Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
39 .Tính đặc trưng hình học của mặt cắt thân trụ .

39 .Tính đặc trưng hình học của mặt cắt thân trụ .

Tải bản đầy đủ - 0trang

Dữ liệu ban đầu

Bề rộng mặt cắt

Chiều cao mặt cắt

Chiều cao có hiệu của mặt cắt

Chiều dày lớp phủ bê tông

Cường độ thép

Môđun đàn hồi của thép

Cường độ bê tông

Trọng lượng riêng của bê tơng



Kí hiệu

b,bw

h

d

dc

fy

Es

f'c

gc



Giá trị

1.6

5.745

5.745

0.1

420

200000

25

24.5



Mơđun đàn hồi của bê tông

Ec

26072.79

Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt I-I (đĩnh bệ móng)

Trạng thái

giới hạn



Tảitrọng

thẳng đứng



Dọc cầu

Qy

Mx



Sử Dụng



N(KN)

7546.9



(KN)

202.1



(KN)

2646.1



I



12782



291.37



3893.8



II

III



10009

11862



33.1

255.24



233.3

3375



Cường

độ



Đơn vị

m

m

m

m

MPa

MPa

MPa

kN/m3

MPa



Ngang cầu

Qx

My

(KN) (KN.m)

114.02 1283.9

0



0



252.1 2551.9

72.07 913.4



1.39.2 .Tính tốn cấu kiện chịu nén:



Tổ hợp dùng để kiểm tra là:



Cường độ I. N=12782 (kN)



Kiểm tra điều kiện chịu uốn 2 chiều.(Theo điều 5.7.4.5)

+ Neu lực tính tốn dọc trục khơng nhỏ hơn 0.1 f 'c. Ag :

1

1

1

1







Prxy Prx Pry  Po



(5.7.4.5-1)



Trong đó :

Po = 0,85 f 'c (Ag - Ast) + Ast fy



(5.7.4.5-2)



- Po :sức kháng lực dọc trục danh định có hoặc khơng có uốn (N)

- f 'c : cường độ quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày

- Ag : diện tích nguyên của mặt cắt (mm2)

- Ast : giới hạn chảy quy định của cốt thép (MPa)

- Ast : diện tích cốt thép thường (mm2)

-  : hệ số sức kháng quy định ở Điều 5.5.4.2

171



+ Nếu tải trọng tính tốn dọc trục nhỏ hơn 0.10 f 'c Ag :

M ux M uy



1,0

M rx M ry



(5.7.4.5-3)



Ở đây :

-  : hệ số sức kháng đối với các cấu kiện chịu nén dọc trục  =0,75

- Prxy



:sức kháng dọc trục tính tốn khi uốn theo hai phương (N)



- Prx :sức kháng dọc trục tính tốn được xác định trên cơ sở chỉ tồn tại độ lệch

ey (N)

- Pry :sức kháng dọc trục tính tốn được xác định trên cơ sở chỉ tồn tại độ lệch

ex (N)

- Pu : lực dọc trục tính tốn (N)

- Mux



:mơ men tính tốn tác dụng theo trục X (N.mm)



- Muy :mơ men tính tốn tác dụng theo trục Y (N.mm)

- ex : độ lệch tâm của lực dọc trục tính tốn tác dụng theo hướng trục X nghĩa là =

Muy/Pu (mm)

- ey : độ lệch tâm của lực dọc trục tính tốn tác dụng theo hướng trục Y nghĩa là =

Mux/Pu (mm).

- Mrx :sức kháng uốn tính tốn đơn trục của mặt cắt theo phương trục X (N.mm)

(5.7.4.5).

- Mry



= sức kháng uốn tính tốn đơn trục của mặt cắt thoe phương trục Y (N.mm)



(5.7.4.5).

- Sức kháng dọc trục tính tốn Prx và Pry khơng được lấy lớn hơn tích số của hệ số

sức kháng  và sức kháng nén danh định lớn nhất tính theo các Phương trình 5.7.4.4-2

hoặc 5.7.4.4-3.

*Xét:



0.1 f 'c .Ag



+ Với  :Hệ số uốn dọc của cấu kiện chịu nén dọc trục. =0.75.

+ Ag:Diện tích tiết diện nguyên của mặt cắt ngang.



Ag= 9,2 m2.



0,1.φ.f’c.Ag=0,1.30.0,75.9,2.103 = 20700 (KN)

Ta thấy Pu =N =12782 (kN) < 0,1. .f’c.Ag = 20700 (kN) nên kiểm tra theo điều kiện.



M ux M uy



1,0

M rx M ry



(5.7.4.5-3)

172



Tính Mrx :

a



M rx . As . f y  d s  

2





Trong đó :

+  : Hệ số sức kháng,  = 0.9 khi tính khả năng chịu uốn kết cấu bê tông cốt thép

(điều 5.5.4.2)

+ As : Tổng diện tích cốt thép trong vùng chịu kéo, As

+ fy : Cường độ cực hạn, fy = 420 MPa.

+ 1 = 0.85

+ ds : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng tới trọng tâm cốt thép dự ứng lực

+ b : Chiều rộng bản bụng (theo mỗi phương là khác nhau)

+ c: khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hòa với giả thiết là

thép đã bị chảy dẻo.

Tính tốn chiều cao vùng nén

c



với



As . f y

0.851 f c/ b



a = c.1 : Chiều dày khối ứng suất tương đương



Sức kháng uốn danh định tiết diện :







a



2









a



2



Mrx =  As . f y  d s 

Tương tự tính Mry

Mry =  As . f y  d s 

Để tính tốn và kiểm tra ta làm như sau:

Chọn số thép theo phương ngang :



As =3018=7630,20mm2



-



Chọn số thép theo phương dọc



:



As’ =1218 =3052,08 mm2



-



Cường độ chịu kéo của thép



:



fy =420 Mpa



-



Cường độ của bê tông



:



fc’ = 25 Mpa



As'



As



Cs



-



Cs'



173



*Xét tới hiệu ứng độ mảnh

- Tính bán kính quán tính

rx=



J

Jx

, ry= y , tính cho mặt cắt nguyên

A

A



Phương



As(mm2)



ds(mm)



Ngang cầu (y)

Dọc cầu (x)



3052,08

7630,2



5740

1590



b

(mm)

1600

5750



c(mm)



a(mm)



Mr(KNm)



36,96

25,71



31,42

21,86



6604,04

4554,38



Xét tới hiệu ứng độ mảnh







- Tính bán kính quán tính:

2,198

Jx

=

=0,488

9, 2

A



rx=

ry=



Jy



25.13

=1,65

9, 2



A



K * lu

rx , y



- Tỉ số độ mảnh :



- lu : Chiều dài chống đỡ lấy bằng chiều cao thân trụ, lu = 7 m

- K : hệ số chiều dài hữu hiệu,với cột không thanh giằng K=2

- Theo phương ngang:



K .lu 2.7, 7



= 8,73 <22  bỏ qua hiệu ứng độ mảnh theo

r

1, 65



phương ngang.

- Theo phương dọc:



K .lu 2.7, 7



=29,5 >22  Xét đến hiệu ứng độ mảnh theo

r

0, 488



phương dọc. Tức là trị số Mux sẽ được nhân thêm hiệu ứng độ mảnh.

- Hệ số khếch đại mômen.

b 



Cm

1.0

Pu

1

 Pe



+ Cm =1

+  =0.75

+ Pu



: tải trọng tính tốn dọc trục



(N)



+ Pe



: tải trọng uốn dọc tới hạn Ơle (N)

174



π 2EI

2

Pe = (K u )



Trong đó:

u



: chiều dài tự do của thanh chịu nén (mm)



K



: hệ số chiều dài hữu hiệu lấy theo Điều 4.6.2.5=1.65



E



: mô đun đàn hồi (MPa)



I



: mô men quán tính đối với trục đang xét (mm4)



EI dùng để xác định Pe, phải lấy giá trị lớn hơn của :

Ec I g

EI 



 Es I s

5

1 d



(5.7.4.3-1)



Ec I g

EI 



2,5

1  d



(5.7.4.3-2)



Trong đó :

Ec : mơ đun đàn hồi của bê tơng (MPa)

Ig : mơ men qn tính mặt cắt ngun của bê tơng xung quanh trục chính

Es : mô đun đàn hồi của thép dọc (MPa)

Is : mô men quán tính của cốt thép dọc xung quanh trục chính (mm4)

d : tỷ lệ giữa mơmen tính tốn lớn nhất do tải trọng thường xun với mơ men

tính tốn lớn nhất do tồn bộ tải trọng, trị số ln ln dương.

Ec(Mpa)

26072.795



Ig(mm4) Es(Mpa) Is(mm4)

1.2E+12 200000 2.823E+09



bd

0.75



E.I

1E+07



175



E.I

K.lu

Pe(kN)

Pu(kN)

Cm

12354035

12.5 913070,2

12782

1

Tính tốn mơmen tăng lên phản ánh tác dụng của biến dạng.







b



1,02



Muxtt = b . Mux

Muytt = b . Muy

Kiểm toán

M ux M uy



1,0 => đạt

M rx M ry



Kết quả thể hiện ở bảng sau:

TTGH

Sử dụng

Cường

độ I

Cường

độ II

Cường



Mux



Muy



 .Mux



 .Muy



(kN.m)

2646.1



(kN.m)

1283.9



 =1,02



 =1,00



2699



3893.8



0



233.3



2551.9



 .Mux/Mrx  .Muy/Mry



Kiểm tra



1309.6



(A)

0.592



(B)

0.198



(A+B)<1

ĐẠT



3971.7



0



0.872



0



ĐẠT



237.96



2603



0.052



0.394



ĐẠT



0.741



0.141



ĐẠT



3375

913.4

3442.5

931.46

độ III

*Tính tra khả năng chịu cắt của thân trụ:

Sức kháng cắt của cấu kiện:



Vr=.Vn.



+ :Hệ số sức kháng.



 = 0,9



+ Vn:Sức kháng cắt danh định.

+ Sức kháng cắt danh định lấy giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị sau:

Vn = V c + Vs



(5.8.3.3-1)



Vn = 0,25.f’c.bv.dv



(5.8.3.3-2)



Trong đó:

+ Vc – sức kháng danh định của bê tông

Vc= 0,083.  . f c .bv.dv

+ Vs – Sức kháng danh định của cốt thép chịu cắt..

Vs 



Av . f y .d v . cot  

s



+ Bỏ qua cốt thép thường chịu kéo:

176



+ dv: Chiều cao chịu cắt có hiệu; dv = max(ds -



a td

; 0,9.de ; 0,72.h)

2



+ bv: Bề rộng bụng hữu hiệu được lấy bằng bề rộng bụng nhỏ nhất trong phạm vi

chiều cao dv.

+ s: Cự ly cốt thép đai (mm).s=200 mm.

+



 : Hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo được quy định



trong điều 5.8.3.4.  = 2,0

+: Góc nghiêng của ứng suất nén chéo được xác định trong điều 5.8.3.4 (độ)  =

45o

+ Av:Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm2).

+ Theo phương ngang X.

2D10 ; Avx = 157 mm2



Diện tích cốt đai trong cự ly s:

Thay các giá trị vào các cơng thức ta có:



Bảng 6.29: Kiểm tốn cắt thân trụ

Hạng mục



Kí hiệu



Hệ số sức kháng

Chiều cao chịu cắt hữu hiệu

Bề rộng bản bụng hữu hiệu

Hệ số chỉ khả năng của bêtơng bị nứt chéo

Góc nghiêng của ứng suất nén chéo

Góc nghiêng của cốt thép ngang với dọc trục

Cự ly cốt thép ngang theo phương

Cường độ nén của bê tơng

Diện tích cốt đai chịu cắt trong cự ly 200mm

Sức kháng danh định trong bêtông

Sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt

Vn2

Sức kháng cắt danh định Vn = min(Vn1;Vn2)

Sức kháng cắt của cấu kiện Vr = ΦVn

Lực cắt tính tốn

Kết luận



Φ

dvx

bvx

β

θ

α

sx

fc

Avx

Vcx

Vsx

0,25.fc'.bv.dv

Vnx

Vrx

Vux



Phương

X

0.9

1590

5750

2

45

90

200

30

157

8312.54

54.44

68569

8366.98

7530.28



Phương

Y

0.9

5740

1600

2

45

90

200

30

157

8350.27

196.54

68880

8546.81

7692.13



291.37



3893.8



OK



OK



Đơn vị

mm

mm

độ

độ

mm

MPa

mm2

KN

KN

KN

KN

KN

KN



*Kiểm tra lượng cốt thép ngang tối thiểu:

s



'

Avyc > 0,083. f c f =98,8 mm2.

y



Av =157 mm2 > Avyc . Kiểm tra đạt.

177



1.39.3 Kiểm tra nứt:



Theo điều 5.7.3.4. Tổ hợp dùng để kiểm tra là Sử dụng: Mx=2646.1 (kN.m)

My=1283.9 (kN.m)

- Các cấu kiện phải được cấu tạo sao cho ứng suất kéo trong cốt thép thường ở trạng thái

giới hạn sử dụng fs không vượt quá:

f s  0 .6 . f y



và f s  f sa



Trong đó:

fs = Ứng suất trong cốt thép thường ở TTGHSD:

fs 



Ms

As . j.d



f sa 



Z

1



 d c .A 3



dc : Chiều cao phần bêtơng tính từ thớ ngoài cùng chịu kéo đến trọng tâm cốt thép

đặt gần nhất (mm), nhằm mục đích tính tốn phải lấy chiều dày tính của lớp bêtơng bảo

vệ khơng được lớn hơn 50mm. dc=50 mm.

A : Diện tích bêtơng ở vùng chịu kéo có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo

t

n



2

rồi chia cho số thanh cốt thép b. (mm ) , trong đó n là số thanh thép ở vùng chịu kéo,



t 2.d s với 2 lớp thép.



Z = Thông số bề rộng vết nứt (N/mm), đại lượng Z không được lấy vượt quá 30000

(N/mm) đối với các cấu kiện trong điều kiện môi trường thông thường. Lấy

Z 30000( N / mm) .



Ms = Tổ hợp lớn nhất của tổ hợp tải trọng sử dụng.

As = Tổng diện tích cốt thép chịu kéo.

As



k/3



k



d



jd



fs



b



k  2. .n    .n    .n

2



j 1  k / 3

178



Trong đó:

n = Tỉ số môđun đàn hồi, n=Es/Ec =200000/26072.79 =7

ρ = Hàm lượng cốt thép.  



AS

b.d



=> Vậy ta có bảng kết quả sau :

Bảng 6.30: Kiểm tra nứt của tiết diện:

Ms



n



ρ



k



j



7

7



0,001

0,0003



0,102

0,066



0,966

0,978



(KNm)



2646.1

1283.9



As



fs



0,6.fy



fsa



Kiểm tra



(mm2) (Mpa) (Mpa) (Mpa) fs<0,6fy

3052 176,34 252 304,29 ĐẠT

7630 128,03 252 343,41 ĐẠT



fs
ĐẠT

ĐẠT



1.40 . Kiểm toán mặt cắt tại đáy móng: II-II.



Kiểm tra sức kháng của bệ cọc chịu tác động của một hướng.

Hạng mục

Kí hiệu

Giá trị

Bề rộng bệ cọc

b,bw

4

Chiều dài bệ cọc

d

9

Chiều cao bệ cọc

h

2

Chiều dày lớp phủ bê tông

dc

0.05

Cường độ thép

fy

420

Môđun đàn hồi của thép

Es

200000

Cường độ bê tông

f'c

25

Trọng lượng riêng của bê tông

gc

24.5

Môđun đàn hồi của bê tơng

Ec

26072.79

Số lượng cọc trong móng

n

6

Khoảng cách giữa các cọc

dcọc

2

Bảng tổ hợp tải trọng đến mặt cắt đáy móng:

Tải trọng

Trạng thái



thẳng



giới hạn



đứng



Sử Dụng



N(KN)

9922.9



I

II

III



Cườn

g độ



Dọc cầu



Đơn vị

m

m

m

m

MPa

MPa

MPa

kN/m3

MPa

cọc

m



Ngang cầu



Qy



Mx



Qx



My



(KN)



(KN.m)



(KN)



(KN.m)



202.1



3038



109.71



1520



16381



292.02



4481.8



0



0



13979

15831



33.74

255.09



238.2

3899.64



259.98

72.57



3150.42

1070.1



1.40.1 . TÍNH TỐN MĨNG:



- Qua tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ tại tiết diên đáy đài (tiết diện II- II). Giá trị lực

nén thẳng đứng lớn nhất tính tốn Ntt = 16381KN (với THTG Cường độ 1).

179



1.40.1.1 . Xác định sức chịu tải tính tốn của cọc:



- Sức chịu tải tính tốn của cọc khoan nhồi được lấy như sau:

Ptt= min{Qr, Pr}.

1.40.1.2 .1.Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu:



Cọc khoan nhồi được chọn có đường kính D = 1000mm, chiều dài cọc tùy thuộc

vào vị trí mố, trụ cầu sao cho đảm bảo cọc được chôn vào lớp đất tốt lớn hơn 1,5m, sơ bộ

chọn 10m, cọc được bố trí 20 thanh thép Φ22. Cọc được làm bằng bê tông có cường độ ở

tuổi 28 ngày bằng 30MPa, loại thép dùng cho cọc có fy = 420MPa. Sức chịu tải tính tốn

của cọc tính theo vật liệu được xác định theo công thức sau:

Pvl  Pn  0,8. �

0,85. f c'  Ag  Ast   f y . Ast �







Trong đó:



( 1.2.1.1 )



+ f’c = 30MPa.

+ Ag = 0,79.106 mm2 ( diện tích tiết diện ngang cọc ).

+ Ast = 7599 mm2 ( tổng diện tích cốt thép dọc trong cọc ).

+ fy = 420 MPa.







Pvl Pn 0,8. 0,85.30.(0,79.10 6  7599)  420.7599







Pvl = Pn = 18,51.106 ( N ) = 18510 KN.

1.40.1.3 .1. Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:



Theo kết quả thăm dò địa chất tại các lổ khoan của cơng trình, địa chất khu vực gồm

các lớp như sau:

Lớp 1: Cát pha trạng thái rời rạc dày 1,5m

Lớp 2: Sét pha dày 5,5m

Lớp 3: Sét nữa cứng dày vô cùng

Nhận xét: Cọc khoan nhồi đi qua 1 lớp đất rời và hai lớp đất dính nên sức kháng của

cọc được tính cho từng lớp đất theo mục 10.8 của 22TCN 272-05 bao gồm sức kháng bên

và sức kháng mủi:

Qa  Qas  Qap



Trong đó:



+ Qas là sức kháng thân cọc do ma sát bên.

+ Qap là sức kháng ở chân cọc do phản lực tựa ở chân.



* Sức kháng bên của cọc khoan nhồi:

Qs = qs �As



(A.10.7.3.2-4)



+ Đất rời:

180



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

39 .Tính đặc trưng hình học của mặt cắt thân trụ .

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×