Cau BTCT

09-Feb-12

TÀI LIỆU THAM KHẢO

GS.TS Lê Đình Tâm
NXB Xây dựng - 2009

GS.TS Nguyễn Viết Trung
PGS.TS Hoàng Hà
PGS.TS Nguyễn Ngọc Long
NXB Giao thông - 2010

ξ1. Đặc điểm của Cầu BTCT
1.1 Vật liệu làm cầu:

Thép ???

Bêtông

Ưu điểm ???
- Chịu nén …(Tốt, kém, siêu kém)

- Chịu kéo …(Tốt,
siêu tốt,
NỨT
?? kém)

TĂNG TUỔI THỌ?

Nhược điểm ???
- Chịu kéo …(Tốt, siêu tốt, kém)

CHẤT LƯỢNG?

- Chống rỉ…(Tốt, siêu tốt, kém)

TUỔI THỌ?

ξ1. Đặc điểm của Cầu BTCT
1.1 Vật liệu làm cầu:
Kết hợp như thế nào???
Khi tải trọng tác dụng lên dầm

Tăng cường khả năng chịu …

Tiến hành bố trí … vào … của … để chịu … thay cho …??? …bao bọc, giúp
… chống …???
thớ dưới
bêtông
cốt thép
ứng suất kéo
dầm
rỉ

1


09-Feb-12

ξ1. Đặc điểm của Cầu BTCT
1.1 Vật liệu làm cầu:

Vì sao cốt thép lại có thể làm việc chung với bêtông ???

ξ1. Đặc điểm của Cầu BTCT
1.2 So sánh với cầu thép:

1kg
Cầu
thép

1kg
Cầu
BTCT

Vì tôi nặng nên …20m, 30m
TLBT ???

Lu vừa thôi, để sau này còn…

Vì tôi nặng nên …70km/h,vi vu.

Bêtông
Cứng…

Dòn…
Bêtông

ξ2. VẬT LIỆU LÀM CẦU
2.1 Bêtông:
a. Cường độ chịu nén của bêtông: (f’c)
- Theo 22TCN – 272 – 05: mẫu dùng để xác định f’c của bêtông là:

Mẫu hình cầu: (D)
Mẫu lập phương: (dxdxd)
Mẫu hình trụ: (Dxh)

- Thời gian thích hợp để xác định cường độ của mẫu:
3 ngày
28 ngày
7 ngày
-Vậy f’c: là cường độ của 1 mẫu chuẩn …,có đường
kính..., chiều cao…,chất tải đến…, ở thời điểm…
phá hoại
300mm
150 mm
hình trụ

28 ngày

2


09-Feb-12

ξ2. VẬT LIỆU LÀM CẦU
2.1 Bêtông:
b. Cường độ chịu nén của bêtông tại thời điểm bắt đầu chịu lực: (f’ci)
f’ci = (0.8 – 0.9)f’c

Bêtông có tốc độ đông cứng
thông thường
c. Môđun đàn hồi của Bêtông (Ec, Eci):

Ec = 0.043. γ1.5

f c'

Eci = 0.043. γ1.5

γ (kg/m 3)

f c' (Mpa)

f ci'
Ec (Mpa)

ξ2. VẬT LIỆU LÀM CẦU
2.1 Bêtông:
d. Cường độ chịu kéo của bêtông : (fr)
+ TN kéo trực tiếp:
fr = 0.33

f c'

Khi nào dừng kéo/?/

ξ2. VẬT LIỆU LÀM CẦU
2.1 Bêtông:
d. Cường độ chịu kéo của bêtông : (fr)
+ TN kéo do uốn:
fr = 0.63

f c'

Có nghĩa là…?

3


09-Feb-12

ξ2. VẬT LIỆU LÀM CẦU
2.1 Bêtông:
d. Cường độ chịu kéo của bêtông : (fr)
+ TN ép vỡ:
Đoán xem chuy ện gì xảy ra…?

fr = 2.(P/L)/(πD)

ξ2. VẬT LIỆU LÀM CẦU
2.1 Bêtông:
e. Co ngót của bêtông:
H20
Co ngót là gì?

Có thể gây ra?

20oC

20oC

Nứt? Mất mát ứng suất? Mất vài dầm trong MCN?

f. Từ biến của bêtông:
Từ biến là gì?
Có thể gây ra? Tăng tải trọng?
Mất mát ứng suất?
Tăng biến dạng chung của kết cấu?

ξ2. VẬT LIỆU LÀM CẦU
2.1 Bêtông:
g. Cường độ của bêtông phụ thuộc vào…:

Một phần tất yếu…

Đi làm thôi…

Toàn thân…

Tăng…, giảm nước

Tro bay (Fly ash)

4


09-Feb-12

ξ2. VẬT LIỆU LÀM CẦU
2.2 Cốt thép dự ứng lực:
a. Môđun 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 = 0.9fpu Mpa
2.3 Cốt thép thường:
a. Môđun đàn hồi của thép: (Es)
Es = 200 000 Mpa
b. Giới hạn chảy của thép: (fy)
fy = 420 Mpa

ξ3. KẾT CẤU BTCT THƯỜNG
3.1 Cốt thép chịu lực:

3.2 Các giai đoạn làm việc:

ξ4. KẾT CẤU BTCT DƯL
4.1 Bản chất của việc tạo DƯL:

Vậy DƯL là: tạo ra lực… trước trong vùng …sẽ chịu … dưới tác dụng của…
bêtông

Tải trọng ngoài

kéo

nén

Làm thế nào để truyền lực kéo trước trong cáp vào bêtông???
Dính bám

Thiết bị neo

kích

5


09-Feb-12

ξ4. KẾT CẤU BTCT DƯL
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
a. Mục tiêu của việc bố trí cáp:
Các ngun nhân gây ra vết nứt trong cầu BTCT:
Ứng suất kéo pháp tuyến σx: do mơmen M (N) gây ra. Nén (– ), kéo (+)
P M
+ .y b
A J

b

A, J, S

yb

σ=

Ứng suất kéo chủ σkc: do tác dụng kết hợp của mơmen M và lực cắt Q gây ra.
σkc =

σx + σy
2

2

 σ − σy 
2
−  x
 +τ
 2 

τ=

Q.S
J.b

ξ4. KẾT CẤU BTCT DƯL
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
a. Sơ đồ kéo thẳng:
Tính ứng suất ở thớ dưới: Do các tải trọng ….
Ff

e

Ff

Ứ
ng suất thớdướ
i do DƯL
Nén
Ứ
ng suất thớdướ

i do ngoại tả
i

+

Kéo
Ứ
ng suất thớdưới tổn g hợp
Nén

ξ4. KẾT CẤU BTCT DƯL
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
a. Sơ đồ kéo thẳng:
Tính ứng suất ở thớ trên: Do các tải trọng ….
Ff

e

Ff

Ứ
ng suất thớtrên do DƯL

+

Kéo
ng suất thớtrên do ngoại tải
Nén Ứ

+

Ứ
ng suất thớtrên tổng hợp

Kéo
Né
n

6


09-Feb-12

ξ4. KẾT CẤU BTCT DƯL
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
a. Sơ đồ kéo cong:
Tính ứng suất ở thớ dưới: Do các tải trọng ….
Ff

Ff

Ứ
ng suất thớdướ
i do DƯL
Nén

+

Kéo

Ứ
ng suất thớdướ
i do ngoại tải

Ứ
ng suất thớdưới tổng hợp
Nén

ξ4. KẾT CẤU BTCT DƯL
4.2 Các sơ đồ bố trí cáp DƯL:
a. Sơ đồ kéo cong:
Tính ứng suất ở thớ trên: Do các tải trọng ….
Ff

Ff

+

Ứ
ng suất thớtrên do DƯL
Kéo

Nén

Ứ
ng suất thớtrên do ngoại tải

Ứ
ng suất thớtrên tổng hợp

7


09-Feb-12

ξ5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DƯL
5.1 Phương pháp căng cốt thép trướckhi đổ bê tông: (PP căng trước)
a. Các thiết bị phục vụ căng kéo:
Bệ căng cáp

Nêm, neo đơn

ξ5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DƯL
5.1 Phương pháp căng cốt thép trướckhi đổ bê tông: (PP căng trước)
a. Các thiết bị phục vụ căng kéo:
Kích thủy lực kéo từng tao cáp:

d

Cáp cường độ cao:

Tao đơn (7 sợi xoắn)
Đường kính danh định của cáp (d)???
12.7mm 17.2mm 12.5mm 15.2mm
Diện tích 1 tao đơn 12.7mm ???
98.71mm2
141.5 (140) mm2
(πd2/4)

ξ5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DƯL

5.1 Phương pháp căng cốt thép trướckhi đổ bê tông: (PP căng trước)
b. Trình tự căng kéo:
Betong dam

Cap

Be cang

Bo kep dinh vi

c. Nguyên tắc truyền lực căng vào trong dầm:
Neo???

Dính bám

Cả 2 phương án

d. Các sơ đồ bố trí cáp dùng trong công nghệ căng trước:
Kéo thẳng
Gấp khúc
Kéo cong
Cả 3
e. Kéo cáp :
Kéo từng sợi đơn Cả 2
Kéo cả bó

1


09-Feb-12

ξ5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DƯL
5.2 Phương pháp căng cốt thép sau khi đổ bê tông: (PP căng sau)
a. Các thiết bị phục vụ căng kéo:

7K13

Bó tao cáp xoắn:
7K15 12K15 12K13
Neo:

Kích thủy lực:

ξ5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DƯL
5.2 Phương pháp căng cốt thép sau khi đổ bê tông: (PP căng sau)
Bộ nối cáp:

Cấu tạo đầu neo chết

ξ5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DƯL
5.2 Phương pháp căng cốt thép sau khi đổ bê tông: (PP căng sau)
b. Trình tự căng kéo:
CAÙ
P

DAÀ
M

OÁ
NG GEN

KÍCH

c. Nguyên tắc truyền lực căng vào trong dầm:
Neo???

Dính bám

Cả 2 phương án

d. Các sơ đồ bố trí cáp dùng trong công nghệ căng sau:
Kéo thẳng
Gấp khúc
Kéo cong
e. Kéo cáp :
Kéo từng sợi đơn
Cả 2
Kéo cả bó

Cả 3

f. 1 dầm có 5 bó cáp 7K13, tính diện tích của 1 bó, Tổng diện tích cáp
trong dầm???

2


09-Feb-12

ξ5. CÁC PHƯƠNG PHÁP TẠO DƯL

5.2 Phương pháp căng cốt thép sau khi đổ bê tông: (PP căng sau)
Công nghệ căng sau:

ξ6. CÁC MẶT CẮT DẦM BTCT DƯL
6.1 Mặt cắt dầm I (L = 20 -33m) :
>0.5H

H

(1-1.5)H

Tim goi

ξ6. CÁC MẶT CẮT DẦM BTCT DƯL
6.1 Mặt cắt dầm I:
Công nghệ áp dụng chế tạo trong dầm I:
Căng trước
Căng sau
Cả 2
Lí do phải mở rộng sườn dầm???

Tại sao phải cấu tạo thêm bầu dầm???
Chiều dày bản mặt cầu tối thiểu????
150mm 175mmm
200mm
Chiều dày sườn và bản mặt cầu xác định theo điều
kiện nào???

3

09-Feb-12

ξ6. CÁC MẶT CẮT DẦM BTCT DƯL
6.2 Mặt cắt dầm T (L = 18 – 33m):
>0.5H

H

(1-1.5)H

Tim goi

Công nghệ áp dụng chế tạo trong dầm T:
Căng trước
Căng sau
Cả 2
Chiều dày bản tối thiểu ???
Bề rộng mối nối tối thiểu, tối đa??
100 – 700 mm

200 – 500mm

300 – 600mm

Dầm ngang, vai trò dầm ngang???
Chiều cao dầm ngang có ảnh hưởng gì đến kết cấu (đk làm việc, cấu tạo)???

ξ6. CÁC MẶT CẮT DẦM BTCT DƯL
6.3 Mặt cắt dầm Super -T (L = 38 – 42m):

TA Á
M V AÙ
N K HUO Â
N

40

T AÁ
M V AÙ
N K HUO Â
N

100
10
1

700

Công nghệ áp dụng chế tạo trong dầm Super - T:
Căng trước
Căng sau
Cả 2

ξ6. CÁC MẶT CẮT DẦM BTCT DƯL
Lí do tạo khấc đầu dầm???
Mỹ quan

Ngẫu hứng thiết kế

Bị ép buộc

4


09-Feb-12

ξ6. CÁC MẶT CẮT DẦM BTCT DƯL
Bố trí cáp trong lòng dầm Super – T kéo sau:

ξ6. CÁC MẶT CẮT DẦM BTCT DƯL
6.3 Mặt cắt dầm Super -T (L = 38 – 42m):
Chiều dày bản tối thiểu ???
Bố trí dầm ngang ntn???
Bố trí cáp trong công nghệ Super – T kéo trước:
Theo đường thẳng Theo đường cong
Theo đường gấp khúc
Bố trí cáp trong công nghệ Super – T kéo sau:
Theo đường thẳng Theo đường cong
Theo đường gấp khúc
Nhược điểm của sơ đồ kéo thẳng được khắc phục như thế nào???
Làm thế nào để thi công
bản mặt cầu???

ξ6. CÁC MẶT CẮT DẦM BTCT DƯL
6.4 Mặt cắt dầm bản rỗng (L = 12 – 44m):

Công nghệ áp dụng chế tạo trong dầm bản rỗng:
Căng trước
Căng sau

Cả 2
Tại sao dầm có chiều cao thấp:
Ng TKế thấp Bị ép phải thấp Ko đủ Bêtông để đổ
Làm thế nào để tạo lỗ rỗng trong lòng dầm???

5


09-Feb-12

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.1 Phương trình tổng quát: (Phương trình LRFD)
η.∑γi. Qi ≤ φ. Rn = Rr
φ ≤ 1: hệ số sức kháng.
γi: hệ số tải trọng.
Qi: nội lực do tải trọng ngoài gây ra
η: hệ số điều chỉnh tải trọng
7.2 Tính toán bề rộng bản cánh hữu hiệu:
Biết bản dày 200mm, f’c = 28Mpa, dầm f’c = 50 Mpa, Ltt = 32.4m850
500

1500 150

8000

150 1500

500

1650

200

1350

S = 2400

2400

2400

2400

1350

12300

650

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.2 Tính toán bề rộng bản cán hữu hiệu:
a. Bề rộng có hiệu của dầm trong (dầm giữa) Bi: ⇒ Bi = min (...)
1/4 Ltt =
Max [(12ts + bw) or (12ts + 1/2bc)] =
S=
b. Bề rộng có hiệu của dầm biên (dầm ngoài) B e: ⇒ Be =

Bi
+
2

min (...)

1/8 Ltt =
Max [(6ts + 1/2bw) or (6ts + 1/4bc)] =
Sh =
c. Xét đến sự khác nhau gi ữa cường độ của bêtông dầm và bêtông bản:
Bmoii = Bi.n và Bmoie = Be.n

n=

E Deck
E Beam

=

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính toán nội lực trong dầm chủ:
η.∑γi. Qi
500

1500 150

1350

S = 2400

8000

2400

150 1500

2400

2400

500

1350

12300

a. Tính toán M, Q tại mặt cắt 1/3L biết Ltt = 32.4m, dưới tác dụng của tĩnh tải:
Biết DC 1 dầm = a (KN/m), DCbản/1dầm = b , DC lan can/1dầm = c, DW = d.
Giải:
M1/3L = Mdầm + Mbản + Mlancan + MDW
Q1/3L = Qdầm + Qbản + Qlancan + QDW

1


09-Feb-12

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính toán nội lực trong dầm chủ:
η.∑γi. Qi
* Tính ở TTGH CĐI: Mdầm = η (γ . Mi (dầm) )
Dùng môn cơ kết cấu để tính Mi (dầm) = q.ω M = (DC 1dầm) ω M
+ Xác định (DC 1dầm) = a (KN/m)

+ ω M : diện tích đường ảnh hưởng M tương ứng với vị trí đặt tải q.

γ

ω
Để tạo ra được Mdầm đạt max thì:

γ = γmax hay γmin

η = 1.05 hay 0.95

* Vậy Mdầm = 1.05 [1.25 . a .(1/2.ymax. Ltt )]

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính toán nội lực trong dầm chủ:
η.∑γi. Qi
* Tính ở TTGH SD: Mdầm = η (γ . Mi (dầm) )
Dùng môn cơ kết cấu để tính Mi (dầm) = q.ω M = (DC 1dầm) ω M
+ Xác định (DC 1dầm) = a (KN/m)
+ ω M : diện tích đường ảnh hưởng M tương ứng với vị trí đặt tải q.

γ=1

ω
* Vậy Mdầm = 1.0 [1.0 . a .(1/2.ymax. Ltt )]

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính toán nội lực trong dầm chủ:

η.∑γi. Qi

* Tính ở TTGH CĐI: QDW = η (γ . Qi (DW) )
Dùng môn cơ kết cấu để tính Qi (DW) = q.ω Q = (DW 1dầm) ω Q
+ Xác định (DW 1dầm) = d (KN/m)
+ ω Q : diện tích đường ảnh hưởng Q tương ứng với vị trí đặt tải q.

γ

<1

γ

>1

ω−
ω+
Để tạo ra được QDW đạt max thì:

γ = γmax hay γmin

η = 1.05 hay 0.95

* Vậy QDW = 1.05 (1.5 . d . ω +) + 0.95 (0.65 . d . ω –)

2


09-Feb-12

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU

η.∑γi. Qi

7.3 Tính toán nội lực trong dầm chủ:

* Tính ở TTGH SD: QDW = η (γ . Qi (DW) )
Dùng môn cơ kết cấu để tính Qi (DW) = q.ω Q = (DW 1dầm) ω Q
+ Xác định (DW 1dầm) = d (KN/m)
+ ω Q : diện tích đường ảnh hưởng Q tương ứng với vị trí đặt tải q.

γ=1

γ=1

ω−
ω+
* Vậy QDW = 1.0 (1.0 . d .

ω +)

+ 1.0 (1.0 . d . ω –)

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính toán nội lực trong dầm chủ:
η.∑γi. Qi
500

1500 150

1350

S = 2400

8000

2400

150 1500

2400

2400

500

1350

12300

b. Tính toán M, Q tại mặt cắt 1/3L biết Ltt = 32.4m, dưới tác dụng của hoạt tải:
Biết tải trọng là HL93 + người 3.10-3 Mpa, biết mgM = a, mgQ = b
Giải:
M1/3L = Mmax(3 trục) or (2 tr ục) + Mtải trọng làn + Mngười
Q1/3L = Qmax(3 trục) or (2 tr ục) + Qtải trọng làn + Qngười

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính toán nội lực trong dầm chủ:
η.∑γi. Qi
* Tính ở TTGH CĐI: M3 trục = η (γ . Mi (3 trục) (1 + IM) mgM)
Dùng môn cơ kết cấu để tính Mi (3 trục) = Pi . yi = Pxe . yi
+ IM = 0.25, mgM = a

+ yi: tung độ đường ảnh hưởng M tương ứng với vị trí đặt tải Pxe.

Để tạo ra được M3 trục đạt max thì:

γ = γmax hay γmin

η = 1.05 hay 0.95

* Vậy M3 trục = 1.05 [1.75 . (35.y1 + 145.y2 + 145.y3) (1 + 0.25) .a]

3


09-Feb-12

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính toán nội lực trong dầm chủ:
η.∑γi. Qi
* Tính ở TTGH CĐI: Mtải trọng làn = η (γ . Mi (tải trọng làn) mgM)
Dùng môn cơ kết cấu để tính Mi (tải trọng làn) = q.ω M = 9.3 ω M
+ mgM = a
+ ω M : diện tích đường ảnh hưởng M tương ứng với vị trí đặt tải.

ω
Để tạo ra được Mlàn đạt max thì:

γ = γmax hay γmin

η = 1.05 hay 0.95

* Vậy Mtải trọng làn= 1.05 [1.75 . (9.3 ω M).a]

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính toán nội lực trong dầm chủ:
η.∑γi. Qi
* Tính ở TTGH CĐI: Q2 trục = η (γ . Qi (2 trục) (1 + IM) mgQ)
Dùng môn cơ kết cấu để tính Qi (2trục) = Pi . yi = Pxe . yi
+ IM = 0.25, mgQ = b
+ yi: tung độ đường ảnh hưởng Q tương ứng với vị trí đặt tải Pxe.

ω+

Để tạo ra được Q2 trục đạt max thì:

γ = γmax hay γmin

η = 1.05 hay 0.95

* Vậy Q2 trục = 1.05 [1.75 . (110.y1 + 110.y4 ) (1 + 0.25) .b]

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.3 Tính toán nội lực trong dầm chủ:
η.∑γi. Qi
* Tính ở TTGH CĐI: Qngười = η (γ . Qi (người) mgQ)
Dùng môn cơ kết cấu để tính Qi (người) = q.ω Q = 3.Blề ω Q
+ mgQ = b
+ ω Q : diện tích đường ảnh hưởng Q tương ứng với vị trí đặt tải.

ω+

Để tạo ra được Qngười đạt max thì:

γ = γmax hay γmin

η = 1.05 hay 0.95

* Vậy Qngười = 1.05 [1.75 . (4.5 ω Q).b]

4


09-Feb-12

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính toán hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
500

1500 150

1350

8000

S = 2400

2400

150 1500

2400

2400

500

1350

yt
yb

yb

A=
I=
eg = yt + 200/2

eg

200
1650

E beam
E deck

1650

n=

yt

Kg = n.(I + A. e 2g )

eg

a. Tính tham số Kg:

200

12300

eg = yt – 200/2

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính toán hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
500

1500 150

1350

8000

S = 2400

2400

150 1500

2400

2400

500

1350

12300

b. Tính hệ số phân bố hoạt tải với
b.1 Đối với dầm trong:
* Điều kiện áp dụng:

Mômen mgM:

1100 ≤ S = 2400 ≤ 4900 mm
110 ≤ ts = 200 ≤ 300 mm
6000 ≤ L = 32400 ≤ 73000 mm
Nb = 5 ≥ 4

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính toán hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
b. Tính hệ số phân bố hoạt tải với Mômen mgM:
b.1 Đối với dầm trong:
* Một làn chất tải:

* Hai hoặc nhiều làn chất tải:
b.2 Đối với dầm ngoài:

 S 
mgSI


momen = 0. 06 + 
 4300 

0. 4

0.6

 S 
mg MI

momen = 0.075 + 
 2900 

* Điều kiện áp dụng:

-300 ≤ de ≤ 1700 mm

* Một làn chất tải:

Phương pháp đòn bẩy

* Hai hoặc nhiều làn chất tải:

S
 
L

0. 3 K
 g

 L.t3
 s

S
 
L

0. 2 






0.1

K 
 g 
 3
 L.t s 

0. 1

de > 0

MI
mg ME
monen = e x mg momen

Với e = 0.77 +

de
2800

5


09-Feb-12

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính toán hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
b. Tính hệ số phân bố hoạt tải với
Mômen mgM:
600
Choát
Phương pháp đòn bẩy:
- Liên kết ngang là dầm
giản đơn,dầm hẫng
- Kê lên các chốt là dầm
dọc chủ và bị cắt rời trên
các dầm dọc chủ

1

- Độ cứng của liên kết
ñah R1
ngang nhỏ hơn so với độ
y1 1
y2
cứng của dầm chủ.

∑ yi
tung độ tương ứng dưới tải trọng tập trung
.η = 1/2 (y1 + y2) .m
η=
2
η = ∑ ωi : diện tích đường ảnh hưởng trong phạm vi tải trọng rải đều.
ñah R1

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính toán hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
500

1500 150

1350

S = 2400

8000

2400

150 1500

2400

2400

500

1350

12300

c. Tính hệ số phân bố hoạt tải với Lực cắt
c.1 Đối với dầm trong:
* Điều kiện áp dụng:

mgQ:

1100 ≤ S = 2400 ≤ 4900 mm
110 ≤ ts = 200 ≤ 300 mm
6000 ≤ L = 32400 ≤ 73000 mm
Nb = 5 ≥ 4

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.4 Tính toán hệ số phân bố tải trọng do hoạt tải tác dụng lên dầm:
c. Tính hệ số phân bố hoạt tải với Lực cắt mgQ:
c.1 Đối với dầm trong:
* Một làn chất tải:

* Hai hoặc nhiều làn chất tải:

mg SI
shear = 0.36 +

mg MI
shear = 0.2 +

S

7600

S
 S 
−

3600  10700 

2

c.2 Đối với dầm ngoài:
* Điều kiện áp dụng:

-300 ≤ de ≤ 1700 mm

* Một làn chất tải:

Phương pháp đòn bẩy

* Hai hoặc nhiều làn chất tải:

de > 0

ME
mgshear
= e x mgMI
shear
de
Với e = 0.6 +
3000

6


09-Feb-12

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.5 Tính toán sơ bộ diện tích cốt thép cần thiết:
Căn cứ vào điều kiện cường độ:
(Aps .fps + As.fy) . jd ≥ Mu / Φ ⇒ Aps =

Mu
Mu
=
Φ.fps .j d 0.95f pu .0.9h

A ps .fpu + A s .f y − A 's .f y' − 0.85 .fc' .β1.(b − b w ).h f
dp

yb

β1 = …
b=…
bw = …
hf = …

As, A’s = 0
Aps = …
fpu = …
f‘c = …

200

fpu

3x80

0. 85.f c' .β1.b w + k.A ps .

1450

c=

200

7.6 Kiểm toán Cường độ M theo TTGH CĐ:
Biết Mmax = a (KN.m), gồm 18 tao 12.7mm, f’c = 50 Mpa, bỏ qua cốt thép
thường.
2000
Giả thiết TTH đi qua sườn (c > hf):

50

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.5 Tính toán sơ bộ diện tích cốt thép cần thiết:
Căn cứ vào điều kiện cường độ:
(Aps .fps + As.fy) . jd ≥ Mu / Φ ⇒ Aps =

Mu
Mu

=
Φ.fps .j d 0.95f pu .0.9h

7.6 Kiểm toán Cường độ M theo TTGH CĐ: Mu = Mmax < φ M. Mn
Biết Mmax = a (KN.m), gồm 18 tao 12.7mm, f’c = 50 Mpa, bỏ qua cốt thép
thường.
Giả thiết TTH đi qua sườn (c > hf):
c=

A ps .fpu + A s .f y − A 's .f y' − 0.85 .fc' .β1.(b − b w ).h f
0. 85.f c' .β1.b w + k.A ps .

fpu
dp

k = 2(1.04 – fpy/fpu) =
dp : Kc từ trọng tâm bó cáp đến thớ ….
dp = H – a

a=…

So sánh c với hf

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.6 Kiểm toán Cường độ M theo TTGH CĐ:
+ Nếu c > hf giả thiết đúng:
Tính mômen kháng uốn theo:

fps = fpu (1 – k. c/dp)
+ Nếu c < hf giả thiết sai:

Tính lại c theo công thức:
c=

A ps .fpu + A s .f y − A 's .fy'
0.85.f c' .β1.b w + k.A ps .

fpu
dp

bw = b = 2…
Tính mômen kháng uốn theo:

7


09-Feb-12

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.7 Các mất mát ứng suất:
∆
+ Mất mát do biến dạng neo: ∆fpA = .Ep Kéo sau
+ Mất mát do co ngắn đàn hồi: ∆fpES =

L
Ep

.f cgp Kéo trước
E ci
N − 1 Ep
∆fpES = 2N . E .fcgp Kéo sau

ci

+ Mất mát ứng suất do ma sát: ∆fpF = fpj. e – (µ.α + K.x) Kéo sau
∆fpSR = 117 – 1.03H Kéo trước
∆fpSR = 93 – 0.85H Kéo sau

+ Mất mát do co ngót:
+ Mất mát do từ biến:

∆fpCR = 12.0.fcgp – 7.0.∆fcdp Kéo trước + sau

+ Mất mát do tự chùng:

∆fpR = ∆fpR1 + ∆fpR2
∆fpR1 =


log 24 t  f pi
− 0.55 .fpi Kéo trước
.
40  fpy


∆fpR2 = 0.3×[138 – 0.4∆fpES – 0.2(∆fpCR + ∆fpSR)]
∆fpR2 = 0.3×[138 – 0.4∆fpES – 0.3∆fpF – 0.2(∆fpCR + ∆fpSR)]

Kéo trước
Kéo sau

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU

7.7 Các mất mát ứng suất:
+ Mất mát tức thời trong kết cấu kéo trước:

∆fpi = ∆fpES + ∆fpR1

+ Mất mát tức thời trong kết cấu kéo sau:

∆fpi = ∆fpA + ∆fpES + ∆fpF

+ Tổng Mất mát trong kết cấu kéo trước:
∆fpT = ∆fpES + ∆fpSR + ∆fpCR + ∆fpR1 + ∆fpR2
+ Tổng Mất mát trong kết cấu kéo sau:
∆fpT = ∆fpA + ∆fpES + ∆fpF + ∆fpSR + ∆fpCR + ∆fpR2
+ Ứng suất trong cáp tại thời điểm truyềnlực: (fpi)
fpi = fpj – ∆fpi
+ Ứng suất hữu hiệu trong cáp sau khi truyềnlực: (fpe)
fpe = fpj – ∆fpT

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.8 Kiểm toán ứng suất giới hạn:
Các vấn đề cần nắm:
Dầm làm việc trong mấy giai đoạn? (Căn cứ vào số mặt cắt chịu lực)
Tải trọng tác dụng theo từng giai đoạn?
Tải trọng đã xét ở giai đoạn trước không được xét ở giai đoạn sau, chỉ
xét tới những tải trọng mới?
Tính ứng suất trong dầm do tải trọng tác dụng theo từng giai đoạn?
Ví dụ đối với cầu dầm I căng sau:

8

09-Feb-12

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.8 Kiểm toán ứng suất giới hạn:
+ Trong quá trình chế tạo dầm tại bãi đúc:
- Đổ bê tông, bảo dưỡng bê tông đến …. ngày thì tiến hành ….:
Tải trọng tác dụng lên dầm?
Mặt cắt chịu lực?
- Tiến hành ….lấp lòng ống bọc (ren,gen):
Tải trọng tác dụng lên dầm?
Mặt cắt chịu lực?
- Đặt kết dầm lên trên mố trụ, đổ bê tông dầm ngang, bản mặt cầu :
Mặt cắt chịu lực?
Tải trọng tác dụng lên dầm?
- Thi công lớp phủ, lan can, và tiến hành….:
Mặt cắt chịu lực?
Tải trọng tác dụng lên dầm?
DƯL?
TLBT dầm?
Dầm ngang?
BMC?
Lan can, lớp phủ?
Hoạt tải?

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.9 Tính độ võng của dầm dưới tác dụng của hoạt tải:
a. Điều kiện: [v] = (1/800)Ltt
4.3

b. Độ võng do hoạt tải gây ra:

4.3

v = (∑vi).(1+IM). (g)
g = số làn / dầm chủ = nlàn/ ndầmchủ.
500

1500 150

1350

S = 2400

L

8000

2400

150 1500

2400

2400

500

1350

12300

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
4.3

b. Độ võng do hoạt tải gây ra:

4.3

v = (∑vi).(1+IM). (g)
L
a

P.b.x
vi =
.( L2 − b2 − x 2 ) với b = L – a, x < a
6.E c .I c .L

b

x = L/2
a

vi =

b

3

P.L

48.E c .I c

với b = L – a, x = L/2
x = L/2
b

a

P.b.x
vi =
.( L2 − b2 − x 2 ) với b = L – a, x < a
6.E c .I c .L
x = L/2

9


09-Feb-12

ξ7. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH KẾT CẤU
7.10 Tính toán mỏi của thanh thép:
7.10.1 Tải trọng dùng tính mỏi:

- 1 xe / Toàn cầu - K/c 2 trục sau… - Hệ số IM ?? - Hệ số mgM =
7.10.2 Điều kiện kiểm toán mỏi:
fs = n. M moi (d – x)

I CR

- Hệ số γp =

fs ≤ ff

n = Ethép / Ebêtông

- Khi nào không tính mỏi ?
f (dự ứng lực, γ = 1) + f(tĩnh tải, γ = 1) + 2.f (xe tải) ≤ 0
- Khi nào tính mỏi, mặt cắt tính toán không nứt ?
f (dự ứng lực, γ = 1) + f(tĩnh tải, γ = 1) + 1.5.f (xe tải) ≤ 0.25 f c/
- Khi nào tính mỏi, mặt cắt tính toán không nứt ?
f (dự ứng lực, γ = 1) + f(tĩnh tải, γ = 1) + 1.5.f (xe tải) ≥ 0.25 f c/

10