THIET KE BAN MAT CAU
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.04 MB, 52 trang )
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU
2.1 THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU (1)
2.1.1 CẤU TẠO BẢN MẶT CẦU
2.1.1.1 BỐ TRÍ VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN
Hình 2.1 Bố trí mặt cắt ngang cầu (1)
- Chiều dày bản mặt cầu: hf=200mm
- Kích thước lan can và lề bộ hành bố trí trên bản mặt cầu như hình vẽ: các kích
thước cơ bản xem phần thiết kế lan can-lề bộ hành.
- Khoảng cách giữa hai dầm chính là: S=1700mm
- Khoảng cách phần cánh hẫng: Sk=900mm
2.1.1.2 CẤU TẠO CÁC LỚP PHỦ MẶT CẦU
- Các lớp phủ mặt cầu gồm 3 lớp:
+ Lớp bê tông atphan dày: 5cm
+ Lớp tạo dốc dày từ:
1-7cm
+ Lớp phòng nước dày:
0.5cm
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 186-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Hình 2.2 Các lớp phủ mặt cầu
2.1.1.3 HỆ THỐNG THOÁT NƯỚC - CHIẾU SÁNG
- Đối với bản mặt cầu (1) bố trí 6 ống thoát nước STK φ10cm dài 1.45m, mỗi
bên 3 ống bố trí đối xứng với nhau.
- Mỗi một nhịp bố trí một trụ đèn. Trụ đèn như hình vẽ
Hình 2.3 Trụ đèn bố trí trên cầu
+ Trụ đèn đặt mép ngoài gờ bê tông lan can tại đầu nhịp và được bố trí
so le với các trụ đèn khác.
+ Khi đổ bê tông gờ lan can, đặt cốt thép chờ để đổ bê tông chân trụ đèn.
Các kích thước và vị trí được thiết kế cụ thể trong phần thiết kế các thiết bị phụ trên
cầu.
+ Các kích thước và vị trí của ống thoát nước và trụ đèn xem bản vẽ thiết
kế kỹ thuât.
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 187-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Hình 2.4 Vị trí bố trí ống thoát nước và trụ đèn
2.1.1.4 ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU DÙNG TRONG THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU
- Bê tông bản mặt cầu: f c' =30Mpa
- Cốt thép thường có giới hạn chảy nhỏ nhất: f y =420Mpa
- Bê tông bản mặt cầu có tỷ trọng: γ c = 24kN / m 3
3
- Bê tông atphan có tỷ trọng: γ c = 22.5kN / m
- Lớp tạo dốc có tỷ trọng: γ c = 24kN / m 3
3
- Lớp phòng nước có tỷ trọng: γ c = 24kN / m
- Thép có tỷ trọng: γ c = 78.5kN / m 3
2.1.2 TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU PHÍA TRONG
2.1.2.1 HỆ SỐ TÍNH TOÁN
Bảng 2.1 Hệ số tải trọng dùng trong thiết kế bản mặt cầu
TTGH
CƯỜNG ĐỘ I
SỬ DỤNG
γ DC
γ DW
γ LL
1.25
1.00
1.50
1.00
1.75
1.00
Trong đó:
+ γ DC : là hệ số tải trọng của tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và các
thiết bị phụ phi kết cấu.
+ γ DW : là hệ số tải trọng của tải trọng bản thân của các lớp phủ mặt cầu và các
tiện ích công cộng.
+ γ LL : là hệ số tải trọng của hoạt tải
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 188-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Bảng 2.2 Hệ số điều chỉnh tải trọng
TTGH
ηD
ηR
ηI
CƯỜNG ĐỘ I
SỬ DỤNG
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
η = ηD ηR ηI
1.00
1.00
Trong đó:
+η D : là hệ số liên quan đến tính dẻo
+ η R : là hệ số liên quan đến tính dư
+η I : là hệ số liên quan đến tầm quan trọng khi khai thác
+ η : là hệ số điều chỉnh tải trọng. Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm
quan trọng trong khai thác.
Bảng 2.3 Hệ số làn xe
Số làn xe
1 làn
2 làn
- Số làn xe thiết kế là: 2 làn
Hệ số làn (m)
1.20
1.00
2.1.2.2 SƠ ĐỒ TÍNH-TẢI TRỌNG
- Bản mặt cầu phía trong được tính theo sơ đồ bản loại dầm: Phần bản loại dầm
đơn giản được xây dựng từ sơ đồ dầm liên tục do đó sau khi tính toán dầm đơn giản
xong phải nhân với hệ số điều chỉnh kể đến tính liên tục của bản mặt cầu.
Hinh 2.5 Vị trí bố trí và các kích thước hình học cơ bản để tính toán BMC (1)
2.1.2.2.1 BẢN MẶT CẦU PHÍA TRONG KỀ BẢN MẶT CẦU BIÊN
- Các tải trọng tính toán gồm có:
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 189-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
+ Tĩnh tải:
Tĩnh tải bản mặt cầu: DCbmc
Tĩnh tải lớp bê tông atphan: DWatphan
Tĩnh tải lớp mui luyện tạo dốc: DWml
Tĩnh tải lớp phòng nước: DWpn
Tĩnh tải bó vỉa: DCbv quy về tải tập trung
Tĩnh tải bản BTCT lề bộ hành thông qua bó vỉa truyền xuống bản
mặt cầu: DClbh, quy về tải tập trung.
Sơ đồ tính toán thể hiện như hình vẽ:
Hình 2.6 Sơ đồ xếp tĩnh tải BMC phía trong kề BMC biên
+ Hoạt tải:
Tải trọng người đi bộ: LLPL truyền xuống bản mặt cầu thông qua
bó vỉa, quy về tải tập trung.
Do S=1700mm<4600mm, lấy trường hợp bánh xe trục 145 kN để
xếp tải bất lợi nhất.
Tim bánh xe đặt cách bó vỉa 0.6m.
Quy tải trọng trục bánh xe về tải trọng phân bố đều với chiều dài
tác dụng theo phương ngang cầu là: b+hf=510+200=710mm. Chiều rộng của dãy bản
P
tương đương là E: LL = 2(b + h ) × E với P=145kN
f
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 190-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Hình 2.7 Mô hình tác dụng của bánh xe tải thiết kế lên bản mặt cầu (1)
- Xếp hoạt tải tính bản mặt cầu phía trong kề bản mặt cầu biên cho trường hợp
xếp xe bất lợi nhất:
Hình 2.8 Sơ đồ xếp hoạt tải lên BMC phía trong kề BMC biên
2.1.2.2.2 BẢN MẶT CẦU PHÍA TRONG
- Các tải trọng tính toán gồm có:
+ Tĩnh tải:
Tĩnh tải bản mặt cầu: DCbmc
Tĩnh tải lớp bê tông atphan: DWatphan
Tĩnh tải lớp mui luyện tạo dốc: DWml
Tĩnh tải lớp phòng nước: DWpn
Sơ đồ tính toán thể hiện như hình vẽ:
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 191-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Hình 2.9 Sơ đồ xếp tĩnh tải BMC phía trong
+ Hoạt tải:
Xe tải thiết kế: LLtruck
Do S=1700mm<4600mm, lấy trường hợp bánh xe trục 145 kN để
xếp tải bất lợi nhất.
Quy tải trọng trục bánh xe về tải trọng phân bố đều với chiều rộng
tác dụng là:
b+hf=510+200=710mm
- Xếp hoạt tải tính bản mặt cầu phía trong cho các trường hợp xếp xe như sau
để xác định trường hợp xếp xe bất lợi nhất.
+ Trường hợp xếp 1 bánh xe trên dãy tính toán đối với một làn xe thiết
kế.
Hình 2.10 Trường hợp đặt một bánh xe cho trường hợp 1 làn xe thiết kế
+ Trường hợp xếp hai bánh xe trên dãy tĩnh toán đối với một làn xe thiết
kế.
Hình 2.11 Trường hợp đặt hai bánh xe cho trường hợp 1 làn xe thiết kế
+ Trường hợp xếp hai bánh xe trên dãy tĩnh toán đối với hai làn xe thiết
kế.
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 192-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Hình 2.12 Trường hợp đặt hai bánh xe cho trường hợp 2 làn xe thiết kế
2.1.2.3 NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU PHÍA TRONG
2.1.2.3.1 NỘI LỰC BMC PHÍA TRONG KỀ BMC BIÊN
- Xác định tĩnh tải:
+ Tĩnh tải bản thân BMC:
DC bmc = h f × γ c = 0.2 × 24 = 4.8kN / m 2
+ Tĩnh tải bê tông Atphan:
DWatphan = t atphan × γ c = 0.05 × 22.5 = 1.125kN / m 2
+ Tĩnh tải lớp mui luyện tạo dốc:
DWml = t ml × γ c = (0.01 + 0.036) / 2 × 24 = 0.552kN / m 2
+ Tĩnh tải lớp phòng nước:
DW pn = t pn × γ c = 0.005 × 24 = 0.12kN / m 2
+ Tĩnh tải bó vỉa:
DC bv = hbv × bbv × γ c = 0.2 × 0.25 × 24 = 1.2kN / m
+ Tĩnh tải bản bê tông lề bộ hành:
DC lbh = hlbh × blbh × γ c = 0.1 × 0.7 / 2 × 24 = 0.84kN / m
- Xác định mô men do tĩnh tải gây ra tại mặt cắt giữa nhịp:
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 193-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Hình 2.13 ĐAH mô men tại mặt cắt giữa nhịp dùng để xác định nội lực do tĩnh tải
cho BMC phía trong kề BMC biên
+ Mô men do tĩnh tải bản thân BMC gây ra:
M DCbmc = DC bmc × ω bmc = 4.8 × 0.361 = 1.733kNm / m
+ Mô men do tĩnh tải các lớp phủ:
M DWlp = ( DWatphan + DWml + DW pn ) × ω lp
M DWlp = (1.125 + 0.552 + 0.12) × 0.321 = 0.577 kNm / m
+ Mô men do tĩnh tải bó vỉa:
M DCbv = DCbv × y1 = 1.2 × 0.15 = 0.18kNm / m
+ Mô men do tĩnh tải lề bộ hành:
M DClbh = DC lbh × y 2 = 0.84 × 0.10 = 0.084kNm / m
- Xác định mô men do hoạt tải gây ra tại mặt cắt giữa nhịp:
Hình 2.14 ĐAH mô men tại mặt cắt giữa nhịp dùng để xác định nội lực do hoạt
tải cho BMC phía trong kề BMC biên
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 194-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
+ Mô men do tải trọng người đi bộ:
M LLpl = LL pl × y1 = 1.5 × 0.1 = 0.15kNm / m
+ Mô men dương do tải trọng trục bánh xe gây ra:
E+=660+0.55S=660+0.55x1700=1595mm
P
145
P+= 2 × (b + h ) × E + = 2 × (0.51 + 0.2) × 1.595 = 64.02 kN/m2
f
+
M LLtruck
= P + ×ω LLtruck = 64.02 × 0.228 = 14.6kNm / m
+ Mô men âm do tải trọng trục bánh xe gây ra:
E-=1220+0.25S=1220+0.25x1700=1645mm
P
145
P-= 2 × (b + h ) × E − = 2 × (0.51 + 0.2) × 1.645 = 62.075 kN/m2
f
−
M LLtruck
= P − ×ω LLtruck = 62.075 × 0.228 = 14.153kNm / m
- Tổ hợp mô men dương tại mặt cắt giữa nhịp ở TTGH CĐ1:
+ Mô men do tĩnh tải:
1
M CD
1 = η (γ DC ( M DCbmc + M DCbv + M DClbh ) + γ DW M DWlp )
1
M CD
1 = 1.0 × (1.25 × (1.733 + 0.18 + 0.084) + 1.5 × 0.577) = 3.36kNm / m
+ Mô men do hoạt tải:
2
+
M CD
1 = η (γ LL M LLpl + mγ LL (1 + IM ) M LLtruck )
2
M CD
1 = 1.0 × (1.75 × 0.15 + 1.2 × 1.75(1 + 0.25) × 14.6) = 38.59kNm / m
+ Tổ hợp mô men dương tại mặt cắt giữa nhịp ở TTGH CĐ1 là:
+
1
2
M CD
1 = 0.5( M CD1 + M CD1 ) = 0.5 × (3.36 + 38.59) = 20.98kNm / m
- Tổ hợp mô men âm tại mặt cắt gối theo TTGH CĐ1 là:
+ Mô men do hoạt tải:
3
−
M CD
1 = η (γ LL M LLpl + mγ LL (1 + IM ) M LLtruck )
3
M CD
1 = 1.0 × (1.75 × 0.15 + 1.2 × 1.75(1 + 0.25) × 14.153) = 37.41kNm / m
+ Mô men âm tại mặt cắt gối ở TTGH CĐ1 là:
−
1
3
M CD
1 = 0.8( M CD1 + M CD1 ) = 0.8 × (3.36 + 37.41) = 32.62kNm / m
- Tổ hợp mô men dương tại mặt cắt giữa nhịp ở TTGH SD
+ Mô men do tĩnh tải:
1
M SD
= η (γ DC ( M DCbmc + M DCbv + M DClbh ) + γ DW M DWlp )
1
M SD
= 1.0 × (1.0 × (1.733 + 0.18 + 0.084) + 1.0 × 0.577) = 2.57 kNm / m
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 195-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
+ Mô men do hoạt tải:
2
+
M SD
= η (γ LL M LLpl + mγ LL (1 + IM ) M LLtruck
)
2
M SD
= 1.0 × (1.0 × 0.15 + 1.2 × 1.0(1 + 0.25) × 14.6) = 22.05kNm / m
+ Mô men dương tại mặt cắt giữa nhịp ở TTGH SD là:
+
1
2
M SD
= 0.5( M SD
+ M SD
) = 0.5 × (2.57 + 22.05) = 12.31kNm / m
- Tổ hợp mô men âm tại mặt cắt gối theo TTGH SD là:
+ Mô men do hoạt tải:
3
−
M SD
= η (γ LL M LLpl + mγ LL (1 + IM ) M LLtruck
)
3
M SD
= 1.0 × (1.0 × 0.15 + 1.2 × 1.0(1 + 0.25) × 14.153) = 21.38kNm / m
+ Mô men âm tại mặt cắt gối ở TTGH SD là:
−
1
3
M SD
= 0.8( M SD
+ M SD
) = 0.8 × (2.57 + 21.38) = 19.16kNm / m
2.1.2.3.2 NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU PHÍA TRONG
- Xác định tĩnh tải:
+ Tĩnh tải bản thân BMC:
DC bmc = h f × γ c = 0.2 × 24 = 4.8kN / m 2
+ Tĩnh tải bê tông Atphan:
DWatphan = t atphan × γ c = 0.05 × 22.5 = 1.125kN / m 2
+ Tĩnh tải lớp mui luyện tạo dốc:
DWml = t ml × γ c = (0.036 + 0.07) / 2 × 24 = 1.272kN / m 2
+ Tĩnh tải lớp phòng nước:
DW pn = t pn × γ c = 0.005 × 24 = 0.12kN / m 2
- Xác định mô men do tĩnh tải gây ra tại mặt cắt giữa nhịp:
Hình 2.15 ĐAH mô men tại mặt cắt giữa nhịp dùng để xác định nội lực do tĩnh tải
cho BMC phía trong
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 196-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
+ Mô men do tĩnh tải bản thân BMC gây ra:
M DCbmc = DC bmc × ω bmc = 4.8 × 0.361 = 1.733kNm / m
+ Mô men do tĩnh tải các lớp phủ:
M DWlp = ( DWatphan + DWml + DW pn ) × ω lp
M DWlp = (1.125 + 1.272 + 0.12) × 0.321 = 0.909kNm / m
- Xác định mô men do hoạt tải gây ra tại mặt cắt giữa nhịp:
Hình 2.16 ĐAH mô men tại mặt cắt giữa nhịp dùng để xác định nội lực do hoạt
tải cho BMC phía trong trường hợp 1 bánh xe trên dãy tĩnh toán cho 1 làn.
+ Mô men dương do tải trọng trục bánh xe gây ra:
E+=660+0.55S=660+0.55x1700=1595mm
P
145
P+= 2 × (b + h ) × E + = 2 × (0.51 + 0.2) × 1.595 = 64.02 kN/m2
f
+
M LLtruck
= P + ×ω LLtruck = 64.02 × 0.239 = 15.301kNm / m
+ Mô men âm do tải trọng trục bánh xe gây ra:
E-=1220+0.25S=1220+0.25x1700=1645mm
P
145
P-= 2 × (b + h ) × E − = 2 × (0.51 + 0.2) × 1.645 = 62.075 kN/m2
f
−
M LLtruck
= P − ×ω LLtruck = 62.075 × 0.239 = 14.836kNm / m
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 197-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Hình 2.17 ĐAH mô men tại mặt cắt giữa nhịp dùng để xác định nội lực do hoạt
tải cho BMC phía trong trường hợp 2 bánh xe trên dãy tĩnh toán cho 1 làn.
+ Mô men dương do tải trọng trục bánh xe gây ra:
E+=660+0.55S=660+0.55x1700=1595mm
P
145
P+= 2 × (b + h ) × E + = 2 × (0.51 + 0.2) × 1.595 = 64.02 kN/m2
f
+
M LLtruck
= P + ×ω LLtruck = 64.02 × 0.047 = 3.01kNm / m
+ Mô men âm do tải trọng trục bánh xe gây ra:
E-=1220+0.25S=1220+0.25x1700=1645mm
P
145
P-= 2 × (b + h ) × E − = 2 × (0.51 + 0.2) × 1.645 = 62.075 kN/m2
f
−
M LLtruck
= P − ×ω LLtruck = 62.075 × 0.047 = 2.918kNm / m
Hình 2.18 ĐAH mô men tại mặt cắt giữa nhịp dùng để xác định nội lực do hoạt
tải cho BMC phía trong trường hợp 2 bánh xe trên dãy tĩnh toán cho 2 làn.
+ Mô men dương do tải trọng trục bánh xe gây ra:
E+=660+0.55S=660+0.55x1700=1595mm
P
145
P+= 2 × (b + h ) × E + = 2 × (0.51 + 0.2) × 1.595 = 64.02 kN/m2
f
+
M LLtruck
= P + ×ω LLtruck = 64.02 × 0.183 = 11.716kNm / m
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 198-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
+ Mô men âm do tải trọng trục bánh xe gây ra:
E-=1220+0.25S=1220+0.25x1700=1645mm
P
145
P-= 2 × (b + h ) × E − = 2 × (0.51 + 0.2) × 1.645 = 62.075 kN/m2
f
−
M LLtruck
= P − ×ω LLtruck = 62.075 × 0.183 = 11.360kNm / m
Kết luận: Như vậy trường hợp xếp xe bất lợi nhất là trường hợp 1 bánh xe trên
dãy tính toán cho một làn xe thiết kế. Tổ hợp mô men cho trường hợp này.
- Tổ hợp mô men dương tại mặt cắt giữa nhịp ở TTGH CĐ1:
+ Mô men do tĩnh tải:
1
M CD
1 = η (γ DC M DCbmc + γ DW M DWlp )
1
M CD
1 = 1.0 × (1.25 × 1.733 + 1.5 × 0.909) = 3.53kNm / m
+ Mô men do hoạt tải:
2
+
M CD
1 = η ( mγ LL (1 + IM ) M LLtruck )
2
M CD
1 = 1.0 × (1.2 × 1.75(1 + 0.25) × 15.301) = 40.17 kNm / m
+ Tổ hợp mô men dương tại mặt cắt giữa nhịp là:
+
1
2
M CD
1 = 0.5( M CD1 + M CD1 ) = 0.5 × (3.53 + 40.17) = 21.85kNm / m
- Tổ hợp mô men âm tại mặt cắt gối theo TTGH CĐ1 là:
+ Mô men do hoạt tải:
3
−
M CD
1 = η ( mγ LL (1 + IM ) M LLtruck )
3
M CD
1 = 1.0 × (1.2 × 1.75(1 + 0.25) × 14.836) = 38.94kNm / m
+ Mô men âm tại mặt cắt gối là:
−
1
3
M CD
1 = 0.8( M CD1 + M CD1 ) = 0.8 × (3.53 + 38.94) = 33.98kNm / m
- Tổ hợp mô men dương tại mặt cắt giữa nhịp ở TTGH SD
+ Mô men do tĩnh tải:
1
M SD
= η (γ DC M DCbmc + γ DW M DWlp )
1
M SD
= 1.0 × (1.0 × 1.733 + 1.0 × 0.909) = 2.64kNm / m
+ Mô men do hoạt tải:
2
+
M SD
= η (mγ LL (1 + IM ) M LLtruck
)
2
M SD
= 1.0 × (1.2 × 1.0(1 + 0.25) × 15.301) = 22.95kNm / m
+ Mô men dương tại mặt cắt giữa nhịp:
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 199-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
+
1
2
M SD
= 0.5( M SD
+ M SD
) = 0.5 × (2.64 + 22.95) = 12.80kNm / m
- Tổ hợp mô men âm tại mặt cắt gối theo TTGH SD là:
+ Mô men do hoạt tải:
3
−
M SD
= η (mγ LL (1 + IM ) M LLtruck
)
3
M SD
= 1.0 × (1.2 × 1.0(1 + 0.25) × 14.836) = 22.25kNm / m
+ Mô men âm tại mặt cắt gối là:
−
1
3
M SD
= 0.8( M SD
+ M SD
) = 0.8 × (2.64 + 22.25) = 19.91kNm / m
Bảng 2.4 Bảng tổng hợp nội lực cho bản mặt cầu phía trong
Bàn kề bản hẫng
Bản giữa
Mô men dương
Mô men âm
Mô men dương
Mô men âm
CƯỜNG ĐỘ 1
20.98
32.62
21.85
33.98
SỬ DỤNG
12.31
19.16
12.80
19.91
Bảng 2.5 Chọn giá trị thiết kế và kiểm tra bản mặt cầu phía trong
TTGH
TTGH
CƯỜNG ĐỘ 1
SỬ DỤNG
Mô men dương (kNm/m)
21.85
12.80
Mô men âm (kNm/m)
33.98
19.91
2.1.2.4 TÍNH THÉP VÀ BỐ TRÍ THÉP BẢN MẶT CẦU PHÍA TRONG
2.1.2.4.1 BỐ TRÍ CỐT THÉP CHỊU MÔ MEN DƯƠNG CHO BẢN MẶT CẦU
a. Tính sơ bộ diện tích cốt thép (Tính trên 1m chiều dài theo phương dọc
cầu)
- Biểu thức để tính cốt thép có thể bỏ qua cốt thép chịu nén khi tính sức kháng
mô men như sau
φ Mn= φ Asfs(ds-a/2)
- Giả thiết cánh tay đòn (ds-a/2) độc lập với As có thể thay bằng jd và được trị số
gần đúng để As chịu φ Mn=Mu
- Ta có công thức tính thép gần đúng:
As=
Mu
φf y jd s
Trong đó
+ φ hệ số sức kháng dùng cho uốn và kéo bê tông cốt thép φ =0.9;
kéo
+ Mu=21.85 kNm/m;
+ Dùng thép có giới hạn chảy fy= 420 Mpa;
+ Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu
ds=200-40=160mm = 0.16m
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 200-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
+ j=0.92
⇒ As= 21.85/(0.9x0.92x420x103x0.16)=3.93x10-4m2/m=0.393 mm2/mm
- Chọn φ 12a200 ⇒ As=0.565mm2/mm>0.393mm2/mm ⇒ ĐẠT
Hình 2.19 Bố trí cốt thép chịu mô men dương
b. Kiểm toán cốt thép theo TTGH CĐ1
b.1 Kiểm tra sức kháng uốn (TCN 5.7.3.2.1)
- Mô men tính toán cho mô men dương của bản mặt cầu là
Mu=21.85 kNm/m
- Chọn bố trí cốt thép: φ 12a200
cùng
- Diện tích cốt thép trên 1m chiều dài theo phương dọc cầu:
As=3.14x122/4x1000/200 = 565.2mm2/m=0.0005652m2/m
- Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép trên thớ ngoài
ds=200-40=160 mm
- Chiều cao khối ứng suất tương đương:
a = (Asfy)/ (0.85fc’ bw)=(565.2x420)/(0.85x30x1000)=9.31mm
- Sức kháng uốn của bản
Mr= φ Mn= φ Asfy(ds-a/2)
=0.9x0.0005652x420x103x(0.16-0.00931/2)=33.19 kNm/m
Kiểm toán: Mr> Mu ⇒ ĐẠT
b.2 Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (TCN 5.7.3.3.1)
- Điều kiện kiểm toán: c/de ≤ 0.42
- Hệ số: β1 =0.85-0.05(fc’-28)/7=0.85-0.05x(30-28)/7=0.836
- Tính chiều cao vùng chịu kéo quy ước: c =
a
9.31
=
= 11.14mm
β1 0.836
- de= ds=160mm
Kiểm tra: c/de=11.14/160=0.07 ≤ 0.42 ⇒ ĐẠT
b.3 Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu (TCN 5.7.3.3.2)
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 201-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
- Điều kiện kiểm toán: ρ min ≥ 0.03 ×
f c'
fy
- ρ min tỷ lệ thép chịu kéo và diện tích nguyên của bê tông
'
'
- f c là cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bê tông, f c =30Mpa
- f y là giới hạn chảy nhỏ nhất của thép, f y =420 Mpa
ρ min =
565.2
30
= 2.83 × 10 −3 ≥ 0.03 ×
= 2.14 × 10 −3 ⇒ ĐẠT
1000 × 200
420
b.4 Kiểm tra cự ly giữa các thanh cốt thép (TCN 5.10.3)
- 22TCN272-05 cự ly các cốt thép không được vượt quá hoặc 1.5 chiều
dày của BMC hoặc 450mm.
- Cự ly tối đa giũa các cốt thép
Smax=min(1.5hf,450)=min(1.5x200;450)=300mm
- TCN 5.10.3.1.1 đối với bê tông đúc tại chổ, cự ly tịnh giữa các thanh
song song trong một lớp không được nhỏ hơn:1.5 lần đường kính danh định của thanh
hoặc 1.5 lần kích thước tối đa của cấp phối thô hoặc 38 mm
Smin=max(1.5x12;1.5x20;38)=38 mm
- Chọn φ 12a200
ĐẠT
c. Kiểm toán theo TTGH SD (kiểm tra nứt)
- Các cấu kiện phải được cấu tạo sao cho ứng suất kéo trong cốt thép
thường ở trạng thái giới hạn sử dụng, fsa, không vượt quá:
f s ≤ f sa =
Z
( d c A) 1 / 3
≤ 0.6 f y
Trong đó:
+ dc chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng cho
đến tâm của thanh hay sợi gần nhất; nhằm mục đích tính toán phải lấy chiều dài tịnh
của lớp bê tông bảo vệ dc không được lớn hơn 50mm, dc=40 mm
+ A diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ
chịu kéo và được bao bởi các mặt của mặt cắt ngang và đường thẳng song song với
trục trung hòa, chia cho số lượng của các thanh hay sợi (mm 2), nhằm mục đích tính
toán, phải lấy chiều dài tịnh của lớp bê tông bảo vệ không được lớn hơn 50mm,
A=2 dc.b/5=2x40x1000/5=16000 mm2
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 202-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
+ Z thống số bề rộng vết nứt, Z=23000 N/mm (đối với các cấu
kiện trong môi trường khắc nghiệt và khi thiết kế theo phương ngang cầu).
- Tính fsa=23000/(40x16000)1/3=266.89 Mpa
- Tính 0.6 fy=0.6x420=252 Mpa
- fs ≤ min(0.6 fy, fsa)=min(252;266.89)=252 Mpa
- Tính fs
- Mô men dương dùng để tính ứng suất kéo trong cốt thép là:
Mu=12.80 kNm/m
- Hệ số quy đổi thép sang bê tông:
n=Es/Ec=200000/27691.47=7.222
Với Ec=0.043x24001.5x301/2=27691.47 Mpa
- Tính các đặc trưng tiết diện chuyển đổi cho mặt cắt rộng 1mm, ứng
suất kéo được tính cho diện tích một loại cốt thép ( bỏ qua cốt thép trên) để tăng độ an
toàn.
Hình 2.20 Tiết diện nứt chịu mô men dương
- Tổng mô men tĩnh đối với trục trung hòa ta có:
0.5bx2=nAs(d-x)
⇔
0.5x2=7.222x0.5652(160-x)
⇔
x=32.29 mm
- Mô men quán tính của tiết diện nứt chuyển đổi là
Icr=bx3/3+nAs(d-x)2
=1x32.293/3+7.222x0.5652x(160-32.29)2=77797.06 mm4/mm
- Ứng suất kéo của cốt thép dưới bằng
fs=n(d-x)Mu/Icr=7.222x(160-32.29) x12800/77797.06=151.8 Mpa
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 203-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
⇒ fs=151.8 Mpa ≤ 252 Mpa ⇒ ĐẠT
d. Tính toán cốt thép co ngót và nhiệt độ (TCN 5.10.8.2)
`
- Bản mặt cầu bê tông cốt thép có hf=200mm<1200mm, bố trí cốt thép
chịu co ngót và nhiệt độ dưới dạng thanh, thép được phân bố đều trên hai mặt.
- Diện tích cốt thép trong mỗi hướng không được nhỏ hơn:
As ≥ 0.75Ag/fy=0.75x1x200/420=0.357mm2/mm
Trong đó
+ Ag diện tích nguyên mặt cắt (mm2)
+ fy cường độ chảy quy định của thanh thép (Mpa)
- Chọn và bố trí cốt thép cốt thép: φ 10a200
- Diện tích cốt thép đã chọn
As=(102x3.14/4)/ 200=0.393 mm2/mm
- Kiểm tra điều kiên:
As=0.393mm2/mm ≥ 0.75Ag/fy=0.75Ag/fy =0.357mm2/mm ⇒ ĐẠT
e. Tính toán bố trí thép phân bố (TCN 9.7.3.2)
- Cốt thép chính vuông góc với làn xe
α =3840/ S =3840/ 1700 =93%>67%
- Chọn diện tích thép cấu tạo là Asct=67/100x0.5652=0.379 mm2/mm
chọn φ 10a200, diện tích Asctchon=0.3925 mm2/mm>Asct=0.379mm2/mm ⇒
ĐẠT
- Cốt thép phụ theo chiều dọc được đặt dưới đáy bản để phân bố tải trọng
bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lực theo phương ngang.
2.1.2.4.2 BỐ TRÍ CỐT THÉP CHỊU MÔ MEN ÂM CHO BẢN MẶT CẦU
a. Tính sơ bộ diện tích cốt thép (Tính trên 1m chiều dài theo phương dọc
cầu)
- Biểu thức để tính cốt thép có thể bỏ qua cốt thép chịu nén khi tính sức kháng
mô men như sau
φ Mn= φ Asfs(ds-a/2)
- Giả thiết cánh tay đòn (ds-a/2) độc lập với As có thể thay bằng jd và được trị số
gần đúng để As chịu φ Mn=Mu
- Ta có công thức tính thép gần đúng:
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 204-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
As=
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Mu
φf y jd s
Trong đó
+ φ hệ số sức kháng dùng cho uốn và kéo bê tông cốt thép φ =0.9;
kéo
+ Mu=33.98 kNm/m;
+ Dùng thép có giới hạn chảy fy= 420 Mpa;
+ Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu
ds=200-60=140mm = 0.14m
+ j=0.92
⇒ As= 33.98/(0.9x0.92x420x103x0.14)=6.98x10-4m2/m=0.698 mm2/mm
- Chọn φ 14a200 ⇒ As=0.7693mm2/mm>0.698mm2/mm ⇒ ĐẠT
Hình 2.21 Bố trí cốt thép chịu mô men âm
b. Kiểm toán cốt thép theo TTGH CĐ1
b.1 Kiểm tra sức kháng uốn (TCN 5.7.3.2.1)
- Mô men tính toán cho mô men dương của bản mặt cầu là
Mu=33.98 kNm/m
- Chọn bố trí cốt thép: φ 14a200
cùng
- Diện tích cốt thép trên 1m chiều dài theo phương dọc cầu:
As=3.14x142/4x1000/200 = 769.3mm2/m=0.0007693m2/m
- Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép trên thớ ngoài
ds=200-60=140 mm
- Chiều cao khối ứng suất tương đương:
a = (Asfy)/ (0.85fc’ bw)=(769.3x420)/(0.85x30x1000)=12.67mm
- Sức kháng uốn của bản
Mr= φ Mn= φ Asfy(ds-a/2)
=0.9x0.0007693x420x103x(0.14-0.01267/2)=38.87 kNm/m
Kiểm toán: Mr> Mu ⇒ ĐẠT
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 205-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
b.2 Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (TCN 5.7.3.3.1)
- Điều kiện kiểm toán: c/de ≤ 0.42
- Hệ số: β1 =0.85-0.05(fc’-28)/7=0.85-0.05x(30-28)/7=0.836
- Tính chiều cao vùng chịu kéo quy ước: c =
a 12.67
=
= 15.16mm
β1 0.836
- de= ds=140mm
Kiểm tra: c/de=15.16/140=0.108 ≤ 0.42 ⇒ ĐẠT
b.3 Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu (TCN 5.7.3.3.2)
- Điều kiện kiểm toán: ρ min ≥ 0.03 ×
f c'
fy
- ρ min tỷ lệ thép chịu kéo và diện tích nguyên của bê tông
'
'
- f c là cường độ chịu nén tiêu chuẩn của bê tông, f c =30Mpa
- f y là giới hạn chảy nhỏ nhất của thép, f y =420 Mpa
ρ min =
769.3
30
= 3.85 × 10 −3 ≥ 0.03 ×
= 2.14 × 10 −3 ⇒ ĐẠT
200 × 1000
420
b.4 Kiểm tra cự ly giữa các thanh cốt thép (TCN 5.10.3)
- 22TCN272-05 cự ly các cốt thép không được vượt quá hoặc 1.5 chiều
dày của BMC hoặc 450mm.
- Cự ly tối đa giũa các cốt thép
Smax=min(1.5hf,450)=min(1.5x200;450)=300mm
- TCN 5.10.3.1.1 đối với bê tông đúc tại chổ, cự ly tịnh giữa các thanh
song song trong một lớp không được nhỏ hơn:1.5 lần đường kính danh định của thanh
hoặc 1.5 lần kích thước tối đa của cấp phối thô hoặc 38 mm
Smin=max(1.5x12;1.5x20;38)=38 mm
- Chọn φ 14a200
ĐẠT
c. Kiểm toán theo TTGH SD (kiểm tra nứt)
- Các cấu kiện phải được cấu tạo sao cho ứng suất kéo trong cốt thép
thường ở trạng thái giới hạn sử dụng, fsa, không vượt quá:
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 206-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
f s ≤ f sa =
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Z
( d c A) 1 / 3
≤ 0.6 f y
Trong đó:
+ dc chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng cho
đến tâm của thanh hay sợi gần nhất; nhằm mục đích tính toán phải lấy chiều dài tịnh
của lớp bê tông bảo vệ dc không được lớn hơn 50mm, dc=50 mm
+ A diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ
chịu kéo và được bao bởi các mặt của mặt cắt ngang và đường thẳng song song với
trục trung hòa, chia cho số lượng của các thanh hay sợi (mm 2), nhằm mục đích tính
toán, phải lấy chiều dài tịnh của lớp bê tông bảo vệ không được lớn hơn 50mm,
A=2 dc.b/5=2x50x1000/5=20000 mm2
+ Z thống số bề rộng vết nứt, Z=23000 N/mm (đối với các cấu
kiện trong môi trường khắc nghiệt và khi thiết kế theo phương ngang cầu).
- Tính fsa=23000/(50x20000)1/3=230 Mpa
- Tính 0.6 fy=0.6x420=252 Mpa
- fs ≤ min(0.6 fy, fsa)=min(252;230)=230 Mpa
- Tính fs
- Mô men dương dùng để tính ứng suất kéo trong cốt thép là:
Mu=19.91 kNm/m
- Hệ số quy đổi thép sang bê tông:
n=Es/Ec=200000/27691.47=7.222
Với Ec=0.043x24001.5x301/2=27691.47 Mpa
- Tính các đặc trưng tiết diện chuyển đổi cho mặt cắt rộng 1mm, ứng
suất kéo được tính cho diện tích một loại cốt thép ( bỏ qua cốt thép trên) để tăng độ an
toàn.
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 207-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Hình 2.22 Tiết diện nứt chịu mô men âm
- Tổng mô men tĩnh đối với trục trung hòa ta có:
0.5bx2=nAs(d-x)
⇔
0.5x2=7.222x0.7693(140-x)
⇔
x=34.28 mm
- Mô men quán tính của tiết diện nứt chuyển đổi là
Icr=bx3/3+nAs(d-x)2
=1x34.283/3+7.222x0.7693x(140-34.28)2=94145.95 mm4/mm
- Ứng suất kéo của cốt thép dưới bằng
fs=n(d-x)Mu/Icr=7.222x(140-34.28) x19910/94145.95=161.5 Mpa
⇒ fs=161.5 Mpa ≤ 230 Mpa ⇒ ĐẠT
d. Tính toán cốt thép co ngót và nhiệt độ (TCN 5.10.8.2)
- Bản mặt cầu bê tông cốt thép có hf=200mm<1200mm, bố trí cốt thép
chịu co ngót và nhiệt độ dưới dạng thanh, thép được phân bố đều trên hai mặt.
- Diện tích cốt thép trong mỗi hướng không được nhỏ hơn:
As ≥ 0.75Ag/fy=0.75x1x200/420=0.357mm2/mm
Trong đó
+ Ag diện tích nguyên mặt cắt (mm2)
+ fy cường độ chảy quy định của thanh thép (Mpa)
- Chọn và bố trí cốt thép cốt thép: φ 10a200
- Diện tích cốt thép đã chọn
As=(102x3.14/4)/ 200=0.393 mm2/mm
- Kiểm tra điều kiên:
As=0.393mm2/mm ≥ 0.75Ag/fy=0.75Ag/fy =0.357mm2/mm ⇒ ĐẠT
2.1.3 TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU BIÊN
2.1.3.1 SƠ ĐỒ TÍNH-TẢI TRỌNG
- Bản mặt cầu ở biên được tính theo sơ đồ congxol.
- Các tải trọng tính toán gồm có:
+ Tĩnh tải:
Tĩnh tải bản mặt cầu: DCbmc
Tĩnh tải bệ đỡ người đi bộ: DCbd
Tĩnh tải lề bộ hành truyền xuống thông qua bệ đỡ: DClbh
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 208-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Tĩnh tải lan can: DClc
Tĩnh tải các tiện ích và các thiết bị trên cầu: DW tb (Trụ điện và
các thiết bị trên cầu)
+ Hoạt tải: Chỉ có tải trọng người đi bộ truyền xuống bản mặt cầu biên
thông qua bệ đỡ: LLpl
- Sơ đồ tính và các tải trọng như hình vẽ:
Hình 2.23 Sơ đồ tính bản mặt cầu biên
2.1.3.2 NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU BIÊN
- Xác định tĩnh tải:
+ Tĩnh tải bản thân BMC:
DC bmc = h f × γ c = (0.2 + 0.24) / 2 × 0.9 × 24 = 4.752kN / m
+ Tĩnh tải bệ đỡ người đi bộ:
DC bd = hbd × bbd × γ c = 0.265 × 0.1 × 24 = 0.636kN / m
+ Tĩnh tải lề bộ hành:
DC lbh = 0.1 × 0.7 / 2 × 24 = 0.84kN / m
+ Tĩnh tải lan can:
Tĩnh tải phần lan can thép:
DClct=3.14x(0.112-0.0942)/4+3.14x(0.092-0.0742)+9.76x10-6)x78.5=0.364kN/m
Tĩnh tải phần gờ lan can bê tông:
DClcbt=0.3x0.715x24=5.148 kN/m
Tĩnh tải lan can:
DClc=DClct+DClcbt=0.364+5.148=5.512 kN/m
+ Tĩnh tải các tiện ích và các thiết bị trên cầu:
Tĩnh tải bê tông trụ đèn: 0.5x0.5x0.715x24/24.54=0.175kN/m
Tĩnh tải trụ đèn: lấy giá trị 0.125 kN/m để thiết kế
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 209-
MSSV: 1065864
LỚP:
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
GVHD:MSc. NGUYỄN VĂN LIÊM
PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT
CẦU
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ BẢN MẶT
Tĩnh tải các tiện ích trên cầu: DWti=0.125+0.175=0.30 kN/m
- Xác định mô men do tĩnh tải gây ra tại ngàm:
+ Mô men do tĩnh tải bản thân BMC:
M DCbmc = DC bmc × Lbmc = 4.752 × 0.45 = 2.138kNm / m
+ Mô men do tĩnh tải bệ đớ người đi bộ:
M DCbd = DC bd × Lbd = 0.636 × 0.55 = 0.35kNm / m
+ Mô men do tĩnh tải lề bộ hành:
M DClbh = DC lbh × Llbh = 0.84 × 0.5 = 0.42kNm / m
+ Mô men do tĩnh tải lan can:
M DClc = DClc × Llc = 5.512 × 0.75 = 4.134kNm / m
+ Mô men do tĩnh tải các thiết bị phụ trên cầu:
M DWtb = DWtb × Ltb = 0.3 × 0.9 = 0.27 kNm / m
- Xác định mô men do hoạt tải gây ra:
+ Hoạt tải người đi bộ: LLpl=3x1/2=1.5 kN/m
+ Mô men do người đi bộ gây ra: MLLpl=LLplxLLL=1.5x0.5=0.75 kNm/m
- Tổ hợp mô men theo TTGH CĐ1:
M CD1 = η (γ DC ( M DCbmc + M DCbd + M DClbh + M DClc ) + γ DW M DWlp + γ LL M LLpl )
M DC1 = 1.25( 2.14 + 0.35 + 0.42 + 4.13) + 1.5 × 0.3 + 1.75 × 0.75 = 10.36kNm / m
Tổ hợp mô men theo TTGH SD:
M SD = 1 × (2.138 + 0.35 + 0.42 + 4.134) + 1 × 0.3 + 1 × 0.75 = 7.98kNm / m
Bảng 2.6 Bảng tổ hợp nội lực bản mặt cầu biên
TTGH
CƯỜNG ĐỘ 1
SỪ DỤNG
Mô men (kNm/m)
10.36
7.98
2.1.3.3 TÍNH THÉP VÀ BỐ TRÍ THÉP CỐT THÉP BẢN MẶT CẦU BIÊN
a. Tính sơ bộ diện tích cốt thép (Tính trên 1m chiều dài theo phương dọc
cầu)
- Biểu thức để tính cốt thép có thể bỏ qua cốt thép chịu nén khi tính sức kháng
mô men như sau
φ Mn= φ Asfs(ds-a/2)
- Giả thiết cánh tay đòn (ds-a/2) độc lập với As có thể thay bằng jd và được trị số
gần đúng để As chịu φ Mn=Mu
SVTH: NGUYỄN TRUNG NGHĨA
NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU ĐƯỜNG K.32
TC0686A2
- 210-
MSSV: 1065864
LỚP:
