ñònh daëc tröng tieát dieän khi nöùt cuûa caáu kieän. Goïi x laø laø chieàu cao vuøng beâtoâng chòu neùn. Boû qua vuøng beâtoâng bò nöùt. Caân baèng moâmen tónh ñoái vôùi truïc trung hoaø ta ñöôïc: Vôùi Thay vaøo phöông trình treân ta coù: Giaûi heä phöông trình treân cho hai nghieäm laø: choïn Moâmen quaùn tính cuûa tieát dieän nöùt chuyeån ñoåi laø: Öùng suaát keùo trong coát theùp laø: Nöùt ñöôïc kieåm tra baèng caùch giôùi haïn öùng suaát keùo trong coát theùp döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng söû duïng nhoû hôn öùng suaát keùo cho pheùp . Trong ñoù: : chieàu daøy lôùp baûo veä : tham soá beà roäng veát nöùt vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng khaéc nghieät. Dieän tích coù hieäu cuûa beâtoâng chòu keùo laø: Vaäy Giaù trò naøy khoâng ñöôïc vöôït quaù . Vaäy choïn . Ta thaáy ñieàu kieän khoáng cheá nöùt ñöôïc thoaû maõn. V.3. Thieát keá coát ñai. Coát ñai ñöôïc söû duïng ñeå taïo khaû naêng choáng caét cho, khoaûng caùch cuûa coát ñai phaûi ñaûm baûo vaø ñöôïc tính toaùn nhö sau. Heä soá söùc khaùng neùn: Theo tính toaùn ôû treân ta coù: Chieàu cao vuøng chòu neùn cuûa tieát deän: Khoaûng caùch töø thôù chòu neùn xa nhaát ñeán troïng taâm cuûa coát theùp: Chieàu cao chòu caét cuûa daàm: theo qui ñònh giaù trò naøy laáy nhö sau: Vaø khoâng nhoû hôn hai trò soá sau: Vaäy choïn Taûi troïng tính toaùn taïi maët caét naøy laø: Moâmen: Löïc doïc: Löïc caét: Öùng suaát caét danh ñònh cuûa beâtoâng: Suy ra: Giaû söû goùc nöùt laø . Bieán daïng treân thanh theùp: Tra theo baûng 5.8.3.4.2-1 ta coù: öùng vôùi caùc giaù trò treân tra ñöôïc goùc laø , Cuõng trong baûng naøy tra ñöôïc giaù trò Khaû naêng chòu caét cuûa beâtoâng: Löïc caét trong coát ñai: khoâng caàn ñaët coát ñai ñeå chòu löïc. Coát ñai seõ ñöôïc boá trí theo caáu taïo. Khoaûng caùch caùc coát ñai phaûi thoaû maõn caùc ñieàu kieän sau: Söû duïng coát ñai coù ñöôøng kính 12mm, laøm 8 voøng dieän tích thanh theùp laø 113,1(mm2). Vaø khi < thì: . Vaäy choïn boá trí theùp ñai vôùi khoaûng caùch ñeàu nhau laø 40mm. V.4. Coát theùp choáng co ngoùt vaø nhieät ñoä. Coát theùp choáng co ngoùt vaø nhieät ñoä phaûi ñöôïc ñaët gaàn beà maët cuûa caáu kieän ñeå chòu nhöõng taùc ñoäng thöôøng xuyeân cuûa nhieät ñoä vaø moâi tröôøng. Toång dieän tích theùp choáng co ngoùt vaø nhieät ñoä laáy nhö sau: Trong ñoù: Ag : Dieän tích tieát dieän nguyeân. Söû duïng theùp coù ñöôøng kính 14mm. Soá thanh theùp caàn thieát: Boá trí theo phöông thaúng ñöùng quanh chu vi cuûa töôøng ñænh, chu vi naøy laáy nhö sau: , khoaûng caùch giöõa caùc thanh laø a = 60mm. CHÖÔNG VI TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ TÖÔØNG CAÙNH. VI.I. Löïa choïn sô boä kích thöôùc töôøng caùnh. Cuõng nhö moá, töôøng caùnh ta cuõng choïn loaïi töôøng caùnh haãng BTCT. Töôøng caùnh ñöôïc taïo goùc nghieâng 450 so vôùi maët phaúng töôøng thaân. Caùc kích thöôùc cuûa töôøng caùnh choïn sô boä nhö treân hình. II. Tính toaùn taûi troïng taùc duïng leân töôøng caùnh. II.1. Taûi troïng baûn thaân. Ñoái vôùi töôøng ñöôïc vaùt xieân nhö hình veõ, maët caét ngang ñöôïc choïn ñeå tính toaùn laø maët caét taïi vò trí caùch maët caét ngang lôùn nhaát, gaàn nhaát moät ñoaïn baèng 1/4 ñoaïn kích thöôùc phaàn töôøng coù maët caét ngang thay ñoåi. Do ñoù, theo hình veõ vò trí naøy caùch maët caét taïi vò trí baét ñaàu thay ñoåi chieàu cao laø: Chieàu cao töôøng taïi vò trí naøy laø: - Töôøng caùnh: - Phaàn moùng: II.2. Hoaït taûi taùc duïng leân töôøng caùnh. Do töôøng caùnh ñöôïc môû ra moät goùc 45 ñoä neân seõ khoâng chòu taùc duïng cuûa hoaït taûi. II.3. AÙp löïc ñaát thaúng ñöùng taùc duïng leân beä moùng. II.4. AÙp löïc ñaát ñaép leân töôøng caùnh. Aùp löïc ñaát cô baûn ñöôïc giaû thuyeát laø phaân boá tuyeán tính vaø tæ leä vôùi chieàu saâu ñaát, ñöôïc laáy nhö sau: Trong ñoù laø heä soá aùp löïc daát vaø ñöôïc laáy nhö sau: Vôùi : : goùc ma saùt taïi maët tieáp giaùp cuûa beâtoâng vaø ñaát ñaép. : goùc noäi ma saùt höõu hieäu. : goùc cuûa ñaát ñaép vôùi phöông naèm ngang.( Choïn goùc naøy ñeå ñaép ñaát) : goùc cuûa ñaát ñaép sau töôøng vôùi phöông thaúng ñöùng. Suy ra: Taïi vò trí maët caét ngang ñi qua ñaùy töôøng caùnh: Chieàu cao töôøng: z = 5450(mm). AÙp löïc ñaáùt taïi vò trí naøy laø: Hôïp löïc cuûa aùp löïc ñaát naøy laø: Vò trí cuûa ñieåm ñaët löïc caùch maët caét tính toaùn: Löïc naøy taùc duïng theo goùc 20 so vôùi phöông ngang vaøo töôøng do ñoù neân qui ñoåi veà hai löïc: Taùc ñoäng theo phöông ñöùng: Taùc ñoäng theo phöông ngang: II.5. Hoaït taûi chaát theâm. Hoaït taûi chaát theâm phaûi ñöôïc xeùt ñeán khi taûi troïng xe taùc ñoäng leân maët ñaát trong phaïm vi moät ñoaïn baèng chieàu cao töôøng ôû phía sau maët sau töôøng. Söï taêng aùp löïc ngang do hoaït taûi chaát theâm: Trong ñoù: : chieàu cao ñaát ñaép töông ñöông, noäi suy tuyeán tính theo baûng 3.11.6.2 - 1. Taïi vò trí maët caét ngang ñi qua ñaùy töôøng caùnh: Chieàu cao töôøng caùnh: z = 5450(mm). Chieàu cao lôùp ñaát töông ñöông. AÙp löïc ñaáùt taïi vò trí naøy laø: Hôïp löïc cuûa aùp löïc ñaát naøy laø: Vò trí cuûa ñieåm ñaët löïc caùch maët caét tính toaùn: . Löïc naøy taùc duïng theo goùc 20 so vôùi phöông ngang vaøo töôøng do ñoù neân qui ñoåi veà hai löïc: Taùc ñoäng theo phöông ñöùng: Taùc ñoäng theo phöông ngang: II.6. AÙp löïc ñaát thaúng ñöùng taùc duïng leân beä moùng do hoạt tải chất thêm CHÖÔNG VII TOÅ HÔÏP TAÛI TROÏNG Ta laäp caùc toå hôïp taûi troïng ñeå kieåm tra löïc neùn vaø moâmen vôùi 4 traïng thaùi giôùi haïn THGHCÑ(I,II,III) vaø THGHSD. Bảng hệ số tổ hợp tải trọng THGH Tĩnh tải (γDC) Hoạt tải (γLL) γEV γEH CĐI 1.25 1.75 1.35 1.5 CĐII 1.25 0 1.35 1.5 CĐIII 1.25 1.35 1.35 1.5 SD 1 1 1 1 - Traïng thaùi GHCÑ I : + Löïc thaúng ñöùng: + Löïc ngang: + Moâmen: - Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng: + Löïc thaúng ñöùng: + Löïc ngang: + Moâmen: Bảng tổng hợp nội lực tác dụng lên tường cánh TTGH CĐI CĐII CĐIII SD 181.81 165.95 178.18 130.08 285.53 241.95 275.57 186.2 558292.4 439550.6 531151.4 360886.2 CHÖÔNG VIII. THIEÁT KEÁ COÁT THEÙP CHO TÖÔØNG CAÙNH. Noäi dung tính toaùn: Tính toaùn theo daàm haãng chòu uoán. Tieát dieän laøm vieäc laø hình chöõ nhaät coù kích thöôùc: VIII.1. Thieát keá coát theùp. Choïn khoaûng caùch töø thôù ngoaøi cuøng ñeán troïng taâm cuûa theùp laø: Chieàu cao vuøng neùn: Kieåm tra ñieàu kieän: phá hoại dẻo Dieän tích theùp: Haøm löôïng coát theùp: Haøm löôïng coát theùp toái thieåu: thoaû haøm löôïng coát theáp toái thieåu. Choïn theùp coù ñöôøng kính ñeå boá trí, soá thanh caàn thieát treân moät ñôn vò chieàu daøi laø: Toaøn boä soá thanh caàn thieát laø: Vaäy choïn 174 thanh có đường kính 16mm và boá trí ñeàu vôùi khoaûng caùch laø 50mm. VIII.2. Kieåm tra khaû naêng laøm vieäc ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng. Theo tính toaùn ôû treân ta coù moâmen ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng laø: Xaùc ñònh daëc tröng tieát dieän khi nöùt cuûa caáu kieän. Goïi x laø laø chieàu cao vuøng beâtoâng chòu neùn. Boû qua vuøng beâtoâng bò nöùt. Caân baèng moâmen tónh ñoái vôùi truïc trung hoaø ta ñöôïc: Thay vaøo phöông trình treân ta coù: Giaûi heä phöông trình treân cho hai nghieäm laø: , choïn Moâmen quaùn tính cuûa tieát dieän nöùt chuyeån ñoåi laø: Öùng suaát keùo trong coát theùp laø: Nöùt ñöôïc kieåm tra baèng caùch giôùi haïn öùng suaát keùo trong coát theùp döôùi taùc duïng cuûa taûi troïng söû duïng nhoû hôn öùng suaát keùo cho pheùp . Trong ñoù: : chieàu daøy lôùp baûo veä : tham soá beà roäng veát nöùt vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng khaéc nghieät. Dieän tích coù hieäu cuûa beâtoâng chòu keùo laø: Vaäy Giaù trò naøy khoâng ñöôïc vöôït quaù . Vaäy choïn . Ta thaáy ñieàu kieän khoáng cheá nöùt ñöôïc thoaû maõn. VIII.3. Thieát keá coát ñai. Coát ñai ñöôïc söû duïng ñeå taïo khaû naêng choáng caét, khoaûng caùch cuûa coát ñai phaûi ñaûm baûo vaø ñöôïc tính toaùn nhö sau. Heä soá söùc khaùng neùn: Theo tính toaùn ôû treân ta coù: Chieàu cao vuøng chòu neùn cuûa tieát deän: Khoaûng caùch töø thôù chòu neùn xa nhaát ñeán troïng taâm cuûa coát theùp: Chieàu cao chòu caét cuûa daàm: theo qui ñònh giaù trò naøy laáy nhö sau: vaäy choïn Taûi troïng tính toaùn taïi maët caét naøy laø: Moâmen: Löïc doïc: Löïc caét: Öùng suaát caét danh ñònh cuûa beâtoâng: Suy ra: Giaû söû goùc nöùt laø . Bieán daïng treân thanh theùp: Tra theo baûng 5.8.3.4.2-1 ta coù: öùng vôùi caùc giaù trò treân tra ñöôïc goùc laø Cuõng trong baûng naøy tra ñöôïc giaù trò Khaû naêng chòu caét cuûa beâtoâng: Löïc caét trong coát ñai: khoâng caàn ñaët coát ñai ñeå chòu löïc. Coát ñai seõ ñöôïc boá trí theo caáu taïo. Khoaûng caùch caùc coát ñai phaûi thoaû maõn caùc ñieàu kieän sau: Söû duïng coát ñai coù ñöôøng kính 12mm, laøm 1 voøng dieän tích thanh theùp laø 113,1(mm2). Vaäy choïn boá trí theùp ñai vôùi khoaûng caùch ñeàu nhau laø 25 mm. VIII.4. Coát theùp choáng co ngoùt vaø nhieät ñoä. Coát theùp choáng co ngoùt vaø nhieät ñoä phaûi ñöôïc ñaët gaàn beà maët cuûa caáu kieän ñeå chòu nhöõng taùc ñoäng thöôøng xuyeân cuûa nhieät ñoä vaø moâi tröôøng. Toång dieän tích theùp choáng co ngoùt vaø nhieät ñoä laáy nhö sau: Trong ñoù: Ag : Dieän tích tieát dieän nguyeân. Söû duïng theùp coù ñöôøng kính 12mm. Soá thanh theùp caàn thieát: Chọn 65 thanh có đường kính 12mm bố trí đều với khoảng cách 80mm TÍNH TOÁN MÓNG CỌC Chọn phương án cọc khoang nhồi đương kính d = 1m.chiều sâu cọc ngàm trong đài là 0.2m. thép râu chờ là 0.6m.chọn chiều sâu cọc cắm trong lớp đất thứ 2 là 22m chiều dài cọc trong đất là 25m XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI DOÏC TRUÏC CUÛA COÏC I.Söùc chòu taûi doïc truïc cuûa coïc theo vaät lieäu : Coâng thöùc tính toaùn : Pvl = RuAb +RanAa trong ñoù : Ru =-cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâtoâng coïc nhoài khi ñoå beâtoâng döôùi nöôùc hoaëc buøn nhöng khoâng nhoû hôn 6Mpa =6000 kN/m2 Vôùi beâtoâng Mac300 ta coù: Ru ==6418.35kN/m2>6000kN/m2 => Ru =6000kN/m2 Ab ==0.785m2: dieän tích tieát dieän coïc Ran =-cöôøng ñoä tính toaùn cho pheùp cuûa coát theùp.khi <28mm thì Khoâng nhoû hôn 220Mpa =220000kN/m2 Vôùi theùp CII coù Rc =4200kG/m2 =>Ran ==2800kG/m2 =269461.08kN/m2>220000kN/m2 => Ran =220000kN/m2 Aa-dieän tích coát theùp. Choïn 1222 => Aa =0.00456m2 Suy ra: Pvl =6000*0.785 +220000*0.00456 =5713.2kN II.Söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn : Coâng thöùc tính : Pñn = m(U) trong ñoù : m =0.8 - heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc tra baûng 3.21saùch neàn moùng mr =1-heä soá ñieàu kieän laøm vieäc ôû muõi coïc tra baûng 3.22 saùch neàn moùng U = *d = 3.14.1 = 3.14m - chu vi tieát dieän coïc Ap =0.785m2-dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc qp =225(T/m2)=2207.25kN/m2-söùc chòu taûi cuûa lôùp ñaát taïi muõi coïc töø baûng A.7 TCXD 205-198 li laø beà daøy lôùp ñaát thöù i. fHi laø löïc ma saùt ñôn vò tieâu chuaån, tra baûng A.2.TCXD 205-1998 stt Ñoä saâu trung bình Chieàu daøy mf Ñoä seät fsi(T/m2) mfsi*H(T/m2) 1 1.5 3 0.6 0.55 1.15 2.07 2 14 22 0.6 0.2 7.1 93.72 95.79(T/m2) => Pñn = 0.8x(3.14x95.79x9.81 + 0.785x2207.25 ) = 3746.7 kN III.Söùc chòu taûi thieát keá cuûa coïc : Söùc chòu taûi tính toaùn thieát keá (Ptt) cuûa coïc laø giaù trò laáy nhoû hôn trong hai giaù trò tính trong muïc 1 vaø 2 Ptt = min(Pvl ; Pñn) = min(5173.2;3746.7) = 3746.7 kN. TÍNH TOAÙN SOÁ LÖÔÏNG COÏC VAØ BOÁ TRÍ COÏC TRONG MOÙNG I.Soá löôïng coïc : Soá löôïng coïc ñöôïc tính theo coâng thöùc : nc = trong ñoù: β=1.4 heä soá xeùt tôùi aûnh höôûng cuûa giaù trò moâmen,loaïi ñaøi coïc,chieàu daøi chòu uoán Ntt = 894.51*14000/1000 = 12523.14 kN -löïc thaúng ñöùng tính toaùn Ptt =3746.7 kN -söùc chòu taûi thieát keá cuûa coïc ñôn => nc = =4.68 Choïn soá coïc thieát keá laø: ta boá trí 2 haøng coïc,moãi haøng 5coïc Toång soá coïc laø nc = 10 coïc II.Boá trí coïc trong moùng : II.1Boá trí coïc trong moùng : Caùc coïc ñöôïc boá trí theo hình thöùc löôùi oâ vuoâng treân maët baèng vaø hoaøn toaøn thaúng ñöùng treân maët ñöùng , vôùi caùc thoâng soá : Toång soá coïc trong moùng nc = 10 coïc Soá haøng coïc theo phöông doïc caàu n = 2 , khoaûng caùch tim caùc haøng coïc theo phöông doïc caàu laø a =3m Soá haøng coïc theo phöông ngang caàu m = 5 , khoaûng caùch tim caùc haøng coïc theo phöông ngang caàu laø b = 3m Khoaûng caùch töø tim coïc ngoaøi cuøng tôùi meùp beä theo caû phöông ngang caàu vaø phöông doïc caàu laø c1 = c2 =1m (1>(d,250)- thoûa tieâu chuaån 205-1998) MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỌC TÍNH CHUYỂN VỊ NGANG CỦA ĐỈNH MỐ TRỤ .chuyển vị ngang đáy mố(đầu cọc) : Chiều sâu chịu nén LN = 25m,chịu uốn LM = 2.4m Tính toaùn heä soá cuûa phöông trình chính taéc Trong ñoù: Ntt = 8775.14 kN : taûi troïng thaúng ñöùng tính toaùn Htt = 0 kN : taûi troïng ngang tính toaùn theo phöông doïc caàu Mtt = 10709.3 kNm : momen tính toaùn theo phöông doïc caàu u,v,w : chuyeån vò ngang , chuyeån vò thaúng ñöùng , goùc quay cuûa beä quang ñieåm O ( troïng taâm heä toaï ñoä tính toaùn taïi ñaùy beä) rik : phaûn löïc trong lieân keát(i) do chuyeån vò ñôn vò taïi lieân keát(k) gaây ra Tính caùc heä soá rik : + rvv = = + ruu = = + rww = = + ruv = rvu = = 0 +rvw = rwv = 0 ( do coïc boá trí ñoái xöùng neân åxi = 0) + ruw = rwu = = BÖÔÙC 3 : giaûi phöông trình chính taéc : Thay soá vaøo heä phöông trình chính taéc ta coù : Giaûi heä ta ñöôïc v = 27946.3 = 0.887cm u = 11916.16 = 0.378cm w = 8268.12 = 0.262(rad) Vôùi E=0.315.10kN/m2 Vì bỏ qua tác dụng của lủa lực theo phương ngang cầu lên mố nên chuyển vị của mong mố cũng chính là chuyển vị của tường thân và đỉnh mố trụ Theo điều 10.7.2.2-22TCN272-05 thì chuyển vị ngang cho mố trụ móng cọc là: