Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng

GVHD: TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT IV.6.2. KIỂM TOÁN MẶT CẮT ĐỈNH MÓNG Dữ liệu ban đầu - Bề rộng mặt cắt nguyên b,bw = m - Chiều cao mặt cắt nguyên h = m - Diện tích mặt cắt nguyên Ag = m 2 Quy đổi mặt cắt ngang về hình chữ nhật có mô men quán tính tương đương = b*h3/12 giữ nguyên b, xác định h: - Bề rộng mặt cắt b,bw = m - Chiều cao mặt cắt h = m 0.9 - Chiều cao có hiệu của mặt cắt d = m - Chiều dày lớp phủ bê tông dc = m TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CẤU KIỆN CHỊU NÉN UỐN Tổ hợp dùng để kiểm tra là Cường độ I N = KN Kiểm tra điều kiện uốn hai chiều Nếu Pu > 0.1*Φ*f'c*Ag thì kiểm tra theo điều kiện: 1/Prxy = 1/Prx + 1/Pry - 1/f*Po (1) Nếu Pu < 0.1*Φ*f'c*Ag thì kiểm tra theo điều kiện: Mux/Mrx + Muy/Mry < 1.0 (2) Φ Hệ số sức kháng đối với cấu kiện chịu nén dọc trục Φ = Ag Diện tích mặt cắt nguyên Ag = m 2 Pu Lực dọc trục tính toán lớn nhất Pu = KN 0.1*Φ*f'c*Ag = kN Vậy tiến hành kiểm toán theo công thức (2) Trong đó: 0.1 Tải trọng thẳng đứng N (KN) Dọc cầu Hy (KN) Mx (KNm) 2.50 1.00 5.57 2.50 0.9419 0.84 Bảng tổ hợp tải trọng tới mặt cắt đỉnh móng HX (KN) MY (KNm) TTGH Cường độ II 218.961 369.688 27.2368 205.454 1993.14Cường độ III 3112.362 4002.006 3780.512 3951.378 Ngang cầu 4002.01 0.75 5.57 4002.01 12534.3 0 941.283 70.9845 1237.11 0 5652.43 429.62289.008 1507.78 2550.84 173.669 Sử dụng Cường độ I h b h b MẶT CẮT NGUYÊN MẶT CẮT QUY ĐỔI Y XO SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 145 THIẾT KẾ TRỤ GVHD: TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT Mrx Sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương dọc cầu Mry Sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương ngang cầu Xác định khả năng chịu lực của thân trụ theo các hướng Ký hiệu Đơn vị Ngang cầu Dọc cầuCác dữ liệu dc ∅ n As Mu Vu h b Ac Ig mm mm2 mm4 mm mm lu r β1 dc ∅ n A's ∅ 2550.84 369.688 941.90 2500 2354751 1.7E+11 mm mm mm mm mm mm2 KNm KN mm 100 28 72 44308.8 mm mm mm2 mm2 mm mm 8 200 2512 100 28 25 15385 20 4125 271.90 0.85 - 400.308 2 25 15385 100 28 72 5652.43 941.283 2500.00 941.9 2354751 1.2E+12 100 28 Đường kính 20 8 200 2512 0.9 841.90 n s Av Φ de Bước cốt đai Tổng diện tích Khả năng chịu uốn Hệ số sức kháng Chiều cao làm việc của mặt cắt 0.9 2400.00 2 Mô men tính toán max Lực cắt tính toán max Chiều cao mặt cắt Bề rộng mặt cắt Diện tích mặt cắt Mô men quán tính Cốt thép chịu kéo: K/c tới mép bê tông chịu kéo Đường kính 4125 721.69 44308.8 Bán kính quán tính của mặt cắt Số lượng Tổng diện tích Cốt thép chịu nén: K/c tới mép bê tông chịu nén Chiều dài không chống đỡ của thân trụ Hệ số chiều dài hữu hiệu: Trụ không liên kết theo phương ngang Số lượng Tổng diện tích Cốt thép chịu cắt: Đường kính Số lượng K hf a Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất Chiều dày bản cánh chịu nén Chiều dày khối ứng suất tương đương = c*b1 0.85 - 1062.5 b Rc•Fδ Ra•Faa x a' Rac•F'aFδ SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 146 THIẾT KẾ TRỤ GVHD: TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT EI c Mn Mr K*lu /r Nmm2 mm Nmm Nmm Nmm2 N 1 470.95 12589.9 11330.9 30.3417 Có 0 0 11.4315 Không 0 0 0 18090.7 Tiến hành kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt theo công thức (2) δ -8.629 1 0 Mô men quán tính của cốt thép dọc xung quanh trục chính Is m4 6.1E+09 Sức kháng danh định (N.mm) Sức kháng uốn tính toán Giá trị K*lu /r tính như sau Xét đến hiệu ứng độ mảnh của trụ Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén 1250 20100.7 δ = Cm/(1 - Pu /φ*Pe) (Ec*Ig/5 + Es*Is)/(1+βd) (Ec*Ig/2.5 )/(1+bd) Độ cứng chống uốn Tải trọng uốn dọc tới hạn Ơle : Pe = π2*EI/( K*lu )4 Hệ số Gradien của moment : Cm = 0.6 + 0.4*Mb/Ml Hệ số phóng đại mô men theo phương dọc 2.2E+15 2.1E+15 2.2E+15 4.78 Nmm2 173.669 2550.84 173.669 1993.14 0.1410 -48774.8 -3707.19 TTGH Mux (KNm) Muy (KNm) δ*Mux δ*Muy δ*Mux/Mrx Cường độ I Cường độ II Cường độ III Kiểm tra A<1 Các dữ liệu Ký hiệu Đơn vị Ngang cầu Dọc cầu TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA THÂN TRỤ 0 -0.04132 -0.03605 O.K O.K O.K 0.0096 0.11017 0 -4.30459 1993.14 0 5652.43 429.62 δ* Muy/Mry A 2550.84 -0.32718 s ∅ n Av KN mm độ độ mm Vc Vs β Vu Φ dv θ α bv KN KN KN KN mm mm mm2 5682.83 600 16 30 5958 2 369.688 0.9 757.71 45 90 2500 6499.11 600 16 30 5958 2 5652.43 0.9 2300 45 90 941.9 Giá trị : 0.1*f'c*bv*dv Cự ly cốt thép đai Đường kính cốt thép đai Số lượng cốt thép đai trong cự ly s Tổng diện tích cốt thép đai Hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo Lực cắt tính toán max Hệ số sức kháng Chiều cao chịu cắt của cấu kiện Góc nghiêng của ứng suất nén chéo Góc nghiêng của cốt thép ngang với trục dọc Bề rộng bản bụng hữu hiệu trong chiều cao chịu cắt của cấu kiện Sức kháng danh định của bê tông Sức kháng của cốt thép đai chịu cắt Giá trị : 0.25*f'c*bv*dv 1969.71 9592.38 16247.8 1722.31 3160.11 14207.1 Tỉ số mô men thường xuyên và mô men lớn nhất : βd =MDL/M βd 0 0 1507.78 1237.11 1507.78 -10675 0.08335 -0.94212 -0.07852 O.KSử dụng SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 147 THIẾT KẾ TRỤ GVHD: TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT Vn Vr Vr > Vu KN KN KIỂM TRA NỨT Ký hiệu Đơn vị Ngang cầu Dọc cầuCác dữ liệu Sức kháng danh định của cấu kiện Sức kháng tính toán Kiểm tra 11562.1 10405.9 OK 4882.42 4394.18 OK Sử dụng Mu h b dc Giá trị : k = -ρ*n + [(ρ*n)2 + 2*ρ*n] 0.5 Giá trị : ϕ = 1 - k/3 Ứng suất trong cốt thép chịu kéo : fs = Ms/(AS*j*d) Cốt thép chịu kéo: Đường kính Số lượng Tổng diện tích Tỷ số modul đàn hồi Hàm lượng cốt thép : ρ = As/(b*d) Tổ hợp tải trọng dùng kiểm tra Mô men tính toán Chiều cao mặt cắt Bề rộng mặt cắt Bề dày lớp bê tông bảo vệ Khoảng cách từ mặt chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo de n As % mm 1237.11 941.90 2500.00 100 28 72 0.41 44308.8 KNm mm mm mm mm mm2 ρ k Diện tích phần bê tông bao bọc cốt thép chia cho số cốt thép A fs < fsa Z OKOK 2.11% OK N/mm ϕ fs mm2 Mpa Kiểm tra Kiểm tra : fsa < 0.6*fy Thông số bề rộng vết nứt Ứng suất kéo trong cốt thép ở TTGH SD : f sa = Z/(dc*A) 1/3 fsa Mpa OK 28 25 15385 841.90 6944.44 7535.2 0.26 0.91288 44.7315 20000 0.86314 38.4219 20000 6.79346 225.849 219.785 6.79346 1507.78 2500.00 941.90 100 0.68% ∅ 2400.00 n = Es/Ec SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 148 THIẾT KẾ TRỤ