Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
5 KIỂM TOÁN CÁC MẶT CẮT

5 KIỂM TOÁN CÁC MẶT CẮT

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



- Cốt thép :

fy = 420MPa giới hạn tối thiểu quy đònh của thanh thép

Es = 200000

MPa

Es



- Tỷ số quy đổi : n =



Ec



=



200000

= 6.793= 6.793

29440.1



- Hệ số sức kháng φ = 0.9

Bả

ng tổhợp tả

i trọng xé

t tớ

i mặ

t cắ

ê

t A-A

Tả

i trọng

ng đứ

ng Momen

Tả

i trọng giớ

i hạn thẳ



N (kN)



Mx (kN.m)



I



2025.01

2737.14



3653.65

4947.93



II



2036.33



3651.43



III



2576.96



4651.59



Sửdụng

Cườ

ng độ



4.5.1.1



Kiểm tra cầu kiện chòu uốn:



Mặt cắt xét được coi là tiết diện hình chữ T

+ Chiều cao h = 1730m

+ Bề rộng b = 3200m

+ Bề dày cánh b' = 800m

Tổ hợp dùng để kiểm tra la cường độ 1



+ Bề rộng thân bw = 1600m



9

Mu = 4.94793

× 10 Nmm

- Ta chọn trước số thanh rồi kiểm toán cường độ

- Thử chọn thép D = 32mm, số lượng các thanh at = 26 có:



 322 

mm2

A s = at × π ×

= 26× π × 

= 20910.0



4

 4 

2



D



- Trọng tâm cốt thép đến mép ngoài chòu kéo dc = 100mm

- Ta coù:

ds = h − dc = 1730− 100 = 1630.0

mm

a=

c=



A s × fy

0.85× f'c × b

a



20910.0

× 420

( 0.85× 30× 3200

)



= 107.6mm



107.6



= 128.0mm < b' = 800 mm

0.8357

=> trục trung hoà đi qua cánh

c

128.0

=

= 0.079 < 0.45 nên sức kháng tính toán của mặt cắt



ds

1630.0

β1



=



=



là:



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 30



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



φ xM







= φ × A s × fy ×  ds −







GVHD: PGS_TS



a





107.6

× 420×  1630.0−

 = 0.9× 20910.0

 = 1.2458e10

2

2 





9

10 Nmm >

đạt

Mu = 4.9479

× 10 Nmm

= 1.2458

× 10

Sau khi đạt được cường độ ta kiểm tra các điều kiện về cốt thép :

c

= 0.079 < 0.45

+ Kiểm tra lượng cốt thép tối đa:

đạt

ds

+ Lượng cốt thép tối thiểu:

As

f'c

20910.0

đạt

=

= 0.004 > 0.03×

= 0.0021

b × ds

( 3200× 1630.0

)

fy

+ Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép :

Smax≤ 1.5× h → Smax≤ 1.5× 1730→ Smax≤ 2595.0 đạt

và Smax < 450 mm

đạt

- Vậy chọn cốt thép bố trí cho mặt cắt A-A là 26 thanh D32



=>



φ xM



4.5.1.2



Kiểm tra nứt

f sa =



fs ≤



3



Z

dc .A



0, 6. f y

trong đó

Z: tham số chiều rộng vết nứt Z = 23000N/mm3

A: diện tích bêtông chòu kéo

dc: chiều cao tính từ thớ chòu kéo xa nhất đến tim thanh gần nhất.

Tổ hợp dùng để kiểm tra nứt là cường độ sử dụng



9



Ms = 3.65365

× 10



Nmm



0-0



80 80

80



x



650



bf = c1=3700



bw = c4=1600



-



Xác đònh vò trí trục trung hoà tính từ mép dưới của mặt cắt :



n × A s 

x=

×

b



= 294.0mm



1+



2 × ds × b

n× A s



 6.793× 20910.0 

2 × 1630.0× 3200 



− 2 =

×  1+

− 2

3200

(

6.793

×

20910.0

)









SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 31



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Tính mômen quán tính nứt (tức là mômen quán tính cho tiết diện đã

bỏ đi phần nứt):

3



I cr =



b× x

3



(



3



=



)



2

4

+ n × A s × ds − x mm



3200× 294.0

3



+ 6.793× 20910.0

× ( 1630.0− 294.0

)  = 2.8064

× 10

2



11



4



mm



Ứng suất trung bình lấy tại tâm nhóm cốt thép:

fs =



Ms



-



I cr



(



)



× ds − x × n =



3.65365e9

× ( 1630.0− 294.0

) × 6.793= 118.2= 118.2 N/mm2

2.8064e11



Điều kiện hạn chế mở rộng vết nứt:



fs ≤ f smax= 3



Z

dc × A



≤ 0.6× fy



trong đó

dc: chiều cao tính từ thớ chòu kéo xa nhất đến tim thanh gần nhất

dc = 100 > 50

=> Chọn dc = 50mm

A: diện tích bêtông chòu kéo 1 thanh thép (có at = 26 thanh)

A = 2dc ×

=> fsmax= 3



Z

dc × A



=



bw

at



 1600

 = 6154.0= 6154.0 mm2

 26 



= 2 × 50× 



23000



3



= 340.7= 340.7 N/mm2 > f = 118.2 N/

s

50× 6154.0



2



mm



0.6× fy = 0.6× 420 = 252.0N/mm2 > fs = 118.2 N/ mm2

* Keát luận điều kiện chống nứt mặt cắt A-A được đảm bảo.



4.5.1.3



Kiểm tra cấu kiện chòu cắt:



Tổ hợp dùng để kiểm tra nén là cường độ I



9



Mu = 4.948× 10



Nmm

6 N



N = 2.73714

× 10



Sức kháng cắt của cấu kiện: Vu ≤ φ.Vn

φ - hệ số sức kháng, 0.9

Khả năng chòu cắt của thép đai được xem là nhỏ nhất khi gốc nghiêng

của vết nứt

θ = 45o ( 5.8.3.4 22TCN 272 - 05)

vaø β = 2 ( 5.8.3.4 22TCN 272 - 05)

- Xác đònh cánh tay đòn dv:



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 32



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG







a







2



dv = max ds −



















GVHD: PGS_TS



, 0.72× h , 0.9ds = max 1630.0−



107.6



, 0.72× 1730, 0.9× 1630.0



2





= 1576.0

mm

- Khả năng chòu cắt của bêtông :

β

2

N

Vc =

× f'c × bw × dv =

× 30× 1600× 1576.2= 2.3022e6

12

12

- Yêu cầu khả năng chòu cắt cốt thép đai

N

2.73714e6

N

Vs =

− Vc =

− 2.3022e6= 739066.0

φ

0.9

- Chọn đường kính đai là D = 22có số nhánh là at = 4, diện tích cốt thép đai



 222 

2

A v = at × π ×

= 4× π × 

= 1521.0

mm



4

 4 

2



D



- Khoảng cách yêu cầu của cốt thép đai theo tính toán :

A v × fy × dv

S≤

× cot( θ )

Vs

Vớiù:



A v × fy × dv

Vs



× cot( θ ) =



1521.0

× 420× 1576.2

× cot( 45× deg) = 1362.406mm

739066.0



- Kiểm tra theo điều kiện cấu tạo: (điều 5.8.2.4)

A v × fy

S1 =

= 878.3 mm

0.083× f'c × bw

S2 =



(



)



(



)



min 0.8× dv , 600 if



N

f'c × bw × dv



≥ 0.1 = 600

mm



min 0.8× dv , 600 otherwise



(



)



S = min S1 , S2 = 600 mm

=> Chọn S = 200mm



=>



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 33



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



4.5.2 Kiểm toán mặt cắt xà mũ B-B

1600

80 120



8X150=1200



120 80



2D22@150-1-5170

D25@300-2-4250



5x150



80



D32-4a-10840

D32-4b-4000

2D16@150-1a-2750



6x150 80



80

1540



220



80



490



D22-4h

D16-4



80 6x150=900 150 3x150 4x135 3X150 150

3700



6x150



80



D16@150-3-4700



80



80

0



Cốt thép trụ



10

900



Bả

ng tổhợp tả

i trọng xé

t tớ

i mặ

t cắ

ê

t B-B

Tả

i trọng

thẳ

ng đứ

ng Momen

Tả

i trọng giớ

i hạn

N (kN) Mx (kN.m)

Sửdụng

Cườ

ng độ



4860.13



2678.24



I



6578.67



3624.72



II



4823.47



2659.37



III



6177.48



3404.07



- Hình dạng mặt cắt: là tiết diện chữ nhật có

b = 10900mm

h = 800mm



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 34



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG

4.5.2.1



GVHD: PGS_TS



Kiểm tra cầu kiện chòu uốn:



Tổ hợp dùng để kiểm tra nén là cường độ I



9



Mu = 3.62472

× 10



Nmm

- Ta chọn trước số thanh rồi kiểm toán cường độ

- Thử chọn thép D = 25mm, số lượng các thanh at = 75 có:



 252 

mm2

A s = at × π ×

= 75× π × 

= 36815.0



4

 4 

2



D



-



Chiều dày lớn phủ bêtông dc = 80mm

Ta coù:



ds = h − dc = 800− 80 = 720.0mm

a=

c=

-



A s × fy

0.85× f'c × b

a

β1







=



c

ds



36815.0

× 420

( 0.85× 30× 10900

)



= 55.63mm



55.63



= 67.0mm

0.8357

=



67.0



= 0.093 < 0.45 nên sức kháng tính toán của mặt cắt

720.0



là:

φ



=







M = φ × A s × fy ×  ds −







a





55.63

× 420×  720.0−

 = 0.9× 36815.0

 = 9.63249e9

2

2 





9

=> φ M = 9.632× 109 Nmm > Mu = 3.6247

đạt

× 10 Nmm

- Sau khi đạt được cường độ ta kiểm tra các điều kiện về cốt thép :

c

= 0.093 < 0.45

+ Kiểm tra lượng cốt thép tối đa:

ds

+ Lượng cốt thép tối thiểu:

As

f'c

36815.0

=

= 0.0047 > 0.03×

= 0.0021 đạt

b × ds

( 10900× 720.0

)

fy

+ Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép :

Smax≤ 1.5× h → Smax≤ 1.5× 800→ Smax≤ 1200.0 đạt

và Smax < 450 mm

đạt

- Vậy chọn cốt thép bố trí cho mặt cắt B-B là 75 thanh D25



4.5.2.2



đạt



Kiểm tra nứt



- Các vấn đề cần kiểm tra là nứt, biến dạng và ứng suất trong bê tông

- Nội dung cần kiểm tra là điều kiện sau phải được thoả mãn:



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 35



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG

f sa =



fs ≤



3



GVHD: PGS_TS

Z

dc .A



0, 6. f y

trong đó

Z: tham số chiều rộng vết nứt Z = 23000N/mm3

A: diện tích bêtông chòu kéo

dc: chiều cao tính từ thớ chòu kéo xa nhất đến tim thanh gần nhất.

9



- Tổ hợp dùng để kiểm tra nứt là cường độ sử dụng



Ms = 2.67824

× 10



Nmm

- Xác đònh vò trí trục trung hoà tính từ mép dưới của mặt cắt :

x =



n× As

b





 6.793× 36815.0 

2 × ds × b

2 × 720.0× 10900 





×

1+

−2 =

×  1+

− 2





n

×

A

10900

(

6.793

×

36815.0

)





s







mm

= 137.3

- Tính mômen quán tính nứt (tức là mômen quán tính cho tiết diện đã bỏ đi

phần nứt):

3



I cr =



b× x



(



)



+ n × A s × ds − x



2



3



=



10900× 137.3



+ 6.793× 36815.0

× ( 720.0− 137.3

) 

2



3

3

= 9.43175e10

mm4

- Ứng suất trung bình lấy tại tâm nhóm cốt thép:

Ms

2.67824e9

fs =

× ds − x × n =

× ( 720.0− 137.3

) × 6.793= 112.4N/mm2

I cr

9.43175e10



(



)



- Điều kiện hạn chế mở rộng vết nứt: fs ≤ fsmax= 3



Z

dc × A



≤ 0.6× fy



Trong đó

dc: chiều cao tính từ thớ chòu kéo xa nhất đến tim thanh gần nhất

dc = 80 > 50



=> Chọn dc = 50mm



A: diện tích bêtông chòu kéo 1 thanh thép (có at = 75 thanh)

A = 2dc ì

=> fsmax= 3







Z

dc ì A



=



b

at



10900

2

 = 14533.0

mm

 75 



= 2 × 50× 



23000



3



= 255.8= 255.8 N/mm2 > fs = 112.4 N/

2

mm

50× 14533.0



0.6× fy = 0.6× 420 = 252.0N/mm2 > fs = 112.4 N/ mm2

Vậy điều kiện hạn chế thoả mãn.

Kết luận điều kiện chống nứt mặt cắt B-B được đảm bảo.



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 36



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



4.5.2.3



GVHD: PGS_TS



Kiểm tra cấu kiện chòu cắt:



Tổ hợp dùng để kiểm tra cắt là cường độ I

9



Mu = 3.625× 10



6 N



Nmm



N = 6.57867

× 10



- Sức kháng cắt của cấu kiện: V u ≤ φ × V n

với φ = 0.9

Khả năng chòu cắt của thép đai được xem là nhỏ nhất khi gốc nghiêng

của vết nứt là

θ = 45deg(độ)và β = 2

- Xác đònh cánh tay đòn dv:



a





55.63



dv = max ds − , 0.72× h , 0.9ds = max 720.0−

, 0.72× 800, 0.9× 720.0

2

2









= 692.0mm

- Khả năng chòu cắt của bêtông :

β

2

N

Vc =

× f'c × b × dv =

× 30× 10900× 692.0= 6.8856e6

12

12

- Yêu cầu khả năng chòu cắt cốt thép đai.

6.57867e6

N

− 6.8856e6= 424033.0

φ

0.9

Bêtông đủ khả năng chòu cắt, ta thiết kế cốt thép đai theo cấu tạo.

Vs =



-



N



− Vc =



S = 600mm

- Chọn đường kính đai là D = 16có số nhánh là at = 38.

diện tích cốt thép đai



 162 

2

A v = at × π ×

= 38× π × 

= 7640.0

mm



4

 4 

2



D



- Khoảng cách yêu cầu của cốt thép đai theo tính toán :

A v × fy × dv

S≤

× cot( θ )

Vs

A v × fy × dv



7640.0

× 420× 692.0

× cot( 45× deg) = 5236.6

Vs

424033.0

- Kiểm tra theo điều kiện cấu tạo: (điều 5.8.2.4)

A v × fy

S1 =

= 4411.5

0.083× f'c × bw

vớiù



S2 =



× cot( θ ) =



(



)



(



)



min 0.8× dv , 600 if



N

f'c × b × dv



≥ 0.1 = 553.6



min 0.8× dv , 600 otherwise



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 37



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG

=>



(



GVHD: PGS_TS



)



S = min S1 , S2 = 553.6 mm => Chọn S = 300mm để bố trí



4.5.3 Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng



160



14x150=2100



3x1301403x130



200



34

0



14x150=2100



200



1000



D12@1000-13



300



4400



300



x

b2a=0.3m



c2a



b2=4.4m



Y

c2a=0.2m



c2=1.4m



b2a=0.3m



- Quy đổi tiết diện về hình chữ nhật có

+ Chiều cao h = 1000+ 2 × 200 = 1400.0mm

+ Bề rộng b = 4400+ 2 × 257.14= 4914.0mm

- Mômen quán tính đối với trục nằm ngang Y:

3



Iy =



b× h



3



=



4914.0

× 1400.0



4



= 1.124e12

mm



12

12

- Mômen quán tính đối với trục nằm đứng X:

3



Ix =



h× b

12



3



=



1400.0

× 4914.0

12



- Diện tích tiết diện nguyên :



4



= 1.384e13

mm



A g = b × h = 6879600mm2



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 38



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



BẢ

NG TỔHP TẢ

I TRỌNG TẠI MẶ

T CẮ

T ĐỈ

NH MÓ

NG

Tả

i trọng Ngang cầ

u

Dọc cầ

u

thẳ

ng

Hy

Mx

Hx

My

đứ

ng

Tả

i trọng giớ

i hạn N(kN)

(kN) (kN.m) (kN) (kN.m)

Sửdụng

11294.8 194.2 1932.8 190.3 2107.2

Cườ

ng độI

14895.3

0.7

0.9

284.4 3116.5

Cườ

ng độII

12771.6 644.6 5970.8 0.0

0.0

Cườ

ng độIII

14409.9 240.2 2359.3 247.1 2730.5

Đặ

c biệ

t

13378.3 3960.7 14256.9 2061.3 8018.4



4.5.3.1



Tính toán cấu kiện chòu nén (điều 5.7.4.5)



Ta xét 2 trường hợp tải trọng: tải trọng cường độ I và đặt biệt.

7 N

- Tải trọng thẳng đứng ở THGH cường độ I là N = 1.48953

× 10

Kiểm tra điều kiện uốn 2 chiều

- Xét trường hợp 1:

Pu ≤ 0.1× φ × f'c × A g

trong đó

Pu

Pu = N = 14895300N

:lực dọc tính toán lớn nhất

φ

φ



:hệ số sức kháng đối với cấu kiện chòu nén dọc trục



= 0.75

7

=> Pu = 1.48953

× 10 N <

7

0.1⋅ φ ⋅ f'c ⋅ A g = 0.1× 0.75× 30× 6879600

= 1.5479

× 10 N

=> Trường hợp 1 xảy ra, ta kiểm tra theo điều kiện

Mux Muy

+

≤ 1

Mrx

Mry

trong đó

Mrx:sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo trục X



Mry:sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo trục Y

Số lượng cốt thép theo phương X: at = 30thanh có đường kính D = 28

- Tiết diện xét có chiều rộng b = 4914 mm, chiều cao h = 1400 mm

- Diện tích cốt thép :

-



A s = at ×



π



2



×D



 π × 282 

2

= 30× 

= 18472.6

mm



 4 



-



4

Đối với cấu kiện chòu uốn: φ = 0.9

- Chọn lớp phủ bêtông dc = 80mm



-



- Ta có:



-



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 39



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



ds = h − dc = 1400.0− 80 = 1320.0

mm

a=

c=





c



=



ds



A s × fy

0.85× f'c × b

a

β1



=



=



18472.6

× 420

( 0.85× 30× 4914.0

)



= 61.92mm



61.92



= 74.0mm

0.8357



74.0



= 0.056 < 0.45 nên sức kháng tính toán của mặt cắt

1320.0



là:







Mrx = φ × A s × fy ×  ds −







a





61.92

 = 0.9× 18472.6× 420×  1320.0−



2

2 





= 9.00091e9

Nmm

- Sau khi đạt được cường độ ta kiểm tra các điều kiện về cốt thép :

c

= 0.056 < 0.45

+ Kiểm tra lượng cốt thép tối đa:

ds

+ Lượng cốt thép tối thiểu:

As

f'c

18472.6

=

= 0.0028 > 0.03×

= 0.0021 đạt

b × ds

( 4914.0

× 1320.0

)

fy

+ Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép :

Smax≤ 1.5× h → Smax≤ 1.5× 1400.0

→ Smax≤ 2100.0đạt

và Smax < 450 mm

đạt



đạt



* Số lượng cốt thép theo phương Y: at = 12thanh có đường kính D = 28

- Tiết diện xét có chiều rộng h = 1400 mm, chiều cao b = 4914 mm

- Đối với cấu kiện chòu uốn: φ = 0.9

- Diện tích cốt thép :

at ×



π



2



×D



 π × 282 

2

= 12× 

= 7389.03

mm



 4 



-



4

Chọn lớp phủ bêtông dc = 80mm

Ta coù:



-



mm

ds = b − dc = 4914.0− 80 = 4834.0



-



a=



-



c=



-







c

ds



=



A s × fy

0.85× f'c × h

a

β1



=



=



18472.6

× 420

( 0.85× 30× 1400.0

)



= 217.3mm



217.3



= 260.0mm

0.8357



260.0



= 0.054 < 0.45 nên sức kháng tính toán của mặt cắt là:

4834.0



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 40



MSSV: CD03151



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

5 KIỂM TOÁN CÁC MẶT CẮT

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×