Tính toán thiết kế mố cầu

Chương X Tính toán Thiết kế mố cầu * * * I – kích thước hình học của kết cấu I.1 – Kích thước thiết kế mố I.1.1 – Cấu tạo mố M1 I.1.2 – Các kích thước cơ bản của mố Tên gọi các kích thớc Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều cao mố hmo 460 cm Chiều rộng mố bmo 2400 cm Loại gối Gối Cao su Hệ số ma sát gối với bê tông f 0.30 Chiều cao tường đỉnh htd 211 cm Bề dầy tường đỉnh dtd 50 cm Chiều cao tường thân htt 249 cm Bề dầy tường thân dtt 170 cm Chiều dài tường cánh ltc 270 cm Bề dầy cánh dtc 50.0 cm Chiều dài bản quá độ lqd 400 cm Chiều dày bản quá độ dqd 20.0 cm Chiều rộng bản quá độ bqd 2200 cm Chiều cao bệ móng hm 250 cm Chiều dài bệ móng lm 630 cm Bề rộng bệ móng bm 2600 cm I.2Kích thước thiết kế kết cấu nhịp cầu dẫn I.2.1 – Cấu tạo mặt cắt ngang KCn cầu dẫn I.2.2 – Các kích thước cơ bản của KCN cầu dẫn - Kết cấu nhịp cầu dẫn được sử dụng kết cấu định hình dầm giản đơn L = 33 m với các kích thước thiết kế cơ bản như sau : - Bảng các kích thước thiết kế KCN cầu dẫn : Tên gọi các kích thước Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều dài nhịp thiết kế L 33 m Chiều dài nhịp tính toán Ltt 32.4 m Chiều cao dầm chủ hdc 160 cm Chiều rộng cánh trên bct 240 cm Chiều cao cánh trên hcd 15 cm Chiều rộng sườn dầm b 20 cm Chiều cao bầu dưới hd 35 cm Chiều rộng bầu dưới bd 60 cm Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ Fdc 8560 cm2 Số dầm chủ ndc 10 dầm Khoảng cách giữa các dầm chủ adc 240 cm Trọng lượng mỗi dầm chủ Pdc 706.2 kN/m Diện tích dầm ngang Adn 150 cm2 Tổng trọng lượng dầm ngang Pdn 297 kN Tổng trọng lượng KCN PKCN 7359 kN Tĩnh tải giai đoạn I DC 223 kN /m I.2.3 – Tĩnh tải kết cấu nhịp cầu dẫn trên mố - Tĩnh tải giai đoạn I: DC = 223KN /m - Tĩnh tải giai đoạn II: DWTC = 36,4 KN /m - Tĩnh tải tính toán toàn bộ : gTT = 259,4 KN /m II – Xác định tải trọng tác dụng lên mố II.1. – Nguyên tác chung khi tính toán mố 1 - Các tải trọng tác dụng lên mố - Mố ở trên mực nớc thông thuyền và hầu nh không ngập nớc nên không tính tải trọng va xô tầu bè và cũng không tính tải trọng gió. Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt đầm chặt có g = 1.8 T/m3 . j = 350. - Nên tải trọng tác dụng lên mố gồm : 1 Trọng lợng bản thân mố 2 Phản lực thẳng đứng do trọng lợng KCN 3 Phản lực thẳng đứng do hoạt tải đứng trên KCN 4 Lực hãm dọc cầu 5 Ma sát gối cầu 6 áp lực của đất sau mố 7 Phản lực truyền xuống từ bản quá độ 2 - Các mặt cắt cần kiểm toán với mố - Mặt cắt I-I : Mặt cắt bệ móng mố - Mặt cắt II-II : mặt cắt chân tờng đỉnh - Mặt cắt III-III : mặt cắt chân tờng thân - Mặt cắt IV-IV : mặt cắt chân tờng cánh II.2 – Xác định các tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mố 1 – Xác định tải trọng do trọng lơng bản thân của mố - Bảng tổng hợp tải trọng do trọng lợng bản thân mố Mặt cắt I - I Mặt cắt II - II Mặt cắt III - III Mặt cắt IV - IV e1 m M1 KN.m e2 m M2 KN.m e3 m M3 KN.m e4 (m) M4 KN.m Tờng thân 169.32 0.4 677.3 0 0 0 0 0 0 Tờng đỉnh 422 -0.2 -84.4 -0.6 -253.2 0 0 0 0 Tờng cánh 310.5 -1.8 -558.9 00.0 0.00 0 Bệ móng mố 7087.5 0 00.0 0 0 0 0 0 0 Bản quá độ 280.0 -0.6 -168 -1 -280 -0.4 -112 0 0 Gờ kê 13.5 -0.6 -8.1 -1 -13.5 -0.4 -5.4 0 0 Đất đắp sau mố 3353.4 -1.8 -6036.1 0.0 0.00 0.00 2 – Xác định tải trọng do tĩnh tải và hoạt tải trên kết cấu nhịp - Chiều dài nhịp tính toán : L = 33 m - Sơ đồ xếp tải trên nhịp dẫn nh sau : +) Tổng diện tích ĐAH : S = 16,2 +) Diện tích ĐAH dơng: S+ = 16,2 +) Diện tích ĐAH âm: S- = 0 - Tĩnh tải kết cấu nhịp đợc tính cho toàn bộ cầu +) Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I : DCTC = 183,04 (KN /m) +) Tĩnh tải tĩnh tải giai đoạn I : DCTT = 1,25.183,04 = 228,8 (KN /m) +) Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn II : DWTC = 47,94 (KN /m) +) Tĩnh tải tĩnh tải giai đoạn II : DWTT = 1,5. 47,94 = 71,9 (KN /m) - Hoạt tải trên kết cấu nhịp đợc tính cho cả 3 làn +) Tải trọng Ngời : qNG = 2.4,5 = 9 (KN /m) +) Tải trọng làn : qLan = 3.9,3 = 27,9 (KN /m) +) Xe tải thiết kế : PXT = 3. 325 = 975 (KN) +) Xe 2 trục thiết kế : PXT = 3. 22O = 660 (KN) - Nội lực do hoạt tải đợc lấy với hiệu ứng lớn nhất trong số các hiệu ứng sau : +) Hiệu ứng 1 : Xe tải thiết kế (với cự ly trục sau thay đổi từ 4,3 đến 9 m ) tổ hợp với tải trọng làn và tải trọng đoàn Ngời. +) Hiệu ứng của 1 xe 2 trục tổ hợp với tải trọng làn và tải trọng Ngời. - Xếp xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có +) Tung độ ĐAH khi xếp xe tải P (KN) 145 145 35 Pi.Yi Y 1.00 0.867 0.735 296.47 +) Tung độ ĐAH khi xếp xe 2 trục P (KN) 110 110 Pi.Yi Y 1.00 0.963 215.93 Bảng tính toán áp lực từ KCN truyền xuống mố Giá trị TC TT áp lực do tải trọng làn Plan 153.6 268.8 KN áp lực do tải trọng Ngời PNg 72.9 127.6 KN áp lực do xe tải PXT 252.0 551.2 KN áp lực do xe 2 trục P2T 183.5 401.5 KN Tổ hợp : Xe tải + Làn + Ngời P1 1435.4 2842.7 KN Tổ hợp : Xe 2 trục + Làn + Ngời P2 1230.0 2393.5 KN Tổng áp lực do hoạt tải max Pht 1435.4 2842.7 KN áp lực do tĩnh tải giai đoạn I PttI 2965.3 3706.6 KN áp lực do tĩnh tải giai đoạn II PttII 776.6 1164.9 KN Tổng áp lực từ KCN PKCN 5177.4 7586.7 KN 3 – Xác định tải trọng do hoạt tải trên bản qúa độ - Chiều dài bản quá độ : Lqd = 4,0 (m) - Bề rộng bản quá độ : Bqd = 14 (m) - Vẽ ĐAH phản lực gối trên bản quá độ tại vị trí vai kê +) Tổng diện tích ĐAH : S = 2 +) Diện tích ĐAH dơng : S+ = 2 +) Diện tích ĐAH âm : S- = 0 - Xếp xe tải và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có +) Tung độ ĐAH khi xếp xe tải P (KN) 145 145 35 Pi.Yi Y 0.00 1.00 0.00 145.0 +) Tung độ ĐAH khi xếp xe 2 trục P (KN) 110 110 Pi.Yi Y 0.70 1 187.0 Bảng tính toán áp lực truyền lên vai kê khi hoạt tải trên bản quá độ Giá trị TC TT áp lực do tải trọng làn Plan 19.0 33.2 KN áp lực do tải trọng Ngời PNg 9.0 15.8 KN áp lực thẳng đứng do xe tải PXT 123.3 269.6 KN áp lực thẳng đứng do xe 2 trục P2T 159.0 347.7 KN Tổ hợp : Xe tải + Làn + Ngời P1 453.6 955.6 KN Tổ hợp : Xe 2 trục + Làn + Ngời P2 560.7 1189.9 KN Tổng áp lực từ bản qúa độ Pht bqd 560.7 1189.9 KN II.3 – Xác định các tải trọng nằm ngang tác dụng lên mố II.3.1 – Tính áp lực đất tác dụng lên mố 1 – Các công thức tính toán áp lực đất - Công thức tính áp lực đất tĩnh Trong đó : +) K = Ka (hệ số áp lực đất chủ động ) nếu là tờng chắn công xon +) K = KO (hệ số áp lực đất tĩnh ) nếu là tờng chắn trọng lực. - Công thức tính hệ số áp lực đất : +) Tính hệ số áp lực đất tĩnh KO +) Tính hệ số áp lực đất chủ động Ka Trong đó : +) d : Góc ma sát giữa đất đắp và tờng : d = 24o +) b : Góc giữa phơng đất đắp với phơng ngang : b = 0o +) q : Gócgiữa phơng đất đắp với phơng thẳng đứng : q = 90o +) j : Góc nội ma sát của đất đắp : j = 35o Công thức tính áp lực đất do hoạt tải sau mố Trong đó : +) H : Chiều cao tờng chắn chịu áp lực đất. +) B : Bề rộng tờng chắn chịu áp lực đất. +) K : Hệ số áp lực đất chủ động +) g : Trọng lợng riêng của đất. +) heq : Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải . - Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải xác định theo chiều cao tờng chắn : Chiều cao tờng chắn H (mm) Chiều cao lớp đất tơng đơng heq (mm) 1500 1700 1500 3000 1200 3000 6000 760 9000 610 2 – Bảng các hệ số tính toán áp lực đất. Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Góc ma sát giữa đất và tờng d 24 độ Góc giữa mặt đất với phơng ngang b 0 độ Góc giữa lng tờng với phơng ngang q 90 độ Góc ma sát có hiệu của đất đắp j 35 độ Hệ số r 3.005 Hệ số áp lực đất chủ động (j=35 độ) Ka 0.244 3 – Tính áp lực đất tại mặt cắt đáy móng (mặt cắt I-I) - Sơ đồ tính áp lực đất mặt cắt đáy móng : -Bảng tính áp lực đất tại mặt cắt đáy móng : Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều cao lớp đất đắp H 7.1 m Bề rộng tính toán áp lực đất B 15 m Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải heq 0.705 m áp lực đất ngang chủ động EH 1663.2 KN Cánh tay đòn eEH 3.195 m Giá trị mô men MEH 5113.9 KN.m áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố LS 330.3 KN Cánh tay đòn eLS 3.55 m Giá trị mô men MLS 1172.6 KN.m 4 – Tính áp lực đất tại mặt cắt chân tờng thân (mặt cắt II-II) - Sơ đồ tính áp lực đất mặt cắt chân tờng thân : - Bảng kết quả tính áp lực đất mặt cắt chân tờng thân . Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều cao lớp đất đắp H 4.6 m Bề rộng tính toán áp lực đất B 15 m Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải heq 0.76 m áp lực đất ngang chủ động EH 698.1 KN Cánh tay đòn eEH 2.07 m Giá trị mô men MEH 1445.1 KN.m áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố LS 230.7 KN Cánh tay đòn eLS 2.3 m Giá trị mô men MLS 530.6 KN.m 5 – Bảng tính toán áp lực đất tại mặt cắt chân tờng đỉnh (mặt cắt III-III) Sơ đồ tính áp lực đất mặt cắt chân tờng đỉnh : - Bảng kết quả tính áp lực đất tại mặt cắt chân tờng đỉnh Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều cao lớp đất đắp H 2.11 m Bề rộng tính toán áp lực đất B 15 m Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải heq 1.2 m áp lực đất ngang chủ lộng EH 146.9 KN Cánh tay đòn eEH 0.95 m Giá trị mô men MEH 139.6 KN.m áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố LS 167.1 KN Cánh tay đòn eLS 1.055 m Giá trị mô men MLS 176.3 KN.m 6 – Bảng tính toán áp lực đất tại mặt cắt chân tờng cánh (mặt cắt IV-IV) - Bảng kết quả tính áp lực đất tại mặt cắt chân tờng cánh: Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều cao lớp đất đắp  H 4.6 m Bề rộng tính toán áp lực đất B 2.7 m Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải heq 0.76 m áp lực đất ngang chủ động EH 125.7 KN Cánh tay đòn eEH 0.68 m Giá trị mô men MEH 85.5 KN.m áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố LS 41.5 KN Cánh tay đòn eLS 0.68 m Giá trị mô men MLS 28.22 KN.m II.3.2 – Tính tải trọng do lực hãm xe - Lực hãm xe đợc lấy bằng 25% trọng lợng các trục xe tải hay xe 2 trục thiết kế trên tất cả các làn xe chạy cùng một chiều. - Lực hãm xe đặt theo phơng dọc cầu , điểm đặt cách mặt đờng xe chạy 1,8 m. - Do thiết kế trên mố đặt gối di động nên lực hãm xe theo phơng dọc cầu là : BR = 0.0 KN II.3.3 – Tính tải trọng do lực ma sát gối cầu - Lực ma sát gối cầu phải đợc xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma sát giữa các mặt trợt . Lực ma sát FR đợc xác định theo công thức sau : FR = fmax. N Trong đó : +) fmax : là hệ số ma sát giữa bê tông với gối di động cao su : fmax = 0,3. +) Tổng áp lực lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải trên KCN truyền xuống mố Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Hệ số ma sát gối với bê tông fmax 0.3 Tổng áp lực do KCN truyền xuống mố PKCN 5177.4 KN Lực ma sát gối cầu FR 1553.22 KN Cánh tay đòn với mặt cắt I -I e1 5.27 m Cánh tay đòn với mặt cắt II -II e2 2.77 m Cánh tay đòn với mặt cắt III -III e3 0 m Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV e4 0 m Giá trị mô men với mặt cắt I-I My1 8185.47 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt II-II My2 4302.42 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt III-III My3 0 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt IV-IV My4 0 KN.m II.3.4 – Tính tải trọng do áp lực gió tác dụng lên mố. II.3.4.1 – Tính áp lực gió ngang - Tải trọng gió ngang phải đợc lấy theo chiều tác dụng nằm ngang và đặt trọng tâm tại trọng tâm của các phần diện tích chắn gió . - Công thức tính áp lực gió ngang : Trong đó : +) V : Tốc độ gió thiết kế V = VB.S +) VB : Tốc độ gió cơ bản trong 3 giây với chu kì xuất hiện 100 năm thích hợp với vùng tính gió tại vị trí cầu đang nghiên cứu xây dựng . Ta giả thiết công trình đợc xây dựng tại khu vực I (tra bảng) ta có : VB = 38 m/s +) S : Hệ số điều chỉnh áp lực gió : S = 0,81 . (ứng với độ cao mặt cầu là 4,61 m) +) At : Diện tích cấu kiện chắn gió ngang . At = 33,96 m2 +) Cd : Hệ số cản gió phụ thuộc vào tỷ số b/d . +) b : Chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can : b = 16 m +) d : Chiều cao KCPT bao gồm cả lan can : d = 2,88 m => Tỉ số b / d = 16 / 2,88= 5,556 => Tra bảng ta có : Cd = 1,25 -Ta phải tính áp lực gió ngang tác dụng lên mố và lên KCN. Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Vùng thiết kế công trình Vùng I Tốc độ gió ứng với vùng thiết kế VB 38 m/s Hệ số điều chỉnh áp lực gió S 0.81 Tốc độ gió tính toán V 30.78 m/s Hệ số cản gió Cd 1.25 Giá trị so sánh 1,8 . At 61.12 KN - Bảng tính toán áp lực gió ngang tác dụng lên công trình : 1 - Tính áp lực gió ngang tác dụng lên mố  Diện tích mố chịu áp lực gió ngang At (mo) 17.71 m2 áp lực gió ngang lên mố PD 12.58 <1,8.At Cánh tay đòn với mặt cắt I -I e1 4.8 m Cánh tay đòn với mặt cắt II -II e2 2.3 m Cánh tay đòn với mặt cắt III -III e3 0 m Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV e4 0 m Giá trị mô men với mặt cắt I-I Mx1 60.38 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt II-II Mx2 28.93 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt III-III Mx3 0 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt IV-IV Mx4 0 KN.m 2 - Tính áp lực gió ngang tác dụng lên KCN   Diện tích KCN chịu áp lực gió ngang At(KCN) 60.39 m2 áp lực gió ngang lên KCN PD (KCN) 42.9 KN áp lực gió ngang lên KCN truyền xuống mố PD 21.45 KN Cánh tay đòn với mặt cắt I -I e1 5.27 m Cánh tay đòn với mặt cắt II -II e2 2.77 m Cánh tay đòn với mặt cắt III -III e3 0 m Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV e4 0 m Giá trị mô men với mặt cắt I-I Mx1 113.04 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt II-II Mx2 59.42 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt III-III Mx3 0 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt IV-IV Mx4 0 KN.m II.3.4.2 – Tính áp lực gió dọc. - Đối với mố trụ có kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu có bề mặt chắn gió là đáng kể thì ta sẽ phải xét đến áp lực gió dọc . Tuy nhiên do ở đây ta thiết kế mố cho kết cấu nhịp cầu dẫn giản đơn L = 33 m do đó diện tích chắn gió là không đáng kể vì vậy trong trờng hợp này ta có áp lực gió dọc bằng 0. II.3.4.3 – Tính áp lực gió thẳng đứng PV - áp lực gió thẳng đứng đợc đặt vào trọng tâm của tiết diện thích hợp. - Công thức tính áp lực gió thẳng đứng : Trong đó : +) V : Tốc độ gió thiết kế ứng với vùng xây dựng công trình. +) AV : Diện tích bề mặt chắn gió . - Do áp lực gió tác dụng thẳng đứng lên bề mặt mố là không đáng kể do đó ở đây ta chỉ tính áp lực gió tác dụng thẳng đứng lên KCN và truyền xuống mố . - Bảng tính toán áp lực gió thẳng đứng tác dụng lên KCN : Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Tốc độ gió thiết kế V 30.78 m/s Diện tích KCN chịu áp lực gió Av 495 m2 áp lực gió thẳng đứng tác dụng lên mố Pv 105.52 KN Cánh tay đòn với mặt cắt I -I e1 0.65 m Cánh tay đòn với mặt cắt II -II e2 0.15 m Cánh tay đòn với mặt cắt III -III e3 0 m Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV e4 0 m Giá trị mô men với mặt cắt I-I My1 68.59 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt II-II My2 15.83 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt III-III My3 0 KN.m Giá trị mô men với mặt cắt IV-IV My4 0 KN.m II.3.4.4 – Tính áp lực gió tác dụng lên xe cộ : WL - áp lực gió tác dụng lên xe cộ chỉ đợc xét đến trong tổ hợp tải trọng theo TTGH cờng độ III . - áp lực gió tác dụng lên xe cộ đợc lấy bằng 1,5 KN/m , tác dụng theo hớng nằm ngang , ngang với tim dọc của kết cấu và đặt cách mặt đờng 1,8 m. - áp lực gió tác dụng lên xe cộ đợc lấy bằng 0,75 KN/m , tác dụng theo hớng nằm ngang , dọc với tim dọc của kết cấu và đặt cách mặt đờng 1,8 m. - Bảng tính toán áp lực gió tác dụng lên xe cộ : Kí hiệu VùngTK VBm/s S Vtkm/s Vm/s Cd hgm qgdKN/m2 qgnKN/m2 Giá trị I 38.00 0.81 30.78 25.00 1.20 1.80 0.8 1.5 Kí hiệu h xem L xem b xem WLdKN WLnKN e1m e2m e3m e4m Giá trị 2.50 14.50 2.00 0.00 54.4 8.90 6.40 0.00 0.00 II.3.5 – Tính tải trọng do áp lực nớc tác dụng lên mố. - áp lực nớc tác dụng lên mố đợc tính cho 2 trờng hợp . - Tác dụng theo phơng ngang hớng vào nền đờng : với cánh tay đòn Trong đó : +) h : Chiều cao nớc ngập . +) gn : Trọng lợng riêng của nớc : gn = 1 T/m3 - Tác dụng theo phơng thẳng đứng (áp lực đẩy nổi ) +) Vn : Thể tích kết cấu ngập trong nớc. - Bảng tính toán áp lực nớc tác dụng lên mố : Kí hiệu CĐĐMm CĐĐMm MNCNm MNTNm Giá trị -2.41 0.09 1.65 -1.10 Kí hiệu hn maxm hn minm WAmax KN e maxm WAminKN e minm WVmaxKN WVminKN MC I - I 4.06 1.31 365.4 1.35 117.9 0.44 -4604.0 -1485.5 MC II - II 1.56 -1.19 124.8 0.52 0 0.00 -424.3 0.00 III – Tổng hợp tải trọng tại các mặt cắt. III.1. – Bảng hệ số tải trọng theo các TTGH cờng độ 1 - Bảng hệ số tải trọng theo các trọng thái giới hạn : (Bảng 3.4.1.1) Cờng độ I gn 1.75 1.00 0.00 0.00 1.00 0.5/1.2 gTG gSE Cờng độ II gn 0.00 1.00 1.40 0.00 1.00 0.5/1.2 gTG gSE Cờng độ III gn 1.35 1.00 0.40 1.00 1.00 0.5/1.2 gTG gSE Đặc biệt gn 0.50 1.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 Sử dụng 1.00 1.00 1.00 0.30 1.00 1.00 1/1.20 gTG gSE 0 0.75 1.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 2 - Bảng các hệ số tải trọng cho tĩnh tải : (Bảng 3.4.1.2) Hệ số tải trọng Lớn nhất Nhỏ nhất Cấu kiện và thiết bị phụ DC 1.25 0.90 Kéo xuống (xét ma sát âm) DD 1.80 0.45 Lớp phủ mặt cầu và các tiện ích DW 1.50 0.65 áp lực ngang của đất EH +) Chủ động 1.50 0.90 +) Nghỉ 1.35 0.90 Các ứng suất lắp giáp bị hãm EL 1.00 1.00 áp lực đất thẳng đứng EV +) ổn định tổng thể 1.35 N/A +) Kết cấu tờng chắn 1.35 1.00 +) Kết cấu vùi cứng 1.30 0.90 +) Khung cứng 1.35 0.90 +) KC vùi mềm 1.95 0.90 +) Cống hộp thép mềm 1.50 0.90 Tải trọng chất thêm ES 1.50 0.75 III.2. – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt đáy móng ( mặt cắt I –I) 1 – Bảng tổng hợp nội lực tiêu chuẩn . Tên tải trọng Kí hiệu VtcKN Hxtc KN MytcKN.m HytcKN MxtcKN.m Tờng thân Gtt 1693.2 677.3 0.00 Tờng đỉnh Gtd 422.0 -84.4 0.00 Tờng cánh Gtc 310.5 -558.9 Bệ móng mố Gm 7087.5 0.00 0.00 Bản quá độ Gqd 280.0 -168.0 0.00 Gờ kê bản quá độ Gk 13.5 -8.1 0.00 áp lực đất thẳng đứng EV 3353.4 -6036.6 0.00 áp lực đất chủ động j=35O EH 1663.2 5313.9 0.00 Tĩnh tải giai đoạn I DC 2965.3 1630.9 0.00 Tĩnh tải giai đoạn II DW 776.6 427.1 0.00 Do hoạt tải trên KCN LLkcn 1435.4 789.5 0.00 Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 560.7 -336.4 0.00 áp lực ngang do hoạt tải j=35 LS 308.3 1172.6 0.00 áp lực đứng do hoạt tải j=35 VS 8.8 -13.8 0.00 Gió ngang tác dụnglên mố PD mo 0.00 12.6 60.4 Gió ngang tác dụng lên KCN PDKCN 0.00 21.5 113.1 Gió tác dụng lên xe dọc cầu WLd 0.00 0.00 0.00 Gió tác dụng lên xe ngang cầu WLn 0.00 54.4 483.9 áp lực gió thẳng đứng Pv 105.5 68.6 áp lực nớc ngang lớn nhất WAMAX -365.4 -494.5 0.00 áp lực nớc ngang nhỏ nhất WAMIN -117.9 -51.5 0.00 Lực đẩy nổi của nớc lớn nhất WVMax -4604 0.00 0.00 Lực đẩy nổi của nớc nhỏ nhất WVMin -1485.5 0.00 0.00 Lực ma sát gối cầu FR 1553.2 8185.4 0.00 Lực hãm BR 0.00 0.00 0.00 Tổng 12922.9 3063.4 10503 88.4 657.4 2 - Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt I-I theo các trạng thái giới hạn cờng độ Trạng thái GH V max V min Hx max Hx min My max My min Hy max Hy min Mx max Mx min Cờng độ I 19953.2 13649.2 4287.2 0.00 13489.1 11529.2 0.00 0.00 0.00 0.00 Cờng độ II 15715.2 9411.2 3564.7 0.00 10044.5 8084.6 47.7 47.7 242.9 242.9 Cờng độ III 18992.9 12688.9 4122.1 3124.2 12706.4 10746.5 68.0 68.0 553.3 553.3 Sử dụng 12849.0 12849.0 3063.4 3063.4 10462.4 10462.4 64.6 64.6 536.0 536.0 III.3. – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tờng thân ( mặt cắt II – II ) 1 – Bảng tổng hợp nội lực tiêu chuẩn . Tên tải trọng Kí hiệu VtcKN Hxtc KN MytcKN.m HytcKN MxtcKN.m Tờng thân Gtt 1693.2 0.00 0.00 Tờng đỉnh Gtd 422.0 -253.2 0.00 Bản quá độ Gqd 280.0 -280.0 0.00 Gờ kê bản quá độ Gk 13.5 -13.5 0.00 áp lực đất chủ động j=35O EH 698.1 1445.2 0.00 Tĩnh tải giai đoạn I DC 2965.3 444.8 0.00 Tĩnh tải giai đoạn II DW 776.6 116.5 0.00 Do hoạt tải trên KCN LLkcn 1435.4 215.3 0.00 Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 560.7 -560.7 0.00 áp lực ngang do HT j=35O LS 230.7 530.6 0.00 Gió ngang tác dụng lên KCN PDKCN 0.00 21.5 59.4 Gió tác dụng lên xe dọc cầu WLd 0.00 0.00 0.00 Gió tác dụng lên xe ngang cầu WLn 0.00 54.4 0.00 áp lực gió thẳng đứng Pv 105.5 15.8 0.00 áp lực nớc ngang lớn nhất -124.8 -64.8 0.00 áp lực nớc ngang nhỏ nhất 0.00 0.00 0.00 Lực đẩy nổi của nớc lớn nhất -424.3 0.00 0.00 Lực đẩy nổi của nớc nhỏ nhất 0.00 0.00 0.00 Lực ma sát gối cầu FR 1553.2 4302.4 0.00 Lực hãm BR 0.00 0.00 0.00 Tổng 7828 2357.2 5898.2 75.8 59.4 2 - Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt II-II theo các TTGH cờng độ Trạng thái GH V max V min Hx max Hx min My max My min Hy max Hy min Mx max Mx min Cờng độ I 11824.7 9283.7 2980.3 2561.4 6857.6 5927.2 0.00 0.00 0.00 0.00 Cờng độ II 7605.9 5064.8 2475.6 2056.7 6474.7 83.2 30.0 30.0 83.2 83.2 Cờng độ III 10868.8 8327.8 2787.0 2368.2 6771.4 23.8 63.0 63.0 23.8 23.8 Sử dụng 7754.1 7754.1 2357.2 2357.2 5887.1 17.8 6.0.8 60.8 17.8 17.8 III.4. – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tờng đỉnh ( mặt cắt III – III ) 1 – Bảng tổng hợp nội lực tiêu chuẩn . Tên tải trọng Kí hiệu VtcKN Hxtc KN MytcKN.m HytcKN MxtcKN.m Tờng đỉnh Gtd 422 0.00 0.00 Bản quá độ Gqd 280.0 -112 0.00 Gờ kê bản quá độ Gk 13.5 -5.4 0.00 áp lực đất chủ động j=35O EH 146.9 139.5 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn I DC 2965.3 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn II DW 776.6 0.00 0.00 Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 560.7 -224.3 0.00 áp lực ngang do HT j=35O LS 167.1 176.3 0.00 Tổng 5018.2 314 -26 0.00 0.00 2 - Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt III-III theo các TTGH cờng độ Trạng thái GH V max V min Hx max Hx min My max My min Hy max Hy min Mx max Mx min Cờng độ I 6992.5 5044.1 585.8 497.7 -42.6 -85.2 0.00 0.00 0.00 0.00 Cờng độ II 5766.0 3817.5 220.3 132.2 62.5 19.9 0.00 0.00 0.00 0.00 Cờng độ III 6712.2 4763.8 502.3 414.1 -18.6 -61.2 0.00 0.00 0.00 0.00 Sử dụng 5018.2 5018.2 314.0 314.0 -26.0 -26.0 0.00 0.00 0.00 0.00 III.5. – Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tờng cánh ( mặt cắt IV – IV ) 1 – Bảng tổng hợp nội lực tiêu chuẩn . Tên tải trọng Kí hiệu VtcKN Hxtc KN MytcKN.m HytcKN MxtcKN.m Trọng lợng tờng cánh Gtc 310.5 0.00 0.00 áp lực đất chủ động j=35O EH 0.00 125.7 84.8 áp lực ngang do HT j=35O LS 0.00 41.5 28 Gió ngang tác dụng lên mố PD mo 0.00 -12.6 -28.9 Tổng 310.55 0.00 0.00 154.6 83.9 2 - Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt IV-IV theo các TTGH cờng độ Trạng thái GH V max V min Hx max Hx min My max My min Hy max Hy min Mx max Mx min Cờng độ I 388.1 279.5 0.00 0.00 0.00 0.00 279.3 203.9 188.5 137.7 Cờng độ II 388.1 279.5 0.00 0.00 0.00 0.00 170.9 95.5 86.7 35.8 Cờng độ III 388.1 279.5 0.00 0.00 0.00 0.00 253.5 178.1 163.0 112.1 Sử dụng 310.5 310.5 0.00 0.00 0.00 0.00 163.4 163.4 104.2 104.2 IV – Tổng hợp tải trọng bất lợi theo TTGHCĐ I IV.1. – Nguyên tắc tổng hợp tải trọng bất lợi - Khi tổ hợp tải trọng bất lợi ra phía sông thì các tải trọng đợc tính nh sau : +) Tải trọng gây ra mômen ra phía sông sẽ đợc lấy với hệ số tải trọng gmax . +) Tải trọng gây ra mômen về phía đờng sẽ đợc lấy với hệ số tải trọng gmin. +) áp lực chủ động ngang của đất và áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố đợc tính với góc ma sát trong j = 30O để gây ra hiệu ứng bất lợi nhất . +) Hoạt tải có tính đến hệ số xung kích IM +) Lực hãm và lực ma sát đợc tính cho trờng hợp hớng ra phía sông . +) áp lực ngang của nớc đợc tính với chiều cao ngập thấp nhất - Khi tổ hợp tải trọng bất lợi về phía đờng thì các tải trọng đợc tính nh sau : +) Các tải trọng gây ra mômen ra phía sông sẽ lấy với hệ số tải trọng gmin . +) Các tải trọng gây ra mômen về phía đờng sẽ lấy với hệ số tải trọng gmax. +) áp lực chủ động ngang của đất và áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố đợc tính với góc ma sát trong j = 40O để gây ra hiệu ứng bất lợi nhất . +) Hoạt tải không tính đến hệ số xung kích IM +) Lực hãm và lực ma sát đợc tính cho trờng hợp hớng về phía đờng . +) áp lực ngang của nớc đợc tính với chiều cao ngập cao nhất IV.2. – tải trọng bất lợi tại mặt cắt đáy bệ ( mặt cắt I – I ) 1 – Tổ hợp tải trọng bất lợi ra phía sông ( Tổ hợp I-a) Tên tải trọng Kí hiệu g V KN HxKN My KN.m HyKN Mx KN.m Tờng thân Gtt 1.25 2116.5 0.00 846.6 0.00 0.00 Tờng đỉnh Gtd 0.90 379.8 0.00 -76.0 0.00 0.00 Tờng cánh Gtc 0.90 279.5 0.00 503 0.00 0.00 Bệ móng mố Gm 1.25 8859.4 0.00 0.00 0.00 0.00 Bản quá độ Gqd 0.90 252 0.00 -151.2 0.00 0.00 Gờ kê bản quá độ Gk 0.90 12.2 0.00 -7.3 0.00 0.00 áp lực đất thẳng đứng EV 1.00 4527.1 0.00 -8148.8 0.00 0.00 áp lực đất chủ động j=30O EH 1.50 0.00 3021.5 9653.6 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn I DC 1.25 3706.6 0.00 2038.6 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn II DW 1.50 1164.9 0.00 640.7 0.00 0.00 Do hoạt tải trên KCN LLkcn 1.75 3140.0 0.00 1727.0 0.00 0.00 Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 1.75 1226.6 0.00 -736.0 0.00 0.00 áp lực ngang do HT j=30O LS 1.75 0.00 875.1 3106.5 0.00 0.00 áp lực đứng do HT j=30O VS 1.75 19.2 0.00 -30.2 0.00 0.00 áp lực nớc ngang min WAMIN 1.00 0.00 -117.9 -51.5 0.00 0.00 Lực ma sát gối cầu FR 1.00 0.00 1553.2 8185.4 0.00 0.00 Lực hãm BR 1.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Tổng 25683.7 5331.8 16494.6 0.00 0.00 2 – Tổ hợp tải trọng bất lợi về phía đờng ( Tổ hợp I-b) Tên tải trọng Kí hiệu g V KN HxKN My KN.m HyKN Mx KN.m Tờng thân Gtt 0.9 1523.9 0.00 609.6 0.00 0.00 Tờng đỉnh Gtd 1.25 527.5 0.00 -105.5 0.00 0.00 Tờng cánh Gtc 1.25 388.1 0.00 -698.6 0.00 0.00 Bệ móng mố Gm 1.25 8859.4 0.00 0.00 0.00 0.00 Bản quá độ Gqd 1.25 350.0 0.00 -210.0 0.00 0.00 Gờ kê bản quá độ Gk 1.25 16.9 0.00 -10.1 0.00 0.00 áp lực đất thẳng đứng EV 1.35 4527.1 0.00 -8148.8 0.00 0.00 áp lực đất chủ động j=40O EH 0.9 0.00 1120.7 3900.2 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn I DC 0.9 2668.8 0.00 1467.8 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn II DW 0.65 504.8 0.00 277.6 0.00 0.00 Do hoạt tải trên KCN LLkcn 1.75 3140.0 0.00 1727.0 0.00 0.00 Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 1.75 1226.6 0.00 -736.0 0.00 0.00 áp lực ngang do HT j=40O LS 1.75 0.00 471.4 1506.1 0.00 0.00 áp lực đứng do HT j=40O VS 1.75 19.2 0.00 -30.2 0.00 0.00 áp lực nớc ngang lớn nhất WAMAX 1.00 0.00 -365.4 -494.5 0.00 0.00 Lực ma sát gối cầu FR 1.00 0.00 -1553.2 -8185.4 0.00 0.00 Lực hãm BR 1.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Tổng 23752.2 -226.5 -9131 0.00 0.00 IV.3. – tải trọng bất lợi tại mặt cắt chân tờng thân ( mặt cắt II – II ) 1 – Tổ hợp tải trọng bất lợi ra phía sông ( Tổ hợp I-a) Tên tải trọng Kí hiệu g V KN HxKN My KN.m HyKN Mx KN.m Tờng thân Gtt 1.25 2116.5 0.00 0.00 0.00 0.00 Tờng đỉnh Gtd 0.90 379.8 0.00 -227.9 0.00 0.00 Bản quá độ Gqd 0.90 252.0 0.00 -252.0 0.00 0.00 Gờ kê bản quá độ Gk 0.90 12.2 0.00 -12.2 0.00 0.00 áp lực đất chủ động j=30O EH 1.50 0.00 1268.3 2625.4 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn I DC 1.25 3706.6 0.00 556.0 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn II DW 1.50 1164.9 0.00 174.7 0.00 0.00 Do hoạt tải trên KCN LLkcn 1.75 3140.0 0.00 471.0 0.00 0.00 Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 1.75 1226.6 0.00 -1226.6 0.00 0.00 áp lực ngang do HT j=30O LS 1.75 0.00 611.2 1405.7 0.00 0.00 áp lực nớc ngang nhỏ nhất WAMIN 1.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Lực ma sát gối cầu FR 1.00 0.00 1553.2 4302.4 0.00 0.00 Lực hãm BR 1.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Tổng 11998.6 3432.7 7816.5 0.00 0.00 2 – Tổ hợp tải trọng bất lợi về phía đờng ( Tổ hợp I-b) Tên tải trọng Kí hiệu g V KN HxKN My KN.m HyKN Mx KN.m Tờng thân Gtt 1.25 2116.5 0.00 0.00 0.00 0.00 Tờng đỉnh Gtd 1.25 527.5 0.00 -316.5 0.00 0.00 Bản quá độ Gqd 1.25 350.0 0.00 -350.0 0.00 0.00 Gờ kê bản quá độ Gk 1.25 16.9 0.00 -16.9 0.00 0.00 áp lực đất chủ động j=40O EH 0.90 0.00 512.4 1060.7 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn I DC 0.90 2668.8 0.00 400.3 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn II DW 0.65 504.8 0.00 75.7 0.00 0.00 Do hoạt tải trên KCN LLkcn 1.75 3140.0 0.00 471.0 0.00 0.00 Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 1.75 1226.6 0.00 -1226.6 0.00 0.00 áp lực ngang do HT j=40O LS 1.75 0.00 488.9 1124.6 0.00 0.00 áp lực nớc ngang lớn nhất WAMax 1.00 0.00 -124.8 -64.9 0.00 0.00 Lực ma sát gối cầu FR 1.00 0.00 -1553.2 -4302.4 0.00 0.00 Tổng 10551.0 -676.7 -3145.0 0.00 0.00 IV.4. – tải trọng bất lợi tại mặt cắt chân tờng đỉnh ( mặt cắt III – III ) 1 – Tổ hợp tải trọng bất lợi ra phía sông ( Tổ hợp I-a) Tên tải trọng Kí hiệu g V KN HxKN My KN.m HyKN Mx KN.m Tờng đỉnh Gtd 1.25 527.5 0.00 0.00 0.00 0.00 Bản quá độ Gqd 0.90 252.0 0.00 -100.8 0.00 0.00 Gờ kê bản quá độ Gk 0.90 12.2 0.00 -4.9 0.00 0.00 áp lực đất chủ động j=30O EH 1.50 0.00 266.9 253.4 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn I DC 1.25 3706.6 0.00 0.00 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn II DW 1.50 1164.9 0.00 0.00 0.00 0.00 Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 1.75 1226.6 0.00 -490.6 0.00 0.00 áp lực ngang do HT j=30O LS 1.75 0.00 298.1 314.5 0.00 0.00 Tổng 6889.8 564.9 -28.5 0.00 0.00 2 – Tổ hợp tải trọng bất lợi về phía đờng ( Tổ hợp I-b) Tên tải trọng Kí hiệu g V KN HxKN My KN.m HyKN Mx KN.m Tờng đỉnh Gtd 1.25 527.5 0.00 0.00 0.00 0.00 Bản quá độ Gqd 1.25 350.0 0.00 -140.0 0.00 0.00 Gờ kê bản quá độ Gk 1.25 16.9 0.00 -6.8 0.00 0.00 áp lực đất chủ động j=40O EH 0.90 0.00 107.8 102.4 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn I DC 1.25 3706.6 0.00 0.00 0.00 0.00 Do tĩnh tải giai đoạn II DW 1.50 1164.9 0.00 0.00 0.00 0.00 Do hoạt tải trên bản quá độ LLbqd 1.75 1226.6 0.00 -490.6 0.00 0.00 áp lực ngang do HT j=40O LS 1.75 0.00 238.4 251.6 0.00 0.00 Tổng 6992.5 346.3 -283.5 0.00 0.00 V – Tính toán và bố trí cốt thép tại các mặt cắt . V.1. – Nguyên tắc Tính và bố trí cốt thép V.1.1 – Nguyên tắc chung - Cốt thép đối với các mặt cắt I-I , II-II , III-III đợc tính và bố trí để đảm bảo chịu đợc tổ hợp tải trọng theo TTGH cờng độ I với 2 tổ hợp bất lợi : +) Tổ hợp Ia bất lợi ra phía sông . +) Tổ hợp Ib bất lợi về phía đờng . - Với mặt cắt IV-IV thì ta chỉ bố trí cốt thép chịu tải trọng theo phơng ngang cầu. V.1.2 – Công thức kiểm tra điều kiện làm việc của mặt cắt . - Do các mặt cắt chịu nén uốn đồng thời theo 2 phơng do đó trớc khi tính toán và bố trí cốt thép thì ta phải kiểm tra điều kiện làm việc của mặt cắt để áp dụng các đúng các công thức kiểm toán. +) Nếu lực nén dọc trục Pu > 0,1.j.fc.Ag thì ta kiểm toán theo công thức : Với : PO = 0,85.fc.(Ag-Ast) + Asr.fy +) Nếu lực nén dọc trục Pu < 0,1.j.fc.Ag thì ta kiểm toán theo công thức : Trong đó : +) j : Hệ số sức kháng với cấu kiện chịu nén dọc trục , j = 0,75 +) Pu : Lực nén tính toán trong mặt cắt dầm chủ +) Ag : Diện tích nguyên của mặt cắt . +) Mux : Mômen uốn tính toán tác dụng theo phơng x +) Muy : Mômen uốn tính toán tác dụng theo phơng y +) Mrx : Mômen uốn tính toán đơn trục theo phơng x +) Mry : Mômen uốn tính toán đơn trục theo phơng y +) Prx : Sức kháng nén tính toán theo phơng x (khi chỉ xét độ lệch tâm ey) +) Pry : Sức kháng nén tính toán theo phơng y (khi chỉ xét độ lệch tâm ex) +) Prxy : Sức kháng nén tính toán theo 2 phơng . V.1.3 – Tính toán và bố trí cốt thép chịu mômen uốn . - Cốt thép tại các mặt cắt đợc bố trí theo cấu tạo sau đó kiểm tra khả năng chịu lực của mặt cắt . Nếu không đạt thì ta phải bố trí lại cốt thép . - Xác định chiều cao vùng chịu nén theo công thức của mặt cắt chữ nhật ta có : cm - Xác định chiều cao vùng chịu nén thực : c = cm - Kiểm tra hàm lợng thép tối đa : - Mômen kháng uốn danh định của mặt cắt theo công thức của mặt cắt chữ nhật KN.m - Mômen kháng uốn tính toán của mặt cắt : Mr = j.Mn Với : j : Hệ số sức kháng , với kết cấu BTCT không DƯL lấy : j = 0,9 - Công thức kiểm tra hàm lợng thép tối thiểu +) Kiểm tra theo cờng độ : +) Kiểm tra hàm lợng thép : Trong đó : +) fc : Cờng độ chịu nén của bê tông tuổi 28 ngày , fc = 30 Mpa = 3 KN/cm2 ứng với bê tông mác M300. +) fy : Giới hạn bền của thép : fy = 420 Mpa = 42 KN/cm2 +) pmin : Hàm lợng cốt thép chịu kéo bố trí . Với : AS : Diện tích cốt thép chịu kéo bố trí . Ag : Tiết diện nguyên của mặt cắt. V.1.4 – Kiểm toán khả năng chịu cắt của mặt cắt . - Công thức kiểm toán : Trong đó: +) j : Hệ số sức kháng cắt đợc xác định theo trong bảng 5.5.2.2-1, j = 0.9 (với kết cấu BTCT thông thờng) +) Vn : Sức kháng cắt danh định đợc xác định theo điều 5.8.3.2. Với: +) +) +) +) dv : chiều cao chịu cắt có hiệu đợc xác định trong điều 5.8.2.7 , Lấy dv = 0,72. h +) bv : bề rộng bụng có hiệu, lấy bằng bệ rộng lớn nhất trong chiều cao dv. +) s : Cự ly cốt thép đai. +) b : Hệ số chỉ khả năng bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo đợc quy định trong điều 5.8.3.4. , lấy b = 2 +) q : Góc nghiêng của ứng suất nén chéo đợc xác định trong điều 5.8.3.4 Lấy q = 45o +) a : Góc nghiêng của cốt thép đai đối với trục dọc (độ). Nếu cốt đai thẳng đứng, a = 900. +) Av : Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly S (mm2). +) VP : Thành phần lực ứng suất trớc có hiệu trên hớng lực cắt tác dụng, là dơng nếu ngợc chiều lực cắt (N). Với kết cấu BTCT thờng VP = 0 V.1.5 – Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt. - Sử dụng tải trọng đợc tổ hợp theo TTGH sử dụng , tức là tải trọng tiêu chuẩn +) Tĩnh tải không xét hệ số tải trọng. +) Hoạt tải không xét hệ số tải trọng , hệ số xung kích. Điều kiện kiểm toán : Các cấu kiện đợc thiết kế sao cho ứng suất kéo trong cốt thép chịu kéo ở TTGH sử dụng fsa phải thoả mãn : Trong đó : +) dC : Chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến tâm của thanh thép hay sợi thép đặt gần mép bê tông nhất. Mục đích là nhằm đảm bảo chiều dày thực của lớn bê tông bảo vệ dc < 5 cm. +) Abt : Diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo và đợc bảo bởi các mặt ngang và các đờng thẳng song song với trục TTH . Và => Với : +) Nthanh : là số thanh thép thờng chịu kéo trong phạm vi Abt. +) Z : là thông số bề rộng vết nứt (N/mm) . Z đợc xác định nh sau : 1 -Với điều kiện môi trờng thông thờng Z 30000 N/mm =300 KN/cm 2 - Với điều kiện môi trờng khắc nghiệt Z 23000 N/mm = 230 KN/cm 3 - Với kết cấu vùi dới đất Z 17500 N/mm = 175 KN/cm Giả sử ta thiết kế cho kết cấu dầm chủ trong điều kiện môi trờng bình thờng khi đó ta lấy thông số bề rộng vết nứt : Z = 25000 N/mm = 250 KN/cm - ứng suất trong cốt thép chịu kéo đợc tính theo công thức : Trong đó : +) MTC : là mômen tại mặt cắt theo TTGH sử dụng. +) AS : Diện tích cốt thép chịu kéo bố trí. +) dS : Chiều cao có hiệu của mặt cắt . +) j : Thông số tính toán : j = 1- k/3 Với k đợc tính theo công thức : +) r : Hàm lợng cốt thép chịu kéo bố trí : +) n : Tỉ số giữa mô đun đàn hồi của thép với môđun đàn hồi của bê tông . V.2. – Tính toán và bố trí cốt thép tại mặt cắt I – I (Mặt cắt đáy móng) - Đối với mặt cắt đáy móng khi tính toán theo TTGH cờng độ I với 2 tổ hợp tải trọng bất lợi Ia và Ib thì sẽ có một tổ hợp tải trọng bất lợi hơn do đó ta sẽ tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt cho tổ hợp này sau đó cốt thép chịu tổ hợp thứ 2 sẽ đợc bố trí giống nh cốt thép chịu tổ hợp tải trọng lớn hơn. - Theo tính toán ta thấy tổ hợp tải trọng Ia lớn hơn tổ hợp Ib do đó ta tính toán và bố trí cốt thép theo tổ hợp này. 1 – Bố trí cốt thép chịu mô men uốn - Bảng tính toán và bố trí cốt thép Kí hiệu MuKN.m hcm bcm Agcm2 fmm n hang n thanh atscm dscm Ascm2 Giá trị 16495 630 1800 1134000 20 1 90 6.4 623.6 282.74 acm ccm c/ds MnKN.m MrKN.m Mr//Mtt PnKN PrKN P min 0.03..fc/fy Giá trị 2.587 3.23 0.005 73900 66510 4.032 2322280 1741710 0.000 0.002 KL Đạt Đạt Không đạt - Kiểm tra cờng độ mặt cắt : Ta có : > 1,33 => Đạt - Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối thiểu : Pmin = 0,000 Không đạt Điều kiện hàm lợng cốt thép tối thiểu không đạt vì diện tích mặt cắt là rất lớn . Do đó ta chỉ cần đảm bảo khả năng chịu lực của mặt cắt là đợc. - Kết luận : Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu lực 2 – Kiểm toán khả năng chịu cắt của tiết diện. Kí hiệu VuKN bvcm dvcm 0.5.j.Vc+Vp 0,1.fc.bv.dv S btcm f mm Av cầncm2 n nhánh Ascm2 Giá trị 5331.8 1800 454 334061.8 244940 30 16 0.584 0 0.00 n thanh Av btcm2 a độ b q độ VcKN VsKN VnKN VnKN VrKN 0 0.00 90 2 45 742360 0.00 612360 612360 551120 KL Đạt Kết luận: Nh vậy ta thấy với tiết diện bê tông của mặt cắt cũng đã đảm bảo khả năng chịu lực cắt nhng ta vẫn bố trí cốt thép đai theo cấu tạo 3 – Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt . Kí hiệu M tcKN.m ZKN/cm atscm dscm Es/Ec n thanh Ascm2 r k j Giá trị 10462.4 250 6.4 623.6 6.35 90 282.74 0.0003 0.055 0.98 dccm Abtcm2 Acm2 0.6fyKN/cm2 faKN/cm2 fsKN/cm2 6.4 23040 256 25.2 21.2 6 KL Đạt Đạt - Kiểm tra ứng suất sử dụng trong cốt thép chịu kéo : Ta có fsa = 21,2 KN/cm2 Đạt - Kiểm tra ứng suất trong cốt thép chịu kéo : Ta có fs = 6 KN/cm2 Đạt - Kết luận : Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu chống nứt. V.3 – Tính toán và bố trí cốt thép tại mặt cắt II – II (Mặt cắt chân tờng thân) V.2.1 – Bố trí cốt thép chịu mô men bất lợi ra phía sông. 1 – Bố trí cốt thép chịu mô men uốn - Bảng tính toán và bố trí cốt thép Kí hiệu MuKN.m hcm bcm Agcm2 fmm n hang n thanh atscm dscm Ascm2 Giá trị 7817 170 1600 255000 24 1 80 6.4 163.6 361.91 acm ccm c/ds MnKN.m MrKN.m Mr//Mtt PnKN PrKN P min 0.03..fc/fy Giá trị 3.726 4.657 0.028 23050 24580 2.831 566300 424730 0.001 0.002 KL Đạt Đạt  Đạt - Kiểm tra cờng độ mặt cắt : Ta có : > 1,33 => Đạt - Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối thiểu : Pmin = 0,001 Không đạt Điều kiện hàm lợng cốt thép tối thiểu không đạt vì diện tích mặt cắt là rất lớn . Do đó ta chỉ cần đảm bảo khả năng chịu lực của mặt cắt là đợc. - Kết luận : Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu lực 2 – Kiểm toán khả năng chịu cắt của tiết diện. Kí hiệu VuKN bvcm dvcm 0.5.j.Vc+Vp 0,1.fc.bv.dv S btcm f mm Av cầncm2 n nhánh Ascm2 Giá trị 3433 1500 122 80128 58752 30 16 0.52 0 0.00 n thanh Av btcm2 a độ b q độ VcKN VsKN VnKN VnKN VrKN 0 0.00 90 2 90 178060 0.00 146880 146880 132190 KL Đạt Kết luận: Nh vậy ta thấy với tiết diện bê tông của mặt cắt cũng đã đảm bảo khả năng chịu lực cắt nhng ta vẫn bố trí cốt thép đai theo cấu tạo 3 – Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt . Kí hiệu M tcKN.m ZKN/cm atscm dscm Es/Ec n thanh Ascm2 r k j Giá trị 5887.1 250 6.4 163.6 6.35 80 361.91 0.0014 0.124 0.96 dccm Abtcm2 Acm2 0.6fyKN/cm2 faKN/cm2 fsKN/cm2 6.4 20480 256 25.2 21.2 10.4 KL Đạt Đạt - Kiểm tra ứng suất sử dụng trong cốt thép chịu kéo : Ta có fsa = 21,2 KN/cm2 Đạt - Kiểm tra ứng suất trong cốt thép chịu kéo : Ta có fs = 10,4 KN/cm2 Đạt - Kết luận : Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu chống nứt. V.2.2 – Bố trí cốt thép chịu mô men bất lợi về phía đờng 1 – Bố trí cốt thép chịu mô men uốn - Bảng tính toán và bố trí cốt thép Kí hiệu MuKN.m hcm bcm Agcm2 fmm n hang n thanh atscm dscm Ascm2 Giá trị -3145 170 1600  272000 20 1 80 6.4 163.6 251.33 acm ccm c/ds MnKN.m MrKN.m Mr//Mtt PnKN PrKN P min 0.03..fc/fy Giá trị 2.587 3.234 0.020 -17130 -15420 4.903 562812 422109 0.0009 0.002 KL Đạt Đạt - Kiểm tra cờng độ mặt cắt : Ta có : > 1,33 => Đạt - Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối thiểu : Pmin = 0,0009 Không đạt Điều kiện hàm lợng cốt thép tối thiểu không đạt vì diện tích mặt cắt là rất lớn . Do đó ta chỉ cần đảm bảo khả năng chịu lực của mặt cắt là đợc. - Kết luận : Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu lực 2 – Kiểm toán khả năng chịu cắt của tiết diện. Kí hiệu VuKN bvcm dvcm 0.5.j.Vc+Vp 0,1.fc.bv.dv S btcm f mm Av cầncm2 n nhánh Ascm2 Giá trị -676.7 1600 122 80128 58752 30 16 0.52 0 0.00 n thanh Av btcm2 a độ b q độ VcKN VsKN VnKN VnKN VrKN 0 0.00 90 2 45 178062 0.0 146880 146880 132192 KL Đạt Kết luận: Nh vậy ta thấy với tiết diện bê tông của mặt cắt cũng đã đảm bảo khả năng chịu lực cắt nhng ta vẫn bố trí cốt thép đai theo cấu tạo 3 – Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt . - Do tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng chỉ gây ra nội lực bất lợi theo ra phía sông do đó ta không cần kiểm toán khả năng chống nứt của tiết diện mặt cắt khi bố trí cốt thép chịu tổ hợp tải trọng Ib (bất lợi về phía đờng). V.4 – Tính toán và bố trí cốt thép tại mặt cắt III – III (Mặt cắt chân tờng đỉnh) - Đối với mặt cắt chân tờng đỉnh thì 2 tổ hợp tải trọng theo TTGH cờng độ I là Ia và Ib đều gây ra nội lực bất lợi về phía đờng do đó ta chỉ tính toán và bố trí cốt thép cho mặt cắt để đảm bảo chịu tổ hợp tải trọng Ib (bất lợi về phía đờng). 1 – Bố trí cốt thép chịu mô men uốn - Bảng tính toán và bố trí cốt thép Kí hiệu MuKN.m hcm bcm Agcm2 fmm n hang n thanh atscm dscm Ascm2 Giá trị -283 50 1600 80000 20 1 54 6.4 43.6 157.08 acm ccm c/ds MnKN.m MrKN.m Mr//Mtt PnKN PrKN P min 0.03..fc/fy Giá trị 1.725 2.156 0.049 -2820 -2538 8.952 157957 1.107 0.0021 0.002 KL Đạt Đạt  Đạt - Kiểm tra cờng độ mặt cắt : Ta có : > 1,33 => Đạt - Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối thiểu : Pmin = 0,0021 Đạt - Kết luận : Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu lực 2 – Kiểm toán khả năng chịu cắt của tiết diện. Kí hiệu VuKN bvcm dvcm 0.5.j.Vc+Vp 0,1.fc.bv.dv S btcm f mm Av cầncm2 n nhánh Ascm2 Giá trị 346.3 1600 36 22094 16200 30 16 0.487 0 0.00 n thanh Av btcm2 a độ b q độ VcKN VsKN VnKN VnKN VrKN 0 0.00 90 2 45 49097.9 0.0 40500 40500 36450 KL Đạt Kết luận: Nh vậy ta thấy với tiết diện bê tông của mặt cắt cũng đã đảm bảo khả năng chịu lực cắt nhng ta vẫn bố trí cốt thép đai theo cấu tạo 3 – Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt . Kí hiệu M tcKN.m ZKN/cm atscm dscm Es/Ec n thanh Ascm2 r k j Giá trị -26.0 250 6.4 43.6 6.35 54 157.08 0.0024 0.1601 0.95 dccm Abtcm2 Acm2 0.6fyKN/cm2 faKN/cm2 fsKN/cm2 6.4 19200 384 25.2 18.5 0.4 KL Đạt Đạt - Kiểm tra ứng suất sử dụng trong cốt thép chịu kéo : Ta có fsa = 18,5 KN/cm2 Đạt - Kiểm tra ứng suất trong cốt thép chịu kéo : Ta có fs = 0,48 KN/cm2 Đạt - Kết luận : Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu chống nứt. V.5 – Tính toán và bố trí cốt thép tại mặt cắt IV – IV (Mặt cắt chân tờng cánh) 1 – Bố trí cốt thép chịu mô men uốn - Bảng tính toán và bố trí cốt thép Kí hiệu MuKN.m hcm bcm Agcm2 fmm n hang n thanh atscm dscm Ascm2 Giá trị 189 50 460 23000 20 1 23 6.4 43.6 72.26 acm ccm c/ds MnKN.m MrKN.m Mr//Mtt PnKN PrKN P min 0.03..fc/fy Giá trị 2.587 3.234 0.074 1280 1160 6.128 49200 36900 0.003 0.002 KL Đạt Đạt  Đạt - Kiểm tra cờng độ mặt cắt : Ta có : > 1,33 => Đạt - Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối thiểu : Pmin = 0,003 > 0,003 . fc/ fy = 0,002 => Đạt Nh vậy ta thấy khả năng chịu uốn của mặt cắt không đảm bảo điều kiện > 1,33 Mtt tuy nhiên vẫn lớn hơn Mtĩnh tải do vậy ta vẫn có thể chấp nhân đợc. Hàm lợng cốt thép tối thiểu bố trí nh vậy là hợp lý. - Kết luận : Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu lực 2 – Kiểm toán khả năng chịu cắt của tiết diện. Kí hiệu VuKN bvcm dvcm 0.5.j.Vc+Vp 0,1.fc.bv.dv S btcm f mm Av cầncm2 n nhánh Ascm2 Giá trị 279.3 460 36 6775.5 4968 30 16 0.149 0 0.00 n thanh Av btcm2 a độ b q độ VcKN VsKN VnKN VnKN VrKN 0 0.00 90 2 45 15060 0.00 12420 12420 11180 KL Đạt Kết luận: Nh vậy ta thấy với tiết diện bê tông của mặt cắt cũng đã đảm bảo khả năng chịu lực cắt nhng ta vẫn bố trí cốt thép đai theo cấu tạo 3 – Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt . Kí hiệu M tcKN.m ZKN/cm atscm dscm Es/Ec n thanh Ascm2 r k j Giá trị 104.2 250 6.4 43.6 6.35 23 72.26 0.0036 0.1922 0.94 dccm Abtcm2 Acm2 0.6fyKN/cm2 faKN/cm2 fsKN/cm2 6.4 5888 256 25.2 21.2 3.5 KL Đạt Đạt - Kiểm tra ứng suất sử dụng trong cốt thép chịu kéo : Ta có fsa = 21,2 KN/cm2 Đạt - Kiểm tra ứng suất trong cốt thép chịu kéo : Ta có fs = 3,5 KN/cm2 Đạt Nh vậy ta thấy ứng suất sử dụng trong cốt thép chịu kéo fsa > 0,6.fy , tuy nhiên không lớn hơn nhiều lắm do đó ta vẫn có thể chấp nhận đợc. - Kết luận : Mặt cắt đợc coi nh đảm bảo khả năng chịu chống nứt. VI – Thiết kế móng cọc VI.1 – Tính toán và bố trí cốt Cọc trong móng mố 1 - Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu - Móng bệ tháp đợc thiết kế với móng cọckhoan nhồi D=120 cm - Công thức tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu Trong đó : +) fc’ : Cờng độ chịu nén của bê tông tuổi 28 ngày. +) AC : Diện tích phần bê tông của tiết diện cọc. +) fy : Giới hạn chảy của thép chế tạo cọc +) AS : Diện tích phần cốt thép của tiết diện cọc. +) j : Hệ số sức kháng , với kết cấu chịu nén ta lấy j = 0,75 - Bảng tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Mác bê tông chế tạo cọc M300 Thép chế tạo cọc AII Hệ số điều kiện làm việc m 0.9 Hệ số đồng nhất vật liệu cọc k 0.7 Đờng kính cọc thiết kế d 1.2 m Đờng kính cốt thép f 28 mm Số thanh thép thiết kế nthanh 24 Thanh Diện tích phần bê tông Ac 1.131 M2 Diện tích phần cốt thép As 0.015 M2 Hệ số uốn dọc j 0.75 Cờng độ chịu nén của bê tông fc' 3000 KN/m2 Cờng độ chịu kéo của thép fy 240000 KN/m2 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu Qvl 24290 KN 2 - Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền - 2 - Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền - Công thức tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền - Bảng tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền Loại đất D m Li m As m2 N Su KN /m2 a qsKN /m2 Qs KN jqs Sức kháng thân cọc Bùn sét xám đen 1.2 10.44 39.36 10 110.60 0.55 60.83 2394.23 0.65 Sét xám đen nâu 1.2 10.54 39.73 15 104.40 0.55 57.42 2281.52 0.55 Cát hạt trung 1.2 3.87 14.59 25 197.32 0.5 98.66 1439.42 0.45 Sức kháng thành cọc Qthan 3458.8 KN Sức kháng mũi cọc Loại đất D m Ap m2 N qp KN m2 Qp KN jqp Cát hạt trung 1.2 1.131 25 1600 1809.56 0.65 Sức kháng mũi cọc Qmui 1176.22 KN Q cọc theo đất nền Qr 4635.04 KN Q cọc theo vật liệu Qvl 24290 KN Qi tính toán của cọc Qcoc 4635.04 KN Chiều dài cọc Lcoc 25. m L coc 3 - Tính toán số cọc trong móng Trong đó : +) b : Hệ số xét đến loại móng và độ lớn của mô men với móng cọc đài cao ta lấy b = 1,5 +) Qcoc : Sức chịu tải tính toán của cọc : Qcoc = 4635,04 KN +) P : Tổng áp lực thẳng đứng truyền lên bệ cọc : P = 25782,8 KN (lấy từ tổ hợp tải trọng theo TTGH cờng độ bất lợi về phía sông : Tổ hợp Ia ) => Số cọc bố trí trong móng là n = 10 (cọc) . Bố trí thành 2 hàng mỗi hàng 5 cọc - Chiều dài cọc bố trí là 25 m - Sơ đồ bố trí cọc trong móng VI.2 – Sơ bộ kiểm toán nội lực dọc trục cọc trong móng. 1 – Công thức tính nội lực cọc trong móng . - ở đây ta tính toán cho trờng hợp ngoại lực tác dụng trong 1 mặt phẳng tính toán , nghĩa là tác dụng theo phơng dọc hoặc ngang cầu . Khi đó các cọc ở mép ngoài cùng sẽ có giá trị nội lực lớn nhất hoặc nhỏ nhất . - Nội lực dọc trục của các cọc đợc tính theo công thức : Trong đó : +) Nn : Nội lực dọc trong cọc thứ n. +) P : Tổng áp lực thẳng đứng tác dụng lên đáy bệ. +) My : Mômen đối với trục đi qua trọng tâm của nhóm cọc trong móng. +) xn : Khoảng cách từ hàng cọc thứ n đến trục đang xét. +) xi : Khoảng cách từ hàng cọc thứ i đến cọc đang xét. +) ni : Số cọc trong hàng cọc thứ i. 2 – Kiểm toán khả năng chịu lực của cọc. - Tải trọng sử dụng tính toán nội lực cọc là tổ hợp tải trọng theo TTGH cờng độ I . Theo tính toán ta thấy tổ hợp tải trọng Ia (bất lợi ra phía sông) gây ra nội lực bất lợi hơn trong móng cọc do đó ta sẽ kiểm toán theo tổ hợp tải trọng này . ta có : P = 25782,8 KN My = 16807 KN.m - Với tổ hợp tải trọng Ia thì cọc bất lợi nhất là cọc ngoài cùng với nội lực : +) Nội lực lớn nhất trong cọc =3418,6 KN Đạt +) Nội lực nhỏ nhất trong cọc =1737,9 KN Đạt VII – Tính toán thiết kế móng cọc bệ thấp. VII.1– Xác định điều kiện kiểm toán móng cọc - Sử dụng lý thuyết tính toán theo Quy trình 22TCN – 18 – 79 (Bộ GTVT). - Móng cọc đài thấp : Kết cấu móng thoả mãn đồng thời 2 điều kiện sau thì đợc tính toán thiết kế theo móng cọc đài thấp . +) Đài cọc nằm ở trong đất hoặc đáy đài nằm thấp hơn MNTN 0,5 m. +) Theo điều kiện chịu áp lực ngang thì móng cọc đợc gọi là đài thấp khi lực đẩy ngang HX do đất ở xung quanh chịu : Điều kiện : hm 0,7 . hmin Trong đó : hmin là chiều sâu tối thiểu trên đài cọc đợc xác định trên nguyên tắc lực đẩy ngang do đất chịu. - Móng cọc đài cao : nếu kết cấu móng không thoả mãn điều kiện là móng cọc đài thấp thì là móng cọc đài cao. - Tính chiều sâu chôn móng tối thiếu : (theo công thức của QT 79) Trong đó : +) hm : Chiều sâu chôn móng mố : hm = 3,0 m +) Hx : Tổng áp lực ngang tác dụng lên mố : Hx = 5072,1 KN. +) jf : Góc nội ma sát của đất đắp trớc mố , jf = 40o +) B : Bề rộng bệ móng mố, B = 18 m +) g : Trọng lợng riêng của đất đắp , g = 18 KN/m3 Tính toán ta có : = 3,82 m - Kiểm tra điều kiện kiểm toán móng cọc : Ta có : 0,7 hmin = 0,7 . 3,82 = 2,67 m < hm = 3,0 m => Kiểm toán móng cọc theo điều kiện móng cọc bệ thấp. VII.2– Kiểm toán bệ cọc theo các TTGH VI.3.1 – Kiểm toán móng cọc bệ cao theo TTGH cờng độ . 1 – Nội dung kiểm toán bệ cọc theo TTGH cờng độ +) Kiểm toán nội lực dọc trục trong cọc. +) Kiểm toán ổn định chống lật của bệ cọc. +) Kiểm toán độ lệch tâm của hợp lực tại vị trí đáy bệ. 2 – Kiểm toán sức chịu tải của cọc . - Công thức kiểm toán : Nmax + Nbt Qcoc Trong đó : +) Nnax : Nội lực tính toán lớn nhất trong cọc , Nmax = 3418,6 KN +) Nbt : Trọng lợng bản thân cọc , Nbt = Ac.Lcoc.gbt = 1,131 . 25 . 25 = 706,88 KN +) Qcoc : Sức chịu tải của cọc theo đất nền , Qcoc = 4635 KN - Kiểm tra : Nmax + Nbt = 3418,6 +706,88 = 4125,5 KN Qcoc = 4635 KN => Đạt 3– Kiểm toán ổn định chống lật - Công thức kiểm toán ổn định chống lật : (theo công thức của QT 79) với eo = Trong đó : +) m2 : Hệ số điều kiện làm việc của hệ cọc , phụ thuộc vào số cọc trong bệ. Đối với móng cọc bệ thấp , và số cọc trong móng n = 10 cọc => ta lấy m2 = 1,0 . +) Khoảng cách từ điểm lật với trục trọng tâm mặt cắt : y = m +) eo : Độ lệch tâm của hợp lực tác dụng lên bệ móng . +) My : Tổng mômen tác dụng lên bệ cọc , My = 16807 KN.m +) P : Tổng áp lực thẳng đứng tác dụng lên bệ cọc : P = 25782,8 KN => Độ lệch tâm của hợp lực : eo=m - Kiểm tra ổn định chống lật : => Đạt 4 – Kiểm toán độ lệch tâm của hợp lực - Công thức kiểm tra : (theo công thức của QT 79) với Trong đó : +) W : Mômen kháng uốn của mặt cắt . +) F : Diện tích mặt cắt : F = 6,5. 18 = 117 m2 +) h : Chiều cao mặt cắt : h = Lm = 6,5 m +) Cgh : Độ lệch tâm giới hạn cho phép , lấy nh sau : 1 - Đối với nền đất : Cgh = 1 cho tải trọng phụ của cầu lớn – cầu trung Cgh = 1,2 cho tải trọng phụ của cầu nhỏ. 2 - Đối với nền đá : Cgh = 1,2. Nh vậy đối với nền đất , và tính toán cho cầu lớn , ta lấy Cgh =1,0 - Ta có : - Kiểm tra : => Đạt VI.3.2 – Kiểm toán bệ cọc theo TTGH sử dụng 1 – Nội dung kiểm toán bệ cọc theo TTGH sử dụng. +) Kiểm toán chuyển vị ngang của đỉnh mố. +) Kiểm toán chống nứt mặt cắt bệ cọc. 2 - Kiểm toán chuyển vị ngang của mố - Do mố đợc tính toán thiết kế theo điều kiện móng cọc bệ thấp nên chuyển vị ngang của đỉnh mố là không đáng kể vì vậy ta không cần kiểm toán - Kiểm toán chống nứt mặt cắt bệ cọc đợc kiểm tra trong phần tính toán và bố trí cốt thép mặt cắt nên ở đây ta không phải kiểm tra lại. VI.3– Kiểm toán nền móng theo các TTGH VI.4.1 – Kiểm toán theo TTGH cờng độ . 1- Nội dung kiểm toán nền móng theo TTGH cơng độ . +) Kiểm toán sức kháng đỡ của nền đất dới đáy móng. +) Kiểm toán ổn định chống trợt. +) Kiểm toán ổn định chống lật 2 – Tính ứng suất dới đáy móng. - Với mục đích tính toán độ lún của nhóm cọc , tải trọng đợc giả định tác động lên móng tơng đơng đặt tại 2/3 độ sâu chôn cọc vào lớp chịu lực nh hình vẽ. - Công thức tính kích thớc móng khối tơng đơng. +) Chiều rộng móng : Bm = (nh – 1).ah + 2.(+.tg.a) +) Chiều dài móng : Lm = (nc – 1).ac + 2.(+ Db.tg.a) +) Diện tích móng tơng đơng : Am = Bm . Lm +) Thể tính móng : Vm = Am.H - Vcoc +) Trọng lợng móng : Gm = Vm.gdat + Gcoc Trong đó : +) nh : Số hàng cọc bố trí , nh = 2 hàng +) nc : Số cột cọc bố trí , nc = 5 cột +) ah : Khoảng cách giữa các hàng cọc , ah= 4,0 m +) ac : Khoảng cách giữa các cột cọc , ac= 4,0 m +) Db : 1/3 Chiều sâu chôn cọc vào trong đất , Db = 8,33 m +) a : Góc nghiêng của phần chân móng tơng đơng , a = 25O +) H : Khoảng cách từ đáy móng đến mặt đất H = Lcoc + Df = 25+ 3 = 28 m +) Df : Chiều sâu chôn móng , Df = 3 m +) : Vcoc : Thể tích cọc trong móng Vcoc = ncoc . Acoc . L coc = 10. 1,131. 25= 282,75 m3 +) Gcoc : trọng lợng cọc trong móng Gcoc = ncoc. Acoc. Lcoc . gbt= 10.1,131. 25. 25 = 7068,75 KN +) .gdat : trọng lợng riêng trung bình của đất dới đáy móng đợc tính theo công thức : . gdat = 19,5 KN/m3 – Chuyển hệ tải trọng về trọng tâm đáy móng . +) Pm = Pbe + Gm +) Mym = Mybe +) Hxm = Hxbe Trong đó : +) Pbe , Hxbe , Mybe : Hệ tải trọng tại mặt cắt đáy bệ tháp. +) Pm , Hxm , Mym : Hệ tải trọng tại đáy bệ móng tơng đơng. – Tính ứng suất dới đáy móng Trong đó : +) Pm : Tổng áp lực thẳng đứng dới đáy móng. +) My : Tổng mômen chuyển về trọng tâm đáy móng. +) Wy : Mômen kháng uốn của tiết diện đáy móng – Kết quả tính ứng suất dới đáy móng. Kí hiêu L cọcm Dfm Hm Db/3m nhhàng nccột ncoccọc ahm acm Acm2 Giá trị 25 3 28 8.33 2 5 10 4 4 1.131 a độ g KN/m3 jfđộ Bm Lm Atđm2 Wym3 G cọcKN Vmm3 GmKN Giá trị 25 19.5 40 7.79 24.97 194.52 252.55 7068.75 5163.7 100274 PbệKN HxbệKN MybệKN.m P mKN HxmKN MymKN.m s maxKN /m2 s minKN/m2 Giá trị 25782.8 5072.1 16807 126057 4287.2 16807 714.59 581.49 3 – Kiểm toán ổn định chống trợt. - Công thức kiểm toán : Hx Qq = j . Qn Trong đó : +) Hx : Tổng áp lực đẩy ngang tại đáy móng tơng đơng, HX = 4287,2 KN +) Qn : Sức kháng trợt danh định của nền đất. +) j : Hệ số sức kháng của đất nền (tra bảng 10.5.5-1), lấy j = 0,5. - Sức kháng trợt danh định của đất nền Qn = Pm. tgd = Pm. tgj = 126057 . tg40o = 105774,4 KN - Sức kháng trợt tính toán của đất nền Qn = 0,5 . 105774,4 = 52887,2 KN > HX = 4287,2 KN => Đạt 4 – Kiểm toán sức kháng đỡ của đất nền - Đối với đất nền tại vị trí mũi cọc là đất rời thì sức kháng đỡ đợc tính theo công thức sau : qult = 0,5.g.g.Bm.CW1 .CW2.Ngm.10-9 + g.g.CW2.Df.Nqm.10-9 (Mpa) - Điều kiện đảm bảo cờng độ đất nền : qmax j.qult Trong đó : +) j : Hệ số sức kháng của đất nền (tra bảng 10.5.5-1), lấy j = 0,5. +) g : Gia tốc trọng trờng , g = 9,81 m/s2 +) g : Trọng lợng riêng của đất nền tại vị trí đáy móng. (Kg / m3) +) CW1 , CW2 : Hệ số cho các chiều sâu mực nớc ngầm (bảng 10.6.3.1.2c –1) +) Ngm , Nqm: Hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo hình dạng và chiều sâu chôn móng. +) Df : Chiều sâu chôn móng , Df = 1,5 m = 1500 mm - Công thức xác định các hệ số : Ngm , Nqm Ngm = Ng .Sg .Cg .ig Nqm = Nq.Sq .Cq .iq.dq Trong đó : +) Nq , Ng : Hệ số khả năng chịu tải (bảng 10.6.3.1.2c-2) +) Sq , Sg : Hệ số hình dạng. (bảng 10.6.3.1.2c-3 , 4) +) Cq , Cg : Hệ số ép lún. (bảng 10.6.3.1.2c-5) +) iq , ig : Hệ số xét đến độ nghiêng của tải trọng. (bảng 10.6.3.1.2c-7) +) dq : Hệ số độ sâu (bảng 10.6.3.1.2c-9) - Bảng kiểm toán sức kháng đỡ của đất nền. Kí hiêu Dfm c KN /m2 gKN/m3 jfđộ Bm Lm gm/s2 P mKN Hxm KN Giá trị 1.5 27.69 20 40 7.79 24.97 9.81 126057 4287.2 Df/B H/P L/B CW1 CW2 Ng Nq Sg Sq j Giá trị 0.19 0.04 3.21 0.5 0.5 110 64 0.8 1.42 0.5 Cg Cq ig iq dq Ngm Nqm qultKN/m2 j.qultKN/m2 q maxKN/m2 Giá trị 0.65 0.65 0.76 0.84 1.15 43.47 57.0 15221 7610.5 714.59 KL Đạt VI.4.2 – Kiểm toán theo TTGH sử dụng . - Nội dung kiểm toán nền móng theo TTGH sử dụng . +) Kiểm toán độ lún ổn định của nền móng . +) Kiểm toán chuyển vị ngang của đỉnh mố. - Do mố đợc thiết kế theo điều kiện của móng cọc bệ thấp nên chuyển vị ngang của mố là rất nhỏ vì vậy ở đây ta không cần kiểm toán chuyển vị ngang của mố.