1 BẢNG TÍNH dầm NGANG và bản mặt cầu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (552.86 KB, 42 trang )
TÍNH TOÁN THEO TCVN 11823-2017
I. Thông số vật liệu :
+ Giới hạn chảy tối thiểu của cốt thép
fy
+ Cường độ chịu nén khi uốn của bê tông fc
gc
+ Tỷ trọng bê tông dầm ngang
gw
+ Tỷ trọng bê tông nhựa
gpn
+ Tỷ trọng lớp phòng nước
+ Mô đun đàn hồi của thép
Es
=
=
=
=
=
=
400
30
25
25
0
200000
mm
Mpa
KN/m3
KN/m3
KN/m3
Mpa
II. Số liệu thiết kế dầm ngang :
DAÀM CHÍNH
L2 = 1750
DAÀM NGANG
L1 = 7300
+
+
+
+
L1
L2
=
=
b
h
Chiều dày bản mặt cầu
ds
Chiều dày bê tông nhựa
dw
Chiều dày lớp phòng nước
dpn
Trọng lượng bản thân BMC trên 1m dài
Dc1
7300 mm
1750 mm
=
=
=
=
=
200
710
180
58
0
=
4.5 (N/mm)
Dw
=
1.4375 (N/mm)
Dc2
=
2.65 (N/mm)
Ec
=
32642 Mpa
n
=
6
h = 710
+ Khoảng cách giữa 2 dầm ngang
+ Khoảng cách giữa 2 dầm chính
+ Tiết diện của dầm ngang bxh =
mm
mm
mm
mm
mm
+ Trọng lượng bản thân lớp phủ trên 1m dài
b = 200
+ Trọng lượng bản thân dầm ngang
+ Mô đun đàn hồi của bê tông
+ Tỷ số mô đun đàn hồi giữa thép và bê tông
h
=
1.00
Hệ số tính dẻo của dầm ngang
hD
=
1.00
(điều 1.4.3)
Hệ số tính dư của dầm ngang
hR
=
1.00
(điều 1.4.4)
Hệ số quan trọng của dầm ngang
hI
=
1.00
(điều 1.4.5)
+ Hệ số điều chỉnh tải trọng
+ Hệ số tải trọng (bảng 3 và 4 điều 3.4.1)
gDC
gDW
gHT
TTGHCD
1.25
1.50
1.75
TTGHSD
1
1
1
17
+ Hệ số làn xe (Bảng 7- điều 3.6.1.1.2)
Một làn xe
m
Hai làn xe
+ Hệ số xung kích
=
1.2
m
=
1.0
1+IM
=
1.33
III. Xác định nội lực tác dụng lên dầm ngang :
3.1. Xác định tĩnh tải tác dụng l ên dầm ngang:
+ Tải trọng tác dụng lên dầm ngang bao gồm
Dc1
Bản mặt cầu
=
Dầm ngang
Dc2
=
2.65 (N/mm)
Bê tông nhựa
Dw
=
10.49 (N/mm)
32.85 (N/mm)
3.2. Xác định hoạt tải tác dụng l ên dầm ngang:
+ Hoạt tải tác dụng lên dầm ngang là
0.35 HL93
- Xe tải thiết kế
- Xe 2 trục thiết kế
_ Tải trọng làn
Xe tải thiết kế
Xe hai trục
Tải trọng làn
P1
12.25
KN
P2
50.75
KN
P1
50.75
KN
P1
38.5
KN
P2
38.5
KN
W
9.3
KN/m
+ Vẽ đường ảnh hưởng áp lực theo quy tắc đòn bẩy
1200
110/2KN
4300
110/2KN
W=9.3N/mm
4300
35/2KN
145/2KN
145/2KN
7300
7300
0.411
0.411
1
0.836
+ Bảng tổng hợp tải trọng phương dọc cầu
Xe tải thiết kế
Xe hai trục
Tải trọng làn
Trục
TT
Tung độ
P1
12.25
0.411
P2
50.75
1.000
P3
50.75
0.411
P1
38.5
1.000
P2
38.5
0.836
W
9.3
-
R
ĐV
38.32
KN/m
35.34
KN/m
22.63
KN/m
18
3.3. Xác định nội lực tác dụng l ên dầm ngang:
a) Momen theo TTGHCĐ
L = 1.750 m
38.32 KN/m
22.63 KN/m
0.438
+ Tung độ đường ảnh hưởng
y
+ Diện tích đường ảnh hưởng
w
+ Nội lực do tải trọng làn Mlàn = RL*w
=
=
=
0.438 m
0.383 m2
8.66 KNm
=
16.77 KNm
+ Nội lực do xe 3 trục thiết kế M td = Rtd*y
+ Mô men ở giữa nhịp
M 0.7h (g p * DC *w g p * DW*w ) g LL * m * ((1 IM ) * M oTanden M oLane )
M0,5
=
61.62 KNm
+ Mô men ở gối
M g 0.8h (g p * DC * w g p * DW*w )+g LL * m *((1 IM ) * M oTanden M oLane )
Mg
=
70.42 KNm
b) Lực cắt theo TTGHCĐ
L = 1.750 m
1.2 m
38.3 KN/m
38.3 KN/m
=22.63 KN/m
1.0
0.314
+ Tung độ đường ảnh hưởng
+ Diện tích đường ảnh hưởng
+ Nội lực do tải trọng làn Qlàn = RL*w
y
w
=
=
=
0.314 m
0.875 m2
19.80 KNm
+ Nội lực do xe 3 trục thiết kế Q td = Rtd*y
+ Lực cắt ở gối
=
50.36 KNm
Qg h (g p * DC * w g p * DW*w )+g LL * m *((1 IM ) * QgTanden QgLane )
Qg
=
234.85 KN
c) Momen theo TTGHSD
+ Mô men ở giữa nhịp
M 0.7h (g p * DC * w g p * DW*w ) g LL * m * ((1 IM ) * M oTanden M oLane )
M0,5
=
38.33 KNm
+ Mô men ở gối
M 0.8h (g p * DC * w g p * DW*w ) g LL * m *((1 IM )* M oTanden M oLane )
Mg
=
43.81 KNm
d) Lực cắt theo TTGHSD
19
Qg h (g p * DC * w g p * DW*w )+g LL * m *((1 IM ) * Qg
Qg
=
96.86 KN
Qg
)
20
e) Bảng tộng hợp giá trị nội lực:
TTGH
TTGHCĐ
Nội lực
61.62
M0,5
Mg
70.42
V
234.85
3.4. Xác đ ịnh thép chủ cho dầm ngang:
TTGHSD
ĐV
38.33
KNm
43.81
96.86
KNm
KN
Mr = φMn
(điều 5.3.2.1)
Mn = Asfy (d - a/2)
a = b 1c
c = Asfy/(0.85.b 1.f'cb)
Mr ≥ Min(1.33M:Mcr)
(điều 5.7.3.2.3)
(điều 5.7.2.2)
(điều 5.7.3.1.1)
(điều 5.7.4.2)
Mcr = γ3[(γ1frSc-Mdnc(Sc/Snc-1)]
(điều 5.7.3.3)
1/2
fr = 0.63f'c
Sc =
Snc =
(điều 5.4.2.6)
Jc
yc
Jnc
ync
(điều 5.7.3.3)
(điều 5.7.3.3)
ƩAiyi
ƩAi
ƩAiyi
ƩAi
yc
=
ync
=
Jc
=
bihi3
12
+ bihiyi2 + (n-1)Asy2
Jnc
=
bh3
12
+ bhy12 + (n-1)Asy22
Chọn thép:
• Momen tính toán
• Đường kính thép đ ược chọn (cho kéo v à uốn)
• Số thép
• Diện tích thép đ ã chọn
• Chiều dày lớp bê tông bảo vệ
1/Kiểm tra tại Gối.
Kiểm tra khả năng chịu uốn (TTGHCĐ)
• Chiều cao hữu hiệu của b ê tông
• Hệ số ứng suất của b ê tông
• Chiều cao vùng nén c ủa bê tông
• Chiều cao vùng nén quy đ ổi của bê tông
• Hệ số sức kháng
• Momen nén tính toán
• Momen kháng nén danh đ ịnh
• Momen kháng nén tính toán
• Kiểm tra khả năng chịu kéo của cấu kiện
Kiểm tra khối lượng cốt thép tối đa
• Lượng cốt thép tối đa
• Kiểm tra lượng cốt thép tối đa
Kiểm tra khối lượng cốt thép tối thiểu
- cường độ chịu kéo khi uốn của b ê tông
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện khi ch ưa liên hợp bản mặt cầu
Kí hiệu
Mu
D
n
As
acover
Giá trị
Đơn vị
TTGHCĐ
16.0
mm
2.0
thanh
402.12
mm2
50.0
mm
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
mm
Mu
Mn
Mr = j*Mn
Mr > Mu
652.00
0.836
37.73
31.54
0.9
70.42
102.34
92.10
OK
c/d e = c/d s
c/de < 0.42
0.058
OK
ds
b1
c
a
j
Kí hiệu
fr
mm
mm
KNm
KNm
KNm
Giá trị
Đơn vị
ync
3.45
261.05
Mpa
mm
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa khi chưa liên hợp
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện đ ã liên hợp bản mặt cầu
Jnc
yc
2.58E+09
261.65
mm4
mm
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa đã liên hợp
Jc
2.59E+09
mm4
21
- Tỉ số modun giữa thép v à bê tông
- Hệ số biến động moment nứt do uốn (điều 5.7.3.3)
- Hệ số tỉ lệ cường độ chảy danh định với với c ường độ bền chịu kéo cốt thép
n
γ1
γ3
6.13
1.6
0.7
22
- Moment kháng u ốn đối với thớ chịu kéo của mặt cắt ch ưa liên hợp
Snc
9867716
mm3
- Moment kháng u ốn đối với thớ chịu kéo của mặt cắt li ên hợp
- Tổng Moment do tĩnh tải ch ưa nhân h ệ số tác dụng l ên cấu kiện
- Moment
- Moment tại gối ở trạng thái giới hạn c ường độ
- Sức kháng uốn tính toán
- Kiểm tra
Kiểm tra khả năng chịu nứt (TTGHSD)
Sc
9904848
17.61
38.33
93.66
92.10
OK
mm3
KNm
KNm
KNm
KNm
Mdcn
Mcr
1.33M
Mr
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
yc
261.6
mm
- khoảng cách từ trục trung h òa đến trọng tâm cốt thép chịu kéo
es
203.6
mm
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa
- Moment uốn (ở tổ hợp trạng thái giới hạn sử dụng)
- Tỉ số modun giữa thép v à bê tông
- Hệ số phơi lộ bề mặt cấp 2 (điều 7.3.4-phần 5)
Jc
M
n
γe
2.59E+09
43.8
6.1
0.75
mm4
KNm
- chiều dày lớp bt bảo vệ từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu uốn
dc
58.0
mm
- hệ số βs
βs
1.13
- cường độ chịu kéo khi uốn của b ê tông
- ứng suất thớ bi ên chịu kéo của bê tông
fr
3.45
4.42
Mpa
21.09
3764.557
50.00
OK
Mpa
Điều kiện kiểm tra
fckéo
≤
0.8fr
123000ge
fssβs
0.6fy
S
≤
fss
≤
fss
fckéo
=
=
nMes/Jc
Myc/Jc
fr
=
βs
=
0.63f'c1/2
dc
0.7(h-dc)
(điều 5.7.3.4)
- 2dc
(điều 5.7.3.4)
(điều 5.7.3.4)
Trong đó:
(điều 5.4.2.6)
+1
(điều 5.7.3.4)
Thành phần
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện
fckéo
fss
- ứng suất kéo xuất hiện trong cốt thép th ường
- hệ số (123000 γe/fss*βs)-2dc
- Khoảng cách cốt thép th ường gần nhất trong lớp thép
- Kiểm tra điều kiện f ckéo ≤ 0.8f r
S
- Kiểm tra điều kiện f ss < 0.6f y
OK
- Kiểm tra điều kiện S <= (123000 γe/fss*βs)-2d c
2/Kiểm tra tại giữa nhịp
Kiểm tra khả năng chịu uốn (TTGHCĐ)
• Chiều cao hữu hiệu của b ê tông
• Hệ số ứng suất của b ê tông
• Chiều cao vùng nén c ủa bê tông
• Chiều cao vùng nén quy đ ổi của bê tông
• Hệ số sức kháng
• Momen kéo tính toán
• Momen kháng kéo danh đ ịnh
• Momen kháng kéo tính toán
• Kiểm tra khả năng chịu lực của momen chịu kéo
Kiểm tra khối lượng cốt thép tối đa
• Lượng cốt thép tối đa
• Kiểm tra lượng cốt thép tối đa
Kiểm tra khối lượng cốt thép tối thiểu
- cường độ chịu kéo khi uốn của b ê tông
OK
Mpa
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
mm
Mu
Mn
Mr = j*Mn
Mr > Mu
652.0
0.836
37.7
31.5
0.9
61.62
102.34
92.10
OK
ds
b1
c
a
j
c/d e = c/d s
c/de < 0.42
Kí hiệu
fr
mm
mm
KNm
KNm
KNm
0.058
OK
Giá trị
3.45
Đơn vị
Mpa
23
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện khi ch ưa liên hợp bản mặt cầu
ync
261.05
mm
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa khi chưa liên hợp
Jnc
2.58E+09
mm4
24
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện đ ã liên hợp bản mặt cầu
yc
261.65
mm
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa đã liên hợp
- Tỉ số modun giữa thép v à bê tông
- Hệ số biến động moment nứt do uốn (điều 5.7.3.3)
Jc
2.59E+09
6.13
1.6
mm4
n
- Hệ số tỉ lệ cường độ chảy danh định với với c ường độ bền chịu kéo cốt thép
γ1
γ3
- Moment kháng u ốn đối với thớ chịu kéo của mặt cắt ch ưa liên hợp
Snc
9890280
mm3
Sc
Mdcn
Mcr
9904848
17.61
38.36
81.96
92.10
OK
mm3
KNm
KNm
KNm
KNm
- Moment kháng u ốn đối với thớ chịu kéo của mặt cắt li ên hợp
- Tổng Moment do tĩnh tải ch ưa nhân h ệ số tác dụng l ên cấu kiện
- Moment
- Moment giữa nhịp ở trạng thái giới hạn c ường độ
- Sức kháng uốn tính toán
- Kiểm tra
Kiểm tra khả năng chịu nứt (TTGHSD)
1.33M
Mr
0.7
Điều kiện kiểm tra
fckéo
0.8fr
≤
123000ge
fssβs
0.6fy
S
≤
fss
≤
fss
fckéo
=
=
nMes/Jc
Myc/Jc
fr
=
βs
=
0.63f'c1/2
dc
0.7(h-dc)
(điều 5.7.3.4)
- 2dc
(điều 5.7.3.4)
(điều 5.7.3.4)
Trong đó:
(điều 5.4.2.6)
+1
(điều 5.7.3.4)
a) Kiểm tra với mặt cắt giữa nhịp
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện
Ký hiệu
yc
Gía trị
261.65
Đơn vị
mm
- khoảng cách từ trục trung h òa đến trọng tâm cốt thép chịu kéo
es
203.65
mm
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa
- Moment uốn (ở tổ hợp trạng thái giới hạn sử dụng)
- Tỉ số modun giữa thép v à bê tông
- Hệ số phơi lộ bề mặt cấp 2 (điều 7.3.4-phần 5)
- chiều dày lớp bt bảo vệ từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu uốn
- hệ số βs
Jc
3E+09
38.33
6.13
0.75
58
1.13
3.45
mm4
KNm
fckéo
3.87
Mpa
fss
18.46
Mpa
S
4318.922
50.0
OK
mm
- cường độ chịu kéo khi uốn của b ê tông
- ứng suất thớ bi ên chịu kéo của bê tông
- ứng suất kéo xuất hiện trong cốt thép th ường
M
n
γe
dc
βs
fr
- hệ số (123000 γe/fss*βs)-2d c
- Khoảng cách cốt thép th ường gần nhất trong lớp thép
- Kiểm tra điều kiện f ckéo ≤ 0.8f r
- Kiểm tra điều kiện f ss < 0.6f y
OK
- Kiểm tra điều kiện S <= (123000 γe/fss*βs)-2d c
OK
mm
Mpa
3.4. Xác đ ịnh thép đai cho dầm ngang:
Điều kiện kiểm tra
+
Vr Vu
+
Vu Min(Vn1;Vn2 )
+
Vn1 Vc Vs
25
+
Vn1 0,25.fc .bv .d v
+
Vc 0, 083b
+
Vs
f 'c bv d v
Av f y d v cot gq cot g sin
s
Mu
0, 5Vu .cot gq
dv
e
0.001
x
+
Es As
Dữ liệu:
• Lực cắt tính toán
• Chiều cao hữu hiệu chịu cắt của cấu kiện
• Hệ số sức kháng
• Ứng suất cắt danh định
• Tỷ số
• Giả thiết góc nghi êng của ứng suất nén chéo
• Biến dạng dọc ex
Vu
dv
j
v
v /fc
q
ex < 0.001
Giá trị
234.85
511.2
0.9
2.55
0.085
45
0.00100
Đơn vị
KN
mm
• Tra bảng tính lại
q
b
• Sức kháng danh định của b ê tông
• Đường kính thép đ ược chọn (cho kéo v à uốn)
• Khoảng cách giữa các cốt thép đai
• Tổng diện tích cốt thép đai
• Sức kháng của cốt thép đai chịu cắt
• Giá trị Vn1
• Giá trị Vn2
• Sức kháng danh định của cấu kiện = min(Vn1; Vn2)
• Sức kháng tính toán
• Kiểm tra
Vc
D
S
Av
Vs
0,25.fc.bv.dv
Vc+Vs
Vn
Vr
Vr > Vu
36.08
2.41
111.79
10.0
150.0
157.08
508.04
766.8
619.83
619.83
557.85
OK
KN
mm
mm
mm2
KN
KN
KN
KN
KN
26
TÍNH TOÁN THEO TCVN 11823-2017
I. Thông số vật liệu :
+ Giới hạn chảy tối thiểu của cốt thép
fy
+ Cường độ chịu nén khi uốn của bê tông fc
gc
+ Tỷ trọng bê tông dầm ngang
gw
+ Tỷ trọng bê tông nhựa
gpn
+ Tỷ trọng lớp phòng nước
+ Mô đun đàn hồi của thép
Es
=
=
=
=
=
=
400
30
25
22.5
15
200000
mm
Mpa
KN/m3
KN/m3
KN/m3
Mpa
II. Số liệu thiết kế dầm ngang :
DAÀM CHÍNH
L2 = 1750
DAÀM NGANG
L1 = 7975
+ Khoảng cách giữa 2 dầm ngang
+ Khoảng cách giữa 2 dầm chính
+ Tiết diện của dầm ngang bxh =
b
h
Chiều dày bản mặt cầu
ds
Chiều dày bê tông nhựa
dw
Chiều dày lớp phòng nước
dpn
Trọng lượng bản thân BMC trên 1m dài
Dc1
=
=
7975 mm
1750 mm
=
=
=
=
=
300
1155
180
50
0
mm
mm
mm
mm
mm
=
4.5 (N/mm)
Dw
=
1.125 (N/mm)
Dc2
=
7.31 (N/mm)
Ec
=
h = 1155
+
+
+
+
L1
L2
b = 300
+ Trọng lượng bản thân lớp phủ trên 1m dài
+ Trọng lượng bản thân dầm ngang
+ Mô đun đàn hồi của bê tông
32642 Mpa
+ Tỷ số mô đun đàn hồi giữa thép và bê tông
n
=
6
h
=
1.00
Hệ số tính dẻo của dầm ngang
hD
=
1.00
(điều 1.4.3)
Hệ số tính dư của dầm ngang
hR
=
1.00
(điều 1.4.4)
Hệ số quan trọng của dầm ngang
hI
=
1.00
(điều 1.4.5)
+ Hệ số điều chỉnh tải trọng
+ Hệ số tải trọng (bảng 3 và 4 điều 3.4.1)
gDC
gDW
TTGHCD
1.25
1.50
gHT
1.75
17
TTGHSD
1
1
1
18
+ Hệ số làn xe (Bảng 7- điều 3.6.1.1.2)
Một làn xe
m
Hai làn xe
+ Hệ số xung kích
=
1.2
m
=
1.0
1+IM
=
1.33
III. Xác định nội lực tác dụng lên dầm ngang :
3.1. Xác đ ịnh tĩnh tải tác dụng l ên dầm ngang:
+ Tải trọng tác dụng l ên dầm ngang bao gồm
Dc1
Bản mặt cầu
=
35.89 (N/mm)
Dầm ngang
Dc2
=
7.31 (N/mm)
Bê tông nh ựa
Dw
=
8.97 (N/mm)
3.2. Xác đ ịnh hoạt tải tác dụng l ên dầm ngang:
+ Hoạt tải tác dụng l ên dầm ngang là HL93 gồm
- Xe tải thiết kế
- Xe 2 trục thiết kế
_ Tải trọng làn
Xe tải thiết kế
Xe hai trục
Tải trọng làn
P1
35
KN
P2
145
KN
P1
145
KN
P1
110
KN
P2
110
KN
W
9.3
KN/m
+ Vẽ đường ảnh h ưởng áp lực theo quy tắc đ òn bẩy
1200
110/2KN
W=9.3N/mm
4300
35/2KN
110/2KN
4300
145/2KN
145/2KN
7975
7975
0.461
0.461
1
0.850
+ Bảng tổng hợp tải trọng ph ương dọc cầu
Trục
Xe tải thiết kế
Xe hai trục
Tải trọng làn
TT
Tung độ
P1
35
0.461
P2
145
1.000
P3
145
0.461
P1
110
1.000
P2
110
0.850
W
9.3
-
R
ĐV
113.97
KN/m
101.72
KN/m
24.72
KN/m
19
3.3. Xác đ ịnh nội lực tác dụng l ên dầm ngang:
a) Momen theo TTGHCĐ
L = 1.750 m
113.97 KN/m
24.72 KN/m
0.438
+ Tung độ đường ảnh h ưởng
y
+ Diện tích đ ường ảnh h ưởng
w
+ Nội lực do tải trọng l àn M làn = R L*w
=
=
=
0.438 m
0.383 m2
9.46 KNm
=
49.86 KNm
+ Nội lực do xe 3 trục thiết kế M td = Rtd*y
+ Mô men ở giữa nhịp
M 0.7h (g p * DC *w g p * DW*w ) g LL * m * ((1 IM ) * M oTanden M oLane )
M0,5
=
129.48 KNm
+ Mô men ở gối
M g 0.8h (g p * DC * w g p * DW*w )+g LL * m *((1 IM ) * M oTanden M oLane )
Mg
=
147.97 KNm
b) Lực cắt theo TTGHCĐ
L = 1.750 m
1.2 m
114.0 KN/m
114.0 KN/m
=24.72 KN/m
1.0
0.314
+ Tung độ đường ảnh h ưởng
+ Diện tích đ ường ảnh h ưởng
+ Nội lực do tải trọng l àn Q làn = R L*w
y
w
=
=
=
0.314 m
0.875 m2
21.63 KNm
+ Nội lực do xe 3 trục thiết kế Q td = Rtd*y
+ Lực cắt ở gối
=
149.79 KNm
Qg h (g p * DC * w g p * DW*w )+g LL * m *((1 IM ) * QgTanden QgLane )
Qg
=
522.83 KN
c) Momen theo TTGHSD
+ Mô men ở giữa nhịp
M 0.7h (g p * DC * w g p * DW*w ) g LL * m * ((1 IM ) * M oTanden M oLane )
M0,5
=
77.64 KNm
+ Mô men ở gối
M 0.8h (g p * DC * w g p * DW*w ) g LL * m *((1 IM )* M oTanden M oLane )
Mg
=
88.73 KNm
d) Lực cắt theo TTGHSD
20
Qg h (g p * DC * w g p * DW*w )+g LL * m *((1 IM ) * Qg
Qg
=
258.76 KN
Qg
)
21
e) Bảng tộng hợp giá trị nội lực:
TTGH
TTGHCĐ
Nội lực
M0,5
129.48
Mg
147.97
V
522.83
3.4. Xác đ ịnh thép chủ cho dầm ngang:
TTGHSD
ĐV
77.64
KNm
88.73
258.76
KNm
KN
Mr = φMn
(điều 5.3.2.1)
Mn = Asfy (d - a/2)
a = b 1c
c = Asfy/(0.85.b 1.f'cb)
Mr ≥ Min(1.33M:Mcr)
(điều 5.7.3.2.3)
(điều 5.7.2.2)
(điều 5.7.3.1.1)
(điều 5.7.4.2)
Mcr = γ3γ1frSc
(điều 5.7.3.3)
1/2
fr = 0.63f'c
(điều 5.4.2.6)
Sc =
Jc
yc
yc
=
ƩAiyi
ƩAi
Jc
=
bihi3
12
(điều 5.7.3.3)
+ bihiyi2 + (n-1)Asy2
Chọn thép:
• Momen tính toán
• Đường kính thép đ ược chọn (cho kéo v à uốn)
• Số thép
• Diện tích thép đ ã chọn
• Chiều dày lớp bê tông bảo vệ
1/Kiểm tra tại Gối.
Kiểm tra khả năng chịu uốn (TTGHCĐ)
• Chiều cao hữu hiệu của b ê tông
• Hệ số ứng suất của b ê tông
• Chiều cao vùng nén c ủa bê tông
• Chiều cao vùng nén quy đ ổi của bê tông
• Hệ số sức kháng
• Momen nén tính toán
• Momen kháng nén danh đ ịnh
• Momen kháng nén tính toán
• Kiểm tra khả năng chịu kéo của cấu kiện
Kiểm tra khối lượng cốt thép tối đa
• Lượng cốt thép tối đa
• Kiểm tra lượng cốt thép tối đa
Kiểm tra khối lượng cốt thép tối thiểu
- cường độ chịu kéo khi uốn của b ê tông
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện đ ã liên hợp bản mặt cầu
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa đã liên hợp
- Tỉ số modun giữa thép v à bê tông
- Hệ số biến động moment nứt do uốn (điều 5.7.3.3)
- Hệ số tỉ lệ cường độ chảy danh định với với c ường độ bền chịu kéo cốt thép
- Moment kháng u ốn đối với thớ chịu kéo của mặt cắt li ên hợp
- Moment
- Moment tại gối ở trạng thái giới hạn c ường độ
- Sức kháng uốn tính toán
- Kiểm tra
Kí hiệu
Mu
D
n
As
acover
Giá trị
Đơn vị
TTGHCĐ
25.0
mm
2.0
thanh
981.75
mm2
50.0
mm
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
mm
Mu
Mn
Mr = j*Mn
Mr > Mu
1092.50
0.836
61.40
51.33
0.9
147.97
418.94
377.05
OK
c/d e = c/d s
c/de < 0.42
0.056
OK
ds
b1
c
a
j
Kí hiệu
fr
yc
Jc
n
γ1
γ3
Sc
Mcr
1.33M
Mr
mm
mm
KNm
KNm
KNm
Giá trị
Đơn vị
3.45
480.66
Mpa
mm
2.41E+10
6.13
1.6
mm4
0.7
50195718
194.48
196.80
377.05
OK
mm3
KNm
KNm
KNm
22
Kiểm tra khả năng chịu nứt (TTGHSD)
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
yc
480.7
mm
- khoảng cách từ trục trung h òa đến trọng tâm cốt thép chịu kéo
es
418.2
mm
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa
- Moment uốn (ở tổ hợp trạng thái giới hạn sử dụng)
- Tỉ số modun giữa thép v à bê tông
- Hệ số phơi lộ bề mặt cấp 2 (điều 7.3.4-phần 5)
Jc
M
n
γe
2.41E+10
88.7
6.1
0.75
mm4
KNm
- chiều dày lớp bt bảo vệ từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu uốn
dc
62.5
mm
- hệ số βs
βs
1.08
fr
3.45
1.77
Mpa
9.42
8925.983
50.00
OK
Mpa
Điều kiện kiểm tra
fckéo
≤
0.8fr
S
≤
123000ge
fssβs
fss
≤
0.6fy
fss
fckéo
=
=
nMes/Jc
Myc/Jc
fr
=
βs
=
0.63f'c1/2
dc
0.7(h-dc)
(điều 5.7.3.4)
- 2dc
(điều 5.7.3.4)
(điều 5.7.3.4)
Trong đó:
(điều 5.4.2.6)
+1
(điều 5.7.3.4)
Thành phần
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện
- cường độ chịu kéo khi uốn của b ê tông
- ứng suất thớ bi ên chịu kéo của bê tông
fckéo
fss
- ứng suất kéo xuất hiện trong cốt thép th ường
- hệ số (123000 γe/fss*βs)-2dc
- Khoảng cách cốt thép th ường gần nhất trong lớp thép
- Kiểm tra điều kiện f ckéo ≤ 0.8f r
S
OK
- Kiểm tra điều kiện f ss < 0.6f y
- Kiểm tra điều kiện S <= (123000 γe/fss*βs)-2d c
2/Kiểm tra tại giữa nhịp
Kiểm tra khả năng chịu uốn (TTGHCĐ)
• Chiều cao hữu hiệu của b ê tông
• Hệ số ứng suất của b ê tông
• Chiều cao vùng nén c ủa bê tông
• Chiều cao vùng nén quy đ ổi của bê tông
• Hệ số sức kháng
• Momen kéo tính toán
• Momen kháng kéo danh đ ịnh
• Momen kháng kéo tính toán
• Kiểm tra khả năng chịu lực của momen chịu kéo
Kiểm tra khối lượng cốt thép tối đa
• Lượng cốt thép tối đa
• Kiểm tra lượng cốt thép tối đa
Kiểm tra khối lượng cốt thép tối thiểu
- cường độ chịu kéo khi uốn của b ê tông
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện đ ã liên hợp bản mặt cầu
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa đã liên hợp
- Tỉ số modun giữa thép v à bê tông
- Hệ số biến động moment nứt do uốn (điều 5.7.3.3)
Mpa
OK
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
mm
Mu
Mn
Mr = j*Mn
Mr > Mu
1092.5
0.836
61.4
51.3
0.9
129.48
418.94
377.05
OK
c/d e = c/d s
c/de < 0.42
0.056
OK
ds
b1
c
a
j
Kí hiệu
fr
yc
Jc
n
- Hệ số tỉ lệ cường độ chảy danh định với với c ường độ bền chịu kéo cốt thép
γ1
γ3
- Moment kháng u ốn đối với thớ chịu kéo của mặt cắt li ên hợp
Sc
mm
mm
KNm
KNm
KNm
Giá trị
Đơn vị
3.45
480.66
Mpa
mm
2.41E+10
6.13
1.6
mm4
0.7
50195718
mm3
23
- Moment
- Moment giữa nhịp ở trạng thái giới hạn c ường độ
- Sức kháng uốn tính toán
- Kiểm tra
Mcr
1.33M
Mr
194.48
172.20
377.05
OK
KNm
KNm
KNm
24
Kiểm tra khả năng chịu nứt (TTGHSD)
Điều kiện kiểm tra
fckéo
≤
0.8fr
S
≤
123000ge
fssβs
fss
≤
0.6fy
fss
fckéo
=
=
nMes/Jc
Myc/Jc
fr
=
βs
=
0.63f'c1/2
dc
0.7(h-dc)
(điều 5.7.3.4)
- 2dc
(điều 5.7.3.4)
(điều 5.7.3.4)
Trong đó:
(điều 5.4.2.6)
+1
(điều 5.7.3.4)
a) Kiểm tra với mặt cắt giữa nhịp
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện
Ký hiệu
yc
Gía trị
480.66
Đơn vị
mm
- khoảng cách từ trục trung h òa đến trọng tâm cốt thép chịu kéo
es
418.16
mm
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa
- Moment uốn (ở tổ hợp trạng thái giới hạn sử dụng)
- Tỉ số modun giữa thép v à bê tông
- Hệ số phơi lộ bề mặt cấp 2 (điều 7.3.4-phần 5)
- chiều dày lớp bt bảo vệ từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu uốn
- hệ số βs
Jc
M
n
γe
dc
βs
fr
2E+10
77.64
6.13
0.75
62.5
1.08
3.45
mm4
KNm
fckéo
1.55
Mpa
fss
8.24
Mpa
S
10218.98
50.0
OK
mm
- cường độ chịu kéo khi uốn của b ê tông
- ứng suất thớ bi ên chịu kéo của bê tông
- ứng suất kéo xuất hiện trong cốt thép th ường
- hệ số (123000 γe/fss*βs)-2d c
- Khoảng cách cốt thép th ường gần nhất trong lớp thép
- Kiểm tra điều kiện f ckéo ≤ 0.8f r
- Kiểm tra điều kiện f ss < 0.6f y
OK
- Kiểm tra điều kiện S <= (123000 γe/fss*βs)-2d c
OK
mm
Mpa
3.4. Xác đ ịnh thép đai cho dầm ngang:
Điều kiện kiểm tra
+
Vr Vu
+
Vu Min(Vn1;Vn2 )
+
Vn1 Vc Vs
+
Vn1 0,25.fc .bv .d v
+
Vc 0, 083b
+
Vs
f 'c bv d v
Av f y d v cot gq cot g sin
s
Mu
0, 5Vu .cot gq
dv
e
0.001
x
+
Es As
Dữ liệu:
• Lực cắt tính toán
Vu
Giá trị
522.83
Đơn vị
KN
25
• Chiều cao hữu hiệu chịu cắt của cấu kiện
• Hệ số sức kháng
• Ứng suất cắt danh định
• Tỷ số
• Giả thiết góc nghi êng của ứng suất nén chéo
• Biến dạng dọc ex
dv
j
v
v /fc
q
ex < 0.001
831.6
0.9
2.33
0.078
90
0.00091
mm
• Tra bảng tính lại
q
b
• Sức kháng danh định của b ê tông
• Đường kính thép đ ược chọn (cho kéo v à uốn)
• Khoảng cách giữa các cốt thép đai
• Tổng diện tích cốt thép đai
• Sức kháng của cốt thép đai chịu cắt
• Giá trị Vn1
• Giá trị Vn2
• Sức kháng danh định của cấu kiện = min(Vn1; Vn2)
• Sức kháng tính toán
• Kiểm tra
Vc
D
S
Av
Vs
0,25.fc.bv.dv
Vc+Vs
Vn
Vr
Vr > Vu
33.32
2.41
272.79
10.0
200.0
157.08
658.74
1871.1
931.52
931.52
838.37
OK
KN
mm
mm
mm2
KN
KN
KN
KN
KN
26
TÍNH TOÁN THEO TCVN 11823-2017
I. Thông số vật liệu :
+ Giới hạn chảy tối thiểu của cốt thép
fy
+ Cường độ chịu nén khi uốn của b ê tông fc
gc
+ Tỷ trọng bê tông dầm ngang
gw
+ Tỷ trọng bê tông nh ựa
gpn
+ Tỷ trọng lớp phòng nước
+ Mô đun đàn h ồi của thép
Es
=
=
=
=
=
=
400
30
25
22.5
15
200000
mm
Mpa
KN/m3
KN/m3
KN/m3
Mpa
II. Số liệu thiết kế dầm ngang :
DAÀM CHÍNH
DAÀM NGANG
L2=175
L2=8300
+ Khoảng cách giữa 2 dầm ngang
+ Khoảng cách giữa 2 dầm chính
+ Tiết diện của dầm ngang bxh =
+
+
+
+
L1
L2
=
=
b
h
Chiều dày bản mặt cầu
ds
Chiều dày bê tông nh ựa
dw
Chiều dày lớp phòng nước
dpn
Trọng lượng bản thân BMC tr ên 1m dài
Dc1
8300 mm
175 mm
h=
=
=
=
=
=
250
975
180
50
0
mm
mm
mm
mm
mm
=
4.5 (N/mm)
Dw
=
1.125 (N/mm)
Dc2
=
4.97 (N/mm)
Ec
=
32642 Mpa
n
=
6
h
hD
=
1.00
Hệ số tính dẻo của dầm ngang
=
1.00
(điều 1.4.3)
Hệ số tính d ư của dầm ngang
hR
=
1.00
(điều 1.4.4)
Hệ số quan trọng của dầm ngang
hI
=
1.00
(điều 1.4.5)
975
b=250
+ Trọng lượng bản thân lớp phủ tr ên 1m dài
+ Trọng lượng bản thân dầm ngang
+ Mô đun đàn h ồi của bê tông
+ Tỷ số mô đun đ àn hồi giữa thép và bê tông
+ Hệ số điều chỉnh tải trọng
+ Hệ số tải trọng (bảng 3 v à 4 điều 3.4.1)
gDC
gDW
gHT
TTGHCD
1.25
1.50
1.75
TTGHSD
1
1
1
17
+ Hệ số làn xe (Bảng 7- điều 3.6.1.1.2)
Một làn xe
m
Hai làn xe
+ Hệ số xung kích
=
1.2
m
=
1.0
1+IM
=
1.33
III. Xác định nội lực tác dụng lên dầm ngang :
3.1. Xác đ ịnh tĩnh tải tác dụng l ên dầm ngang:
+ Tải trọng tác dụng l ên dầm ngang bao gồm
Dc1
Bản mặt cầu
=
37.35 (N/mm)
Dầm ngang
Dc2
=
4.97 (N/mm)
Bê tông nh ựa
Dw
=
9.34 (N/mm)
3.2. Xác đ ịnh hoạt tải tác dụng l ên dầm ngang:
+ Hoạt tải tác dụng l ên dầm ngang là HL93 gồm
- Xe tải thiết kế
- Xe 2 trục thiết kế
_ Tải trọng làn
Xe tải thiết kế
Xe hai trục
Tải trọng làn
P1
35
KN
P2
145
KN
P1
145
KN
P1
110
KN
P2
110
KN
W
9.3
KN/m
+ Vẽ đường ảnh h ưởng áp lực theo quy tắc đ òn bẩy
1200
110/2KN
W=9.3N/mm
4300
35/2KN
110/2KN
4300
145/2KN
145/2KN
8300
8300
0.482
0.482
1
0.855
+ Bảng tổng hợp tải trọng ph ương dọc cầu
Trục
Xe tải thiết kế
Xe hai trục
Tải trọng làn
TT
Tung độ
P1
35
0.482
P2
145
1.000
P3
145
0.482
P1
110
1.000
P2
110
0.855
W
9.3
-
R
ĐV
115.87
KN/m
102.05
KN/m
25.73
KN/m
18
3.3. Xác đ ịnh nội lực tác dụng l ên dầm ngang:
a) Momen theo TTGHCĐ
L = 0.175 m
115.87 KN/m
25.73 KN/m
0.044
+ Tung độ đường ảnh h ưởng
y
+ Diện tích đ ường ảnh h ưởng
w
+ Nội lực do tải trọng l àn M làn = R L*w
=
=
=
0.044 m
0.004 m2
0.10 KNm
=
5.07 KNm
+ Nội lực do xe 3 trục thiết kế M td = Rtd*y
+ Mô men ở giữa nhịp
M 0.7h (g p * DC *w g p * DW*w ) g LL * m * ((1 IM ) * M oTanden M oLane )
M0,5
=
10.24 KNm
+ Mô men ở gối
M g 0.8h (g p * DC * w g p * DW*w )+g LL * m * ((1 IM ) * M oTanden M oLane )
Mg
=
11.70 KNm
b) Lực cắt theo TTGHCĐ
L = 0.175 m
1.2 m
115.9 KN/m
115.9 KN/m
=25.73 KN/m
1.0
-5.857
+ Tung độ đường ảnh h ưởng
+ Diện tích đ ường ảnh h ưởng
+ Nội lực do tải trọng l àn Q làn = R L*w
y
w
=
=
=
-5.857 m
0.088 m2
2.25 KNm
+ Nội lực do xe 3 trục thiết kế Q td = Rtd*y
+ Lực cắt ở gối
=
-562.81 KNm
Qg h (g p * DC * w g p * DW*w )+g LL * m *((1 IM ) * QgTanden QgLane )
Qg
= -1561.36 KN
c) Momen theo TTGHSD
+ Mô men ở giữa nhịp
M 0.7h (g p * DC * w g p * DW*w ) g LL * m * ((1 IM )* M oTanden M oLane )
M0,5
=
5.88 KNm
+ Mô men ở gối
M 0.8h (g p * DC * w g p * DW*w ) g LL * m *((1 IM )* M oTanden M oLane )
Mg
=
6.73 KNm
d) Lực cắt theo TTGHSD
19
Qg h (g p * DC * w g p * DW*w )+g LL * m *((1 IM ) * Qg
Qg
=
-896.43 KN
Qg
)
20
e) Bảng tộng hợp giá trị nội lực:
TTGH
TTGHCĐ
Nội lực
M0,5
TTGHSD
ĐV
5.88
KNm
6.73
-896.43
KNm
KN
10.24
Mg
11.70
V
-1561.36
3.4. Xác đ ịnh thép chủ cho dầm ngang:
Mr = φMn
(điều 5.3.2.1)
Mn = Asfy (d - a/2)
a = b 1c
c = Asfy/(0.85.b 1.f'cb)
Mr ≥ Min(1.33M:Mcr)
(điều 5.7.3.2.3)
(điều 5.7.2.2)
(điều 5.7.3.1.1)
(điều 5.7.4.2)
Mcr = γ3[(γ1frSc-Mdnc(Sc/Snc-1)]
(điều 5.7.3.3)
1/2
fr = 0.63f'c
Sc =
Snc =
(điều 5.4.2.6)
Jc
yc
Jnc
ync
(điều 5.7.3.3)
(điều 5.7.3.3)
ƩAiyi
ƩAi
ƩAiyi
ƩAi
yc
=
ync
=
Jc
=
bihi3
12
+ bihiyi2 + (n-1)Asy2
Jnc
=
bh3
12
+ bhy12 + (n-1)Asy22
Chọn thép:
• Momen tính toán
• Đường kính thép đ ược chọn (cho kéo v à uốn)
• Số thép
• Diện tích thép đ ã chọn
• Chiều dày lớp bê tông bảo vệ
1/Kiểm tra tại Gối.
Kiểm tra khả năng chịu uốn (TTGHCĐ)
• Chiều cao hữu hiệu của b ê tông
• Hệ số ứng suất của b ê tông
• Chiều cao vùng nén c ủa bê tông
• Chiều cao vùng nén quy đ ổi của bê tông
• Hệ số sức kháng
• Momen nén tính toán
• Momen kháng nén danh đ ịnh
• Momen kháng nén tính toán
• Kiểm tra khả năng chịu kéo của cấu kiện
Kiểm tra khối lượng cốt thép tối đa
• Lượng cốt thép tối đa
• Kiểm tra lượng cốt thép tối đa
Kiểm tra khối lượng cốt thép tối thiểu
- cường độ chịu kéo khi uốn của b ê tông
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện khi ch ưa liên hợp bản mặt cầu
Kí hiệu
Mu
D
n
As
acover
Giá trị
Đơn vị
TTGHCĐ
25.0
mm
2.0
thanh
981.75
mm2
50.0
mm
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
mm
Mu
Mn
Mr = j*Mn
Mr > Mu
912.50
0.836
73.68
61.60
0.9
11.70
346.24
311.62
OK
c/d e = c/d s
c/de < 0.42
0.081
OK
ds
b1
c
a
j
Kí hiệu
fr
mm
mm
KNm
KNm
KNm
Giá trị
Đơn vị
ync
3.45
389.23
Mpa
mm
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa khi ch ưa liên hợp
- Vị trí trục trung h òa của cấu kiện đ ã liên hợp bản mặt cầu
Jnc
yc
1.11E+10
389.66
mm4
mm
- Moment quán tính c ủa tiết diện đối với trục trung h òa đã liên hợp
Jc
1.11E+10
mm4
21
