Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM LIÊN TỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM LIÊN TỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM LIÊN TỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM LIÊN TỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM LIÊN TỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM LIÊN TỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KẾT CẤU DẦM LIÊN TỤC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA CẦU ĐƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang CHƯƠNG 1.1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO THIẾT KẾ KỸ THUẬT GIỚI THIỆU CHUNG Tính toán cầu với sơ đồ nhịp sau: 52+85+85+52 m Mặt cắt dầm hộp rộng 11.7 m - Kết cấu phần trên: Cầu Hà Nha cầu BTCT DƯL thi công theo công nghệ đúc hẫng cân Mặt cắt ngang dầm hộp hai vách xiên, có chiều cao thay đổi theo đường cong parabolic từ 5.0m vị trí trụ đến 2.5m nhịp đầu dầm - Kết cấu phần dưới: Mố cầu dạng chữ U BTCT đổ chỗ móng cọc khoan nhồi D1.0m Trụ cầu dạng thân đặc BTCT móng cọc khoan nhồi Đường kích cọc D1.5m cho trụ cầu D1.0m cho trụ cầu dẫn Trụ P2 trụ ngàm, trụ P1, P3 bố trí gối di động 1.2 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ [1] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05; [2] Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế, TCVN 2737 : 1995; [3] Thiết kế công trình chịu động đất, TCVN 375 : 2006; [4] AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, Third Edition 2004; [5] AASHTO LRFD Construction Specifications, 2002 Interim Edition; [6] CEB - FIP, 1990 1.3 ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU 1.3.1 Bê tông Bê tông theo tiêu chuẩn AASHTO T22 “Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens” AASHTO T23 “Marking and Curing Concrete Test Specimens in the Field” Dầm hộp Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang Ký hiệu Đơn vị Giá trị f’c Mpa 40 f’ci Mpa 32 - Cường độ nén quy định bê tông (28 ngày) - Cường độ nén quy định bê tông căng kéo - Mô đun đàn hồi bê tông Ec=0.043γc1.5√f'c Mpa 31975 - Mô đun đàn hồi bê tông thời điểm căng kéo Eci=0.043γc1.5√f'ci Mpa 28600 1/°C 1.08x10-5 - Hệ số giãn nở nhiệt - Ứng suất giới hạn tạ thời trước xảy mát: + Giới hạn ứng suất nén 0.60f'ci Mpa 19.20 + Giới hạn ứng suất kéo 0.58√f'ci Mpa -3.28 + Giới hạn ứng suất nén 0.45f'c 0.60 f'c Mpa Mpa 18.00 24.00 + Giới hạn ứng suất kéo 0.25√f'c Mpa -1.58 - Ứng suất giới hạn trạng thái sử dụng (sau xảy mát): 1.3.1.1 Mố, trụ cọc khoan nhồi: - Cường độ nén quy định bê tông (28 ngày): f'c = 30 MPa - Mô đun đàn hồi bê tông: Ec = 0.043γc1.5√f'c = 27691 MPa - Hệ số giãn nở nhiệt: 1.08x10-5/°C 1.3.2 Thép dự ứng lực Cáp dự ứng lực sử dụng loại có độ chùng thấp theo tiêu chuẩn ASTM A416-90a “Uncoated Seven Wires Stress Relieved Strand for Pre-stressed Concrete” Thanh dự ứng lực theo tiêu chuẩn ASTM A722 “Uncoated High – Strength Steel Bar for Pre-stressing Concrete” Thông số kỹ thuật Cấp Áp dụng Diện tích tao Diện tích bó Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 12 tao 15.2mm Grade 270 Cáp dự ứng lực dọc cầu 140 mm2 1680 mm2 Trang Giới hạn bền, fpu Giới hạn chảy, fpy Mô đun đàn hồi Chùng ứng suất Lực kích trước đóng neo Hệ số ma sát góc Hệ số ma sát Độ tụt neo 1.3.3 1860Mpa 1670Mpa 195000Mpa 2.5% (độ chùng thấp) 2656.08 KN 0.25/rad 0.001/m 6mm Cốt thép thường Cốt thép thường theo tiêu chuẩn TCVN 1651-2008 “Thép cốt bê tông” tương đương Loại thép Mác thép Giới hạn chảy (Mpa) Giới hạn bền (Mpa) Đường kính (mm) Thép có gờ CB400-V 400 570 ≥ 12 Thép tròn trơn CB240-T 240 380 < 12 1.4 TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG 1.4.1 Tải trọng 1.4.1.1 Tĩnh tải thân (DC) Trọng lượng riêng bê tông cốt thép lấy trung bình là: 24 kN/m3 Trọng lượng thân kết cấu phần kết cấu phần tính toán tự động chương trình Midas/Civil 2011 Trọng lượng thân phần không mô hình hóa xử lý ngoại lực tác dụng lên nút phần tử Trọng lượng thân ụ neo cáp đưa thêm vào trọng lượng thân khối dầm đổ đà giáo 1.4.1.2 Tĩnh tải lớp phủ tiện ích (DW) Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu - Trọng lượng riêng bê tông asphalt: - 7cm bê tông asphalt mặt cầu: 22.5 kN/m3 0.07x11x22.5 = 17.325 KN/m Tĩnh tải gờ lan can, tay vị - Gờ lan can, tay vịn: Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 6.5kN/m Trang Tĩnh tải cột đèn chiếu sáng - Tĩnh tải cột đèn chiếu sáng ước tính là: 0.2 KN/m Tĩnh tải thoát nước chi tiết khác - Tĩnh tải hệ thống thoát nước chi tiết khác ước tính là: 0.5kN/m Tổng cộng - Tĩnh tải lớp phủ tiện ích đưa tính toán kết cấu là: DW ≈ 24.525 KN/m 1.4.1.3 Dự ứng lực Toàn dầm mô hình thành dầm theo phương dọc cầu Do có cáp dự ứng lực dọc mô hình để tính toán tải trọng dự ứng lực gây 1.4.1.4 Hoạt tải (LL) Theo điều 3.6 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05, Hoạt tải ôtô đặt tên HL-93 bao gồm tổ hợp: - Xe tải thiết kế xe hai trục thiết kế, - Tải trọng thiết kế Xe tải thiết kế V2 = 4.3m - 9.0m V1 = 4.3m Xe hai trục thiết kế 35kN m 145kN m m Tải trọng thiết kế Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 145kN 1.200m 110kN 110kN m m m 9.3 kN/m Trang Số chất tải Hệ số "m" 1.20 1.00 0.85 ≥4 0.65 Ứng lực lớn phải lấy theo giá trị lớn trường hợp sau: - Hiệu ứng xe hai trục thiết kế tổ hợp với hiệu ứng tải trọng thiết kế, - Hiệu ứng xe tải thiết kế có cự ly bánh thay đổi tổ hợp với hiệu ứng tải trọng thiết kế - Đối với mômen âm điểm uốn ngược chiều chịu tải trọng rải nhịp phản lực gối lấy 90% hiệu ứng hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe cách bánh sau xe 15m tổ hợp với 90% hiệu ứng tải trọng thiết kế khoảng cách trục 145KN xe phải lấy 4.3m 1.4.1.5 Lực xung kích (IM) IM = 25% tác động tính xe tải xe hai trục thiết kế 1.4.1.6 Lực hãm xe (BR) Theo mục 3.6.4 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05, Lực hãm lấy 25% trọng lượng trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho đặt tất thiết kế chất tải coi chiều Các lực coi lực tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía mặt đường 1800mm theo hai chiều dọc để gây ứng lực lớn Tất phải thiết kế đồng thời với cầu coi chiều tương lai Với xe, lực hãm xe là: - Khi tính với xe tải: BR = 0.25*(35 + 145 + 145) = 81.25kN - Khi tính với xe hai trục: BR = 0.25*(110 + 110) = 55kN 1.4.1.7 Tải trọng gió (WS & WL) Vận tốc gió thiết kế Tốc độ gió thiết kế V, phải xác định theo công thức: V = S.VB Trong đó: Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang VB: Tốc độ gió giật giây với chu kỳ xuất 100 năm thích hợp với vùng gió vị trí cầu nghiên cứu, quy định Bảng 3.8.1.1-1 Tiêu chuẩn 22TCN272-05 Vùng tính gió theo TCVN 2737-1995 IV III II I VB (m/s) 59 53 45 38 Về mùa đông, gió thường thổi tập trung theo hai hướng: Đông Bắc Bắc Mùa hạ gió thường thổi theo hướng Đông Nam hướng Nam Tốc độ gió mạnh xảy vào mùa hạ, có dông bão đạt tới 35 - 40m/s Mùa đông, có gió mùa tràn gió giật đạt tới 30m/s S: Hệ số điều chỉnh khu đất chịu gió cao độ mặt cầu, theo quy định Bảng 3.8.1.1-2 Tiêu chuẩn 22TCN272-05 Độ cao mặt cầu mặt đất khu vực xung quanh hay mặt nước (m) 10 20 30 40 50 Khu vực lộ thiên hay mặt nước thoáng Khu vực có rừng hay có nhà cửa cối, nhà cao tối đa khoảng 10m Khu vực có nhà cửa với đa số nhà cao 10m 1.09 1.14 1.17 1.20 1.21 1.00 1.06 1.10 1.13 1.16 0.81 0.89 0.94 0.98 1.01 ⇒ V = 1.09*38 = 41.42 m/s Tải trọng gió tác động lên công trình (WS) - Tải trọng gió ngang tác động lên công trình Tải trọng gió ngang tác động lên kết cấu phải tính toán sau: P = 0.0006V2CdAt ≥ 1.8At (kN) Trong đó: At: Diện tích chắn gió kết cấu C d: Hệ số cản quy định Hình 3.8.1.2.1-1 Tiêu chuẩn Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 22TCN272-05 Đối với kết cấu nhịp: Ký hiệu Đơn vị Chiều cao kết cấu phần khối đỉnh trụ Hat_pier m Chiều cao kết cấu phần nhịp Hat_mid m Chiều cao phần gờ lan can đặc Hpar m Chiều cao KCPT bao gồm lan can đặc d = Have m Chiều rộng toàn cầu bề mặt lan can b m Tỷ số b/d m Hệ số cản Cd0 Chiều dài nhịp dầm L m Hệ số cản dùng để tính toán Cd m Diện tích chắn gió trung bình (tính cho mét dài) At m2 Cường độ gió ngang vào kết cấu phần PTS KN/m Giá trị 5.0 2.5 0.6 4.35 11.0 2.53 1.5 85 1.54 4.35 7.83 Tải trọng gió tác động lên xe cộ (WL) Khi xét tổ hợp tải trọng cường độ III, phải xét tải trọng gió tất kết cấu xe cộ áp lực gió tác dụng lên xe cộ tải trọng phân bố 1.5KN/m tác dụng theo hướng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu đặt cao độ 1.8m so với mặt đường truyền vào kết cấu Phải biểu thị tải trọng gió dọc tải trọng phân bố 0.75KN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu đặt độ cao 1.8m so với mặt đường Phải truyền tải trọng cho kết cấu trường hợp 1.4.1.8 Tải trọng nhiệt độ (TU & TG) Nhiệt độ thay đổi (TU) - Nhiệt độ lớn nhất: +450C - Nhiệt độ nhỏ nhất: +50C - Nhiệt độ trung bình: +250C - Nhiệt độ dự kiến hợp long cầu: +250C - Nhiệt độ thay đổi : +200C -200C Chênh lệch nhiệt độ (TG) Gradiend nhiệt dương âm lấy theo điều 3.12.3 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-05 Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang Thông số Gradient nhiệt dương (PLUS) T T T Gradient nhiệt âm (MINUS) 230C -70C 60C -10C 30C -00C Tác động gradient nhiệt khác kết cấu phần tự động tính toán chương trình Midas/Civil 2011 1.4.1.9 Co ngót từ biến (CR & SH) Ảnh hưởng co ngót từ biến tính toán theo chương 2.1.6 chương 2.1.8 quy trình CEB-FIP 1990 Chương trình Midas Civil tự động tính toán ảnh hưởng từ biến co ngót dựa trình tự thời gian thi công kết cấu nhịp dự kiến Độ ẩm môi trường H = 85% 1.4.1.10.Tải trọng lún trụ (SE) Tải trọng lún không trụ gây nhịp liên tục dự kiến 20mm Kết cấu cầu trạng thái có nội lực lớn có trụ bị lún 1.4.1.11.Tải trọng va tàu (CV) Tải trọng va tàu tác dụng lên trụ P9, P10 nghiên cứu theo Điều 3.14 (22TCN-272-05) Cấp đường sông sông vị trí dự kiến xây dựng cầu cấp IV Tàu thiết kế cho cấp đường sông IV có tải trọng thiết kế 200 DWT Vận tốc va tàu thiết kế : Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang Tàu tự hành: V = 2.5 + Vs = 2.5 + 1.72 = 4.22m/s Trong đó: Vs: vận tốc bình quân năm = 1.72m/s Lực va tàu tự hành vào trụ: Ps = 1.2x105V = 7162 KN Trên sở so sánh lực va tàu tự hành xà lan kéo, chọn lực va tàu tác dụng lên trụ (P2, P3) sau : - 100% lực va thiết kế phương song song với đường tim luồng vận tải (phương vuông góc với tim cầu) P T = 100%PS = 7162 KN mực nước H5% = 14 m - 50% lực va theo phương vuông góc với đường tim luồng vận tải (phương song song với tim cầu) P L = 50%PS = 3581 KN mực nước H5% = 14 m 1.4.1.12.Tải trọng thi công giả định Thiết bị thi công (CE) Các tải trọng sau sử dụng để tính toán trình thi công cầu dẫn Trong trường hợp nhà thầu sử dụng thiết bị thi công có tải trọng thân khác với thiết bị thi công giả định phải tính toán lại kết cấu Các thiết bị thi công : Kích, bơm, …: 20KN Công nhân (10 người): 10KN Tải trọng khác: 20KN 50KN Tải trọng thi công chính: Ván khuôn xe đúc: Xe đúc: 450KN Ván khuôn: 200KN 700KN Các thiết bị để thi công cánh hẫng trụ P1, P2 P3 Các thiết bị thi công khác: Các thiết bị thi công khác (như cần cẩu ) vật liệu để mặt cầu (như thiết bị dự ứng lực ) không liệt kê phải đặt điểm gần đỉnh trụ đo đạc độ vồng trước đường khống chế cao độ thi công Các tải trọng không sử dụng trình tính toán kết cấu cầu Điểm đặt lực giá trị tải trọng thi công Vị trí tải trọng thi công mô hình tính toán thể hình đây: Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 10 • Số lượng cốt thép chịu kéo • Diện tích cốt thép chịu kéo • Đường kính cốt thép chịu nén • Số lượng cốt thép chịu nén • Diện tích cốt thép chịu nén • Lớp bảo vệ bê tông tính đến tim cốt chủ chịu nén • Lớp bảo vệ bê tông tính đến tim cốt chủ chịu kéo • Chiều cao từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép N As φ N' As' d'c dc d's 3436 D25 3436 40 40 53 3436 D25 3436 40 40 53 • Chiều cao từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo • Tỷ số mô dul đàn hồi • Hệ số m • Hệ số k • Hệ số j • Mômen TTGHSD • Ứng suất kéo cốt thép TTGHSD Kiểm tra ứng suất cốt thép • Ứng suất nén bê tông TTGHSD Kiểm tra ứng suất bê tông • Hệ số phân bố ứng suất theo hình chữ nhật • Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà • Chiều dày khối ứng suất tương đương • Sức kháng uốn danh định • Mômen tính toán Kiểm tra khả kháng uốn • Lượng cốt thép tối đa Kiểm tra lượng cốt thép tối đa • 1.2•Mcr • 1.33•MFTotal Kiểm tra mô men nứt • Hàm lượng thép • 0.03•f'c / fy Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu • Diện tích bê tông xung quanh thép • Khống chế nứt • Thông số bề rộng vết nứt Kiểm tra nứt ds n m k j Ms fs 198 6.08 0.084 0.334 0.889 46.54 77.16 O.K 8.05 O.K 0.76 53 40 194.8 79.1 O.K 0.27 O.K 49.8 105.2 O.K 1.37 % 0.3 % O.K 11429 5944 23000 O.K 448 6.08 0.042 0.25 0.917 223.73 158.74 O.K 9.74 O.K 0.76 53 40 504.1 376 O.K 0.12 O.K 199.2 500.1 O.K 0.69 % 0.3 % O.K 11429 12229 23000 O.K fc β1 c a ΦMn MFTotal c / de Pmin A z Z 3.4 THIẾT KẾ DẦM NGANG TRÊN TRỤ 3.4.1 Nguyên tắc tính toán (mô hình chống giằng) mm2 mm mm2 mm mm mm KN.m MPa MPa mm mm KN.m KN.m KN.m mm2 N/mm N/mm 3.4.1.1 Tổng quát Khi kiểm toán trạng thái giới hạn cường độ đặc biệt, dùng mô hình chống giằng để xác định nội lực gần gối điểm có đặt lực tập trung Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 63 Mô hình chống-và-giằng cần xem xét thiết kế đế móng dày bệ cọc trường hợp khác mà khoảng cách điểm đặt lực phản lực gối nhỏ khoảng lần bề dày cấu kiện 3.4.1.2 Mô hình hóa kết cấu Một kết cấu cấu kiện hay vùng kết cấu mô hình hoá tổ hợp giằng thép chịu kéo chống bê tông chịu nén nối với nút để tạo thành kết cấu giàn ảo có khả chịu tất lực đặt vào truyền tới gối Chiều rộng yêu cầu chịu nén chịu kéo xem xét xác định yếu tố hình học giàn ảo Sức kháng tính toán Pr chịu kéo nén coi cấu kiện chịu lực dọc trục : P r = ϕ Pn Trong : Pn = cường độ danh định chống nén giằng kéo (N) ϕ = hệ số sức kháng cho trường hợp chịu kéo nén 3.4.1.3 Định kích thước chống chịu nén • Cường độ của chịu nén không cốt thép Sức kháng danh định chịu nén không cốt thép lấy sau : Pn = fcu Acs : Pn = sức kháng danh định chịu nén (N) fcu = ứng suất chịu nén giới hạn Acs = diện tích mặt cắt ngang hữu hiệu chịu nén • Diện tích mặt cắt ngang hữu hiệu của chịu nén Giá trị Acs phải xác định với xem xét khả diện tích bê tông điều kiện đầu chống Khi đầu chống neo cốt thép phạm vi bê tông hữu hiệu mở rộng thêm khoảng lần đường kính cốt thép tính từ cốt thép neo, biểu thị Hình 1(a) Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 64 a) Thanh chống neo cốt thép b) Thanh chống neo gối cốt thép c) Thanh chống neo gối chống Ứng suất nén giới hạn chống.Ứng suất chịu nén giới hạn fcu phải lấy sau : đó: ε1 = (εs + 0.002) cotg2αs : αs = góc nhỏ chịu nén chịu kéo liền kề (độ) εs = biến dạng kéo bê tông theo hướng giằng chịu kéo (mm/mm) Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 65 = cường độ chịu nén quy định (MPa) • Thanh chống có cốt thép Nếu nén có cốt thép bố trí song song với trục cấu tạo để chịu nén tới giới hạn chảy sức kháng danh định nén tính sau : Pn = fcuAcs+ fyAss : Ass = diện tích mặt cắt cốt thép chống (mm2) 3.4.1.4 Định kích thước giằng chịu kéo • Cường độ của giằng Cốt thép kéo phải neo vào vùng nút với chiều dài neo quy định móc neo neo học Lực kéo phải phát triển mặt vùng nút Sức kháng danh định giằng chịu kéo phải lấy : Pn = fyAst + Aps [fpe + fy] đây: Ast = tổng diện tích cốt thép dọc thường giằng (mm2) Aps = diện tích thép dự ứng lực(mm2) fy = cường độ chảy cốt thép dọc thường (MPa) fpe = ứng suất thép dự ứng lực tạo dự ứng lực, xét mát (MPa) • Neo giằng Cốt thép giằng chịu kéo phải neo để truyền lực kéo đến vùng nút giàn phù hợp với yêu cầu phát triển cốt thép 3.4.1.5 Định kích thước vùng nút Trừ có bố trí cốt thép đai tác dụng chúng minh qua tính toán hay thực nghiệm, ứng suất nén bê tông vùng nút không vượt trị số sau: Đối với vùng nút bao chịu nén mặt gối : 0,85 ϕ Đối với vùng nút neo chịu kéo hướng : 0,75 ϕ Đối với vùng nút neo chịu kéo nhiều hướng : 0,65 ϕ : ϕ = hệ số sức kháng chịu lực ép mặt bê tông Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 66 Cốt thép chịu kéo phải bố trí toàn diện tích hữu hiệu bê tông lực chịu kéo chia cho ứng suất giới hạn quy định Ngoài việc thoả mãn tiêu chuẩn cường độ chịu lực cho chịu kéo nén, vùng nút phải thiết kế theo ứng suất giới hạn vùng neo.Ứng suất ép mặt vùng nút phát sinh lực tập trung hay phản lực phải thoả mãn điều kiện quy định 3.4.1.6 Cốt thép khống chế nứt Các kết cấu cấu kiện vùng cục nó, trừ phần đế móng, thiết kế theo quy định, phải có mạng lưới cốt thép trực giao gần bề mặt Khoảng cách không vượt 300 mm Tỷ lệ diện tích cốt thép so với diện tích mặt cắt nguyên bê tông không nhỏ 0,003 theo chiều Cốt thép khống chế nứt bố trí vùng chịu kéo coi phần cốt thép chịu kéo 3.4.2 Kết tính toán Việc mô hình tính toán ðýợc thực mô hình CAST (Computer Aided Strutand-Tie) 3.4.2.1 Mô hình hóa • Xây dựng mô hình Mô hình hóa khả chịu lực tiết diện thông qua sơ đồ giàn ảo gồm chịu kéo nén.Các E2,3,4 sơ đồ chịu nén(bê tông).Thanh E1 chịu kéo(cốt thép) Giao điểm tạo thành nút Chiều dài vùng D xác định 1500mm Chọn tiết diện E4 thép #20@150 • Khai báo điều kiện biên Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 67 • Tải trọng 3.4.2.2 Kết tính toán Kết tính toán thể bảng sau : • Tọa độ nút Node ID X (mm) Y (mm) N1 -2800 -450 N2 2800 -450 N3 2200 -2700 N4 -2200 -2700 N5 -2200 -3200 N6 2200 -3200 • Kết tính toán kiểm tra ứng suất Elemen t E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 Length (mm) 5600 2328.6 4400 2328.6 5482.9 500 500 Force (kN) 666.7 -2587.4 -666.7 -2587.4 -2500 -2500 Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Stress (MPa) 34.45 2.3 0.63 2.3 1.85 1.85 Stress Ratio 0.092 0.09 0.025 0.09 0.073 0.073 Direction(deg.) 0 0 180 180 f'c Ratio Beta Ratio 0.057 0.016 0.057 0.046 0.046 0.09 0.025 0.09 0.073 0.073 Trang 68 • Hiển thị kết tính toán kiểm tra mô hình : Theo kết tính toán kiểm tra trên,thiết kế chọn chấp nhận ứng suất qui tỉ số ứng suất (stress ratio) tỉ số nhỏ 1.Ngoài ra,bề rộng thỏa mãn nằm giới hạn mặt cắt Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 69 CHƯƠNG 4.1 THIẾT KẾ TRỤ CHÍNH KÍCH THƯỚC CHUNG TRỤ Tiến hành tính toán kiểm tra trụ P2, trụ nhịp chịu lực ngang lớn trụ Hình 4.1 :Kích thước trụ cầu P2 Trụ P5 trụ đặc có kích thước 7x3 m, móng trụ dùng 15 cọc khoan nhồi đường kính 1.5m Hai đầu trụ vuốt tròn bán kính 1.5 m nhằm tạo dáng vẻ đẹp cho trụ đồng thời giảm bớt sức cản dòng chảy Trụ P2 đặt vị trí có cao độ theo thiết kế sau: - Cao độ mặt cầu vị trí trụ: +22.47 m - Cao độ đỉnh trụ: + 17.21 m - Cao độ đỉnh đài: +1.21 m Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 70 - Cao độ đáy đài: -1.79 m - Cao độ mặt đất tự nhiên vị trí tim trụ: +2.23 m - Chiều rộng móng 12 m - Chiều dài móng 16.5 m 4.2 Kiểm toán thân trụ 4.2.1 Độ mảnh thân trụ Chọn trục z hướng thẳng đứng, trục x theo chiều dọc KCN, trục y có chiều thẳng góc với KCN Với trụ P2 thì: A = 19.068 m2 Iy = 12.976 m4 ry = m Ix = 66.25 m4 rx = m Ta coi trụ có đầu ngàm đầu tự chịu nén uốn theo phương y K: hệ số độ dài hữu hiệu Lu : chiều cao trụ Vậy đảm bảo xét đến hiệu ứng độ mảnh theo phương y Theo phương x ta coi trụ có đầu ngàm đầu khớp Vậy đảm bảo xét đến hiệu ứng độ mảnh theo phương x 4.2.2 Kiểm toán mặt cắt ngang trụ +Giả thiết cốt thép trụ : Theo tiêu chuẩn 22TCN-272-05 Theo chiều dọc cấu kiện không dự ứng lực diện tích cốt thép thường nhiều sau: [ 5.7.4.2 ] Trong đó: As = Diện tích cốt thép thường chịu kéo (mm2) Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 71 Ag = Diện tích mặt cắt nguyên (mm2) Ag = 19.068x106 mm2 As ≤ 0.08x19.068x106 =1525440 mm2 Trong đó: f’c : Cường độ chịu nén quy định bêtông 30 (Mpa) fy : Giới hạn chảy quy định cốt thép thường 400 (Mpa) Giả thiết diện tích cốt thép trụ là: 224Φ32 với As= 180151 mm2 Vậy : As < Amax thỏa mãn +Kiểm toán mặt cắt ngang Trong đồ án, tính toán cho mặt cắt trụ mặt cắt vị trí tiếp giáp thân trụ với bệ trụ mặt cắt đáy bệ trụ Chọn mặt cắt vị trí tiếp giáp thân trụ với bệ trụ để kiểm toán trụ, tiết diện Chọn mặt cắt vị trí đáy bệ trụ để xác định nội lực lên đầu cọc, tiết diện Để xác định giá trị nội lực bất lợi nhất, ta cần xét tất tổ hợp tải trọng bất lợi xảy Theo quy trình 22TCN 272-05, với cấu kiện trụ cầu có tổ hợp tải trọng sau: - Tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ - Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn đặc biệt - Tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn sử dụng Việc tính toán tổ tổ hợp nội lực thực chương trình midas civil, kết tổ hợp tải trọng theo TTGH sau : +Bảng tổ hợp nội lực tiết diện chân trụ : TTGHSD TTGHCĐ TTGHĐB STT P 45636.6 58973.6 54973.2 54973.2 Mx 4954.9 8671.1 2477.5 89258.9 My 18318.9 31951.2 43636.1 9218.6 +Bảng tổ hợp nội lực tiết diện đáy đài TTGHSD TTGHCĐ TTGHĐB STT Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 P 45634 58972.2 54970.5 54970.5 Mx 4906.48 8586.35 2453.24 110198 My 18307.5 31931.2 54348.5 9212.84 Trang 72 Ta lập biểu đồ tương tác mômen lực dọc cấu kiện chịu nén uốn Mỗi điểm biểu đồ tương tác thể tổ hợp lực mômen lực dọc Các điểm nằm biểu đồ tương tác xem an toàn, cấu kiện có đủu điều kiện chịu lực Các điểm nằm biểu đồ tương tác không đủ khả chịu lực Dưới trình bày biểu đồ tương tác cấu kiện trụ P2 kết kiểm toán theo tổ hợp tải trọng - Kết kiểm toán trụ theo trạng thái giới hạn sử dụng: - Kết kiểm toán trụ theo trạng thái giới hạn cường độ 1: Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 73 - Kết kiểm toán trụ theo trạng thái giới hạn đặc biệt: - 4.2.3 Nội lực đáy bệ cọc Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 74 4.3 KIỂM TOÁN TIẾT DIỆN CỌC Để kiểm toán cọc ta cần xác định tổ hợp nội lực tới mặt cắt đáy móng, sau ta xác định nội lực truyền xuống đầu mũi cọc Với nội lực đầu cọc xác định được, ta tiến hành kiểm tra khả chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc khả chịu tải lớp địa chất đầu mũi cọc Sức chịu tải cọc tính phần TK sơ Xác định nội lực tác dụng lên cọc tổ hợp tải trọng Trong : Nomax, Nomin: Tải trọng tác dụng lên cọc chịu nén nhiều cọc chịu kéo nhiều N : Tổng tải trọng thẳng đứng đáy bệ móng n : Số cọc móng Mx, My: Tổng mômen tải trọng so với trục qua trọng tâm tiết diện cọc đáy đài theo phương x, y xnmax, xkmax, ynmax, ykmax : Khoảng cách từ trọng tâm cọc chịu nén nhiều cọc chịu kéo nhiều tới trục y, x Khi tính với cọc khác x, y lấy tương ứng với cọc tính với cọc chịu nén chịu kéo lớn xi, yi : Khoảng cách từ trọng tâm cọc i đến trục y, x Mặt bố trí cọc trụ P2 Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 75 Từ sơ đồ bố trí cọc trên,ta thấy cọc số 11 cọc chịu nén lớn cọc số cọc chịu kéo lớn nhất.Do cần tiến hành kiểm toán với cọc Kết kiểm toán cọc theo trạng thái giới hạn thể Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng MX= 4906.48 MY=18307.5 Tải trọng tác Tọa Độ Sức chịu tải Tên Tổ dụng N Tên Cọc Kết Luận Hợp x(m) y(m) (KN) (KN) 4.5 6750 354.3 6600 OK Sử Dụng 12 -4.5 -6750 2491.8 6600 OK SD N =45634 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ SD Tên Tổ Hợp Cường N =58972.2 MX=8586.35 Tải trọng tác Tọa Độ dụng N Tên Cọc x(m) y(m) (KN) 4.5 6.75 1279.5 Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 MY=31931.2 Sức chịu tải (KN) 6600 Kết Luận OK Trang 76 độ 12 -4.5 -9 2952.5 6600 OK Kiểm toán theo trạng thái giới hạn đặc biệt MX=110198 Tải trọng tác Tọa Độ Tên Tổ dụng N Tên Cọc Hợp x(m) y(m) (KN) 4.5 6.75 154.13 Đặc biệt 12 -4.5 -9 4075 SD N =54970.5 Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 MY=9212.84 Sức chịu tải (KN) 6600 6600 Kết Luận OK OK Trang 77 [...]... WS : Tải trọng gió tác động lên kết cấu Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 13 CHƯƠNG 2 2.1 THIẾT KẾ DẦM LIÊN TỤC THEO PHƯƠNG DỌC PHẦN MỀM PHÂN TÍCH KẾT CẤU Chương trình phân tích và thiết kế kết cấu MIDAS/Civil là một phần của bộ sản phẩm MIDAS được xây dựng từ năm 1989, do MIDAS IT Co.,Ltd phát triển Phiên bản dùng để phân tích cầu đúc hẫng phục vụ cho đồ án là MIDAS/Cvil 2011 MIDAS/Cvil... Biểu đồ ứng suất thớ dưới giai đoạn hợp long nhịp biên - Biểu đồ ứng suất thớ trên giai đoạn hợp long nhịp giữa Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 34 - Biểu đồ ứng suất thớ dưới giai đoạn hợp long nhịp giữa - Biểu đồ ứng suất thớ trên kết thúc giai đoạn thi công Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 35 - Biểu đồ ứng suất thớ dưới kết thúc giai đoạn thi công 2.5.3 2.5.4 Kiểm toán ứng... Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 18 Sau khi mô hình hóa kết cấu trong Midas, chạy chương trình ta được kết quả nội lực như sau : Bi ểu đồ lự c cắ t tr on g gi ai đo ạn thi cô ng Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Bi ểu đồ mô me n tro ng gia i đo ạn thi cô ng K0 Trang 19 Biể u đồ lực cắt tron g giai đoạ n thi côn g K10 Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Biểu đồ mô men tron g giai đoạ n thi công K10 Trang... phục vụ tính toán thiết kế cầu Chương trình có thế phân tích được các giai đoạn thi công phân đoạn như : Cầu dây văng, cầu bê tông dự ứng lực 2.2 CÁC YẾU TỐ HÌNH HỌC 2.2.1 Hình chiếu đứng, hình chiếu bằng Tỷ lệ và kích thước sơ bộ đã chọn ở phần lập dự án khả thi, ở đây sẽ trình bày chi tiết các kích thước, và các yếu tố hình học Sơ đồ kết hình hóa cấu được mô và phần tích là: - Sơ đồ nhịp: 52+85+85+52... Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 21 Biể u đồ lực cắt tro ng giai đoạ n thi côn g K1 1 Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Biể u đồ mô me n tro ng gia i đo ạn thi cô ng K1 1 Trang 22 Bi ểu đ ồ Bi lựểu c đồ cắlự tc trcắ ot n sa gu gik aihi đ kế oạt n th thúc i th cô n g h Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Bi ểu đồ mBiể ôu mđồ enmô tr me onn g sa giu ai khi đokết ạnth thiúc côthi ngcô hợng p lo ng... đốt dầm được đổ bê tông đối xứng từ trụ sang hai bên Phụ thuộc vào khả năng của xe đúc mỗi đốt đúc có chiều dài từ 3-3.5m (5x3.5+6x3) Đốt đúc K0 và đoạn đà giáo, các đốt dầm đã đúc trước sẽ làm gối tựa cho đà giáo và ván khuôn để đúc đốt tiếp theo Các bước chính trong quá trình thi công cầu bê tông đúc hẫng bao gồm: - Bước 1: Xây dựng kết cấu phần dưới và mố trụ - Bước 2: Đúc bê tông khối K0 Vì là kết. .. -1.58 u đồ ểu Quá trình kiểm toán cần kiểm toán ở 3 giai đoạn sau: bao đồ - Giai đoạn 1: Quá trình ba đúc hẫng cân bằng, trong giai đoạn này cácmô o do ma sát, do thiết bị neo và do co ngắn đànmen mất mát là tức thời gồm mất mát hồi Do việc thi công các đốt lự đúc và căng cáp được tiến hành theo nhiềuTT GH bước, khi thi công xong 1 đốtc dầm sẽ căng cáp rồi phun vữa lấp lỗ cáp cắ ta lại phải kiểm toán lại... một cánh hẫng (WUP) Lực nâng của gió trên một cánh hẫng: 2.4x10 -4Mpa của diện tích mặt sàn đối với phương pháp thi công hẫng cân bằng p = 2.4x10-4x11.7x103 = 2.808 kN/m 1.4.1.14 Tải trọng chênh lệch (DIFF) Tải trọng chênh lệc lấy bằng 2% tĩnh tải bản thân của dầm tác dụng lên một cánh hẫng 1.4.1.15 Hoạt tải thi công phân bố (CLL) Bao gồm các phụ kiện thi công, máy móc và thiết bị khác, ngoài thiết. .. khai thác Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 24 Biể u đồ lực cắt do hoạt tải gây ra (LL &I M) Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Biểu đồ môm en do hoạt tải gây ra (LL &IM ) Trang 25 Biể u đồ ba o lực cắt TT G HS D Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Bi ểu đồ ba o m ô m en T T G H Trang 26 2.5 KIỂM TOÁN ỨNG SUẤT 2.5.1 Kiểm toán ứng suất trong bêtông theo điều 5.9.4 Các ứng suất tính được... tiết diện kiểm toán (tương ứng với mômen trong giai đoạn 1) +Mtt1: Mômen do tĩnh tải 1 sau khi đúc xong toàn bộ cầu (M do thi công tổng cộng) +Mtt2: mômen do tĩnh tải 2 +MLL+IM: mômen do hoạt tải xe (có xét đến hệ số xung kích) 2.5.2 Kiểm toán ứng suất dầm trong giai đoạn thi công - Biểu đồ ứng suất thớ trên giai đoạn đúc đốt K0 Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 30 - Biểu đồ ứng suất thớ ... tác động lên kết cấu Sinh viên: Nguyễn Huy Hoàng Lớp: 52CD2 Trang 13 CHƯƠNG 2.1 THIẾT KẾ DẦM LIÊN TỤC THEO PHƯƠNG DỌC PHẦN MỀM PHÂN TÍCH KẾT CẤU Chương trình phân tích thiết kế kết cấu MIDAS/Civil... nội lực mặt cầu ta xếp tải lên sơ đồ kết cấu cho gây nội lực nguy hiểm lấy kết để thiết kế Đối với dầm hai đầu ngàm, để đơn giản cho trình tính toán ta giả thiết dầm đơn giản xếp tải lên đường ảnh... 52CD2 Trang 50 CHƯƠNG THIẾT KẾ DẦM PHƯƠNG NGANG 3.1 THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 3.1.1 Nguyên tắc tính toán LIÊN TỤC THEO - Sử dụng phương pháp phân tích gần để thiết kế mặt BTCT cầu dầm hộp đổ chỗ đúc