Ứ Ứ NG D NG D Ụ Ụ NG THI NG THI Ế Ế T K T K Ế Ế C C Ầ Ầ U VÒM U VÒM Ố Ố NG TH NG TH É É P NH P NH Ồ Ồ I BÊTÔNG I BÊTÔNG CHƯƠNG CHƯƠNG 4 4 4.1 4.1 NH NH Ậ Ậ N X N X É É T PHƯƠNG PH T PHƯƠNG PH Á Á P X P X Á Á C Đ C Đ Ị Ị NH N NH N Ộ Ộ I L I L Ự Ự C C u u Ti Ti ế ế n h n h à à nh kh nh kh ả ả o s o s á á t mô h t mô h ì ì nh k nh k ế ế t c t c ấ ấ u c u c ộ ộ t ch t ch ị ị u n u n é é n đ n đ ú ú ng tâm, ki ng tâm, ki ể ể m tra m tra m m ộ ộ t s t s ố ố ti ti ế ế t di t di ệ ệ n c n c ó ó đư đư ờ ờ ng k ng k í í nh (D), chi nh (D), chi ề ề u d u d à à i c i c ộ ộ t (L), b t (L), b ề ề d d à à y y ố ố ng th ng th é é p p (ts), c (ts), c ố ố ị ị nh 2 y nh 2 y ế ế u t u t ố ố , cho m , cho m ộ ộ t y t y ế ế u t u t ố ố kia thay i kia thay i ổ ổ i, i, sau đ sau đ ó ó ki ki ể ể m tra kh m tra kh ả ả năng ch năng ch ị ị u l u l ự ự c c c c ủ ủ a c a c á á c ti c ti ế ế t di t di ệ ệ n theo hai phương ph n theo hai phương ph á á p l p l à à t t í í nh to nh to á á n n theo tiêu chu theo tiêu chu ẩ ẩ n c n c ủ ủ a Trung Qu a Trung Qu ố ố c v c v à à t t í í nh to nh to á á n theo Vi n theo Vi ệ ệ n Ki n Ki ế ế n tr n tr ú ú c c Nh Nh ậ ậ t B t B ả ả n. D n. D ự ự a v a v à à o c o c á á c s c s ố ố li li ệ ệ u t u t í í nh to nh to á á n, ta l n, ta l ậ ậ p th p th à à nh c nh c á á c bi c bi ể ể u đ u đ ồ ồ v v à à đ đ á á nh gi nh gi á á s s ự ự ả ả nh hư nh hư ở ở ng c ng c ủ ủ a c a c á á c y c y ế ế u t u t ố ố i i ó ó i i ế ế n kh n kh ả ả năng ch năng ch ị ị u l u l ự ự c c c c ủ ủ a a k k ế ế t c t c ấ ấ u u Biểu đồ quan hệ N - L (D=1,2m; ts=20mm) - 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 60,000 70,000 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Chiều dài L(m) Khả năng chòu lực đúng tâm N(kN) Biểu đồ quan hệ N - D (L=20m; ts=20mm) - 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 Đường kính ngoài ống thép (m) Khả năng chòu lực đúng tâm N(kN) Biểu đồ quan hệ N - ts (D=1,2m; L=20m) - 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 Chiều dày ống thép ts(mm) Khả năng chòu lực đúng tâm N(kN) Theo AIJ theo TC TQ Biểu đồ quan hệ M - L (D=1,2m; ts=20mm; N=10.000kN) - 5.000 10.000 15.000 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Chiều dài L(m) Khả năng chòu mômen M(kNm) Biểu dồ quan hệ M - L (L=20m; ts=20mm; N=10.000kN) - 5.000 10.000 15.000 20.000 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 Đường kính ống thép D(m) Khả năng chòu môment M(kNm) Biểu đồ quan hệ M - ts (D=1,2m; L=20m; N=10.000kN) - 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 Chiều dày ống thép ts(mm) Khả năng chòu mômen M(kNm) theo AIJ theo TC TQ 4.1 4.1 NH NH Ậ Ậ N X N X É É T PHƯƠNG PH T PHƯƠNG PH Á Á P X P X Á Á C Đ C Đ Ị Ị NH N NH N Ộ Ộ I L I L Ự Ự C C u u D D ự ự a v a v à à o c o c á á c bi c bi ể ể u đ u đ ồ ồ ta nh ta nh ậ ậ n th n th ấ ấ y r y r ằ ằ ng kh ng kh ả ả năng ch năng ch ị ị u l u l ự ự c cho ph c cho ph é é p p c c ủ ủ a k a k ế ế t c t c ủ ủ a k a k ế ế t c t c ấ ấ u u ố ố ng th ng th é é p nh p nh ồ ồ i bêtông t i bêtông t í í nh to nh to á á n theo quy tr n theo quy tr ì ì nh c nh c ủ ủ a a Trung Qu Trung Qu ố ố c l c l ớ ớ n hơn so v n hơn so v ớ ớ i phương ph i phương ph á á p t p t í í nh to nh to á á n theo AIJ. n theo AIJ. u u K K hi đư hi đư ờ ờ ng k ng k í í nh ngo nh ngo à à i c i c ủ ủ a a ố ố ng th ng th é é p gi p gi ả ả m th m th ì ì kh kh ả ả năng ch năng ch ị ị u t u t ả ả i đ i đ ú ú ng ng tâm tâm v v à à kh kh ả ả năng ch năng ch ị ị u mômen u mômen c c ủ ủ a a ố ố ng th ng th é é p nh p nh ồ ồ i bêtông gi i bêtông gi ả ả m r m r ấ ấ t t nhanh, nhanh, ai ai ề ề u n u n à à y cho th y cho th ấ ấ y r y r ằ ằ ng di ng di ệ ệ n t n t í í ch m ch m ặ ặ t c t c ắ ắ t t ả ả nh hư nh hư ở ở ng r ng r ấ ấ t l t l ớ ớ n n đ đ ế ế n kh n kh ả ả năng ch năng ch ị ị u t u t ả ả i c i c ủ ủ a k a k ế ế t c t c ấ ấ u u . . u u H H ai đư ai đư ờ ờ ng bi ng bi ể ể u di u di ễ ễ n c n c ó ó hai eo hai eo ạ ạ n song song v n song song v ớ ớ i tr i tr ụ ụ c ho c ho à à nh, n nh, n hưng hưng đo đo ạ ạ n th n th ẳ ẳ ng bi ng bi ể ể u di u di ễ ễ n phương ph n phương ph á á p t p t í í nh theo AIJ d nh theo AIJ d à à i hơn i hơn , , đi đi ề ề u n u n à à y l y l à à do quan đi do quan đi ể ể m v m v ề ề kh kh á á i ni i ni ệ ệ m c m c ộ ộ t d t d à à i, v i, v ớ ớ i tiêu chu i tiêu chu ẩ ẩ n c n c ủ ủ a Trung Qu a Trung Qu ố ố c, c, c c ộ ộ t d t d à à i c i c ó ó gi gi á á tr tr ị ị Lo Lo /D> /D> 4 t 4 t rong khi đ rong khi đ ó ó theo kh theo kh á á i ni i ni ệ ệ m c m c ủ ủ a Vi a Vi ệ ệ n Ki n Ki ế ế n n Tr Tr ú ú c Nh c Nh ậ ậ t B t B ả ả n th n th ì ì kh kh á á i ni i ni ệ ệ m c m c ộ ộ t d t d à à i Lo/D>12 i Lo/D>12 . . 4.2. T 4.2. T Í Í NH TO NH TO Á Á N C N C Ầ Ầ U VỊM U VỊM Ố Ố NG TH NG TH É É P NH P NH Ồ Ồ I BÊTƠNG I BÊTƠNG 4.2.1 C 4.2.1 C ấ ấ u t u t ạ ạ o c o c ầ ầ u vòm u vòm u u C C ầ ầ u g u g ồ ồ m 2 m 2 sư sư ờ ờ n vòm v n vòm v ớ ớ i ti i ti ế ế t di t di ệ ệ n h n h ì ì nh tròn v nh tròn v à à thanh k thanh k é é o. o. u u K K ế ế t c t c ấ ấ u h u h ạ ạ t t ầ ầ ng g ng g ồ ồ m: d m: d ầ ầ m ngang m ngang , d , d ầ ầ m d m d ọ ọ c c , d , d ầ ầ m b m b ả ả n n , , thanh gi thanh gi ằ ằ ng ng … … u u K K í í ch thư ch thư ớ ớ c ti c ti ế ế t di t di ệ ệ n ngang c n ngang c ầ ầ u như h u như h ì ì nh v nh v ẽ ẽ . . 6000 lan c an dầm dọc dầm ngang dầm bản mặt c ầu BTN mặt cầu Lớp BTCT tăng c ường 7650 1100 550 2500 3500 12 .2 m 5 .2 m5 .2 m 5.2m 5 .2 m 5 .2m 5.2m 5 .2 m 5 .2 m 5.2m5.2m5 .2 m5 .2 m 5.2 m 5 .2m 72 .8 m 7 2.8m 1 4.2m 10 .4 m 10 .4 m 10 .4 m 4.2. T 4.2. T Í Í NH TO NH TO Á Á N C N C Ầ Ầ U VÒM U VÒM Ố Ố NG TH NG TH É É P NH P NH Ồ Ồ I BÊTÔNG I BÊTÔNG 4.2. 4.2. 2 2 Liên k Liên k ế ế t c t c á á c b c b ộ ộ ph ph ậ ậ n k n k ế ế t c t c ấ ấ u c u c ủ ủ a c a c ầ ầ u u u u H H ai sư ai sư ờ ờ n vòm l n vòm l à à cung tròn, song song v cung tròn, song song v à à liên k liên k ế ế t v t v ớ ớ i nhau thông qua i nhau thông qua c c á á c thanh gi c thanh gi ằ ằ ng ngang t ng ngang t ạ ạ i đ i đ ỉ ỉ nh vòm v nh vòm v à à 2 d 2 d ầ ầ m ngang đ m ngang đ ầ ầ u vòm. u vòm. u u Thanh k Thanh k é é o trong m o trong m ỗ ỗ i sư i sư ờ ờ n vòm gi n vòm gi ữ ữ vai trò cân b vai trò cân b ằ ằ ng l ng l ự ự c xô ngang c xô ngang trong sư trong sư ờ ờ n vòm, n vòm, đư đư ợ ợ c neo gi c neo gi ữ ữ t t ạ ạ i chân vòm i chân vòm . . u u D D ầ ầ m ngang gi m ngang gi ữ ữ a liên k a liên k ế ế t v t v à à o sư o sư ờ ờ n vòm thông qua thanh c n vòm thông qua thanh c á á p treo t p treo t ạ ạ i i m m ỗ ỗ i đ i đ ầ ầ u d u d ầ ầ m ngang. m ngang. D D ầ ầ m ngang đ m ngang đ ầ ầ u vòm đư u vòm đư ợ ợ c liên k c liên k ế ế t ng t ng à à m c m c ứ ứ ng ng v v à à o chân vòm o chân vòm . . u u D D ầ ầ m d m d ọ ọ c c l l à à đo đo ạ ạ n d n d ầ ầ m v m v ớ ớ i chi i chi ề ề u d u d à à i i b b ằ ằ ng nh ng nh ị ị p t p t í í nh to nh to á á n c n c ó ó ti ti ế ế t di t di ệ ệ n n h h ì ì nh ch nh ch ữ ữ nh nh ậ ậ t đư t đư ợ ợ c đ c đ ặ ặ t d t d ọ ọ c theo c c theo c ầ ầ u t u t ạ ạ i v i v ị ị tr tr í í chân vòm, d chân vòm, d ầ ầ m d m d ọ ọ c c liên k liên k ế ế t c t c ứ ứ ng v ng v à à o đ o đ ầ ầ u d u d ầ ầ m ngang c m ngang c ó ó t t á á c d c d ụ ụ ng c ng c ố ố ị ị nh c nh c á á c d c d ầ ầ m ngang. m ngang. u u B B ả ả n m n m ặ ặ t c t c ầ ầ u g u g ồ ồ m c m c á á c d c d ầ ầ m b m b ả ả n g n g ố ố i lên ph i lên ph ầ ầ n d n d ầ ầ m ngang. Ph m ngang. Ph ủ ủ trên b trên b ả ả n n m m ặ ặ t c t c ầ ầ u l u l à à l l ớ ớ p bê tông c p bê tông c ố ố t th t th é é p tăng cư p tăng cư ờ ờ ng. ng. u u H H ệ ệ th th ố ố ng lan can tay v ng lan can tay v ị ị v v à à c c á á c l c l ớ ớ p m p m ặ ặ t đư t đư ờ ờ ng đư ng đư ợ ợ c xây d c xây d ự ự ng tr ng tr ự ự c ti c ti ế ế p p trên l trên l ớ ớ p bê tông c p bê tông c ố ố t th t th é é p tăng cư p tăng cư ờ ờ ng ng . . 4.2. T 4.2. T Í Í NH TO NH TO Á Á N C N C Ầ Ầ U VÒM U VÒM Ố Ố NG TH NG TH É É P NH P NH Ồ Ồ I BÊTÔNG I BÊTÔNG 4.2. 4.2. 2 2 T T ả ả i tr i tr ọ ọ ng t ng t á á c d c d ụ ụ ng ng u u T T ĩ ĩ nh t nh t ả ả i l i l à à tr tr ọ ọ ng lư ng lư ợ ợ ng b ng b ả ả n thân sư n thân sư ờ ờ n vòm v n vòm v à à tr tr ọ ọ ng lư ng lư ợ ợ ng c ng c á á c b c b ộ ộ ph ph ậ ậ n tham gia k n tham gia k ế ế t c t c ấ ấ u c u c ầ ầ u vòm như u vòm như : gi : gi ằ ằ ng ngang, c ng ngang, c á á p thanh treo, c p thanh treo, c á á p p thanh k thanh k é é o, d o, d ầ ầ m d m d ọ ọ c, d c, d ầ ầ m ngang, h m ngang, h ệ ệ lan can, b lan can, b ả ả n m n m ặ ặ t c t c ầ ầ u, l u, l ớ ớ p bê tông p bê tông c c ố ố t th t th é é p tăng cư p tăng cư ờ ờ ng m ng m ặ ặ t c t c ầ ầ u, c u, c á á c l c l ớ ớ p m p m ặ ặ t đư t đư ờ ờ ng, h ng, h ộ ộ p bê tông đ p bê tông đ ậ ậ y c y c á á p p thanh k thanh k é é o. o. u u Ho Ho ạ ạ t t t t ả ả i t i t ả ả i tr i tr ọ ọ ng HL93 (g ng HL93 (g ồ ồ m xe t m xe t ả ả i thi i thi ế ế t k t k ế ế , xe hai tr , xe hai tr ụ ụ c thi c thi ế ế t k t k ế ế v v à à t t ả ả i i tr tr ọ ọ ng l ng l à à n). n). 4.2. 4.2. 2 2 Phân b Phân b ố ố ho ho ạ ạ t t t t ả ả i trong k i trong k ế ế t c t c ấ ấ u c u c ầ ầ u vòm u vòm u u Ho Ho ạ ạ t t t t ả ả i t i t á á c d c d ụ ụ ng lên l ng lên l ớ ớ p m p m ặ ặ t đư t đư ờ ờ ng đư ng đư ợ ợ c phân b c phân b ố ố xu xu ố ố ng d ng d ầ ầ m ngang m ngang qua d qua d ầ ầ m m b b ả ả n n v v à à b b ả ả n m n m ặ ặ t c t c ầ ầ u. D u. D ầ ầ m ngang truy m ngang truy ề ề n t n t ả ả i tr i tr ọ ọ ng lên sư ng lên sư ờ ờ n n vòm thông qua thanh treo. vòm thông qua thanh treo. u u To To à à n b n b ộ ộ t t ả ả i tr i tr ọ ọ ng c ng c ầ ầ u t u t á á c d c d ụ ụ ng lên m ng lên m ố ố theo theo theo theo 2 p 2 p hương hương , t , t rong đ rong đ ó ó m m ộ ộ t th t th à à nh ph nh ph ầ ầ n t n t ả ả i tr i tr ọ ọ ng theo phương th ng theo phương th ẳ ẳ ng đ ng đ ứ ứ ng đư ng đư ợ ợ c truy c truy ề ề n lên n lên m m ố ố tr tr ụ ụ v v à à m m ộ ộ t th t th à à nh ph nh ph ầ ầ n theo phương ngang truy n theo phương ngang truy ề ề n v n v à à o thanh k o thanh k é é o. o. 12,2 12,2 m m Đư Đư ờ ờ ng tên ng tên 15 15 mm mm Chi Chi ề ề u d u d à à y y ố ố ng th ng th é é p p 1,2 1,2 m m Đư Đư ờ ờ ng k ng k í í nh nh ố ố ng th ng th é é p sư p sư ờ ờ n vòm n vòm 10 10 cm cm Chi Chi ề ề u d u d à à y l y l ớ ớ p Bêtông tăng cư p Bêtông tăng cư ờ ờ ng ng 7 7 cm cm Chi Chi ề ề u d u d à à y l y l ớ ớ p ph p ph ủ ủ m m ặ ặ t c t c ầ ầ u u 12 12 m m B B ề ề r r ộ ộ ng m ng m ặ ặ t c t c ầ ầ u u 72.8 72.8 m m Chi Chi ề ề u d u d à à i nh i nh ị ị p t p t í í nh to nh to á á n n Đơn v Đơn v ị ị H H ạ ạ ng m ng m ụ ụ c d c d ữ ữ li li ệ ệ u u K K ế ế t qu t qu ả ả t t í í nh to nh to á á n n 6.613 kNm 6.613 kNm 16.754 kN 16.754 kN T T ổ ổ h h ợ ợ p Mmax p Mmax - - 17.731 kN 17.731 kN T T ổ ổ h h ợ ợ p Nmax p Nmax Mômen M Mômen M L L ự ự c d c d ọ ọ c N c N 4.2. T 4.2. T Í Í NH TO NH TO Á Á N C N C Ầ Ầ U VÒM U VÒM Ố Ố NG TH NG TH É É P NH P NH Ồ Ồ I BÊTÔNG I BÊTÔNG 4.2. T 4.2. T Í Í NH TO NH TO Á Á N C N C Ầ Ầ U VÒM U VÒM Ố Ố NG TH NG TH É É P NH P NH Ồ Ồ I BÊTÔNG I BÊTÔNG u u Ki Ki ể ể m to m to á á n theo tiêu chu n theo tiêu chu ẩ ẩ n c n c ủ ủ a Trung Qu a Trung Qu ố ố c th c th ì ì k k ế ế t c t c ấ ấ u th u th ỏ ỏ a đi a đi ề ề u ki u ki ệ ệ n n ch ch ị ị u l u l ự ự c, tuy nhiên khi ki c, tuy nhiên khi ki ể ể m tra theo AIJ th m tra theo AIJ th ì ì không th không th ỏ ỏ a đi a đi ề ề u ki u ki ệ ệ n n cho t cho t ổ ổ h h ợ ợ p Mmax. p Mmax. u u Ta c Ta c ó ó th th ể ể kh kh ắ ắ c ph c ph ụ ụ c b c b ằ ằ ng c ng c á á ch : ch : • • Gi Gi ả ả m b m b á á n k n k í í nh c nh c ủ ủ a vòm đ a vòm đ ể ể gi gi ả ả m mômen. m mômen. • • Tăng đư Tăng đư ờ ờ ng k ng k í í nh nh ố ố ng th ng th é é p. p. • • Tăng b Tăng b ề ề d d à à y c y c ủ ủ a a ố ố ng th ng th é é p. p. • • Gi Gi ả ả m chi m chi ề ề u d u d à à i c i c ủ ủ a a ố ố ng th ng th é é p nh p nh ồ ồ i bêtông i bêtông … … u u Trong v Trong v í í d d ụ ụ t t í í nh to nh to á á n n ở ở trên trên , k , k hi ta tăng chi hi ta tăng chi ề ề u d u d à à y c y c ủ ủ a a ố ố ng th ng th é é p t p t ừ ừ ts ts = 15mm lên ts = 21mm ho = 15mm lên ts = 21mm ho ặ ặ c tăng đư c tăng đư ờ ờ ng k ng k í í nh nh ố ố ng th ng th é é p lên D=1,35m p lên D=1,35m v v à à v v ẫ ẫ n gi n gi ữ ữ chi chi ề ề u d u d à à y v y v ỏ ỏ th th é é p l p l à à ts ts =15mm =15mm khi đ khi đ ó ó kh kh ả ả năng ch năng ch ị ị u u mômen c mômen c ủ ủ a a ố ố ng th ng th é é p đ p đ ả ả m b m b ả ả o. o. u u Tuy nhiên, khi x Tuy nhiên, khi x é é t v t v ề ề hi hi ệ ệ u qu u qu ả ả kinh t kinh t ế ế , vi , vi ệ ệ c tăng đư c tăng đư ờ ờ ng k ng k í í nh nh ố ố ng th ng th é é p p s s ẽ ẽ mang l mang l ạ ạ i hi i hi ệ ệ u qu u qu ả ả kinh t kinh t ế ế cao hơn vi cao hơn vi ệ ệ c tăng chi c tăng chi ề ề u d u d à à y y ố ố ng th ng th é é p. p. [...]... KẾT LUẬN u u u Kết cấu ống thép nhồi bêtông ứng dụng có hiệu quả trong các công trình cầu vượt nhịp lớn (từ 60m đến 150m) Hiện nay tại Việt Nam, cần ứng dụng kết cấu này đối với cầu vòm có làn xe chạy dưới, chạy giữa và vào các công trình nhà dân dụng, nhà công nghiệp và các tòa cao ốc Khi cột ống thép nhồi bêtông chịu tải trọng dọc trục thì trong lõi bêtông sẽ xuất hiện áp lực kiềm chế bị ộng do ống. .. tác dụng lên cột ống thép nhồi bêtông thì có sự phân bố lại ứng suất theo chiều dài của cột Hệ số ma sát càng lớn thì sự phân bố lại ứng suất xuất hiện càng nhanh Khi tải trọng chỉ tác dụng lên tiết diện bêtông thì khả năng chịu tải của kết cấu xấp xỉ bằng tải trọng tác dụng lên toàn bộ tiết diện và lớn hơn nhiều so với khi tải trọng chỉ tác dụng lên tiết diện ống thép Khả năng chịu lực của kết cấu ống. .. kiềm chế bị ộng do ống thép gây ra trong đó cột có tiết diện tròn chịu mức độ kiềm chế lớn hơn so với cột có tiết diện chữ nhật Phương pháp nhồi bêtông tốt nhất vào ống thép là sử dụng vật liệu bêtông tự i ầm là loại bê tông có o ộ chảy cao, không phân tầng Ngoài ra có thể tăng cường khả năng chịu lực của kết cấu bằng bêtông cường độ cao u u Hệ số ma sát giữa ống thép và lõi bêtông trong niều kiện... tiết diện ống thép Khả năng chịu lực của kết cấu ống thép nhồi bêtông tính toán theo Viện Kiến Trúc Nhật Bản (AIJ) cho mức độ an toàn cao hơn tính toán theo tiêu chuẩn của Trung Quốc Để tính toán khả năng chịu tải của kết cấu ống thép nhồi bêtông trong điều kiện động đất, ta sử dụng phương pháp tính của AIJ và tính toán sức chịu tải cực hạn của kết cấu XIN CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI . ỉ nh vòm v nh vòm v à à 2 d 2 d ầ ầ m ngang đ m ngang đ ầ ầ u vòm. u vòm. u u Thanh k Thanh k é é o trong m o trong m ỗ ỗ i sư i sư ờ ờ n vòm gi n vòm gi. Á Á N C N C Ầ Ầ U VÒM U VÒM Ố Ố NG TH NG TH É É P NH P NH Ồ Ồ I BÊTÔNG I BÊTÔNG 4.2. T 4.2. T Í Í NH TO NH TO Á Á N C N C Ầ Ầ U VÒM U VÒM Ố Ố NG TH NG