Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN CHƯƠNG 0:GIỚI HIỆU SƠ BỘ – THIẾT KẾ SƠ BỘ 1.Số liệu thiết kế:  Chiều dài nhòp: L nhòp =18,8m.  Chiều dài nhòp tính toán: L tt =18m  Khoảng cách dầm chủ: d=1,9m  Khổ cầu : K8+2x1,5m Tải trọng :đoàn xe ôtô H30,xe đặc biệt XB80 ,người :300kG/m 2 a/ Vật liệu : Thép:  Cường độ tính toán chòu uốn (R u ): 2000 (kG/cm 2 )  Môđun đàn hồi của thép (E th ): 2,1x10 6 (kG/cm 2 )  Cường độ tính toán của thép làm neo : 2400(kG/cm 2 ) Bêtông:  Mác bêtông: M300  Cường độ tính toán chòu nén khi uốn (R u,b ): 140(kG/cm 2 )  Cướng độ tính toán chòu nén dọc trục (R lt ): 115(kG/cm 2 )  Môđun đàn hồi (E b ) : 315000(kG/cm 2 ) b/Các kích thước hình học: Số lượng dầm chủ (n) : 6 Khoảng cách giữa các dầm chủ (d): 1,9 m Chiều cao dầm liên hợp (h d ): 1,3m Chiều cao dầm thép (h th ): 1m Chiều cao phần BTCT (h bt ): 18cm Chiều cao vút bản BTCT(h v ): 12cm Chiều rộng vút bản BTCT (b v ): 12cm Chiều rộng phần tiếp xúc giữa BT và biên trên dầm thép (b b ): 20 cm Kích thước của bản biên trên dầm thép (b b xh b ): 20x1,6 cm Kích thước sườn dầm thép (h s xδ s ): 94,4x1,2cm Kích thước bản biên (b 1 xh 1 ) : 35x4cm SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 1 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN CHƯƠNG I:THIẾT KẾ LAN CAN –LỀ BỘ HÀNH 1.1.TÍNH LAN CAN: 1.1.1.Thanh lan can: -Chọn thanh lan can bằng thép có tiết diện rỗng hình vuông ,kích thước 10x10cm. -Trọng lượng bản thân của thanh lan can: =××−×= 17850) 2 0.09 2 (0,11,1q 16,4(kG/m) q tc =14,9(kG/m) -Hoạt tải đặt tại giữa nhòp : 1,1x130=143(kG/m) q =16,4(kG/m) q=31.1(kG/m) 2m 8 2 ql =M P=143kG 2 m 4 lp M × = -Nội lực do tónh tải và hoạt tải gây ra là: = × + × =+= 4 2143 8 2 24,16 . 8 2 l.q 4 lp M 79,7(kG.m) M 0 =0,8M=63,76(kG.m) SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 2 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN =+ × =+= 2 143 2 24,16 2 l.q Q 2 p 87,9(kG) -Kiểm tra khả năng chòu lực của thanh lan can : Moment chống uốn của thanh lan can là: = − = 6 3 9 3 10 W 45,17(cm 3 ) Ứng suất lớn nhất trong thanh là : ===σ 17,45 100.76,63 W M max 141,16(kG/cm 2 ) Vậy σ max < [σ] ,thoả điều kiện bền. 1.1.2.Trụ lan can: 1.1.2.1.Tiết diện: -Chiều cao trụ lan can 1m -Hai trụ lan can cách nhau 2m ,tiết diện trụ lan can 20x15cm -Bêtông M200,có R u =90(kG/cm 2 ). -Cốt thép AI,có R t =1900(kG/cm 2 ). 1.1.2.2.Sơ đồ tính: p=1,1x130=143kG 1200 1050 200 500 100 143 kG Tải trọng tác dụng : - Tónh tải :Trọng lượng bản thân trụ & 2 thanh lan can truyền vào: g=g t +g tlc =1,1(2500x0,2x0,15x1,2+2x2x16,4)=171,16(kG) g tc =155,6(kG) - Hoạt tải :Thẳng đứng 130kg ,nằm ngang 130kg(hệ số tải trọng 1,1). P đứng =P ngang =1,1x130=143(kG) 1.1.2.3.Xác đònh nội lực: Lực nén tại chân trụ : N=219,34=171,16(kG) Moment tại chân trụ :M=143x1,05=150,15(kG.m) 1.1.2.4.Tính cốt thép: - Bêtông Mac 200 : R u = 90 Kg/cm 2 - Thép A I : R t = 1900 KG/cm 2 Chiều cao l 0 =1,2m SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 3 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN ⇒<===λ 86 200 1200 h l 0 không xét hệ số uốn dọc 1=η⇒ (Sách BT1) Chọn a = a , = 2,5 cm ⇒ h 0 =20 –2,5 =17,5 cm e 0gh = 0,4(1,25h -α 0 h 0 ) = 0,4(1,25x20 –0,62x17,5) = 5,66 cm e 0 =e 01 +e ng = =+=+ 2 16,171 100.15,150 2 N M 89,72cm ⇒ e 0 > e 0gh ⇒ Trụ lan can chòu nén lệch tâm lớn e = ηe 0 +0,5h -a =89,72 + 10 -2,5 =97,22 cm e , = e-h 0 +a , =97,22 –17,5 +2,5 = 82,22 cm Bố trí cốt thép đối xứng ta có : x = == 15.90 16,171 b.R N u 0,13(cm)<α 0 .h 0 =0,62x17,5=10,85 • ⇒ x < 2a , =2x2,5 = 5 cm .Khi đó F a =F’ a • F a = = − = − )5,25,17(x1900 22,82x16,171 )'ah.(R e.N 0a , 0,49(cm 2 ) • Bố trí cốt thép theo cấu tạo chọn 2 φ 10 (F a = F a , =1,57 cm 2 ) • µ = 0 a a h.b FF , + = 5,17.15 57,1.2 = 1,2 % • maxmin µµµ << = 2,4% + Kiểm tra lực cắt dưới chân cột do tải của người Theo điều kiện Q < 0,6 x R k x b x h (1) Q = n h x P c = 1,1 x 130 =143 kg 0,6 x R k x b x h = 0,6 x 6,5 x 15 x 17,5 =1023,75kG Vậy (1) đã thoả ⇒ BT đủ khả năng chòu lực cắt ⇒ Cốt đai bố trí theo cấu tạo Chọn thép : 410 (F a = 3,14 cm 2 ) , cốt đai 6 a250 1.2.TÍNH LỀ BỘ HÀNH : - Kích thước lề bộ hành : + Chiều cao lề h lề =40 cm +Bề dày bản : b δ =8 cm + Lớp vửa phủ lề dày 2 cm, 2 m/T8,1=γ + Lề bộ hành và trụ lan can đổ tại chổ SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 4 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN 1.2.1.Sơ đồ tính: - Cắt dài bản rộng 1m theo phương ngang để tính, xem như dầm giản đơn tựa lên 2 dầm đở của lề bộ hành, có kể đến hệ số ngàm - Chiều dài nhòp tính toán là 1,45 m 1.2.2Tải trọng tác dụng : 1.2.2.1Tónh tải : Trọng lượng bản thân bản lề bộ hành : 108,05,21,1Fng t lề ×××=×γ×= =0,22(T/m) Trọng lượng lớp vửa phủ lề : =×××=×γ×= 102,08,11,1Fn v g t 0,0396(T/m) ⇒ g tt = g v + g le = 0,22 +0,0396 = 0,2596 (T/m) 1.2.2.2. Hoạt tải : Người đi bộ q ht = 300 x1,4x1 = 420KG/m = 0,42T/m ⇒ Tải trọng toàn bộ :q = g tt + q ht = 0,6796 T/m 1.2.3.Nội lực trong bản  Momen tính toán tại giửa nhòp dầm giản đơn M 0 = = 8 ql 2 0,6796 x 8 45,1 2 = 0,179 (T.m)  Thực tế bản ngàm 2 đầu : M =0,8xM 0 =0,143(T.m) 1.2.4.Tính cốt thép :  Bêtông M200 : R u =90 Kg/cm 2  Cốt thép A I : R t =1900 Kg/cm 2  Chọn bề dày lớp bảo vệ a = 1,5 cm ⇒ h 0 = 8 – 1,5 = 6,5 cm A = 0 2 u h.b.R M = = 2 2 5,6.100.90 10.143 0,038 ⇒  = 0,98 SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 5 8 . 2 lq 1,45 m q M Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN F t = 0t h.R. M γ = = 5,6.1900.98,0 10.143 2 1,18 (cm 2 ) Chọn thép :Thép chòu lực : 6 a 200 (F t =1,42 cm 2 ) Thép phân bố :  6a300 ( đặt theo cấu tạo ) Ø 6a200 5 580 Bản mặt cầu 250 2 Ø 12 1000 4 Ø 10 Ø 6a200 3 Ø 6a250 2 1 Ø 6a300 4 2 Ø 12 1500 200 5 6 SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 6 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN CHƯƠNG II: TÍNH BẢN MẶT CẦU 2.1.SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: - Bản mặt cầu được đổ tại chổ. - Số dầm chính n = 6 - Khoảng cách giửa các tim dầm chính l b =1,9 m - Chiều dài bảng hẫng là l h = 0.95m - Khoảng cách giửa các hệ liên kết ngang = 2 l 3 m 2.2.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG: 2.2.1Tónh tải: -Bản bêtông cốt thép dày 18 cm g 1 = 0,18 x 2,5 =0,45 T/m 2 -Trọng lượng bản thân lớp phủ :dày 14,4cm +Lớp bêtông asphalt dày 5cm : 0,05 x2,3 =0,115 T/m 2 +Lớp mui luyện dày trung bình 9cm : 0,09 x 2,2 =0,198 T/m 2 ⇒ g 2 =0,313 T/m 2  Tỉnh tải tính toán của bản mặt cầu  g tt = n 1 x g 1 + n 2 x g 2 =1,5 x 0,313 + 1,1 x 0,45=0,965 T/m 2.2.2.Hoạt tải: 2.2.2.1.Với H-30 : b 2 = 60 cm b 1 = b 2 + 2H =60 + 2x14,4 = 88,8 cm =0,888 m a 2 = 20 cm a 1 = a 2 + 2H = 20 + 2x14,4 = 48,8 cm = 0,488 m  Bề rộng ảnh hưởng của tải trọng bánh xe a : -Khi đặt 1 bánh xe: a = max       + 3 l2 ; 3 l a bb 1 =1,27 m ⇒ p lực lên bản : === 27,1.888,0.2 12 a.b.2 P P 1 1 5,33(T/m 2 ) -Khi đặt 2 bánh xe gần nhau: Xét ảnh hưởng của trục xe ⇒ p lực lên bản : ( ) ( ) = + = + = 27,1x888,01,1 12 a.bc P P 1 2 4,76(T/m 2 ) 2.2.2.2 Với XB-80: Ta chỉ đặt được 1 bánh xe  Diện đặt tải : a 1 = 0,488 m b 1 = 0,8 +2x 0,144 = 1,088m SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 7 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN  Bề rộng ảnh hưởng của a : m27,1 3 l2 ; 3 l amaxa bb 1 =       += Do a> 1,2 m, nên để an toàn ta chọn a=1,2 m ⇒ p lực lên bản : === 2,1.088,1.2 20 a.b.2 P P 1 1 7,66(T/m 2 ) 2.3.SƠ ĐỒ TÍNH BẢN MÔT HƯỚNG : 2.3.1.Trường hợp đặc một bánh xe: 180 P 1 a 2 b 1 P a 1 g c b 1 L b b 2 h lp SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 8 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN 2.3.2.Trường hợp đặt 2 bánh xe : P 2 b 1 P 2 g c 2 P a b 1 1,6 m b 1 b 2 180 a L b b 2 1,1m h lp 2.4.NỘI LỰC: 2.4.1.Tính moment: 2.4.1.1.Do H30 và tónh tải gây ra :  Trường hợp đặt 1 bánh xe M 0 = + 8 lg b 2 c ( )       −µ+ 2 b l 4 b.P 1.n 1 b 11 h =0,965x 8 9,1 2 +1,4.1,3       − 2 888,0 9,1 4 888,0.33,5 =3,57 Tm/m Trường hợp đặt 2 bánh xe :do b 1 +c> l b nên ta có: M 0 = + 8 lg b 2 c ( ) 8 lP 1.n 2 b2 h µ+ =0,965x 8 9,1 2 + 1,4.1,3 8 9,1.76,4 2 =4,34 Tm/m 2.4.1.2.Do xe XB–80 và tónh tải gây ra: M 0 = + 8 lg b 2 c ( )       −µ+ 2 b l 4 b.P 1.n 1 b 11 h = 0,965x 8 9,1 2 +1,1.1,0       − 2 088,1 9,1 4 088,1.66,7 =3,54Tm/m SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 9 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN 2.4.2.Tính lực cắt: Q = ( ) ∑ µ++       − x x h0 b c a y 2 P 1nx 2 l g Với : a x =a 0 + 2x ; x : Là khoảng cách từ tải trọng đến gối của bản. y x , a x : Cc tung độ của đường ảnh hưởng Q và chiều rộng làm việc ứng với từng tải trọng riêng biệt. a)Trường hợp H30:( chỉ xét trường hợp đặt 2 bánh xe) a 0 =max{l b /3,a 1 }=0,63 ,, x a = m27,1 3 l2 ; 3 l amaxa bb 1 =       += Lực cắt tại mặt cắt 1-1 : 0,444 m 0,135 1,266 m 1,145 m 0,633 m 0,3165 m 0,714 0,947 0,18 m 0,444 m 1,1 m 1,9 m 1 700 1 Q 1 =0,965x +       − 1,0 2 9,1 1,4x1,3x       + 145,1 135,0 x 888,0 7,0 27,1 714,0 2 12 =7,97 (T) Lực cắt tại cuối vút: SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 10 [...]... cắt tại cuối vút: SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN 11 MSSV:80202126 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN 1 0,18 m 1,088 m 1 1,9 m 0,598 0,884 1,2 m 0,633 m 0,284 m , 20  0,598   19  − 0,22  + 1,1x1,0x   =6,19(T) 2  12  ,  2  Q1 =0,965x  2.4.3.Chọn nội lực tính toán: 2.4.3.1.Momnet -Theo kết quả tính toán ở trên ta chọn nội lực của trường hợp xe H -30 đặt hai bánh xe để tính,với M0 =4,34... Ø10a200 2 180 Q = ql + P = 0,45x 0,95 +0,9239 = 1,3514T Vậy bản đủ khả năng chòu lực 3 Ø12a130 SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN 14 MSSV:80202126 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN CHƯƠNG III:TÍNH TOÁN HỆ LIÊN KẾT NGANG Kết cấu được bố trí hệ liên kết ngang cách nhau 3m theo phương dọc cầu Do bản mặt cầu không tiếp xúc với hệ liên kết ngang nên chỉ có nội lực cùng tham gia làm việc với kết cấu nhòp... Thanh biên: Sr= 29040 (kg) Thanh xiên: D=11004 (kg) Số lượng đinh bulông • Cho thanh biên: S 29040 r N= m [N] = 0,9.11340 = 2,85=> Chọn 3 đinh 2 • Cho thanh xiên: D 11004 N= m [N] = 0,9.11340 =1,08=> Chọn 2 đinh 2 SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN 22 MSSV:80202126 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN CHƯƠNG IV:TÍNH TOÁN DẦM CHÍNH 4.1.TÍNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG: 4.1.1.Đoạn gần gối: dùng phương pháp... HỌC: 4.3.1.Xác đònh chiều rộng tính toán tham gia vào thành phần tiết diện liên hợp: Chiều dài nhòp tính toán Ltt=18 m,khoảng cách giữa các dầm B=1,9 m,khoảng cách từ tim dầm biên đến mép ngoài của bảng BT bằng 0,95 m Ta thấy : Ltt=18 m > 4.B=4.1,9=7,6 m → chiều rộng cánh bản về mỗi phía của dầm tham SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN 30 MSSV:80202126 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN gia tiết diện... phần tiếp xúc giữa bản BT và dầm thép: Sb=3420.(-21)+144.(-8)+240.(-6)=-74412 (cm3) Vò trí trọng tâm của phần bêtông(Ycb): SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN 31 MSSV:80202126 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP Ycb = GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN Sb − 74412 = = -19,6(cm) Fb 3804 116 200 196 136 104 →Vò trí trục trung hòa cách phần tiếp xúc giữa bêtông và cốt thép về phía trên là 19,6 cm Moment quán tính phần BT đối với trục trung... thanh ngang đặt cách nhau 0,8m và chòu momen Giá trò nội lực được chọn để tính cho biên là maxM = 23,23Tm Nội lực trong thanh biên trên và biên dưới: Sr = ± Mr 23,23 =± = ± 29,04(T) h 0,8 3.2.1.1.Thanh nén: Sơ bộ chọn độ mảnh thanh nén : λ = 100 ⇒ chọn loại thép hình CT3 có Ro=1900 Kg/ cm2 ⇒ ϕ = 0.56 Hệ số điều kiện làm việc :m2=0,75 Chiều dài tính toán :lo=µ.l=1.1,9/2=0,95 m SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN... 4.4.KIỂM TRA ỨNG SUẤT TRONG DẦM: Sau khi chọn kích thước tiết diện và tính các đặt trưng hình học của tiết diện dầm thép ta tiến hành kiểm tra khả năng làm việc của dầm thép trong 2 giai đoạn Xét ảnh hưởng của từ biến : SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN 34 MSSV:80202126 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP σ b,m( tónh) = GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN MII 1 44,41.105 1 t 2 xZb,mx = × 39,55 × = 14,065(kG/cm ) Itđ n1 1863882,3 6,7... 4.2.1.Tính nội lực do tónh tải : 4.2.1.1.Tónh tải giai đoạn 1: Trọng lượng bản thân dầm thép (gdt): gdt =7,85.Ft=7,85 285,28.10-4=0,224(T/m) Trọng lượng hệ liên kết ngang : glkn = 140 18.0,0151 + 70.0,94.0,00833 , =0,04(T/m) 6.18 Trọng lượng sườn tăng cường: SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN 25 MSSV:80202126 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP gstc GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN (94,4.32.1.7,85.10−6 ).156 = =0,034(T/m) 6.18 Trọng... 0,75 + 1,0 + 1,0 1,0 0,125 + 1,0 0,875 Đah Q3/8 1,0 0,625 0,375 1,0 + Nội lực do tónh tải 1 và tónh tải 2 xác đònh theo công thức: S=nttxgttxSđah SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN 26 MSSV:80202126 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN Kếùt quả tính toán được thể hiện trong bảng sau: Bảng 4.3.Nội lực do tónh tải 1 và tónh tải 2 Nội lực Diện tích đường ảnh hưởng Ω(+) M1/2 M1/4 M1/8 M3/8 Q1/2 Q1/4 Qgối... xác đònh theo công thức : Nội lực tiêu chuẩn: Sc=β.η.Ktđ.Ω Nội lực tính toán : Stt=nh.(1+μ).Sc Trong đó : β:hệ số làn xe η: hệ số phân bố ngang Ktđ: tải trọng tương đươn SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN 27 MSSV:80202126 Nội lực tiêu chuẩn giai đoạn 2(do tónh tải) 29.61 22.2 12.96 27.76 3.29 4.11 6.58 5.14 3.5 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy ĐẶNG HUẤN Ω: diện tích đường ảnh hưởng của tiết diện xét trong . dầm thép (b b xh b ): 20x1,6 cm Kích thước sườn dầm thép (h s xδ s ): 94,4x1,2cm Kích thước bản biên (b 1 xh 1 ) : 35x4cm SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 1 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP. 1.1.2.4.Tính cốt thép: - Bêtông Mac 200 : R u = 90 Kg/cm 2 - Thép A I : R t = 1900 KG/cm 2 Chiều cao l 0 =1,2m SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 3 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy. === 2,1.088,1.2 20 a.b.2 P P 1 1 7,66(T/m 2 ) 2.3.SƠ ĐỒ TÍNH BẢN MÔT HƯỚNG : 2.3.1.Trường hợp đặc một bánh xe: 180 P 1 a 2 b 1 P a 1 g c b 1 L b b 2 h lp SVTH:PHẠM VŨ ANH QUÂN MSSV:80202126 8 Đồ án môn học THIẾT KẾ CẦU THÉP GVHD:Thầy