Đồ án tính cầu bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272 05 tài liệu, ebook, giáo trình
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.99 MB, 391 trang )
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
MỤC LỤC
PHẦN 1: CẦU BTCT DUL TIẾT DIỆN CHỮ T CĂNG TRƯỚC .
Chương I: SỐ LIỆU THIET KẾ
MỤC LỤC.....................................................................................................................1
THIẾT KẾ CÀU BTCT DƯL TIẾT DIỆN T CĂNG TRƯỚC...........................................10
SO LIẸU THIET KE....................................................................................................10
s-i-.......................................................................................................................16
BẢN MẶT CẦU...........................................................................................................27
M,........................................................................................................................36
M,LLxiooo'.........................................................................................................................................................39
sr.................................................................................................................39
sr.................................................................................................................41
DẦM NGANG.............................................................................................................48
+ xếp 1 xe:..................................................................................................54
+ xếp 2 xe:..................................................................................................54
ị 1850 ị................................................................................................................................................................ 60
Jf Ị2ỌỌ t............................................................................................................................................................. 61
q' = 8.84 N.mm....................................................................................................................................................61
+ xếp 1 xe:..................................................................................................62
v„.........................................................................................................................65
DẦM CHÍNH...............................................................................................................66
yLc — pi-y'i+p2-y'2.....................................................................................82
5.4.1 Mômen.......................................................................................................................................................85
5.4.2. Lực cắt.......................................................................................................................................................86
bi-yL , bi-yL , 1....................................................................................................93
TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO DAM chính..................................................................110
s<..............................................................................................................113
s<..............................................................................................................113
i p......................................................................................................................115
s<..............................................................................................................116
s<..............................................................................................................116
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL
TIẾT DIỆN T CĂNG SAU.............................................................................................123
SỐ LIỆU THIẾT KẾ..................................................................................................124
TIẾT DIỆN GIỮA DẦM..................................................................................................................................126
TĨNH LAN CAN........................................................................................................127
BẢN MẶT CẦU.........................................................................................................138
TÍNH DẦM NGANG.................................................................................................153
J I..............................................................................................................161
DẦM CHỦ................................................................................................................162
s................................................................................................................163
s.........................................................................................................................166
Trang 1
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
TIẾT DIỆN ĐẦU DẦM....................................................................................................................................177
200.
182
y'tg4-..................................................................................................................182
g4......................................................................................................................182
p=vf^..................................................................................................................186
f 'w4...................................................................................................................194
■yb„4+:..............................................................................................................194
-■yb04+:............................................................................................................194
-■y.....................................................................................................................194
bg4....................................................................................................................194
g4......................................................................................................................194
ybg............................................................................................................200
[1-0,58.^11................................................................................................201
5.12.1. Tại thời điểm mổi vừa cắt cáp :.............................................................................................................210
k =v =................................................................................................................213
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL TIẾT DIỆN I CĂNG TRƯỚC...........................................215
KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO................................................216
TÍNH TOÁN LAN CAN LE bộ hành.........................................................................221
DC3 = Qi + Q2+Q3 + Q4 + Q5 + Qõ+ Q7+ Qs=......................................223
p = ^.307?l = 0.005............................................................................................................................................236
dsxb 170x350....................................................................................................................................................236
BAN MẠT CAƯ BE TONG COT THEP...................................................................237
ĩ " 280.......................................................................................................245
CHƯƠNG 4......................................................................................................................................................252
THIẾT KẾ DẦM NGANG..........................................................................................252
DCbmc = tf X1X yc = 200 X1X 0.25 X10'4 = 0.005(N/mm)............................................................................252
dc2= bxhxyDC = 200 X (900-200) X 0.25 xlO'4 =3.5(N/mm)..........................................................................252
PHẦN 2: CẦU BTCT DUL TIẾT DIỆN CHỮ T CĂNG SAU Chương 1 :
SỐ LIỆU THIẾT KẾ
MỤC LỤC.....................................................................................................................1
THIẾT KẾ CÀU BTCT DƯL TIẾT DIỆN T CĂNG TRƯỚC...........................................10
SO LIẸU THIET KE....................................................................................................10
s-i-.......................................................................................................................16
BẢN MẶT CẦU...........................................................................................................27
M,........................................................................................................................36
M,LLxiooo'.........................................................................................................................................................39
sr.................................................................................................................39
sr.................................................................................................................41
DẦM NGANG.............................................................................................................48
+ xếp 1 xe:..................................................................................................54
+ xếp 2 xe:..................................................................................................54
Trang 2
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
ị 1850 ị................................................................................................................................................................ 60
Jf Ị2ỌỌ t............................................................................................................................................................. 61
q' = 8.84 N.mm....................................................................................................................................................61
+ xếp 1 xe:..................................................................................................62
v„.........................................................................................................................65
DẦM CHÍNH...............................................................................................................66
yLc — pi-y'i+p2-y'2.....................................................................................82
5.4.1 Mômen.......................................................................................................................................................85
5.4.2. Lực cắt.......................................................................................................................................................86
bi-yL , bi-yL , 1....................................................................................................93
TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO DAM chính..................................................................110
s<..............................................................................................................113
s<..............................................................................................................113
i p......................................................................................................................115
s<..............................................................................................................116
s<..............................................................................................................116
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL
TIẾT DIỆN T CĂNG SAU.............................................................................................123
SỐ LIỆU THIẾT KẾ..................................................................................................124
TIẾT DIỆN GIỮA DẦM..................................................................................................................................126
TĨNH LAN CAN........................................................................................................127
BẢN MẶT CẦU.........................................................................................................138
TÍNH DẦM NGANG.................................................................................................153
J I..............................................................................................................161
DẦM CHỦ................................................................................................................162
s................................................................................................................163
s.........................................................................................................................166
TIẾT DIỆN ĐẦU DẦM....................................................................................................................................177
200.
182
y'tg4-..................................................................................................................182
g4......................................................................................................................182
p=vf^..................................................................................................................186
f 'w4...................................................................................................................194
■yb„4+:..............................................................................................................194
-■yb04+:............................................................................................................194
-■y.....................................................................................................................194
bg4....................................................................................................................194
g4......................................................................................................................194
ybg............................................................................................................200
[1-0,58.^11................................................................................................201
5.12.1. Tại thời điểm mổi vừa cắt cáp :.............................................................................................................210
k =v =................................................................................................................213
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL TIẾT DIỆN I CĂNG TRƯỚC...........................................215
Trang 3
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO................................................216
TÍNH TOÁN LAN CAN LE bộ hành.........................................................................221
DC3 = Qi + Q2+Q3 + Q4 + Q5 + Qõ+ Q7+ Qs=......................................223
p = ^.307?l = 0.005............................................................................................................................................236
dsxb 170x350....................................................................................................................................................236
BAN MẠT CAƯ BE TONG COT THEP...................................................................237
ĩ " 280.......................................................................................................245
CHƯƠNG 4......................................................................................................................................................252
THIẾT KẾ DẦM NGANG..........................................................................................252
DCbmc = tf X1X yc = 200 X1X 0.25 X10'4 = 0.005(N/mm)............................................................................252
dc2= bxhxyDC = 200 X (900-200) X 0.25 xlO'4 =3.5(N/mm)..........................................................................252
2.5....................................................................................................................................................
2.5................................................................................................................................................... Kiể
m toán ở trạng thái giới hạn sữ dụng...............................................................................................184
2.6....................................................................................................................................................
2.6................................................................................................................................................... Kiể
m toán bó vỉa chịu tải trọngMặt
vacắt
xe II-II
:..................................................................................................185
:.................................................................................................185
Mặt cắt I-I
Mặt cắt III-III
Mặt cắt IV-IV
CHƯƠNG IITHIÊT KẾ BẢN MẶT CÀU BÊ TÔNG CốT THÉP
MỤC LỤC.....................................................................................................................1
THIẾT KẾ CÀU BTCT DƯL TIẾT DIỆN T CĂNG TRƯỚC...........................................10
SO LIẸU THIET KE....................................................................................................10
s-i-.......................................................................................................................16
BẢN MẶT CẦU...........................................................................................................27
M,........................................................................................................................36
M,LLxiooo'.........................................................................................................................................................39
sr.................................................................................................................39
sr.................................................................................................................41
DẦM NGANG.............................................................................................................48
+ xếp 1 xe:..................................................................................................54
+ xếp 2 xe:..................................................................................................54
ị 1850 ị................................................................................................................................................................ 60
Jf Ị2ỌỌ t............................................................................................................................................................. 61
q' = 8.84 N.mm....................................................................................................................................................61
+ xếp 1 xe:..................................................................................................62
Trang 4
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
v„.........................................................................................................................65
DẦM CHÍNH...............................................................................................................66
yLc — pi-y'i+p2-y'2.....................................................................................82
5.4.1 Mômen.......................................................................................................................................................85
5.4.2. Lực cắt.......................................................................................................................................................86
bi-yL , bi-yL , 1....................................................................................................93
TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO DAM chính..................................................................110
s<..............................................................................................................113
s<..............................................................................................................113
i p......................................................................................................................115
s<..............................................................................................................116
s<..............................................................................................................116
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL
TIẾT DIỆN T CĂNG SAU.............................................................................................123
SỐ LIỆU THIẾT KẾ..................................................................................................124
TIẾT DIỆN GIỮA DẦM..................................................................................................................................126
TĨNH LAN CAN........................................................................................................127
BẢN MẶT CẦU.........................................................................................................138
TÍNH DẦM NGANG.................................................................................................153
J I..............................................................................................................161
DẦM CHỦ................................................................................................................162
s................................................................................................................163
s.........................................................................................................................166
TIẾT DIỆN ĐẦU DẦM....................................................................................................................................177
200.
182
y'tg4-..................................................................................................................182
g4......................................................................................................................182
p=vf^..................................................................................................................186
f 'w4...................................................................................................................194
■yb„4+:..............................................................................................................194
-■yb04+:............................................................................................................194
-■y.....................................................................................................................194
bg4....................................................................................................................194
g4......................................................................................................................194
ybg............................................................................................................200
[1-0,58.^11................................................................................................201
5.12.1. Tại thời điểm mổi vừa cắt cáp :.............................................................................................................210
k =v =................................................................................................................213
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL TIẾT DIỆN I CĂNG TRƯỚC...........................................215
KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO................................................216
TÍNH TOÁN LAN CAN LE bộ hành.........................................................................221
DC3 = Qi + Q2+Q3 + Q4 + Q5 + Qõ+ Q7+ Qs=......................................223
p = ^.307?l = 0.005............................................................................................................................................236
dsxb 170x350....................................................................................................................................................236
Trang 5
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
BAN MẠT CAƯ BE TONG COT THEP...................................................................237
ĩ " 280.......................................................................................................245
CHƯƠNG 4......................................................................................................................................................252
THIẾT KẾ DẦM NGANG..........................................................................................252
DCbmc = tf X1X yc = 200 X1X 0.25 X10'4 = 0.005(N/mm)............................................................................252
dc2= bxhxyDC = 200 X (900-200) X 0.25 xlO'4 =3.5(N/mm)..........................................................................252
Trang 6
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
Ni
6
6
6
2
2
Yi
50
100
150
775.8
825.8
NixYi
300
600
900
1551.6
1651.6
Ni
6
6
6
2
2
Yi
50
100
150
594.4
644.4
NixYi
300
600
900
1188.7
1288.7
Ni
6
6
6
2
2
Yi
50
100
150
432.1
482.1
NixYi
300
600
900
864.3
964.3
2
2
875.8
925.8
1751.6
1851.6
8606.4
2
2
694.4
744.4
1388.7
1488.7
7154.8
2
532.1
1064.3
26
Yi = 331.017
oo
s
CM
II
dpsì =668.98
26
Y2 = 275.186
Ni
8
8
8
2
Yi
50
100
150
200
NixYi
400
800
1200
400
5857.1
26
Y3 = 225.275
26
2800
Y4 = 107.692
¿„3= 774.72
dpsA= 892.31
Bảng
Bảng7.2
7.2tọa
tọađộđộtrọng
trọngtâm
tâmcáp
cápDƯL
DƯL
7.3. Xác định đặc trưng hình học tại các mặt cắt:............................................................................234
7.4 Tính toán mất mát ứng suất của 1 sợi cáp :.............................................................................237
7.5 Kiểm toán dầm:........................................................................................................................240
7.6 Thiết kế cốt đai cho dầm chủ và kiểm toán khả năng chịu cắt.................................................247
PHẦN 4: CẦU BTCT DUL TIẾT DIỆN CHỮ I CĂNG SAU
Chương 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ
MỤC LỤC.....................................................................................................................1
THIẾT KẾ CÀU BTCT DƯL TIẾT DIỆN T CĂNG TRƯỚC...........................................10
SO LIẸU THIET KE....................................................................................................10
s-i-.......................................................................................................................16
BẢN MẶT CẦU...........................................................................................................27
M,........................................................................................................................36
M,LLxiooo'.........................................................................................................................................................39
sr.................................................................................................................39
sr.................................................................................................................41
DẦM NGANG.............................................................................................................48
+ xếp 1 xe:..................................................................................................54
+ xếp 2 xe:..................................................................................................54
ị 1850 ị................................................................................................................................................................ 60
Jf Ị2ỌỌ t............................................................................................................................................................. 61
q' = 8.84 N.mm....................................................................................................................................................61
+ xếp 1 xe:..................................................................................................62
v„.........................................................................................................................65
DẦM CHÍNH...............................................................................................................66
yLc — pi-y'i+p2-y'2.....................................................................................82
5.4.1 Mômen.......................................................................................................................................................85
5.4.2. Lực cắt.......................................................................................................................................................86
bi-yL , bi-yL , 1....................................................................................................93
TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO DAM chính..................................................................110
Trang 7
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
s<..............................................................................................................113
s<..............................................................................................................113
i p......................................................................................................................115
s<..............................................................................................................116
s<..............................................................................................................116
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL
TIẾT DIỆN T CĂNG SAU.............................................................................................123
SỐ LIỆU THIẾT KẾ..................................................................................................124
TIẾT DIỆN GIỮA DẦM..................................................................................................................................126
TĨNH LAN CAN........................................................................................................127
BẢN MẶT CẦU.........................................................................................................138
TÍNH DẦM NGANG.................................................................................................153
J I..............................................................................................................161
DẦM CHỦ................................................................................................................162
s................................................................................................................163
s.........................................................................................................................166
TIẾT DIỆN ĐẦU DẦM....................................................................................................................................177
200.
182
y'tg4-..................................................................................................................182
g4......................................................................................................................182
p=vf^..................................................................................................................186
f 'w4...................................................................................................................194
■yb„4+:..............................................................................................................194
-■yb04+:............................................................................................................194
-■y.....................................................................................................................194
bg4....................................................................................................................194
g4......................................................................................................................194
ybg............................................................................................................200
[1-0,58.^11................................................................................................201
5.12.1. Tại thời điểm mổi vừa cắt cáp :.............................................................................................................210
k =v =................................................................................................................213
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL TIẾT DIỆN I CĂNG TRƯỚC...........................................215
KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO................................................216
TÍNH TOÁN LAN CAN LE bộ hành.........................................................................221
DC3 = Qi + Q2+Q3 + Q4 + Q5 + Qõ+ Q7+ Qs=......................................223
p = ^.307?l = 0.005............................................................................................................................................236
dsxb 170x350....................................................................................................................................................236
BAN MẠT CAƯ BE TONG COT THEP...................................................................237
ĩ " 280.......................................................................................................245
CHƯƠNG 4......................................................................................................................................................252
THIẾT KẾ DẦM NGANG..........................................................................................252
DCbmc = tf X1X yc = 200 X1X 0.25 X10'4 = 0.005(N/mm)............................................................................252
dc2= bxhxyDC = 200 X (900-200) X 0.25 xlO'4 =3.5(N/mm)..........................................................................252
Trang 8
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
Phần 1
Trang 9
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
THIẾT KẾ CÀU BTCT DƯL
CHƯƠNG 1
A
A/
TIẾT DIỆN T CĂNG TRƯỚC
SO LIẸU THIET KE
1.1. KÍCH THƯỚC Cơ BẢN:
- Khổ cầu: B-K=11.5m-1,2m
- Chiều dài nhịp dầm chính: L = 22 m.
- Sô" dầm chính: 8 dầm.
- Khoảng cách 2 dầm chính: 1.8 m.
- Sô" dầm ngang: 5 dầm.
Trang 10
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
-
Khoảng cách 2 dầm ngang: 5.5 m
Khoảng cách 2 trụ lan can: 2m
Loại dầm chữ T
Phương pháp: căng trước
1.2. THÔNG SỐ VẬT LIỆU:
- Thanh và cột lan can (phần thép):
Thép CT3:
fy = 240 MPa
Ỵs =
Lề bộ hành, lan can:
Bê tông:
7.85xlO'5 N/mm:
f' = 30 MPa
Ỵc =
Thép AII:
2.5 X105 N/mm3
fy = 280 MPa
Ỵs =
7.85 X10-5 N/mm3
Dầm chính, dầm ngag, mối nối: Bê tông:
= 50 MPa
Ỵc =
Thép AII:
2.5 X 10-5 N/mm3
f =280 MPa
7.85 xio-5 N/mm:
- Cáp D.Ư.L đường kính danh định 12.7 mm có:
Ỵs =
An =100.1 mm2
ps
fpu =1838.16 MPa
Trang 11
1/2 MẶT CẮT NGANG CÁU TẠI GIỮA
DÁM
Hình 1.1. Bố trí chung
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
1/2 MẶT CẮT NGANG CÁU TẠI ĐẦU
DẦM
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
CHƯƠNG 2
LAN CAN - LỀ BỘ HÀNH
2.1. LAN CAN:
2.1.1. Thanh lan can
- Chọn thanh lan can thép ống đường kính ngoài D =100 mm và kính trong d
= 92 mm
- Khoảng cách 2 cột lan can là: L = 2000 mm
- Khối lượng riêng thép lan can:ys = 7.85xl0~5 N/mm3
- Thép cacbon số hiệu CT3: fy = 240 MPa
2.1.1.1. Tải trọng tác dụng lên thanh lan can
Hình 2.1. Sơ đồ tải trọng tác dụng lên thanh lan can
- Theo phương thẳng đứng (y):
+ Tĩnh tải: Trọng lượng tính toán của bản thân lan can
pv2 i2
g = y — Tĩ = 7.85xl0'5x3.14x2
4
+ Hoạt tải:
Tải phân bố: w = 0.37 N/mm
Tải tập trung: p = 890 N
- Theo phương ngang (x):
+ Hoạt tải:
Tải phân bố: w = 0.37 N/mm
Tải tập trung: p = 890 N
1 A A 2 q12
4
2.1.1.2. Nội lực của thanh lan can
* Theo phương y:
- Mômen do tĩnh tải tại mặt cắt giữa nhịp:
Trang 13
=0.095 N/mm
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
- ,y g X L2 _ 0.095 x20002 ______
____
My =
------= 47500 N.mm
s
88
Mômen do hoạt tải tại mặt cắt giữa nhịp:
+ Tải phân bố:
2
2
y _ wxL 0.37x2000 _ 1 0 _ n n n -- ____________
My = —-— =--------—-------= 185000 N.mm
A/r
8
8
+ Tải tập trung:
- ,y p X L 890 X 2000
..
____
My = —— =------—------= 445000 N.mm
p
4
4
* Theo phương x:
- Mômen do hoạt tải tại mặt cắt giữa nhịp:
+ Tải phân bố:
wxL2 0.37X20002 185000 N.mm
M*
8
8
+ Tải tập trung:
- ,x p X L 890 X 2000
. . cnnn _______
Mỉ = —— =--------—----= 445000 N.mm
p
4
4
* Tổ hợp nội lực tác dụng lên thanh lan can:
M - ĩ].yj[yDC.Mị + (yLL.Myw + M y ) f + yLL.[Mxw + Mp f - Trong đó:
+ T]: là hệ số điều chỉnh tải trọng:
TỊ = TlD-Tli-TlR
Với:
r|D = 0.95: hệ số dẻo TỊỊ = 0.95: hệ số quan
trọng r|R = 1.05 : hệ số dư thừa => TI =
0.95x0.95x1.05 = 0.95 + yDC = 1.25: hệ số tải
trọng cho tĩnh tải + yLL =1.75 : hệ số tải trọng
cho hoạt tải
=> M = 0.95 X V[ĩ.25 X 47500 + 1.75 X (185000+445000) ]2 + [ 1.75 X (185000+445000)Y = 1521620
N.mm
2.1.1.1. Kiểm tra khả năng chịu lực của thanh lan can
(ị>.Mn > M
Trong đó:
+ ệ: là hệ số sức kháng: (ị) = 1 + M: là mômen lớn
nhất do tĩnh và hoạt tải + Mn: sức kháng của tiết
diện
Mn=fyXS
s là mômen kháng uốn của tiết diện
s = —.(D -d ) = ^^x(100 - 92 ) = 21716 mm
3
3
3
3
Trang 14
3
32
32
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
=>M =240x21716 = 5211840 N.mm
Ộ.Mn = 1X 5211840 = 5211840 N.mm > 1521620 N.mm
Vậy thanh lan can đảm bảo khả năng chịu lực
2.1.2. Cột lan can
Ta tính toán với cột lan can ở giữa, với sơ đồ tải trọng tác dụng vào cột lan (hình 2.2)
Hình 2.2. Sơ đồ tải trọng tác dụng vào cột lan can Để đơn giản tính toán
ta chỉ kiểm tra khả năng chịu lực lực xô ngang vào cột và kiểm tra độ mảnh, bỏ qua lực thẳng đứng
và trọng lượng bản thân * Kiểm tra khả năng chịu lực của cột lan can:
- Kích thước:
h = 650 mm; hi = 350 mm; h2 = 300 mm
- Lực tác dụng: (chỉ có hoạt tải)
+ Lực phân bố: w = 0.37 N/mm ở 2 thanh lan can ở hai bên cột truyền vào cột 1 lực tập
trung: P’= W.L = 0.37 X 2000 = 740 N + Lực tập trung: p = 890 N + Suy ra lực tập trung vào
cột là:
P " = P ' + P = 740+890= 1630 N
- Ta kiểm toán tại mặt cắt A-A:
- Mômen tại mặt cắt A-A:
Hình 2.3. Mặt cắtA-A
Trang 15
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
M
A-A
=
P"xh + P"xh2
= 1630x650 + 1630x300 = 1548500 N.mm
Mặt cắt A-A đảm bảo khả năng chịu lực khi: (|)M > TỊ.Ỵ LL.MA_A
Sức kháng của tiết diện: (|)Mn = f X s + s mômen kháng uốn của tiết
y
s-i-
ri3Ọ^ + 91.xl30x8
2x l 12
Y
95
") 8xl743
H----—- ^-----—— = 218395.68 N/mm3
diện
Ộ.Mn = f xS = 240x218395.68 = 52414962.53 N.mm
- Vậy 4>Mn = 52414962.53 > M = 1548500 N/mm =>
Mặt cắt A - A đảm bảo khả năng chịu lực * Kiểm tra
độ mảnh của cột lan can:
<140
r
Trong đó:
+ K = 0.75: hệ số chiều dài hữu hiệu + 1 = 1070 mm :
chiều dài không được giằng (1 = h)
+ r : bán kính hồi chuyển nhỏ nhất (ta tính cho tiết diện tại mặt cắt B - B vì tiết diện ở nay là
nhỏ nhất)
Hình 2.4. Mặt cắt B-B
r=
Với:
I : mômen quán tính của tiết diện:
I = 2 X Ị130x83 + 662 X130 X 8 ] + 8
= 10342656 mm4
A : diện tích tiết diện:
A = 130 X 8 X 2 +124 X 8 = 3072 mm2
MỤC LỤC.........................................................................................................1
THIẾT KẾ CÀU BTCT DƯL TIẾT DIỆN T CĂNG TRƯỚC................................10
SO LIẸU THIET KE........................................................................................10
s-i-...............................................................................................................16
BẢN MẶT CẦU...............................................................................................27
Trang 16
Ví dụ tỉnh cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
M,................................................................................................................36
M,LLxiooo'............................................................................................................................................39
sr............................................................................................................39
sr............................................................................................................41
DẦM NGANG.................................................................................................48
+ xếp 1 xe:.............................................................................................54
+ xếp 2 xe:.............................................................................................54
ị 1850 ị...................................................................................................................................................60
Jf Ị2ỌỌ t................................................................................................................................................61
q' = 8.84 N.mm......................................................................................................................................61
+ xếp 1 xe:.............................................................................................62
v„.................................................................................................................65
DẦM CHÍNH...................................................................................................66
yLc — pi-y'i+p2-y'2.................................................................................82
5.4.1 Mômen..........................................................................................................................................85
5.4.2. Lực cắt.........................................................................................................................................86
bi-yL , bi-yL , 1............................................................................................93
TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO DAM chính......................................................110
s<.........................................................................................................113
s<.........................................................................................................113
i p..............................................................................................................115
s<.........................................................................................................116
s<.........................................................................................................116
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL
TIẾT DIỆN T CĂNG SAU.................................................................................123
SỐ LIỆU THIẾT KẾ......................................................................................124
TIẾT DIỆN GIỮA DẦM.....................................................................................................................126
TĨNH LAN CAN.............................................................................................127
BẢN MẶT CẦU.............................................................................................138
TÍNH DẦM NGANG......................................................................................153
J I.........................................................................................................161
DẦM CHỦ.....................................................................................................162
s............................................................................................................163
s................................................................................................................166
TIẾT DIỆN ĐẦU DẦM......................................................................................................................177
200.
182
y'tg4-.........................................................................................................182
g4..............................................................................................................182
p=vf^.........................................................................................................186
f 'w4..........................................................................................................194
■yb„4+:.....................................................................................................194
-■yb04+:...................................................................................................194
-■y............................................................................................................194
Trang 17
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
bg4............................................................................................................194
g4..............................................................................................................194
ybg.......................................................................................................200
[1-0,58.^11...........................................................................................201
5.12.1. Tại thời điểm mổi vừa cắt cáp :................................................................................................210
k =v =........................................................................................................213
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL TIẾT DIỆN I CĂNG TRƯỚC...............................215
KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO.....................................216
TÍNH TOÁN LAN CAN LE bộ hành..............................................................221
DC3 = Qi + Q2+Q3 + Q4 + Q5 + Qõ+ Q7+ Qs=.................................223
p = ^.307?l = 0.005..............................................................................................................................236
dsxb 170x350.......................................................................................................................................236
BAN MẠT CAƯ BE TONG COT THEP........................................................237
ĩ " 280...................................................................................................245
CHƯƠNG 4.........................................................................................................................................252
THIẾT KẾ DẦM NGANG..............................................................................252
DCbmc = tf X1X yc = 200 X1X 0.25 X10'4 = 0.005(N/mm)..............................................................252
dc2= bxhxyDC = 200 X (900-200) X 0.25 xlO'4 =3.5(N/mm)............................................................252
2.2.
LỀ BỘ HÀNH
2.2.1. Tải trọng tác dụng lên lề bộ hành gồm:
* Xét trên 1000 mm dài
- Hoạt tải người: PL = 0.003 X 1000 = 3 N/mm
- Tĩnh tải: DC = 1000 X 100 X 0.25 X 10'4 = 2.5 N/mm
Hình 2.5. Sơ đồ tính nội lực lề bộ hành
2.2.2. Tính nội lực
PL.L 3xl0002
= 375000 N.mm
+ Do hoat tải: Mp, =
- Mômen tại mặt cắt giữa nhịp:
DC.L2 2.5xl0002
312500 N.mm
+ Do tĩnh tải: M DC
8
8
- Trạng thái giới hạn cường độ:
MƯ — TỊ. [ỴDC X MDC + ỴpL X MpL ]
Trang 18
PL
88
Ví dụ tỉnh cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
= 0.95 X (1.25 X 312500 +1.75 X 375000) = 994531 N.mm
- Trạng thái giới hạn sử dụng:
Ms =[MDC+MPL ] = 312500+ 375000 = 687500 N.mm
2.2.3. Tính cốt thép:
-
Tiết diện chịu lực b X h = 1000 mm X 100 mm
Chọn a’ = 20 mm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép ngoài bê tông:
ds = h - a’ = 100 - 20 = 80 mm
Xác định chiều cao vùng nén a:
2x994531
2XM„
a = d: - . d: = 0.54 mm
= 80-. 80 (|)x0.85xf xb
0.9x0.85x30x1000
Bản lề bộ hành có 28 MPa< fc = 30 Mpa < 56 Mpa
=> Pi =0.85- —,(fc-28) = 0.85- —x(30-28) = 0. Xác định khoảng cách
từ thớ chịu nén đến trục trung hoà c:
Trang 19
_ a 0.54
____
c = — = —— = 0.646 mm
p! 0.836
- Xác định trường hợp phá hoại cho bài toán cốt đơn:
c 0 646
—=
= 0.008 < 0.45 => bài toán thuộc trường hợp phá hoại dẻo
ds 80
- Xác định diện tích cốt thép:
MỤC LỤC...............................................................................................................1
THIẾT KẾ CÀU BTCT DƯL TIẾT DIỆN T CĂNG TRƯỚC.....................................10
SO LIẸU THIET KE.............................................................................................10
s-i-....................................................................................................................16
BẢN MẶT CẦU....................................................................................................27
M,.....................................................................................................................36
M,LLxiooo'..................................................................................................................................................39
sr.................................................................................................................39
sr.................................................................................................................41
DẦM NGANG.......................................................................................................48
+ xếp 1 xe:..................................................................................................54
+ xếp 2 xe:..................................................................................................54
ị 1850 ị.........................................................................................................................................................60
Jf Ị2ỌỌ t......................................................................................................................................................61
q' = 8.84 N.mm............................................................................................................................................61
+ xếp 1 xe:..................................................................................................62
v„......................................................................................................................65
DẦM CHÍNH........................................................................................................66
yLc — pi-y'i+p2-y'2.....................................................................................82
5.4.1 Mômen................................................................................................................................................85
5.4.2. Lực cắt...............................................................................................................................................86
bi-yL , bi-yL , 1.................................................................................................93
TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO DAM chính............................................................110
s<..............................................................................................................113
s<..............................................................................................................113
i p...................................................................................................................115
s<..............................................................................................................116
s<..............................................................................................................116
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL
TIẾT DIỆN T CĂNG SAU.......................................................................................123
SỐ LIỆU THIẾT KẾ...........................................................................................124
TIẾT DIỆN GIỮA DẦM...........................................................................................................................126
TĨNH LAN CAN..................................................................................................127
BẢN MẶT CẦU..................................................................................................138
TÍNH DẦM NGANG...........................................................................................153
J I..............................................................................................................161
DẦM CHỦ..........................................................................................................162
s................................................................................................................163
s.....................................................................................................................166
TIẾT DIỆN ĐẦU DẦM............................................................................................................................177
200.
182
y'tg4-..............................................................................................................182
g4...................................................................................................................182
p=vf^..............................................................................................................186
f 'w4...............................................................................................................194
■yb„4+:..........................................................................................................194
-■yb04+:........................................................................................................194
-■y..................................................................................................................194
bg4.................................................................................................................194
g4...................................................................................................................194
ybg............................................................................................................200
[1-0,58.^11................................................................................................201
5.12.1. Tại thời điểm mổi vừa cắt cáp :......................................................................................................210
k =v =.............................................................................................................213
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL TIẾT DIỆN I CĂNG TRƯỚC....................................215
KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO..........................................216
TÍNH TOÁN LAN CAN LE bộ hành...................................................................221
DC3 = Qi + Q2+Q3 + Q4 + Q5 + Qõ+ Q7+ Qs=......................................223
p = ^.307?l = 0.005....................................................................................................................................236
dsxb 170x350.............................................................................................................................................236
BAN MẠT CAƯ BE TONG COT THEP.............................................................237
ĩ " 280.......................................................................................................245
CHƯƠNG 4...............................................................................................................................................252
THIẾT KẾ DẦM NGANG...................................................................................252
DCbmc = tf X1X yc = 200 X1X 0.25 X10'4 = 0.005(N/mm)....................................................................252
dc2= bxhxyDC = 200 X (900-200) X 0.25 xlO'4 =3.5(N/mm)..................................................................252
- Chọn (|)10a200 => 1000 mm có 5 thanh thép (diện tích As = 392.5 mm 2) và theo phương dọc
lề bộ hành bố trí (|)10a200
Hình 2.6. Bố trí cất thép trên lề bộ hành
2.2.1. Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm tra nứt)
- Tiết diện kiểm toán:
Tiết diện chữ nhật có b X h = 1000 mm X 100 mm
- Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo gần nhất:
dc = a' = 20 mm < 50 mm
- Diện tích của vùng bê tông bọc quanh 1 nhóm thép:
A =2xd xb = 2 x 20x1000 = 40000 mm2
- Diện tích trung bình của bê tông bọc quanh 1 thanh thép:
A=—=
= 8000 mm2
n5
- Mômen do ngoại lực tác dụng vào tiết diện:
M = 687500 N.mm
- Khối lượng riêng của bêtông: yc =2500 Kg/m3
- Môđun đàn hồi của bêtông:
Ec = 0.043 X Ỵ15C X yfỉ\
= 0.043 X 250015 X J3Õ = 2994.48 MPa
- Môđun đàn hồi của thép: Es = 200000 MPa
E 200000
------------------------------------------------------------------------ Hê sô tính đôi từ thép sang bê tông:
n = —L =-------------------------------------------------------------= 7.69
Fss
Ec 2994.48
- Chiều cao vùng nén của bê tông khi tiết diện nứt:
Ví dụ tính cầu BTCTDUL theo 22TCN272-05
_ ,n 392.5 =
7.69x A
X 1000
ll + ỈÍÌ^-2
X = nx—X
nxA.
b \
, 2x80x1000
„
= 20.70 mm
1H-------------------2
5.262x392.5
-Mômen quán tính của tiết diện bê tông khi đã nứt:
bxx3
■ + nxA x(d -x)
I=
1000x14.163
+ 7.69 X 392.5 X (80 - 20.70)2 = 11560296.11 mm4
-ứng suất trong cốt thép do ngoại lực gây ra:
687500
fs = ^v sx ( d - x ) x n =
X(80-20.70)X7.69 = 27.12 MPa
Icr ’
11560296.11 v
’
- Khí hậu khắc nghiệt: z = 23000 N / m m
- ứng suất cho phép trong cốt thép:
fsa = r-^— = . 23000
= 423.66 MPa
ịj d Q X A n 20 X 8000
-So sánh: fsa = 423.66 MPa > 0.6 X fy = 0.6 X 280 = 168 MPa chọn fỳ = 168 MPađể kiểm
tra:
fs = 27.12 MPa < 168 MPa. Vậy thoả mãn điều kiện về nứt 2.3.
Bó vỉa
- Giả thiết ta bố trí cốt thép cho bó vỉa như: hình 2.7 và hình 2.8
- Ta tiến hành kiểm tra khả năng chịu lực của bó vỉa dạng tường như sau:
+ Sơ đồ tính toán của lan can dạng tường là sơ đồ dẻo +
Chọn cấp lan can là cấp 3 dùng cho cầu có xe tải
Bảng 2.1: Lực tác dụng vào lan can
Chiều dài lực tác
Phương lực tác dụng
Lực tác dụng (KN)
dụng(mm)
Phương mằm ngang
Ft = 240
Lt = 1070
Phương thẳng đứng
Fv = 80
Lv = 5500
Phương dọc cầu
FL = 80
LL= 1070
+ Biểu thức kiểm toán cường độ của lan can có dạng
Rw>Ft
8xM b +8xM w . H +
Rw
—
2 XL - L \
c
Khi xe va vào giữa tường:
L =
L1+
lfL Ỵ
t
|
Mr.L
c
H
8xH. (M b +M w . H)
Khi xe va vào đầu tường:
Trang 15
H.(Mb + Mw.H)
Trong đó:
Rw: sức kháng của lan can
Mw : sức kháng mômen trên một đơn vị chiều dài đối với trục thẳng đứng Mc :
sức kháng mômen trên một đơn vị chiều dài đối với trục nằm ngang Mb: sức
kháng của dầm đỉnh H : chiều cao tường Lc: chiều dài đường chảy
Lt: chiều dài phân bố của lực theo phương dọc cầu Ft: lực xô ngang quy định ỏ
bảng 2.1
2.3.1. Xác định Mc: (Tính trên 1000 mm dài)
- Tiết diện tính toán b X h = 1000 mm X 100 mm và bố trí cốt thép (hình 2.7)
Hình 2.7. Tiết diện và bố trí cốt thép bó vỉa the phương đứng
- Cốt thép dùng (|)14a200 mm, 1000 mm dài có 5 thanh
- Tính toán với bài toán cốt đơn, tính cốt thép choi bên rồi bên còn lại bố trí tương tự.
- Diện tích cốt thép As:
. c 7Ĩ.^2
= 769.3 mm2
c
3.14xl42
A = 5x —— = 5x----:-------s
4
4
- Chọn a’ = 26 mm (khoảng cách từ trọng tâm thép đến mép ngoài của bê tông)
d =h-a' = 200-26-174 mm
- Xác định chiều cao vùng nén a:
Asxf
769.3x280
„^
_
a = _ _ 7— =
_ _ _ —= 8.45 mm
0.85xf xb 0.85x30x1000
- Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà:
a 8 45
c = —= —— =10.11 mm Pi
0.836
- Xác định trương hợp phá hoại của tiết diện:
— = 1M1 = 0.058 < 0.45 ds
175
Tiết diện thuộc trường hợp phá hoại dẻo:
- Sức kháng uốn cốt thép đứng trên 1 mm:
37853713.1
37853.713 N.mm/mm
Mn = As xfy x(ds --) = 769.3x280x^174-—j = 37853713.1 N.mm
- Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu:
f1
30
As > 0.03 X b.h.— = 0.03 X1000 X 200 X — = 642.86 mm2 s
280
1000 1000
fy
Vậy thoả mản điều kiện cốt thép nhỏ nhất
2.3.2. Xác định MWH
- MWH: Là sức kháng mômen trên toàn chiều cao tường đối với trục đứng:
- Tiết diện tính toán b X h = 300 mm X 200 mm và bố trí cốt thép (hình 2.8)
tọ
,,4
0
a=
200
\\
Hình 2.8. Tiết diện và bố trí cốt thép theo phương dọc cầu
- Cốt thép dùng 2 (|)14 mm
- Tính toán với
bài toán cốt đơn,
tính cốt thép
choi bên rồi bên
còn lại bố trí
tương tự.
- Diện tích cốt
thép As:
.
„ n.^1 = 11.26 mm
„ 3.14
2
Xl4
s
4
4
- Ta có a’= 40 mm
ds = h - a' = 200 - 40 = 160 mm
-
Xác định chiều cao vùng nén: a sxfy _ 307,72x280
0.
85xf xb 0.85x30x300
- Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà:
_ a _ 11.26
_
c=—=_'
= 13.47 mm
Pi 0.836
- Xác định trương hợp phá hoại của tiết diện:
= 0.084 <0.45
c _ 13.47
d. ” 160
Tiết diện thuộc trường hợp phá hoại dẻo
160
