Trinh tutinhtoandami theotcmoi

202 views

Published on

http://seoenigma-review.com

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
202
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
3
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Trinh tutinhtoandami theotcmoi

  1. 1. tr×nh tù tÝnh dÇm btct d−l d¹ng ch÷ i theo tiªu chuÈn míi 22tcn 272-05 DÇm BTCT D¦L kÐo sau mÆt c¾t d¹ng ch÷ I lµ mét kÕt cÊu dÇm gi¶n ®¬n ®· vµ ®ang ®−îc dïng rÊt phæ biÕn trªn thÕ giíi còng nh− trong n−íc ta hiÖn nay. ¦u ®iÓm cña d¹ng dÇm nµy lµ thi c«ng ®¬n gi¶n, lµ mét gi¶i ph¸p tèt ®èi víi c¸c d¹ng cÇu trªn ®−êng cong hay cÇu chÐo. Ngoµi ra kÕt cÊu dÇm nµy cã thÓ liªn tôc ho¸ b»ng b¶n mÆt cÇu mét c¸ch ®¬n gi¶n Hµ Néi, th¸ng 12 n¨m 2005 1
  2. 2. I. tr×nh tù tÝnh to¸n TÝnh to¸n dÇm I BTCT D¦L X¸c ®Þnh kÝch th−íc mÆt c¾t ngang cÇu X¸c ®Þnh ®Æc tr−ng vËt liÖu X¸c ®Þnh kÝch th−íc mÆt c¾t ngang dÇm Sè liÖu ®Çu vµo X¸c ®Þnh ®−êng ch¹y bã c¸p D¦L X¸c ®Þnh t¶i träng t¸c dông lªn dÇm TÝnh ®Æc tr−ng HH t¹i c¸c mÆt c¾t trong tõng giai ®o¹n TÝnh mÊt m¸t D¦L ë c¸c G§ TÝnh hÖ sè ph©n bè ngang Xö lý sè liÖu TÝnh néi lùc t¹i c¸c mÆt c¾t do tõng t¶i träng Tæ hîp t¶i träng t¹i c¸c mÆt c¾t KiÓm tra dÇm ë TTGH sö dông KiÓm to¸n KiÓm tra dÇm ë TTGH c−êng ®é KÕt thóc 2
  3. 3. ii. tãm t¾t c¬ së lý thuyÕt Theo Tiªu chuÈn 22 TCN 272-05, (®−îc biªn so¹n trªn c¬ së AASHTO-98) , c¸c bé phËn kÕt cÊu ®−îc tÝnh to¸n thiÕt kÕ theo ph−¬ng ph¸p tr¹ng th¸i giíi h¹n. Theo ph−¬ng ph¸p nµy, c¸c trÞ sè hiÖu øng t¶i do t¸c ®éng tÝnh to¸n g©y ra kh«ng ®−îc v−ît qu¸ trÞ sè giíi h¹n ®−îc qui ®Þnh trong qui tr×nh. Theo qui ph¹m nµy, yªu cÇu tÝnh to¸n theo 4 tr¹ng th¸i giíi h¹n: B¶ng 1 : C¸c tæ hîp t¶i träng Tæ hîp t¶i träng C−êng ®é I C−êng ®é II C−êng ®é III Môc ®Ých cña Tæ hîp t¶i träng XÐt xe b×nh th−êng trªn cÇu kh«ng cã giã Cµu chÞu giã tèc ®é qu¸ 25 m/s XÐt xe b×nh th−êng trªn cÇu cã giã tèc ®é 25m/s §Æc biÖt KiÓm tra vÒ ®éng ®Êt, va xe, va x« tÇu thuyÒn vµ dßng n−íc Khai th¸c KiÓm tra tÝnh khai th¸c,nghÜa lµ ®é vâng vµ bÒ réng vÕt nøt bª t«ng Mái KiÓm tra mái ®èi víi mÆt c¾t thÐp C¸c hÖ sè t¶i träng chñ yÕu Ho¹t t¶i γL = 1.75 T¶i träng giã γL = 1.40 Ho¹t t¶i γL = 1.35 T¶i träng giã Ho¹t t¶i γL = 0.40 γL = 0.50 t¶i träng ®Æc biÖt Ho¹t t¶i γL = 1.00 γL = 1.00 T¶i träng giã Ho¹t t¶i γL = 0.30 γL = 0.75 Nh− vËy + VÒ TTGH c−êng ®é: Cã 3 TTGH c−êng ®é ( kh¸c víi AASHTO-98 cã 5 TTGH c−êng ®é). + VÒ TTGH ®Æc biÖt: Cã 1 TTGH ®Æc biÖt. ( kh¸c víi AASHTO-98 cã 2 TTGH ®Æc biÖt). + VÒ TTGH khai th¸c: Cã 1 TTGH khai th¸c. ( kh¸c víi AASHTO-98 cã 3 TTGH khai th¸c). + TTGH mái: Cã 1 TTGH mái. (gièng nh− AASHTO-98) 2.1 §Æc tr−ng vËt liÖu 2.1.1 Bª t«ng • C−êng ®é chÞu nÐn Theo Tiªu chuÈn 22 TCN 272-5, viÖc ®¸nh gi¸ c−êng ®é bª t«ng dùa trªn c¸c mÉu thÝ nghiÖm bª t«ng h×nh l¨ng trô. C−êng ®é ®Æc tr−ng (ký hiÖu f'c) ®−îc x¸c ®Þnh ë tuæi 28 ngµy sau khi ®æ bª t«ng.t−¬ng øng x¸c xuÊt P=0,95; (t−¬ng tù nh− kh¸i niÖm vÒ c−êng ®é tiªu chuÈn ®−îc dïng trong Tiªu chuÈn cò 22 TCN 18-79 3
  4. 4. • C−êng ®é chÞu kÐo khi uèn NÕu kh«ng cã sè liÖu x¸c ®Þnh b»ng thÝ nghiÖm th× c−êng ®é chÞu kÐo khi uèn cã thÓ x¸c ®Þnh nh− sau: §èi víi bª t«ng tû träng th«ng th−êng f r = 0 .63 f 'c (2-1) • M« ®un ®µn håi Khi kh«ng cã c¸c sè liÖu chÝnh x¸c h¬n, m«®un ®µn håi Ec cña c¸c lo¹i bª t«ng cã tû träng trong kho¶ng 1440÷2500kg/m3 cã thÓ x¸c ®Þnh nh− sau: E c = 0 . 043 γ 1 .5 c (2-2) f 'c trong ®ã γc lµ tû träng cña bª t«ng (kg/m3) 2.1.2 Cèt thÐp • Cèt thÐp th−êng §èi víi cèt thÐp däc chñ, chØ ®−îc dïng thÐp thanh cã giíi h¹n ch¶y nhá h¬n 400 MPa khi cã sù chÊp thuËn cña chñ c«ng tr×nh. M«®un ®µn håi Es cña c¸c lo¹i cèt thÐp th−êng lÊy b»ng 200 000 MPa • Cèt thÐp dù øng lùc Lo¹i c¸p hay sö dông nhÊt lµ tao thÐp xo¾n 7 sîi ®−êng kÝnh 12.7mm cã ®é tù chïng thÊp theo Tiªu chuÈn ASTM A416 víi c¸c chØ tiªu c¬ lý nh− sau: C−êng ®é cùc h¹n: fpu = 1860 MPa Giíi h¹n ch¶y: fpy = 1670 MPa M«®un ®µn håi: Ep = 197000 MPa Ngßai ra còng cã lo¹i c¸p cã c−êng ®é thÊp h¬n. 2.1.3 C¸c yªu cÇu kü thuËt • ChØ tiªu ®é vâng Theo tiªu chuÈn 22 TCN 272-01, víi c¸c cÊu kiÖn cã nhÞp ®¬n hoÆc liªn tôc, ®é vâng do t¶i träng sö dông (bao gåm c¶ lùc xung kÝch) kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 1/800 khÈu ®é tÝnh to¸n. Víi c¸c cÇu cã c¶ t¶i träng ®−êng ng−êi ®i bé th× kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 1/1000 khÈu ®é tÝnh to¸n. - víi T¶i träng xe t¶i thiÕt kÕ: s ≤ 1/800 L (2-2a) 4
  5. 5. - víi T¶i träng xe t¶i thiÕt kÕ vµ ng−êi ®i bé: s ≤ 1/1000 L (2-2b) 2.2 MÆt c¾t ngang dÇm D¹ng mÆt c¾t ngang cÇu cã c¸c d¹ng nh− sau: B b b w n@S C¸c phiÕn dÇm cã d¹ng: b3 h4 h5 h6 b4 b5 b6 b2 b5 h1 h2 H h3 b6 b1 Ph¹m vi ¸p dông: - KhÈu ®é nhÞp hîp lý: 20m ≤ L ≤ 35m - Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c phiÕn dÇm 2.0m ≤ S ≤ 2.7m 5
  6. 6. 2.3 C¸c tr−êng hîp t¶i träng 2.3.1 Ho¹t t¶i xe • Ho¹t t¶i xe «t« thiÕt kÕ Ho¹t t¶i xe «t« trªn mÆt cÇu hay kÕt cÊu phô trî ®−îc ®Æt tªn lµ HL-93 sÏ gåm tæ hîp cña: - Xe t¶i thiÕt kÕ hoÆc xe 2 trôc thiÕt kÕ vµ - T¶i träng lµn thiÕt kÕ So s¸nh gi÷a 2 tæ hîp nµy vµ lÊy gi¸ trÞ bÊt lîi nhÊt. • Xe t¶i thiÕt kÕ 4.3 tíi 9.0 m 4.3 m 35kN 145kN 145kN 3.6m 1.8m 0.6m nãi chung 0.3m khi thiÕt kÕ mót thõa mÆt cÇu Cù ly gi÷a 2 trôc 145kN ph¶i thay ®æi gi÷a 4300 vµ 9000mm ®Ó g©y ra hiÖu øng lùc lín nhÊt. • Xe hai trôc thiÕt kÕ Xe hai trôc gåm mét cÆp trôc 110kN c¸ch nhau 1200mm. Cù ly chiÒu ngang cña c¸c b¸nh lÊy b»ng 1800mm. 1.2 m 110 kN 110kN • T¶i träng lµn thiÕt kÕ T¶i träng lµn thiÕt kÕ gåm t¶i träng 9.3kN/m ph©n bè ®Òu theo chiÒu däc. Theo chiÒu ngang cÇu ®−îc gi¶ thiÕt lµ ph©n bè ®Òu trªn chiÒu réng 3000mm. HiÖu øng lùc cña t¶i träng lµn thiÕt kÕ kh«ng chÞu t¶i träng ®éng cho phÐp. 6
  7. 7. w =9.3 kN/m • HiÖu øng lùc cùc h¹n HiÖu øng lùc cùc h¹n cña ho¹t t¶i ph¶i x¸c ®Þnh b»ng c¸ch coi mçi tæ hîp cã thÓ cña sè lµn chÞu t¶i nh©n víi hÖ sè t−¬ng øng trong b¶ng sau: Sè lµn chÊt t¶i HÖ sè xuÊt hiÖn nhiÒu lÇn m 1.20 1.00 0.85 0.65 1 2 3 >3 2.3.2 T¶i träng ®éng cho phÐp T¸c ®éng tÜnh häc cña xe t¶i hay xe hai trôc kh«ng kÓ lùc ly t©m vµ lùc h·m ph¶i t¨ng thªm mét tû lÖ phÇn tr¨m cho t¶i träng ®éng cho phÐp ®−îc qui ®Þnh trong b¶ng sau: CÊu kiÖn IM Mèi nèi b¶n mÆt cÇu 75% TÊt c¶ cÊu kiÖn kh¸c ♦ Tr¹ng th¸i giíi h¹n mái vµ gißn ♦ TÊt c¶ TTGH kh¸c 15% 33% 2.3.3 HÖ sè ph©n bè ho¹t t¶i cho dÇm • HÖ sè ph©n bè vÒ m«men uèn vµ lùc c¾t cho dÇm trong Víi tr−êng hîp 1 lµn xe: ⎛ S ⎞ ⎛ S ⎞ ⎛ Kg ⎞ FMi = 0.06 + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ 3⎟ ⎝ 4300 ⎠ ⎝ L ⎠ ⎜ Lt s ⎟ ⎠ ⎝ 0.4 0.3 0.1 FSi = 0.36 + S 7600 (CT-1) Víi tr−êng hîp nhiÒu lµn xe: 0.6 0.2 ⎛ S ⎞ ⎛ S ⎞ ⎛ Kg ⎞ FMi = 0.075 + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ 3⎟ ⎝ 2900 ⎠ ⎝ L ⎠ ⎜ Lt s ⎟ ⎠ ⎝ 0.1 FSi = 0.2 + S ⎛ S ⎞ −⎜ ⎟ 3600 ⎝ 10700 ⎠ 2.0 (CT-2) • HÖ sè ph©n bè vÒ m«men uèn vµ lùc c¾t cho dÇm ngoµi Víi tr−êng hîp 1 lµn xe: dïng ph−¬ng ph¸p ®ßn b¶y Víi tr−êng hîp nhiÒu lµn xe: FMe = e.FMi de e = 0.77 + 2800 FSe = eFSi d e = 0.6 + e 3000 (CT-3) 7
  8. 8. 2.3.4 C¸c tr¹ng th¸i giíi h¹n C¸c cÊu kiÖn bª t«ng øng suÊt tr−íc ph¶i ®−îc kiÓm tra øng suÊt vµ biÕn d¹ng cho tõng giai ®o¹n cã thÓ lµ tíi h¹n trong qu¸ tr×nh thi c«ng, vËn chuyÓn vµ l¾p r¸p còng nh− trong qu¸ tr×nh khai th¸c. Cô thÓ, mçi thµnh phÇn hoÆc liªn kÕt sÏ ph¶i tho¶ m·n c«ng thøc sau øng víi mçi TTGH: η ∑ γi Qi ≤ φ Rn = Rr (TCN 272-05 1.3.2.1-1) (CT-4) Trong ®ã: η γi Qi φ Rn Rr - HÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng - HÖ sè t¶i träng - T¶i träng qui ®Þnh - HÖ sè søc kh¸ng - Søc kh¸ng danh ®Þnh - Søc kh¸ng tÝnh to¸n = φ Rn • HÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng η = ηD . ηR . ηI ≥ 0.95 (LRFD 1.3.2.1-2) ηD = HÖ sè xÐt ®Õn tÝnh dÎo cña kÕt cÊu ηR = HÖ sè xÐt ®Õn tÝnh d− cña kÕt cÊu ηI = HÖ sè liªn quan ®Õn tÇm quan träng khi khai th¸c • HÖ sè søc kh¸ng φ = 0.90 Khi tÝnh kh¶ n¨ng chÞu uèn kÕt cÊu BTCT th−êng φ = 1.00 Khi tÝnh kh¶ n¨ng chÞu uèn kÕt cÊu BTCT D¦L φ = 0.90 Khi tÝnh kh¶ n¨ng chÞu c¾t, xo¾n (CT-5) 2.3.5 ThiÕt kÕ theo tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông chØ giíi h¹n vÒ øng suÊt, biÕn d¹ng vµ bÒ réng vÕt nøt. C¸c hÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng cã thÓ ¸p dông (TCN 1.3) η = ηD . ηR . ηI = 0.95 (CT-5) Tæ hîp t¶i träng vµ hÖ sè t¶i träng Khi tÝnh cÇu dÇm b¶n BTCT, cã hai tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông ®−îc ®Ò cËp tíi trong ch−¬ng tr×nh bµy: Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông: Tæ hîp t¶i träng liªn quan ®Õn khai th¸c b×nh th−êng cña cÇu víi giã cã vËn tèc 25m/s vµ víi tÊt c¶ t¶i träng lÊy theo gi¸ trÞ danh ®Þnh vµ còng liªn quan ®Õn kiÓm tra ®é vâng trong kÕt cÊu thÐp, vá hÇm ... vµ bÒ réng vÕt nøt trong kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp. HÖ sè t¶i träng : (B¶ng 3.4.1-1) γD = 1.0 Líp phñ mÆt cÇu ( Asphalt) γD = 1.0 C¸c cÊu kiÖn vµ bé phËn liªn quan γL = 1.0 Ho¹t t¶i Sö dông 1.0 {1.0 DC + 1.0 LL} (CT-6) 8
  9. 9. • Giíi h¹n øng suÊt kÐo (LRFD 5.9.4.2.2) Víi t¶i träng sö dông bao gåm c¶ t¶i träng xe, øng suÊt kÐo trong c¸c bé phËn cã tao thÐp øng suÊt tr−íc dÝnh b¸m sÏ ®−îc kh¶o s¸t ®¸nh gi¸ theo tæ hîp t¶i träng øng suÊt kÐo trong vïng nÐn tr−íc kh«ng xuÊt hiÖn vÕt nøt: - Víi c¸c cÊu kiÖn cã c¸c bã thÐp øng suÊt tr−íc dÝnh b¸m ft=0.50 √ f'c (Mpa) (CT-8) - CÊu kiÖn trong ®iÒu kiÖn ¨n mßn nghiªm träng ft=0.25 √ f'c (Mpa) (CT-9) • Giíi h¹n øng suÊt nÐn sau khi mÊt m¸t (LRFD 5.9.4.2.1) øng suÊt nÐn ®−îc kh¶o s¸t ®¸nh gi¸ víi tæ hîp t¶i träng - D−íi t¸c dông t¶i träng th−êng xuyªn: fc= 0.45 f'c (Mpa) (CT-10) - D−íi t¸c dông t¶i träng th−êng xuyªn vµ nhÊt thêi trong vËn chuyÓn cÈu l¾p: fc= 0.60 f'c (Mpa) (CT-11) • øng suÊt giíi h¹n tao thÐp øng suÊt tr−íc (B¶ng 5.9.3-1) ThÐp tù chïng thÊp ®· ®−îc sö dông: C−êng ®é ph¸ ho¹i fpu =1860 Mpa giíi h¹n ch¶y fy = 0.9 fpu =1674 Mpa T¹i ®Çu kÝch fpj =0.78 fpu =1451 Mpa Sau khi truyÒn øng suÊt fpt = 0.74 fpu =1376 Mpa Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông fpe = 0.80 fpy =1339 Mpa 2.3.6 TÝnh mÊt m¸t øng suÊt • MÊt m¸t do tôt neo Stress Loss due to Slip fpj Lslip = Set * E p fps1 p fps • TÝnh mÊt m¸t do co ng¾n ®µn håi ∆f pES = Ls li p Distance to Cable End N −1 Ep f cgp N E ci • TÝnh mÊt m¸t do co ngãt cña bª t«ng (5.9.5.4.2) ∆fpSR = (93-0.85H) H - ®é Èm m«i tr−êng (CT-12) 9
  10. 10. • TÝnh mÊt m¸t do tõ biÕn cña bª t«ng (5.9.5.4.2) ∆fpCR = (12.0 fcgp - 7∆fcdp) • TÝnh mÊt m¸t chïng øng suÊt (5.9.5.4.2) ∆fpCR = 138 - 0.3∆fpF - 0.4∆fpES - 0.2*(∆fSR + ∆fpCR) (CT-13) (CT-14) 2.3.6 ThiÕt kÕ theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é: Tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é xem xÐt ®¶m b¶o yªu cÇu ®é bÒn vµ ®é æn ®Þnh • C¸c hÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng cã thÓ ¸p dông (LRFD 1.3) η = ηD . ηR . ηI = 0.948 < 0.95 η = 0.950 • Tæ hîp t¶i träng vµ hÖ sè t¶i träng (CT-15) (LRFD 3.4.1) Tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é I: Tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n cña xe sö dông th«ng th−êng cña cÇu kh«ng xÐt ®Õn giã. HÖ sè t¶i träng : (B¶ng 3.4.1-1) γAS = 1.5 Líp phñ mÆt cÇu ( Asphalt) γDC = 1.25 C¸c cÊu kiÖn vµ bé phËn liªn quan γLL = 1.75 Ho¹t t¶i (TTGH c−êng ®é-I ) Tæ hîp t¶i träng: φ {γAS AS + γDC DC + 1.75 LL} (2-29) HÖ sè søc kh¸ng φ: LÊy theo môc 2.4.4.1 §èi víi kÕt cÊu øng suÊt tr−íc mét phÇn chÞu uèn vµ kÐo hoÆc kh«ng kÐo, gi¸ trÞ φ cã thÓ lÊy theo: φ = 0.90 + 0.1(PPR) (2-30) Víi: PPR = APS f PY APS f PY + AS f Y (2-31) As - DiÖn tÝch cèt thÐp th−êng (mm2) Aps - DiÖn tÝch cèt thÐp øng suÊt tr−íc (mm2) fy - Giíi h¹n ch¶y cèt thÐp (MPa) fpy - Giíi h¹n ch¶y thÐp øng suÊt tr−íc (MPa) 2.3.7 ThiÕt kÕ chèng uèn Kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña kÕt cÊu dÇm BTCT ¦ST theo c−êng ®é chÞu uèn sÏ ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Mr ≤ φ Mn Trong ®ã: Mr (2-32) - M« men tÝnh to¸n t¹i tiÕt diÖn ®ang xÐt Mn - C−êng ®é m«men danh ®Þnh t¹i tiÕt diÖn φ - HÖ sè c−êng ®é chÞu uèn Quan hÖ tù nhiªn gi÷a øng suÊt bª t«ng chÞu nÐn vµ øng biÕn cã thÓ coi nh− mét khèi h×nh ch÷ nhËt t−¬ng ®−¬ng, c¹nh b»ng 0.85f'c ph©n bè trªn mét vïng giíi h¹n bëi mÆt ngoµi cïng chÞu nÐn cña mÆt c¾t vµ ®−êng th¼ng song song víi trôc trung 10
  11. 11. hoµ, c¸ch thí chÞu nÐn ngoµi cïng mét kho¶ng a = β1 c. Kho¶ng c¸ch c ph¶I tÝnh vu«ng gãc víi trôc trung hoµ. HÖ sè β1 cã thÓ lÊy b»ng 0.85 khi c−êng ®é bª t«ng kh«ng v−ît qu¸ f'c = 28Mpa, ng−îc l¹i β1 cã thÓ gi¶m ë møc 0.05 cho mçi 7Mpa v−ît qu¸ 28Mpa nh−ng kh«ng nhá h¬n 0.65. • C−êng ®é m«men tÝnh to¸n ⎧ a⎞ 2⎠ ⎛ ⎝ (Theo TCN 5.7.3.2.2-1) a⎞ 2⎠ ⎛ ⎝ a ⎞⎫ 2 ⎠⎭ ⎛ ⎝ φM n = φ ⎨ A ps f ps ⎜ d p − ⎟ + As f y ⎜ d s − ⎟ − As' f ' y ⎜ d ' s − ⎟⎬ ⎩ (2-33) Víi cèt thÐp D¦L dÝnh b¸m víi bª t«ng (TCN 5.7.3.1.1-4): c= A ps f pu + As f y − As' f ' y 0.85β 1 f b + kA ps ' c (2-34) f pu dp Trong ®ã: fy fPS cdp ds d's hf a- C−êng ®é ch¶y cña cèt thÐp th−êng khi chÞu kÐo øng suÊt trung b×nh trong thÐp øng suÊt tr−íc thêi ®iÓm ®¹t søc kh¸ng danh ®Þnh Kho¶ng c¸ch tõ thí chÞu nÐn ngoµi cïng tíi träng t©m cña tiÕt diÖn Kho¶ng c¸ch tõ thí chÞu nÐn ngoµi cïng tíi träng t©m cèt thÐp øng suÊt tr−íc Kho¶ng c¸ch tõ thí chÞu nÐn ngoµi cïng tíi träng t©m cèt thÐp th−êng chÞu kÐo Kho¶ng c¸ch tõ thí chÞu nÐn ngoµi cïng tíi träng t©m cèt thÐp th−êng chÞu nÐn ChiÒu cao c¸nh chÞu nÐn ChiÒu cao khèi øng suÊt t−¬ng ®−¬ng • øng suÊt trung b×nh trong tao c¸p øng suÊt tr−íc fps §èi víi mÆt c¾t h×nh ch÷ nhËt, øng suÊt do t¹o øng suÊt tr−íc sau mÊt m¸t fpe kh«ng nhá h¬n 0.5fpu, øng suÊt trung b×nh trong thÐp øng suÊt tr−íc fps cã thÓ lÊy nh− sau (LRFD 5.7.3.1.1-1): fps = fpu (1-k c/dp) < fpu = trong ®ã: k = 2 ( 1.04 - fpy/fpu ) 1860 Mpa (2-35) (2-36) • L−îng cèt thÐp tèi ®a L−îng thÐp øng suÊt tr−íc vµ kh«ng øng suÊt tr−íc tèi ®a ph¶i ®−îc giíi h¹n sao cho: c / de ≤ 0.42 trong ®ã: de = APS f PY d P + AS f Y d S APS f PY + AS f Y (2-37) (2-38) ë ®©y: de -ChiÒu cao lµm viÖc t−¬ng øng tõ thí chÞu nÐn xa nhÊt tíi träng t©m lùc kÐo trong cèt thÐp chÞu kÐo (mm) Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh cho mÆt c¾t qu¸ nhiÒu cèt thÐp víi tû lÖ øng suÊt tr−íc mét phÇn lín h¬n 50% cã thÓ tÝnh theo: 11
  12. 12. Mn = (0.36 β1 - 0.08 β12 ) f'c b de2 (2-39) • L−îng cèt thÐp tèi thiÓu BÊt kú mét mÆt c¾t nµo cña cÊu kiÖn chÞu uèn, l−îng thÐp øng suÊt tr−íc vµ cèt thÐp th−êng ph¶i ®ñ ®Ó ph¸t triÓn søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n Mr, Ýt nhÊt b»ng 1.2 lÇn c−êng ®é nøt, ®−îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së sù ph©n bè ®µn håi cña øng suÊt vµ c−êng ®é chÞu kÐo khi uèn fr cña bª t«ng. Mr = φ Mn ≥ 1.2 Mcr Mcr = (fr + fpe) Sc - MDL (Sc/Sb - 1) (2-40) (2-41) Trong ®ã: Mcr Sc - C−êng ®é nøt - M«men tÜnh mÆt c¾t liªn hîp ®èi víi thí xa nhÊt cña mÆt c¾t Sb - M«men tÜnh mÆt c¾t kh«ng liªn hîp ®èi víi thí xa nhÊt cña mÆt c¾t MDL - M«men do tÜnh t¶i mÆt c¾t kh«ng liªn hîp fr - C−êng ®é chÞu kÐo khi uèn cña bª t«ng §èi víi c¸c cÊu kiÖn kh«ng cã thÐp øng suÊt tr−íc, l−îng thÐp tèi thiÓu qui ®Þnh ®−îc coi lµ tho¶ m·n nÕu: (2-42) ρmin ≥ 0.03 f'c / fy Trong ®ã: ρmin lµ tû lÖ gi÷a thÐp chÞu kÐo víi mÆt c¾t nguyªn. 2.3.8 ThiÕt kÕ chèng c¾t vµ xo¾n • Ph−¬ng ph¸p thiÕt kÕ C¸c vïng cña mét cÊu kiÖn cã thÓ phï hîp víi gi¶ thiÕt tiÕt diÖn vÉn ph¼ng sau khi ®Æt t¶i ph¶i ®−îc thiÕt kÕ chÞu c¾t vµ xo¾n theo mét trong hai m« h×nh lµ m« h×nh chèng vµ gi»ng hoÆc theo m« h×nh c¾t ph¼ng. Theo ®iÒu 5.8.1.1, C¸c cÊu kiÖn mµ trong ®ã n¬i mµ kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm lùc c¾t b»ng 0 ®Õn mÆt gèi nhá h¬n 2d, hoÆc lµ c¸c cÊu kiÖn trong ®ã t¶i träng tËp trung g©y ra lín h¬n 1/2 lùc c¾t ë gèi gÇn h¬n 2d tÝnh tõ mÆt gèi th× cã thÓ coi chóng lµ lo¹i dÇm cao vµ m« h×nh tÝnh to¸n chèng-gi»ng sÏ ®−îc ¸p dông. Víi kÕt cÊu dÇm b¶n gi¶n ®¬n, t¹i vÞ trÝ L/2 lu«n lín h¬n hai lÇn chiÒu cao dÇm mµ t¹i ®ã gi¸ trÞ lùc c¾t b»ng 0, v× vËy m« h×nh c¾t ph¼ng sÏ ®−îc ¸p dông. Theo m« h×nh nµy, søc kh¸ng cña bé phËn chÞu c¾t hoÆc c¾t-xo¾n cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh dùa trªn c¸c ®iÒu kiÖn c©n b»ng vµ t−¬ng thÝch biÕn d¹ng, b»ng c¸ch dïng c¸c quan hÖ øng suÊt - øng biÕn ®−îc hiÖu chØnh b»ng thÝ nghiÖm cho cèt thÐp vµ cho bª t«ng bÞ nøt chÐo. • C¸c yªu cÇu chung Søc kh¸ng xo¾n tÝnh to¸n Tr vµ kh¸ng c¾t tÝnh to¸n Vr ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: Tr = φ Tn (2-43) Vr = φ Vn (2-44) Víi bª t«ng tû träng th«ng th−êng, hiÖu øng xo¾n ph¶i ®−îc xem xÐt khi: Tu > 0.25 φ Tcr (2-45) Tcr = 0.328 f ' c Trong ®ã: Tcr 2 Acp pc 1+ f pc 0.328 f ' c (2-46) - M«men nøt xo¾n 12
  13. 13. Tu Acp pc fpc - M«men xo¾n tÝnh to¸n - Toµn bé diÖn tÝch bao bäc bëi chu vi ngoµi cña mÆt c¾t bª t«ng - Chu vi ngoµi mÆt c¾t bª t«ng - øng suÊt nÐn trong bª t«ng ë träng t©m mÆt c¾t chÞu t¶i träng nhÊt thêi sau khi mÊt m¸t øng suÊt tr−íc • ChiÒu dµi truyÒn lùc vµ ph¸t triÓn lùc §Ó x¸c ®Þnh søc kh¸ng cña c¸c cÊu kiÖn bª t«ng øng suÊt tr−íc kÐo tr−íc ph¶i xÐt ®Õn kh¶ n¨ng t¨ng dÇn lùc kÐo cña c¸p trong chiÒu dµi truyÒn lùc vµ chiÒu dµi ph¸t triÓn lùc ë vïng ®Çu cÊu kiÖn. Lùc øng suÊt tr−íc cã thÓ coi lµ ph¸t triÓn tuyÕn tÝnh tõ 0 ë ®iÓm lùc dÝnh b¸m b¾t ®Çu ®Õn lín nhÊt ë chiÒu dµi truyÒn lùc. ChiÒu dµi truyÒn lùc cã thÓ lÊy b»ng 60 lÇn ®−êng kÝnh tao c¸p. Tao c¸p øng suÊt tr−íc ph¶i ®−îc dÝnh kÕt v−ît qu¸ mÆt c¾t nguy hiÓm víi chiÒu dµi ph¸t triÓn lùc ®−îc tÝnh theo (2-47) ld ≥ (0.15 fps - 0.097 fpe) db Trong ®ã: øng suÊt cã hiÖu thÐp øng suÊt tr−íc (MPa) fpe øng suÊt trung b×nh trong thÐp øng suÊt tr−íc thêi fPS ®iÓm ®¹t søc kh¸ng danh ®Þnh (MPa) ®−êng kÝnh tao c¸p danh nghÜa (mm) db • Søc kh¸ng danh ®Þnh Khi ph¶n lùc theo h−íng lùc c¾t t¸c dông g©y lªn lùc c¾t ë ®Çu cÊu kiÖn, vÞ trÝ mÆt c¾t nguy hiÓm do c¾t ph¶i lÊy lín h¬n 0.5dv cotgθ hoÆc dv tÝnh tõ mÆt trong gèi. Søc kh¸ng danh ®Þnh ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh vµ lÊy trÞ sè nhá h¬n cña c¸c biÓu thøc sau: Vn = Vc + Vs + Vp (2-48) (2-49) Vn = 0.25f'c bv dv+ Vp Trong ®ã : Vc = 0.083β f ' c bv d v (2-50) Av f y d v (cot gθ + cot gα ) sin α (2-51) Vs = s BiÓu thøc (2-47) lµ c¸c thµnh phÇn chÞu c¾t do bª t«ng, cèt thÐp vµ thµnh phÇn th¼ng ®øng cña øng suÊt tr−íc. BiÓu thøc (2-48) lµ ®¶m b¶o bª t«ng bông dÇm kh«ng bÞ ph¸ ho¹i tr−íc khi cèt thÐp ®ai ®¹t tíi giíi h¹n ch¶y. ë ®©y: - BÒ réng bông cã hiÖu, lÊy gi÷a bÒ réng bông nhá nhÊt bv trong ph¹m vi chiÒu cao dv. - ChiÒu cao chÞu c¾t cã hiÖu, lÊy b»ng cù ly th¼ng gãc víi dv trôc trung hoµ gi÷a hîp lùc kÐo vµ nÐn do uèn, nh−ng kh«ng nhá h¬n trÞ sè lín h¬n cña 0.9de hoÆc 0.72h s - Cù ly cèt thÐp ®ai Av - DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu c¾t trong cù ly s - Thµnh phÇn øng suÊt tr−íc cã hiÖu trªn h−íng lùc c¾t Vp t¸c dông, lµ d−¬ng nÕu ng−îc chiÒu lùc c¾t - Gãc nghiªng cèt thÐp ®ai ®èi víi trôc däc dÇm (®é) α - HÖ sè xÐt ®Õn kh¶ n¨ng truyÒn øng suÊt kÐo qua vïng bª β t«ng ®· xuÊt hiÖn vÕt nøt chÐo - Gãc nghiªng cña øng suÊt nÐn chÐo víi trôc däc dÇm θ 13
  14. 14. • X¸c ®Þnh β vµ θ C¸c trÞ sè θ vµ β lµ c¸c hµm cña øng biÕn ∈x trong cèt thÐp däc, øng suÊt c¾t V trong bª t«ng vµ th«ng sè kho¶ng c¸ch vÕt nøt sx. §èi víi c¸c mÆt c¾t cã cèt thÐp ®ai, c¸c gi¸ trÞ b vµ q tra theo ®å thÞ 5.8.3.4.2-1 vµ b¶ng 5.8.3.4.2-1 AASHTO LRFD-1998. TrÞ sè ®é d·n dµi εx thÓ hiÖn ®é cøng mÆt c¾t ngang, ®é lín cña m«men, lùc c¾t vµ lùc do øng suÊt tr−íc t¹i mÆt c¾t tÝnh to¸n. MÆt c¾t cã hµm l−îng cèt thÐp däc lín, dù øng lùc nhiÒu, m«men do ngo¹i lùc t¸c dông nhá th× trÞ sè εx rÊt bÐ. §a sè víi mÆt c¾t cã dù øng lùc däc, trÞ sè εx gÇn nh− b»ng 0. Nh÷ng mÆt c¾t nh− vËy cã biÕn d¹ng bông nhá do ®ã c¸c gi¸ trÞ Vc cao. Lùc c¾t lµ nguyªn nh©n g©y kÐo trong cèt thÐp däc. Víi mÆt c¾t ®· chän lùc kÐo nµy trë lªn lín h¬n khi θ nhá h¬n vµ khi Vc trë lªn lín h¬n. Gi¸ trÞ cña β & θ ®−îc dùa trªn viÖc tÝnh to¸n c¸c øng suÊt cã thÓ ®−îc truyÒn qua bª t«ng bÞ nøt chÐo, khi c¸c vÕt nøt trë lªn réng h¬n, øng suÊt cã thÓ ®−îc truyÒn nµy sÏ gi¶m ®i. Víi c¸c cÊu kiÖn cã cèt thÐp ngang ®−îc gi¶ ®Þnh r»ng c¸c vÕt nøt chÐo sÏ c¸ch nhau 300mm. - øng suÊt c¾t trong bª t«ng ®−îc x¸c ®Þnh theo: V u − φV p v= (2-52) φbb d v - øng biÕn trong cèt thÐp däc ë phÝa chÞu kÐo do uèn cña cÊu kiÖn ®−îc x¸c ®Þnh theo: Mu + 0.5N u + 0.5Vu cot gθ − A ps f po dv ≤ 0.002 ∈x = E s As + E p A ps (2-53) NÕu gi¸ trÞ cña ∈x tÝnh tõ ph−¬ng tr×nh trªn lµ ©m th× gi¸ trÞ tuyÖt ®èi cña nã ph¶i ®−îc gi¶m ®i b»ng nh©n víi hÖ sè F∈ lÊy theo: F∈ = E s As + E p A ps E c Ac + E s As + E p A ps Trong ®ã: Ac Aps As Nu Vu Mu fpo (2-54) fpo = fpe + fpcEp/Ec (2-55) - DiÖn tÝch bª t«ng phÝa chÞu kÐo uèn cña cÊu kiÖn - DiÖn tÝch thÐp øng suÊt tr−íc phÝa chÞu kÐo uèn trõ ®i sù thiÕu ph¸t triÓn ®Çy ®ñ ë mÆt c¾t ®−îc nghiªn cøu - DiÖn tÝch thÐp kh«ng øng suÊt tr−íc phÝa chÞu kÐo uèn trõ ®i sù thiÕu ph¸t triÓn ®Çy ®ñ ë mÆt c¾t ®−îc nghiªn cøu - Lùc däc trôc tÝnh to¸n, lÊy dÊu d−¬ng nÕu chÞu nÐn - Lùc c¾t tÝnh to¸n - M«men tÝnh to¸n - øng suÊt trong thÐp øng suÊt tr−íc khi øng suÊt trong bª t«ng xung quanh b»ng 0, cã thÓ lÊy theo: - Víi c¸c mÆt c¾t bª t«ng kh«ng øng suÊt tr−íc kh«ng chÞu kÐo däc trôc vµ cã Ýt nhÊt mét l−îng cèt thÐp ®ai tèi thiÓu hoÆc khi cã tæng chiÒu cao thÊp h¬n 400mm, cã thÓ dïng c¸c gi¸ trÞ sau ®©y: β = 2.0 θ = 45 14
  15. 15. • Cèt thÐp däc Víi nh÷ng mÆt c¾t kh«ng chÞu xo¾n cèt thÐp däc ph¶i ®−îc thiÕt kÕ sao cho tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau: ⎡ Mu N ⎤ ⎛V ⎞ As f y + A ps f ps ≥ ⎢ + 0.5 u ⎥ + ⎜ u − 0.5V s − V p ⎟ cot gθ ⎟ ⎜φ φ ⎦ ⎝ ⎠ ⎣ d vφ (2-56) Trong ®ã: - DiÖn tÝch thÐp øng suÊt tr−íc phÝa chÞu kÐo uèn trõ ®i sù thiÕu ph¸t triÓn ®Çy ®ñ ë mÆt c¾t ®−îc nghiªn cøu Aps • C¸c mÆt c¾t chÞu c¾t vµ xo¾n kÕt hîp Cèt thÐp ®ai §èi víi c¾t vµ xo¾n kÕt hîp, gi¸ trÞ ∈x ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng tr×nh (2-53) víi viÖc thay Vu b»ng: ⎛ 0.9 p h Tu Vu = V + ⎜ ⎜ 2A o ⎝ 2 u ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 2 (2-57) Gãc θ tra b¶ng 3 víi øng suÊt c¾t V lÊy b»ng: ⎛ Vu − φV p v= ⎜ ⎜ φb d v v ⎝ 2 ⎛p T ⎞ ⎟ + ⎜ h 2u ⎟ ⎜ φfA ⎠ ⎝ oh ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 2 (2-58) Trong ®ã: Ao Aoh ph - DiÖn tÝch ®−îc bao bëi dßng c¾t, bao gåm diÖn tÝch lç trong ®ã nÕu cã (mm2) - DiÖn tÝch ®−îc bao bëi tim cèt thÐp ®ai kÝn chÞu xo¾n phÝa ngßai, bao gåm diÖn tÝch c¸c lç nÕu cã (mm2) - Chu vi theo tim cña cèt thÐp ®ai kÝn chÞu xo¾n (mm) • Cèt thÐp däc §èi víi c¾t vµ xo¾n kÕt hîp, cèt thÐp däc ph¶i ®−îc ®Æt ®Ó tho¶ m·n ph−¬ng tr×nh sau: ⎡ Mu ⎤ ⎛ 0.45 p h Tu 2 + 0.5N u ⎥ + cot gθ (Vu − 0.5V s − V p ) + ⎜ φ ( As f y + A ps f ps ) ≥ ⎢ ⎜ 2A o ⎣ dv ⎦ ⎝ ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ 2 (2-59) • Yªu cÇu bè trÝ cèt ®ai Cèt thÐp ®ai ph¶i ®−îc bè trÝ khi: (2-60) Vu > 0.5 φ (Vc + Vp) HoÆc khi ®iÒu kiÖn (2-45) x¶y ra. • Cèt thÐp ®ai tèi thiÓu T¹i mÆt c¾t yªu cÇu cã cèt thÐp ®ai nh− qui ®Þnh trong (2-60) th× diÖn tÝch cèt thÐp yªu cÇu kh«ng ®−îc Ýt h¬n: Av = 0.083 f ' c bv s fy (2-61) Trong ®ã: Av - DiÖn tÝch cèt thÐp ®ai trong cù ly s (mm2) bv - ChiÒu réng bông cã hiÖu (mm) s - Cù ly gi÷a c¸c cèt thÐp ®ai (mm) 15
  16. 16. • Cù ly tèi ®a cña cèt thÐp ®ai Cù ly cèt thÐp ®ai kh«ng ®−îc v−ît qu¸ trÞ sè sau: (2-62) - NÕu Vu < 0.1 f'cbvdv th×: s ≤ 0.8 dv ≤ 600 mm - NÕu Vu ≥ 0.1 f'cbvdv th×: s ≤ 0.4 dv ≤ 300 mm (2-63) 3.3.9 §é vâng vµ ®é vång • §é vâng do tÜnh t¶i C«ng thøc tæng qu¸t tÝnh ®é vâng do c¸c lo¹i tÜnh t¶i: (2-64) δt = 5 . q . L4 / (384 Ec . Ic ) Trong ®ã: q - TÜnh t¶i r¶i ®Òu (dÇm, b¶n mÆt cÇu, líp phñ, lan can...) L - KhÈu ®é nhÞp Trong thùc tÕ tÝnh to¸n ®é vâng do tÜnh t¶i phÇn 2 vµ ho¹t t¶i ®é cøng EI sÏ t¨ng lªn 10%. • §é vång do lùc dù øng lùc §é vång do lùc dù øng lùc g©y ra m«men ®Çu dÇm δp= (Mp*L2 ) / ( 8*Ec*Ic ) = (Pe*es*L2 ) / ( 8*Ec*Ic ) (2-65) Trong ®ã: - M«men do thµnh phÇn dù øng lùc lÖch t©m g©y ra MP es - kho¶ng c¸ch träng t©m ®¸m thÐp tíi träng t©m dÇm • §é vâng do ho¹t t¶i Theo ®iÒu 3.6.1.3.2 LRFD-1998, ®é vâng do ho¹t t¶i khi kiÓm tra chØ tiªu vÒ ®é vâng cho phÐp sÏ ®−îc lÊy b»ng gi¸ trÞ lín h¬n cña: - §é vâng do riªng t¶i träng xe thiÕt kÕ, hoÆc - §é vâng do 25% t¶i träng xe thiÕt kÕ céng víi ®é vâng do t¶i träng lµn thiÕt kÕ. Cã thÓ ¸p dông c¸c c«ng thøc c¬ häc kÕt cÊu sau ®Ó tÝnh ®é vâng dÇm gi¶n ®¬n: + Do t¶i träng d¶i ®Òu ( t¶i träng lµn): (2-66) δU = (5.g.L4)/(384.Ec.Ic) + Do 1 t¶i träng tËp trung ( t¶i träng trôc): (2-67) δP = P.c.(3L2-4c2)/(48.Ec.Ic) Trong ®ã: g - T¶i träng ph©n bè ®Òu trªn dÇm P - T¶i träng tËp trung c - kho¶ng c¸ch tõ gèi tíi vÞ trÝ ®Æt t¶i träng tËp trung P Sö dông ph−¬ng ph¸p céng t¸c dông cho tõng vÞ trÝ trôc xe cña hai lo¹i xe thiÕt kÕ lµ xe t¶i vµ xe hai trôc, so s¸nh lÊy gi¸ trÞ lín h¬n. KÕt qu¶ tÝnh to¸n sÏ ®−îc kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn (2-2b). 16

×