Tính toán trụ móng cầu

ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG I. GIÔÙI THIEÄU CHUNG: 1.1 SOÁ LIEÄU CHUNG: - Truï laø loaïi truï thaân coät BTCT khoâng döï öùng löïc, toaøn caàu coù 4 truï, trong ñoù coù 2 loaïi truï vôùi chieàu cao khaùc nhau. Veà cô baûn caùc truï ñöôïc caáu taïo gioáng nhau chæ khaùc nhau veà chieàu cao neân ôû ñaây ta chæ tính toaùn 1 truï ñieån hình giöõa caàu. 1.2 .) SOÁ LIEÄU THIEÁT KEÁ 1.) Soá lieäu chung. Haïng muïc : truï T2 Loaïi caàu :Caàu daàm SUPER - T Tieâu chuaån thieát keá : 22TCN 272 - 05 Taûi troïng thieát keá . HL 93 Xe taûi thieát keá + Taûi troïng laøn hoaëc Xe hai truïc thieát keá + taûi troïng laøn . 2.) Soá lieäu keát caáu phaàn treân ∗ Loaïi daàm : Daàm Super - T ∗ Soá löôïng daàm N = 5 Daàm ∗ Chieàu daøi daàm L = 39 m ∗ Chieàu daøi nhòp tính toaùn Ltt = 38.2 m ∗ Khoå caàu B = 9 m ∗ Chieàu roäng toaøn caàu W = 12 m ∗ Soá laøn xe n = 2 Laøn ∗ Soá leà ngöôøi ñi boä nng = 2 Leà ∗ Beà roäng ngöôøi ñi boä bng = 1.2 m ∗ Taûi troïng boä haønh q = 3 KN/m3 ∗ Heä soá laøn xe m = 1 ∗ Troïng löôïng rieâng beâ toâng γc = 24.5 KN/m 3 ∗ Soá löôïng daàm ngang ng = 4 daàm ∗ Chieàu cao goái caøu hg = 0.15 m ∗ Chieàu cao daàm H = 1.7 m ∗ Beà daøy BMC hf = 0.2 m ∗ Chieàu cao phaàn gôø lan can hglc = 0.8 m 3.) Soá lieäu moá CHÖÔNG V TÍNH TOAÙN TRUÏ MOÙNG CAÀU SV : NGOÂ ANH TUAÁN 263 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG ∗ Loaïi moá : Truï khung pi baèng BTCT ñaët treân neàn moùng coïc khoan nhoài ∗ Loaïi coïc : Coïc khoan nhoài BTCT ñöôøng kính D = 1.00 m ∗ Soá löôïng coïc = 6 coïc ∗ Chieàu daøi coïc = 70 m ∗ Cao ñoä ñaùy beä = -1.86 m ÑV m m m m m m m m m m m c3 1.50 Khoaûng giöõa 2 thaân truï b3 4.00 Loaïi truï (Truï thaân coät) b2 b4 Beà roäng xaø muõ theo phöông doïc caàu(phaàn treân) c1 Beà roäng xaø muõ theo phöông doïc caàu(phaàn döôùi) c2 11.00 1.50 3.20 1.50 1.08 5.00 Chieàu cao xaø muõ phaàn treân h1 Beà roäng beä truï theo phöông doïc caàu c4 1.50 1.50 Kí hieäu Giaù trò 12.00b1 bdtr bntr Haïng muïc Beà roäng xaø muõ theo phöông ngang caàu Kích thöôùc maët caét ngang thaân truï phöông doïc Kích thöôùc maët caét ngang thaân truï phöông ngang Beà roäng beä truï theo phöông ngang caàu Ñöôøng kính traân truï KÍCH THÖÔÙC HÌNH HOÏC TRUÏ 700700 1 5 0900 2500 2500 h 4 = 2 0 0 0 h 3 = 6 0 0 0 h 2 h 1 b4=11000 b2b2=1500 b3=4000 b1=12000 c4=5000 c3=1500 c2=3200 c1=1500 D1500 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 264 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG m m m m m m m m m m m m m m m Goái caàu : Chieàu daøi a = 0.45 m Chieàu roäng b = 0.35 m Chieàu cao c = 0.05 m 1.3 VAÄT LIEÄU SÖÛ DUÏNG THIEÁT KEÁ MOÁ, TRUÏ: - Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng fc = MPa - Troïng löôïng rieâng cuûa beâ toâng γc = kN/m 3 - Moâ ñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng Ec =0.043* γc1.5*fc1/2 = - Cöôøng ñoä theùp : fy = MPa - Modun ñaøn hoài cuûa theùp : Es = MPa Cöôøng ñoä chòu keùo fu = 620 Mpa = T/m 2 Troïng löôïng rieâng cuûa theùp: γs = 7850 kg/m3 = 7.85 T/m3 modul ñaøn hoài: Es = Mpa = 2.00 200000 MNCN Cao ñoä möïc nöôùc thaáp nhaát Cao ñoä möïc nöôùc thi coâng MÑSX 200000 62000 -0.24 -2.238 CÑIM CÑÑM 420 Cao ñoä ñænh moùng Cao ñoä ñaùy moùng MNTN MNTT MÑTN hxc+b +1.54 0.70bddk 30 0.90 0.15 1.00 +1.72 bndk hdk D ( MPa ) 28561.316 24.5 1.00 6.00 Cao ñoä möïc nöôùc cao nhaát h2 h3 h4Chieàu cao beä truï Beà roäng ñaù keâ goái theo phöông doïc caàu Chieàu cao xaø muõ phaàn döôùi Chieàu cao thaân truï Chieàu saâu xoùi chung coäng vôùi xoùi cuïc boä Cao ñoä MÑTN sau xoùi chung vaø xoùi cuïc boä Cao ñoä maët ñaát thieân nhieân Beà roäng ñaù keâ goái theo phöông ngang caàu Chieàu cao ñaù keâ goái Loaïi coïc khoan nhoài SV : NGOÂ ANH TUAÁN 265 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG II. CAÙC LOAÏI TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG LEÂN TRUÏ: 1 .TÓNH TAÛIÏ ∗ Töø keát caáu phaàn treân ( Phaûn löïc goái do taát caû caùc daàm ) Ta ñaõ tính toaùn ôû phaàn daàm chính : Tónh taûi treân moät meùt daøi daàm Daàm giöõa : DCg = kg/m DWg = kg/m Daàm bieân : DCb = kg/m DWb = kg/m - Toång troïng löôïng baûn thaân daàm Super T treân 1/2 nhòp traùi vaø 1/2 nhòp phaûi DC = ( 4* DCg + 2* DCb )* L * g /2 KN Trong ñoù : g = 9.81 m / s2 DC = KN DW = ( 4* DWg + 2* DWb )* L * g / 2 KN DW = KN - Troïng löôïng baûn thaân daàm Super T treân 1/2 nhòp traùi vaø 1/2 nhòp phaûi treân truï caàu : DCT+P = KN DWT+p = KN Tónh taûi keát caáu phaàn döôùi Tónh taûi tieâu chuaån baûn thaân tính theo coâng thöùc: P = V.γbt V laø theå tích caùc boä phaän γbt laø dung troïng rieâng cuûa beâ toâng γbt = kN/m3 STT 1 2 3 4 5 Toång coäng 1416.20 Thaân truï Xaø muõ 57.80 3328.64 370 86.59 Theå tích (m3) Troïng löôïng (kN) 110.00 2695.00 304.8 409.980 -Baûng tính toaùn tónh taûi caùc boä phaän truï töø ñaùy moùng 1.13 3.53 27.78 4247.03 Ñaù keâ goái 173.35 4344 Teân keát caáu Beä truï 4208.98 8417.96 819.96 24.5 Töôøng che 0.88 21.45 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 266 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG 2. Hoaït taûi xe oâtoâ ( LL ) vaø taûi troïng ngöôøi (PL) 2.1 Hoaït taûi xe oâ toâ treân keát caáu nhòp Veõ ñöôøng aûnh höôûng phaûn löïc goái Ta ñaët xe treân keát caáu nhòp Ta coù : Y1 , Y2 , Y3 : Tung ñoä ñöôøng aûnh höôûng cuûa xe taûi thieát keá Y1 , Y2 : Tung ñoä ñöôøng aûnh höôûng cuûa xe 2 truïc thieát keá Soá laøn xe n = 2 Laøn Heä soá laøn xe m = 1 Heä soá xung kích IM = 25% Phaûn löïc : Teân keát caáu Beä truï Thaân truï Maët caét ñænh moùng (kN) -Baûng toång hôïp noäi löïc töø ñænh moùng 27.78 86.59 Maët caét ñaùy moùng (kN) 2695.00 86.59 Xaø muõ 1416.20 1416.20 Ñaù keâ goái Toång coäng 27.78 4247.03 4247.03 Hình 1.2 - Ñöôøng aûnh höôûng phaûn löïc goái giöõa 2 nhòp Töôøng che 21.45 21.45 L = 39 .4 mL = 39. 4 m Y6 Y5 Y4 Y2 Y1 WL =9.3KN 43 004 30015 00 0 35 KN 145 KN 145 KN 110 KN110 KN 12 00 43 0043 00 35 KN 145 KN145 KN Y3 1 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 267 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG R = P * Yi * nlan * m * (1+ IM) Taûi troïng laøn : Rlan = WL * PL Rtk = Max (∑R tr , ∑Ρ2τ) + Rln Baûng keát quaû tính toaùn hoaït taûi Vò trí Y Y3 Y1 Y2 Y Y4 Y5 Y6 WL Ri * Toå hôïp taûi troïng (Theo ñieàu 3.6.1.3 22TCN 272 - 05) ñoái vôùi phaûn löïc goái giöõa LL = 90%(Rtruck + wL) Hoaït taûi treân nhòp daãn LL = (Theo ñieàu 3.6.2- 22TCN 272 - 05) löïc xung kích baèng 25% hoaït taûi xe Xung kích IM = KN 2.1 TAÛI TROÏNG NGÖÔØI ÑI (PL) 2.1.1 Tröôøng hôïp ngöôøi ñi treân caû hai leà treân caû hai nhòp Do xe 2 truïc 1138.32 541.62 284.58 KN 1344.23 KN 54.19 184.93 145.37 KN KN KN145 0.619 35 1450.510 Xe taûi 1.000 Toång KN thieát keá KN Do xe taûi tk 0.782 0.891 1.000 0.970 275.00 0.401 68.4035 KN KN 145 145 362.50 KN KN 322.94 Taûi troïng laøn 19.1 9.3 355.26 Ñôn vò 266.62 Tung ñoä ñöôøng Xe hai truïc thieát keá 110 110 KN Phaûn löïc Ri(KN)aûnh höôûng Taûi troïng truïc P(KN) Taûi troïng L = 4 0 .45 mL = 40 .4 5 m WL =3 KN 1 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 268 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Taûi troïng tieâu chuaån ngöôøi ñi boä qnd = 3 kN/m Beà roäng leà boä haønh Bnd = 1.2 m PL = m * q * bng *nng * Ltt /2 PL = KN ULL+IM+PL = (LL + IM) + PL (LL, PL cùng hệ số tải trọng_ ở đây là giá trị tiêu chuẩn) = kN N = kN Qy = kN My = kN•m 3.) Löïc haõm xe (BR) Löïc laáy baèng 25% troïng löôïng caùc truïc xe taûi hay xe 2 truïc thieát keá treân taát caû caùc laøn xe chaïy cuøng moät höôùng . Löïc haõm laèm ngang theo phöông doïc caàu vaø caùch maët caàu : 1.8 m Duøng goái cao xu phaân lôùp : BR = 0.25 * m * n * LL LL : troïng löôïng caùc truïc xe taûi hay xe hai truïc thieát keá cho moät laøn P = P1 + P2 + P3 = KN n - toång soá laøn xe treân caàu m - heä soá laøn xe BR = KN (ñöôïc laáy theo ñieàu 3.6.4) N = 0.00 KN Qy= KN Mx= KN.m Mñx= KN.m 4.) Löïc ma saùt (FR) Löïc ma saùt chung goái caàn phaûi ñöôïc xaùc ñònh treân cô sôû cuûa giaù trò cöïc ñaïi cuûa heä soá ma saùt giöõa caùc maët tröôït FR ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : FR = fmax * N (KN) Trong ñoù fmax laø heä soá ma saùt giöõa beâ toâng vaø goái caàu ( Di ñoäng) fmax = 0.3 141.48 1485.71 1485.71 0.0 0.0 325 162.5 162.50 910.00 1638.00 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 269 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG N ; Phaûn löïc goái do tónh taûi vaø hoaït taûi (khoâng keå xung kích) N = LL + DC +DW = KN FR = KN N = 0.00 KN Qy= KN Mz= KN.m 5.Aùp löïc nöôùc tónh (WA) 5.1 Aùp löïc nöôùc tónh xeùt vôùi möïc nöôùc cao nhaát(WA) Trong ñoù: h laø chieàu cao coät nöôùc ñeán maët caét ñang xeùt γn laø tyû troïng cuûa nöôùc = kN/m3 Tính taïi maët caét ñænh beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNCN ñeán maët caét ñænh beä h1 = m Aùp löïc nöôùc tónh WA = kN/m Vò trí ñaët löïc = m Tính taïi maët caét ñaùy beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNCN ñeán maët caét ñaùy beä h2 = m Aùp löïc nöôùc tónh WA = kN/m Vò trí ñaët löïc tính töø maët caét ñang xeùt = m Tính taïi maët caét ñænh truï WA = kN/m 5.2 Aùp löïc nöôùc tónh xeùt vôùi möïc nöôùc thaáp nhaát(WA) Tính taïi maët caét ñænh beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNTN ñeán maët caét ñænh beä h1 = 1.78 m Aùp löïc nöôùc tónh WA = kN/m Vò trí ñaët löïc = m Tính taïi maët caét ñaùy beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNTN ñeán maët caét ñaùy beä h2 = 3.78 m Aùp löïc nöôùc tónh WA = kN/m Vò trí ñaët löïc tính töø maët caét ñang xeùt = 1.89 m Tính taïi maët caét ñænh truï WA = kN/m 6. Löïc ñaåy noåi (B) 6.1 Löïc ñaåy noåi vôùi möïc nöôùc cao nhaát: B = γn.V0 1.98 1.96 3.96 3174.64 10582.14 10 19.208 0.980 78.41 0.890 71.44 0 0 15.842 3174.64 17778.00 2 . 2hWA nγ= SV : NGOÂ ANH TUAÁN 270 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Trong ñoù: V0 laø theå tích phaàn ngaäp trong nöôùc Tính taïi maët caét ñænh beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNCN ñeán maët caét ñænh beä h1 = 1.96 m Aùp löïc ñaåy noåi B = kN Tính taïi maët caét ñaùy beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNCN ñeán maët caét ñaùy beä h2 = 3.96 m Aùp löïc ñaåy noåi B = kN Tính taïi maët caét ñænh truï B = kN 6.2 Löïc ñaåy noåi vôùi möïc nöôùc thaáp nhaát: B = γn.V0 Trong ñoù: V0 laø theå tích phaàn ngaäp trong nöôùc Tính taïi maët caét ñænh beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNTN ñeán maët caét ñænh beä h1 = 1.78 m Aùp löïc ñaåy noåi B = kN Tính taïi maët caét ñaùy beä Chieàu cao coät nöôùc töø MNTN ñeán maët caét ñaùy beä h2 = 3.54 m Aùp löïc ñaåy noåi B = kN Tính taïi maët caét ñænh truï B = kN 7.AÙp löïc doøng chaûy (SP) 7.1. Áp lực dòng chảy theo chiều dọc Py = 5.14•10-4•CD•V2 ( 3.7.3.1 22 TCN 272-05) Trong đó: Py - áp lực dòng chảy (MPa) CD - Hệ số cản của trụ (tra bảng 3.7.3.1-1) V - Vận tốc nước thiết kế V = 2.2 m/s Hệ số cản theo chiều dọc: CD = 0.7 (trụ đầu tròn) +1.72 69.272 Mx 0 210.644 0 134.720 532.844 (kN•m)(m2) (kN) Diện tích Qy Thân 5.88 10.24 30.49 Bệ 19.79 34.46 68.20 Hmax (m) SV : NGOÂ ANH TUAÁN 271 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG +1.54 7.2. Áp lực dòng chảy theo chiều ngang Px = 5.14•10-4•CL•V2 ( 3.7.3.2 22 TCN 272-01) Trong đó: Px - áp lực ngang (MPa) CL - Hệ số cản theo chiều ngang (tra bảng 3.7.2.3.2-1 V - Vận tốc nước thiết kế V = 2.2 m/s Hệ số cản theo chiều ngang:CL = 0.7 (góc 5o) +1.72 +1.54 8. Löïc va taøu vaøo truï: Soâng caáp VI, taán troïng cuûa taøu töï haønh DWT = 230 T V laø vaät toác va taøu V = 2.5+Vs = 4.7 m/s (Vs laø vaän toác bình quaân cuûa doøng chaûy, Vs = m/s ps = Qy = kN Coi löïc va taøu laø taûi troïng taäp trung caùch maët nöôùc 1.49 m Khoaûng caùch töø maët caét ñeán ñieåm ñaët löïc m N = 0 kN Qz = kN My= kN 8553483.501 8553.48 1.6 98.70 62.14 44.70 Thân 5.34 9.30 Tổng Bệ 18.89 My 32.90 42.19 89.00 26.86 Hmax (m) (m2) Diện tích (kN•m) Thân 5.88 10.24 30.49 (kN) Tổng Bệ 43.54 150.04 86.06 180.54 75.82 27.69 Bệ 41.56 72.37 136.71 Hmin (m) Thân 5.34 9.30 164.40Tổng 81.67 Tổng 3.73 Hmin (m) Qx 8553.48 31904.4935 DWTVPs .*10*2.1 5 = SV : NGOÂ ANH TUAÁN 272 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG KH B h hs hg hxm hlc hcg htt hb hP b6 bntr hSF hso 9.) Taûi troïng gioù ( WS , WL ) 9.1) Taûi troïng gioù taùc ñoäng leân coâng trình a. Taûi troïng gioù ngang : PD = 0.0006 * V 2 * At * Cd ≥ 1.8 * At ( KN ) Trong ñoù : V Toác ñoä gioù thieát keá = 38 m/s V25 Toác ñoä gioù xeùt theâm = 25 m/s V = VB * S VB Toác ñoä gioù giaät cô baûn trong 3 s vôùi chu kyø xuaát hieän 100 naêm thích hôïp vôùi vuøng tính gioù taïi vò trí caàu ñang nghieân cöùu . (Ñieàu 3.8.1.1-1) S Heä soá ñieàu chænh ñoái vôùi khu ñaát chòu gioù vaø ñoä cao maët caàu theo quy Baûng lieät keâ kích thöôùc cuûa caùc keát caáu höùng gioù I 38 1.257 4.825 12 1.5 5.765 1.974 0.2 2.08 0.8 m m m m m m m m m m m m Ñôn vò m m m Chieàu cao beä truï Chieàu cao gioù taùc ñoâng leân thaân truï 6 2 4.272 Vuøng tính gioù VB (m/s) 0.274 Teân kích thöôùc keát caáu Beà roäng toaøn caàu Chieàu cao daàm taïi goái vaø beà daøy BMC Giaù trò 12 0.49 Chieàu cao thaân truï Chieàu cao coät nöôùc taùc duïng leân truï caàu Chieàu cao lan can Khoaûng caùch töø ñaùy daàm ñeán troïng taâm chaén gioù cuûa keát caáu phaàn treân Beà roäng xaø muõ theo phöông ngang caàu Beà roäng thaân truï theo phöông ngang caàu Chieàu saâu doøng chaûy Chieàu daøy lôùp ñaát phuû treân beä truï Chieàu cao goái caàu vaø ñaù keâ goái Chieàu cao xaø muõ Chieàu cao toaøn boä keát caáu treân SV : NGOÂ ANH TUAÁN 273 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG ñònh (Baûng 3.8.1.1-2) At Dieän tích cuûa keát caáu hay caáu kieän phaûi tính taûi troïng gioù ngang (m 2) b Chieàu roäng toaøn boä cuûa caàu giöõa caùc beà maët lan can = 11.3 m d Chieàu cao KCPT bao goàm caû lan can ñaëc neáu coù = 2.85 m d = Hd + hf + hg d/b = Cd Heä soá caûn phuï thuoäc vaøo tyû soá b/d = 1.9 (B Ñoà 3.8.1.2.1.1) So saùnh PD tìm ñöôïc vaø 1.8 * At , ta laáy giaù trò Max Keát At PD 1.8At PD(tk) caáu (m2) kN kN kN Truï 26.703 43.96 48.066 48.07 KCPT 111.15 182.97 200.07 200.07 248.14 b. Taûi troïng gioù doïc - Ñoái vôùi moá , truï, keát caáu phaàn treân laø giaøn hay caùc loaïi keát caáu khaéc , coù beà maët caûn gioù lôùn song song vôùi tim doïc cuûa keát caáu thì phaûi xeùt taûi troïng gioù doïc Vì vaäy ôû ñaây ta khoâng phaûi tính taûi troïng gioù doïc 9.2 Taûi troïng taùc duïng leân xe coä (WL) a. Taûi troïng gioù ngang : - AÙp löïc gioù ngang taùc duïng leân xe coä ñöôïc laáy baèng 1.5 kN/m taùc duïng theo höôùng naèm ngang ,ngang vôùi tim doïc keát caáu vaø caùch maët ñöôøng 1.80 m WLN = 1.5 *2* L/2 = 58.5 kN N = 0 kN Qz= 58.50 kN My= kN.m coù e = 1.8+(8.114-2.24) 114.898 8.987 Toång 2088.30 98.22 826.62 Mx25 (m) kN.m kN kN.m 1798.029 79.194 711.720 10 1.09 0.252 PD25 6.039 290.269 19.026 Baûng taûi troïng gioù ngang WS leân keát caáu Mxez Cao ñoä maët caàu S 448.929 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 274 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Mñy= kN.m coù e = 1.8+(8.114+2.24) b. Taûi troïng gioù doïc: - AÙp löïc gioù doïc taùc duïng leân xe coä ñöôïc laáy baèng 0.75 kN/m taùc duïng theo höôùng naèm ngang , song song vôùi tim doïc keát caáu vaø caùch maët ñöôøng 1.80 m WLD = 0.75 * W = 9.00 kN vôùi W = 13.3 m : Beà roäng khoå caàu N = 0 kN Qy= 9.00 kN Mx= 69.3 kN.m Mñx= 109.6 kN.m 9.3 Taûi troïng gioù thaúng ñöùng Chæ tính taûi troïng naøy cho caùc traïng thaùi giôùi haïn khoâng lieân quan ñeán gioù leân hoaït taûi vaø chæ tính khi laáy höôùng gioù vuoâng vôùi truïc doïc caàu - Phaûi laáy taûi troïng gioù thaúng ñöùng Pv taùc duïng vaøo troïng taâm cuûa tieát dieän thích hôïp theo coâng thöùc : Pv = 0.00045 * V2 * Av (kN) Trong ñoù : V ; Vaän toác gioù thieát keá = 38 m/s Av :Dieän tích phaúng maët caàu : L * W = 468.0 m2 Pv = kN N = kN Qy= 0.00 kN Mz= 0 kN.m 9.4 Taûi troïng gioù xeùt ôû möïc nöôùc thaáp nhaát (WS) Caùc giaù trò gioù taùc duïng leân keát caáu gioáng nhö treân, rieâng gioù taùc duïng leân thaân truï seõ ñöôïc tính nhö sau - Gioù ngang leân thaân truï: + Dieän tích chaén gioù At = 9 m2 + Taûi troïng gioù PN = 162 kN + Ñieåm ñaët taûi so vôùi maët caét ñang xeùt 3 m - Gioù doïc leân thaân truï: + Dieän tích chaén gioù At = 18 m2 + Taûi troïng gioù PN = 324 kN 304.11 304.11 711.009 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 275 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG 10. Tính heä soá phaân boá taûi troïng söû duïng khi tính toaùn xaø muû Heä soá phaân boá taûi troïng k tính theo phöông phaùp neùn leäch taâm ñeå tính phaûn löïc Ri. Bieåu ñoà ñeå xaùc ñònh heä soá phaân boá taûi troïng duøng ñeå tính toaùn mc A - A Giaù trò tung ñoä y2 , y8 ñöôïc tính theo coâng thöùc : n - Soá daàm , n = 5 daàm a1 - Khoaûng caùch giöõa 2 daàm ngoaøi cuøng a1 =( n-1 ).2.34 = m e = a1/2 = m a2 Khoaûng caùch giöõa 2 daàm trong : = m Heä soá phaân boá ngang do hoaït taûi cho daàm ngoaøi cuøng : K1 = ( y4 + y5 + y6 + y7 )/2 = 0.661 7.02 y7 y8 0.544 0.487 0.471 0.455 0.362 0.299 0.206 -0.153 y3 y4 y5 y6 9.36 4.68 y1 y2 BAÛNG TUNG ÑOÄ i 2 j 3 1 e ay2= + = n a × ∑ i 2 j 3 1 e ay8= - = n a × ∑ PLPL Y 8 Y7Y6Y 5Y 4Y3Y2 1 Y 1 XE TAÛI THIEÁT KEÁ 23401320 180012001800600 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 276 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Heä soá phaân boá ngang do ngöôøi cho daàm ngoaøi cuøng : K2 = ( y1 + y3 )/2 = 0.507 ( Ñieàu 3.4.4 - 22TCN 272 - 05) TTGH cöôøng ñoä I: toå hôïp taûi troïng cô baûn lieân quan ñeán vieäc söû duïng cho xe tieâu chuaån cuûa caàu khoâng xeùt tôùi gioù TTGH cöôøng ñoä II: toå hôïp taûi troïng cô baûn lieân quan ñeán caàu chòu gioù vôùi vaän toác vöôït quaù 25 m/s TTGH cöôøng ñoä III: toå hôïp taûi troïng cô baûn lieân quan ñeán vieäc söû duïng cho xe tieâu chuaån cuûa caàu vôùi gioù 25 m/s TTGH ñaëc bieät : toå hôïp taûi troïng lieân quan ñeán ñoäng ñaát,löïc va taøu thuyeàn , xe coä TTGH söû duïng : toå hôïp taûi troïng lieân quan ñeán khai thaùc bình thöôøng cuûa caàu vôùi gioù coù vaän toác 25 m/s ex m 1.58 1.58 1.58 1.58 1.58 2.73 1.58 1.58 Tröôøng hôïp hoaït taûi laáy theo tröôøng hôïp ñaët xe treân 2 nhòp Khoaûng caùch töø goái daàm bieân ñeán maët caét A - A e = 1.58 m Troïng löôïng baûn thaân phaàn xaø muû DC = kN e = 1.45 m Caùnh tay ñoøn töø töôøng che ñeán mc A - A e = 2.725 m 889.03LL=R . K1 188.21 71.80 Toå hôïp taûi troïng taïi caùc maët caét theo caùc traïng thaùi giôùi haïn sau : N ( kN ) Mx kN .m Kí hieäu DC=DCb . L .g DC=DC / Ng DC Töôøng che DC/2 Ñaù keâ goái T.L baûn thaân phaàn xaø muû IM=IM . K1 PL=(PLt+PLp) .K2 DW=DWb . L .g Taûi troïng 2.78 342.25 2625.91 1404.66 297.38 113.44 647.77 4.39 540.75 1661.97 409.98Phaûn luïc goái do lôùp phuû Phaûn löïc goái do tónh taûi KCPT Phaûn löïc goái do hoaït taûi Phaûn luïc goái do xung kích Phaûn löïc goái do taûi troïng ngöôøi 10.73 29.23 Baûng taûi troïng xeùt tôùi maët caét A - A 308.795 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 277 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG β DC βDW βLL,βΙΜ β PL 1.25 1.50 1.75 1.75 1.25 1.50 0.00 0.00 1.25 1.50 1.35 1.35 1.00 1.00 1.00 1.00 ey m 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.43 0.40 0.43 Caùnh tay ñoøn ñeán mc B - B e = 0.425 m Caùnh tay ñoøn töø goái truï ñeán mc B - B e = 0.4 m β DC βDW βLL,βΙΜ β PL 1.25 1.50 1.75 1.75 1.25 1.50 0.00 0.00 1.25 1.50 1.35 1.35 1.00 1.00 1.00 1.00 TTGH CĐ I thaúng ñöùng CĐ II CĐ III Sö dông HÖ sè β T/troïng Momen N (kN ) Mx (kN.m) 5147.94 3137.12 4688.32 3576.74 8149.10 4972.01 7422.90 5663.53 Baûng taûi troïng xeùt tôùi maët caét B - B Taûi troïng Kí hieäu N Mx ( kN ) kN .m Phaûn löïc goái do tónh taûi KCPT DC=DC/2 2104.49 841.80 Phaûn löïc goái do hoaït taûi LL 1344.23 537.69 141.48 56.59 Phaûn luïc goái do xung kích IM 284.58 113.83 4.56 Phaûn luïc goái do lôùp phuû DW=DW/2 204.99 82.00 10.73 106.21 Ñaù keâ goái DC=DC / 2 5.56 2.22 Mx (kN.m) T.L baûn thaân phaàn xaø muû DC 249.90 T/troïng Momen thaúng ñöùng N (kN ) CĐ I 6368.83 2555.68 CĐ II 3270.83 1316.48 CĐ III 5660.71 2272.43 Sö dông 4345.95 1744.90 TTGH HÖ sè β Töôøng che DC/2 Phaûn löïc goái do taûi troïng ngöôøi PL=PLt SV : NGOÂ ANH TUAÁN 278 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG ΣN ΣQx ΣQy (kN) (kN) (kN) β DC 5761.00 β DW 409.98 β LL 1628.81 γB -134.72 γWA 10.24 10.24 β BR 162.50 β PL 141.48 β WS 200.07 79.19 β WS 48.07 19.03 β WS β WS β WL 58.50 β WL 9.00 β WS 304.11 β FR 3174.6 γEQ γCV 8553.48 + Heä soá söû duïng trong toå hôïp taûi troïng: γDC γDW γWL γWA γCV 1 1 1 1 0 1.25 1.5 0 1 0 1.25 1.5 0 1 0 Giã th¼ng ®øng (PV) Lùc ma s¸t (FR) 31904.49 Giã lªn xe cé (WL) Ngang cÇu 448.93 Däc cÇu 69.30 Gioù doïc V-25m/sGioù taùc ñoäng leân KCPD V thieát keá 114.90 1798.03 711.72 290.27 Hoaït taûi xe (LL + IM) 98.70 Löïc ñaåy noåi (B) TÝnh t¶i nhÞp vµ mè (DC) líp phñ (DW) ΣMx ΣMy (kN•m) (kN•m) Aùp löïc doøng chaûy(p) Doïc caàu Ngang caàu 30.49 910.00Lùc h·m xe (BR) T¶i träng ng−êi ®i (PL) Gioù taùc ñoäng leân KCPT Gioù ngang V thieát keá V-25m/s Cöôøng ñoä I Cöôøng ñoä II γWS 0.3 0 1.4 Traïng thaùi giôùi haïn Söû duïng γLL, γBR γPL, IM 1 Gioù taùc ñoäng leân KCPT Gioù taùc ñoäng leân KCPD -Thoáng keâ heä soá taûi troïng trong caùc toå hôïp Löïc ñoäng ñaát (EQ) Löïc va taøu (CV ) 17778.00 BAÛNG TAÛI TROÏNG TAÏI ÑÆNH MOÙNG Tªn t¶i träng β Heä soá taûi troïng 1.75 0 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 279 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG 1.25 1.5 1 1 0 1.25 1.5 0 1 1 ΣN ΣQx ΣQy (kN) (kN) (kN) β DC 8456.00 β DW 409.98 β LL 1628.81 γB -210.64 γWA 34.46 75.82 β BR 162.50 β PL 141.48 β WS 200.07 79.19 β WS 48.07 19.03 β WS β WS β WL 58.50 β WL 9.00 β WS 304.11 β FR 3174.6 γEQ 3184.883 3413.258 1.35 0.5 0.4 0 Söû duïng Cöôøng ñoä I Traïng thaùi giôùi haïn Qx (kN ) Ngang caàu Doïc caàu Cöôøng ñoä III Ñaëc bieät Qy (kN ) Ñaëc bieät N kN 7897.783 10779.508 8107.254 10193.036 8566.649 Cöôøng ñoä III Cöôøng ñoä II 207.282 3266.133 Mx (kN.m ) 18855.999 19469.199 17876.699 19174.499 18331.699 3356.383 3469.258 8563.723 My (kN.m ) 1353.897 30.494 4111.375 1645.389 31934.987 172.646 10.240 495.138 BAÛNG TAÛI TROÏNG TAÏI ÑAÙY MOÙNG Tªn t¶i träng β ΣMx ΣMy (kN•m) (kN•m) TÝnh t¶i nhÞp vµ mè (DC) líp phñ (DW) Hoaït taûi xe (LL + IM) Löïc ñaåy noåi (B) Aùp löïc doøng chaûy(p) Doïc caàu 68.20 Ngang caàu 150.04 Lùc h·m xe (BR) 1638.00 T¶i träng ng−êi ®i (PL) Gioù ngang V thieát keá 2246.19 Gioù taùc ñoäng leân KCPT V-25m/s 889.12 Gioù taùc ñoäng leân KCPD V thieát keá 397.94 V-25m/s 157.52 Gioù doïc Gioù taùc ñoäng leân KCPT Gioù taùc ñoäng leân KCPD Giã lªn xe cé (WL) Ngang cÇu 579.97 Däc cÇu 89.46 Giã th¼ng ®øng (PV) Lùc ma s¸t (FR) 24889.20 Löïc ñoäng ñaát (EQ) SV : NGOÂ ANH TUAÁN 280 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG γCV 8553.48 + Heä soá söû duïng trong toå hôïp taûi troïng: γDC γDW γWL γWA γCV 1 1 1 1 0 1.25 1.5 0 1 0 1.25 1.5 0 1 0 1.25 1.5 1 1 0 1.25 1.5 0 1 1 III. KIEÅM TOAÙN CAÙC MAËT CAÉT 1) Kieåm toaùn maët caét xaø muõ A - A β DC βDW βLL,βΙΜ β PL 1.25 1.50 1.75 1.75 1.25 1.50 0.00 0.00 1.25 1.50 1.35 1.35 1.00 1.00 1.00 1.00 Chieàu cao maët caét : h = 2.08 m Chieàu roäng maët caét b = 3200 mm Baûng toå hôïp taûi troïng xeùt tôùi mc A - A CĐ III 4688.32 7422.90 TTGH HÖ sè β T/troïng Momen thaúng ñöùng Sö dông 3576.74 5663.53 CĐ I 5147.94 8149.10 CĐ II 3137.12 4972.01 N (kN ) Mx (kN.m) -Thoáng keâ heä soá taûi troïng trong caùc toå hôïp Löïc va taøu (CV ) 51064.30 Traïng thaùi giôùi haïn Heä soá taûi troïng γLL, γBR γPL, IM γWS Söû duïng 1 0.3 Cöôøng ñoä I 1.75 0 Cöôøng ñoä II 0 1.4 Cöôøng ñoä III 1.35 0.4 Ñaëc bieät 0.5 0 Traïng thaùi giôùi haïn N Ngang caàu Doïc caàu kN Qy (kN ) Mx (kN.m ) Qx (kN ) My (kN.m ) 75.818 150.045 Söû duïng 10516.860 3380.606 26684.867 Cöôøng ñoä I 14072.335 3493.481 27823.907 Cöôøng ñoä II 11400.080 3209.106 24957.407 Cöôøng ñoä III 13485.862 3437.481 27258.167 Ñaëc bieät 11859.475 3290.356 25776.407 8629.302 51214.341 560.717 5317.099 272.861 2206.315 238.225 1837.240 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 281 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Khoaûng caùch töø troïng taâm lôùp thöù nhaát ñeán meùp dieän tích : 80 mm Khoaûng caùch töø troïng taâm lôùp thöù hai ñeán meùp dieän tích : 160 mm Khoaûng caùch töø troïng taâm coát theùp ñeán meùp chòu keùo cuûa tieát dieän dc = (160+80)/2 = mm Chieàu cao coù hieäu cuûa maët caét : ds =h - dc = 1960 mm Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng fc = MPa Troïng löôïng rieâng cuûa beâ toâng γc = kN/m 3 Moâ ñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng Ec =0.043* γc1.5*fc1/2 = Cöôøng ñoä theùp : fy = MPa Modun ñaøn hoài cuûa theùp : Es = MPa 1.1.) Kieåm tra ñieàu kieän chòu uoán : Toå hôïp duøng ñeå kieåm tra laø cöôøng ñoä I Mu = kN.m Ñieàu kieän kieåm tra : Mu ≤ Φ . Mn =Mr Mu :momen do ngoaïi löïc taùc duïng ôû traïng thaùi GHC Ñ Mn : Momen khaùng uoán danh ñònh cuûa vaät lieäu Heä soá söùc khaùng : Φ = 0.9 Giaû söû truïc trung hoøa ñi qua caùnh. Momen tính toaùn 8149.10 28561.316 ( MPa ) 420 200000 120 30 24.5 2 07 8130 5x 150 50 8 0 80 1 60 3 x2 00 8 0 D20 @ 150 1500 80 160 6x170 160 80 6 x1 5 0 8 0 50 5x150 130 9x150 130 5x 150 50 3200 D32 @ 150 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 282 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Mn = Mu/Ф (Ф=0.9) = kN.m - Haøm löôïng coát theùp toái thieåu, toái ña = Trong ñoù 28MPa ≤ fc ≤ 56MPa , neân theo (Ñieàu 5.7.2.2 - 22 TCN272 - 05) Heä soá chuyeån ñoåi bieåu ñoà öùng suaát β1 = Ta giaû thieát choïn ρ=0.5ρmax = => As = mm2 Choïn boá trí 90 D32 coù ñöôøng kính = 32 mm As = mm2 = = kN/m2 Haøm löôïng coát theùp yeâu caàu = Ta choïn ρ = Do ρyc <ρmin neân laáy ρ = ρmin = chieàu daøy lôùp beâtoâng baûo veä i dc = mm ds = mm => Ayc = mm2 Vaäy choïn boá trí 26 D32 coù ñöôøng kính 32 mm As = mm2 Khi ñoù haøm löôïng coát theùp thöïc teá laø 0.02256741 72382.2947 16.47058824 9054.550 0.0113 70771.40 0.0033 0.8357 1960 20906.667 20899.84 738.0597801 0.00178348 0.0033 50 0.0033 yf 14 min =ρ ' max 1 0.85 61200.75 0.75* ( ) 6120 c b y y f f fρ ρ β= = =+ '85.0 c y f f m = 2bd M R un φ= )211(1 y n yc f mR m −−=ρ ) 70 280(05.085.0 ' 1 − −= cfβ SV : NGOÂ ANH TUAÁN 283 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG = - Kieåm tra khaû naêng chòu löïc: kN.m => Ta coù : Mntt = Tm>Mu= Vaäy toång moâmen tính toaùn cuûa xaø muõ laø: Mntt = Tm > Mu = Tm => Vaäy xaø muõ ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc. bw = 3200 mm Chieàu daøy khoái öùng suaát töông ñöông a = c*β1 mm ≤ h = 1000 mm Suy ra : Truïc trung hoøa ñi qua phaàn caùnh . ⇒ a = mm - Chieàu daøy cuûa khoái öùng suaát töông ñöông Söùc khaùng danh ñònh : kM.m * Kieåm tra : Mu < Mr = kN.m Thoûa maõn * Kieåm tra löôïng coát theùp toái thieåu ρ = ≥ 0.03*fc/fy = Thoûa maõn * Kieåm tra löôïng coát theùp toái ña : 0.42 ≥ c/ds = Thoûa maõn 1.2.) Kieåm tra ñieàu kieän chòu caét Toå hôïp duøng ñeå kieåm tra laø cöôøng ñoä I Q = kN Söùc khaùng caét cuûa caáu kieän Vu ≤ Φ .Vn 16698.485 8149.10 107.573 5147.94 128.719 15059.3538 15059.354 0.0033 0.002 0.07 0.0033322 16698.485 8149.10 OK 16698.485 s y 1 c fX 0 A × f = 0 . 8 5 × β × f × b × c∑ = ⇔ 1 s y c A ×f c = = 0.85×β ×f ×bw ⇒ 1 0 0 0 3 200 7 4 .5 1500 2 0 8 6 n s y s aM = ×A ×f × d - = 2  Φ × Φ     2 ' (1 ) 1.7 tt y ntt tt y c f M f bd f ρρ= − = tt tt A bxd ρ = SV : NGOÂ ANH TUAÁN 284 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Heä soá söùc khaùng : Φ = 0.9 Khaû naêng chòu caét cuûa theùp ñai ñöôïc xem laø nhoû nhaát khi goùc nghieâng cuûa veát nöùt : β = 2 ( Ñieàu 5.8.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) Φ = 45 ° Xaùc ñònh caùnh tay ñoøn dv : dv = Max(ds - a/2, 0.72*h, 0.9*ds) ds - a/2 = 1906 mm 0.72*h = 1496 mm 0.9*ds = 1764 mm Choïn dv = 1906 mm ñeå thieát keá : Khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng : kN Nhaän thaáy : Vc < Vu bw = 1500 mm Yeâu caàu khaû naêng chòu löïc caét cuûa coát theùp ñai Vs = Vn - Vc kN Duøng ñai coù ñöôøng kính D20 @ 150 coù 4 nhaùnh Dieän tích coát ñai Av = 4*3.14*202/4 = mm2 Khoaûng caùch yeâu caàu cuûa coát ñai tính toaùn : m = 385.4 mm Choïn s = 150 mm Kieåm tra theo ñieàu kieän caáu taïo : Ñieàu 5.8.2.4 - 22TCN 272 - 05) 2610.191 1256.637 0.385 3109.741 β = = ' c c w vV . f b d12 ≤ θ =v y v s A f d s cot g V ( ) ( )  =   ≤ = <   = ≥  v vy ' c w u v ' c w v u v ' c w v A f s1 0.083 f b Vs min s2 min 0.8d ;600mm neáu 0.1 f b d Vs3 min 0.4d ;300mm neáu 0.1 f b d SV : NGOÂ ANH TUAÁN 285 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG s1 = mm < 0.1 s2 = min (0.8*dv ,600) = mm Keát luaän : Vaäy ta choïn s = 150 mm 1.3 ) Kieåm tra nöùt . Toå hôïp duøng laø toå hôïp taûi troïng söû duïng Mu = kN.m Toång hôïp dieän tích coát theùp chòu keùo : As = mm2 ds = mm dc = mm ÖÙng suaát trong coát theùp chòu keùo ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng khoâng ñöôïc vöôït quaù 0.6.fy ( Ñieàu 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) fsa = Z/(dc.A) 1/3 ≤ 0.6.fy 0.6.fy = MPa n = thanh Dieän tích trung bình cuûa beâ toâng boïc quanh 1 caây theùp A = 2*dc*bw/n = mm2 Z = N/mm fsa = Z/(dc.A) 1/3 = < 0.6.fy = 252 MPa ( Ñieàu 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) KL : Thoûa maõn ñieàu kieän choáng nöùt 2.) Kieåm toaùn maët caét xaø muõ taïi maët caét B - B β DC βDW βLL,βΙΜ β PL 1.25 1.50 1.75 1.75 1.25 1.50 0.00 0.00 1.25 1.50 1.35 1.35 1.00 1.00 1.00 1.00 Beà roäng maët caét b = b1 = m 773.979 0.06001354 600 5663.53 20906.667 1960 120 252 26 13846.1538 30000 197.79 TTGH HÖ sè β T/troïng Momen thaúng ñöùng N (kN ) Mx (kN.m) CĐ I 6368.83 2555.68 CĐ II 3270.83 1316.48 CĐ III 5660.71 2272.43 Sö dông 4345.95 1744.90 12.00 = u ' c w v V f b d SV : NGOÂ ANH TUAÁN 286 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Chieàu cao maët caét h = h2 = m Chieàu cao maët caét : h = 1000 mm Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng fc = MPa Troïng löôïng rieâng cuûa beâ toâng γc = kN/m 3 Moâ ñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng Ec =0.043* γc1.5*fc1/2 = ( MPa ) Cöôøng ñoä theùp : fy = MPa Modun ñaøn hoài cuûa theùp : Es = MPa 2.1.) Kieåm tra ñieàu kieän chòu uoán : Toå hôïp duøng ñeå kieåm tra laø cöôøng ñoä I Mu = kN.m Ñieàu kieän kieåm tra : Mu ≤ Φ . Mn =Mr Mu :momen do ngoaïi löïc taùc duïng ôû traïng thaùi GHC Ñ Mn : Momen khaùng uoán danh ñònh cuûa vaät lieäu Heä soá söùc khaùng : Φ = 0.9 Giaû söû truïc trung hoøa ñi qua caùnh. Laäp phöông trình caân baèng theo phöông X : Momen tính toaùn Mn = Mu/Ф = kN.m - Haøm löôïng coát theùp toái thieåu, toái ña = Trong ñoù 28MPa ≤ fc ≤ 56MPa , neân theo (Ñieàu 5.7.2.2 - 22 TCN272 - 05) 2839.641 0.0033 0.02256741 1.00 2555.68 30 24.5 28561.316 420 200000 yf 14 min =ρ ' max 1 0.85 61200.75 0.75* ( ) 6120 c b y y f f fρ ρ β= = =+ ) 70 280(05.085.0 ' 1 − −= cfβ 12000 1 0 0 0 8 0 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 287 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Heä soá chuyeån ñoåi bieåu ñoà öùng suaát β1 = Ta giaû thieát choïn ρ=0.5ρmax = => As = mm2 Choïn boá trí 174 D32 coù ñöôøng kính = 32 mm As = mm2 = = kN/m2 Haøm löôïng coát theùp yeâu caàu = Ta choïn ρ = Do ρyc <ρmin neân laáy ρ = ρmin = Khoaûng caùch töø troïng taâm lôùp thöù nhaát ñeán meùp dieän tích : 80 mm Khoaûng caùch töø troïng taâm lôùp thöù hai ñeán meùp dieän tích : 160 mm Khoaûng caùch töø troïng taâm coát theùp ñeán meùp chòu keùo cuûa tieát dieän dc = (160+80)/2 = mm Chieàu cao coù hieäu cuûa maët caét : ds =h - dc = 880 mm Chieàu daøy lôùp beâtoâng baûo veä dc dc = mm ds = mm => Ayc = mm2 Vaäy choïn boá trí 132 D20 coù ñöôøng kính = 20 mm As = mm2 Khi ñoù haøm löôïng coát theùp thöïc teá laø = - Kieåm tra khaû naêng chòu löïc: kN.m16306.412 41448 0.003925 0.0033 120 880 35200 120 0.8357 0.0113 119155.92 139939.103 16.471 275.706104 0.00066003 0.0033 '85.0 c y f f m = 2bd M R un φ= )211(1 y n yc f mR m −−=ρ 2 ' (1 ) 1.7 tt y ntt tt y c f M f bd f ρρ= − = tt tt A bxd ρ = SV : NGOÂ ANH TUAÁN 288 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG => Ta coù : Mntt = kNm>Mu= Vaäy toång moâmen tính toaùn cuûa xaø muõ laø: Mntt = Tm > Mu = Tm => Vaäy xaø muõ ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc. Chieàu daøy khoái öùng suaát töông ñöông a = c*β1 mm - Chieàu daøy cuûa khoái öùng suaát töông ñöông ⇒ a = mm Söùc khaùng danh ñònh : kN.m * Kieåm tra : Mu < Mr = kN.m Thoûa maõn * Kieåm tra löôïng coát theùp toái thieåu ρ = ≥ 0.03*fc/fy = Thoûa maõn * Kieåm tra löôïng coát theùp toái ña : 0.42 ≥ c/ds = Thoûa maõn 2.2.) Kieåm tra ñieàu kieän chòu caét Toå hôïp duøng ñeå kieåm tra laø cöôøng ñoä I Q = kN Söùc khaùng caét cuûa caáu kieän Vu ≤ Φ .Vn Heä soá söùc khaùng : Φ = 0.9 Khaû naêng chòu caét cuûa theùp ñai ñöôïc xem laø nhoû nhaát khi goùc nghieâng cuûa veát nöùt : β = 2 ( Ñieàu 5.8.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) Φ = 45 ° Xaùc ñònh caùnh tay ñoøn dv : dv = Max(ds - a/2, 0.72*h, 0.9*ds) ds - a/2 = 854.3 mm 0.72*h = 720 mm 0.9*ds = 792 mm Choïn dv = 854.3 mm ñeå thieát keá : Khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng : 16306.412 2555.68 16306.412 2555.68 OK 61.419 0.0039 0.0021 0.07 6368.83 51.329 13385.170 13385.17 1 s y c A ×f c = = 0.85×β ×f ×bw ⇒ n s y s aM = ×A ×f × d - = 2  Φ × Φ     β = = ' c c w vV . f b d12 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 289 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG kN ( Ñieàu 5.8.3.3-3 - 22 TCN 272 - 05 ) - Söùc khaùng caét Vn , phaûi ñöôïc xaùc ñònh baèng trò soá nhoû hôn cuûa : Vn = 0.25 * fc *bW*dv ( Ñieàu 5.8.3.3 - 22 TCN 272 - 05 ) Vn = Vc + Vs Vn = kN bw = mm Yeâu caàu khaû naêng chòu löïc caét cuûa coát theùp ñai Vs = Vn - Vc kN Duøng ñai coù ñöôøng kính D16 @ 300 coù 44 ñai Dieän tích coát ñai Av = 44*3.14*162/4 = mm2 Choïn s = 150 mm Kieåm tra theo ñieàu kieän caáu taïo : Ñieàu 5.8.2.4 - 22TCN 272 - 05) s1 = mm 0.021 < 0.1 s2 = min (0.8*dv ) = 683.5 mm Keát luaän : Vaäy ta choïn s = 150 mm Vr = Min ( 0.9* Vn , 0.9*( Vc+Vs)) = kN Vu = < 0.1*fc*bv *d = kN Thoûa maõn 2.3 ) Kieåm tra nöùt . Toå hôïp duøng laø toå hôïp taûi troïng söû duïng Mu = kN.m Toång hôïp dieän tích coát theùp chòu keùo : As = mm2 ds = mm 12000 76697.98 1744.90 681.102 6368.8 31680.00 9358.77764 75861.19883 8846.725 85219.9765 41448.000 880 β = = ' c c w vV . f b d12 ≤ θ =ss c o t gV ( ) ( )  =   ≤ = <   = ≥  v vy ' c w u v ' c w v u v ' c w v A f s1 0.083 f b Vs min s2 min 0.8d ;600mm neáu 0.1 f b d Vs3 min 0.4d ;300mm neáu 0.1 f b d = u ' c w v V f b d SV : NGOÂ ANH TUAÁN 290 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG dc = mm ÖÙng suaát trong coát theùp chòu keùo ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng khoâng ñöôïc vöôït quaù 0.6.fy ( Ñieàu 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) fsa = Z/(dc.A) 1/3 ≤ 0.6.fy 0.6.fy = MPa n = thanh Dieän tích trung bình cuûa beâ toâng boïc quanh 1 caây theùp A = 2*dc*bw/n = mm2 Z = N/mm fsa = Z/(dc.A) 1/3 = < 0.6.fy = 252 MPa ( Ñieàu 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) KL : Thoûa maõn ñieàu kieän choáng nöùt 3.) Kieåm toaùn maët caét ñaùy moùng Kích thöôùc moùng b = 11000 mm c = 5000 mm h = 2000 mm Soá coïc trong moùng n = 8 coïc Khoaûng caùch caùc coïc d = 3 m theo phöông ngang caàu Khoaûng caùch caùc coïc d = 3 m theo phöông doïc caàu Momen quaùn tính ñoái vôùi truïc Y : Iy = b*c3/12 = mm4 Momen quaùn tính ñoái vôùi truïc X : 1.14583E+14 120 174 30000 252 238.225 1837.240 75.818 Traïng thaùi giôùi haïn N Ngang caàu Doïc caàu kN Qy (kN ) Mx (kN.m ) Qx (kN ) My (kN.m ) Söû duïng 10516.860 3380.606 26684.867 Cöôøng ñoä I 14072.335 3493.481 27823.907 51214.341 Cöôøng ñoä III 13485.862 3437.481 27258.167 Ñaëc bieät 11859.475 3290.356 25776.407 2206.315 Cöôøng ñoä II 11400.080 3209.106 8629.302 24957.407 560.717 5317.099 18344.8276 180.09 Baûng toå hôïp taûi troïng xeùt tôùi maët caét ñaùy moùng 272.861 150.045 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 291 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Ix = c*b3/12 = mm4 Khoaûng caùch töø troïng taâm coát theùp chòu keùo ñeán meùp döôùi tieát dieän dc = 100 mm Dieän tích :F = Ag = b*c = mm2 3.1 ) Tính toaùn caáu kieän chòu neùn Ñieàu 5.7.4.5 - 22TCN272 - 05 Toå hôïp duøng ñeå kieåm tra laø cöôøng ñoä I N = kN Xeùt : 0.1 x Φ x fc x Ag = kN Trong ñoù : Heä soá söùc khaùng ñoái vôùi caáu kieän chòu neùn doïc truïc : Φ = 0.75 Ag : dieän tích maët caét nguyeân Pu : löïc doïc tính toaùn lôùn nhaát Pu = kN/m3 Nhaän thaáy Pu < 0.1 . Φ . fc . Ag Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng fc = MPa Troïng löôïng rieâng cuûa beâ toâng γc = kN/m 3 Moâ ñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng Ec =0.043* γc1.5*fc1/2 = Cöôøng ñoä theùp : fy = MPa Modun ñaøn hoài cuûa theùp : Es = MPa Ta kieåm tra ñieàu kieän chòu uoán hai chieàu coâng thöùc : Mrx - Söùc khaùng uoán tính toaùn ñôn truïc cuûa maët caét theo truïc X Mry - Söùc khaùng uoán tính toaùn ñôn truïc cuûa maët caét theo truïc Y Soá löôïng coát theùp theo phöông Y : boá trí 73 Φ16 ( MPa ) 420 200000 14072.335 123750 30 24.5 28561.316 5.54583E+14 55000000 14072.335 uyux rx ry MM + < 1 M M 5 00 0 11000 Y X SV : NGOÂ ANH TUAÁN 292 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG As = mm2 dc = 100 mm ds = h- dc = 5000-100 = 4900 mm 28MPa ≤ fc ≤ 56MPa , neân theo (Ñieàu 5.7.2.2 - 22 TCN272 - 05) Heä soá chuyeån ñoåi bieåu ñoà öùng suaát β1 = Chieàu daøy khoái öùng suaát töông ñöông a = c*β1 mm ⇒ a = mm - Chieàu daøy cuûa khoái öùng suaát töông ñöông Söùc khaùng tính toaùn theo truïc Y. kM.m Soá löôïng coát theùp theo phöông X boá trí 33 Φ 19 As = mm2 h = mm b = mm ds = h - dc = mm 28MPa ≤ fc ≤ 56MPa , neân theo (Ñieàu 5.7.2.2 - 22 TCN272 - 05) Heä soá chuyeån ñoåi bieåu ñoà öùng suaát β1 = Chieàu daøy khoái öùng suaát töông ñöông a = c*β1 mm ⇒ a = mm - Chieàu daøy cuûa khoái öùng suaát töông ñöông Ñoái vôùi caáu kieän chòu uoán thì Φ = 0.9 Söùc khaùng tính toaùn theo truïc X kN.m * Xeùt tôùi hieäu öùng ñoä maûnh : mm mm 38495.94 3175.42648 1443.37567 10900 0.8357 36.880 30.821 22603.95 9356.448 11000 5000 14677.5209 0.8357 21.977 26.297 1 s y c A ×f c = = 0.85×β ×f ×bw ⇒ ry sy y s aM A ×f × d - = 2 φ  = ×     1 s y c A ×f c = = 0.85×β ×f ×bw ⇒ rx sx y s aM A ×f × d - = 2 φ  = ×     x x g I r A = = y y g I r A = = SV : NGOÂ ANH TUAÁN 293 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Momen quaùn tính ñoái vôùi truïc Y : Iy = b*c3/12 = mm4 Momen quaùn tính ñoái vôùi truïc X : Ix = c*b3/12 = mm4 Ag - Dieän tích tieát dieän nguyeân Ag = mm2 K - Heä soá chieàu daøi höõu hieäu : Ñieàu 4.6.2.5 - 22TCN 272 - 05 Giaû thieát chaân coät khoâng coù daèng theo phöông ngang K = 2 Chieàu cao coät (chieàu daøi töï do cuûa thanh chòu neùn) l = 6 + 1 + 2 = 9 m 9000 mm K.l/rx = < 22 Neân boû qua hieäu öùng ñoä maûnh theo phöông X K.l/ry = < 22 Neân boû qua hieäu öùng ñoä maûnh theo phöông Y Vaäy : Mux = Mx = kN.m Muy = My = kN.m Mrx = kN.m Mry = kN.m A = < 1 Ñaït Töông töï ta seõ tính cho caùc traïng thaùi giôùi haïn khaùc : 3.2 ) Kieåm tra khaû naêng chòu caét cho tieát dieän ÖÙng vôùi toå hôïp taûi troïng cöôøng ñoä I coù : Qmax = kN Söùc khaùng caét cuûa caáu kieän Vu ≤ Φ .Vn Heä soá söùc khaùng : Φ = 0.9 Khaû naêng chòu caét cuûa theùp ñai ñöôïc xem laø nhoû nhaát khi goùc nghieâng cuûa veát nöùt : β = 2 ( Ñieàu 5.8.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) Φ = 45 ° Xaùc ñònh caùnh tay ñoøn dv : h = 5000 mm b = 11000 mm ds = mm4900 0.72941318 3493.481 27823.907 150.045 38495.94 22603.95 5.54583E+14 55000000 5.66852992 12.4707658 1.14583E+14 uyux rx ry MMA = + M M SV : NGOÂ ANH TUAÁN 294 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG a = mm (Tính phaàn treân) dv = Max(ds - a/2, 0.72*h, 0.9*ds) ds - a/2 = mm 0.72*h = mm 0.9*ds = mm Choïn dv = mm ñeå thieát keá : Khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng : kN ( Ñieàu 5.8.3.3-3 - 22 TCN 272 - 05 ) - Söùc khaùng caét Vn , phaûi ñöôïc xaùc ñònh baèng trò soá nhoû hôn cuûa : Vn = 0.25 * fc *bW*dv ( Ñieàu 5.8.3.3 - 22 TCN 272 - 05 ) Vn = Vc + Vs Vn = kN bw = mm Yeâu caàu khaû naêng chòu löïc caét cuûa coát theùp ñai Vs = Vn - Vc kN Duøng ñai coù ñöôøng kính D16 @ 180 coù 11 ñai Dieän tích coát ñai Av = 10*3.14*162/4 = mm2 Choïn s = 180 mm Kieåm tra theo ñieàu kieän caáu taïo : Ñieàu 5.8.2.4 - 22TCN 272 - 05) s1 = mm 0.002 < 0.1 s2 = min (0.8*dv ) = 3911 mm Keát luaän : Vaäy ta choïn s = 180 mm Vr = Min ( 0.9* Vn , 0.9*( Vc+Vs)) = kN Vu = < 0.1*fc*bv *d = kN3493.5 21.977 4889.011 3600 4410 49093.401 4889.011 403343.447 11000 354250.0462 2211.681 185.755 363009.10 161337.38 β = = ' c c w vV . f b d12 ≤ θ =ss c o t gV ( ) ( )  =   ≤ = <   = ≥  v vy ' c w u v ' c w v u v ' c w v A f s1 0.083 f b Vs min s2 min 0.8d ;600mm neáu 0.1 f b d Vs3 min 0.4d ;300mm neáu 0.1 f b d = u ' c w v V f b d SV : NGOÂ ANH TUAÁN 295 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Thoûa maõn 3.3 ) Kieåm tra nöùt . Toå hôïp duøng laø toå hôïp taûi troïng söû duïng Mu = kN.m Toång hôïp dieän tích coát theùp chòu keùo : As = mm2 ds = mm dc = mm bW = mm ÖÙng suaát trong coát theùp chòu keùo ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng khoâng ñöôïc vöôït quaù 0.6.fy ( Ñieàu 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) fsa = Z/(dc.A) 1/3 ≤ 0.6.fy 0.6.fy = MPa n = thanh Dieän tích trung bình cuûa beâ toâng boïc quanh 1 caây theùp A = 2*dc*bw/n = mm2 Z = N/mm fsa = Z/(dc.A) 1/3 = < 0.6.fy = 252 MPa ( Ñieàu 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) KL : Thoûa maõn ñieàu kieän choáng nöùt 4.) Kieåm toaùn maët caét ñænh moùng 30303.0303 30000 10900 100 152.34 19174.499 207.282 18855.999 Traïng thaùi giôùi haïn 252 33 26684.87 5000 9356.448 31934.987 Baûng toå hôïp taûi troïng xeùt tôùi maët caùt ñænh moùng Ñaëc bieät 8566.649 3266.133 18331.699 4111.375 Cöôøng ñoä III 10193.036 3413.258 1645.389 Cöôøng ñoä II 8107.254 3184.883 17876.699 1353.897 Cöôøng ñoä I 10779.508 3469.258 19469.199 10.240 30.494 Söû duïng 7897.783 3356.383 N Ngang caàu Doïc caàu kN Qy (kN ) Mx (kN.m ) Qx (kN ) My (kN.m ) 172.646 495.138 8563.723 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 296 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG - Giaù trò momen naøy phaân boå ñeàu treân 2 coät cuûa thaân truï khung Pi neân giaù trò tính toaùn cho 1 truï laø = Mmax/2 Noäi löïc duøng cho 1 thaân truïc cuûa truï caàu taïi ñænh beä 4.1.Thaân truï: - Giaù trò momen max theo phöông ngang caàu laø = kNm => Giaù trò momen max theo phöông ngang duøng thieát keá truï laø = kNm - Choïn vaät lieäu Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng fc = MPa Troïng löôïng rieâng cuûa beâ toâng γc = kN/m 3 Moâ ñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng Ec =0.043* γc1.5*fc1/2 = ( MPa ) Cöôøng ñoä theùp : fy = MPa Modun ñaøn hoài cuûa theùp : Es = MPa 5203.887 5203.887 30 24.5 420 200000 28561.316 Mtt Qy (kN ) Mn (kN.m ) M Dmax Ñaëc bieät 4283.324 1633.067 4899.200 Cöôøng ñoä III 5096.518 1706.629 5119.887 Cöôøng ñoä II 4053.627 1592.442 4777.325 Cöôøng ñoä I 5389.754 1734.629 5203.887 Söû duïng 3948.892 1678.192 5034.575 Traïng thaùi giôùi haïn Pn kN M max 2 0 0 0 1500 11000 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 297 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG D = m Momen tính toaùn Mn = M/Ф (Ф=0.9) = kNm - Haøm löôïng coát theùp toái thieåu, toái ña = = Trong ñoù 28MPa ≤ fc ≤ 56MPa , neân theo (Ñieàu 5.7.2.2 - 22 TCN272 - 05) Heä soá chuyeån ñoåi bieåu ñoà öùng suaát β1 = Ta giaû thieát choïn ρ=0.5ρmax = Choïn ñai D12 coùñöôøng kính 12 mm Chieàu daøy lôùp beâtoâng baûo veä dc dc = mm ds = mm => As = mm2 Choïn boá trí 30 D30 coù ñöôøng kính 30 mm As = mm2 = = kN/m2 Haøm löôïng coát theùp yeâu caàu = Do ρyc >ρmin neân laáy ρ = 1.5 16.47058824 2053.775479 0.00510452 0.005104522 50 1370 23188.013 21205.7504 0.003333333 0.02256741 0.0112837 0.8357 5782.096795 yf 14 min =ρ ) 6120 6120(85.0*75.075.0 1 ' max yy c b ff f + == βρρ '85.0 c y f f m = 2bd M R un φ= )211(1 y n yc f mR m −−=ρ ) 70 280(05.085.0 ' 1 − −= c fβ SV : NGOÂ ANH TUAÁN 298 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Chieàu daøy lôùp beâtoâng baûo veä dc dc = mm de = mm => Ayc = mm2 Vaäy choïn boá trí 26 D25 coù ñöôøng kính = 25 mm As = mm2 Khi ñoù haøm löôïng coát theùp thöïc teá laø = - Kieåm tra khaû naêng chòu löïc: = kN.m => Ta coù Mntt > Mn 4.2) *Thieát keá ñai choáng caét: - Löïc caét tính toaùn Vu = kN - Söùc khaùng caét cuûa tieát dieän ñaõ tính theo coâng thöùc gaàn ñuùng = kN - Nhö vaäy ñieàu kieän choáng caét ñaõ thoûa, ta chæ caàn boá trí ñai caáu taïo. Choïn ñai troøn D16 coù böôùc ñai 150mm 2232.093 5389.754 0.00722222 61499.02053 OK 50 1370 10489.792 12762.7202 4/*14.3 2D Att tt =ρ ) 7.1 1( ' 2 c ytt yttntt f f bdfM ρρ −= 1000 53.0 bdfV yC =Φ SV : NGOÂ ANH TUAÁN 299 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG 5.) Kieåm toaùn maët caét C - C 5.1) Kieåm tra ñieàu kieän chòu uoán : Choïn 66 D20 boá trí nhö hình veõ As = 33x 3.14 x 202/4 = mm2 Beà roäng maët caét : b = 5000 mm Beà cao maët caét : h = 2000 mm Chieàu cao töø taâm coát theùp ñeán meùp chòu keùo cuûa tieát dieän dc = 100 mm Chieàu cao hieäu quaû cuûa maët caét : ds = h - dc = 1900 mm Cöôøng ñoä III Ñaëc bieät 582.247 Traïng thaùi giôùi haïn Söû duïng Cöôøng ñoä I Cöôøng ñoä II 548.393 534.851 572.914 -2148.426 -2005.6911900.013 -2056.473 2247.644 1976.579 Mn (kN.m )Hn (kN ) kN -2183.426 1752.810 2345.389 -2112.879563.434 20734.512 Pn Noäi löïc lôùn nhaát ôû ñaàu coïc ôû traïng thaùi giôùi haïn tính trong phaàn moùng truï. C C 2 0 0 0 50 00 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 300 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Trong ñoù : Pn , Hn , Mn : Laø noäi löïc lôùn nhaát taïi ñaàu coïc (cho 1 coïc ) Q : Löïc caét xeùt tôùi maët caét C - C M : Momen xeùt tôùi maët caét C - C Q = 2 x Pn (taïi phaàn maët caét C-C coù 2 coïc ) M = 2 x ( Mn + pn x e ) e : Khoaûng caùch töø troïng taâm cuûa coïc ñeán maët caét C- C : e = -0.75 m Ta choïn toå hôïp cöôøng ñoä I ñeå tính toaùn Mu = kN.m Ñieàu kieän kieåm tra : Mu ≤ Φ . Mn =Mr Mu :momen do ngoaïi löïc taùc duïng ôû traïng thaùi GHC Ñ Mn : Momen khaùng uoán danh ñònh cuûa vaät lieäu Heä soá söùc khaùng : Φ = 0.9 Dieän tích coát theùp thöôøng chòu keùo ,As = mm2 Laäp phöông trình caân baèng theo phöông X : bw = mm Haøm löôïng coát theùp ρ = As/ (d.bf) = 28MPa ≤ fc ≤ 56MPa , neân theo (Ñieàu 5.7.2.2 - 22 TCN272 - 05) Heä soá chuyeån ñoåi bieåu ñoà öùng suaát β1 = Chieàu daøy khoái öùng suaát töông ñöông a = c*β1 mm 5000.000 0.8357 81.729 7884.935 20734.512 0.0022 3953.158 -6854.973 -7884.935 -6861.403 -7668.317 -7077.814 3505.620 4690.778 3800.027 4495.287 Mn (kN.m ) MQ -2112.879 kN kN Traïng thaùi giôùi haïn Pn Hn (kN ) Cöôøng ñoä I 2345.389 582.247 Söû duïng 1752.810 563.434 Cöôøng ñoä II 1900.013 534.851 -2005.691 kN.m Ñaëc bieät 1976.579 548.393 -2056.473 Cöôøng ñoä III 2247.644 572.914 -2148.426 -2183.426 Baûng toå hôïp moäi löïc taïi maët caét C - C s y 1 c fX 0 A ×f = 0.85×β ×f ×b ×c∑ = ⇔ 1 s y c A ×f c = = 0.85×β ×f ×bw ⇒ SV : NGOÂ ANH TUAÁN 301 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG - Chieàu daøy cuûa khoái öùng suaát töông ñöông ⇒ a = mm Söùc khaùng danh ñònh : kN.m * Kieåm tra : Mu < Mr = kN.m Thoûa maõn * Kieåm tra löôïng coát theùp toái thieåu ρ = ≥ 0.03*fc/fy = Thoûa maõn * Kieåm tra löôïng coát theùp toái ña : 0.42 ≥ c/ds = Thoûa maõn 5.2.) Kieåm tra ñieàu kieän chòu caét Toå hôïp duøng ñeå kieåm tra laø cöôøng ñoä I Q = kN Söùc khaùng caét cuûa caáu kieän Vu ≤ Φ .Vn Heä soá söùc khaùng : Φ = 0.9 Khaû naêng chòu caét cuûa theùp ñai ñöôïc xem laø nhoû nhaát khi goùc nghieâng cuûa veát nöùt : β = 2 ( Ñieàu 5.8.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) Φ = 45 ° Xaùc ñònh caùnh tay ñoøn dv : dv = Max(ds - a/2, 0.72*h, 0.9*ds) ds - a/2 = 1866 mm 0.72*h = 1440 mm 0.9*ds = 1710 mm Choïn dv = 1866 mm ñeå thieát keá : Khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng : kN ( Ñieàu 5.8.3.3-3 - 22 TCN 272 - 05 ) - Söùc khaùng caét Vn , phaûi ñöôïc xaùc ñònh baèng trò soá nhoû hôn cuûa : Vn = 0.25 * fc *bW*dv ( Ñieàu 5.8.3.3 - 22 TCN 272 - 05 ) Vn = Vc + Vs Vn = kN bw = mm Yeâu caàu khaû naêng chòu löïc caét cuûa coát theùp ñai 4690.78 8516.39673 69969.339 5000.000 14623.863 0.0022 0.0021 0.04 68.302 14623.86 n s y s aM = ×A ×f × d - = 2  Φ × Φ     β = = ' c c w vV . f b d12 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 302 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Vs = Vn - Vc kN Duøng ñai coù ñöôøng kính D16 @ 180 coù 9 ñai Dieän tích coát ñai Av = 16*3.14*162/4 = mm2 Choïn s = 200 mm Kieåm tra theo ñieàu kieän caáu taïo : Ñieàu 5.8.2.4 - 22TCN 272 - 05) s1 = mm 0.017 < 0.1 s2 = min (0.8*dv,600 ) = 600 mm Keát luaän : Vaäy ta choïn s = 180 mm Vr = Min ( 0.9* Vn , 0.9*( Vc+Vs)) = kN Vu = < 0.1*fc*bv *d = kN Thoûa maõn 5.3 ) Kieåm tra nöùt . Toå hôïp duøng laø toå hôïp taûi troïng söû duïng Mu = kN.m Toång hôïp dieän tích coát theùp chòu keùo : As = mm2 ds = mm dc = mm ÖÙng suaát trong coát theùp chòu keùo ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng khoâng ñöôïc vöôït quaù 0.6.fy ( Ñieàu 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) fsa = Z/(dc.A) 1/3 ≤ 0.6.fy 0.6.fy = MPa n = thanh Dieän tích trung bình cuûa beâ toâng boïc quanh 1 caây theùp A = 2*dc*bw/n = mm230303.0303 4690.8 1900.000 100.000 252 33 28500.00 6854.97 20734.512 61452.94226 1809.557 334.359 62972.41 ≤ θ =ss c o t gV ( ) ( )  =   ≤ = <   = ≥  v vy ' c w u v ' c w v u v ' c w v A f s1 0.083 f b Vs min s2 min 0.8d ;600mm neáu 0.1 f b d Vs3 min 0.4d ;300mm neáu 0.1 f b d = u ' c w v V f b d SV : NGOÂ ANH TUAÁN 303 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Z = N/mm fsa = Z/(dc.A) 1/3 = < 0.6.fy = 252 MPa ( Ñieàu 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) KL : Thoûa maõn ñieàu kieän choáng nöùt 6.) Kieåm toaùn maët caét D - D Choïn 73 D32 boá trí nhö hình veõ As = 73x 3.14 x 322/4 = mm2 ( Boá trí 2 lôùp ñaùy moùng ) Beà roäng maët caét : b = 11000 mm Beà cao maët caét : h = 2000 mm Chieàu cao töø taâm coát theùp ñeán meùp chòu keùo cuûa tieát dieän dc = 100 mm Chieàu cao hieäu quaû cuûa maët caét : ds = h - dc = 1900 mm Trong ñoù : Pn , Hn , Mn : Laø noäi löïc lôùn nhaát taïi ñaàu coïc (cho 1 coïc ) Q : Löïc caét xeùt tôùi maët caét D - D M : Momen xeùt tôùi maët caét D - D 58710.08351 Baûng toå hôïp moäi löïc taïi maët caét D - D Baûng noäi löïc ñaàu coïc ôû caùc traïng thaùi giôùi haïn tính ôû phaàn truï : 7906.317 -9165.726Ñaëc bieät 1976.579 1078.663 -808.997 8990.575 -6845.254 Cöôøng ñoä II 1900.013 Cöôøng ñoä III 2247.644 34.108 -25.581 70.090 -52.567 7011.240 -5347.764 9381.557 -7064.599 7600.054 -5910.309 Cöôøng ñoä I 2345.389 9.477 -7.108 Söû duïng 1752.810 29.778 -22.334 Q M kN kN kN.m Traïng thaùi giôùi haïn Pn Hn (kN ) Mn (kN.m ) Ñaëc bieät 1482.434 1078.663 -808.997 Cöôøng ñoä III 1685.733 34.108 -25.581 Cöôøng ñoä II 1425.010 70.090 -52.567 Cöôøng ñoä I 1759.042 9.477 -7.108 Söû duïng 1314.608 29.778 -22.334 30000 207.31 Traïng thaùi giôùi haïn Pn Hn (kN ) Mn (kN.m ) kN SV : NGOÂ ANH TUAÁN 304 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Q = 4 x Pn (taïi phaàn maët caét D - D coù 4 coïc ) M = 4 x ( Mn + pn x e ) e : Khoaûng caùch töø troïng taâm cuûa coïc ñeán maët caét C- C : e = -0.75 m Ta choïn toå hôïp cöôøng ñoä ñaëc bieät ñeå tính toaùn Mu = kN.m Ñieàu kieän kieåm tra : Mu ≤ Φ . Mn =Mr Mu :momen do ngoaïi löïc taùc duïng ôû traïng thaùi GHC Ñ Mn : Momen khaùng uoán danh ñònh cuûa vaät lieäu Heä soá söùc khaùng : Φ = 0.9 Dieän tích coát theùp thöôøng chòu keùo ,As = mm2 Giaû söû truïc trung hoøa ñi qua caùnh. Laäp phöông trình caân baèng theo phöông X : bw = mm Haøm löôïng coát theùp ρ = As/ (d.bw) = 28MPa ≤ fc ≤ 56MPa , neân theo (Ñieàu 5.7.2.2 - 22 TCN272 - 05) Heä soá chuyeån ñoåi bieåu ñoà öùng suaát β1 = Chieàu daøy khoái öùng suaát töông ñöông a = c*β1 mm - Chieàu daøy cuûa khoái öùng suaát töông ñöông ⇒ a = mm Söùc khaùng danh ñònh : kN.m * Kieåm tra : Mu < Mr = kN.m Thoûa maõn * Kieåm tra löôïng coát theùp toái thieåu ρ = ≥ 0.03*fc/fy = Thoûa maõn * Kieåm tra löôïng coát theùp toái ña : 0.42 ≥ c/ds = Thoûa maõn 6.1.) Kieåm tra ñieàu kieän chòu caét Toå hôïp duøng ñeå kieåm tra laø cöôøng ñoä I 41190.14 0.0021 0.06 87.908 41190.135 0.0028 11000.000 0.0028 0.8357 105.189 9165.726 58710.084 s y 1 c fX 0 A ×f = 0.85×β ×f ×b ×c∑ = ⇔ 1 s y c A ×f c = = 0.85×β ×f ×bw ⇒ n s y s aM = ×A ×f × d - = 2  Φ × Φ     SV : NGOÂ ANH TUAÁN 305 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Q = kN Söùc khaùng caét cuûa caáu kieän Vu ≤ Φ .Vn Heä soá söùc khaùng : Φ = 0.9 Khaû naêng chòu caét cuûa theùp ñai ñöôïc xem laø nhoû nhaát khi goùc nghieâng cuûa veát nöùt : β = 2 ( Ñieàu 5.8.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) Φ = 45 ° Xaùc ñònh caùnh tay ñoøn dv : dv = Max(ds - a/2, 0.72*h, 0.9*ds) ds - a/2 = 1856 mm 0.72*h = 1440 mm 0.9*ds = 1710 mm Choïn dv = 1856 mm ñeå thieát keá : Khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng : kN ( Ñieàu 5.8.3.3-3 - 22 TCN 272 - 05 ) - Söùc khaùng caét Vn , phaûi ñöôïc xaùc ñònh baèng trò soá nhoû hôn cuûa : Vn = 0.25 * fc *bW*dv Vn = Vc + Vs ( Ñieàu 5.8.3.3 - 22 TCN 272 - 05 ) Vn = kN bw = mm Yeâu caàu khaû naêng chòu löïc caét cuûa coát theùp ñai Vs = Vn - Vc kN Duøng ñai coù ñöôøng kính D16 @ 300 coù 44 ñai Dieän tích coát ñai Av = 68*3.14*162/4 = mm2 Kieåm tra theo ñieàu kieän caáu taïo : Ñieàu 5.8.2.4 - 22TCN 272 - 05) 153123.789 11000.000 134486.155 13672.211 9381.56 18637.634β = = ' c c w vV . f b d12 ≤ θ =ss c o t gV ( ) ( )  =   ≤ = <   = ≥  v vy ' c w u v ' c w v u v ' c w v A f s1 0.083 f b Vs min s2 min 0.8d ;600mm neáu 0.1 f b d Vs3 min 0.4d ;300mm neáu 0.1 f b d SV : NGOÂ ANH TUAÁN 306 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG s1 = mm 2E-08 < 0.1 s2 = min (0.8*dv ) = 600 mm Keát luaän : Vaäy ta choïn s = 300 mm Vr = Min ( 0.9* Vn , 0.9*( Vc+Vs)) = kN Vu = < 0.1*fc*bv *d = kN Thoûa maõn 6.3 ) Kieåm tra nöùt . Toå hôïp duøng laø toå hôïp taûi troïng söû duïng Mu = kN.m Toång hôïp dieän tích coát theùp chòu keùo : As = mm2 ds = mm dc = mm ÖÙng suaát trong coát theùp chòu keùo ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng khoâng ñöôïc vöôït quaù 0.6.fy ( Ñieàu 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) fsa = Z/(dc.A) 1/3 ≤ 0.6.fy 0.6.fy = MPa n = thanh Dieän tích trung bình cuûa beâ toâng boïc quanh 1 caây theùp A = 2*dc*bw/n = mm2 Z = N/mm fsa = Z/(dc.A) 1/3 = < 0.6.fy = 252 MPa ( Ñieàu 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) KL : Thoûa maõn ñieàu kieän choáng nöùt IV.Tính toaùn neàn moùng trụ : 1.Taûi troïng duøng tính toaùn: - Taûi troïng duøng tính toaùn thieát keá neàn moùng laø giaù trò max trong caùc toå hôïp taûi troïng treân, cuï theå nhö sau: Phöông doïc caàu: V = kN Hx = kN 14072.33 8629.3 207.69 252 73 30136.99 30000 9165.73 58710.084 1900.000 100.000 1148.303 137811.41 9381.6 61249.52 = u ' c w v V f b d SV : NGOÂ ANH TUAÁN 307 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG My = kNm Phöông ngang caàu Hy = kN Mx = kNm 2.Tính toaùn soá coïc: - Choïn loaïi khoan nhoài ñöôøng kính 1m, chieàu daøi döï kieán cuûa coïc laø 70m. - Caên cöù vaøo taøi lieäu khaûo saùt ñòa chaát coâng trình, ta coù theå choïn lôùp 4 laøm lôùp chòu löïc chính. a.Söùc khaùng beân cuûa coïc Trong ñoù: u : Chu vi maët caét ngang coïc u =3.14*D = 3.14 m mf : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc mf = 0.7 ( Baûng 10.5.5-3) fi : Cöôøng ñoä tính toaùn theo maët xung quanh coïc hi : Chieàu cao lôùp ñaát chia nhoû Ta chia caùc lôùp ñaát thaønh caùc lôùp coù chieàu daøy hi=2m ñeå tính toaùn Cuï theå nhö sau: Ñòa chaát Lôùp 1 Buøn seùt laãn buïi xaùm naâu ñen, TT:deûo chaûy ñeán chaûy C= 0.112 (kg/cm2) ϕ= B= W= = γ= (T/m3) H= (m) Lôùp 2 Caùt pha laãn buïi maøu xaùm naâu nhaït ,TT chaët vöøa C= 0.05 (kg/cm2) ϕ= = W = = γ= 1.991 (T/m3) H= 10.5 (m) Lôùp3 seùt laãn buïi, xaùc thöïc vaät,TT deûo meàm ñeán deûo cöùng 2.676 18.60% 0.593 1.896 1.47 40.5 26O34 27823.91 5O02' 1.09 70.50% 51214.341 3493.48 * * * mb gh f i iu m f hΦ = ∑ ∆ 0ε 0ε SV : NGOÂ ANH TUAÁN 308 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG C= (kg/cm2) ϕ= B= γ= (T/m3) = = W = H= (m) Lôùp 4 Caùt mòn laãn buïi maøu xaùm naâu nhaït, TT chaët vöøa ñeán chaët = C= (kg/cm2) ϕ= B= = γ= (T/m3) W = H= (m) Lôùp 5 seùt laãn buïi maàu xaùm ghi loang naâu maøu ñoû, TT :cöùng Raát daøy, coïc daët saâu vaøo lôùp ñaát naøy = C= (kg/cm2) ϕ= B= = γ= (T/m3) W = H= (m) Ñöôøng kính coïc khoan nhoài Þ = 1.00 m Chieàu daøi coïc L = 70 m Ps : Chu vi thaân coïc U = 3.142 m Ap : dieän tích muõi coïc. F = 0.785 m² Tìm caùc heä soá ma saùt fi Do lôùp 1 khoâng coù khaû naêng chòu löïc neân caùc fi ôû lôùp naøy baèng 0 22.90% 5 0.465 18O16' -0.02 0.673 1.981 20.50% 4 2.726 0.053 26O12' 0 0.629 2.687 37.20% 14 2.671 13O33' 0.45 1.803 1.051 0.229 ∆ ∆ ∆ 0ε 0ε 0ε SV : NGOÂ ANH TUAÁN 309 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Z24 = 42.5 m ⇒ f1 = 49.05 kN/m 2 Z25 = 44.5 m ⇒ f2 = 50.03 kN/m 2 Z26 = 46.5 m ⇒ f3 = 51.01 kN/m 2 Lôùp ñaát thöù 2 Z27 = 48.5 m ⇒ f4 = 51.5 kN/m 2 Z28 = 50.5 m ⇒ f5 = 52.3 kN/m 2 Z29 = 51 m ⇒ f6 = 42.38 kN/m 2 Z30 = 53 m ⇒ f7 = 42.48 kN/m 2 Z31 = 55 m ⇒ f8 = 42.58 kN/m 2 Z32 = 57 m ⇒ f9 = 42.68 kN/m 2 Lôùp ñaát thöù 3 Z33 = 59 m ⇒ f10 = 42.18 kN/m 2 Z34 = 61 m ⇒ f11 = 42.78 kN/m 2 Z35 = 63 m ⇒ f12 = 43.2 kN/m 2 Z36 = 65 m ⇒ f13 = 43.8 kN/m 2 Z37 = 67 m ⇒ f14 = 68.67 kN/m 2 Lôùp ñaát thöù 4 Z38 = 69 m ⇒ f15 = 69.65 kN/m 2 Z39 = 71 m ⇒ f16 = 99.08 kN/m 2 Z40 = 73 m ⇒ f17 = 100.1 kN/m 3 Lôùp ñaát thöù 5 Z41 = 74 m ⇒ f18 = 100.1 kN/m 4 Söùc khaùng beân cuûa coïc kN 3.Söùc khaùng muõi cuûa coïc Muõi coïc ñaët vaøo lôùp ñaát thöù 5, ôû ñoä saâu 71. m so vôùi maët ñaát töï nhieân Dieän tích coïc: A =3.14*D2/4 = m2 Heä soá söùc khaùng muõi : mR = 1 Chaân coïc naèm döôùi lôùp ñaát seùt neân ta xaùc ñònh döôïc cöôøng ñoä Tính toaùn ñaát döôùi muõi coïc theo coâng thöùc R=0.75β(γ∗d*Aok+α∗γ∗h*Bok) h/d= 71 Töø ñoù ta coù: α= 0.44 tra heä soá baûng A6 β= 0.25 ϕ= 18O16' Aok= 9.5 h/d= 71 Bok= 18.6 d = 1 m Chaân coïc naèm döôùi lôùp ñaát seùt ta tính ñöôïc R 0.785 4185.73* * *mbgh f i iu m f hΦ = =∑ SV : NGOÂ ANH TUAÁN 310 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG R= 218.4 T= 2184 KN Söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa coïc ñöôïc xaùc ñònh φgh=m(mR.R.F+u.Σmfi.hi.fi) mR= 1 mfi= 0.7 φgh= KN Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc Φcp = Φgh /1.3 = kN - Soá coïc tính toaùn laø: n = V/Φcp = Coïc Soá coïc thöïc teá phaûi nhaân theâm vôùi heä soá an toaøn ß β naèm trong khoaûng töø 1.3 ñeán 1.6 choïn β= 1.6 - Soá coïc choïn laø nc = n*ß=n*1.6 = Choïn n = 8 coïc => Vaäy choïn thieát keá 8 coïc 31.Thieát keá coát theùp cho coïc: Coïc khoang nhoài coù ñöôøng kính D = 1 m Chieàu daøi coïc laø Lc = 70 m 3.2.kieåm tra coïc chòu löïc doïc truïc Ñieàu kieän: V/nc+Gc ≤ Φcp Vôùi : V/nc = kN Gc = Lc*pi*d²* γBT /4 = 70*3.14*1.²*24.5/4 = kN Vaäy :V/nc+Gc = kN < Φcp = kN (Thoûa) 3.3.Kieåm tra coïc chòu löïc ngang: °Löïc caét taïi moãi ñaàu coïc: Phöông doïc caàu: +Hi = Hx/nc = kN Phöông ngang caàu: +Hi = Hy/nc = kN °Moâmen taïi moãi ñaàu coïc: Phöông doïc caàu: +Mi = Mx/nc = kNm Phöông ngang caàu: +Mi = My/nc = kNm 1078.663 436.685 3477.988 6401.793 7.08725778 1759.042 1346.958 3106.000 3176.93 4130.012 3176.9319 4.42953611 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 311 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG 3.4.Phaân tích chuyeån vò noäi löïc ñaàu coïc: 1.Tính heä soá bieán daïng: α = Trong ñoù K laø heä soá tæ leä neàn ñöôïc tính döïa vaøo chieàu saâu aûnh höôûng cuûa coïc trong neàn Chieàu saâu aûnh höôûng: hah = 2(d+1) = 4 m Vaäy chieàu saâu aûnh höôûng naèm trong lôùp ñaát thöù nhaát °Heä soá tæ leä neàn : +Lôùp 1 :Buøn seùt,B=1.09 , coïc nhoài, tra theo baûng G.1 Ñöôïc K1 = 200 T/m4 => Ktt = 2000 kN/m4 °Ñöôøng kính tính toaùn cuûa coïc : dtt= kФ* (d+1) *k’ Coïc troøn do ñoù : kФ=0.9 Laáy: k’=1 dtt = 0.9*(1+1)*1 = 1.8 m +Moâmen quaùn tính : I=pi*d4/64 =3.14*14/64 = m4 +Moâ ñun ñaøn hoài : Beâ toâng maùc 300 E = kN/m² Vaäy : α = m-1 +Chieàu saâu tính ñoåi baèng: Ltñ = L*α = >2.5 Ltñ >2.5 neân moùng coïc ñöôïc coi laø moùng coïc meàm(coïc töïa leân ñaát) => Kieåm tra coïc taïi vò trí Z = 0.85/α = m 4.Tính noäi löïc ñaàu coïc: Ñaàu coïc naèm caùch maët ñaát töï nhieân khoaûng 2 m nhöng ñeå thuaän tieän trong tính toaùn vaø an toaøn ta coi nhö ñaàu coïc naèm taïi maët ñaát töï nhieân ñeå tính toaùn. Choïn giaù trò noäi löïc baát lôïi nhaát taùc duïng leân ñaàu coïc ñeå tính toaùn. +Noäi löïc ôû ñaàu coïc taïi maët ñaát : Qo = kN Mo = kNm Ltñ = L*α = m 2.733 436.685 6401.793 21.774 0.0490625 25200000 0.3111 21.774 5 * / *K d tt E I 5 * / *K d tt E I = SV : NGOÂ ANH TUAÁN 312 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Ltñ = m tra theo baûng G-2 ta ñöôïc: Ao = Bo = Co = Chuyeån vò vaø goùc xoay cuûa coïc taïi maët ñaát khi chòu ngoaïi löïc baèng moät ñôn vò: δHH = Ao/α³EI = m/kN δHM= δMH =Bo/ α²EI = 1/kN δMM= Co/ αEI = 1/kNm Vôùi : E*I = kNm² +Yo = Qo* δHH +Mo* δHM = m = 11.54 mm Chuyeån vò ñaàu coïc cho pheùp laø 38 mm Vaäy: Yo = 11.54 mm +φo = Qo* δMH +Mo* δMM = rad °Kieåm tra ñoä beàn neàn ñaát xung quanh coïc Ñieàu kieän ñeå coïc laøm vieäc oån ñònh laø: Þmax ≤ [Þ ]cho pheùp Þmax = K*Z*(Yo*A1+ φo *B1/α +Mo*C1/ α²EI +Qo*D1/ α³EI) Vôùi Z = 0.85/α = m => thuoäc lôùp ñaát 1 Ta coù: Ktt = kN/m4 Kieåm tra coïc taïi vò trí Ze = 0.85 m Tra baûng G – 3 tìm :A1 , B1 , C1 , D1 Ta tra ñöôïc(tính toaùn baèng noäi suy) : A1 = B1 = C1 = D1 = Vaäy : Þmax = T/m2 Tìm [Þ ]cho pheùp : [Þ ]cho pheùp = ρ1*ρ2*4*( γI*Z*tgφI+ξ*CI)/cosφI ρ1 = 1 ρ2 = 0.7 Coïc khoan nhoài : ξ = 0.6 Taïi vò trí Z= 0.85m => thuoäc lôùp 1 coù: γI = kN/m³ CI = 0.112 kg/cm²= kN/m² cosφI = cos 5 o02'= tgφI =tg5 o02' = (Vôùi φi laø goùc ma saùt trong cuûa ñaát) 0.105 109.531 17.8 11.20 0.9962 2000 0.033 0.18 0.799 0.085 0.01153988 OK 0.0351 2.7327 6.5603E-05 1.3551E-05 4.5531E-06 1236375 21.77 2.441 1.621 1.751 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 313 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG [Þ ]cho pheùp = kN/m² => Þmax ≤ [Þ ]cho pheùp Neàn ñaát xung quanh coïc ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc °Kieåm tra ñoä beàn tieát dieän coïc +Tìm moâmen Mz lôùn nhaát vôùi: Mz/(α²EI) = Yo*A3 - φo *B3/α +Mo*C3/ α²EI +Qo*D3/ α³EI => Mz =α²EI(Yo*A3 - φo *B3/α +Mo*C3/ α²EI +Qo*D3/ α³EI) x 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 8 8.5 9 9.5 10 10.5 11 12 13 -13.102 19425.15 3.73 -3.819 4.04 -1.882 -10.982 -16.820 -9.669 -12.680 -2.495 46636.56 -3.989 46330.58 -6.068 35423.61 3.42 -3.778 -8.138 -8.216 3.27 -3.747 -7.194 -6.514 -1.820 42904.67 2.95 -3.203 3.11 -3.541 -6.054 -4.888 -5.080 -4.048 0.917 34200.10 0.197 35512.36 0.097 38305.40 2.80 -2.861 -4.160 -2.642 2.64 -2.621 -3.600 -1.877 1.352 28829.78 2.18 -1.582 2.49 -2.141 -2.663 -0.941 -1.804 -0.268 1.612 16028.09 1.640 19279.23 1.565 22625.03 2.02 -1.227 -1.244 0.296 1.87 -0.956 -0.867 0.530 1.350 13357.78 1.56 -0.572 1.71 -0.748 -0.618 0.650 -0.421 0.648 1.184 9518.07 1.270 9087.65 1.310 10875.17 1.40 -0.420 -0.278 0.646 1.24 -0.294 -0.174 0.924 0.994 8625.41 0.93 -0.128 1.09 -0.167 -0.088 0.980 -0.058 0.981 0.998 8227.58 0.753 7808.66 0.897 8144.91 0.78 -0.071 -0.037 0.992 0.62 -0.038 -0.036 0.999 0.452 7010.38 0.31 -0.005 0.47 -0.016 -0.005 0.990 -0.001 1.000 0.000 6401.79 0.150 6612.38 0.310 6843.27 0.16 0.000 0.000 1.000 0.00 0.000 0.000 1.000 332.430 Ze=α*Z A3 B3 C3 D3 Mz Tra baûng G-3 khi cho Ze taêng daàn töø 0 m ñeán 4m ta ñöôïc baûng sau: SV : NGOÂ ANH TUAÁN 314 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG So saùnh caùc giaù trò cuûa Mz ta thaáy taïi vò trí Z=2.5m öùng vôùi Ze=0.7527m moâmen Mz ñaït giaù trò lôùn nhaát laø Mz= kNm Neân choïn Mmax = kNm ñeå tính theùp 3.Tính theùp cho coïc Giaù trò momen max duøng thieát keá coïc laø: = kNm - Choïn vaät lieäu Beâtoâng caáp 30 coù moñun ñaøn hoài = Mpa = Mpa Coát theùp caáp 60 coù moñun ñaøn hoài = Mpa = Mpa = Mpa = m Momen tính toaùn Mn = M/Ф = kNm (Ф=0.9) - Haøm löôïng coát theùp toái thieåu, toái ña = Trong ñoù (Do 28<f'c<56MPa) Ta giaû thieát choïn ρ=0.5ρmax = Choïn ñai D8 coùñöôøng kính 8 mm Chieàu daøy lôùp beâtoâng baûo veä dc dc = mm ds = mm => As = mm2 1379 15560.23 0.02256741 0.83571429 0.0112837 40 D 1 51818.404 0.0033 fy 420 fu 730 29440.08747 f'c 30 Es 200000 46636.56 46636.56 Mmax 46636.56 yf 14 min =ρ '5.1043.0 ccc fyE = ' max 1 0.85 61200.75 0.75* ( ) 6120 c b y y f f fρ ρ β= = =+ ' 1 2800.85 0.05( ) 70 c fβ −= − = SV : NGOÂ ANH TUAÁN 315 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Choïn boá trí 33 D25 coù ñöôøng kính = 25 mm As = mm2 = = kN/m2 Haøm löôïng coát theùp yeâu caàu Do ρyc <ρmin neân laáy ρ = ρmin = Chieàu daøy lôùp beâtoâng baûo veä dc dc = mm ds = mm => Ayc = mm2 Vaäy choïn boá trí 14 D28 coù ñöôøng kính = 28.00 mm As = mm2 Khi ñoù haøm löôïng coát theùp thöïc teá laø = - Kieåm tra khaû naêng chòu löïc: Tm => Ta coù Mntt > Mn *Thieát keá ñai choáng caét: - Löïc caét tính toaùn taùc duïng leân ñaàu coïc: Vu = T - Söùc khaùng caét cuûa tieát dieän ñaõ tính theo coâng thöùc gaàn ñuùng T - Nhö vaäy ñieàu kieän choáng caét ñaõ thoûa, ta chæ caàn boá trí ñai caáu taïo. 23672.341 OK 436.6851745 149.7837781 1376.00 3210.67 8616.16 0.010976 30277.01 0.0033 40.00 16190.625 16.47 '85.0 c y f f m = 2bd M R un φ= 4/*14.3 2D Att tt =ρ 21 (1 1 )nyc y mR m fρ = − − = 2 ' (1 ) 1.7 tt y ntt tt y c f M f bd f ρρ= − = 0.53 1000C y bdV fΦ = = SV : NGOÂ ANH TUAÁN 316 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Choïn ñai troøn D8 coù böôùc ñai 250mm laø ñöôïc 5.Kieåm tra ñaát neàn taïi maët phaúng muõi coïc: a .Xaùc ñònh khoái moùng quy öôùc: Trò soá trung bình cuûa goùc ma saùt trong cuûa caùc lôùp ñaát: 10.62 o 1.33 o * Kích thöôùc khoái moùng quy öôùc: Taïi maët ñaát: a’= a = 5 m ; b' = b = 11 m * Khoái moùng quy öôùc: Dieän tích : F = a’*b’= m2 +Theå tích khoái moùng quy öôùc: V = F*L = m3 +Khoái löôïng rieâng trung bình cuûa lôùp ñaát döôùi moùng(keå ñeán ñaåy noåi): T/m3 * Troïng löôïng khoái moùng quy öôùc: Gm = V*γTB = T b.Tính söùc chòu taûi cuûa neàn ñaát taïi maët phaúng muõi coïc: +Khoái löôïng caùc coïc: G coïc =Vcoïc* γBT = T +Chuyeån caùc löïc veà maët phaúng muõi coïc: N = V + Gm + Gcoïc = T +Moâmen gaây ra taïi maët phaúng muõi coïc: M = Moy+Hx*Lcoïc = Tm ° Tính söùc chòu taûi cuûa neàn ñaát taïi maët phaúng muõi coïc: R = 1.7{R’[1+K1*(b-2)]+K2*γi*(h-3)} (Coâng thöùc thöïc nghieäm khoâng keå ñeán ñaåy noåi) h = 70 m b = min(a', b') = 5 m Lôùp ñaát döôùi muõi coïc: Seùt laãn buïi , TT cöùng, Ñoä seät B = -0.02 => Tra baûng 6-2 (Saùch tính toaùn neàn moùng theo traïng thaùi giôùi haïn) R' = T/m2 γ = T/m31.999 137.444679 286.71 3696.97549 150 55 110 0.9600 105.60 ( )* /TB i hi hiϕ ϕ= =∑ ∑ ( )( )* * /TB i nuoc i coch Lγ γ γ= − =∑ / 5TBψ ϕ= = SV : NGOÂ ANH TUAÁN 317 MSSV : 103105059 ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP GVHD :NGUYEÃN TRÖÔØNG TRUNG Tra baûng 6-5 (Saùch tính toaùn neàn moùng theo traïng thaùi giôùi haïn) ñöôïc: K1 = vaø K2 = => R = T/m2 °ÖÙng suaát do taûi troïng gaây ra: δ = N/F = T/m2 < R = T/m2 *Kieåm tra :δmax <1.2R δmax = N/F + 6a’*(3*M+2*Hx*L)/[b’*(K*L 4/cn +3a’ 3)] +Trong ñoù : cn = 5*C/d vôùi : C = K*L = 14000 T/m³ (L=70m >10m) => cn = d:laø ñöôøng kính coïc (d =1 m) L:chieàu saâu choân coïc(L = 70m) K : Heä soá tæ leä neàn (K = 200 T/m4) δmax = T/m2 < 1.2R = T/m2 => ÖÙng suaát taïi maët phaúng muõi coïc ñöôïc thoûa maõn. Vaäy ñieàu kieän beàn ñöôïc thoûa maõn. 5.2130 331.137 70000 9.434 397.365 0.04 0.2 331.137 SV : NGOÂ ANH TUAÁN 318 MSSV : 103105059