Đồ án thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (494.3 KB, 7 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

GIỚI THIỆU CHUNG

1. Đề bài: 5B2B

Số liệu cụ thể như sau:

1. Chiều dài nhịp: L = 20000 mm

Kích thước mặt cắt ngang: B – K : 9500 – 1400
mm

Trong đó: B: là bề rộng lòng đường.

K: là bề rộng 1 lề bộ hành (khơng tính kích
thước lan can).

2. Vật liệu: Cấp bêtông: 28/40 Mpa.

3. Loại thiết diện dầm chính: Dầm bản- lắp ghép
4. Hoạt tải: 0.75xHL93 + tải người.

2. Yêu cầu:

+ Thiết kế dầm tồn bộ phần kết cấu thượng
tầng.

3. Chọn số liệu thiết kế và phương pháp thiết kế:
+ Số làn thết kế: 2 làn.

+ Lớp phủ mặt cầu:

Lớp vải nhựa phòng nước : 5 mm.

Lớp bê tông Atphan : 50 mm

Lớp bê tông bảo vệ : 40 mm
+ Lan can:

Khoảng cách giữa 2 trụ lan can: 2000 mm.
+ Bản mặt cầu : Tính theo khả năng chịu cắt.
+ Dầm chính:

Chọn số dầm chính : 11 dầm.

Khoảng cách giữa 2 dầm chính: S = 1160 mm.
Dầm chính được thiết kế như dầm giản đơn.
+ Kiểm tốn:

Kích thước mặt cắt ngang cầu được thể hiện như
hình vẽ:

MẶT CẮT NGANG CẦU
TL 1:50

Lớp bê tơng nhựa 50mm
Lớp phòng nước 3mm
Bản mặt cầu 180mm

280 1400 9500 1400 280

12860

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

* Bêtông:

+ Lan can, bản bê tông đổ sau:

Cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày: fc' 28Mpa
Môdun đàn hồi : 0.043 1.5 ' 26752

c c c

E = γ f = MPa

Môdun chống cắt : 0.63 ' 3.33

r c

f = f = MPa

Tỷ số môdun đàn hồi của dầm/bản: nr =1.20

+ Dầm BTCT đúc sẵn,dầm ngang :

Cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày: fc' 40Mpa
Cường độ bê tông khi cắt thép : fci' 34Mpa
Tỷ trọng bê tơng : (khi tính Ec) : γ =c 2400 /kg m3
(Khi tính tĩnh tải) : 2500 / 3

c kg m

γ =

Môdun đàn hồi : 0.043 1.5 ' 31975

c c c

E = γ f = MPa

Môdun chống caét : 0.63 ' 3.98

r c

f = f = MPa

Hệ số poisson : 0.2
* cốt thép thường :

Giới hạn chảy : fy 280Mpa

Môdun đàn hồi : Es =200000MPa
* Cốt thép DƯL:

Trong các khối bản sử dụng loại tao thép 7 sợi xoắn,
đường kính danh định 12.7 mm loại có độ tự chùng thấp
theo tiêu chuẩn AASHTO M-203 làm cốt thép dự ứng lực
kéo trước, đặt theo dạng đường thẳng.

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

CH

ƯƠ

NG I

LAN CAN – L B HÀNH

Ề Ộ

1.1. Lan Can

1.1.1. Thanh lan can

Ch n thanh lan can thép ng dọ ố ường kính ngồi D = 100mm; đường kính
trong d = 90mm

Kho ng cách gi a 2 c t lan can L = 2000mmả ữ ộ

S d ng thép cácbon s hi u CT3: fử ụ ố ệ y = 240Mpa

Kh i lố ượng riêng thép lan can : 7.85 10 5 / 3

s N mm

γ = −

1.1.1.1. T i tr ng tác d ng lên thanh lan can ả ọ ụ

w=0.37 N/mm
w=0.37 N/mm

O
x
y

Hình 1.1 T i tr ng lên lan canả ọ

Theo phương th ng đ ng :ẳ ứ

+ Tĩnh t i : tr ng lả ọ ượng tính tốn c a b n thân lan can ủ ả

2 2 2 2

5 100 90

7.85 10 3.14 0.117 /

4 4

D d

g=γ − π = − − = N mm

+ Ho t t i : t i phân b ạ ả ả ố 0.37N/mm

Theo phương ngang

+ Ho t t i : t i phân b ạ ả ả ố 0.37N/mm

Theo phương h p l c c a phợ ự ủ ương ngang và phương th ng đ ng:ẳ ứ

+ T i t p trung: P = 890 Nả ậ
1.1.1.2. N i l c c a thanh lan can :ộ ự ủ

Theo phương y :

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

+ Momen do ho t t i t i m t c t gi a nh p :ạ ả ạ ặ ắ ữ ị

2 0.37 20002

185000

8 8

y
w

L

M =ω = = Nmm

Theo phương x :

+ momen do ho t t i t i m t c t gi a nh p :ạ ả ạ ặ ắ ữ ị

2 0.37 20002

185000

8 8

x
w

L

M =ω = = Nmm

Theo phương h p l c gi a l c ngang và l c th ng đ ngợ ự ữ ự ự ẳ ứ

890 2000 445000

4 4

p

P L

M = = = Nmm

T h p n i l c tác d ng lên thanh lan canổ ợ ộ ự ụ

(

y

) (

)

. . y x

DC g LL LL w LL p

M =η �� γ M +γ M + γ M +γ M ��

� �

Trong đó là h s đi u ch nh t i tr ngệ ố ề ỉ ả ọ
R

I
D. .

D=1.00 h s d oệ ố ẻ

1.05

I

η = h s quan tr ngệ ố ọ

1.05

R

η = h s d th aệ ố ư ừ

1.00 1.05 1.05 1.1025

η = =

25
.
1

DC h s t i tr ng cho tĩnh t iệ ố ả ọ ả

75
.
1

LL h s t i tr ng cho ho t t iệ ố ả ọ ạ ả

(

) (

)

1.1025 1.25 58500 1.75 185000 1.75 185000 1.75 445000

M = �� + + + ��

� �

= 1423245.5 Nmm

1.1.1.3 Ki m tra kh năng ch u l c c a thanh lan canể ả ị ự ủ

M
Mn

Trong đó

= 1 là h s s c kháng ệ ố ứ

M là momen l n nh t do tĩnh t i và ho t t iớ ấ ả ạ ả

Mn là s c kháng c a ti t di nứ ủ ế ệ

S
f
Mn y

S là momen khánh u n c a ti t di nố ủ ế ệ

(

3 3

)

3.14(1003 90 ) 26591.8753 3

32 32

S= π D −d = − = mm

240 26591.875 6382050

n

M = = Nmm

6382050 1423245.456

n

M Nmm Nmm

φ =

v y thanh lan can đ m b o ch u l cậ ả ả ị ự
1.1.2 C t lan canộ

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

A

B

Hình 1.2

Đ i v i c t lan can ta ch c n ki m tra kh năng ch u l c xô ngang vào c t và ố ớ ộ ỉ ầ ể ả ị ự ộ

ki m tra đ mãnh, b qua l c th ng đ ng và tr ng lể ộ ỏ ự ẳ ứ ọ ượng b n thân.ả

* Ki m tra kh năng ch u l c xơ ngang ể ả ị ự

kích thước :

h=660mm ; h1 = 310 mm ; h2 = 350 mm

l c tác d ng : ự ụ

+ l c phân b w = 0.37N/mm 2 thanh lan can 2 bên c t truy n vào c t 1 l c ự ố ở ở ộ ề ộ ự

t p trung Pậ ’ = w.L = 0.37x2000 = 740 N

+ L c t p trung P = 890 Nự ậ

=> l c t p trung tác d ng vào c t là : Pự ậ ụ ộ ’’ = P + P’ =740+890=1630 N

ta ki m toán t i m t c t AAể ạ ặ ẳ

Hình 1.3:M t c t A Aặ ắ

Momen t i m t c t AA : ạ ặ ắ

'' ''
2

. . 1630 660 1630 310 1581100

A A

M − =P h P h+ = + = Nmm

M t c t AA đ m b o kh năng ch u l c khi ặ ắ ả ả ả ị ự
A

A
LL

n M

M

S c kháng c a ti t di n ứ ủ ế ệ Mn fyS

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

0.5 0.5( ).cot .

. .

u

u u p ps po

v
x

s s p ps

M N V V g A f

d

E A E A

θ
ε
+ + − −
=
+
Trong đó:
197000
p

E = MPa

31975

c

E = MPa

. p

po pf pc

c
E

f f f

E

= + fpf = fpj− ∆fpT =1225.90MPa

2 2

. 3146223.314 3146223.314 249.07

838231.6 66620386365
6.68
= − − = − −
= −
f f
pc
g g

P P e

f

A I

MPa

po

f : ứng suất trong thép dự ứng lực khi ứng suất trong 
bê tơng xung quanh nó bằng 0

197000

1225.9+6.68 1267.056
31975

p

po pf pc

c
E

f f f MPa

E

= + = =

s u p

A =N =V =

2
2566.46

ps

A = mm

Vu = 554092.056 (N)

2056610602 .

u

M = N mm

Thay vào cơng thức tính x:

2056610602+0.5 (303922.5750) cotg40 2566.46 1267.056

777.6

2566.46 197000

0.000074 0.074 10 0

−

= = >

x

* xác định và :
Tra baûng 5.8.3.4.2-1 => = 270

Lặp lại với = 270 :

2056610602+0.5 (303922.5750) cotg27 2566.46 1267.056

777.6

2566.46 197000

0.000306 0.306 10 0

−

= = >

x

Tra bảng 5.8.3.4.2-1 => =6.32 và =290

Vậy chọn =6.32 vaø = 290

*Lực cắt yêu cầu cho thép đai:

'
0.083. . . .
303922.575

0 0.083 6.32 40 599.36 777.6
0.9

-1208520.729 N

u

s p c w v

V
V

V V β f b d

= − −

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

Để thuận tiện cho thi cơng, chọn đường kính cốt đai
khơng đổi và bước đai khơng đổi.

Chọn đường kính cốt đai: 12
Bước đai: S = 200 (mm)

*Kiểm tra lại bước cốt đai đã chọn:
Diện tích cốt đai trong phạm vi S:

2 2

4. . 4. .12

452.16
4 4
π π
= = =
V
d
A mm

Tính lại Vs:

. 452.16 280

. .cot 777.6 cot 29 888561.12 N

200

= V vy = =

s v

A f

V d g g

S

Kiểm tra bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo:
Ta có: '

303922.056 0.016 0.1

. . = 40 599.36 777.6= <

u

c w v

V

f b d

Suy ra:

. 452.16 280 402.39mm

0.083. . 0.083 40 599.36

200

min(0.8 d ;600 ) min(0.8 777.6;600) min(622.08 ;600 ) 600

= =
=
= = =
V vy
cp w
A f
f b
S mm

mm mm mm mm

Do đó việc bố trí cốt như thế là đã đạt.
*Kiểm tra cáp: (bỏ qua thép dọc)

. 0.5 .cot

u u

ps ps P s

f v V

M V

A f V V g

d θ
φ φ
� �
+� − − �
� �
166.90

(1 ) 1860(1 0.28 ) 1761.40

881.54

= − = − =

ps pu

ps
c

f f k Mpa

d
2
2556.46
=
ps
A mm

. =2566.46 1757.25 4520562.64 =

ps ps

A f N

2056610602 303922.575

0.5 .cot 0 0.5 888561.12 cot 29

. 7767. 0.9

2452410.436
θ
φ φ
� � � �
+� − − � = +� − − �
� �
� �
=
o
u u

P s

f v V

M V

V V g g

d

N
So saùnh:

. 4520562.64 0,5. .cot 2452410.436

. θ

φ φ

� �

= > +� − − � =

� �

u u

ps ps P s

f v V

M V

A f N V V g N

d

Do đó việc bố trí thép đai như trên là thỗ mãn.

Ta thấy chỉ có cáp DƯL cũng đã thoả điều kiện, do đó
ta chỉ chọn thép dọc với mục đích cấu tạo.

</div>

Đồ án thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực

GIỚI THIỆU CHUNG

CH

<b>ƯƠ</b>

NG I

LAN CAN – L B HÀNH

<b>Ề Ộ</b>

(

) (

)

(

) (

)

(

)

A

A

B

B

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về