Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
4 Tính toán nội lực cọc:

4 Tính toán nội lực cọc:

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



TTGH CĐ III



1039.26

8703.947

9

2056.706 116.386 662.569



TTGH SD



9903.892 857.825 4943.714 87.290 5480.327



7.4.1 Xác đònh bề rộng tính toán bc:

Ta có: D = 1 > 0.8 nên bề rộng qui ước được tính theo

công thức sau:

b c = D + 1 = 1 + 1 = 2m



7.4.2 Tính hệ số K:

Ta có : h m = 2 × (D + 1) = 2 × (1 + 1) = 4m Vậy chiều sâu đặt

móng nằm trong 2 lớp đất.

Lớp đất 1: Đất sét hữu cơ có h = 2m,IL = 1.32 > 1 Tra

bảng G1 ta được K = 50T/m4.

Lớp đất 2a:Đất sét lẫn ít cát mòn có h = 7m, I L < 0

tra bảng G1 ta được K = 600T/m4.

Hệ sô K được tính theo công thức:

K=



K1 × h1 × (2 × h m − h1 ) + K 2 × (h m − h1 ) 2

h 2m



50 × 2 × (2 × 4 − 2) + 600 × (4 − 2) 2

=

= 187.5T / m 4

2

4



7.4.3 Xác đònh hệ số biến dạng của đất quanh cọc:

α bd =



5



K × bc 5

187.5 × 2

=

= 0.29

Ec × I

3465289 × 0.04909



Trong đó:

Ec = 33994.5MPa = 3465289T/m2 : Mô đun đàn hồi của

bê tông thân cọc.

I = 0.04909m4 : Mô men quán tính mặt cắt ngang cọc.

7.4.4 Xác đònh chuyển vò đơn vò của cọc tại cao trình

mặt đất:

δ0HH - Chuyển vò ngang do H0 = 1 gây ra.

δ0HM - Chuyển vò ngang do M0 = 1 gây ra.

δ0MH - Chuyển vò xoay do H0 = 1 gây ra.

δ0MM - Chuyển vò xoay do M0 = 1 gây ra.



Chiều sâu tính đổi của cọc trong đất:





h = α × L = 0.29 × 35 = 10.15m



Trong đó: L = 35m Chiều sâu thực tế cọc hạ trong đất.

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 80



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



_



Tra bảng G2 với h = 10.15m ta được giá trò của các hệ số:

A0 = 2.441

B0 = 1.621

C0 = 1.751

Các chuyên vò đơn vò của cọc tại cao trình mặt đất được

xác đònh theo công thức:

A0

2.441

=

= 0.000563 m/T

3

α × E b × I 0.29 × 3465289 × 0.04909

B

1.621

δ0HM = δ 0MH = 2 0

=

= 0.00011 m-1

2

α bd × E b × I 0.29 × 3465289 × 0.04909

C0

1.751

δ0MM =

=

= 0.000035 (T.m)-1

α bd × E b × I 0.29 × 3465289 × 0.04909

δ0HH =



3

bd



7.4.5 Xác đònh chuyển vò của cọc tại đỉnh cọc:

δ HH - Chuyển vò ngang do Hn = 1 gây ra.

δ HM - Chuyển vò ngang do Mn = 1 gây ra.

δ MH - Chuyển vò xoay do Hn= 1 gây ra.

δ MM - Chuyển vò xoay do Mn = 1 gây ra.

δ PP - Chuyển vò thẳng đứng do Pn = 1 gây ra



Do bệ trụ chôn trong đất nên ta có L0 = 0 , Vậy chuyển

vò của cọc tại đầu cọc cũng là chuyển vò của cọc tại

cao trình mặt đất:

δ HH = δ0HH = 0.000563 m/T

δ HM = δ MH = δ0HM = 0.00011 T-1

δ MM = δ0MM = 0.000035 (T.m)-1

δ PP =



L0 + h

Kd

+

(m/T)

E × A Ch × A



Trong đó:

L0 = 0 – Chiều dài của cọc trên mặt đất.

h = 35m – Chiều dài cọc chôn sâu trong đất.

Kd =



D 1

= = 0.2 Hệ số xét đến sự giảm biến dạng của

5 5



nền đối với những đáy móng lớn.

C h = K × h = 600 × 35 = 21000T / m 3 - Hệ số nền của đất tại

mũi cọc.

K = 600T/m4 - Hệ số ảnh hưởng của phản lực đất

tại mũi cọc.

⇒ δ PP =



0 + 35

0.2

+

= 2.4986 × 10−5 T/m

3465289 × 0.7854 21000 × 0.8754



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 81



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



7.4.6 Xác đònh phản lực tại đỉnh cọc:

ρPP - Phản lực theo phương thẳng đứng do Chuyển vò thẳng



đứng = 1 gây ra.

ρHH - Phản lực ngang do chuyển vò ngang = 1 gây ra.

ρHM - Phản lực ngang do chuyển vò xoay = 1 gây ra.

ρMH - Phản lực Mô men do chuyển vò ngang = 1 gây ra.

ρMM - Phản lực mô men do chuyển vò xoay = 1 gây ra.

ρPP =



1

1

=

= 40022.4T / m

δPP 2.4986 ×10−5



δ MM

3.5 × 10−5

=

= 4606.95 T/m

2

δHH × δMM − δMH

0.00056 × 3.5 × 10−5 − 0.000112

δ HM

0.00011

ρMH = ρ HM =

=

= 14495.9 T/m

2

δ HH × δ MM − δ MH 0.00056 × 3.5 ×10−5 − 0.000112

δ HH

0.00056

ρMM =

=

= 74193.6 T/m

2

δ HH × δ MM − δ MH 0.00056 × 3.5 ×10−5 − 0.000112

ρHH =



7.4.7 Xác đònh các phản lực tại các liên kết của

hệ cơ bản:

Xét theo phương dọc cầu:(M y, Hx , NZ)

Ta có bảng đặc trưng hình học của các nhóm cọc:

Nhóm

cọc



Số

cọc



1



3



xn



x2

2.2

-1.5 5

2.2

1.5

5



α



tg

α



sin

α



cos

α



Sin2

α



cos2

α



0



0



0



1



0



1



2

3

0 0

0

1

0

1

Trong đó:

Xn – Khoảng cách từ trọng tâm cọc tới trọng tâm

mặt cắt theo phương dọc cầu.

α - Góc xiên giữa trục dọc của cọc với trục thẳng

đứng.

Các phản lực đơn vò được xác đònh theo các công thức

sau:

rvv = ∑ ki × ρ PP × Cos 2α + ∑ ki × ρ HH × Sin 2α = 6 × 40022.4 × 1 = 240134

ruw



ruu = ∑ k i ×ρPP × Sin 2α + ∑ k i ×ρHH Cos 2α = 6 × 4606.95 × 1 = 27641.7

= rwu = ∑ k i × (ρPP − ρHH ) × x × Sinα × Cosα − ∑ k i × ρ MH × Cosα = −6 × 14495.9 × 1 = −86976



rww = ∑ ki × ρ PP × xn2 × Cos 2α + ∑ ki × ρ HH × xn2 × Sin 2α + 2 × ∑ ki × ρ MH × xn × Sinα + ∑ ki × ρ MM

= (3 × 2.25 + 3 × 2.25) × 40022.4 + 6 × 74193.6 = 985464

Do hệ đối xứng nên ta có: rvu = ruv = rvω = rωv = 0



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 82



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Xét theo phương ngang cầu:(M x ,Hy, Nz)

Ta có bảng đặc trưng hình học của các nhóm cọc:

Nhóm

cọc



tg

α



Số

cọc



sin

α



sin2

α



α

cosα

cos2α

xn

x2

18.92

1

2

4.35

25

0

0

0

1

0

1

0

0

2

2

0

0

0

1

0

1

18.92

3

2

4.35

25

0

0

0

1

0

1

Xn – Khoảng cách từ trọng tâm cọc tới trọng tâm mặt

cắt theo phương dọc cầu.

α - Góc xiên giữa trục dọc của cọc với trục thẳng

đứng.

Các phản lực đơn vò được xác đònh theo các công thức

sau:

rvv = ∑ ki × ρ PP × Cos 2α + ∑ ki × ρ HH × Sin 2α = 6 × 40022.4 × 1 = 240134

ruw



ruu = ∑ k i ×ρPP × Sin 2α + ∑ k i ×ρHH Cos 2α = 6 × 4606.95 × 1 = 27641.7

= rwu = ∑ k i × (ρPP − ρHH ) × x × Sinα × Cosα − ∑ k i × ρ MH × Cosα = −6 × 14495.9 × 1 = −86976



rww = ∑ ki × ρ PP × xn2 × Cos 2α + ∑ ki × ρ HH × xn2 × Sin 2α + 2 × ∑ ki × ρ MH × xn × Sinα + ∑ ki × ρ MM

= (2 × 18.9 + 2 × 0 + 2 ×18.9) × 40022.4 + 6 × 74193.6 = 3073815.036

Do hệ đối xứng nên ta có: rvu = ruv = rvω = rωv = 0



7.4.8 Xác đònh chuyển vò u, v ,w của bệ cọc:

Ta có bảng các tổ hợp nội lực tại đáy bệ cọc như

sau:

BẢNG TỔNG HP NỘI LỰC MẶT CẮT (5-5) KHI XẾP 2

LÀN XE

Tổ hợp nội

lực

TTGH CĐ I



V (KN)



Hướng dọc



Hướng ngang



Hx (KN) My (KNm) Hy (KN) Mx (KNm)



13435.509 1323.644 7213.484



TTGH CÑ II



9633.523 910.911



TTGH CÑ III



8703.947 1039.269 2056.706



TTGH SD



9903.892 857.825



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 83



6186.271

4943.714



0.000



8720.950



407.352 11039.942

116.386



662.569



87.290



5480.327



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Xét trường hợp theo phương dọc cầu:(M y, Hx, Nz)

Ta xét cho trạng thái giới hạn cường ñoä I:

M y = 721.3T.m

H x = 132.36T

N z = 1343.5T



Chuyển vò u, v,w của bệ cọc là nghiệm của hệ phương

trình sau:

v × rvv = N z

u × ruu + w × ruw = H x

u × rwu + w × rww = M y



240134 × v = 1343.5509







27641.7 × u − 86976 × w = 132.364

−86976 × u + 985464 × w = 721.348



Giải hệ phương trình ta được:

u = 0.0098m

v = 0.0056m

w = 0.0016rad



Xác đònh nội lực tại đầu cọc:



P n = ρPP × (u × Sinα + (v + x × w) × Cosα)

H n = ρHH × (u × Cosα − (v + x × w) × Sinα) − ρMH × w

M n = ρMM × w − ρMH × (u × Cosα − (v + x × w) × Sinα)



Kết quả nội lực tính toán như bảng sau:

Nhóm

cọc



Số

cọc



1



3



2



3



Sin

α



Cos

α



(v +

x.w)



Pn(T)



Hn(T)



0

1.5



0



1



0.0032



127.95

8



22.06

1



1.5 0



0



1



0.0080



319.89

2



22.06

1



x



α



Mn(T.m

)

130.46

6

130.46

6



Ta nhận thấy nội lực trong nhóm cọc thứ 2 có nội

lực lớn nhất.

Kiểm tra lại các giá trò tính toán:

Nhó

m

cọc

1

2

Tổn

g



Mn



Pcosα



Psinα



PxCosα



(T.m)



(T)



(T)



391.399



383.87

5



0



391.399

782.798



959.67

5

1343.5

51



(T.m)

575.81

3

1439.5

13

863.70

0



0

0



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 84



(T)



(T)



HxSin

α

(T.m)



66.18

2



0



0



0



0



0



0



Hcosα Hsinα



66.18

2

132.3

64



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



P = ∑ P × Cosα − ∑ H × Sinα = 1343.551T

H = ∑ P × Sinα + ∑ H × Cosα = 132.364T

M = ∑ P × x × Cosα + ∑ H × x × Sinα + ∑ M = 80.902T.m



Sai số của phép tính là 0%.

Các tổ hợp còn lại ta tính tương tự, kết quả tính toán như

bảng sau:

TTGH

TTGH CĐI



N(T)



Hx(T)



My(T.m) v (m)



u(m) w(rad)



Pn(T)



Hn(T) Mn(T.m)



1343.55

132.364 721.348 0.00560.0098 0.0016 319.892 22.061 -130.466

1



TTGH CÑII 963.352 91.091 618.627 0.0040 0.00830.0013 236.909 19.919 -111.246

TTGH CÑIII 870.395 103.927 205.671 0.0036 0.0088 0.0007 189.993 29.645 -121.861

TTGH SD

TTGH ÑB



990.389 85.783 494.371 0.00410.00810.0011 229.526 21.905 -109.932

0.000



0.000



0.000 0.0000 0.0050 0.0000 0.000 23.172 -72.913



7.4.9 Bảng Tính Chuyển Vò Bệ Cọc Và Nội Lực Tại

Đầu Cọc

7.4.9.1 Xét cho phương ngang cầu:(Mx , Hy , Nz)

Ta xét cho trạng thái giới hạn cường độ I:

M x = 872.095T.m

H y = 0T

N z = 1343.55T



Chuyển vò u, v,w của bệ cọc là nghiệm của hệ phương

trình sau:

v × rvv = N z

u × ruu + w × ruw = H x

u × rwu + w × rww = M y



240134 × v = 1343.5509







27641.7 × u − 86976 × w = 0

−86976 × u + 3073815.036 × w = 872.095



Giải hệ phương trình ta được:

u = 0.0010m

v = 0.00565m

w = 0.0003rad



Xác đònh nội lực tại đầu cọc:



P n = ρPP × (u × Sinα + (v + x × w) × Cosα)

H n = ρHH × (u × Cosα − (v + x × w) × Sinα) − ρMH × w

M n = ρMM × w − ρMH × (u × Cosα − (v + x × w) × Sinα)



Kết quả nội lực tính toán như bảng sau:

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 85



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG

Nhóm

cọc



Số

cọc



1



2



2



2



3



2



x



α



GVHD: PGS_TS



Sinα Cosα (v + x.w)



-4.35 0



0



1



0.0042



0



0



1



0.0056



-4.35 0



0



1



0.0069



0



Hn(T Mn(T.m

)

)



Pn(T)

169.70

3

223.92

5

278.14

7



0.00 -11.895

0.00 -11.895

0.00 -11.895



Ta nhaän thấy nội lực trong nhóm cọc thứ 3 có nội lực

lớn nhất.

Kiểm tra lại các giá trò tính toán:

Nhóm

Mn(T.m) Pcosα(T) Psinα(T) PxCosα(T.m) Hcosα(T) Hsinα(T) HxSinα(T.m)

cọc

1

-23.789 339.406

0

-1476.417

0

0

0

2



-23.789 447.850



0



0.000



0



0



0



3



-23.789 556.294



0



2419.880



0



0



0



Tổng



-71.368 1343.551



0



943.463



0



0



0



P = ∑ P × Cosα − ∑ H × Sinα = 1343.511T

H = ∑ P × Sinα + ∑ H × Cosα = 0 + 0 = 0T

M = ∑ P × x × Cosα + ∑ H × x × Sinα + ∑ M = 872.095T.m



Sai số của phép tính là 0%.

Các tổ hợp còn lại ta tính tương tự, kết quả tính toán như

bảng sau:

Mx(T.m

v (m) u(m) w(rad)

)

TTGH 1343.5

872.09 0.005 0.001 0.000

0.000

CÑI

51

5

6

0

3

TTGH 963.35 40.73 1103.9 0.004 0.002 0.000

CÑII

2

5

94

0

5

44

TTGH 870.39 11.63

0.003 0.001 0.000

66.257

CÑIII

5

9

6

4

0

990.38

548.03 0.004 0.001 0.000

TTGH SD

8.729

9

3

1

3

2

TTGH



N(T)



7.4.9.1.1



Hy(T)



Pn(T) Hn(T)

261.3

20

213.3

93

149.4

77

189.7

42



Mn(T.m

)



0.000 -11.895

4.925 -32.303

5.922 -20.037

2.990 -17.258



Kiểm tra chuyển vò ngang:



Ta có: u max = 1.87cm < [ u ] = 3.8cm ⇒ thõa điều kiện

Kiểm tra khả năng chòu lực dọc:

Tónh tải bản thân cọc: p c = γ c × A c × L = 2.5 × 0.7854 × 36.15 = 70.98T

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 86



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Điều kiện kiểm tra:



Pn + γ DC × Pc = 356.2 + 1.25 × 70.98 = 444.9T < [P] = 556.1T ⇒ thõa điều



kiện.



7.5

Tính toán sức chòu tải ngang của cọc:

Xác đònh mô men và chuyển vò ngang của 1 cọc

thẳng đứng chòu mô men và lực ngang tại cao trình mặt

đất theo lý thuyết TERZAGHI.

σz =



ψ

M × C1

H × D1

K

× z e × (y0 × A1 − 0 × B1 + 2 0

+ 30

)

α bd

α bd

α bd × E × I α bd × E × I



2

M z = α bd

× E × I × y0 × A 3 − α bd × E × I × ψ 0 × B3 + M 0 × C3 +



H0

× D3

α bd



Q z = α 3bd × E × I × y 0 × A 4 − α 2bd × E × I × ψ 0 × B4 + M 0 × α bd × C 4 + H 0 × D 4



Trong đó:

Ze – Chiều sâu tính đổi xác đònh theo công thức:

z e = α bd × z



Ai, Bi, Ci, Di – Các hệ số lấy theo bảng G3 phụ thuộc

vào ze.

Mô men uốn và lực cắt tại cao trình mặt đất(Theo trạng

thái giới hạn đặc biệt)

Do bệ trụ nằm trong đất nên ta có:

H 0 = H = 54.86T

M 0 = M = −110.65T.m



Chuyển vò ngang và góc xoay tại cao trình mặt đất:

0

y 0 = H 0 × δHH

+ M 0 × δ0HM = 54.86 × 0.000563 − 110.65 × 0.00011 = 0.01873m



ψ 0 = H 0 × δ0MH + M 0 × δ0MM = 54.86 × 0.00011 − 110.65 × 0.000035 = 0.00217rad



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 87



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Kết quả tính toán ta lập thành các bảng sau:

BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOAÙN AÙP

Z

Z(m)

e

A1

B1

C1

0

0

1

0

0

0.346 0.

6

1

1

0.1

0.005

0.693 0.

2

2

1

0.2

0.02

1.039 0.

8

3

1

0.3

0.045

1.386 0.

5

4

1

0.4

0.08

1.733 0.

1

5

1

0.5

0.125

2.079 0.

7

6 0.999

0.6

0.018

2.426 0.

3

7 0.999

0.7

0.245

2.772 0.

9

8 0.997 0.799

0.32

3.119 0.

5

9 0.995 0.899

0.405

3.466

1

1 0.992 0.997

0.499

3.812 1.

8

1 0.987 1.095

0.604

4.159 1.

4

2 0.979 1.192

0.718

4.506 1. 0.969 1.287

0.841

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 88



LỰC σz (T/m2)

D1

0



σz



0



1.1444



0.001



2.182



0.005



3.1059



0.011



3.9057



0.021



4.5798



0.036



5.587



0.057



5.547



0.085



5.8418



0.121



6.0229



0.167



6.1171



0.222



6.092



0.288

0.365



5.9686

5.7728



0



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG

4.852

6

5.199

2

5.545

8

5.892

4

6.239

1

6.585

7

6.932

3

7.625

5

8.318

7

9.012

10.39

8

12.13

2

13.86

5



3

1.

4

1.

5

1.

6

1.

7

1.

8

1.

9



GVHD: PGS_TS



0.955



1.379



0.974



0.456



5.5144



0.937



1.468



1.115



0.56



5.2051



0.913



1.553



1.264



0.678



4.837



0.882



1.633



1.421



0.812



4.4317



0.848



1.706



1.584



0.961



4.1041



0.795



1.77



1.752



1.126



3.5604



2

2.

2

2.

4

2.

6



0.735

0.574

9

0.346

9

0.033

2



1.924

2.2721

7

2.6088

2



1.308

1.7204

2

2.1953

5

2.7236

5



3.1077



3

3.

5



-0.928



1.823

1.887

1

1.874

5

1.754

7

1.036

8



4



-5.853



-2.928 -1.272

-5.95



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 89



2.9067

3.225

2.463



3.858

4.9798

2



-0.9268



4.5478



2.2063

1.3465

0.5597

0.7709

2.0465

3.1405



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 90



GVHD: PGS_TS



MSSV: CD03151



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

4 Tính toán nội lực cọc:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×