Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BTCT

THIẾT KẾ CẦU MÁNG BTCT


CẦU MÁNG BÊTÔNG CỐT THÉP
7

5

6

3

1

7
2

4

1 Cửa vào;

2 Mố bên;

3 Thân máng;

5 Khe co giãn;

6 Cửa ra;

7 Kênh.

4 Trụ đỡ;

Sơ đồ mặt cắt dọc cầu máng
Tính toán cầu máng nhịp liên tục, không có khe co giãn









Yêu cầu đồ án môn học:
•

Thiết kế kênh dẫn nước qua vùng trũng gồm các hạng mục công trình chính:

1 - Lề đi
2 - Vách máng
3 - Đáy máng
4 - Dầm đỡ giữa

δ

2
3

4

1


Yêu cầu chung
•

Thuyết minh: (35÷40) trang

– Nêu chi tiết các bước tính toán cho từng hạng mục theo các
bước tính toán
– Vẽ hình thể hiện cách bố trí
•

Bản vẽ: (A1)

– Thể hiện chi tiết mặt cắt dọc, ngang, các lớp thép cho các
hạng mục theo đúng yêu cầu của bản vẽ kỹ thuật


ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
TT

Họ và tên

Chiều
dài
L (m)

Bề rộng
Hmax
B
(m)
(m)

Mác BT

Nhóm
thép

Số
nhịp

1

 

30

3.0

2.4

150

CI

5

2

 

30

3.1

2.3

150

CI

5

3

 

30

3.2

2.2

150

CI

5

4

 

30

3.3

2.1

150

CI

5

5

 

30

3.4

2.0

150

CI

5

6

 

30

3.5

1.9

150

CI

5

7

 

30

3.6

2.4

150

CI

5

8

 

30

3.7

2.3

150

CI

5

9

 

30

3.8

2.2

150

CI

5

10  

30

3.9

2.1

150

CI

5

11  

28

3.0

2.0

150

CI

4


A. SỐ LIỆU THIẾT KẾ (Số liệu riêng)
•
•
•
•
•
•

Chiều dài máng L
Mác bê tông
Bề rộng máng B
Loại cốt thép
Cột nước lớn nhất trong máng Hmax
Số nhịp n


A. SỐ LIỆU THIẾT KẾ (Số liệu chung)
•
•

Độ vượt cao an toàn: δ = 0,5m
Tải trọng gió: qg = 1,2 kN/m

2

 Gió đẩy: Hệ số kgió đẩy = 0,8
 Gió hút: Hệ số kgió hút = 0,6

•
•
•
•
•

Cầu máng thuộc công trình cấp III
Dung trọng bê tông: γ b = 25 kN/m

3

Bề rộng vết nứt giới hạn: angh = 0,24 mm
Độ võng cho phép: [f/l] = 1/500
2
2
Tải trọng người đi: qng = 200 kG/m = 2 kN/m


Các bước thiết kế
•
•
•
•
•

•

Bước 1: Chọn kích thước và sơ đồ tính
Bước 2: Tải trọng tác dụng
Bước 3: Xác định nội lực
Bước 4: Tính toán và bố trí cốt thép
Bước 5: Kiểm tra biến dạng, Kiểm tra nứt
Bước 6: Kiểm tra võng


B. THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CẦU MÁNG
•
•

Tổ hợp tải trọng: tổ hợp cơ bản
Trình tự thiết kế các bộ phận:

 Bước 1: Chọn kích thước và Xác định sơ đồ tính toán
 Bước 2: Xác định tải trọng tác dụng
 Tải trọng tiêu chuẩn qc → Kiểm tra nứt, tính bề rộng vết nứt, độ võng (TTGH II)
 Tải trọng tính toán qtt = qc.nt → Xác định cốt thép dọc chịu lực, cốt đai và cốt xiên
(nếu cần) (TTGH I).

 Bước 3: Xác định nội lực (tính tay, tra bảng, hoặc dùng phần mềm)
 Bước 4: Tính toán và bố trí cốt thép:
• Cốt dọc chịu lực tại mặt cắt có Mmax (bố trí 4÷ 5 thanh/m với KC dạng bản)
• Cốt cấu tạo (4÷ 5 thanh/m vuông góc với cốt chịu lực với KC dạng bản)
• Tính toán cốt thép đai, xiên cho mặt cắt có Qmax (phương pháp TTGH)

 Bước 5: Kiểm tra nứt (mặt cắt có Mmax):

• Mặt cắt cho phép xuất hiện khe nứt: nếu bị nứt, tính a n• Mặt cắt không cho phép xuất hiện khe nứt, nếu bị nứt → đề ra giải pháp khắc phục
(không cần tính lại từ đầu)

 Bước 6: Tính và kiểm tra độ võng


LƯU Ý!
Khuyến khích sử dụng phần mềm
phân tích kết cấu SAP2000 trong tính
toán xác định nội lực của các bộ phận
kết cấu cầu máng hoặc tổng thể mặt cắt
ngang cầu máng


I - THIẾT KẾ LỀ ĐI


I. LỀ NGƯỜI ĐI
1.1. Sơ đồ tính toán

•

Cắt 1m theo chiều dài máng, coi lề như một dầm công xôn ngàm tại đầu vách máng.
(Chọn bề rộng lề l = 0,8m, chiều dày lề h1= 8 ÷ 12cm)


I. LỀ NGƯỜI ĐI
1.2. Tải trọng tác dụng

•

Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên lề người đi gồm:

– Trọng lượng bản thân (qbt): qcbt = γ b . h . 1m
– Tải trọng người (qng): qcng = 2.1m = 2 kN/m
•

Tải trọng tính toán tổng cộng tác dụng lên lề người đi:
c
c
q = nbt . q bt + nng . q ng
nbt = 1,05; nng = 1,2 - Hệ số vượt tải (TCVN 4116-85)


I. LỀ NGƯỜI ĐI
Lập bảng thống kê tải trọng
STT

Loại tải trọng

Giá trị
tiêu
chuẩn

Hệ số
vượt
tải

Giá trị

tính toán

1

Tải trọng bản thân

…

1.05

…

2

Tải trọng người

2

1.2

…


I. LỀ NGƯỜI ĐI
1.3. Xác định nội lực

Mmax = qL2/2
Qmax = qL

Sử dụng SAP2000 xác định nội lực lề đi
Cách 1: Theo sơ đồ tải trọng q = qbt + qng (trong tính
toán bỏ qua khai báo vật liệu và kích thước)
qbt
qng
TH = 1,05qbt + 1,2qng

M
Q


Cách 2: Theo sơ đồ tải trọng q = qng (trong tính toán
cần khai báo vật liệu và kích thước lề đi)

qng
TH = 1,05DEAD + 1,2qng

M
Q


I. LỀ NGƯỜI ĐI
1.4. Tính toán và bố trí cốt thép

– Tính toán và bố trí cốt thép dọc: (mặt cắt ngàm)
Tính như cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật:
b = 100cm, h = 10cm, chọn a = 2cm
Bố trí cốt thép chịu lực: 4÷ 5 thanh/1m
Bố trí cốt thép cấu tạo : 4÷ 5 thanh/1m
– Tính toán và bố trí cốt thép ngang:

Kiểm tra điều kiện tính toán cốt ngang tại mặt cắt có Qmax
knncQ < k1mb4Rkbh0 → Không cần đặt cốt ngang.