thiết kế cầu qua sông với phương án '' dầm bê tông cốt thép'', chương 20

Chia sẻ: Duong Thi Tuyet Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

217
lượt xem 58
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (theo điều 5.7.3.3.1) Công thức kiểm tra : Trong đó : : Khoảng cách có hiệu tương ứng từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm của de cốt thép chịu kéo (mm). de được tính theo công thức sau (bỏ qua cốt thép thường) : de A PS .fPS d p A PS .fPS As – diện tích cốt thép chịu kéo không dự ứng lực fy – giới hạn chảy quy định của cốt thép ds – khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không dự...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: thiết kế cầu qua sông với phương án '' dầm bê tông cốt thép'', chương 20

Chương 20: KiÓm tra l-îng cèt thÐp - KiÓm tra l-îng cèt thÐp tèi ®a (theo ®iÒu 5.7.3.3.1) C«ng thøc kiÓm tra : c  0.42 de Trong ®ã : de : Kho¶ng c¸ch cã hiÖu t-¬ng øng tõ thí nÐn ngoµi cïng ®Õn träng t©m cña cèt thÐp chÞu kÐo (mm). de ®-îc tÝnh theo c«ng thøc sau (bá qua cèt thÐp th-êng) : A PS .fPS d p de  A PS .fPS As – diÖn tÝch cèt thÐp chÞu kÐo kh«ng dù øng lùc fy – giíi h¹n ch¶y quy ®Þnh cña cèt thÐp ds – kho¶ng c¸ch tõ thí nÐn ngoµi cïng ®Õn träng t©m cèt thÐp chÞu kÐo kh«ng dù øng lùc TÝnh to¸n bá qua cèt thÐp th-êng, do vËy de = dp Aps dp de MÆt c¾t c c/de KÕt luËn (mm2) (mm (mm) 23 98280 6491.5 2550.536 6491.500 0.393 §¹t 30 52920 3962.5 673.912 3962.500 0.170 §¹t 38(Mmax) 30800 2796.5 165.703 2796.500 0.059 §¹t 38(Mmin) 15120 2791.5 104.234 2791.500 0.037 §¹t - KiÓm tra l-îng cèt thÐp tèi thiÓu (theo ®iÒu 5.7.3.3.2) - BÊt kú mét mÆt c¾t nµo cña cÊu kiÖn chÞu uèn, l-îng cèt thÐp th-êng vµ cèt thÐp øng suÊt tr-íc chÞu kÐo ph¶i ®ñ ®Ó ph¸t triÓn søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n Mr. LÊy gi¸ trÞ nhá h¬n trong 2 gi¸ trÞ sau: + 1,2 lÇn søc kh¸ng nøt Mcr x¸c ®Þnh trªn c¬ së ph©n bè øng suÊt ®µn håi vµ c-êng ®é chÞu kÐo khi uèn fr cña bª t«ng theo quy ®Þnh ë ®iÒu 5.4.2.6 : Dèi víi bª t«ng cã tû träng th«ng th-êng :
f r  0.63 f ' c  0.63 40  3.984 MPa Trong ®ã Mcr ®-îc tÝnh b»ng c«ng thøc 5.7.3.6.2-2 cña 22TCN 272- 05 : Ig M cr  f r yt Mcr: søc kh¸ng nøt (Nmm) Ig : M«men qu¸n tÝnh t¹i tiÕt diÖn tÝnh to¸n (mm4) fr : C-êng ®é chÞu kÐo khi uèn (MPa). yt : Kho¶ng c¸ch tõ trôc trung hoµ tíi thí chÞu kÐo ngoµi cïng (mm). + 1,33 lÇn momen tÝnh to¸n cÇn thiÕt d-íi tæ hîp t¶i träng - c-êng ®é thÝch hîp quy ®Þnh trong b¶ng 3.4.1.1 (tæ hîp t¶i träng c-êng ®é 1). KiÓm tra hµm l-îng cèt thÐp tèi thiÓu Ig fr yt 1.2Mcr 1.33Mu Mn TiÕt diÖn KÕt luËn (m4) (Mpa) (m) (KNm) (KNm) (KNm) 23 104.307 3.984 3.038577 164113 945235.26 937005 §¹t 30 28.5483 3.984 1.67672 81399.23 270486.09 347318 §¹t 38(Mmax) 12.3111 3.984 1.127506 52200.76 78738.261 153980 §¹t 38(Mmin) 12.3111 3.984 1.872494 31432.23 14203.868 76576.6 §¹t 2.12.2.10.3 KiÓm to¸n søc kh¸ng c¾t cho tiÕt diÖn + Trong ph¹m vÞ ®å ¸n nµy ta chØ kiÓm to¸n cho tiÕt diÖn mÐp trô P3 (tiÕt diÖn 23) lµ tiÕt diÖn cã lùc c¾t lín. KiÓm to¸n theo c«ng thøc : Vu  Vn Trong ®ã:  : HÖ sè søc kh¸ng c¾t ®-îc x¸c ®Þnh theo quy ®Þnh 5.5.4.2.1, = 0.9. Vn : Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh ®-îc x¸c ®Þnh theo quy ®Þnh Vc  V s  V p  V n  min  0,25 f ' c bv d v  V p 
Víi : Vc  0,083 f ' c bv d v Av f y d v cot g  cot ng sin  Vs  s dv : ChiÒu cao chÞu c¾t cã hiÖu ®-îc x¸c ®Þnh trong ®iÒu 5.8.2.7 bv : BÒ réng bông cã hiÖu, lÊy b»ng bÖ réng nhá nhÊt trong chiÒu cao dv. s : Cù ly cèt thÐp ®ai. s = 250 mm  : HÖ sè chØ kh¶ n¨ng bªt«ng bÞ nøt chÐo truyÒn lùc kÐo ®-îc quy ®Þnh trong ®iÒu 5.8.3.4.  : Gãc nghiªng cña øng suÊt nÐn chÐo ®-îc x¸c ®Þnh trong ®iÒu 5.8.3.4 (®é). Khi tÝnh, gi¶ thiÕt tr-íc gãc , sau ®ã tÝnh c¸c gi¸ trÞ ®Ó tra b¶ng ng-îc l¹i  vµ , nÕu hai gi¸ trÞ  gÇn b»ng nhau th× cã thÓ chÊp nhËn ®-îc, nÕu kh«ng th× gi¶ thiÕt l¹i.  : Gãc nghiªng cña cèt thÐp ®ai ®èi víi trôc däc (®é). NÕu cèt ®ai th¼ng ®øng,  = 90 . 0 Av : DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu c¾t trong cù ly s (mm2). bv s Av min  0.083  f 'C fy VP : Thµnh phÇn lùc øng suÊt tr-íc cã hiÖu trªn h-íng lùc c¾t t¸c dông, lµ d-¬ng nÕu ng-îc chiÒu lùc c¾t (N). KiÓm to¸n cho tiÕt diÖn mÐp trô. M«men vµ lùc c¾t theo TTGHC§ I : Vu = -23184.9 KN, Mu= -710703.2 KNm 1) TÝnh Vp n V p  Astr . f p  Sin i i 1 Astr : DiÖn tÝch thÐp øng suÊt tr-íc trªn mÆt c¾t ngang cña tiÕt diÖn tÝnh to¸n. fp : øng suÊt trong c¸p sau mÊt m¸t, gi¸ trÞ øng víi mçi mÆt c¾t. i : Gãc lÖch cña c¸p i so víi ph-¬ng ngang, b»ng ®é dèc mÆt cÇu vµ cã gi¸ trÞ rÊt nhá nªn gÇn ®óng bá qua trong qu¸ trÝnh tÝnh to¸n. Vëy gÇn ®óng cã thÓ coi Vp = 0 2) X¸c ®Þnh dv vµ bv + ChiÒu cao chÞu c¾t dv: - ChiÒu cao chÞu c¾t cã hiÖu lÊy b»ng cù ly ®o th¼ng gãc víi trôc trung hoµ gi÷a hiÖu øng lùc do kÐo vµ nÐn do uèn, tøc lµ:
  0.9d e  0.9  5791.5  5265mm  d v  max  0.72h  0.72  6000  4320mm d  a  5791.5  886  5407 mm  e 2  2 Víi a = 1.c = 886 mm 1 ®· tÝnh ë phÇn tÝnh chÊt vËt liÖu, 1 = 0,6928 + BÒ réng chÞu c¾t cã hiÖu cña tiÕt diÖn bv - LÊy b»ng bÒ réng b¶n bông nhá nhÊt trong chiÒu cao dv ®-îc x¸c ®Þnh trong ®iÒu 5.8.2.7 (mm) Bá qua kh¶ n¨ng chÞu uèn cña thÐp th-êng do ®ã de = dP = 5791.50mm, h = 6000mm Nh- vËy dv = 5265 mm bv = 1200 mm Thay sè vµo ta tÝnh ®-îc : bv s 1200.250 Av min  0.083 x f 'c  0.083x 50  440mm 2  Avmin = 440 mm2 fy 400 3) X¸c ®Þnh  vµ  + §Ó x¸c ®Þnh ®-îc  vµ  ta ph¶i th«ng qua c¸c gi¸ trÞ sau v/f’c vµ x. Trong ®ã: v : øng suÊt c¾t trong bªt«ng Vu  V p v bv d v Vu  V p 20751.92  3.65    3.65MPa =>   0.073 bv d v 0.9 x1.2 x5.265 f 'c 50 Mu  0,5Vu cot g  A ps f po dv x  E s As  E p A ps Trong ®ã: f po : øng suÊt trong thÐp øng suÊt tr-íc khi øng suÊt trong bªt«ng xung quanh nã b»ng 0. Ep f po  f pe  f pc Ec fpe : øng suÊt cã hiÖu trong thÐp øng suÊt tr-íc sau mÊt m¸t, do t¹i mÆt c¾t cã nhiÒu bã c¸p (C5-1 ®Õn C5-14) vµ mÊt m¸t ®èi víi mçi bã kh¸c nhau nªn ta lÊy trung b×nh cho c¸c bã c¸p:
1 14 fpe = 0.8fpu -  f pTi = 1488 – 333.6 = 1154.4 MPa 14 i 1 f pc : øng suÊt nÐn t¹i träng t©m bã c¸p F f pe  Aps 1154.4  (86240  10 6 ) f pc     6.6 MPa A A 15.0874 Aps : Lµ diÖn tÝch thÐp D¦L t¹i mÆt c¾t tÝnh to¸n. Ep = 197000 MPa, Ec = 35750 MPa 197000  f po  1154.4  6.6   1190.8 MPa 35750 Gi¶ sö  = 250 thay vµo tÝnh ®-îc : - 321.841  0.5  (20.752)  cot g (25 0 )  0.08624  1190.8  x  5.265  8.3  10 3 197000  0.08624 x < 0 nªn  x ph¶i gi¶m ®i mét l-îng b»ng c¸ch nh©n víi hÖ sè F tÝnh b»ng: E s A s  E p A ps F  E c A c  E s A s  E p A ps Trong ®ã : Ac = DiÖn tÝch cña bª t«ng ë phÝa chÞu kÐo uèn cña cÊu kiÖn, b»ng diÖn tÝch b¶n c¸nh chÞu kÐo céng víi diÖn tÝch b¶n s-ên chÞu kÐo cña tiÕt diÖn quy ®æi Ac = B x BT§ + BS x H S B = ChiÒu réng b¶n chÞu kÐo sau qui ®æi tiÕt diÖn B = 12 (m) BT§ = ChiÒu cao b¶n chÞu kÐo sau quy ®æi BT§ = 0.41 (m) Bs = ChiÒu réng s-ên dÇm quy ®æi Bs = 1.2 (m) Hs= ChiÒu cao s-ên dÇm chÞu kÐo Hs= H – c - BT§ = 6.0 - 1.278 - 0.41 = 4.312 (m) Víi c lµ kho¶ng c¸ch tõ trôc trung hoµ tíi thí chÞu nÐn ngoµi cïng. Ac= 12  0.41 + 1.2  4.3 = 10.1 m2 197000  0.08624 F   0.045 197000  0.08624  35750  10.1 => x = 0.045  (-8.3)10-3 = - 0.3710-3 Tra b¶ng 5.8.3.4.2-1 ta ®-îc  = 270, vµ  = 6.78 4) TÝnh Vc vµ Vs Chän thÐp ngang lµ thanh 20 cã 2 líp trªn mét s-ên cã diÖn tÝch Av = 2314 mm2 Ta tÝnh cho c¶ dÇm nªn diÖn tÝch thÐp chÞu c¾t trong cù ly s lµ 2  Av = 1256 mm2 Dùa vµo kÕt qu¶ tÝnh c¸c th«ng sè thµnh phÇn ®Ó tÝnh Vc vµ Vs.
Vc  0,083 f 'c bv d v  0.083  6.78  50  1.2  5.265  25140KN Av f y d v cot g  cot g sin  0.001256  400  5.265  (cot g 27 0 )  sin 900 Vs    20765 KN s 0.25 5) TÝnh søc kh¸ng danh ®Þnh cña tiÕt diÖn . Theo c«ng thøc ®· nªu ë trªn ®Ó tÝnh Vn. Vc  Vs  V p  25140  20765  45905KN Vn  min   min  0,25 f 'c bv d v  V p  0.25  50  1.2  5.265  78975KN VËy Vn = 45905 KN Vn = 0.945905 = 41315 KN > 23184.9 KN = Vu Nh- vËy tiÕt diÖn ®ñ kh¶ n¨ng chÞu c¾t. 1.1. TÝnh to¸n trô cÇu. 1.1.1. C¸c kÝch th-íc c¬ b¶n cña trô: Trong ph¹m vi ®å ¸n, tiÕn hµnh tÝnh to¸n kiÓm tra cho trô P3, ®©y lµ trô cao nhÊt ë gi÷a s«ng vµ ®Æt gèi cè ®Þnh nªn chÞu lùc ngang vµ lùc ®øng lín nhÊt trong c¸c trô. +9.54 120 120 20 160 160 1700 -7.46 400 160 480 160 400 800 300 10 20 125 450 450 450 125 -80.56 150 150 150 150 KÝch th-íc c¬ b¶n trô P3 + Trô P3 lµ trô ®Æc, mãng trô dïng 20 cäc khoan nhåi ®-êng kÝnh 1.5m. - Hai ®Çu trô ®-îc vuèt trßn b¸n kÝnh 1.6m nh»m t¹o d¸ng vÎ ®Ñp cho trô ®ång thêi gi¶m bít søc c¶n dßng ch¶y. Trô P6 ®-îc ®Æt ë vÞ trÝ cã c¸c cao ®é theo thiÕt kÕ sau: Cao ®é mÆt cÇu t¹i vÞ trÝ trô : +18.78m - Cao ®é ®Ønh trô: +12.68m
- Cao ®é ®Ønh ®µi: -5.71m - Cao ®é ®¸y ®µi: -8.71m - Cao ®é mÆt ®Êt tù nhiªn t¹i vÞ trÝ trô: -2.83m 1.1.2. X¸c ®Þnh c¸c t¶i träng t¸c dông lªn trô: Ta thÊy ®èi víi th©n trô th× vÞ trÝ nguy hiÓm nhÊt lµ vÞ trÝ tiÕp gi¸p gi÷a th©n trô vµ bÖ mãng cho nªn trong tÝnh to¸n néi lùc do t¶i träng g©y ra chØ tÝnh t¹i hai mÆt c¾t c¬ b¶n cÇn thiÕt cho viÖc kiÓm to¸n ®ã lµ mÆt c¾t ®Ønh bÖ mãng nh»m tÝnh to¸n cèt thÐp th©n trô vµ mÆt c¾t ch©n bÖ nh»m x¸c ®Þnh t¶i träng truyÒn xuèng c¸c cäc. 1.1.2.1. TÜnh t¶i : TÜnh t¶i t¸c dông lªn trô cã thÓ chia riªng thµnh c¸c t¶i träng nh- sau: 1.1.2.1.1. TÜnh t¶i phÇn 1:  TÜnh t¶i phÇn 1 bao gåm träng l-îng b¶n th©n cña toµn bé kÕt nhÞp dÇm (DC1).  Lùc t¸c dông lªn trô lµ lùc nÐn ®óng t©m cã gi¸ trÞ b»ng b-íc nh¶y cña biÓu ®å lùc c¾t thi c«ng tæng céng t¹i tiÕt diÖn trªn ®Ønh trô P3 (21): PDC1 = QT – QP = 37044.4 (KN) 1.1.2.1.2. TÜnh t¶i phÇn 2: TÜnh t¶i phÇn 2 bao gåm toµn bé träng l-îng b¶n th©n cña c¸c líp phñ mÆt cÇu, lan can, còng nh- mét sè thiÕt bÞ, c«ng tr×nh phôc vô trªn cÇu (DW vµ DC2), cã: Lùc t¸c dông lªn trô lµ lùc nÐn ®óng t©m cã gi¸ trÞ b»ng b-íc nh¶y cña biÓu ®å lùc c¾t do tÜnh t¶i 2 g©y ra t¹i tiÕt diÖn trªn ®Ønh trô P3 (21): P2 = QT – QP = 2200 - (-2530) = 4730 (kN) 1.1.2.1.3. TÜnh t¶i trô : TÜnh t¶i trô bao gåm toµn bé t¶i träng b¶n th©n cña kÕt cÊu trô, ®¸ kª còng nh- cña bÖ mãng (DC). Tuy nhiªn khi xÐt tíi tÜnh t¶i b¶n th©n trô, ta cÇn xÐt tíi khi ®ã trô chÞu t¸c dông cña lùc ®Èy næi víi mùc n-íc nµo (WA). Lùc ®Èy Acsimet tÝnh cho chiÒu cao trô ngËp d-íi n-íc ë møc n-íc thÊp nhÊt. Gi¸ trÞ lÊy ng-îc dÊu víi lùc nÐn do kÕt cÊu trªn g©y ra. Víi MNTN +5.65 m ta tÝnh ®-îc phÇn trô ngËp trong n-íc lµ 11.36m: MÆt c¾t t¹i vÞ trÝ tiÕp gi¸p gi÷a th©n trô víi bÖ trô : PDC = (17.5x4.8x3.2+17.5x3.14x1.62)x24 – (11.36x4.8x3.2+11.36x3.14x1.62)x10 = 7169.3KN Víi mÆt c¾t ®¸y bÖ: PDC = 7169.3 + 1620.53(24-10) = 20945.3 KN