ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU THÉP

MUÏC LUÏC
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HCM
KHOA CÔNG TRÌNH
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD : Thầy PHẠM ĐỆ
SVTH : NGUYỄN TRỌNG BÌNH
Lớp : CD08HC
MSSV : 08L1110001
SVTH: NGUYEÃN TROÏNG BÌNH LÔÙP: CD08HC
Trang 1
MUÏC LUÏC
TP. Hồ Chí Minh 01 - 2011
SVTH: NGUYEÃN TROÏNG BÌNH LÔÙP: CD08HC
Trang 2
MỤC LỤC
Ch ng I ươ
GIỚI THIỆU CHUNG
Các số liệu thiết kế:
- Loại dầm thép liên hợp có tiết diện chữ I
- Khổ cầu: B - K = 14500 mm – 0mm
- Chiều dài dầm chính: L = 25000 mm.
- Số dầm chính: 8 dầm.
- Khoảng cách 2 dầm chính: 1900 mm.
- Số sườn tăng cường đứng (một dầm): 42. Trong đó có 8 sườn tăng cường
tại gối.
- Khoảng cách các sườn tăng cường: 2440 mm. Khoảng cách giữa các sườn
tại gối là 150 mm. Khoảng cách giữa sườn tăng cường tại gối với sườn
trung gian là 1145 mm.
- Số liên kết ngang (giữa 2 dầm): 11

- Khoảng cách 2 liên kết ngang: 2440 mm
- Khoảng cách 2 trụ lan can: 2 m.
Phương pháp thiết kế:
- Thiết kết theo tiêu chuẩn 22TCN272-05
- Bản mặt cầu tính theo bản hẫng và làm việc theo phương ngang cầu.
- Dầm chính: Tính như dầm giản đơn. Tiết diện dầm thép liên hợp, khoảng
cách - giữa các dầm là 1900 mm.
- Kiểm toán.
Vật liệu dùng trong thi công:
- Thanh và cột lan can (phần thép): Thép CT3
+
=
y
F 240 MPa
+
5 3
s
7.85 10 N/ mm
−
γ = ×
- Lan can:
+ Bêtông:
'
c
f 30 MPa=
5 3
2.5 10 N/ mm
−
γ = ×
+ Thép AII:

y
F 280 MPa=
5 3
s
7.85 10 N/ mm
−
γ = ×
- Bản mặt cầu, vút bản
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 3
MỤC LỤC
+ Bêtông:
'
c
f 30 MPa=
5 3
2.5 10 N/ mm
−
γ = ×
+ Thép AII:
y
F 280 MPa=
5 3
s
7.85 10 N/ mm
−
γ = ×
- Dầm chính, sườn tăng cường, liên kết ngang
+ Thép tấm M270M cấp 345:
y

F 345 MPa=
,
5 3
s
7.85 10 N/ mm
−
γ = ×
+ Thép góc: L 102 x 76 x 12.7:
y
F 240 MPa=
,
5 3
s
7.85 10 N/ mm
−
γ = ×
Ch ng II ươ
THIẾT KẾ LAN CAN
HR
Y
Hw
Rw
R
Rp
Lan can:
Hình 2.1: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên thanh lan can
Để bảo đảm an toàn, lan can phải được thiết kế với tải trọng va đập của xe
cộ. Trò số tải trọng phụ thuộc vào cấp lan can.
Thông số thiết kế lan can:
+ Chiều cao tường bêtông: H

w
= 800 mm.
+ Chiều cao thanh lan can: H
R
= 1050 mm.
I.Điều kiện kiểm toán:
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 4
MỤC LỤC
Lan can thiết kế phải thoải mãn điều kiện sau:

t
e
R F
Y H
≥


≥

Trong đó:
R: Tổng sức kháng cực hạn của hệ lan can.
F
t
: Lực va ngang của xe vào lan can.
Y: Chiều cao từ mặt cầu đến điểm đặt của lực tác dụng ngang F
t

(mm).
H

e
: Chiều cao từ mặt cầu đến tổng hợp các sức kháng ngang của các
thanh lan can (mm).
II. Xác đònh các số liệu thiết kế:
II.1. Xác đònh lực va ngang của xe F
t
:
Cầu được thiết kế cho đường cao tốc với tổ hợp các xe tải và các xe
nặng:
Theo bảng A13.7.3.3-1 QT 22TCN 272-05: Cấp lan can là cấp L-3 có



=
=
mmH
kNF
e
t
810
240
II.2. Xác đònh tổng sức kháng cực hạn của hệ lan can:
Sức kháng của hệ lan can là tổng hợp sức kháng của tường chắn, cột và
dầm lan can.
II.2.1. Sức kháng của tường chắn:
Sức kháng của tường chắn có thể được xác đònh bằng phương pháp
đường chảy như sau:
2
.
2

8. ( )
2.( )
c c
w b w
c t w
M L
R H M M
L L H
 
= + +
 ÷
−
 
(13.7.3.4-1)
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 5
MỤC LỤC
Trong đó:
R
w
: Tổng sức kháng của hệ lan can (N).
L
c
: Chiều dài tới hạn của kiểu phá hoại theo đường chảy (mm).
L
t
: Chiều dài phân bố của lực va theo hướng dọc F
t
(mm), điều
13.7.3.3-1.

M
w
: Sức kháng uốn của tường theo phương đứng (Nmm/mm).
M
c
: Sức kháng uốn của tường theo phương ngang (Nmm/mm).
M
b
: Sức kháng uốn phụ thêm của dầm cộng thêm với M
w
tại đỉnh
tường (Nmm). Do lan can không có tường đỉnh nên M
b
= 0.
Chiều dài tường giới hạn trên đó xảy ra cơ cấu đường chảy:
2
8. ( )
2 2
t t b w
c
c
L L H M M H
L
M
+
 
= + +
 ÷
 
(13.7.3.4-2)

Chọn: Lớp bêtông tối thiểu: a = 25 mm.
Đường kính thanh cốt thép dọc: d
doc
= 14 mm.
Đường kính thanh cốt thép đứng: d
dưng
= 14 mm.
Bước thanh cốt đai: 200 mm.
Bảng thông số hình học lan can:
A(mm) B(mm) b
1
(mm) b
2
(mm) b
3
(mm)
300 500 400 200 200
Sức kháng của tường đối với trục thẳng đứng phụ thuộc vào thép ngang
trong tường.
Bỏ qua sự tham gia của cốt thép chòu nén, sức kháng uốn dương và âm gần
bằng nhau:
Xác đònh sức kháng thép ngang M
w
trên một đơn vò chiều dài
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 6
MỤC LỤC
Bài toán xác đònh khả năng chòu lực của tiết diện đặt cốt đơn.
Ta chia tường thành 3 phần có chiều cao lần lượt là b
1

, b
2
, b
3
như hình vẽ
b1
h
Xét phần 1 của tường:
Các giá trò tính toán:
Chiều cao trụ bêtông (chính là chiều rộng b tính toán trong phương
pháp tính cốt đơn): b = b
1
=400 mm.
Chiều rộng trụ bêtông ( chính là chiều cao h tính toán trong phương
pháp tính cốt đơn):h = A = 300 mm.
Diện tích thép:
2
2
2
2. .
2. .14
307,8
4 4
doc
s
d
A mm
π
π
= = =

mm
bf
fA
a
c
ys
45.8
400.30.85,0
280.88,307
85,0
.
'
===
Do 28 Mpa <
'
c
f
< 56 Mpa, nên
836,0)2830(
7
05,0
85,0)28(
7
05,0
85,0
'
1
=−−=−−=
c
f

β
Khoảng cách từ mép bêtông chòu nén đến trọng tâm cốt thép chòu kéo:
mm
d
dahd
doc
dungs
254
2
14
1425300
2
=−−−=−−−=
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 7
MỤC LỤC
107,10
836,0
45,8
1
===
β
a
C
c
,
039,0
254
107,10
==

s
c
d
C
Suy ra:
45,0
≤
s
c
d
C
Nên:
68,19378)
2
45,8
254.(
1000
280
.88,307.9,0)
2
( =−=−=
a
dfAM
sysw
φ
kNmm
(Lấy hệ số kháng uốn
9,0
=
φ

).
Xét phần 2 của tường:
Xem tường là một hình chữ nhật có bề dày không đổi.
mm
BA
h 400
2
500300
2
=
+
=
+
=
b2
h
100
B
A
Các giá trò tính toán:
b = b
2
=200 mm, h = 400 mm.
Diện tích thép:
2
2
2
.
.14
153,94

4 4
doc
s
d
A mm
π
π
= = =
mm
bf
fA
a
c
ys
45.8
200.30.85,0
280.94,153
85,0
.
'
===
Khoảng cách từ mép bêtông chòu nén đến trọng tâm cốt thép chòu kéo:
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 8
MỤC LỤC
mm
d
dahd
doc
dungs

354
2
14
1425400
2
=−−−=−−−=
107,10
836,0
45,8
1
===
β
a
C
c
,
028,0
354
107,10
==
s
c
d
C
Suy ra:
45,0≤
s
c
d
C

Nên:
58,13568)
2
45,8
354.(
1000
280
.94,153.9,0)
2
(
=−=−=
a
dfAM
sysw
φ
kNmm
Xét phần 3 của tường:
b = b
3
=200 mm, h = B= 500 mm.
b3
B
Diện tích thép:
2
2
2
94,153
4
14.
4

.
mm
d
A
doc
s
===
π
π
mm
bf
fA
a
c
ys
45.8
200.30.85,0
280.94,153
85,0
.
'
===
Khoảng cách từ mép bêtông chòu nén đến trọng tâm cốt thép chòu kéo:
mm
d
dahd
doc
dungs
454
2

14
1425500
2
=−−−=−−−=
107,10
836,0
45,8
1
===
β
a
C
c
,
022,0
454
107,10
==
s
c
d
C
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 9
MỤC LỤC
Suy ra:
45,0≤
s
c
d

C
Nên:
82,17447)
2
45,8
454.(
1000
280
.94,153.9,0)
2
(
=−=−=
a
dfAM
sysw
φ
kNmm
Vậy tổng sức kháng uốn dọc của tường chắn:
07,5039582,1744758,1356868,19378
321
3
1
=++=++==
∑
=
www
i
i
ww
MMMMHM

kNmm
Bảng tổng hợp giá trò
HM
w
Phân
đoạn gờ
bêtông
ChiỊu
cao
ph©n
®o¹n b
DiƯn
tÝch
cèt
thÐp
A
s

ChiỊ
u cao
cã
hiƯu d
bf
fA
a
c
ys
85,0
.

'
=







−=
2

a
dfAM
sysci
φ


∑
=
w
ici
c
H
bM
M
.
(mm) (mm
2
) (mm) (mm) (kNmm) (kNmm)

1 400
307.8
8
254 8.45 19378.68
50395.072 200
153.9
4
354 8.45 13568.58
3 200
153.9
4
454 8.45 17447.82
Sức kháng uốn của tường đối với trục ngang phụ thuộc vào thép đứng trong
tường.
Bỏ qua sự tham gia của cốt thép chòu nén, sức kháng uốn dương và âm gần
bằng nhau:
Xác đònh sức kháng thép ngang M
c
trên một đơn vò chiều đứng.
Bài toán xác đònh khả năng chòu lực của tiết diện đặt cốt đơn.
Xét phần 1 của tường:
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 10
MỤC LỤC
Các giá trò tính toán:
Chiều cao trụ bêtông (chính là chiều rộng b tính toán trong phương
pháp tính cốt đơn): b = 1 mm.
Chiều rộng trụ bêtông ( chính là chiều cao h tính toán trong phương
pháp tính cốt đơn): h = A = 300 mm.
Diện tích thép:

2
2
2
77,0
4
14.
.
200
1
4
.
.
200
1
mm
d
A
dung
s
===
π
π
mm
bf
fA
a
c
ys
45.8
1.30.85,0

280.77,0
85,0
.
'
===
Khoảng cách từ mép bêtông chòu nén đến trọng tâm cốt thép chòu kéo:
mmdahd
dungs
268
2
14
25300 =−−=−−=
107,10
836,0
45,8
1
===
β
a
C
c
,
0377,0
268
107,10
==
s
c
d
C

Suy ra:
45,0≤
s
c
d
C
Nên:
16,51)
2
45,8
268.(
1000
280
.77,0.9,0)
2
(
=−=−=
a
dfAM
sysc
φ
kNmm/mm
(Lấy hệ số kháng uốn
0,90
ϕ
=
).
Xét phần 2 của tường:
b = 1 mm.
Xem tường là một hình chữ nhật có bề dày không đổi.

SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 11
MỤC LỤC
mm
BA
h 400
2
500300
2
=
+
=
+
=
Diện tích thép:
2
2
2
77,0
4
14.
.
200
1
4
.
.
200
1
mm

d
A
dung
s
===
π
π
mm
bf
fA
a
c
ys
45.8
1.30.85,0
280.77,0
85,0
.
'
===
Khoảng cách từ mép bêtông chòu nén đến trọng tâm cốt thép chòu kéo:
mmdahd
dungs
368
2
14
25400 =−−=−−=
107,10
836,0
45,8

1
===
β
a
C
c
,
027,0
368
107,10
==
s
c
d
C
Suy ra:
45,0≤
s
c
d
C
Nên:
56,70)
2
45,8
368.(
1000
280
.77,0.9,0)
2

(
=−=−=
a
dfAM
sysc
φ
kNmm/mm
Xét phần 3 của tường:
b = 1 mm, h = A = 500 mm.
Diện tích thép:
2
2
2
77,0
4
14.
.
200
1
4
.
.
200
1
mm
d
A
dung
s
===

π
π
mm
bf
fA
a
c
ys
45.8
1.30.85,0
280.77,0
85,0
.
'
===
Khoảng cách từ mép bêtông chòu nén đến trọng tâm cốt thép chòu kéo:
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 12
MỤC LỤC
mmdahd
dungs
468
2
14
25500 =−−=−−=
107,10
836,0
45,8
1
===

β
a
C
c
,
0215,0
468
107,10
==
s
c
d
C
Suy ra:
45,0≤
s
c
d
C
Nên:
95,89)
2
45,8
468.(
1000
280
.77,0.9,0)
2
(
=−=−=

a
dfAM
sysc
φ
kNmm/mm
Vậy tổng sức kháng uốn dọc của tường chắn:
71,65
800
200.95,89200.56,70400.16,51
.
3
1
=
++
==
∑
=i
w
ici
c
H
bM
M
kNmm
Bảng tổng hợp giá trò M
c
:
Ph©n
®o¹n
gê

bª
t«ng
ChiỊu
cao
ph©n
®o¹n
b
DiƯn tÝch
cèt thÐp
A
s

ChiỊ
u cao
cã
hiƯu
d
bf
fA
a
c
ys
85,0
.
'
=








−=
2

a
dfAM
sysci
φ

∑
=
w
ici
c
H
bM
M
.

(mm)
(mm2/m
m)
(mm
)
(mm) (KNmm/mm) (KNmm/mm)
1 400 0.77 268 8.45 51.16
65.712 200 0.77 368 8.45 70.56
3 200 0.77 468 8.45 89.95

Đối với các va xô trong một phần đoạn tường:
mm
M
HMMHLL
L
c
wbtt
c
17,2814
71,65
)07,503950(800.8
2
1070
2
1070
)(.8
22
2
=






+
++=
+
+







+=
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 13
MỤC LỤC
kN
H
LM
HMM
LL
R
w
cc
wb
tc
w
29,462
800
17,2814.71,65
07,50395.8
)107017,2814.2(
2
.
.8.8
)2(
2

2
2
=








+
−
=








++
−
=
Đối với va chạm ở đầu tường hoặc mối nối:
mm
M
HMMHLL
L

c
wbtt
c
57,1483
71,65
)07,503950(800
2
1070
2
1070
)(
22
2
=






+
++=
+
+







+=
kN
H
LM
HMM
LL
R
w
cc
wb
tc
w
71,243
800
17,2814.71,65
07,50395
)107017,2814.2(
2
.
)2(
2
2
2
=









+
−
=








++
−
=
Đây là cầu nằm trên đường cao tốc; không có lề bộ hành cho người đi bộ nên
ta chọn lan can thép kê trên tường chắn.
I. Thiết kế thanh lan can:
Chọn tiết diện thanh lan can là tiết diện tròn rỗng có:
1. Tải trọng tác dụng lên thanh lan can:
Do không có lề bộ hành nên khi thiết kế lan can ta thiết kế với tải trọng đặc
biệt là tải trọng va xe.
d
D
Sức kháng của dầm và cột lan can:
Chọn đường kính thanh lan can:
Đường kính ngoài: D = 110 mm
Đường kính trong: d = 100 mm
Xét trường hợp xe va vào cột lan can:

Số nhòp tham gia vào đường chảy là chẵn:
Sức kháng của hệ dầm và cột:
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 14
MỤC LỤC
t
pp
R
LLn
LnPM
R
−
+
=
2
16
2
(1)
Trong đó:
P
p
: Sức kháng ngang cực hạn của 1 cột đơn ở độ cao Y
Mặt cắt ngang tại đế cột lan can
5
b'
B
= δ
R
P
phụ thuộc vào biến n, đạo hàm phương trình

(1), ta có:
( )









∈
++
=⇔=
chann
Nn
MLPLPLP
LP
n
dn
dR
PPtPtP
P
P
:
64).(.
2
1
0
2

(2)
Chọn kích thước cột:
B = 130 mm, b
’
= 180 mm, δ = 5 mm
Momen quán tính của tiết diện :














−
+=

















−
+= 5.130.
2
5180
12
5.130
.2
212
.
2
2
3
2
'3
δ
δδ
B
bB
I
= 9.955.10
6
(mm

4
)
Sức kháng ngang cực hạn của 1 cột đơn ở độ cao Y:
1000.180).8001050(
10.955,9.260.9,0.2
).(
2
6
'
−
=
−
=
−
=
bHH
If
HH
M
P
wR
u
wR
c
p
φ
= 103,53 (kN)
Momen kháng uốn của thanh lan can:
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 15

MỤC LỤC
3
4
3
4
3
91,42190
110
100
1110.1,01 1,0 mm
D
d
DW =














−=















−=
Sức kháng của thanh lan can:
kNmmWfM
uP
67,987291,42190.260.9,0 ===
φ
Chiều dài 1 nhòp lan can: L = 2000mm
Từ (2) suy ra:
( )
1,167,9872.2000.99,119.641070.99,1191070.99,119
2000.99,119.2
1
2
=







++=n
Chọn n = 2
Từ (1) suy ra:
10702000.2.2
2000.2.99,11967,9872.16
2
16
2
2
−
+
=
−
+
=
t
pp
R
LLn
LnPM
R
= 142,32 (kN)
Số nhòp tham gia vào đường chảy là lẻ (trường hợp xe va vào giữa nhòp lan
can):
(
)
232
2

4 64) (
2
1
LPMLPLLPLLP
LP
n
PPPtPtP
P
−++=
<=>
( ) ( )
)2000.99,119.467,9872.2000.99,119.641070.2000.99,1191070.2000.99,119(
2000.99,119.2
1
23
22
2
−++=n
n = 1,1, Chọn n = 1
Sức kháng của hệ dầm và cột:
10702000.1.2
67,9872.16
2
.)1)(1(.16
−
=
−
+−+
=
t

pp
R
LLn
LPnnM
R
= 53,91 (kN)
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 16
MỤC LỤC
Trường hợp xe va vào cột lan can thì sức kháng của phần gờ bêtông bò giảm
do phải chòu tải trọng cột và dầm lan can:
Sức kháng của gờ bêtông trong trường hợp này được xác đònh theo côntg
thức:
w
RPww
w
H
HPHR
R

'
−
=
Trường hợp xe va vào cột lan can + đầu tường hoặc mối nối:
800
1050.99,119800.29,462

'
−
=

−
=
w
RPww
w
H
HPHR
R
= 326,40 (kN)
Trường hợp xe va vào cột lan can + một phần đoạn tường:
800
1050.99,119800.71,243

'
−
=
−
=
w
RPww
w
H
HPHR
R
= 107,81 (kN)
Kiểm toán lan can:
TH1: Giữa nhòp lan can + đầu tường hoặc tại mối nối.
Sức kháng của hệ lan can:
R
= R

w
+ R
R
= 243,71 + 53,91 = 297,62 (kN) > F
t
= 240 (kN) => ĐẠT
Chiều cao kháng:
62,297
1050.91,53800.71,243

+
=
+
=
R
HRHR
Y
RRww
= 845,29 (mm) > H
e
= 810 (mm)

=> ĐẠT
TH2: Giữa nhòp lan can + một phần đoạn tường.
Sức kháng của hệ lan can:
R
= R
w
+ R
R

= 462,29 + 53,91 = 516,21 (kN) > F
t
=> ĐẠT
Chiều cao kháng:
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 17
MỤC LỤC
21,516
1050.91,53800.91,462

+
=
+
=
R
HRHR
Y
RRww
= 826,11 (mm) > H
e
=> ĐẠT
TH3: Cột lan can + đầu tường hoặc tại mối nối.
Sức kháng của hệ lan can:
R
= R
w
+ R
R
= 326,40 + 142,32 = 468,72 (kN) > F
t

=> ĐẠT
Chiều cao kháng:
72,468
1050.32,142800.40,326

+
=
+
=
R
HRHR
Y
RRww
= 875,91 (mm) > H
e
=> ĐẠT
TH4: Cột lan can + một phần đoạn tường.
Sức kháng của hệ lan can:
R
= R
w
+ R
R
= 107,81 + 142,32 = 250,13 (kN) > F
t
=> ĐẠT
Chiều cao kháng:
13,250
1050.13,250800.81,107

+
=
+
=
R
HRHR
Y
RRww
> 942,24 (mm) > H
e
=> ĐẠT
BẢNG TỔNG HP KIỂM TOÁN LAN CAN:
Tổ hợp va xe
Sức
kháng gờ
bêtông
Sức kháng
cột + dầm
Sức
kháng
hệ lan
can
Chiều
cao
kháng
Điều
kiện
kiểm
toán
R

W
(KN) R
R
(KN)
R
(KN)
Y
(mm
)
1
Giữa nhòp lan can + đầu tường hoặc
tại mối nối
243.71 53.91 297.62 845.29 ĐẠT
2 Giữa nhòp lan can + một phần đoạn 462.29 53.91 516.21 826.11 ĐẠT
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 18
MỤC LỤC
tường
3
Cột lan can + đầu tường hoặc tại
mối nối
326.40 142.32 468.72 875.91 ĐẠT
4 Cột lan can + một phần đoạn tường 107.81 142.32 250.13 942.24 ĐẠT
II.1. Tính toán liên kết bu lông
II.1.1. Chọn bu lông:
Chọn bu lông đường kính d=20mm được bố trí như hình vẽ.
3535
130
180
356035

110
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 19
MỤC LỤC
II.1.2. Sức kéo danh đònh của bu lông:
Ta tính sức kéo danh đònh của bu lông theo (6.13.2.10.2-1):
T
n
=0.76A
b
F
ub

Trong đó:
A
b
là diện tích bu lông theo đường kính danh đònh (mm
2
)
4
20 2
4

22
ππ
==
dn
A
b
= 628,31 (mm

2
)
F
ub
: cường dộ chòu kéo nhỏ nhất qui đònh của bu lông được qui đònh trong
điều 6.4.3 (Mpa), Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông: F
ub
= 420 (Mpa)
Suy ra sức kéo danh đònh của bu lông:
T
n
= 0.76.A
b
F
ub
= 0,76.628,31.420 = 200,55.10
3
(N)
II.1.3. Lực kéo bu lông do va chạm gây ra là :
max
max
2
( )
i
Ml
N
n l
=
∑
Với M là momen tại mặt cắt nối bu lông đựơc tính như sau:

)8001050.(54,103)( −=−=
wRP
HHPM
= 25,885.10
3
= 25,885.10
6
(Nmm)
Vậy lực kéo
)250.(2
250.10.885,25
)(
.
2
6
2
max
max
==
∑
i
ln
lM
N
= 51770 (N)
II.1.4. Kiểm toán bu lông :
N
max
= 51770 (N) < T
u

= φ.T
n
= 0.9.200,55.10
3
= 180297 (N)
Vậy bu lông thoả mản cường độ .
II.2. Tính toán chống cắt cho lan can ngay tại mặt cắt tiếp xúc với bản mặt cầu:
3.Kiểm tra trượt của lan can :
Sự truyền lực của thanh lan can và bản mặt cầu
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 20
MỤC LỤC
Giả thuyết R
w
Phát triển theo góc nghiêng 1:1 bắt đầu từ L
c
lực cắt tại chân
tường do va chạm xe cộ V
CT
trở thành lực kéo T trên 1 đơn vò chiều dài bản
hẫng được cho bởi :
HL
R
VT
c
w
cT
*2
+
==

V
CT
: Lực cắt do va chạm xe.
Trong 4 trường hợp vừa tính ở trên, ta chọn trường hợp xe xô vào cột lan can +
đầu tường hoặc tại mối nối.
Suy ra:
91,875.257,1483
72,468
*2 +
=
+
==
HL
R
VT
c
cT
= 0,1449 (kN/mm) = 144,9
(N/mm)
Sức kháng cắt danh đònh V
n
của mặt tiếp xúc theo (A 5.8.4.1-1)

Nhưng không vượt quá 0.2*f
c
’ hoặc 5.5* A
cv
.
Trong đó:

A
cv
: diện tích tiếp xúc chòu cắt, A
cv
= 500*1 = 500 ( mm
2
/mm )
A
vf
: diện tích cốt thép neo của mặt chòu cắt, A
vf
=
200.4
14 2
2
π
= 1,539 (mm
2
/mm )
f
y
: cường độ chảy của thép, f
y
= 280 Mpa
P
c
: lực nén do tónh tải.
P
c
= P

1
+ P
2
+ P
3
Trong đó:
P
1
: Trọng lượng của tường chắn:
P
1
= γ
c
.(A.b
1
+ h.b
2
+ B.b
3
).1 = 2,5.10
-5
.(300.400 + 400.200 + 500.200).1 = 7,5
(N/mm)
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 21
)*(**
cyvfcvn
PfAAcV ++=
µ
MỤC LỤC

P
2
: Trọng lượng của thanh lan can tay vòn.
P
2
= γ
thep
.
( )
1.
4
.
22
dD −
π
=
( )
1.
4
100110.
.10.85,7
22
5
−
−
π
= 0.129 (N/mm)
P
3
: Trọng lượng của cột thép.

Chiều cao cột lan can: h
cot
= 340 (mm).
1).180.5130.5.2.(10.85,7.
3
3
+==
−
thepthep
sP
γ
= 17,27 (N/mm)
=> P
c
= 7,5 + 0,129 + 17,27 = 24,899 (N/mm)
c : hệ số dính kết (A 5.8.4.2), c = 0.52
: hệ số ma sát (A 5.8.4.2), = 0.6*λ
λ = 1 (Bê tông tỉ trọng thông thường)
c, Dùng cho bêtông đổ trên lớp bêtông đã đông cứng được rửa sạch vữa bẩn
nhưng không làm nhám mặt.
Ta có: = 0.52*500 + 0.6*(1,539*280 +24,899) = 533,49
( N/mm )
Ta thấy: V
n
< 0,2.f
c
’.A
cv
= 0.2.30.500 = 30000 (N/mm)
V

n
< 5,5.A
cv
= 5,5.500 = 2750 (N/mm)
V
n
> V
CT

= 144.9 ( N/mm )
Thỏa điều kiện chống trượt của lan can.
II.3. Tính toán chiều dài neo của cốt thép vào trong bản mặt cầu:
Chiều dài neo thép vào bản mặt cầu lấy theo cấu tạo = 30.d (d là đường kính của
thép neo)
Vậy chiều dài neo:30d=30.14=420 (mm).
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 22
µ µ
µ
)*(**
cyvfcvn
PfAAcV ++=
µ
→
MỤC LỤC
Kết luận: Lan can thoả mãn các yêu cầu chòu lực.
Ch ng III ươ
BẢN MẶT CẦU
Số liệu tính toán:
- Khoảng cách giữa 2 dầm chính là: S = 1900 mm.

- Bản mặt cầu làm việc theo một phương.
- Chiều dày bản mặt cầu: h
f
= 200 mm.
- Chọn lớp phủ mặt cầu gồm các lớp sau:
+ Lớp bêtông Atphan dày 50 mm.
+ Lớp bêtông Ximăng bảo vệ dày 30 mm.
+ Lớp phòng nước dày 4 mm.
+ Lớp mui luyện dày trung bình 85 mm
- Độ dốc ngang cầu: 2%
Sơ đồ tính toán bản mặt cầu:
- Bản mặt cầu sẽ được tính toán theo 2 sơ đồ: Bản công-xôl và bản loại
dầm. Trong đó phần bản loại dầm đơn giản được xây dựng từ sơ đồ dầm
liên tục do đó sau khi tính toán dầm đơn giản xong phải nhân với hệ số
kể đến tính liên tục của bản mặt cầu.
Hình 3.1: Sơ đồ tính bản mặt cầu.
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 23
S=1900 S=1900Sh =1100
MỤC LỤC
Tính nội lực cho bản công-xôl: (bản hẫng):
Hình 3.2: Sơ đồ tính cho bản công-xol.
III.1.1. Tónh tải và nội lực do tónh tải tác dụng lên bản công-xôl: (bản
hẫng):
III.1.1.1. Tónh tải:
Tải trọng tác dụng lên bản có tónh tải, ta sẽ xét tónh tải tác dụng lên dải
bản rộng 1000 mm theo phương dọc cầu:
Lớp bêtông atphan:
Chiều dày: h
atphan

= 50 (mm)
Trọng lượng riêng: γ
atphan
= 2,25.10
-5
(N/mm
3
)
g
atphan
= γ
atphan
. h
atphan
.1000 = 1,125 (N/mm)
Lớp bêtông ximăng bảo vệ:
Chiều dày: h
btbv
= 30 (mm)
Trọng lượng riêng: γ
btbv
= 2,4.10
-5
(N/mm
3
)
g
btbv
= γ
btbv

. h
btbv
.1000 = 0,72 (N/mm)
Lớp phòng nước:
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 24
Sh =1100
lb
MỤC LỤC
Chiều dày: h
pn
= 4 (mm)
Trọng lượng riêng: γ
pn
= 1,5.10
-5
(N/mm
3
)
g
pn
= γ
pn
. h
pn
.1000 = 0,06 (N/mm)
Lớp mui luyện thoát nước:
Chiều dày trung bình: h
ml
= 85 (mm)

Trọng lượng riêng: γ
ml
= 2.10
-5
(N/mm
3
)
g
ml
= γ
ml
. H
ml
.1000 = 1,7 (N/mm)
Vậy trọng lượng lớp phủ mặt cầu:
DW = g
atphan
+ g
btbv
+ g
pn
+ g
ml
= 1,125 + 0,72 + 0,06 + 1,7 = 3,61 (N/mm)
Chiều dày bản mặt cầu: t
c
= 200 m.
Trọng lượng bản thân bản mặt cầu:
DC = γ
bt

.t
c
.1000 = 2,4.10
-5
.200.1000 = 4,8 (N/mm)
Trọng lượng của thanh lan can trên 1 mét dài cầu:
g
lancan
=
2 2 2 2
5
25000 110 100
. . 7,85.10 . .
4 25000 4
thep
D d
γ π π
−
   
− −
=
 ÷  ÷
   
= 0,129 (N/mm)
Quy về lực tập trung: P
1
= g
lancan
.1000 = 0,129.1000 = 129 (N)
Trọng lượng của cột lan can trên 1 mét dài cầu:

g
2
=
cot 1cot
.
13.29,625
25000
nhip
n P
L
=
= 0,015 (N/mm)
Trong đó:
P
1cot
= g
c
+ g
s
g
canh
= 2.13.
cot
.h
thep
γ
= 2.13.7,85.10
-5
.340 = 6,939 (N)
g

suon
= 170.5.
cot
.h
thep
γ
= 170.5.7,85.10
-5
.340 = 22,686 (N)
Quy về lực tập trung: P
2
= g
cot
.1000 = 0,015.1000 = 15 (N)
SVTH: NGUYỄN TRỌNG BÌNH LỚP: CD08HC
Trang 25