Tổng quan cơ bản tính toán trụ cầu

CHÖÔNG X TÍNH TOAÙN TRUÏ CAÀU I.KÍCH THÖÔÙC CÔ BAÛN CUÛA TRUÏ T4 Ghi chuù : Kích thöôùc ghi baèng cm. 1.Keát caáu phaàn treân: - Soá löôïng daàm : N = 1 daàm. - Chieàu daøi tính toaùn nhòp chính: Lcs = 70 m - Chieàu daøi tính toaùn nhòp bieân: Lss = 45 m. - Chieàu daøi thöïc teá nhòp chính: Lchính = 70 m. - Chieàu daøi thöïc teá nhòp bieân: Lbieân = 45 m. - Chieàu cao trung bình daàm hoäp: Htb = 4.0 m. - Chieàu cao gôø lan can: Hg = 0.5 m. - Chieàu cao lan can: Hlc = 0.7 m. - Khoå caàu: B = 9 m. - Beà roäng maët caàu: W = 13.4 m. - Soá laøn xe thieát keá: n = 2 Laøn. - heä soá laøn xe: m = 1. - Heä soá xung kích: IM = 0.25. - Troïng löôïng rieâng beâtoâng : gc = 2.5 kN/m3. - Lôùp phuû maët caàu,lôùp phoøng nöôùc: 0.1 m. 2.Keát caáu phaàn döôùi: - Loaïi truï : Truï thaân heïp - Loaïi coïc : Coïc khoan nhoài coù d = 1000 mm. - Soá coïc trong moùng : ncoïc = 8 coïc. - Cao ñoä möïc nöôùc cao nhaát : MNCN = +1.8 m. - Cao ñoä möïc nöôùc thaáp nhaát : MNTN = -2.2 m. - Cao ñoä möïc nöôùc thi coâng: MNTC = +0.5 m. - Cao ñoä ñænh moùng: CÑIM = -1.79 m. - Cao ñoä ñaùy moùng: CÑÑM = -3.79 m. - Troïng löôïng rieâng cuûa nöôùc: gn = 10 kN/m3. - Troïn löôïng rieâng beâtoâng ñuùc truï : gc = 2.4 kN/m3. BAÛNG KÍCH THÖÔÙC CUÛA TRUÏ Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Gí trò Ñôn vò a) Kích thöôùc thaân truï Chieàu cao truï htr 5 m Chieàu daøy thaân truï dtr 3 m Beà roäng thaân truï btr 5.6 m Baùn kính cong Rtr 0.5 m b) Kích thöôùc beä truï Chieàu cao beä truï hbt 2 m Beà roäng beä truï bbt 8 m Chieàu daøi beä truï dbt 5 m II. CAÙC LOAÏI TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG LEÂN TRUÏ: 1. Tónh taûi baûn thaân truï: Coâng thöùc chung ñeå xaùc ñònh tónh taûi: Pi = Vi . gi Trong ñoù : Pi : Troïng löôïng cuûa caáu kieän. Vi : Theå tích caùc caáu kieän. gi : Troïng löôïng rieâng cuûa caùc caáu kieän. BAÛNG TOÅNG HÔÏP TÓNH TAÛI CUÛA TRUÏ Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò a) Kích thöôùc thaân truï Chieàu cao truï Htr 5 m Chieàu daøy thaân truï dtr 3 m Beà roäng thaân truï Btr 5.6 m Troïng löôïng thaân truï Pttr 201.6 T Beà roäng xaø muõ truï Bxm 0 m Chieàu cao xaø muõ truï Hxm 0 m Chieàu daøy xaø muõ truï dxm 0 Chieàu daøi phaàn caùnh haãng ch 0 m Troïng löôïng xaø muõ truï Pxm 0 b) Kích thöôùc beä truï Chieàu cao beä truï hbt 2 m Beà roäng beä truï bbt 8 m Chieàu daøy beä truï dbt 5 m Troïng löôïng beä truï Pbt 192 T Toång troïng löôïng truï Ptr 393.6 T 2. Taûi troïng do keát caáu nhòp truyeàn xuoáng : Taûi troïng cuûa keát caáu nhòp truyeàn xuoáng trong giai ñoaïn söû duïng goàm coù tónh taûi (tónh taûi giai ñoaïn 1 vaø giai ñoaïn 2) vaø hoaït taûi.Trong quaù trình thi coâng thì truï coøn phaûi chòu löïc taùc duïng cuûa taûi troïng thi coâng vaø caùc thieát bò.Do ñoù ñeå tính baát lôïi ta coäng taùc duïng caùc löïc ñoù laïi .Nhö ñaõ tính ôû phaàn keát caáu nhòp chính ta tính cho 3 sô ñoà tính roài coäng taùc duïng laïi nhöng ñeå xeùt baát lôïi ta boù qua phaûn löïc cuûa sô ñoà 2 do phaûn löïc ngöôïc daáu troïng löïc. Toå hôïp taûi troïng theo 2 toå hôïp taûi troïng laø traïng thaùi cöôøng ñoä 1 vaø traïng tahí söû duïng vôùi caùc heä soá taûi troïng xaùc ñònh ôû treân. a) Taûi troïng theo sô ñoà 1: - Phaûn löïc do tónh taûi giai ñoaïn I DC , taûi troïng thi coâng CLL, taûi troïng thi coâng CE vaø taûi troïng ñoát hôïp long 1/2HL. - Duøng chöông trình Sap 2000 ñeå tính vôùi 2 toå hôïp ñeå tính phaûn löïc: Psudung = 1DC + 1CLL + 1CE + 1/2HL Pcuongdo = 1,25DC + 1,5CLL + 1,25CE + 1,25.0,5HL - Ta coù keát quaû tính toaùn : Traïng thaùi giôùi haïn Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò TTGH söû duïng Psudung 2622.65 T TTGH cöôøng ñoä Pcuongdo 3292.63 T b) Taûi troïng theo sô ñoà 3: Taûi troïng taùc duïng goàm coù tónh taûi giai ñoaïn 2 DW vaø hoaït taûi HL93.Vôùi phaûn löïc do hoaït taûi :Khi tính phaûn löïc leân goái truï thì ta tính nhö sau : +) Söû duïng 2 xe taûi thieát keá ñaët caùch nhau 15m (khoaûng caùch truïc sau laáy baèng 4.3m). +) Tröôøng hôïp cuûa hoaït taûi thieát keá ñöôïc laáy baèng 90% giaù trò phaûn löïc tính ñöôïc coäng vôùi 90% taûi troïng laøn + taûi troïng ngöôøi. - Duøng chöông trình Sap 2000 ñeå tính vôùi toå hôïp ñeå tính phaûn löïc: Psudung = 1P2TRA +1LAN + 1PL + 1 DW Pcuongdo = 0,9x1,75x1,25P2TRA + 0,9x1,75LAN + 1,75PL +1,5DW - Ta coù keát quaû tính toaùn: Traïng thaùi giôùi haïn Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò TTGH söû duïng Psudung 740.09 T TTGH cöôøng ñoä Pcuongdo 1206.67 T 3. Tính aùp löïc nöôùc ñaåy noåi : - Coâng thöùc tính : - Keát quaû tính toaùn : Vôùi MNTN: Tính taïi maët caét ñænh beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNTN ñeán maët caét ñænh beä hn1 0.00 m AÙp löïc ñaåy noåi  Pdn1 0.00 KN Tính taïi maët caét ñaùy beä  Chieàu cao coät nöôùc töø MNTN ñeán maët caét ñaùy beä hn2 1.59 m AÙp löïc ñaåy noåi Pdn2 -63.6 KN Vôùi MNCN: Tính taïi maët caét ñænh beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNTN ñeán maët caét ñænh beä hn1 3.59 m AÙp löïc ñaåy noåi  Pdn1 -60.312 KN Tính taïi maët caét ñaùy beä  Chieàu cao coät nöôùc töø MNTN ñeán maët caét ñaùy beä hn2 5.59 m AÙp löïc ñaåy noåi Pdn2 -140.312 KN Vôùi MNTT: Tính taïi maët caét ñænh beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNTN ñeán maët caét ñænh beä hn1 2.29 m AÙp löïc ñaåy noåi  Pdn1 -38.472 KN Tính taïi maët caét ñaùy beä  Chieàu cao coät nöôùc töø MNTN ñeán maët caét ñaùy beä hn2 4.59 m AÙp löïc ñaåy noåi Pdn2 -118.472 KN 4. Löïc haõm xe : (BR) Löïc haõm xe ñöôïc truyeàn töø keát caáu treân xuoáng truï qua goái ñôõ.Tuyø theo töøng loaïi goái caàu vaø daïng lieân keát maø tæ leä truyeàn cuûa löïc ngang xuoáng truï khaùc nhau.Do caùc taøi lieäu tra cöùu khoâng coù ghi cheùp tæ leä aûnh höôûng cuûa löïc ngang xuoáng truï neân khi tính toaùn laáy tæ leä truyeàn baèng 100%. Löïc haõm ñöôïc laáy baèng 25% troïng löôïng cuûa caùc truïc xe taûi hay xe hai truïc thieát keá cho moãi laøn ñuôïc ñaët trong taát caû caùc laøn thieát keá ñöôïc chaát taûi theo quy trình vaø coi nhö ñi cuøng 1 chieàu .Caùc löïc naøy ñöôïc coi nhö taùc duïng theo chieàu naèm ngang caùch phía treân maët ñöôøng 1800 mm theo caû 2 chieàu doïc deã gaây ra hieäu öùng lôùn nhaát.taát caû caùc laøn thieát keá phaûi ñöôïc chaát taûi ñoàng thôøi ñoái vôùi caàu vaø coi nhö ñi cuøng 1 chieàu trong töông lai. AÙp duïng heä soá laøn quy ñònh trong ñieàu 3.6.1.1.2 Trong ñoà aùn xe xeáp taûi ñænh truï laø xe HL 93S coù truïc 2x145+35 KN vaø xeáp vôùi 2 laøn thieát keá: BR= 0.25´2(2´145+35)=162.5 KN 5. Taûi troïng gioù taùc ñoäng leân coâng trình: KÍCH THÖÔÙC CAÙC BOÄ PHAÄN HÖÙNG GIOÙ STT Kích thöôùc Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò 1 Beà roäng maët caàu W 13.40 m 2 Chieàu cao daàm hoäp vaø beà daøy lôùp phuû maët caàu (Trung bình) hg 4.10 m 3 Chieàu cao toaøn boä keát caáu treân hs 5.20 m 4 Chieàu cao goái caàu vaø ñaù keâ goái hb 0.10 m 5 Chieàu cao xaø muõ hcb 0.00 m 6 Chieàu cao lan can hlc 1.20 m 7 K/c ñaùy daàm ñeán troïng taâm chaén gioù cuûa KCPT hcg 2.60 m 8 Chieàu cao thaân truï hc 5.00 m 9 Chieàu cao beä truï h 2.00 m 10 Beà roäng xaø muõ dh 0.00 m 11 Beà roäng thaân truï dc 5.60 m Toác ñoä gioù thieát keá V ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc: V = VB.S (theo ñieàu 3.8.1.1-1). Trong ñoù: VB – Toác ñoä gioù giaät cô baûn trong 3 giaây vôùi chu kyø xuaát hieän 100 naêm thích hôïp vôùi vuøng tính gioù coù ñaët caàu ñang nghieân cöùu ,nhö quy ñònh trong baûng 3.8.1.1- 1. Ñoái vôùi tính truï ta xeùt vôùi 2 tröôøng hôïp cuûa toác ñoä gioù: + Töông öùng vôùi vuøng tính gioù caáp cao nhaát II tra baûng VB = 45m/s.Ñöôïc xeùt trong toå hôïp cöôøng ñoä II. + Töông öùng vôùi vaän toác gioù V = 25 m/s.Ñöôïc xeùt trong tröôøng hôïp cöôøng ñoä I. S – Heä soá ñieàu chænh vôùi khu ñaát chòu gioù vaø ñoä cao maët caàu theo quy ñònh tra baûng 3.8.1.1-2 Tra S = 1.09,Vôùi khu vöïc maët thoaùng nuôùc ,ñoä cao maët caàu so vôùi maët nöôùc döôùi 10m à V = 45´1.09= 49.1 m/s Taûi troïng gioù ñöôïc ñaët taïi troïng taâm dieän tích beà maët chaén gioù. Tính theo coâng thöùc: PD = 0,0006.V2.At.Cd / 1,8At (KN) (theo ñieàu 3.8.1.2.1-1). Trong ñoù: V – Toác ñoä thieát keá xaùc ñònh theo phöông trình 3.8.1.1-1 (m/s). At – Dieän tích cuûa keát caáu hay caáu kieän phaûi tính taûi troïng gioù ngang (m2). Cd – Heä soá caûn ñöôïc quy ñònh trong ñieàu 3.8.1.2.1-1 (22TCN-272-05) 5.1. Taûi troïng gioù ngang PD : TAÛI TROÏNG GIOÙ TAÙC DUÏNG LEÂN KEÁT CAÁU NHÒP Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò V=49.1m/s V=25m/s At 364 364 m2 Cd 1.44 1.44 1.8 At 655.20 655.20 kN 0.0006 V2 At Cd 758.19 196.56 kN PD 758.19 655.20 kN Caùnh tay ñoøn tính ñeán ñænh beä Z1 7.90 7.90 m Caùnh tay ñoøn tính ñeán ñaùy beä Z2 9.90 9.90 m TAÛI TROÏNG GIOÙ TAÙC DUÏNG LEÂN LAN CAN Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò V=49.1m/s V=25m/s At 84.00 84.00 m2 Cd 1.00 1.00 1.8 At 151.00 151 kN 0.0006 V2 At Cd 174.97 45.36 kN PD 174.97 151 kN Caùnh tay ñoøn tính ñeán ñænh beä Z1 11.10 11.10 m Caùnh tay ñoøn tính ñeán ñaùy beä Z2 13.10 13.10 m TAÛI TROÏNG GIOÙ TAÙC DUÏNG LEÂN THAÂN TRUÏ Xeùt vôùi MNTN: Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò V=49.1m/s V=25m/s At 15 15 m2 Cd 1.00 1.00 1.8 At 27 27 kN 0.0006 V2 At Cd 21.70 5.625 kN PD 27 27 kN Caùnh tay ñoøn tính ñeán ñænh beä Z1 2.25 2.25 m Caùnh tay ñoøn tính ñeán ñaùy beä Z2 4.25 4.25 m Xeùt vôùi MNCN: Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò V=49.1m/s V=25m/s At 4.23 4.23 m2 Cd 1.00 1.00 1.8 At 7.614 7.614 kN 0.0006 V2 At Cd 6.12 1.59 kN PD 7.614 7.614 kN Caùnh tay ñoøn tính ñeán ñænh beä Z1 4.295 4.295 m Caùnh tay ñoøn tính ñeán ñaùy beä Z2 6.295 6.295 m 5.2. Taûi troïng gioù doïc : Ñoái vôùi moá truï,keát caáu phaàn treân laø giaøn hay caùc daïng keát caáu khaùc coù beà maët caûn gioù lôùn,song song vôùi tim doïc cuûa keát caáu nhòp thì phaûi xeùt tôùi taûi troïng gioù doïc.Tuy nhieân trong tröôøng hôïp naøy,caàu thieát keá khoâng thuoäc caùc daïng treân neân khoâng xeùt tôùi taûi troïng gioù doïc PD. 5.3. Taûi troïng gioù taùc ñoäng leân xe : Theo ñieàu 3.8.1.3 ,khi xeùt toå hôïp taûi troïng cöôøng ñoä III phaûi xeùt taûi troïng gioù taùc duïng vaøo caû keát caáu vaø xe xoä. Phaûi bieåu thò taûi troïng ngang cuûa gioù leân xe coä baèng taûi phaân boá 1.5 KN/m,taùc duïng theo höôùng naèm ngang,ngang vôùi tim doïc keát caáu vaø ñaët ôû 1.8 m treân maët ñöôøng.Laáy tröôøng hôïp xeáp 2 xe taûi ôû caû hai laøn. Phaûi bieåu thò taûi troïng gioù doïc leân xe coä baèng taûi phaân boá 0.75 KN/m taùc duïng naèm ngang,song song vôùi tim doïc keát caáu vaø ñaët ôû ñoä cao 1.8 m treân maët ñöôøng.Laáy tröôøng hôïp xeáp xe treân toaøn boä maët caàu: Wlngang=1.5x17.2x2=51.6 (kN) Wldoc =0.75x13.4=10.5 (kN) 6. Löïc va do taøu : Löïc va ñaâm thaúng ñaàu taøu vaøo truï phaûi ñöôïc laáy nhö sau: Ps = 1.2*105*V*(DWT)0.5 (Theo ñieàu 3.14.5-1) Trong ñoù : PS : Löïc va taøu tónh töông ñöông (N). DWT : Taán troïng taûi cuûa taøu (Mg). V : Vaän toác va taøu. Theo kieán nghò cuûa Vieät Nam veà vaän toác cho taøu: Loaïi taøu Vaän toác (m/s) Taøu töï haønh >= 1000T 3.3 + Vs Taøu töï haønh < 1000T 2.5 + Vs Xaø lan keùo 1.6 + Vs BAÛNG TÍNH LÖÏC VA TAØU Caáp soâng DWT (Mg) V (m/s) Ps (tf) I 2000 4.16 2277 II 1000 4.16 1610 III 300 3.36 712 IV 200 3.36 581 V 100 3.36 411 VI 40 3.36 260 Vaäy choïn Vs = 0.86 bôûi caáp soâng theo ñoà aùn laø caáp III. - Cao ñoä va taøu : + 0.6 m. - CV theo phöông doïc caàu : 115.00 T. - CV theo phöông ngang caàu : 230.00 T. 7. Toå hôïp taûi troïng tính toaùn : TTGH Heä soá taûi troïng gi gDC gDW gLL,gBR gWS gWL gWA gCT gCE,gPL Söû duïng 1.00 1.00 1.00 0.30 1.00 1.00 0.00 Cöôøng ñoä I 1.25 1.50 1.75 0.00 0.00 1.00 0.00 Cöôøng ñoä II 1.25 1.50 0.00 1.40 0.00 1.00 0.00 Cöôøng ñoä III 1.25 1.50 1.35 0.10 1.00 1.00 0.00 Ñaëc bieät 1.25 1.25 0.5 0.00 0.00 1.00 1.00 Ta coù baûng toång hôïp taûi troïng taïi ñænh beä moùng,ñaùy beä moùng.Keát quaû ñöôïc toå hôïp trong caùc baûng sau: BAÛNG TAÛI TROÏNG XEÙT TAÏI ÑÆNH BEÄ MOÙNG TTGH Gravity Doïc caàu Ngang caàu N Hx My Hy Mx KN KN KNm KN KNm Söû duïng 35643.4 173 1920.3 821.2 3816.4 Cöôøng ñoä I 47513.0 284.38 3156.62 0.00 0.00 Cöôøng ñoä II 40641.1 0.00 0.00 1354.884 6367.95 Cöôøng ñoä III 45942.3 229.43 2546.67 71.32 335.204 Ñaëc bieät 41389.4 1150.0 5048.5 2300.0 10097.0 BAÛNG TAÛI TROÏNG XEÙT TAÏI ÑAÙY BEÄ MOÙNG TTGH Gravity Doïc caàu Ngang caàu N Hx My Hy Mx KN KN KNm KN KNm Söû duïng 37563.4 173 2266.3 812.2 5441.74 Cöôøng ñoä I 49913.0 284.38 3725.378 0.00 0.00 Cöôøng ñoä II 43041.1 0.00 0.00 1354.884 9077.723 Cöôøng ñoä III 48342.3 229.43 3005.533 71.32 477.844 Ñaëc bieät 45920.6 1150.0 2748.5 2300.0 5497.0 III. KIEÅM TOAÙN CAÙC TIEÁT DIEÄN: 1. Trình töï kieåm toaùn: 1.1. Coâng thöùc kieåm tra ñieàu kieän laøm vieäc cuûa maët caét. - Do caùc maët caét chòu neùn uoán ñoàng thôøi theo 2 phöông do ñoù tröôùc khi tính toaùn vaø boá trí coát theùp thì ta phaûi kieåm tra ñieàu kieän laøm vieäc cuûa maët caét ñeå aùp duïng caùc coâng thöùc kieåm toaùn. +) Neáu löïc neùn doïc truïc Pu > 0,1.j.fc.Ag thì ta kieåm toaùn theo coâng thöùc : (a) Vôùi : PO = 0,85.fc.(Ag-Ast) + Asr.fy +) Neáu löïc neùn doïc truïc Pu < 0,1.j.fc.Ag thì ta kieåm toaùn theo coâng thöùc : (b) Trong ñoù : +) j : Heä soá söùc khaùng vôùi caáu kieän chòu neùn doïc truïc , j = 0,75 +) Pu : Löïc neùn tính toaùn trong maët caét daàm chuû. +) Ag : Dieän tích nguyeân cuûa maët caét . +) Mux : Moâmen uoán tính toaùn taùc duïng theo phöông x . +) Muy : Moâmen uoán tính toaùn taùc duïng theo phöông y . +) Mrx : Moâmen uoán tính toaùn ñôn truïc theo phöông x . +) Mry : Moâmen uoán tính toaùn ñôn truïc theo phöông y . +) Prx : Söùc khaùng neùn tính toaùn theo phöông x (khi chæ xeùt ñoä leäch taâm ey) . +) Pry : Söùc khaùng neùn tính toaùn theo phöông y (khi chæ xeùt ñoä leäch taâm ex) . +) Prxy : Söùc khaùng neùn tính toaùn theo 2 phöông . - Xeùt tôùi hieäu öùng ñoä maûnh : + Tính caùc baùn kính quaùn tính : rx =, ry= + Chieàu daøi thanh chòu neùn lu: phuï thuoäc vaøo chieàu cao caáu kieän caàn tính toaùn . + Tính tæ soå ñoä maûnh : Trong ñoù : K : Heä soá chieàu daøi höõu hieäu,vôùi coät khoâng thanh giaèng,K = 2. Neáu < 22 thì boû qua hieäu öùng ñoä maûnh . Neáu 22 < < 100 thì coù xeùt hieäu öùng ñoä maûnh,töùc laø trò soá Mux,Muy seõ ñöôïc nhaân theâm hieäu öùng ñoä maûnh .(Heä soá khueách ñaïi moâmen) Heä soá khueách ñaïi moâmen : (theo ñieàu 4.5.3.2.2b - 3) Trong ñoù : Cm = (theo ñieàu 4.5.3.2.2b – 6) M1b : Moâmen beù hôn taïi ñaàu muùt . M2b : Moâmen lôùn hôn taïi ñaàu muùt . Do ñoù : Cm = 1. j = 0.75 Pe : Löïc neùn doïc truïc Euler. Pe = (theo ñieàu 4.5.3.2.2b - 5) E : Moâñun ñaøn hoài cuûa beâtoâng . I : Moâmen quaùn tính maët caét vôùi truïc ñang xeùt . - Xaùc ñònh theo coâng thöùc (a) : = + - - Tính ra trò soá Prxy,so saùnh vôùi Pu,lôùn hôn laø ñaït . - Xaùc ñònh Prx, Pry : Söùc chòu taûi doïc truïc nhaân heä soá töông öùng ex vaø rt (haøm löôïng coát theùp). rt = = Töø 2 giaù trò rt vµ ex , tra hình A9 hoaëc A10, A11 hoaëc caû 3 hình ñeå tìm ra caùc giaù trò Prx vµ Pry. Noäi suy tuyeán tính phuï thuoäc vaøo g. g : Tæ soá khoaûng caùch giöõa caùc taâm cuûa caùc lôùp thanh coát theùp ngoaøi bieân treân toaøn boä chieàu daøi coät. g = = Sau khi tra baûng ñöôïc giaù trò : . Caùch tính Pry hoaøn toaøn töông töï . Töø ñoù tính ñöôïc f.Prx. - Xaùc ñònh f.Po, tra ñoà thò öùng vôùi rt vöøa tìm ñöôïc ôû treân, chuù yù vì e = 0 neân caét truïc thaúng ñöùng taïi ñaâu thì ñoù laø giaù trò caàn tìm Tính : = + - - Xaùc ñònh theo coâng thöùc (b) (b) - Xaùc ñònh Mrx vaø Mry : Söùc khaùng tính toaùn theo truïc x vaø y (Nmm) Mrx = j . As . fy . (ds - ) Trong ñoù : j = 0.9 vôùi caáu kieän chòu uoán . ds : Khoaûng caùch töø troïng taâm coát theùp tôùi meùp ngoaøi vuøng chòu neùn (tröø ñi lôùp bao toâng baûo veä vaø ñöôøng kính thanh theùp ) . fy : Giôùi haïn chaûy cuûa theùp . As : Boá trí sô boä roái tính dieän tích theùp caàn duøng theo caû 2 phöông. c = a = c b1; b1 = 0.85. b : Beà roäng maët caét (theo moãi phöông laø khaùc nhau). 1.2. Kieåm toaùn khaû naêng chòu caét cuûa maët caét : - Coâng thöùc kieåm toaùn : Trong ñoù : +) j : heä soá söùc khaùng caét ñöôïc xaùc ñònh theo quy ñònh trong baûng 5.5.2.2-1, j = 0.9 vôùi keát caáu BTCT thoâng thöôøng . +) Vn : Söùc khaùng caét danh ñònh ñöôïc xaùc ñònh theo quy ñònh cuûa ñieàu 5.8.3.2. Vôùi : +) +) +) +) dv : Chieàu cao chòu caét coù hieäu ñöôïc xaùc ñònh trong ñieàu 5.8.2.7 , Laáy dv = 0,72. h . +) bv : Beà roäng buïng coù hieäu,laáy baèng beà roäng lôùn nhaát trong chieàu cao dv. +) S : Cöï ly coát theùp ñai . +)b : Heä soá chæ khaû naêng beâtoâng bò nöùt cheùo truyeàn löïc keùo ñöôïc quy ñònh trong ñieàu 5.8.3.4,laáy b= 2 +) q : Goùc nghieâng cuûa öùng suaát neùn cheùo ñöôïc xaùc ñònh trong ñieàu 5.8.3.4. Laáy q = 45o +) a : Goùc nghieâng cuûa coát theùp ñai ñoái vôùi truïc doïc (ñoä).Neáu coát ñai thaúng ñöùng, a = 900. +) Av : Dieän tích coát theùp chòu caét trong cöï ly S (mm2). +) VP : Thaønh phaàn löïc öùng suaát coù hieäu treân höôùng löïc caét taùc duïng laø döông neáu ngöôïc chieàu löïc caét (N).Vôùi keát caáu BTCT thöôøng VP = 0 1.3. Kieåm toaùn khaû naêng choáng nöùt cuûa maët caét: - Söû duïng taûi troïng ñöôïc toå hôïp theo TTGH söû duïng,töùc laø taûi troïng tieâu chuaån. +) Tónh taûi khoâng xeùt heä soá taûi troïng. +) Hoaït taûi khoâng xeùt heä soá taûi troïng,heä soá xung kích. - Ñieàu kieän kieåm toaùn : Caùc caáu kieän ñöôïc thieát keá sao cho öùng suaát keùo trong coát theùp chòu keùo ôû TTGH söû duïng fsa phaûi thoaû maõn: Trong ñoù: +) dC : Chieàu cao phaàn beâoâtng tính töø thôù chòu keùo ngoaøi cuøng ñeán taâm cuûa thanh theùp hay sôïi theùp ñaët gaàn meùp beâtoâng nhaát.Muïc ñích laø nhaèm ñaûm baûo chieàu daøy thöïc cuûa lôùp beâtoâng baûo veä dc < 5 cm. +) Abt : Dieän tích phaàn beâoâtng coù cuøng troïng taâm vôùi coát theùp tchuû chòu keùo vaø ñöôïc bao bôûi caùc maët ngang vaø caùc ñöôøng thaúng song song vôùi TTH cuûa maët caét. Vôùi : +) Nthanh : Soá thanh theùp thöôøng chòu keùo trong phaïm vi Abt. +) Z : Thoâng soá beà roäng veát nöùt (N/mm).Z ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: - Ñoái vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng thoâng thöôøng Z 30000 N/mm = 30 T/cm - Ñoái vôùi ñieàu kieän moâi tröôøng khaéc nghieät Z 23000 N/mm = 23 T/cm - Ñoái vôùi keát caáu vuøi döôùi ñaát Z17500N/mm =17,5 T/cm Gæa söû ta thieát keá cho keát caáu daàm chuû trong ñieàu kieän moâi tröôøng bình thöôøng khi ñoù ta laáy thoâng soá beà roäng veát nöùt : Z = 25000 N/mm = 25 T/cm - ÖÙng suaát trong coát theùp chòu keùo ñöôïc tính theo coâng thöùc : Trong ñoù : +) MTC : Moâmen taïi maët caét theo TTGH söû duïng. +) AS : Dieän tích coát theùp chòu keùo boá trí. +) dS : Chieàu cao coù hieäu cuûa maët caét . +) j : Thoâng soá tính toaùn : j = 1- k/3 VK ñöôïc tính theo coâng thöùc : +) r : Haøm löôïng coát theùp chòu keùo boá trí : +) n : Tæ soá giöõa moâñun ñaøn hoài cuûa theùp vôùi moâñun ñaøn hoài cuûa beâtoâng: 2. Kieåm toaùn maët caét ñænh beä: 2.1. Xaùc ñònh coâng thöùc kieåm toaùn : Xaùc ñònh theo TTGH cöôøng ñoä I Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Löïc neùn taùc duïng leân maët caét Pu 47513 KN Heä soá söùc khaùng theo ñieàu kieän chòu neùn j 0.75 Dieän tích maët caét nguyeân Ag 16.8 m2 Giaù trò kieåm tra 0,1.j.fc.Ag 50400 KN Kieåm tra theo ñieàu kieän Uoán 2 phöông Ñaùnh giaù hieäu öùng ñoä maûnh trong caáu kieän chòu neùn Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Chieàu daøi khoâng töïa cuûa caáu kieän chòu neùn lu 10 m Baùn kính quaùn tính theo phöông x rx 2.41 cm4 Baùn kính quaùn tính theo phöông y ry 0.87 cm4 Heä soá chieàu daøi höõu hieäu theo phöông x Kx 2 Heä soá chieàu daøi höõu hieäu theo phöông y Ky 2 Tæ soá ñoä maûnh theo phöông x Kx.lu/rx 8.29 <22 Tæ soá ñoä maûnh theo phöông y Ky.lu/ry 23.09 >22 Heä soá khueách ñaïi moâmen theùp phöông x 1 Heä soá khueách ñaïi moâmen theùp phöông y 1.005 - Boá trí coát theùp vaø kieåm toaùn Do Pu < 0.1 f f'c Ag neân kieåm tra theo ñieàu kieän: Boá trí coát theùp theo phöông x : Ta choïn f20 vôùi khoaûng caùch a=20cm Boá trí coát theùp theo phöông y : Ta choïn f20 vôí khoaûng caùch a=20cm - Xaùc ñònh Mrx Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Heä soá söùc khaùng j 0.9 Dieän tích coát theùp thöôøng chòu keùo As 353.87 cm2 K/c töø taâm coát theùp chòu keùo tôùi meùp chòu keùo ats 10 cm K/c töø taâm coát theùp chòu neùn tôùi meùp chòu keùo ds 550 cm Giôùi haïn chaûy cuûa coát theùp thöôøng fy 420 Mpa Chieàu daøy khoái öùng suaát töông ñöông a 19.43 cm K/c töø TTH ñeán maët chòu neùn c 23.25 cm Söùc khaùng uoán danh ñònh theo phöông x Mnx 79497.073 KN.m Söùc khaùng uoán tính toaùn theo phöông x Mrx 72270.067 KN.m - Xaùc ñònh Mry Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Heä soá söùc khaùng j 0.9 Dieän tích coát theùp thöôøng chòu keùo As 482.55 cm2 K/c töø taâm coát theùp chòu keùo tôùi meùp chòu keùo ats 10 cm K/c töø taâm coát theùp chòu neùn tôùi meùp chòu keùo ds 290 cm Giôùi haïn chaûy cuûa coát theùp thöôøng fy 420 Mpa Chieàu daøy khoái öùng suaát töông ñöông a 10.41 cm K/c töø TTH ñeán maët chòu neùn c 12.24 cm Söùc khaùng uoán danh ñònh theo phöông y Mny 57142.697 KN.m Söùc khaùng uoán tính toaùn theo phöông y Mry 51947.906 KN.m Kieåm toaùn vôùi caùc toå hôïp : vì Pmax<0.1 f f'c Ag neân taát caû caùc toå hôïp ñeàu kieåm tra theo coâng thöùc uoán theo 2 phöông. TTGH Muy Mux Muy/Mry Mux/Mrx A Kieåm tra KNm KNm A < 1 Söû duïng 1920.3 3816.4 0.036966 0.0528075 0.089773 Thoûa Cöôøng ñoä I 3156.62 0.00 0.060765 0 0.060765 Thoûa Cöôøng ñoä II 0.00 6367.95 0 0.0881132 0.088113 Thoûa Cöôøng ñoä III 2546.67 335.204 0.049024 0.0046382 0.053662 Thoûa Ñaëc bieät 5048.5 10097.0 0.097184 0.1397121 0.236896 Keát luaän : Maët caét ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc. 2.2. Kieåm toaùn khaû naêng chòu caét cuûa tieát dieän : Choïn coát ñai coù f 16 böôùc coát ñai s = 20cm - Theo phöông y : Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Heä soá söùc khaùng f 0.9 Chieàu cao chòu caét höõu hieäu dv 403.2 cm Chieàu roäng chòu caét höõu hieäu bv 300 cm Heä soá chæ khaû naêng bò nöùt cheùo b 2 Goùc nghieâng cuûa öùng suaát neùn cheùo q 45 Ñoä Goùc nghieâng cuûa coát theùp ngang vôùi truïc doïc a 90 Ñoä Dieän tích coát ñai chòu caét trong cöï li sx Av 4.02 cm2 Söùc khaùng caét danh ñònh trong beâtoâng Vcy 347.7847 KN Söùc khaùng caét danh ñònh cuûa coát theùp Vsy 3410.367 KN 0.25.f’c.bv.dv Vny2 90720 KN Söùc khaùng caét danh ñònh cuûa maët caét Vny 3758.152 KN Söùc khaùng caét tính toaùn cuûa maët caét Vry 3382.337 KN - Theo phöông x: Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Heä soá söùc khaùng f 0.9 Chieàu cao chòu caét höõu hieäu dv 216 cm Chieàu roäng chòu caét höõu hieäu bv 560 cm Heä soá chæ khaû naêng bò nöùt cheùo b 2 Goùc nghieâng cuûa öùng suaát neùn cheùo q 45 Ñoä Goùc nghieâng cuûa coát theùp ngang vôùi truïc doïc a 90 Ñoä Dieän tích coát ñai chòu caét trong cöï li sx Av 4.02 cm2 Söùc khaùng caét danh ñònh trong beâtoâng Vcx 347.7847 KN Söùc khaùng caét danh ñònh cuûa coát theùp Vsx 1826.974 KN 0.25.f’c.bv.dv Vnx2 90720 KN Söùc khaùng caét danh ñònh cuûa maët caét Vnx 2174.759 KN Söùc khaùng caét tính toaùn cuûa maët caét Vrx 1957.283 KN Keát quaû tính theo TTGH: TTGH Doïc caàu Ngang Caàu Caùc toå hôïp Vux Vrx Kieåm tra Vuy Vry Kieåm tra Vrx>Vux Vry>Vuy KN KN KN KN Söû duïng 173 1957.283 Thoûa 821.2 3382.337 Thoûa Cöôøng ñoä I 284.38 1957.283 Thoûa 0.00 3382.337 Thoûa Cöôøng ñoä II 0.00 1957.283 Thoûa 1354.884 3382.337 Thoûa Cöôøng ñoä III 229.43 1957.283 Thoûa 71.32 3382.337 Thoûa Ñaëc bieät 1150.0 1957.283 Thoûa 2300.0 3382.337 Thoûa Keát luaän : Maët caét ñaûm baûo khaû naêng chòu caét. 2.3. Kieåm toaùn khaû naêng choáng nöùt cuûa maët caét: Söû duïng TTGH söû duïng ñeå tính toaùn: Theo phöông x : Mtcmax= 1920.3 KNm Kí hieäu Mtc(Tm) Es/Ec z(T/cm) As(cm2) r(%) Giaù trò 1920.3 6.35 25 482.55 0.199 Kí hieäu k j 0.6fy(T/cm2) fa(T/cm2) fs(T/cm2) Giaù trò 0.77 0.74 2.52 2.5 0.23 - Kieåm tra öùng suaát söû duïng trong coát theùp chòu keùo : Ta coù fsa =2.5 T/cm2 Ñaït Ta coù fs = 0.23 T/cm2 Ñaït Keát luaän : Maët caét ñaûm baûo khaû naêng chòu choáng nöùt. Theo phöông y: Mtcmax= 3816.4 KNm Kí hieäu Mtc(Tm) Es/Ec z(T/cm) As(cm2) r(%) Giaù trò 3816.4 6.35 25 353.87 0.141 Kí hieäu k j 0.6fy(T/cm2) fa(T/cm2) fs(T/cm2) Giaù trò 0.71 0.76 2.52 1.6 0.37 - Kieåm tra öùng suaát söû duïng trong coát theùp chòu keùo : Ta coù fsa =1.6 T/cm2 Ñaït Ta coù fs = 0.37T/cm2 Ñaït Keát luaän : Maët caét ñaûm baûo khaû naêng chòu choáng nöùt. 3. Kieåm toaùn maët caét ñaùy beä : BAÛNG TOÅ HÔÏP TAÛI TROÏNG TAÏI MAËT CAÉT ÑAÙY BEÄ TTGH Gravity Doïc caàu Ngang caàu N Hx My Hy Mx KN KN KNm KN KNm Söû duïng 37563.4 173 2266.3 812.2 5441.74 Cöôøng ñoä I 49913.0 284.38 3725.378 0.00 0.00 Cöôøng ñoä II 43041.1 0.00 0.00 1354.884 9077.723 Cöôøng ñoä III 48342.3 229.43 3005.533 71.32 477.844 Ñaëc bieät 45920.6 1150.0 2748.5 2300.0 5497.0 3.1. Xaùc ñònh coâng thöùc kieåm toaùn: Xaùc ñònh theo TTGH cöôøng ñoä I Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Löïc neùn taùc duïng leân maët caét Pu 49913 KN Heä soá söùc khaùng theo ñieàu kieän chòu neùn j 0.75 Dieän tích maët caét nguyeân Ag 40 m2 Giaù trò kieåm tra 0,1.j.fc.Ag 90000 KN Kieåm tra theo ñieàu kieän Uoán 2 phöông - Ñaùnh giaù hieäu öùng ñoä maûnh trong caáu kieän chòu neùn Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Chieàu daøi khoâng töïa cuûa caáu kieän chòu neùn lu 12 m Baùn kính quaùn tính theo phöông x rx 2.77 cm4 Baùn kính quaùn tính theo phöông y ry 3.81 cm4 Heä soá chieàu daøi höõu hieäu theo phöông x Kx 2 Heä soá chieàu daøi höõu hieäu theo phöông y Ky 2 Tæ soá ñoä maûnh theo phöông x Kx.lu/rx 9.38 <22 Tæ soá ñoä maûnh theo phöông y Ky.lu/ry 6.82 >22 Heä soá khueách ñaïi moâmen thep phöông x 1 Heä soá khueách ñaïi moâmen thep phöông y 1 - Boá trí coát theùp vaø kieåm toaùn Do Pu < 0.1 f f'c Ag neân kieåm tra theo ñieàu kieän: Boá trí coát theùp theo phöông x : Ta boá trí thanh keïp ñoâi f20 vôùi khoaûng caùch a=20cm Boá trí coát theùp theo phöông y : Ta boá trí thanh keïp ñoâi f20 vôí khoaûng caùch a=20cm - Xaùc ñònh Mrx Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Heä soá söùc khaùng j 0.9 Dieän tích coát theùp thöôøng chòu keùo As 95.362 cm2 K/c töø taâm coát theùp chòu keùo tôùi meùp chòu keùo ats 10 cm K/c töø taâm coát theùp chòu neùn tôùi meùp chòu keùo ds 790 cm Giôùi haïn chaûy cuûa coát theùp thöôøng fy 420 Mpa Chieàu daøy khoái öùng suaát töông ñöông a 0.34 cm K/c töø TTH ñeán maët chòu neùn c 0.4 cm Söùc khaùng uoán danh ñònh theo phöông x Mnx 30960.33 KN.m Söùc khaùng uoán tính toaùn theo phöông x Mrx 27864.2 KN.m - Xaùc ñònh Mry Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Heä soá söùc khaùng j 0.9 Dieän tích coát theùp thöôøng chòu keùo As 476.81 cm2 K/c töø taâm coát theùp chòu keùo tôùi meùp chòu keùo ats 10 cm K/c töø taâm coát theùp chòu neùn tôùi meùp chòu keùo ds 490 cm Giôùi haïn chaûy cuûa coát theùp thöôøng fy 420 Mpa Chieàu daøy khoái öùng suaát töông ñöông a 0.982 cm K/c töø TTH ñeán maët chòu neùn c 1.155 cm Söùc khaùng uoán danh ñònh theo phöông y Mny 88294.74 KN.m Söùc khaùng uoán tính toaùn theo phöông y Mry 79465.25 KN.m Kieåm toaùn vôùi caùc toå hôïp : vì Pmax<0.1 f f'c Ag neân taát caû caùc toå hôïp ñeàu kieåm tra theo coâng thöùc uoán theo 2 phöông. TTGH Muy Mux Muy/Mry Mux/Mrx A Kieåm tra KNm KNm A < 1 Söû duïng 2266.3 5441.74 0.189184 0.028519 0.217704 Thoûa Cöôøng ñoä I 3725.378 0.00 0 0.046881 0.046881 Thoûa Cöôøng ñoä II 0.00 9077.723 0.315591 0 0.315591 Thoûa Cöôøng ñoä III 3005.533 477.844 0.016612 0.037822 0.054434 Thoûa Ñaëc bieät 2748.5 5497.0 0.191106 0.034587 0.225693 Thoûa - Keát luaän : Maët caét ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc. 3.2. Kieåm toaùn khaû naêng chòu caét cuûa tieát dieän: Toå hôïp tính toaùn laø TTGH cöôøng ñoä I vôùi löïc doïc truïc N=Vu= 49913.0KN Choïn coát ñai coù f 16 böôùc coát ñai sx=20cm,coù 16 voøng ñai. Teân goïi caùc ñaïi löôïng Kí hieäu Giaù trò Ñôn vò Heä soá söùc khaùng f 0.9 Chieàu cao chòu caét höõu hieäu dv 576 cm Chieàu roäng chòu caét höõu hieäu bv 500 cm Heä soá chæ khaû naêng bò nöùt cheùo b 2 Goùc nghieâng cuûa öùng suaát neùn cheùo q 45 Ñoä Goùc nghieâng cuûa coát theùp ngang vôùi truïc doïc a 90 Ñoä Dieän tích coát ñai chòu caét trong cöï li sx Av 63.55 cm2 Söùc khaùng caét danh ñònh trong beâtoâng Vcy 828.059 KN Söùc khaùng caét danh ñònh cuûa coát theùp Vsy 65916.1 KN 0.25.f’c.bv.dv Vny2 216000 KN Söùc khaùng caét danh ñònh cuûa maët caét Vny 66744.16 KN Söùc khaùng caét tính toaùn cuûa maët caét Vry 60069.74 KN Löïc caét tính toaùn Vu 49913 KN Kieåm tra : Vr > Vu Ñaït Keát luaän : Maët caét ñaûm baûo khaû naêng chòu caét. 3.3. Kieåm toaùn khaû naêng choáng nöùt cuûa maët caét: Söû duïng TTGH söû duïng ñeå tính toaùn: Theo phöông x : Mtcmax= 2266.3 KNm Kí hieäu Mtc(Tm) Es/Ec z(T/cm) As(cm2) r(%) Giaù trò 2266.3 6.35 25 707.74 0.056 Kí hieäu k j 0.6fy(T/cm2) fa(T/cm2) fs(T/cm2) Giaù trò 0.56 0.81 2.52 2.24 0.06 - Kieåm tra öùng suaát söû duïng trong coát theùp chòu keùo : Ta coù fsa =2.24 T/cm2 Ñaït Ta coù fs = 0.4 T/cm2 Ñaït Keát luaän : Maët caét ñaûm baûo khaû naêng chòu choáng nöùt. Theo phöông y: Mtcmax= 5441.74 KNm Kí hieäu Mtc(Tm) Es/Ec z(T/cm) As(cm2) r(%) Giaù trò 5441.74 6.35 25 386.04 0.03 Kí hieäu k j 0.6fy(T/cm2) fa(T/cm2) fs(T/cm2) Giaù trò 0.46 0.85 2.52 1.64 0.23 - Kieåm tra öùng suaát söû duïng trong coát theùp chòu keùo : Ta coù fsa =1.64 T/cm2 Ñaït Ta coù fs = 0.23 T/cm2 Ñaït Keát luaän : Maët caét ñaûm baûo khaû naêng chòu choáng nöùt. IV. TÍNH NEÀN MOÙNG TRUÏ CAÀU: - Moùng beä truï ñöôïc thieát keá vôùi moùng coïc khoan nhoài coù D = 100 cm. - Taûi troïng duøng ñeå tính toaùn thieát keá neàn moùng laø giaù trò max trong caùc toå hôïp taûi troïng treân,cuï theå nhö sau: + Theo phöông doïc caàu: V = 4991.3 T. Hx = 28.438 T. My = 372.5378 T. + Theo phöông ngang caàu: Hy = 135.4884 T. Mx = 907.7723 T. 5.1. Soá lieäu ñòa chaát : Ñòa chaát nôi ñaët truï : Lôùp 1: laø taàng ñaát seùt chaûy meàm yeáu deå bò bieán daïng khi coù löïc taùc ñoäng maïnh. Ñoä aåm : W = 42.98% Dung troïng töï nhieân : gw = 1.76 G/cm3. Tyû troïng : D = 2.70 Heä soá roång : e0 = 1.18 Goùc ma saùt trong : j = 6044 Löïc dính : C = 0.038 kG/cm2. Ñoä seät B = 1 Lôùp 2 : laø taàng ñaát seùt xen keïp caùc thaáu kính aù seùt vaø caùt traïng thaùi deûo cöùng ñeán cöùng coù söùc chòu löïc khaù toát. Ñoä aåm : W = 28.23% Dung troïng töï nhieân : gw = 1.90 G/cm3. Tyû troïng : D = 2.69 Heä soá roång : e0 = 0.81 Goùc ma saùt trong : j = 15027 Löïc dính : c = 0.089 kG/cm2. Ñoä seät B = 0.4 Lôùp 3 : laø taàng caùt naèm ôû döôùi töø cao trình –33m trôû xuoáng coù söùc chòu löïc toát. Neân ñaët moùng coâng trình vaøo taàng 3 laø ñaûm baûo coâng trình oån ñònh vaø beàn laâu. Ñoä aåm : W = 26.22% Dung troïng töï nhieân : gw = 1.92 G/cm3. Tyû troïng : D = 2.67 Heä soá roång : e0 = 0.75 Goùc ma saùt trong : j = 2303 Löïc dính : c = 0.014 kG/cm2. 5.2. Söùc chòu taûi cuûa coïc : Maùc beâ toâng M#300, E = 2.52*106 (T/m2). Momen quaùn tính cuûa tieát dieän ngang coïc Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc : Chu vi tieát dieän ngang cuûa coïc : Söùc chòu taûi tính toaùn cho pheùp cuûa coïc: Tính söùc khaùng beân : Vieäc tính toaùn söùc khaùng beân ñöôïc trình baøy theo baûng beân döôùi : BAÛNG GIAÙ TRÒ SÖÙC KHAÙNG BEÂN CUÛA COÏC. zi (m) hi (m) fi (T/m2) fi*hi (T/m) mf mf* fi*hi (T/m) åmf* fi*hi (T/m) u (m) uåmf* fi*hi (T/m) 1 2 0.6 1.2 0.6 0.72 115.587 3.142 363.1739 3 2 0.6 1.2 0.6 0.72 5 2 0.6 1.2 0.6 0.72 7 2 0.6 1.2 0.6 0.72 9 2 0.6 1.2 0.6 0.72 9.5 1 0.6 0.6 0.6 0.36 11 2 0.6 1.2 0.6 0.72 13 2 0.6 1.2 0.6 0.72 15 2 0.6 1.2 0.6 0.72 17 2 0.6 1.2 0.6 0.72 19 2 5.3 10.6 0.6 6.36 21 2 5.7 11.4 0.6 6.84 23 2 5.9 11.8 0.6 7.08 25 2 4.4 8.8 0.6 5.28 27 2 4.45 8.9 0.6 5.34 29 2 4.5 9 0.6 5.4 31 2 4.65 9.3 0.6 5.58 33 2 4.7 9.4 0.6 5.64 35 2 7 14 0.6 8.4 37 2 7 14 0.6 8.4 39 2 7 14 0.6 8.4 39.5 1 7 7 0.6 4.2 Söùc choáng tính toaùn R cuûa ñaát döôùi muõi coïc – Do muõi coïc ñaët trong ñaát caùt neân söùc khaùng muõi ñöôïc tính theo coâng thöùc . Caùc heä soá khoâng thöù nguyeân ñöôïc xaùc ñònh theo baûng 6.7 saùch “ Moät soá vaán ñeà thieát keá vaø tính toaùn moùng coïc – TS.Leâ Ñöùc thaéng), tuyø thuoäc vaøo vò trí tính toaùn cuûa goùc ma saùt trong cuûa ñaát neàn. : Trò tính toaùn cuûa troïng löôïng theå tích ñaát . : Trò tính toaùn trung bình theo caùc lôùp cuûa troïng löôïng theå tích ñaát naèm phía treân muõi coïc nhoài. d :Ñöôøng kính cuûa coïc nhoài . h :Chieàu saâu cuûa muõi coïc nhoài tính töø ñòa hình töï nhieân. Troïng löôïng theå tích tính ñoåi cuûa ñaát naèm phía treân muõi coïc: Troïng löôïng rieâng cuûa ñaát döôùi muõi coïc ( coùxeùt ñaåy noåi ) : Ta tìm ñöôïc söùc choáng tính toaùn cuûa ñaát ôû maët phaüng muõi coïc : Söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa coïc: Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc : Φcp = Φgh/1.4 = 299.861 T Soá coïc caàn thieát : Nct = V/Фcp = 6.05 (coïc) Soá coïc choïn : Nc = β*Nct = 8.47 (coïc) Vôùi β laø heä soá tin caäy phuï thuoäc vaøo soá coïc laøm vieäc trong heä coïc β = 1.4. Vaäy ta choïn thieát keá 8 coïc. SÔ ÑOÀ BOÁ TRÍ COÏC 5.3. Tính noäi löïc trong coïc : Chieàu cao aûnh höôûng : Heä soá tyû leä cuûa heä soá neàn : Seùt chaûy ; B = 1 Þ m = 65 T/m4. d = 1 m >0,6 m Þ Trong ñoù : k1 = 0,9 – Heä soá hình daïng tieát dieän ngang cuûa coïc. k2 = 0,65 – Heä soá phuï thuoäc vaøo soá löôïng coïc trong haøng, haøng naøy coù maët phaúng song song vôùi maët phaúng taùc duïng cuûa ngoaïi löïc. E = 3,15.106 T/m2. Heä soá bieán daïng : Heä soá neàn thaúng ñöùng : > Heä soá : Tính chuyeån vò vaø goùc xoay taïi maët ñaát khi coïc chòu löïc ñôn vò : Tính chuyeån vò vaø goùc xoay taïi ñaàu coïc döôùi taùc duïng cuûa löïc ñôn vò : Tính phaûn löïc taïi ñaàu coïc : Tính heä soá cuûa caùc aån soá trong phöông trình chính taéc : Thieát laäp phöông trình chính taéc : Do moùng goàm nhöõng coïc thaúng neân Tính chuyeån vò beä coïc : Chuyeån vò beä coïc tìm ñöôïc baèng caùch giaûi heä phöông trình chính taéc treân : Tính noäi löïc treân ñaàu coïc : Löïc doïc truïc : Löïc caét : Momen : Kieåm tra keát quaû tính noäi löïc nhôø vaøo ba phöông trình caân baèng tónh : Sai soá : Sai soá : Sai soá : 5.4. Kieåm tra khaû naêng chòu taûi cuûa coïc : Ñieàu kieän : Ta coù : Ñaït. 5.5. Kieåm tra ñieàu kieän beàn taïi maët phaúng muûi coïc : Trò trung bình gia quyeàn goùc ma saùt trong: Goùc kheách taùn : Kích thöôùc ñaùy moùng cuûa khoái moùng quy öôùc : Dieän tích ñaùy khoái moùng quy öôùc Momen khaùng uoán : Theå tích khoái moùng quy öôùc : Troïng löôïng khoái moùng qui öôùc : Troïng löôïng cuûa khoái moùng qui öôùc coù theå tính moät caùch gaàn ñuùng vôùi giaû thuyeát coi khoái moùng qui öôùc coù troïng löôïng theå tích tính ñoåi gtñ = 2T/m3. Toång aùp löïc thaúng ñöùng taïi maët phaúng muõi coïc : Öùng suaát lôùn nhaát taïi ñaùy moùng : Söùc chòu taûi cuûa neàn ñaát taïi maët phaúng muõi coïc : Do b = 8m >6 m, neân laáy b = 6 m ñeå tính. Caùt mòn . Traïng thaùi chaët. Þ R’=4,5 kG/cm2=45T/m2 Caùt mòn Þ k1 = 0.1 m-1 k2 = 0.3 h = 39.69 m. Troïng löôïng rieâng trung bình cuûa ñaát (coù xeùt ñaåy noåi) - Ñieàu kieän beàn : Ñaït. 5.6. Tính luùn cuûa nhoùm coïc : Ñoä luùn cuûa nhoùm coïc ñöôïc tính baèng phöông phaùp coäng töøng lôùp. ÖÙng suaát ñaùy moùng : ÖÙng suaát do troïng löôïng baûn thaân ( tính töø maët ñaát ñeán muõi coïc ): Trong ñoù : gi – Troïng löôïng rieâng cuûa lôùp ñaát thöù i. hi – Chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i. Vieäc tính toaùn öùng suaát do troïng löôïng baûn thaân ñöôïc trình baøy theo bang beân döoùi : BAÛNG ÖÙNG SUAÁT DO TROÏNG LÖÔÏNG BAÛN THAÂN ( TÍNH ÑEÁN MUÕI COÏC ) CHIEÀU DAØY TAÀNG ÑAÁT hi (m) 11 6 8 14.69 gi  (T/m3) 1.65 1.92 1.9 1.92  (T/m2) 18.15 29.67 44.87 73.0748 Aùp löïc gaây luùn : Öùng suaát gaây luùn : Trong ñoù : k – Heä soá tra bang phuï thuoäc vaøo l/b vaø z/b. p – Aùp löïc gaây luùn. Ta coù : l = 14,559 m b = 11,559 m Þ Quaù trình tính toaùn ñöôïc trình baøy theo baûng beân döôùi : BAÛNG TRÒ SOÁ ÖÙNG SUAÁT GAÂY LUÙN CHIEÀU DAØY TAÀNG ÑAÁT GAÂY LUÙN hi (m) CHIEÀU SAÂU TÖÙ MAËT ÑAÁT ÑEÁN ÑAÙY LÔÙP hi (m) CHIEÀU SAÂU TÖØ MUÕI COÏC z (m) p (T/m2) l/b z/b k (T/m2) (T/m2) 0 39.69 0 24.0732 1.259 0 1 24.073 23.772 1 40.69 1 24.0732 1.259 0.087 0.975 23.471 22.893 1 41.69 2 24.0732 1.259 0.173 0.927 22.315 21.870 1 42.69 3 24.0732 1.259 0.26 0.89 21.425 20.727 1 43.69 4 24.0732 1.259 0.346 0.832 20.028 18.740 1 44.69 5 24.0732 1.259 0.433 0.725 17.453 16.995 1 45.69 6 24.0732 1.259 0.519 0.687 16.538 16.598 1 46.69 7 24.0732 1.259 0.606 0.642 16.058 BAÛNG ÖÙNG SUAÁT DO TROÏNG LÖÔÏNG BAÛN THAÂN (TÍNH TÖØ MUÕI COÏC TRÔÛ XUOÁNG) CHIEÀU DAØY TAÀNG ÑAÁT hi (m) CHIEÀU SAÂU TÖÙ MAËT ÑAÁT ÑEÁN ÑAÙY LÔÙP hi (m) TROÏNG LÖÔÏNG RIEÂNG gi (T/m3) ÖÙNG SUAÁT BAÛN THAÂN (T/m2) 1 40.69 1.92 74.9948 1 41.69 1.92 76.9148 1 42.69 1.92 78.8348 1 43.69 1.92 80.7548 1 44.69 1.92 82.6748 1 45.69 1.92 84.5948 1 46.69 1.92 86.5148 BIEÅU ÑOÀ ÖÙNG SUAÁT Xaùc ñònh vò trí vuøng chòu neùn luùn. Ñöôøng giôùi haïn neùn luùn naèm ôû ñoä saâu coù (sai soá cho pheùp 0,5 T/m2) Taïi vò trí ñoä saâu 46,69 m (tính töø maët ñaát töï nhieân) coù : Töùc laø 0,2sbt = sgl. Vaäy ñöôøng giôùi haïn neùn luùn ôû ñoä saâu 46,69 m. Moñun bieán daïng : Ñoä luùn cuûa nhoùm coïc : Ñoä luùn cho pheùp : vì S = 2,3 cm < [S] = 12,093 cm Þ Ñaït. 7.Tính toaùn coát theùp cho coïc: Ta chia coïc ra laøm 4 ñoaïn ;moãi ñoaïn daøi 10 m. Ñaëc tröng vaät lieäu : Beâtoâng caáp 30 coù moñun ñaøn hoài: = 29440.08747 Mpa f'c = 30 Mpa Coát theùp caáp 60 coù moñun ñaøn hoài : Es = 200000 Mpa fy = 420 Mpa fu = 730 Mpa L = 10 m D = 1m Momen duøng thieát keá theùp laø moâmen taïi moãi ñaàu coïc: M = 20.524 Tm - Moâmen tính toaùn : Mn = M/Ф = 22.804 Tm - Haøm löôïng coát theùp toái thieåu, toái ña: = 0.0033 = 0.0225674 Trong ñoù : (Do 28<f'c<56MPa) = 0.835714286 Ta giaû thieát choïn ρ=0.5ρmax = 0.0112837 Chieàu daøy lôùp beâtoâng baûo veä i : i = 25 mm d = 975 mm Vaäy As = 11001.612 mm2 Choïn boá trí 16 N25 coù ñöôøng kính 25 mm. As = 10500 mm2 = 16.470588 = 26.654329 T/m2 Haøm löôïng coát theùp yeâu caàu: = 0.000638 Do ρyc <ρmin neân laáy ρ = ρmin = 0.0033 Chieàu daøy lôùp beâtoâng baûo veä i : i = 50 mm d = 950 mm Vaäy As = 3166.6667 mm2 Choïn boá trí 8 N25 coù ñöôøng kính 25 mm. As = 4000 mm2 Khi ñoù haøm löôïng coát theùp thöïc teá laø = 0.0042105 Kieåm tra khaû naêng chòu löïc: = 15.40658824 Tm Ta coù Mntt = 20.524 Tm > Mn = 15.407 Tm (thoûa). Tuy nhieân ñeå ñaûm baûo chaát löôïng cuûa coïc khoan nhoài.Ta choïn boá trí 16N25 coù ñöôøng kính 25mm.