Đồ án Thiết kế một cầu vĩnh cửu vượt sông qua sông với mặt cắt sông cho trước và các thông số cơ bản về địa chất, khổ thông thuyền

ặt cắt M(tc) (KN.m) M(tt) (KN.m) V2(tc) (KN) V2(tt) (KN) Ghi chú 1 0 0 2 1475.3 1844.1 -147.5 -184.4 3 1622.8 2028.5 -147.5 -184.4 Giữa đốt HL biên 4 1770.3 2212.9 -147.5 -184.4 5 2360.5 2950.6 -147.5 -184.4 6 2950.6 3688.2 -147.5 -184.4 7 3540.7 4425.9 -147.5 -184.4 8 4130.8 5163.5 -147.5 -184.4 9 4720.9 5901.1 -147.5 -184.4 10 5311 6638.8 -147.5 -184.4 11 5901.1 7376.4 -147.5 -184.4 12 6491.3 8114.1 -147.5 -184.4 13 6933.8 8667.3 -147.5 -184.4 14 7376.4 9220.5 -147.5 -184.4 15 7819 9773.8 -147.5 -184.4 16 8261.6 10327 -147.5 -184.4 17 8704.2 10880 -147.5 -184.4 18 8925.5 23375 -147.5 -184.4 19 9736.9 12171 -147.5 -184.4 Đỉnh trụ 20 9427.7 24750 206.13 257.66 21 8294 10368 206.13 257.66 22 7675.6 9594.5 206.13 257.66 23 7057.3 8821.6 206.13 257.66 24 6438.9 8048.6 206.13 257.66 25 5820.5 7275.6 206.13 257.66 26 5202.1 6502.7 206.13 257.66 27 4377.6 5472 206.13 257.66 28 3553.1 4441.4 206.13 257.66 29 2728.6 3410.8 206.13 257.66 30 1904.1 2380.2 206.13 257.66 31 1079.6 1349.5 206.13 257.66 32 255.13 318.91 206.13 257.66 33 -569.4 -711.7 206.13 257.66 34 -775.5 -969.4 206.13 257.66 35 -193.9 -242.3 -193.9 -242.3 Giữa đốt HL giữa 2.3.3.2.4. Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng. -Tải trọng tác dụng: + Lực ngược do dỡ tải trọng thi công. + Lực ngược do dỡ xe đúc . -Mô hình hoá kết cấu trên SAP2000 và thực hiện tính toán Tải trọng thu được kết qủa sau. (Do đối xứng nên ta chỉ thể hiện 1/2 sơ đồ). Mặt cắt M(tc) (KN.m) M(tt) (KN.m) V2(tc) (KN) V2(tt) (KN) Ghi chú 1 0 0 -149.3 -184.6 2 1637.2 2032.8 -178.1 -222 3 1816.8 2256.7 -181 -225.7 Giữa đốt HL biên 4 1999.2 2484.3 -183.9 -229.5 5 2757.8 3432.3 -195.4 -244.5 6 3562.4 4440.1 -206.9 -259.4 7 4413.2 5507.8 -218.4 -274.4 8 5310 6635.5 -230 -289.4 9 6252.9 7823 -241.5 -304.4 10 7241.8 9070.4 -253 -319.3 11 8276.9 10378 -264.5 -334.3 12 9358 11745 -276 -349.3 13 10199 12810 -284.7 -360.5 14 11066 13908 -293.3 -371.8 15 11959 15040 -302 -383 16 12878 16206 -310.6 -394.2 17 13823 17406 -319.2 -405.5 18 15622 19692 -335.1 -426.1 19 16128 20336 558.4 705.92 Mặt cắt Đỉnh trụ 20 15294 19281 554.08 700.3 21 12290 15486 538.24 679.71 22 10688 13464 529.6 668.48 23 9112.1 11475 520.96 657.25 24 7562.1 9520.2 512.32 646.02 25 6038.1 7599 503.68 634.78 26 4540.1 5711.5 495.04 623.55 27 2582.9 3247.3 483.52 608.58 28 671.89 842.91 472 593.6 29 -1193 -1502 460.48 578.62 30 -3012 -3786 448.96 563.65 31 -4785 -6011 437.44 548.67 32 -6511 -8175 425.92 533.7 33 -8192 -10280 414.4 518.72 34 -9422 -11820 5.76 7.488 35 -9427 -11825 0 0. Giữa đốt HL giữa 2.3.3.2.5. Giai đoạn khai thác Tải trọng tác dụng: + Tĩnh tải giai đoạn II (DW) + Hoạt tải LL (Design truck + Tandom)+ PL + Lane Load. + Xe tải thiết kế, gồm 3 trục 35KN +145KN +145KN, khoảng cách 2 trục trước 4.3m khoảng cách hai trục sau thay đổi từ 4.3 đến 9m. + Tải trọng làn Lane Load thiết kế được lấy theo chiều dọc cầu với trị số là 0.64 Kip/ft hay 9.3 N/mm. + Xe 2 trục thiết kế Tandem gồm một cặp trục 110 KN đặt cách nhau 1200 mm. Cự li các bánh xe theo chiều ngang bằng 1800 mm. Tải trọng người đi rải đều 3 KN/m2, do chiều rộng lề đi bộ 1.5m nên lấy bằng 4.5 KN/m. - Các tổ hợp tính toán: + Tổ hợp 1 : Xe tải thiết kế + tải trọng làn + tải trọng người đi. + Tổ hợp 2 : Xe hai trục thiết kế + tải trọng làn + tải trọng người đi. + Riêng đối với mô men âm giữa các điểm uốn ngược chiều khi chịu tải trọng rải đều trên các nhịp và chỉ đối với phản lực gối giữa thì lấy 90% hiệu ứng của hai xe tải thiết kế có khoảng cách trục bánh trước xe này cách bánh sau xe kia là 15m tổ hợp với 90% hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế; khoảng cách giữa các trục 145KN của mối xe tải phải lấy bằng 4.3m. Xác định nội lực tại từng mặt cắt Nội lực tại từng mặt cắt có thể xác định bằng cách xếp tải lên các đường ảnh hưởng nội lực như trong cơ học kết cấu thông thường. Tuy nhiên công việc tính toán khối lượng lớn, để thuận tiện và vận dụng những tiến bộ khoa học mới trong quá trình học tập, đồ án sử dụng chương trình SAP 2000 để phân tích kết cấu và xác định nội lực. Trong quy trình AASHTO có tới 8 tổ hợp tải trọng, mỗi tổ hợp xét đến các tải trọng với hệ số khác nhau, và yêu cầu kiểm toán cụ thể đối với từng tổ hợp tải trọng. Trong phạm vi đồ án chỉ xét đến hai tổ hợp tải trọng sau đây: 2.3.3.2.5.1. Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cường độ 1: Tổ hợp Moment theo trạng thái giới hạn cường độ I (theo 3.4.1.1) MU = h (gP.MDW +1.75 MLL+IM +1.75MPL) Tổ hợp Lực cắt theo trạng thái giới hạn cường độ I (theo 3.4.1.1) VU = h (gP.VDW +1.75VLL+IM +1.75VPL) Trong đó : MU : Mô men tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm giữa VU : Lực cắt tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm giữa gP : Hệ số xác định theo theo bảng 3.4.1-2 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-01. Đối với DW : gP max = 1.5, gP min = 0.65 h: Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và sự quan trọng trong khai thác xác định theo Điều 1.3.2 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-01, tính theo công thức sau: h = hi hD hR ³ 0.95 Với: + Hệ số liên quan đến tính dẻo hD = 0.95 (theo Điều 1.3.3) + Hệ số liên quan đến tính dư hR = 0.95(theo Điều 1.3.4) + Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác hi = 1.05 (theo Điều 1.3.5 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-01). ị h = 0.95 Lực xung kích IM = 0.25LL (Theo điều 3.6.2, bảng 3.6.2.1-1,Tiêu chuẩn 22 TCN 272-01). Nội lực do tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ I được cho trong bảng sau: Tổ hợp : Truck+ PL + Ti trọng Làn + DW Mặt cắt Mô men Lực Cắt M(Max) M(Min) V2(Max) V2(Min) (KN.m) (KN.m) (KN) (KN) 1 2.73E-12 2.73E-12 -105.9 -2984 2 26832.79 -4143.21 562.49 -1822 3 28629.72 -4906.18 633.11 -1710 4 30270.37 -5732.54 704.7 -1600 5 35288.51 -9671.86 1031.7 -1167 6 37932.46 -14625.4 1412.1 -749.3 7 38292.8 -20593.2 1805.8 -346.3 8 36386.66 -27575.3 2205.2 42.369 9 32286.71 -35571.6 2607.5 417.74 10 26052.4 -44582.1 3012.4 780.79 11 17796.21 -54606.9 3419.8 1132.6 12 7487.824 -65645.9 3829.5 1474.1 13 -1572.97 -74590.7 4138.4 1724.1 14 -11393.7 -84493.1 4449 1969.3 15 -21730.4 -95576.5 4761.2 2207.3 16 -32492.2 -107855 5075 2440.1 17 -42724.5 -121381 5390.6 2651.3 18 -59515.6 -149654 5974.1 3008.2 19 -64115.3 -158209 6134.3 3103.6 20 -59449.1 -148146 -3208 -6548 21 -43085.3 -113973 -3112 -6394 22 -34595.9 -97047.6 -2759 -5832 23 -25365.6 -81347.8 -2564 -5527 24 -16140.1 -66825.8 -2367 -5222 25 -7347.61 -53495.4 -2168 -4918 26 890.0037 -42213.6 -1965 -4615 27 10989.87 -29547.6 -1745 -4313 28 20068.93 -18693.4 -1438 -3911 29 28122.59 -9655.72 -1121 -3510 30 35247.53 -2539.11 -795.6 -3110 31 42137.13 1961.881 -461.6 -2712 32 47238.92 5381.932 -118.6 -2316 33 50480.63 8483.5 233.91 -1924 34 51687.61 8926.456 595.68 682.8 35 51853.98 9179.261 -1346 -1249 Tổ hợp :Tandom + PL + Tải trọng Làn + DW Mặt cắt Mômen Lực cắt M(Max) M(Min) V(Max) V(Min) (KN.m) (KN.m) (KN) (KN) 1 2.73E-12 2.73E-12 -198.7 -2675 2 23901.58 -2983.31 469.7 -1587 3 25503.12 -3630.29 540.32 -1483 4 26964.68 -4340.65 611.61 -1379 5 31408.08 -7816.02 952.96 -973 6 33656.9 -12305.6 1313.3 -579.8 7 33769.73 -17809.5 1679.8 -199.7 8 31804.11 -24327.6 2051.6 167.82 9 27811.06 -31859.9 2428 523.49 10 21832.42 -40406.4 2808.9 868.12 11 13918.9 -49967.2 3193.8 1202.6 12 4076.273 -60542.3 3582.8 1527.8 13 -4564.035 -69139.2 3877.2 1766.1 14 -13886.18 -78693.6 4173.8 1999.9 15 -23666.22 -89429 4472.6 2229.4 16 -33887.34 -101360 4773.7 2455 17 -44375.67 -114537 5077.1 2673.7 18 -61385.2 -142173 5639.3 3031.3 19 -66028.36 -150553 -3248 -6197 20 -61286.95 -140932 -3152 -6046 21 -44647.18 -108245 -2799 -5498 22 -35806.3 -92125.4 -2604 -5200 23 -26414.66 -77152.4 -2407 -4904 24 -17511.31 -63340.1 -2208 -4609 25 -9115.451 -50667.1 -2002 -4315 26 -1242.601 -39710.9 -1781 -4022 27 8420.01 -27245.6 -1482 -3634 28 17107.61 -16592.2 -1176 -3248 29 24824.24 -7755.19 -862.3 -2865 30 31668.09 -839.296 -541.5 -2484 31 38335.19 3460.975 -212.7 -2107 32 43277.12 6680.308 124.28 -1733 33 46422.71 47578.68 469.43 -1365 34 47578.68 47753.7 733.43 -1092 35 47753.7 10076.2 822.28 -1001 2.3.3.2.5.2. Tổ hợp theo trạng thái giới hạn sử dụng : MU = MDW + MLL+IM + MPL VU = VDW +VLL+IM + VPL Tổ hợp : Truck+ PL + Ti trọng Làn + DW Mặt cắt Mô men Lực Cắt M(Max) M(Min) V2(Max) V2(Min) (KN.m) (KN.m) (KN) (KN) 1 0 0 -148.05 -1792.7 2 13527.98 -632.48 294.263 -1068.2 3 14402.54 -928.15 340.658 -998.44 4 15192.38 -1266.1 387.604 -929.24 5 17512.87 -3040.4 598.58 -657.82 6 18535.51 -5491 840.143 -394.95 7 18301.71 -8617.6 1089.25 -140.55 8 16819.29 -12420 1341.6 105.721 9 14121.48 -16899 1595.66 344.365 10 10235.46 -22055 1851.19 575.974 11 5212.642 -27886 2108.11 801.154 12 -960.8322 -34393 2366.41 1020.46 13 -6338.167 -39718 2561.02 1181.44 14 -12182.42 -45599 2756.61 1339.66 15 -18382.1 -52140 2953.11 1493.75 16 -24895.66 -59347 3150.55 1644.87 17 -31286.66 -67244 3349.01 1783.7 18 -42414.3 -83621 3715.64 2020.81 19 -45528.11 -88542 3816.26 2084.4 20 -42314.22 -82861 -2164.9 -4073.6 21 -31126.37 -63532 -2101.4 -3976.7 22 -25392.68 -53942 -1866.4 -3622.3 23 -19439.85 -45032 -1736.8 -3429.7 24 -13608.74 -36779 -1606.1 -3237.6 25 -8095.145 -29191 -1474.3 -3045.9 26 -2954.722 -22659 -1340.2 -2854.5 27 3309.291 -15222 -1196.2 -2663.7 28 8894.144 -8825.8 -996.89 -2409.7 29 13797.73 -3472.3 -791.45 -2156.4 30 18064.26 790.369 -581.4 -1903.9 31 22010.69 3644.87 -366.43 -1652.3 32 24927.34 5792.71 -146.24 -1402.1 33 26781.15 7264.4 79.326 -1153.8 34 27472.37 7924.41 310.205 -908.1 35 27568.35 8059.9 486.767 -726.03 Tổ hợp :Tandom + PL + Tải trọng Làn + DW Mặt cắt Mômen Lực cắt M(Max) M(Min) V(Max) V(Min) (KN.m) (KN.m) (KN) (KN) 1 0 0 -201.1 -1616 2 12188 -102.23 241.24 -934.2 3 12973.2 -344.89 287.63 -868.5 4 13681.2 -629.8 334.41 -803.3 5 15739 -2192.1 553.61 -546.9 6 16581 -4430.5 783.68 -298.1 7 16234 -7345 1017.2 -56.77 8 14724.4 -10936 1253.8 177.41 9 12075.5 -15203 1493.1 404.79 10 8306.32 -20146 1734.9 625.88 11 3440.16 -25765 1979 841.16 12 -2520.4 -32060 2225.4 1051.2 13 -7705.5 -37226 2411.8 1205.4 14 -13322 -42948 2599.4 1357.1 15 -19267 -49330 2788.2 1506.4 16 -25533 -56378 2978.4 1653.4 17 -32042 -64115 3169.9 1796.5 18 -43269 -80201 3524.3 2034.1 19 -46403 -85043 -2188 -3873 20 -43154 -79563 -2124 -3778 21 -31840 -60914 -1889 -3431 22 -25946 -51692 -1760 -3243 23 -19919 -43114 -1629 -3056 24 -14236 -35186 -1497 -2869 25 -8903.3 -27898 -1361 -2683 26 -3929.6 -21515 -1217 -2498 27 2134.5 -14170 -1022 -2252 28 7540.4 -7865.2 -822.6 -2007 29 12289.9 -2603.5 -619.5 -1764 30 16427.9 1567.43 -412.1 -1522 31 20272.7 4330.17 -200 -1282 32 23116.2 6386.26 16.684 -1045 33 24926.1 7766.19 238.06 -809.9 34 25594 8357.38 407.03 -635.9 35 25693.9 8469.93 463.84 -578.3 - So sánh 2 tổ hợp trên ta thấy tổ hợp của xe tải thiết kế bất lợi hơn xe Tandem.Vậy ta dùng tổ hợp của Truck để tính toán. 2.3.4. Các Tổ hợp tải trọng tính toán: 2.3.4.1.Tổ hợp tải trọng trong giai đoạn thi công: - Tổ hợp này là tổng cộng các sơ đồ tính toán sau: + Sơ đồ I: Sơ đồ tay hẫng bất lợi nhất sau khi đúc đốt cuối cùng trược khi hợp long (Đốt 13). + Sơ đồ II: Sơ đồ Hợp lọng nhịp biên +Sơ đồ III: Hợp long xong nhịp giữa nhưng bê tông chưa đông cứng. +Sơ đồ IV: Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng. Sau khi tổng hơp các sơ đồ trên ta tính được nội lực tính toán trong giai đoạn thi công đựoc tổng hợp trong bảng sau: Mặt cắt M(tc) (KN.m) M(tt) (KN.m) V2(tc) (KN) V2(tt) (KN) Ghi chú 1 0 0 -1614 -2017 2 6447.55 8053.08 324.62 406.41 3 6025.993 7525.497 -281.5 -351.2 Giữa đốt HL biên 4 6211.737 7757.042 -284.4 -355 5 1835.854 2284.645 -295.9 -370 6 -5628.992 -7048.956 -307.4 -384.9 7 -16228.27 -20300.6 -318.9 -399.9 8 -30033.43 -37559.59 -330.5 -414.9 9 -47141.91 -58947.73 -342 -429.9 10 -67677.12 -84619.29 -353.5 -444.8 11 -91788.46 -114761 -365 -459.8 12 -119651.3 -149592.1 -376.5 -474.8 13 -143130.3 -178942.7 -385.2 -486 14 -168926.2 -211189.5 -393.8 -497.3 15 -197141.9 -246461 -402.5 -508.5 16 -227888.2 -284895.9 -411.1 -519.7 17 -261284.5 -326643.2 -419.7 -531 18 -330396.2 -400840.6 -435.6 -551.5 19 -350246.2 -437850.3 -13543 -16928 Mặt cắt Đỉnh trụ 20 -330311.7 -399966.2 -13037 -16297 21 -263556.9 -329488 -11263 -14079 22 -231134.4 -288960 -10359 -12949 23 -201361.9 -251744.4 -9496 -11870 24 -174120.1 -217692.1 -8671 -10839 25 -149298.1 -186664.5 -7882 -9853 26 -126793 -158533.2 -7126 -8908 27 -100228.6 -125327.7 -6164 -7705 28 -77415.72 -96811.61 -5249 -6562 29 -58178.99 -72765.7 -4375 -5469 30 -42368.99 -53003.2 -3535 -4419 31 -29862.31 -37369.85 -2722 -3403 32 -20561.51 -25743.85 -1931 -2414 33 -14395.14 -18035.89 -1154 -1443 34 -10295.05 -12910.55 -382.5 -478 35 -9620.54 -12067.57 0 0 Giữa đốt HL giữa 2.3.4.2.Tổ hợp tải trọng trong giai đoạn khai thác: - Xác định nội lực tại từng mặt cắt: Nội lực tại từng mặt cắt có thể xác định bằng cách xếp tải lên các đường ảnh hưởng nội lực như trong cơ học kết cấu thông thường. Tuy nhiên công việc tính toán rất khó khăn do khối lượng lớn, để thuận tiện và vận dụng những tiến bộ khoa học mới trong quá trình học tập, đồ án sử dụng chương trình SAP 2000 để phân tích kết cấu và xác định nội lực. - Tổ hợp này là tổng cộng các sơ đồ tính toán sau: + Sơ đồ I: Sơ đồ tay hẫng bất lợi nhất sau khi đúc đốt cuối cùng trược khi hợp long (Đốt 13). +Sơ đồ II: Sơ đồ Hợp lọng nhịp biên. +Sơ đồ III: Hợp long xong nhịp giữa nhưng bê tông chưa đông cứng. +Sơ đồ IV: Hợp long xong nhịp giữa và bê tông đã đông cứng. +Sơ đồ V: Giai đoạn khai thác. Ta tính với tổ hợp của xe tải thíêt kế để tính toán. 2.3.4.2.1. Tổ hợp theo trạng thái giới hạn cường độ 1 Tổ hợp Moment theo trạng thái giới hạn cường độ I (theo 3.4.1.1) MU = h (gP.MDC1 + gP.MDC2 +gP.MDW +1.75 MLL+IM +1.75MPL) Tổ hợp Lực cắt theo trạng thái giới hạn cường độ I (theo 3.4.1.1) VU = h (gP.VDC1 + gP.VDC2 +gP.VDW +1.75VLL+IM +1.75VPL) Trong đó : MU : Mô men tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm giữa VU : Lực cắt tính toán theo trạng thái giới hạn cường độ I của dầm giữa gP : Hệ số xác định theo theo bảng 3.4.1-2 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-01. Đối với DC1 và DC2 : gP max = 1.25, gP min = 0.9 Đối với DW : gP max = 1.5, gP min = 0.65 h: Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, và sự quan trọng trong khai thác xác định theo Điều 1.3.2 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-01, tính theo công thức sau: h = hi hD hR ³ 0.95 với: + Hệ số liên quan đến tính dẻo hD = 0.95 (theo Điều 1.3.3) + Hệ số liên quan đến tính dư hR = 0.95(theo Điều 1.3.4) + Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác hi = 1.05 (theo Điều 1.3.5 Tiêu chuẩn 22 TCN 272-01). ị h = 0.95 Lực xung kích IM = 0.25LL (Theo điều 3.6.2, bảng 3.6.2.1-1,Tiêu chuẩn 22 TCN 272-01). Nội lực do tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn cường độ I được cho trong bảng sau: Sau khi tổng hơp các sơ đồ trên ta tính được nội lực tính toán trong giai đoạn khai thác được tổng hợp trong bảng sau: Tổ hợp I : TTGH CĐ1 Mặt cắt M (min) (KN.m) M (max) (KN.m) V(Max) (KN) V(Min) (KN) Ghi chú 1 0 0 -2122.9 -5001 2 3909.8666 34886 968.9 -1415.6 3 2619.3178 36155 281.87 -2061.2 Giữa đốt HL biên 4 2024.5063 38027 349.71 -1955 5 -7387.2168 37573 661.74 -1537 6 -21674.383 30884 1027.2 -1134.2 7 -40893.828 17992 1405.9 -746.22 8 -65134.868 -1172.9 1790.3 -372.52 9 -94519.293 -26661 2177.6 -12.128 10 -129201.38 -58567 2567.6 335.95 11 -169367.86 -96965 2960 672.78 12 -215237.98 -142104 3354.7 999.3 13 -253533.43 -180516 3652.4 1238.1 14 -295682.66 -222583 3951.7 1472 15 -342037.54 -268191 4252.7 1698.8 16 -392751.23 -317388 4555.3 1920.4 17 -448023.8 -369368 4859.6 2120.3 18 -550495.01 -460356 5422.6 2456.7 19 -596059.09 -501966 -10794 -13825 Mặt cắt Đỉnh trụ 20 -548112.46 -459415 -19505 -22845 21 -443460.85 -372573 -17191 -20473 22 -386007.57 -323556 -15708 -18781 23 -333092.14 -277110 -14434 -17397 24 -284517.9 -233832 -13206 -16061 25 -240159.91 -194012 -12021 -14771 26 -200746.71 -157643 -10873 -13523 27 -154875.27 -114338 -9450.4 -12018 28 -115505.01 -76743 -7999.8 -10473 29 -82421.413 -44643 -6589.9 -8978.9 30 -55542.307 -17756 -5214.3 -7528.7 31 -35407.967 4767.3 -3864.6 -6115 32 -20361.919 21495 -2532.3 -4729.7 33 -9552.3927 32445 -1208.7 -3366.6 34 -3984.0968 38777 117.68 204.8 35 -2888.3045 39786 -1346 -1249 Giữa đốt HL giữa Tổ hợp 2 : Theo trạng thái GHSD MU = MDC1 + MDC2 + MDW + MLL+IM + MDN VU = VDC1 + VDC2 + VDW +VLL+IM + VDN Mặt cắt M (min) KN.m) M (max) (KN.m) V(Max) (KN) V(Min) (KN) Ghi chú 1 0 0 -1720 -4598 2 2304.3369 33280.343 887.111 -1497 3 1119.8132 34655.712 351.606 -1992 Giữa đốt HL biên 4 479.2014 36482.112 420.316 -1884 5 -7836.008 37124.364 735.796 -1463 6 -20254.42 32303.47 1104.68 -1057 7 -36821.5 22064.527 1486.86 -665.2 8 -57608.71 6353.2303 1874.74 -288.1 9 -82713.47 -14855.2 2265.52 75.756 10 -112259.2 -41624.72 2658.9 427.29 11 -146395.3 -73992.25 3054.78 767.58 12 -185297.2 -112163.5 3452.96 1097.6 13 -217721 -144703.2 3753.22 1338.9 14 -253419.3 -180319.9 4055.18 1575.5 15 -292718.4 -218872.2 4358.74 1804.8 16 -335743.6 -260380.4 4663.9 2029 17 -382665.2 -304009 4970.86 2231.6 18 -480050.6 -389911.7 5538.52 2572.6 19 -508455 -414361.5 -7408.3 -10439 Mặt cắt Đỉnh trụ 20 -478458 -389760.8 -16245 -19585 21 -377529.7 -306642.2 -14375 -17657 22 -328182 -265730.3 -13118 -16191 23 -282709.7 -226727.5 -12060 -15023 24 -240945.9 -190260.2 -11038 -13893 25 -202793.4 -156645.7 -10050 -12800 26 -169006.5 -125903 -9091.3 -11741 27 -129776.2 -89238.71 -7909.3 -10477 28 -96109.12 -57346.79 -6687.4 -9160 29 -67834.7 -30056.4 -5496.2 -7885 30 -44908.1 -7121.456 -4330.6 -6645 31 -27900.43 12274.819 -3184 -5434 32 -15179.58 26677.409 -2049.6 -4247 33 -5911.645 36085.489 -920.21 -3078 34 -1368.589 41392.565 213.164 300.28 35 -441.2796 42233.435 -1346 -1249 Giữa đốt HL giữa Chương IV Tính toán và bố trí cốt thép 2.4.1. Tính lượng cốt thép trong giai đoạn thi công 2.4.1.1. Đặc trưng vật liệu : - Cốt thép cường độ cao loại tao xoắn 7 sợi, mỗi bó gồmg 19 tao có các chỉ tiêu sau: + Đường kính danh định: d = 15.2 mm. + Diện tích tiết diện tao: A = 140 mm2. + Trọng lượng danh định: q =10.8106 KN/m. + Cường độ kéo quy định: fpu = 1860 MPa. + Cường độ chảy: fpy = 0.85 x fpu = 0.85 x 1860 = 1581 (Mpa). + Mô đuyn đàn hồi quy ước: E = 197000 (Mpa). - Bê tông: + Cường độ chịu nén khi uốn: f’c =50 Mpa + Môđun đàn hồi: Ec = 0.043*yc1.5 Trong đó : yc: tỷ trọng của bê tông (kg/m3) fc’: cường độ quy định của bê tông, fc’ =50MPa. Ec = 35749.529 MPa + Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (5.7.2.2): + Cường độ chịu kéo khi uốn (5.4.2.6): fr = 0.63 = 4.455 MPa. 2.4.1.2. Quy đổi mặt cắt : - Quy đổi mặt cắt hộp dầm về mặt cắt chữ I nhằm mục đích xây dựng các công thức tính duyệt thuận lợi. Phần diện tích cánh hẫng tham gia làm việc có chiều dài 6hc’. Bảng đặc trưng hình học của các mặt cắt quy đổi. Trong giai đoạn thi công biểu đồ nội lực đối xứng qua mặt cắt đỉnh trụ do vậy chỉ tính các mặt cắt từ đỉnh trụ ra giữa nhịp. 2.4.1.3. Xác định sơ bộ số bó cốt thép trong giai đoạn thi công: 2.4.1.3.1. Xác định vị trí TTH của mặt cắt - Giả thiết TTH đi qua mép dưới bản cánh khi đó ta có : a = hf - Lấy tổng mômen với trong tâm cốt thép DƯL ta có : - Nếu MTTmax Thì TTH đi qua bản cánh khi đó ta tính toán theo các công thức của mc chữ nhật - Nếu MTTmax > MC => Thì TTH đi qua sườn dầm khi đó ta tính toán theo các công thức của mc chữ T. - Sau khi xác định được vị trí TTH thì ta giải hệ phương trình bậc 2 để tìm được chiều cao vùn chịu nén tương đương a - Xác định chiều cao vùng chịu nén c theo công thức : c = a/b1 2.4.1.3.2. Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết - Trường hợp TTH đi qua sườn dầm - Trường hợp TTH đi cánh dầm Trong đó : +) Aps : Diện tích cốt thép DUL +) dp : Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép DUL +) f’c : Cường độ của bê tông ở tuổi 28 ngày, f’c = 50 Mpa (bê tông Mác 500) +) b : Bề rộng mặt cắt chịu nén +) bw : Bề dày bản bụng +) hf : Chiều dày cánh chịu nén +)b1 : Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất: b1= 0.8 theo 5.7.2.2. +) fpu : Cường độ chịu kéo quy định của thép DUL, fpu = 1860 MPa. +) fpy : Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 85%fpu = 1581 MPa. (bó 12 tao) +) c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với giả thiết là thép DUL đã bị chảy dẻo. +) a = cb1: Chiều dày của khối ứng suất tương đương +) fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DUL ở sức kháng uốn danh định tính theo công thức 5.7.3.1.1-1. Với - Hàm lượng thép DƯL và thép thường phải được giới hạn sao cho : bw=120 b=500 h = 650 hf =101.25 1200 30 2.4.1.3.3. Tính và bố trí cốt thép cho mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn thi công Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Tổng giá trị mô men tại mặt cắt đỉnh trụ Mtt 478437.6 KN.m Chiều cao mặt cắt h 650 cm Chiều cao bố trí cốt thép DƯL atp 30 cm Chiều cao có hiệu mặt cắt dp 30 cm Bề rộng bản cánh chịu nén b 500 cm Chiều dày bản cánh chịu nén hf 101.25 cm Bề dày bản bụng bw 70 cm Cốt thép thường chịu kéo Đường kính cốt thép d 2 cm Diện tích 1 thanh as 3.14 cm2 Chiều cao bố trí cốt thép thường chịu kéo ats 15.00 cm Khoảng cách đến mép chịu nén ngoài cùng ds 635.00 cm Khoảng cách bố trí @ 20 cm Số thanh thép trên 1 lưới N thanh 59 thanh Số lưới thép chịu kéobố trí n luoi 2 lưới Tổng diện tích thép thờng chịu kéo As 370.6 cm2 Cốt thép thường chịu nén Đờng kính cốt thép d 2 cm Diện tích 1 thanh as' 3.14 cm2 Chiều cao bố trí cốt thép thờng chịu nén ats' 41.60 cm Khoảng cách đến mép chịu nén ngoài cùng ds' 41.60 cm Khoảng cách bố trí @ 20 cm Số thanh thép trên 1 lới n thanh 59 thanh Số lưới thép chịu nén bố trí n luoi 3 lưới Tổng diện tích thép thờng chịu nén As' 226.2 cm2 Xác định vị trí trục trung hoà Mô men quán trính bản cánh Mc 1036640 KN.m Vị trí trục trung hoà TTH Qua cánh Tính toán cốt thép DƯL Chiều dày khối ƯS tương đương a 41.22 cm Chiều cao vùng chịu nén c 51.78 cm Tỉ số c/dp c/dp 0.083 <0,42 ứng suất trung bình trong thép DƯL fps 18.2 T/cm2 Diện tích cốt thép DƯL cần thiết Aps 354.38 cm2 Số bó thép DƯL cần thiết n cần 13.32 bó Số bó chọn bố trí nbt 28 bó Diện tích cốt thép DƯL bố trí Aps 744.8 cm2 2.4.1.3.4. Tính và bố trí cốt thép cho các mặt cắt giai đoạn thi công. Thực hiện tính toán tương tự như trên ta sơ bộ bố trí mỗi đốt khi thi công hẫng 2 bó cáp dự ứng lực phía trên (cáp nhóm 1) theo bảng sau: Mặt cắt Mfactored (KNm) Số bó cáp đi qua mặt cắt Astr (mm2) 19 478437.65 28 52513.72 17 353337.34 26 48762.74 16 308301.38 24 45011.76 15 266869.12 22 41260.78 14 228843.99 20 37509.80 13 199109.37 18 33758.82 12 167450.52 16 30007.84 11 129877.61 14 26256.86 10 97396.87 12 22505.88 9 69775.11 10 18754.90 8 46793.12 8 15003.92 7 28264.14 6 11252.94 6 14033.90 4 7501.96 5 3980.62 2 3750.98 2.4.2 Tính lượng cốt thép trong giai đoạn khai thác Thép cường độ cao dùng loại thép 12.7 của VSL, mỗi bó gồm 19 tao: Cường độ phá hoại: Rph = 186000 T/m2 ứng suất căng cốt thép: RCCT = 148800 T/m2 Cường độ trong giai đoạn sử dụng: Rd2 = 108000 T/m2 Diện tích 1 bó cốt thép f = 0.001875m2 Dùng bê tông mác 500 có: Ru = 2400 T/m2 E = 3800000 T/m2 Mặt cắt 11 Trọng tâm của cốt thép: a = 0.15 m Chiều cao vùng bê tông chịu nén: h0 = h-a h0 = 5 – 0.15 = 4.85 m Diện tích cốt thép cần thiết: Số bó cốt thép cần thiết: Ta bố trí 26 b