Giáo trình Mố trụ cầu Chương 3: Tính toán mố trụ cầu

Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 33 Chương 3 Tính Toán Mố Trụ Cầu 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG 3.2. CÁCH XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TẢI TRỌNG ĐỂ TÍNH TOÁN MỐ TRỤ CẦU 3.3. TÍNH TOÁN TRỤ CẦU VÀ CỘT BĂNG BÊ TÔNG CỐT THÉP 3.4. TÍNH MÓNG MỐ TRỤ (MÓNG NÔNG) THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN (TTGH) 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG Tiêu chuẩn thiết kế mới 22 TCN 272-05 đƣợc dựa rên tiêu chuẩn thiết kế cầu AASTHO – LRFD -1998, trong đó có đƣa vào các dữ liệu thể hiện các diều kiện thực tế của Việt nam nhƣ: Khổ giới hạn thong thuyền, đoàn tàu thủy, tải trọng gió, bản đồ phân bố vùng động đất, biên nhiệt độ. 3.1.1. CÁC TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN MỐ TRỤ CẦU 1. Các tải trọng tác động lâu dài: DD - Lực ma sát âm DC – Tĩnh tải của tất cả các bộ phận lên kết cấu DW – Trọng lƣợng lớp phủ mặt cầu và các bộ phận trên cầu. EH – Áp lực ngang của đất ES – Tải trọng đất chất thêm EV – Áp lực đất thẳng đứng do tĩnh tải đất đáp 2. Các tải trọng tức thời BR – Lực hãm xe CE – Lực ly tâm RC – Lực từ biến CT – Lực v axe cộ CV- Lực va tàu thuyền EQ – Động đất FR – Ma sát IM- Tải trọng xung kích LL – Hoạt tải LS – Áp lực đất do hoạt tải sau mố PL – Tải rọng ngƣời đi SE – Lún SH – Co ngót TG – gradien nhiệt độ TU- nhiệt độ phân bố điều WA – Tải trọng nƣớc và áp lực dòng chảy WL – Tải trọng gió lên xe WS – Tải trọng gó lên kết cấu Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 34 3.1.2. CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN (TTGH) VÀ HỆ SỐ TẢI TRỌNG 1. TTGH sử dụng Là TTGH nhằm hạng chế ứng suất, biến dạng và độ mở rộng vết nứt trong điều kiện sử dụng bình thƣờng. Mục đích của TTGH này để đảm bảo thực hiện chức năng của cầu trong suốt tuổi thọ sử dụng. TTGH gồm các tổ hộp tải trọng cho phép cầu khai thác bình thƣờng với tốc độ gió 25 m/s. Các tải trọng điều lấy theo giá trị tiêu chuẩn. 2. TTGH cường độ Yêu cầu về cƣờng độ và ổn định của các bộ phận kết cấu phải đảm bảo an toàn khi chịu tải trọng tổ hợp tải trọng tính tona1 theo kinh nghiệm có thể xảy ra trong thời hạn sử dụng. Các tải trọng này có thể dẫn đến tình trạng nguy hiểm và hƣ hỏng kết cấu nhƣng toàn bộ kết cấu vẫn còn. TTGT cường dộ có 3 tổ hợp khác nhau: TTGH cƣờng độ bao gồm việc đánh giá về độ bền chịu uốn, chịu cắt, chịu xoắn và chịu lực dọc trục. Hệ số sức kháng φ xác định theo thống kê, lấy thƣờng < 1 và có các giá trị khác nhau đối với các vật liệu và TTGH cƣờng độ khác nhau. Các hệ số tải trọng, xác định theo thống kê với 3 tổ hợp tải trong ( bảng) áp dụng cho các tình huống thiết kế khác nha. Đối với tĩnh tải, hệ số tải trọng ( bảng ) có giá trị max và min, đƣợc chọn để tạo ra tải trọng nguy hiểm nhất cho TTGH cƣờng độ. Do tĩnh tải có 2 hệ số tải trọng max và min nên có thể làm tăng gấp đôi số tổ hợp tải trọng. TTGH cường độ I: Gồm các tổ hợp tải trọng cơ bản đảm bảo xe chạy bình thƣờng khi trên cầu không có gió. TTGH cường độ II: Là tổ hợp tải trọng để tính cầu chịu lực gió có vận tốc lớn hơn 25 m/s. Vận tốc gió lớn nhƣ vậy trên cầu không cho phép xe chạy. TTGH cường dộ III: Là tổ hợp tải trọng để tính với trƣờng hợp xe chạy bình thƣờng, khi trên cầu có gió với vận tốc 25m/s. 3. TTGH mỏi và đứt gẫy do mỏi Trạng thái này nhằm hạn chế sự phát triển vết nứt và tránh hiện tƣợng đứt gẫy do xe tải thiết kế. Xe tải thiết kế tính mỏi là xe tải đơn, có khoảng cách các trục xe cố định. 4.TTGH đặc biệt: Bao gồm những tải trọng đặc biệc xảy ra, có chu kỳ lơn hơn tuổi thọ thiết kế của cầu: động đất, va tàu. Thiết kế nhằm đảm bảo cầu vẩn tồn tại sau những sự kiện rất hiếm xảy ra do mặc dù cầu có thể bị hỏng, TTGH đặc biệt xét với tổ hợp tải trọng động đất. Lực do nƣớc WA và lực ma sát FR hoặc tải trọng do va xô tàu. Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 35 3.2. CÁCH XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TẢI TRỌNG ĐỂ TÍNH TOÁN MỐ TRỤ CẦU 3.2.1. ÁP1 LỰC ĐẤT EH, LS Áp lực đất tác dụng lên mố có thể phân thành áp lực tĩnh, chủ động và bị động. Nếu các tƣờng chắn không chuyển vị hoặc có thể chuyển vị một chút ( tƣờng trọng lực, tƣờng chống) sẽ đƣợc thiết kế vớI áp lực tĩnh. Nếu tƣờng chuyển vị từ phía đất đắp thí áp lực đất giảm đi (áp lực đất chủ động), khi tƣờng chuyển vị từ phía đất đắp thì áp lực đất tăng lên (áp lực đất bị động). Để tính toán áp lực đất chủ động, bị động thì có thể dung lý thuyết Culong. Rankine hoặc phân tích theo đƣờng cong logarit. AASHTO- LRFD tính áp lực đất theo lý thuyết Culong. Việc chọn áp lực đất thích hợp là vấn đề quan trọng trong thiết kế mố. Thông thuờng ngƣờI ta chọn áp lực đất nhƣ sau|: Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 36 Tƣờng trọng lực hoặc tƣờng chống trên nền đá hoặc nền ọc, dung hệ số áp lực đất tĩnh Ko. Tƣờng công xon có chiều cao dƣới 5m trên nền đá hoặc nền cọc, hệ số áp lực đất bằng 0,5(Ko +Ka). Tƣờng công xon có chiều cao l ớn h ơn 5m hoặc bất kỳ loạI tƣờng nào trên móng nông, dung hệ số áp lực đất chủ động Ka. 1. Áp lực ngang đất EH Áp lực ngang của đ ất l ên t ƣ ờng ch ắn t ính theo c ông th ức )/.( 2 * 2 mkNK H EH Trong đó: - trọng lƣợng riêng của đất đắp (kN/m); H- Chiêu cao tƣờng chắn ( tính từ mặt đất đắp đến đáy móng) (m); K- Hệ số áp lực đất; K= Ko nếu là tƣờng trọng lực; K= Ka nếu là tƣờng cong xon. Vi trí hợp lực đất tạI 0,4H ( xem hình ) 2. Áp lực ngang do hoạt tảI sau mố LS Khi hoạt tải đứng sau mố trong phạm vi bằng chiều cao tƣờng chắn, tác dụng của hoạt tảI có thể thay thế bằng lớp đất tƣơng đƣơng có chiều cao hoq lấy theo bảng 8.3. NộI suy tuyến tính với tƣờng chắn có chiều cao trung gian. Chiều cao tƣơng đƣơng của đối với hoạt tải xe Chiều cao tƣờng (mm) Heq (mm) ≤ 1500 1700 3000 1200 6000 760 ≥ 9000 610 Các giá jtrị trong bảng đốI vớI heq đƣợc xác định từ tính toán lực ngang đốI vớI tƣờng do sự phân bố áp lực hoạt tảI xe thiết kế. Sự phân bố áp lực là kết quả giảI bài toán không gian đan hồI vớI hệ số Poatxon là 0,5. Áp lực ngang đất do hoạt tảI sau mố tính theo công thƣc : HhKLS eq *** Trong đó: LS- Hợp lực áp lực ngang đất do hoạt tảI sau mố (kN/m); heq- Chiều cao lớp đất tƣơng đƣơng (m); γ -Trọng lƣơng riêng của đất (kN/m); H- Chiều cao tƣờng lấy bằng kgoảng cách từ mặt đất đắp đến đáy bệ móng (m); K- Hệ số áp lực đất; K=Ko hoặc Ka tuỳ theo tƣờng trọng lực hay trên cong xon; Vị trí áp lực đất đặt tại 0,5H. Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 37 Ngoài áp lực đất ngang do LS nói trên, còn phảI tính đến áp lực thẳng đứng o lớp đất tƣơng đƣơng khi thiết kế mố. 3. Công thức tính áp lực đất Hệ số áp lực đất tĩnh Ko: Ko = 1 – sinΦ Trong đó: Φ- Góc ma sát của đất thoát nƣớc; Ko- Hệ số áp lực tĩnh; Đối với các loại đất , hệ số áp lực tĩnh có thể khác nhau, tra bảng A.3.1.1.5.2.1 Hệ số áp lực đất chủ động Ka; 2 2 ' )sin()sin( )'sin()'(sin 1.. )sin(*sin )sin( rvoi r Ka Trong đó: δ- Góc ma sát giữa đất à tƣờng lấty theo bảng tính băng độ; β- Góc của mặt đất so vớI phƣơng nằm ngang, tính băng độ; θ- Góc của lƣng tƣờng chắn so vớI phƣơung nằm ngang tính bằng độ; Φ- Góc ma sát trong có hiệu của đất đắp,tính bằng độ 4. Tính áp lực đất theo phương pháp chất lỏng tương đương Tính áp lực đất theo áp lực chất lỏng tƣơng đƣơng, thƣờng đƣợc áp dụng để tính toán áp lực ngang của đất lên tƣờng chắn, đặt biệt là khi đất đắp là đất sét. Thay cho việc xác định hệ số áp lực ngang của đất K, có thể xác định áp lực ngang của đất bằng cách sử dụng tỉ trọng chất lỏng tƣơng đƣơng. Áp lực ngang của đất tại chiều sâu Z: ZP eqh * Trong đó: Ph-Áp lực ngang của đất ( Lực /(chiều dài)3) γeq - Tỷ trọng chất lỏng tƣơng đƣơng ( Lực /(chiều dài)3) Z - Chiều sâu tính từ mặt đất ( chiều dài) Bảng 8.4 cho tỉ trọng tƣơng đƣơng của các loạI đất, để thiết kế tƣờng chắn có chiều cao 6m. Các giá trị trong bảng đối vớI điều kiện đạt nghỉ và đối với tƣờng chắn có chuyển vị ngang 1mm vớI mổI chiều cao 210 mm, mặt đất nằm ngang hoặc nghiêng. Khi áp dụng phƣơng pháp chất lỏng tƣơng đƣơng để tính áp lực ngang của đất , cần tính cả áp lực đất thẳng đứng tác dụng lên tƣờng (Ph). Khi mặut đất nằim ngang, tổng áp lực đất tác dụng thẳng đứng tác dụng lên tƣờng có thể lấy bằng 10% trọng lƣợng đất . Phƣơng pháp chất lỏng tƣơng đƣơng để tính áp lực đất có ƣu điểm là có thể giảm bớt nhầm lẩn và sai sót. Tỷ trọng chất lỏng tƣơng đƣơng của đất Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 38 3.2.2. ÁP1 LỰC MA SÁT ÂM DD Lực ma sát âm của đất là lực xuất hiện trên mặt hông của cọc khi nén đất ở gần cọc. Lực ma sát âm sẽ đƣợc quan tâm khi: cọc xuyên qua đất có tính nén lún nhiều ( cát bùn, đất sét…) và có độ dày lớn hoặc khi có phụ tải tác dụng lên đất ở xung quanh cọc. 3.2.3. HOẠT TẢI XE Ô TÔ LL Hoạt tải xe thiết kế HL 93 gồm Xe tải thiết kế hợp với tải trọng làn hoặc Xe đặc biệt kết hợp với tải trọng làn. 1. Xe tải thiết kế Trọng lƣợng và khoảng cách giữa các trục và bánh xe của xe tải thiết kế ( xem hình). Hệ số xung kích xem phần tổng luận cầu. 2. Xe đặc biệt Xe đặc biệt gồm hai trục mổi trục 110kN cách nhau 1200mm. Hệ số xung kích xem phần tổng luận cầu. 3. Tải trọng làn Tải trọng làn bao gồm tải trọng rải đều 9,3 N/mm xếp theo phƣơng dọc cầu. Theo phƣơng ngang cầu, tải trọng này đƣợc phân bố theo chiều rộng 3000mm. Tải trọng làn không tính hệ số xung kích. Hệ số làn xe: Để đƣợc hiệu ứng hoạt tải xe cực đại, nếu chất tải đồng thời một làn xe thì phải nhân với hệ số làn xe. Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 39 3.2.4. TẢI TRỌNG NGƢỜI Tải trọng ngƣời trên cầu ô tô ( có lề ngƣời đi rộng 600mm) bằng MPa410.3 . Đối với cầu chỉ dành cho ngƣời đi bộ hoặc cho xe đạp phải thiết kế tải trọng ngƣời đi bằng MPa410.1,4 . Hệ số xung kích cho phép 1,25 đối với tất cả các TTGH ( trừ TTGH mỏi và khi tính mối nối bản mặt cầu). Hệ số xung kích không tính đến với các trƣờng hợp sau: Các tƣờng chắn không chịu phản lực thẳng đứng từ kết cấu nhịp. Các bộ phận móng đƣợc chon sâu dƣới mặt đất. 3.2.5. LỰC VA, XÔ CỦA TÀU THUYỀN CV Lực va đâm thẳng tàu váo trụ tính theo công thức: DWTvPv 310*2,1 Trong đó : Pv – Lực va tàu tính theo N DWT – Trọng tải của tàu tính bằng tấn v – Vận tốc va tàu (m/s) 3.2.6. TẢI TRỌNG NƢỚC WA 1. Áp lực thủy tĩnh Áp lực thủy tĩnh đƣợc giả định vuông góc với bề mặt chắn nƣớc trị số đƣợc tính bằng tích số của chiều cao cột nƣớc từ mặt cắt tính toán trở lên với trọng lƣợng riêng của nƣớc. Mực nƣớc thiết kế đối với các TTGH khác nhau do chủ đầu tƣ quyết định. 2. áp lực đẩy nổi Lực đẩy nổi là lực hƣớng lên trên, lấy bằng tổng các thành phần thẳng đứng của áp lực thủy tĩnh tác dụng lên các bộ phận nằm dƣới mực nƣớc thiết kế. 3. Áp lực dòng chảy a/. Theo chiều dọc : Áp lực dòng chảy theo chiều dọc của kết cấu bên dƣới, tính theo công thức 2110*14,5 VCP D Trong đó : P – Áp lực dòng chảy ( MPa) DC - Hệ số cản của trụ, xem bảng V- Vận tốc nƣớc thiết kế tính theo lũ thiết kế cho xói trong các TTGH cƣờng độ và sử dụng và theo lũ kiểm tra xói trong TTGH đặc biệt (m/s). Lực cản theo chiều dọc lấy bằng tích số của áp lực nƣớc theo phƣơng dọc cầu và với hình chiếu của diện tích mặt hứng của trụ. b/. Theo phương ngang Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 40 Áp lực ngang phân bố đều tác dụng lên kết cấu bên dƣới do dòng chảy xiên góc θ đối với trục dọc của trụ tính theo công thức: 2410*14,5 VCP L Trong đó : P – Áp lực ngang ( MPa) LC - Hệ số cản theo chiều ngang ( bảng) 4. Các tải trọng khác xin xem lại phần tổng luận cầu 3.3. TÍNH TOÁN TRỤ CẦU VÀ CỘT BĂNG BÊ TÔNG CỐT THÉP 3.3.1. HIỆU ỨNG ĐỘ MẢNH Trụ cầu có thể chiụ các lực kết hợp nhƣ lực dọc trục, lực uốn và lực cắt. Đối với các cấu kiện chịu nén dọc trục, khi lực nén dọc tác dụng lệch tâm, biến dạng do tải trọng sẽ làm tăng độ lệch tâm của kết cấu này hiệu ứng độ mảnh. Kết cấu chịu nén đƣợc coi là mảnh khi kích thƣớc mặt cắt ngang là nhỏ so với chiều dài, vì vậy khi tính kết cấu chịu nén dọc cần phải xác định tỷ số độ mảnh : K*Lu/r Trong đó: K- Hệ số chiều dài hiện hữu (đốI vớI trụ có thể lấy K = 1) Lu - Chiều dài thanh chịu nén r- Bán kính quán tính bắng √I/A I – Mô men quán tính A - Diện tích mặt cắt ngang Đối với kết cấu chịu nén không có giằng, hiệu ứng độ mảnh có thể bỏ qua nếu (K*Lu)/r<22 Nếu tỷ số độ mảnh > 100 thì phải áp dụng phân tích phi tuyến thứ cấp xét đến ảnh hƣởng dọc trục và mô men quán tính thay đổi đến độ cứng và lực của kết cấu, hiệu ứng của thờI gian chất tải . Nếu tỷ số độ mảnh <100 thì xét hiệu ứng độ mảnh có sử dụng phƣơng pháp phóng đại mô men. Mô men hoặc ứng suất tính toán có thể đƣợc tăng lên để phản ánh tác dụng của biến dạng nhƣ sau: scbbs ssbbc ffF MMM 22 22 ** ** Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 41 VớI: P P va P P C u s e u m b 1 1 ., * 1 Trong đó: P- Lực tính toán ( có nhân hệ số) (N) Pe - Tải trọng uốn tói hạn Ơle (N) Φ - Hệ số sức kháng nén dọc trục M2b – Mô men trên cấu kiện chịu nén do tải trọng tính toán thẳng đứng tính toán (N.mm) mà không dẫn đến oằn đáng kể M2a – Mô men trên cấu kiện do lực nằm ngang tính toán mà gây ra độ oằn Δ lớn hơn Lu/1500. (N.mm) f2b – Ứng suất tƣơng ứng vớI M2b (Mpa) f2s- Ứng suất tƣơng ứng vớI M2s (Mpa) Cm – Có thể lấy bằng 1 vớI trụ Pe - TảI trọng uốn Ơle tính theo công thức: 2 2 )( u e KL EI P Giá trrị độ cứng EI trong công thức tính Pe phải lấy giá trị lớn hơn của: d gc d ss gc IE EIva IE IE EI 1 5,2 ., 1 5 Trong đó: Ec –Mô đun đàn hồi của bê tong (MPa) Ig – Mô men quán tính mặt cắt nguyên của bê tong (mm4) E – Mô đun đàn hồi của cốt thép dọc (MPa) I-Mô men quán tính của cốt thép dọc xung quanh trục chính(mm4) Βd - Tỷ số giữa mô men tính toán lớn nhất do tải trọng thƣờng xuyên và mô men tính toán lớn nhất do toàn bộ tải trọng. 3.3.2. CƢỜNG ĐỘ CHỊU LỰC DỌC TRỤC VÀ CHỊU UỐN KẾT HỢP ( TTGH cƣờng độ) Khi thiết kế trụ cầu, chủ yếu là tính toán cấu kiện chịu nén 1. Cấu kiện chịu nén thuần tuý Sức kháng dọc trục của cấu kiện BTCT chịu nén thuần tuý ΦPn tính theo công thức sau: Đối với cấu kiện cốt thép xoắn: stystgcn AfAAfP *)(*85,0(85,0 ĐốI với cấu kiện có cốt thép đai: stystgcn AfAAfP *)(*85,0(85,0 Sức kháng dọc trục tính toán: Pr =Φ*Pn với Φ - hệ số sức kháng (0,75) Trong đó: ds - chiều cao có hiệu của mặt cắt As - diện tích cốt thép chịu kéo a= β1*c; vớI β1 =0,85, bf fA c c ys 1 '85,0 b- chiều rộng của mặt cắt, Φ- hệ số sức kháng với cấu kiện khi uốn là 0,9 Mô men uốn tính toán và lực dọc trục tính toán do tải trọng còn phải xét để hiệu ứng độ mảnh. 3.3.3. CƢỜNG ĐỘ CHỊU CẮT Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 42 Trong điều kiện chịu lực bình thƣờng, cƣờng độ chịu cắt ít khi khống chế thiết kế trụ cầu vì tải trọng ngang thƣờng nhỏ so với tải trọng thẳng đứng. Tuy nhiên trong thiết kế động đất, lực cắt lại V rất lớn. Sức kháng cắt tính toán: Vr = Φ*Vn Trong đó: Φ - Hệ số sức kháng (0,9) cho kết cấu chịu cắt. Vn - Sức khang danh định, lấy trị số nhỏ hơn của Vn =Ve +Vs Và Vn = o,25*fc*bv*dv Trong đó: V - sức kháng cắt của bê tong vvc dbfV '*83,0 Vs- Sức kháng cắt của bê tông ngang s ggdfA V v yv s sin)cot(cot Trong đó:bv- chiều rộng bản bụng có hiệu, lấy bằng chiuêù rộng bảng bụng nhỏ nhất trong phạm vi chiều cao dv (mm). dv – chiều cao chịu cắt có hiệu, lấy bằng khoảng cách giữa hợp lực kéo và lực nén do uốn (mm) s - cự ly cốt thép đai (mm) α – góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ) Av - Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm) β - hệ số hiển thị khả năng của bê tong bị nứt chéo truyền lực kéo θ – góc nghiên ứng suất nén chéo. Đối với ặt cắt bê tông không dự ứng lực có thể lấy: β =2 , θ=45 độ 3.3.4. ĐỘ DẺO CỦA CỘT Độ dẻo của cột đƣợc đảm bảo, nếu tỷ lệ cốt thép xoắn với toàn bộ khối lƣợng lỏi bê tông tính đến mép ngoài của cốt hép đai xoắn, không nhỏ hơn vh c c g s f f A A P ' 145,0 Ag - Diện tích mặt cắt nguyên bê tông As - Diện tích mặt cắt lõi bê tong fvh - gớI hạn chảy quy định của cốt đai xoắn 3.3.5. KIỂM TRA NỨT ( TTGH sử dụng) Ứng suất trong cốt thép chịu kéo ở trạng thái giới hạn sử dụng không đƣợc vƣợt 0,6fv dc - khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm thanh cốt thép ngoài cùng (mm) A- diện tích phần bê tong có cung trọng tâm với cố thép chịu kéo đƣợc bao bởi đƣờng thẳng song song với trục trung hoà chia cho số lƣợng thanh cốt thép (mm2) Z- thống kê bề rộng vết nứt Z = 30.000 N/mm2 trong điều kiện môi trƣờng bình thƣờng. Z = 23.000 N/mm2 trong điều kiện môi trƣờng khắc nghiệt Z = 30.000 N/mm2 trong điều kiện k ết c ấu v ùi dƣới đ ất 3.4. TÍNH MÓNG MỐ TRỤ (MÓNG NÔNG) THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN (TTGH) 3.4.1. TÍNH THEO TTGH SỬ DỤNG GỒM: Tính lún Tính các chuyển vị ngang Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 43 3.4.2. TÍNH THEO TTGH CƢỜNG ĐỘ BAO GỒM: Tính sức kháng đỡ của đất Tính ổn định lật. Tính ổn định trƣợt. Tính kết cấu móng. 1. Tính sức kháng đỡ của đất ( khả năng chịu tải của đất nền) Công thức kiểm toán: Φ*quet ≥ qmax Trong đó: quet - Sức kháng đỡ của đất dƣới đấy móng ( MPa) Φ - Hệ số sức kháng dùng cho thiết kế địa kỹ thuật qmax – Áp lực đất tính toán dƣới đấy móng do tải trọng ( MPa). Giả định sự phân bố áp lực nhƣ sau: Nếu móng trên nền đất : áp lực đất coi nhƣ phân bố điều trên diện tích đấy móng hữu hiệu. Nếu móng trên nền đá: áp lực đất coi nhƣ phân bố thay đổi tuyến tính trên diện t ích đấy móng hữu hiệu. Khi tải trọng đặt lệch tâm phải dùng diện tích đấy móng hữu hiệu A’= B’*L Trong đó: LB eLLvaeBB 2',,2' B,L – kích thƣớc móng. Be độ lệch tâm song song với kích thƣớc móng B (mm) Le độ lệch tâm song song với kích thƣớc L (mm) a/. Móng trên nền đất : N M xvoi x N q 0 0 0 max ,, 2 b/. Móng trên nên đá: 0 max 3 2 x N q 2. Ổn định lật Thay cho việc kiểm tra tỉ số giữa mô men ổn định và mômen lật, để đảm bảo ổn định lật cần kiểm tra độ lệch tâm của hợp lực đối với đấy móng hữu hiệu. Với móng trên nền đất: 4 B e VớI móng trên nền đá: 8 3B e Chương 3: Tính toán mố trụ cầu T.M.Phung,MEng -TKC-05 V - 44 Trong đó: e- độ lệch tâm của hợp lự (mm); oxBe 2/ B- kích thƣớc móng (mm) 3. Ổn định trượt Sức kháng tính toán chống phá hoại trƣợt tính theo công thức: )(,* NiutonQQ nR trong đó: Φ - hệ số sức kháng cho sức kháng trƣợt giữa đất và móng, cho trong bảng A Qn - Sức kháng trƣợt danh định giữa đất và móng (N) nếu đất dƣớI đấy móng là đất rờI thì: Qn = V*tgδ với tgδ = tgφf - đối với bê tông đổ trên đất = 0,8tgφf - đối với đấy móng bằng bê tông đúc sẳn φf – góc nội ma sát của đất Nếu đế móng bằng đất sét, sức kháng trƣợt Qn có thể lấy giá trị nhỏ hơn trong: + Lực dính của đất sét + 0,5δ’s ( nếu đế móng đặt trên lớp vật liệu hạt đầm chặt, dày ít nhất 150mm) δs’- ứng suất pháp hữu hiệu + Công thức kiểm toán ổn định trƣợt: 11 ** hn PQ trong đó: 11 * hP - Tồng các lực ngang tính toán 1 - Hệ số tải trọng 4. Tính kết cấu móng Kết cấu móng đƣợc tính toán theo sức kháng uốn và sức kháng uốn và sức kháng cắt của kết cấu BTCT.