ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU THÉP BÊ TÔNG CỐT THÉP LIÊN HỢP

ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
PHẦN MỞ ĐẦU : GIỚI THIỆU VÀ CÁC QUY ƯỚC CHO ĐỒ ÁN
I – Giới thiệu về đồâ án :
- Đồ án thiết kế cầu bê tông cốt thép được thực hiện theo tiêu chuẩn mới
22TCN272-05 dựa trên nền tảng tiêu chuẩn HOA KỲ AASHTO .
- Trong pham vi thiết kế của đồ án chỉ thực hiện thiết kế kết cấu phần trên của
cầu gồm : Dầm chủ , hệ liên kết ngang , Bản mặt cầu , Lan can , Lề bộ hành …
theo các trạng thái giơiù hạn cường độ 1 , trạng thái giới hạn sử dụng ( kiểm tra
nứt ).
- Thuyết minh đồ án gồm 83 trang, trong đó có:
+ 48 hình minh hoạ.
+ 18 bảng số liệu và bản tính bổ sung.
- Bản vẽ thiết kế được thực hiện trên khổ giấy A1.
II – Các quy ước chung :
- Nếu không có gì thay đổi thì tất cả đơn vò tính đều được quy đinh như sau :
+ Đơn vi chiều dài:mm
+ Đơn vò lực:N
- Tại những vò trí có sự thay đổi đơn vò tính cho phù hợp với yêu cầu trong công
thức được quy đònh trong tiêu chuẩn thì sẽ được ghi cụ thể .
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
1
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
PHẦN 1 : THỐNG KÊ CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO VÀ CHỌN SỐ LIỆU THIẾT
KẾ
I – ĐỀ BÀI :
- Chiều dài nhip tính toán: L = 22000(mm)
- Kích thước mặt cắt ngang:
+ Bề rộng lòng đường: B =7000(mm)
+ Bề rộng lề bộ hành: K = 750(mm)
- Loại tiết diện dầm chính: chữ I căng sau
- Hoạt tải: 0.65HL–93 và người

II – CHỌN SỐ LIỆU THIẾT KẾ :
900 1800 1800 1800 1800 900
2507503500250 3500750
9000
ba
ûn
ma
ët
ca
àu
da
øy
18
0
m
m
lớp
p
ho
øn
g
nư
ớc
d
ày
4
m
m
lớp
b

ê
to
âng
a
sf
an
d
ày
7
0
mm
1.5 % 1.5 %
1% 1%
770837136750
Hình 1 – Mặt cắt ngang cầu sơ bộ
II.1 – Chọn kích thước lan can – lề bộ hành :
- Loại lan can và lề bộ hành dành cho người đi bộ , các kích thước thể hiện
trên hình1
R
5
0
250
74
1511025090305
140
110
655
310
750
1%

200
200550250
80
324
Hình 2 – mặt cắt ngang lan can – lề bộ hành dành cho người đi bộ
Các kích thước lề bộ hành và phần lan can bê tông như sau :
+ Bề dày lan can: L
c
=250 (mm)
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
2
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
+ Bề dày bó vỉa:b
bv
= 200 (mm)
+ Chiều cao bó vỉa:h
bv
= 324 (mm)
+ Bề dày bản bê tông người đi bộ:h
PL
= 80 (mm)
+ Bán kính vuốt cong tại mép lề :R = 50 (mm)
+ Độ dốc thoát nước của lề người đi i
PL
=1%
- Chi tiết phần lan can thép ( Hình 2 )
150
100
80
90

80
70
110
100
90
100
150
90
140
20 285 90 250 110 15
200
770
2
4
7
0
Đường hàn 8(mm)
Hình 3 – Phần thép lan can
+ Bề dày các cấu liện thép: t
s1
= 10 (mm)
+ Bề dày thép tấm chờ liên kết bu lông với phần bê tông: t
s2
= 20 (mm)
+ Bán kính cong của đỉnh cột thép: R
1
= 140 (mm)
+ Bán kính cong của thân cột thép: R
2
= 2469 (mm)

+ Chiều cao tónh không trên: h
tkt
= 260 (mm)
+ Chiều cao tónh không dưới : h
tkb
= 310 (mm)
- Bố trí các cột thép lan can cách nhau 2400(mm) . Do đó có 10 cột thép .
(hình 3)
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
3
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
150 150150 2250
2400 2400
260310
2250
Hình 4 - Sơ đồ bố trí khoảng cách giữa các cột lan can
II .2- Chọn lớp phủ mặt cầu :
- Lớp phủ mặt cầu gồm :
+ Lớp bê tông asfan dày: t
1
= 70 (mm)
+ Lơp phòng nước dày: t
2
= 4 (mm)
II.3 - Chọn bản mặt cầu :
- Chọn bản mặt cầu bằng bê tông có :
+ Chiều dày bản la:ø t
s
=180 (mm)
+ Dung trọng bê tông

=
C
'
γ
2.5x10-5(N/mm3 )
+ Đối với phần bản hẫng chiều dày thay đổi từ 180 (mm) đến 220 (mm)
- Độ dốc ngang thoát nước cho mặt đường la i
LL
= 1.5 %
- Tạo độ dốc ngang cho mặt đường bằng cách kê gối lên các dầm chủ.
II.4 - Chọn các kích thước mặt cắt ngang dầm chủ :
bc
tc
D
tf'
bf
bf'
d
bw
tf
X X'
X X'
Yo
Hình 5 – Mặt cắt ngang dầm chủ
Các kích thước mặt cắt ngang dầm chủ:
- Chiều cao dầm chủ: d = 1200(mm)
- Chiều cao sườn dầm: D=1144(mm)
- Bề rộng bản cánh trên: b
c
= 300(mm)

- Bề dày bản cánh trên: t
c
= 20(mm)
- Bề rộng bản cánh dưới: b
f
= 400(mm)
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
4
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
- Bề dày bản cánh dưới: t
f
= 18 (mm)
- Bề rộng bản táp: b
f
’ = 500(mm)
- Bề dày bản táp: t
f
’ = 18(mm)
- Bề dày sườn dầm: b
w
= 16 (mm)
- Các kích thước thể hiện trong hình dưới
300
20
1144
1818
400
500
1200
16

Hình 6 – Các kích thước mặt cắt ngang dầm chủ
II.4 – Chọn bố trí sườn tăng cường và hệ liên kết ngang:
- Trước hết ta tiến hành bố trí sườn tăng cường gối và trung gian là như
nhau , sau này khi tiến hành tính toán nếu có sự thay đổi thì sẽ bổ sung
sau.
- Chọn khoảng cách giữa các sườn tăng cường( đồng thời cũng là khoảng
cách ciữa các dầm ngang ) là: L
b
= 2750 (mm)
- => Với chiều dài nhòp L
tt
= 22000(mm) ta có số sườn tăng cường trên
một dầm là:
n = 2x(L
tt
/L
b
+1) = 18(sườn )
2750 2750 2750 275027502750 27502750
1200
22000
Hình 7 – Sơ đô bố trí sườn tăng cường
II.4.1 – Chon các kích thước sườn tăng cường:
Chọn các kích thước sườn tăng cường theo quy đònh trong điều 6.10.8.1.2
- Chiều rộng phần chìa ra cua sườn tăng cường phải thoã:
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
5
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
ftp
ys

pt
bbt
F
E
tb
d
25.016
48.0
30
50
≥≥
≤≤+
(*)
- Trong đó:
+ Cấp thép: F
ys
= 345 (N/mm
2
)
+ Chiều cao dầm thép d= 1200(mm)
+ t
p
: Chiều dài của phân tố chìa ra.
+ Các số liệu khác đã được giải thích trước đó.
- Chọn thép có t
p
= 16(mm) và chiều rộng b
t
= 160(mm)
- Khi đó ta thấy:






==
=+=+
)(7540025.025.0
)(90
30
1200
50
30
50
mmxb
mm
d
f
(1)






==
==
)(1961616.16
)(8.161

345
200000
1648.0.48.0
mmxt
mmxx
F
E
t
p
ys
p
(2)
Từ (*) ,(1),(2) ta thấy các yêu cầu về cấu tạo của sườn tăng cường được chọn là
hợp lý. Hình dưới biểu diển các kích thước hình học của sườn tăng cường trong
liên kết với dầm chủ.
160 160
16
18
300
400
500
201082
60
18
1200
18
Hình 8 – Hình biểu diển các kích thước sườn tăng cường
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
6
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO

PHẦN II – TÍNH TOÁN LAN CAN LỀ BỘ HÀNH
I – Tính toán cho bó vỉa theo điều kiện chòu được lực va xe ( Trạng thái giới hạn
đặt biệt):
- Trong phạm vi tính toán chấp nhận một số giả thiết mang tính an toàn:
+ Bó vỉa xem như làm việc độc lập với bản bê tông người đi và phần lan can bê
tông dù trong thi công chúng được đúc toàn khối .
+ Chiều cao bó vỉa không thể quá cao như yêu cầu của chiều cao tối thiểu đặt lực
va xe H
e
=810 ( mm) nên trong thiết kế lấy bằng chiều cao bó vỉa H = h
bv
= H
e

I .1 – Các số liệu thiết kế :
- Chiều cao bó vỉa h
bv
= 324(mm)
- Bề dày bó vỉa: b
bv
=200(mm)
- Chọn lan can cấp L
3
, tra bảng 4.2 ( A13.7.3.3-1)
+ Lực ngang F
t
= 240000(N)
+ Chiều dài phân bố của lực theo phương dọc cầu là : L
t
=1070 (mm)

- Thép sử dụng loại AII có cường độ chảy là : fy = 280(Mpa)
- Bê tông làm kan can lề bộ hành dùng loại giống như dùng để đổ bản mặt cầu
có
f
c
’
= 35 (Mpa)
- Tính toán theo trạng thái giới hạn đặc biệt nên lấy hệ số sức kháng Ф = 1
I.2 – Tính toán bó vỉa theo điều kiên chòu uốn khi va xe :
- Lấy 1 đơn vò chiều dài là 1(mm)
- Tính toán sức kháng của tiết diện hình chử nhật khi bố trí cốt thép đơn mặt dù
khi bố trí ta bố trí cốt kép .
- Lấy bề dày lớp bảo vệ là : a
bv
= 25 (mm)
- Bố trí cốt thép theo phương ngang ( cốt thép đứng ) là thép Ф 14 có khoảng
cách
giữa các thanh là a = 150 (mm) và bao phía ngoài .
- Bố trí cốt thép theo phương đứng ( cốt thép ngang) là thép Ф 14 có khoảng
cách
giữa các thanh là a = 150 (mm) và đặt trong cốt thép đứng .
II.2.1 – Tính khả năngchòu uốn của 1 (mm) bề rộng tiết diện theo phương đứng
M
W
:
- Thực hiện tính toán cho tiết diện hình chữ nhật có :
ds
a a a
1
As

h
1
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
7
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
Hình 9 – Sơ đồ tính khả năng chòu lực của bó vỉa
+ Bề rộng b = 1 (mm)
+ Chiều cao h = b
bv
= 200 (mm)
- Từ cách bố trí như trên ta có số thanh thép trên 1(mm) bề dày bê tông là
n = 1/150 = 0.0066 ( thanh)
- Diện tích mỗi thanh là : A
s1thah
= π.d
2
/4 = 3.14x15
2
/4 = 153.86(mm
2
)
- Diện tích thép dùng tính toán là : A
s
= A
1thanh
. n = 153.86x0.0066
=1.0257(mm
2
)
- Khoảng cách từ thớ dưới đến trọng tâm cốt thép là :

a
bv
+ d
đứng
+ d
ngang
=25+14+14/2 = 46 (mm)
+ d
đứng
: đường kính cốt thép đứng .
+ d
ngang
: đường kính cốt thép ngang .
- Từ đây ta có : ds = h – (a
bv
+ d
đứng
+ d
ngang
) = 200 – 46 = 154 (mm)
- Tính
==
bf
fA
a
c
ys
.85.0
.
'

=
1.3585.0
2800257.1
xx
x
9.6539 (mm)
- Tính β
1
= 0.85 – 0.05/7x(f
c
’
-28 ) = 0.85 – 0.05/7x(35-28) = 0.8
- Tính chiều cao vùng chòu kéo quy ước c = a/ β
1
= 9.6539/0.8 = 12.0675 (mm)
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép cực đại :
+ Ta có : c/d
s
= 12.0675/154 = 0.71 < 0.45
+ Vậy điều kiện hạn chế cốt thép cực đại được thoã mãn
- Tính khả năng chòu của tiết diện :
- M
W
= M
n
= A
s
.f
y

. (d
s
– a/2 ) = 1.025x280x(154 – 9.65/2) = 41986.4
(Nmm/mm)
II.2.2– Tính khả năng chòu uốn của 1 (mm) bề rộng tiết diện theo phương
ngangM
C
- Thực hiện tính toán cho tiết diện hình chữ nhật có :
+ Bề rộng b = 1 (mm)
+ Chiều cao h = b
bv
= 200 (mm)
- Từ cách bố trí như trên ta có số thanh thép trên 1(mm) bề dày bê tông là
n = 1/150 = 0.0066 ( thanh)
- Diện tích mỗi thanh là : A
s1thah
= π.d
2
/4 = 3.14x15
2
/4 = 153.86(mm
2
)
- Diện tích thép dùng tính toán là : A
s
= A
1thanh
. n = 153.86x0.0066 =
=1.0257(mm
2

)
- Khoảng cách từ thớ dưới đến trọng tâm cốt thép là :
a
bv
+ d
đứng
=25+14/2 = 32 (mm)
- Từ đây ta có : ds = h – (a
bv
+ d
đứng
) = 200 – 32 = 168 (mm)
- Tính
==
bf
fA
a
c
ys
.85.0
.
'

=
1.3585.0
2800257.1
xx
x
9.6539 (mm)
- Tính chiều cao vùng chòu kéo quy ước c = a/ β

1
= 9.6539/0.8 = 12.0675 (mm)
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép cực đại :
+ Ta có : c/d
s
= 12.0675/154 = 0.71 < 0.45
+ Vậy điều kiện hạn chế cốt thép cực đại được thoã mãn
- Tính khả năng chòu của tiết diện :
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
8
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
M
C
= M
n
= A
s
.f
y
. (d
s
– a/2 ) = 1.025x280x(168 – 9.65/2) = 45926.9
(Nmm/mm)
II.2.3 – Xét trường hợp va xe giưa bó vỉa :
- Tính bề rộng vùng phá hoại của bó vỉa L
C
và sức kháng của tường R
Wmin
:
- Bề rộng phá hoại của tường được tính theo công thức :

C
Wbt
tC
M
HMMHL
LL
).(8
2
2
+
+








+=
- Với các số liệu đã có ở trên ta tính được:

)(63.1561
9.45926
)200.4.419860(2008
2
1070
1070
2

mm
xxx
L
C
=
+
+








+=
- Sức kháng của bó vỉa được tính theo công thức :

=






++
−
=
H
LM

HMM
LL
R
CC
Wb
tC
W
2
min
.
.88.
2
2


)(442722
200
1561.45926
2004986808.
107015612
2
2
min
Nxxx
x
R
W
=









++
−
=
II.2.4– Xét trường hợp va xe đầu :
- Các giá trò L
C
và R
Wmin
được tính như sau :
-
=
+
+








+=
C
Wbt

tC
M
HMMHL
LL
).(
2
2
-
)(22.1153
9.45926
)200.4.419860(200
2
1070
1070
2
mm
xxx
L
C
=
+
+









+=
=>






++
−
=
H
LM
HMM
LL
R
CC
Wb
tC
W
2
min
.

2
2

)(326937
200
1561.45926

20049860.
107015612
2
2
min
Nx
x
R
W
=








++
−
=
II.2.5 – Kiểm toán :
- Trạng thái giới hạn đặc biệt nên lấy Φ = 1
- Giá trò R
Wmin
= 326937 (N)
- Giá trò lực va xe theo tiêu chuẫn F
t
= 240000 (N)
- Ta thấy : R

Wmin
< F
t
- Kết luận : Bó vỉa đủ khả năng chòu uốn dưới tác dụng của lực va xe
I.2 – Tính toán bó vỉa theo điều kiện chống trượt khi va xe :
- Như đã tính ở trên ta có sức kháng uốn của tường biểu thi qua R
Wmin
, và đây
cũng là giá dùng tính cho sức kháng cắt của bó vỉa , Với giả thiết R
W
phát
triển
theo góc nghiêng 45
o
, Ta có lực cắt tại chân tường do va xe là:
V
CT
=
)2( HL
R
C
W
+
=
)/(5.181
)324222.1153(
326937
mmN
x
=

+
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
9
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
- Theo AASHTO , sức kháng cắt danh đònh của mặt tiếp xúc tính theo công
thưc sau :
V
n
= c.A
cv
+ μ.(A
vf
.f
y
+ P
c
)
- Điề kiện khống chế :
+ V
n
< 0.2f
c
’A
cv
= 0.2x35x200 = 1400 (N/mm)
+ Hoặc V
n
< 5.5A
cv
=5.5x200 =1100 (N/mm)

- Trong đó ta có :
+ Diện tích tiếp xúc chòu cắt A
cv
= b
bv
x1(mm) = 200x1 = 200 (mm
2
/mm)
+ Diên tích cốt thép neo ở mặt chòu cắt trên 1(mm) chiều dài :
A
vf
= As = 1.0257 (mm
2
/mm)
+ Lực nén do tónh tải P
c
= h
bv
.b
bv
.γ
c
= 200x324x2500x9.81x10
-9
= 1.58
(N/mm)
+ Hê số dính kết {Ạ.8.4.2} c = 0.52
+ Hệ số ma sát: μ = 0.6
- Từ đây ta tính được:
- V

n
= 0.52x200+0.6x(1.0257x280+1.58) = 277.2656(N/mm)
- Thực hiện kiểm toán , ta thấy:
+ V
n
< 0.2f
c
’.A
cv
+ V
n
< 5.5A
cv
+ V
n
= 277.2656(N/mm) > V
CT
= 181.5 (N/mm)
Kết luận : Bó vỉa đủ khả năng chống trượt theo điều kiện lực cắt
- Kiểm toán theo điều kiện diện tích tiết diện ngang tối thiểu của chốt
trong mặt chòu cắt: {A5.8.4.1}
+ A
vf
= 0.35.b
v.
S/f
y
= 0.35x200x150/280 = 37.5 (mm
2
)

+ Với việc bố trí 1 thanh Φ14 neo vào bản hẫng ta có :
- As = π.d
2
/4 = 3.14x14
2
/4 = 153.86 > A
vf
=> Đạt
- Tính chiều dài đoạn neo l
nb
có đầu móc với: fy = 280 (N/mm
2
) theo
Ạ.11.2.4.1 l
hb
không nhỏ hơn 8d
b
hoặc 150 (mm)
+ Ta có : l
hb
=
'
.100
c
b
f
d

+ Với d
b

= 14 (mm)
 L
hb
=
35
14.100
= 236.643 (mm)
+ So sánh ta thấy l
hb
> 8d
b
= 112 (mm) và l
hb
> 150(mm)
+ Tính lại chiều dài l
hb
có nhân thêm hệ số quy đổi , lấy 0.7 cho lớp phủ
phù hợp và 1.2 cho thép bọc êpócxy: L
hb
= 0.7x1.2x236.643 = 198.78 (mm)
+ lấy lớp bê tông bảo vệ thớ dưới bản mặt cầu a
bv
= 25 (mm)
 Chiều dài đoạn neo thực có thể đạt được là:
l
hbthưc
= 180 – 25 = 15 (mm) < 166.26 (mm)
Do đó cần chọn lại diên tích thép yêu cầu giảm xuống còn :
A
yc

= A
vf
.( 155/166.26) = 1.0257x(155/198.78) = 0.799 (mm
2
)
+ Với A
yc
ta tính lại M
c
, l
c
, R
w
,ta có:
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
10
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO

==
bf
fA
a
c
ys
.85.0
.
'
=
1.3585.0
280.799.0

xx
x
7.52 (mm)
c = a/ β
1
= 7.52/0.8 = 9.4 (mm)
c/d
s
= 9.4/168 = 0.0559
 Mc = M
n
= A
s
.f
y
. (d
s
– a/2 ) = 0.799x280x(168 – 7.52/2) =
= 36008.897(Nmm/mm)
+ Tính
=
+
+









+=
C
Wbt
tC
M
HMMHL
LL
).(
2
2
)(24.1174
897.36008
)200.4.419860(200
2
1070
1070
2
mm
xx
L
C
=
+
+









+=
 R
Wmin
= 261007 (N) > 240000(N)
- Uốn móc câu 90
0

và kéo dài 12.d
b
= 168 (mm)
II – Tính toán bản bê tông người đi bộ :
II.1 – Tónh tải tác dụng :
- Thực hiện tính toán bằng cách xét 1(mm) bản và xem như dầm giản đơn
có khoảng cách giữa hai gối là l
b
= 750(mm)
- Giá trò lực phân bố là :DC
3
= γ
c
’
.h
b
= 2500x10
-8
x80 = 0.002 (N/mm)
750

DC
3
PL
Hình 10 – Sơ đồ tính bản người bộ hành
II.2- Hoạt tải tác dụng :
- Hoạt tải chỉ có tải trọng người đi bộ với tải trong phân bố trên 1200(mm)
bề ngang và 1(mm) theo phương dọc cầu có giá trò là
PL = 300x9.81x10
-6
x1 = 0.003 (N/mm)
III.3 – Tổ hợp nội lực:
II.3.1 – Trạng thái giới hạn cường độ:
- Mô men tính toán cho trang thái giới hạn cường độ :
- M
u
= M
u
DC3

+ M
u
PL
=









+
8

8

2
2
3 bPLbDC
lPLlDC
γγ
η
(1)
+ Trong đó: lấy
==
RDI
ηηηη
1
+
25.1=
DC
γ
+
75.1=
PL
γ
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
11
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
- Từ (1) ta có: M

u =
=








+
8
750003.0.75.1
8
750002.025.1
1
2
2
xx
xx
x
545(Nmm)
II.3.2 – Trạng thái giới hạn sử dụng:
- - Mô men tính toán cho trang thái giới hạn sử dụng :
- M
s
= M
s
DC3

+ M
s
PL
=








+
8

8

2
2
3 bb
lPLlDC
(2)
- Từ (2) ta có: M
s =
=









+
8
750003.0
8
750.002.0
2
2
x
x
351.56 (Nmm)
II.3.3 - Tính toán và bố trí cốt thép:

ds
a a a
1
As
h
1
Hình11 – tiết diện tính toán cốt thép
- Thực hiện tính toán bài toán cốt đơn cho tiết diện hình chữ nhật có chiều
cao h= 80(mm) và bề rộng là b = 1(mm)
- Chọn bố trí
15012a
φ
- Từ cách bố trí như trên ta có số thanh thép trên 1(mm) bề dày bê tông là
n = 1/150 = 0.0066 ( thanh)
- Diện tích mỗi thanh là : A

s1thah
= π.d
2
/4 = 3.14x12
2
/4 = 113.04(mm
2
)
- Diện tích thép dùng tính toán là : A
s
= A
1thanh
. n = 113.04x0.0066 =
= 0.746(mm
2
)
- Lấy bề dày lớp bảo vệ là a
bv
= 15(mm)
- Khoảng cách từ thớ dưới đến trọng tâm cốt thép là :
a
bv
+d/2 =15+12/2 = 21 (mm)
- Từ đây ta có : ds = h – (a
bv
+ d

) = 80 - 21 = 59 (mm)
- Tính
==

bf
fA
a
c
ys
.85.0
.
'

=
1.3585.0
280746.0
xx
x
7.02 (mm)
- Tính chiều cao vùng chòu kéo quy ước c = a/ β
1
= 7.02/0.8 = 8.77(mm)
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép cực đại:
+ Ta có: c/d
s
= 12.0675/154 = 0.71 < 0.45
+ Vậy điều kiện hạn chế cốt thép cực đại được thoã mãn
- Tính khả năng chòu của tiết diện:
M
n
= A
s
.f
y

. (d
s
– a/2 ) = 0.746x280x(80 – 7.02/2) = 13777.7 (Nmm) > M
u
=> Chọn bố trí
15012a
φ
II.3.4 – Kiểm tra nứt theo trạng thái giới hạn sử dụng:
- Ta có ứng suất cho phép trong thanh cốt thép khi nứt là:
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
12
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
-
3
6
max
.
1
.
022.11
10.
Ad
a
f
c
n
sa
β
=
- Trong đó đặt

.
022.11
10.
6
max
β
n
a
Z =
- Ứng với điều kiện khí hậu ôn hoà ta lấy gần đúng : Z = 30000(N/mm)
- Khoảng cách từ thớ chòu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép là:
d
c
= 15+12/2 = 21(mm)
- A: diện tích trung bình của bê tông bọc quanh 1 cây thép A=A
c
/n
+ Trong đó: Ac = 1x21x2 = 42(mm
2
)
+ số thanh thép n = 0.0066 (thanh)
 A = 42/0.066 = 6363.63(mm
2
)

3
21.63.6363
1
.30000
x

f
sa
=
= 469(N/mm
2
)
+ Giá trò 0.6xf
y
= 168(N/mm
2
)
- Bê tông bản có f
c
’
= 35(N/mm
2
)
=.> Ec =
' 043.0
5.1
ciC
f
γ
= 31798.93(N/mm
2
)
- Thép có E
s
= 200000 (N/mm
2

)
 Hệ số quy đổi từ théo sang bê tông là : n = E
s
/E
c
= 200000/31789.93 = 6.3
- Giá trò ứng suất kéo xuất hiện trong thép là:
-
( )
2/. xd
I
M
nf
s
cr
s
s
−=
+ Với x =








−+ 1
.2
1.

s
ss
nA
bd
b
nA
=






−+ 1
764.03.6
1692
1.
1
764.03.6
x
xxx
=
28.01(mm)
+
23
).(
3
1
xdAnxbI
SScr

−+=
=
23
)01.2859.(764.0.3.601.28.1.
3
1
−+ xx
=
= 11947(mm
4
)
=>
( )
)/(33.82/01.2859
11947
351
.3.6
2
mmNxf
s
=−=
<



y
sa
f
f
6.0

Vậy trạngï thái giới hạn về sử dụng được thoả mãn .
III – Tính khả năng chòu của thanh thép ngang:
III -1 . Sơ dồ tính:
- Tải trọng bản thân phân bố đều và hướng xuống có giá trò:
sss
Aq .
γ
=

+
)/(000077.01081.97850
39
mmNxx
s
==
−
γ
+ A
s
=
)(5.1177
4
7080
14.3
4
.
2
2222
mmx
dD

=








−
=








−
π
=>
sss
Aq .
γ
=
=
)/(09.05.1177.000077.0 mmNx =
- Tính toán như đối với dầm đơn giản chòu tải trọng phân bố w =
0.37(N/mm) và một tải tập trung 890(N) đặt tại giữa nhòp đông thời tác

dụng theo hai phương nên ta có giá tri lực phân bố ( tính cả trong lượng
bản thân ) là:
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
13
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO

( )
)/(59.037.0)09.037.0('
2222
2
mmNwwqw
s
=++=++=
- Tải trọng phân bố này có phương hợp với phương ngang một góc

24.1=
+
=
w
wq
tg
s
α
- Tải trong tâp trung cũng tác dụng theo 2 phương nên ta có giá trò tải tập
trung tính toán là: P
’
= 890x
=
α
tg

890x1.24 = 1103.6(N)
P'=1
103
.6(N
)
w'=0
.59
(N/m
m)
2400
Hình 12 – Sơ đồ tính thanh tay vòn
- Giá trò mômen tính toán là:
- M =
)(1086960
8
240059.0
4
24006.1103
2
Nmm
xx
=+
Ta có tiết diện tính toán là tiết diện ống thép có các kích thước như hình vẽ

80
70
Hình 13 – Tiết diện tính toán thanh tay vòn
+ Mômen quán tính của tiết diện đối với trục trung hoà của nó là:
I =
=









−
64
.
44
dD
π
)(375.831609
64
7080
.14.3
4
44
mmx =








−

+ Mômen kháng uốn của tiết diện là:
S =
)(23.20790
2/80
375.831609
2/
3
mm
D
I
==
=> Ứng suất lớn nhất do tải trọng gây ra:
f
t
= f
b
=
)/(2.52
23.20790
1086960
2
mmN
S
M
==
- Ứng suất giới hạn cho phép trong thép là: f
y
= 280(N/mm
2
)

- Kiểm toán khả năng chòu tải của thanh lan can:
+ Công thức kiểm toán theo AASHTO-LRFD:
nbtu
ffff .Φ<==
+ lấy
9.0=Φ
+ f
n
= f
y
= 280(N/mm
2
)
=>
2
/(2522809.0. mmNxf
n
==Φ
) > f
u
Vậy thanh lan can đủ khả năng chòu lực
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
14
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
PHẦN III – TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU
I – Tính toán cho bản consol: ( tính trên 1 mm chiều dài theo phương dọc cầu của
bản)
P
b
DC

2
3
DC
100 150 650
900
Hình 14– Sơ đồ tính với tónh tải
900
650
PL
Hình15 – Sơ đồ tính với hoạt tải
I.1 Tónh tải tác dụng:
I.1.1 – Xác đònh tónh tải:
- Trọng lượng bản thân bản nặt cầu:
Ta có bề dày trung bình bản consol là: t
sb
= (180+180+80)/2 = 220 (mm)
=>Trọng lương bản thân phân bố đều có giá trò:
DC
2
=
=
sbC
t.'
γ
0.0000245x220 = 0.00539 (N/mm) ( do đang xét 1mm
dảibản)
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
15
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
- Tónh tải do trọng lượng lan can gây ra: ( Xem như lan can tác dụng một tải tập

trung)
+ Ta có diện tích phần lan can bê tông: A
c
=(200+250)x667 = 150075(mm
2
)
 Trọng lượng phần bê tông phân bố trên chiều dài cầu:
q
c
= A
c
.
=
c
γ
150075x0.000245 = 3.6824(N/mm)
+ Trọng lượng phần thép(việc tính toán cụ thể trọng lượng phần thép được thực
hiện trong phần tính toán dầm chính)
- Trọng lượng một cột lan can là:
P
lc
= 198.612 (N) ( tính ở phần dầm chính)
- Ngoài trọng lượng lan can ra ta có trọng lượng phân bố trên 1(mm) chiều dài
củaphần còn lại là:
q
lc
= 0.00007693.14x[(100
2
-90
2

) + (90
2
-80
2
)]/4 = 0.2176 (N/mm)
=>Tải trọng phân bố do phần lan can thép gây ra là:
q
s
=
)/(3076.02176.0
22000
612.19810
10
mmN
x
q
L
xP
lc
tt
lc
=+=+
 Tổng trọng lượng lan can: P
b
= q
s
+q
c
= 3.6824 + 0.3076 = 3.99 (n/mm)
- Tải trọng phân bố đều của phần bản người đi bộ:

+ Bề dày bản sàn người đi bộ là: h
PL
= 80 (mm)
=.> Trọng lượng phân bố đều do bản sàn người đi bộ là:
DC
3
=
=
PLC
h.'
γ
0.000245x80 = 0.00196 (N/mm)
I.1.2 - Tính toán nội lực ở các trạng thái giới hạn do tónh tải gây ra:
I.1.2.1– Trạng thái giới hạn cường độ:
- Các kích thước được thể hiện trực tiếp trên hình
- Từ các số liệu đã tính ở trên ta có:
+ Mô men tính toán ở trạng thái giới hạn cường độ là:

u
M
DC+DW
=
=









+
2
650
2
900

2
3
2
2
xDC
xDC
DC
γµ
=
=








+
2
65000196.0
2
90000539.0

.25.11
22
xx
xx
3246.25 (Nmm)
I.1.2.2– Trạng thái giới hạn sử dụng:
- Từ các số liệu đã tính ở trên ta có:
+ Mô men tính toán ở trạng thái giới hạn sử dụng là:

s
M
DC+DW
=
=








+
2
650
2
900
.
2
3

2
2
xDC
xDC
=
=








+
2
65000196.0
2
90000539.0
.
22
xx
2597 (Nmm)
I.2 – Hoạt tải tác dụng:
I.2.1 Xác đònh hoạt tải:
- Hoạt tải chỉ có tải trọng người đi bộ là tải phân bố có giá trò:
PL = 300x9.81x10
-6
= 0.002943 (N/mm)
I.2.2 – Tính nội lực ở các trạng thái giới hạn do hoạt tải gây ra:

I.2.2.1– Trạng thái giới hạn cường độ:
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
16
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
- Tải trọng người phân bố trên bề rộng tương úng với bề rộng phân bố của
bản người đi bộ:
- Từ các số liệu đã tính ở trên ta có:
+ Mô men tính toán ở trạng thái giới hạn cường độ là:
u
M
PL
=
=








2
650

2
PLx
LL
γµ
=









2
650002943.0
.75.11
2
x
xx
1088 (Nmm)
I.1.2.2– Trạng thái giới hạn sử dụng:
- Mô men tính toán ở trạng thái giới hạn sử dụng là:

s
M
PL
=
=









2
700
2
PLx
=








2
650002943.0
.
2
x
622 (Nmm)
I.3 – Tổ hợp nội lực:
I.3.1– Trạng thái giới hạn cường độ:
M
u
= M
u
DC+DW
+
u
M
PL

= 3246.25 + 1088 = 4334.25 (Nmm)
I.3.2– Trạng thái giới hạn sử dụng:
- Mô men tính toán ở trạng thái giới hạn sử dụng là:
M
s
= M
s
DC+DW
+
s
M
PL
= 2597 + 622 = 3219 (Nmm)
I.4 – Tính toán và bố trí cốt thép cho bản consol:
- Mô men tính toán là: M
u
= M
u
DC+DW
+
u
M
PL
= 4334.25 (Nmm)
- Thực hiên tính toán cốt thép cho bài toán cốt đơn cho tiết diện có bề rộng là
b=1(mm) và chiều cao tiết diện là: h = 180 (mm)
ds
a a a
1
As

h
1
- Lấy chiều dày lớp bê tông bảo vệ là: a
bv
= 25 (mm) , dự đònh chon thép
Ф12
 d
s
= h – a
bv
– Ф/2 = 180 – 25 – 12/2 = 149 (mm)
 a =
=−−
xbxfx
M
dd
C
u
ss
'85.0
2
2
φ
=−−
13585.01
25.4334
2149149
2
xxx
1 (mm)

 c = a/
=
1
β
1/0.8 = 1.25 (mm)
Trong đó
=−−= )28(
7
05.0
85.0
'
1 C
fx
β
8.0)2835(
7
05.0
85.0 =−− x
 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa:
c/d
s
= 2.81/149 = 0.019 < 0.45 => Đạt
 Diện tích cốt thép cần thiết cho 1(mm) dải bản là:
)(09.0
280
125.13585.0
'85.0
2
mm
xxx

f
baxf
A
y
C
S
===
Trong đó f
y
= 280 (N/mm
2
)
- Chọn thép Ф12 bố trí với khoảng cách các thanh là: a = 200 (mm)
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
17
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
=> Ứng với cốt thép vừa chọn ta có A
s
=
=
xa
d
4
.
2
π
=
2004
1214.3
2

x
x
0.5652 (mm
2
)
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:
Ta có hàm lïng cốt thép tính được là:
==
s
S
bxd
A
ρ
)(0038.0
1491
5652.0
2
mm
x
=
Hàm lượng cốt thép tối thiểu tính theo công thức:
00375.0
280
35
03.0
'
03.0
min
=== x
f

f
x
y
C
ρ
< 0.0038 =>. Đạt
- Chọn bố trí Ф12a200

I.5 – Kiểm tra nứt theo trạng thái giới hạn sử dụng:
- Ta có ứng suất cho phép trong thanh cốt thép khi nứt là:
-
3
6
max
.
1
.
022.11
10.
Ad
a
f
c
n
sa
β
=
- Trong đó đặt
.
022.11

10.
6
max
β
n
a
Z =
- Ứng với điều kiện khí hậu ôn hoà ta lấy gần đúng : Z = 30000(N/mm)
- Khoảng cách từ thớ chòu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép là:
d
c
= 25+12/2 = 31(mm)
- A: diện tích trung bình của bê tông bọc quanh 1 cây thép A=A
c
/n
+ Trong đó: Ac = 1x31x2 = 62(mm
2
)
+ số thanh thép n = 1/200 = 0.005(thanh)
 A = 62/0.005 = 12400(mm
2
)

3
3112400
1
.30000
x
f
sa

=
= 412.6 (N/mm
2
)
+ Giá trò 0.6xf
y
= 168(N/mm
2
)
- Bê tông bản có f
c
’
= 35(N/mm
2
)
=.> Ec =
' 043.0
5.1
ciC
f
γ
= 31798.93(N/mm
2
)
- Thép có E
s
= 200000 (N/mm
2
)
 Hệ số quy đổi từ thép sang bê tông là : n = E

s
/E
c
= 200000/31789.93 = 6.3
- Giá trò ứng suất kéo xuất hiện trong thép là:
-
( )
2/. xd
I
Ms
nf
s
cr
s
−=
+ Với x =








−+ 1
.2
1.
s
ss
nA

bd
b
nA
=






−+ 1
5652.03.6
11492
1.
1
5652.03.6
x
xxx
=
29.2(mm)
+
23
).(
3
1
xdAnxbI
SScr
−+=
=
23

)2.29149.(5652.0.3.62.29.1.
3
1
−+ xx
=
= 60173.2(mm
4
)
=>
( )
)/(3.492/2.29149
2.60173
3219
.3.6
2
mmNxf
s
=−=
<



y
sa
f
f
6.0
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
18
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO

Vậy đều kiện sử dụng được thoã mãn.
II – Tính toán cho bản dầm giưã: ( tính trên 1 mm chiều dài theo phương dọc cầu
của bản)
DW
2
DC
1800
Hình 16 – Sơ đồ tính do tónh tải tác dụng
II.1 Tónh tải tác dụng:
II.1.1 – Xác đònh tónh tải:
- Trọng lượng bản thân bản nặt cầu:
=>Trọng lương bản thân phân bố đều có giá trò:
DC
2
=
=
sbC
t.'
γ
0.000245x180 = 0.00441 (N/mm) ( do đang xét 1mm dải
bản)
- Lớp phủ mặt cầu gồm:
+ Lớp bê tông asfan dày t
1
= 70(mm) có
)/(0000245.0
2
mmN
C
=

γ
+ Lớp phòng nước có chiều dày t
2
= 4 (mm) có
)/(000017658.0
2
2
mmN=
γ
 tónh tải phân bố do lớp phủ mặt cầu gây ra là:
DW =
)/(001787.0000017658.040000245.070.
221
mmNxxtt
C
=+=+
γγ
II.1.2 - Tính toán nội lực ở các trạng thái giới hạn do tónh tải gây ra:
II.1.2.1– Trạng thái giới hạn cường độ:
- Các kích thước được thể hiện trực tiếp trên hình
- Từ các số liệu đã tính ở trên ta có:
+ Mô men tính toán ở trạng thái giới hạn cường độ là:
+ Lấy
9.0=
η
( Bộ phận có dư thừa)

u
M
DC+DW

=
=








+
8
1800
.
8
1800
.
2
2
2
DWx
xDC
DWDC
γγµ
=
=









+
8
1800001787.0
5.1
8
1800004905.0
25.19.0
22
x
x
x
xx
3154.65
(Nmm)
II.1.2.2– Trạng thái giới hạn sử dụng:
- Từ các số liệu đã tính ở trên ta có:
+ Mô men tính toán ở trạng thái giới hạn sử dụng là:

s
M
DC+DW
=
=









+
8
1800
.
8
1800
.
2
2
2
DWx
xDC
=
=








+
8
1800001787.0

8
1800004905.0
22
xx
2386.17 (Nmm)
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
19
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
II.2 – Hoạt tải tác dụng:
II.2.1 Xác đònh hoạt tải:
- Do bề rộng bản mặt cầu S < 4600 (mm) nên chỉ xét tác dụng của xe tải thiết
kế:
1
b
1800
658
74
Hình 17 – Sơ đồ tính của bản mặt cầu giữa nhòp
II.2.2 – Tính nội lực ở các trạng thái giới hạn do hoạt tải gây ra:
II.2.2.1– Trạng thái giới hạn cường độ:
- Tải trọng người phân bố trên bề rộng tương úng với bề rộng phân bố của
bản người đi bộ:
- Xem tải trọng bánh xe như lực phân bố xó giá trò:
P =
1
2xb
P
truck
=
)/(617.71

6582
65.0145000
mmN
x
x
=
- Từ các số liệu đã tính ở trên ta có:
+ Mô men tính toán ở trạng thái giới hạn cường độ là:
++ Hê số điều chỉnh tải trọng
95.0=
η
++ Hệ số tải trọng:
=
LL
γ
1.75
++ Hệ số xung kích: IM + 1 = 1.25
++ Hệ số làn: m = 1.2
u
M
truck
=
( )
)
2
(
4
1
11
b

S
b
pmIM
LL
−+
γη
=
)
2
658
1800(
4
658
.617.712.125.1.75.195.0 −xxxxx
= 43217233.01 (Nmm)
II.1.2.2– Trạng thái giới hạn sử dụng:
- Mô men tính toán ở trạng thái giới hạn sử dụng là:

s
M
Truck
=
( )
)
2
(
4
1.
11
b

S
b
pmIM −+
=
)
2
658
1800(
4
658
.617.712.125.1 −xxx
= 23460784 (Nmm)
II.3 – Tổ hợp nội lực:
- Tổ hợp nội lực có xét đên tính chất ngàm của cấu kiện:
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
20
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
- SW
+
= 660+0.55xS = 660 +0.55x1800 = 1650 (mm)
- SW
-
= 1220+0.55xS = 1220+0.55x1800 = 2210 (mm)
II.3.1– Trạng thái giới hạn cường độ:
- Mô men tính toán tại giữa nhòp:
M
u
1/2
= 0.5x(M
u

DC+DW
+
+
SW
M
u
truck
) =
= 0.5x(3154.65

+
1650
01.43217233
) = 14673.46 (Nmm)
- Mô men tính toán tại gối: ( chỉ lấy giá trò , không lấy dấu)
M
u
g
= 0.7x(M
u
DC+DW
+
−
SW
M
u
truck
) =
= 0.7x(3154.65

+
2210
01.43217233
) = 15897 (Nmm)
II.3.2– Trạng thái giới hạn sử dụng:
- Mô men tính toán tại giữa nhòp:
M
s
1/2
= 0.5x(M
s
DC+DW
+
+
SW
M
s
truck
) =
= 0.5x(2386.17

+
1650
23460784
) = 8302.4 (Nmm)
- Mô men tính toán tại gối: ( chỉ lấy giá trò , không lấy dấu)
M
s
g
= 0.7x(M

s
DC+DW
+
−
SW
sM
truck
) =
= 0.7x(2386.17

+
2210
23460784
) = 9101.34 (Nmm)
II.4 – Tính toán và bố trí cốt thép cho bản dầm giữa:
II.4.1 - Tính đối với mô men tại gối: ( Giá trò mô men lớn hơn)
- Tiết diện tính vẫn là tiết diện hình chữ nhật như hình dưới:
ds
a a a
1
As
h
1
- Mo men tính toán là: M
u
= 15897 (Nmm)
- Thực hiên tính toán cốt thép cho bài toán cốt đơn cho tiết diện có bề rộng là
b=1(mm) và chiều cao tiết diện là: h = 180 (mm)
- Lấy chiều dày lớp bê tông bảo vệ là: a
bv

= 25 (mm) , dự đònh chon thép
Ф12
 d
s
= h – a
bv
– Ф/2 = 180 – 25 – 12/2 = 149 (mm)
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
21
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
 a =
=−−
xbxfx
M
dd
C
u
ss
'85.0
2
2
φ
=−−
13585.01
15897
2149149
2
xxx
3.63(mm)
 c = a/

=
1
β
3.63/0.8 = 4.54(mm)
 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa:
c/d
s
= 4.54/149 = 0.03 < 0.45 => Đạt
 Diện tích cốt thép cần thiết cho 1(mm) dải bản là:
)(3857.0
280
163.33585.0
'85.0
2
mm
xxx
f
baxf
A
y
C
S
===
Trong đó f
y
= 280 (N/mm
2
)
- Chọn thép Ф12 bố trí với khoảng cách các thanh là: a = 200 (mm)
=> Ứng với cốt thép vừa chọn ta có A

s
=
=
xa
d
4
.
2
π
=
2004
1214.3
2
x
x
0.5652 (mm
2
)
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:
Ta có hàm lïng cốt thép tính được là:
==
s
S
bxd
A
ρ
)(0038.0
1491
5652.0
2

mm
x
=
Hàm lượng cốt thép tối thiểu tính theo công thức:
00375.0
280
35
03.0
'
03.0
min
=== x
f
f
x
y
C
ρ
< 0.0038 =>. Đạt
- Chọn bố trí Ф12a200

II.5 – Kiểm tra nứt theo trạng thái giới hạn sử dụng:
- Ta có ứng suất cho phép trong thanh cốt thép khi nứt là:
-
3
6
max
.
1
.

022.11
10.
Ad
a
f
c
n
sa
β
=
- Trong đó đặt
.
022.11
10.
6
max
β
n
a
Z =
- Ứng với điều kiện khí hậu ôn hoà ta lấy gần đúng : Z = 30000(N/mm)
- Khoảng cách từ thớ chòu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép là:
d
c
= 25+12/2 = 31(mm)
- A: diện tích trung bình của bê tông bọc quanh 1 cây thép A=A
c
/n
+ Trong đó: Ac = 1x31x2 = 62(mm
2

)
+ số thanh thép n = 1/200 = 0.005(thanh)
 A = 62/0.005 = 12400(mm
2
)

3
6212400
1
.30000
x
f
sa
=
= 412.6(N/mm
2
)
+ Giá trò 0.6xf
y
= 168(N/mm
2
)
- Bê tông bản có f
c
’
= 35(N/mm
2
)
=.> Ec =
' 043.0

5.1
ciC
f
γ
= 31798.93(N/mm
2
)
- Thép có E
s
= 200000 (N/mm
2
)
 Hệ số quy đổi từ thép sang bê tông là : n = E
s
/E
c
= 200000/31789.93 = 6.3
- Giá trò ứng suất kéo xuất hiện trong thép là:
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
22
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
-
( )
2/. xd
I
Ms
nf
s
cr
s

−=
+ Với x =








−+ 1
.2
1.
s
ss
nA
bd
b
nA
=






−+ 1
5652.03.6
11492
1.

1
5652.03.6
x
xxx
= 29.2(mm)
+
23
).(
3
1
xdAnxbI
SScr
−+=
=
23
)2.29149.(5652.0.3.62.29.1.
3
1
−+ xx
=
= 60173.2(mm
4
)
=>
( )
)/(06.1282/2.29149
2.60173
34.9101
.3.6
2

mmNxf
s
=−=
<



y
sa
f
f
6.0
Vậy đều kiên nứt được thoã mãn.
- Để tiên cho việc thi công ta bố trí thép đối xứng cho thớ trên của bản mà
không tính toán , hơn nữa trong xây dựng cầu người ta hạn chế sử dụng
thép
bé hơn Ф12
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
23
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
PHẦN : TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN
I – Số liệu tính toán:
I.1 – Phần dầm thép:

th
bc
D
bf
b'f
t'f

ts
B
bw
tctf
Hình 18 – Mặt cắt ngang tiết diện liên hợp thép-bê tông cốt thép
- Chiều cao dầm chủ: d = 1200(mm)
- Chiều cao sườn dầm: D=1144(mm)
- Bề rộng bản cánh trên: b
c
= 300(mm)
- Bề dày bản cánh trên: t
c
= 20(mm)
- Bề rộng bản cánh dưới: b
f
= 400(mm)
- Bề dày bản cánh dưới: t
f
= 18 (mm)
- Bề rộng bản táp: b
f
’ = 500(mm)
- Bề dày bản táp: t
f
’ = 18(mm)
- Bề dày sườn dầm: b
w
= 16 (mm)
I.2 – Phần bản bê tông:
- Bề dày bản bê tông mặt cầu: t

s
= 180 (mm).
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
24
ĐỒ ÁN CẦU THÉP-BTCT LIÊN HP GVHD:KS.PHAN QUỐC BẢO
- Bề rộng có hiệu của bản:
bi =





=
=+=+
==
)(1800
)(2310)2/300,16max(18012)2/,max(12
)(55004/220004/
min
mmS
mmxbtt
mmL
cws
tt
=> bi = 1800(mm)
- Chiều cao vút: t
h
= 80 (mm)
- Độ nghiêng của vút là: 45
0

I.3 – Phần lưới thép bản:
Như đã tính toán ở trên , ta bố trí lưới thép như sau:
- lưới thép ngang bố trí Ф12a200 cho cả trên lẫn dưới.
- lưới thép dọc bố trí Ф12a200 cho cả trên lẫn dưới.
II - Tính toán đặc trưng hình học các giai đoạn:
II.1- Giai đoạn tiết diện dầm thép( giai đoạn chưa liên hợp):
II.1.1 – Xác đònh diện tích mặt cắt ngang dầm thép:
A
s
= t
c
.b
c
+ t
w
.D + t
f
.b
f
+ t
f
’.b
f
’
= 20x300 + 1144x16 + 18x400 + 18x500 = 40540 (mm
2
)
II.1.2 - Xác đònh mômen quán tính của tiết diện dầm thép đối với trục trung hoà:
II.1.2.1 – Xác đònh trục trung hoà của tiết diện:
- Chọn trục X-X’ đi qua mép dưới của tiết diện như hình vẽ.

- Ta có: mô men tónh của tiết diện dầm thép đối với trục X-X’ là:
S
X-X’
=
ii
yA
∑
= 300x20x(20/2) + 1144x16x(20+1144/2) +
400x18x(18/2+1144+20) + 500x18x(18/2+18+1144+20)
= 30060568 (mm
3
)
bc
tc
D
tf'
bf
bf'
d
bw
tf
X X'
X X'
Yo
Hình 19 – Tiết diện tính toán đặc trưng hình học phần dầm thép
 Khoảng cách từ trục X-X’ đến trục trung hoà của tiết diện thép X
NC
– X
NC
’ là:

Yo =
==
−
40504
30060568
'
s
XX
A
S
742.163 (mm)
THIẾT KẾ THEO 22TCN272-05 SVTH:TRƯƠNG NGOC BAN
25