Thiết kế môn học thiết kế cầu dầm giản đơn liên hợp thép - BTCT
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.08 MB, 114 trang )
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
1. S LIU TNH TON THIT K
1.1. S liu chung
- Quy mụ thit k: Cu dm gin n liờn hp thộp - BTCT
- Quy trỡnh thit k:
22TCN 272-05
L = 43 m
- Chiu di nhp:
- Kh cu: 8,0+2x1,0m:
+ B rng phn xe chy:
+ L ngi i b:
+ Chõn lan can:
+ B rng ton cu: Bcau= Bxe +2. ble +2. blc
- Hot ti thit k:
Bxe = 7 m
ble = 1,0 m
blc = 0,5 m
Bcau = 10 m
HL 93 + 3.10-3 MPa
1.2. Vt liu ch to dm
- Ct thộp chu lc bn mt cu:
+ Cng chy quy nh nh nht:
+ Cng t quy nh nh nht:
+ Mụun n hi
fy
fu
E
=
=
=
250 MPa
400 MPa
200000 MPa
+ Cng chu nộn ca bờtụng tui 28 ngy:
f c'
=
30 MPa
+ Trng lng riờng ca bờtụng:
c
=
24 kN/m3
=
29440,087 MPa
=
=
=
250 MPa
400 MPa
200000 MPa
- Vt liu bờ tụng ch to bn mt cu:
1, 5
'
E
=
0
,
043
.
f
c
c
c
+ Mụun n hi ca bờtụng:
Ec
- Vt liu thộp ch to dm Thộp thng
+ Gii hn chy ca thộp:
fy
+ Gii hn kộo t ca thộp:
fu
+ Mụun n hi ca thộp:
Es
- Liờn kt dm :
+ Liờn kt dm ch bng ng hn.
+ Liờn kt mi ni dm bng bu lụng cng cao.
1.3. Cỏc h s tớnh toỏn
- H s ti trng:
+ Tnh ti giai on I:
1
=
1,25 v 0,9
+ Tnh ti giai on II:
2
=
1,5 v 0,65
+ Hot ti HL93 v on ngi:
h
=
1+ IM =
1,75 v 1,0
1,25
- H s xung kớch:
1
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
1
THIÕT KÕ M¤N HäC THIÕT KÕ CÇU
m«n C¤NG TR×NH
Bé
- Hệ số làn (do thiết kế 2 làn):
2
NguyÔn V¨n §oµn
66DLCD32
m
2
=
1,0
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
2. CU TO KT CU NHP
2.1. Chiu di tớnh toỏn KCN
- Kt cu nhp gin n cú chiu di nhp:
- Khong cỏch t u dm n tim gi:
- Chiu di tớnh toỏn nhp: Ltt= Lnh - 2.a
Lnh =
a =
Ltt =
43 m
0,4 m
42,2 m
n
5
2.2. La chn s dm ch trờn mt ct ngang
- S dm ch nhiu :
=
dm
2.3. Quy mụ mt ct ngang cu
Hỡnh 1. Cu to kt cu nhp
- Cỏc kớch thc c bn ca mt ct ngang cu:
+ B rng phn xe chy:
+ S ln xe thit k:
+ B rng l i b:
+ B rng g chn bỏnh:
+ Chiu cao g chn bỏnh:
+ B rng chõn lan can:
+ Chiu cao chõn lan can:
+ B rng ton cu:
+ S dm ch thit k:
+ Khong cỏch gia cỏc dm ch:
Bxe
nl
ble
bgc
hgc
bclc
hclc
Bcau
n
S
= 700 cm
= 2 ln
= 2x100 cm
= 0 cm
= 0 cm
= 2x50 cm
= 50 cm
= 1000cm
= 5 dm
= 200 cm
+ Chiu di phn cỏnh hng:
d oe
=
3
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
3
100 cm
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
2.4. Chiu cao dm ch
- Chiu cao dm ch c la chn ph thuc vo:
+ Chiu di nhp tớnh toỏn.
+ S lng dm ch trờn mt ct ngang.
+ Quy mụ ti trng khai thỏc.
- Xỏc nh theo iu kin cng .
- Xỏc nh theo kinh nghim.
- Ngoi ra vic la chn dm thộp cn phi phự hp vi b rng ca cỏc bn
thộp hin cú trờn th trng trỏnh vic phi ct bn thộp mt cỏch hp lý.
- Trong bc tớnh toỏn s b ta chn chiu cao dm thộp theo cụng thc:
H sb
1
1
H sb .42, 2 = 1, 407 m.
L
30
30
=> Chn chiu cao dm thộp:
+ Chiu cao bn bng:
+ Chiu dy bn cỏnh trờn:
+ Chiu dy bn cỏnh di:
+ Chiu cao ton b dm thộp:
Dw =
tt =
tb =
Hsb = 150 + 4 + 4 =
150 cm
4 cm
4 cm
158 cm
2.5. Cu to bn bờtụng mt cu
- Kớch thc ca bn bờtụng mt cu c xỏc nh theo iu kin bn chu un
di tỏc dng ca ti trng cc b.
- Chiu dy bn thng chn ts = (16 ữ 25) cm
- Theo quy nh ca 22 TCN 272 - 05 thỡ chiu dy bn bờtụng mt cu phi ln
hn 175 mm, ng thi cũn phi m bo theo iu kin chu lc.
=> õy ta chn ts = 18 cm.
- Bn bờtụng cu to vỳt dng ng vỏt chộo tng kh nng chu lc ca
dm v to ra ch b trớ neo liờn kt.
- Kớch thc cu to bn bờtụng mt cu:
+ Chiu dy bn bờ tụng:
ts = 18 cm
+ Chiu cao vỳt bn:
th = 12 cm
+ B rng vỳt bn:
bh = 12 cm
d oe =
S/2 =
+ Chiu di phn cỏnh hng:
+ Chiu di phn cỏnh phớa trong:
4
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
4
100 cm
100 cm
THIÕT KÕ M¤N HäC THIÕT KÕ CÇU
m«n C¤NG TR×NH
Bé
Hình 2. Cấu tạo bản bêtông mặt cầu
2.6. Tổng hợp kích thước thiết kế dầm chủ
Hình 3. Cấu tạo mặt cắt ngang dầm chủ
- Cấu tạo bản bụng:
+ Chiều cao bản bụng:
+ Chiều dày bản bụng:
- Cấu tạo bản cánh trên hay bản cánh chịu nén:
+ Bề rộng bản cánh chịu nén:
+ Số tập bản:
+ Chiều dày 1 bản:
+ Tổng chiều dày bản cánh chịu nén:
- Cấu tạo bản cánh dưới hay bản cánh chịu kéo:
+ Bề rộng bản cánh chịu kéo:
+ Số tập bản:
+ Chiều dày 1 bản:
5
NguyÔn V¨n §oµn
66DLCD32
5
Dw =
tw =
150 cm
3 cm
bc
n
t
tc
=
=
=
=
50 cm
1 tập
4 cm
4 cm
bt
n
t
=
=
=
50 cm
1 tập
4 cm
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
+ Tng chiu dy bn cỏnh chu kộo:
- Tng chiu cao dm thộp:
tt
=
Hsb =
4 cm
158 cm
ts =
th =
Hcb = 158+18+12 =
18 cm
12 cm
188 cm
- Cu to bn bờtụng:
+ Chiu dy bn bờtụng:
+ Chiu cao vỳt bn:
- Chiu cao ton b dm liờn hp:
6
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
6
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
3. XC NH CC C TRNG HèNH HC MT CT DM CH
3.1. Cỏc giai on lm vic ca cu dm liờn hp
3.1.1. Trng hp 1: Cu dm liờn hp thi cụng theo phng phỏp lp ghộp hay
lao kộo dc khụng cú giỏo hay tr di. Trong trng hp ny dm lm
vic theo 2 giai on:
Hỡnh 4: Thi cụng kt cu nhp theo phng phỏp lao kộo dc
- Mt ct lm vic:
Hỡnh 5a. Mt ct dm tớnh toỏn giai on I
- Giai on I: Sau khi thi cụng xong dm thộp.
+ Mt ct tớnh toỏn: L mt ct dm thộp.
+ Ti trng tớnh toỏn:
7
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
7
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
1. Trng lng bn thõn dm.
2. Trng lng h liờn kt dc v h lien kt ngang.
3. Trng lng bn bờtụng v nhng phn bờtụng c cựng vi bn
- Giai on II: Khi bn mt cu ó t cng v tham gia lm vic to hiu
ng liờn hp gia thộp v bn BTCT.
+ Mt ct tớnh toỏn: L mt ct liờn hp thộp BTCT.
+ Ti trng tớnh toỏn:
1. Tnh ti giai on II bao gm: Trng lng lp ph mt cu, chõn lan
can, g chn bỏnh.
2. Hot ti.
Hỡnh 5b. Mt ct dm tớnh toỏn giai on II
3.1.2. Trng hp 2
- Cu dm liờn hp thi cụng bng phng phỏp lp ghộp trờn giỏo c nh
hoc cú tr tm di.
8
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
8
THIÕT KÕ M¤N HäC THIÕT KÕ CÇU
m«n C¤NG TR×NH
Bé
Hình 6. Thi công kết cấu nhịp trên đà giáo cố định
9
NguyÔn V¨n §oµn
66DLCD32
9
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
- Giai on 1: Trong quỏ trỡnh thi cụng thỡ ton b trng lng ca kt cu nhp
v ti trng thi cụng s do giỏo chu, nh vy giai on ny mt ct cha lm
vic.
- Giai on 2: Sau khi d giỏo thỡ trng lng ca kt cu nhp mi truyn
lờn cỏc dm ch, mt ct lm vic trong giai on ny l mt ct liờn hp. Nh
vy ti trng tỏc dng lờn dm gm:
+ Tnh ti giai on I.
+ Tnh ti giai on II
+ Hot ti.
Kt lun:
Gi thit cu c thi cụng bng phng phỏp lp ghộp bng cn cu nờn dm
lm vic theo hai giai on trong trng hp 1.
3.2. Xỏc nh THH mt ct giai on I
- Giai on I: Khi thi cụng xong dm thộp ó bn bờtụng mt cu, tuy nhiờn
gia dm thộp v bn bờtụng cha to ra hiu ng liờn hp.
Hỡnh 7. Mt ct dm giai on I
- Mt ct tớnh toỏn l mt ct dm thộp:
- Din tớch mt ct dm thộp (din tớch mt ct nguyờn):
ANC = bc.tc + Dw.tw + bt.tt = 50.4 + 150.3 + 50.4 = 850cm2
- Xỏc nh mụmen tnh ca mt ct i vi trc 0-0 i qua ỏy dm thộp:
t
t
D
So = b c .t c . H sb c + D w .t w . w + t t + b t .t t . t
2
2
2
4
4
150
= 50.4.158 ữ+ 150.3.
+ 4 ữ+ 50.4. = 61750cm 3
2
2
2
10
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
10
THIÕT KÕ M¤N HäC THIÕT KÕ CÇU
m«n C¤NG TR×NH
Bé
- Khoảng cách từ đáy dầm đến TTH mặt cắt giai đoạn I:
Y1 =
So
61750
=
= 79cm
A NC
850
- Chiều cao phần sườn dầm chịu nén:
Dc1 = Hsb – tc – Y1 = 158 – 4 – 79 = 75cm
- Khoảng cách từ mép trên dầm thép đến trục I-I :
Yt1 = H sb − Y1 = 158 − 79 = 79cm
- Khoảng cách từ mép dưới dầm thép đến trục I-I:
Yb1 = Y1 = 79cm
- Xác định mômen quán tính của mặt cắt dầm đối với TTH I-I:
+ Mômen quán tính bản bụng:
2
2
3
t w .D3w
Dw
3.150
150
Iw =
+ t w .D w
+ t t − Y1 ÷ =
+ 3.150
+ 4 − 79 ÷
12
12
2
2
4
= 843750,0 cm
+ Mômen quán tính bản cánh chịu nén:
2
2
b c .t 3c
t c 50.43
4
Icf =
+ b c .t c Hsb − Y1 − ÷ =
+ 50.4 158 − 79 − ÷
12
2
12
2
4
= 1186066,7 cm
+ Mômen quán tính bản cánh chịu kéo:
2
2
b t .t 3t
t t 50.43
4
I tf =
+ b t .t t Y1 − ÷ =
+ 50.4 79 − ÷
12
2
12
2
4
= 1186066,7 cm
+ Mômen quán tính của tiết diện dầm thép:
INC = Iw + Icf + Itf = 843750,0 +1186066,7+1186066,7=3215883,3cm4
- Xác định mômen tĩnh của phần trên mặt cắt dầm thép đối với trục I-I:
( H − Y1 − t c )
t
S NC = b c .t c H sb − Y1 − c + t w . sb
2
2
2
158 − 79 − 4 )
4
(
= 50.4 158 − 79 − ÷+ 2.
= 23837,5cm 3
2
2
2
- Mômen quán tính của mặt cắt dầm thép đối với trục Oy:
t c .b3c D w .t 3w t t .b3t 4.503 150.33 4.503
Iy =
+
+
=
+
+
= 83670,83cm 4
12
12
12
12
12
12
11
NguyÔn V¨n §oµn
66DLCD32
11
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
Bng tng hp kt qu tớnh toỏn THH mt ct dm thộp giai on I
Cỏc i lng
Din tớch mt ct dm thộp
Mụmen tnh mt ct i vi ỏy dm
Khong cỏch t ỏy dm n TTH I-I
KC t mộp trờn dm thộp n TTH I-I
KC t mộp di dm thộp n TTH I-I
Mụmen quỏn tớnh phn bn bng
Mụmen quỏn tớnh phn cỏnh trờn
Mụmen quỏn tớnh phn cỏnh di
Mụmen quỏn tớnh ca dm thộp
Mụmen tnh mt ct i vi TTH I-I
MMQT ca mt ct dm i vi trc Oy
Kớ hiu
ANC
So
Y1
Yt1
Yb1
Iw
Icf
Itf
INc
SNc
Iy
Giỏ tr
850
67150
79,00
79,00
79,00
843750,00
1186066,67
1186066,67
3215883,3
23837,50
83670,83
n v
cm2
cm3
cm
cm
cm
cm4
cm4
cm4
cm4
cm3
cm4
3.3. Xỏc nh c trng hỡnh hc mt ct giai on II
3.3.1 Mt ct tớnh toỏn
- Giai on II: Khi bn mt cu ó t c 80% cng v tham gia lm vic
to ra hiu ng liờn hp gia dm thộp v bn BTCT.
- Mt ct tớnh toỏn l: Mt ct liờn hp. c trng hỡnh hc mt ct giai on II
l THH ca tit din liờn hp.
Hỡnh 8. Mt ct dm giai on II
12
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
12
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
3.3.2. Xỏc nh b rng tớnh toỏn ca bn bờtụng
Hỡnh 9. Xỏc nh b rng tớnh toỏn ca bn cỏnh
- Xỏc nh b1: Ly giỏ tr nh nht trong cỏc giỏ tr sau:
1
1
L tt = .42200 = 527,5cm
8
+ 8
1
2 .t w
1
1
.b c
.50
4
+ 6.ts + max
= 6.18 + 4 = 120,5cm.
o
+ d e = 100cm
=> Vy: b1 = 100cm.
- Xỏc nh b2: Ly giỏ tr nh nht trong cỏc giỏ tr sau:
1
1
Ltt = .4220 = 527, 5cm
8
+ 8
1
2 .t w
1
1 .b c
.40
+ 6.ts + max 4 = 6.18 + 4
= 118cm.
S
+ 2 = 100cm
=> Vy: b2 = 100cm.
Do ú:
- B rng tớnh toỏn ca bn bờtụng dm biờn: bs = b1 + b2 = 100+100 = 200cm
- B rng tớnh toỏn ca bn bờtụng dm trong: bs = 2.b2 = 2.100 = 200cm
13
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
13
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
3.3.3. Xỏc nh h s quy i t bờtụng sang thộp
- Vỡ tit din lien hp cú hai vt liu thộp v bờ tụng nờn khi tớnh c trng hỡnh
hc ta phi tớnh i v mt loi vt liu. Tớnh i bờtụng sang thộp da vo h s n
l t s gia mụun n hi ca thộp v bờtụng.
+ Trng hp mt ct chu lc ngn hn : n
+ Trng hp mt ct chu lc di hn : n = 3n
'
- Tra bng h s quy i t bờtụng sang thộp vi f c = 30 Mpa.
Ta cú: n= 7 v n=21
=> Khi tớnh toỏn phn bờtụng bn mt cu c tớnh i sang thộp bng cỏch
chia THH ca phn bờtụng cho h s n (khi khụng xột t bin) hoc n(khi xột
n t bin).
3.3.4. Xỏc nh THH mt ct dm biờn
3.3.4.1. Mt ct tớnh toỏn
Hỡnh 10. Mt ct dm biờn
3.3.4.2. THH ca ct thộp trong bn bờtụng
- Ct thộp trong bn bờtụng mt cu c b trớ thnh hai li l li ct thộp
phớa trờn v li ct thộp phớa di ca bn. n gin ch tớnh ct thộp theo
phng dc cu.
14
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
14
THIÕT KÕ M¤N HäC THIÕT KÕ CÇU
m«n C¤NG TR×NH
Bé
Hình 11. Bố trí cốt thép trong bản bêtông dầm biên
- Lưới cốt thép phía trên:
+ Đường kính cốt thép: φ = 12 mm.
3.1416.1.2 2
α=
4
+ Diện tích mặt cắt ngang 1 thanh:
= 1,131cm2
+ Số thanh trên mặt cắt ngang dầm: nrt = 10 thanh.
+ Khoảng cách giữa các thanh: @ = 20mm.
+ Tổng diện tích cốt thép phía trên: Art = 10.1,131 = 11,31 cm2.
+ Khoảng cách từ tim cốt thép phía trên đến mép trên bản bêtông: art = 5cm.
- Lưới cốt thép phía dưới:
+ Đường kính cốt thép: φ = 12 mm.
3.1416.1.2 2
4
+ Diện tích mặt cắt ngang 1 thanh:
= 1,131cm2
+ Số thanh trên mặt cắt ngang dầm: nrt = 11 thanh.
+ Khoảng cách giữa các thanh: @ = 20cm.
+ Tổng diện tích cốt thép phía dưới: Arb = 10.1,131 = 11,31cm2.
+ Khoảng cách từ tim cốt thép phía dưới đến mép dưới bản bêtông: arb = 5cm.
- Tổng diện tích cốt thép trong bản bêtông:
Ar = Art + Arb = 2.11,31 = 22,62cm2.
- Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép bản đến mép trên của bản bêtông:
A .(t + t − a rt ) + A rb .(a rb + t h ) 11,31.(18 + 12 − 5) + 11,31.(5 + 12)
Yr = rt s h
=
Ar
11,31
= 21cm.
Trong đó:
+ ts: Chiều dày bản bêtông.
+ th: chiều dầy bản vút dầm.
α=
3.3.4.3. ĐTHH của mặt cắt liên hợp ngắn hạn
15
NguyÔn V¨n §oµn
66DLCD32
15
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
- Mt ct liờn hp ngn hn c s dng tớnh toỏn i vi cỏc ti trng
ngn hn nh hot ti, trong giai on ny ta khụng xột n nh hng ca hin
tng t bin.
- Din tớch mt ct:
+ Din tớch bn bờtụng:
Aso = bs.ts = 200.18 = 3600cm2
+ Din tớch phn vỳt ca bn bờtụng:
1
A h = bc .t h + 2. .b h .t h = 50.12 + 12.12 = 744cm 2
2
+ Din tớch ton b bn bờtụng:
As = Aso + Ah = 3600 + 744 =4344 cm2
+ Din tớch ca mt ct liờn hp ngn hn:
A
4344
AST = A NC + s + A r = 850 +
+ 23,62 = 1596,62 cm 2
n
6
Trong ú:
+ n: T s gia mụun n hi ca thộp v bờtụng.
+ Ar : Din tớch ct thộp b trớ trong bn bờtụng.
+ ANC : Din tớch dm thộp.
- Mụmen tnh ca bn bờtụng v ct thộp bn i vi TTH I-I ca tit din thộp:
t
t
1
S1x = .{b s .t s . H sb Y1 + t h + s + b c .t h . H sb Y1 + h +
n
2
2
1
2
2. .t h .b h . H sb Y1 .t h } + A r .( H sb Y1 + Yr )
2
3
1
18
12
S1x = .{200.20.158 79 + 12 + ữ+ 50.12.158 79 + ữ+
6
2
2
1
2
2. .12.12.158 79 .12 ữ} + 22,62.(158 79 + 21) = 72850,0cm3
2
3
- Khong cỏch t trng tõm tit din dm thộp n trng tõm tit din liờn hp
(khong cỏch t I-I n II-II):
S1x
72850,0
Z1 =
=
= 45,63cm
AST 1596,62
- Chiu cao phn sn dm chu nộn n hi:
Dc2 = Hsb tc Y1 Z1 = 158 4 79 45,63 = 29,37cm
- Khong cỏch t mộp trờn dm thộp n trc II-II:
YtII = Hsb Y 1 Z1 = 158 79 45,63 = 33,37cm
- Khong cỏch t mộp di dm thộp n trc II-II:
16
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
16
THIÕT KÕ M¤N HäC THIÕT KÕ CÇU
m«n C¤NG TR×NH
Bé
YbII = Y 1 + Z1 = 79 + 45,63 = 124,63cm
- Xác định mômen quán tính của tiết diện liên hợp:
+ Mômen quán tính của phần dầm thép:
I IINC = I INC + A NC .Z1 2 = 3215883,33 + 850.45,632 = 4985481,2cm 4
+ Mômen quán tính của phần bản bêtông:
2
3
t s
1 b s .t s
Is = .
+ b s .t s . H sb − Y1 − Z1 + t h +
n 12
2
2
1 200.203
18
= .
+ 200.12.158 − 79 − 45,63 + 12 + ÷ ÷
6 12
2 ÷
4
= 1790013, 3cm
+ Mômen quán tính của phần vút bản cánh:
2
3
t
b .t
1 b .t
I h = { c h + b c .t h . H sb − Y1 − Z1 + t h + s + 2. h h
n 12
2
36
3
2
1
2
2. .b h .t h . H sb − Y1 − Z1 − t h }
2
3
2
1 50.123
18
50.123
= {
+ 50.12.158 − 79 − 45,63 + 12 + ÷ + 2.
6 12
2
36
2
1
2
2. .12.12.158 − 79 − 45,63 − .12 ÷ } = 197490,6cm 4
2
3
+ Mômen quán tính của phần cốt thép trong bản:
I r = A r .( H sb − Y1 − Z1 + Yr ) = 22,62.(158 − 79 − 45,63 + 21) 2
2
= 66871,3cm 4
+ Mômen quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn:
I ST = I IINC + I s + I h + I r
= 4985481, 2 + 1790013,3 + 197490,6 + 66871,3=7039856,5cm 4
- Mômen tính của bản bêtông với TTH II-II của tiết diện liên hợp:
1
t
t
Ss = .{bs .t s . H sb − Y1 − Z1 + t h + s ÷+ b c .t h . H sb − Y1 − Z1 + h ÷+
n
2
2
1
2
2. .t h .b h . H sb − Y1 − Z1 − .t h ÷} + A r .(H sb − Y1 − Z1 + Yr )
2
3
17
NguyÔn V¨n §oµn
66DLCD32
17
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
1
18
12
Ss = .{200.20.158 79 45,63 + 12 + ữ+ 50.12. 158 79 45,63 + ữ+
6
2
2
1
2
2. .12.12.158 79 45,63 .12 ữ} + 22,62.(158 79 45,63 + 21)
2
3
3
= 38783,5cm
3.3.4.4. THH ca mt ct liờn hp di hn
- Mt ct liờn hp ngn hn c s dng tớnh toỏn i vi cỏc ti trng di
hn nh tnh ti giai on II, co ngút, trong giai on ny ta phi xột n nh
hng ca hin tng t bin.
- Din tớch mt ct:
+ Din tớch bn bờtụng:
'
A so
= bs.ts = 200.18 = 3600 cm2
+ Din tớch phn vỳt ca bn bờtụng:
1
A h ' = b c .t h + 2. .b h .t h = 50.12 + 12.12 = 744cm 2
2
+ Din tớch ton b bn bờtụng:
As = Aso + Ah = 3600 + 624 = 4344 cm2
+ Din tớch ca mt ct liờn hp di hn:
A
4344
A LT = A NC + 's + A r = 850 +
+ 22,62 = 1113,9cm 2
n
21
Trong ú:
'
+ n : T s gia mụun n hi ca thộp v bờtụng.
+ Ar : Din tớch ct thộp b trớ trong bn bờtụng.
+ ANC : Din tớch dm thộp.
- Mụmen tnh ca bn bờtụng v ct thộp bn i vi TTH I-I ca tit din thộp:
t
t
1
S1x = ' .{b s .t s . H sb Y1 + t h + s + b c .t h . H sb Y1 + h +
n
2
2
1
2
2. .t h .b h . H sb Y1 .t h } + A r .( H sb Y1 + Yr )
2
3
S1x ' =
1
18
12
.{200.20.158 79 + 12 + ữ+ 50.12. 158 79 + ữ+
18
2
2
1
2
2. .12.12.158 79 .12 ữ} + 22,62.(158 79 + 21) = 25791, 29cm3
2
3
18
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
18
THIÕT KÕ M¤N HäC THIÕT KÕ CÇU
m«n C¤NG TR×NH
Bé
- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện dầm thép đến trọng tâm tiết diện liên hợp
(khoảng cách từ I-I đến II-II):
Z1' =
S1x ' 25791, 29
=
= 23,15cm
A LT
1113, 9
- Chiều cao phần sườn dầm chịu nén đàn hồi:
D 'c 2 = Hsb – tc – Y1 – Z1' = 158 – 4 – 79 -23,15 = 51,85 cm
- Khoảng cách từ mép trên dầm thép đến trục II-II:
YtII' = H sb − Y 1 − Z1' = 158 − 79 − 21,15 = 55,85cm
- Khoảng cách từ mép dưới dầm thép đến trục II-II:
YbII ' = Y 1 + Z1' = 79 + 23,15 = 102,15cm
- Xác định mômen quán tính của tiết diện liên hợp:
+ Mômen quán tính của phần dầm thép:
I IINC' = IINC + A NC .Z1' 2 = 3215883,3 + 850.23,152 = 3671533, 2cm 4
+ Mômen quán tính của phần bản bêtông:
2
3
t s
1 b s .t s
I = '.
+ b s .t s . H sb − Y1 − Z1 + t h +
n 12
2
'
s
2
1 200.203
18
= .
+ 200.12.158 − 79 − 23,15 + 12 + ÷ ÷ = 1186494,1cm 4
18 12
2 ÷
+ Mômen quán tính của phần vút bản cánh:
2
3
t
b .t
1 b .t
I = ' { c h + bc .t h . H sb − Y1 − Z1 + t h + s + 2. h h
n 12
2
36
3
'
h
2
1
2
2. .bh .t h . H sb − Y1 − Z1 − t h }
2
3
2
1 50.123
18
50.123
= {
+ 50.12.158 − 79 − 23,15 + 12 + ÷ + 2.
18 12
2
36
2
1
2
2. .12.12.158 − 79 − 23,15 − .12 ÷ } = 160577,5cm 4
2
3
+ Mômen quán tính của phần cốt thép trong bản:
I r ' = A r .( Hsb − Y1 − Z1 + Yr ) = 22,62.(158 − 79 − 23,15 + 21) 2
2
= 133578,9cm 4
+ Mômen quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn:
I LT = I IINC' + I s' + I 'h + I 'r
= 3671533,2+1186494,1 +160577,5+ 133578,9= 5152183,7 cm4
19
NguyÔn V¨n §oµn
66DLCD32
19
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
- Mụmen tớnh ca bn bờtụng vi TTH II-II ca tit din liờn hp:
1
ts
th
.{b
.t
.
H
Y
Z
+
t
+
+
b
.t
.
H
Y
Z
+
s
s
sb
1
1
h
c
h
sb
1
1
ữ
ữ+
n'
2
2
1
2
2. .t h .b h . H sb Y1 Z1 .t h ữ} + A r .(H sb Y1 Z1 + Yr )
2
3
1
18
12
Ss' = .{200.20.158 79 23,15 + 12 + ữ+ 50.12.158 79 23,15 + ữ+
18
2
2
1
2
2. .12.12.158 79 23,15 .12 ữ} + 22,62.(158 79 23,15 + 21)
2
3
= 19680,0cm3
Bng tng hp kt qu tớnh THH ca mt ct dm biờn
Ss' =
MC ngn hn
MC di h
Kớ
Kớ
hiu Giỏ tr hiu Giỏ tr
bs
200
bs
2
Aso
3600
Aso
36
Ah
744
Ah
7
As
4344
As
43
Ar
22,62
Ar
22
Ast 1596,62
Alt 1113
S1x 72850,0
S'1x 2579
Z1
45,63
Z'1
23
498548
3671
INC,2
1 I'NC,2
179001
1186
Is
3
I's
Ih 197491
I'h 1605
Ir
66871
I'r 1335
703985
5152
IST
6
ILT
Ss 38783,5
S's 1968
c Trng hỡnh hc ca dm biờn
B rng cỏnh tớnh toỏn ca bn BT
Din tớch bn BT
Din tớch phn vỳt bn
Din tớch ton b bn BT
Din tớch ct thộp trong bn BT
Din tớch mt ct tớnh i
Mụmen tnh ca MC v trc I-I
Khong cỏch t TTH I-I n II-II
MMQT ca dm thộp vi trc II-II
MMQT ca bn vi trc II-II
MMQT phn vỳt bn vi trc II-II
MMQT ca ct thộp trong bn
MMQT mt ct liờn hp vi trc II-II
MM tnh ca bn vi trc II-II
20
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
20
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
3.3.5. Xỏc nh THH ca mt ct dm trong
3.3.5.1. Mt ct tớnh toỏn
Hỡnh 12. Mt ct dm trong
3.3.5.2. THH ca ct thộp trong bn bờtụng
- Ct thộp trong bn bờtụng mt cu c b trớ thnh hai li l li ct thộp
phớa trờn v li ct thộp phớa di ca bn. n gin ch tớnh ct thộp theo
phng dc dm.
Hỡnh 13: B trớ ct thộp trong bn bờtụng dm trong
- Li ct thộp phớa trờn:
+ ng kớnh ct thộp: = 12 mm.
3.1416.1.2 2
=
4
+ Din tớch mt ct ngang 1 thanh:
= 1,131cm2
+ S thanh trờn mt ct ngang dm: nrt = 10 thanh.
+ Khong cỏch gia cỏc thanh: @ = 20mm.
+ Tng din tớch ct thộp phớa trờn: Art = 10.1,131 = 11,31 cm2.
21
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
21
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
+ Khong cỏch t tim ct thộp phớa trờn n mộp trờn bn bờtụng: art = 5cm.
- Li ct thộp phớa di:
+ ng kớnh ct thộp: = 12 mm.
3.1416.1.2 2
=
4
+ Din tớch mt ct ngang 1 thanh:
= 1,131cm2
+ S thanh trờn mt ct ngang dm: nrt = 11 thanh.
+ Khong cỏch gia cỏc thanh: @ = 20cm.
+ Tng din tớch ct thộp phớa di: Arb = 10.1,131 = 11,31cm2.
+ Khong cỏch t tim ct thộp phớa di n mộp di bn bờtụng: arb = 5cm.
- Tng din tớch ct thộp trong bn bờtụng:
Ar = Art + Arb = 2.11,31 = 22,62cm2.
- Khong cỏch t trng tõm ct thộp bn n mộp trờn ca bn bờtụng:
A .(t + t a rt ) + A rb .(a rb + t h ) 11,31.(18 + 12 5) + 11,31.(5 + 12)
Yr = rt s h
=
Ar
11,31
= 21cm.
Trong ú:
+ ts: Chiu dy bn bờtụng.
+ th: chiu dy bn vỳt dm.
3.3.5.3. THH ca mt ct liờn hp ngn hn
- Mt ct liờn hp ngn hn c s dng tớnh toỏn i vi cỏc ti trng ngn
hn nh hot ti, trong giai on ny ta khụng xột n nh hng ca hin tng t
bin.
- Din tớch mt ct:
+ Din tớch bn bờtụng:
Aso = bs.ts = 200.18 = 3600cm2
+ Din tớch phn vỳt ca bn bờtụng:
1
A h = bc .t h + 2. .b h .t h = 50.12 + 12.12 = 744cm 2
2
+ Din tớch ton b bn bờtụng:
As = Aso + Ah = 3600 + 744 =4344 cm2
+ Din tớch ca mt ct liờn hp ngn hn:
A
4344
AST = A NC + s + A r = 850 +
+ 23,62 = 1596,62 cm 2
n
6
Trong ú:
+ n: T s gia mụun n hi ca thộp v bờtụng.
+ Ar : Din tớch ct thộp b trớ trong bn bờtụng.
+ ANC : Din tớch dm thộp.
22
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
22
THIÕT KÕ M¤N HäC THIÕT KÕ CÇU
m«n C¤NG TR×NH
Bé
- Mômen tĩnh của bản bêtông và cốt thép bản đối với TTH I-I của tiết diện thép:
t
t
1
S1x = .{b s .t s . H sb − Y1 + t h + s + b c .t h . H sb − Y1 + h +
n
2
2
1
2
2. .t h .b h . H sb − Y1 − .t h } + A r .( H sb − Y1 + Yr )
2
3
1
18
12
S1x = .{200.20.158 − 79 + 12 + ÷+ 50.12.158 − 79 + ÷+
6
2
2
1
2
2. .12.12.158 − 79 − .12 ÷} + 22,62.(158 − 79 + 21) = 72850,0cm3
2
3
- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện dầm thép đến trọng tâm tiết diện liên hợp
(khoảng cách từ I-I đến II-II):
S1x
72850,0
Z1 =
=
= 45,63cm
AST 1596,62
- Chiều cao phần sườn dầm chịu nén đàn hồi:
Dc2 = Hsb – tc – Y1 – Z1 = 158 – 4 – 79– 45,63 = 29,37cm
- Khoảng cách từ mép trên dầm thép đến trục II-II:
YtII = Hsb − Y 1 − Z1 = 158 − 79 − 45,63 = 33,37cm
- Khoảng cách từ mép dưới dầm thép đến trục II-II:
YbII = Y 1 + Z1 = 79 + 45,63 = 124,63cm
- Xác định mômen quán tính của tiết diện liên hợp:
+ Mômen quán tính của phần dầm thép:
I IINC = I INC + A NC .Z1 2 = 3215883,33 + 850.45,632 = 4985481,2cm 4
+ Mômen quán tính của phần bản bêtông:
2
3
t s
1 b s .t s
Is = .
+ b s .t s . H sb − Y1 − Z1 + t h +
n 12
2
2
1 200.203
18
= .
+ 200.12.158 − 79 − 45,63 + 12 + ÷ ÷
6 12
2 ÷
4
= 1790013, 3cm
+ Mômen quán tính của phần vút bản cánh:
2
3
t
b .t
1 b .t
I h = { c h + b c .t h . H sb − Y1 − Z1 + t h + s + 2. h h
n 12
2
36
2
1
2
2. .b h .t h . H sb − Y1 − Z1 − t h }
2
3
23
NguyÔn V¨n §oµn
66DLCD32
23
3
THIếT Kế MÔN HọC THIếT Kế CầU
môn CÔNG TRìNH
Bộ
2
1 50.123
18
50.123
= {
+ 50.12.158 79 45,63 + 12 + ữ + 2.
6 12
2
36
2
1
2
2. .12.12.158 79 45,63 .12 ữ } = 197490,6cm 4
2
3
+ Mụmen quỏn tớnh ca phn ct thộp trong bn:
I r = A r .( H sb Y1 Z1 + Yr ) = 22,62.(158 79 45,63 + 21) 2
2
= 66871,3cm 4
+ Mụmen quỏn tớnh ca mt ct liờn hp ngn hn:
I ST = I IINC + I s + I h + I r
= 4985481,2 + 1790013,3 + 197490,6 + 66871,3=7039856,5cm 4
- Mụmen tớnh ca bn bờtụng vi TTH II-II ca tit din liờn hp:
1
t
t
Ss = .{bs .t s . H sb Y1 Z1 + t h + s ữ+ b c .t h . H sb Y1 Z1 + h ữ+
n
2
2
1
2
2. .t h .b h . H sb Y1 Z1 .t h ữ} + A r .(H sb Y1 Z1 + Yr )
2
3
1
18
12
Ss = .{200.20.158 79 45,63 + 12 + ữ+ 50.12. 158 79 45,63 + ữ+
6
2
2
1
2
2. .12.12.158 79 45,63 .12 ữ} + 22,62.(158 79 45,63 + 21)
2
3
3
= 38783,5cm
3.3.5.4. THH ca mt ct liờn hp di hn
- Mt ct liờn hp ngn hn c s dng tớnh toỏn i vi cỏc ti trng di
hn nh tnh ti giai on II, co ngút, trong giai on ny ta phi xột n nh
hng ca hin tng t bin.
- Din tớch mt ct:
+ Din tớch bn bờtụng:
'
A so
= bs.ts = 200.18 = 3600 cm2
+ Din tớch phn vỳt ca bn bờtụng:
1
A h ' = bc .t h + 2. .b h .t h = 50.12 + 12.12 = 744cm 2
2
+ Din tớch ton b bn bờtụng:
As = Aso + Ah = 3600 + 624 = 4344 cm2
+ Din tớch ca mt ct liờn hp di hn:
24
Nguyễn Văn Đoàn
66DLCD32
24
THIÕT KÕ M¤N HäC THIÕT KÕ CÇU
m«n C¤NG TR×NH
A LT = A NC +
Bé
As
4344
+ A r = 850 +
+ 22,62 = 1113,9cm 2
'
n
21
Trong đó:
'
+ n : Tỷ số giữa môđun đàn hồi của thép và bêtông.
+ Ar : Diện tích cốt thép bố trí trong bản bêtông.
+ ANC : Diện tích dầm thép.
- Mômen tĩnh của bản bêtông và cốt thép bản đối với TTH I-I của tiết diện thép:
t
t
1
S1x = ' .{b s .t s . H sb − Y1 + t h + s + b c .t h . H sb − Y1 + h +
n
2
2
1
2
2. .t h .b h . H sb − Y1 − .t h } + A r .( H sb − Y1 + Yr )
2
3
S1x ' =
1
18
12
.{200.20.158 − 79 + 12 + ÷+ 50.12. 158 − 79 + ÷+
18
2
2
1
2
2. .12.12.158 − 79 − .12 ÷} + 22,62.(158 − 79 + 21) = 25791, 29cm3
2
3
25
NguyÔn V¨n §oµn
66DLCD32
25
