Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: cầu dầm giản đơn bê tông cốt thép kéo sau.
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (821.55 KB, 79 trang )
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
Mục lục
Phần 1: Nội dung thuyết minh
1. Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ.
2. Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu.
3.Các đặc trng vật liệu cho dầm chủ.
4.Đăc trng hình học dầm chữ I, hệ số làn.
5.Tính toán hệ số phân bố tải trọng.
6.Xác định nội lực tác dụng lên các mặt cắt đặc trng.
7.Tổ hợp tải trọng tại tại các mặt cắt đặc trng.
8.Tính toán và bố trí cốt thép.
9.Đặc trng hình học của các mặt cắt dầm.
10.Tính các mất mát ứng suất.
11. Tính duyệt theo mô men.
12.Tính duyệt theo lực cắt và xoắn.
13.Tính duyệt bản mặt cầu và dầm ngang.
Phần 2: bản vẽ kỹ thuật
(Bản vẽ khổ A1)
Nhiệm vụ thiết kế
Thiết kế 1 cầu Bê tông cốt thép DƯL
* Các số liệu thiết kế:
- Loại dầm:Dầm chữ I liên hợp BTCT DƯL căng sau.
- Chiều dài nhịp L=28 m.
- Khổ cầu ô tô K=7+2x1,5m.
- Tải trọng thiết kế:HL93, ngời đI 3.10 3 MPa.
Sinh viên: Đậu Đức Phong
1
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
- Bó cốt thép DƯL: Bó 7 sợi xoắn đờng kính 15,2mm .
Vật liệu sử dụng
- Bê tông dầm chủ cấp Grade 60 có các chỉ tiêu sau:
+ f 'c = 60MPa
+ c = 2400kg / m3
+ Ec = 0,043* c1,5 f c , = 39161,65MPa
+fr=0,63* f c , =4,879MPa
- Bê tông bản mặt cầu:
+ f c , = 40MPa
+ c = 2400kg / m3
+ Ec = 0,043* c1,5 f c , = 31975,35MPa
+ fr=0,63* f c , =3,984MPa
- Lớp phủ có: c = 2250kg / m3
- Cốt thép DƯL loại tao 15,2mm có độ tự chùng thấp :
+Cấp thép 270.
+Mô đun đàn hồi E p = 197000MPa .
+Diện tích một tao 140mm 2 .
+Cờng độ chịu kéo khi uốn f pu = 1860MPa .
+Giới hạn chảy của thép f py = 0,9 f pu = 1674MPa .
- Cốt thép thờng: G60 .
+Mô đun đàn hồi Es = 200000MPa .
+Giới hạn chảy của thép f y =420MPa.
+ fu=620MPa
- Quy trình thiết kế 22TCN 272-05
* Yêu cầu:
- Nội dung bản thuyết minh đầy đủ rõ ràng
- Bản vẽ thể hiện mặt chính dầm, mặt cắt ngang, bố trí cốt thép
- bản vẽ trên giấy A1 hoặc A0
Phần 1: Nội dung thuyết minh
Sinh viên: Đậu Đức Phong
2
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
1. Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ
1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu
Tổng chiều dài toàn dầm là 28 mét, để hai đầu dầm mỗi bên 0,3 mét để
kê gối. Nh vậy chiều dài nhịp tính toán của nhịp cầu là 27,4 mét.
Bề rộng toàn cầu B=7+2x1,5+2x0,25+2x0,25=11m.
Cầu gồm 5 dầm có mặt cắt chữ I chế tạo bằng bêtông có fc=60MPa, bản
mặt cầu có chiều dày hf=20cm, đợc đổ tại chỗ bằng bêtông fc=40MPa, tạo thành
mặt cắt liên hợp. Trong quá trình thi công, kết hợp với thay đổi chiều cao đá kê
gối để tạo dốc ngang thoát nớc. Lớp phủ mặt cầu gồm có 2 lớp: lớp phòng nớc có
chiều dày 0,4cm, lớp bêtông Asphan trên cùng có chiều dày 7cm. Lớp phủ đợc
tạo độ dốc ngang bằng cách kê cao các gối cầu.
- Khoảng cách giữa các dầm chủ S=2200 mm
- Số lợng dầm chủ: Nb=5
- Lề ngời đi đồng mức với mặt cầu phần xe chạy và đợc ngăn bằng gờ phân
cách rộng 25cm.
- Bố trí dầm ngang tại các vị trí : gối cầu,L/4,L/2 :5 mặt cắt
- Số lợng dầm ngang : Nn=( Nb-1).5=20
- Phần cánh hẫng: Sk=1100mm
- Chiều dày bình quân của bản: hf=20cm
- Lớp bê tông atphan dày: t1=0,07m
- Lớp phòng nớc : t2=0,004m
1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ.
Dầm chủ có tiết diện hình chữ I với các kích thớc sau:
- Chiều cao dầm chủ : H =1550mm.
- Chiều cao bầu dới: H1= 250mm.
- Chiều cao vút dới: H2= 200mm.
- Chiều cao sờn : H3=770mm.
Sinh viên: Đậu Đức Phong
3
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
-
CầU bê tông cốt thép DƯL
Chiều cao vút trên: H4=120mm.
Chiều cao gờ trên: H5=120mm.
Chiều cao gờ trên cùng: H6=90mm.
Bề rộng bầu dầm dới: b1=600mm.
Bề rộng của sờn: b2=180mm.
Bề rộng bản cánh trên: b3=500mm
Bề rộng gờ trên cùng: b4=400mm
b1 b2
2
b5 = 210mm
b b
Bề rộng vút trên: b6 = 3 2
2
b6 = 160mm
- Bề rộng vút dới: b5 =
-
-
Chiều cao dầm liên hợp: h=H+hf=1.75m
(Kích thớc mặt cắt ngang dầm chủ nh hình vẽ)
Mặt cắt ngang dầm chủ
Mặt cắt ngang tại gối
1.3Cấu tạo dầm ngang
Sinh viên: Đậu Đức Phong
4
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
Bố trí đầu dầm I.
-
-
Chiều cao dầm ngang
Hn=H2+H3+H4+H5=1,21m
Bề rộng dầm ngang: bn=20cm
Chiều dài dầm ngang: ln=210cm
2. Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu (A2.5.2.6.3-1)
Yêu cầu: hmin=0,045.Ltt
Trong đó ta có:
Ltt: Chiều dài nhịp tính toán Ltt=27400mm
hmin: chiều cao tối thiểu của kết cấu nhịp cả bản mặt cầu
-
0,045Ltt = 0,045 ì 27400 = 1233mm
3. Các đặc trng vật liệu cho dầm chủ:
3.1 Thép.
3.1.1 Thép ứng suất trớc.
Sử dụng tao thép 15,2 mm có độ trùng nhão thấp theo tiêu chuẩn ASTM
A416 Grade270.
- Cờng độ chịu kéo quy định của thép DƯL: f pu = 1860MPa .
- Giới hạn chảy của thép DƯL: f py = 0,9 f pu = 1670MPa .
- Mô đun đàn hồi của thép DƯL: Ep=197000MPa.
- ứng suất trong thép DƯL khi kích : f pj = 0,75 f pu = 1395MPa .
-
Diện tích một tao cáp: Aps1 = 140mm .
2
3.1.2 Thép thờng.
- Giới hạn chảy của thép : f y = 420MPa
- Mô đun đàn hồi: Es=200000Mpa
Sinh viên: Đậu Đức Phong
5
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
3.2 Bê tông
- Tỷ trọng của bê tông : c = 2400kg / m 3
- Cờng độ chịu nén của bê tông quy định ở tuổi 28 ngày
+dầm chủ f c , = 60MPa
+bản mặt cầu f c , = 40MPa
4. Tính đặc trng hình học dầm chữ I,hệ số làn.
4.1 Tính đặc trng hình học dầm chữ I cha liên hợp.
Xét các đăc trng gồm:
+Mặt cắt gối
+Mặt cắt cách gối 0,72h (kiểm tra lực cắt)
+Mặt cắt thay đổi tiết diện cách gối (1 1,5)m
+Mặt cắt Ltt/4=6,85m
+Mặt cắt Ltt/2=13,7m
4.1.1 Xét mặt cắt trên gối x0=0
+Diện tích mặt cắt A0=0,7945 m 2 .
+Xác định vị trí trục trung hoà (toạ độ trọng tâm)
YC0=
40 ì 9 ì 150,5 + 50 ì 116,2 ì 87,9 + 60 ì 29,8 ì 14,9 2 ì 4,8 ì 5 ì 28,2
7694
Sinh viên: Đậu Đức Phong
6
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
=74,56cm
+Mô men quán tính đối với trục trung hoà
40 ì 93
50 ì 116,23
60 ì 29,83
+ 40 ì 9 ì 73,7952 +
+ 50 ì 116,2 ì 11,1952 +
+
12
12
12
5 ì 4,83 1
2
+ 60 ì 29,8 ì 61,805 2 ì
+ ì 5 ì 4,8 ì 48,5052 = 16154197,67cm 4 =
2
36
Id 0 =
= 0,1615m 4
4.1.2 Xét mặt cắt bất lợi về lực cắt cách gối dv
Tại mặt cắt cách gối 0,72h=1,26m nằm trong phần mặt cắt thay đổi.
Bề rộng sờn tại mặt cắt x1=1,26m đợc xác định dựa vào yếu tố hình học:
+Với là góc vát so với mặt đứng tg =
(
b3 b2 ) : 2
= b3 b2
(1,5 1)
+Bề rông sờn tại mặt cắt x1
b2 = b2 + 2 ì (1,5 x1 ) ì tg = b2 + 2 ì (1,5 x1 ) ì (b3 b2 )
,
Mặt cắt cách gối 0,72h
+Diện tích mặt cắt A1=0,632097 m 2
+Xác định vị trí trục trung hoà (toạ độ trọng tâm)
40 ì 9 ì 150,5 + 50 ì 12 ì 140 + 2 ì 6,2 ì 8,3 ì 131,933 + 33,4 ì 109 ì 79,5 +
Yc1 =
+ 2 ì 12,7 ì 13,3 ì 29,233 + 25 ì 60 ì 12,5
Sinh viên: Đậu Đức Phong
7
: 6320,97
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
=72,47cm
+Mô men quán tính đối với trục trung hoà
40 ì9 3
50 ì123
I d1 =
+40 ì9 ì76,174 2 +
+50 ì12 ì65,674 2 +
12
12
8,3 ì6,2 3
33,4 ì109 3
1
+2
+ ì8,3 ì6,2 ì57,607 2
+33,4 ì109 ì5,174 2
+
36
2
12
13,3 ì12,7 3
1
+ ì13,3 ì12,7 ì70,0932
+2
36
2
60 ì25 3
+60 ì25 ì61,826 3
+
12
=14692386,93 cm 4 =0,1469 m 4
4.1.3 Xét mặt cắt x2=1,5m ; x3=7,35m; x4=14,7m
+Diện tích mặt cắt A=0,5034 m 2
+Xác định vị trí trục trung hoà (toạ độ trọng tâm)
9 ì 40 ì 150,5 + 50 ì 12 ì 140 + 2 ì 12 ì 16 ì 130 + 18 ì 109 ì 79,5 +
: 5034 = 69,75cm
Yc =
2 ì 20 ì 21 ì 31,667 + 60 ì 25 ì 12,5
+ Mô men quán tính đối với trục trung hoà
Sinh viên: Đậu Đức Phong
8
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
Id =
+
CầU bê tông cốt thép DƯL
16 ì 123 1
40 ì 93
50 ì 123
+ 40 ì 9 ì 73,1412 +
+ 50 ì 12 ì 62,6412 + 2
+ ì 16 ì 12 ì 52,6412 +
12
12
2
36
21 ì 203 1
60 ì 253
18 ì 1093
+ 18 ì 109 ì 2,1412 + 2
+ ì 21 ì 20 ì 45,6922 +
+ 60 ì 25 ì 64,859 2
12
2
12
36
= 13761296,38cm 4 = 0,1376m 4
4.2 Hệ số làn
+Số làn thiết kế : nlàn=
B1
7
=
=2
3,5 3,5
+Hệ số làn:
- mlàn=1,2 nếu nlàn=1
- mlàn=1 nếu nlàn=2
vậy với mlàn=2 ta lấy mlàn=1.
5.Tính toán hệ số phân bố tải trọng.
5.1Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men.
5.1.1 Hệ số phân bố hoạt tải đối với mô men trong các dầm giữa.
- Khoảng cách từ trọng tâm của dầm không liên hợp tới trọng tâm của bản
mặt cầu : eg= ( H Yc ) +
hf
=0,876m.
2
- Tỷ lệ mô đun đàn hồi bê tông của bản mặt cầu và mô đun đàn hồi bê tông
của dầm.
+Cờng độ chịu nén của bê tông làm dầm: f c1, = 60MPa .
+Mô đun đàn hồi của dầm: Ecdam = 0,043 ì c1,5 ì f c1 , = 39161,65MPa .
+ Cờng độ chịu nén của bê tông làm bản mặt : f
,
c2
= 40 MPa
+ Mô đun đàn hồi của bản mặt : Ecban = 0,043 ì c1,5 ì f c 2 , = 31975,35MPa
+ n=
Ecdam
= 1,225
E cban
+Tham số độ cứng dọc K g = n ì ( I d + A ì eg 2 ) = 6,453 ì 1011 mm 4
- Với dầm chữ I hệ số phân bố ngang đợc tính theo công thức sau :
+Với một làn thiết kế chịu tải:
g mg1
S
= 0,06 +
4300
0, 4
S
ì
Ltt
0 ,1
0,3
Kg
=0,564
ì
3
L
ì
h
f
tt
+Với 2 làn thiết kế chịu tải
Sinh viên: Đậu Đức Phong
9
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
g mg 2
CầU bê tông cốt thép DƯL
S
= 0,075 +
2900
0,6
S
ì
Ltt
0, 2
0 ,1
Kg
=0,633
ì
L ìh 3
f
tt
- Chọn giá trị cực đại làm phân bố hệ số mô men thiết kế của các dầm giữa:
g mg = max( g mg1 , g mg 2 ) = 0,633 .
5.1.2 Hệ số phân bố hoạt tải đối với mô men của dầm biên
- Một làn thiết kế chịu tải: dùng phơng pháp đòn bẩy
Sơ đồ tính theo phơng pháp đòn bẩy cho dầm biên
+Một làn thiết kế hệ số làn : mlàn=1,2
1
2
+Với xe tải thiết kế: g HL1 = 1,2 ì ì 0,381 = 0,2286
+Với tải trọng ngời đi: g PL1 =
+Với tải trọng làn: g Lan1 =
1,2 1
ì ì (1,386 + 0,705) ì 1,5 = 1,2546
1,5 2
1,2 1
ì ì 0,605 ì 1,3 = 0,1573
3 2
- Hai làn thiết kế: Khoảng cách giữa tim bản bụng phía ngoài của dầm biên
tới mép trong bó vỉa hoặc lan can chắn xe
d e = 1,1 0,25 1,5 0,25 = 0,9m = 900mm
d
900
g mb 2 = g mg ì 0,77 + e = 0,633 ì 0,77 +
= 0,284
2800
2800
Do de=-900mm<-300mm nên nằm ngoài phạm vi áp dụng lúc này
- Chọn hệ số phân bố mô men cho dầm biên.
gmbHL=gHL1=0,2286
Sinh viên: Đậu Đức Phong
10
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
gmbPL=gPL1=1,2546
gmbLan=gLan1=0,1573
5.2 Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt.
5.2.1 Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm giữa.
- Đối với một làn thiết kế chịu tải :
g vg1 = 0,36 +
S
2200
= 0,36 +
= 0,649
7600
7600
- Với hai làn thiết kế chịu tải :
2
g vg 2
2
S
2200 2200 0,769
S
= 0,2 +
= 0,2 +
=
3600 10700
3600 10700
- Chọn giá trị cực đại làm phân bố hệ số lực cắt thiết kế của các dầm giữa:
g vg = max( g vg1 , g vg 2 ) = 0,769
5.2.2 Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt của dầm dọc biên
- Một làn thiết kế chịu tải: dùng phơng pháp đòn bẩy
Đã tính trong phần trên :
gHL1=0,2286
gLan1=0,1573
gPL1=1,2546
- Với hai làn thiết kế chịu tải :
d
900
g vb 2 = g vg ì 0,6 + e = 0,769 ì 0,6 +
= 0,2307
3000
3000
+Do de=-900mm<-300mm nên chọn hệ số phân bố lực cắt thiết kế của các
dầm biên.
gvbHL=gHL1=0,2286
gvblan=gLan1=0,1573
gvbPL=gPL1=1,2546
5.3Hệ số điều chỉnh tải trọng
= D . R . I
+ D : hệ số dẻo
D = 1 với các kết cấu thông thờng theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật
+ R :hệ số d thừa
R = 1 đối với mức d thừa thông thờng
Sinh viên: Đậu Đức Phong
11
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
+ I :hệ số quan trọng
I = 1,05 cầu thiết kế là quan trọng
Vậy hệ số điều chỉnh tải trọng
= 1.1.1,05 = 1,05 >0,95
6.Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trng
6.1 Xác định tĩnh tải
6.1.1 Tĩnh tải dầm chủ
+Xét đoạn dầm từ đầu dầm đến mặt cắt thay đổi tiết diện
Lấy diên tích tiết diện: A0=0,7945 m 2
Trọng lợng đoạn dầm : với a = 0,3m
A=0,5034 m 2
c = 2400kg / m 3
A + A
DC do = c ì A0 ì ( a + 1) + 0,5 ì 0
ì 2 = 6328,416kg
2
+Xét đoạn dầm còn lại :
Có diện tích A=0,5034 m 2
Trọng lợng đoạn dầm DCd = c ì A ì ( Ltt 2 ì 1,5) = 31895,424kg
+Tĩnh tải dầm chủ coi là tải trọng dải đều trên suốt chiều dài dầm
DC dc =
DC d 0 + DC d 6328,416 + 31895,424
=
= 1365,138kg / m
L
28
6.1.2 Tĩnh tải bản mặt cầu
+Dầm giữa: Abmg = S ì h f = 2,2 ì 0,2 = 0,44m 2
DCbmg = c ì Abmg = 1056kg / m
+Dầm biên: Abmb = + Sk ì h f = 0,44m 2
S
2
DCbmb = c ì Abmb = 1056kg / m
6.1.3 Tĩnh tải dầm ngang
DCdn = c ì
( H n ì bn ì ln ) ì N n
N b ìL tt
= 172,857 kg / m
6.1.4 Tĩnh tải ván khuôn lắp ghép
DCvk = c ì ( S b4 ) ì H 6 = 388,8kg / m
6.1.5 Lan can có tay vịn
Phần thép có trọng lợng: DCt=15kg/m
Sinh viên: Đậu Đức Phong
12
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
Phần bê tông có trọng lợng: DCbt=B4.hB4. c (tính gần đúng)
=0,25.0,3.2400=180kg/m
Tổng DClc=DCt+DCbt=195kg/m
- Gờ chắn: DCgc= c . B2.hB2=2400.0,25.0,2=120kg/m
6.1.6 Trọng lợng lớp phủ mặt cầu và tiện ích công cộng
Lớp bê tông atphan: t1=0,07m
1 = 2250kg / m
Lớp phòng nớc :t2=4.103 m
2 = 1800kg / m
+Tổng trọng lợng lớp phủ mặt cầu đối với các dầm giữa:
DWlp = (t1. 1 + t2 . 2 ).S = 362,34kg / m
+Các tiện ích (cột đèn ,biển báo) : DWti = 5kg / m
DW= DWlp + DWti = 367,34kg /m
- Đối với dầm biên :
DClc b = 1,444 ì DClc = 1,444 ì 195 = 281,58kg / m
DWb =
DWlp
S
( S k + 4 B2 ) + DWti = 284,99kg / m
S
2
Sinh viên: Đậu Đức Phong
13
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
- Đối với dầm giữa: DClcg = 0kg / m
DWg = DW = 367,34kg / m
6.1.7 Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên các dầm dọc chủ:
Dầm giữa:
+Giai đoạn cha liên hợp
DCdc=1365,138kg/m
+Giai đoạn khai thác mặt cắt liên hợp
DCg=DCdc+DCbmg+DCdn+DClcg+DCvk=2982,795 kg/m
DWg=367,34kg/m
Dầm biên:
+ Giai đoạn cha liên hợp
DCdc=1365,138kg/m
+Giai đoạn khai thác mặt cắt liên hợp
DCb=DCdc+DCbmb+DCdn+DCgc+DClcb+
DCvk
=3189,993 kg/m
2
DWb=284,99kg/m
6.2 Hoạt tải HL93:
6.2.1 Xe tải thiết kế
4.3 tới 9.0 m
4.3 m
35kN
145kN
145kN
3.5m
1.8m
0.6m nói chung
0.3m khi thiết kế
mút thừa mặt cầu
6.2.2 Xe hai trục thiết kế
Sinh viên: Đậu Đức Phong
14
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
Xe hai trục gồm một cặp trục 110kN cách nhau 1200mm. Cự ly chiều ngang của các
bánh lấy bằng 1800mm.
1.2 m
110kN
110 kN
6.2.3 Tải trọng làn
Tải trọng làn thiết kế gồm tải trọng 9.3kN/m phân bố đều theo chiều dọc. Theo
chiều ngang cầu đợc giả thiết là phân bố đều trên chiều rộng 3000mm.
w =9.3 kN/m
6.3Đờng ảnh hởng mô men và lực cắt tại các mặt cắt đặc trng
6.3.1 Tại mặt cắt đặc trng thứ 0(mặt cắt gối)
Đah mô men
Đah lực cắt
+ M 0 = 0m 2
1
2
+ V 0 d = ì 1 ì 27,4 = 13,7m
V 0 a = 0
V 0 = V 0 d + V 0 a = 13,7 m
6.3.2 Tại mặt cắt đặc trng thứ 1(cách gối dv)
+ x1=1,26m
Đah mô men
Sinh viên: Đậu Đức Phong
15
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
Đah lực cắt
1
2
+ M 1 = ì 27,4 ì1,202 = 16,467m 2
1
2
+ V 1a = ì 1,26 ì 0,043 = 0,027m2
V 1d =
1
ì 0,957 ì ( 27,4 1,26 ) = 12,508m2
2
V1= V1a+ V1d=12,508- 0,027 = 12,481 m2
6.3.3 Tại mặt cắt đặc trng thứ 2(mặt cắt thay đổi tiết diện)
+ x2 = 1,5m
1,418
Đờng ảnh hởng mô men
0,942
0,058
Đờng ảnh hởng lực cắt
1
2
+ M 2 = ì 27,4 ì1,418 = 19,426m 2
1
2
+ V 2 a = ì1,5 ì 0,058 = 0,0435m2
1
2
V 2 d = ì( 27,4 1,5) ì0,942 =12,199m 2
V 2 = V 2 a +V 2 d =12,156m 2
6.3.4 Tại mặt cắt đặc trng thứ 3 (mặt cắt Ltt/4)
+ x3=6,85m
Sinh viên: Đậu Đức Phong
16
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
5,137
Đah mô men
Đah lực cắt
1
2
+ M 3 = ì 27,4 ì 5,137 = 70,384m 2
1
2
+ V 3a = ì 6,85 ì 0,25 = 0,856m 2
1
V 3d = ì ( 27,4 6,85) ì 0,75 = 7,706m 2
2
V 3 = V 3a + V 3d = 6,85m 2
6.3.5 Tại mặt cắt đặc trng thứ 4(mặt cắt Ltt/2)
+ x4=13,7m
6,85
Đah mô men
0,5
0,5
Đah lực cắt
Sinh viên: Đậu Đức Phong
17
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
1
2
+ M 4 = ì 27,4 ì 6,85 = 93,845m 2
1
2
+ V 4 a = ì 13,7 ì 0,5 = 3,425m 2
1
ì 13,7 ì 0,5 = 3,425m 2
2
= V 4 a + V 4 d = 0m
V 4 d =
V 4
6.4 Tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên
6.4.1 Mô men do tĩnh tĩnh tải tác dụng lên dầm biên
Giai đoạn cha liên hợp
M DCdc i = DC dc ì g ì Mi
(
)
DCdc(kg/
m)
g m / s2
gối
1365.138
9.81
0
0
2
x1=1.26m
1365.138
9.81
16.467
220.526
3
x2=1.5m
1365.138
9.81
19.426
260.153
4
x3=6,85m
1365.138
9.81
70.384
942.583
5
x4=13.7m
1365.138
9.81
93.845
1256.77
Mi (m 2 )
M DCb i ( KN .m)
STT
Mặt cắt
1
Mi (m 2 )
M DCdci ( KN .m)
Giai đoạn khai thác :mặt cắt liên hợp
+ MDCbi=DCb.g. Mi
STT
1
2
3
4
5
Mặt cắt
DCb ( kg / m)
g (m / s 2 )
gối
3189.993
3189.993
3189.993
3189.993
3189.993
9.81
9.81
9.81
9.81
9.81
x1=1.26m
x2=1.5m
x3=6,85m
x4=13.7m
0
0
16.467
19.426
70.384
93.845
515.3155
g (m / s 2 )
Mi (m 2 )
M DWbi ( KN .m)
9.81
9.81
9.81
9.81
9.81
0
16.467
19.426
70.384
93.845
607.914
2202.585
2936.77
+MDWbi=DWb.g. Mi
STT
1
2
3
4
5
Mặt cắt
gối
x1=1.26m
x2=1.5m
x3=6,85m
x4=13.7m
DWb(kg/m)
284.99
284.99
284.99
284.99
284.99
0
46.03765
54.31028
196.7762
262.3673
6.4.2 Mô men tác dụng lên dầm giữa do tĩnh tải
Giai đoạn cha liên hợp
Sinh viên: Đậu Đức Phong
18
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
M DCdc i = DC dc ì g ì Mi
CầU bê tông cốt thép DƯL
(
)
DCdc(kg/
m)
g m / s2
gối
1365.138
9.81
0
0
2
x1=1.26m
1365.138
9.81
16.467
220.526
3
x2=1.5m
1365.138
9.81
19.426
260.153
4
x3=6,85m
1365.138
9.81
70.384
942.583
5
x4=13.7m
1365.138
9.81
93.845
1256.77
STT
Mặt cắt
1
Mi (m 2 )
M DCdci ( KN .m)
Giai đoạn khai thác :mặt cắt liên hợp
+ M DCg i = DCg ì g ì Mi
STT
1
2
3
4
5
Mặt cắt
gối
x1=1.26m
x2=1.5m
x3=6,85m
x4=13.7m
DC g (kg / m)
2982.795
2982.795
2982.795
2982.795
2982.795
+ M DWg i = DWg ì g ì Mi
STT
1
2
3
4
5
Mặt cắt
gối
x1=1.26m
x2=1.5m
x3=6,85m
x4=13.7m
DWg (kg / m)
367.34
367.34
367.34
367.34
367.34
(
g m / s2
)
Mi (m 2 )
9.81
9.81
9.81
9.81
9.81
(
g m / s2
0
16.467
19.426
70.384
93.845
)
Mi (m 2 )
9.81
9.81
9.81
9.81
9.81
0
16.467
19.426
70.384
93.845
M DCgi ( KN .m)
0
481.8445
568.4284
2059.522
2746.019
M DWgi ( KN .m)
0
59.34057
70.00364
253.6362
338.1803
6.4.3 Lực cắt của dầm biên do tĩnh tải
Giai đoạn cha liên hợp
VDCdci = DCdc ì g ì Vi
(
)
Vi (m)
VDCdci (KN )
9.81
13.7
183.47
1365.138
9.81
12.481
167.146
x2=1.5m
1365.138
9.81
12.156
162.793
x3=6,85m
1365.138
9.81
6.85
91.7352
STT
Mặt cắt
DCdc ( kg / m)
1
gối
1365.138
2
x1=1.26m
3
4
Sinh viên: Đậu Đức Phong
g m / s2
19
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
x4=13.7m
5
CầU bê tông cốt thép DƯL
1365.138
9.81
0
0
Giai đoạn khai thác :mặt cắt liên hợp
+VDCbi=DCb.g. V i
(
)
Vi (m)
STT
Mặt cắt
DCb(kg/m)
g m / s2
1
gối
3189.993
9.81
13.7
428.725
2
x1=1.26m
3189.993
9.81
12.481
390.578
3
x2=1.5m
3189.993
9.81
12.156
380.408
4
x3=6,85m
3189.993
9.81
6.85
214.363
5
x4=13.7m
3189.993
9.81
0
0
g m / s2
+VDWbi=DWb.g. Vi
(
)
VDCbi(KN)
Vi (m)
VDWbi(KN)
9.81
13.7
38.3018
284.99
9.81
12.481
34.8938
x2=1.5m
284.99
9.81
12.156
33.9852
4
x3=6,85m
284.99
9.81
6.85
19.1509
5
x4=13.7m
284.99
9.81
0
0
STT
Mặt cắt
DWb(kg/m)
1
gối
284.99
2
x1=1.26m
3
6.4.4 Lực cắt dầm giữa do tĩnh tải
Giai đoạn cha liên hợp
VDCdci = DCdc ì g ì Vi
(
)
Vi (m)
VDCdci (KN )
9.81
13.7
183.47
1365.138
9.81
12.481
167.146
x2=1.5m
1365.138
9.81
12.156
162.793
4
x3=6,85m
1365.138
9.81
6.85
91.7352
5
x4=13.7m
1365.138
9.81
0
0
STT
Mặt cắt
DCdc ( kg / m)
1
gối
1365.138
2
x1=1.26m
3
g m / s2
Giai đoạn khai thác :mặt cắt liên hợp
+ VDCgi = DC g .g.Vi
(
)
Vi (m)
STT
Mặt cắt
DC g (kg / m)
1
gối
2982.795
9.81
13.7
400.879
2
x1=1.26m
2982.795
9.81
12.481
365.209
3
x2=1.5m
2982.795
9.81
12.156
355.699
4
x3=6,85m
2982.795
9.81
6.85
200.439
Sinh viên: Đậu Đức Phong
g m / s2
20
VDCgi (KN )
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
5
x4=13.7m
CầU bê tông cốt thép DƯL
2982.795
9.81
0
0
+ VDWgi = DWg .g.Vi
(
)
Vi (m)
VDW gi (KN )
9.81
13.7
49.3694
367.34
9.81
12.481
44.9766
x2=1.5m
367.34
9.81
12.156
43.8054
4
x3=6,85m
367.34
9.81
6.85
24.6847
5
x4=13.7m
367.34
9.81
0
0
STT
Mặt cắt
DWg (kg / m)
1
gối
367.34
2
x1=1.26m
3
g m / s2
6.5 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên
Xét từ đầu gối bên trái đến Ltt/2. Vẽ đah mô men và lực cắt tại các mặt cắt đã
xét ở trên : x0 , x1 ,x2, x3, x4.Đồng thời xếp tải sao cho bất lợi nhất.
6.5.1Mô men do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt cần tính nội lực
Ta xét 2 trờng hợp xếp xe lên đah mô men để xác định vị trí xe bất lợi nhất trên
đah ứng với mỗi mặt cắt đang xét.(có một số trờng ta có thể xác định ngay vị trí
xe bất lợi nhất).
6.5.1.1 Mô men do xe tải thiết kế
Đối với mặt cắt ở gối : Mô men luôn bằng 0
M truck ( x0 ) = 0
Đối với mặt cắt cách gối dv: x1 = 1,26m
M truck ( x1 ) = 145.1,206 + 145.1,022 + 35.0,837 = 352,355KN .m
Đối với mặt cắt cách gối : x2 = 1,5m
Sinh viên: Đậu Đức Phong
21
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
M truck ( x2 ) = 145.1,423 + 145.1,204 + 35.0,985 = 415,39 KN .m
Đối với mặt cắt cách gối : x3 = 6,85m
+TH1
+TH2
M truck 1 ( x3 ) = 145.5,513 + 145.4,438 + 35.3,363 = 1526,97 KN .m
M truck 2 ( x3 ) = 145.4,438 + 145.5,513 + 35.2,288 = 1522,975 KN .m
M truck ( x3 ) = max(1526,97;1522,975) = 1526,97 KN .m
Đối với mặt cắt cách gối : x4 = 13,7m
M truck ( x4 ) = 145.5,2 + 145.6,85 + 35.5,2 = 2001,75KN .m
6.5.1.2 Mô men do xe 2 trục thiết kế
Đối với mặt cắt ở gối : Mô men luôn bằng 0
M tan dem ( x0 ) = 0
Đối với mặt cắt cách gối dv: x1 = 1,26m
+TH1
Sinh viên: Đậu Đức Phong
+TH2
22
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
M tan dem1 ( x1 ) = 110.(1,206 + 1,155) = 259,71KN .m
M tan dem 2 ( x1 ) = 110.(0,632 + 1,180) = 199,32 KN .m
M tan dem ( x1 ) = max(259,71;199,32) = 259,71KN .m
Đối với mặt cắt cách gối : x2 = 1,5m
+TH1
+TH2
M tan dem1 ( x2 ) = 110.(1,423 + 1,362) = 306,35 KN .m
M tan dem 2 ( x2 ) = 110.(0,854 + 1,393) = 247,17 KN .m
M tan dem ( x2 ) = max(306,35;247,17) = 306,35KN .m
Đối với mặt cắt cách gối : x3 = 6,85m
+TH1
+TH2
M tan dem1 ( x3 ) = 110.(5,512 + 5,212) = 1179,64 KN .m
M tan dem 2 ( x3 ) = 110.(5,063 + 5,363) = 1146,86 KN .m
M tan dem ( x3 ) = max(1179,64;1146,86) = 1179,64 KN .m
Đối với mặt cắt cách gối : x4 = 13,7m
+TH1
Sinh viên: Đậu Đức Phong
TH2
23
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
M tan dem1 ( x4 ) = 110.(6,35 + 6,75) = 1551KN .m
M tan dem 2 ( x4 ) = 110.(6,55 + 6,55) = 1551KN .m
M tan dem ( x4 ) = 1551KN .m
Bảng giá trị mô men (cha nhân hệ số) tại mặt cắt do xe thiết kế gây ra:
Mặt cắt
M truck ( KN .m)
M tan dem ( KN .m)
M xetk ( KN .m)
X0=0 m
0
0
0
X1=1,26m
352,355
259,71
352,355
X2=1,5m
415,39
306,35
415,39
X3=6,85m
1526,97
1179,64
1526,97
X4=13,7m
2001,75
1551
2001,75
6.5.1.3 Mô men gây ra do tải trọng làn
Tải trọng làn rải đều suốt chiều cầu và có độ lớn qlàn=9,3 KN/m
Mô men do tải trọng làn gây ra tại các mặt cắt xác định bằng phơng pháp đah,
nhân tải trọng làn với diện tích đah.
Giá trị diện tích đah mô men tại các mặt cắt đặc trng đợc xác định ở trên.
M lan = qlan .M
Bảng giá trị mô men (cha nhân hệ số ) do tải trọng làn gây ra tại các mặt cắt:
STT
Mặt cắt
qlan ( KN / m)
M (m 2 )
1
gối
9.3
0
0
2
x1=1,26m
9.3
16.467
153.143
3
x2=1.5m
9.3
19.426
180.662
Sinh viên: Đậu Đức Phong
24
M lan ( KN .m)
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
Thiết Kế môn học
CầU bê tông cốt thép DƯL
4
x3=6,85m
9.3
70.384
654.571
5
x4=13,7m
9.3
93.845
872.759
6.5.1.4 Mô men do tải trọng ngời đi gây ra ở dầm biên
Coi nh dầm biên chịu toàn bộ tải trọng ngời đi
PL=3000Pa
M PL = PL.B3 .M
Bảng giá trị mô men do tải trọng ngời tác dụng lên dầm biên
STT
Mặt cắt
PL(Pa)
B3(m)
M (m 2 )
1
gối
3000
1.5
0
0
2
x1=1,26m
3000
1.5
16.467
74.1015
3
x2=1.5m
3000
1.5
19.426
87.417
4
x3=6,85m
3000
1.5
70.384
316.728
5
x4=13,7m
3000
1.5
93.845
422.302
M PL ( N .m)
6.5.1.5 Tổ hợp mô men do hoạt tải (đã nhân hệ số phân bố gm)
+Tại các mặt cắt của dầm biên
IM=25%
M LLb = g mbHL .(1 + IM ).M xetk + g mblan .M lan + g mbPL .M PL
Với 1+IM=1,25
gmbHL=0,2286 gmbLan=0,1573
gmbPL=1,2546
STT
Mặt cắt
M xetk ( KN .m)
1
gối
0
0
0
0
2
x1=1,26m
325.355
153.143
74.1015
210.027
3
x2=1.5m
x3=6,85
m
x4=13,7
m
415.39
180.662
87.417
256.789
1526.97
654.571
316.728
936.663
2001.75
872.759
422.302
1239.11
4
5
M lan( KN .m)
M PL ( KN .m)
M LLb ( KN .m)
+Tại các mặt cắt của dầm giữa
IM=25%
M LLg = g mg .(1 + IM ).M xetk + g mg .M lan
Với 1+IM=1,25
g mg = 0,633
Sinh viên: Đậu Đức Phong
25
Lớp Cầu Đờng -Sắt K43
