Giáo trình kết cấu cầu bê tông cốt thép - Chương 2

Bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng kết hợp của hai loại vật liệu là bê tông và thép cùng cộng tác chịu lực. Bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong xây dựng hiện nay, là lo

Trang 1

Chương 2:

Tải Trọng – Hệ Số Tải Trọng Tổ Hợp Tải Trọng

GVHD: ThS Nguyễn Văn SơnBộ Môn: Kỹ Thuật Xây Dựng

Thiết Kế Cầu BTCT

Trang 2

Khái Niệm Cơ Bản

1.Quan Điểm Tính Toán:

- Mỗi cấu kiện và liên kết phải thoả mãn pt 1 ở tất cả các trạng thái giới hạn: (1)

≥= DRI

i ηηη

ηηηη

Trang 3

không xét đến tác động do hoạt tải gây ra.

- TTGH cường độ III: tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng xe tiêu chuẩn của cầu với gió có vận tốc 25m/s Tổ hợp này xét đến sự tác dụng đồng thời của tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió và các tải trọng khác.

Trang 4

- TTGH mỏi: tổ hợp tải trọng gây mỏi và đứt gãy liên quan đến hoạt tải xe trùng phục và xung kích dưới tác dụng của một xe tải đơn chiếc Tức là tổ hợp này chỉ xét đến tác dụng do một xe tải và lực xung kích, lực ly tâm gây ra.

Trang 5

Thiết Kế Cầu BTCT5

3.Tổ Hợp và Hệ Số Tải Trọng:

Trang 6

Tải Trọng Thường Xuyên

Khái niệm:

-

- Trọng lượng bản thân của cấu kiện, phụ kiện,…

- Nếu không có số liệu chi tiết thì có thể lấy trọng lượng riêng theo bảng sau:

Trang 7

Hoạt Tải

1.Làn Xe Thiết Kế:a Số làn xe thiết kế:

b Hệ số làn xe thiết kế:

-

- Dựa vào xác xuất thống kê

- Không áp dụng cho TTGH mỏi vì chỉ sử dụng 1 xe tải thiết kế.

Trang 9

Hoạt Tải Xe Cộ

2.Hoạt Tải của Xe Thiết Kế:a Xe tải thiết kế:

Trang 10

2.Hoạt Tải của Xe Thiết Kế:b Xe 2 trục thiết kế:

1200 mm

Trang 11

2.Hoạt Tải của Xe Thiết Kế:c Tải trọng làn thiết kế:

- Xét đến tải trọng gây ra do của đoàn xe.

- Tải trọng làn thiết kế: tải trọng phân bố đều 9.3 N/mm theo chiều dọc cầu.- Theo phương ngang cầu được giả thiết là phân bố trên bề rộng 3000mm.- Khi xét tải trọng làn không được xét đến lực xung kích.

Trang 12

c Diện tích tiếp xúc của lốp xe:

- Giả thiết là một hình chữ nhật có chiều rộng 510mm và chiều dài được xác định theo công thức dưới đây:

L = 2.28 × 10-3 γ (1 + IM/100) × P ; (mm)A = 510L ; (mm)

p = P/A ; (N/mm2); P = 72500N cho xe tải

P = 55000N cho xe 2 trục

- Áp lực lốp xe là phân bố điều trên diện truyền tải:

+ Diện truyền tải ≥ diện tích quy định → áp lực quy định+ Diện truyền tải < diện quy định → áp lực thực tế: real

AApp =

Trang 13

c Diện tích tiếp xúc của lốp xe:

- Xác định diện tích tiếp xúc của lốp xe tải và xe 2 trục ở TTGH Cường độ I: + Ở TTGH cường độ I thì:

+ Đối với xe tải : P = 72500 N → L = 362 mm; A = 184620 mm2.+ Đối với xe 2 trục: P = 55000 N → L = 274 mm; A = 139740 mm2.

IM

Trang 15

- Cả tải trọng làn và vị trí của bề rộng 3000mm phải đặt sao cho gây ra ứng lực lớn nhất.

- Xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế phải bố trí trên chiều ngang sao cho tim của bất kỳ tải trọng bánh xe nào cũng không gần hơn:

+ Khi thiết kế bản hẫng: 300mm tính từ mép đá vỉa hay lan can.

+ Khi thiết kế các bộ phận khác: 600mm tính từ mép làn xe thiết kế

Trang 17

2.Tác Dụng của Hoạt Tải của Xe Thiết Kế:

c Tải trọng thiết kế cho bản mặt cầu, hệ mặt cầu:

- Không được áp dụng khi thiết kế BMC theo phương pháp kinh nghiệm

- Khi tính toán bản mặt cầu theo phương pháp dải tương đương (gần đúng) thì ứng lực phải được lấy dựa trên cơ sở sau:

+ Khi các dải cơ bản là ngang và nhịp không vượt quá 4600mm thì các dải ngang phải được thiết kế theo các bánh xe của trục 145KN.

+ Khi các dải cơ bản là ngang và nhịp vượt quá 4600mm thì các dải ngang phải được thiết kế theo các bánh xe của trục 145KN và tải trọng làn.

+ Khi các dải cơ bản là dọc thì các dải dọc phải thiết kế theo tải trọng của xe tải hoặc xe 2 trục thiết kế và tải trọng làn.

Trang 18

- Phải xét đến tải trọng ngang trên bản hẫng do lực va của xe vào lan can.

Trang 20

3.Tải trọng mỏi:b Tần số:

- Tần số lấy theo lưu lượng xe tải trung bình theo ngày của làn xe đơn (ADTT)SL- Áp dụng cho tất cả các cấu kiện của cầu khi cần kiểm tra mỏi

- Khi thiếu các thông tin đầy đủ thì (ADTT)SL của làn xe đơn:(ADTT)SL = p×(ADTT)

Trong đó:

ADTT : số xe tải/ ngày theo một chiều tính trung bình trong tuổi thọ thiết kế.(ADTT)SL : số xe tải/ ngày trong một làn xe đơn tính trung bình trong tuổi thọ thiết kế.

Trang 22

4.Lực Xung Kích: IM

- Tác động tĩnh của xe tải hay xe hai trục thiết kế không kể lực hãm xe và lực ly tâm, phải được tăng thêm một tỷ lệ phần trăm theo quy định để xét đến lực xung kích.

- Hệ số áp dụng cho hoạt tải tác dụng tĩnh được lấy bằng: (1 + IM/100)- Lực xung kích không được áp dụng:

+ Cho tải trọng bộ hành và tải trọng làn thiết kế.

+ Tường chắn không chịu phản lực thẳng đứng từ KCPT+ Phần móng nằm hoàn toàn dưới nền đất.

- Lực xung kích được lấy như trong bảng sau đây:

Trang 23

- Tốc độ thiết kế đường bộ dựa theo Tiêu chuẩn thiết kế đường bộ

- Lực ly tâm tác dụng theo phương nằm ngang, cách phía trên mặt đường 1800 mm.

- Phải xếp xe ở tất cả các làn xe thiết kế và xét đến hệ số làn xe, m.

=

Trang 24

6.Lực Hãm: BR

- Lực hãm lấy bằng 25% trọng lượng của các trục xe tải hay xe thiết kế.- Lực ly tâm tác dụng theo phương nằm ngang, cách phía trên mặt đường 1800 mm theo cả 2 phương dọc cầu.

- Phải xếp xe ở tất cả các làn xe thiết kế và xét đến hệ số làn xe, m.- Xem các làn xe đi cùng một chiều để gây ra ứng lực lớn nhất.

Trang 25

Hoạt Tải Gió

Trang 26

Trang 28

Áp Dụng

Trang 29

Akashi Kaikyo Bridge (Japan, 1998)

Trang 30

1.Tải Trọng Gió Ngang:

+ S : hệ số điều chỉnh đối với khu vực đất chịu gió và cao độ mặt cầu.

Trong g/đ thi công:

0.85VB

Trang 31

1.Tải Trọng Gió Ngang:

b Tải trọng gió tác động lên công trình: WS

* Tải trọng gió ngang:

- Tải trọng gió ngang PD phải được lấy theo chiều tác dụng nằm ngang và đặt tại trọng tâm của các phần diện tích thích hợp, và được tính như sau:

;

P=0.0006× 2 ≥1.8

Trang 32

Hệ Số Cản Gió Cd

- Nếu KCPT có mặt đón gió đặc, dốc đứng và không có góc vuốt đáng kể ảnh hưởng đáng kể đến khí động học thì Cd được xác định theo tỉ số b/d:

- Nếu KCPT là giàn, lan can, kết cấu phần dưới thì hệ số cản gió Cd được xác định dựa vào bảng 6 của Tiêu chuẩn TCVN 2737-95

- Đối với các KCPT phức tạp khác thì phải tiến hành thí nghiệm trong hầm gió HÖ sè

Trang 33

b Tải trọng gió tác động lên công trình: WS

- Các tải trọng gió dọc và ngang phải cho tác dụng từng trường hợp riêng lẻ, nếu thấy thích hợp thì kết cấu phải được kiểm tra với hợp lực của gió dọc và ngang có xét đến ảnh hưởng của các góc hướng gió trung gian (không vuông góc).

Trang 34

c Tải trọng gió tác động lên xe cộ: WL

- Chỉ áp dụng đối với TTGH cường độ III và TTGH Sử dụng

- Tải trọng gió ngang lên xe cộ là tải trọng phân bố đều có giá trị là 1.5 KN/m., tác dụng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cầu và đặt ở cao độ 1800 mm so với mặt đường.

- Tải trọng gió dọc lên xe cộ là tải trọng phân bố đều có giá trị là 0.75 KN/m., tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cầu và đặt ở cao độ 1800 mm so với mặt đường.

- Tác dụng của tải trọng gió dọc và ngang lên xe cộ phải được xét cho từng trường hợp riêng lẻ, nếu thấy thích hợp thì kết cấu phải được kiểm tra với hợp lực của gió dọc và ngang có xét đến ảnh hưởng của các góc hướng gió trung gian (không vuông góc).

Trang 35

- Chỉ tính tải trọng này đối với TTGH cường độ III và TTGH sử dụng.

- Chỉ tính khi lấy hướng gió tác dụng vuông góc với trục dọc của cầu hay góc lệch nhỏ hơn 50 Khi đó phải tính cùng tải trọng gió ngang theo quy định ở phần trên

vv VA

Trang 36

•Cảm Ơn Các Bạn Sinh Viên