thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép dưl nhịp giản đơn
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (509.04 KB, 81 trang )
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
Mục lục
Phần 1: Nội dung thuyết minh
1.
Chọn
tiết
diện
mặt
cắt
chủ.
1.1
Bố
trí
chung
mặt
cắt
cầu..
dầm
ngang
1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ...
2. Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu (A2.5.2.6.3-1)
3. Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu (A.4.6.2.6)
3.1 Đối với dầm giữa
3.2 Đối với dầm biên
4. Tính toán bản mặt cầu
4.1 Phơng pháp tính toán nội lực bản mặt cầu
4.2 Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải
4.3 Xác định nội do hoạt tải và ngời đi bộ
4.4 Vật liệu thiết kế cho bản mặt cầu
4.5 Tính toán cốt thép chiu lực
5. Tính toán nội lực dầm chủ do tĩnh tải
5.1 Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ
5.2 Các hệ số cho tĩnh tải p (Bảng A.3.4.1-2)
5.3 Xác định nội lực
6. Nội lực dầm chủ do hoạt tải
6.1. Tính toán hệ số phân phối hoạt tải theo làn
6.2 Tính toán hệ số phân phối của tải trọng ngời đi bộ
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
1
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
6.3 Xác định nội lực.
7. Các đặc trng vật liệu cho dầm chủ
7.1 Thép
7.2 Bêtông
8. Chọn và bố trí cáp dự ứng lực
8.1 Chọn cáp dự ứng lực
8.2 Bố trí cáp dự ứng lực
8.3 Tính tính các đặc trng hình học
9. Tính toán các mất mát ứng suất
9.1 Xác định một số thông số cho các bó cáp
9.2 Mất mát do ma sát fpF]
9.3 Mất mát do tụt neo
9.4 Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi
9.5 Mất mát ứng suất do co ngót (A.5.9.5.4.2)
9.6 Mất mát ứng suất do từ biến
9.7 Mất mát do dão thép ứng suất trớc
10. Kiểm toán theo - Trạng thái giới hạn cờng độ I
10.1 Kiểm toán Cờng độ chịu uốn
10.2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép ứng suất trớc
10.3 Tính cốt đai và kiểm toán cắt theo trạng thái giới hạn CĐ1
10.4 Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
2
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
thiết kế Môn học
cầu Bê tông cốt thép DƯL-Nhịp giản Đơn
* Các số liệu thiết kế:
-Dầm có mặt cắt ngang hình chữ T, chiều dài toàn dầm L= 24
m, kết cấu kéo trớc.
- Khổ cầu K8+2 x1,5m
- Tải trọng thiết kế: HL93
- Bó cốt thép DƯL: tao 12.7 mm
* Vật liệu sử dụng:
1. Vật liệu bê tông cho dầm chủ:
+ c = 24
+ fc = 45 Mpa
KN/m
3
+ Ec = 4800 f ' = 32199,378 Mpa
c
+ Hệ số poisson
= 0,2
2. Vật liệu bê tông XM cho lớp phủ:
+ c = 24 KN/m3
+ fc = 20 Mpa
+ Ec = 4800 f ' = 32199,378 Mpa
c
+ Hệ số poisson
= 0,2
3. Lớp phủ BTAP:
c = 22,5 KN/m3
4. Cốt thép DƯL có:
+ fy = 420 Mpa
+ Ep = 197000 Mpa
+ Es = 200000 Mpa
mm
+ Diện tích 1 tao = 140
2
+Cờng độ tính toán khi chế tạo : Rd2=12800 Kg/cm2
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
3
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
+Cờng độ tính toán khi sử dụng: Rd2=12800 Kg/cm2
* Yêu cầu:
- Nội dung bản thuyết minh đầy đủ rõ ràng
- Bản vẽ thể hiện mặt chính dầm, mặt cắt ngang, bố trí cốt
thép
bản vẽ trên giấy A1 hoặc A0
Phần 1: Nội dung thuyết minh`
1. Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ:
1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu
Tổng chiều dài toàn dầm là 24 mét, để hai đầu dầm mỗi
bên 0,3 mét để kê gối. Nh vậy chiều dài nhịp tính toán của nhịp
cầu là 23,4 mét.
Cầu gồm 5 dầm có mặt cắt chữ T chế tạo bằng bêtông có
fc=45MPa, bản cánh của dầm T chính là một phần bản mặt cầu
sau này, các dầm T sau khi đợc đổ tại chỗ bằng bêtông fc=45 Mpa
đợc đa lên gối sau đó đổ tiếp bê tông gân các cánh dầm với nhau
tạo thành bản mặt cầu. Trong quá trình thi công, để tạo dốc ngang
thoát nớc trên cầu ngời ta thay đổi chiều cao lớp mui luyện . Lớp phủ
mặt cầu gồm có 3 lớp: lớp phòng nớc có chiều dày 0,5cm, lớp bêtông
Asphalt trên cùng có chiều dày 7cm.Bản mặt cầu gồm 8 m phần đờng xe chạy,2 bên lề dành cho ngời đi bộ mỗi bên rộng 1,5 m. Lề ngời đi bộ và phần xe chay đợc ngăn cách nhau bởi lớp sơn, hai bên lan
can rộng 0,25m. Lớp phủ đợc tạo độ dốc ngang bằng cách kê cao các
gối cầu. Chiều rộng toàn mặt cầu:
B= 8+2x1.5+0.5x2+0.25x2=12.5 m
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
4
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
Mặt cắt ngang cầu
Khoảng cách giữa các dầm chủ S=2600 mm
Giữa phần xe chạy và lề ngời đi phân cách bằng giải phân
cách mềm
1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ.
Dầm chủ có tiết diện hình chữ T với các kích thớc sau:
-
Chiều cao toàn dầm: h=1200mm
-
Chiều rộng bản cánh chịu nén : b= 2100mm
-
Chiều dày bản cánh chịu nén hf= 200 mm
-
Chiều dày bản bụng bW=200 mm
-
Chiều rộng bầu dầm : 600 mm
-
Chiều cao bầu dầm : 300 mm
-
Vút trên :10x10 cm
-
Vút dới: 20x20
Các kích thớc khác nh hình vẽ:
2100
200
150
350
1000
200
300
Mặt cắt ngang dầm chủ
2. Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu (A2.5.2.6.3-1)
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
5
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
Yêu cầu: hmin=0,045.L
Trong đó ta có:
L: Chiều dài nhịp tính toán L=23200mm
hmin: chiều cao tối thiểu của kết cấu nhịp kể cả bản mặt cầu,
hmin =1200mm
suy ra: hmin=0,045.L=0,045.23200=1044mm< h = 1200mm =>
Thỏa mãn
3. Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu (A.4.6.2.6)
3.1 Đối với dầm giữa
Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thể lấy giá trị nhỏ nhất của
+ 1/4 chiều dài nhịp (=
23400
5850 mm)
4
+ 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của
bề dày bản bụng dầm hoặc 1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm
200
= 3450
2100 / 2
=12.200+max
+ Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau (S= 2600)Khống chế
3.2 Đối với dầm biên
Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể đợc lấy bằng 1/2 bề rộng
hữu hiệu của dầm kề trong(=2600/2=1300) cộng trị số nhỏ nhất
của
+ 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu(=
23200
2900 )
8
+ 6 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn giữa
1/2 độ dày bản bụng hoặc 1/4 bề rộng bản cánh trên của dầm
chính
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
6
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
200 / 2
=1725
2100 / 4
=6.200+max
+ Bề rộng phần hẫng( =1050) Khống chế
Kết luận: Bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu
Dầm
(bi)
giữa 2600 mm
Dầm
(be)
biên 2350 mm
Bảng 3
4. Tính toán bản mặt cầu
a
b
1
c
d
2
e
e
e
3
4
5
Mặt cắt ngang cầu
4.1 Phơng pháp tính toán nội lực bản mặt cầu:
áp
dụng
phơng
pháp
tính
toán
gần
đúng
theo
Điều
4.6.2(AASHTO98).
Mặt cầu có thể phân tích nh một dầm liên tục trên các gối đàn
hồi là các dầm chủ.
4.2 Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tảI:
Sơ đồ tính và vị trí tính nội lực
Theo Điều (A.4.6.2.1) : Khi áp dụng theo phơng pháp giải phải lấy
mô men dơng cực trị để đặt tải cho tất cả các vùng có mô men dơng, tơng tự đối vớii mô men âm do đó ta chỉ cần xác định nội
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
7
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
lực lớn nhất của sơ đồ. Trong dầm liên tục nội lực lớn nhất tại gối và
giữa nhịp. Do sơ đồ tính là dầm liên tục 3 nhịp đối xứng, vị trí
tính toán nội lực là: a, b, c, d, e nh hình vẽ.
Theo Điều (A.4.6.2.1.6): Các dải phải đợc coi nh các dầm liên tục
hoặc dầm giản đơn. chiều dài nhịp phải đợc lấy bằng khoảng cách
tâm đến tâm giữa các cấu kiện đỡ. Nhằm xác định hiệu ứng lực
trong các dải , các cấu kiện đỡ phải đợc giả thiết là cứng vô hạn .
Các tải trọng bánh xe có thể đợc mô hình hoá nh tải trọng tập
trung hoặc nh tải trọng vệt mà chiều dài dọc theo nhịp sẽ là chiều
dài của diện tích tiếp xúc đợc chỉ trong điều (A.3.6.1.2.5) cộng với
chiều cao của bản mặt cầu, ở đồ án này coi các tải trọng bánh xe
nh tải trọng tập trung.
Xác định nội lực do tĩnh tải
Tỷ trọng của các cấu kiện lấy theo Bảng (A.3.5.1.1) AASSHTO
Tĩnh tải tác dụng lên bản mặt cầu gồm các tĩnh tải rải đều do
TTBT của bản mặt cầu, TTBT của lớp phủ, lực tập trung do lan can
tác dụng lên phần hẫng.
Đối với tĩnh tải, ta tính cho 1 mét dài bản mặt cầu
Bản mặt cầu dày 200mm chính là chiều dày bản cánh dầm T,
tĩnh tải rải đều do TTBT bản mặt cầu:
gDC(bmc)=200.1000.24.10-6= 4,8 KN/m
Thiết kế lớp phủ dày 70mm, tĩnh tải rải đều do TTBT lớp phủ:
gDW=70.1000.22,5.10-6= 1,575 KN/m
Tải trọng do lớp phủ bê tông xi măng dày 4cm và lớp mui luyện dày
1 cm, bỏ qua trọng lợng của lớp chống thấm:
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
8
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
GDC2= (10 +40)*1000*24*24*10 -6= 1,2
KN/m
Tải trọng do lan can cho phần hẫng: Thực chất lực tập trung quy
đổi của lan can không đặt ở mép bản mặt cầu nhng để đơn
giản tính toán và thiên về an toàn ta coi đặt ở mép. gDC(Lan can)=
4,148 KN/m
+ Để tính nội lực cho các mặt cắt a, b, c, d, e ta vẽ đờng ảnh hởng của các mặt cắt rồi xếp tải lên đơng ảnh hởng. Do sơ đồ tính
toán bản mặt cầu là hệ siêu tĩnh bậc cao nên ta sẽ dùng chơng
trình Sap2000 để vẽ DAH và từ đó tính toán nội lực tác dụng lên
bản mặt cầu.
+ Công thức xác định nội lực tính toán:
MU= (P.M
DC1
+ P M
DC2
+P M
DW
)
: Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, và sự quan trọng trong
khai thác xác định theo Điều 1.3.2
=iDR 0,95
Hệ số liên quan đến tính dẻo D = 0,95 (theo Điều 1.3.3)
Hệ số liên quan đến tính d R = 0,95 (theo Điều 1.3.4)
Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác i = 1,05 (theo
Điều 1.3.5)
=> = 1,05.0,95.0,95 = 0,95
p: Hệ số tĩnh tải (Bảng A.3.4.1-2)
Loại tải trọng
TTGH
độ1
DC: Cấu kiện và các thiết bị
phụ
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Cờng TTGH Sử dụng
1,25/0,9
1
Lớp
9
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
DW: Lớp phủ mặt cầu và các
tiện ích
1,5/0,65
1
4.2.1 Nôi lực mặt cắt a
Mômen tại mặt cắt a là mômen phần hẫng.
Sơ đồ tính dạng công xon chịu uốn
Bản mặt cầu
Lớ p phủ
Lan
can
Ma=
[. p .
g DC1( bmc) .1050.1050
2.10 6
. p .
g DƯW .(1050 500) 2
2.10
6
. p .g DC 2(lcncan) .1050.10 3 p g DC 2( lopphuBTXM )
Trong THGH cờng độ 1 Ma=
0,95.[
4,8.1050.1050.1,25 1,557.550.550.1,5
1.2 * 550 * 550 *1.5
4,148.1050.1,25.10 3
]
6
6
2.10
2.10
2.10 6
=8.912266 kNm
Trong THGH sử dụng Ma=
0,95.[
4,8.1050.1050.1 1,665.550.550.1
1,2.550.550.1
4,148.1050.1.10 3
]
6
6
2.10
2.10
2.10 6
= 7,05006 kNm
4.2.2 Nội lực mặt cắt b:
+
-
Đ ờng ảnh h ởng Mb
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
10
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
Để tạo ra ứng lực lớn nhất tĩnh tải, trên phần Đah dơng ta xếp tĩnh
tải vớii hệ số lớn hơn 1, trên phần Đah âm ta xếp tĩnh tải với hệ số
nhỏ hơn 1.Cụ thể xếp nh sau:
Bmc
Phủ
+
-
Xếp tải lên phần Đ ah d ơng
Bmc
Phủ
+
-
Xếp tải lên phần Đ ah â
m
Tính nội lực theo công thức:
MU= (P.M
DC1
+ P M
DC2
+P M
DW
)
Trên phần Đah dơng:
Với bản mặt cầu lấy hệ số p= 1,25 trong THGH CĐ1, bằng 1
trong THGH SD
Với lớp phủ lấy hệ số p= 1,5 trong THGH CĐ1, bằng 1 trong
THGH SD
Trên phần Đah âm:
Với bản mặt cầu lấy hệ số p= 0,9 trong THGH CĐ1, bằng 1 trong
THGH SD
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
11
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
Với lớp phủ lấy hệ sô p= 0,65 trong THGH CĐ1, bằng 1 trong THGH
SD
Sau khi giải sơ đồ bằng Sap2000 kết quả mô men M b trong bảng
dới đây
Bảng 4.2.2
Mặt
cắt
ĐAH
b
+
Diện
tích
0.672
01
0.3851
-
DC1
DW
3.225
63
1.864
82
1.8483
1.0686
4.2.3 Nội lực mặt cắt Mc
+
+
-
-
Đ ờng ảnh h ởng Mc
Làm tơng tự nh trên , ta có bảng kết quả sau:
Bảng 4.2.3
Mặt
cắt
DAH
c
Diện
tích
DC1
DW
+
0.184
13
0.883
83
0.510
96
-
0.788
14
3.783
08
2.187
09
4.2.4 Nội lực mặt cắt Md:
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
12
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
+
+
-
-
Đ ờng ảnh h ởng Md
Bảng 4.2.4
Mặt
cắt
Diện
DAH tích
d
0.594
49
+
DC1
DW
2.853
55
1.649
71
0.3135 1.5047 0.8699
-
4.2.5 Nội lực mặt cắt e
+
+
-
-
-
-
Đ ờng ảnh h ởng Me
Bảng 4.2.5
Mặt căt
Diện
DAH tích
e
+
-
0.209
95
DC1
DW
1.007
78
0.582
62
0.7772 3.7305 2.1567
Bảng tổng hợp nội lực do tĩnh tải tại các mặt cắt (a, b, c, d, e) là:
TTGHSD
Mặt
cắt
DAH
DC1
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
TTGHCĐ1
DW
DC1
DW
Lớp
13
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
3.2256
b
1.8648
+
3
2
-
1.8483
1.0686
0.8838
c
0.5109
+
3
6
-
3.7831
2.1871
+
5
1
-
1.5047
0.8699
2.8535
d
-1.6635
-0.6946
1.1047
0.7664
5
-3.4048
0.5826
8
2
-
3.7305
2.1567
-1.4216
3.5669
4
+
2.7972
3
9
1.6497
1.0077
e
4.0320
4
2.4745
6
-1.3542
-0.5654
1.2597
0.8739
3
4
-3.3574
-1.4018
4.3 Xác định nội do hoạt tải và ngời đi bộ:
Tải trọng thiết kế dùng cho bản mặt cầu và quy tắc xếp tải
áp dụng quy định của Điều 3.6.1.3.3 (AASHTO98) :
Do nhịp của bản S=2600<4600mm phải đợc thiết kế theo các
bánh xe của trục 145KN.
Tải trọng bánh xe phải đợc giả thiết là bằng nhau trong phạm một
đơn vị trục xe và sự tăng tải trọng bánh xe do các lực ly tâm và lực
hãm không cần đa vào tính toán bản mặt cầu.
Xe tải thiết kế hoặc xe hai bánh thiết kế phải bố trí trên chiều
ngang sao cho tim của bất kỳ tải trọng bánh xe nào cũng không gần
hơn (3.6.1.3.1) :
+ 300mm tính từ mép đá vỉa hay lan can:
Khi thiết kế bản
mút thừa
+ 600mm tính từ mép làn xe thiết kế:
Khi thiết kế các bộ phận
khác
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
14
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
Do cầu không có dải phân cách xe thiết kế có thể đi vào phần
bộ hành
Khi xếp xe lên đờng ảnh hởng sao cho gây ra hiệu ứng lực cực
hạn cả âm và dơng
Bề rộng dải tơng đơng :áp dụng Điều 4.6.2.1.3
Phần hẫng: SW = 1140 + 0,833X
SW=1140+0,883.250=1348.25 mm
Mô men dơng M+: SW = 660 + 0,55S = 660+0,55.2600= 2090
mm
Mô men âm M- : SW = 1220 + 0,25S =1220+0,25.2600 = 1870
mm
Trong đó
X = Khoảng cách từ tải trọng đến điểm gối tựa (mm), X= 250
mm
S
P
= Khoảng cách của trục cấu kiện đỡ s=2600
x
300
SW = Bề rộng dải tơng đơng
P
= Tải trọng trục xe (N)
Tải trọng bộ hành
Theo Điều 3.6.1.5 lấy tải trọng ngời đi bộ 3x10-3 Mpa và phải tính
đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế.
4.3.1 Nội lực do Truck Load
Do TruckLoad và TendomLoad có khoảng cách 2 trục theo chiều
ngang cầu nh nhau(1800mm) nhng TruckLoad có trục sau(145 KN)
nặng hơn TendomLoad(110 KN) nên ta chỉ tính nội lực trong bản
mặt cầu do TruckLoad.
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
15
ThiÕt KÕ m«n häc
Cầu Bê Tông DUL
VÏ §êng ¶nh hëng vµ xÕp t¶i
Sinh viªn: NguyÔn TiÕn Tó
TDHTKCD K48
Líp
16
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
Sơ đồ tính mômen phần hẫng của bản
mặt cầu
P=72,5/2
x
3
00
+ Công thức xác định mômen trong THGH
CĐ1 cho 1 mét dài bản mặt cầu:
MTruckLoad
+
.Pi (1 IM ). yi
1,75.72,5.1,25. yi
0,95
2090
SW
=
.Pi (1 IM ). yi
1,75.72,5.1,25. yi
0,95
1870
SW
MTruckLoad-=
.( Pi IM ).x
1,75.1,25.72,5.x
0,95
2.1,34825
2.SW
MTruckLoadhẫng=
Trong đó =1,75 (Xem phần 7), =0,95
yi: Tung độ đờng ảnh hởng
Ma
0,95
Mb=
Mc=
Md=
Mc=
0,95
1,75.72,5.1,25.250
13.9685
2.1,34825
KNm
1,75.72,5.1,25.(0,525 0,0807)
2.090
32,03 KNm
0,95
0,95
1,75.72,5.1,25.(0.0499 0,207 0,179 0,02829)
1,87
=-37,4 KNm
1,75.72,5.1,25.(0,453 0,0648)
2,09
KNm=28
0,95
1,75.72,5.1,25.(0.0313 0,182 0,182 0.0313)
1,87
=-34.37KNm
Bảng kết quả mômen tại các mặt cắt do TruckLoad
Bảng 4.3.1-a
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
17
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
Mặt cắt
Trạng thái gới hạn cờng độ 1
Giá
trị(KNm)
a
b
c
d
e
13,96
85
32,03
-37,4
28
-34.37
+ Công thức xác định mômen trong THGH SD cho 1 mét dài bản
mặt cầu:
MTruckLoad
+
.Pi (1 IM ). y i
1.72,5.1,25. y i
0,95
2090
SW
=
.Pi (1 IM ). y i
1.72,5.1,25. y i
0,95
1870
SW
MTruckLoad-=
.Pi (1 IM ).x
1.1,25.72,5.x
0,95
2.1,34825
2.SW
MTruckLoadhẫng=
Trong đó =1(Bảng A3.4.1-2), =0,95, yi: tung độ đờng ảnh hởng
Ma
0,95
Mb=
Mc=
Md=
Mc=
0,95
1.72,5.1,25.250
2.1,34825
7.982 KNm
1.72,5.1,25.(0,525 0,0807)
2090
=18.302 KNm
0,95
0,95
1.72,5.1,25.(0.0499 0,207 0,179 0,02829)
21,371
1870
KNm
1.72,5.1,25.(0,453 0,06489)
15,60
2090
KNm
0,95
1.72,5.1,25.(0,0313 0,182 0,182 0,0313)
19,64
1870
KNm
Bảng kết quả mômen tại các mặt cắt do TruckLoad
Bảng 4.3.1-b
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
18
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
Mặt cắt
Trạng thái gới hạn sử dụng
a
Giá
trị(KNm)
b
-7,982 18,302
c
d
e
21,371
15,6
-19,64
4.3.2 Nội lực do PeopleLoad
Xếp tải trọng ngời lên Đah các mặt cắt a, b, c, d, e ta có bảng kết
quả sau
Bảng 4.3.2
Mặt cắt
Diện
tích
a
b
c
d
e
-0.1501 0.17575 -0.1008 -0.3882 0.02465
TTGHSD -0.4503 0.52725 -0.3025 -1.1645 0.07396
TTGH
CĐ1
-0.788
0.92269 -0.5294 -2.0379 0.12943
Vậy nội lực để thiết kết bản mặt cầu là:
Mô men
Âm
Dơng
Hẫng
TTGH còng độ 1
-42.528
39.3852
22.7307
TTGH sử dụng
-27.644
24.3153
14.5818
4.4 Vật liệu thiết kế cho bản mặt cầu
+ Bê tông bản mặt cầu
fC = 45 Mpa Cờng độ nén quy định ở tuổi ở tuổi 28
ngày
Ec = 0,043. y1c,5 . f c'
Ec= 0,043.25001,5
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
(A5.4.2.4-1)
45 = 36056.596 MPa
Lớp
19
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
+ Cốt thép
fy= 420 Mpa Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh
cốt thép
Es= 200000 MPa
4.5 Tính toán cốt thép chiu lực
+ Lớp bảo vệ
Theo bảng (A.5.12.3-1)
Mép trên bản : a = 60 mm vì bản chịu mài mòn của vấu
lốp xe
Mép dới bản : a= 25 mm
+ Sức kháng uốn của Bản
Mr = .Mn
: Hệ số sức kháng quy định theo Điều (A.5.5.4.2.1) ta có =
0,9 Đối với trạng thái giới hạn cờng độ 1 (Cho BTCT thờng)
Mr : Sức kháng uốn tính toán
Mn : sức kháng uốn dang định
Đối với cấu kiện chịu uốn khi sự phân bố ứng suất gần đúng theo
hình chữ nhật nh quy định của Điều 5.7.2.2 thì M n xác định Điều
5.7.3.2.3
a
a
a
a h
M n a ps f ps d p As f y d s A' s f ' y d s' 0.85 f c' (b bw ) 1hr r
2
2
2
2 2
Vì không có cốt thép ứng suất trớc ,b=bW và coi As = 0
M n As f y d s
a
2
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
20
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
Trong đó:
AS =
Diện tích cốt thép chịu kéo không ứng suất trớc (mm2)
fy =
Giới hạn chảy qui định của cốt thép (Mpa).
dS =
Khoảng cách tải trọng từ thớ nén ngoài cùng đến trọng
tâm cốt
thép chịu kéo không ứng suất trớc (mm)
A'S =
Diện tích cốt thép chịu nén (mm2)
f'y =
Giới hạn chảy qui định của cốt thép chịu nén (Mpa).
d'p =
Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm
cốt thép
chịu nén (mm)
f'c =
Cờng độ chịu nén qui định của bê tông ở tuổi 28 ngày
(Mpa)
b
=
Bề rộng của mặt chịu nén của cấu kiện (mm)
bw =
Chiều dày của bản bụng hoặc mặt cắt tròn (mm)
1 =
Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất qui định trong
điều (A.5.7.2.2)
h1 = Chiều dày cánh chịu nén của cấu kiện dầm I hoặc T(mm)
a = c1 ; chiều dày của khối ứng suất tơng đơng (mm) điều
(A.5.7.2.2)
a c 1
A ps f ps As f y Ac' f y'
'
c
0.85 f 1bw
1
As f y
0.85 f c' b
Theo trạng thái giới hạn cờng độ I Cốt thép phải bố trí sao cho
mặt cắt đủ khả năng chịu lực
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
21
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
4.5.1 Bố trí cốt thép chịu mômen âm của bản mặt cầu(cho 1
mét dài bmc) và kiểm toán theo THGH Cờng độ 1.
+ Không xét đến cốt thép chịu nén (sẽ bố trí cho mômen dơng
của bản mặt cầu)
+ Mômen tính toán cho mômen âm của bản mặt cầu
Mu= 42.528 KNm (Bảng trên)
+ Ta chọn trớc số thanh rồi kiểm toán cờng độ
+ Bố trí 5 thanh cốt thép 16
=> Diện tích cốt thép As=5.
dp=ts- 60-
3,1416.162
=1005,312mm2
4
d0
16
= 200 - 60- =132 mm
2
2
1=0,85-(12/7)0,05=0,764 > 0.65
c
As f y
'
c
0.85 f 1b f
1005,312.420
= 6,773 mm
0,85.45.0,764.2400
a=.c=0,764. 6,773 =5,1744 mm
a
2
Mn=As.fs.(dp- )=1005,312.420.(132-
5,1744
).10-6= 54,64 KNm
2
Mr=.Mn=0,9. 54,64 = 49,18 KNm > Mu=37,758KNm => (Thoả
mãn)
Vậy mặt cắt thoả mãn về cờng độ.
+ Kiểm tra lợng cốt thép tối đa (A.5.7.3.3.1)
Phải thoả mãn điều kiện
c
0.42
de
de = dP =132 mm (Do coi Aps = 0 (A.5.7.3.3.1-2))
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
22
Thiết Kế môn học
Cu Bờ Tụng DUL
c: khoảng cách từ
thớ chịu nén ngoài cùng đến trục TH,
c=6,773 mm
c
6,773
=
= 0,051 < 0,42
de
132
=> Thoả mãn
Vậy mặt cắt giữa nhịp thoả mãn về hàm lợng thép tối đa.
+ Lợng cốt thép tối thiểu
Mr > min ( 1,2Mcr, 1,33Mu) (Điều A.5.7.3.3.2)
Trong đó Mcr : Sức kháng nứt đợc xác định trên cơ sở phân bố
phân bố ứng suất đàn hồi và cờng độ chịu kéo khi uốn, f r
(A.5.4.2.6)
fr 0.63 f c' 0.63 45 4,226Mpa
Trong trạng thái GHSD, ở trạng thái cuối cùng(mc liên hợp), ƯS kéo BT
M .y
I
200
f=
68
ở đáy dầm do các loại tải trọng là:
1000
trong đó
Mu= 27,644 KNm
y: Khoảng cách từ trục TH đến thớ trên
200.1000.100 1005,312.68
200000 =97,62 mm
y=
1000.200 1005,312.
36056.596
I: Mômen quán tính của mặt cắt
I=
1000.200 3
1000.200.(100 97,62) 2 1005,312.(97,62 68) 2 =
12
668681539.4
mm4
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
23
Thiết Kế môn học
Thay vào ta đợc f=
Cu Bờ Tụng DUL
27,644.97,62 6
10 = 4,036 MPa
668681539.4
Nh vậy Mcr là mômen gây thêm cho dầm để ƯS thớ dới của bêtông
đạt đến ƯS suất keó:
M cr . y
I .106=ff-f = 4,226- 4,036 =0,1903 MPa
Mcr=
0,1903.668681539,4.10 6
= 1,303 KNm
97,62
Vậy min ( 1.2Mcr, 1.33Mu)=min(1,6315 ; 36.76652)= 1,564
KNm
Mr > 5,352 . Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lợng thép tôi
thiểu
Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép
Theo Điều (A.5.10.3.2) Trong bản cự ly giữa các cốt thép không đợc vợt quá 1,5 chiều dày cấu kiện hoặc 450mm
Smax 1,5x200=300 (mm)
4.5.2 Bố trí cốt thép dơng cho bản mặt cầu( cho 1 mét dài bmc)
và kiểm toán theo THGH Cờng độ 1.
+ Không xét đến cốt thép chịu nén (bố trí cho mômen âm của
bản mặt cầu)
+ Mômen tính toán cho mômen dơng của bản mặt cầu
Mu=39,3852 KNm (Xem bảng trên)
+ Ta chọn trớc số thanh rồi kiểm toán cờng độ
+ Bố trí 5 thanh cốt thép 16
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
24
Thiết Kế môn học
=> Diện tích cốt thép As=5.
dp=ts- 60-
Cu Bờ Tụng DUL
3,1416.162
=1005,312mm2
4
d0
16
= 200 - 60- =132 mm
2
2
1=0,85-(12/7)0,05=0,764 > 0.65
c
As f y
'
c
0.85 f 1b f
1005,312.420
= 7,215 mm
0,85.45.0,72857.2100
a=.c=0,72857. 7,215 =5,2565 mm
a
2
Mn=As.fs.(dp- )=1005,312.420.(132-
5,2565
).10-6= 54,625 KNm
2
Mr=.Mn=0,9. 54,625 = 49,16 KNm > M u=39,3852 KNm
=>
(Thoả mãn)
Vậy mặt cắt thoả mãn về cờng độ.
+ Kiểm tra lợng cốt thép tối đa (A.5.7.3.3.1)
Phải thoả mãn điều kiện
c
0.42
de
de =dP =168 mm (Do coi Aps = 0 (A.5.7.3.3.1-2))
c: khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục TH,
c=9,952
c
7,215
=
=0,043 < 0,42 Thoả mãn
de
168
Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lợng thép tối đa.
+ Lợng cốt thép tối thiểu
Mr > min ( 1.2Mcr, 1.33Mu) (Điều A5.7.3.3.2)
Sinh viên: Nguyễn Tiến Tú
TDHTKCD K48
Lớp
25
