Tình hình kiểm toán dầm chủ

VI ) . kiểm toán dầm chủ A- Tính mất mát ứng suất Trong các cấu kiện kéo sau : DfpT = DfpF + DfpES + DfpSR + DfpCR + DfpR2 (5.9.5.1-2) ở đây : DfpT = tổng mất mát (MPa) DfpF = mất mát do ma sát (MPa) DfpES = mất mát do co ngắn đàn hồi (MPa) DfpSR = mất mát do co ngót (MPa) DfpCR = mất mát do từ biến của bê tông (MPa) DfpR2 = mất mát do tự chùng (dão) của cốt thép dự ứng lực (MPa) a) Tính mất mát do tụt neo Bó 1 2 3 4 5 6  (mm) 6 6 6 6 6 6  (mm) 26000 26000 26010 26020 26050 26080  (Mpa) 45.46154 45.46154 45.44406 45.42659 45.37428 45.32209 b) Tính mất mát do ma sát Mất mát do ma sát giữa bó thép dự ứng lực và ống bọc có thể lấy như sau : DfpF = fpj (1 - e -(Kx + m a) ) - f- ứng suất trong cốt thép khi kích . Ta có thể lấy f=1336 Mpa - Với vật liệu bằng ống bọc polyethylene thì K = 6.6*10 , =0.23 Từ đó ta có bảng tính mất mát ứng suất do ma sát như sau Tính cho bó 6 mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối k/c tính từ điểm đặt kích (cm) 1300 975 650 25 x (mm) 13040 9789 6532 25 α (radian) 0.1047 0.0524 0.0349 0 kx + àα 0.032687 0.018513 0.012338 1.65E-05 A = 1- e^(-(kx+àα)) 0.032159 0.018343 0.012262 1.65E-05 fpj 1336 1336 1336 1336 D (Mpa) 42.96463 24.50565 16.38256 0.022044 Tính cho bó 5 mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối k/c tính từ điểm đặt kích (cm) 1300 975 650 25 x (mm) 13025 9773 6519 25 α (radian) 0.0873 0.0698 0.0349 0 kx + àα 0.028676 0.022504 0.01233 1.65E-05 A = 1- e^(-(kx+àα)) 0.028268 0.022253 0.012254 1.65E-05 fpj 1336 1336 1336 1336 D (Mpa) 37.76664 29.73 16.37124 0.022044 Tính cho bó 4 mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối k/c tính từ điểm đặt kích (cm) 1300 975 650 25 x (mm) 13010 9759 6505 25 α (radian) 0.0524 0.0349 0.0175 0 kx + àα 0.020639 0.014468 0.008318 1.65E-05 A = 1- e^(-(kx+àα)) 0.020427 0.014364 0.008284 1.65E-05 fpj 1336 1336 1336 1336 D (Mpa) 27.29076 19.19014 11.06723 0.022044 Tính cho bó 3 mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối k/c tính từ điểm đặt kích (cm) 1300 975 650 25 x (mm) 13005 9755 6504 25 α (radian) 0.0349 0.0349 0.0175 0 kx + àα 0.01661 0.014465 0.008318 1.65E-05 A = 1- e^(-(kx+àα)) 0.016473 0.014361 0.008283 1.65E-05 fpj 1336 1336 1336 1336 DfpF 22.00822 19.18666 11.06635 0.022044 Tính cho bó 1 và 2 mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối k/c tính từ điểm đặt kích (cm) 1300 975 650 25 x (mm) 13004 13003 6502 25 α (radian) 0.0175 0.0175 0.00873 0 kx + àα 0.012608 0.012607 0.006299 1.65E-05 A = 1- e^(-(kx+àα)) 0.012529 0.012528 0.006279 1.65E-05 fpj 1336 1336 1336 1336 DfpF 16.73818 16.73731 8.389363 0.022044 Bảng tổng hợp mất mát do ma sát Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối DfpF 27.25 21.02 11.95 0.022 c) Tính mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi Mất mát do co ngắn đàn hồi trong các cấu kiện kéo sau, ngoài hệ thống bản ra, có thể lấy bằng : - N = 6 bó - fcgp = tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép dự ứng lực do lực dự ứng lực sau khi kích và tự trọng của cấu kiện ở các mặt cắt mô men max (MPa). - M= 1200 kNm - Bảng tính toán mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối N 6 6 6 6 Ep/Eci 5.8 5.8 5.8 5.8 A(mm2) 603000 603000 603000 603000 Ix10^6(mm4) 170953.38 170953.38 170953.38 170953.38 M(kNm) 1200 1124.9 900 0 F 5402840 5428693 5466293 5515716 e(mm) 641.5 605.7 511 224.5 (Mpa) 17.46 16.67 14.72 10.77 (Mpa) 42.20 40.28 35.58 26.04 d) Tính mất mát do co ngót Với các cấu kiện kéo sau : DfpSR = (93 - 0.85 H) (MPa) trong đó : H - độ ẩm tương đối của môi trường, lấy trung bình hàng năm (%) , H = 80% Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối (Mpa) 25 25 25 25 e). Tính mất mát do từ biến của bêtông Mất mát dự ứng suất do từ biến có thể lấy bằng : DfpCR = 12,0 fcgp - 7,0 Dfcdp ³ 0 (5.9.5.4.3-1) trong đó : fcgp = ứng suất bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực lúc truyền lực (MPa) Dfcdp = thay đổi ứng suất bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực do tải trọng thường xuyên, trừ tải trọng tác động vào lúc thực hiện lực dự ứng lực. Giá trị Dfcdp cần được tính ở cùng mặt cắt hoặc các mặt cắt được tính fcgp (MPa) mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối A(mm2) 603000 603000 603000 603000 Ix10^6(mm4) 170953.38 170953.38 170953.38 170953.38 M(kNm) 1200 1124.9 900 0 F(N) 5402840 5428693 5466293 5515716 e(mm) 641.5 605.7 511 224.5 (Mpa) 17.46 16.67 14.72 10.77 (Mpa) -2.91 -2.81 -2.59 0.00  (Mpa) 189.18 180.34 158.53 129.28 f) . Mất mát do chùng dão cốt thép DfpR2 = 0.3[138 - 0,3DfpF - 0,4DfpES - 0,2(DfpSR+ DfpCR) ] (MPa) ở đây : DfpF = mất mát do ma sát dưới mức 0.70fpy ở điểm xem xét DfpES = mất mát do co ngắn đàn hồi (MPa) DfpSR = mất mát do co ngót (MPa) DfpCR = mất mát do từ biến (MPa) Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối DfpF 27.25 21.02 11.95 0.022 DfpES 42.20 40.28 35.58 26.04 DfpSR 25 25 25 25 DfpCR 189.18 180.34 158.53 129.28 DfpR2 21.03 22.35 25.04 29.02 f) Tổng mất mát DfpT = DfpF + DfpES + DfpSR + DfpCR + DfpR2 Bảng tổng hợp mất mát Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối DfpA 45.41 45.41 45.41 45.41 DfpF 27.25 21.02 11.95 0.022 DfpES 42.20 40.28 35.58 26.04 DfpSR 25 25 25 25 DfpCR 189.18 180.34 158.53 129.28 DfpR2 21.03 22.35 25.04 29.02 (Mpa) 350.07 334.4 301.51 254.77 B- kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng 1) Giới hạn ứng suất trong bêtông và thép dự ứng lực a) Giới hạn ứng suất trong bêtông a.1) Giới hạn ứng suất kéo a.1.1) Trong giai đoạn căng kéo Giới hạn ứng suất nén : - 27 (Mpa) Giới hạn ứng suất kéo : 1.67 (Mpa) Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối F(kN) 5230 5263 5320 5409 A(mm2) 603000 603000 603000 603000 Ix10^6(mm4) 170953.38 170953.38 170953.38 170953.38 M(kNm) 1200 1124.9 900 0 e(mm) 641.5 605.7 511 224.5 f -18.24 -17.88 -16.89 -14.36 Đánh giá Đạt Đạt Đạt Đạt f 0.89 0.42 -0.75 -3.58 Đánh giá Đạt Đạt Đạt Đạt a.1.2) Trong giai đoạn khai thác Giới hạn ứng suất nén : Mpa Giới hạn ứng suất kéo : Mpa Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối F(kN) 4254.4 4320 4456.3 4650 A(mm2) 603000 603000 603000 603000 Ix10^6(mm4) 170953.38 170953.4 170953.4 170953.4 M(kNm) 1200 1124.9 900 0 M(kNm) 1086 1051.7 805.85 0 M(kNm) 853 819 630.8 0 M(kNm) 2300 2274 1800 0 e(mm) 641.5 605.7 511 224.5 f -9.38 -9.42 -8.12 -2.88 Đánh giá Đạt Đạt Đạt Đạt f 2.12 2.88 3.93 -7.71 Đánh giá Đạt Đạt Không đạt Đạt 0 b) Kiểm tra độ võng Hệ dầm đã cho là dầm đơn giản , do đó độ võng giới hạn là : 32.5 mm Để kiểm ra độ võng của dầm chủ , ta xếp tải lên tất cả các làn Sơ đồ xếp tải kiểm tra võng như hình sau : Khi tính toán độ võng , các giá trị mômen ở trên cần được nhân với hệ số mg = 1.2*1/n = 1.2* 1/4 = 0.3 + Công thức tính độ võng : Với ; I = 170953.38x10mm - Với xe Tandem : = 4 mm - Với xe Truck +Lane : + = 6.1 mm So sánh với trị số giới hạn của độ võng ở trên ta thấy đều thoả -> Điều kiện về độ võng là đạt c) Trạng thái giới hạn mỏi Sơ đồ xếp tải như hình sau : Mômen do tải trọng mỏi tại giữa nhịp : Tính cho dầm ngoài , bỏ hệ số làn xe m=1.2 ta có := 0.586 Mômen có kể đến các hệ số : = 700 kNm ứng suất tạiửtọng tâm bó cốt thép do tải trọng mỏi : = 2.26 Mpa ứng suất trong bó cốt thép do tải trọng mỏi : =13.13 Mpa < 70 Mpa -> Trạng thái giới hạn mỏi được thoả mãn C) Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ I 1) Sức kháng uốn Điều kiện kiểm toán : Trong đó : M- sức kháng uốn danh định tiết diện chữ I : Với - ứng suất trung bình trong bó thép ứng suất trước ở sức kháng danh định Kết quả tính toán cho trong bảng sau : Tham số Đơn vị M/c L/2 M/c 3L/8 M/c L/4 M/c gối Mpa 45 45 45 45 0.73 0.73 0.73 0.73 A Mm 4145.4 4145.4 4145.4 4145.4 Mpa 1860 1860 1860 1860 b mm 1600 1600 1600 1600 mm 200 200 200 600 mm 190 190 190 190 mm 1640 1604.2 1509.5 1223 k 0.28 0.28 0.28 0.28 Vị trí trục trung hoà cánh cánh cánh cánh c mm 41.02 40.84 40.35 129.88 a mm 29.94 29.82 29.46 94.81 Mpa 1304.59 1292.14 1256.35 1804.69 Nmm 8108923465 7833088169 7103471290 8491826739 Nmm 7593000000 7409000000 6538000000 0 Kết luận Đạt Đạt Đạt Đạt 2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước a) Hàm lượng cốt thép tối đa - Công thức kiểm tra : ở đây ta sử dụng cốt thép DƯL toàn phần nên b) Hàm lượng cốt thép tối thiểu - Điều kiện kiểm tra : Trong đó : - sức kháng nứt : - cường độ chịu kéo khi uốn , với bêtông tỷ trọng trung bình : = 4.23 Mpa Kết quả tính toán Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối Tối đa c mm 41.02 40.84 40.35 129.88 mm 1640 1604.2 1509.5 1223 c/ 0.0250122 0.02546 0.02673 0.1062 Kết quả Đạt Đạt Đạt Đạt Tối thiểu Mpa 4.23 4.23 4.23 4.23 mm 170953.38 170953.4 170953.4 170953.4 mm 1100.4 1100.4 1100.4 1100.4 Nmm 788585384 7.9E+08 7.9E+08 7.9E+08 8108923465 7.8E+09 7.1E+09 8.5E+09 Kết quả Đạt Đạt Đạt Đạt 3) Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện Kiểm toán theo công thức : Với : - hệ số sức kháng cắt , =0.9 - sức kháng cắt danh định , được lấy theo trị số nhỏ hơn trong hai trị số sau : và Xác định Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối A mm 690.9 690.9 690.9 690.9 f Mpa 1026.33 1042 1074.89 1121.63 sin Bó 1 0 0 0 0 Bó 2 0 0 0 0 Bó 3 0 0 0.0175 0.0349 Bó 4 0 0.00873 0.0349 0.0523 Bó 5 0 0.0175 0.0523 0.0872 Bó 6 0 0.0523 0.0698 0.1045 0 0.07853 0.1745 0.2789 V N 0 56535.1 129590.942 216129 Lực nén dọc trục do cốt thép DƯL gây ra Cos() Bó 1 1 1 1 1 Bó 2 1 1 1 1 Bó3 1 1 0.99984686 0.99939 Bó 4 1 0.99996 0.99939081 0.99863 Bó 5 1 0.99985 0.99863142 0.99619 Bó 6 1 0.99863 0.99756101 0.99452 6 5.99844 5.9954301 5.98874 6157.98 6250.37 6444.42786 6717.15 b) Tính và + Chiều cao chịu cắt : = max Kết quả tính toám như sau : Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối 0.9 mm 1476 1443.78 1358.55 1100.7 0.72h mm 1116 1116 1116 1116 Chọn mm 1476 1443.78 1358.55 1116 + Bề rộng chịu cắt có hiệu : ta lấy bằng chiều rộng của bản bụng Kết quả tính toán như sau : Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối mm 200 200 200 600 c) Xác định và Để xác định được và , ta phải xác định thông qua và với : ứng biến trong cốt thép ở phía chịu kéo do uốn của cấu kiện : Nếu giá trị tính từ phương trình trên là âm thì giá trị tuyệt đối của nó phải được giảm đi bằng cách nhân với hệ số lấy theo : Ngoài ra thì : và , Kết quả tính toán Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối kN 173 330 593.5 1041 N 0 56535.1 129590.942 216129 0.9 0.9 0.9 0.9 mm 200 200 200 600 mm 1476 1443.78 1358.55 1116 v N 0.651159 1.074026 1.950070 1.404626 0.014470 0.023867 0.043335 0.031214 Để xác định được ta giả định : , Mpa , Kết quả tính toán Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối F N 5408047 5356437 5208073 7481162 A mm 603000 603000 603000 973666 Mpa 8.968568823 8.88298 8.63694 7.6835 Mpa 1391.295181 1390.8 1389.37 1383.83 Nmm 7593000000 7.4E+09 6.5E+09 0 mm 1476 1443.78 1358.55 1116 N 173000 330000 593500 1041000 1.7321 1.7321 1.7321 1.7321 mm 4145.4 4145.4 4145.4 4145.4 Mpa 200000 200000 200000 200000 mm 0 0 0 0 Mpa 197000 197000 197000 197000 N 0 0 0 0 -0.00057962 -0.0004 -0.0005 -0.0059 Tất cả các mặt cắt đều có nên giá trị tuyệt đối của nó phải được lấy như sau: Kết quả tính toán Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối ( mm) 301200 301200 301200 465000 0.074026062 0.074026 0.07403 0.04923 0.000043 0.000030 0.000037 0.000290 Tra hình 5.8.3.4.2-1 ta được : Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối 27 27 27 29 4.57 4.67 4.62 3.33 Các giá trị trên gần sát với tính toán nên có thể lấy nó để tính toán