Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép phần 1

Đồ Án Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
6
PHẦN 2: DẦM CHỦ
Dùng dầm I bán lắp ghép căng sau .lien hợp với bản mặt cầu.
1.Chiều dày tối thiểu:
Cánh trên>50mm Đạt
Vách>125mm Đạt
Cánh dưới>125 mm Đạt
2.Chiều cao tối thiểu(gồm cả chiều dày bản)
H
min
=0.045L=0.045x24000=1080 mm<2100mm ->Đạt.
Chiều rộng bản cánh có hiệu:
chiều rộng có hiệu của dầm: = 2200 mm
Dầm trong :
b
i

≤







=
=×+×=+
=×=
mmdcTim
mmbt

mml
fs
2500
28008005.0200125.012
60002400025.0
4
1
Dầm ngoài:
b
i

≤







=
=×+×=+
=×=
mmhangbanl
mmbt
mml
fs
1250
140080025.0200625.06
300024000125.0
8

1
b
c
=
mm25001250
2
2500
=+
200
110
250
200
1250
200
800
600
Dầm căng sau cao 1250mm, A
g
=583000mm
2
.
Nguyễn Văn Phúc
MSSV : 6342-49 Lớp 49CD2
1
Đồ Án Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
A.Hệ số sức kháng:
1. Trạng thái giớI hạn cường độ
φ
Uốn và kéo 1.00
Cắt và xoắn 0.90

Nén tại 0.80
2. Trạng thái giới hạn khác 1.00
B. Hệ số thay đổi tải trọng:
Cường độ Sử dụng Mỏi
Dẻo dai,
D
η
0.9 1.0 1.0
Dư thừa,
R
η
0.95 1.0 1.0
Quan trọng
I
η
1.05 KAD KAD
RDI
ηηηη
=
0.95 1.0 1.0
C. Tổ hợp tải trọng:
Trạng thái giới hạn cường độ I:
U =
η
[1.25DC + 1.50DW + 1.75(LL + IM) +1.0FR +
TG
γ
TG ]
Trạng thái giới hạn sử dụng I:
U = 1.0(DC +DW) +1.0(LL + IM) +0.3WS + WL +1.0FR

Trạng thái giới hạn mỏi:
U = 0.75(LL + IM)
D. Tính nội lực do hoạt tải:
1. Số làn xe:
N
L
= [
3500
w
] = [
3500
7000
] = 2
2. Hệ số làn xe:
Số làn xe chất tải m
1 1.2
2 1.0
3. Hệ số xung kích không dùng với tải trọng làn:
Các bộ phận công trình IM%
Mối nối mặt cầu 75
Mỏi 15
Các loại khác 25
4. Hệ số phân phổi cho momen:
Tiết diện ngang loại k Bảng A4.6.2.2.1.1
Bêtông dầm 55MPa
Bêtông mặt cầu 30Pma
n - tỷ số modun đàn hồi giữa vật liệu và mặt cầu:
n =
30
55

352.1
=
Khoảng cách từ trọng tâm dầm và bản mặt cầu: e
g
= 1250/2 +185/2
=717.5
Hệ số độ cứng K
g
dọc: K
g
= n(I
g
+ Ae
2
g
) = 1.352(149x10
9
+ 583000x717.5
2
)
= 4x10
11
mm
4
.
3
s
g
Lt
K

=
3
11
20024000
103.4
×
x
= 2.1
S = 2500mm L = 24000mm
Nguyễn Văn Phúc
MSSV : 6342-49 Lớp 49CD2
2
Đồ Án Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
600
1800
2500
a. Dầm trong có bản bêtông cốt thép:
Một làn chất tải :
SI
M
mg
= 0.06 +
1.0
3
3.04.0
4300



















s
g
Lt
K
L
SS
= 0.06 +
[ ]
1.0
3.04.0
23.2
24000
2500
4300
2500













= 0.5
Hai làn chất tải:
SI
M
mg
= 0.075 +
1.0
3
2.06.0
4300



















s
g
Lt
K
L
SS
= 0.075 +
[ ]
1.0
2.06.0
23.2
24000
2500
4300
2500













= 0.573
b. Dầm ngoài:
Nguyễn Văn Phúc
MSSV : 6342-49 Lớp 49CD2
3
Đồ Án Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
189
dah Q
P/2
P/2
Một làn chất tải - Nguyên tắc đòn bẩy P=1
Y
1
=1890/2500=0.756
Y
2
=90/2500=0.036
Rg
SE
M
=
=0.5x(Y
1
+ Y

2
)=0.5x(0.756+0.036)=0.396
)(2.1 Rmg
SE
M
=
=1.2(0.396)=0.475
Hai làn chất tải:
Trong tâm của dầm ngoài đến mép đá vỉa lan can:
d
e
= 1250 – 1500 =-250
e = 0.77 +
2800
e
d
= 0.77 -
2800
250
= 0.68 <1
Dùng e =1.0
mg
ME
=emg
MI
= 0.573x1=0.573.
c. Phần bản dành cho người đi:
Nguyễn Văn Phúc
MSSV : 6342-49 Lớp 49CD2
4

Đồ Án Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
dah Q
P/2
P/2
D
ùng phương pháp đòn bẩy
Y
1
=1
Y
2
=1.484
SE
M
g
=0.5(Y
1
+ Y
2
)=0.5(1+1.484)=1.242

SE
M
g
=1.242.
5. Hệ số phân bố lực cắt:
a.Dầm trong:
Một làn chất tải:
7600
36.0

S
mg
MI
V
+=
= 0.36 +
7600
2500
=0.689
Hai làn chất tải:
2
107003600
2.0






−+=
SS
mg
IM
V
= 0.2 +
3600
2500
-
2
10700

2500






=0.84
b.Dầm ngoài:
1 Làn chất tải - nguyên tắc đòn bẩy :
SE
V
mg
= 0.475
Hai làn chất tải: d
e
=-250
e =0.6 +
3000
e
d
= 0.6 -
3000
250
= 0.52
ME
V
mg
= e
MI

V
mg
= (0.52)(0.84) =0.4368
6. Tính lực cắt và momen do hoạt tải:
Tính cho 5 vị trí 0.1L, 0.2L, 0.3L, 0.4L 0.5L
Nguyễn Văn Phúc
MSSV : 6342-49 Lớp 49CD2
5
Đồ Án Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
Vị trí 100:
DAH M100
DAH V100
145KN
145KN
35KN
24000
4300 4300
9.3 KN/m
Xe tải HL93:
V
TR
= 145 (1+
24000
19700
) + 35
24000
15400
= 286.5 kN
M
TR

= 0
Tải trọng làn
V
Ln
=
3
10
3.912000x
=111.6kN
M
Ln

= 0
Vị Trí 101:
9.3KN/m
9.3KN/m
4300 4300
145KN
145KN
35KN
24000
DAH V101
DAH M101
Xe tải HL93:
V
TR
= 145(
24000
2160017300 +
) +35(

24000
13000
) =254kN
Nguyễn Văn Phúc
MSSV : 6342-49 Lớp 49CD2
6
Đồ Án Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
M
TR
=
3
10
)2400(254
= 609.6kNm
Tandem:

V
Ta
= 110(
24000
2000018800 +
) =177.8kN
M
Ta
=
3
10
)2400(8.177
= 426.7kNm
Tải trọng làn

V
Ln
=






24000
21600
10
)21600(3.9
5.0
3
=90.4kN
M
Ln

=
wab
2
1
=0.5x
6
10
)21600)(2400(3.9 x
=241.1 kNm
Vị Trí 102:
9.3KN/m

9.3KN/m
DAH M102
DAH V102
24000
35KN
145KN
145KN
430043004800
Xe tải HL93:
V
TR
= 145(
24000
1490019200 +
) +35(
24000
10600
) = 221.48 kN
M
TR
=221.48*4.8=1063.1 kNm
Tải trọng làn
V
Ln
= 0.5







24000
19200
10
)19200(3.9
3
=71.42 kN
M
Ln

=
wab
2
1
= 0.5 x9.3x
6
10
192004800x
= 428.54 kNm
Nguyễn Văn Phúc
MSSV : 6342-49 Lớp 49CD2
7
Đồ Án Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
Vị Trí 103:
35KN
145KN
145KN
4300 4300
DAH M103
DAH V103

22000
35KN
145KN
145KN
43004300
145KN
145KN
35KN
9.3KN/m
9.3KN/m
Xe tải HL93:
V
TR
= 145(
24000
1250016800 +
) +35(
24000
8200
) = 189 kN
M
TR
= 189*7.2=1360.8 kNm
Tải trọng làn
V
Ln
=







24000
16800
10
)16800(3.9
5.0
3
=54.68 kN
M
Ln

=
wab
2
1
= 0.5 x9.3x
6
10
168007200x
= 562.46 kNm
Nguyễn Văn Phúc
MSSV : 6342-49 Lớp 49CD2
8
Đồ Án Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
Vị Trí 104:
9.3KN/m
9.3KN/m
35KN

4300 4300
145KN
145KN
DAH M104
DAH V104
24000
35KN
145KN
145KN
43004300
Xe tải HL93:
V
TR
= 145(
24000
1010014400 +
) +35(
24000
5800
) = 156.48kN
M
TR
= 156.48*9.6=1502.2kN
Tải trọng làn
V
Ln
= 0.5







24000
14400
10
)14400(3.9
3
=40.18 kN
M
Ln

=
wab
2
1
= 0.5 x9.3x
6
10
960014400x
= 642.82 kNm
Vị Trí 105:
9.3KN/m
9.3KN/m
35KN
4300 4300
145KN
145KN
DAH M105
DAH V105

24000
35KN
145KN
145KN
43004300
Xe tải HL93:
Nguyễn Văn Phúc
MSSV : 6342-49 Lớp 49CD2
9
Đồ Án Thiết Kế Cầu Bêtông Cốt Thép
V
TR
= 145(
24000
770012000 +
) +35(
24000
3400
) = 124kN
M
TR
= 124*12=1488kNm
Tải trọng làn
V
Ln
=







24000
12000
10
)12000(3.9
5.0
3
=27.9kN
M
Ln

=
2
8
1
wL
= 0.125 x9.3x
6
2
10
24000
=669.6kNm
7. Tính nội lực do các tải trọng khác:
a.Dầm trong:
DC – Trọng lượn betong=2400x9.81x10
-9
=2.3544x10
-5
N/mm

3
Bản =2.3544x10
-5
x200x2500=11.772 N/mm
Dầm chủ =2.3544x10
-5
x583000=13.73 N/mm
Tổng =25.5N/mm
Kích thước dầm ngang dầy 300mm cao 1000mm
Dầm ngang đặt tại 1/3 nhịp: 2.3544x10
-5
x300x1000x2300=16245.36N
DW: 75mm lớp phủ bêtông nhựa=2250x9.81x10
-9
x2500x75=4.1N/mm
b.Dầm ngoài:
DC1 - Bản hẫng: 4.71 x 10
-3
x1250=5.89N/mm
Bản 4.71 x 10
-3
x2500/2=5.89N/mm
Dầm chủ 13.73 N/mm
Tổng 25.51N/m
Dầm ngang tại 1/3 nhịp:16245.36/2=8122.6N/mm
DC2 – Lan can=2.355 N/mm
DW 75mm lớp phủ bêtong nhựa
=1.66 x 10
-3
x(1250-1500+2500/2)=1.66N/mm

V
x
= w(
x
L
−
2
) = wL (0.5 -
ξ
)
M
x
=
)(
2
xLx
w
−
=
)(5.0
22
ξξ
−wL
Với
L
x
=
ξ
ξ
=0

ξ
=0.1
ξ
=0.2
ξ
=0.3
ξ
=0.4
ξ
=0.5
V
x
12 9.6 7.2 4.8 2.4 0
M
x
0 25.92 46.08 60.48 69.12 72
c.Tổng hợp nội lực:
Dầm trong:
mg
M
=0.573
mg
V
=0.84
IM
Tr
=25%
IM
Ln
=0

g
M
SE
=1.242
w
g
=13.73
DC1 =25.5N/mm,Dầm ngang =16245.36N
DW =4.1N/mm
Dầm ngoài:
Nguyễn Văn Phúc
MSSV : 6342-49 Lớp 49CD2
10