Đang tải... (xem toàn văn)
Trình tự cầu chữ I theo tiêu chuẩn mới 22tcn 272-05
trình tự tính dầm btct dl dạng chữ i theo tiêu chuẩn 22tcn 272-05 Dầm BTCT DƯL kéo sau mặt cắt dạng chữ I kết cấu dầm giản đơn đà đợc dùng phổ biến trªn thÕ giíi cịng nh− n−íc ta hiƯn Ưu điểm dạng dầm thi công đơn giản, giải pháp tốt dạng cầu đờng cong hay cầu chéo Ngoài kết cấu dầm liên tục hoá mặt cầu cách đơn giản Hà Nội, tháng 12 năm 2005 I trình tự tính toán Tính toán dầm I BTCT DƯL Xác định kích thớc mặt cắt ngang cầu Xác định đặc trng vật liệu Xác định kích thớc mặt cắt ngang dầm Số liệu đầu vào Xác định đờng chạy bó cáp DƯL Xác định tải trọng tác dụng lên dầm Tính đặc trng HH mặt cắt giai đoạn Tính mát DƯL GĐ Tính hệ số phân bố ngang Xử lý số liệu Tính nội lực mặt cắt tải trọng Tổ hợp tải trọng mặt cắt Kiểm tra dầm TTGH sử dụng Kiểm toán Kiểm tra dầm TTGH cờng độ Kết thúc ii tóm tắt sở lý thuyết Theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05, (đợc biên soạn sở AASHTO-98) , phận kết cấu đợc tính toán thiết kế theo phơng pháp trạng thái giới hạn Theo phơng pháp này, trị số hiệu ứng tải tác động tính toán gây không đợc vợt trị số giới hạn đợc qui định qui trình Theo qui phạm này, yêu cầu tính toán theo trạng thái giới hạn: Bảng : Các tổ hợp tải trọng Tổ hợp tải trọng Cờng độ I C−êng ®é II C−êng ®é III Mơc ®Ých cđa Tỉ hợp tải trọng Xét xe bình thờng cầu gió Càu chịu gió tốc độ 25 m/s Xét xe bình thờng cầu có gió tốc độ 25m/s Đặc biệt Kiểm tra động đất, va xe, va xô tầu thuyền dòng nớc Khai thác Kiểm tra tính khai thác,nghĩa độ võng bề rộng vết nứt bê tông Mỏi Kiểm tra mỏi mặt cắt thép Các hệ số tải trọng chủ yếu Hoạt tải L = 1.75 Tải trọng gió L = 1.40 Hoạt tải L = 1.35 Tải trọng gió Hoạt tải L = 0.40 L = 0.50 tải trọng đặc biệt Hoạt tải L = 1.00 L = 1.00 Tải trọng gió Hoạt tải L = 0.30 L = 0.75 Nh− vËy + VỊ TTGH c−êng ®é: Cã TTGH cờng độ ( khác với AASHTO-98 có TTGH cờng ®é) + VỊ TTGH ®Ỉc biƯt: Cã TTGH ®Ỉc biệt ( khác với AASHTO-98 có TTGH đặc biệt) + VỊ TTGH khai th¸c: Cã TTGH khai th¸c ( kh¸c víi AASHTO-98 cã TTGH khai th¸c) + TTGH mái: Cã TTGH mái (gièng nh− AASHTO-98) 2.1 Đặc trng vật liệu 2.1.1 Bê tông ã Cờng độ chịu nén Theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-5, việc đánh giá cờng độ bê tông dựa mẫu thí nghiệm bê tông hình lăng trụ Cờng độ đặc trng (ký hiệu f'c) đợc xác định tuổi 28 ngày sau đổ bê tông.tơng ứng xác xuất P=0,95; (tơng tự nh khái niệm cờng độ tiêu chuẩn đợc dùng Tiêu chuẩn cũ 22 TCN 18-79 ã Cờng độ chịu kéo uốn Nếu số liệu xác định thí nghiệm cờng độ chịu kéo uốn xác định nh sau: Đối với bê tông tỷ trọng thông thờng f r = 63 f 'c (2-1) ã Mô đun đàn hồi Khi số liệu xác hơn, môđun đàn hồi Ec loại bê tông có tỷ trọng khoảng 1440ữ2500kg/m3 xác định nh sau: E c = 043 γ c (2-2) f 'c c tỷ trọng bê tông (kg/m3) 2.1.2 Cốt thép ã Cốt thép thờng Đối với cốt thép dọc chủ, đợc dùng thép có giới hạn chảy nhỏ 400 MPa có chấp thuận chủ công trình Môđun đàn hồi Es loại cốt thép thờng lấy 200 000 MPa ã Cốt thép dự ứng lực Loại cáp hay sử dụng tao thép xoắn sợi đờng kính 12.7mm có độ tự chùng thấp theo Tiêu chuẩn ASTM A416 với tiêu lý nh sau: Cờng độ cực hạn: fpu = 1860 MPa Giới hạn chảy: fpy = 1670 MPa Môđun đàn hồi: Ep = 197000 MPa Ngòai có loại cáp có cờng độ thấp 2.1.3 Các yêu cầu kỹ thuật ã Chỉ tiêu độ võng Theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-01, với cấu kiện có nhịp đơn liên tục, độ võng tải trọng sử dụng (bao gồm lực xung kích) không đợc vợt 1/800 độ tính toán Với cầu có tải trọng đờng ngời không đợc vợt 1/1000 độ tính toán - với Tải trọng xe t¶i thiÕt kÕ: s ≤ 1/800 L (2-2a) - với Tải trọng xe tải thiết kế ngời bộ: s 1/1000 L (2-2b) 2.2 Mặt cắt ngang dầm Dạng mặt cắt ngang cầu có dạng nh sau: B b b w n@S Các phiến dầm có d¹ng: b3 h4 h5 h6 b4 b5 b6 b2 b5 h1 h2 H h3 b6 b1 Phạm vi áp dụng: - Khẩu độ nhịp hợp lý: 20m L 35m - Khoảng cách phiến dầm 2.0m S 2.7m 2.3 Các trờng hợp tải trọng 2.3.1 Hoạt tải xe ã Hoạt tải xe ôtô thiết kế Hoạt tải xe ôtô mặt cầu hay kết cấu phụ trợ đợc đặt tên HL-93 gồm tổ hợp của: - Xe tải thiết kế xe trục thiết kế - Tải trọng thiết kế So sánh tổ hợp lấy giá trị bất lợi ã Xe tải thiết kế 4.3 tíi 9.0 m 4.3 m 35kN 145kN 145kN 3.6m 1.8m 0.6m nãi chung 0.3m thiÕt kÕ mót thõa mặt cầu Cự ly trục 145kN phải thay đổi 4300 9000mm để gây hiệu ứng lùc lín nhÊt • Xe hai trơc thiÕt kÕ Xe hai trục gồm cặp trục 110kN cách 1200mm Cù ly chiỊu ngang cđa c¸c b¸nh lÊy b»ng 1800mm 1.2 m 110 kN 110kN ã Tải trọng thiết kế Tải trọng thiết kế gồm tải trọng 9.3kN/m phân bố theo chiều dọc Theo chiều ngang cầu đợc giả thiết phân bố chiều rộng 3000mm Hiệu ứng lực tải trọng thiết kế không chịu tải trọng động cho phép w =9.3 kN/m ã Hiệu ứng lực cực hạn Hiệu ứng lực cực hạn hoạt tải phải xác định cách coi tổ hợp số chịu tải nhân với hệ số tơng ứng bảng sau: Số chất tải Hệ số xuất nhiều lần m 1.20 1.00 0.85 0.65 >3 2.3.2 Tải trọng động cho phép Tác động tĩnh học xe tải hay xe hai trục không kể lực ly tâm lực hÃm phải tăng thêm tỷ lệ phần trăm cho tải trọng động cho phép đợc qui định bảng sau: Cấu kiện IM Mối nối mặt cầu 75% Tất cấu kiện khác Trạng thái giới hạn mỏi giòn Tất TTGH khác 15% 33% 2.3.3 Hệ số phân bố hoạt tải cho dầm ã Hệ số phân bố mômen uốn lực cắt cho dầm Với trờng hợp lµn xe: ⎛ S ⎞ ⎛ S ⎞ ⎛ Kg ⎞ FMi = 0.06 + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ 3⎟ ⎝ 4300 ⎠ ⎝ L ⎠ ⎜ Lt s ⎟ ⎠ ⎝ 0.4 0.3 0.1 FSi = 0.36 + S 7600 (CT-1) Với trờng hợp nhiều xe: 0.6 0.2 ⎛ S ⎞ ⎛ S ⎞ ⎛ Kg ⎞ FMi = 0.075 + ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ 3⎟ ⎝ 2900 ⎠ ⎝ L ⎠ ⎜ Lt s ⎟ ⎠ ⎝ 0.1 FSi = 0.2 + S ⎛ S ⎞ −⎜ ⎟ 3600 ⎝ 10700 ⎠ 2.0 (CT-2) • Hệ số phân bố mômen uốn lực cắt cho dầm Với trờng hợp xe: dùng phơng pháp đòn bảy Với trờng hợp nhiều xe: FMe = e.FMi de e = 0.77 + 2800 FSe = eFSi d e = 0.6 + e 3000 (CT-3) 2.3.4 Các trạng thái giới hạn Các cấu kiện bê tông ứng suất trớc phải đợc kiểm tra ứng suất biến dạng cho giai đoạn tới hạn trình thi công, vận chuyển lắp ráp nh trình khai thác Cụ thể, thành phần liên kết phải thoả mÃn công thức sau ứng với TTGH: ∑ γi Qi ≤ φ Rn = Rr (TCN 272-05 1.3.2.1-1) (CT-4) Trong ®ã: η γi Qi φ Rn Rr - Hệ số điều chỉnh tải trọng - Hệ số tải trọng - Tải trọng qui định - Hệ số sức kháng - Sức kháng danh định - Sức kháng tính toán = Rn ã Hệ số điều chỉnh t¶i träng η = ηD ηR ηI ≥ 0.95 (LRFD 1.3.2.1-2) ηD = HƯ sè xÐt ®Õn tÝnh dẻo kết cấu R = Hệ số xét đến tÝnh d− cđa kÕt cÊu ηI = HƯ sè liªn quan đến tầm quan trọng khai thác ã Hệ số sức kháng = 0.90 Khi tính khả chÞu uèn kÕt cÊu BTCT th−êng φ = 1.00 Khi tính khả chịu uốn kết cấu BTCT DƯL = 0.90 Khi tính khả chịu cắt, xoắn (CT-5) 2.3.5 Thiết kế theo trạng thái giới hạn sử dụng Trạng thái giới hạn sử dụng giới hạn ứng suất, biến dạng bề rộng vết nứt Các hệ số điều chỉnh tải trọng áp dụng (TCN 1.3) η = ηD ηR ηI = 0.95 (CT-5) Tổ hợp tải trọng hệ số tải trọng Khi tính cầu dầm BTCT, có hai trạng thái giới hạn sử dụng đợc đề cập tới chơng trình bày: Trạng thái giới hạn sử dụng: Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác bình thờng cầu với gió có vận tốc 25m/s với tất tải trọng lấy theo giá trị danh định liên quan đến kiểm tra độ võng kết cấu thép, vỏ hầm bề rộng vết nứt kết cấu bê tông cốt thép Hệ số t¶i träng : (B¶ng 3.4.1-1) γD = 1.0 Líp phđ mặt cầu ( Asphalt) D = 1.0 Các cấu kiện phận liên quan L = 1.0 Hoạt tải Sư dơng 1.0 {1.0 DC + 1.0 LL} (CT-6) ã Giới hạn ứng suất kéo (LRFD 5.9.4.2.2) Với tải träng sư dơng bao gåm c¶ t¶i träng xe, øng suÊt kÐo c¸c bé phËn cã tao thÐp øng suất trớc dính bám đợc khảo sát đánh giá theo tổ hợp tải trọng ứng suất kéo vùng nén trớc không xuất vết nứt: - Với cÊu kiƯn cã c¸c bã thÐp øng st tr−íc dÝnh b¸m ft=0.50 √ f'c (Mpa) (CT-8) - CÊu kiƯn điều kiện ăn mòn nghiêm trọng ft=0.25 f'c (Mpa) (CT-9) ã Giới hạn ứng suất nén sau mát (LRFD 5.9.4.2.1) ứng suất nén đợc khảo sát đánh giá với tổ hợp tải trọng - Dới tác dụng tải trọng thờng xuyên: fc= 0.45 f'c (Mpa) (CT-10) - Dới tác dụng tải trọng thờng xuyên thời vËn chun cÈu l¾p: fc= 0.60 f'c (Mpa) (CT-11) • øng st giíi h¹n tao thÐp øng st tr−íc (Bảng 5.9.3-1) Thép tự chùng thấp đà đợc sử dụng: Cờng độ phá hoại fpu =1860 Mpa giới hạn chảy fy = 0.9 fpu =1674 Mpa Tại đầu kích fpj =0.78 fpu =1451 Mpa Sau truyÒn øng suÊt fpt = 0.74 fpu =1376 Mpa Trạng thái giới hạn sử dông fpe = 0.80 fpy =1339 Mpa 2.3.6 TÝnh mÊt mát ứng suất ã Mất mát tụt neo Stress Loss due to Slip fpj Lslip = Set * E p fps1 p fps ã Tính mát co ngắn đàn hồi f pES = Ls li p Distance to Cable End N −1 Ep f cgp N E ci ã Tính mát co ngót bê tông (5.9.5.4.2) fpSR = (93-0.85H) H - độ ẩm môi trờng (CT-12) ã Tính mát từ biến bê tông (5.9.5.4.2) fpCR = (12.0 fcgp - 7fcdp) • TÝnh mÊt m¸t chïng øng suÊt (5.9.5.4.2) ∆fpCR = 138 - 0.3∆fpF - 0.4∆fpES - 0.2*(∆fSR + ∆fpCR) (CT-13) (CT-14) 2.3.6 Thiết kế theo trạng thái giới hạn cờng độ: Trạng thái giới hạn cờng độ xem xét đảm bảo yêu cầu độ bền độ ổn định ã Các hệ số điều chỉnh tải trọng áp dông (LRFD 1.3) η = ηD ηR ηI = 0.948 < 0.95 = 0.950 ã Tổ hợp tải trọng hệ số tải trọng (CT-15) (LRFD 3.4.1) Trạng thái giới hạn cờng độ I: Tổ hợp tải trọng xe sử dụng thông thờng cầu không xét đến gió Hệ số tải trọng : (Bảng 3.4.1-1) AS = 1.5 Lớp phủ mặt cầu ( Asphalt) DC = 1.25 Các cấu kiện phận liên quan LL = 1.75 Hoạt tải (TTGH cờng độ-I ) Tổ hợp tải trọng: {AS AS + DC DC + 1.75 LL} (2-29) HƯ sè søc kh¸ng φ: LÊy theo mơc 2.4.4.1 §èi víi kÕt cÊu øng st trớc phần chịu uốn kéo không kéo, giá trị lấy theo: = 0.90 + 0.1(PPR) (2-30) Víi: PPR = APS f PY APS f PY + AS f Y (2-31) As - DiÖn tÝch cèt thÐp th−êng (mm2) Aps - DiÖn tÝch cèt thép ứng suất trớc (mm2) fy - Giới hạn chảy cốt thép (MPa) fpy - Giới hạn chảy thép ứng suất trớc (MPa) 2.3.7 Thiết kế chống uốn Khả chịu tải kết cấu dầm BTCT ƯST theo cờng độ chịu uốn đợc xác định theo công thức: Mr Mn Trong đó: Mr (2-32) - Mô men tính toán tiết diện xét Mn - Cờng độ mômen danh định tiết diện - Hệ số cờng độ chịu uốn Quan hệ tự nhiên ứng suất bê tông chịu nén ứng biến coi nh khối hình chữ nhật tơng đơng, cạnh 0.85f'c phân bố vùng giới hạn mặt chịu nén mặt cắt đờng thẳng song song với trục trung 10 hoà, cách thớ chịu nén khoảng a = c Khoảng cách c phảI tính vuông góc với trơc trung hoµ HƯ sè β1 cã thĨ lÊy b»ng 0.85 cờng độ bê tông không vợt f'c = 28Mpa, ngợc lại giảm mức 0.05 cho 7Mpa vợt 28Mpa nhng không nhỏ 0.65 ã Cờng độ mômen tính toán a 2⎠ ⎛ ⎝ (Theo TCN 5.7.3.2.2-1) a⎞ 2⎠ ⎛ ⎝ a ⎞⎫ ⎠⎭ ⎛ ⎝ φM n = φ ⎨ A ps f ps ⎜ d p − ⎟ + As f y ⎜ d s − ⎟ − As' f ' y ⎜ d ' s − ⎟⎬ (2-33) Với cốt thép DƯL dính bám với bê t«ng (TCN 5.7.3.1.1-4): c= A ps f pu + As f y − As' f ' y 0.85β f b + kA ps ' c (2-34) f pu dp Trong ®ã: fy fPS cdp ds d's hf a- C−êng độ chảy cốt thép thờng chịu kéo ứng suất trung bình thép ứng suất trớc thời điểm đạt sức kháng danh định Khoảng cách từ thớ chịu nén tới trọng tâm tiết diện Khoảng cách từ thớ chịu nén tới trọng tâm cốt thép ứng suất trớc Khoảng cách từ thớ chịu nén tới trọng tâm cốt thép thờng chịu kéo Khoảng cách từ thớ chịu nén tới trọng tâm cốt thép thờng chịu nén Chiều cao cánh chịu nén Chiều cao khối ứng suất tơng đơng ã ứng suất trung bình tao cáp ứng suất trớc fps Đối với mặt cắt hình chữ nhật, ứng suất tạo ứng suất trớc sau mát fpe không nhỏ 0.5fpu, ứng suất trung bình thép ứng st tr−íc fps cã thĨ lÊy nh− sau (LRFD 5.7.3.1.1-1): fps = fpu (1-k c/dp) < fpu = ®ã: k = ( 1.04 - fpy/fpu ) 1860 Mpa (2-35) (2-36) ã Lợng cốt thép tối đa Lợng thép ứng suất trớc không ứng suất trớc tối đa phải đợc giới hạn cho: c / de 0.42 ®ã: de = APS f PY d P + AS f Y d S APS f PY + AS f Y (2-37) (2-38) đây: de -Chiều cao làm việc tơng ứng từ thớ chịu nén xa tới trọng tâm lực kéo cốt thép chịu kéo (mm) Sức kháng uốn danh định cho mặt cắt nhiỊu cèt thÐp víi tû lƯ øng st tr−íc mét phần lớn 50% tính theo: 11 Mn = (0.36 β1 - 0.08 β12 ) f'c b de2 (2-39) ã Lợng cốt thép tối thiểu Bất kỳ mặt cắt cấu kiện chịu uốn, lợng thép ứng suất trớc cốt thép thờng phải đủ để ph¸t triĨn søc kh¸ng n tÝnh to¸n Mr, Ýt nhÊt 1.2 lần cờng độ nứt, đợc xác định sở phân bố đàn hồi ứng suất cờng độ chịu kéo uốn fr bê t«ng Mr = φ Mn ≥ 1.2 Mcr Mcr = (fr + fpe) Sc - MDL (Sc/Sb - 1) (2-40) (2-41) Trong ®ã: Mcr Sc - C−êng ®é nøt - Mômen tĩnh mặt cắt liên hợp thớ xa mặt cắt Sb - Mômen tĩnh mặt cắt không liên hợp thớ xa mặt cắt MDL - Mômen tĩnh tải mặt cắt không liên hợp fr - Cờng độ chịu kéo uốn bê tông Đối với cấu kiện thép ứng suất trớc, lợng thép tối thiểu qui định đợc coi thoả mÃn nếu: (2-42) 0.03 f'c / fy Trong đó: tỷ lệ thép chịu kéo với mặt cắt nguyên 2.3.8 Thiết kế chống cắt xoắn ã Phơng pháp thiết kế Các vïng cđa mét cÊu kiƯn cã thĨ phï hỵp víi giả thiết tiết diện phẳng sau đặt tải phải đợc thiết kế chịu cắt xoắn theo hai mô hình mô hình chống giằng theo mô hình cắt phẳng Theo điều 5.8.1.1, Các cấu kiện mà nơi mà khoảng cách từ điểm lực cắt đến mặt gối nhỏ 2d, cấu kiện tải trọng tập trung gây lớn 1/2 lực cắt gối gần 2d tính từ mặt gối coi chúng loại dầm cao mô hình tính toán chống-giằng đợc áp dụng Với kết cấu dầm giản đơn, vị trí L/2 lớn hai lần chiều cao dầm mà giá trị lực cắt 0, mô hình cắt phẳng đợc áp dụng Theo mô hình này, sức kháng phận chịu cắt cắt-xoắn đợc xác định dựa điều kiện cân tơng thích biến dạng, cách dùng quan hệ ứng suất - ứng biến đợc hiệu chỉnh thí nghiệm cho cốt thép cho bê tông bị nứt chéo ã Các yêu cầu chung Sức kháng xoắn tính toán Tr kháng cắt tính toán Vr phải đợc xác định theo biểu thức: Tr = Tn (2-43) Vr = Vn (2-44) Với bê tông tỷ trọng thông thờng, hiệu ứng xoắn phải đợc xem xét khi: Tu > 0.25 φ Tcr (2-45) Tcr = 0.328 f ' c Trong ®ã: Tcr Acp pc 1+ f pc 0.328 f ' c (2-46) - M«men nøt xoắn 12 Tu Acp pc fpc - Mômen xoắn tính toán - Toàn diện tích bao bọc chu vi mặt cắt bê tông - Chu vi mặt cắt bê tông - ứng suất nén bê tông trọng tâm mặt cắt chịu tải trọng thời sau mát ứng suất trớc ã Chiều dài truyền lực phát triển lực Để xác định sức kháng cấu kiện bê tông ứng suất trớc kéo trớc phải xét đến khả tăng dần lực kéo cáp chiều dài truyền lực chiều dài phát triển lực vùng đầu cấu kiện Lực ứng suất trớc coi phát triển tuyến tính từ điểm lực dính bám bắt đầu đến lớn chiều dài truyền lực Chiều dài truyền lực lấy 60 lần đờng kính tao cáp Tao cáp ứng suất trớc phải đợc dính kết vợt mặt cắt nguy hiểm với chiều dài phát triển lực đợc tính theo (2-47) ld ≥ (0.15 fps - 0.097 fpe) db Trong ®ã: øng st cã hiƯu thÐp øng st tr−íc (MPa) fpe øng st trung b×nh thÐp øng st tr−íc thêi fPS điểm đạt sức kháng danh định (MPa) đờng kính tao cáp danh nghĩa (mm) db ã Sức kháng danh định Khi phản lực theo hớng lực cắt tác dụng gây lên lực cắt đầu cấu kiện, vị trí mặt cắt nguy hiểm cắt phải lấy lớn 0.5dv cotg dv tính từ mặt gối Sức kháng danh định phải đợc xác định lấy trị số nhỏ biểu thức sau: Vn = Vc + Vs + Vp (2-48) (2-49) Vn = 0.25f'c bv dv+ Vp Trong ®ã : Vc = 0.083β f ' c bv d v (2-50) Av f y d v (cot gθ + cot gα ) sin α (2-51) Vs = s Biểu thức (2-47) thành phần chịu cắt bê tông, cốt thép thành phần thẳng đứng ứng suất trớc Biểu thức (2-48) đảm bảo bê tông bụng dầm không bị phá hoại trớc cốt thép đai đạt tới giới hạn chảy đây: - Bề rộng bụng có hiệu, lấy bề réng bơng nhá nhÊt bv ph¹m vi chiỊu cao dv - Chiều cao chịu cắt có hiệu, lấy cự ly thẳng góc với dv trục trung hoà hợp lực kéo nén uốn, nhng không nhỏ trị số lớn 0.9de 0.72h s - Cù ly cèt thÐp ®ai Av - DiƯn tÝch cốt thép chịu cắt cự ly s - Thành phần ứng suất trớc có hiệu hớng lực cắt Vp tác dụng, dơng ngợc chiều lực cắt - Góc nghiêng cốt thép đai trục dọc dầm (độ) - Hệ số xét đến khả truyền ứng suất kéo qua vùng bê tông đà xt hiƯn vÕt nøt chÐo - Gãc nghiªng cđa øng suất nén chéo với trục dọc dầm 13 ã Xác định Các trị số hàm ứng biến x cốt thép dọc, ứng suất cắt V bê tông thông số khoảng cách vết nứt sx Đối với mặt cắt có cốt thép đai, giá trị b q tra theo đồ thị 5.8.3.4.2-1 bảng 5.8.3.4.2-1 AASHTO LRFD-1998 Trị số độ dÃn dài x thể độ cứng mặt cắt ngang, độ lớn mômen, lực cắt lực ứng suất trớc mặt cắt tính toán Mặt cắt có hàm lợng cốt thép dọc lớn, dự ứng lực nhiều, mômen ngoại lực tác dụng nhỏ trị số x bé Đa số với mặt cắt có dự ứng lực dọc, trị số x gần nh Những mặt cắt nh có biến dạng bụng nhỏ giá trị Vc cao Lực cắt nguyên nhân gây kéo cốt thép dọc Với mặt cắt đà chọn lực kéo trở lên lớn nhỏ Vc trở lên lớn Giá trị & đợc dựa việc tính toán ứng suất đợc truyền qua bê tông bị nứt chéo, vết nứt trở lên rộng hơn, ứng suất đợc truyền giảm Với cấu kiện có cốt thép ngang đợc giả định r»ng c¸c vÕt nøt chÐo sÏ c¸ch 300mm - ứng suất cắt bê tông đợc xác định theo: V u − φV p v= (2-52) φbb d v - øng biÕn cèt thÐp däc ë phÝa chÞu kéo uốn cấu kiện đợc xác định theo: Mu + 0.5N u + 0.5Vu cot gθ − A ps f po dv ≤ 0.002 ∈x = E s As + E p A ps (2-53) Nếu giá trị x tính từ phơng trình âm giá trị tuyệt đối phải đợc giảm b»ng nh©n víi hƯ sè F∈ lÊy theo: F∈ = E s As + E p A ps E c Ac + E s As + E p A ps Trong ®ã: Ac Aps As Nu Vu Mu fpo (2-54) fpo = fpe + fpcEp/Ec (2-55) - DiƯn tÝch bª tông phía chịu kéo uốn cấu kiện - Diện tÝch thÐp øng st tr−íc phÝa chÞu kÐo n trõ thiếu phát triển đầy đủ mặt cắt đợc nghiên cứu - Diện tích thép không ứng suất trớc phía chịu kéo uốn trừ thiếu phát triển đầy đủ mặt cắt đợc nghiên cứu - Lực dọc trục tính toán, lấy dấu dơng chịu nén - Lực cắt tính toán - Mômen tính toán - øng suÊt thÐp øng suÊt tr−íc øng suất bê tông xung quanh 0, lấy theo: - Với mặt cắt bê tông không ứng suất trớc không chịu kéo dọc trục có lợng cốt thép đai tối thiểu cã tỉng chiỊu cao thÊp h¬n 400mm, cã thĨ dùng giá trị sau đây: = 2.0 = 45 14 ã Cốt thép dọc Với mặt cắt không chịu xoắn cốt thép dọc phải đợc thiết kế cho thoả mÃn điều kiện sau: Mu N ⎤ ⎛V ⎞ As f y + A ps f ps ≥ ⎢ + 0.5 u ⎥ + ⎜ u − 0.5V s − V p ⎟ cot gθ ⎟ ⎜φ φ ⎦ ⎝ ⎠ ⎣ d vφ (2-56) Trong ®ã: - DiƯn tÝch thÐp øng st tr−íc phÝa chịu kéo uốn trừ thiếu phát triển đầy đủ mặt cắt đợc nghiên cứu Aps ã Các mặt cắt chịu cắt xoắn kết hợp Cốt thép đai Đối với cắt xoắn kết hợp, giá trị x phải đợc xác định theo phơng trình (2-53) với viÖc thay Vu b»ng: ⎛ 0.9 p h Tu Vu = V + ⎜ ⎜ 2A o ⎝ u ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ (2-57) Gãc θ tra b¶ng víi øng st c¾t V lÊy b»ng: ⎛ Vu − φV p v= ⎜ ⎜ φb d v v ⎝ ⎛p T ⎞ ⎟ + ⎜ h 2u ⎟ ⎜ φfA ⎠ ⎝ oh ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ (2-58) Trong ®ã: Ao Aoh ph - DiƯn tÝch đợc bao dòng cắt, bao gồm diện tích lỗ có (mm2) - Diện tích đợc bao tim cốt thép đai kín chịu xoắn phía ngòai, bao gồm diện tích lỗ có (mm2) - Chu vi theo tim cốt thép đai kín chịu xoắn (mm) ã Cốt thép dọc Đối với cắt xoắn kết hợp, cốt thép dọc phải đợc đặt để thoả mÃn phơng trình sau: Mu 0.45 p h Tu + 0.5N u ⎥ + cot gθ (Vu − 0.5V s − V p ) + ⎜ φ ( As f y + A ps f ps ) ≥ ⎢ ⎜ 2A o ⎣ dv ⎦ (2-59) ã Yêu cầu bố trí cốt đai Cốt thép đai phải đợc bố trÝ khi: (2-60) Vu > 0.5 φ (Vc + Vp) Hoặc điều kiện (2-45) xảy ã Cốt thép đai tối thiểu Tại mặt cắt yêu cầu có cốt thép đai nh qui định (2-60) diện tích cốt thép yêu cầu không đợc hơn: Av = 0.083 f ' c bv s fy (2-61) Trong ®ã: Av - DiƯn tÝch cèt thÐp ®ai cù ly s (mm2) bv - ChiỊu réng bơng cã hiƯu (mm) s - Cự ly cốt thép đai (mm) 15 ã Cự ly tối đa cốt thép đai Cự ly cốt thép đai không đợc vợt trị sè sau: (2-62) - NÕu Vu < 0.1 f'cbvdv th×: s ≤ 0.8 dv ≤ 600 mm - NÕu Vu ≥ 0.1 f'cbvdv th×: s ≤ 0.4 dv ≤ 300 mm (2-63) 3.3.9 Độ võng độ vồng ã Độ võng tĩnh tải Công thức tổng quát tính độ võng loại tĩnh tải: (2-64) t = q L4 / (384 Ec Ic ) Trong đó: q - Tĩnh tải rải (dầm, mặt cầu, lớp phủ, lan can ) L - Khẩu độ nhịp Trong thực tế tính toán độ võng tĩnh tải phần hoạt tải độ cứng EI tăng lên 10% ã Độ vồng lực dự ứng lực Độ vồng lực dự ứng lực gây mômen đầu dầm p= (Mp*L2 ) / ( 8*Ec*Ic ) = (Pe*es*L2 ) / ( 8*Ec*Ic ) (2-65) Trong đó: - Mômen thành phần dự ứng lực lệch tâm gây MP es - khoảng cách trọng tâm đám thép tới trọng tâm dầm ã Độ võng hoạt tải Theo điều 3.6.1.3.2 LRFD-1998, độ võng hoạt tải kiểm tra tiêu độ võng cho phép đợc lấy giá trị lớn của: - Độ võng riêng tải trọng xe thiết kế, - Độ võng 25% tải trọng xe thiết kế cộng với độ võng tải trọng thiết kế Có thể áp dụng công thức học kết cấu sau để tính độ võng dầm giản đơn: + Do tải trọng dải ( tải trọng làn): (2-66) δU = (5.g.L4)/(384.Ec.Ic) + Do t¶i träng tËp trung ( t¶i träng trơc): (2-67) δP = P.c.(3L2-4c2)/(48.Ec.Ic) Trong đó: g - Tải trọng phân bố dầm P - Tải trọng tập trung c - khoảng cách từ gối tới vị trí đặt tải trọng tập trung P Sử dụng phơng pháp cộng tác dụng cho vị trí trục xe hai loại xe thiết kế xe tải xe hai trục, so sánh lấy giá trị lớn Kết tính toán đợc kiĨm tra theo ®iỊu kiƯn (2-2b) 16 ... th? ?i gi? ?i hạn Theo phơng pháp này, trị số hiệu ứng t? ?i tác động tính toán gây không đợc vợt trị số gi? ?i hạn đợc qui định qui trình Theo qui phạm này, yêu cầu tính toán theo trạng th? ?i gi? ?i hạn:... có hai trạng th? ?i gi? ?i hạn sử dụng đợc đề cập t? ?i chơng trình bày: Trạng th? ?i gi? ?i hạn sử dụng: Tổ hợp t? ?i trọng liên quan đến khai thác bình thờng cầu v? ?i gió có vận tốc 25m/s v? ?i tất t? ?i trọng... v? ?i giả thiết tiết diện phẳng sau đặt t? ?i ph? ?i đợc thiết kế chịu cắt xoắn theo hai mô hình mô hình chống giằng theo mô hình cắt phẳng Theo ? ?i? ??u 5.8.1.1, Các cấu kiện mà n? ?i mà khoảng cách từ ? ?i? ??m
