Bài giảng Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Buổi 6 - Nguyễn Ngọc Tuyến

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng mố trụ cầu - Buổi 6 - Nguyễn Ngọc Tuyến

1. 9/3/2013 Tính trụ cầu (t.theo) • 4.2.4. Xác định nộilựctrongtrụ – Mộtsố mặtcắtnguyhiểmcầntínhnộilực để kiểmtra: 1 1 3 2 1 2 2 3 2 1 3 3 44 4 4 5 5 5 5 Trụ thân hẹpTrụ thân cột 236 Tính trụ cầu (t.theo) – Xác định mô men trong mũ trụ bằng đường ảnh hưởng: 112 2 3 3 4 4 5 5 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 R th+ R R t+ R h R t + R h R t + R h R t + R h R t+ R h R th+ R R th+ R R th+ R R t + R h 1 2 1 2 y 1 y2 đ§AH.a.h M1-1 đ.a.h§AH M2-2 y y 1 y 5 y2 4 y3 Nếu tiết diện thân trụ có dạng đầu tròn (bán kính r), hoặc đầu nhọn (có chiều dài đoạn đầu nhọn bằng f) thì chiều dài tính toán của mũ trụ mút thừa lấy như sau: =(chiều dài thực tế + r/3, hoặc f/3) 237 11
2. 9/3/2013 Tính trụ cầu (t.theo) etr eph – Xác định nộilực trong thân trụ tr ph R i R i Lựcdọc: N = ΣRi ; Tj Lựccắt: V = Tj ; 1 Mô men uốn: M = ΣR e + Σ T h i i j j 2 trong đó: 3 4 Ri, Tj = các lựcthẳng đứng và nằm ngang tác dụng phía trên tiếtdiện đang xét; ei , hj = cánh tay đòn của các lựcRi và Tj tính đến tâm củatiếtdiệnxét 238 Tính trụ cầu (t.theo) • 4.2.5. Kiểmtoántrụ – Mũ trụ tuỳ theo điềukiệnlàmviệccủamũ trụ có thể cầnkiểm toán các nội dung: • Bê tông chịulựccụcbộ • Uốn, cắt, xoắn – Thân trụ cầnkiểmtoáncácnội dung: • Nén uốn • Cắt, xoắn – Bệ trụ cầnkiểmtoáncácnội dung: • Uốn • Cắt, chọcthủng (punching shear) 239 12
3. 9/3/2013 Tính trụ cầu (t.theo) • 4.2.6. KiểmtoáncấukiệnBTCT chịunénuốn đồng thời – Điều 5.7.4.4. quy định sức kháng nén danh định Pn củacấu kiệnBTCT chịunénphụ thuộcvàoloạicốt đai đượcsử dụng: Trong đó: • Vớicấukiệncócốt đai xoắn (5.7.4.4‐2): Pn = sức kháng nén danh P 0.85 0.85 fA' A fA định; ncgstyst f‘c = cường độ 28 ngày của bê tông (MPa); • Vớicấukiệncócốt đai thường (5.7.4.4‐3): Ag = diệntíchmặtcắt ngang củacấukiện P 0.80 0.85 fA' A fA BTCT (mm); ncgstyst Ast = diệntíchcốtthép (mm2); fy = cường độ chảydẻo củacốt thép (Mpa). 240 Tính trụ cầu (t.theo) • So sánh sự làm việcgiữacốt đai xoắnvàcốt đai thường Đai thường Đai xoắn ‐ Cộtcó“cốt đai thường” bị phá hoại đột ngột khi biếndạng còn nhỏ. ‐ Côt có “cốt đai xoắn” có biếndạng lớn trướckhibị phá hủy. 241 13
4. 9/3/2013 Tính trụ cầu (t.theo) Cộtcócốt đai thường 242 Tính trụ cầu (t.theo) – Sức kháng nén tính toán củatiếtdiệnBTCT chịu nén thuầntúy Trong đó: Pr = sức kháng nén tính toán; PPrn  0.75 P n Pn = sức kháng nén danh định; φ = 0.75 = hệ số sức kháng khi cấukiệnchịunéndọctrục (xem 5.5.4.2.1). – Sức kháng uốntínhtoáncủatiếtdiệnBTCT chịuuốnthuầntúy M rn M Trong đó: Mr = sức kháng uốntínhtoán; Mn = sức kháng uốndanhđịnh; a φ = 0.9 = hệ số sức kháng khi MAfdnsy 2 cấukiệnchịuuốn (5.5.4.2.1). 243 14
5. 9/3/2013 Tính trụ cầu (t.theo) – Xét cộtchịunénbởilựcPn có độ lệch tâm e: kéo nén Sơđồ tảitrọng Biểu đồ biếndạng Biểu đồ ứng suất 244 Tính trụ cầu (t.theo) – Biểu đồ biếndạng và ứng suấttrongtiếtdiệncộtBTCT có nhiềulớpcốtthép 245 15
6. 9/3/2013 Tính trụ cầu (t.theo) • Phương trình cân bằng giữangoại lựcvànộilực(phương dọctrục): ''' Pncssss 0.85 fab Af Af (*) • Mô men do ngoạilựcgâyraphải cân bằng vớimômen do nộilực gây ra: '''' ha h h Pen 0.85 f c ab A ss f d A ss f d ( ) 22 2 2 Vớimỗi độ lệch tâm e cho trước, từ phương trình (*) và ( ) luôn tìm đượccặpPn và Mn = Pnedo 2 phương trình chỉ có 2 ẩnsố là Pn và c. 246 Tính trụ cầu (t.theo) – Biểu đồ tương tác củacấukiệnBTCT chịunénuốn đồng thời ' Để thuậntiện, cầnxây P0 0.85 fAcg A styst fA dựng mộtbiểu đồ tương tác cường độ để xác định giá trị lực phá hoạivàmômen phá hoạicủacộttương ứng với độ lệch tâm e biến thiên từ 0 tới ∞. Mỗigiátrị củae, luôn xác định đượcmộtcặp Pn và Mn duy nhấtlà giớihạncường độ danh định củacột. 247 16
7. 9/3/2013 Tính trụ cầu (t.theo) 248 Tính trụ cầu (t.theo) Biểu đồ tương tác củacấukiện BTCT chịunén uốn đồng thời 249 17
8. 9/3/2013 Tính trụ cầu (t.theo) – Biểu đồ tương tác củacấukiệnBTCT chịunénuốn đồng thời theo 2 phương: 250 Tính trụ cầu (t.theo) – Để đơngiảnvàthuậntiệnhơn trong tính toán, điều 5.7.4.5 đưara2 công thứcgần đúng sau: • (1). Trường hợplựcdọctrụctínhtoánPu ≥ 0.1φf’cAg thì: 1111 (5.7.4.5 1) PPPPrxy rx ry o Trong đó: Pu = Lựcdọctrụctínhtoán; Ag = Tổng diệntíchmặtcắtngangcột; φ = 0.75 = Hệ số sức kháng cho cấukiệnchịunéndọctrục (xem 5.5.4.2.1); Prxy = Sức kháng nén dọctrụctínhtoánkhiuốntheo2 phương (N); Prx = Sức kháng nén dọctrụctínhtoánxácđịnh khi chỉ có độ lệch ey (N); Pry = Sức kháng nén dọctrụctínhtoánxácđịnh khi chỉ có độ lệch ex (N); Po = Cường độ chịu nén danh định khi lựcnénđúng tâm: ' PfAAfAocgstyst 0.85 251 18
9. 9/3/2013 Tính trụ cầu (t.theo) • (2). Trường hợplựcdọctrụctínhtoánPu < 0.1φf’cAg thì: M M ux uy 1 (5.7.4.5 3) MMrx ry Trong đó: Mux = Mô men tính toán tác dụng theo trụcx (N.mm); Muy = Mô men tính toán tác dụng theo trụcy (N.mm); Mrx = Sức kháng uốntínhtoánđơntrụccủamặtcắttheophương củ trụcx (N.mm); Mry = Sức kháng uốntínhtoánđơntrụccủamặtcắttheophương củ trụcy (N.mm); ex = Muy/Pu = Độ lệch tâm củalựcdọctrụctínhtoántheohướng trụcx; ey = Muy/Pu = Độ lệch tâm củalựcdọctrụctínhtoántheohướng trụcy; PP&0.750.85  P fAA' fA • Chú ý: rx ry n c g st y st α = 0.8 vớicộtcócốt đai thường; α = 0.85 vớicộtcócốt đai xoắn. 252 Tính trụ cầu (t.theo) • Hai công thức ở trên dùng để kiểmtoáncột, trụ BTCT có độ mảnh nhỏ (short column) tứclàkhicộtcótỷ sốđộmảnh (Klu/r) < 22. Khi đó, hiệu ứng độ mảnh trong cộttrụ có thể đượcbỏ qua. K = hệ sốđộdài hữuhiệu quy định ở điều 4.6.2.5; lu = chiềudàitự do củacấukiện(hay khoảng cách giữa2 điểmgiằng củacấukiện) tính bằng mm; r = bánkínhquántínhcủatiếtdiện. • Vớicáccột, trụ BTCT có độ mảnh lớncầnphảixétthêmmô men thứ phát do hiệu ứng P‐Delta gây ra. 253 19
10. 9/3/2013 254 Tính trụ cầu (t.theo) Phân biệt“Braced” và “Unbraced” Khung có giằng Khung không có tăng cứng giằng tăng cứng 255 20