Thiết kế cầu Trường Phước

CHÖÔNG V TÍNH TOAÙN MOÁ I/ SOÁ LIEÄU TÍNH TOAÙN : - Keát caáu nhòp daàm I beâ toâng coát theùp döï öùng löïc caêng tröôùc L = 33 m - Taûi troïng thieát keá H30 vaø XB80, ngöôøi 300kG/m2 . - Khoå caàu B = 7.0m + 2 laøn ngöôøi ñi ´1.0m. - Thieát keá moá chaân deâ goàm hai haøng coïc ñoùng beâ toâng coát theùp,ñöôøng kính 35x35cm. - Boá trí baûn quaù ñoä coù lb = 3 m, hb = 0.2 m, b = 9.60 m. Moät ñaàu töïa leân vai keâ töôøng tröôùc ñaàu kia töïa leân neàn ñaù hoäc. II./ XAÙC ÑÒNH KÍCH THÖÔÙC MOÁ CAÀU : Theo phöông ngang caàu: Am = (n-1) ´ a2 + a0 + 2´ a1 Theo phöông doïc caàu: Trong ñoù: n : Soá löôïng daàm treân maët caét ngang ; n = 6. a0 : kích thöôùc ñaù keâ goái a0 = 80 cm. (theo phöông ngang). a1: khoaûng caùch töø meùp ngoaøi muõ moá ñeán meùp cuûa ñaù keâ goái theo phöông ngang. a1 = 25 cm. a2 : khoaûng caùch giöõa tim caùc daàm chuû ,a2 = 166 cm. b0 : kích thöôùc ñaù keâ goái; b0 = 60 cm (theo phöông doïc caàu). b1 : khoaûng caùch töø meùp ngoaøi muõ moá ñeán meùp cuûa ñaù keâ goái theo phöông doïc caàu. b1 = 25 cm. b2 : khoaûng töø tim goái ñeán meùp keát caáu nhòp, b2 = 60 cm. b3 : khoaûng caùch khe hôû ñaàu daàm(baèng kích thöôùc khe co giaõn). b3 = 5 cm. Þ MAËT CAÉT DOÏC CAÀU MAËT CAÉT NGANG CAÀU Chieàu cao töôøng tröôùc moá. htt = hd + hñ + hg Trong ñoù: hd : chieàu cao daàm hd = 114cm hñ : chieàu cao ñaù keâ goái hñ = 10 cm hg : chieàu cao goái caàu hg = 5 cm. Þ htt = 114+ 10 + 5 = 129 cm III./ TÍNH TOAÙN TAÛI TROÏNG TAÙC DUÏNG LEÂN MOÁ : 3.1./ Tónh taûi moá: - Töôøng tröôùc: P1 = 9.6´0.3´1.29´2.5 = 9.288 T. - Töôøng caùnh (1): P2 =2´[ 1.29´0.3+0.5(1.25+1.36)´2.2]´0.25´2.5= 4.072 T. - Töôøng caùnh (2): P3 =2´(0.5´1.43´2.2´0.25´2.5)=1.966 T. - Vai keâ: P4 = 0.5´[0.55+0.25]´0.3´7´2.5 = 2.1 T. - Ñaù keâ goái: P5 = 0.8´0.6´2´(0.05+0.07+0.1)´2.5 = 0.528 T. - Beä coïc: P8 = 1.8 ´ 1.5 ´ 9.6´2.5 = 64.8 T. Toång coäng: Ptc = åPi = 82.754 T. Moâmen do tónh taûi ñoái vôùi troïng taâm ñaùy beä TT Boä phaän Löïc thaúng ñöùng (T) Tay ñoøn (m) Momen (Tm) 1 Töôøng tröôùc 9.288 0.45 4.180 2 Töôøng caùnh (1) 4.072 1.85 7.533 3 Töôøng caùnh (2) 1.966 1.61 3.165 4 Vai keâ 2.1 0.75 1.575 5 Beä coïc 64.8 0 0 6 Ñaù keâ 0.528 0 0 Coäng 82.754 16.453 Taûi troïng tính toaùn moá vôùi nt=1.1 Löïc thaúng ñöùng:Ptt=82.754´1.1=91.029 T. Moment tính toaùn:Mtt= 16.453´1.1=18.098Tm. 3.2./ Tónh taûi keát caáu nhòp (nhòp bôø 24.54 m). - Lôùp phuû: Pph = [24.54´7´0.12´2.5]/2 = 25.767 T. - Lan can + leà ngöôøi ñi : Plc+lnñ =[2´ (0.4´0.4+0.45´0.3+0.08´1.0+0.25´0.375)´24.54´2.5]/ = 28.757 T. - Baûn maët caàu: Pbmc = [24.54´9.6´0.15´2.5]/2 = 44.172 T. - Daàm chuû: pdc=[6´[0.42´0.18+2´(0.5´0.11´0.12)+0.18´0.48+2´(0.5´0.19´0.19) +0.56´0.18]´24.54´2.5]/2 = 57.442 T. - Daàm ngang: Pdn = [15´0.963´0.12´1.1´ 2.5]/2 = 2.386 T. Toång coäng: Ptc = åPi =185.522 T. 3.3./ Phaûn löïc goái do hoaït taûi taùc duïng leân nhòp : Khoå caàu 7 m, xeáp ngöôøi treân 2 væa heø, 2 laøn xe H.30, 1 laøn xe XB80. Ta xaùc ñònh ñöôïc phaûn löïc nhö sau: 3.4./ Löïc haõm do ñoaøn xe H30: Vì L = 23.74 m < 25 m Þ Th = 0.3 ´ Pmax . Vôùi ñoaøn xe H.30 Pmax = 30 T. Þ Th = 0.3 ´ 30 = 9 T. Löïc haõm ñöôïc ñaëc taïi tim goái caùch ñaùy beä coïc 1 ñoaïn (söû duïng goái cao su ta coù hgoái = 7.5 cm.) 3.5./ Do hoaït taûi sau moá taùc duïng leân baûn quaù ñoä : Hoaït taûi sau moá taùc duïng leân baûn quaù ñoä ñöôïc truyeàn qua dieän tích S´b. Trong ñoù : S : Chieàu roäng baûn quaù ñoä, S = 7 m - Chieàu daøi b quaù ñoä tham gia truyeàn aùp löïc ngang. lb :chieàu daøi baûn quaù ñoä. - Phaàn chieàu daøi baûn tieáp giaùp vôùi töôøng tröôùc khoâng tham gia truyeàn löïc . a = lb – b = 3 – 1.5 = 1.5 m. - Chieàu daøi laêng theå tröôït giaû ñònh. j : goùc ma saùt trong tieâu chuaån cuûa ñaát ñaép = 350 Vôùi a = 1.5 m > l0 = 1.452 m . Do ñoù phaàn hoaït taûi truyeàn xuoáng naèm ngoaøi laêng theå tröôïc. Vaäy hoaït taûi treân baûn quaù ñoä khoâng gaây aùp löïc ngang cho moá, chæ coù aùp löïc ngang do tónh taûi khoái ñaát ñaép taùc duïng leân moá vaø hoaït taûi gaây ra phaûn löïc goái truyeàn xuoáng vai keâ. Phaûn löïc goái taïi vai keâ do hoaït taûi treân baûn quaù ñoä truyeàn xuoáng cho vai keâ Truïc sau xe naëng 24 T. Þ 3.6./ Phaûn löïc goái do tónh taûi baûn quaù ñoä truyeàn leân vai keâ töôøng tröôùc: -Do troïng löôïng baûn thaân R1 = 0.2´3´7´2.5/2 = 6.583 T -Do lôùp phuû treân quùa ñoä baûn daøy trung bình 0,11m daøi 3m roäng 8m g = 1.8 T/m3 R2 = 0.12´3´7´1.8/2 = 2.468 T - Phaûn löïc tính toaùn n = 1,1 vaø n = 1,5 Rtb = 1,1R1 + 1.5R2 = 1,1´6.583 + 1.5´2.468 = 10.943T 3.7./ Aùp löïc ngang do tænh taûi cuûa ñaát ñaép: Ñaát ñaép moá coù chæ tieâu cô lyù sau: g : dung troïng ñaát, g = 1.8 T/m3 j : goùc ma saùt trong cuûa ñaát, j = 300 Chieàu cao ñaát ñaép sau moá H = 2.79 m Chieàu roäng tính toaùn cuûa moá. B = 9.6 m. * Tính vôùi j = 300 Heä soá aùp löïc ñaát : Vôùi aùp löïc chuû ñoäng : * Tính vôùi j = 400 Vôùi aùp löïc bò ñoäng : Ta coù sô ñoà tính toaùn vaø caùc kích thöôùc ñaõ choïn, ta coù baûng toång hôïp noäi löïc vaø baûng toå hôïp taûi troïng nhö sau : BAÛNG TOÅNG HÔÏP NOÄI LÖÏC STT Taûi troïng Taûi troïng tieâu chuaån Heä soá n Taûi troïng tính toaùn Caùnh tay ñoøn (m) Moment (Tm) P H P H Mtc Mtt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Toå hôïp taûi troïng chính *Tænh taûi moá -Töôøng tröôùc -Töôøng caùnh(1) -Töôøng caùnh(2) -Vai keâ -Ñaù keâ goái -Beä coïc *Tænh taûi nhòp: -Lôùp phuû maët caàu -Lan can+LBH -Baûn maët caàu -Daàm *Tænh taûi baûn quaù ñoä *Hoaït taûi H30 *Hoaït taûi XB80 *Ngöôøi ñi *Aùp löïc ngang cuûa ñaát -Tính vôùi: (j = 300) -Tính vôùi: (j = 400) * Löïc haõm ñoaøn xe H30. *Hoaït taûi treân baûn quaù ñoä 82.754 9.288 4.072 1.966 2.1 0.528 64.8 158.524 25.767 28.757 44.172 59.828 9.051 65.356 74.009 14.244 9 6 20.396 11.594 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.5 1.1 1.1 1.1 1.1,1.5 1.4 1.1 1.4 1.2 0.9 1.12 1.12 91.029 10.217 4.479 2.162 2.31 0.581 71.28 184.683 38.651 31.633 48.589 65.811 10.943 91.498 81.410 19.942 10.08 6.72 24.475 10.435 0.45 1.85 1.61 0.75 0 0 0 0 0 0 0.75 0 0 0 0.93 0.93 1.638 0.75 16.453 4.180 7.533 3.165 1.575 0 0 0 0 0 0 6.788 0 0 0 18.968 10.782 14.742 4.5 18.098 4.598 8.286 3.482 1.733 0 0 0 0 0 0 8.207 0 0 0 22.762 9.704 16.511 5.04 BAÛNG TOÅ HÔÏP TAÛI TROÏNG Toå hôïp Taûi troïng Ptc(T) Htc(T) Mtc (Tm). Heä soá n Ptt(T) Htt(T) Mtt (Tm). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 I *Toå hôïp chính Tónh taûi moá 82.754 16.453 1.1 91.03 18.098 Tónh taûi nhòp 158.524 0 1.1;1.5 184.683 0 H30 treân nhòp 65.356 0 1.4 91.498 0 Ngöôøi treân nhòp 14.244 0 1.4 19.942 0 Aùp löïc ñaát tónh j = 300 20.396 -18.968 1.2 24.475 -22.762 Baûn quaù ñoä 9.051 6.788 1.1;1.5 10.943 8.207 Coäng 329.929 20.396 4.273 398.096 24.475 3.543 II *Toå hôïp chính Tónh taûi moá 82.754 16.453 1.1 91.03 18.098 Tónh taûi nhòp 158.524 0 1.1;1.5 184.683 0 XB80 treân nhòp 74.009 0 1.1 81.410 0 Aùp löïc ñaát tónh j = 300 20.396 -18.968 1.2 24.475 -22.762 Baûn quaù ñoä 9.051 6.788 1.1;1.5 10.943 8.207 Coäng 324.338 20.396 4.273 368.066 24.475 3.543 III *Toå hôïp phuï Tónh taûi moá 82.754 16.453 1.1 91.03 18.098 Tónh taûi nhòp 158.524 0 1.1;1.5 184.683 0 H30 treân nhòp 65.356 0 1.12 73.198 0 Ngöôøi treân nhòp 14.244 0 1.12 15.953 0 Aùp löïc ñaát tónh j = 300 20.396 -18.938 1.2 24.475 -22.725 Baûn quaù ñoä 9.051 6.788 0.9 8.146 6.109 Haõm veà phía soâng -9 -14.742 1.12 -10.08 -16.511 Coäng 329.929 11.396 -10.439 373.028 14.395 -15.029 IV *Toå hôïp phuï Tónh taûi moá 82.754 16.453 1.1 91.03 18.098 Tónh taûi nhòp 158.524 0 1.1;1.5 184.683 0 H30 treân nhòp 65.356 0 1.12 73.198 0 Ngöôøi treân nhòp 14.244 0 1.12 15.953 0 Aùp löïc ñaát tónh j = 400 11.594 -10.782 0.9 10.435 -9.704 Baûn quaù ñoä 9.051 6.788 1.1;1.5 10.943 8.207 Hoaït taûi treân baûn quaù ñoä 6 4.5 1.12 6.72 5.04 Haõm veà phía neàn ñöôøng -9 14.742 1.12 -10.08 16.511 Coäng 335.929 2.594 31.701 382.527 0.355 38.152 IV/ TÍNH TOAÙN MOÙNG COÏC : 4.1/ Soá lieäu tính toaùn : Chæ tieâu cô lyù cuûa caùc lôùp ñaát : Moâ taû lôùp ñaát Ñoä seät Löïc dính C (T/m3) B kG/cm2 (ñoä) 1. Buøn seùt höõu cô 0.58 1.71 0.05 40 L1 = 5.0 m 2.Caùt nhoû 1.4 0 0 300 L2 = 1.5m 3.Seùt buïi 1.6 0.5 0.2 140 L3 = 6.0m 4.Seùt buïi meàm 1.2 0.7 0.07 6030’ L4=4.5m 5.Caùt haït vöøa 1.8 0 0 30030’ Coïc coù tieát dieän 35x35 cm ñöôïc ñoùng vaøo lôùp 5 (lôùp caùt haït vöøa), lôùp ñaát chòu löïc toát. Chieàu daøi coïc ñoùng saâu xuoáng 23.5 m, coïc ñöôïc choân trong beä 0,5 m. Vaäy chieàu daøi coïc Lcoc = 24 m Tính toaùn noäi löïc coïc vôùi caùc toå hôïp noäi löïc baát lôïi, thoâng thöôøng choïn toå hôïp toå hôïp coù taûi troïng thaúng ñöùng lôùn nhaát. Choïn toå hôïp chính (I) coù caùc trò soá : +Löïc thaúng ñöùng : P = 398.096 T +Löïc ngang : H = 24.475T +Momen : M =3.543 Tm. 4.2.Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc: 4.2.1/ Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu laøm coïc: PVL = KVM (RN ´ Fb +ma ´ Fa ´ Ra ) = 0.7(130´35´35+0.9´2400´10.17) = 126.8T. Vôùi: - KVM = 0.7: Heä soá uoán doïc. - ma =0.9: Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa theùp. - Ra = 2400Kg/cm2 : Cöôøng ñoä chòu keùo giôùi haïn cuûa coát theùp. - RN =130Kg/cm2 : Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa BT M300. - Fb : Tieát dieän coïc. - Fa : Tieát dieän coát theùp ( giaû söû choïn coát theùp coïc laø 4Æ18 : Fa = 10.17cm2) 4.2.2/ Xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn: Lôùp 1: buøn seùt laån seùt höõu, B =1.71, daøy 5.0m. Lôùp 2: caùt nhoû, daøy 1.5m. Lôùp 3: seùt buïi , B=0.5, daøy 6.0m. Lôùp 4: seùt bui meàm, B= 0.7, daøy 4.5m. Lôùp 5: caùt haït vöøa, daøy 6.5m. Coâng thöùc: PC = k´m(Rtc ´ F + uS fi´li ) -Pc : söùc chòu taûi tính toaùn. – k=0.7: heä soá ñoàng nhaát cuûa ñaát. – m=1: heä soá ñieàu kieän laøm vieäc. – F = 0.35´0.35 = 0.1225 m2. – u = 4´0.35 = 1.4m. –fi: cöôøng ñoä ma saùt tieâu chuaån taïi maët ñaát xung quanh coïc. li: chieàu daøy lôùp ñaát. * Tính fi: ( tra baûng 6-7 / saùch tính toaùn neàn moùng theo traïng thaùi giôùi haïn ) - Lôùp 2:caùt nhoû, L= 6m => fi= 4.11T/m2. - Lôùp 3:seùt buïi , B= 0.5, L= 10m => fi= 2.6T/m2. - Lôùp 4:seùt buïi meàm, B=0.7, L=15 m => fi=1.0 T/m2. - Lôùp 5:caùt haït vöøa, L=20 m => fi=7.9 T/m2. * Tính Rtc: caùt vöøa, L= 23.5m. => RTC = 485T/m2. ( tra baûng 6-11/ saùch tính toaùn neàn moùng theo traïng thaùi giôùi haïn ) => PC = 0.7´1[485´0.1225+1.4(4.11´1.5+2.6´6+1.0´4.5+7.9´6.)] = 113.7Taán Vaäy: P = min( PVL, PC ) = 113.7 T. 4.2.3.Xaùc ñònh soá löôïng coïc Soá löôïng coïc : x 1.6 =5.6. Choïn 8 coïc b = 1.3-1.6 : Heä soá xeùt ñeán ñieàu kieän khoâng laøm vieäc cho coïc. Boá trí 2 haøng moãi haøng 4 coïc Theo phöông ngang caàu coù 4 haøng coïc, noäi löïc taùc duïng leân moãi haøng: +Löïc thaúng ñöùng : Pc = 398.096/4 = 99.524 T +Löïc ngang : Hc = 24.475/4 = 6.119T +Momen : Mc = 3.543/4 = 0.886 Tm Tay ñoøn löïc ngang : q = M/H = 0.886/6.119 = 0.14 m. Chieàu daøi löïc neùn cuûa coïc LN = L.cos Chieàu daøi coïc cheá taïo nhö nhau neân chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc thaúng vaø coïc xieân khaùc nhau. Do ñoä nghieâng cuûa coïc nhoû neân ít aûnh höôûng ñeán keát quaû tính toaùn maø coøn laøm cho tính toaùn phöùc taïp, vì vaäy coù theå khoâng xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa ñoä nghieâng doïc khi xaùc ñònh chieàu daøi tính toaùn cuûa noù. + Chieàu daøi chòu neùn cuûa coïc LN = 24 – 0.5 = 23.5 m + Chieàu daøi chòu uoán cuûa coïc LM = l0 + 6d l0 = 0.2 : khoaûng caùch töø ñaùy beä ñeán ñaùy soâng d : chieàu roäng coïc d = 0.35 m LM =0.2+ 6´0.35 = 2.3 m + Dieän tích coïc FC = 0.35´0.35 = 0.1225 m2 + Momen quaùn tính coïc Caùc ñaëc tröng ñaøn hoài cuûa coïc Coïc tga sina sin2a cosa cos2a cos3a cos4a cos5a sin2acosa cos2asina 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 2 0.125 0.124 0.015 0.992 0.985 0.977 0.968 0.961 0.015 0.122 = 4.17(0+0.122) – 0.986(0+0.12) = 0.390 m-3 = -4.17(0+0.122) + 1.134(1+0.977) = 2.867m-2 = 4.17(0.5+0.488) + 1.739(1+0.992) = 7.584 m-1 - = -4.17´0.5´1.977 +0.986´0.5´0.015´0.977–1.134´0.122= -4.253 m-2 = 4.17´1.977 =8.244 m-3 =4.17´0.015 + 0.986´1.961 = 1.996 m-3 Vò trí taâm ñaøn hoài c = r’uw/r’uu = 2.867/1.996 = 1.436 m Vò trí cuûa ñieåm q coù chuyeån vò = 0 q = r’ww/r’uw = 7.581/2.867 = 2.644 m q - c = 2.644 – 1.436 = 1.208 m q – c = 0.2– 1.436 = -1.236 m q - q = 0.2 – 2.644 = -2.444 m Chuyeån vò ngang : u’ = = = 6.202 Goùc xoay : w’ = = = 2.184 Chuyeån vò thaúng ñöùng : v’ = P/r’vv = 99.524/8.244 = 12.072 Löïc doïc trong caùc haøng coïc : Haøng coïc 1 (coïc thaúng ñöùng) N1 = m1.cos2a1(v’+u’tgai –X1.w’) = 4.17´1[12.072+0-(-0,5)´2.184] = 54.893 T Haøng coïc 2 (coïc xieân) N2 = m1.cos2a2(v’+u’tga2 –X2.w’) = 4.17´0.985(12.072+6.202´0.125-0.5´2.184) =48.284T Löïc caét trong caùc coïc : Qn = m2.cos2an.(u’+v’tgan+Xnw’tgan) + m3.w’cos2an Q1 =0.986´1.(6.202 + 0) +1.134´2.184´1 = 8.591 T Q2 =0.986´0.985(6.202+12.072´0.125+0.5´2.184´0.125) +1.134´2.184´0.985 = 10.061T Momen trong caùc haøng coïc : Momen trong haøng coïc 1: M1tr =m3.cos3.a1.(.u’+w’X1.tga1-v’tga1 ) +m4.w’.cosa1 = 1.134´1( 6.202+0 )+1.739´2.184´1 = 10.831 Tm M1d = -(Mtr – 0,5w’.m4.cosa1) = -(10.831 – 0.5´2.184´1.739´1) = -8.932 Tm Momen trong haøng coïc 2: M2tr =m3.cos3a2(u’+w’X2.tga2 -v’tga2) + m4.w’.cosa2 = 1.134´0.977(6.202+2.184´0.5´0.125-12.072´0.125) +1.739´2.184´0.992 = 9.118 Tm M2d = -(Mtr – 0,5w’.m4.cosa2) = -(9.118 – 0.5´2.184´1.739´0.992) = -7.23 Tm Kieåm tra keát quaû tính toaùn noäi löïc : åP = 0 åP = P - (åNn.cosan - åQn.sinan) = 0 = 99.524– (54.893´1+48.284´0.992 – 10.061´0.124) = 2.019T. Sai soá : DP = 2.019/99.524 = 2% <5% (trong giôùi haïn cho pheùp) Troïng löôïng tính vôùi n = 1,1 Pc = 0.35´0.35´24´2.5´1.1 = 8.085 T Löïc doïc lôùn nhaát coù tính ñeán troïng löôïng coïc Nmax = N1 + Pcoïc = 54.893 + 8.085 = 62.978 T. 4.3. Tính khaû naêng chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn : Trong tính toaùn sô boä ñaõ xaùc ñònh ñöôïc söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn P0 = 113.7 T Löïc doïc lôùn nhaát trong coïc Nmax = 62.978 T Vaäy Nmax = 62.978 T < P0 = 113.7 T (ñaït) 4.4. Kieåm toaùn moùng coïc theo moùng khoái quy öôùc : Tính goùc ma saùt trung bình cuûa caùc lôùp ñaát töø muõi coïc trôû leân +Lôùp 1 : Buøn seùt laãn seùt höõu cô, daøy 5m, j = 4o , g =0.58 T/m3 +Lôùp 2 : Caùt nhoû, daøy 1.5m j = 0o, g =1.4T/m3 +Lôùp 3 : Seùt buïi, daøy 6m , j = 14o, g = 1.6 T/m3 +Lôùp 4 : Seùt buïi meàm,daøy 4.5m , j = 6o30’, g = 1.2 T/m3. + Lôùp 5: Caùt haït vöøa, j = 30o30’, g = 1.8 T/m3 Goùc ma saùt trung bình : jtb = = =13.81o a = jtb/4 = 13.81/4 = 3.45o tga = tg3.45 = 0.06 lcoïc = 24 – 0,5 = 23.5 m 2.l.tga = 2´23.5´0.06 = 2.82 m Kích thöôùc theo phöông doïc caàu B1 = 1.2m Kích thöôùc theo phöông ngang caàu A1 = 9.6m B = B1 + 2.l.tga = 1.2 + 2.82 = 4.02 m A = A1 + 2.l.tga = 9.6 + 2.82= 12.42 m Dieän tích moùng khoái quy öôùc F = A.B = 12.42´4.02 = 49.928 m2 Momen choáng uoán ñaùy moùng khoái qui öôùc theo phöông doïc caàu W = = = 33.45 m3 Theå tích caùc coïc trong moùng Vc = 8.Fcoïc.lcoïc = 8´0.1225´23.5 = 23.03 m3 Troïng löôïng caùc coïc Pcoïc = 23.03´2.5´1.1 = 63.332 T Theå tích ñaát trong moùng khoái quy öôùc : Vñ = A.B.H = 49.928´23.5 = 1173.33 m3 Theå tích ñaát tröø ñi theå tích coïc : Vñ – Vcoïc = 1173.33 – 23.03 = 1150.3 m3 Dung troïng tính ñoåi cuûa caùc lôùp ñaát g’ = = = 1.32T/m3 Troïng löôïng khoái ñaát : Pñ = 1.32´1150.3 = 1518.396 T 4.5.Duyeät öùng suaát lôùn nhaát taïi ñaùy moùng khoái qui öôùc : P = 398.096T M = 3.543 Tm Löïc thaúng ñöùng taïi moùng khoái : N = P + Pcoïc + Pñ = 398.096 + 63.332+ 1518.396 = 1979.824 T ÖÙng suaát lôùn nhaát taïi ñaùy moùng khoái : s = = = 39.76 T/m2 s = 3.976KG/cm2 Cöôøng ñoä ñaát neàn taïi ñaùy moùng khoái xaùc ñònh theo coâng thöùc : R = 1,2{R’[1+k1(B-2)]+k2g’(h-3)} R’ : cöôøng ñoä ñaát neàn (caùt haït trung) R’ =4kG/cm2 B : chieàu roäng moùng B = 4.02 m H : chieàu saâu ñaët moùng tính töø maët ñaát, 23.4m. g’: dung troïng tính ñoåi caùc lôùp ñaát g’ = 1.32 T/m3 k1, k2 : heä soá tra baûng Vôùi caùt haït vöøa, k1 = 0.1, k2 = 0.3 R = 1,2{4[1+0.1(4.02-2)]+0.3´1.32(23.4 -3)} = 15.46kG/cm2 smax = 3.976 kG/cm2 < R = 15.46 kG/cm2 Ñaûm baûo ñaát neàn chòu taûi toát. * Kieåm tra coïc trong giai ñoaïn thi coâng : Nhö treân ta coù coïc 35´35cm, daøi 12m, söû duïng theùp AII, boá trí 8f20 laøm theùp chòu löïc, coát ñai duøng f6, lôùp beâtoâng baûo veä a0 = 3.5cm. Ta coù ñieàu kieän : Vôùi Trong ñoù : Theùp AII ta coù Rct = 2800 KG/cm2 b = 35cm Beâtoâng mac 300 ta coù Rn = 130 KG/cm2 Boát trí 8f20 ta coù Fct = 25.13 cm2 h0 = 35 – 3.5 = 31.5cm + Ñoái vôùi tröôøng hôïp caåu coïc : Trong ñoù : q : troïng löôïng moät meùt daøi coïc q = 0.35´0.35´2.5´1.1 =0.336 T/m L : chieàu daøi coïc L = 12m + Ñoái vôùi tröôøng hôïp xaùch coïc : Ta thaáy : Mgh = 16.723 Tm > Mmax = 2.016 Tm Þ Coïc ñaûm baûo veà maët cöôøng ñoä khi thi coâng. V/ Tính toaùn töôøng tröôùc (Maët caét I - I). 5.1./ Tínhcho 1m daøi theo phöông ngang caàu. Taûi troïng tính toaùn töôøng tröôùc moá goàm coù: + Tónh taûi baûn thaân. + Tónh taûi vai keâ. + Tónh taûi vaø hoaït taûi treân baûn quaù ñoä truyeàn xuoáng vai keâ . + Aùp löïc ngang cuûa ñaát. * Toå hôïp taûi troïng taùc duïng vaøo töôøng tröôùc moá taïi maët caét I – I nhö sau: - Töôøng tröôùc: P1 = 1´0.3´1.29´2.5 = 0.968 T. - Vai keâ: P2 = 0.5´[0.55+0.25]´0.3´1´2.5 = 0.3 T. - Baûn quaù ñoä: P3= (3 ´ 0.2´1 ´ 2.5)/2 = 0.75 T. -Hoaït taûi treân baûn quaù ñoä truyeàn xuoáng vai keâ. - Aùp löïc ngang cuûa ñaát. j = 300 Þ E = 0.5 ´ 1.292 ´ 0.333 ´1´1.8 = 0.499 T. j = 400 Þ E = 0.5 ´ 1.292 ´ 0.217´1´1.8 = 0.325 T. BAÛNG TOÅNG HÔÏP NOÄI LÖÏC (maët caét I - I) Toå hôïp Taûi troïng Taûi troïng tieâu chuaån Heä soá n Taûi troïng tính toaùn Caùnh tay ñoøn (m) Moment (Tm) P H P H Mtc Mtt I 1 2 3 4 5 Toå hôïp taûi troïng chính - Töôøng tröôùc - Vai keâ - Baûn quaù ñoä - Aùp löïc ngang cuûa ñaát(j = 300) Coäng 0.968 0.3 0.75 2.018 0.499 0.499 1.1 1.1 1.1 1.2 1.065 0.33 0.825 2.22 0.599 0.599 0 0.3 0.3 0.43 0 0.09 0.225 -0.215 0.11 0 0.1 0.247 -0.257 0.09 II 1 2 3 4 5 Toå hôïp taûi troïng phuï - Töôøng tröôùc - Vai keâ - Baûn quaù ñoä - Aùp löïc ngang cuûa ñaát (j = 400) - Hoat taûi truyeàn xuoáng vai keâ Coäng 0.968 0.3 0.75 6 8.018 0.325 0.325 1.1 1.1 1.1 0.9 1.12 1.065 0.33 0.825 6.72 9.48 0.293 0.293 0 0.3 0.3 0.43 0.3 0 0.09 0.225 -0.140 1.8 1.975 0 0.1 0.247 -0.126 2.016 2.237 5.2./ Tính toaùn vaø boá trí coát theùp chòu löïc : Ñeå thieân veà an toaøn ta choïn tröôøng hôïp moá chòu aùp löïc ñaát baát lôïi nhaát ñeå tính. Mmax = 0.257 Tm Töôøng tröôùc moá söû duïng beâ toâng Mac 300 coù: Rn = 130 KG/cm2. Theùp söû duïng theùp loaïi AIII coù gôø coù: Rct = 3600 kG/cm2, Et = 2.1.106 kG/cm2. Ta coù coâng thöùc tính dieän tích theùp. h0 : chieàu cao laøm vieäc coù hieäu quaû cuûa töôøng tröôùc. h0 = 30 – 2 ´ 3 = 24 cm Þ Ta choïn 8f12, @ = 200, coù dieän tích Fct = 5.65 cm2 Boá trí coát theùp caáu taïo f10, @ = 200 5.3./ Tính duyeät cöôøng ñoä (Mgh > Mtt ): Mgh = 472360 kG.cm > Mtt = 257000kG.cm. Vaäy tieát dieän baûo ñaûm veà maët cöôøng ñoä. 5.4./ Tính duyeät ñoä môû roäng veát nöùt (Theo traïng thaùi giôùi haïn 3) Boá trí coát theùp coù gôø neân khi tính duyeät veát nöùt ta coù coâng thöùc : åni ´ di = 5´ 1.2 = 6 cm vôùi beâ toâng Mac 300 coù y2 = 0.5 Vaäy Þ an = 0.0016 cm < {an} = 0.02 cm Thoaû maõn ñieàu kieän Þ töôøng tröôùc moá baûo ñaûm yeâu caàu veà ñoä môû roäng veát nöùt. VI/ TÍNH TOAÙN TÖÔØNG CAÙNH : Töôøng caùnh chæ chòu aùp löïc ngang cuûa ñaát taùc duïng (gioáng nhö töôøng tröôùc), vaø kích thöôùc töôøng caùnh khoâng lôùn neân ta boá trí theo caáu taïo, vaãn duøng theùp f12 vôùi khoaûng caùnh a = 20 cm ñan thaønh löôùi oâ vuoâng boá trí 2 lôùp gioáng nhö töôøng tröôùc . VII/ TÍNH VAI KE : 7.1./ Tính toaùn taûi troïng truyeàn xuoáng vai keâ treân 1m daøi theo phöông ngang caàu. Khi tính toaùn ta coi vai keâ nhö ngaøm cong xon, vaäy ta coù sô ñoà tính. - Troïng löôïng vai keâ tính toaùn: - Troïng löôïng baûn quaù ñoä vaø lôùp phuû treân baûn quaù ñoä truyeàn xuoáng vai keâ. Mtt2 = 0.825´0.3 = 0.247 T m. - Taûi troïng H30 treân baûn quaù ñoä truyeàn xuoáng vai keâ. toång taûi troïng tính toaùn truyeàn vaøo (theo phöông ngang caàu) vaøo vai keâ laø: M = M1 + M2 + M3 = 0.1 + 0.247 + 2.016 = 2.363 Tm 7.2./ Boá trí theùp: Coát theùp chòu löïc boá trí 5f12 theo 1 meùt daøi a = 20 cm, coát theùp caáu taïo choïn f10, a = 20 cm. 7.3./ Tính duyeät cöôøng ñoä : Ta tính theo coâng thöùc: Qgh = K0 ´ Rn ´ b ´ h Trong ñoù: h : chieàu daøy, 30 cm b : chieàu daøi, 100 cm. Rn : cöôøng ñoä chòu neùn doïc truï cuûa beâ toâng = 130 kG/cm2. Vôùi beâ toâng maùc 300 coù K0 = 0.35 Thay vaøo coâng thöùc treân ta ñöôïc: Qgh = 0.35 ´ 130 ´ 30 ´ 100 = 136500 kG. Þ Qgh = 136500 kG > 7875 kG. Vaäy vai keâ baûo ñaûm yeâu caàu veà cöôøng ñoä. 7.4./ Kieåm toaùn oån ñònh laät cuûa moá (tính vôùi toå hôïp taûi troïng phuï ): åN = 382.527 taán. åM = 54.663 taán. Ñieàu kieän oån ñònh laät Vôùi y : khoaûng caùch töø taâm beä moùng ñeán meùp ngoaøi khoái moùng qui öôùc theo phöông doïc caàu. m : heä soá oån ñònh = 0.8 Þ Ñaûm baûo yeâu caàu veà ñieàu kieän oån ñònh laät cuûa moá caàu. VIII./ TÍNH TOAÙN BAÛN QUAÙ ÑOÄ : Baûn quaù ñoä baèng beâtoâng coát theùp ñoå taïi choã, duøng beâtoâng maùc 300. Moät ñaàu keâ leân töôøng tröôùc, ñaàu kia keâ leân khoái ñaù hoäc xaây treân ñaát neàn. Chieàu daøi baûn quaù ñoä l = 3m (höôùng doïc caàu) Beà roäng baûn quaù ñoä b =7m (höôùng ngang caàu) Beà daøy h = 0.2m. 8.1./Tính noäi löïc : Coi baûn quaù ñoä nhö daàm giaûn ñôn keâ treân 2 goái töïa, taûi troïng taùc duïng leân 1m roäng baûn goàm: Troïng löôïng baûn thaân q1 = 1.1´0.2´1´2.5 = 0.55 T/m Lôùp ñaát ñaép treân baûn quaù ñoä q2 = 0.55´1´1.8 = 0.99T/m Hoaït taûi treân baûn quaù ñoä: Do xe H30 Tröôøng hôïp baát lôïi laø taûi troïng 2 truïc sau xe naëng naèm giöõa baûn quaù ñoä MH30max = 12´3/4 = 9 Tm Do xe XB80 Taûi troïng phaân boá q = 80/2´4.8 = 8.3 Tm MXB80max = q´l2/8 = 8.3´9/8 = 9.375 Tm Laáy Mmax = 9.375 Tm Momen lôùn nhaát taïi giöõa baûn : M = (1.1 : heä soá taûi troïng) 8.2./ Tính coát theùp baûn quaù ñoä: Baûn quaù ñoä beâtoâng maùc 300 coù Rn = 150 kG/cm2 Coát theùp CT3 coù Rt = 2400 kG/cm2 Chieàu cao coù hieäu quaû cuûa tieát dieän ho = 20 – 2 = 18 cm Boá trí coát theùp f20, @=150, Ft = 37.68 cm2. Boá trí coát theùp caáu taïo f12, @= 200. IX./ TÍNH BEÄ MOÁ : Tính beä moá theo sô ñoà daàm lieân tuïc Giaûi baøi toaùn baèng chöông trình SAP-2000. Sau ñaây laø keát quaû tính toaùn thu ñöôïc : SÔ ÑOÀ ÑAËT TAÛI SÔ ÑOÀ PHAÀN TÖÛ BIEÅU ÑOÀ MOMENT BIEÅU ÑOÀ LÖÏC CAÉT BIEÅU ÑOÀ MINH HOAÏ NOÄI LÖÏC TAÏI CAÙC PHAÀN TÖÛ FRAME LOAD LOC P V2 V3 T M2 M3 1 TLBT 0 0 -2.96E-04 0 0 0 -1.29E-04 6.30E-01 0 -1.50E-04 0 0 0 1.01E-05 1.25 0 -3.10E-06 0 0 0 5.78E-05 1.88 0 1.43E-04 0 0 0 1.39E-05 2.5 0 2.90E-04 0 0 0 -1.21E-04 HOATTAI 0 0 -25.95 0 0 0 -19.74 6.30E-01 0 -25.95 0 0 0 -3.52 1.25 0 -25.95 0 0 0 12.7 1.88 0 23.4 0 0 0 -1.43 2.5 0 23.4 0 0 0 -16.06 HOATTAI2 0 0 0 0 0 0 0 6.30E-01 0 0 0 0 0 0 1.25 0 0 0 0 0 0 1.88 0 0 0 0 0 0 2.5 0 0 0 0 0 0 COMB1 0 0 -25.95 0 0 0 -19.74 6.30E-01 0 -25.95 0 0 0 -3.52 1.25 0 -25.95 0 0 0 12.7 1.88 0 23.4 0 0 0 -1.43 2.5 0 23.4 0 0 0 -16.06 2 TLBT 0 0 -2.93E-04 0 0 0 -1.21E-04 6.30E-01 0 -1.47E-04 0 0 0 1.59E-05 1.25 0 0 0 0 0 6.17E-05 1.88 0 1.47E-04 0 0 0 1.59E-05 2.5 0 2.93E-04 0 0 0 -1.21E-04 HOATTAI 0 0 -49.35 0 0 0 -16.06 6.30E-01 0 0 0 0 0 4.67 1.25 0 0 0 0 0 4.67 1.88 0 0 0 0 0 4.67 2.5 0 49.35 0 0 0 -16.06 HOATTAI2 0 0 0 0 0 0 0 6.30E-01 0 0 0 0 0 0 1.25 0 0 0 0 0 0 1.88 0 0 0 0 0 0 2.5 0 0 0 0 0 0 COMB1 0 0 -49.35 0 0 0 -16.06 6.30E-01 0 -1.46E-04 0 0 0 4.67 1.25 0 0 0 0 0 4.67 1.88 0 1.47E-04 0 0 0 4.67 2.5 0 49.35 0 0 0 -16.06 3 TLBT 0 0 -2.93E-04 0 0 0 -1.21E-04 6.30E-01 0 -1.47E-04 0 0 0 1.59E-05 1.25 0 0 0 0 0 6.17E-05 1.88 0 1.47E-04 0 0 0 1.59E-05 2.5 0 2.93E-04 0 0 0 -1.21E-04 HOATTAI 0 0 -49.35 0 0 0 -16.06 6.30E-01 0 0 0 0 0 4.67 1.25 0 0 0 0 0 4.67 1.88 0 0 0 0 0 4.67 2.5 0 49.35 0 0 0 -16.06 HOATTAI2 0 0 0 0 0 0 0 6.30E-01 0 0 0 0 0 0 1.25 0 0 0 0 0 0 1.88 0 0 0 0 0 0 2.5 0 0 0 0 0 0 COMB1 0 0 -49.35 0 0 0 -16.06 6.30E-01 0 -1.46E-04 0 0 0 4.67 1.25 0 0 0 0 0 4.67 1.88 0 1.47E-04 0 0 0 4.67 2.5 0 49.35 0 0 0 -16.06 4 TLBT 0 0 0 0 0 0 0 2.60E-01 0 6.15E-05 0 0 0 -8.07E-06 5.30E-01 0 1.23E-04 0 0 0 -3.23E-05 7.90E-01 0 1.85E-04 0 0 0 -7.27E-05 1.05 0 2.46E-04 0 0 0 -1.29E-04 HOATTAI 0 0 0 0 0 0 0 2.60E-01 0 0 0 0 0 0 5.30E-01 0 0 0 0 0 0 7.90E-01 0 49.35 0 0 0 -6.79 1.05 0 49.35 0 0 0 -19.74 HOATTAI2 0 0 0 0 0 0 0 2.60E-01 0 0 0 0 0 0 5.30E-01 0 0 0 0 0 0 7.90E-01 0 0 0 0 0 0 1.05 0 0 0 0 0 0 COMB1 0 0 0 0 0 0 0 2.60E-01 0 6.15E-05 0 0 0 -8.07E-06 5.30E-01 0 1.23E-04 0 0 0 -3.23E-05 7.90E-01 0 49.35 0 0 0 -6.79 1.05 0 49.35 0 0 0 -19.74 KEÁT QUAÛ NOÄI LÖÏC Moment döông lôùn nhaát : 12.7 Tm. Moment aâm lôùn nhaát : -19.74 Tm. 9.1./ Tính coát theùp beä moá theo moment döông : Beä moá beâtoâng maùc 300 coù Rn = 150 kG/cm2 Coát theùp CT3 coù Rt = 2400 kG/cm2 Chieàu cao coù hieäu quaû cuûa tieát dieän ho = 150 – 3 = 147 cm Nhaän xeùt : Vì löôïng coát theùp quaù nhoû. Ta ñaët f22a200. 9.2./ Tính coát theùp beä moá theo moment aâm : Beä moá beâtoâng maùc 300 coù Rn = 150 kG/cm2 Coát theùp CT3 coù Rt = 2400 kG/cm2 Chieàu cao coù hieäu quaû cuûa tieát dieän ho = 150 – 3 = 147 cm Nhaän xeùt : Vì löôïng coát theùp quaù nhoû. Ta ñaët f22a200. ._.