Tìm hiểu tính toán trụ cầu

CHƯƠNG 11 TÍNH TOÁN TRỤ CẦU 11.1 Kích thước cơ bản của trụ : 11.2. Đường ảnh hưởng phản lực gối trụ T2 : GIÁ TRỊ ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG PHẢN LỰC GỐI FRAME STATION DISTANCE VALUE wi Σwi (m) (m) (m2) (m2) 0 0 0 0 10.5 10.5 0.329 1.727 1 21 21 0.625 5.009 24.266 31.5 31.5 0.857 7.875 42 42 1 9.844 0 42 1 0 15 57 0.884 14.13 2 30 72 0.616 11.25 34.32 45 87 0.288 6.78 60 102 0.000 2.16 0 102 0.000 0 10.5 112.5 -5.882E-02 -0.309 3 21 123 -6.881E-02 -0.67 -1.666 31.5 133.5 -0.031 -0.524 42 144 0 -0.163 11.3. Lập các tổ hợp nội lực cho trụ cầu : 11.3.1. Tĩnh tải kết cấu nhịp : 11.3.1.1. Tĩnh tải tác dụng : Trọng lượng tiêu chuẩn bản thân dầm : gd = 17,74 T/m Tĩnh tải tiêu chuẩn do trọng lượng bản thân lớp phủ, lan can : gm = 2,731 T/m 11.3.1.2. Trọng lượng kết cấu nhịp truyền lên trụ : Do bản thân dầm : T T Do lớp phủ mặt cầu, lan can : T T 11.3.2. Trọng lượng bản thân trụ : Trọng lượng đá kê gối (số lượng = 2) Chiều cao đá kê gối h = 25 cm T Trọng lượng thân trụ T à Tổng trọng lượng : T Trọng lượng bệ trụ T 11.3.3. Hoạt tải xe : 11.3.3.1. Hoạt tải H30 3 làn trên hai nhịp : l = 102 m Þ T 11.3.3.2. Hoạt tải H30 3 làn trên một nhịp : l = 60 m Þ T 11.3.3.3. Hoạt tải H30 1 làn xếp lệch tâm trên hai nhịp : T 11.3.3.4. Hoạt tải XB80 trên hai nhịp : l = 102 m Þ T 11.3.3.5. Hoạt tải XB80 trên một nhịp : T 11.3.3.6. Hoạt tải đoàn người trên 2 lề của hai nhịp : T 11.3.3.7. Hoạt tải đoàn người trên 2 lề của một nhịp : T 11.3.3.8. Hoạt tải đoàn người trên 1 lề của hai nhịp : T 11.3.4. Lực hãm xe : T Trong đó : P = 30 T – Trọng lượng chiếc ô tô nặng trong đoàn xe 11.3.5. Lực lắc ngang của đoàn xe H30 : T 11.3.6. Tải trọng gió: 11.3.6.1. Gió theo phương ngang cầu : 11.3.6.1.1. Diện tích chắn gió Diện tích chắn gió của lan can m2 Trong đó : - Hệ số độ rỗng Diện tích chắn gió của kết cấu nhịp m2 Diện tích chắn gió của trụ Ứng với MNTN m2 Ứng với MNCN m2 11.3.6.1.2. Lực gió ngang : a) Lực gió ứng với MNTN Khi có xe chạy Trong đó : kG/cm2 – Cường độ gió khi có xe chạy trên cầu T T T T Khi không có xe chạy Trong đó : kG/cm2 – Cường độ gió khi không có xe chạy trên cầu T T T T Lực gió ứng với MNCN Khi có xe chạy T T T T Khi không có xe chạy T T T T 11.3.6.1.3 Gió theo phương dọc cầu : a) Diện tích chắn gió Diện tích chắn gió của trụ Ứng với MNTN m2 Ứng với MNCN m2 Lực gió ứng với MNTN Khi có xe chạy T Khi không có xe chạy T Lực gió ứng với MNCN Khi có xe chạy T Khi không có xe chạy T 11.3.7. Lực va chạm tàu bè : Trọng lượng toàn phần của tàu 4000 T Þ 11.3.8. Aùp lực thuỷ tĩnh : *) Đối với MNTN T *) Đối với MNCN T *) Đối với MNTT T TỔ HỢP NỘI LỰC ĐỐI VỚI MẶT CẮT I-I TỔ NỘI LỰC TIÊU CHUẨN HỆ SỐ NỘI LỰC TÍNH TOÁN HỢP TẢI TRỌNG NTC HTC MTC TẢI NTT HTT MTT (T) (T) (Tm) TRỌNG (T) (T) (Tm) Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 1.1 1433.571 Chính Tĩnh tải trụ 172.503 1.1 189.753 1a H30 ba làn hai nhịp 239.031 1.4 334.643 Người 2 lề trên hai nhịp 47.455 1.4 66.437 Tổng tổ hợp 1a 1762.235 0 0 2024.404 0 0 Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 1.1 1433.571 Chính Tĩnh tải trụ 172.503 1.1 189.753 1b XB80 trên hai nhịp 187.475 1.1 206.223 Tổng tổ hợp 1b 1663.224 0 0 1829.547 0 0 Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 dọc H30 ba làn hai nhịp 239.031 1.4 334.643 cầu Người 2 lề trên hai nhịp 47.455 1.4 66.437 2a Lực hãm xe 27 249.75 1.12 30.24 279.72 Gió dọc(MNTN khi có xe) 1.23 3.6285 1.2 1.476 4.354 Tổng tổ hợp 2a 1762.235 28.23 253.3785 1729.254 31.716 284.074 Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 dọc H30 ba làn hai nhịp 239.031 1.12 267.715 cầu Người 2 lề trên hai nhịp 47.455 1.12 53.15 2b Lực hãm xe 27 249.75 1.12 30.24 279.72 Gió dọc(MNTN khi có xe) 1.23 3.629 1.2 1.476 4.355 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTN) -132.25 0.9 -119.025 Tổng tổ hợp 2b 1629.985 28.23 253.379 1530.014 31.716 284.075 Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 dọc H30 ba làn hai nhịp 239.031 1.12 267.715 cầu Người 2 lề trên hai nhịp 47.455 1.12 53.15 2c Lực hãm xe 27 249.75 1.12 30.24 279.72 Gió dọc(MNCN khi có xe) 0.6 2.4 1.2 0.72 2.88 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNCN) -178.469 0.9 -160.622 Tổng tổ hợp 2c 1583.766 27.6 252.15 1488.417 30.96 282.6 Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 dọc Gió dọc(MNTN khi không có xe) 4.428 17.712 1.2 5.314 21.254 cầu Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTN) -132.25 0.9 -119.025 2d Tổng tổ hợp 2d 1343.499 4.428 17.712 1209.149 5.314 21.254 Phụ Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 dọc Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 cầu Gió dọc(MNCN khi không có xe) 2.16 2.16 8.64 1.2 2.592 2e Aùp lực thuỷ tĩnh(MNCN) -178.469 0.9 -160.622 Tổng tổ hợp 2e 1297.28 2.16 8.64 1167.552 2.592 10.368 Phụ Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 dọc Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 cầu XB80 trên một nhịp 109.824 1.1 120.806 2f Va tàu dọc 65 87.75 1.1 71.5 96.525 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTT) -149.791 0.9 -134.812 Tổng tổ hợp 2f 1435.782 65 87.75 1314.168 71.5 96.525 Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 ngang H30 một làn hai nhịp lệch tâm 117.172 240.203 1.12 131.233 269.027 cầu Người 1 lề trên hai nhịp 23.727 106.772 1.12 26.574 119.585 3a Lắc ngang 20.4 188.7 1.12 22.848 211.344 Va tàu ngang 80 108 1.1 88 118.8 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTT) -149.791 0.9 -134.812 Tổng tổ hợp 3a 1466.857 100.4 643.675 1351.169 110.848 718.756 Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 ngang H30 một làn hai nhịp lệch tâm 117.172 240.203 1.12 131.233 269.027 cầu Người 1 lề trên hai nhịp 23.727 106.772 1.12 26.574 119.585 3b Gió ngang(MNTN khi có xe) 7.756 55.15 1.2 9.307 66.18 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTN) -132.25 0.9 -119.025 Tổng tổ hợp 3b 1484.398 7.756 402.125 1366.956 9.307 454.792 Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 ngang H30 một làn hai nhịp lệch tâm 117.172 240.203 1.12 131.233 269.027 cầu Người 1 lề trên hai nhịp 23.727 106.772 1.12 26.574 119.585 3c Gió ngang(MNCN khi có xe) 7.493 54.098 1.2 8.992 64.918 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNCN) -178.469 0.9 -160.622 Tổng tổ hợp 3c 1438.179 7.493 401.073 1325.359 8.992 453.53 Phụ Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 ngang Tĩnh tải trụ 172.503 0 0 cầu Gió ngang(MNTN khi không có xe) 27.916 198.501 1.2 33.499 238.201 3d Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTN) -132.25 0.9 -119.025 Tổng tổ hợp 3d 1343.499 27.916 198.501 1053.896 33.499 238.201 Phụ Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 ngang Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 cầu Gió ngang(MNCN khi không có xe) 26.971 194.721 1.2 32.365 233.665 3e Aùp lực thuỷ tĩnh(MNCN) -178.469 0.9 -160.622 Tổng tổ hợp 3e 1297.28 26.971 194.721 1167.552 32.365 233.665 Phụ Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 0.9 1172.921 ngang Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 cầu XB80 trên một nhịp 109.824 164.736 1.1 120.806 181.21 3f Va tàu ngang 80 108 1.1 88 118.8 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTT) -149.791 0.9 -134.812 Tổng tổ hợp 3f 1435.782 80 272.736 1314.168 88 300.01 BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC ĐỐI VỚI MẶT CẮT II-II TỔ NỘI LỰC TIÊU CHUẨN HỆ SỐ NỘI LỰC TÍNH TOÁN HỢP TẢI TRỌNG NTC HTC MTC TẢI NTT HTT MTT (T) (T) (Tm) TRỌNG (T) (T) (Tm) Tĩnh tải kết cấu nhịp 1303.246 1.1 1433.571 Chính Tĩnh tải trụ 172.503 1.1 189.753 1a Tĩnh tải bệ trụ 343.75 1.1 378.125 H30 ba làn hai nhịp 239.031 1.4 334.643 Người 2 lề trên hai nhịp 47.455 1.4 66.437 Tổng tổ hợp 1a 2105.985 0 0 2402.529 0 0 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 1.1 1433.571 Chính Tĩnh tải trụ 172.503 1.1 189.753 1b Tĩnh tải bệ trụ 343.75 1.1 378.125 XB80 trên hai nhịp 187.475 1.1 206.223 Tổng tổ hợp 1b 2006.974 0 0 2207.672 0 0 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 dọc Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu H30 ba làn hai nhịp 239.031 1.12 267.715 2a Người 2 lề trên hai nhịp 47.455 1.12 53.15 Lực hãm xe 27 317.25 1.12 30.24 355.32 Gió dọc(MNTN khi có xe) 1.23 6.704 1.2 1.476 8.045 Tổng tổ hợp 2a 2105.985 28.23 323.954 1958.414 31.716 363.365 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 dọc Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu H30 ba làn hai nhịp 239.031 1.12 267.715 2b Người 2 lề trên hai nhịp 47.455 1.12 53.15 Lực hãm xe 27 317.25 1.12 30.24 355.32 Gió dọc(MNTN khi có xe) 1.23 6.704 1.2 1.476 8.045 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTN) -149.791 0.9 -134.812 Tổng tổ hợp 2b 1956.194 28.23 323.954 1823.602 31.716 363.365 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 dọc Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu H30 ba làn hai nhịp 239.031 1.12 267.715 2c Người 2 lề trên hai nhịp 47.455 1.12 53.15 Lực hãm xe 27 317.25 1.12 30.24 355.32 Gió dọc(MNCN khi có xe) 0.6 3.9 1.2 0.72 4.68 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNCN) -178.469 0.9 -160.622 Tổng tổ hợp 2c 1927.516 27.6 321.15 1797.792 30.96 360 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 dọc Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu Gió dọc(MNTN khi không có xe) 4.428 24.1326 1.12 4.924 26.538 2d Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTN) -149.791 1.12 -167.766 Tổng tổ hợp 2d 3185.311 4.103 22.115 4.924 26.538 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 dọc Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu Gió dọc(MNCN khi không có xe) 2.16 14.04 1.2 2.592 16.848 2e Aùp lực thuỷ tĩnh(MNCN) -178.469 0.9 -160.622 Tổng tổ hợp 2e 1641.03 2.16 14.04 1476.927 2.592 16.848 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 dọc Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu XB80 trên một nhịp 109.824 1.1 120.806 2f Va tàu dọc 65 250.25 1.1 71.5 275.275 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTT) -135.08 0.9 -121.572 Tổng tổ hợp 2f 1794.243 65 250.25 1636.783 71.5 275.275 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 ngang Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu H30 một làn hai nhịp lệch tâm 117.172 240.203 1.12 131.233 269.027 3a Người 1 lề trên hai nhịp 23.727 106.772 1.12 26.574 119.585 Lắc ngang 20.4 239.7 1.12 22.848 268.464 Va tàu ngang 80 308 1.1 88 338.8 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTT) -135.08 0.9 -121.572 Tổng tổ hợp 3a 1825.318 100.4 894.675 1673.784 110.848 995.876 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 ngang Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu H30 một làn hai nhịp lệch tâm 117.172 240.203 1.12 131.233 269.027 3b Người 1 lề trên hai nhịp 23.727 106.772 1.12 26.574 119.585 Gió ngang(MNTN khi có xe) 7.806 74.54 1.2 9.367 89.448 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTN) -149.791 0.9 -134.812 Tổng tổ hợp 3b 1810.607 7.806 421.515 1660.544 9.367 478.06 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 ngang Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu H30 một làn hai nhịp lệch tâm 117.172 240.203 1.12 131.233 269.027 3c Người 1 lề trên hai nhịp 23.727 106.772 1.12 26.574 119.585 Gió ngang(MNCN khi có xe) 7.606 72.831 1.2 9.127 87.397 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNCN) -178.469 0.9 -160.622 Tổng tổ hợp 3c 1781.929 7.606 419.806 1634.734 9.127 476.009 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 ngang Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu Gió ngang(MNTN khi không có xe) 28.096 268.291 1.2 33.715 321.949 3d Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTN) -149.791 0.9 -134.812 Tổng tổ hợp 3d 1669.708 28.096 268.291 1502.737 33.715 321.949 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 ngang Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu Gió ngang(MNCN khi không có xe) 27.376 262.149 1.2 32.851 314.579 3e Aùp lực thuỷ tĩnh(MNCN) -178.469 0.9 -160.622 Tổng tổ hợp 3e 1641.03 27.376 262.149 1476.927 32.851 314.579 Tĩnh tải bản thân dầm 1303.246 0.9 1172.921 Phụ Tĩnh tải trụ 172.503 0.9 155.253 ngang Tĩnh tải bệ trụ 343.75 0.9 309.375 cầu XB80 trên một nhịp 109.824 164.736 1.1 120.806 3f Va tàu ngang 80 308 1.1 88 338.8 Aùp lực thuỷ tĩnh(MNTT) -135.08 0.9 -121.572 Tổng tổ hợp 3f 1794.243 80 472.736 1636.783 88 338.8 11.4. Tính cốt thép thân trụ (mặt cắt I-I) Đặc trưng vật liệu : Bê tông : Sử dụng bê tông M300 Cường độ chịu nén Rn = 130 kG/cm2 Mođun đàn hồi của bê tông Eb = 3,15.105 kG/cm2 Cốt thép : Sử dụng cốt thép AII Cường độ Ra = 2400 kG/cm2 Mođun đàn hồi của thép Ea = 2,1.106 kG/cm2 11.4.1. Cốt thép theo phương dọc cầu : Tiết diện trụ 600´250 cm (mặt cắt I-I) Chọn a = 10 cm Þ ho = h – a = 600 – 10 = 590 cm Từ bảng tổ hợp nội lực trên ta chọn tổ hợp 1a để tính toán. Kiểm tra khả năng chịu nén của bê tông trụ Điều kiện : Diện tích tiết diện tính toán m2 Chiều dài tự do m - Ứng với sơ đồ một đầu ngàm Độ mảnh T T Vì T > T, nên bê tông trụ đủ khả năng chịu lực, không cần tính thép mà chỉ bố trí cốt thép cấu tạo. Chọn thép f 20 a200. 11.4.2. Cốt thép theo phương ngang cầu : Từ bảng tổ hợp nội lực trên ta chọn tổ hợp 3a để tính Độ lệch tâm e m = 53,2 cm cm – Độ lệch tâm ngẫu nhiên à cm Xác định trường hợp nén lệch tâm cm cm Vì cm < cm Þ Lệch tâm lớn Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc Do Khoảng cách từ điểm đặt lực dọc lệch tâm đến trọng tâm cốt thép cm = 3,452 m Kiểm tra khả năng chịu nén của bê tông trụ Điều kiện : Tm Tm Vì Tm < Tm, nên bê tông trụ đủ khả năng chịu lực, không cần tính thép mà chỉ bố trí cốt thép cấu tạo. 11.5. Tính nền móng trụ cầu : 11.5.1. Số liệu địa chất : Địa chất nơi đặt trụ Lớp 1 : Sét kẹp cát, màu xám xanh, chảy. Độ ẩm W = 70,7% Dung trọng tự nhiên gW = 1,48 T/m3 Góc ma sát trong j = 2 0 37’ Lực dính c = 0,11 kG/cm2 Độ sệt B = 1,23 Lớp 2 : Cát lẫn bùn sét, sạn sỏi. Độ ẩm W = 24,5% Dung trọng tự nhiên gW = 1,48 T/m3 Góc ma sát trong j = 32 0 01’ Lực dính c = 0,081 kG/cm2 11.5.2. Sức chịu tải của cọc : Sức chịu tải của cọc được xác định theo công thức sau : m2 m Tính sức kháng bên Việc tính toán sức kháng bên được trình bày theo bảng dưới GIÁ TRỊ SỨC KHÁNG BÊN CỦA CỌC hi zi fi fi*hi mf mf*fi*hi Smf*fi*hi u uSmf*fi*hi (m) (m) (T/m2) (T/m) (T/m) (T/m) (m) (T) 13.8 13.8 0 0 0.6 0 2 14.8 7.172 14.344 0.6 8.606 2 16.8 7.452 14.904 0.6 8.942 2 18.8 7.732 15.464 0.6 9.278 2 20.8 8.012 16.024 0.6 9.614 2 22.8 8.292 16.584 0.6 9.95 2 24.8 8.572 17.144 0.6 10.286 2 26.8 8.852 17.704 0.6 10.622 174.346 4.71 821.17 2 28.8 9.132 18.264 0.6 10.958 2 30.8 9.412 18.824 0.6 11.294 2 32.8 9.692 19.384 0.6 11.63 2 34.8 9.972 19.944 0.6 11.966 2 36.8 10 20 0.6 12 2 38.8 10 20 0.6 12 2 40.8 10 20 0.6 12 2 42.8 10 20 0.6 12 2 44.8 10 20 0.6 12 0.2 45.9 10 2 0.6 1.2 Tính sức kháng mũi R Do mũi cọc đặt trong đất cát nên sức kháng mũi được tính theo công thức : Ta có Trọng lượng riêng của đất dưới mũi cọc (có xét đẩy nổi) T/m3 Trọng lượng riêng trung bình của đất từ mũi cọc đến mặt đất tính toán (có xét đẩy nổi) T/m3 Sức kháng mũi của cọc T/m2 Sức chịu tải của cọc T 11.5.3. Tính nội lực trong cọc : Chiều cao ảnh hưởng m Hệ số tỷ lệ của hệ số nền Sét xám xanh chảy à Tra bảng ta có k = 65 T/m4 d = 1 m > 0,8 m Þ m Trong đó : – Hệ số hình dạng tiết diện ngang của cọc – Hệ số phụ thuộc vào số lượng cọc trong hàng, mà hàng này có mặt phẳng song song với mặt phẳng tác dụng của ngoại lực. E = 3,15.106 T/m2 m4 Hệ số biến dạng m-1 Tính chuyển vị và góc xoay tại mặt đất khi cọc chịu lực đơn vị (m/T) (1/T) (1/Tm) Với Hệ số nền thẳng đứng T/m4 Với L = 46 m > 10 mÞ C = L.k = 46 x 65 = 2990 T/m3 Hệ số xét đến giảm biến dạng của nền : Tính chuyển vị và góc xoay tại đầu cọc dưới tác dụng của lực đơn vị Tính phản lực tại đầu cọc Tính hệ số của các ẩn số trong phương trình chính tắc Thiết lập hệ phương trình chính tắc Do móng gồm những cọc thẳng nên Tính chuyển vị bệ cọc Chuyển vị bệ cọc tìm được bằng cách giải hệ thống phương trình chính tắc trên. m Tính nội lực trên đầu cọc Lực dọc trục : Lực cắt : Momen : Kiểm tra kết quả tính nội lực nhờ vào 3 phương trình cân bằng tĩnh Sai số : Sai số : Sai số : 11.5.4. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc Điều kiện : Ta có T T Vì T < T Þ Đạt. 11.5.5. Kiểm tra điều kiện bền tại mặt phẳng mũi cọc Góc ma sát trong trung bình theo chiều dài cọc Góc khuếch tán Kích thước khối móng quy ước m m Diện tích của khối móng quy ước m2 Momen kháng uốn m3 Trọng lượng của khối móng quy ước Trọng lượng của khối móng quy ước co ùthể tính một cách gần đúng với giả thiết coi khối móng quy ước có trọng lượng thể tích tính đổi gtđ = 2 T/m3 . T Tổng áp lực thẳng đứng tại mặt phẳng mũi cọc T Ứng suất lớn nhất dưới đáy móng T/m2 Sức chịu tải của nền đất tại mặt phẳng mũi cọc h = 46 m Trọng lượng riêng trung bình của đất (có xét đẩy nổi) T/m3 =14,8 kN/m3 kG/cm2 = 390,864 T/m2 Điều kiện bền : T/m2 < Þ Đạt. 11.5.6. Tính lún của nhóm cọc : Độ lún của nhóm cọc được tính bằng phương pháp cộng lún từng lớp. Ứng suất đáy móng T/m2 Ứng suất do trọng lượng bản thân (tính từ mặt đất đến mũi cọc) = 1,48 x 13,8 + 1,48 x 32,2 = 68,08 T/m2 Trong đó : – Trọng lượng riêng tự nhiên của lớp đất thứ i. – Chiều dày của lớp đất thứ i. Aùp lực gây lún T/m2 Ứng suất gây lún Ứng suất gây lún được tính theo công thức sau : Trong đó : k – Hệ số tra bảng phụ thuộc vào l/b và z/b. p – Aùp lực gây lún. Ta có : l = 20,345 m b = 14,345 m Quá trình tính toán được trình bày theo bảng dưới : TRỊ SỐ ỨNG SUẤT GÂY LÚN CHIỀU DÀY CHIỀU SÂU TỪ CHIỀU SÂU TỪ p sgl = k0.p sgltb TẦNG ĐẤT MẶT ĐẤT ĐẾN MŨI CỌC (T/m2) l/b z/b k0 (T/m2) (T/m2) hi (m) ĐÁY LỚP hi z (m) 0 46 0 30.63 1.418 0 1 30.63 30.217 1 47 1 30.63 1.418 0.07 0.973 29.803 29.39 1 48 2 30.63 1.418 0.139 0.946 28.976 28.563 1 49 3 30.63 1.418 0.209 0.919 28.149 27.567 1 50 4 30.63 1.418 0.279 0.881 26.985 26.174 1 51 5 30.63 1.418 0.349 0.828 25.362 24.55 1 52 6 30.63 1.418 0.418 0.775 23.738 22.927 1 53 7 30.63 1.418 0.488 0.722 22.115 20.936 1 54 8 30.63 1.418 0.558 0.645 19.756 18.531 1 55 9 30.63 1.418 0.627 0.565 17.306 16.05 1 56 10 30.63 1.418 0.697 0.483 14.794 Ứng suất do trọng lượng bản thân (tính từ mũi cọc trở xuống) CHIỀU DÀY CHIỀU SÂU TỪ TRỌNG LƯỢNG ỨNG SUẤT TẦNG ĐẤT MẶT ĐẤT ĐẾN RIÊNG BẢN THÂN hi (m) ĐÁY LỚP hi gi (T/m3) sbt = Sgihi (T/m2) 1 47 1.48 69.56 1 48 1.48 71.04 1 49 1.48 72.52 1 50 1.48 74 1 51 1.48 75.48 1 52 1.48 76.96 1 53 1.48 78.44 1 54 1.48 79.92 1 55 1.48 81.4 1 56 1.48 82.88 BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT Xác định vị trí vùng chịu nén lún Đường gơíi hạn nén lún nằm ở độ sâu có (sai số cho phép 0,5 T/m2) Tại vị trí độ sâu 55 m (tính từ mặt đất tự nhiên) có Tức là . Vậy đường giới hạn nén lún ở độ sâu 55 m. Mođun biến dạng kG/cm2 = 4672 T/m2 Độ lún của nhóm cọc Vì S = 3,8 cmcm Þ Đạt. 11.6. Tính cốt thép cọc khoan nhồi : Đặc trưng vật liệu : Cốt thép : Sử dụng cốt thép AII, có gờ. Cường độ tính toán : Chịu kéo Ra = 2800 kG/cm2 . Chịu nén Rn = 2800 kG/cm2 . Bê tông : Sử dụng bê tông M300 Cường độ chịu nén của bê tông Rn = 130 kG/cm2 . Để bố trí thép cho cọc khoan nhồi ta xác định moment lớn nhất dọc theo thân cọc. Từ đó có thể tìm ra hàm lượng cốt thép trong cọc, cũng như xác định được phạm vi cọc chịu uốn, từ đó xác định được chiều sâu bố trí cốt thép. Công thức xác định moment Mz dọc theo thân cọc : Trong đó : A3, B3, C3, D3 : Hệ số tra bảng 5.16 20TCN 21-86. Phụ thuộc vào chiều sâu cọc. ( ) y0, j0 : Chuyển vị ngang và xoay của cọc tại mặt đất tự nhiên. M0, Q0 : Moment và lực cắt của cọc tại mặt đất tự nhiên. Việc xác định moment Mz được trình bày theo bảng dưới đây : α z M0 Q0 y0 j0 A3 B3 C3 D3 MZ (m-1) (m) ( Tm) (T) (m) (rad) ( Tm) 0.5 0.164 3.0488 363.365 31.716 0.0504 0.0074 -0.021 -0.005 0.999 0.5 442.20 0.6 0.164 3.6585 363.365 31.716 0.0504 0.0074 -0.036 -0.011 0.998 0.6 450.98 0.7 0.164 4.2683 363.365 31.716 0.0504 0.0074 -0.057 -0.02 0.996 0.699 455.70 0.8 0.164 4.878 363.365 31.716 0.0504 0.0074 -0.085 -0.04 0.992 0.799 462.93 0.9 0.164 5.4878 363.365 31.716 0.0504 0.0074 -0.121 -0.055 0.985 0.897 455.45 1 0.164 6.0976 363.365 31.716 0.0504 0.0074 -0.167 -0.083 0.975 0.994 448.45 Ta thấy tại vị trí có moment Mz lớn nhất. Vậy cọc có moment uốn Mz lớn nhất tại vị trí z = 4,878 m . Giả thiết a = 10cm à h0 = 150 – 10 = 140 cm. < xr = 0,58 à Chọn 20 f28 --> Fa = 123,16 cm2. 11.7. Tính cốt thép bệ : 11.7.1. Cốt thép theo phương dọc cầu : Tải trọng lớn nhất tác dụng lên 4 cọc biên. P = 253,5786 T ; cánh tay đòn l = 0,25 m Sử dụng cốt thép AII có Ra = 2800 kG/cm2 h = 250 cm , a = 10 cm. Diện tích cốt thép 11.7.2. Cốt thép theo phương ngang cầu : Tải trọng lớn nhất tác dụng lên 2 cọc biên. P = 253,5786 T ; cánh tay đòn l = 1,5 m Sử dụng cốt thép AII có Ra = 2800 kG/cm2 h = 200 cm , a = 10 cm. Diện tích cốt thép