Lan can tổ hợp tường bê tông và thanh kim loai

GVHD : TH.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT I.1. Thông số thiết kế : Tải trọng tác dụng: mức độ thiết kế L3 (điều 13.7.2) Lực ngang tác dụng ở chiều cao He Ft = KN (bảng 13.7.3.3-1) Lực dọc tác dụng ở chiều cao He FL = KN Lực thẳng đứng hướng xuống dưới Fv = KN Chiều dài phạm vi phân bố lực Ft và FL Lt = LL = mm Chiều dài phạm vi phân bố lực đứng Fv Lv = mm Chiều cao lực tác dụng tính từ mặt cầu He = mm Chiều cao lan can nhỏ nhất Hmin = mm Bố trí thép bệ lan can 685 240 80 15 1070 5500 810 CHƯƠNG I : LAN CAN TỔ HỢP TƯỜNG BÊ TÔNG VÀ THANH KIM LOAI Lv H Fv R Y He LL và Lt FL Ft H b h R R Rh h H F Y R MẶT CẮT I-I b a cd II SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 74 LAN CAN GVHD : TH.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT I.2. Sức kháng của dầm và cột lan can I.2.1. Sức kháng của cột lan can a. Xét trường hợp xe và vào giữa nhịp lan can: Khi xe và vào giữa nhịp lan can, dạng phá hoại gồm Khi số lượng nhịp lan can N là lẻ (N=1) Sức kháng của dầm và cột Trong đó: RR : sức kháng cựchanj của thanh lan can Mp : sức khagns phi đàn hồi hoặc sức kháng chảy của thanh lan can với D : đường kính ngoài của ống thép d : đường kính trong của ống thép L : Chiều dài một nhịp của lan can mm a b Mpa 6 6 2000 ht hb mm mm mm mm mm mm c δ B 110 4.2 90 3.2 415 610 300 fy f'c 200 420 30 mm H bc 14 Mpa mm mm mm 685 1295 500 mm mm Giới hạn chảy của cốt thép Cường độ chịu nén của bê tông gờ lan can Mpa mm mm mm Giới hạn chảy kim loại chế tạo lan can Chiều cao phần lan can thép Chiều cao phần gờ lan can bê tông Tổng chiều cao lan can Bề rộng gờ lan can bê tông db eb f'y Hs Hc 180 130 Trụ lan can tiết diện chữ I có: Đường kính cốt thép đai bệ lan can Khoảng cách cốt thép đai bệ lan can mm mm Đường kính ngoài ống thanh lan can trên Chiều dày ống lan can trên Chiều cao tiết diện Chiều rộng cánh mm Khoảng cách giữa các trụ lan can Bề rộng gờ trên lan can bê tông Chiều dày ống lan can dưới dt et Đơn vịKý hiệu 12 Chiều dày cánh Bảng 3.1 - Lực tác dụng lên lan can Giá trị Đường kính ngoài ống thanh lan can dưới Đường kính côt thép dọc bệ lan can Kích thước lan can: 1043 650 Khoảng cách từ tim ống lan can trên đến chân lan can Khoảng cách từ tim ống lan can dưới đến chân lan can Chiều dày sườn t pp R LNL LPNNM R − +−+= 2 )1)(1(16 WfM up **Φ= )1(*1.0 43 α−= DW SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 75 LAN CAN GVHD : TH.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT Lt : chiều dài phân bố của lực va xe theo hướng dọc Với N = 1 ta có: b. Xét trường hợp xe va vào cột lan can Khi xe và vào cộtlan can, dạng phá hoại gồm số lượng nhịp làn can N là chẵn (N=2) Sức kháng của hệ dầm và cột I.2.2. Bệ lan can bê tông cốt thép: a. Sức kháng danh định của bê tông chịu lực ngang Đối với các va xô trong một phần đoạn tường Trong đó: Rw: sức kháng danh định của lan can theo chiều ngang H : chiều cao tường Lt : chiều dài phân bố dọc của lực va chạm Ft Ft : lực ngang Mb : sức kháng uốn của dầm, nếu có tại đỉnh tường Mw : sức kháng uốn của tường đối với chục thẳng đứng Mc : sức kháng uốn của tường đối với trục ngang Lc : chiều dài tới hạn của dạng đường chảy Sưc kháng của tường đối với trục thẳng đứng MwH Mw x H = Φ x As x fy x (d - ) RR (KN) 65.77 RRi (KN) 43.50 22.27 19193.11 9828.03 7965.14 4078.63 d=a-d (mm) As = b*d (mm2) Ống lan can D (mm) d (mm) W (mm3) Mp (KNmm) L (mm) Ống trên Ống dưới 110 90 105.8 87 2000 2000 180 6 780 174 92.33 134.40130 b (mm) a (mm) δ (mm) Pp (KN) RR (KN) Bảng 3.2 - tính toán sức kháng của cột lan can Bảng 3.3 - Tính toán sức kháng của cột lan can ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ++⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= w cc wwb tc w H LMHMM LL R 2**8*8* *2 2 c wwbtt c M HMMHLLL )*( 22 2 ++⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛+= 2 a t pp R LNL LPNM R − += 2 16 2 t p R LL M R −= 2 16 H dfAP usP **= SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 76 LAN CAN GVHD : TH.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT Trong đó: Φ : hệ số sức kháng uốn = 0.9 d : Khoảng cách từ mép bê tông vùng chịu nén tới tim cốt thép chịu kéo a : chiêu cao vùng bê tông chịu nén As : diện tích vùng cốt thép dọc chịu kéo Chia khối bê tông thành 3 phần 1 2 3 Sức kháng uốn của tường theo phương ngang Mc Mc = Φ x As x fy x (d - ) Công của nội lực 1 2 3 b. Đối với va chạm tại đầu tường hoặc mối nối MwH (KNmm) 54638.02 20885.33 14763.69 Mc (KNmm/mm) 96259.44 Rw (KN) 394.98 18989.00 84.78 130939.77 450 11.64 1070 Mc = Mci x bi H 823.57 0 96259.44 463 54638.02 Lt (mm) Mb (KNmm) Mc (KNmm/mm) Lc (mm) MwH (KNmm) 67.82 102448.13 160 263 2089.65 250 350 11.46 9.31 MwiH (KNmm) 325 823.57 41.74 Phầ n Phầ n Chiều cao phân đoạn b (mm) Diện tích cốt thép As (mm2) chiều cao có hiệu d (mm) Mci (KNmm/mm) Chiều cao phân đoạn b (mm) Diện tích cốt thép As (mm2) chiều cao có hiệu d (mm) 75377.63 200 823.57 363 325 200 160 226.19 113.10 113.10 Bảng 3.4 : - Tính toán giá trị M w H Bảng 3.5: - Sức kháng uốn của tường đối với trục ngang Bảng 3.6 - Sức kháng uốn của tường theo phương ngang bf fA a c ys **85.0 * '= bf fA a c ys **85.0 * '= 2 a bf fA a c ys **85.0 * '= ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ++⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= w cc wwb tc w H LM HMM LL R 2* * *2 2 SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 77 LAN CAN GVHD : TH.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT Trong trường hợp xe va vào cột lan can thì sức kháng của phần gờ bê tông bị giảm do phải chịu tải trọng cột và dầm lan can Sức kháng của gờ bê tông trong trường hợp này được xác định theo công thức sau: I.3. Kiểm toán các tính toán lan can I.3.1. Khi xe va vào giữa nhịp thì cường độ tổ hợp R xác định theo công thức KN KN KN KN (TCN 13.7.3.4.3-1) = = KN R nằm ở chiều cao hữu hiệu Y ⇒ Thỏa mãn điều kiện Ft = 240 KN Ft < R ⇒ Kết cấu đảm bảo I.3.2. Khi xe va vào cột = 476.96 + 134.4 + 92.33 = KN ⇒ Thỏa mãn điều kiện Ft = 240 KN Ft < R ⇒ Kết cấu đảm bảo ⇒ Kết cấu đảm bảo điều kiện bền 394.73 x 685 + 92.33 x 610 685 = 476.959= KN 1070 0 96259.44 54638.02 2089.65 394.73 Lt (mm) Mb (KNmm) Mc (KNmm/mm) MwH (KNmm) Lc (mm) Rw (KN) ⇒ Rw = 394.98 KN394.98394.73 703.69 = = 660.83 mm < 810 mm 476.96 x 685 + (134.4 + 92.33) x 610 703.69 Bảng 3.7 - Sức kháng uốn của tường theo phương ngang = 665.96 mm 810 mm< 65.77 ⇒ RR = 134.40 KN134.40 529.38394.98 + 134.4 = 394.98 x 685 + 134.4 x 610 529.38 w Rpww w H HPHR R −=' )( ** m R HRHR Y RRww += )( kNRRR Rw += )(' kNPRRR pRw ++= R HPHRHR Y RpRRw w ***' ++= ⎩⎨ ⎧ = == R R R R R R min ⎩⎨ ⎧ = == w w w R R R min SVTH : NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 78 LAN CAN