S 1 THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP TS. Hồ Xuân Nam Bộ môn Cầu Hầm, Đại học Giao thông Vận tải S 2 CH NG V: CH NG V: Tính toán nội lực Tính toán nội lực trong kết cấu cầu trong kết cấu cầu 1. Cơ sở tính toán thiết kế cầu theo 22 TCN-272-05 2. Tính nội lực dầm chủ 3. Tính toán bản mặt cầu 3.1 Ph ơng pháp dải bản 3.2 Ph ơng pháp kinh nghiệm 3.3 Ph ơng pháp truyền thống 4. Tính nội lực dầm ngang Cầu bê tông cốt thép Ch ng V S 3 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Qui trình thiết kế cầu cống theo trạng thái giới hạn - Bộ GTVT năm 1979 (Qui trình 79), dựa trên các tiêu chuẩn thiết kế cầu cống của Liên xô cũ (CH 200-62 và BCH 365-67) Qui trình cũ: 22 TCN-18-79 Tiêu chuẩn thiết kế cầu - Bộ GTVT năm 2005, dựa trên qui trình Mỹ AASHTO-LRFD 1998, chỉ áp dụng cho các cầu trên đường ô tô có nhịp nhỏ hơn 150m Tiêu chuẩn mới: 22 TCN-272-05 R r = Φ.R n ≥ Ση i .γ i .Q i Sức kháng của vật liệu ≥ Hiệu ứng của tải trọng Nguyên tắc cơ bản H s søc kh¸ng ệ ố Φ Các hệ số Hệ số tải trọng γ Hệ số điều chỉnh tải trọng η 1 C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu theo 22 TCN-272-05 1 C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu theo 22 TCN-272-05 2 2 3 3 4 4 5 5 S 4 TẢI TRỌNG THIẾT KẾ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ - Tĩnh tải của kết cấu và liên kết DC - Tĩnh tải của lớp mặt cầu và thiết bị DW - Tĩnh tải của đất chất thêm ES - Tĩnh tải của đất đắp EV 1. Tải trọng và tác động thường xuyên - Hoạt tải xe LL - Tải trọng người PL - Lực xung kích của xe cộ IM - Lực hãm xe BR - Lực li tâm CE - Lực va xô của xe cộ CT - Lực va xô của tàu bè CV 2. Tải trọng và tác động tức thời - Từ biến CR - Co ngót SH - Lún SE - Gradient nhiệt TG - Nhiệt độ phân bố đều TU - Áp lực ngang của đất EH - Lực ma sát âm DD - Lực động đất EQ - Lực ma sát FR - Áp lực đất do hoạt tải sau mố LS - Tải trọng nước và áp lực dòng chảy WA - Tải trọng gió lên công trình và xe cộ WL, WS 1 C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu theo 22 TCN-272-05 1 C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu theo 22 TCN-272-05 2 2 3 3 4 4 5 5 S 5 TRẠNG THÁI GIỚI HẠN VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG TRẠNG THÁI GIỚI HẠN VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG Tổ hợp tải trọng cơ bản tính cầu với tải trọng xe khai thác không xét đến gió 1. Trạng thái giới hạn cường độ I Tổ hợp tải trọng tính cầu không có xe chịu lực gió với vận tốc lớn hơn 25m/s 2. Trạng thái giới hạn cường độ II Tổ hợp tải trọng tính cầu với tải trọng xe khai thác và gió với vận tốc 25m/s 3. Trạng thái giới hạn cường độ III Tổ hợp tải trọng liên quan đến các biến cố như động đất, va xô xe cộ và tàu bè 4. Trạng thái giới hạn đặc biệt Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác bình thường của cầu với gió có vận tốc 25m/s và tải trọng lấy theo giá trị tiêu chuẩn 5. Trạng thái giới hạn sử dụng Tổ hợp tải trọng gây mỏi và đứt gãy do tải trọng xe trùng phục và xung kích 6. Trạng thái giới hạn mỏi 1 C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu theo 22 TCN-272-05 1 C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu theo 22 TCN-272-05 2 2 3 3 4 4 5 5 S 6 HỆ SỐ TẢI TRỌNG HỆ SỐ TẢI TRỌNG 1. Tổ hợp và hệ số tải trọng 1 C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu theo 22 TCN-272-05 1 C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu theo 22 TCN-272-05 2 2 3 3 4 4 5 5 S 7 HỆ SỐ TẢI TRỌNG HỆ SỐ TẢI TRỌNG 2. Hệ số tải trọng thường xuyên 1 C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu theo 22 TCN-272-05 1 C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu theo 22 TCN-272-05 2 2 3 3 4 4 5 5 S 8 H S TI TRNG H S TI TRNG 3. H s ti trng thi cụng 4. H s ti trng cho lc kớch nõng h v lc kộo sau cỏp d ng lc - Với tải trọng kết cấu và phụ kiện: không lấy nhỏ hơn 1,25 - Khi không có qui định khác của chủ đầu t : - Với tải trọng thiết bị và các tác động xung kích: không lấy nhỏ hơn 1,5 - Với tải trọng gió: không lấy nhỏ hơn 1,25 - Với các tải trọng khác: lấy bằng 1,0 - Khi không có qui định khác của chủ đầu t : - Lực kích thiết kế không nhỏ hơn 1,3 lần phản lực gối liền kề với điểm kích do tải trọng th ờng xuyên - Khi kích dầm mà không ngừng giao thông thì phải xét đến phản lực do hoạt tải nhân với hệ số tải trọng của hoạt tải - Lực thiết kế với vùng neo kéo sau: lấy bằng 1,2 lần lực kích lớn nhất 1 Cơ sở tính toán thiết kế cầu theo 22 TCN-272-05 1 Cơ sở tính toán thiết kế cầu theo 22 TCN-272-05 2 2 3 3 4 4 5 5 S 9 1 1 2 Tính nội lực dầm chủ 2 Tính nội lực dầm chủ 3 3 4 4 5 5 tính nội lực dầm chủ tính nội lực dầm chủ Các mặt cắt cần tính nội lực - Bao gồm: - Trọng l ợng bản thân dầm - Trọng l ợng dầm ngang - Trọng l ợng gờ chắn bánh, lan can và lề ng ời đi - Trọng l ợng lớp phủ mặt cầu và các thiết bị trên cầu - Công thức tính: S = i .p i . - Có thể coi tải trọng do gờ chắn bánh, lan can và lề ng ời đi là do dầm biên chịu Nội lực do tĩnh tải DC và DW - Mặt cắt có nội lực lớn: 0, L/2, L/4 - Mặt cắt cách gối 1 khoảng bằng d v - Mặt cắt có thay đổi về kích th ớc, bố trí CT chủ và cốt đai - Bao gồm các tổ hợp nội lực tiêu chuẩn và tính toán do tĩnh tải và hoạt tải - Sử dụng hoạt tải rải đều hoặc đặt tải trực tiếp lên ĐAH S 10 1 1 2 Tính nội lực dầm chủ 2 Tính nội lực dầm chủ 3 3 4 4 5 5 tính nội lực dầm chủ tính nội lực dầm chủ Nội lực do tải trọng làn: 9,3 KN/m - Công thức tính: S = m.g (1+IM).P i .y i - Tr ờng hợp tính mômen âm trên gối dầm liên tục: - Lấy bằng 90% hiệu ứng của xe tải thiết kế và 90% hiệu ứng của tải trọng làn - Đ ợc phép xếp 2 xe tải cách nhau 15m trên 2 nhịp lân cận - Khoảng cách giữa các trục 145kN lấy bằng 4300mm Nội lực do xe tải/xe 2 trục thiết kế LL - Không xét đến lực xung kích - Công thức tính: S = m.g q i . i [...]... để tính nội lực dầm ngang -Chỉ đặt những tải trọng tác dụng sau khi thi công xong mối nối dầm ngang -Nội lực do tĩnh tải phải tính với n>1 và n . BR - Lực li tâm CE - Lực va xô của xe cộ CT - Lực va xô của tàu bè CV 2. Tải trọng v tác động tức thời - Từ biến CR - Co ngót SH - Lún SE - Gradient nhiệt TG - Nhiệt độ phân bố đều TU - Áp lực ngang. bị DW - Tĩnh tải của đất chất thêm ES - Tĩnh tải của đất đắp EV 1. Tải trọng v tác động thường xuyên - Hoạt tải xe LL - Tải trọng người PL - Lực xung kích của xe cộ IM - Lực hãm xe BR - Lực. tải xe theo các TTGH - Không xét đến lực xung kích - Công thức tính: S = g q i . i - V i cầu ô tô: q = 3.10 -3 Mpa - V i cầu chỉ dành cho ng ời đi bộ: q = 4,1.10 -3 MPa - HSPB cho tải trọng