BAI GIANG CAU BTCT (slide).PDF
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.34 MB, 23 trang )
15-Jul-14
MÔN HỌC
THIẾT KẾ CẦU BTCT
GV: HỒ VIỆT LONG
TÀI LIỆU THAM KHẢO
GS.TS Nguyễn Viết Trung – PGS.TS Nguyễn Ngọc Long – NXB GTVT
TÀI LIỆU THAM KHẢO
GS.TS Lê Đình Tâm – NXB Xây Dựng
1
15-Jul-14
MỤC TIÊU CỦA MÔN HỌC
Cấu tạo và dạng kết cấu nhịp cầu BTCT
Công nghệ chế tạo dầm BTCT
Tải trọng tác dụng lên KCN
Sơ đồ tính tốn, tổ hợp tải trọng
Kiểm toán các bộ phận kết cấu nhịp
1. ĐẶC ĐIỂM CỦA CẦU BTCT
1.1 Vật liệu làm cầu:
1. ĐẶC ĐIỂM CỦA CẦU BTCT
1.1 Vật liệu làm cầu:
Chịu nén
Chịu kéo
Hệ số (toC)
Bê tơng
Dính bám
Thép
Phản ứng hóa học
Kéo, Nén
2
15-Jul-14
1. ĐẶC ĐIỂM CỦA CẦU BTCT
1.1 Vật liệu làm cầu:
1.2 Ưu nhược điểm của Cầu BTCT ?
2. VẬT LIỆU LÀM CẦU BTCT
2.1 Bê tông:
a. Cường độ chịu nén của Bê tông: (f’c)
Theo 22 TCN – 272 – 05, mẫu dùng để xác định f’c của bê tông là:
Cường độ chịu nén của bê tông: là cường độ chịu nén của 1 mẫu chuẩn …, có
đường kính …, chiều cao …, chất tải đến lúc ..., ở … ngày tuổi
2. VẬT LIỆU LÀM CẦU BTCT
2.1 Bê tông:
b. Cường độ chịu nén của Bê tông tại thời điểm bắt đầu chịu lực: (f’ci)
c. Mô đun đàn hồi của Bê tông: (Eci và Ec)
3
15-Jul-14
2. VẬT LIỆU LÀM CẦU BTCT
2.1 Bê tông:
d. Cường độ chịu kéo của Bê tông: (fr)
+ TN kéo trực tiếp:
fr = 0.33 f ′ c
2. VẬT LIỆU LÀM CẦU BTCT
2.1 Bê tông:
d. Cường độ chịu kéo của Bê tông: (fr)
+ TN ép vỡ:
fr = 2. (P/L)/(D)
2. VẬT LIỆU LÀM CẦU BTCT
2.1 Bê tông:
d. Cường độ chịu kéo của Bê tông: (fr)
+ TN kéo do uốn:
fr = 0.63 f ′ c
4
15-Jul-14
2. VẬT LIỆU LÀM CẦU BTCT
2.2 Thép dự ứng lực: Cáp loại tự chùng thấp, cấp 270
a. Mô đun đàn hồi của cáp: (Ep)
Ep = 197 000 Mpa
b. Cường độ chịu kéo của cáp: (fpu)
fpu = 1860 Mpa
c. Giới hạn chảy của cáp: (fpy)
fpy = 0.9 fpu Mpa – cáp tự chùng thấp
2.3 Cốt thép thường:
a. Mô đun đàn hồi của thép: (Es)
Es = 200 000 Mpa
b. Giới hạn chảy của thép: (fy)
fy = 420 Mpa
3. KẾT CẤU BTCT THƯỜNG
3.1 Cốt thép chịu lực:
3. KẾT CẤU BTCT THƯỜNG
3.2 Các giai đoạn làm việc của dầm BTCT thường:
Dầm BTCT thường
Gia tải P1
Giỡ tải
(Giai đoạn I)
Gia tải P2 > P1
(Giai đoạn II)
Gia tải P3 > P2
(Giải đoạn III)
Hạn chế của kết cấu BTCT thường ?
5
15-Jul-14
4. KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC
4.1 Bản chất của việc tạo dự ứng lực:
Dưới tác dụng của tải trọng
Tạo ra hiệu ứng ngược
Dự ứng lực
Bản chất dự ứng lực: là tạo ra 1 ứng suất … trước, trong vùng bê tông
sẽ chịu ứng suất …, dưới tác dụng của …!
4. KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
Sơ đồ kéo thẳng
Sơ đồ kéo thẳng kết hợp kéo cong
Sơ đồ kéo thẳng kết hợp gấp khúc
Sơ đồ kéo cong
4. KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
a. Mục tiêu của các sơ đồ bố trí cáp:
Các nguyên nhân gây nứt trong cầu BTCT:
•
Ứng suất kéo pháp tuyến:
s1 =
s2 =
s = s1 + s2
•
Ứng suất kéo chủ:
s
=
s
s
−
s
s
+ t2
6
15-Jul-14
4. KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
b. Các sơ đồ bố trí cáp:
* Sơ đồ kéo thẳng:
•
Ứng suất pháp của bê tơng tại thớ dưới
4. KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
b. Các sơ đồ bố trí cáp:
* Sơ đồ kéo thẳng:
• Ứng suất pháp của bê tông tại thớ trên:
4. KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
b. Các sơ đồ bố trí cáp:
* Sơ đồ kéo cong:
• Ứng suất pháp của bê tông tại thớ dưới
7
15-Jul-14
4. KẾT CẤU BTCT DỰ ỨNG LỰC
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
b. Các sơ đồ bố trí cáp:
* Sơ đồ kéo cong:
•
Ứng suất pháp của bê tơng tại thớ trên:
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.1 Phương pháp căng trước: (Căng cáp trước khi đổ bê tông)
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.1 Phương pháp căng trước: (Căng cáp trước khi đổ bê tông)
Dầm I BTCT dự ứng lực– Chế tạo theo công nghệ căng trước
8
15-Jul-14
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.1 Phương pháp căng trước: (Căng cáp trước khi đổ bê tông)
a. Thiết bị phục vụ công nghệ căng trước:
+ Dựa vào đâu để căng cáp?
Bệ căng cáp
(Thép, Bê tông + thép)
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.1 Phương pháp căng trước: (Căng cáp trước khi đổ bê tông)
a. Thiết bị phục vụ công nghệ căng trước:
+ Neo giữ cáp vào bệ căng?
Neo đơn, nêm thép
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.1 Phương pháp căng trước: (Căng cáp trước khi đổ bê tông)
a. Thiết bị phục vụ công nghệ căng trước:
+ Căng cáp?
9
15-Jul-14
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.1 Phương pháp căng trước: (Căng cáp trước khi đổ bê tơng)
b. Trình tự thi công theo công nghệ căng trước:
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.2 Phương pháp căng sau: (Căng cáp sau khi đổ bê tông)
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.2 Phương pháp căng sau: (Căng cáp sau khi đổ bê tông)
a. Thiết bị phục vụ công nghệ căng sau:
10
15-Jul-14
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.2 Phương pháp căng sau: (Căng cáp sau khi đổ bê tông)
a. Thiết bị phục vụ công nghệ căng sau:
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.2 Phương pháp căng sau: (Căng cáp sau khi đổ bê tông)
a. Thiết bị phục vụ công nghệ căng sau:
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.2 Phương pháp căng sau: (Căng cáp sau khi đổ bê tông)
a. Thiết bị phục vụ công nghệ căng sau:
11
15-Jul-14
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DỰ ỨNG LỰC
5.3 Dự ứng lực ngoài:
Phạm vi áp dụng:
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.1 Dầm I BTCT dự ứng lực:
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.1 Dầm I BTCT dự ứng lực:
Sự khác nhau giữa dầm BTCT DƯL và dầm BTCT thường? Vì sao?
Sự khác nhau giữa mặt cắt đầu dầm và mặt cắt giữa nhịp? Vì sao?
Dầm ngang có tiết diện ntn? Bố trí ntn? Vai trị của nó?
12
15-Jul-14
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.1 Dầm I BTCT dự ứng lực:
Tăng chiều cao dầm ngang thì có lợi hay có hại? Ví dụ?
….liên kết dầm và bản mặt cầu? Bỏ … được hay khơng? Vì sao?
Chiều dày tối thiểu của bản mặt cầu là…? Vì sao?
Chiều cao tối thiểu của dầm chủ Hmin = 0.045L, Htb = (1/18 – 1/22)L
Chiều dày của sườn dầm được lựa chọn căn cứ vào …? bw min = 200mm
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.1 Dầm I BTCT dự ứng lực:
Bố trí cáp dự ứng lực
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.1 Dầm I BTCT dự ứng lực:
Bố trí cáp dự ứng lực
13
15-Jul-14
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.1 Dầm I BTCT dự ứng lực:
Bố trí cốt thép thường:
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.2 Dầm T BTCT dự ứng lực:
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.2 Dầm T BTCT dự ứng lực:
Cấu tạo giữa dầm I và dầm T có gì giống và khác nhau???
Mối nối bản cánh dầm T từ 300 – 600mm, chiều dày bản cánh tối thiểu …??
So sánh về số lượng thép dự ứng lực trong dầm T và dầm I nếu 2 dầm này
có cùng “kích thước” ???
Khả năng chế tạo, vận chuyển và lao lắp dầm T ???
14
15-Jul-14
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.3 Dầm super T BTCT dự ứng lực:
Cấu tạo dầm Super – T khác với dầm I, T ntn? Có lợi gì?
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.3 Dầm super T BTCT dự ứng lực:
Bố trí dầm ngang có gì giống và khác so với dầm I, T ???
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.3 Dầm super T BTCT dự ứng lực:
Làm thế nào thi công bản mặt cầu ???
Liên kết giữa dầm và bản mặt cầu bằng …
Vách ngăn trong dầm Super – T có vai trị ???
Trong 2 hình phía trên, hình nào là kéo sau, hình nào là kéo trước ??
15
15-Jul-14
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.3 Dầm super T BTCT dự ứng lực:
Bố trí cốt thép dự ứng lực:
Sơ đồ bố trí cáp theo cơng nghệ kéo trước ? Vì sao?
Bố trí cáp trong dầm Super T có gì “bất thường” ? Vì sao?
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.3 Dầm super T BTCT dự ứng lực:
Bố trí cốt thép dự ứng lực:
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.3 Dầm super T BTCT dự ứng lực:
Bố trí cốt thép dự ứng lực:
Sự khác nhau trong việc bố trí cáp CN căng trước – căng sau???
Ống bọc cáp trong dầm căng sau ???
16
15-Jul-14
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.4 Dầm Bản rỗng BTCT dự ứng lực:
6. CẤU KIỆN BTCT DỰ ỨNG LỰC
6.4 Dầm Bản rỗng BTCT dự ứng lực:
Bố trí cốt thép dự ứng lực:
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.1 Phương trình tổng quát (Phương trình LRFD)
i i Qi . Rn = Rr
≤ 1: Hệ số sức kháng
i : Hệ số tải trọng
Qi: Nội do tải trọng ngồi gây ra
: Hệ số điều chỉnh tải trọng
7.2 Tính toán bề rộng bản cánh hữu hiệu: Bef
Biết bản dày 200mm, f’c bản = 28 Mpa, dầm f’c = 50 Mpa, Ltt = 32.4m
17
15-Jul-14
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính tốn nội lực trong dầm chủ:
i i Qi
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính tốn nội lực trong dầm chủ:
i i Qi
18
15-Jul-14
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính tốn nội lực trong dầm chủ:
i i Qi
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính tốn nội lực trong dầm chủ:
i i Qi
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính tốn nội lực trong dầm chủ:
i i Qi
19
15-Jul-14
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính tốn nội lực trong dầm chủ:
i i Qi
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính tốn nội lực trong dầm chủ:
i i Qi
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính tốn nội lực trong dầm chủ:
i i Qi
20
15-Jul-14
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính tốn nội lực trong dầm chủ:
i i Qi
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính tốn nội lực trong dầm chủ:
i i Qi
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính tốn hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
a. Tính tốn tham số độ cứng dọc Kg:
Kg = n. (Ig + Ag.
=
)
ầ
ả
Ag, Ig ?
eg = yt + ts/2
eg = yt – ts/2
21
15-Jul-14
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính tốn hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính tốn hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
b. Tính hệ số phân bố hoạt tải với mô men mgM:
b.1 Đối với dầm trong:
* Một làn chất tải:
* Hai hoặc nhiều làn chất tải:
b.2 Đối với dầm ngoài:
* Điều kiện áp dụng:
-300 de 1700 mmm
* Một làn chất tải:
Phương pháp đòn bẩy
* Hai hoặc nhiều làn chất tải:
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính tốn hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
b. Tính hệ số phân bố hoạt tải với mô men mgM:
Phương pháp đòn bẩy:
? = 600mm
Số làn
m
1
1.2
2
1
0.85
4
mg = ∑
1
0.65
.m: Đối với tải trọng tập trung
y2
y1
22
15-Jul-14
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính tốn hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
b. Tính hệ số phân bố hoạt tải với mơ men mgM:
Phương pháp địn bẩy:
Số làn
m
1
1.2
2
1
0.85
4
y2
0.65
mg = ∑ w .m: Đối với tải trọng phân bố đều
y1
Phương pháp đòn bẩy khác bảng tra ở những điểm nào?
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính tốn hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
c Tính tốn hệ số phân bố hoạt tải với lực cắt mgQ:
c.1 Đối với dầm trong:
7. TÍNH TỐN VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính tốn hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
c. Tính hệ số phân bố hoạt tải với mơ men mgM:
c.1 Đối với dầm trong:
* Một làn chất tải:
* Hai hoặc nhiều làn chất tải:
c.2 Đối với dầm ngoài:
* Điều kiện áp dụng:
-300 de 1700 mmm
* Một làn chất tải:
Phương pháp đòn bẩy
* Hai hoặc nhiều làn chất tải:
23
