PAKT Tính mố Chơng X Tính toán Thiết kế mố cầu * * * I kích thớc kết cấu nhịp Mặt cắt ngang nhịp dẫn MC giũa nhịp MC Gối II Các kích thớc mố Kích thớc mũ mố theo phơng dọc cầu : Đ o Thị Ho n Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT TÝnh mè 20 cm b2 B B= + b2 + b b1 + 20 + b1 (cm) Với : : Khe hở đầu dầm v& đầu mè, =50+ α × t o × lnhip mm Víi α =0.00001 l& hƯ sè gi-n në nhiƯt ®é dầm to: Hiệu số nhiệt độ cao v& nhiệt độ trung bình, to=30 o Vậy =50+ /2=54.95 mm Chọn =65 mm=6.5 cm ì ì b2 : Khoảng cách từ tim gối đến đầu dầm b2 = 20 ÷ 40 cm, chän b2=30 cm b0 : KÝch th−íc thớt dới gối theo phơng dọc cầu b0 = 310 mm = 31 cm 20cm : Khoảng cách từ mép gối đến mép đá kê gối b1 : Khoảng cách từ mép đá kê gối đến mép tờng mố b1 = 25 cm (Do nhÞp d&i LnhÞp = 33m) VËy B = 6.5+ 30 + 31/2 + 20 +25 = 97cm = 0.97 m Theo phơng ngang cầu : A = 2a’ + a0 + (n N1)a2 + 2(15 ữ 20) (cm) Trong đó: a: Khoảng cách từ mép đá kê gối đến mép tờng mố a1 = 72 (cm) n: Số lợng dầm chủ ( n = số lợng gối cầu) n = Đ o Thị Ho n Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố a2: Khoảng cách dầm chủ a2 = 230 cm a0: KÝch th−íc thít d−íi cđa gèi theo phơng ngang cầu a0 = 460 mm = 46 cm VËy A = × 72 + 46 + × 230 + × 20 = 1150=ChiỊu réng cầu (cm) Xác định kích thớc khác : N N N N Cao độ mặt đờng đỉnh mè: +12.48 Cao ®é ®Ønh bƯ: +4.48 ChiỊu cao cđa mố: Hđ=12.48N4.48=8 m Xác định chiều cao tờng đỉnh : h1 = hdầm + hđá kê + hgối +hlp+hbmc h1 = 165 +20 + +7.4 +18+0.02x(1150/2N50)=225.9 cm N KÝch thớc tờng thân : h2 = Hđ N h1 h2 = 800 – 225.9= 574.1 (cm) N KÝch th−íc t−êng c¸nh : + h3 = h1 = 225.9 cm + Chiều d&i tờng cánh : lc = S + (Hđ N 0.25NHA) ì n Với S : độ chôn sâu tờng cánh v&o đờng Đối với cầu ®−êng «t« H® = m ≥ m => S = 75 cm lc = 0.75 + (8 – 0.25) = 10.05 (m) Bè trÝ chung: § o Thị Ho n Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố 1: 1, III mặt cắt đáy mãng T¶i träng 1.1/ TÜnh t¶i (DC): a/ Ph¶n lực từ kết cấu phần : Tim gối thẳng góc với trọng tâm bệ móng Trọng lợng dầm chủ = Trọng lợng 20 dầm ngang Trọng lợng lan can Trọng lợng gờ chắn Trọng lợng đỡ Trọng lợng lớp BT mặt cầu Tải trọng thẳng đứng = Độ lệch tâm e = Mômen dọc cầu My = Đ o Thị Ho n 2161.36657 308.6226 288.1098 248.62464 1675.30275 2341.01318 N0.005 N11.705066 KN KN KN KN KN KN KN m kNm Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố b/ Trọng lợng thân mố : N Trọng lợng đơn vị bê tông = 2.5 T/m3 => gc = 24.525 kN/m3 N Trọng lợng đơn vị đất = 1.8 T/m3 => gs = 17.658 kN/m3 => g®n = 17.658 kN/m3 N Trọng lợng đẩy đất = 1.1 T/m3 KÝch th−íc mè ChiỊu cao mè ChiỊu réng bƯ mãng ChiỊu d&y t−êng th©n ChiỊu d&y bƯ mãng Kích thớc x& mũ theo phơng dọc cầu Chiều cao tờng đỉnh Chiều d&y tờng đỉnh Chiều d&i tờng cánh Khoảng cách fản lực gối Chiều rộng mố mô tả diện tích mặt cắt A mặt cắt B 13.6 5.56877 § o ThÞ Ho n chiỊu ngang mè 11.5 11.5 m m 6.8 1.6 0.97 m m m m m 2.259 0.63 10.05 0.605 11.5 m m m m m Lực(KN) tay đòn 3835.71 1570.6 0.115 mômen dọc 180.619 Cầu Đờng Bộ B K 43 mặt cắt C mặt cắt D mặt cắt E mặt cắt F đá kê gối vai kê Tổng PAKT Tính mè 11.5 m m m 4.3 m 10.5 m 5.04 16.0 14.57055 17.334375 0.142 0.135 1421.47 392.4 357.343 425.126 14.975 34.7642 8052.39 N0.685 N2 N6.225 N5.15 N0.005 N1.15 N973.706 N784.8 N2224.46 N2189.4 N0.07487 N39.9788 N6031.8 1.2/ TÜnh tải lớp phủ mặt cầu (DW) : Bề rộng mặt cầu TLR lớp phủ Trọng lợng lớp phủ Độ lệch tâm e Mômen dọc cầu My 10.5 22.5 288.46125 N0.005 N1.4423062 m KN/m3 KN m KN.m 1.3/ ¸p lùc thẳng đứng tải trọng đất đắp mố (EV) : Thể tích đất đắp bệ móng: V=2 ì ì 10.5=168 m3 áp lực thẳng đứng tải trọng đất đắp mố: EV=168 ì 17.658= 2966.544 kN Độ lệch tâm so với đáy móng: e=N2 m Mô men theo phơng dọc cầu: My=N2 ì 2966.544=N5933.088 kNm 1.4/ áp lực đất theo phơng ngang (EH): L& áp lực ®Êt chđ ®éng sau mè N HƯ sè ¸p lùc đất chủ động đợc tính theo công thức Coulumb : Ka = (θ + φ ) r  r= +  (θ − δ ) θ (φ ) (φ +δ (θ − δ ) )  −β (θ + ) Trong đó: : góc ma sát đất v& tờng, tính độ = : góc mặt đất so với phơng nằm ngang, tÝnh b»ng ®é β = θ : gãc lng tờng chắn so với phơng nằm ngang tính độ = 900 Đ o Thị Ho n Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố : góc ma sát có hiệu đất ®¾p, tÝnh b»ng ®é φ = 260 Tõ ®ã ta rút gọn công thức đợc : k = ka = tg2(45o N φ ) = 0.33333 N ¸p lùc đất theo phơng ngang : EH = 0.5 ì ka × gs × H2 × W (kN) N M« men theo phơng dọc cầu cầu tác dụng chiều cao 0.4H (Điều 3.11.5.1) : Mx = EH ì 0.4H N Bảng tính: Góc ma sát đất Chiều cao chắn đất H Chiều rộng dải đất Hệ số áp lực chủ động EH Mômen theo phơng dọc cầu My 30 10 11.5 0.3333 3384.11156 13536.4462 ®é m m KN KN.m 1.5/ áp lực đất mố hoạt tải phụ thêm (EL): N Chiều cao lớp đất tơng đơng với xe tải thiết kế đợc lấy từ bảng 3.11.6.2.1 VËy Heq = 10 m ≥ m => heq = 0.61 (m) N áp lực đất theo phơng thẳng ®øng : ELv ELv = 0.61 × 7.2 × ì 17.658 ELv = 620.431 kN + Độ lệch tâm ev = N5 m + Mô men dọc cầu My = N3102.16 kN.m N áp lực đất theo phơng nằm ngang : ELH = ka × heq × H × W × gs ELH = 0.333 × 0.61 × 10 × 11.5 × 17.658 ELH = 412.862 kN + §é lệch tâm eH =0.5 ì H = 0.5 ì 10 = m + Mô men dọc cầu My = 412.862 ì = 2064.31 kN.m 1.6/ Hoạt tải (LL): Đ o Thị Ho n Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT TÝnh mè 110 110 145 145 0.963 0.867 35 0.735 PL+l n Đảh Phản lực gối N Ph¶n lùc gèi xe trơc: Rtandem=110x1+110x0.963=215.93 kN Ph¶n lùc gèi xe t¶i thiÕt kÕ: Rtruck=145x1+145x0.867+35x0.735=296.44 kN VËy ph¶n lùc gèi xe thiÕt kÕ: R= Rtruck=296.44 kN N Ph¶n lùc gèi t¶i träng l&n : RWL = 0.5 × 32.4 × 9.3 = 150.66 kN + Sè l&n : n = l&n + HÖ số triết giảm l&n xe hai l&n : = (Điều A.3.6.1.1.2) N Phản lựcogối tải trọng ngời bên: RPL=0.5 ì 32.4 ì 1.5 ì 3=72.9 kN N Tổng lực thẳng đứng hoạt tải : R = (296.44 + 150.66) × × +72.9 ì 2=1040 kN + Độ lệch tâm theo phơng dọc cầu : eL = N 0.005 m + Mô men theo phơng dọc cầu : My = N5.214 kN.m N Mô men theo phơng ngang cầu: Tải trọng thẳng đứng hoạt tải xe + l&n Tải trọng thẳng đứng PL Độ lệch tâm theo ngang PL Độ lệch tâm theo phơng ngang HL Mômen ngang cầu Mx = Đ o Thị Ho n 447.1x2 74.25 4.5 0.5 781.225 kN kN m m KNm CÇu §−êng Bé B K 43 PAKT TÝnh mè 1.8/ Lùc h@m xe (BR): N Cầu đợc thiết kế với hai l&n xe, lùc h-m tÝnh cho mét l&n xe ch¹y cïng chiỊu N Lùc h-m tÝnh b»ng 25% träng l−ỵng xe thiÕt kÕ, xe thiÕt kÕ l& xe t¶i N Gối cố định chịu 100% lực h-m N Hệ số l&n xe β = 1, sè l&n xe =2 Do ®ã : + BR = 0.25 × × (2 × 145+35) × BR = 162.5 kN + §é lƯch t©m : e = 10 + 1.8 = 11.8 m (Lực đặt cách mặt cầu 1.8m nằm ngang theo phơng dọc cầu A.2.6.2.8) N Mô men theo phơng dọc cầu : My =162.5 ì 11.8 = 1917.5 kN.m 1.9/ Lực ly tâm (CE): Do cầu thẳng nên CE = 1.10/ Tải trọng nớc (WA): Chiều sâu mố ngËp n−íc: 7.41N4.48=2.93 m − ¸p lùc n−íc t¸c dụng theo phơng ngang: H=0.5 ì 2.932 ì 11.5 ì 9.81=484.25 kN áp lực nớc theo phơng đứng: V=2.93 × 12.3 × 2.8 × 9.81=990 kN − §é lƯch tâm áp lực thẳng đứng: eđ=2 m Mô men dọc cầu: My=990x2=1980 kNm Độ lệch tâm ¸p lùc n»m ngang: en=N2.98 m − M« men däc cầu: My=N484.25x2.98=N 1443.065 kNm Lực đẩy tờng thân cấu tạo thẳng đứng 1.11/ Tải trọng gió lên kết cấu phần (WS): N Tốc độ giã thiÕt kÕ : V = VB × S Trong ®ã : + VB : Tèc ®é giã giËt c¬ giây với chu kỳ xuất 100 năm + S : Hệ sô điều chỉnh Tra bảng øng víi vïng giã cÊp II, t¹i khu vùc lé thiên VB = 45 m/s S = 1.09 Đ o Thị Ho n Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT TÝnh mè => V = 49.05 m/s N ChiÒu cao dầm chủ = 1.65 m N Chiều cao mặt cầu =0.18 m N Chiều cao lan can = 1.11 m Để đơn giản v& thiên an to&n coi to&n diện tích chắn gió l& đặc Diện tÝch ch¾n giã; At = 97.02 m2 N HƯ sè cản Cd, tra bảng ta đợc Cd = 1.3 Vậy lực gió kết cấu theo phơng ngang cầu l& : PD = 0.0006 × V2 × At × Cd > 1.8At PD = 182.07 kN > 174.64 kN N Độ lệch tâm theo phơng đứng: e1 = 9.461 m N Mô men theo phơng ngang cầu : Mx = e1 ì PD = 1722.55 kN.m N Lực gió lên kết cấu theo phơng dọc cầu:PD = 0.25 ì PD = 45.52 kN N Độ lệch tâm theo phơng dọc cầu: e2=9.461 m N Mô men theo phơng dọc cầu : My = 430.64 kN.m 1.12/ Tải trọng gió lên hoạt tải (WL): N Theo phơng ngang cầu : + WL = 0.5 × 1.5 × 33 = 24.75 kN + Độ lệch tâm : e = 11.8 m + Mô men theo phơng ngang cầu : Mx = 292.05 kN.m 1.13/ Tải trọng gió thẳng đứng (Pv): Coi gió thẳng đứng hớng lên, đặt lệch tâm theo phơng ngang cầu khoảng cách 1/4 bề rộng mặt cầu : Chiều rộng mặt cầu B = 11.5 m Diện tích mặt cầu Av = 379.5 m2 N Tải trọng gió hớng lên : Pv = 0.00045 ì V2 ì Av/2=0.00045x49.052x379.5/2 Pv = N410.868 kN N Độ lệch tâm theo phơng ngang cầu e = = m N Mô men ngang cầu Mx = (N410.868/2)x2.875=N590.623 kN.m N Độ lệch tâm theo phơng dọc cầu e = N 0.005 m N Mô men dọc cầu My = 4.109 kN.m Đ o Thị Ho n 10 Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố b/ Tính khả chịu tải đất mũi cọc: Bố trí cọc móng mố N Móng cọc bệ cao đợc thiết kÕ víi cäc khoan nhåi D=1,0 m TÝnh to¸n søc chịu tải cọc theo vật liệu N Công thức tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu Qcoc = ϕ f c Ac + f y As ) Trong : +) fc : Cờng độ chịu nén bê tông tuổi 28 ng&y +) AC : Diện tích phần bê tông tiết diện cọc +) fy : Giới hạn chảy thép chế tạo cọc +) AS : DiƯn tÝch phÇn cèt thÐp cđa tiÕt diƯn cäc +) ϕ : HƯ sè søc kh¸ng , víi kÕt cÊu chÞu nÐn ta lÊy ϕ = 0,75 N Bảng tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu Tên gọi đại lợng Mác bê tông chế tạo cọc Thép chế tạo cọc Hệ số điều kiƯn l&m viƯc HƯ sè ®ång nhÊt vËt liƯu cäc §−êng kÝnh cäc thiÕt kÕ §−êng kÝnh cèt thÐp Sè thép thiết kế Diện tích phần bê tông Diện tích phần cốt thép Hệ số uốn dọc Cờng độ chịu nén bê tông Cờng độ chịu kéo thép Sức chịu tải cọc theo vật liệu Kí hiệu Giá trị M300 AII 0.9 m 0.7 k d φ 22 nthanh Ac 0.785 As 0.003 ϕ 0.75 fc' 30000 fy 240000 15553 Qvl Đơn vị m mm Thanh m2 m2 kN/m2 kN/m2 kN TÝnh to¸n søc chịu tải cọc theo đất a Sức kháng th&nh bên: N Sức kháng thân cọc qua líp ®Êt dÝnh : ϕ Líp Hi m Cu kN/m Đ o Thị Ho n Pd ®é kN/m3 kN/m2 31 Pn kN/m2 σ kN/m2 Su MPa qs (MPa) Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố Sét chảy Sét dẻo 15 mềm Sét dỴo 1.64 cøng 10 15 15.8 0 0.01 0.55 0.0055 32 18 18.5 277.5 147.15 130.35 0.074 0.55 0.0409 24 21 20.1 32.98 16.098 16.886 0.031 0.55 0.0168 N Sức kháng thân cọc qua lớp đất rời : qs=0.0028N (MPa)=2.8*N (kN/m2) Lớp Cát hạt nhỏ, rời Cát hạt mịn Hi(m) 7.36 15 N 15 20 qs(MPa) 0.042 0.056 N Tổng sức kháng th&nh bên: Hi (m) 7.3645 15 15 1.6355 Tæng qs (kN/m2) 5.5 42 40.8943 56 16.7531 (kN) As (m2) 23.136 47.124 47.124 5.138 Qs (kN) 971.712 1927.103 2638.9 86.077 Qs ϕ qs ϕ qs 0.65 0.65 0.55 = Qs ϕ qs (kN) 971.712 1252.617 2638.9 47.342 b Sức kháng mũi cọc: Ap=3,14.1 2/4=0.785 m2 Đờng kính cọc khoan D=1000 mm Độ xuyên cọc khoan Z=3000 mm Nc = 6[1+ 0,2 (Z/D)]= 6[1+ 0,2 (3000/1500)]=8,4 Sè cäc bè trÝ mãng l& n = (cọc) Bố trí th&nh h&ng h&ng cäc N ChiÒu d&i cäc bè trÝ l& 42 m 3.2/ KiĨm tra tr−ỵt cđa nỊn mãng : Công thức : H QR Trong : H : Tỉng c¸c lùc ngang QR : Søc kh¸ng trợt * Tính sức kháng trợt : QR = ì Qn : Hệ số sức kháng cờng độ chịu cắt đất v& móng theo b¶ng 10.5.5.1 , Φ = 0.9 N Qn = V ìtg V : Tổng lực thẳng đứng (tổ hợpIIB) : V = K : góc ma sát ngo&i đất v& đáy móng coi = ϕ : tg δ = tg ϕ = tg = 0.577 N Qn = 8879.04 × 0.577 N Qn = 5126.314 (kN) N QR = 0.9 × 5126.314 QR = 4613 kN Đ o Thị Ho n 33 Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố N H = H kN = N H < QR Đạt 3.3/ Kiểm tra độ lệch tâm : B Độ lệch tâm giới hạn [e] = L = 0.559 (Tổ hợp tải trọng III B ) eB [e] = B = m Đạt = + Độ lệch tâm theo phơng L : + 0.438 m ( Tổ hợp tải trọng III B ) eL + Độ lệch tâm cho phép theo phơng L : eL = Ta thÊy : L = × eL = = m m < 3.03 m Đạt 3.4 Tính kết cấu móng : Móng b&ng BTCT , bê tông có c−êng ®é f c = Mpa thÐp cã c−êng ®é 420 Mpa , cèt thÐp bè trÝ phÝa trªn v& dới móng Cốt thép phía đới theo phơng dọc cầu có đòng kính d = 29 mm cách a = 170 mm Móng đợc tính nh son, ng&m mặt cắt thân mố ( mặt cắt IN I ) chịu tải trọng phản lực đất v& trọng lợng thân móng 1800 I 2000 800 2000 I 4200 76x170 13000 Đ o Thị Ho n 34 Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố 3.4.1 Tính theo chịu mômen : a/ Mômen kháng : N theo phơng ngang cầu có 77 29 N DiÖn tÝch cèt thÐp : N As = m N Chiều cao mặt cắt h = 2m N khoảng cách từ tim cốt thép chịu kéo đến mép ngo&i bê tông chịu kéo : dc N − dc = × = 40 mm = 0.4 m N Chiều cao có hiệu mặt cắt : N d e = – 0.04 = 1.96 m N ChiỊu cao khu vùc chÞu nÕn : N a= As f y f c b = × ì ì = m N Mômen kháng danh định mặt cắt : N M n = As ì f y d e − N Mn = N Mn = a ì ì k m N Mômen kháng : N MR = Φ× Mn = N MR = N ì k m Mômen cực hạn mặt cắt TTGHCĐI , coi ứng suất đáy móng phân bố cã q =σ = MV = ql Kpa ×b − ì M bt N 0.9 Mômen trọng lợng thân : N M bt = ì ì ì ì ì = kn m N Mômen cực hạn mặt c¾t : M V = 7581.262 – 926.823 N N MV = 6654.429 (kN.m) Đ o Thị Ho n 35 Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố Vậy : M V = 6779.47 < M R = 36997.04 kN.m Đạt b/ Kiểm tra h3m lợng cốt thÐp tèi thiĨu : C«ng thøc kiĨm tra : ρ fc fy ≥ Trong ®ã : ρ As A = As = 0.050834 m2 A = × 13 = 26 m2 As : DiÖn tÝch cèt thÐp A : Diện tích mặt cắt : = = fc = 0.03 ì fy [ ] = = 0.002 => Đạt c/ Kiểm tra h3m lợng cốt thép tối đa : Công thức kiểm tra : c de Trong : c : Khoảng cách từ trục trung ho& mặt cắt đến thớ chịu nén xa c= a = = m de : ChiỊu cao cã hiƯu cu¶ mặt cắt : de = 1.96 m => c = de = < => Đạt d/ Kiểm tra nứt : ứng suất cốt thép chịu kéo TTGH sử dụng fsa < 0.6fy Công thức kiểm tra : Đ o Thị Ho n 36 Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT TÝnh mè f sa = z dc × A fy Trong : dc : Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo ngo&i đến trọng t©m cèt thÐp ngo&i cïng (mm) dc = 0.04 m = 40 mm A : Diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thép chịu kéo đợc bao đờng thẳng song song với trục trung ho& chia cho sè l−ỵng cèt thÐp (mm2) A= × × × = mm z : Th«ng sè bỊ réng vÕt nøt z = 17500 N/mm2 : ®iỊu kiện kết cấu vùi đất f sa = ì = Mpa 0.6fy = 0.6 × 420 = 252 Mpa VËy : Fsa = 214.962 Mpa < 0.6fy = 252 Mpa => Đạt e/ Kiểm tra lực cắt : (Tại mặt cắt I:I) Công thức kiểm tra : V V VR Trong : VV : Lực cắt cực hạn mặt cắt theo TTGHCĐ VR : Sức kháng cắt mặt cắt tính toán VR = Vn = Φ (Vc + Vs) Víi Φ = 0.9 HƯ số sức kháng Vc : Sức kháng cắt bê tông Vc = 0.083 ì ì f c ì dv × bv Víi + β : HƯ sè biĨu thÞ khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kÐo β = + bv : ChiỊu réng b¶n bơng cã hiƯu, lÊy b»ng chiỊu réng nhá nhÊt ph¹m vi chiỊu cao dv (mm) bv = 13000 (mm) + dv : Chiều cao chịu cắt có hiệu, lấy khoảng cách hợp lực kéo v& lực nén uèn (mm) dv = – 2dc = N × 0.04 = 1.92 m = 1920 (mm) 37 Đ o Thị Ho n Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT TÝnh mè × 13000 × 1920 × 10N3 Vc = 0.083 × × Vc = 21924.6 kN VR = 0.9Vc = 19732.14 (kN) ( VS : Sức kháng cắt cốt thép đai : VS = 0) N Lực cắt cực hạn mặt cắt : Vv = q × l × b – 0.9 × Vbt Vv = 359.984 × 1.8 × 13 – 0.9(2 × 1.8 × 13 × 2.5 × 9.81) Vv = 7390.631 kN VËy Vv = 7390.631 < VR = 19732.14 kN => Đạt Mặt cắt tờng cánh (Mặt cắt III III) 1/ Tải trọng : Sơ đồ tính cánh mố vùi l& ng&m cạnh v&o tờng thân :1 6216.67 1950 6400 1.1/ Xác định áp lực đất theo phơng nằm ngang (EH) : EH = 0.5 ì ka ì gs ì H2 (kN/m) Đ o Thị Ho n 38 Cầu Đờng Bộ B K 43 Víi : PAKT TÝnh mè + gs : Träng l−ỵng riêng đất gs = 17.7 kN/m3 + ka : Hệ số áp lực đất chủ động ka = tg2(45o N ϕ ) = 0.333 + H : ChiÒu cao t−êng ch¾n e1 EH1 6216.67 1950 6400 EH2 e2 1:1 N Víi chiỊu cao H = 1.95m : + EH1 = 0.5 × 0.333 × 17.7 × (1.95)2 EH1 = 11.19 (kN.m) + Điểm đặt lực : e1 = 0.4H = 0.4 × 1.95 = 0.78 m N Víi chiÒu cao H = 6.2167 m + EH2 = 0.5 × 0.333 × 17.7 × (6.2167)2 EH2 = 113.738 kN/m + Điểm đặt lực : e1 = 0.4H = 0.4 ì 6.2167 = 2.4867 m 1.2/ áp lực đất hoạt tải chất thêm (ELH) : ELH = ka ì heq × gs × H Víi : + ka : Hệ số áp lực đất chủ động ka = tg2(45o N ϕ ) = 0.333 + heq : ChiÒu cao lớp đất tơng đơng phụ thuộc v&o chiều sâu H N Víi H = 1.95m, tra b¶ng v& néi suy ta đợc heq = 1.55m + ELH1 = 0.333 ì 1.55 ì 1.95 ì 17.7 Đ o Thị Ho n 39 Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố ELH1 = 17.79 kN/m + Điểm đặt lực : e1 = 0.5 × 1.95 = 0.975 m EH1 EH2 N Víi H = 6.2167 m : Tra b¶ng néi suy : heq = 0.749 m + ELH = + × ì k ELH = ì m 2/ Tổ hợp tải trọng: 2.1/ TTGH cờng độ N Tại chiều cao H = 1.95 m: + TTGHC§IA : ∑H = EH + ELH = 1.5 × 11.19 + 1.75 × 17.79 = 47.919 (kN/m) + TTGHC§IB : ∑H = EH + ELH = 41.205 (kN/m) N T¹i chiỊu cao H = 6.2167 m : + TTGHC§IA : ∑H = EH + ELH = 218.58 (kN/m) + TTGHC§IB : ∑H = EH + ELH = 150.337 (kN/m) Đ o Thị Ho n 40 Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố 2.2/ TTGH sư dơng + T¹i chiỊu cao H = 1.95 m: ∑H = EH + ELH = 28.981 (kN.m) + T¹i chiỊu cao H = 6.2167 m : ∑H = EH + ELH = 141.151 (kN/m) III 6400 III 47.919 (kN/m) 218.58 (kN/m) Nh vậy, ta có sơ đồ ứng suất mặt cắt IIINIII tờng cánh gây : + Lực cắt mặt cắt IIINIII l& : Q= + ì Q = 852.797 (kN) + Mô men mặt cắt IIINIII l& : M = 47.919 ì 6.4 × 6.4/2 + 0.5 × (218.58 – 47.919) × 6.4 × 1/3 × 6.4 M = 2146.43 kN.m 3./ TÝnh kÕt cÊu t−êng c¸nh : T−êng c¸nh b»ng BTCT, bê tông có cờng độ fc = 28 Mpa, thép có cờng độ fy = 420 Mpa Cốt thép đợc bè trÝ th&nh hai líp (thí chÞu kÐo v& thí chịu nén) N Đờng kính cốt thép N Tờng cánh đợc tính nh conson ng&m v&o mặt cắt tờng thân (mặt cắt IIIN III) đợc bố trí nh sau : Đ o Thị Ho n 41 Cầu Đờng Bé B K 43 PAKT TÝnh mè III 440 600 6400 42x150 = 6300 6216.7 40x150 III 500 600 N Mô men M = 2146.43 kN.m N Lực cắt Q = 852.797 kN N b = 6.2167m cã 41 thớ chịu kéo N Chiều cao mặt cắt h = 0.6 m N Khoảng cách từ tâm cốt thép chịu kéo đến mép ngo&i bê tông chịu kéo : dc = 0.05m N ChiỊu cao cã hiƯu cđa mặt cắt : ds = 0.6 0.05 = 0.55m 3.1/ Tính theo chịu mô men : a/ Mô men kháng : Công thức kiểm tra : Mv MR Mv : Mô men cực hạn mặt cắt tờng cánh MR : Mô men kháng tính toán mặt cắt tờng cánh MR = Mn Với = 0.9 : Hệ số sức kháng Mn : Mô men kháng danh định mặt cắt tờng cánh Đ o Thị Ho n 42 Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT TÝnh mè M n = As f y d s − a As : DiÖn tÝch cèt thÐp As = 0.03297 m2 fy : Cờng độ chịu kéo cèt thÐp fy = 420 Mpa ds : ChiÒu cao có hiệu mặt cắt : ds = 0.55m a : ChiỊu cao khu vùc chÞu nÐn a= As f y fc b = × × × = 0.0936 (m) MR = Φ Mn = 0.9 × 0.03297 × 420 × 103 × (0.55N0.0936/2) MR = 6271.98 (kN.m) Ta nhËn thÊy r»ng Mv = 2146.43 kM.n < MR = 6271.98 kN.m kN.m Đạt b/ Kiểm tra h3m lợng cốt thép tèi thiĨu : C«ng thøc kiĨm tra : ρ [ρ] = ρ = × As = Ay × × × = f c fy = > [ρ] ρ VËy : f c = fy => Đạt c / Kiểm tra h3m lợng cốt thép tối đa : Công thức kiÓm tra : c < de c= a β = de = ds = → c = de = = m m < Đạt Đ o Thị Ho n 43 Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT Tính mố d/ KiĨm tra nøt : C«ng thøc kiĨm tra : z f sa = dc ì A fy Trong : 0.6fy = 0.6 × 420 = 252 Mpa d c : Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo ngo&i đến trọng tâm cốt thép chịu kéo ngo&i cïng : d c = 0.05 m = 50 mm A : Diện tích phần bê tông trọng tâm với cốt thép chịu kéo đợc bao dờng thẳng song song víi trơc trung ho& chia cho sè l−ỵng cốt thép chịu kéo mm A= b ì dc × F = n n z : th«ng sè bỊ réng vÕt nøt z= × A= f sa = × mm × = × × = mm Mpa Ta nhận thấy fsa < 0.6fy => Đạt e/ Kiểm tra cờng độ chịu cắt : công thức kiểm tra : VV VR Trong : VV Lực cắt cắt cực hạn mặt cắt tờng cánh theo TTGHCĐ VV = Q = k VR : Sức kháng cắt mặt cắt tính toán VR = ì Vn = φ VC + Vs φ : HÖ sè sức kháng bê tông Vc = ì ì f c × bc × d v d v : ChiỊu cao có hiệu mặt cắt, khoảng cách ứng suất kéo v& ứng suất nén Đ o Thị Ho n 44 Cầu Đờng Bộ B K 43 PAKT TÝnh mè d v = 0.6 N × 0.05 = 0.50 m bv : Chiều rộng hữu hiệu tơng øng víi chiỊu cao d v bv = 6.2167 m; = Vs : Sức kháng cắt cốt thép ngang Vs = VËy : Vc = × × × × Vc = 2730.33 (kN) => VR = × = Ta thÊy : VV = < VR = k k => Đạt Đ o Thị Ho n 45 Cầu §−êng Bé B K 43 ... N2.1635 N0.937 N8009.7 3045.7 20 304.7 121 83 N4187.9 557.36 27 86. 822 786.8 N7.03 82 N7.038 1055 1055 21 9.38 25 88.6 325 88.6 18 .20 7 1 72. 2551 72. 25 72. 8 72. 83 689 689 24 .8 24 .75 29 2.1 29 2 27 .3 27 .29 21 2.8... 3 92. 54 N20 .21 N14.55 EH 1.5 0.9 25 9.04 155. 42 234.07 140.44 WS 1.4 1.4 3.74 3.74 4 .22 4 .22 Tæng 545.19 3 92. 54 25 9.04 155. 42 213.86 125 .89 3.74 3.74 4 .22 4 .22 TTGH CD3 DC 1 .25 0.9 545.19 3 92. 54... 3041.81 23 41.01 28 8.461 Hx(kN) 21 66 357.4 10 42. 7 1 62. 5 My(kNm) N 224 .78 456.498 56 .24 99 6930.66 1 429 .45 20 3. 327 15 92. 5 Hy Mx(kNm) 781 .22 5 1 82. 068 68 .23 1 24 .75 1358.41 395.488 24 2.55 N1181 .2 N410.868