THIẾT KẾ LAN CAN

Thuyết minh đồ án cầu bê tông GVHD: Msc. Nguyễn Văn Sơn
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ LAN CAN
II.1 . THÔNG SỐ THIẾT KẾ LAN CAN
Chiều cao tường bê tông:
H
w
= 865 mm
Cường độ bê tông :
f’
c
= 30 Mpa
Cường độ chảy của thép :
f
y
= 420 Mpa
Bảng thông số hình học của lan can:
A B b
1
b
2
b
3
180 380 535 255 75
II.2 .TÍNH TOÁN LAN CAN
Trọng lượng bản thân lan can
Chia tường thành 3 phần tại 3 vị trí thay đổi tiết diện như hình
vẽ:
- Tọa độ trọng tâm lan can
Trọng lượng lan can:

Diện tích mặt cắt ngang lan can:
SVTH: Phạm Văn Tý 1 MSSV: 1070926
Thuyết minh đồ án cầu bê tông GVHD: Msc. Nguyễn Văn Sơn

22
196200.0196200)75380()255280()535180( mmmS
lc
==×+×+×=
Trọng tâm của mặt cắt lan can
380
75
180
280
535255
( )
3
730665005.3775380)202.5255280()597.5535180( mmSx
=××+××+××=
( )
3
2407800019075380)140255280()90535180( mmSy
=××+××+××=
mm
Slc
Sy
Xc 122.7
196200
24078000
===
mm

Slc
Sx
Yc 372.4
196200
73066500
===
Trọng lượng của lan can: P
DB
= 0.196200 x 24 = 4.709 kN

Điều kiện kiểm toán :
Lan can thiết kế phải thỏa mãn các điều kiện sau:
R ≥ F
t
Y ≥ H
e
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 của điểm đặt R về phía trên mặt cầu
H
e
: chiều cao đặt lực va ngang của xe về phía trên mặt cầu
Xác định các số liệu tính toán:
- Mức thiết kế lan can cấp L3
=> F
t
= 240 KN

SVTH: Phạm Văn Tý 2 MSSV: 1070926
Thuyết minh đồ án cầu bê tông GVHD: Msc. Nguyễn Văn Sơn
=> He
min
= 810 mm
=> L
t
= 1070 mm
Xác định tổng sức kháng cực hạn của hệ lan can R:
Sức kháng của hệ lan can chính là sức kháng của tường bê tông R = R
w
-Xác định sức kháng của tường bê tông:
a. Đối với các va xô trong một phần đoạn tường :
Được xác định bằng phương pháp đường chảy như sau:

2
c c
b w
c t w
M *L
2
R 8*M 8*M *H
2*L - L H
w
  
= + +
 ÷ ÷
  

R

w
: tổng sức kháng của tường lan can
L
c
: chiều dài tới hạn của kiểu phá hoại theo đường chảy;
L
t
: chiều dài phân bố của lực va F
t
theo phương dọc ;
M
b
: sức kháng uốn phụ thêm của dầm cộng thêm với M
w
tại đỉnh tường
M
w
: sức kháng uốn của tường theo phương đứng;
M
c
: sức kháng uốn của tường theo phương ngang;
H
w
: chiều cao của tường bê tông ;
SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỐT THÉP GỜ BÊ TÔNG
*GHI CHÚ:
Lớp bê tông bảo vệ : 50 mm;
Đường kính thanh cốt thép dọc là 10 mm ;
SVTH: Phạm Văn Tý 3 MSSV: 1070926
Thuyết minh đồ án cầu bê tông GVHD: Msc. Nguyễn Văn Sơn

Đường kính thanh cốt thép đai là 14 mm ;
Bước thanh cốt đai là 100 mm (đối với các va chạm tại đầu tường hoặc
tại mối nối)
Bước thanh cốt đai là 225 mm (đối với một phần đoạn tường)
a.1. Tính toán sức kháng uốn của tường theo phương đứng
* ĐỐI VỚI TIẾT DIỆN 1:
Diện tích cốt thép ở phân đoạn gờ b1:
A
s
= 3*π*10
2
/4 = 235.62 mm
2

Chiều cao có hiệu ở phân đoạn gờ b1:
d
s
= 180 – (50+14+10/2) = 111 mm
Chiều cao khối ứng suất tương đương của phân đoạn gờ 1:
a=A
s
*f
y
/(0.85*f’
c
*
b)
a= 235.62*420/(0.85*30*535) = 7.25 mm
Hệ số: β
1

= 0.85-0.05*(f’
c
-28)/7 = 0.836
Chiều cao vùng chịu nén quy ước
c= a/β
1
= 7.25/0.836 = 8.68 mm
Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa cho tiết diện 1:
42.00.078
111
68.8
<===
se
d
c
d
c
=> ĐK_Hàm lượng tối đa: ĐẠT
Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu cho tiết diện 1:
'
min
0.03*
c
y
f
f
ρ
≥
ρmin = A
s

/b
d

0
0
'
0.214
420
30
*03.0*03.0
==
y
c
f
f

%245.0
180*535
62.235
min
==
ρ
=> ĐK_Hàm lượng tối thiểu: ĐẠT
SVTH: Phạm Văn Tý 4 MSSV: 1070926
Thuyết minh đồ án cầu bê tông GVHD: Msc. Nguyễn Văn Sơn
Khả năng chịu lực của tiết diện theo phương thẳng đứng M
w1
H
1
:

* * * *
2
w n s y s
a
M H M A f d
ϕ ϕ
 
= = −
 ÷
 
φ
là hệ số kháng uốn,
φ
=0.9;
A
s
là diện tích cốt thép chịu kéo;
d
s
là khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trong tâm cốt thép chịu
kéo;
a là chiều cao vùng bê tông chịu nén
M
w1
H
1
= 0.9*235.62*420*(111 – 7.25/2) = 9563093.41 N.mm
* ĐỐI VỚI TIẾT DIỆN 2:
Diện tích cốt thép ở phân đoạn gờ b2 :
A

s
= 2* π* 10
2
/4 = 157.08 mm
2

Chiều cao có hiệu ở phân đoạn gờ b2:
d
s
= (180+380)/2 – (50 +14+10/2) = 211 mm
Chiều cao khối ứng suất tương đương của phân đoạn gờ 2:
a=A
s
*f
y
/(0.85*f’c*b)
a = 157.08*420/(0.85*30*255) = 10.15 mm
Hệ số β
1
= 0.85-0.05*(f’c-28)/7 = 0.836
Chiều cao vùng chịu nén quy ước
c= a/β
1
= 10.15/0.836 = 12.14 mm
Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa cho tiết diện 2:
42.00.058
211
14.12
<===
se

d
c
d
c
=> ĐK_Hàm lượng tối đa: ĐẠT
Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu cho tiết diện 2:
'
min
0.03*
c
y
f
f
ρ
≥
ρmin = A
s
/b
d
0
0
'
0.214
420
30
*03.0*03.0
==
y
c
f

f
%22.0
280*255
08.157
min
==
ρ
SVTH: Phạm Văn Tý 5 MSSV: 1070926
Thuyết minh đồ án cầu bê tông GVHD: Msc. Nguyễn Văn Sơn
=> ĐK_Hàm lượng tối thiểu: ĐẠT
Khả năng chịu lực của tiết diện theo phương thẳng đứng M
w2
H
2
:

* * *
2
w n s y s
a
M H M A f d
ϕ ϕ
 
= = −
 ÷
 
φ
là hệ số kháng uốn,
φ
=0.9;

A
s
là diện tích cốt thép chịu kéo;
d
s
là khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trong tâm cốt thép chịu
kéo;
a là chiều cao vùng bê tông chịu nén
M
w2
H
2
= 0.9*157.08*420*(211-10.15/2) = 12227146.58 N.mm
*ĐỐI VỚI TIẾT DIỆN 3:
Diện tích cốt thép ở phân đoạn gờ b3 :
A
s
= π*10
2
/4 = 78.54 mm
2

Chiều cao có hiệu ở phân đoạn gờ b3:
d
s
= 380 - (50+14+10/2) = 311 mm
Chiều cao khối ứng suất tương đương của phân đoạn gờ 3:
a=A
s
f

y
/(0.85*f’
c
*b)
a= 78.54*420/(0.85*30*75) = 17.25 mm
Hệ số β
1
= 0.85-0.05*(f’c-28)/7 = 0.836
Chiều cao vùng chịu nén quy ước
c= a/β
1
= 17.25/0.836 = 20.64 mm
Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa cho tiết diện 3:
42.00.066
311
64.20
<===
se
d
c
d
c
=> ĐK_Hàm lượng tối đa: ĐẠT
Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu cho tiết diện 3:
'
min
0.03*
c
y
f

f
ρ
≥
ρmin = A
s
/bd
0
0
'
0.214
420
30
*03.0*03.0
==
y
c
f
f
SVTH: Phạm Văn Tý 6 MSSV: 1070926