ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO 22TCN27205, NGUYỄN MINH CAO NHÂN

Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG D0ẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI CƠ SỞ 2
KHOA: CÔNG TRÌNH
BỘMÔN :KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
…….o0o…….
THIẾT KE ÁMÔN HỌC
KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD : Thư
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân
LỚP : ĐƯỜNG BỘ 1-K44
Thành phố HCM ngày 2710/2006
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
A ) NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Thiết kế một dầm cho cầu đường ô tô nhòp giản đơn bằng bê tông cốt thép thường , thi công bằng
phương pháp đúc riêng từng ầm tại công trừơng.
Số liệu thiết kế
Chiều dài nhòp : L =11 m
Khỏang cách 2 tim dầm : 180 cm
Bề rộng cánh chế tạo : b
f
= 140 cm
Họat tải : HL-93
Tónh tải rải đều : W
dw
= 5.5 KN/m
Tải trọng làn : LL
L

= 9.3 KN/m
Họat tải tương đương của xe HL-93 : LL
M
= max (LL
M
tandem
, LL
M
truck
)
LL
M
tandem
: Họat tải tương đương của xe 2 trục
LL
M
truck
: Họat tải tương đương của xe tải thiết kế
Hệ số phân bố ngang tính cho mô men : mg
M
= 0.48
Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt : mg
Q
= 0.56
Hệ số phân bố ngang cho độ võng : mg = 0.5
Hệ số của HL-9 : k = 0.5
Hệ số xung kích : (1+ IM) = 1.25

η
: hệ số điều chỉnh tải trọng

95.0=
η
:với trạng thái giới hạn cường độ

00.1=
η
:với trạng thái giới hạn sử dụng
Độ võng cho phép của họat tải : 1/800
Vật liệu
Cốt thép ASTM A615M : - Cốt thép chòu lục : f
y
= 420 (MPa)
- Cốt thép đai : f
y
= 420 (MPa)
Bê tông : f
c
’ = 35 (MPa)
Quy trình thiết kế cầu 22TCN272-05
B ) TÍNH TÓAN
1) Xác đònh sơ bộ mặt cắt ngang dầm
- Chiều cao dầm h
Chiều cao dầm h được chọn theo điều kiện cường độ và điều kiện độ võng, thông
thường với dầm bê tông cốt thép khi chiều cao đã thỏa mãn điều kiện cường độ thì cũng
đạt yêu cầu về độ võng.
Chiều cao dầm được chọn không thay đổi trên suốt chiều dài nhòp ,chọn theo công
thức kinh nghiệm sau:

Chiều cao nhỏ nhất : h

min
= 0.07 x14 = 0.98 m
Trên cơ sở đó chọn chiều cao dầm h =1000 (mm)
- Chiều rộng bản cánh b
f
= 140 (cm)
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
⋅






÷= lh .
8
1
20
1
( )
mh .5.175.0 ÷=
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
- Chiều dày bản cánh
Chiều dày bản cánh được chọn phụ thuộc vào điều kiện chòu lực cục bộ của vò trí xe
và sự tham gia chòu lực tổng thể với các bộ phận khác.
Theo kinh nghiệm h
f
= 180 (mm)
- Bề rộng sườn dầm b
w

Tại mặt cắt trên gối của dầm, chiều rộng của sườn dầm được đònh ra theo công thou
tính tóan và ứng suất kéo chủ. Tuy nhiên ở nay ta chọn chiều rộng sườn dầm không đổi
trên suốt chiều dài dầm. Bề rộng b
w
chủ yếu được chọn theo yêu cầu thi công sao cho dễ
đổ bê tông với chất lượng tốt.
Theo đó ta chọn chiều rộng sườn dầm b
w
= 20 cm
- Chọn kích thước bầu dầm b
1
= 320 mm
h
1
= 180 mm
Vậy chọn sơ bộ kích thước mặt cắt như sau

SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
Chiều cao dầm h (mm) 1000
Chiều rộng dầm bản cánh b
f
(mm) 1400
Chiều dày bản cánh h
f
(mm) 180
Bề rộng sườn dầm b
w
(mm) 200
Chiều rộng bầu dầm b

1
(mm) 320
Chiều cao bầu dầm h
1
(mm) 180
Chiều cao vát cánh
100
Chiều cao vát bầu
60
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
Diện tích mặt cắt dầm

2
4512.0 mA =
Tính sơ bộ trọng lượng bản thân của dầm trên 1m dài
W
dc
= A x γ = 0.4512 x24 = 10.8288(KN/m)
- Xác đònh bề rộng cánh tính toán
Bề rộng cánh tính tóan đối với dầm không lấy quá trò số nhỏ nhất trong 3 trò số sau


12x h
f
x b
w
= 12 x 18 + 20 = 236 mm
Khỏang cách giữa 2 tim dầm 220 cm
Bề rộng cánh tính tóan cũng không được lớn hơn bề rộng cánh chế tạo
b

f
= 1400 mm
Vậy bề rộng cánh hữu hiệu la b = b
f
= 1400 mm
- Qui đổi diện tích tính tóan :
+ Diện tích tam giác chỗ vát bản cánh :

+ Chiều dày cánh qui đổi

+ Diện tích tại chỗ vát bầu dầm
2
2
1866
2
1
cmS =××=
+ Chiều cao bầu dầm mới
- Mặt cắt ngang tính tóan
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
( )
2
45120018032060602006401001001801400 mmA
=×+×+×+×+×=
2
1
501010
2
1
cmS

=××=
mmcm
bb
S
hh
w
f
qd
f
333.1888333.18
20140
502
18
2
1
==
−
×
+=
−
×
+=
mmcm
x
bb
S
hh
w
qd
21021

2032
182
18
2
1
2
11
==
−
+=
−
×
+=
mL 5.3
4
14
4
1
==
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
2) Tính tóan diện tích bố trí cốt thép ở mặt cắt giữa dầm
- Tính tóan mô men lớn nhất tại mặt cắt giữa dầm
Tải trọng tác dụng :
+ Họat tải tác dụng :
Họat tải tương đương của xe HL-93 ứng với đường ảnh hưởng tại mặt cắt giữa nhòp
LL
M
= max (LL
M
tandem

, LL
m
truck
) = 30.63 KN/m
+ Tónh tải
Tải trọng làn LL
L
= 9.3 KN/m
Trọng lượng các lớp mặt cầu và các tiện ích công cộng trên một đơn vò chiều dài
W
dw
= 5.5 KN/m
Trọng lượng bản thân dầm trên một đơn vò chiều dài : W
dc
= 10.6656 KN/m
Mô men tính tóan ứng với trạng thái giới hạn cường độ tính tại mặt cắt giữa nhòp được tính
theo công thức sau :
M = η{(1.25W
dc
+1.5W
dw
)+ mg
M
[1.75 x LL
L
+1.75 x k x LL
M
x (1+IM0)]} x ω
M

Trong đó : ω
M
= 24.5 m
2

M = 0.95{(1.25 x 10.8288 + 1.5 x 5.5 ) + 0.56[ 1.75 x 9.3 + 1.75 x0.5 x 30.63 x 1.25 ]}x 24.5
M =1155.857 KN/m
- Bố trí cốt thép
Giả sử chiều cao hữu hiệu d
s
= 0.9h = 0.9 x 1000 = 900 mm
Giả sử trục trung hòa đi qua cánh và tất cả các coat thép đều chảy dẻo
Chiều cao khối ứng suất chữ nhật

a = 34.94 mm
Chiều cao vùng bê tông chòu nén β
1
=
8.0
7
2835
05.085.0
7
28'
05.085.01 =
−
−=
−
−=
fc

β

675.43
8.0
94.34
1
===
β
a
c
mm < h
f
= 180 mm
Vậy trục trung hòa đi qua cánh
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44






××××
×
−−=
2
'85.0
2
11
dbcf
Mu

da
S
φ








××××
××
−−=
2
6
90014003585.09.0
10857.11552
11900
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
Diện tích cốt thép chòu kéo cần thiết

Các phương án để lựa chọn :

Chọn 14#19
Bố trí cốt thép như hình vẽ
180 60
60606045
4560
11060

45
320
- Duyệt mặt cắt dầm
Giả sử trục trung hòa đi qua cánh
Khỏang cách từ thớ chòu kéo ngòai cùng tới trọng tâm cốt thép

d
s
= 1000 – 122.143 = 877.857 mm
Chiều cao khối ứng suất chữ nhật
Chiều cao vùng bê tông chòu nén
118.50
8.0
094.40
1
===
β
a
c
< h
f

Vậy trục trung hòa đi qua cánh
Mô men kháng tính tóan M
r
= φ M
n
=







−×××××
2
'85.09.0
a
dsfcba
M
r
=
Nmm1289222885
2
094.40
857.8771400094.4085.09.0
=






−××××
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
φ
Diện tích 1 thanh (mm
2
) Số lượng thanh Tổng diện tích (mm
2

)
19 284 14 3976
22 387 10 3870
25 510 8 4080
2
883.3464
420
140094.343585.0'85.0
mm
fy
cfba
A
ý
=
×××
=
×××
=
mm
F
yF
d
i
ii
143.122
14
225216541054454
.
1
=

×+×+×+×
==
mm
bcf
fA
a
ys
094.40
14003585.0
4203976
'85.0
.
=
××
×
=
××
=
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
M
r
= 1289.223 KNm
M
u
=1155.857 < M
r
= 1289.223 KNm
- Kiểm tra lượng cốt thép đã dùng
+ Lượng cốt thép tối đa
+ Hàm lượng cốt thép tối thiểu

Thõa mãn
Kết luận : Lượng cốt thép bố trí hợp lý
3)Tính tóan nội lực tại các mặt cắt trong dầm
Chiều dài nhòp l = 14 m
Chia dầm thành 14 đọan mỗi đọan dài 1 m
Đường ảnh hưởng mô men và lực cắt tại mặt cắt i
( )
2
ii
M
xlx
−×
=
ω
( )
l
xxl
ii
Q
×
−−
=
2
22
ω
( )
l
xl
i
Q

×
−
=
2
2
1
ω


Các công thức tính tóan giá trò mô men và lực cắt tại mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn cường
độ được tính theo công thức sau :
Các công thức tính tóan giá trò mô men và lực cắt tại mặt cắt thứ I theo trạng thái giới hạn sử
dụng được tính theo công thức sau :
( ) ( )( ){ }
iMMLMdwdci
IMkLLLLmgwwM
ω
×+××+×++×= 11

Bảng giá trò mô men
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
42.00571.0
857.8778.0
094.40
.
1
<=
×
==
ds

a
ds
c
β
3
min
105.2
420
35
03.0
'
03.0
−
×=×==
y
c
f
f
ρ
3
1081.8
451200
3976
−
×==
×
=
ws
s
bd

A
ρ
⇒×=>×=
−− 3
min
3
105.21081.8
ρρ
)({ ( )
[ ]
}
M
iMLMdwdci
wIMLLLLmgwwM ×+×+++×= 111
)({ ( )
[ ]
}
iQQLQQdwdci
wIMLLLLmgwwwQ ×+××+×+××+×= 175.175.15.125.1
η
)({ ( )
[ ]
}
iQQLQQdwdci
wIMkLLLLmgwwwQ ×+××++×+×= 11
D.a.h M
i
D.a.h Q
i
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư

( )
mX
i

α
( )
2
m
Mi
ω

LL
Mi
truck
(KNm) LL
M
tandem
(KN/m) M
i
cd
(KNm) M
i
sd
(KNm)
1
14
1
6.5 36.093 29.951 327.318 222.1008
2
7

1
12 35.196 29.823 598.017 406.2648
3
14
3
16.5 34.299 29.694 813.66 553.4339
4
7
2
20 33.39 29.051 975.676 664.466
5
14
5
22.5 32.47 29.244 1085.591 740.2793
6
7
3
24 31.55 28.987 1145.116 781.9032
7 0.5 24.5 30.63 28.73 1155.857 790.3039

Biểu đo àbao mô men cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ
327.318
598.017
813.66
975.676
1085.591
1145.116
1155.857
1145.116
1085.591

975.676
813.66
598.017
327.318

biểu đồ bao mô men M
Bảng giá trò lực cắt
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
x
i
(m)
l
i

(m)
( )
2
1
m
Q
ω
( )
2
m
Q
ω
( )
mKNLL
truck
Q

/
( )
mKNLL
dem
Q
/
tan
( )
KNQ
cd
( )
KNQ
sd
0 14 7.00 7.00 39.99 30.08 404.2877 270.382
1 13 6.036 6.00 39.06 32.28 344.0751 230.2404
2 12 5.143 5.00 41.33 34.83 298.7308 199.086
3 11 4.321 4.00 43.81 37.82 254.0655 168.34
4 10 3.571 3.00 46.51 41.36 210.1517 138.046
5 9 2.893 2.00 49.40 45.63 166.9904 108.2047
6 8 2.286 1.00 53.02 50.88 125.5304 79.3867
7 7 1.75 0.00 57.41 57.47 81.96709 49.3035
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
Biểu đồ bao lực cắt ở trạng thái giới hạn cường độ
Biểu đồ bao Q
4) Tính tóan trạng thái giới hạn sử dụng
- Kiểm sóat nứt :
Tại một mặt cắt bất kỳ tùy thộc vào giá trò nội lực bê tông có thể bò nứt hay không. Vì thế để
tính tóan kiểm sóat nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt có bò nứt hay không
Để tính tóan xem mặt cắt có bò nứt hay không người ta coi phân bố ứng suất trên mặt cát
ngang là tuyến tính và tính ứng suất kéo f’

c
của bê tông
Mặt cắt ngang tính toán

Diện tích mặt cắt ngang

( )
( )
2
6.451199320210200210333.18810001400333.188 mmA
g
=×+×−−+×=
Xác đònh vò tí trục trung hòa
( )
6.451199
1053202108335.510200210333.18810008335.905333.1881400
××+××−−+××
=
t
y

( )
mmy
t
215.681=

Mô men quán tính tiết diện nguyên
( )
2
2

3
215.681
2
8335.510
2108335.510200215.6818335.905333.1881400
12
333.1881400






−+××+−××+
×
=
g
I

( )
( )
410
2
33
103765.4105215.681210320
12
210320
12
8335.510200
mm×=−××+

×
+
×
+
Tính ứng suất kéo của bê tông
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
MPay
I
M
f
t
g
a
c
39.16215.681
103765.4
10956.1052
10
6
=×
×
×
==
Cường độ chòu kéo khi uốn của bê tông
MPaff
cf
727.33563.0'63.0 =×=×=
fc
ff ×>→ 8.0

Vậy mặt cắt sẽ bò nứt
Vì mặt cắt bò nứt ,do đó ta kiểm toán vết nứt có thõa mãn quy trình hay không

Xác đònh khả
năng chòu kéo
lớn nhất trong
cốt thép ở
trạng thái giới
hạn sử dụng
( )










×
=
y
c
sd
f
Ad
Z
f 6.0;min
3

1
d
c
= 45mm

: chiều cao phần bê tông tính từ thớ chòu kéo ngoài cùng cho tới tâm
thanh gần nhất
A : diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thép chủ chòu kéo
Z : thông số bề rộng vết nứt , trong điều kiện bình thường Z = 30000 N/mm
Tìm A ta giả sử đường giới hạn trên của miền A tại sườn dầm. Trọng tâm của miền A
được tính theo công thức sau :
( )
( )
ξ
ξ
ξ
×+××−++×






+×+







+×××+






+×××−+××
=
2006060232060180320
2
180200
3
60
18060
2
1
2
2
60
18060602320
2
180
320180
2
2
A
y

mm426.340675.51687143.115

2
=⇒=−+⇒
ξξξ
Diện tích phần bê tông bọc cốt thép cần tìm
( )
2
1
2.80085426.3420060
2
200320
180320 mmA
=×+×
+
+×=
2
'
37.5720
14
2.80085
14
mm
A
A
A
===⇒
Vậy
( ) ( )
602.471
37.572045
30000

3
1
3
1
=
×
=
× Ad
Z
c
N/mm
2
= 471.602 Mpa
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
y
A
320
180
60
y
A
320
180 60
.
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
0.6f
y
= 0.6
×
420 = 252 Mpa

Vậy khả năng chòu kéo lớn nhất của cốt thép ở trạng thai giới hạn sử dụng
f
sa
= 252 Mpa
Tính tóan ứng suất sử dụng trong cốt thép :
Xác đònh trục trung hòa của cốt thép khi bò nứt
E
s
= 2
5
10×
Mpa
E
c
=
MPaf
cc
202.29910352400043.0'043.0
5.1
5.1
=××=××
γ

6
202.29910
102
5
=







×
=






=
c
s
E
E
n
Để xác đònh trục trung hòa ta lấy mô men tónh với trục trung hòa


( )
( )
( )
0143.12239766
2
1000
200
2
333.188

10002001400333.188
2
=−×−
−
×+






−−×−×=
y
y
yS

mmy 111.841=⇒
Mô men quán tính của tiết diện khi đã nứt
( )
( )
12
111.8411000200
2
333.188
111.84110002001400333.188
12
333.1881400
3
2
3

−×
+






−−×−×+
×
=
cr
I

( )
44
2
10468.1401312143.122111.84139766 mm×=−××+
ng suất trong bê tông
( ) ( )
MPady
I
M
nf
g
sd
s
288.243143.122111.841
10468.1401312
103039.790

6
4
6
1
=−×
×
×
×=−××=
<252 MPa

⇒
Đạt
- Tính độ võng
Xác đònh vò trí bất lợi nhất của xe tải thiết kế
Xét trường hợp cả ba trục đều ở trong một nhòp
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
0).(.
2
) ()
2
).(.(
1
=−−
−
−+−−−=
dyAn
yh
yhb
h
yhbbhS

sw
f
wf
2
1
3
2
3
).(.
12
).(
)
2
).(.(
12
).(
dyAn
yhb
h
yhbbh
hbb
I
s
w
f
wf
fw
cr
−+
−

+−−−+
−
=
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
Xét rtường hợp cả 3 trục đều nằm trong một nhòp, vò trí bất lợi nhất của xe được xác
đònh theo công thức sau :

7
5.268104.107225.1056
7
9.18436
2
+−
−
−
=
LLL
X

mX 2566.4
7
5.26810142.107241425.156
7
9.1841436
2
=
+×−×
−
−×
=

Kiểm tra điều kiện các trục xe đều ở trong một nhòp
X = 4.2566 m < L/2 = 7 m
L – X – 8.6 = 1.1434 m

⇒
Điều kiện này thõa mãn
Độ võng do xe tải thiếtkế gây ra :
Mô men nứt :
MPa
y
I
fM
t
g
rcr
9.239442987
215.681
103765.4
727.3
10
=
×
×=×=
Mô men quán tíh hữu hiệu : I = min ( I
g
,I
e
)
Trong đó
I

g
= 4.3765
410
10 mm×

4104
3
6
10
3
6
33
104841.110468.1401312
1022.29910
9.239442987
1103765.4
10202.29910
9.239442987
1
mmI
I
M
M
I
M
M
I
e
cr
a

cr
g
a
cr
e
×=××














×
−+××






×
=

×
















−+×








=

⇒
I = I

e
= 1.4841
×
10
-2
m
4

( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
[ ]
EI
y
EI
XLXLLP
EI
XLXLLP
EI
XXLP
y
48
1434.131434.1143035.04434.544434.51432566.442566.4143145.0
48
6.846.83
48
3.443.43

48
43
3
23232
3
2
2
3
2
1
32
1








×−××+×−××+×−××
=
−−−−−
+
−−−−−
+
−
=

my

3
10419.33
−
×=
Độ võng do họat tảithiết kế gây ra

( )
mmyIMmgkf 4434.10419.3325.15.05.01
1
=×××=×+××=
Độ võng do tải trọng làn
m
IE
qL
y
c
L
3
2
44
1024.5
104841.1202.29910384
140093.05.05
384
5
−
−
×=
×××
×××

==
Độ võng do 25% xe tải thiết kế cùng tải trọng làn

mmf 4617.1024.54434.1025.0
2
=+×=

mm
L
f
L 5.17
800
1
14000 =×=






×
f = max( f
1
,f
2
) =10.4617 mm <17.5 mm
⇒
Dầm thõa mãn điều kiện độ võng
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư

5) Biểu đồ bao vật liệu
Tính mô men kháng tính toán của dầm khi bò uốn hoặc cắt thép
Để tiết kiệm thép, số lượng cốt thép khi chọn tính toán vơi mặt cắt có mô men lớn
nhất sẽ dần được bớt đi cho phù hợp với hình bao mô men. Ta sẻ có được số lầncần phải
tính lại khả năng chòu lực của mặt cắt thẳng góc tương ứng với diện tích cốt thép dọc chủ
còn lại. Việc tính toán tiến hành theo các công thức thông thường của bài tóan kiểm tra
cường độcủa mặt cắt chữ T khi cho trước diện tích cốt thép A
s
Chiều cao vùng nén quy đổi
Nếu
f
ha ×≥
1
β
thì TTH đi qua sườn dầm và mô men kháng tính toán được tính :
Nếu a <
f
h×
1
β
thì TTh đi qua cánh , và mô men kháng tính tóan tính theo công thức
sau:
Dựa vào các công thức trên ta tính tóan được bảng sau
Số lần
cắt
Số thanh
còn lại
Diện tích A
s
còn lại (mm

2
)
d
(mm)
a
(mm)
Vò trí trục
trung hòa
M
ri
(KNm)
0 14 3976 122.143 40.094 Qua cánh 1289.2266
1 12 3408 90 34.366 Qua cánh 1150.148
2 10 2840 66.4286 28.639 Qua cánh 986.8355
3 8 2272 51.4286 22.911 Qua cánh 804.8102
4 6 1704 27.8571 17.183 Qua cánh 620.635

Vẽ hình bao vật liệu
Xác đònh điểm cắt lý thuyết
Điểm cắt lý thuyết là điểm mà tại đó heo yêu cầu về uốnkhông vần cốt thép dài hơn. Để
xác đònh điểm cắt lý thuyết ta chỉ cần vẽ đường bao mô men, sau đó ta vẽ đường song
song có tung độ la
n
M
φ
ø với cùng tỉ lệ giao của chúng là điểm cắt lý thuuyết.
Xác đònh điểm cắt thực tế
Từ điểm cắt lý thuyết cần ké dài về phía mô men nhỏ hơn một đọan là l
1
. chiều

dài l
1
được lấy bằng trò số lớn nhất trong các trò số sau
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
'
'
1
.85.0
.)(85.0.
cw
fwys
fb
fchbbfA
a
−−
=
β






−−+−== )
2
(.)(85.0)
2
( 85.0
'
1

'
f
scfwecwnr
h
dfhbb
a
dfbaMM
βϕϕ
'
85.0
.
c
ys
fb
fA
a =












−==
2

85.0
'
a
dfbMM
scur
φφ
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
Chiều cao hữu hiệu của tiết diện d
s
= 972.1429 mm
15
×
d
b
=15 x 19.1 = 286.5 mm
L/20 =14000/20 = 700 mm
Vậy l
1
= 975 mm
Đồng thời chiều dài này củng không nhỏ hơn chiều dài phát triển lực l
d

Chiều dài l
d
của thanh được lấy như sau : l
d
=l
db

21

kk ××
Trong đó : k
1 ,
k
2
: là hệ số tăng , giảm l
d
k
1
= 1.4
k
2
=
8715.0
76.39
649.34
==
tt
ct
A
A

mm
f
fA
l
c
yb
db
24.403

35
42028402.0
02.0
=
××
=
××
=

mmfdl
ybdb
32.4814201.1906.006.0 =××=××≥
mml
d
5878715.04.132.481 =××=⇒
Vậy chọn l
d
= 590 mm
Biểu đồ bao vật liệu
6) Tính toán chống cắt
Chiều cao chòu cắt hữu hiệu d
v







−=

2
,72.0,9.0max
a
dhdd
ssv
Trong đó
0.9d
s
= 0.9 x 877.857 = 790.0713 mm
0.72 x 1000 = 720 mm
d
s
-
mm
a
81.857
2
094.40
857.877
2
=−=

mmd
v
81.857=⇒
Kiểm tra điều kiện chòu lực cắt theo khả năng chòu lực của bê tông vùng chòu nén
Xét mặt cắt cách gối một khỏang d
v
=857.81 mm. xác đònh nội lực trên đường bao
bằng phương pháp nội suy :

V
u
=352.6367 (KN)
M
u
= 270.7767(KNm)
KNNdbfV
vvcn
5783.135025.135057881.8572003525.09.0'25.0 ==××××=×××=
φφ
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
V
u
= 352.6367 KN <
⇒= KNV
n
5783.1350
φ
Đạt
Tính góc
θ
và hệ số
β
- Tính ứng suất cắt
mm
bd
V
v
vv

u
2838.2
20081.8579.0
106367.352
3
=
××
×
=
××
=
φ
- Tỉ số ứng suất :
25.006525.0
35
2838.2
'
<==
c
f
v
Giả đònh trò số
0
45=
θ
tinh1 biến dạng cốt thép theo công thức
3
5
03
6

104436.1
1704102
45cot106367.3525.0
81.857
107767.270
cot5.0
−
×=
××
×××+
×
=
×
××+
=
ag
AE
agV
d
M
ss
u
v
u
r
θ
ε

(A
s

=1704 mm
2
diện tích 6 thanh cốt thép còn l sau khi cắt 8 thanh)
3
104436.1
−
×=
r
ε
tra toán đồ ta có
0
5488.39=
θ

Tính lại
3
1055276.1
−
×=
r
ε
tra bảng
0
211.40=
θ
Tính lại
3
105382.1
−
×=

r
ε
tra bảng
0
1528.40=
θ
Tính lại
3
1053948.1
−
×=
r
ε
tra bảng
0
1579.40=
θ
Tính lại
3
1053937.1
−
×=
r
ε
tra bảng
0
1575.40=
θ
Tính lại
3

1053937.1
−
×=
r
ε

Giá trò của
θ
và
r
ε
hội tụ
Vậy lấy
0
1575.40=
θ
Tra bảng được
8803.1=
β
- Khả năng chòu cắt của bê tông
)(104019.15881.857200358803.1083.0'083.0
3
NbdfV
vvcc
×=××××=××××=
β
- yêu cầu khả năng chòu lực cần thiết của cốt thép

)(104167.233104019.158
9.0

106367.352
33
3
NVVV
cus
×=×−
×
=−=
- Khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn nhất
Chọn cốt thép đai là thanh số 10 có đường kính danh đònh d = 9.5( mm) diện tích
A
v
= 2 x 71 = 142 (mm
2
)
mm
g
V
gdfA
s
s
vyv
7526.259
104167.233
1575.40cot81.857420142
cot
3
0
max
=

×
×××
=
×××
=
θ
Vậy ta chọn cốt thép đai s = 250 (mm)
- Kiểm tra lượng cốt thép đai tối thiểu :
Lượng cốt thép đai tối thiểu:
2
min
4565.58
420
250200
35083.0'083.0 mm
f
sb
fA
y
v
cv
=
×
××=××≥
Mà A
v
= 142 (mm
2
) > A
v min

= ?
⇒
thoã mãn
- Kiểm tra khoảng cách tối đa của cốt thép đai
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44
Thiết kế môn học: KCBTCT GVHD : Thư
Ta có :

NVNbdf
uvvc
33
106367.352)(10467.60020081.857351.0'1.0 ×=>×=×××=×××
Nên ta kiểm tra theo các điều kiện sau:
s
≤
0.8d
v
= 0.8 x 857.81 = 686.248 (mm)
⇒
thoã mãn
Kiểâm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thép dọc không bò chảy dưới tác dụng tổ hợp của
mô men, lực dọc trục và lực cắt :
- Khả năng chòu cắt của cốt thép đai
N
g
s
gdfA
V
vyv
s

3
0
105524.242
250
1575.40cot81.857420142
cot
×=
×××
=
×××
=
θ
A
s
x f
y
= 1704 x 420 = 715680 (N) =715.68 x 10
3
(N)
N
ggV
V
d
M
s
u
v
u
3
03

36
103764.671
1575.40cot105224.2425.0
9.0
106367.352
81.8579.0
107767.270
cot5.0
×=








××−
×
+
×
×
=









×−+
×
θ
φφ
⇒








×−+
×
>×
θ
φφ
gV
V
d
M
fA
s
u
v
u
ys
cot5.0

Đạt
B) PHẦN BẢN VẼ
SVTH : Nguyễn Minh Cao Nhân-Đường Bộ K44