xây dựng

1. THUYẾT MINH GIẢI PHÁP KẾT CẤU HẦM ỐNG A03
1. LỰA CHỌN VẬT LIỆU DÙNG CHO CÔNG TRÌNH:
Vật liệu sử dụng
+ Bêtông dùng cho công trình ta dùng bêtông cấp độ bền B25, Cường độ chịu nén
tính toán
Rn = 14,5 Mpa = 14,5 (N/mm2) = 145x104
daN/m2=145x104
kg/m2
+ Cốt thép chịu lực chính dùng thép CII có bán hầu hết ngoài thị trường:
Cường độ chịu kéo tính toán
Ra = 2800 (daN/cm2
) = 2800 x104
daN/m2=2800x104
kg/m2
2. TÍNH TOÁN TẤM ĐAN
Theo sách Sàn sườn bê tông toàn khối của Gs.Ts.Nguyễn Đình Cống(NXB Xây
Dựng 2008) viết theo TCXDVN 356 :2005,Tấm đan có liên kết kê trên 2 cạnh đối
diện,song song sẽ chịu uốn theo 1 phương vuông góc với cạnh có liên kết.Tưởng
tượng cắt một dải bản theo phương chịu uốn,có bề rộng b.Mỗi dải bản như vậy làm
việc như một dầm,vì vậy bản đan chịu uốn 1 phương còn được gọi là bản loại dầm.
Ta cắt 1 dải bản rộng 1m ra để tìm moment nhịp. Từ các giá trị moment đó ta tính
thép

2. - Xác định chiều dày sàn theo công thức sơ bộ như sau(sách Sàn sườn bê tông toàn
khối của Gs.Ts.Nguyễn Đình Cống-trang 13):
b
D
h l
m
= × = = 18,2cm
Trong đó:
. Bản loại dầm lấy m=30-35 và lấy theo phương cạnh ngắn.
. D= 0.8 -1.4 phụ thuộc vào tải trọng.
=> Chọn chiều dày tấm đan 300mm
-Tỉnh tải(tải trọng bản thân tấm đan):
g= h x  x n
Chiều dày :h=0.3m
Trọng lượng riêng : = 2500(kg/m3
)
Hệ số vượt tải : n=1,1
=>g=0.3x2500x1,1=825 kg/m2
-Hoạt tải
Trong tính toán ta giả thiết nhằm đơn giản hóa,các giả thiết đều là gần đúng,nên ta giả
thiết hoạt tải là phân bố đều,liên tục trên mặt tấm đan (sách Sàn sườn bê tông toàn khối
của Gs.Ts.Nguyễn Đình Cống)thực tế hoạt tải là những lực gần như là tập trung và phân
bố không đều,không liên tục.

3. Hoạt tải tải trọng xe 30 Tấn=30000kg
Theo TCVN 4527:1988-Hầm đường sắt và hầm đường ô tô-tiêu chuẩn thiết kế
-Hệ số vượt tải (ở mục 5.16) ta có n=1,4
- Hệ số động lực do ô tô gây ra cho kết cấu hầm,ký hiệu: 1 + µ=1+0,35
- Tải trọng thi công với hệ số vượt tải bằng n=1,3
 N=30000x1,4x(1+0,35)x1,3=73710kg
Tiết diện hầm ống s=5,5x8,8=48,4m2
=> q’= N/s =1523kg/m2
-Hoạt tải thẳng đứng của đoàn người trên đường đi trên tấm đan lấy bằng 300 kG/m2.
 Tổng hoạt tải q=q’+300=1823 kg/m2
-Tải trọng toàn phần :p=(g+q)b=(825+1823)x1=2648 kg/m
Sơ đồ tính tiết diện tấm đan
- Momen ở nhịp: Mmax=pl2
/8=(2648x3,92
)/8=5035daNm
Chọn ao=3,5cm =>ho=30-3,5=26,5cm=0,265m
-Tính thép :
αm=5035/(145x104
x1x0,2652
)=0,0494
2
0
m
b
M
R bh
α =

4. =0,0507 < ξR=0,595(tra bảng phụ lục 16a sách Sàn sườn bê tông toàn
khối của Gs.Ts.Nguyễn Đình Cống )
=0,9746
=5035/(2800 x104
x0,9746x0,265)=6,96 x10-4
m2=6,96 cm2
Hàm lượng cốt thép:
=(100x6,96 x10-4
)/(1x0,265)=0,26%>µmin=0,05%
Chọn Ø18a150 có sA = 20,36 2
cm
Hàm lượng cốt thép không được nhiều quá để tránh phá hoại dòn , cũng không được ít
quá.Phải thõa mãn điều kiện sau :
min maxµ µ µ≤ ≤
=(100x20,36 x10-4
)/(1x0,265)=0,77%>µmin=0,05%
µ<µmax = ξRRb/Rs=(0,595x145x104
)/ (2800x104
)=3,08%
-Kiểm tra khả năng chịu lực :
Chọn A’s= Ø14a150 có sA = 12,3 2
cm
Chiều cao vùng chịu nén

5. =(2800x104
x20,36 x10-4
- 2800x104
x12,3 x10-4
)/( 145x104
x1)
=0,015m < 2a’=2x0,035=0,07m
=(2800x104
x20,36 x10-4
)/( 145x104
x1x0,265)=0,148 < ξR=0,595(tra bảng phụ lục
16a sách Sàn sườn bê tông toàn khối của Gs.Ts.Nguyễn Đình Cống )
Khả năng chịu lực được tính theo công thức :
=2800x104
x20,36 x10-4
x(1-0,5x0,148) x0,265=13989 daNm
 Mtd = 13989 daNm > Mmax= 5035daNm
 vậy tiết diện đủ khả năng chịu lực
3. TÍNH TOÁN HẦM ỐNG:
Gối hầm ống chịu tải trọng của N’=73710kg(theo mục 2 .Tính toán tấm đan)
-Hoạt tải thẳng đứng của đoàn người trên đường đi trên tấm đan lấy bằng 300 kG/m2.
Tiết diện hầm ống s=5,5x8,8=48,4m2
=> Hoạt tải người = 300x48,4 =14520kg
 Tổng tải trọng tác dụng lên gối hầm ống N=73710+14520=88230 kg/m2
Theo sổ tay thực hành kết cấu công trình của Gs.Ts.Vũ Mạnh Hùng
Cốt thép dọc của cấu kiện chịu nén:
Fa = )( RnFb
N
−
ϕ / Ra
Tải trọng được phân bố cho 3 thành hầm ống nên N=88230/3=29410kg
Độ mảnh λ= 86
2,0
2,1
<==
b
lo
=> 1=ϕ
(chiều cao tính toán ol =2l=0,6x2=1,2m vì liên kết một đầu ngàm,một đầu tự do)

6. Tiết diện chịu tải Fb=0,2x5,5=1,1 m2
Vậy Fa = )1,1145x10
1
29410
( 4
x− / 2800x104
=0,0559 m2=559cm2
-Kiểm tra khả năng chịu lực:
N ≤ Nth=ϕ( Rn Fb + Ra Fa) = 1x(145x104
x1,1 + 2800x104
x0,0559)=3160200kg
=> vậy tiết diện đủ khả năng chịu lực
Ta thấy Nth= 3160200kg >>N= 29410kg,và Rn Fb=145x104
x1,1=1595000kg>> N=
29410kg ,như vậy khả năng chịu nén của bê tông đã lớn hơn rất nhiều so với lực nén của
xe ngang qua hầm ống,bê tông làm việc thôi cũng đủ và ở đây ta bố trí cốt thép các gối
của hầm ống theo hàm lượng cốt thép,khả năng cùng làm việc giữa bê tong và cốt thép là
được.
 Chọn Ø14 có tiết diện S = 1,539cm2,với chiều dài 5,5m,ta bố trí 37Ø14 khoảng
cách 150mm dọc chiều dài => Fa bố trí=1,539x37= 56,94 cm2=56,94 x10-4
m2
-Kiểm tra khả năng chịu lực:
N ≤ Nth bố trí =ϕ( Rn Fb + Ra Fa) = 1x(145x104
x1,1 + 2800x104
x56,94 x10-4
)=1754432kg
• Kiểm tra hàm lượng cốt thép
µt= Fa / Fb=56,94 x10-4
/1,1=0,52%
Ta có λ=6<17 => µmin=0,05%, µmax=3%
 µmin< µt< µmax => thép chọn bố trí đã thỏa mãn

7. Tiết diện chịu tải Fb=0,2x5,5=1,1 m2
Vậy Fa = )1,1145x10
1
29410
( 4
x− / 2800x104
=0,0559 m2=559cm2
-Kiểm tra khả năng chịu lực:
N ≤ Nth=ϕ( Rn Fb + Ra Fa) = 1x(145x104
x1,1 + 2800x104
x0,0559)=3160200kg
=> vậy tiết diện đủ khả năng chịu lực
Ta thấy Nth= 3160200kg >>N= 29410kg,và Rn Fb=145x104
x1,1=1595000kg>> N=
29410kg ,như vậy khả năng chịu nén của bê tông đã lớn hơn rất nhiều so với lực nén của
xe ngang qua hầm ống,bê tông làm việc thôi cũng đủ và ở đây ta bố trí cốt thép các gối
của hầm ống theo hàm lượng cốt thép,khả năng cùng làm việc giữa bê tong và cốt thép là
được.
 Chọn Ø14 có tiết diện S = 1,539cm2,với chiều dài 5,5m,ta bố trí 37Ø14 khoảng
cách 150mm dọc chiều dài => Fa bố trí=1,539x37= 56,94 cm2=56,94 x10-4
m2
-Kiểm tra khả năng chịu lực:
N ≤ Nth bố trí =ϕ( Rn Fb + Ra Fa) = 1x(145x104
x1,1 + 2800x104
x56,94 x10-4
)=1754432kg
• Kiểm tra hàm lượng cốt thép
µt= Fa / Fb=56,94 x10-4
/1,1=0,52%
Ta có λ=6<17 => µmin=0,05%, µmax=3%
 µmin< µt< µmax => thép chọn bố trí đã thỏa mãn