Ket Cau Be tong cot thep

1

Chng 1: KHI NIM CHUNG V KT CU B TNG CT THP 1.1 C IM CHUNG CA KT CU B TNG CT THP

1.1.1 Thc cht ca b tng ct thp B tng ct thp l mt loi vt liu xy dng hn hp do hai vt liu thnh phn c tnh

cht c hc khc nhau l b tng v thp cng cng tc chu lc vi nhau mt cch hp l v kinh t .

B tng l mt loi nhn to thnh phn bao gm ct liu ( ct , ) v cht kt dnh ( xi mng , nc ...).B tng c kh nng chu nn tt , kh nng chu ko rt km .

Thp l vt liu chu ko hoc chu nn u tt .Do vy ngi ta thng t ct thp vo trong b tng tng cng kh nng chu lc cho kt cu t sn sinh ra b tng ct thp .

thy c s cng tc chu lc gia b tng v ct thp ta xem th nghim :

-Un mt dm b tng nh trn hnh 1.1a ,trn dm chia thnh hai vng r rt l vng ko v vng nn .Khi ng sut ko trong b tng fct vt qu cng chu ko ca b tng th vt nt s xut hin , vt nt di dn ln pha trn v dm b gy khi ng sut trong b tng vng nn cn kh nh so vi cng chu nn ca b tng .Dm b tng cha khai thc ht c kh nng chu nn tt ca b tng , kh nng chu m men ca dm nh.

- Vi mt dm nh trn c t mt lng ct thp hp l vo vng b tng chu ko hnh 1.1b , khi ng sut ko fct vt qu cng chu ko ca b tng th vt nt cng s xut hin .Nhng lc ny dm cha b ph hoi ,ti tit din c vt nt lc ko hon ton do ct thp chu , chnh v vy ta c th tng ti trng cho ti khi ng sut trong ct thp t ti gii hn chy hoc b tng vng nn b nn v .

f

f

ct

cc

ccf

fs

(a)

(b)

P P

P P

As

Hnh 1.1 Dm b tng v b tng ct thp cauduong.ed

u.vn

2

Dm BTCT khai thc ht kh nng chu nn tt ca b tng v kh nng chu ko tt ca thp .Nh vy kh nng chu m men hay Sc khng un ln hn hng chc ln so vi dm b tng c cng kch thc .

Ct thp chu chu ko v nn u tt nn n cn c t vo trong cc cu kin chu ko , chu nn , cu kin chu un xon tng kh nng chu lc gim kch thc tit din v chu lc ko xut hin do ngu nhin.

B tng v thp c th cng cng tc chu lc l do : - Trn b mt tip xc gia b tng v thp c Lc dnh bm kh ln nn lc c th truyn

t b tng sang thp v ngc li .Lc dnh bm c tm rt quan trng i vi BTCT .Nh c lc dnh bm m cng ca ct thp mi c khai thc , b rng vt nt trong vng ko mi c hn ch .Do vy ngi ta pho tm mi cch tng cng lc dnh bm gia b tng v ct thp.

- Gia b tng v ct thp khng xy ra phn ng ho hc , b tng cn bo v cho ct thp chng li tc dng n mn ca mi trng .

- H s gin n di v nhit ca b tng v ct thp l xp x bng nhau ( b tng c=10,8.10-6/oC , thp s=12.10-6/oC ).Do khi nghit thay i trong phm vi thng thng ( di 100oC) ni ng sut xut hin khng ng k , khng lm ph hoi lc dnh bm gia b tng v ct thp .

1.1.2 Thc cht ca b tng ct thp d ng lc (DL) Khi s dng BTCT ngi ta thy xut hin cc nhc im : - Nt sm gii hn chng nt thp - Khng cho php s dng hp l ct thp cng cao .Khi ng sut trong ct thp chu

ko fs=20-30 MPa cc khe nt u tin trong b tng s xut hin .Khi dng thp cng cao ng sut trong ct thp chu ko c th t 1000-1200 MPa hoc ln hn iu lm xut hin cc khe nt rt ln vt qu tr s gii hn cho php .

khc phc hai nhc im trn ngi ta a ra kt cu BTCT d ng lc (BTCTDL).Hai nhc im trn u xut pht t kh nng chu ko km ca b tng .Trc khi chu lc nh hnh 1.1b ngi ta to ra trong cu kin mt trng thi ng sut ban u ngc vi trng thi ng sut khi chu ti ,ta s c biu ng sut nh hnh 1.2 v s c kt cu nt nh ( fct nh ) hoc khng nt ( fct=0).

Khi nim kt cu d ng lc: kt cu d ng lc l loi kt cu m khi ch to chng ngi ta to ra mt trng thi ng sut ban u ngc vi trng thi ng sut do ti trng khi s dng nhm, mc ch hn ch cc yu t c hi n tnh hnh chu lc ca kt cu do tnh cht chu lc km ca vt liu .

cauduong.ed

u.vn

3

PP

cc

ct

f

f+

-f

f

ct

cc

+

-

+

-

+

f

f

ct

cc ccf-

= or

p L

N N

As

Ap

Hnh 1.2 ng sut trong cu kin BTCT d ng lc

Vi b tng ct thp , ch yu ngi ta to ra ng sut nn trc cho nhng vng ca tit din m sau ny di tc dng ca ti trng khi s dng s pht sinh ng sut ko . ng sut nn trc ny c tc dng lm gim hoc trit tiu ng sut ko do ti trng s dng sinh ra .Nh vy m cu kin nt c th nh hoc khng nt .

Ta c th to ra cc trng thi ng sut ban u khc nhau bng hai cch : Thay i v tr lc nn trc , thay i tr s lc nn trc .Nh vy c th to ra cc kt cu ti u v mt chu lc cng nh gi thnh .

u im ca kt cu BTCTDL so vi BTCT hay tc dng chnh ca d ng lc: - Nng cao gii hn chng nt do c tnh chng thm cao. - Cho php s dng hp l ct thp cng cao , b tng cng cao - cng tng ln nn vng gim ,vt c nhp ln hn so vi BTCT thng . - Chu ti i du tt hn nn sc khng mi tt . - Nh c ng sut trc m phm vi s dng ca kt cu b tng ct thp lp ghp ,

phn on m rng ra nhiu .Ngi ta c th s dng bin php ng lc trc ni cc cu kin c sn cu mt kt cu li vi nhau.

Nhc im ca kt cu BTCTDL so vi BTCT thng : - ng lc trc khng nhng gy ra ng sut nn m cn c th gy ra ng sut

ko pha i din lm cho b tng c th b nt . - Ch to phc tp hn yu cu kim sot cht ch v k thut c th t cht

lng nh thit k ra .

1.2 C IM CHUNG V CU TO V CH TO KT CU B TNG CT THP

1.2.1 c im cu to : Trong b tng ct thp vn gii quyt cu to sao cho hp l l rt quan trng . Hp l v

mt chon vt liu (Mc b tng hay cp b tng , nhm thp hay loi thp ), hp l v chon dng tit din v kch thc tit din , hp l v vic b tr ct thp .Gii quyt cc lin kt gia cc b phn , chn gii php bo v kt cu chng xm thc ,tnh c th thi cng c ( tnh kh thi). cauduong.ed

u.vn

4

Dng tit din v s b tr ct thp ph thuc vo trng thi ng sut trn tit din . Trong cu kin chu un trng thi ng sut trn tit din c vng ko c vng nn th tit din

thng c m rng vng nn( nh ch T).Vi cu kin ch chu lc dc trc trn tit din ng sut gn nh phn b u dng tit din thng c chon l i xng nh vung , trn , ch nht .

a) B tng ct thp thng: Ct thp c t vo trong cu kin b tng ct thp : chu ng sut ko , chu ng sut nn , nh v cc ct thp khc .S lng do tnh ton nh ra nhng cng phi tho mn cc yu cu cu to . Ct thp chu ng sut ko do nhiu nguyn nhn gy ra : M men un, lc ct , lc dc

trc, m men xon , ti cc b . - Ct thp chu ko mmen un gy ra l cc ct thp dc ch t vng chu ko ca

cu kin , t theo s xut hin ca biu m men hnh 1.3, t cng xa trc trung ho cng tt .

Hnh 1.3 Biu m men v cch t ct thp

- Ct thp chu ko do lc ct gy ra d l cc ct thp ai ( ct ngang ) c t theo s

xut hin ca biu lc ct hnh 1.4

A

A

A-A

Hnh 1.4 Biu lc ct v cch b tr ct ai

Ct thp chu ng sut nn : l cc ct dc chu nn trong dm , ct , cc ct thp ny

cng tham gia chu nn vi b tng . Ct thp nh v cc ct thp khc trong thi cng . cauduong.ed

u.vn

5

Ct thp kim sot nt b mt phn b gn b mt cu kin lm nhim v chu ng sut d co ngt , thay i nhit , cc ct dc v ct thp ngang l mt phn ca ct thp kim sot nt b mt.

Trong cu kin chu un khi ch c ct dc chu ko th c gi l tit din t ct thp n , cn khi c c ct thp dc chu ko v ct dc chu nn th c gi l tit din t ct kp. S b tr ct thp trong cu kin chu nn lch tm ln , chu ko lch tm ln gn ging nh trong cu kin chu un . Trong cu kin ch chu lc dc trc trn tit din cc ct thp dc thng c bt tr i xng. Kch thc tit din do tnh ton nh ra nhng phi tho mn cc yu cu cu to , kin trc , kh nng b tr ct thp v k thut thi cng . Ngoi ra cn phi ch n quy nh v b dy lp b tng bo v ct thp , khong cch trng gia cc ct thp . Cc quy nh ny c quy nh trong cc tiu chun ngnh. b) B tng ct thp d ng lc . Trong cu kin BTCTDL gm hai loi ct thp : Ct thp thng ( hay ct thp khng ko cng) v ct thp D ng lc ( ct thp ko cng ).Ct thp thng lm nhim v v c b tr ging nh cu kin b tng ct thp thng . Ct thp DL c nhim v to ra ng sut nn trc trong b tng .Ct thp d ng lc c th t theo ng thng hoc ng cong hoc thng v cong ,hnh 1.5.

A p

A p

A p

Hnh 1.5 S b tr ct thp DL

Ti ch un cong thng c ni lc tip tuyn ln nn cn gia cng cho b tng ti bng cc li ct thp gia cng . Ti u neo lin kt s xut hin lc tp trung ln cng cn phi gia cng cho b tng ti cc v tr ny bng cc ct thp gia cng hoc bn phn b .

1.2.2 c im ch to : a) Phn loi theo phng php thi cng : 3loi

- ti ch ( kt cu ton khi ) cauduong.ed

u.vn

6

- Lp ghp - Bn lp ghp

b) Phn loi theo trng thi ng sut khi ch to v s dng : - B tng ct thp thng - B tng ct thp d ng lc ( b tng ng sut trc )

c) Phn loi BTCTDL theo phng php to d ng lc : Cu kin thi cng ko trc ( phng php cng ct thp trn b) : Hnh 1.5

Ct thp d ng lc c neo mt u c nh vo b cn u kia c ko ra vi lc ko N . Di tc dng ca lc ko N ct thp c ko trong gii hn n hi s gin di ra mt on l tng ng vi ng sut ko thit k xut hin trong ct thp .Sau ngi ta c nh u ny ca ct thp vo b .Tip theo ta t ct thp thng v b tng cu kin .Khi b tng cu kin cng cn thit ,ngi ta tin hnh bung ct thp .Lc ny ct thp d ng lc c xu hng co li khi phc chiu di ban u v sinh ra nn b tng .

Ap

+

-

ctf

ccf

N N

tk

Hnh 1.5 S phng php thi cng ko trc tng thm dnh bm gia b tng v ct thp DL ngi ta thng dng ct thp DL l

ct thp c g , hoc ct thp trn c xon li , hoc to mu neo c bit hai u . Phm vi p dng : Dng cho cc cu kin thng c nhp ngn v va , c bit hiu qu vi

cc cu kin sn xut hng lot xng . Cu kin thi cng ko sau( phng php cng ct thp trong b tng ) :Hnh 1.6

Trc tin ngi ta lp dng vn khun , ct thp thng v t cc ng to rnh (trong c th t trc ct thp DL hoc lun sau) bng tn , km hoc vt liu khc .Sau b tng cu kin ,khi b tng cu kin cng ta tin hnh lun ct thp v ko cng n ng sut thit cauduong.ed

u.vn

7

k . Sau khi cng xong ct thp DL c neo cht vo u cu kin .Thng qua cc neo cu kin s b nn bng lc ko cng trong ct thp .Tip ngi ta bm va xi mng vo trong ng rnh bo v ct thp khi b n mn v to ra lc dnh bm gia b tng vi ct thp .Nhng cng c trng hp ct thp c bo v trong ng rnh bng m chng g , trng hp ny c gi l cu kin DL khng dnh bm .

Phng php ny lun phi c neo , khi ko t mt u th u kia l neo cht ( neo sn mt u nh : neo mc cu,neo kiu mi bi , kiu thng lng ).

Phm vi p dng ca phng php ny : dng ko cng cc b si hoc dy cp t theo ng thng hoc cong , dng cho cc cu kin chu lc ln nh kt cu cu .Phng php ny thng oc thc hin ti cng trng .

ng to rnh

tkN

N

Ap =N

fcc

fct

-

+

Ap(Ct thp DL)

N

Lp dng vn khun ct thp thng

b tng

Ko cng ct thp

Sau bung kch

Hnh 1.6 S phng php thi cng ko sau

cauduong.ed

u.vn

8

cauduong.ed

u.vn

9

cauduong.ed

u.vn

10

Chng 2 : vt liu dng trong b tng ct thp 2.1 B TNG

2.1.1 Thnh phn ca b tng ti B tng l mt loi nhn to gn kt. N l hn hp ca cc ct liu ln v nh trong va xi

mng, tr nn rn v c hnh dng ca vn khun. Thnh phn ca cc ct liu ln v nh, xi mng pooc-lng v nc trong hn hp nh hng n thuc tnh ca b tng cng. Trong phn ln cc trng hp, ngi k s cu s chn cp b tng c th t mt lot hn hp thit k th, thng da trn cng chu nn mong mun tui 28 ngy, fc. c trng tiu biu i vi cc cp b tng khc nhau c cho trong bng 2.1.

Cp b tng A ni chung c s dng i vi tt c cc cu kin ca kt cu v c bit i vi b tng lm vic trong mi trng nc mn.

Cp b tng B c s dng trong mng, b mng, thn tr v tng chu lc. Cp b tng C c s dng trong cc chi tit c b dy di 100 mm nh tay vn cu thang

v cc bn sn t li thp. Cp b tng P c s dng khi cng c yu cu ln hn 28 MPa. i vi b tng d

ng lc, phi ch rng, kch thc ct liu khng c ln hn 20 mm. T l v khi lng nc/xi mng (N/X) l thng s quan trng nht trong b tng i vi cng

. T l N/X cng nh th cng ca hn hp cng ln. Hin nhin l, i vi mt tng lng nc cho trong hn hp, vic tng hm lng xi mng s lm tng cng . i vi mi cp b tng, lng xi mng ti thiu tnh bng kg/m3 c quy nh r. Khi tng lng xi mng trn mc ti thiu ny, c th tng lng nc v vn gi nguyn t l N/X. S tng lng nc c th khng phi l iu mong mun v lng nc tha, khng cn thit cho phn ng ho hc vi xi mng v m ca b mt hn hp, cui cng s bay hi v gy ra co ngt ln, lm gim bn ca b tng. Do vy, cc Tiu chun ny quy nh lng xi mng ti a l 475 kg/m3 hn ch lng nc ca hn hp.

B tng AE (b tng bt) pht huy c bn lu di khi lm vic trong cc chu k ng bng tan bng v chu tc dng ca mui lm tan bng. S ci thin ny c thc hin nh a thm cht lm tan bng hoc mt loi du vo hn hp b tng, to ra s phn b rt u n cc bt kh c chia nh. S phn b u n cc l rng ny trong b tng ngn nga cc khong trng ln v lm gin on cc ng mao dn t b mt ct thp.

t c cht lng ca b tng l bn lu di v chu lc tt, cn phi hn ch hm lng nc, iu ny c th gy ra vn i vi tnh cng tc v lu ng ca hn hp trong vn khun. ci thin tnh cng tc ca hn hp b tng m khng phi tng lng nc, ngi ta a vo cc ph gia ho hc. Cc ph gia ny c gi l ph gia gim nc mnh (ph gia siu do), rt c hiu qu trong vic ci thin thuc tnh ca c b tng t v b tng ng rn. Cc ph gia ny phi c s dng rt thn trng v nht thit phi c ch dn ca nh sn xut v chng c th c nhng nh hng khng mong mun nh lm rt ngn thi gian ng kt. Cc th nghim cauduong.ed

u.vn

11

trong phng phi c thc hin xc minh cc thuc tnh ca c b tng t v b tng cng khi s dng hn hp c trng cho vt liu ca kt cu.

Bng 2.1 Cc c trng trn ca b tng theo cp

Lng xi mng ti

thiu

T l nc/xi

mng ln nht

cha kh Kch thc ct liu theo

AASHTO M43

Cng chu nn 28

ngy

Cp b tng

kg/m3 kg/kg % Kch thc l vung sng (mm)

MPa

A A (AE)

B B (AE)

C C (CE)

P

362 362 307 307 390 390 334

0,49 0,45 0,58 0,55 0,49 0,45 0,49

- 6,0 1,5 5,0 1,5

- 7,0 1,5

- Nh quy nh ch

khc

25 n 4,75 25 n 4,75 50 n 4,75 50 n 4,75

12,5 n 4,75 12,5 n 4,75

25 n 4,75 hoc 19 n 4,75

28 28 17 17 28 28

Nh quy nh ch khc

T trng thp

334 Nh quy nh trong h s hp ng

2.1.2 Cc thuc tnh ngn hn ca b tng cng

Cc thuc tnh ca b tng c xc nh t mt chng trnh th nghim phn nh s lm vic chu lc ngn hn v cc th nghim ny thng c thc hin trong vng vi pht, trong khi thi gian ti trng tc dng ln b tng trong kt cu l nhiu thng, thm ch nhiu nm. Cc thuc tnh ngn hn ny rt hu dng trong nh gi cht lng ca b tng v s lm vic chu lc ngn hn nh di hot ti xe c. Tuy nhin, nhng thuc tnh ny phi c iu chnh khi chng c s dng nh gi s lm vic di ti trng tc dng lu di nh trng lng bn thn ca dm, ca bn v lan can.

B tng c t trng bnh thng B tng c t trng gia 2150 v 2500 kg/m3.

B tng c t trng thp B tng cha cp phi nh v c t trng khi kh khng vt qu 1925 Kg/m3.

1/Cng chu nn

Cng chu nn ca b tng (fc) tui 28 ngy thng c xc nh bng th nghim ph hoi mu th hnh tr ng knh 150 mm, chiu cao 300 mm di tc dng ca lc dc trc. Hnh 2.1 biu din ng cong ng sut-bin dng in hnh ca mu th hnh tr khi chu nn dc trc khng c kim ch (khng c cn tr bin dng ngang). Bin dng ti nh ng sut nn fc xp cauduong.ed

u.vn

12

x bng 0,002 v bin dng c th ln nht vo khong 0,003. Mt quan h n gin i vi b tng c cng nh hn 40 MPa c a ra di mt hm bc hai nh sau:

2'

, ,2c c

c cc c

f f =

(2.1)

trong fc l cng chu nn tng ng vi bin dng c , fc l nh ng sut t th nghim khi tr v c l bin dng ng vi ng sut fc. Quy c du y l ng sut nn v bin dng nn mang gi tr m.

Hnh 2.1 ng cong ng sut-bin dng parabol in hnh i vi b tng chu nn

khng c kim ch M un n hi c cho i vi b tng trong AASHTO c nh gi bng dc ca ng thng i t gc to qua im ca ng cong c ng sut bng 0,4fc. M un ct tuyn Ec (tnh bng MPa) ny c biu din trn hnh 8.1 v c tnh bi hm s m sau:

1,5 '0,043. .c c cE f= (2.2) trong c l khi lng ring ca b tng tnh bng kg/m3 v fc l gi tr tuyt i ca cng chu nn danh nh ca b tng tnh bng MPa. i vi c = 2300 kg/m3 v fc = 28 MPa,

( )1,5 ' '0,043. 2300 . 4800. 4800. 28 25c c cE f f GPa= = = = Trong AASHTO, cng chu nn tui 28 ngy ti thiu l 16 MPa c khuyn co i vi tt c cc b phn ca kt cu v cng chu nn ti a c quy nh l 70 MPa, tr khi c nhng th nghim b sung. Cc bn trong cu phi c cng chu nn tui 28 ngy ti thiu l 28 MPa t c bn thch hp. 2/ Cng chu ko Cng chu ko ca b tng c th c o trc tip hoc gin tip. Th nghim ko trc tip [hnh 2.2(a)] c s dng xc nh cng nt ca b tng, i hi phi c thit b c bit (chuyn dng). Thng thng, ngi ta tin hnh cc th nghim gin tip nh th nghim ph hoi dm v th nghim ch khi tr. Cc th nghim ny c m t trn hnh 2.2. cauduong.ed

u.vn

13

Hnh 2.2 Th nghim ko b tng trc tip v gin tip

a) Th nghim ko trc tip b) Th nghim ph hoi dm c) Th nghim ch khi tr

Th nghim ph hoi dm [hnh 2.2(b)] o cng chu ko khi un ca b tng vi mt

dm b tng gin n chu lc nh trn hnh v. ng sut ko un ny c k hiu l fr. i vi b tng c t trng thng thng, AASHTO a ra biu thc sau i vi fr (MPa):

'0,63.r cf f= (2.3) Cng chu ko khi un (fr) fr=0,63fc

trong , fc l gi tr tuyt i ca cng chu nn khi tr ca b tng (MPa). Trong th nghim ch khi tr [hnh 2.2(c)], khi tr tiu chun c t nm v chu ti

trng ng phn b u. ng sut ko gn nh u xut hin vung gc vi ng sut nn sinh ra bi ti trng ng. Khi cc ng sut ko ny t ti gii hn cng , khi tr b ch lm i dc theo mt chu ti. Theo mt l thuyt v s lm vic n hi (Timoshenko v Goodier, 1951), cng thc tnh ng sut ko ch fsp c a ra nh sau:

2 /=

crsp

P LfD

(2.4)

trong Pcr l ton b ti trng gy ch khi tr, L l chiu di ca khi tr v D l ng knh ca khi tr.

C hai gi tr ng sut ko un (fr) v ng sut ko ch (fs) u c xc nh ln hn so vi ng sut ko dc trc (fcr) c xc nh trong th nghim ko trc tip [hnh 2.2(a)]. Cc tc gi cauduong.ed

u.vn

14

Collins v Mitchell (1991) v Hsu (1993) a ra cng thc xc nh cng chu ko trc tip fcr nh sau:

'0,33.cr cf f= (2.5) ng cong ng sut bin dng ko trc tip ( hnh 2.2*)gi thuyt tuyn tnh cho n ng

sut fcr c cng dc Ec nh trong phng trnh (2.2).Sau khi nt , nu c ct thp , ng sut ko gim nhng khng v khng , ni lin kt ga cc ht cn tn ti v c th truyn lc ko qua vt nt . Hin tng ny rt quan trng khi d tnh ng sut ko trong ct thp v sc khng ct ca dm BTCT.

0.001 0.002 0.003 0.004

crff'cf =0,33cr

= =1.01 2

1f = 5001,0 +f cr

1

Bin dng trung bnh , 10

ng

sut

trun

g b

nh ,

f 1

Ec

Hnh 2.2* : ng sut trung bnh theo bin dng trung bnh ca b tng chu ko Collins v Mitchell (1991) cho biu thc sau y v ng cong ng sut bin dng ko

trc tip trn hnh 2.2* : Nhnh i ln: ( 1 cr = fcr/Ec) 11 cEf = Trong f1 l ng sut ko trung bnh v 1 l bin dng ko trung bnh ca b tng . Nhnh xung : (1>cr)

1

211 5001

+=

crff

Trong : 1 L h s xt n c trung dnh kt ca ct thp : 1=1,0 cho ct thp c g 1=0,70 cho ct thp trn trn , si v tao thp c dnh bm 1=0 cho ct thp khng dnh bm

2 -H s xt n ti trng thng xuyn hay lp 2 =1,0 i vi ti ngn hn 2 =0,70 vi ti thng xuyn hoc ti trng lp. cauduong.ed

u.vn

15

Nu khng c ct thp s khng c nhnh xung , v ng sut ko ca b tng sau nt bng khng . Tuy nhin nu b tng c dnh bm vi ct thp , ng sut ko ca b tng cn tn ti .Mt ln na cho thy r tnh cht ca BTCT khc b tng . M un n hi ca b tng khi chu ko c th c ly nh khi chu nn. 3. H s gin n nhit

H s gin n nhit nn xc nh bng th nghim trong phng theo loi b tng c cp phi

c em dng. Trong trng hp thiu cc s liu chnh xc, h s gin n nhit c th ly nh sau :

B tng c t trng thng thng: 10,8 x 10-6/ oC , v B tng c t trng thp : 9,0 x 10-6/ oC

4. H s Poisson Tr trng hp c xc nh bng th nghim vt l, h s Poisson c th ly bng 0.2. i vi

cu kin cho php xut hin nt, c th khng xt n hiu ng Poisson .

2.1.3 Cc thuc tnh di hn ca b tng cng 1/Cng chu nn ca b tng tui cao

Ni chung, cng chu nn ca b tng tng theo tui ca n. C cc phng php khng ph hu xc nh cng chu nn, thng bng con ng gin tip thng qua vic xc nh trc ht m un n hi ri tnh ngc tr li tm cng chu nn. Theo mt phng php khc, ngi ta o ny ln ca mt vin bi bng thp, vin bi ny c nh kch thc da vo ny trn b tng bit cng chu nn. 2/Co ngt ca b tng

Co ngt ca b tng l s gim th tch di nhit khng i do mt m sau khi b tng ng cng. S thay i th tch theo thi gian ny ph thuc vo hm lng nc ca b tng ti, vo loi xi mng v ct liu c s dng, vo iu kin mi trng (nhit , m v tc gi) ti thi im b tng, vo qu trnh bo dng, vo khi lng ct thp v vo t s gia th tch v din tch b mt cu kin. Trong AASHTO, mt biu thc thc nghim c xy dng bi Collins v Mitchell (1991) c s dng nh gi bin dng co ngt sh da trn thi gian kh, m tng i v t s gia th tch v din tch b mt.

3. . .0,51.1035sh s h

tk kt

= + (2.6) trong t l thi gian kh tnh bng ngy, ks l mt h s kch thc c tra t hnh 2.3 v kh l h s m c ly theo bng 2.2.

cauduong.ed

u.vn

16

k

t

e tt

t

s

V S= +

+

26

45923

0.0142( / )

1064 - 3.70(V / S) (2.7)

Hnh 2.3 H s ks i vi t s th tch/din tch b mt Bng 2.2 H s kh i vi m tng i H

m tng i trung bnh ca mi

trng H (%)

kh

40 50 60 70 80 90

100

1,43 1,29 1,14 1,00 0,86 0,43 0,00

V d 2.1

Hy xc nh bin dng co ngt trong mt bn b tng cu dy 200 mm vi mt trn v mt di c lm kh trong khng kh c m tng i 70%. T s gia th tch v din tch b mt i vi 1 mm2 din tch bn l

= =th tch 200(1)(1) 100 mmdin tch b mt 2(1)(1)

T hnh 2.3 i vi thi gian t = 5 nm ( 2000 ngy), ks = 0,73, v t bng 2.2 i vi H = 70% ta c kh = 1,0. T , biu thc 2.6 c vit nh sau:

Thi gian kh ( ngy)

cauduong.ed

u.vn

17

( ) ( ) 320000,73 . 1,0 . .0,51.10 0,0003735 2000sh

= = + trong , du m biu th s co ngn li.

S ph thuc ca bin dng co ngt vo thi gian kh i vi cc iu kin ny c biu din trn hnh 8.4. V cng thc thc nghim ny khng bao gm tt c cc yu t nh hng n co ngt, AASHTO ch thch rng, cc kt qu c th tng gim khong 50% v co ngt thc t c th ln hn -0,0008. Ngay c khi cc gi tr ny khng chnh xc th khuynh hng tc co ngt gim khi thi gian kh tng ln vn ng. Khi khng c cc thng s c trng v b tng v cc iu kin ni khai thc, AASHTO khuyn co s dng cc gi tr bin dng co ngt l 0,0002 sau 28 ngy v 0,0005 sau 1 nm ng cng.

Hnh 2.4 Bin dng co ngt theo thi gian. V d 2.1. 2/T bin ca b tng

T bin trong b tng c gn vi s thay i bin dng theo thi gian ti nhng vng ca dm v ct chu ng sut nn thng xuyn. S thay i bin dng theo thi gian cng ph thuc vo cc nhn t c nh hng i vi bin dng co ngt, ngoi ra cn phi k n ln v khong thi gian tn ti ca ng sut nn, cng chu nn ca b tng v tui ca b tng khi bt u chu ti trng di hn. Bin dng t bin CR c tnh bng tch s ca bin dng nn n hi tc thi do ti trng thng xuyn ci v h s t bin :

( ) ( ) = , , .CR i i cit t t t (2.8) trong t l tui ca b tng tnh bng ngy k t thi im b tng v ti l tui ca b tng tnh bng ngy k t khi ti trng thng xuyn tc dng. AASHTO s dng mt cng thc thc nghim xc nh h s t bin, c xy dng bi Collins v Mitchell (1991), nh sau: cauduong.ed

u.vn

18

( ) ( )( ) = +

0,6

0,1180,6

, 3,5 1,58120 10

ii c f i

i

t tHt t k k t

t t (2.9)

trong H l m tng i (%), kc l mt h s iu chnh i vi nh hng ca t s gia th tch v din tch b mt, c ly theo hnh 2.5 v

= + ,62

42f ck

f (2.10)

y, fc l gi tr tuyt i ca cng chu nn tui 28 ngy ca b tng (MPa).

kc

t

26e tt

45 t

1.80 + 1.77e

2.587

0.0142(V/S) -0.0213(V/S)= +

+

(2.11)

Hnh 2.5 H s kc i vi t s th tch/din tch b mt V d 2.2 Hy xc nh bin dng t bin trong bn b tng cu v d 2.1 sau mt nm nu ng sut nn do ti trng di hn l 10 MPa, cng chu nn 28 ngy l 31 MPa v ti = 15 ngy. M un n hi theo cng thc 2.2 l

( )= =1,50, 043 2300 31 26,4 GPacE v bin dng nn tc thi c tnh nh sau

= = = 10 0,0003826400

cuci

c

fE

i vi mt t s th tch/ din tch b mt bng 100 mm v (t - ti) = (365 - 15) = 350 ngy, hnh 2.5 cho mt h s iu chnh kc = 0,68. H s cng ca b tng kf c tnh theo biu thc 2.10 nh sau:

+= =62 42 0,8531f

k cauduong.ed

u.vn

19

H s t bin trong mt mi trng c m H = 70% c tnh theo biu thc 8.9:

( ) ( )( ) = = + 0,6

0,1180,6

70 350365;15 3,5 0,68 0,85 1,58 15 1,13

120 10 350

T , bin dng t bin sau mt nm c xc nh theo biu thc 2.8 nh sau:

( ) ( ) = = 365;15 1,13 0, 00038 0, 00043CR Bin dng ny cng c ln tng ng so vi bin dng co ngt. y, vic xc nh ny cng c th sai lch ti 50%. i vi cng cc iu kin nh v d ny, s thay i ca tng bin dng nn theo thi gian sau khi t ti trng di hn c biu din trn hnh 2.6. Bin dng nn ton phn c(t,ti) l tng ca bin dng n hi tc thi v bin dng t bin, ng thi mc tng bin dng gim dn theo thi gian. Bin dng tng cng c th c tnh nh sau:

( ) ( ) ( ) = + = + , , 1 ,c i ci CR i i cit t t t t t (2.12)

i vi v d ny, bin dng nn tng cng sau mt nm l

( ) ( )( ) = + = 365;15 1 1,13 0, 00038 0, 00081c bng hai ln so vi bin dng n hi.

Hnh 2.6 Bin dng t bin theo thi gian. V d 2.2.

Cng c th lm gim bin dng t bin bng cc bin php nh lm gim co ngt, tc l gim thnh phn nc trong hn hp b tng v gi cho nhit tng i thp. Bin dng t bin cng c th c gim bt nh vic b tr ct thp vng chu nn v phn ni lc nn m ct thp chu khng lin quan n t bin. Trng hp ti trng di hn tc dng tui b tng ln, bin dng t bin s gim i do b tng tr nn kh hn v bin dng t hn. iu ny c phn nh trong biu thc 2.9, y gi tr ln hn ti i vi tui b tng cho t lm gim h s t bin (t,ti). cauduong.ed

u.vn

20

Cui cng, khng phi tt c cc nh hng ca bin dng t bin u l c hi. Khi c s ln khc nhau xy ra trong mt cu BTCT, c tnh t bin ca b tng lm cho ng sut trong cc cu kin gim r rt so vi gi tr d on bng phn tch n hi.

3/M un n hi i vi ti trng di hn

tnh ton i vi s tng bin dng do t bin di ti trng di hn, mt m un n hi

di hn c chit gim Ec,LT c th c nh ngha nh sau:

( ) ( )= = + + , 1 ,1 ,ci ci

c LTii i

f EE

t tt t

trong , Eci l m un n hi ti thi im ti. Gi thit rng Eci c th c biu din bng m un n hi Ec t biu thc 2 .2 th ta c:

( )= + , 1 ,cc LT iE

Et t

(2.13)

Khi tnh i cc c trng mt ct ca thp thnh cc c trng tng ng ca b tng i vi cc TTGH s dng, ngi ta dng t s m un n, c nh ngha nh sau:

= sc

En

E (2.14)

T s m un di hn nLT i vi ti trng thng xuyn c th c nh ngha tng t, gi thit rng ct thp khng c t bin:

( ) = = + ,

1 ,sLT ic LT

En n t t

E (2.15)

V d 2.3 i vi cc d kin ca v d 2.2, hy xc nh h s m un di hn nLT vi t = 5 nm. T hnh 2.5, i vi (t - ti) = 5.(365) 15 = 1810 ngy, ta c kc = 0,75. T :

( ) ( )( ) = = + 0,6

0,1180,6

70 18101825;15 3,5 0,75 0,85 1,58 15 1,45

120 10 1810

v

= 2,45LTn n cauduong.ed

u.vn

21

2.2 CT THP

Ct thp c t trong cu kin nhng ni c th pht huy tc dng ln nht. Ct thp thng c tnh n chu lc ko, tuy nhin n cng c b tr chu lc nn. TTGH v ct trong dm, phi b tr ct thp dc v ct thp ngang chu ng sut ko xin.

S lm vic ca ct thp khng d ng lc thng c c trng bi quan h ng sut bin dng i vi cc thanh ct thp trn. S lm vic ca ct thp d ng lc l khc nhau i vi b cp c dnh bm v khng c dnh bm, iu ny khin chng ta phi xem xt li s lm vic ca ct thp khng d ng lc c bao bc bi b tng.

2.2.1 Ct thp khng d ng lc Cc ng cong ng sut bin dng in hnh i vi ct thp trn c biu din trn

hnh 2.7 i vi cp ct thp 280, 420 v 520. S lm vic ca ct thp trn c th c chia thnh ba giai on, n hi, do v cng ho bin dng. on n hi AB ca biu gn ging nh mt on thng vi m un n hi khng i Es = 200 000 MPa cho ti gii hn bin dng n hi y = fy / ES. on chy BC c c trng bi thm chy ti ng sut khng i fy cho ti lc bt u cng ho. di ca thm chy l thc o tnh do v c phn bit vi cc cp thp khc nhau. on cng ho bin dng CDE bt u bin dng h v t ti ng sut ln nht fu ti bin dng u trc khi gim nh bin dng ph hoi b. Ba on ca ng cong ng sut - bin dng i vi ct thp trn c th c m t c trng bng nhng quan h sau

on n hi AB fs = s . Es 0 s y (2.16)

on chy BC fs = fy y s h (2.17)

on cng ho bin dng CDE

= + 1 1 exp 1-s h u s hs y h s b

u h y u h

ff f

f (2.18)

Bng 2.3 Cc gi tr gii hn danh nh i vi cc ng cong ng sut-bin dng ca

ct thp thanh fy (MPa) fu (MPa) y h u b

280 420 520

550 730 900

0,00138 0,00207 0,00259

0,0230 0,0060 0,0027

0,140 0,087 0,073

0,200 0,136 0,115

cauduong.ed

u.vn

22

Hnh 2.7 Cc ng cong ng sut-bin dng ca ct thp trn dng thanh

Khi cc thanh ct thp c t trong b tng, s lm vic ca chng khc vi cc thanh ct

thp trn. S khc bit ny l do b tng c mt cng chu ko nht nh d kh nh. iu ny c tha nhn sm, ngay t khi pht trin c hc BTCT nh trong kin sau y ca Morsch (1908):

Do lc ma st i vi ct thp v do cng chu ko ca b tng tn ti trong nhng on cu kin nm gia cc vt nt, b tng ngay c khi nt vn lm gim mt phn gin ca ct thp.

Phn b tng dnh bm vi ct thp v khng b nt lm gim bin dng ko trong ct thp.Hin tng ny gi l tng cng ko .

Hiu ng tng cng ko ny xut hin khi ng sut trung bnh ca thp tng i nh . Vi bin dng ln hn , s tham gia ca b tng chu ko gim v ng x ca ct thp chn trong b tng theo on ho cng ca ng cong US-BD ca thp trn .

cauduong.ed

u.vn

23

cauduong.ed

u.vn

24

2.2.2 Ct thp d ng lc Thp d ng lc c th di dng si , tao v thanh .Tao gm mt s si xon li vi nhau gi l tao cp .Theo AASHTO thng dng ba loi thp cng cao :

- Thp si khng bc kh ng sut d hoc t chng thp ; - Tao cp khng bc kh ng sut d hoc chng thp ; - Thp thanh cng cao khng bc ;

Thp d ng lc thng thng nht l tao thp by si, loi ny c kh ng sut v c

chng thp. Khi ch to cc tao thp, thanh thp cc-bon cao c ko lin tc qua cc khun ko si c ng knh nh lin tc nhm sp xp cc phn t thp theo mt hng v lm tng cng ca si thp ti trn 1700 MPa. Ri 6 si c t bao quanh mt si gia theo kiu xon c. S ko ngui v xon cc si to ra ng sut d trong tao thp. Cc ng sut d ny l nguyn nhn khin cho biu ng sut bin dng trn hn v gii hn chy thp hn. Gii hn chy ny c th c nng cao bng cch lm nng cc tao thp ti 350oC v chng ngui dn. Bin php ci thin hn na i vi s chng ca thp c thc hin bng cch ko cc tao thp trong chu trnh nng, lnh. Qu trnh ny c gi l s ti thp v a ra sn phm l cc tao thp c chng thp. Hnh 2.8 so snh quan h ng sut bin dng ca tao thp 7 si c sn xut theo cc qu trnh khc nhau.

cauduong.ed

u.vn

25

Hnh 2.8 Quan h ng sut-bin dng ca tao thp 7 si c sn xut theo cc qu trnh

khc nhau Cc thanh ct thp do cng cao cng c s dng lm ct thp d ng lc. Cng chu ko ln nht ca cc thanh ct thp ny vo khong 1000 MPa. c trng tiu biu i vi cc thuc tnh ca cc tao cp v thanh thp d ng lc c cho trong bng 2.4. Cc gi tr khuyn co i vi m un n hi ca thp d ng lc, Ep, l 197 000 MPa i vi tao cp v 207 000 MPa i vi thanh thp. Bng 2.4 Cc thuc tnh ca tao thp v thanh thp d ng lc

Vt liu Cp hoc kiu ng knh (mm)

Cng chu ko fpu

(MPa)

Gii hn chy fpy (MPa)

Tao cp 1725 MPa (cp 250) 1860 MPa (cp 270)

6,35-15,24 10,53-15,24

1725 1860

80% ca fpu hay 90% cafpu i vi tao thp t

chng Thp thanh

Kiu 1, trn Kiu 2, c g

19-25 15-36

1035 1035

85% ca fpu 80% ca fpu

Bin dng trong ct thp d ng lc ps c th c xc nh mt mc ti trng no t bin dng trong b tng bao quanh cp nh sau

ps =cp +pe (2.19) trong cp l bin dng ca b tng cng mt v tr vi ct thp d ng lc v pe thng c tnh gn ng nh sau:

/pe pe pf E Trong trng hp ct thp khng dnh bm, s trt xy ra gia ct thp v b tng xung quanh v bin dng trong ct thp tr nn u n trong on nm gia cc im neo. Bin dng di tng cng ca ct thp lc ny phi bng bin dng di tng cng ca b tng trong on ni trn, tc l

= + ps cp pe (2.20) cauduong.ed

u.vn

26

y, cp l bin dng trung bnh ca b tng ti v tr ct thp d ng lc, c tnh trung bnh trong khong cch gia cc neo ca ct thp khng c dnh bm. Cc ng cong ng sut-bin dng in hnh i vi thp d ng lc c cho trn hnh 2.9. Cc ng cong ny c th c tnh gn ng bng cc cng thc sau: i vi cp 250:

197000 i vi 0,008

0, 41710 < 0,98 i vi 0,008

0,006

ps ps

pspu ps

ps

ff

= > (2.21)

i vi cp 270:

197000 i vi 0,008

0,5171848 < 0,98 i vi 0,008

0,0065

ps ps

pspu ps

ps

ff

= > (2.22)

i vi thp thanh

207000 i vi 0,004

0,1921020 < 0,98 i vi 0,004

0,003

ps ps

pspu ps

ps

ff

= > (2.23)

Hnh 2.9 Cc ng cong ng sut-bin dng in hnh i vi thp d ng lc

Cc loi tao cp d ng lc, 7 si khng sn ph, c kh ng sut, hoc c t chng thp, hoc cc thanh thp khng sn ph cng cao, trn hay c g, phi ph hp vi tiu chun vt liu quy nh trong Tiu chun thi cng cu:

AASHTO M203M (ASTM A416M) - Tao thp 7 si d ng lc khng sn ph, c kh ng sut cho b tng d ng lc hoc

AASHTO M275M (ASTM A722) - Thp thanh cng cao khng sn ph dng cho b tng d ng lc. cauduong.ed

u.vn

27

Nu trong h s thu c cc chi tit v d ng lc th phi ch r kch thc v mc hoc loi thp. Nu trong h s ch quy nh lc ko d ng lc v v tr t th vic chn kch c thp v loi thp do nh

thu la chn v k s gim st duyt.

1/ M un n hi

Nu khng c cc s liu chnh xc hn, m un n hi ca thp d ng lc, da

trn din tch mt ct ngang danh nh ca thp, c th ly nh sau : i vi tao thp : Ep = 197 000 MPa v

i vi thanh : Ep = 207 000 MPa

2/Neo d ng lc ko sau v ni cp

Neo v mi ni cp phi c cu to theo cc yu cu ca cc Tiu chun tng ng. Phi tin hnh bo v chng g cho cp, neo, cc u neo v cc mi ni cp.

.3 ng bc cp

ng bc cho cp phi l loi cng hoc loi na cng bng thp m km hoc bng nha hoc to l trong b tng bng li ly ra c.

Bn knh cong ca ng bc khng c nh hn 6000 mm, tr vng neo c th cho php nh ti 3600 mm.

Khng c dng ng bc bng nha khi bn knh cong nh hn 9000 mm. Khi dng ng bc bng nha cho loi cp c dnh bm th phi xem xt c tnh dnh bm

ca ng nha vi b tng v va.

Hiu qu p lc ca va ln ng bc v vng b tng xung quanh phi c kim tra. C ly ln nht gia cc im k c nh ng bc trong khi thi cng phi c quy nh trong

h s thu.

Kch thc ca ng bc cp ng knh trong ca ng bc t nht phi ln hn ng knh ca thanh thp d ng lc n

hay b cp d ng lc 6 mm. i vi loi thp d ng lc nhiu thanh v b cp d ng lc th din

tch mt ct ca ng bc t nht phi ln hn 2 ln din tch tnh ca mt ct b thp d ng lc, khi

lp t b cp bng phng php ko sau th din tch mt ct ca ng bc phi gp 2,5 ln din tch mt ct ca b cp.

Kch thc ca ng bc khng c vt qu 0,4 ln b dy b tng nguyn nh nht ti v tr t ng bc.

ng bc ti v tr neo chuyn hng

ng bc v tr chuyn hng phi l ng thp m ph hp vi tiu chun ca ASTM A53, loi E, cp B. dy danh nh ca thnh ng khng c nh hn 3 mm.

cauduong.ed

u.vn

28

CHNG 3 NGUYN L THIT K THEO TIU CHUN 22TCN272-05

3.1Quan im chung v thit k Trong thit k cc k s phi kim tra an ton v n nh ca phng n kh thi c

chn .Cng tc thit k bao gm vic tnh ton nhm chng minh cho nhng ngi c trch nhim thy rng mi tiu chun tnh ton v cu to u c tho mn .

iu kin m bo an ton ca mt cng trnh l : Sc khng ca vt liu Hiu ng ca ti trng

iu kin trn phi c xt trn tt c cc b phn ca kt cu . Khi ni v sc khng ca vt liu ta xt kh nng lm vic ti a ca vt liu m ta gi l trng

thi gii hn(TTGH). Mt trng thi gii hn l mt trng thi m vt qua n th kt cu hay mt b phn no

khng hon thnh mc tiu thit k ra . Mc tiu l khng vt qu TTGH, tuy nhin khng phi l mc tiu duy nht , m cn xt

n cc mc ch quan trng khc , nh chc nng , m quan , tc ng n mi trng v yu t kinh t .S l khng kinh t nu thit k mt cu m chng c b phn no , chng bao gi b h hng .Do cn phi xc nh u l gii hn chp nhn c trong ri ro ca xc sut ph hu . Vic xc nh mt min an ton chp nhn c ( cng ln hn bao nhiu so vi hiu ng ca ti trng )khng da trn kin ch quan ca mt c nhn no m da trn kinh nghim ca mt tp th .Tiu chun 22TCN272-05 c th p ng c .

3.2S pht trin ca qu trnh thit k 1.Thit k theo ng sut cho php (-SCP-ASD)-Allowable Stress Design an ton c xc nh bng cch cho rng hiu ng ca ti trng s gy ra ng sut ch bng mt phn ca gii hn chy fy , H s an ton F= Cng ca vt liu R / hiu ng ti trng Q (3.1)

QRF =

Do tiu chun t di dng ng sut nn gi l thit k theo SCP(ASD) Phng php ny c nhiu nhc im nh : -Quan im v bn da trn s lm vic n hi ca vt liu ng hng ,ng nht . - Khng biu hin c mt cch hp l v cng gii hn l ch tiu c bn v kh nng chu lc hn l ng sut cho php - H s an ton ch p dng ring cho cng , cha xt n s bin i ca ti trng - Vic chn h s an ton da trn kin ch quan v khng c c s tin cy v xc sut h hng. khc phc thiu st ny cn mt phng php thit k c th :

- Da trn c s cng gii hn ca vt liu - Xt n s thay i tnh cht c hc ca vt liu v s bin i ca ti trng - nh gi an ton lin quan n xc sut ph hoi . cauduong.ed

u.vn

29

Phng php khc phc cc thiu st trn l AASHTO-LRFD 1998 v n c chn lm c s bin son tiu chun thit k cu 22TCN272-05.

2.Thit k theo h s ti trng v sc khng LRFD ( Load and Resistance Factors Design) xt n s thay i c hai pha ca bt ng thc trong phng trnh 1.1 .Pha sc khng c nhn vi mt h s sc khng da trn c s thng k (

30

Trong : Qi Hiu ng ti trng (ni lc do ti hoc cc tc ng bn ngoi sinh ra) i h s ti trng: h s nhn da trn thng k dng cho cc lc Rn sc khng danh nh h s sc khng: h s nhn da trn thng k dng cho sc khng danh nh i vi cc trng thi gii hn s dng v trng thi gii hn c bit, h s sc khng c ly bng 1,0 Rr sc khng tnh ton, Rr = . Rn i h s iu chnh ti trng, xt n tnh do, tnh d v tm quan trng trong khai thc 0,95i D R I = > i vi ti trng dng gi tr max 1 1,0i

R D l

= i vi ti trng dng gi tr min D = h s lin quan n tnh do R = h s lin quan n tnh d I = h s lin quan n tm quan trng trong khai thc Hai h s u c lin quan n cng ca cu, h s th ba xt n s lm vic ca cu trng

thi s dng. Tr trng thi gii hn cng , i vi tt c cc TTGH khc , D = R = 1,0.

1. Tnh do Tnh do l mt yu t quan trng i vi s an ton ca cu. Nh tnh do, cc b phn chu

lc ln ca kt cu c th phn phi li ti trng sang nhng b phn khc c d tr v cng . S phn phi li ny ph thuc vo kh nng bin dng ca b phn chu lc ln v lin quan n s pht trin bin dng do m khng xy ra ph hoi.

H kt cu ca cu phi c nh kch thc v cu to m bo s pht trin ng k v c th nhn thy c ca cc bin dng khng n hi trng thi gii hn cng v trng thi gii hn c bit trc khi ph hoi.

C th gi nh rng cc yu cu v tnh do c tho mn i vi mt kt cu b tng sc khng ca lin kt khng thp hn 1,3 ln ng lc ln nht do tc ng khng n hi ca cc cu

kin lin k tc ng ln lin kt .

i vi trng thi gii hn cng :

D 1,05 cho cu kin v lin kt khng do. = 1,00 cho cc thit k thng thng v cc chi tit theo ng Tiu chun ny.

0,95 cho cc cu kin v lin kt c cc bin php tng thm tnh do quy nh vt qu nhng yu cu ca Tiu chun ny

i vi cc trng thi gii hn khc : D = 1,00 2. Tnh d

Tnh d c tm quan trng c bit i vi khong an ton ca kt cu cu . Mt kt cu siu tnh c xem l d v n c nhiu lin kt hn so vi yu cu cn bng tnh hc . cauduong.ed

u.vn

31

Cc kt cu c nhiu ng truyn lc v kt cu lin tc cn c s dng tr khi c nhng l do bt buc khc. Khi nim nhiu ng truyn lc l tng ng vi tnh d. Cc ng truyn lc n hay cc kt cu cu khng d c khuyn co khng nn s dng.

Cc b phn hoc cu kin chnh m s h hng ca chng gy ra sp cu phi c coi l c nguy c h hng v h kt cu lin quan khng c tnh d, cc b phn c nguy c h hng c th c xem l ph hoi gin.

Cc b phn hoc cu kin m s h hng ca chng khng gy nn sp cu c coi l khng c nguy c h hng v h kt cu lin quan l d.


R 1,05 cho cc b phn khng d = 1,00 cho cc mc d thng thng

0,95 cho cc mc d c bit i vi cc trng thi gii hn khc:

R = 1,00 3. Tm quan trng trong khai thc

iu quy nh ny ch dng cho trng thi gii hn cng v trng thi gii hn c bit.

Cc cu c th c xem l c tm quan trng trong khai thc nu chng nm trn con ng ni gia cc khu dn c v bnh vin hoc trng hc, hay l con ng dnh cho lc lng cng an, cu ha v cc phng tin gii cu i vi nh , c quan v cc khu cng nghip. Cu cng c th c coi l quan trng nu chng gip gii quyt tnh trng i vng do tc ng, gip tit kim thi gian v xng du cho ngi lao ng khi i lm v tr v nh. Ni tm li, kh c th tm thy tnh hung m cu khng c coi l quan trng trong khai thc. Mt v d v cu khng quan trng l cu trn ng ph dn ti mt vng ho lnh c s dng khng phi quanh nm.

Ch u t c th cng b mt cu hoc bt k cu kin hoc lin kt no ca n l loi cu quan trng trong khai thc.


I 1,05 cho cc cu quan trng = 1,00 cho cc cu in hnh 0,95 cho cc cu tng i t quan trng

i vi cc trng thi gii hn khc:

I = 1,00 ca

uduong.ed

u.vn

32

3.3.2 Cc trng thi gii hn 1 .Trng thi gii hn s dng

Trng thi gii hn s dng phi xt n nh mt bin php nhm hn ch i vi ng sut, bin dng v vt nt di iu kin s dng bnh thng.

2. Trng thi gii hn mi v ph hoi gin

Trng thi gii hn mi phi c xt n trong tnh ton nh mt bin php nhm hn ch v bin ng sut do mt xe ti thit k gy ra vi s chu k bin ng sut d kin.

Trng thi gii hn ph hoi gin phi c xt n nh mt s yu cu v tnh bn ca vt liu theo Tiu chun vt liu.

3. Trng thi gii hn cng

Trng thi gii hn cng phi c xt n m bo cng v s n nh cc b v n nh tng th c d phng chu c cc t hp ti trng quan trng theo thng k c nh ra cu chu c trong phm vi tui th thit k ca n.

Trng thi gii hn cng I: T hp ti trng c bn lin quan n vic s dng cho xe tiu chun ca cu khng xt n gi

Trng thi gii hn cng II: T hp ti trng lin quan n cu chu gi vi vn tc vt qu 25m/s

Trng thi gii hn cng III: T hp ti trng lin quan n vic s dng xe tiu chun ca cu vi gi c vn tc 25m/s

TTGH cng l mt TTGH c quyt nh bi cng tnh ca vt liu ti mt mt ct c vt nt cho. C 3 t hp ti trng cng khc nhau c quy nh trong bng 1.1. i vi mt b phn ring bit ca kt cu cu, ch mt hoc c th hai trong s cc t hp ti trng ny cn c xt n. S khc bit trong cc t hp ti trng cng ch yu lin quan n cc h s ti trng c quy nh i vi hot ti. T hp ti trng sinh ra hiu ng lc ln nht c so snh vi cng hoc sc khng ca mt ct ngang ca cu kin.

Trong tnh ton sc khng i vi hiu ng ti trng nhn h s nh lc dc trc, lc un, lc ct hoc xon, s khng chc chn c biu th qua h s gim cng hay h s sc khng .. H s l h s nhn ca sc khng danh nh Rn v iu kin an ton l tho mn phng trnh tng qut 3.3.

Trong cc cu kin BTCT, c nhng yu t khng m bo c chnh xc nh cht lng vt liu, kch thc mt ct ngang, vic t ct thp v nhng cng thc c dng tnh sc khng.

Mt s m hnh ph hoi c th c a ra vi chnh xc cao hn cc m hnh khc v hu qu do s c ca chng l t nguy him. Chng hn, dm chu un thng c thit k tng i t ct thp, do ph hoi xy ra do s chy t t ca ct thp chu ko, trong khi cc ct chu nn thng b ph hoi t ngt khng c bo trc. M hnh ph hoi do ct thng t c hiu bit v n l s kt hp ca m hnh ph hoi do ko v do nn. Do vy, h s trong trng hp ny phi nm trong khong gia h s ca dm chu un v ca ct chu nn. Hu qu s ph hoi ca ct l nghim trng cauduong.ed

u.vn

33

hn ca dm v mt ct b ph hoi s ko theo s sp ca mt s dm, do , d tr trong thit k ct cn phi ln hn. Tt c cc l do trn cng nh cc nguyn nhn khc c phn nh trong h s sc khng, c quy nh bi AASHTO v c gii thiu trong bng sau

Bng H s sc khng i vi cc kt cu thng thng

Trng thi gii hn cng H s i vi un v ko

B tng ct thp

B tng ct thp d ng lc

0,90

1,00

i vi ct v xon

B tng c trng lng trung bnh

B tng nh

0,90

0,70

i vi nn dc trc c ct thp xon, tr trng hp ng t vng 3 v 4 0,75

i vi b phn ta trn b tng 0,70

i vi nn trong m hnh chng v ging 0,70

i vi nn ti vng neo

B tng c trng lng trung bnh

B tng nh

0,80

0,65

i vi ko trong ct thp ti vng neo 1,00

i vi trng hp un v nn kt hp, h s trong trng hp nn c th c ly tng ln tuyn tnh t gi tr 0,75 lc dc trc nh cho ti h s i vi un thun tu lc dc bng khng. Mt lc dc nh c nh ngha l 0,10.fc.Ag vi fc l cng chu nn 28 ngy ca b tng v Ag l din tch mt ct ngang nguyn ca cu kin chu nn.

i vi cc dm chu ko hoc khng chu ko c t ct thp thng v ct thp d ng lc hn hp, h s ph thuc vo t l d ng lc b phn (PPR) v c tnh bng cng thc sau:

= 0,90 + 0,10.(PPR) trong :

( ) ps pyps py s y

A fPPR

A f A f= +

vi

Aps = din tch ct thp d ng lc,

fpy = gii hn chy ca ct thp d ng lc,

As = din tch ct thp thng, cauduong.ed

u.vn

34

fy = gii hn chy ca ct thp thng.

4. Trng thi gii hn c bit

Trng thi gii hn c bit phi c xt n m bo s tn ti ca cu khi ng t hoc l ln hoc khi b tu thu, xe c va, c th c trong iu kin b xi l.

3.4 Ti trng v h s ti trng theo 22TCN 272-01

3.4.1. Ti trng v tn ti trng Cc ti trng v lc thng xuyn v tm thi sau y phi c xem xt n: Ti trng thng xuyn DD = ti trng ko xung (xt hin tng ma st m) DC = ti trng bn thn ca cc b phn kt cu v thit b ph phi kt cu

DW = ti trng bn thn ca lp ph mt v cc tin ch cng cng

EH = ti trng p lc t nm ngang

EL = cc hiu ng b hm tch lu do phng php thi cng. ES = ti trng t cht thm

EV = p lc thng ng do t trng t p.

Ti trng tm thi

BR = lc hm xe

CE = lc ly tm

CR = t bin

CT = lc va xe

CV = lc va tu

EQ = ng t

FR = ma st

IM = lc xung kch (lc ng ) ca xe

LL = hot ti xe

LS = hot ti cht thm

PL = ti trng ngi i SE = ln

SH = co ngt

TG = gradien nhit

TU = nhit u

WA = ti trng nc v p lc dng chy WL = gi trn hot ti

WS = ti trng gi trn kt cu

3.4.2 H s ti trng v t hp ti trng

Tng ng lc tnh ton phi c ly nh sau: cauduong.ed

u.vn

35

iii QQ = (3-4) trong :

i = h s iu chnh ti trng ly theo iu 1.3.2 Qi = ti trng quy nh y

i = h s ti trng ly theo Bng 3.1 v 3. 2 Cc cu kin v cc lin kt ca cu phi tho mn phng trnh 1.3 cho cc t hp thch hp ca ng lc cc hn tnh ton c quy nh cho tng trng thi gii hn sau y:

Trng thi gii hn cng I: T hp ti trng c bn lin quan n vic s dng cho xe tiu chun ca cu khng xt n gi

Trng thi gii hn cng II: T hp ti trng lin quan n cu chu gi vi vn tc vt qu 25m/s

Trng thi gii hn cng III: T hp ti trng lin quan n vic s dng xe tiu chun ca cu vi gi c vn tc 25m/s

Trng thi gii hn c bit: T hp ti trng lin quan n ng t, lc va ca tu thuyn v xe c, v n mt s hin tng thu lc vi hot ti chit gim khc vi khi l mt phn ca ti trng xe va x, CT.

Trng thi gii hn s dng: T hp ti trng lin quan n khai thc bnh thng ca cu vi gi c vn tc 25m/s vi tt c ti trng ly theo gi tr danh nh. Dng kim tra vng, b rng vt nt trong kt cu b tng ct thp v b tng ct thp d ng lc, s chy do ca kt cu thp v trt ca cc lin kt c nguy c trt do tc dng ca hot ti xe. T hp trng ti ny cng cn c dng kho st n nh mi dc.

Trng thi gii hn mi: T hp ti trng gy mi v t gy lin quan n hot ti xe c trng phc v xung kch di tc dng ca mt xe ti n chic c c ly trc c quy nh trong iu 3.6.1.4.1.

Bng 3.1 Cc t hp v h s ti trng

Cng mt lc ch dng mt trong cc ti

trng

T hp ti

trng Trng thi

gii hn

DC DD DW EH EV ES

LL IM CE BR PL LS EL

WA

WS

WL

FR

TU CR SH

TG

SE

eq ct cv

Cng I p 1,75 1,00 - - 1,00 0,5/1.20 TG SE - - - Cng II p - 1,00 1,40 - 1,00 0,5/1.20 TG SE - - - Cng III p 1,35 1,00 0.4 1,00 1,00 0,5/1.20 TG SE - - - c bit p 0,50 1,00 - - 1,00 - - - 1,00 1,00 1,00S dng 1.0 1,00 1,00 0,30 1,00 1,00 1,0/1,20 TG SE - - - Mi ch c LL,

IM & CE - 0,75 - - - - - - - - - -

1. Khi phi kim tra cu dng cho xe c bit do Ch u t quy nh hoc xe c giy php thng qua cu th h s ti trng ca hot ti trong t hp cng I c th gim xung cn 1,35. cauduong.ed

u.vn

36

2. Cc cu c t l tnh ti trn hot ti rt cao (tc l cu nhp ln) cn kim tra t hp khng c hot ti, nhng vi h s ti trng bng 1,50 cho tt c cc kin chu ti trng thng xuyn.

3. i vi cu vt sng cc trng thi gii hn cng v trng thi s dng phi xt n hu qu ca nhng thay i v mng do l thit k xi cu.

4. i vi cc cu vt sng, khi kim tra cc hiu ng ti EQ, CT v CV trng thi gii hn c bit th ti trng nc (WA) v chiu su xi c th da trn l trung bnh hng nm. Tuy nhin kt cu phi c kim tra v v nhng hu qu do cc thay i do l, phi kim tra xi nhng trng thi gii hn c bit vi ti trng nc tng ng (WA) nhng khng c cc ti trng EQ, CT hoc CV tc dng.

5. kim tra chiu rng vt nt trong kt cu b tng ct thp d ng lc trng thi gii hn s dng, c th gim h s ti trng ca hot ti xung 0,08.

6. kim tra kt cu thp trng thi gii hn s dng th h s ti trng ca hot ti phi tng ln 1,30.

H s ti trng tnh cho gradien nhit TG v ln SE cn c xc nh trn c s mt n c th ring. Nu khng c thng tin ring c th ly TG bng:

0,0 cc trng thi gii hn cng v c bit

1,0 trng thi gii hn s dng khi khng xt hot ti, v

0,50 trng thi gii hn s dng khi xt hot ti

Bng 3.2 H s ti trng dng cho ti trng thng xuyn, p H s ti trng Loi ti trng

Ln nht Nh nht DC: Cu kin v cc thit b ph 1,25 0,90 DW: Lp ph mt cu v cc tin ch 1,50 0,65

3.4.3 Ti trng thng xuyn Tnh ti bao gm trng lng ca tt c cu kin ca kt cu, ph kin v tin ch cng cng km theo, trng lng t ph, trng lng mt cu, d phng ph b v m rng.

Khi khng c s liu chnh xc c th ly t trng nh Bng 3.3 tnh tnh ti

Bng 3.3 T trng

Vt liu T trng (kg/m3)

Hp kim nhm 2800

Lp ph b tng at-phan 2250 X than 960 Ct cht. ph sa hay t st 1925

Nh 1775 Ct nh 1925

B tng

Thng 2400 Ct ri. ph sa. si 1600 t st mn 1600 Si. cui. macadam hoc balat 2250 Thp 7850 xy 2725

Ngt 1000 Nc Mn 1025

cauduong.ed

u.vn

37

3.4.4 Hot ti 3.4.4.1 Hot ti thng ng

S ln xe thit k B rng ln xe c ly bng 3500 mm ph hp vi quy nh ca Tiu chun thit k ng t. S ln xe thit k c xc nh bi phn nguyn ca t s w/3500, trong w l b rng khong trng ca lng ng gia hai va hoc hai ro chn, tnh bng mm.

H s ln xe H s ln xe c quy nh trong bng 3.4

Hot ti xe t thit k Hot ti xe t trn mt cu hay cc kt cu ph tr c k hiu l HL-93, l mt t hp ca xe ti thit k hoc xe hai trc thit k v ti trng ln thit k (hnh 1.2).

Bng 3.4 H s ln xe m

S ln cht ti H s ln 1 1,20 2 1,00 3 0,85

>3 0,65

Xe ti thit k Trng lng, khong cch cc trc v khong cch cc bnh xe ca xe ti thit k c cho trn hnh 3.1a. Lc xung kch c ly theo bng 3.5.

35 kN 145 kN 145 kN4300 mm 4300 mm ti 900mm

600 mm ni chung300mm mt tha ca mt cu

Ln thit k 3600 mm

Hnh 3.1 c trng ca xe ti thit k v xe hai trc thit k C ly gia hai trc sau ca xe phi c thay i gia 4300 mm v 9000 mm gy ra ng lc ln nht. i vi cc cu trn cc tuyn ng cp IV v thp hn, ch u t c th xc nh ti trng trc thp hn ti trng cho trn hnh 1.1a bi cc h s chit gim 0,50 hoc 0,65. cauduong.ed

u.vn

38

Xe hai trc thit k c trng ca xe hai trc thit k c cho trn hnh 3.2b. Lc xung kch c ly theo bng 3.5. Xe hai trc gm mt cp trc 110.000 N cch nhau 1200 mm. Khong cch theo chiu ngang ca cc bnh xe bng 1800 mm. i vi cc cu trn cc tuyn ng cp IV v thp hn, ch u t c th xc nh ti trng hai trc thp hn ti trng cho trn hnh 3.2b bi cc h s chit gim 0,50 hoc 0,65. Ti trng ln thit k Ti trng ln thit k l ti trng c cng 9,3 N/mm phn b u theo chiu dc cu. Theo chiu ngang cu, ti trng c gi thit l phn b u trn b rng 3000 mm. Khi tnh ni lc do ti trng ln thit k, khng xt tc ng xung kch.

Hnh 3.2 Hot ti thit k theo Tiu chun 22 TCN 272-01 v AASHTO LRFD Lc xung kch Tc ng tnh hc ca xe ti thit k hoc xe hai trc thit k phi c ly tng thm mt t l phn trm cho tc ng xung kch IM, c quy nh trong bng 3.5.

Bng 3.5 Lc xung kch IM

Cu kin IM Mi ni bn mt cu, i vi tt c cc trng thi gii hn

75%

Tt cc cc cu kin khc

Trng thi gii hn mi Cc trng thi gii hn khc

15% 25%

cauduong.ed

u.vn

39

CHNG 4 : TRNG THI GII HN S DNG V TRNG THI GII HN MI

4.1 TRNG THI GII HN S DNG

Cc ni dung c xem xt TTGH s dng l s khng ch nt, bin dng v ng sut trong b tng v trong ct thp d ng lc di cc iu kin s dng bnh thng. V d tr i vi cc TTGH s dng khng c ngun gc thng k m ch yu da trn kinh nghim v s nh gi v k thut, cc h s sc khng v h s ti trng thng c ly bng n v.

4.1.1 Khng ch nt ca dm chu un m rng vt nt do un trong dm BTCT c quyt nh bi s phn b ct thp vng

b tng chu ko ln nht. B rng vt nt b nh hng bi ng sut ko v cc chi tit v ct thp. TTGH s dng I (AASHTO LRFD), ng sut ko trong ct thp thng fs, trn c s phn tch mt ct nt, phi khng c ln hn fsa c cho bi

( ) = 1/ 3 0,6s sa ycZ

f f fd A

(4.1)

trong Z l thng s b rng vt nt, dc l b dy b tng bo v, c tnh t th chu ko ngoi cng ti ct thp c bo v nhng khng c ly ln hn 50 mm; A c tnh bng din tch ca b tng c cng trng tm vi ct thp dc ch chu ko chia cho s lng ca cc thanh hoc cc si thp. Gi tr ca Z c chn t bng 9.1 i vi cc iu kin mi trng khc nhau v gin tip cung cp mt gii hn v b rng vt nt.

Bng 4.1 Thng s b rng vt nt Z

iu kin mi trng Z (N/mm) B rng vt nt (mm)

Bnh thng, n ha

Khc nghit

Kt cu vi di t

30000

23000

17000

0,41

0,30

0,23

Vi mt Z chn, bin php hiu qu nht tng fsa l s dng nhiu ct thp. Nh vy, biu thc 4.1 khuyn khch vic s dng nhiu ct thp ng knh nh vi khong cch va phi hn l dng t thanh ng knh ln trong mt din tch tng ng. iu ny cho php phn b u ct thp trong vng b tng chu ko ln v ci thin tnh trng nt.

m bo khong cch gia cc ct thp khng qu ln khi cnh ca dm ch T v dm hnh hp vo vng chu ko, ct thp chu ko un c b tr trong mt khong nh hn b rng cnh tham gia chu lc cng nh nh hn 1/10 chiu di nhp. Nu b rng cnh hu hiu ln hn 1/10 chiu di nhp th phi b tr ct thp dc b sung vi din tch khng nh hn 0,4% din tch phn bn d ra trn din tch ny. cauduong.ed

u.vn

40

i vi cc cu kin chu un c chiu cao ln, ct thp cng phi c b tr trn cc mt thng ng iu khin vt nt trn sn dm. Nu sn dm cao hn 900 mm, phi b tr ct thp dc b mt trn mt chiu cao d/2 tnh t ct thp chu ko. Din tch ct thp b mt Ask (tnh bng mm2/mm) theo chiu cao yu cu i vi mi mt l:

+ 0,001( 160)1200s ps

sk e

A AA d (4.2)

trong de l khong cch t th chu nn ln nht ti trng tm ct thp chu ko, As l din tch ct thp thng v Aps l din tch ct thp d ng lc. Khong cch ti a gia cc ct thp b mt khng c ln hn d/6 v 300 mm.

4.1.2 Khng ch bin dng Bin dng do ti trng s dng c th gy ra s h hng trn b mt v vt nt cc b trong

bn b tng. vng thng ng v rung do chuyn ng ca cc phng tin giao thng c th nh hng xu ti tm l ngi s dng. hn ch nhng nh hng ny, tiu chun vng c xut nh sau:

i vi ti trng xe c ni chung: vng bng 1/800 chiu di nhp i vi ti trng xe c t trn cng son: vng bng 1/300 chiu di nhp

y, ti trng xe c bao gm h s xung kch IM v h s ln m.

Tnh vng

Khi tnh ton vng do hot ti, vng phi c ly ln hn so vi kt qu tnh ton vi ring xe ti thit k hoc ln hn so vi kt qu tnh theo 25% xe ti thit k cng vi ti trng ln thit k. Tt c cc ln thit k phi c t ti v tt c cc dm c gi thit l chu lc nh nhau. iu ny tng ng vi vic h s phn b bin dng c tnh bng s ln chia cho s dm.

vng ca cu c th xc nh theo hai giai on: (1) vng tc thi xy ra ti thi im t ti v (2) vng di hn xy ra theo thi gian do t bin v co ngt ca b tng.

vng tc thi c th c tnh ton khi s dng cc cng thc ca l thuyt n hi. M un n hi ca b tng c th c tnh bng biu thc 4.2. M men qun tnh ca mt ct c th c ly bng m men qun tnh nguyn (Ig) i vi cc cu kin khng nt hoc bng m men qun tnh hu hiu (Ie) i vi cc cu kin nt. M men qun tnh hu hiu c th c tnh bng cng thc sau:

3 3

1cr cre g cr ga a

M MI I I I

M M

= + (4.3)

v gcr rt

IM f

y= (4.4) cauduong.ed

u.vn

41

Trong :

Mcr =M men nt

fr =Cng chu ko un ca b tng

yt =Khong cch t trc trung ha ti th chu ko ngoi cng

Icr =M men qun tnh tnh i ca mt ct nt

Ma =M men ln nht trong cu kin giai on ang tnh bin dng

vng di hn c th c tnh bng vng tc thi nhn vi h s sau:

Nu vng tc thi c tnh theo Ig: 4,0 Nu vng tc thi c tnh theo Ie: 3,0 1,2 (As / As) 1,6

Vi As l din tch ct thp chu nn v As l din tch ct thp chu ko

4.1.3 Phn tch ng sut trng thi s dng Mt dm BTCT chu m men un c biu din trn hnh 4.1 v x l khong cch t trc

trung ha ti th chu nn ngoi cng ca mt ct. Gi thit trc trung ha i qua sn dm (x > hf) v ng sut ti th b tng chu ko ngoi cng ln hn 80% cng chu ko un ca b tng (ft > 0,8 fr). Chiu cao vng chu nn x c th c tnh t phng trnh bc hai sau y khi s dng c trng hnh hc tnh i ca mt ct nt (xem hnh 4.1):

( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )w 12 2 ff s sx hxb x b b x h n A x d nA d x + = (4.5)

2x B C B= + Trong

( ) ( )ww

11f s sB h b b nA n Ab

= + +

( ) ( )2 ww

21

2f

s s

hC b b ndA n d A

b

= + +

M men qun tnh tnh i ca mt ct nt i vi trc trung ha c tnh bng cng thc sau:

( )( ) ( ) ( ) ( )3 2 23 w1 1 13 3cr f s sI bx b b x h nA d x n A x d = + + (4.6) Trng hp trc trung ha i qua cnh dm (x hf) hoc i vi mt ct khng c cnh chu

nn, chiu cao vng chu nn x v m men qun tnh tnh i ca mt ct nt Icr c th c tnh bng cc cng thc trn khi thay bw bng b. cauduong.ed

u.vn

42

Hnh 4. 1: Phn tch ng sut ca dm BTCT thng trng thi gii hn s dng

ng sut ti th b tng chu nn ngoi cng:

ccr

Mxf

I= (4.7)

ng sut trong ct thp chu nn:

( ) 1s ccr

nM x d df nf

I x

= = (4.8) cauduong.ed

u.vn

43

ng sut trong ct thp chu ko:

( ) 1s ccr

nM d x df nf

I x

= = (4.9)

Trong sc

En

E=

v M l m men c tnh trng thi gii hn s dng.

Cc gii hn ng sut i vi b tng

Cc TTGH s dng cng c xem xt trong thit k cc cu kin c ct thp d ng lc. Mt ct cu kin c nn trc sao cho ng sut ca b tng fc c th c xc nh t cc thng s ca mt ct n hi cha nt.

= cg g g

P Pey Myf

A I I (4.10)

trong P l lc nn trc, Ag l din tch mt ct ngang, e l lch tm ca lc nn trc, M l m men do ti trng tc dng sinh ra, y l khong cch t trng tm mt ct ti th tnh ng sut, Ig l m men qun tnh ca mt ct.

Cc gii hn ng sut i vi b tng c cho trong bng 4.2 v 4.3 i vi hai giai on ti trng: (1) giai on truyn lc nn ngay sau khi lc nn c truyn vo b tng nhng trc khi xy ra mt mt ng sut do t bin v co ngt, v (2) giai on ti trng khai thc sau khi xy ra tt c cc mt mt ng sut trc. Cng chu nn ca b tng ti thi im t ti fci, cng chu nn 28 ngy fc v cc gii hn ng sut u c cho bng MPa. Vng chu ko c d ng lc l vng c nn trc nhng s tr thnh vng chu ko khi chu tc dng ca m men do tnh ti v hot ti. Cc gii hn ng sut trong cc bng ny ch p dng i vi cc cu kin d ng lc v khng bao gm cc cu c cu to phn on.

Bng 4.2 Cc gii hn ng sut i vi b tng ti thi im truyn lc nn

ng sut nn Cc cu kin ko trc Cc cu kin ko sau

0,60 fci 0,55 fci

ng sut ko Trong vng ko c nn trc khng c ct

thp dnh bm Trong cc vng ko khc khng c ct thp

dnh bm Trong cc vng ko c ct thp dnh bm

kh nng chu 120% lc ko khi b tng nt, c tnh ton trn c s mt ct khng nt Trong tnh ton ng sut cc cc d ng lc

Khng c

,0,25 1,38ci

f

,0,58ci

f ,0, 415ci

f

(Ngun: AASHTO LRFD Bridge Design Specification, 1994)

cauduong.ed

u.vn

44

Bng4.3 Cc gii hn ng sut i vi b tng khi chu ti trng s dng

ng sut nn - T hp ti trng s dng I Do ti trng thng xuyn Do ti trng thng xuyn v ti trng nht thi

0,45 fc 0,60 fc

ng sut ko - T hp ti trng s dng III i vi cc cu kin c ct thp d ng lc dnh bm

Vng chu ko c nn trc khi gi thit mt ct khng b nt

i vi cc cu kin c ct thp d ng lc dnh bm, lm vic trong iu kin n mn thng thng i vi cc cu kin c ct thp d ng lc dnh

bm, lm vic trong iu kin n mn nghim trng i vi cc cu kin c ct thp d ng lc

khng dnh bm

,0,50c

f ,0,25c

f

Khng c ko


Cc gii hn ng sut i vi ct thp d ng lc

ng sut ko, do tc dng d ng lc hoc TTGH s dng, phi khng c ln hn cc gi tr quy nh bi AASHTO trong bng 4.3 hoc c khuyn co bi cc nh sn xut ct thp v neo. Cng chu ko fpu v gii hn chy fpy i vi tao v thanh thp d ng lc c th c ly t bng 2.4

Bng 4.4 Cc gii hn ng sut i vi ct thp d ng lc

Loi thp d ng lc

iu kin

Tao thp c kh ng sut d v cc thanh thp trn cng cao

Tao thp c chng thp

Cc thanh thp c g cng

cao

Trc khi truyn lc: (fpi) Khi ko trc Khi ko sau

0,72 fpu 0,76 fpu

0,78 fpu 0,80 fpu

-

0,75 fpu Sau khi truyn lc: (fpt) Khi ko trc Khi ko sau

Ti neo v b ni cp ngay sau neo Ti nhng v tr khc

0,70 fpu

0,70 fpu 0,7 fpu

0,74 fpu

0,70 fpu 0,74 fpu

-

0,66 fpu 0,66 fpu

trng thi gii hn s dng: (fpe) Sau ton b mt mt ng sut

0,80 fpy

0,80 fpy

0,80 fpy


4.2 TRNG THI GII HN MI

Trng thi gii hn mi c s dng hn ch ng sut trong ct thp nhm khng ch b rng vt nt di tc dng ca ti trng lp ngn chn s ph hoi sm hn so vi tui th s dng theo thit k ca cu. Ti trng mi gm mt xe ti thit k vi khong cch khng i cauduong.ed

u.vn

45

9000 mm gia hai trc 145 kN. Mi c xt n nhng vng m ng sut nn do ti trng thng xuyn sinh ra nh hn hai ln ng sut ko ln nht do hot ti tnh t t hp ti trng mi. Bin ng sut mi cho php trong ct thp thng c gii hn bi

+=hrff f 5533,0145 min (4.11)

trong fmin (MPa) l ng sut nh nht trong ct thp do ti trng mi (dng i vi ng sut ko v m i vi ng sut nn) v r/h l t s gia bn knh c s v chiu cao (c th ly bng 0,3 khi khng c s liu thc t).

Khi tnh ton v mi, cn s dng cc c trng ca mt ct nt. C th s dng cc c trng ca mt ct nguyn khi tng ng sut do ti trng thng xuyn khng nhn h s sinh ra

v 1,5 ln ti trng mi khng vt qu mt gi tr ng sut ko bng cf 25,0 .

cauduong.ed

u.vn

46

CHNG 5 : CU KIN CHU UN

5.1 QUY NH CU TO

5.1.1 cu to ca bn v dm 1/ Cu to ca bn

Bn l mt kt cu phng c chiu dy kh nh so vi chiu di v chiu rng .Chiu dy ca bn thng t 60-200 mm tu theo loi kt cu .Vi bn mt cu yu cu b tng c fc28MPa.

Ct thp trong bn gm ct thp chu lc v ct thp phn b .Ct thp chu lc c t trong vng chu ko do m men gy ra . S lng ct thp chu lc do tnh ton nh ra . Ct thp phn b t thng gc vi ct thp chu lc v gn trc trung ho hn so vi ct thp chu lc.

Theo s lm vic ca bn c cc loi bn : Bn kiu dm ( k trn hai cnh song song ) ,

bn k bn cnh , bn hng , bn kiu dm hai u ngm , bn 4 cnh ngm .

cauduong.ed

u.vn

47

Theo 22TCN272-05: Ct thp phi t cng gn cc mt ngoi cng tt nhng phi tho mn

cc i hi v lp bo v cho php. Ct thp phi c t trong mi mt ca bn vi lp ngoi cng t theo phng ca chiu di hu hiu. S lng ct thp ti thiu bng 0,570 mm2/mm thp cho mi lp y v 0,380 mm2/mm thp cho mi lp nh. C ly ct thp khng c vt qu 450 mm. Ct thp cp 400 hoc hn. Ton b ct thp l cc thanh thng, tr cc mc cc ch

c yu cu. Ch c dng mi ni chp u. Ct thp phi c b tr hng ph di y bn bng t l phn trm ca ct thp hng

chnh chu m men dng di y:

cho ct thp hng chnh song song vi ln xe: %50S/1750 cho ct thp chnh vung gc vi ln xe: %673840 S

y:

S = chiu di nhp hu hiu ly bng chiu di hu hiu iu 9.7.2.3 (mm)

2/ Cu to ca dm

cauduong.ed

u.vn

48

Dng tit din : Ch nht , ch T, ch I , hnh thang , hp .Hay gp nht vi dm nhp gin n l tit din

ch T, I .Trong cc cu nhp lin tc , kt cu cu khung tit din thng c dng hp. Kch thc tit din :

Kch thc tit din ph thuc vo tnh ton , t s chiu cao vi chiu rng ca tit din ( h/b) thng t 2-4.

Chiu cao h thng c chn trong khong 1/8 n 1/20 chiu di nhp dm . Khi chn kch thc tit din cn phi xem xt n yu cu kin trc v vic nh hnh ho

vn khun. Ct thp trong dm :

Ct thp ch yu trong dm gm ct thp dc chu lc , ct dc phn b , ct thp ai v ct thp xin.

Ct thp dc chu lc t vng chu ko ca dm , s lng do tnh ton nh ra .Ct thp t cng xa trc trung ho cng tt . Ct dc chu lc c th t ri , t chng ,hoc b , cn phi tun th yu cu cu to ca quy trnh v c li , chiu dy lp b tng bo v.

Ct thp dc phn b ( hay ct dc cu to ) nh v tr ct ai, cng vi cc ct thp khc to nn khung cng trong khi thi cng .N c nhim v chu cc ng sut do co ngt , v thay i nhit.N cng l b phn ca ct thp chu xon .

Ct thp ai : Bao ct thp dc nh v ct thp dc to nn khung cng trong thi cng .Ct ai cng vi b tng vng snv ct thp xin lm nhim v chu lc ct V .Ct ai kn v t thng gc vi trc dm cng vi cc ct dc phn b c tc dng khng xon.

Ct thp xin : thng do ct thp dc un ln , gc un thng l 45o ph hp vi phng ca ng sut ko chnh .Trong dm thp v bn gc nghing c th bng 30o, dm cao gc nghing c th l 60o. i vi dm BTCTDL ko sau nh v cc ng to rnh cn c cc li ct thp nh v . 5.1.2 Chiu cao ti thiu

Bng 5-1 - Chiu cao ti thiu thng thng dng cho cc kt cu phn trn c chiu cao khng i

Kt cu phn trn

Chiu cao ti thiu (gm c mt cu) (khi dng cc cu kin c chiu cao thay i th

phi hiu chnh cc gi tr c tnh n nhng thay i v cng tng i ca cc mt ct

m men dng v m) Vt liu Loi hnh Dm gin n Dm lin tc

Bn c ct thp ch song song vi phng xe chy

1.2 (S + 3000) 30

S + 3000 165 mm 30

Dm T 0,070L 0,065L Dm hp 0,060L 0,055L

B tng

ct thp Dm kt cu cho ngi i b 0,035L 0,033L

Bn 0,030L165mm 0,027L 165mm Dm hp c ti ch 0,045L 0,04L

Dm I c sn 0.045L 0,04L

Dm kt cu cho ngi i b 0,033L 0,030L

B tng d ng

lc Dm hp lin k 0,030L 0,025L

cauduong.ed

u.vn

49

5.1.3 Chiu dy lp b tng bo v Lp bo v i vi ct thp d ng lc v ct thp thng khng bc khng c nh hn

cc quy nh trong bng 5.2 v c iu chnh theo t l N/X. Lp b tng bo v i vi ng bc kim loi ca b cp DL khng c nh hn :

- Quy nh i vi thp ch - 1/2 ng knh ng bc - Quy nh trong bng 10.2

Cc h s iu chnh theo t l X/N ly nh sau : - Vi N/X 0,40 ly bng 0,8 - Vi N/X 0,50 ly bng 1,2

i vi mt cu b tng trn chu mi mn lp xe hoc bnh xch phi c lp ph chng hao mn dy 10mm.

Lp bo v nh nht cho cc thanh chnh , bao gm c cc thanh c bc pxy khong nh hn 25mm

Lp b tng bo v cho cc thanh ging , ct ai c th nh hn 12mm so vi quy nh trong bng 5.2 nhng khng nh hn 25mm.

Bng 5.2: Lp b tng bo v

Trng thi Lp b tng bo v (mm)

L trc tip trong nc mui 100 c p vo t 75 Vng b bin 75 B mt cu chu vu lp xe hoc xch mi mn

60

Mt ngoi khc cc iu trn 50 L bn trong, khc cc iu trn Vi thanh ti No36 Thanh No43 v No57

40 50

y bn c ti ch thanh ti No36 cc thanh No43 v No57

25 50

y vn khun panen c sn 20 Cc b tng ct thp c sn Mi trng khng n mn Mi trng n mn

50 75

Cc d ng lcc sn 50 Cc c ti ch Mi trng khng n mn Mi trng n mn - Chung - c bo v Ging ng c trong l khoan bng ng b tng trong nc hoc va st

50

75 75 50 75

5.1.4 C li ct thp

1. B tng c ti ch cauduong.ed

u.vn

50

i vi b tng c ti ch, c ly tnh gia cc thanh song song trong mt lp khng c nh hn :

- 1,5 ln ng knh danh nh ca thanh, - 1,5 ln kch thc ti a ca cp phi th, hoc - 38 mm

2. B tng c sn

i vi b tng c sn c sn xut trong iu kin khng ch ca nh my, c ly tnh gia cc thanh song song trong mt lp khng c nh hn:

- ng knh danh nh ca thanh, - 1,33 ln kch thc ti a ca cp phi th, hoc - 25 mm.

.3. Nhiu lp ct thp

Tr trong cc bn mt cu, c ct thp song song c t thnh hai hoc nhiu lp, vi c ly tnh gia cc lp khng vt qu 150mm, cc thanh cc lp trn phi c t trc tip trn nhng thanh lp di, v c ly gia cc lp khng c nh hn hoc 25 mm hoc ng kinh danh nh ca thanh.

4. C ly ti thiu ca cc b cp thp v ng bc cp d ng lc

a/ Tao thp d ng lc ko trc Khong trng gia cc tao thp d ng lc ko trc. bao gm c cc b c ng bc,

u cu kin v trong phm vi chiu di khai trin, c quy nh trong iu 5.11.4.2, khng c ly nh hn 1,33 ln kch c ln nht ca ct liu cp phi v cng khng c nh hn c ly tim n tim c quy nh trong Bng 5.3.

Bng 5.3: C li t tim n tim Kch c tao thp (mm) C ly (mm 15,24 14,29 c bit 14,29 12,70 c bit

51

12,70 11,11

44

9,53 38 Khong trng ti thiu gia cc nhm b khng c nh hn hoc 1,33 ln kch thc ti a

ca cp phi hoc 25mm.

Cc b thp ko trc c th t thnh chm, min l c ly gia cc b quy nh y c duy tr. Quy nh ny p dng cho c b c bc hoc khng bc.

Cc nhm tm tao ng knh 15,24 mm hoc nh hn c th b li chng ln nhau trong mt phng ng. S lng cc tao c b li bng bt k cch no khc khng c vt qu bn.

b/. Cc ng bc ko sau khng cong trong mt phng nm ngang

Khong trng gia cc ng bc thng ko sau khng c nh hn 38 mm hoc 1,33 ln kch thc ln nht ca cp phi th.

Cc ng bc c th c b li trong cc nhm khng vt qu ba, min l c ly c quy nh gia cc ng ring r c duy tr gia mi ng ni trong vng 900 mm ca neo. cauduong.ed

u.vn

51

Vi cc nhm b ng bc thi cng khng phi l phn on, khong trng ngang gia cc b

lin k khng c nh hn 100 mm. Vi cc nhm ng c t trong hai hoc nhiu hn mt phng ngang, mi b khng c nhiu hn hai ng trong cng mt phng ngang.

Khong trng ng ti thiu gia cc b khng c nh hn 38 mm hoc 1,33 ln kch thc ln nht ca cp phi th.

Vi thi cng c trc, khong trng ngang ti thiu gia cc nhm ng c th gim xung 75 mm.

5.1.5. Trin khai ct thp chu un

1. Tng qut

Cc mt ct nguy him i vi vic trin khai ct thp chu un trong cc cu kin chu

un phi c ly ti cc im c ng sut ln nht v ti cc im nm bn trong khu m ct thp k bn kt thc hoc c un ln.

Ngoi tr ti cc im gi ca cc nhp n gin v ti cc nt u dm hng, ct thp phi

c ko di ra xa im m ti khng c yu cu ct thp di hn chng li s un, vi mt chiu di khng nh hn :

Chiu cao hu hiu ca cu kin

15 ln ng knh thanh danh nh, hoc 1/20 ln nhp tnh.

Ct thp phi tip tc ko di mt chiu di khng nh hn chiu di trin khai, A d , c quy nh trong iu 5.11.2, ra xa im m ct thp chu un c un ln hoc kt thc do khng cn thit di hn na chu un.

Khng c kt thc nhiu hn 50% s ct thp ti bt k mt ct no, v cc thanh k nhau khng c kt thc trong cng mt ct.

Ct thp chu ko cng c th khai trin bng cch un qua thn dm m trong ct thp

nm v kt thc trong vng chu nn bng b tr chiu di trin khai A d ti mt ct thit k, hoc bng cch lm n lin tc vi ct thp trn mt i din ca cu kin.

2. Ct thp chu m men dng

t nht mt phn ba ct thp chu mmen dng trong cc thnh phn nhp gin n v 1/4 ct thp chu mmen dng trong cc b phn lin tc phi ko di dc theo cng mt mt ca b

phn qua ng tim gi. cc dm, ct thp ny phi ko di xa gi t nht 150 mm. 3. Ct thp chu mmen m

t nht 1/3 tng ct thp chu ko c b tr chu mmen m ti gi phi c chiu di ngm cch xa im un khng nh hn :

Chiu cao hu hiu ca cu kin

12 ln ng knh thanh danh nh, v 0,0625 ln chiu di nhp tnh.

5.1.6 B rng bn cnh dm hu hiu

Khi khng iu kin phn tch chnh xc hn v hoc tr phi c quy nh khc th phi tnh nh di y i vi tr s gii hn ca b rng bn btng, xem nh b rng hu hiu trong tc dng lin hp xc nh sc khng ca trng thi gii hn. cauduong.ed

u.vn

52

Khi bn v dm BTCT c thi cng lin khi, b rng bn cnh tham gia chu lc cng vi sn dm (beff) c th c tnh nh sau: i vi cc dm gia:

= +

4 gi tr nh nht ca 12

khong cch trung bnh ca cc dm lin k

eff

Ieff s w

l

b t b

i vi cc dm bin: bEeff =0,5 bIeff + gi tr nh nht ca leff/8 ; 6ts +0,5bw ; b rng ca phn hng Trong : leff Chiu di nhp hu hiu, bng chiu di nhp thc t i vi cc nhp gin n v bng

khong cch gia cc im un ca biu m men ca ti trng thng xuyn i vi cc nhp lin tc

ts B dy trung bnh ca bn bw B rng ca sn dm

5.2 C IM CHU LC , CC GI THIT C BN

5.2.1 c im lm vic

Lm th nghim un mt dm BTCT mt ct ch nht chu hai ti trng tp trung i xng , o bin dng di tnh cong tng ng v v biu m men- cong .

Hnh 5.1 : biu mmen - cong cong c nh ngha l s thay i gc trn mt chiu di bit nh trn hnh 5.2

y =

M men

fs =fy dm gy

Mcr

My

Mul

Bt u nt

cauduong.ed

u.vn

53

l cong , l bin dng ti khong cch y t trc trung ho

Hnh 5.2 cong ca dm

Khi bt u nt m men trn tit din nt l Mcr ; khi ct thp chu ko trn tit din bt u t ti gii hn chy m mem trn tit din l My; khi dm gy bin dng nn trong b tng t gi tr cc hn m men ti tit din ngay trc ph hoi l Mul.M men nt Mcr cho bi cng thc 4.4

gcr r

t

IM f

y=

Hnh 5.4 : S tnh My; ( ) nnnk += 22 ;c

s

EE

n = ; c

s

AA= ; fs=fy.

Mul s c tnh trong phn sau y theo s

Trc trung ho

cauduong.ed

u.vn

54

Hnh 5.5 S ng sut , bin dng tnh Mul ca tit din ch nht t ct n .

Trng thi ng sut bin dng trn tit din thng gc ca dm :

Theo s pht trin ca ng sut v bin dng trn tit din thng gc ca dm trong qu trnh th nghim , ngi ta chia n thnh cc giai on :

Giai on I: c trng ca giai on ny l cha xut hin vt nt trong vng b tng chu ko .Khi m men cn nh ( M

55

tng ln trong khi ng sut trong ct thp khng tng na ( v ct thp chy ) . Khi ng sut trong b tng vng nn t tr s cng chu nn gii hn , b tng chu nn b nn v v dm b ph hoi( M=Mul) .Ngi ta gi trng hp ph hoi ny l ph hoi do , s ph hoi c th bt u t trong ct thp chu ko hoc ng thi t trong ct thp chu ko v b tng chu nn . Khi thit k cu to nn sao cho tit din vo ph hoi do v nh th tn dng ht s chu lc ca b tng v thp , s ph hoi t t vi bin dng ln iu ny l rt c ngha .

Nu lng ct thp chu ko qu nhiu ng sut trong ct thp cha t n gii hn chy m b tng vng nn b nn v th dm cng b ph hoi . S ph hoi bt u t vng b tng chu nn ,khi khng xy ra trng thi IIa. y l s ph hoi gin , ph hoi t ngt vi vt nt cha tht rng ( do ct thp cha chy ), vng khng ln . Ta xem trng hp ph hoi ny l nguy him , khi thit k cn trnh cho tit din ri vo trng hp ph hoi ny .

Giai on III dng tnh ton kt cu BTCT theo trng thi gii hn cng .

M

fct

cf

c

c

sf

56

5.2.2 Cc gi thit c bn

Sc khng tnh ton ca cc cu kin BTCT c xc nh da trn cc iu kin cn bng v ni lc, tng thch v bin dng v quy nh v h s sc khng theo quy trnh . i vi trng thi gii hn cng ca cu kin chu un, cc gi thit c bn c a ra nh sau:

i vi cc cu kin c ct thp dnh bm, ng bin ti mt th trn mt ct ngang t l thun vi khong cch t th ti trc trung ha.

i vi cc cu kin c cc b tao cp d ng lckhng dnh bm hon ton hay khng dnh bm mt phn ngha l cc tao thp trong ng bc hay mt dnh bm, s chnh lch v ng bin gia b thp v mt ct b tng cng nh nh hng ca vng i vi yu t hnh hc ca b thp phi a vo tnh ton ng sut trong b thp.

Nu b tng khng b kim ch, ng bin ln nht c th t c th chu nn ngoi cng l 0,003.

Nu b tng b kim ch, c th s dng gi tr ng bin ln hn 0,003 nu c s chng minh.

Khng xt n sc khng ko ca b tng. Gi thit biu ng sut - ng bin ca b tng chu nn l hnh ch nht, parabn hay

bt c hnh dng no khc u phi dn n s d tnh v sc khng vt liu ph hp v c bn vi cc kt qu th nghim.

5.2.3 Phn b ng sut khi ch nht

Quan h gia ng sut v ng bin ca b tng chu nn trong cu kin chu un c th c coi l mt khi ch nht vi tung bng 0,85fc v chiu cao phn b bng a, vi fc l cng chu nn ca b tng v a c tnh bng:

a = 1.c trong :

c Khong cch t th chu nn ngoi cng ti trc trung ha

1 h s ph thuc vo cp ca b tng, c ly nh sau 1 = 0,85 i vi fc 28 MPa 1 = 0,65 i vi fc 56 MPa 5.1

= ,

1

( 28)0,85 0,05

7cf i vi 28 MPa fc 56 MPa

Cn lu rng, cc gi thit ni trn ch p dng cho cc cu kin c mt ct c.

5.3 TNH TON TIT DIN

5.3.1 Chiu cao trc trung ho ca dm c ct thp dnh bm

Xt mt ct ngang ca mt dm b tng c t ct thp cho trn hnh 5.7 v biu bin dng ng thng km theo. i vi cc thanh ko c dnh bm, iu kin tng thch cho bin dng trong b tng bao quanh nh sau: cauduong.ed

u.vn

57

= = 1p p

cp cu cu

d c d

c c (5.2)

trong

cu = bin dng gii hn ti th b tng chu nn ln nht, dp = khong cch t th chu nn ln nht ti trng tm ca ct thp d ng lc,

c = khong cch t th chu nn ln nht ti trc trung ho.

Cn ch rng, bin dng ko c quy nh l dng v bin dng nn c quy nh l m.

Hnh 5.7 Bin dng trong mt dm BTCT

T biu thc ps, bin dng trong ct thp d ng lc tr thnh: ps =cp +pe (5.3)

trong cp l bin dng ca b tng cng mt v tr vi ct thp d ng lc v pe thng c tnh gn ng nh sau:

/pe pe pf E

= + 1p

ps cu pe

d

c (5.4)

trong pe xp x bng fpe / Ep v l hng s i vi mi giai on ca dm (Collins v Mitchell, 1991). TTGH cng , AASHTO quy nh cu = - 0,003 nu b tng khng b kim ch. i vi b tng b kim ch, cu c th ln hn nhiu so vi trong b tng khng b kim ch (Mander v cc tc gi khc, 1988). Vi hai gi tr pe v cu l hng s ph thuc vo s khai thc ng sut trc v lc nn cn tr ngang, tng ng, bin dng trong ct thp d ng lc ps v ng sut tng ng fps l hm ch ca t s c/dp.

S cn bng lc trong hnh 5.8 c th c s dng xc nh cao ca trc trung ho c. Tuy nhin, iu ny i hi vic xc nh fps l hm ca t s c/dp. Biu thc sau y c a ra bi Loov (1988), c kim chng bi Naaman (1992) v c p dng bi AASHTO: cauduong.ed

u.vn

58

= 1ps pu

p

cf f k

d (5.5)

= 2 1,04 py

pu

fk

f (5.6)

i vi nhng tao thp c chng thp vi fpu = 1860 MPa, bng 2.4 cho fpy / fpu = 0,90, t dn n k = 0,28. Nu ly Ep = 197 GPa, b qua ce v gi thit rng cu = - 0,003 v fpe = 0,56fpu, cc biu thc (5.4)v (5.5) c vit li nh sau

= +0,003 0,0023pps dc

= 1860 1 0,28ps

p

cf

d

S cn bng lc trong dm trn hnh 5.8 i hi hp lc nn bng hp lc ko, tc l

Cn = Tn (5.7)

trong

Cn = Cw + Cf + Cs (5.7a)

Tn = Aps . fps + As . fy (5.7b)

vi

Cw = ni lc nn ca b tng phn sn dm

Cf = ni lc nn ca b tng phn cnh dm

Cs = ni lc nn ca ct thp thng

Aps = din tch ct thp d ng lc

fps = ng sut trung bnh trong ct thp d ng lc sc khng un danh nh ca dm cho trong biu thc 5.5

As = din tch ct thp thng chu ko

fy = gii hn chy nh nht c trng ca ct thp chu ko

cauduong.ed

u.vn

59

Hnh 5.8 Ni lc trong mt dm BTCTDL v BTCT

Cw = 0,85.fc. a.bw = 0,85.1.fc.c.bw (5.8) Cf = 0,85.1.fc.(b - bw). hf (5.8a)

Lc nn trong ct thp chu nn Cs, khi gi thit rng bin dng nn ca n c trn hnh 2.10 ln hn hoc bng gii hn bin dng n hi y, c tnh bng cng thc:

Cs = As.fy (5.9)

vi As l din tch ca ct thp chu nn v fy l gi tr tuyt i ca gii hn chy c trng ca ct thp chu nn. S chy ca ct thp chu nn c th c xc nh bng cch tnh ton s t biu bin dng tam gic trong hnh 5.7 v so snh vi y = fy / Es:

= = ' '

, 1s ss cu cuc d d

c c (5.10)

trong ds l khong cch t th chu nn trn cng ti trc trng tm ca ct thp chu nn.

ng sut Hp lc Bin dng

Cnh nn

Trc trung ho

cauduong.ed

u.vn

60

Nu thay fps t biu thc 5.5 vo biu thc 5.7b th ni lc ko tng cng tr thnh

= + 1n ps pu s y

p

cT A f k A f

d (5.11)

Khi thay ni lc nn t cc biu thc 5.8, 5.8a v 5.9 vo biu thc 5.7a th ni lc nn tng cng bng:

( ) = + +, , , ,1 w 1 w0,85 0,85n c c f s yC f cb f b b h A f (5.12) Nu cn bng ni lc ko tng cng vi ni lc nn tng cng, c th tnh c c nh sau:

( )

+ = +, , ,

1 w

,1 w

0,85

0,85 /ps pu s y s y c f

fc ps pu p

A f A f A f f b b hc h

f b kA f d (5.13)

Nu c nh hn hf th trc trung ho i qua phn cnh v c phi c tnh li vi bw = b trong cng thc 5.13. Cng thc tnh c ny l cng thc tng qut v c th s dng i vi cc dm d ng lc khng c ct thp thng (As = As = 0) cng nh i vi dm BTCT thng khng c ct thp d ng lc (Aps = 0).

Cng thc 5.13 gi thit rng ct thp chu nn As b chy. Nu ct thp ny cha b chy th ng sut ca n s c tnh t fs = sEs, vi s c xc nh t biu thc 5.10. Biu thc ny i vi fs thay th cho gi tr ca fy trong cng thc 5.13 v dn n mt phng trnh bc hai i vi c. Mt cch khc, c th n gin ho bng vic khng xt n s tham gia ca ct thp chu nn khi ct thp cha b chy v ly As = 0 trong biu thc 5.13.

Vi tit din ch T b tng ct thp thng : ( )

fwc

fwysys hbf

hbbfAfAc = '

1

1'

85,085,0'

Vi tit din ch nht b tng ct thp thng : bffAfA

cc

ysys'

1

'

85,0'

=

Vi tit din ch T t ct thp n : ( )

fwc

fwys hbf

hbbfAc = '

1

1

85,085,0

Vi tit din ch nht t ct thp n : bf

fAc

c

ys'

185,0 =

5.3.3V tr trc trung ho i vi dm c ct thp khng dnh bm

Khi ct thp chu ko khng dnh bm vi b tng, khng th s dng s tng thch bin dng vi b tng xung quanh xc nh bin dng cng nh ng sut trong ct thp d ng lc. thay th, tng bin dng di ca ct thp lc ny phi bng tng bin dng di ca b tng trong phm vi gia cc im neo.

Kt qu l ng sut phn b u trong ct thp d ng lc gia cc im neo ph thuc vo bin dng ca kt cu ton th. xc nh ng sut trong thanh ko khng dnh bm TTGH, chp nhn phng trnh da trn s phn tch v cc kt qu thc nghim. Bt u bng biu thc cauduong.ed

u.vn

61

= + ps cp pe , gi thit rng bin dng trung bnh ca b tng cp c th c tnh nh i vi bin dng ca b tng c dnh bm c iu chnh bi h s gim dnh bm u v pe c ly xp x bng fpe / Ep. Nh vy, i vi ct thp khng dnh bm:

= + peps u cpp

f

E (5.14)

trong u l h s gim dnh bm sc khng danh nh ln nht i vi ct thp khng dnh bm, c cho bi AASHTO nh sau:

Hnh 5.9 H s gim dnh bm sc khng danh nh ln nht

= 3/u pL d

i vi ti trng phn b u v ti trng t trn 1/3 chiu di dm gn gi

= 1,5/u pL d

i vi ti trng t gn gia dm

vi L l chiu di nhp trong cng mt on vi dp (xem hnh 5.4).

Nu thay biu thc 5.2 i vi cp vo v gi thit rng ng sut ko ca ct thp khng dnh bm TTGH l gii hn n hi, th biu thc 5.14, khi nhn vi Ep, tr thnh:

= 1p

ps pe u cu p py

df f E f

c (5.15)

Cng thc 5.15 c xy dng i vi nhp gin n v cn c iu chnh khi thanh ko l lin tc nhiu nhp trn tng chiu di L2 gia cc neo khi mt hoc mt s nhp vi chiu di L1 c xp ti (xem hnh 5.10). S thay i bin dng do t ti trn L1 c tnh trung bnh trn L2 bi t s L1/L2 xc nh fps i vi ct thp khng dnh bm: cauduong.ed

u.vn

62

= 1

2

1pps pe u cu p pyd L

f f E fc L

(5.16)

Hnh 5.10 nh ngha chiu di thanh ko v chiu di chu ti

Biu thc trong AASHTO tng t biu thc ny nhng khng c du tr v y ngi ta s dng gi tr tuyt i ca cu. Ngoi ra, gii hn trn trong cng thc ca AASHTO c ly gim i, bng 0,94.fpy, a ra mt gii hn tng ln i vi s lm vic n hi, tc l i vi mt ct thp khng dnh bm:

= + * 1

2

1 0,94pps pe u cu p pyd L

f f E fc L

(5.17)

vi cu l gi tr tuyt i ca cu. Trong tiu chun thit k AASHTO Standard Specifications [1996], s hng th hai trong cng

thc 5.17 c ly n gin bng hng s 100 MPa. S n gin ho ny c th c s dng lm php xp x th nht i vi fps nu c c xc nh bng phng php tnh lp.

Tip theo, cng ging nh i vi ct thp c dnh bm trong thnh lp bt ng thc ni lc, biu thc xc nh khong cch t mp chu nn ln nht ti trc trung ho i vi ct thp khng dnh bm c a ra nh sau:

( )

+ = , , ,

1 w

1 w

0,85

0,85ps ps s y s y c f

fc

A f A f A f f b b hc h

f b (5.18)

trong fps c xc nh t biu thc 5.17. Nu c nh hn hf th trc trung ho i qua cnh dm v c phi c tnh li vi bw = b trong biu thc 5.18. Nu bin dng trong ct thp chu cauduong.ed

u.vn

63

nn c tnh bi cng thc 5.10 nh hn so vi bin dng n hi gii hn y th fy trong cng thc 5.18 phi c thay th bng fs nh phn tch phn trc i vi biu thc 5.13.

Thay biu thc 5.17 vo 5.18 s thu c mt phng trnh bc hai i vi c v kt qu c a ra di dng cn thc nh sau:

+ =2

1 1 1 1

1

4

2

B B A Cc

A (5.19)

trong :

( ) ( )

== + + =

,1 1

* , , ,1 1 2 1

*1 1 2

0,85

/ 0,85

/

c w

ps u cu p pe s y s y c w f

ps u cu p p

A f b

B A E L L f A f A f f b b h

C A E d L L

Mt cch khc, c th s dng phng php tnh lp, bt u bng mt gi tr xut pht i vi ng sut ca ct thp khng dnh bm

fps = fpe + 100 MPa (5.20)

trong biu thc 5.18. Vi c bit, fps c tnh t cng thc 5.17, c so snh vi gi tr trc, v mt gi tr mi c chn. Cc bc ny c lp li cho ti khi t c s hi t vi sai khc chp nhn c.

5.3.4 Sc khng un danh nh

Vi c v fps bit i vi ct thp c dnh bm cng nh ct thp khng dnh bm, d dng xc nh c sc khng un danh nh Mn i vi mt mt ct dm BTCT. Nu s dng hnh 5.8 v cn bng m men quanh Cw, ta c:

= + + + 2 2 2 2 2f

n ps ps p s y s s s f

ha a a aM A f d A f d C d C

trong a = 1.c v c khng nh hn b dy cnh nn hf. Thay biu thc i vi Cf v Cs ta thu c:

( ) = + + + 1 w0,852 2 2 2 2f

n ps ps p s y s s y s c f

ha a a aM A f d A f d A f d f b b h

(5.21) Nu c nh hn so vi b dy cnh nn hf hoc nu dm khng c cnh nn th sc khng un danh nh Mn i vi mt ct dm c tnh t biu thc 5.21 vi bw c ly bng b. Ta cng c th c c M men khng danh nh bng cch vit phng trnh cn bng m men vi im t ca hp lc trong ct thp chu ko .Vi tit din BTCT khng c ct thp d ng lc tit din ch T (c>hf) khi vit phng trnh cn bng m men theo cch ny ta c :

( ) ( )''''1' 285,0285,0 ssssfsfwcswcn ddfAhdhbbfadabfM +

+

=

Vi tit din ch T khi trc trung ho i qua cnh (c

64

=2

85,0 ' adabfM swcn

Cng thc tnh duyt v cng chu un ca mt ct dm c dng sau: Mu = niii MM (5.22) Trong : Mu = i i iM m men tnh ton ti mt ct Mn sc khng un danh nh h s sc khng 5.3.5 Cc gii hn v ct thp

1/ Tnh do v lng ct thp ti a

Tnh do trong dm BTCT l mt yu t quan trng trong thit k v n cho php dm bin dng v xoay m khng b ph hoi. Tnh do cng cho php phn phi li ti trng v m men un trong cc kt cu bn nhiu nhp v trong cc dm lin tc. y cng l yu t quan trng trong thit k ng t i vi s tiu hao nng lng di ti trng mnh.

S ph hoi do trong dm BTCT c m bo bi vic hn ch hm lng ct thp chu ko. Tuy nhin, vic s dng trc tip hm lng ct thp kim tra ph hoi gin ca vng nn bt li ch chng phi lun lun c iu chnh ph hp vi s thay i ca ni lc nn do cc nguyn nhn khc nhau nh s c mt ca cnh nn, ct thp chu nn v s phi hp chu lc ca ct thp chu ko thng v d ng lc. Mt cch tip cn tt hn l kim tra ni lc nn ca b tng bng cch gii hn khong cch c t th chu nn ln nht ti trc trung ho.

i vi dm BTCT d ng lc:

0,42e

cd

(5.23)

Trong , de l chiu cao hu hiu ca mt ct, c tnh bng cng thc sau

+= +ps ps p s y s

eps ps s y

A f d A f dd

A f A f (5.24)

trong , fps c tnh theo cc cng thc 5.5 hoc 5.17, hoc trong thit k s b c th gi thit bng fpy.

2/ Lng ct thp ti thiu

Ct thp chu ko ti thiu c yu cu nhm m bo cho ct thp khng b ph hoi t ngt. S ph hoi t ngt ca ct thp chu ko c th xy ra nu kh nng chu m men (sc khng un) c quyt nh bi ct thp chu ko nh hn so vi m men nt (sc khng nt) ca mt ct b tng nguyn. tnh ton thin v an ton, sc khng un Mn c quyt nh bi ct thp thng v d ng lc c th ly gim i, trong khi , sc khng nt Mcr c tnh da trn cng chu ko ca b tng c th c ly tng ln, AASHTO a ra iu kin sau:

cru MM 2,1 (5.25) cauduong.ed

u.vn

65

vi

= r gcrt

f IM

y (5.26)

trong

fr = cng chu ko khi un b tng,

Ig = m men qun tnh nguyn ca mt ct ngang,

yt = khong cch t trc trung ho ti th chu ko ln nht.

H s sc khng . Xt mt dm ch nht c b rng b v chiu cao ton b h, ch t ct thp chu ko thng

As. Nu gi thit cnh tay n ni lc jd bng 0,9h th sc khng un c h s c tnh nh sau:

hfAhfAjdfAM ysysysn 8,0)9,0(9,0)( === Vi gi thit fr = 0,12 fc th sc khng nt c th c xc nh:

= =2 21 0,026cr r c

M f bh f bh

Khi thay cc biu thc ny vo cng thc 2.66, s rt ra c din tch ct thp chu ko ti thiu:

0,03 csy

fA bh

f

hay

min 0, 03c

y

ff

(5.27)

vi fc l cng chu nn ca b tng tui 28 ngy v fy l gii hn chy ca ct thp chu ko. Biu thc 5.27 c th c s dng xc nh ct thp chu ko ti thiu i vi dm ch nht khng c ct thp d ng lc. y, AASHTO cho php s dng biu th

Documents

Ket Cau Be tong cot thep