Tài liệu Đề tài Thiết kế cầu vòm ống thép nhồi bêtông: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GHVH: Th.S MAI LỰU
SVTH: ĐỖ NGỌC LINH Trang 1
SỐ LIỆU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN : ĐỖ NGỌC LINH MSSV : CĐ03075
CHUYÊN NGÀNH : CẦU ĐƯỜNG LỚP : CĐ03A
1. Đề tài : THIẾT KẾ CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊTÔNG
2. Qui mô thiết kế : Vĩnh cửu
Tổng chiều dài cầu : 234 m
Khổ cầu : 25m
Trong đó:
Phần vòm : 3 m
Lan can : 2x3 m
Phần xe chạy : 2x8 m
Tải trọng thiết kế : HL93, Người 300KG/m2
Khổ thông thuyền
Chiều cao thông thuyền : 6 m
Bề rộng thông thuyền : 70 m
3. Giải pháp kết cấu nhịp:
Nhịp dẫn : dầm Super Tee 33m căng trước
Nhịp chính : vòm ống thép nhồi bêtông có chiều dài 96m
Sơ đồ kết cấu nhịp : 33 +36 + 96 + 36 + 33 (m)
4. Điều kiện địa chất:
Lớp 1 : Bùn sét hữu cơ màu xám xanh , đôi chỗ lẫn cát và hữu cơ :
Chiều dày lớp : h1 = 12,8 m
Các chỉ tiêu cơ lý :
Trọng lượng thể tích : w = 1,48 T/m3.
Độ sệt : B = 1,24.
...
188 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1332 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Đề tài Thiết kế cầu vòm ống thép nhồi bêtông, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 1
SOÁ LIEÄU ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP
HOÏ VAØ TEÂN : ÑOÃ NGOÏC LINH MSSV : CÑ03075
CHUYEÂN NGAØNH : CAÀU ÑÖÔØNG LÔÙP : CÑ03A
1. Ñeà taøi : THIEÁT KEÁ CAÀU VOØM OÁNG THEÙP NHOÀI BEÂTOÂNG
2. Qui moâ thieát keá : Vónh cöûu
Toång chieàu daøi caàu : 234 m
Khoå caàu : 25m
Trong ñoù:
Phaàn voøm : 3 m
Lan can : 2x3 m
Phaàn xe chaïy : 2x8 m
Taûi troïng thieát keá : HL93, Ngöôøi 300KG/m2
Khoå thoâng thuyeàn
Chieàu cao thoâng thuyeàn : 6 m
Beà roäng thoâng thuyeàn : 70 m
3. Giaûi phaùp keát caáu nhòp:
Nhòp daãn : daàm Super Tee 33m caêng tröôùc
Nhòp chính : voøm oáng theùp nhoài beâtoâng coù chieàu daøi 96m
Sô ñoà keát caáu nhòp : 33 +36 + 96 + 36 + 33 (m)
4. Ñieàu kieän ñòa chaát:
Lôùp 1 : Buøn seùt höõu cô maøu xaùm xanh , ñoâi choã laãn caùt vaø höõu cô :
Chieàu daøy lôùp : h1 = 12,8 m
Caùc chæ tieâu cô lyù :
Troïng löôïng theå tích : w = 1,48 T/m3.
Ñoä seät : B = 1,24.
Löïc dính : c = 0,082 (KG/cm2)
Goùc ma saùt trong : = 6004’ .
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 2
Lôùp 2 : Caùt haït mòn ñeán trung ,ñoâi choã laån soûi saïn ,maøu xaùm xanh xaùm traéng ,keát caáu chaët vöøa,
traïng thaùi deûo cöùng :
Chieàu daøy lôùp : h2 = 4 m
Caùc chæ tieâu cô lyù :
Troïng löôïng theå tích : w = 1,85 T/m3.
Tyû troïng : G = 2,69
Löïc dính : c = 0,14 (KG/cm2)
Goùc ma saùt trong : = 10 049’.
Lôùp 3 : Seùt caùt maøu xaùm vaøng ,maøu xanh ,traïng thaùi deûo cöùng ñeán nöûa cöùng maët laån nhieàu ñaù
daêm saïn :
Chieàu daøy lôùp : h3 = 10,2 m .
Caùc chæ tieâu cô lyù :
Tyû troïng : G = 2,73
Troïng löôïng theå tích : w = 2,01 T/m3.
Löïc dính : c = 0,313 (KG/cm2) ,
Goùc ma saùt trong : = 21028’ .
Lôùp 4 : Seùt maøu naâu vaøng ,ñaàu taàng ñoâi choã laãn nhieàu soûi saïn ,traïng thaùi cöùng :
Chieàu daøy lôùp : h4 = 4,1 m .
Caùc chæ tieâu cô lyù :
Troïng löôïng theã tích : w = 1,74 T/m3.
Tyû troïng : G =2,73
Löïc dính : c = 0,125 (KG/cm2)
Goùc ma saùt trong : = 70.10’.
Lôùp 5 : Seùt maøu naâu vaøng ,ñaàu taàng ñoâi choã laãn nhieàu soûi saïn ,traïng thaùi cöùng :
Chieàu daøy lôùp : h4 = 19,9 m .
Caùc chæ tieâu cô lyù :
Troïng löôïng theã tích : w = 1,983 T/m3.
Tyû troïng : G =2,73
Löïc dính : c = 0 (KG/cm2)
Goùc ma saùt trong : = 230.52’.
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 3
Lôùp 6 : Seùt maøu naâu vaøng ,ñaàu taàng ñoâi choã laãn nhieàu soûi saïn ,traïng thaùi cöùng :
Chieàu daøy lôùp : h6
Caùc chæ tieâu cô lyù :
Troïng löôïng theã tích : w = 2,12 T/m3.
Tyû troïng : G =2,73
Löïc dính : c = 0,355 (KG/cm2)
Goùc ma saùt trong : = 260.39’.
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 4
CHÖÔNG 1: GIÔÙI THIEÄU COÂNG TRÌNH
1. TOÅNG QUAN VEÀ CAÀU VOØM OÁNG THEÙP NHOÀI BEÂTOÂNG:
Hieän nay, vieäc xaây döïng caàu qua caùc soâng roäng vaø saâu, coù nhu caàu löu thoâng ñöôøng thuyû
lôùn vaø ñieàu kieän ñòa chaát phöùc taïp ñang ñoøi hoûi phaûi söû duïng caùc loaïi nhòp khaåu ñoä lôùn haøng
traêm meùt. Vôùi khaåu ñoä nhòp lôùn nhö vaäy, moät soá caáu kieän chòu löïc neùn chính nhö voøm chính cuûa
caàu voøm, thanh maï cong trong caàu giaøn, heä moùng coïc cuûa keát caáu truï, thaân truïc caàn coù khaû naêng
chòu löïc cao vaø ñoä cöùng lôùn. Trong tröôøng hôïp naøy kích thöôùc maët caét ngang cuûa caùc caáu kieän seõ
raát lôùn, daãn ñeán taêng chi phí xaây döïng cuõng nhö taêng ñoä phöùc taïp trong quaù trình vaän chuyeån, thi
coâng. Vì vaäy keát caáu oáng theùp nhoài beâtoâng ñaõ ñöôïc nghieân cöùu phaùt trieån ñeå khaéc phuïc caùc
nhöôïc ñieåm treân. Keát caáu oáng theùp nhoài beâtoâng ñaõ ñaùp öùng ñöôïc yeâu caáu veà chòu löïc cao, ñoä
cöùng lôùn, vaø giaûm ñöôïc troïng löôïng baûn thaân caáu kieän.
Caàu voøm oáng theùp nhoài beâtoâng ñaõ ñöôïc xaây döïng taïi Lieân Xoâ töø nhöõng naêm 1930 vôùi 2
caàu khaåu ñoä 140m qua soâng Ixet vaø 101m qua soâng Neva [13]. Trong thôøi gian töø naêm 1990 ñeán
nay, caàu voøm oáng theùp nhoài beâtoâng ñaõ ñöôïc phaùt trieån maïnh meõ ôû Trung Quoác, vôùi nhieàu loaïi
hình keát caáu nhòp voøm chaïy treân, chaïy döôùi, chaïy giöõa, keát caáu coù hoaëc khoâng coù thanh caêng.
Vôùi caùc tieát dieän toå hôïp töø 3 oáng theùp trôû leân, caàu voøm oáng theùp nhoài beâtoâng coù theå vöôït nhòp
leân tôùi 360m. Hieän nay, caùc nöôùc khaùc treân theá giôùi coøn söû duïng keát caáu oáng theùp nhoài beâtoâng
trong lónh vöïc xaây döïng. Nga, Phaùp, Myõ, Cannada, vaø nhieàu nöôùc khaùc cuõng ñaõ quan taâm ñeán
keát caáu naøy.
Taïi Vieät Nam cuõng ñaõ xaây döïng xong 3 caàu voøm oáng theùp nhoài treân ñöôøng Nguyeãn Vaên
Linh – thaønh phoá Hoà Chí Minh do tö vaán nöôùc ngoaøi thieát keá. Ôû phía Baéc cuõng coù moät soá caàu
ñang ñöôïc thieá keá nhö caàu Haøn, caàu Ñoâng Truø … do caùc chuyeân gia vaø kyõ sö cuûa Toång coâng ty Tö
Vaán Thieát Keá Giao Thoâng Vaän Taûi chuû trì.
1.1. Caùc loaïi keát caáu oáng theùp nhoài beâtoâng
Coät theùp beâtoâng lieân hôïp ñöôïc ñònh nghóa nhö laø keát caáu chòu neùn hoaëc coù theå theùp ñöôïc
boïc trong beâtoâng hoaëc beâtoâng nhoài trong oáng theùp. Tuøy thuoäc caùc chuûng loaïi vaø hình daïng coù theå
chia ra laøm 3 loaïi coät lieân hôïp thöôøng duøng trong xaây döïng nhö sau [13]:
- Loaïi 1 : theùp keát caáu (coát cöùng ) ñöôïc boïc baèng beâtoâng (hình a, b,c)
- Loaïi 2 : beâtoâng nhoài trong hoäp, oáng theùp (hình f, g, i)
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 5
- Loaïi 3 : hoãn hôïp 2 loaïi treân (hình d, h)
Hình 1.1. Caùc daïng keát caáu oáng theùp nhoài beâtoâng
Loaïi 1: ñaùp öùng ñaày ñuû caùc yeâu caàu kyõ thuaät veà phoøng chaùy, ñôn giaûn khi caàn taêng cöôøng ñoä
baèng caùch theâm coát theùp ôû lôùp beâtoâng ngoaøi. Tuy nhieân vieäc kieåm tra vaø xöû lyù keát caáu theùp beân
trong khoâng theå thöïc hieän. Chuûng loaïi keát caáu naøy phuø hôïp cho caùc coâng trình chòu ñoäng ñaát lôùn
vôùi caùc taûi troïng ngang laëp.
Loaïi 2: oáng theùp nhoài beâtoâng ñöôïc söû duïng nhieàu trong caùc truï caàu maø ôû ñoù phaûi chòu taûi troïng
va xe, caùc vaønh caàu voøm, coät nhaø cao taàng.. khoâng nhaát thieát coù coát theùp beân trong.
Loaïi 3: coù tính naêng choáng chaùy cao vaø coù ñöôïc caùc öu ñieåm cuûa hai chuûng loaïi keát caáu treân.
1.2. Ñaëc ñieåm laøm vieäc cuûa keát caáu oáng theùp troøn nhoài beâtoâng chòu neùn
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 6
Hình 1.2. Traïng thaùi öùng suaát cuûa caáu kieän oáng theùp troøn nhoài beâtoâng chòu neùn
Trong caùc boä phaän cuûa keát caáu oáng theùp nhoài beâtoâng khi chòu löïc doïc truïc coù caùc thaønh phaàn öùng
suaát nhö sau [13]:
- Trong beâtoâng: öùng suaát neùn doïc truïc cBc vaø aùp löïc ngang r.
- Trong oáng theùp:öùng suaát doïc truïc zs vaø öùng suaát tieáp s
Nguyeân nhaân gaây xuaát hieän aùp löïc ngang r leân beâtoâng vaø öùng suaát tieáp s trong oáng theùp laø do
heä soá nôû ngang cuûa hai loaïi vaät lieäu naøy khaùc nhau, trong ñoù heä soá nôû ngang cuûa beâtoâng luoân lôùn
hôn cuûa theùp ôû moïi giai ñoaïn laøm vieäc. Aùp löïc ngang r leân beâtoâng khoâng cho pheùp beâtoâng töï do
phaùt trieån bieán daïng theo phöông ngang vaø taïo ra traïng thaùi öùng suaát ba chieàu trong beâtoâng. Ôû
traïng thaùi chòu löïc 3 chieàu, khaû naêng chòu löïc doïc truïc cuûa beâtoâng taêng leân ñaùng keå. Ñaây chính laø
ñaëc ñieåm chòu löïc quan troïng nhaát cuûa keát caáu oáng theùp nhoài beâtoâng
1.3. Öu ñieåm cuûa keát caáu oáng theùp nhoài beâtoâng
Keát caáu oáng theùp nhoài beâ toâng coù moät soá ñieåm lôïi theá vöôït troäi so vôùi keát caáu theùp hoaëc
beâ toâng coát theùp vaø keát caáu beâ toâng coát cöùng. Söï laøm vieäc ñoàng thôøi vaø öùng suaát phaân boá theo
caùc höôùng trong maët caét ñaït tôùi möùc toái öu. Voû theùp beân ngoaøi chòu keùo vaø chòu uoán toát, ñoàng
thôøi ñoä cöùng cuûa keát caáu oáng theùp nhoài beâ toâng cuõng taêng do moâ ñun ñaøn hoài cuûa voû theùp lôùn
hôn beâ toâng nhieàu, cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng cuõng taêng ñaùng keå do coù hieäu öùng boù choáng
nôû hoâng cuûa oáng theùp, beâ toâng beân trong laøm giaûm khaû naêng maát oån ñònh cuïc boä voû theùp. Hieäu
öùng boù beâ toâng cuûa tieát dieän hình troøn lôùn hôn raát nhieàu so vôùi voû theùp daïng hoäp chöõ nhaät chính
vì vaäy hình daïng troøn thoâng thöôøng hay ñöôïc aùp duïng nhieàu hôn.
OÁng theùp nhoài beâ toâng ñöôïc tính toaùn vaø thieát keá nhö laø moät keát caáu lieân hôïp goàm oáng theùp vaø
loõi beâ toâng cuøng laøm vieäc. Khi chòu cuøng öùng suaát nhö nhau thì vaät lieäu beâ toâng nhoài trong oáng
theùp coù nhöõng öu ñieåm chính nhö sau [13]:
- Coù cöôøng ñoä chòu löïc cao vôùi kích thöôùc nhoû vaø kinh teá.
- Ñôn giaûn trong lieân keát vôùi caùc keát caáu khaùc.
- Khaû naêng chòu bieán daïng deûo vaø ñaûm baûo ñaëc tính deûo cuûa keát caáu.
- Giaûm maát oån ñònh cuïc boä thöôøng xaåy ra ôû caùc keát caáu theùp.
- Thuaän lôïi trong thi coâng cheá taïo vaø laép ñaët.
- Keát caáu theùp coù theå ñöïôïc nghieân cöùu taêng vaøo caùc vò trí caàn thieát.
- Beâ toâng trong oáng chòu neùn cao hôn do coù oáng theùp beân ngoaøi.
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 7
- Thöôøng thieát keá choáng chaùy cho beâ toâng khoâng caàn ñeà caäp tôùi do naèm trong theùp.
- Khoâng caàn vaùn khuoân, ñaø giaùo trong thi coâng.
- Thoâng thöôøng keát caáu theùp nhoài beâ toâng coù ñoä giaûm chaán cao hôn so vôùi keât caáu theùp
do ñoù toát hôn trong caùc coâng trình ôû vuøng ñoäng ñaát.
Vôùi nhöõng öu ñieåm cuûa keát caáu oáng theùp nhoài beâtoâng, vieäc aùp duïng keát caáu naøy cho caàu voøm
khaåu ñoä lôùn seõ ñaùp öùng ñöôïc caùc vaán ñeà sau [5]:
- Phuø hôïp vôùi ñaëc ñieåm chò neùn cuûa keát caáu voøm
- Phuø hôïp vôùi yeâu caàu veà doä cöùng cao cuûa keát caáu.
- Vieäc söû duïng chính voû theùp laøm vaùn khuoân keát caáu trong thi coâng keát caáu nhòp keát hôïp vôùi
bieän phaùp laép raùp daàn töøng ñoát voû theùp laøm cho bieän phaùp thi coâng trôû thaønh moät trong
nhöõng yeáu toá quyeát ñònh khaû naêng vöôït nhòp cuûa keát caáu voøm.
- Kieåu daùng cuûa loaïi caàu naøy raát thanh maûnh, nheï nhaøng so vôùi caùc loaïi caàu voøm (theùp, beâ
toâng coát theùp, …) coù khaû naêng vöôït nhòp töông ñöông khaùc. Noù goùp phaàn laøm ña daïng hoaù
caùc loaïi hình keát caáu caàu khaåu ñoä nhòp lôùn vaø naâng cao hieäu quaû kieán truùc coâng trình.
- Keát caáu caàu voøm coù thanh keùo khoâng truyeàn löïc ñaåy ngang vaøo moá neân vieäc thieát keá moá
truï khoâng phöùc taïp. Toaøn boä löïc ñaåy ngang sinh ra trong söôøn voøm ñöôïc caân baèng nhôø
thanh caùp keùo ñaët töï do treân maët phaúng daàm doïc vaø daàm ngang.
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 8
CHÖÔNG 2: TÍNH TOAÙN LAN CAN TAY VÒN, BOÙ VÆA
1. TÍNH TOAÙN TAY VÒN:
Thanh lan can vaø coät lan can laøm baèng theùp CT3:
s = 7.85 T/m3 = 78.5x10-6 N/mm
+ fy = 210 MN/m2 = 210 N/mm2
Choïn thanh lan can coù:
+ Ñöôøng kính ngoaøi: D = 90 mm
+ Ñöôøng kính trong: d = 80 mm
Khoaûng caùch giöõa 2 coät lan can: L = 2000 mm
Sô ñoà tính:
Taûi troïng theo phöông ñöùng:
Taûi troïng baûn thaân: Wbt
Wbt = s.As
Vôùi:
2 2 2 290 80
4 4S
D dA =1334,5 mm2
6 378,5 10 /s N mm
Wbt = s.As = 1334,5x78,5x10-6 = 0,105 N/mm
Taûi troïng phaân boá: W = 0,37 N/mm
Taûi troïng taäp trung ôû giöõa nhòp: P = 890 N
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 9
Taûi troïng theo phöông ngang :
Taûi troïng phaân boá: W = 0,37 N/mm
Taûi troïng taäp trung ôû giöõa nhòp: P = 890 N
Noäi löïc:
Noäi löïc do hoaït taûi gaây ra trong thanh tay vòn theo phöông ñöùng:
2 2. . 890 2000 0,37 2000. 1,75.
4 8 4 8LL
d P L W LM
= 1.102.500 N.mm
Noäi löïc do tónh taûi gaây ra trong thanh tay vòn theo phöông ñöùng:
2 2. 0,105 2000. 1, 25.
8 8Wbt
d btW LM
= 65.625 N.mm
Toång noäi löïc treân thanh lan can theo phöông ñöùng coù xeùt ñeán tính lieân tuïc:
0,5.
bt
LL
d W
MM M
SW
Vôùi: SW = 660 + 0,55xL =660 + 0,55x2000 = 1760 mm
11025000,5. 0.5. 65625
1760bt
LL
d W
M
M M
SW
= 33.125,71 N.mm
Noäi löïc do hoaït taûi gaây ra treân phöông ngang:
2 2. . 890 2000 0,37 2000. 1,75.
4 8 4 8LL
n P L W LM
= 1.102.500 N.mm
W + W bt P
W
P
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 10
Toång noäi löïc treân thanh lan can theo phöông ñöùng coù xeùt ñeán tính lieân tuïc:
0,5. LL
n
n
M
M
SW
Vôùi: SW = 660 + 0,55xL =660 + 0,55x2000 = 1760 mm
11025000,5. 0.5.
1760
LL
n
n
M
M
SW
= 313,21 N.mm
Toång hôïp noäi löïc leân tay vòn:
33125,71 313, 21d nM M M = 33.127,19 N.mm
Söùc chòu taûi cuûa tay vòn:
. .u yM S f
Vôùi: = 0.9
fy = 210 N/mm2
4 4
3 3 80. 1 90 . 1
90
. .
16 16
dD
D
S
= 53.750,694 mm3
. . 0,9 53750,694 210u yM S f =13.545.174,89 N.mm
So saùnh:
Ta coù: M =33.127,19 N.mm < Mu = 13.545.174,89 N.mm
Tay vò ñuû khaû naêng chòu löïc.
2. TÍNH TOAÙN LEÀ VA XE:
Tính toaùn leà va xe phía ngöôøi ñi boä:
Chieàu cao: H = 368 mm
Beà roäng: B = 250 mm
Söùc khaùng cuûa gôø beâ toâng:
C
2
C
W b W
C t
M .L2R 8.M 8.M .H
2.L L H
Trong ñoù:
bM : Khaû naêng chòu löïc cuûa daàm ñænh : bM = 0
H: chieàu cao gôø chaén xe: H = 368 mm
tL : Chieàu daøi phaân boá cuûa löïc theo phöông doïc:
Vôùi lan can caáp III tF = 240.000 N
tL = 1.070 mm
wM : Söùc khaùng cuûa theùp ngang treân 1 ñôn vò chieàu daøi theo phöông ñöùng
cM : Söùc khaùng cuûa theùp ñöùng treân 1 ñôn vò chieàu daøi theo phöông ngang
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 11
Xaùc ñònh cM :
Tieát dieän: H = 250 mm
B = 1.000 mm
Theùp trong boù væa laø 5 16
Dieän tích coát theùp:
2 2
s
.d 16A 5 5
4 4
= 1.004,8 mm2
Lôùp baûo veä daøy 40 mm sd = 250 – 40 = 210 mm
Beâ toâng caáp 50 'cf = 50 Mpa
Theùp G60 coù cöôøng ñoä: yf = 420 Mpa
Haøm löôïng theùp trong boù væa:
s
s
A 1.004,8100 100
H d 210
= 0,478%
Dieän tích theùp toái thieåu:
'
c
s min
y
0,03.H.B.f 0,03 250 50A
f 420
= 892,857 mm2
s minA = 892,857 mm
2 < sA = 1.004,8 mm
2 tieát dieän thoûa ñieàu kieän haøm löôïng theùp
toái thieåu
Caáp beâ toâng 50: 28Mpa < 50Mpa < 56 Mpa do ñoù:
'1 c0,05 0,050,85 f 28 0,85 50 287 7 = 0,692
s y
'
c
A .f 420a
0,85.f .B 0,85 50
= 9, 93 mm
1
a 9,93c
0,692
= 14,33 mm
s
c
d
0,068 < 0,45 thoûa
Khaû naêng chòu löïc toái thieåu:
n s y s
a 9,93M A .f . d 1.004,8 420 210
2 2
= 86.528.095,4 N.mm
c nM 0,9.M 0,9 = 77.875.285,72 N.mm
Xaùc ñònh wM .H :
Tieát dieän: H = 368 mm
B = 250 mm
Theùp trong boù væa laø 3 14
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 12
Dieän tích coát theùp:
2 2
s
.d 14A 3 3
4 4
= 461,58 mm2
Lôùp baûo veä daøy 40 mm sd = 250 – 40 = 210 mm
Beâ toâng caáp 50 'cf = 50 Mpa
Theùp G60 coù cöôøng ñoä: yf = 420 Mpa
Haøm löôïng theùp trong boù væa:
s
s
A 461,58100 100
H d 368 210
= 0,597%
Dieän tích theùp toái thieåu:
'
c
s min
y
0,03.H.B.f 0,03 368 250 50A
f 420
= 328,57 mm2
s minA = 328,57 mm
2 < sA = 461,58 mm
2 tieát dieän thoûa ñieàu kieän haøm löôïng theùp
toái thieåu
Caáp beâ toâng 50: 28Mpa < 50Mpa < 56 Mpa do ñoù:
'1 c0,05 0,050,85 f 28 0,85 50 287 7 = 0,692
s y'
c
A .f 461,58 420a
0,85.f .H 0,85 50 368
= 12,395 mm
1
a 12,395c
0,692
= 17,89 mm
s
c
d
0,085 < 0,45 thoûa
Khaû naêng chòu löïc toái thieåu:
n s y s
a 12,395M A .f . d 461,58 420 210
2 2
= 39.509.850,39 N.mm
w nM .H 0,9.M 0,9 39.509.850,39 = 35.558.865,35 N.mm
Kieåm tra tröôøng hôïp va xe giöõa töôøng:
2 2
t t b w
c
c
L L M M .H 1.070 1.070 0 39.509.850,39L 8.H. 8 368
2 2 M 2 2 77.875.285,72
= 1.071,25 mm
2
c c
w min b w
c t
M .L2R 8.M 8.M .H
2.L L H
2
2 1.071,25 1.070 368
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 13
= 453.392.814,4 N
Khaû naêng chòu löïc treân 1mm:
w minRR
1.000
=453.392,8144 N > tF = 240.000 N thoûa khaû naêng chòu löïc.
Kieåm tra tröôøng hôïp va xe ñaàu töôøng:
2 2
t t b w
c
c
L L M M .H 1.070 1.070 0 39.509.850,39L H. 368
2 2 M 2 2 77.875.285,72
= 1.070,16 mm
2
c c
w min b w
c t
M .L2R M M .H
2.L L H
2
2 1.070,16 1.070 368
= 452.928.646,9 N
Khaû naêng chòu löïc treân 1mm:
w minRR
1.000
=452.928,6469 N > tF = 240.000 N thoûa khaû naêng chòu löïc.
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 14
CHÖÔNG 3: TÍNH TOAÙN DAÀM CHÍNH
1. ÑAËC TRÖNG HÌNH HOÏC DAÀM:
Ta quy ñoåi daàm treân thaønh tieát dieän giaûn ñôn hôn ñeå tính toaùn.
- Quy ñoåi caùnh daàm:
Dieän tích caùnh:
c 1 2 c
1 1A h h l 200 500 5.250
2 2
= 1.837.500 mm2
Beà daøy caùnh daàm quy ñoåi:
c
c
cqd
A 1.837.500e
l 7.000
= 262,5 mm
- Quy ñoåi baûn naép treân:
Dieän tích baûn:
t t tA l h 14.500 250 = 3.625.000 mm
2
Beà daøy baûn quy ñoåi:
t
t
tqd
A 3.625.000e
l 11.000
= 329,55 mm
- Quy ñoåi baûn döôùi:
Dieän tích baûn döôùi:
d d dA h l 200 8.500 = 1.700.000 mm
2
Beà daøy baûn döôùi:
d
d
dqd
A 1.700.000e
l 11.000
= 154,55 mm
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 15
Caùc soá lieäu tính toaùn:
Beà daøy caùnh daàm: ce 262,5 mm
Chieàu daøi caùnh: cb = 7.000 mm
Chieàu daøi baûn naép: tb = 11.000 mm
Beà daøy naép: te 329,55 mm
Chieàu cao söôøn: sh = 2.882 mm
Beà daøy söôøn: se = 350 mm
Chieàu daøi ñaùy: db = 11.000 mm
Beà daøy ñaùy: de = 254,55 mm
- Dieän tích maët caét ngang daàm:
d c s t dA 2 A 2 A A A 2 1.837.500 2 350 2.882 3.625.000 1.700.000
= 11.017.400 mm2
- Khoaûng caùch töøng phaàn so vôùi ñaùy daàm:
dd
e 154,55y
2 2
= 77,25 mm
s
s
h 2.882y
2 2
= 1.441 mm
t
t s
e 329,55y h 2.882
2 2
= 3.046,75 mm
c
c s t
e 262,5y h e 2.882 329,55
2 2
= 3.080,25 mm
- Moment tónh cuûa maët caét ngang daàm so vôùi ñaùy döôùi daàm:
i iS A y 2 1.837.500 3.080,25 2 350 2.882 1.441
3.625.000 3.046,75 1.700.000 77,25
= 18.279.373.238 mm3
Truïc trung hoøa daàm:
th
d
S 18.2793373.238y
A 11.017.400
= 1.659,1 mm
Khoaûng caùch töøng phaàn so vôùi truïc trung hoøa:
t th t thy y y 3.046,75 1.659,1 = 1.387,65 mm
c th c thy y y 3.080,25 1659,1 = 1.421,15 mm
d th th dy y y 1.659,1 77,25 = 1.581,85 mm
s th th sy y y 1.659,1 1.441 = 218,1 mm
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 16
Moment quaùn tính cuûa daàm:
3
i
b hI
12
(mm4)
iA (mm
2) i thy (mm)
Soá
löôïng
n
2
i i iI I A y
(mm4)
Caùnh
daàm
21.102.539.063 1.837.500 1.421,15 2 3,73x1012
Naép treân 32.792.739.260 3.625.000 1.387,65 1 7,01x1012
Söôøn daàm 1,396x1012 1.008.700 218,1 2 1,44x1012
Ñaùy döôùi 3.165.493.528 1.700.000 1.581,85 1 3,99x1012
TOÅNG I 1,617x1013
2. TÍNH TOAÙN NOÄI LÖÏC TRONG DAÀM:
Taûi troïng taùc duïng:
- Taûi troïng baûn thaân:
6
1 d btDC A 11.017.400 25 10 =275,44 N/mm
- Taûi troïng lôùp phuû:
6 6 6
25.000 25.000 25.000
22,5 10 50 25.000 25 10 35 25.000 25 10 40 25.000
btnhua btnhua bt muiluyen bt bveDW h h h
= 75 N/mm
- Taûi troïng ngöôøi ñi boä:
PLP PL S 2 3 2.500 = 15 N/mm
Tính toaùn noäi löïc caàu vôùi chöông trình Midas ta ñöôïc keát quaû:
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 17
Moment uoán My do tónh taûi gaây ra
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 18
Moment uoán My nhoû nhaát do taûi trong xe gaây ra
Moment uoán My lôùn nhaát do taûi troïng xe gaây ra
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 19
TOÅ HÔÏP MOMENT UOÁN ÔÛ TRAÏNG THAÙI GIÔÙI HAÏN CÖÔØNG ÑOÄ (KN.m)
Elem HLmax HLmin DC1 DW+DC3 PL Mmin Mmax
Giaù trò
Lôùn nhaát
1 0 -33.162,1 -5.259,02 -1.622,95 -400,964 -40.445,1 -7.282,93 -40.445,06
1 650,16 -21.479,5 3.899,055 1.203,259 297,2758 -16.080 6.049,75 -16.079,95
1 2.519,01 -11.763 -3.279,42 -1.012,04 -250,033 -16.304,5 -2.022,48 -16.304,45
3 2.519,01 -11.763 -3.279,42 -1.012,04 -250,033 -16.304,5 -2.022,48 -16.304,45
3 3.677,86 -8.682,34 -1358,7 -419,299 -103,591 -10.563,9 1.796,27 -10.563,93
3 5.002,09 -6.028 -1.854,63 -572,342 -141,402 -8.596,37 2.433,72 -8.596,37
4 5.002,09 -6.028 -1.854,63 -572,342 -141,402 -8.596,37 2.433,72 -8.596,37
4 6.551,14 -3.848,06 -344,219 -106,227 -26,2443 -4.324,75 6.074,45 6.074,45
4 8.323,45 -2.171,15 -1.250,46 -385,894 -95,3386 -3.902,84 6.591,76 6.591,76
5 8.323,45 -2.171,15 -1.250,46 -385,894 -95,3386 -3.902,84 6.591,76 6.591,76
5 10.207,9 -1.017,05 85,88682 26,50491 6,548272 -898,11 10.326,84 10.326,84
5 12.144,87 -353,27 -994,414 -306,879 -75,8171 -1.730,38 10.767,76 10.767,76
6 12.144,87 -353,27 -994,414 -306,879 -75,8171 -1.730,38 10.767,76 10.767,76
6 14.035,76 -76,97 268,1093 82,73926 20,44146 294,32 14.407,05 14.407,05
6 15.764,76 -10,24 -886,019 -273,428 -67,5528 -1.237,24 14.537,76 14.537,76
7 15.764,76 -10,24 -886,019 -273,428 -67,5528 -1.237,24 14.537,76 14.537,76
7 17.258,42 0 345,0059 106,4698 26,3043 477,78 17.736,2 17.736,2
7 18.491,99 0 -840,621 -259,418 -64,0915 -1.164,13 17.327,86 17.327,86
8 18.491,99 0 -840,621 -259,418 -64,0915 -1.164,13 17.327,86 17.327,86
8 19.455,65 0 376,7784 116,2749 28,72673 521,78 19.977,43 19.977,43
8 20.142,92 0 -822,474 -253,818 -62,7079 -1139 19.003,92 19.003,92
9 20.142,92 0 -822,474 -253,818 -62,7079 -1139 19.003,92 19.003,92
9 20.549,44 0 388,1876 119,7958 29,5966 537,58 21.087,02 21.087,02
9 20.672,94 0 -817,795 -252,374 -62,3512 -1.132,52 19.540,42 19.540,42
10 20.672,94 0 -817,795 -252,374 -62,3512 -1.132,52 19.540,42 19.540,42
10 20.549,44 0 388,1876 119,7958 29,5966 537,58 21.087,02 21.087,02
10 20.142,92 0 -822,474 -253,818 -62,7079 -1.139 19.003,92 19.003,92
11 20.142,92 0 -822,474 -253,818 -62,7079 -1.139 19.003,92 19.003,92
11 19.455,65 0 376,7784 116,2749 28,72673 521,78 19.977,43 19.977,43
11 18.491,99 0 -840,621 -259,418 -64,0915 -1.164,13 17.327,86 17.327,86
12 18.491,99 0 -840,621 -259,418 -64,0915 -1.164,13 17.327,86 17.327,86
12 17.258,42 0 345,0059 106,4698 26,3043 477,78 17.736,2 17.736,2
12 15.764,76 -10,24 -886,019 -273,428 -67,5528 -1.237,24 14.537,76 14.537,76
13 15.764,76 -10,24 -886,019 -273,428 -67,5528 -1.237,24 14.537,76 14.537,76
13 14.035,76 -76,97 268,1093 82,73926 20,44146 294,32 14.407,05 14.407,05
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 20
13 12.144,87 -353,27 -994,414 -306,879 -75,8171 -1.730,38 10.767,76 10.767,76
14 12.144,87 -353,27 -994,414 -306,879 -75,8171 -1.730,38 10.767,76 10.767,76
14 10.207,9 -1017,05 85,88682 26,50491 6,548272 -898,11 10.326,84 10.326,84
14 8.323,45 -2171,15 -1.250,46 -385,894 -95,3386 -3.902,84 6.591,76 6.591,76
15 8.323,45 -2171,15 -1.250,46 -385,894 -95,3386 -3.902,84 6.591,76 6.591,76
15 6.551,14 -3848,06 -344,219 -106,227 -26,2443 -4.324,75 6.074,45 6.074,45
15 5.002,09 -6028 -1.854,63 -572,342 -141,402 -8.596,37 2.433,72 -8.596,37
16 5.002,09 -6028 -1.854,63 -572,342 -141,402 -8.596,37 2.433,72 -8.596,37
16 3.677,86 -8682,34 -1.358,7 -419,299 -103,591 -10.563,9 1.796,27 -10.563,93
16 2.519,01 -11763 -3.279,42 -1.012,04 -250,033 -16.304,5 -2.022,48 -16.304,45
17 2.519,01 -11763 -3.279,42 -1.012,04 -250,033 -16.304,5 -2.022,48 -16.304,45
17 650,16 -21479,5 3.899,055 1.203,259 297,2758 -16.080 6.049,75 -16.079,95
17 0 -33162,1 -5.259,02 -1.622,95 -400,964 -40.445,1 -7.282,93 -40.445,06
19 0 0 -4.641,9 -1.432,5 -353,912 -6.428,31 -6.428,31 -6.428,31
19 0 0 -1.160,48 -358,126 -88,4782 -1.607,08 -1.607,08 -1.607,08
19 0 0 0 0 0 0 0 0
20 0 0 0 0 0 0 0 0
20 0 0 -1.160,48 -358,126 -88,4782 -1.607,08 -1.607,08 -1.607,08
20 0 0 -4.641,9 -1.432,5 -353,912 -6.428,31 -6.428,31 -6.428,31
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 21
TOÅ HÔÏP LÖÏC CAÉT ÔÛ TRAÏNG THAÙI GIÔÙI HAÏN CÖÔØNG ÑOÄ (KN)
Elem DW+DC3 DC1 PL HLmin HLmax Vmax Vmin
Giaù trò
Lôùn nhaát
1 -822,597 -2.665,6 -203,23 -2.198,6 0 -3.691,43
-
5.890,03 -5.890,03
1 -46,9924 -152,278 -11,6099 -2.010,95 9,5 -201,38 -2221,83 -2.221,83
1 728,6125 2.361,047 180,0101 -1.815,63 46,17 3.315,84 1454,04 3.315,84
3 -386,248 -1251,63 -95,426 -1.815,64 46,17 -1.687,13 -3548,94 -3.548,94
3 -87,937 -284,957 -21,7256 -1733,2 65,2 -329,42 -2127,82 -2.127,82
3 210,3719 681,7039 51,97423 -1.653,18 91,91 1.035,96 -709,13 1.035,96
4 -335,599 -1087,5 -82,9127 -1.653,18 91,9 -1.414,11 -3159,19 -3.159,19
4 -37,29 -120,837 -9,21283 -1.567,57 118,52 -48,82 -1734,91 -1.734,91
4 261,0211 845,8313 64,48757 -1.487,35 155,18 1.326,52 -316,01 1.326,52
5 -314,113 -1017,87 -77,6043 -1.487,36 155,18 -1.254,41 -2896,95 -2.896,95
5 -15,8038 -51,2117 -3,90447 -1.399,93 188,96 118,04 -1470,85 -1.470,85
5 282,5073 915,4567 69,79593 -1.320,93 234,96 1.502,72 -53,17 1.502,72
6 -305,001 -988,346 -75,3531 -1.320,93 234,96 -1.133,74 -2689,63 -2.689,63
6 -6,68965 -21,6776 -1,65274 -1.233,06 275,46 245,44 -1263,08 -1.263,08
6 291,6193 944,9836 72,04711 -1.156,47 330,2 1.638,85 152,18 1.638,85
7 -301,112 -975,745 -74,3924 -1.156,47 330,2 -1.021,05 -2507,72 -2.507,72
7 -2,80332 -9,08409 -0,69259 -1.069,53 377,11 364,53 -1082,11 -1.082,11
7 295,5078 957,5844 73,00781 -996,35 439,89 1.765,99 329,75 1.765,99
8 -299,43 -970,293 -73,9768 -996,35 439,89 -903,81 -2340,05 -2.340,05
8 -1,11866 -3,62497 -0,27637 -911,73 492,91 487,89 -916,75 -916,75
8 297,1903 963,0363 73,42347 -842,75 562,84 1.896,49 490,9 1.896,49
9 -298,599 -967,6 -73,7714 -842,76 562,84 -777,13 -2182,73 -2.182,73
9 -0,28969 -0,93874 -0,07157 -761,79 621,62 620,32 -763,09 -763,09
9 298,0214 965,7297 73,62883 -697,65 697,66 2.035,04 639,73 2.035,04
10 -298,021 -965,73 -73,6288 -697,66 697,65 -639,73 -2035,04 -2.035,04
10 0,289692 0,938737 0,071571 -621,62 761,79 763,09 -620,32 763,09
10 298,5986 967,6 73,77142 -562,84 842,76 2.182,73 777,13 2.182,73
11 -297,19 -963,036 -73,4235 -562,84 842,75 -490,9 -1896,49 -1.896,49
11 1,118656 3,624971 0,276374 -492,91 911,73 916,75 -487,89 916,75
11 299,4298 970,2934 73,97677 -439,89 996,35 2.340,05 903,81 2.340,05
12 -295,508 -957,584 -73,0078 -439,89 996,35 -329,75 -1765,99 -1.765,99
12 2,803324 9,08409 0,692586 -377,11 1.069,53 1.082,11 -364,53 1.082,11
12 301,1122 975,7453 74,39243 -330,2 1.156,47 2.507,72 1021,05 2.507,72
13 -291,619 -944,984 -72,0471 -330,2 1.156,47 -152,18 -1638,85 -1.638,85
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 22
13 6,68965 21,67761 1,652737 -275,46 1.233,06 1.263,08 -245,44 1.263,08
13 305,0008 988,3461 75,35314 -234,96 1.320,93 2.689,63 1133,74 2.689,63
14 -282,507 -915,457 -69,7959 -234,96 1.320,93 53,17 -1502,72 -1.502,72
14 15,8038 51,21174 3,904467 -188,96 1.399,93 1.470,85 -118,04 1.470,85
14 314,1127 1.017,873 77,60432 -155,18 1.487,36 2.896,95 1254,41 2.896,95
15 -261,021 -845,831 -64,4876 -155,18 1.487,35 316,01 -1326,52 -1.326,52
15 37,29001 120,8372 9,212825 -118,52 1.567,57 1.734,91 48,82 1.734,91
15 335,5989 1.087,498 82,91267 -91,9 1.653,18 3.159,19 1414,11 3.159,19
16 -210,372 -681,704 -51,9742 -91,91 1.653,18 709,13 -1035,96 -1.035,96
16 87,93703 284,9574 21,72562 -65,2 1.733,2 2.127,82 329,42 2.127,82
16 386,2482 1.251,626 95,42602 -46,17 1.815,64 3.548,94 1687,13 3.548,94
17 -728,612 -2361,05 -180,01 -46,17 1.815,63 -1.454,04 -3315,84 -3.315,84
17 46,99245 152,2777 11,6099 -9,5 2.010,95 2.221,83 201,38 2.221,83
17 822,5974 2.665,603 203,2299 0 2.198,6 5.890,03 3691,43 5.890,03
19 -584,687 -1894,66 -144,452 0 0 -2.623,8 -2623,8 -2.623,8
19 -292,343 -947,33 -72,226 0 0 -1.311,9 -1311,9 -1.311,9
19 0 0 0 0 0 0 0 0
20 0 0 0 0 0 0 0 0
20 292,3435 947,3305 72,22604 0 0 1.311,9 1311,9 1.311,9
20 584,687 1.894,661 144,4521 0 0 2.623,8 2623,8 2.623,8
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 23
TOÅ HÔÏP MOMENT XOAÉN ÔÛ TRAÏNG THAÙI GIÔÙI HAÏN CÖÔØNG ÑOÄ (KN.m)
Elem Hlmax Hlmin
Giaù trò
Lôùn
nhaát
1 11.715,22 -11.715,2 11.715,22
1 10.514,56 -10.415,5 10.514,56
1 9.371,44 -9.371,44 9.371,44
3 9.371,44 -9.371,44 9.371,44
3 8.947,11 -8.906,03 8.947,11
3 8.531,28 -8.531,28 8.531,28
4 8.531,28 -8.531,28 8.531,28
4 8.123,97 -8.071,97 8.123,97
4 7.725,18 -7.725,18 7.725,18
5 7.725,18 -7.725,18 7.725,18
5 7.334,89 -7.273,79 7.334,89
5 7.004,42 -7.004,42 7.004,42
6 7.004,42 -7.004,42 7.004,42
6 6.783,96 -6.763,2 6.783,96
6 6.650,13 -6.650,13 6.650,13
7 6.650,13 -6.650,13 6.650,13
7 6.450,47 -6.428,05 6.450,47
7 6.343,4 -6.343,4 6.343,4
8 6.343,4 -6.343,4 6.343,4
8 6.165,52 -6.141,99 6.165,52
8 6.084,21 -6.084,21 6.084,21
9 6.084,21 -6.084,21 6.084,21
9 5.929,11 -5.905,04 5.929,11
9 5.872,58 -5.872,58 5.872,58
10 5.872,58 -5.872,58 5.872,58
10 5.905,04 -5.929,11 5.929,11
10 6.084,21 -6.084,21 6.084,21
11 6.084,21 -6.084,21 6.084,21
11 6.141,99 -6.165,52 6.165,52
11 6.343,4 -6.343,4 6.343,4
12 6.343,4 -6.343,4 6.343,4
12 6.428,05 -6.450,47 6.450,47
12 6.650,13 -6.650,13 6.650,13
13 6.650,13 -6.650,13 6.650,13
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 24
13 6.763,2 -6.783,96 6.783,96
13 7.004,42 -7.004,42 7.004,42
14 7.004,42 -7.004,42 7.004,42
14 7.273,79 -7.334,89 7.334,89
14 7.725,18 -7.725,18 7.725,18
15 7.725,18 -7.725,18 7.725,18
15 8.071,97 -8.123,97 8.123,97
15 8.531,28 -8.531,28 8.531,28
16 8.531,28 -8.531,28 8.531,28
16 8.906,03 -8.947,11 8.947,11
16 9.371,44 -9.371,44 9.371,44
17 9.371,44 -9.371,44 9.371,44
17 10.415,45 -10.514,6 10.514,56
17 11.715,22 -11.715,2 11.715,22
19 0 0 0
19 0 0 0
19 0 0 0
20 0 0 0
20 0 0 0
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 25
TOÅ HÔÏP MOMENT UOÁN CUÛA DAÀM ÔÛ TRAÏNG THAÙI GIÔÙI HAÏN SÖÛ DUÏNG (KN.m)
Elem DW+DC3 DC1 PL HLmin HLmax Mmin Mmax Giaù trò
lôùn nhaát
1 -3.868,214 -12.523,993 -954,044 -23.111,49 -4.161,67 -40.457,736 -21.507,924 40.457,736
1 -632,682 -2.048,415 -156,043 -9.188,57 3.457,00 -12.025,711 619,860 12.025,711
1 -1.574,527 -5.097,797 -388,336 -9.316,86 -1.155,70 -16.377,517 -8.216,363 16.377,517
3 -1.574,527 -5.097,797 -388,336 -9.316,86 -1.155,70 -16.377,517 -8.216,363 16.377,517
3 -817,770 -2.647,668 -201,692 -6.036,51 1.026,44 -9.703,644 -2.640,690 9.703,644
3 -678,966 -2.198,266 -167,458 -4.912,21 1.390,70 -7.956,901 -1.653,993 7.956,901
4 -678,966 -2.198,266 -167,458 -4.912,21 1.390,70 -7.956,901 -1.653,993 7.956,901
4 -65,388 -211,705 -16,127 -2.471,29 3.471,11 -2.764,506 3.177,894 3.177,894
4 -69,768 -225,885 -17,207 -2.230,19 3.766,72 -2.543,054 3.453,860 3.453,860
5 -69,768 -225,885 -17,207 -2.230,19 3.766,72 -2.543,054 3.453,860 3.453,860
5 458,992 1.486,064 113,204 -513,21 5.901,05 1.545,054 7.959,311 7.959,311
5 369,799 1.197,285 91,206 -988,79 6.153,01 669,501 7.811,296 7.811,296
6 369,799 1.197,285 91,206 -988,79 6.153,01 669,501 7.811,296 7.811,296
6 838,509 2.714,814 206,807 168,18 8.232,60 3.928,313 11.992,730 11.992,730
6 689,262 2.231,601 169,997 -706,99 8.307,29 2.383,866 11.398,151 11.398,151
7 689,262 2.231,601 169,997 -706,99 8.307,29 2.383,866 11.398,151 11.398,151
7 1.108,379 3.588,564 273,367 273,02 10.134,97 5.243,327 15.105,281 15.105,281
7 909,539 2.944,785 224,326 -665,22 9.901,63 3.413,433 13.980,284 13.980,284
8 909,539 2.944,785 224,326 -665,22 9.901,63 3.413,433 13.980,284 13.980,284
8 1.283,477 4.155,471 316,553 298,16 11.415,67 6.053,660 17.171,174 17.171,174
8 1.039,459 3.365,423 256,369 -650,86 10.859,38 4.010,393 15.520,633 15.520,633
9 1.039,459 3.365,423 256,369 -650,86 10.859,38 4.010,393 15.520,633 15.520,633
9 1.369,920 4.435,347 337,873 307,19 12.049,73 6.450,329 18.192,866 18.192,866
9 1.082,426 3.504,537 266,966 -647,15 11.165,95 4.206,776 16.019,884 16.019,884
10 1.082,426 3.504,537 266,966 -647,15 11.165,95 4.206,776 16.019,884 16.019,884
10 1.369,920 4.435,347 337,873 307,19 12.049,73 6.450,329 18.192,866 18.192,866
10 1.039,459 3.365,423 256,369 -650,86 10.859,38 4.010,393 15.520,633 15.520,633
11 1.039,459 3.365,423 256,369 -650,86 10.859,38 4.010,393 15.520,633 15.520,633
11 1.283,477 4.155,471 316,553 298,16 11.415,67 6.053,660 17.171,174 17.171,174
11 909,539 2.944,785 224,326 -665,22 9.901,63 3.413,433 13.980,284 13.980,284
12 909,539 2.944,785 224,326 -665,22 9.901,63 3.413,433 13.980,284 13.980,284
12 1.108,379 3.588,564 273,367 273,02 10.134,97 5.243,327 15.105,281 15.105,281
12 689,262 2.231,601 169,997 -706,99 8.307,29 2.383,866 11.398,151 11.398,151
13 689,262 2.231,601 169,997 -706,99 8.307,29 2.383,866 11.398,151 11.398,151
13 838,509 2.714,814 206,807 168,18 8.232,60 3.928,313 11.992,730 11.992,730
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 26
13 369,799 1.197,285 91,206 -988,79 6.153,01 669,501 7.811,296 7.811,296
14 369,799 1.197,285 91,206 -988,79 6.153,01 669,501 7.811,296 7.811,296
14 458,992 1.486,064 113,204 -513,21 5.901,05 1.545,054 7.959,311 7.959,311
14 -69,768 -225,885 -17,207 -2.230,19 3.766,72 -2.543,054 3.453,860 3.453,860
15 -69,768 -225,885 -17,207 -2.230,19 3.766,72 -2.543,054 3.453,860 3.453,860
15 -65,388 -211,705 -16,127 -2.471,29 3.471,11 -2.764,506 3.177,894 3.177,894
15 -678,966 -2.198,266 -167,458 -4.912,21 1.390,70 -7.956,901 -1.653,993 7.956,901
16 -678,966 -2.198,266 -167,458 -4.912,21 1.390,70 -7.956,901 -1.653,993 7.956,901
16 -817,770 -2.647,668 -201,692 -6.036,51 1.026,44 -9.703,644 -2.640,690 9.703,644
16 -1.574,527 -5.097,797 -388,336 -9.316,86 -1.155,70 -16.377,517 -8.216,363 16.377,517
17 -1.574,527 -5.097,797 -388,336 -9.316,86 -1.155,70 -16.377,517 -8.216,363 16.377,517
17 -632,682 -2.048,415 -156,043 -9.188,57 3.457,00 -12.025,711 619,860 12.025,711
17 -3.868,214 -12.523,993 -954,044 -23.111,49 -4.161,67 -40.457,736 -21.507,924 40.457,736
19 -1.186,969 -3.843,011 -292,750 -3.673,32 -3.673,32 -8.996,050 -8.996,050 8.996,050
19 -296,742 -960,751 -73,187 -918,33 -918,33 -2.249,011 -2.249,011 2.249,011
19 0,000 0,000 0,000 0,00 0,00 0,000 0,000 0,000
20 0,000 0,000 0,000 0,00 0,00 0,000 0,000 0,000
20 -296,742 -960,751 -73,187 -918,33 -918,33 -2.249,011 -2.249,011 2.249,011
20 -1.186,969 -3.843,011 -292,750 -3.673,32 -3.673,32 -8.996,050 -8.996,050 8.996,050
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 27
3. ÑAËC TRÖNG HÌNH HOÏC CAÙC MAËT CAÉT TRONG DAÀM:
5 - 5 6 - 6
Heä soá quy ñoåi töø caùp döï öùng löïc thaønh beâ toâng:
5
4
1,97 10
3,8 10
ps
c
E
n
E
= 5,2
Choïn caùp 12,7mm loaïi tao caùp 7 sôïi.
Dieän tích 1 tao caùp: psA 886,29 mm
2
Chieàu cao daàm: h = 3215 mm
Dieän tích daàm: Ad = 11.017.400 mm2
2o ps ps ps toI I A C A d y
Giai ñoaïn chöa caêng caùp
Maët caét
Soá
caùp
Vò trí
taâm
caùp
So vôùi
ñaùy
(dps)
Ao
= Ad - Aps
o
ps ps
K
A y o
o
C
K
A
bo
th
y
y C Io
Taïi goái
I-I
20 2.965 10.999.674 17.724.027 1,61 1.660,71 16.200.028x106
Caùch
goái 6,5m
II-II
6 100 11.012.082 -8.290.888 -0,75 1.658,35 16.200.006x106
Caùch
goái 13m
III-III
6 100 11.012.082 -8.290.888 -0,75 1.658,35 16.200.006x106
Giöõa
daàm
IV-IV
6 100 11.012.082 -8.290.888 -0,75 1.658,35 16.200.006x106
2g ps ps ps bgI I n A C n A d y
Maët Soá Vò trí Giai ñoaïn sau caêng caùp
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 28
caét löôïng
caùp
Taâm
caùp
so
vôùi
ñaùy
(dps)
Ag
= Ad
+n.Aps
g ps psK n A y
g
g
K
C
A
bg
th
y
y C
Ig
I-I 20 2.965 11.109.574 92.164.942,58 8,30 1.650,80 16.200.763x106
II-II 6 100 11.045.052 -43.112.619,86 -3,90 1.663,00 16.200.168x106
III-III 6 100 11.045.052 -43.112.619,86 -3,90 1.663,00 16.200.168x106
IV-IV 6 100 11.045.052 -43.112.619,86 -3,90 1.663,00 16.200.168x106
4. TÍNH TOAÙN MAÁT MAÙT ÖÙNG SUAÁT:
4.1. Maát maùt öùng suaát do eùp sít neo:
Ta coù 3 loaïi caùp: 1 loaïi caùp thaúng ôû ngay taïi goái
1 loaïi caùp cong taïi goái
Loaïi caùp thaúng ôû giöõa daàm
Ñoä sít neo : 6mm
Vôùi chieàu daøi aûnh höôûng cuûa caùp do eùp sít neo laáy gaàn ñuùng baèng ½ chieàu daøi caùp
DÖL do aûnh höôûng cuûa ma saùt laøm caûn trôû bieán daïng cuûa caùp:
Goïi L laø chieàu daøi aûnh höôûng cuûa 1 boù caùp : L = 6.308 mm
3
pA p
6f E 190 10
L 6.380
= 181 N/mm2
Töông töï vôùi nhöõng sôïi caùp khaùc ta coù:
Loaïi caùp Chieàu daøi aûnh höôûng
(mm)
pAf (N/mm
2)
Caùp thaúng taïi goái 6.308 181
Caùp cong taïi goái 5.000 228
Caùp thaúng giöõa
daàm
43.500 26,2
4.2. Maát maùt öùng suaát do ma saùt:
. kxPF pjf f 1 e
Vôùi:
Heä soá ma saùt duøng trong oáng theùp maï cöùng:
= 0,2 (1/rad)
k = 6,6x10-7 (1/mm)
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 29
Löïc caêng khi kích caùp:
pj puf 0,75 f = 0,75x1.860 = 1.395 N/mm
2
Dieän tích caùp döï öùng löïc trong caùc maët caét:
psA n A = 6x886,29 = 5.317,74 mm
2
Ta laäp ñöôïc baûng tính maát maùt öùng suaát cho caùc maët caét:
x: Khoaûng caùch töø ñaàu sôïi caùp ñeán vò trí maët caét ñang xeùt
: Goùc nghieâng cuûa maët caét ñang xeùt so vôùi goùc nghieâng cuûa boù caùp töø ñaàu neo.
4.3. Maát maùt öùng suaát do neùn ñaøn hoài:
p
PES cpg
ci
EN 1
f f
2.N E
fcpg : ÖÙng suaát trong BT taïi troïng taâm coát theùp do löïc caêng caùp + TLBT daàm
Eci : modun ñaøn hoài theo thôøi gian.
1,5 '
ci c ciE 0,043. f
Vôùi ñk baûo döôõng hôi nöôùc : = 1 ; = 0,95 trong thôøi gian t = 5 ngaøy . Cöôøng ñoä chòu
neùn tính theo thôøi gian:
' '
ci c
t 5f f 50
t 1 0,95 5
= 43,48 Mpa
8 1,5
ciE = 0,043 (2,5 10 ) 43,48 = 35441 N/mm
2
- Maát maùt cuûa nhoùm caùp ñaàu daàm:
Soá laàn caêng caùp:
N = 20
Tính toaùn cpgf :
gi i
cpg
o o o
MP P .ef .e .e
A I I
Maët caét x (mm) (rad) PF
f
(N/mm2)
PFf
(N/mm2)
Taïi goái 6000 6000
0
0,383972
5,52
108,29 113,81
Caùch goái 6,5m 2000 0,069813 21,17 21,17
Caùch goái 13m 8500 0,069813 94,45 94,45
Giöõa daàm 43500 0,069813 58,31 58,31
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 30
Trong ñoù :
Mg = DC1M = 12.523,993 KN.m = 12.523.993.000 N.mm laáy ôû TTGH SD
Ñoä leäch taâm : e = dps – h + ybo = 2.965-3.215+1.660,71 = 1.410,71 mm
Dieän tích maët caét daàm: Ao = 10.999.674 mm2
Löïc caêng caùp :
20
i pi ps
j 1
P f .A
fpi: US trong theùp DÖL sau khi maát maùt töùc thôøi xaûy ra .
pi pj pES pA pFf =f - Δf - Δf - Δf
Do chöa tìm ñöôïc pESf neân ta cho : pESf = 0
pi pj pES pA pff f f f f 1.395 0 113,81 181 = 1.082,19 N/mm
2
i pi piP f A 899,6 17.725,8 = 19.182.683,5 N
Thay vaøo :
s DC1i i
cpg
0 0 0
MP Pef e e
A I I
19.182.683,5 19.182.683,5 1.410,71 12.523.993.0001.410,71 1.410,71
10.999.674 16.200.006.246.132 16.200.006.246.132
= -3,01 N/mm2
3
P
pES cpg
ci
EN 1 20 1 190 10f | f | | 3,01|
N E 20 35.441
= 15,3 N/mm2
Tính laëp laàn 1:
Giaû söû pESΔf = 15,3 N/mm
2
pi pj pES pA pff f f f f 1.395 15,3 181 113,81 = 1.066,89 N/mm
2
20
i pi ps
j=1
P = f A =1.066,89 17.725,8 = 18.911.478,76 N
Thay vaøo :
s DC1i i
cpg
0 0 0
MP P ef e e
A I I
18.911.478,76 18.911.478,76 1.410,71 12.523.993.0001.410,71 1.410,71
10.999.674 16.200.028.530.570 16.200.028.530.570
= -2,95 N/mm2
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 31
3
P
pES cpg
ci
EN 1 20 1 190 10f | f | | 2,95 |
N E 20 35.441
= 15 N/mm2
Do ñoù pESf = 15 N/mm
2
- Maát maùt öùng suaát caùp giöõa daàm:
Soá laàn caêng caùp:
N = 6
Tính toaùn cpgf :
gi i
cpg
o o o
MP P .ef .e .e
A I I
Trong ñoù :
Mg = DC1M = 3.504,537 KN.m = 3.504.537.000 N.mm laáy ôû TTGH SD
Ñoä leäch taâm : e = dps – h + ybo = 100 3.215 1.658,35 = 1.456,65 mm
Dieän tích maët caét daàm: Ao = 11.012.082 mm2
Löïc caêng caùp :
6
i pi ps
j 1
P f .A
fpi: US trong theùp DÖL sau khi maát maùt töùc thôøi xaûy ra .
pi pj pES pA pFf =f - Δf - Δf - Δf
Do chöa tìm ñöôïc pESf neân ta cho : pESf = 0
pi pj pES pA pff f f f f 1.395 0 26, 2 58,31 = 1.310,49 N/mm
2
i pi piP f A 1.310,49 = 6.968.845,09 N
Thay vaøo :
s DC1i i
cpg
0 0 0
MP Pef e e
A I I
6.968.845,09 6.968.845,09 1.456,65 3.504.537.0001.456,65 1.456,65
11.012.082 16.200.006.246.132 16.200.006.246.132
= -1,23 N/mm2
3
P
pES cpg
ci
EN 1 6 1 190 10f | f | | 1,23 |
N E 6 35.441
= 6,27 N/mm2
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 32
Giaû söû pESΔf = 6,27 N/mm
2
pi pj pES pA pff f f f f 1.395 6, 27 26, 2 58,31 = 1.304,22 N/mm
2
i pi piP f A 1.304,22 = 6.935.502,86 N
Thay vaøo :
s DC1i i
cpg
0 0 0
MP Pef e e
A I I
6.935.502,86 6.935.502,86 1.456,65 3.504.537.0001.456,65 1.456,65
11.012.082 16.200.006.246.132 16.200.006.246.132
= -1,22 N/mm2
3
P
pES cpg
ci
EN 1 6 1 190 10f | f | | 1, 22 |
N E 6 35.441
= 6,23 N/mm2
Vaäy ta ñöïôc pESf = 6,23 N/mm
2
4.4. Maát maùt öùng suaát do co ngoùt:
Ñoä aåm töông ñoái bao quanh keát caáu H = 80
pSR
2
f 93 0.85H 93 0,85.80
25 N / mm
4.5. Maát maùt öùng suaát do töø bieán:
pCR CR.TR cpg CR.LT cdpf n f n f
Xeùt taïi maët caét giöõa daàm
Vôùi thôøi gian laø sau 5 ngaøy ta baét ñaàu caêng caùp , vaø 30 ngaøy sau baét ñaàu thi coâng phaàn
lan can lôùp phuû, vaø leà boä haønh , thì caùc heä soá qui ñoåi coù xeùt ñeán töø bieán cuûa BT ñöôïc xaùc
ñònh:
CR.TR CR.LTn 12;n 7
fcpg : ÖS trong BT taïi troïng taâm boù caùp do TLBT + löïc caêng caùp gaây ra (ñöôïc tính nhö
treân)
fcpg = 0,14 N/mm2
cdpf : thay ñoåi trong US cuûa BT taïi troïng taâm boù caùp do tónh taûi giai ñoaïn 2
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 33
DC2cdp g
g
M
Δf = e
I
eg : ñoä leäch taâm cuûa caùp DUL so vôùi troïng taâm daàm trong giai ñoaïn 2
eg = ps tgd - y = 100 – 3.215 + 1.663 = 1452 mm
MDC2 = 1.082.426.390 N.mm
Ig = 16.200.168.391.249 mm4
Thay soá :
cdp
1.082.426.390
Δf = 1.452
16.200.168.391.249
= 0,097 N/mm2
Vaäy :
pCR CR.TR cpg CR.LT cdpf n . f n . f 12 1,22 7 0,097 = 13,96 N/mm
2
Töông töï ta coù keát quaû:
Maët caét CR.TRn CR.LTn cpgf M(DC3+DW) gI psd bgy cdpf pCRf
Taïi goái 12 7 -2,95
-
3.868.213.750 1,62E+13 2.965 1650,8 -0,334 33,059
Caùch goái 6,5m 12 7 -1,22 -632.682.220 1,62E+13 100 1663 -0,057 14,243
Caùch goái 13m 12 7 -1,22
-
1.574.527.180 1,62E+13 100 1663 -0,141 13,652
Giöõa daàm 12 7 -1,22 1.082.426.390 1,62E+13 100 1663 0,097 13,961
4.6. Maát maùt öùng suaát do chuøng nhaõo trong giai ñoaïn khai thaùc:
Coâng thöùc tính toaùn :
pR 2 pES pSR pCRf 138 0.4 f 0.2 ( f f )
Maët caét PESf pSRf pCRf pR 2f
Taïi goái 15 25 33,059 120,39
Caùch goái 6,5m 6,23 25 14,243 127,66
Caùch goái 13m 6,23 25 13,652 127,78
Giöõa daàm 6,23 25 13,961 127,72
4.7. Toång hôïp maát maùt öùng suaát:
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 34
Maët caét PESf pSRf pCRf PFf PAf pR 2f pjf pif pff iP fP
Taïi goái 15 25 33,059 113,81 409 120,391.395 857 679 15.197.807,2 12.033.977,7
Caùch goái
6,5m
6,23 25 14,243 21,17 26,2 127,661.3951.3411.174 7.134.826,1 6.247.082,0
Caùch goái
13m 6,23 25 13,652 94,45 26,2 127,781.3951.2681.102 6.745.054,1 5.859.824,5
Giöõa
daàm
6,23 25 13,961 58,31 26,2 127,721.3951.3041.138 6.937.280,6 6.050.737,2
5. KIEÅM TOAÙN DAÀM THEO TRAÏNG THAÙI GIÔÙI HAÏN SÖÛ DUÏNG:
5.1. Giai ñoaïn truyeàn löïc caêng:
Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa BT khi truyeàn löïc caêng (5 ngaøy):
'cif = 43,48 Mpa
ÖÙng suaát neùn cho pheùp:
'
ci0,6 f = 0,6 x 43,48 = 26,28 N/mm
2
ÖÙng suaát keùo cho pheùp:
min (0,25 'cif ; 1,38 Mpa ) = 1,38 MPa
ÖÙng suaát thôù treân daàm:
DC1i i
t to to
o o o
MP P .ef y y
A I I
ÖÙng suaát thôù döôùi daàm:
DC1i i
b to to
o o o
MP P.ef y y
A I I
Vôùi: ps toe d y
Mc iP oA oI boy toy psd
1 15.197.807,26 10.999.674 1,62E+13 1.660,71 1.554,29 2.659
2 7.134.826,12 11.012.082 1,62E+13 1.658,35 1.556,65 100
3 6.745.054,19 11.012.082 1,62E+13 1.658,35 1.556,65 100
4 6.937.280,68 11.012.082 1,62E+13 1.658,35 1.556,65 100
e DC1M (N) tf bf Keát quaû
1.104,71 12.523.992.500 -1,79 -0,97 Thoûa
1.456,65 2.048.415.080 -1,45 0,15 Thoûa
1.456,65 5.097.796.520 -1,07 -0,16 Thoûa
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 35
1.456,65 3.504.537.460 0,004 -1,26 Thoûa
5.2. Kieåm toaùn daàm trong giai ñoaïn söû duïng:
ÖÙng suaát neùn cho pheùp cuûa beâtoâng:
' '
cn cf 0, 45 f 0,45 50 = 22,5 MPa
ÖÙng suaát keùo cho pheùp cuûa beâtoâng:
' '
ck cf 0,5 f 0,5 50 = 3,54 MPa
ÖÙng suaát thôù treân:
DC1 DW DC3 LLf f
t to to tg
0 o o g
M M MP P ef y y y
A I I I
ÖÙng suaát thôù döôùi:
DC1 DC2 LLf f
b bo bo bg
0 o o g
M M MP P ef y y y
A I I I
Maët caét Taïi goái Caùch goái 6,5 m Caùch goái 13m Giöõa daàm
fP 15.197.807,26 7.134.826,12 6.745.054,19 6.937.280,68
oA 10.999.674,00 11.012.082,00 11.012.082,00 11.012.082,00
oI 16.200.028x106 16.200.006x106 16.200.006x106 16.200.006x106
boy 1.660,71 1.658,35 1.658,35 1.658,35
toy 1.554,29 1.556,65 1.556,65 1.556,65
psd 2.965,00 100,00 100,00 100,00
e 1.410,71 1.456,65 1.456,65 1.456,65
DC1M -12.523.992.500 -2.048.415.080 -5.097.796.520 3.504.537.460
DW CD3M -3.868.213.750 -632.682.220 -1.574.527.180 1.082.426.390
LLM -24.065.529.464 -9.344.614.128 -9.705.193.442 11.432.920.435
bgy 1.650,80 1.663,00 1.663,00 1.663,00
tgy 1.564,20 1.552,00 1.552,00 1.552,00
gI 16.200.763x106 16.200.168x106 16.200.168x106 16.200.168x106
tf 0,46 1,50 1,90 -1,19
bf -2,60 -1,62 -1,74 0,74
Keát quaû Thoûa Thoûa Thoûa Thoûa
6. KIEÅM TOAÙN GIÔÙI HAÏN CÖÔØNG ÑOÄ
6.1. Kieåm toaùn söùc khaùng uoán:
Coát theùp DÖL coù dieän tích : Aps = 5.317,74 mm2
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 36
Cöôøng ñoä chaûy deûo cuûa theùp DÖL baèng 90% cöôøng ñoä keùo ñöùt cuûa theùp DUL:
fpy = 0,9.fpu = 0,9 x 1.860 = 1.670 Mpa
Heä soá :
py
pu
f 1.670k 2 1,04 2 1,04
f 1.860
= 0,28
Daàm chuû laøm baèng caáp BT 50 => 28 MPa < 'cf = 50 MPa< 56MPa
Neân 1 = 0,85 – 0,05x (
'
cf - 28)/7
= 0,85 – 0,05x(50 - 28)/7
= 0,693
Söû duïng theùp G60 boá trí trong daàm: yf 420 MPa
Coát theùp doïc phía treân daàm: ta boá trí theùp 14a250mm 202 thanh troïng taâm caùch
meùp treân 50mm
2 2
s
.d .14A 202 202
4 4
= 31.079,72mm2
Coát theùp doïc phía ñaùy daàm: ta boá trí theùp 14a200mm 90 thanh troïng taâm caùch meùp
döôùi 50mm
2 2
s
.d .12A
4 4
= 8.923,88 mm2
Taïi giöõa nhòp coù giaù trò momen ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä:
uM 21.087.020.000 N.mm
Chieàu cao vuøng chòu neùn:
'
ps pu s y s y
ps pu'
c 1
ps
A .f A .f A .f
c
A .f
0,85 f b k
d
1a .c
Laáy momen taïi troïng taâm vuøng neùn
Vôùi tieát dieän daàm T:
' ' ' f
n ps pu ps s y s s y s 1 c c
ha a a aM A .f . d A .f . d A .f . d 0,85. .f .b .
2 2 2 2 2
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 37
Vôùi tieát dieän chöõ nhaät:
' ' '
n ps pu ps s y s s y s 1 c
a a aM A .f . d A .f . d A .f . d 0,85. .f .b.a
2 2 2
Taïi goái ta coù löôïng caùp DU7L lôùn hôn raát nhieàu so vôùi theùp chòu neùn do ñoù boû qua aûnh
höôûng cuûa theùp thöôøng
sA = 0 mm
2
Ñieàu kieän cöôøng ñoä:
n u.M M
Vôùi laø heä soá söùc khaùng, daàm BT DUL thì =1
Tham soá Ñôn vò Maët caét taïi goái Caùch goái 6,5 m Caùch goái 13m Giöõa daàm
'
cf Mpa 50,00 50,00 50,00 50,00
b1 0,69 0,69 0,69 0,69
bc mm 14.000,00 14.000,00 14.000,00 14.000,00
fpu MPa 1.860,00 1.860,00 1.860,00 1.860,00
k 0,28 0,28 0,28 0,28
Aps mm2 17.725,80 5.317,74 5.317,74 5.317,74
dps mm 2.965,00 100,00 100,00 3.115,00
nb mm2 700,00 700,00 700,00 700,00
hf mm 262,50 262,50 262,50 262,50
c mm 1.161,31 234,22 234,22 526,17
a mm 804,78 162,32 162,32 364,64
n.M N.mm 8,50E+10 2,99E+10 2,99E+10 5,80E+10
Mu N.mm 4,04E+10 1,61E+10 1,63E+10 2,11E+10
Keát quaû Thoûa Thoûa Thoûa Thoûa
6.2. Kieåm tra haøm löôïng theùp toái ña:
1 s
a 0,42
.d
Tham soá Ñôn vò Maët caét taïi goái Caùch goái 6,5 m Caùch goái 13m Giöõa daàm
a mm 804,78 196,47 194,99 347,45
1 0,69 0,69 0,69 0,69
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 38
ds mm 3.165,00 3.165,00 3.165,00 3.165,00
1 s
a
.d
0,368 0,074 0,074 0,167
Keát quaû Thoûa Thoûa Thoûa Thoûa
6.3. Haøm löôïng theùp toái thieåu:
r cr uM min 1.2M ;1.33M
r nM 0,9M
cr DC1 DC2M M M M
Vôùi:
DC1 DC2f f
r bo bo bg
o o o g
g
bg
M MP P ef y y y
A I I I
M I
y
Ta coù:
rf : Cöôøng ñoä chòu keùo khi uoán: 'r cf 0,63. f 0,63 50 = 4,45 Mpa
Ta laäp ñöôïc baûng
Tham soá Ñôn vò Taïi goái Caùch goái
6,5m
Caùch goái
13m
Giöõa daàm
nM (N.mm) 8,50E+10 2,99E+10 2,99E+10 5,80E+10
rM (N.mm) 7,65E+10 2,70E+10 2,70E+10 5,22E+10
fP (N/mm2) 12.033.977,75 6.247.082,03 5.859.824,54 6.050.737,28
oA (mm2) 10.999.674,00 11.012.082,00 11.012.082,00 11.012.082,00
oI (mm4) 1,62E+13 1,62E+13 1,62E+13 1,62E+13
e (mm) 1.410,71 1.456,65 1.456,65 1.456,65
boy (mm) 1.660,71 1.658,35 1.658,35 1.658,35
gI (mm4) 1,62008E+13 1,62002E+13 1,62002E+13 1,62002E+13
bgy (mm) 1.650,80 1.663,00 1.663,00 1.663,00
M (N.mm) 6,46E+10 5,29E+10 5,28E+10 5,70E+10
DC1M (N.mm) 5,26E+09 3,90E+09 3,28E+09 3,88E+08
DC2M (N.mm) 1,62E+09 1,20E+09 1,01E+09 1,20E+08
crM (N.mm) 7,15E+10 5,80E+10 5,71E+10 5,75E+10
uM (N.mm) 4,04E+10 1,61E+10 1,63E+10 2,11E+10
cr1, 2.M (N.mm) 8,57E+10 6,96E+10 6,85E+10 6,90E+10
u1,33.M (N.mm) 5,37E+10 2,14E+10 2,17E+10 2,81E+10
Keát quaû Thoûa Thoûa Thoûa Thoûa
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 39
6.4. Thieát keá choáng xoaén vaø löïc caét taïi goái:
Vu = 5.890.030 N
Mu = 40.445.060.000 N.mm
Mx = 11.715.220.000 N.mm
Tính dv: caùnh tay ñoøn giöõa toång hôïp löïc keùo vaø toång hôïp löïc neùn khi uoán, khi coù caùp DÖL
thì dv ñöôïc tính nhö sau:
s
v s
a 804,78d 3.165 2.762,61
2 2
d max 0,9d 0,9 3.165 2.848,5
0,72h 0,72 3.215 2.314,8
= 2.848,5 mm
Löïc caét do caùp DUL trong giai ñoaïn söû duïng töùc sau maát maùt daøi haïn:
20
p pf ps
j=1
V = f A = 679 17.725,8 = 12.035.818,3 N
Löïc caét trong daàm:
Ph: chu vi coát theùp chòu xoaén
hP 2. b h 2 11.000 3.215 =28.430 mm
Aoh: dieän tích ñöôïc bao bôûi tim coát theùp chòu xoaén keå caû loã roãng
ohA 42.598.266 mm
2
Ao : dieän tích ñöôïc bao bôûi doøng caét bao goàm caû loã roãng
oA 44.019.766 mm
2
: heä soá söùc khaùng caét: = 0,9
2 2
2 2h x
u u
o
0,9.P .M 0,9 28.430 11.715.220.000V V 5.890.030
2.A 2 44.019.766
= 6.860.885,17 N
Löïc caét ñôn vò trong daàm:
u p x h
2 2
v v oh
V .V M .P 6.860.885,17 0,9 12.035.818,3 11.715.220.000 28.430v
.b .d .A 0,9 700 0,9
= - 8,8x1012 N/mm2
Kieåm tra söï hôïp lyù cuûa tieát dieän:
12
'
c
v 8,8 10
f 50
= -1,76x1011 < 0,25 (ñuùng)
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 40
tieát dieän daàm ñaõ choïn laø hôïp lyù.
Tính x
Ñoä leäch taâm cuûa troïng taâm caùc boù caùp DUL so vôùi troïng taâm daàm trong giai ñoaïn hoaøn
thieän :
e = dps – ytg = 2.965 – 1.564,2 = 1.400,8 mm
ÖÙng suaát trong BT do caùp DÖL gaây ra taïi troïng taâm caùp :
2 2
f f
pc
g g
P P .e 12.033.977,75 12.033.977,75 1.400,8f
A I 11.109.574 16.200.763.834.985
= -2,54 MPa
ÖÙng suaát trong caùp sau maát maùt maø US BT boïc quanh noù baèng 0 :
3
p
po pf pc
c
E 190 10f f | f | 679 2,54
E 35.441
= 692,62 MPa
Giaû söû 27,30o:
Bieán daïng taïi troïng taâm cuûa coát doïc chòu keùo theo phöông doïc cuûa truïc daàm do caùc taûi
troïng coù heä soá, vaø löïc caêng caùp gaây ra :
u
u p ps po
v
x
s s p ps
M 0,5(V V )cot g(27,3) A f
d
E A E A
40.445.060.000 0,5 (7.601.710,45 12.035.818,3) cot g(27,3) 17.725,8 692,62
2.848,5
200.000 31.079,72 190.000 17.725,8
= -2,47x10-4 < 0,002 x -2,47x10
-4
Töø tæ leä :
12 4
x'
c
v 1,43 10 2,47 10
f
tra bieåu ñoà (A5.8.3.4.2-1) ta ñöôïc goùc nöùt : = 27,3o hoäi tuï .
Tra tieáp ta ñöôïc =2,7
Tính Vs
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 41
'u
s p c v
V 1V V f b.d
0,9 12
6.860.885,17 112.035.818,3 2,7 50 700 2.848,5
0,9 12
= -7.584.967,48 N
Choïn coát ñai
Choïn theùp ñai 4 nhaùnh 14 => dieän tích coát ñai laø : Av = 615,44 mm2
Khoaûng caùch coát ñai yeâu caàu :
v vy v
s
A f d 452,16 240 2.848,5s cot g( ) cot g(27,3)
V -7.584.967,48
= -107,47 mm
Kieåm tra laïi theo ñieàu kieän caáu taïo :
Theo trò soá giôùi haïn coát ñai toái thieåu:
s < v vy
'
c
A .f 615,44 240
0,083 50 7000,083 f .b
= 391 mm
Khoaûng caùch toái thieåu theo qui ñònh cuûa 22TCN272-05:
Vôùi: Vu = 6.860.885,17 N < 'c v0,1.f .b.d 0,1 50 700 2.848,5 = 99.697.500 N
Thì: vs 0,8d 0,8 2.848,5 = 2.278,8 mm
Ta choïn khoaûng caùch coát ñai laø 200mm
Khi ñoù:
v vy v
s
A f d 615,44 240 2.848,5V cot g( ) cot g(27,3)
s 200
= 4.075.838,29 N
Kieåm tra laïi khaû naêng chòu keùo cuûa coát theùp doïc:
2
u u h x
s y ps ps s P
v o
M V 0,45.P .MA f A f cot g 0,5.V V
.d 2.A .
VT 31.079,72 420 17.725,8 679 = 25.089.300,6 N
2 2
40.445.060.000VP
0,9 2.848,5
7.601.710, 45 0, 45 28.430 11.715.220.000cot g(27,3) 0,5 4.075.838,29 12.035.818,2
0,9 2 0,9 32.610.000
= 21.662.357,07 N
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 42
Ta thaáy: VT > VP Ñaït yeâu caàu
Töông töï cho caùc maët caét khaùc ta coù:
Maët caét I-I II-II III-III IV-IV
uM 40.455.060.000 16.079.950.000 16.304.450.000 21.087.020.000
uV 5.890.030,00 2.221.830,00 3.315.840,00 706.390,00
xM 11.715.220.000 10.514.560.000 9.371.440.000 5.929.110.000
pff 679,00 1.174,00 1.102,00 1.138,00
psA 17.725,80 5.317,74 5.317,74 5.317,74
pV 12.035.818,20 6.243.026,76 5.860.149,48 6.051.588,12
hP 28.430,00 28.430,00 28.430,00 28.430,00
oA 44.019.766,00 44.019.766,00 44.019.766,00 44.019.766,00
ohA 42.598.266,00 42.598.266,00 42.598.266,00 42.598.266,00
uV 6.860.885,17 3.861.141,04 4.349.287,00 1.915.678,43
a 804,78 196,47 194,99 347,45
vd 2.848,50 3.066,77 3.067,51 2.991,28
psd 2.965,00 100,00 100,00 3.115,00
bgy 1.650,80 1.663,00 1.663,00 1.663,00
v -8,80E+12 -4,19E+12 -2,21E+12 -8,21E+12
'
c
v
f
-1,76E+11 -8,38E+10 -4,41E+10 -1,64E+11
e 1.400,80 1.452,00 1.452,00 1.563,00
gA 11.109.574,00 11.405.052,00 11.405.052,00 11.405.052,00
gI 16.200.763x106 16.200.168x106 16.200.168x106 16.200.168x106
pcf -2,54 -1,36 -1,28 -1,44
pof 692,62 1.181,29 1.108,84 1.145,74
27,30 27,30 27,30 27,30
sA 31.079,72 31.079,72 31.079,72 13.847,40
x -3,22E-04 -4,63E-04 -2,83E-04 -8,07E-04
2,70 2,70 2,70 2,70
sV -7.584.967,48 -5.368.305,32 -4.443.867,77 -7.254.419,10
Theùp ñai 14,00 14,00 14,00 14,00
vA 615,44 615,44 615,44 615,44
tts -107,47 -163,48 -197,54 -118,00
s 200,00 250,00 250,00 200,00
sV 4.075.838,29 3.510.518,01 3.511.365,09 4.280.131,00
Söùc khaùng 25.089.300,60 19.296.509,16 18.913.631,88 11.867.496,12
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 43
keùo
Chòu löïc 21.662.357,07 9.137.317,81 9.159.147,05 11.753.712,85
Keát quaû Thoûa Thoûa Thoûa Thoûa
Söùc khaùng
xoaén
5,51E+10 4,41E+10 4,41E+10 5,51E+10
Keát quaû Thoûa Thoûa Thoûa Thoûa
CHÖÔNG 4: TÍNH TOAÙN SÖÔØN VOØM OÁNG THEÙP NHOÀI BEÂTOÂNG
1. PHAÂN TÍCH KEÁT CAÁU
1.1. Lieân keát caùc boä phaän keát caáu cuûa caàu
Ñöôøng truïc hai söôøn voøm laø ñöôøng cong troøn.
Voøm ñöôïc ngaøm vaøo thaân truï BTCT qua moái noái theùp vaø BTCT.
Daàm chính laø daàm hoäp BTCT ñöôïc ngaøm vaøo truï ñeå laøm giaûm noäi löïc trong daàm. Caùc vò
trí daây treo ñöôïc moâ hình nhö caùc goái loø xo. Caùc ñoaïn daàm ñöôïc ñuùc taïi choã vaø moãi ñoaïn daàm
coù chieàu daøi phuï thuoäc vaøo vò trí caùp treo.
Baûn maët caàu chính laø naép treân cuûa daàm vaø ñöôïc phuû bôûi lôùp beâ toâng nhöïa.
Heä thoáng lan can tay vòn vaø caùc lôùp maët ñöôøng ñöôïc xaây döïng tröïc tieáp treân lôùp beâ toâng
coát theùp taêng cöôøng baèng beâ toâng ñoå taïi choã hoaëc laép gheùp.
Toaøn boä keát caáu ñöôïc ñaët treân 2 truï thoâng qua lieân keát ngaøm.
1.2. Taûi troïng taùc duïng:
Tónh taûi: laø troïng löôïng baûn thaân söôøn voøm vaø troïng löôïng caùc boä phaän tham gia keát caáu
caàu voøm nhö: giaèng ngang, caùp thanh treo, caùp thanh keùo, daàm doïc, daàm ngang, heä lan can,
baûn maët caàu, lôùp beâ toâng coát theùp taêng cöôøng maët caàu, caùc lôùp maët ñöôøng, hoäp beâ toâng ñaäy
caùp thanh keùo.
Hoaït taûi: taûi troïng xe HL93 taùc duïng theo phöông thaúng ñöùng. Taûi troïng gioù taùc duïng
theo phöông ngang.
1.3. Phaân boá hoaït taûi trong keát caáu caàu voøm:
Hoaït taûi xe vaø ngöôøi ñi treân caàu taùc duïng taûi troïng leân lôùp maët ñöôøng (treân caàu) seõ ñöôïc
phaân boá xuoáng daàm thoâng qua heä maët caàu. Daàm tieáp tuïc truyeàn taûi troïng leân söôøn voøm thoâng
qua thanh treo. Taûi troïng truyeàn leân söôøn voøm taäp trung taïi caùc vò trí lieân keát caùp treo vaø taïi
lieân keát daàm ngang ñaàu voøm. Trong söôøn voøm phaùt sinh caùc noäi löïc N,Q,M. Toaøn boä taûi troïng
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 44
caàu taùc duïng leân truï theo theo 2 phöông, trong ñoù moät thaønh phaàn taûi troïng theo phöông thaúng
ñöùng ñöôïc truyeàn leân moá truï vaø moät thaønh phaàn theo phöông ngang.
1.4. Sô ñoà tính toaùn keát caáu:
Döïa vaøo ñaëc ñieåm lieân keát vaø söï phaân boá taûi troïng cuûa keát caáu ta ñöa ra sô ñoà tính toaùn
thích hôïp cho töøng boä phaän caáu kieän nhö sau [7]:
Baûn maët caàu : tính theo sô ñoà baûn keâ 2 caïnh (keâ leân daàm ngang) chòu uoán theo phöông
doïc caàu khi chòu taûi troïng.
Daàm: sô ñoà tính toaùn xem nhö daàm lieân tuïc lieân keát khôùp taïi chaân voøm vaø lieân keát goái
ñaøn hoài taïi vò trí caùc thanh treo vaø chòu taûi taäp trung taïi caùc vò trí daàm ngang.
Söôøn voøm: xeùt söï laøm vieäc cuûa voøm khoâng coù thanh keùo, khi cho taûi troïng taùc duïng,
voøm coù khuynh höôùng chuyeån vò laøm cho ñænh voøm thaáp xuoáng vaø chaân voøm chuyeån dòch veà 2
phía xa. Vaäy moá truï taïi moãi chaân voøm ngoaøi thaønh phaàn löïc thaúng ñöùng coøn coù thaønh phaàn löïc
ñaåy ngang. Lieân keát taïi chaân voøm laø ngaøm thì noäi löïc phaùt sinh trong moá truï seõ coù 3 thaønh
phaàn (moâmen, löïc caét, aùp löïc ñaåy theo phöông thaúng vaø theo phöông ngang).
Taûi troïng taùc duïng leân söôøn voøm thoâng qua caùc thanh treo ñöôïc bieåu dieãn baèng caùc löïc
taäp trung
2. TÍNH TOAÙN NOÄI LÖÏC CAÀU VOØM THEO CÔ HOÏC KEÁT CAÁU
Coù theå söû duïng phöông phaùp löïc hoaëc phöông phaùp chuyeån vò trong lyù thuyeát cô hoïc keát
caáu ñeå tính toaùn caùc thaønh phaàn noäi löïc cho keát caáu caàu voøm. Döôùi ñaây laø caùch tính noäi löïc
söôøn voøm theo phöông phaùp löïc. Trong quaù trình khaûo saùt vaø tính noäi löïc söôøn voøm döïa vaøo 2
giaû thieát sau:
- Giaû thieát maët caét phaúng: tröôùc vaø sau bieán daïng maët caét laø phaúng vaø thaúng goùc vôùi truïc
thanh.
- Trong quaù trình bieán daïng caùc thôù khoâng aûnh höôûng laãn nhau töùc laø khoâng eùp hoaëc ñaåy
nhau.
2.1. Tính noäi löïc trong voøm coù thanh keùo.
Xeùt heä voøm parabol :
2
4 ( )fy l x x
l
Coù thanh keùo chòu caùc nguyeân nhaân : taûi troïng, söï thay ñoåi nhieät ñoä, chuyeån vò goái töïa.
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 45
Heä coù 1 baäc töï do. Choïn heä cô baûn cuûa voøm nhö hình veõ, baèng caùch caét thanh keùo.
Phöông trình chính taéc ñöôïc vieát nhö sau :
11 1 1 1 1 0P t ZX
t1
f
l
y
x
t2
t3
P
A B
A
P
t3
t1
t2
B
x1 x1
Hình 6.3. Heä cô baûn
Trong ñoù :
11 : laø chuyeån vò theo phöông X1 do löïc ñôn vò X1 = 1 gaây ra.
1P : laø chuyeån vò theo phöông X1 do taûi troïng gaây ra.
1t : laø chuyeån vò theo phöông X1 do nhieät ñoä gaây ra.
1Z : laø chuyeån vò theo phöông X1 do chuyeån vò goái töïa gaây ra.
2.1.1. Xaùc ñònh 11
2 2 2
1 111 1
0 0 0
l l lds ds dsM N vQ
EI EA GA
Caùc noäi löïc do löïc X1 gaây ra trong heä cô baûn laø:
Noäi löïc trong voøm:
1 1.M y ; 1 1.cosN ; 1 1.sinQ
Noäi löïc trong thanh keùo :
1N tc1
Do ñoù :
2 2 211
0 0 0
cos .sin
cos cos ( )
l l l
tc
dx dx dx ly v
EI EA GA EA
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 46
Trong ñoù :
(EA)tc : ñoä cöùng cuûa thanh khi chòu keùo.
: heä soá ñieàu chænh, keå tôùi söï phaân boá khoâng ñeàu cuûa öùng suaát tieáp (chæ phuï thuoäc hình
daïng tieát dieän)
: goùc nghieâng so vôùi phöông ngang cuûa tieáp tuyeán taïi ñieåm ñang xeùt
2.1.2. Xaùc ñònh 1P
Soá haïng naøy ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau :
0 0 0
1
0 0 0
( ) cos ( sin )
cos cos cos
l l l
P P P
P
y M dx N dx Q dxv
EI EA GA
2.1.3. Xaùc ñònh 1t
Giaû söû nhieät ñoä bieán thieân nhö nhau doïc theo chieàu daøi voøm vaø thanh keùo. Goïi t1 vaø t2
laø ñoä bieán thieân nhieät ñoä cuûa thôù treân vaø thôù döôùi cuûa voøm ; t3 laø bieán thieân nhieät ñoä ôû treân
thanh keùo. Coâng thöùc tính nhö sau:
1 11 2 1
0 0
( )
l l
t cM t t dx N t dxh
Thay caùc giaù trò noäi löïc M1 vaø N1 ta coù:
1 2 1 3
0 0 0
( )( ) cos
cos cos
l l l
t c tc
dx dxt t y t l t dx
h
Ruùt goïn ta ñöôïc :
1 2 1 3
0
( )
cos
l
t c tc
ydxt t t l t l
h
Trong ñoù :
tc laø heä soá daõn nôû vì nhieät cuûa vaät lieäu laøm thanh keùo.
2.1.4. Xaùc ñònh 1Z
Heä voøm hai khôùp coù thanh keùo laø heä sieâu tónh noäi, neân caùc goái töïa chuyeån vò cöôõng böùc
khoâng gaây ra noäi löïc cho voøm.
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 47
2.1.5. Xaùc ñònh noäi löïc trong söôøn voøm:
Sau khi giaûi phöông trình chính taéc ñeå tìm X1 ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc noäi löïc trong voøm
theo caùc bieåu thöùc sau:
0
p1 MyXM ; 0P1 NXcosN ;
0
P1 QXsinQ
Trong ñoù:
M, N, Q : noäi löïc do caùc nguyeân nhaân gaây ra trong voøm sieâu tónh.
MP0, NP0, QP0, : noäi löïc do taûi troïng gaây ra trong heä cô baûn.
2.2. Kieåm tra oån ñònh söôøn voøm.
Ñoái vôùi caáu kieän oáng theùp nhoài beâ toâng, theo keát quaû nghieân cöùu thöïc nghieäm ñaõ keát
luaän [7] : khi oáng theùp nhoài beâ toâng chòu taûi troïng neùn ñeán thôøi ñieåm voû theùp baét ñaàu chaûy
deûo (thôøi ñieåm öùng suaát trong voû theùp ñaït tôùi Ru), “quan saùt beà maët oáng theùp thaáy coù hieän
töôïng troùc voû, beà maët loõi beâ toâng môùi chæ coù veát nöùt nhoû khoâng theå nhìn thaáy baèng maét
thöôøng”. Nhö vaäy keát caáu oáng theùp nhoài beâ toâng ñaõ ñaït traïng thaùi giôùi haïn beàn nhöng chöa
xuaát hieän nöùt trong beâ toâng. Do ñoù kieåm tra beàn caáu kieän oáng theùp nhoài beâ toâng seõ duøng tieâu
chuaån Trung Quoác nhö ñaõ giôùi thieäu ôû chöông 1
Ngoaøi vieäc tính toaùn kieåm tra veà beàn cho keát caáu oáng theùp nhoài beâ toâng, caàu voøm cuõng
caàn kieåm tra veà oån ñònh toaøn keát caáu voøm. Tieán haønh kieåm tra oån ñònh voøm trong maët phaúng
voøm vaø ngoaøi maët phaúng cuûa voøm. Voøm 2 khôùp maát oån ñònh thöôøng coù caùc hình daïng sau [2] :
l
f
Maát oån ñònh
Söôøn voøm
a-Maát oån ñònh trong maët phaúng
B
b-Maát oån ñònh ngoaøi maët phaúng
Maát oån ñònh
Hình 6.5. Caùc daïng maát oån ñònh cuûa voøm.
3. TÍNH TOAÙN KEÁT CAÁU THEO PHÖÔNG PHAÙP PTHH.
Vieäc giaûi baøi toaùn theo cô hoïc keát caáu vôùi soá löôïng aån töông ñoái lôùn laø moät coâng vieäc khaù
phöùc taïp, ñoøi hoûi nhieàu thôøi gian. AÙp duïng phöông phaùp phaàn töû höõu haïn trong tính toaùn,
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 48
thoâng qua söï trôï giuùp cuûa maùy tính ta coù theå giaûi quyeát vaán ñeà treân moät caùch nhanh choùng vaø
hieäu quaû.
3.1. Moâ hình tính toaùn :
3.1.1. Phaàn töû daây caùp trong phöông phaùp PTHH :
Xeùt moät phaàn töû thanh coù hai ñieåm nuùt chòu bieán daïng doïc truïc. Chuyeån vò doïc truïc u(x)
cuûa phaàn töû coù theå laø moät xaáp xæ tuyeán tính.
u(x) = a1+a2.x
hay
u(x)=[N].{q}e
Trong ño ù:
1 1
2 2
{ }e
e e
q u
q
q u
[N] : laø ma traän caùc haøm daïng:
LxLxN /)/1(][
Trong baøi toaùn naøy, vector bieán daïng {}={x}, vaø vector öùng suaát cuõng chæ coøn
{}={x}.
Phöông trình quan heä chuyeån vò bieán daïng:
[ ] d
dx
Trong phöông trình ñònh luaät Hooke, ma traän [D] chæ coøn: [D] = [E].
Vaäy ma traän tính bieán daïng:
1 1[ ] [ ][ ] [(1 ) ]d x xB N
dx L L L L
Vaø ma traïân cöùng phaàn töû:
0
1 11 1 1[ ] [ ] [ ][ ] [ 1 1]
1 11
e
L
T
e
V
EFK B D B dV E Fdx
L L L
Ñoái vôùi phaàn töû daây caùp, ma traän ñoä cöùng seõ laø:
2
3
1 1
[ ]
( . ) 1 11
12.
e
e
e
E FK
l LE
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 49
3.1.2. Phaàn töû daàm chòu uoán
Xeùt moät phaàn töû daàm chòu uoán coù chieàu daøi L, maët caét ngang khoâng ñoåi. Chuyeån vò cuûa
moïi ñieåm theo phöông vuoâng goùc vôùi truïc thanh v(x) ñöôïc choïn laø ña thöùc xaáp xæ baäc 3.
v(x)=a1+ a2x+ a3x2 +a4x3
Hay : v(x)=[P(x)]={a}
Vôùi : [P(x)]=[1 x x2 x3]
Vaø vector tham soá:
{a}={ a1 a2 a3 a4}T.
Töø ñieàu kieän ñoàng nhaát chuyeån vò nuùt laø caùc giaù trò cuûa haøm v(x) vaø ñaïo haøm baäc nhaát
cuûa noù taïi caùc ñieåm nuùt 1 vaø 2 cuûa phaàn töû, ta coù:
{q}e=[A]{a}
Trong ñoù : {q}e={q1 q2 q3 q4}T.
2
32
3210
1
0010
0001
][
LL
LLL
A
Vaø toàn taïi ma traän nghòch ñaûo:
1 2 2
3 2 3 2
1 0 0 0
0 1 0 0
[ ]
3 / 2 / 3/ 1/
2 / 1/ 2 / 1/
A
L L L L
L L L L
Töø ñoù : {a}=[A]-1{q}e.
Bieåu dieãn haøm chuyeån vò v(x) theo vector chuyeån vò nuùt {q}e.
v(x)=[P(x)][A]-1{q}e=[N]{q}e.
[N] laø ma traän caùc haøm daïng vaø [N]=[N1 N2 N3 N4]
Trong ñoù:
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 50
2 3
1 2 3
2
2 2
2 3
3 2 3
2
4 2
( ) 1 3 2
( ) (1 2 )
( ) 3 2
( ) ( )
x xN x
L L
x xN x x
L L
x xN x
L L
x xN x x
L L
Giaû thieát khi daàm chòu uoán maët caét ngang daàm vaãn phaúng vaø xoay ñi goùc =dv/dx. Do
ñoù chuyeån vò doïc truïc u vaø ñoä voõng v coù quan heä:
. dvu y
dx
Trong ñoù:
y laø khoaûng caùch töø ñieåm ñang xeùt tôùi ñöôøng truïc trung hoøa.
Khi ñoù bieán daïng doïc truïc coù daïng:
eex qBqdx
Ndy
dx
vdy
dx
du }]{[}{][.. 2
2
2
2
Trong ñoù:
2
2 ][.][
dx
NdyB
232232 6
212664126][
L
x
LL
x
LL
x
LL
x
L
yB
ÖÙng suaát taïi moïi ñieåm treân daàm chòu uoán:
xx E
Hay daïng ma traän:
}]{[}{ D
Coâng thöùc xaùc ñònh ma traän cöùng phaàn töû daàm chòu uoán ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:
2 2
3
2 2
[ ] [ ] [ ][ ] [ ] [ ]
12 6 12 6
6 4 6 2
12 6 12 6
6 2 6 4
e
T T
V
z
e
K B D B dV E B B dFdx
L L
L L L LEJK
L LL
L L L L
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 51
3.1.3. Vector taûi caêng caùp:
Ñeå thöïc hieän ñöôïc vieäc tính toaùn quaù trình caêng caùp, ñieàu chænh noäi löïc trong caàu baèng
phöông phaùp phaàn töû höõu haïn, thì vector taûi caêng caùp ñöôïc thaønh laäp nhö sau:
Theo phöông trình caân baèng theá naêng toaøn phaàn cuûa phaàn töû, vector taûi troïng nuùt treân phaàn töû
ñöôïc bieåu dieãn qua ñoaïn ruùt caùp töông ñoái {o} theå hieän bieåu thöùc sau:
{ } [ ] [ ]{ }
e
i t
e o
V
P B D dV
11{ } [ ] [ ]{ } { }
1
11
1
e
i t
e o o
V
P B D Fdx EF dx
L
EF l
L
ol dx
Trong ñoù :
[B]: ma traän tính bieán daïng.
[D]: ma traân caùc heä soá ñaøn hoài & l laø ñoaïn ruùt caùp duøng trong ñieàu chænh noäi
löïc trong caàu.
3.2. Tính toaùn löïc caêng trong thanh treo vaø thanh giaèng.
Ngoaøi hai traïng thaùi noäi löïc thöôøng toàn taïi trong moät keát caáu laø:
- Noäi löïc do tónh taûi (St)
- Noäi löïc do hoaït taûi (Sh)
Coøn coù noäi löïc phaùt sinh do vieäc ñieàu chænh noäi löïc trong keát caáu (Sñc). Ñieàu chænh noäi
löïc chæ coù theå thöïc hieän trong moät heä sieâu tónh, ñöôïc taïo ra trong quaù trình thi coâng, cheá taïo,
vaø coù daáu ngöôïc vôùi noäi löïc do tónh taûi vaø hoaït taûi.
Keát caáu ñöôïc thieát keá kinh teá ñeå coù noäi löïc hôïp lyù, trong ñoù:
- Coù khaû naêng tieáp nhaän hoaït taûi toái ña
- Duøng vaät lieäu cöôøng ñoä cao, vaät lieäu nheï neân tónh taûi caàn ñaït giaù trò toái thieåu ñeå
giaûm giaù thaønh coâng trình
Toång caùc noäi löïc noùi treân phaûi nhoû hôn khaû naêng chòu löïc [S] cuûa tieát dieän:
SSSS ñcht
Vieäc ñieàu chænh noäi löïc trong caùc thanh treo vaø thanh giaèng ngang nhaèm muïc ñích cöïc
tieåu hoaù moment uoán toång theå trong daàm doïc chính. Neáu baèng caùc bieän phaùp caêng keùo caùc
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 52
thanh caùp treo vaø caùp giaèng ta ñöa ñoä voõng caùc taïi caùc nuùt baèng khoâng thì khi chòu tónh taûi sô
ñoà laøm vieäc cuûa daàm doïc chính nhö laø moät daàm lieân tuïc töïa treân caùc goái cöùng. Trong nhieàu
tröôøng hôïp coù theå ñieàu chænh ñeå trieät tieâu ñöôïc noäi löïc gaây ra do tónh taûi vaø moät phaàn do hoaït
taûi, khi ñoù chæ caàn thieát keá tieát dieän theo noäi löïc do hoaït taûi.
Taùc ñoäng cuûa löïc caêng keùo thanh treo trong quaù trình ñieàu chænh noäi löïc döôïc xaùc ñònh
trong sô ñoà cuûa heä ôû caùc thôøi ñieåm töông öùng. Trong tính toaùn chaáp nhaän caùc giaû thieát cuûa baøi
toaùn tuyeán tính, bieán daïng nhoû cuûa cô hoïc keát caáu, ñoàng thôøi khi caêng daây thì thay moãi daây
baèng moät aån löïc Xi, nhö vaäy löïc caêng keùo trong caùc thanh ñöôïc xem nhö ngoaïi löïc taùc duïng
leân heä.
Muïc tieâu cuûa vieäc ñieàu chænh noäi löïc laø : cao ñoä taïi caùc nuùt neo caùp treo ôû vò trí hôïp lyù
nhaát döôùi taùc duïng cuûa tónh taûi.
Töø ñieàu kieän toång ñoä voõng do tónh taûi vaø löïc ñieàu chænh cuõng nhö caùc aûnh höôûng thöù caáp
gaây ra phaûi baèng trò soá ñoä voõng chuaån, phöông trình chính taéc vieát cho nuùt thöù i nhö sau :
0YYYY ci
II
i
x
i
0
i
Trong ñoù:
0 :iY ñoä voõng taïi nuùt i ôû traïng thaùi ban ñaàu A
:ciY ñoä voõng chuaån caàn ñaït taïi nuùt thöù i
:Yxi ñoä voõng taïi nuùt thöù i do löïc ñieàu chænh gaây ra
:Y IIi ñoä voõng taïi nuùt thöù i do tónh taûi phaàn II vaø caùc aûnh höôûng thöù caáp gaây ra
ôû traïng thaùi hoaøn chænh B
Môû roäng cho taát caû caùc nuùt, heä phöông trình chính taéc ñöôïc vieát nhö sau:
SX + Y0 + YII + YC = 0
Hoaëc:
0
1 111 12 13 1 1
0
2 221 22 23 2 2
0
31 32 33 31 3 3
0
1 2 3
......
......
...... .
....... .... ....
......
II
n
n
n n n nn n n
Y Ys s s s X
Y Ys s s s X
s s s s X Y
s s s s X Y
1
2
3 3
.... ....
C
II C
II C
II C
n n
Y
Y
Y Y
Y Y
Trong ñoù:
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 53
S : ma traän aûnh höôûng ñoä voõng, phaàn töû sij laø ñoä voõng taïi nuùt i do löïc caêng daây
thöù taïi nuùt j baèng 1 ñôn vò gaây ra. Tuyø theo phöông phaùp thi coâng, caáu truùc ma traän naøy
coù theå ñaày hoaëc coù daïng tam giaùc
X : vectô aån löïc trong caùc daây
Y0 : vectô ñoä voõng cuûa heä xuaát phaùt (A)
Yc : vectô ñoä voõng chuaån, laø giaù trò muoán ñaït tôùi
YII : vetcô ñoä voõng do tónh taûi phaàn II vaø caùc aûnh höôûng thöù caáp gaây ra trong heä ôû
traïng thaùi hoaøn chænh
Baèng caùch giaûi heä phöông trình ta tìm ñöôïc caùc aån löïc trong heä:
X = S-1(- Y0 - YII +YC )
3.3. Moâ hình hoaù keát caáu trong MIDAS / Civil 7.0.1 :
Keát caáu ñöôïc ñeà caäp trong luaän vaên laø voøm cöùng – daàm meàm. Voøm vaø daàm khoâng laøm
vieäc ñoàng thôøi, nghóa laø: daàm doïc khoâng tham gia chòu taûi troïng cuøng vôùi voøm maø chæ coù taùc
duïng ñònh vò caùc daàm ngang. Taát caû taûi troïng taùc duïng leân voøm. Döïa vaøo sô ñoà laøm vieäc keát
caáu ta coù moâ hình sau:
- Voøm oáng theùp nhoài beâ toâng ñöôïc moâ taû baèng caùc phaàn töû thanh. Heä keát caáu voøm – daàm
goái leân 3 goái di ñoäng vaø 1 goái coá ñònh.
- Thanh treo ñöôïc moâ taû baèng caùc phaàn töû thanh coù lieân keát khôùp taïi caùc ñaàu, noäi löïc
trong thanh chæ coù thaønh phaàn keùo.
- Daàm doïc ñöôïc moâ taû baèng phaàn töû thanh daàm lieân tuïc goái treân caùc goái ñaøn hoài (loø xo)
vaø lieân keát khôùp vôùi voøm taïi 2 ñaàu voøm.
3.3.1. Ñaëc tröng vaät lieäu :
Beâtoâng caáp C50
- E = 38007 MPa
- c = 2.5x10-5 N/mm3
Beâtoâng caáp C40
- E = 33994 MPa
- c = 2.5x10-5 N/mm3
Beâtoâng caáp C40
- E = 29940 MPa
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 54
- c = 2.5x10-5 N/mm3
Caùp DÖL : theo ASTM – A416 – 270 (Normal)
3.3.2. Taûi troïng :
Tónh taûi :
- Tónh taûi baûn thaân : DC1
- Tónh taûi giai ñoaïn 2 : DC2 = - 37,8 KN/m
- Tónh taûi lôùp phuû : DW = - 7,5 KN/m
- Löïc caêng caùp : L1 L9
Caùc löïc caêng caùp coù giaù trò cho tröôùc laø 1 KN, sau khi duøng chöùc naêng Unknow load
factor cuûa Midas ta seõ tính toaùn ñöôïc löïc caêng trong töøng boù caùp.
Hoaït taûi : (MVL)
- HL93 : goàm xe taûi 3 truïc vaø xe tangdem.
- Taûi troïng laøn phaân boá theo phöông doïc caàu w = 9,3 N/mm.
3.3.3. Toå hôïp taûi troïng
Trong phaïm vi ñoà aùn, ta chæ xeùt caùc toå hôïp taûi troïng sau
Toå hôïp taûi troïng theo traïng thaùi giôùi haïn söû duïng I:
DC1 : heä soá vöôït taûi : 1
DC2 : heä soá vöôït taûi : 1
DW : heä soá vöôït taûi : 1
MVL : heä soá vöôït taûi : 1
Toå hôïp taûi troïng theo traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä I :
DC1 : heä soá vöôït taûi : 1,25
DC2 : heä soá vöôït taûi : 1,25
DW : heä soá vöôït taûi : 1,5
MVL : heä soá vöôït taûi : 1,75
3.3.4. Tính toaùn löïc caêng trong MIDAS :
Löïc caêng trong caùc thanh treo vaø thanh giaèng ñöôïc tính toaùn baèng chöùc naêng Unknow
load factor trong MIDAS. Trình töï thöïc hieän toång quaùt nhö sau :
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 55
- Taïo moät toå hôïp taûi troïng trong Load combonation, ñaët teân laø DCNL, goàm caùc thaønh
phaàn taûi troïng sau :
DC1 : heä soá vöôït taûi : 1
DC2 : heä soá vöôït taûi : 1
DW : heä soá vöôït taûi : 1
Löïc caêng caùp : L1 L9
- Gaùn caùc ñieàu kieän chuyeån vò cho caùc nuùt cuûa thanh treo vaø thanh giaèng theo ñuùng cao
ñoä thieát keá.
- Duøng Unknow load factor ñeå tìm heä soá (cuõng chính laø löïc caêng caàn tìm trong caùc thanh
treo).
4. NGHIEÂN CÖÙU SÖÏ LAØM VIEÄC CUÛA OÁNG THEÙP NHOÀI BEÂ TOÂNG
4.1. Keát caáu theùp nhoài beâtoâng chòu taûi doïc truïc:
Coät oáng theùp nhoài beâ toâng chòu neùn (ñuùng taâm vaø leäch taâm) seõ laøm vieäc theo moät trong
hai caùch roõ raøng. Coät vôùi tyû leä L/D nhoû (L chieàu daøi coät, D ñöôøng kính ngoaøi oáng theùp) – coät
ngaén, loaïi coät naøy coù khaû naêng chòu taûi cho ñeán khi caû voû theùp vaø loõi beâ toâng ñaït ñeán cöôøng
ñoä giôùi haïn. Taûi troïng leäch taâm ít aûnh höôûng ñeán coät ngaén. Coät vôùi tyû leä L/D lôùn – coät daøi, ñoä
oån ñònh loaïi coät naøy phuï thuoäc vaøo ñoä voõng ñaøn hoài hay khoâng ñaøn hoài cuûa coät. Taûi troïng leäch
taâm seõ laøm cho coät voõng sôùm hôn so vôùi taûi troïng ñuùng taâm töông ñöông. Trong thöïc teá raát
khoù gaëp tröôøng hôïp taûi troïng ñuùng taâm, maø chuû yeáu laø taûi troïng leäch taâm do taûi troïng taùc duïng
leäch taâm hoaëc do tieát dieän khoâng ñeàu veà maët hình hoïc [7].
Coù raát nhieàu taùc giaû ñöa ra tyû leä L/D (L: chieàu daøi coät theùp; D ñöôøng kính coät theùp) ranh
giôùi giöùa coät daøi vaø coät ngaén. Tuy nhieân Zhong vaø caùc ñoàng nghieäp (1991) chæ ra L/D 5 laø
coät ngaén. Theo tieâu chuaån CECS 28-90 cuûa Trung Quoác thì L/D 4 laø coät ngaén [7].
4.2. Ñoä cöùng cuûa coät theùp nhoài beâtoâng chòu taûi doïc truïc:
Ñoä cöùng cuûa oáng theùp nhoài beâ toâng raát phöùc taïp bôûi loõi beâtoâng vaø nhöõng aûnh höôûng qua
laïi giöõa 2 lôùp vaät lieäu. Moâñun ñaøn hoài, moâmen quaùn tính laø quen thuoäc ñoái vôùi theùp, nhöng
nhöõng tính chaát naøy khoù döï ñoaùn ñoái vôùi oáng theùp nhoài beâtoâng vì tính khoâng ñoàng nhaát cuûa
noù. Chuùng thay ñoåi tuyø thuoäc vaøo cöôøng ñoä beâtoâng, söï môû roäng caùc veát nöùt, aûnh höôûng cuûa taûi
troïng daøi haïn, vaø moät soá vaán ñeà khaùc.
Theo tieâu chuaån cuûa Trung Quoác CECS 28 – 90 [8] :
- Ñoä cöùng neùn eùp vaø keùo daõn : EA = EaAa + EcAc.
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 56
- Ñoä cöùng choáng uoán: EI = EaIa + EcIc.
Trong ñoù :
Aa, Ia : dieän tích maët caét ngang vaø moâmen quaùn tính cuûa oáng theùp ñoái vôùi troïng taâm tieát
dieän.
Ac, Ic : dieän tích maët caét ngang vaø moâmen quaùn tính cuûa beâtoâng trong oáng theùp ñoái vôùi
troïng taâm tieát dieän.
Ea, Ec : moâñun ñaøn hoài cuûa theùp vaø beâtoâng.
5. KHAÛ NAÊNG CHÒU LÖÏC CUÛA KEÁT CAÁU OÁNG THEÙP NHOÀI BEÂTOÂNG THEO CECS
28-90.
Trong nhöõng naêm 1960, oáng theùp nhoài beâ toâng ñaõ ñöôïc nghieân cöùu vaø söû duïng roäng raûi
trong kyõ thuaät xaây döïng ôû Trung Quoác. Ví duï thöïc teá laø caùc coät nhaø ga taøu ñieän ngaàm Beijing
ñaõ söû duïng oáng theùp nhoài beâ toâng. Töø naêm 1990 ñeán 1992, Trung Quoác ñaõ ban haønh 3 tieâu
chuaån veà oáng theùp nhoài beâ toâng: CECS 28-90, DLGJ 99-91, DLGJ - S11 - 92 – mang laïi söï
phaùt trieån nhanh choùng caùc öùng duïng oáng theùp nhoài beâ toâng trong lónh vöïc xaây döïng.
5.1. Ñieàu kieän veà löïc neùn
Löïc neùn doïc truïc tính toaùn vaøo coät ñôn oáng theùp nhoài beâ toâng phaûi ñaùp öùng nhu caàu sau
ñaây [8] :
N Nu
Trong ñoù :
N: löïc neùn doïc truïc tính toaùn.
Nu: khaû naêng chòu neùn cuûa coät ñôn oáng theùp nhoài beâ toâng.
5.2. Khaû naêng chòu löïc
Tính toaùn söùc chòu taûi cuûa coät toå hôïp tröôùc heát phaûi xaùc ñònh löïc truïc cuûa nhaùnh ñôn sau
ñoù laàn löôït tính toaùn söùc chòu taûi cuûa nhaùnh keùo vaø neùn [8].
Sô ñoà tính toaùn cuûa coät toå hôïp
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 57
N N
h=1.4
x
z y
21
OO1 O2
N
M
Sô ñoà tính toaùn coät toå hôïp
5.2.1. Khaû naêng chòu taûi cuûa coät ñôn :
Khaû naêng chòu löïc cuûa coät ñôn oáng theùp nhoài beâ toâng tính theo coâng thöùc sau ñaây:
Nu = 1 e No
No = fc.Ac.(1+ + )
=
cc
aa
A.f
A.f
Ñieàu kieän aùp duïng: 0,3 < < 3.
- > 3 laø maùc beâ toâng quaù thaáp laøm cho keát caáu bieán daïng deûo.
- < 0.3 laø tieát dieän chöa hôïp lyù seõ gaây ra löïc keùo trong thanh keát caáu.
Trong ñoù :
No: khaû naêng chòu löïc cuûa coät ngaén oáng theùp nhoài beâ toâng chòu neùn doïc truïc.
: chæ tieâu goø chaët cuûa tieát dieän oáng theùp nhoài beâ toâng.
Ac : dieän tích maët caét ngang cuûa beâtoâng trong oáng.
Aa : dieän tích maët caét ngang cuûa oáng theùp.
fc : cöôøng ñoä chòu neùn tính toaùn cuûa beâtoâng
fa : cöôøng ñoä chòu neùn, chòu keùo tính toaùn cuûa oáng theùp.
e : heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc ñeå keå ñeán aûnh höôûng cuûa ñoä maûnh
e : heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc ñeå keå ñeán aûnh höôûng cuûa ñoä leäch taâm
Trong moïi tröôøng hôïp ñeàu phaûi thoaû maõn ñieàu kieän sau ñaây:
1 e o
Vôùi o : laø trò 1 tính theo coät neùn doïc truïc.
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 58
Heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc e
Heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc e cuûa oáng theùp nhoài beâ toâng ñeå keå ñeán aûnh höôûng cuûa ñoä
leäch taâm tính theo coâng thöùc sau ñaây:
- Khi eo/rc 1,55 thì e = 1/(1+1,85 eo/rc)
vôùi eo = M2/N
- Khi eo/rc > 1,55 thì e = 0,4/(eo/rc)
Trong ñoù :
eo : cöï ly leäch taâm cuûa löïc neùn doïc truïc ôû ñaàu coù moâmen uoán lôùn hôn cuûa coät ñoái vôùi
troïng taâm maët caét caáu kieän.
rc : baùn kính trong cuûa oáng theùp.
M2 : soá lôùn hôn trong trò thieát keá moâmen uoán 2 ñaàu oáng theùp nhoài beâ toâng.
N : trò thieát keá löïc neùn doïc truïc.
Heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc 1
Heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc 1 ñeå keå ñeán ñoä maûnh cuûa coät oáng theùp nhoài beâ toâng phaûi
tính theo coâng thöùc sau:
- Khi le/d > 4 thì 1 = 1- 0,115. 4d/lo
- Khi le/d 4 thì 1 = 1,0
Trong ñoù :
d : ñöôøng kính ngoaøi cuûa oáng theùp.
le : ñoä daøi tính toaùn töông ñöông cuûa oáng theùp nhoài beâ toâng, xaùc ñònh theo muïc döôùi
ñaây.
Ñoä daøi töông ñöông le
Ñoái vôùi coät khung vaø caùc thanh maø giöõa 2 ñieåm goái ñôõ khoâng coù taùc duïng cuûa taûi troïng
ngang thì ñoä daøi töông ñöông phaûi xaùc ñònh theo coâng thöùc sau ñaây:
le = klo
lo = l
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 59
Trong ñoù :
lo : ñoä daøi tính toaùn cuûa khung hoaëc thanh
l : ñoä daøi cuûa khung hoaëc thanh.
k : heä soá ñoä daøi töông ñöông.
: heä soá ñoä daøi tính toaùn; ñoái vôùi khung khoâng coù chuyeån vò ngang xaùc ñònh theo baûng
1-1 trong phuï luïc 1, CECS 28 – 90, ñoái vôùi khung coù chuyeån vò ngang xaùc ñònh theo
baûng 1-2 trong phuï luïc 1, CECS 28 – 90.
Heä soá ñoä daøi töông ñöông phaûi tính theo qui ñònh sau ñaây:
- Coät vaø thanh chòu neùn doïc truïc k = 1.
- Coät khung khoâng chuyeån vò ngang k = 0,5 + 0,3 +0,2 2
- Coät khung coù chuyeån vò ngang
Khi eo/rc 0,8 ; laáy k =0,5
Khi eo/rc < 0,8 ; laáy k =1-0,625 eo/rc
Trong ñoù:
: trò cuûa tæ soá giöõa soá nhoû hôn vôùi soá lôùn hôn cuûa giaù trò moâmen lôùn cuûa moät trong hai
ñaàu coät.
= M1/M2, 21 MM , neáu uoán neùn cong moät chieàu thì laáy trò döông, neáu uoán neùn
cong 2 chieàu thì laáy trò aâm.
l0 l0
a - chòu neùn
doïc truïc
b - neùn uoán
cong 1 chieàu
l0
a - neùn uoán
cong 2 chieàu
Coät khung khoâng coù chuyeån vò ngang
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 60
Ghi chuù: khung khoâng coù chuyeån vò ngang töùc laø khung khoâng coù khung choáng, vaùch
cöùng, loõi cöùng…maø ñoä cöùng choáng chuyeån vò ngang cuûa keát caáu choáng ñôõ aáy baèng hoaëc lôùn
hôn ñoä cöùng choáng chuyeån vò ngang cuûa baûn thaân khung 5 laàn. Khung coù chuyeån vò ngang töùc
laø trong khung coù ñaët keát caáu choáng nhö noùi treân hoaëc ñoä cöùng choáng chuyeån vò ngang cuûa
keát caáu choáng nhoû hôn ñoä cöùng choáng chuyeån vò ngang cuûa baûn thaân khung 5 laàn.
5.2.2. Khaû naêng chòu taûi cuûa coät toå hôïp :
Khaû naêng chòu löïc cuûa coät ñôn oáng theùp nhoài beâ toâng tính theo coâng thöùc sau ñaây:
Nu = *1*eN*o
N*o = Noi
Trong ñoù :
Noi : khaû naêng chòu löïc cuûa coät ngaén chòu neùn truïc cuûa caùc nhaùnh ñôn cuûa coät toå hôïp,
xaùc ñònh nhö phaàn treân
*1 : heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc ñeå keå ñeán aûnh höôûng cuûa ñoä maûnh
*e : heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc ñeå keå ñeán aûnh höôûng cuûa ñoä leäch taâm
Trong moïi tröôøng hôïp ñeàu phaûi thoaû maõn ñieàu kieän sau ñaây:
*1
*
e *o
Vôùi *o laø trò *1 tính theo coät neùn doïc truïc.
Heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc *e
Heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc *e cuûa oáng theùp nhoài beâ toâng ñeå keå ñeán aûnh höôûng cuûa
ñoä leäch taâm tính theo coâng thöùc sau ñaây :
Ñoái vôùi coät hai nhaùnh hoaëc coät 4 nhaùnh coù tieát dieän ñoái xöùng :
- Khi eo/h b thì
* 1
1 2 /e oe h
- Khi eo/h > b thì
*
1 2 / 1
t
e
t t oe h
Trong ñoù :
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 61
eo : khoaûng caùch leäch taâm ñoái vôùi troïng taâm chòu neùn coät toå hôïp cuûa löïc neùn taïi ñaàu coät
coù moâmen lôùn hôn.
eo = M2/N
M2 : moâmen lôùn hôn trong trò thieát keá moâmen uoán 2 ñaàu oáng theùp nhoài beâ toâng.
b : ñoä leäch taâm giôùi haïn.
M2 : soá lôùn hôn trong trò thieát keá moâmen uoán 2 ñaàu oáng theùp nhoài beâ toâng.
h : khoaûng caùch giöõa troïng taâm 2 nhaùnh coät trong maët phaúng coù moâmen taùc duïng.
Ñoä leäch taâm giôùi haïn b
Ñoái vôùi coät hai nhaùnh hoaëc coät 4 nhaùnh coù tieát dieän ñoái xöùng :
0,5
1
t
b
t
Heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc *1
Heä soá giaûm khaû naêng chòu löïc *1 ñeå keå ñeán ñoä maûnh cuûa coät oáng theùp nhoài beâ toâng
phaûi tính theo coâng thöùc sau:
* *1 1 0,0575 16
* : ñoä maûnh cuûa coät tính theo coâng thöùc sau:
Khi coät toå hôïp 2 nhaùnh vaø heä giaèng laø baûn thì :
2 2
* * / 16yy e
o
I ll
A d
Trong ñoù :
d : ñöôøng kính ngoaøi cuûa oáng theùp.
l*e : ñoä daøi tính toaùn töông ñöông cuûa coät toå hôïp
Iy : moâmen quaùn tính cuûa dieän tích qui ñoåi tieát dieän ngang coät hình oâ ñoái vôùi truïc y
l : chieàu daøi khoaûng caùch maét coät hình oâ
A0 : toång dieän tích tieát dieän qui ñoåi cuûa caùc nhaùnh maø tieát dieän ngang cuûa coät hình oâ caét
ra.
c
o oi ci
a
EA A A
E
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 62
Aoi, Aci : dieän tích maët caét ngang cuûa oáng theùp phaân nhaùnh i vaø dieän tích maët caét ngang
cuûa loõi beâtoâng
Ñoä daøi tính toaùn töông ñöông cuûa coät toå hôïp l*e
l*e = kl*o
l*o = l*
Trong ñoù :
l*o : ñoä daøi tính toaùn cuûa caáu kieän toå hôïp
l* : ñoä daøi cuûa coät toå hôïp.
k : heä soá ñoä daøi töông ñöông.
: heä soá ñoä daøi tính toaùn
Moâ hình tính toaùn keát caáu vôùi phaàn meàm Midas Civil 7.01 ta thu ñöôïc keát quaû:
Keát quaû heä soá ñieàu chænh noäi löïc trong daây caêng:
Noäi löïc trong daây caêng (KN):
Elem Tinh tai Mvmax Mvmin
21 2.674,76 0,003797 0
22 2.673,62 0,003766 0
23 2.669,80 0,003668 0
24 2.659,90 0,003513 0
25 2.636,45 0,003316 0
26 2.580,93 0,003096 0
27 2.450,06 0,002899 0
28 5.002,97 0,002885 0
29 2.673,62 0,003766 0
DW+DC2 1,25
DC1 1,25
cable1 880.041,94
cable2 430.978,53
cable3 453.995,91
cable4 463.758,31
cable5 467.886,81
cable6 469.623,53
cable7 470.310,75
cable8 470.484,41
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 63
30 2.669,80 0,003668 0
31 2.659,90 0,003513 0
32 2.636,45 0,003316 0
33 2.580,93 0,003096 0
34 2.450,06 0,002899 0
35 5.002,97 0,002885 0
Noäi löïc trong voøm:
Tinh tai Hoat tai max Hoat tai min
TT
Nut
N
(KN)
V
(KN)
yM
(KN.m)
N
(KN)
V
(KN)
yM
(KN.m)
N
(KN)
V
(KN)
yM
(KN.m)
38 I[35] -42.597,95 716,98 2.716,74 0 0 0,04 -0,04 0 -0,01
38 J[33] -41.935,79 1.530,26 -10.613,55 0 0 0 -0,04 0 -0,02
39 I[37] -42.597,95 716,98 2.716,74 0 0 0,04 -0,04 0 -0,01
39 J[19] -41.935,79 1.530,26 -10.613,55 0 0 0 -0,04 0 -0,02
40 I[33] -39.152,52 -79,6 -10.613,55 0 0 0 -0,04 0 -0,02
40 J[31] -38.885,96 362,4 -11.439,18 0 0 0 -0,04 0 -0,02
41 I[31] -37.689,1 -949,16 -11.439,18 0 0 0 -0,04 0 -0,02
41 J[29] -37.474,4 -507,16 -7.391,56 0 0 0,01 -0,04 0 -0,02
42 I[29] -36.367,38 -1.337,35 -7.391,56 0 0 0,01 -0,04 0 -0,02
42 J[27] -36.198,2 -895,35 -1.414,93 0 0 0,01 -0,04 0 -0,02
43 I[27] -35.263,16 -1.390,47 -1.414,93 0 0 0,01 -0,04 0 -0,02
43 J[25] -35.135,23 -948,47 4.672,42 0 0 0,02 -0,04 0 -0,01
44 I[25] -34.411,97 -1.210,02 4.672,42 0 0 0,02 -0,04 0 -0,01
44 J[23] -34.322,42 -768,02 9.718,01 0 0 0,02 -0,04 0 0
45 I[23] -33.831,5 -873,97 9.718,01 0 0 0,02 -0,04 0 0
45 J[21] -33.778,46 -431,96 13.006,26 0 0 0,02 -0,04 0 0
46 I[21] -33.530,66 -448,45 13.006,26 0 0 0,02 -0,04 0 0
46 J[5] -33.513,09 -6,45 14.144,41 0 0 0,03 -0,04 0 0
47 I[5] -33.513,09 6,45 14.144,41 0 0 0,03 -0,04 0 0
47 J[7] -33.530,66 448,45 13.006,26 0 0 0,02 -0,04 0 0
48 I[7] -33.778,46 431,96 13.006,26 0 0 0,02 -0,04 0 0
48 J[9] -33.831,5 873,97 9.718,01 0 0 0,02 -0,04 0 0
49 I[9] -34.322,42 768,02 9.718,01 0 0 0,02 -0,04 0 0
49 J[11] -34.411,97 1.210,02 4.672,42 0 0 0,02 -0,04 0 -0,01
50 I[11] -35.135,23 948,47 4.672,42 0 0 0,02 -0,04 0 -0,01
50 J[13] -35.263,16 1.390,47 -1.414,93 0 0 0,01 -0,04 0 -0,02
51 I[13] -36.198,2 895,35 -1.414,93 0 0 0,01 -0,04 0 -0,02
51 J[15] -36.367,38 1.337,35 -7.391,56 0 0 0,01 -0,04 0 -0,02
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 64
52 I[15] -37.474,4 507,16 -7.391,56 0 0 0,01 -0,04 0 -0,02
52 J[17] -37.689,1 949,16 -11.439,18 0 0 0 -0,04 0 -0,02
53 I[17] -38.885,96 -362,4 -11.439,18 0 0 0 -0,04 0 -0,02
53 J[19] -39.152,52 79,6 -10.613,55 0 0 0 -0,04 0 -0,02
Tröôøng hôïp taûi nguy hieåm nhaát:
Tröôøng hôïp: N = 42.597,99 KN M = 2.176,74 KN.m
Tröôøng hôïp: N = 33.513,13 KN M = 14.144,41 KN.m
5.2.3. Tính söùc chòu taûi cuûa coät ñôn :
Tính No :
Theùp keát caáu theo tieâu chuaån ASTM A709 grade 345W (hoaëc töông ñöông) coù :
fa = 345 MPa
Beâtoâng nhoài söôøn voøm caáp C50 coù cöôøng ñoä chòu neùn theo maãu hình laêng truï laø :
fc’ = 50 Mpa
Qui ñoåi ra cöôøng ñoä chòu neùn theo maãu hình laäp phöông laø :
fc’ =25.89 MPa.
a a
c c
f .A 345 109.632
f .A 25,89 2.836.754,08
0,515
No = fc.Ac.(1+ + ) =
= 25,89 2.836.854,08 1 0,515 0,515 =163.972.000 N = 163.972 KN
Tính [N]
a) Tröôøng hôïp : N = 42.597,99 KN M = 2.176,74 KNm
Xaùc ñònh N1, N2
Laáy momen ñoái vôùi O1 ta ñöôïc:
N2x2.000 + M + Nx1.000 = 0
N2 = - 22.378.045 N
N1 = - 20.201.905 N
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 65
Tính e
2o
2
M 0e
N 22.378.045
0 mm
rc = 588 mm
o
c
e 0 0 1,55
r 558
e
1 1
1 1,85 0
Tính 1
Coät ñôn xem nhö chòu neùn truïc neân :
k = 1
Heä soá ñöôïc tra baûng theo phuï luïc 1-1 cuûa CECS 28-90
Chieàu daøi tính toaùn töông ñöông cuûa coät xaùc ñònh nhö sau:
le = k l = 1x1x14.133 = 14.133 mm
l = 14.133 mm : chieàu daøi cuûa coät
el 14.133 11,78
d 1.200
> 4
Vaäy : 1 1 0,115 11,78 4 0,679
e 1 oN N 1 0,679 163.972 = 111.383,892 KN
maxN 42.579,99 KN N 111.383,892 KN ÑAÏT
b) Tröôøng hôïp : N = 33.513,13 KN M = 14.144,41 KNm
Xaùc ñònh N1, N2
Tính töông töï nhö treân ta ñöôïc :
N2 = 23.828,77 KN
N1 = 9.684,36 KN
Tính e
e
1 1
1 1.85 0
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 66
Tính 1
k = 1
Chieàu daøi tính toaùn töông ñöông cuûa coät xaùc ñònh nhö sau:
le = k l = 1x1x5.205 = 5.205 mm
l = 5.205 m m : chieàu daøi töï do cuûa coät
el 5.205
d 1.200
4,3375 > 4
Vaäy : e1
l1 0,115 4 1 0,115 4,3375 4
d
0,933
e 1 oN N 1 0,933 163.972 153.017,2 KN
maxN 33.513,13 KN N 153.017, 2KN ÑAÏT
5.2.4. Tính söùc chòu taûi cuûa coät toå hôïp :
Tính No :
No = 2x163.972 = 327.944 KN
Tính [N]
c) Tröôøng hôïp : N = 42.597,99 KN M = 2.176,74 KNm
Tính *e
o
M 2.176,74e
N 42.597,99
0,051 m
h = 3,2 m
oe 0,051
h 3, 2
0,016
b
0,5150,5
1 0,515
0,8
o b
e
h
Vaäy
* 1
1 2 0,016
e
0,969
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 67
Tính *1
Coät khung khoâng chuyeån dòch ngang neân heä soá k laáy nhö sau:
k = 0,5 + 0,3 +0,2 2
= M1/M2 = 2.716,74/10.613,13 =0,205
k = 0,5 + 0,3x0,205 + 0,2x0,2052 = 0,57
Heä soá ñöôïc tra baûng theo phuï luïc 1-1 cuûa CECS 28-90
Chieàu daøi tính toaùn töông ñöông cuûa coät xaùc ñònh nhö sau:
*
el k. .l 0,57x1x14,133 = 8,05 m
l = 14,133 m : chieàu daøi cuûa coät
Tính Iy
I ,y Ao
60
0
576
40
0
12
Hình 6.16. Tieát dieän tính Iy, Ao
3 3
y
0,012 1,106 38.007 0,776 0,8I 2
12 200.000 12
8,9977 x 10-3 m4
o
38.007A 2 0,012 1,106 0,776 0,8
200.000
0,1145 m2
2 23
*
y
8,9977 10 08,05 / 16
0,1145 1, 2
28,734
Vaäy : *1 1 0,0575 28,734 16 0,795
N 0,969 0,795 327.944 252.586,45 KN
maxN 42.597,99KN N 252.586, 45KN ÑAÏT
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 68
Tröôøng hôïp : N = 33.513,13 KN M = 14.144,41 KN.m
Tính *e
o
M 14.144,41e
N 33.513,13
0,422
h = 3,2 m
oe 0, 422
h 3,2
0,132
o b
e
h
Vaäy
*
e
1
1 2 0,132
0,791
Tính *1
Coät khung khoâng chuyeån dòch ngang neân heä soá k laáy nhö sau:
k = 0,5 + 0,3 +0,2 2
= M1/M2 = 13.006,26/14.144,14 = 0,92
k = 0,5 + 0,3x0,92 + 0,2x0,922 = 0,945
Heä soá ñöôïc tra baûng theo phuï luïc 1-1 cuûa CECS 28-90
Chieàu daøi tính toaùn töông ñöông cuûa coät xaùc ñònh nhö sau:
*
el = k l = 0,945x1x5,205 = 4,92 m
l = 5,205 m : chieàu daøi cuûa coät
2 23
*
y
8,9977 10 04,92 / 16
0,1145 1, 2
17,546
Vaäy : *1 1 0,0575 17,54 16 0,928
N 0,928 0,791 327.944 240.942,03 KN
maxN 33.530,66KN N 240.942,03KN ÑAÏT
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 69
5.3. Tính toaùn oån ñònh keát caáu vaønh voøm
Oån ñònh cuûa keát caáu ñöôïc kieåm tra theo tieâu chuaån DL 5099 – 97. Tieâu chuaån DL 5099
– 97 döïa theo giaû thieát ñoàng nhaát veà beâtoâng vaø coát theùp, khoâng phaân bieät oáng theùp hay laø
beâtoâng ôû giöõa, söû duïng chæ tieâu tính naêng toång hôïp vaø vaøi ñaëc tính cuûa toaøn maët caét caáu kieän
ñeå xaùc ñònh söùc chòu löïc cuûa caáu kieän, vì theá tính toaùn caùc caáu kieán phaûi phuï thuoäc vaøo
phöông phaùp tính vaø giaû thieát cöôøng ñoä ñoàng nhaát.
Tính toaùn oån ñònh toång theå trong maët phaúng vaønh voøm
Ñoái vôùi keát caáu chòu neùn uoán:
Khi: N/Asc 0,21fsc thì
m
sc
1 sc m sc E
MN f
A 1,071 W 1 0,4N / N
Khi: N/Asc < 0,21fsc thì
m
sc
1 sc m sc E
MN f
1,4 A W 1 0, 4N / N
Trong ñoù:
1: heä soá oån ñònh
fsc: giaù trò cöôøng ñoä thieát keá cuûa oáng theùp nhoài beâtoâng lieân hôïp
2sc cf 1.212 B C f
B: heä soá tính toaùn: B = 0,1759fy/235+ 0,974
C: heä soá tính toaùn: C = -0,1038fc/20 + 0,0309
N: löïc doïc tính toaùn
M: moâmen uoán lôùn nhaát trong phaïm vi caáu kieän tính toaùn
Wsc: moâmen choáng uoán cuûa maët caét caáu kieän
Asc: dieän tích maët caét caáu kieän (Asc = 2x3,14x1,22/4 = 2,261 m2)
m : heä soá phaùt trieån tính deûo, khaùng uoán cuûa tieát dieän caáu kieän, khi 0 0,85 thì m =
1,4 ; khi 0 < 0,85 thì m = 1,2 ;
0 0,85: heä soá boù cuûa maët caét caáu kieän
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 70
s y
c
a f
f
as: haøm löôïng theùp
fy: cöôøng ñoä giôùi haïn chaûy cuûa theùp oáng
fc: cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâtoâng
m: heä soá quy taéc cong ñaúng hieän, laáy theo quy taéc sau :
- Trong caùc ñieàu kieän laøm vieäc, saûn xuaát caáu kieän trong nhaø xöôûng m = 1,0
- Trong caùc ñieàu kieän khaùc m = 0,65 +0,35M1/M2, nhöng khoâng nhoû hôn 0,4. M1, M2
: moâmen uoán ôû hai ñaàu caáu kieän, khi gaây ra cuøng bieán daïng uoán thì laáy cuøng daáu vaø
ngöôïc laïi thì laáy khaùc daáu (M2 > M1 )
NE: löïc tôùi haïn
2
sc sc
E 2
E AN
: ñoä maûnh cuûa caáu kieän
Tính fsc
B = 0,1759x345/235 + 0,974 = 1,232
C = -0,1038x25,89/20 + 0,0309 = -0,1035
= 0,047424x345/25,89 = 0,632
m = 1,2
fsc = (1,212 + 1,232x0,632 – 0,1035x0,6322)x25,89 = 50,465 MPa
Tính 1
Ñoä maûnh cuûa coät choáng ñôn
11
1qd
L
r
Trong ñoù :
L1 : khoaûng caùch giöõa caùc coät ñôn (L1 = 2 m)
r1qd : baùn kính quaùn tính quy ñoåi cuûa coät ñôn
Tieát dieän quy ñoåi cuûa coät ñôn :
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang 71
11 2 1010
1A 2,1 10 4, 476 10 3,8 10 1,086
3,8 10
1,333 m2
Moâmen quaùn tính quy ñoåi cuûa coät ñôn :
11 3 10 210
1I 2,1 10 7,879 10 3,8 10 9,383 10
3,8 10
0,1375 m4
Baùn kính quaùn tính quy ñoåi cuûa coät ñôn :
1qd
I 0,1375r
A 1,333
0,321 m
Ñoä maûnh cuûa coät ñôn :
1
2
0,321
6,22
Baùn kính quaùn tính cuûa vaønh voøm :
0
I 0,03115r
A 0,1916
0,4 m
Ñoä maûnh cuûa caáu kieän:
00
0
L 0,54 97,791
r 0,4
132,018
Trong ñoù:
Lo: chieàu daøi tính toaùn vaønh voøm, ñoái vôùi voøm 2 khôùp thì Lo = 0,54s vôùi s laø
chieàu daøi truïc voøm
Ñoä maûnh quy ñoåi cuûa caáu kieän:
2 2 2 20 117 132,018 17 6,22 134,486
Tra baûng theo quy trình ta ñöôïc heä soá = 0,613
Tính löïc tôùi haïn NE
10sc scE A 3,8 10 2,858 1,086x10
11 N
2
11
E 2N 1,086 10134, 486
59.195.732,73 N = 59.195,73273 KN
Tính moâñun choáng uoán cuûa maët caét vaønh voøm :
I 1,0867W
H / 2 3, 2 / 2
0,679 m3
ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GHVH: Th.S MAI LÖÏU
SVTH: ÑOÃ NGOÏC LINH Trang
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Do an tot nghiep - Ngoc Linh.pdf