Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh I XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM: 1.1.ChiỊu cao dÇm h Chiều cao dầm h chọn theo điều kiện cường độ điều kiện độ võng, thông thường với dầm bê tông cốt thép chiều cao thõa mãn điều kiện cường độ đạt yêu cầu độ võng Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp, chọn theo công thức kinh nghiệm: 1 h = ữ ì L 20  h =(0.7 ÷ 1.75)m Chiều cao nhỏ theo quy định quy trình: hmin = 0.07*14 = 0.98 (cm) sở sơ chọn chiều cao dầm: h = 100 (cm) 1.2.BỊ réng sên dÇm bw Tại mặt cắt gối dầm, chiều rộng sườn dầm định theo tính toán ứng sức kéo chủ Tuy nhiên ta chọn chiều rộng sườn không đổi suốt chiều dài dầmchiều rộng bw chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công cho dễ đổ bêtông với chất lượng tốt Theo yêu cầu đó, ta chọn chiều rộng sườn: bw = 20 (cm) 1.3.Chiều dày cánh hf Chieu daứy cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác Theo kinh nghieọm: h f =180 (cm) 1.4.Chiều rộng cánh b Theo điều kiện đề cho: b = 170 (cm) 1.5.Chän kÝch thíc bÇu dÇm: b1,h1 b1 = 0.32 (cm) h1 = 0.18 (cm) Vậy sau chọn sơ kích thước mặt cắt dầm ta co số liệu sau: Chiều cao m Bề rộng sườn dầm 0.2 m Chiều dày cánh 0.18 m Chiều rộng cánh 1.7 m Chiều rộng bầu dầm 0.32 m Chiều cao bầu dầm 0.18 m Chiều cao phần vác cánh 0.1 m Chiều cao phần vác bầu 0.06 m MẶT CẮT NGANG DẦM: SVTH: Nguyễn Nho Só Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh 1.6.Tính sơ trọng lợng thân dầm (m) dài Dieọn tớch maởt caột dam ã A=b*hf + 0.1*0.1 + 0.06*0.06 + (h –hf – h1)*bw +h1*b1 • A =1.7*0.18+0.1*0.1+0.06*0.06+(1-0.180-0.18)*0.2 + 0.18*0.32 • A =0.5052 (m2)  Trọng lượng thân dầm • Wdc =A* =0.50052*24 = 12.12 (KN/m) Trong  = 24 kn/m3 trọng lượng riêng bê tông Xác định bề rộng cánh tính toán:  Bề rộng cánh tính toán dầm bên không lấy trị số nhỏ ba trị số sau: 14 = 3.5m : Với L chiều dài nhịp hữu hiệu • - L= 4 • - khoảng cách tim hai dầm:220 cm • - 12 lần bề dày cánh be roọng sửụứn dam: 12hf+bw=12ì18+20=236 (cm) ã - vaứ be rộng cánh tính toán khong lớn bề rộng cánh chế tạo bf=170 cm Vậy bề rộng cánh hữu hiệu b = 170 cm Qui đổi tiết diện tính toán:  Diện tích tam giác chỗ vaựt baỷn caựnh: 10 ì 10 =50(cm ) ã s1 = SVTH: Nguyễn Nho Só Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh  Chiều dày cánh qui đổi: • h qd f = hf + 2×s b −b w = 18 + × 50 = 18.667( cm ) = 186.67( mm ) 170 − 20  Diện tích tam giác chỗ vác bầu dầm: 6× = (cm ) 18 • s2 =  Chiều cao bầu dầm mới: qd 2s2 =18 + ×18 = 21( cm) = 210( mm ) • h1 = h1 + 32 − 20 b1 −bw MẶT CẮT NGANG TÍNH TOÁN: II XÁC ĐỊNH NỘI LỰC: Tính toán mômen lực cắt vị trí Vẽ đường ảnh hưởng mômen , lực cắt +Chiều dài nhịp :l=14 m +Chia dầm thành 10 đoạn ứng với mặt cắt từ đến 10 , đoạn dài 1,4 m Tung độ đường ảnh hưởng momen mặt cắt: SVTH: Nguyễn Nho Só Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Buøi Thanh No YMi(m) 0.0 1.26 2.24 2.94 3.36 3.50 Đường ảnh hưởng mômen tiết diện: ωM = SVTH: Nguyễn Nho Só x k ×( l − x k ) Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh Các công thức tính toán giá trị mômen , lực cắt mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn cường độ : M i =1 ×{( wdc +w dw ) +mg M [1LLL +LLM ×k ×(1 +IM )] } ×wi M [ Qi = η{ (1.25 × wdc +1.5 × w dw ) × wQ + mg Q 1.75 × LLL +1.75 × k × LLQ × (1 + IM ) ] } ×w iQ Các công thức tính toán giá trị mômen , lực cắt mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn sử dụng : M i = 1.0 × { (1.0 × wdc + 1.0 × wdw ) + mg M × (1.0 × LLL + 1.0 × LLM × k × (1 + IM ) ) × wM } [ Qi =1 ×{( wdc +w dw ) ×wQ +mg Q LLL + LLQ ×k ×(1 + IM ) ] } ×w iQ Trong : Wdw ,Wdc: Tónh tãi rãi trọng lượng thân dầm (kNm) Wm :Diện tích đường ảnh hưởng mômen mặt cặt thứ i WQ:Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng lực cắt WIQ:Diện tích phần lớn đường ảnh hưởng lực cắt LLM:Hoạt tải tương ứng với đ.ả.h mômen mặt cắt thứ i LLQ:Hoạt tải tương ứng với đ.ả.h lực cắt mặt cắt thứ i mgM,mgQ:Hệ số phân bố ngang tính cho mômen , lực cắt LLL:=9,3kn/m : tải trọng rải (I+IM):Hệ số xung kích , lấy công thức η :Hệ số điều chỉnh tải trọng xác định công thức η =η d x η R x η l > 0,95 Với đường quốc lộ trạng thái giới hạn cường độ I: η d=0,95 η R= 1,05 η l=0,95 Với trạng thái giới hạn sử dụng η =1 Bảng giá trị mômen: ω Mi ( m ) tnick tdem α Xi L-Xi 0 14 36.99 30.08 0 0.1 1.4 12.6 8.82 35.734 29.9 445.48 306.116 0.2 2.8 11.2 15.68 34.748 29.72 780.95 537.559 0.3 4.2 9.8 20.58 33.206 29.45 1010.34 696.112 0.4 5.6 8.4 23.52 31.918 29.09 1137.72 786.018 0.5 7 24.5 30.63 28.73 1167.47 808.118 N o SVTH: Nguyễn Nho Só LL Mi KNm LL KN/m Micd KNm Misd KNm Mi Thieát kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh TA VẼ BIỂU ĐỒ BAO MÔMEN CHO DẦM Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ: ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG LỰC CẮT TẠI CÁC TIẾT DIỆN: ωQ SVTH: Nguyễn Nho Só ( l − xk ) − xk ω = 2× l Q = ( l − xk ) − xk 2× l Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh BẢN GIÁ TRỊ LỰC CẮT: xi(m) li(m) wQ1(m2) wQ(m2) LLQitnick (KN/m) LLQtdem (KN/m) Qicd (KN) Qisd (KN) 0.00 14.00 7 36.99 30.08 404.61 273.448 1.40 12.60 5.67 5.6 40.803 33.405 341.005 227.112 2.80 11.20 4.48 4.2 43.402 37.442 272.425 181.729 4.20 9.80 3.43 2.8 47.088 42.214 252.63 137.026 5.60 8.40 2.52 1.4 51.803 49.182 146.36 93.992 7 1.75 57.41 57.47 86.83 52.184 Biểu đồ bao lực cắt trạng thái giới hạn cường độ: BIỂU ĐỒ BAO Q(KN) III TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM: Tính momen tính toán ứng với trạng thái giới hạn cường độ, tính mặt cắt nhịp: M = η 1.25 × wdc + 1.5 × wdw + mg 1.75 × LL L + 1.75 × k × LL M × (1 + IM ) × wM {( ) M ]} [ Trong đó: LLL : Tải trọng rải (9.3KN/M) tan dem LLM = 28.73:Hoạt tải tương đương xe hai trục thiết kế ứng với đường ảnh hưởng M mặt cắt nhịp (KN/m) tnick LLM = 30.63 : Hoạt tải tương đương xe tải thiết kế ứng với đường ảnh hưởng M mặt cắt t nhịp (KN/m) tnick tan dem LLM= max( LLM ; LLm ) =30.63 mgM = 0.54: Hệ số phân bố ngang tính cho momen ( tính hệ số xe m) wdc = 12.12 : Trọng lượng dầm đơn vị chiều dài(KN/m) SVTH: Nguyễn Nho Só Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Buøi Thanh wdw = 5.5 : Trọng lượng lớp mặt cầu tiện ích công cộng đơn vị chiều dài(tính cho dầm kn/m) (1+IM)=1.25 : Hệ số xung kích M = 24.5: Diện tích đường ảnh hưởng M (m2) K = 0.5: Hệ số HL-93 Thay số: M =1167.47 (KNm) Giả sử chiều cao hữu hiệu dầm: d = (0.8ữ0.9)h choùn d = 0.9ìh = 0.9ì100 = 90 (cm) Giả sử trục trung hòa qua sườn ta coù: hf   a  M n = 0.85 × a × bw × f c' ×  d −  + 0.85 × β × ( b − bw ) × h f × f c' ×  d −   2     φ ×Mn Mu = Trong đó: Mn : Momen kháng danh định Mu =1167.47 φ : Hệ số kháng (với dầm chịu kéo uốn lấy: φ =0.9) As: Diện tích cốt thép chịu kéo fy = 420 Mpa: Giới hạn chảy cốt thép dọc chủ f β • ' c = 35Mpa : Cường độ chịu nén bê tông tuổi 28 ngày : Hệ số quy đổi chiều cao vùng nén, xác ủũnh: =0.85 28 Mpa ã =0.85 0.05ì( • =0.65 f ' c f f ' c ' -28)/7 56 Mpa ≥ c f ' c ≥ 28 Mpa ≥ 56 Mpa ' Vậy theo điều kiện đề f c = 35Mpa nên ta có =0.8 hf : Chiều dày cánh sau quy ®ỉi a = β × c :Chiều cao khối ứng suất chữ nhật tương đương TA CÓ BẢNG GIÁ TRỊ TÍNH TOÁN: Mu 1167.47 φ 0.9 fy 420 Mpa 35 Mpa f ' c β1 0.8 hf 0.18667 KNm SVTH: Nguyễn Nho Só m Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Buøi Thanh 0.9 d  Mu  − Mï ϕ 1 − − a = d 0.85 × f ' c × bw × d    Với: m        M f = 0.85 × β (b − bw ) × h f × f ' c × (d − h f / 2) Thay số liệu vào ta có: Mf = 0.85 × 0.8 ×(1.7 - 0.2) × 0.18667 × 35 × 1000 × (0.9 - 0.18667/2) = 5375.71 (KNm) M u 1167.47 = = 1297.18( KNm) < M f ⇒ a < φ 0.9 Vậy trục trung hòa qua cánh ta chuyển sang tính toán mặt cắt chữ nhật Xác định a từ điều kiện : a  M u = M r = φ × M n = φ × 0.85 × f c' × b × a ×  d −  2    2× Mu a = d 1 − −  φ × 0.85 × f c' × b × d     Thay số vào ta a=0.0289(m)=2.90(m) 0.03 × c = 0.03 × = 0.0025 = 0.25% (thõa mãn) fy 420 IV TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT Biểu thức kiểm toán ϕ Vn >Vu Vn: Sức kháng danh định , lấy giá trị nhỏ Vn =Vc +Vs (N) Hoặc Vn = 0,25 f ' c Vc = 0,083 β bvdv (N) f ' c dvbv (N) Av × f v × d v × ( cot gθ + cot gα ) × sin α (N ) s Trong : Chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv, xác định khoảng cách cánh tay đòn nội ngẫu lực Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn thì: Vs = SVTH: Nguyễn Nho Só 10 Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh a dv = d - Đồng thời dv = max{0,9*d; 0,72*h} Vaäy dv= max [0,9*d; 0,72*h; d-a/2] 0,9*de =0,9 * 877.9 = 790.11(mm) 0,72*h=0,72*1000 =720 (mm) d - a/2=877.9 - 33/2 = 861.4(mm) + bv: Bề rộng bụng hữu hiệu, lấy bụng hữu hiệu nhỏ chiều cao dv, bv= bw =20cm Từ ta thấy dv = 861.4 (mm) +s(mm): Bước cốt thép đai + β : Hệ số khả bêtông bị nứt chéo truyền lực kéo + φ : Góc nghiêng ứng xuất nén chéo + β , φ : Được xác định cách tra đồ thị tra bảng + α : Góc nghiêng cốt thep ngang với trục dọc, bố trí cốt thép đai vuông góc với trục dầm nên α =900 + φ : Hệ số sức kháng cắt, với bêtông thường φ =0,9 +Av: Diện tích cốt thép bị cắt cự li s(mm) +Vs: Khả chịu lực cắt cốt thép (N) +Vc: Khả chịu lực cắt bêtông (N) +Vu: Lực cắt tính toán (N) Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả chịu lực bê tông vùng nén : +Xét mặt cắt cách gối khoảng dv=861.4(mm) Xác định nội lực đường bao phương pháp nội suy: Vu = 366.169(KN) Mu= 275.943(KNm) φ Vn = φ (0,25 f ' c bvdv ) = 0,9 × 0,25 × 35 × 200 × 861.4 = 1356.705 × 103 (N) = 1356.705(KN) Vu= 366.169 KN < φ Vn=1356.705(KN) ⇒ Đạt Tính góc φ hệ số β : +Tính toán ứng suất cắt vu = 275.943 ×10 = 1.7796 N/mm2 ν = φ × d v × bv 0.9 × 861.4 × 200 + Tính tỷ số ứng suất ν 1.7796 = = 0.05085 < 0.25 ' 35 f c + Giả sử trị số góc θ = 450 tính biến dạng cốt thép chịu kéo theo công thức Mu + 0,5.Vu cot gθ 275.943 × 10 + 0.5 × 366.169 × cot g 45 d 861.4 εx = v = = 0.00094051 E s As × 10 × 1704 dv = 861.4 mm SVTH: Nguyễn Nho Só 11 Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Buøi Thanh Es =2*105 As =1704 mm (khi kéo gối cắt lại thanh) εχ = 0.00094051 Tra bảng ta θ = 35.273165 Tính lại εx = 0.00094073 Tra bảng ta θ =35.39585 tinh1 l εx = 0.000940728 Giá trị gần giá trị trước Giá trị θ, hội tụ Vậy ta lấy θ = 35.39585 Tra β = 2.26106 Khả chịu lực cắt bê tông v c = 0.083 × β × f ' c × d v × bv = 0.083 × 2.26106 × 35 × 200 × 861.4 = 191275.376 (N) Yêu cầu khả chịu lực cắt cần thiết cốt thép: Vs =Vn-Vc = 366.169*103/0.9 -191275.376 191275.376=215579.0684(N) Khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn nhất: Α y × f y × d v × cot gθ = smax v = 406854.444 - s fy = 420 Mpa: giớ hạn chảy quy định với cốt thép đai θ = 35.39585: Góc nghiên với ứng suất kéo nén cheùo dv = 861.4 (mm) Vs = 215579.0684 (N) Av: diện tích cốt thép đai (mm2) Chọn cốt thép đai số 10, đường kính danh định d = 9.5 (mm), diện tích mặt cắt ngang cốt thép đai là: Av =142 Vậy ta tính sma = 200.3 (mm) Ta chọn khoảng cách bố trí cốt thép đai s = 180 (mm) Kiểm tra lượng cốt thép đai tối thiểu: Lượng cốt thép đai tối thiểu: Α v Mà ≥ 0.083 A v f ' c × b×s = 142mm > f = 0.083 35 y A v 200 ×180 = 42.0887 (mm2) 420 = 42.0887 mm ⇒ thõa mãn Kiểm tra khoảng cách tối đa cốt thép: Ta có: 0.1 × f c' × d v × bv = 0.1 × 35 × 861.4 × 200 = 602980( N ) > V u = 366169( N ) Nên ta kiểm tra theo điều kiện sau: SVTH: Nguyễn Nho Só 12 Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh S ≤ 0.8 ×dv S = 180 mm ≤ 0.8×dv = 0.8×861.4 = 689.12 (mm) →thõa mãn S ≤ 600 (mm) →thõa mãn Kiểm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thép dọc không bị chảy tác dụng tổ hợp momen, lực dọc trục lực cắt: Khả chịu cắt cốt thép đai: Av × f y × d v × cot gθ Vs= s 142 × 420 × 861.4 × cot g ( 35.39585) = 180 = 401673.3703( N ) Α × f = 1704 × 420 = 715680( N ) Μ +  V − 0.5 × V  × cot gθ   s y u u s  dv ×φ  φ   275.943 × 10  366169  = + − 0.5 × 401673.3703  × cot g 35.39585 861.4 × 0.9  0.9  = 645875.7847( Ν ) ( Αs × f y > ) Μu V  +  u − 0.5 × Vs  cot gθ ⇒ đạt dv ×φ  θ  V KIỂM SOÁT NỨT Tại mặt cắt tùy vào giá trị nội lực bê tông bị nứt hay không Vì để tính toán kiểm soát nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không Để tính toán xem mặt cắt có bị nứt hay không ngưòi ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính tính ứng suất kéo fc bê tông MẶT CẮT NGANG TÍNH TOÁN SVTH: Nguyễn Nho Só 13 Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh Diện tích mặt cắt ngang Ag = 186.67 ×1700 + (1000 − 186.67 − 210 ) × 200 + 210 × 320 = 505205 mm ( ) Xác định vị tí trục trung hòa 1700 × 186.67 × 906.665 + (1000 − 186.67 − 210 ) × 200 × 511.665 + 210 × 320 × 105 yt = 505205 = 705.687( mm ) Momen quán tính tiết diện nguyên 1700 × 186.67 511.665   Ig = + 1700 × 186.67 × ( 906.665 − 705.687 ) + 200 × 511.665 ×  210 + − 705.687  12   200 × 511.665 320 × 210 + + + 320 × 210 × ( 705.687 − 105) = 4.635369941 × 1010 mm 12 12 Tính ứng suất kéo bê tông M 808.118 × 10 f c = a yt = × 705.687 = 12.303MPa Ig 4.635369941 × 1010 ( Cường độ chịu kéo uốn bê tông f r = 0.63 × f ' c = 0.63 × 35 = 3.727 MPa → f c > 0.8 × f r Vậy mặt cắt bị nứt Xác định khả chịu kéo lớn cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng   Z   f sd =  ;0.6 f y   ( d c × A)    SVTH: Nguyễn Nho Só 14 ) Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh dc = 45(mm): Chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo tâm gần A : diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo bao mặt cắt ngang đường thẳng song song với trục trung hòa chia số lượng Để tìm A ta giả sử đường giới hạn miền A sườn dầm Trọng tâm miền A tính sau: 18 × 32 × 18 ÷ + ( 32 − × 6) ì ì (18 + ữ 2) + × 0.5 × × (18 + ÷ 3) + 20 × ξ × (18 + ξ / ) ya = 32 × 18 + + ( 32 − × 6) × + 20 × ξ y a = y = d = 12.21(cm) ( Giải phương trình bật ta tìm ξ = 3.4239 (cm) Khi diện tích phần bê tông bọc cốt thép cần tìm: dta =32 × 18 + 2+ (32 – × 6)×6 + 20×ζ = 800.478 cm2 A = dta/14 =57.177 (cm2)=5717.7(mm2) Z: thông số bề rộng vết nứt, xét điều kiện bình thường Z = 30000 N/mm Z 30000 ⇒ = = 471.675 N / mm = 471.675MPa 1 3 ( d c × A) ( 45 × 5717.7 ) ⇒ 0.6 × f y = 0.6 × 420 = 252 MPa   Z ⇒ f sa = min ;0.6 f y  = 252 Mpa    (d c × A)  Tính toán ứng suất sử dụng cốt thép: Tính diện tích tương đương tiết diện bị nứt Es =2×105 Mpa Ε c = 0.043 × γ 1, c × f ' c SVTH: Nguyễn Nho Só = 0.043 × 24001,5 × 35 = 29910.202Mpa 15 ) Thiết kế môn học : KCBTCT Quang n= GVHD : Bùi Thanh Es × 10 = = 6.687 ⇒ chọn n=7 E c 29910.202 Xác định vị trí trục trung hòa dựa vào phương trình momen tónh với trục trung hòa không hf h− y − n × As × ( y − d1 ) 2 186.67  1000 − y  = 186.67 × (1700 − 200) × 1000 − y − − × 39.76 × ( y − 12.21)  + 200 × (1000 − y ) ×   ⇒ y = 84.367(cm) S = = h f × (b − bw ) × (h − y − ) + bw × ( h − y ) × Giải y = 84.367 (cm) Tính ứng suất cốt thép: f s =n × M a ×( y −d1 ) Ia Tính momen quán tính tiết diện bị nứt: I cr = (b − bw ).h f 12 + h f (b − bw ).(h − y − hf )2 + bw (h − y ) + n As ( y − d1 ) (170 − 20) × 18.667 + 18.667 × (170 − 20) × 100 − 84.367 − 18.667  + 20 × (100 − 84.367) =   12 + × 39.76 × ( 84.367 − 12.21)   I cr = 1667004.801(cm ) = 166.7005 × 10 (cm ) 808.118 × 10 × ( 843.67 − 122.1) ⇒ fs = × = 244.858 N / mm = 244.858( MPa ) 166.7005 × 10 ( f s = 244.858( MPa ) < f sa = 252( MPa ) ⇒ đạt VI TÍNH ĐỘ VÕNG THIẾT KẾ Xác định vị trí bất lợi xe tải thiết kế: SVTH: Nguyễn Nho Só 16 ) Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh L3 48EI Xét trường hợp ba trục nhịp Vị trí bất lợi xe xác định theo công thức: x= 36 L − 184.49 1056.25 × L2 − 10724.2 × L − 26810.5 − 7 36 × 14 − 184.49 1056.25 × 14 − 10724.2 × 14 + 26810.5 − = 4.25659(m) 7 Kiểm tra điều kiện trục xe nhòp: x= 4.25659 (m)< L/2 =7(m) L – x - 8.6 =14 - 4.25659 - 8.6 = 1.14341 > Điều kiện thõa mãn Độ võng xe tải thiết kế gây xác định theo công thức: x= y = p1 × y1 ( x ) + p × y ( x ) + p3 × y ( x ) ( ) ( ) ( p1 × 3L2 x − x p1 × 3L2 ( L − x − 4.3) − 4( L − x − 4.3) p × 3L2 ( L − x − 8.6) − 4( L − x − 8.6) y= + + 48EI 48 EI 48 EI P1 = 0.145 (MN) P2 = 0.035 (MN) L – x – 4.3 = 14 – 4.25659 – 4.3 = 5.44341 L – x – 8.6 = 14 – 4.25659 – 8.6 = 1.14341 E = Ec = 29910.202 (Mpa) Xác định momen quán tính hữu hiệu: I = min( Ig; Ic ) Ig= 463.536×104(cm4): Momen quán tính tiết diện nguyên Momen nứt: SVTH: Nguyễn Nho Só 17 ) Thiết kế môn học : KCBTCT Quang M cr = f r × Ig yt = 3.727 × GVHD : Bùi Thanh 463.536 ×10 = 244.811 ×10 ( Nmm ) = 244.811( KNm) 705.687  M cr  244.811    =   = 0.0278 M   808.118  a   Ie (mm4): Momen hữu hiệu tính theo công thức:   M 3   M cr  cr Ie =   M  × I g + 1 −  M   × I cr      a    a    −4 I e = 0.0278 × 0.463536 × 10 + [1 − 0.0278] × 0.1167005 × 10 −4 = 0.12634 × 10 −4 ( m ) = 1.2634 × 10 −2 ( m )  I = Ie = 1.2634 × 10-2(m4) Thay vào ta tính y = 0.010688 m = 10.688 mm Tính toán độ võng hoạt tải gây ra: Độ võng ta vừa tính chưa tính tới hệ số phân bố ngang, hệ số cấp đường hệ số xung kích tính võng Bây ta phải xét hệ số Kết tính toán độ võng xe tải thiết kế: f1=k × mg × (1+IM) × y= 0.5 x 0.5 x 1.25 x 10.688 = 3.34 mm Độ võng tải trọng làn: × q × L4 × ( 0.5 × 0.0093) × 14 yL = = = 1.6776 × 10 −3 m 384 × E c × I 384 × 29910.202 × 4.635369941 × 10 − Kết tính toán độ võng 25% xe tải thiết kế với tải trọng thiết kế: f2 = 0.25 × mg × (1+IM) × y + yL = 0.25 × f1+ yL = 0.25 × 0.5 × 1.25 × 10.688 + 1.6776 = 3.3476mm →fmax=max(f1 ; f2)= 3.3476 mm f ⇒ f max < L ×   = 14000 × = 17.5(mm) ⇒ đạt 800 l VII VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU Tính toán mômen kháng tính toán dầm bị cắt uốn cốt thép : Kết quảtính toán thể bảng sau: Diện tích Số lần cắt As lại(mm2) 14 39.76 12 34.08 10 28.4 22.72 17.04 Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen Số lại SVTH: Nguyễn Nho Só d1(cm) a(cm) Vị trí trục trung hòa Mr (KNm) 12.21 10.5 9.3 7.5 6.5 3.301 2.830 2.358 1.887 1.415 Qua caùnh Qua caùnh Qua caùnh Qua caùnh Qua caùnh 1293.88 1134.66 960.83 786.39 597.65 18 Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh Do điều kiện lượng cốt thép tối thiểu :M r > {1,2 Mcr ;1,33Mu } nên Mu < 0,9Mcr điều kiện lượng cốt thép tối thiểu M r >1,33 Mu Điều có nghóa khả chịu lực dầm phải bao đường 4/3 Mu Mu < 0,9 M Mcr =244.811 (KNm) Nội suy tung độ biểu đồ bao mômen xác định vị trí M u =1,2Mcr Mu = 0,9Mcr thông qua x1 = 692.4258(mm), x2 = 923.2344 (mm) 4/3Mu Mu BIỂU ĐỒØ BAO MÔMEN SAU KHI ĐÃ HIỆU CHỈNH Xác định điểm cách lý thuyết Điểm cắt lý thuyết điểm mà theo yêu cầu uốn không cần cốt thép dài Để xác định điẻm cắt lý thuyết ta cần vẽ biểu đồ mômen tính toán M u xác định điểm giao biểu đồ Φ Mn Xác định điẻm cắt thực tế Từ điểm cắt lý thuyết cần kéo dài phái mômen nhỏ đoạn l l.Chiều dài ll lấy trị số lớn trị số sau: -Chiều cao hữu hiệu tiết diện : d= 861.4 (mm) 15 lần đường kính danh định :15x19.1 =286.5 (mm) 1/20 lần nhịp tịnh : 1/20 x 14000 =700 (mm)  Choïn ll =865 (mm) Đồng thời chiều dài không nhỏ chiều dài phát triển l d Chiều dài ld gọi chiều dài khai triển hay chiều dài phát triển lực, đoạn mà cốt thép dính bám với bê tông để đạt cường độ tính toán SVTH: Nguyễn Nho Só 19 Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh Chiều dài khai triển ld kéo lấy sau: Chiều dài triển khai cốt thép kéo l d , phải không nhỏ tích số chiều dài triển khai cốt thép kéo l dh quy định đây, nhân với hệ số điều chỉnh hệ số quy định quy trình Chiều dài triển khai cốt thép kéo không nhỏ 300 (mm) Chiều dài triển khai cốt thép l db (mm) sử dụng với cốt thép dọc sử dụng thép số 19 0.02 × Ab × f y 0.02 × 284 × 420 l db = = = 403.24(mm) ' 35 fc Đồng thời ldb ≥ 0.06 x db x fy = 0,06 x 19.1 x 420 = 481.32(mm) Trong : Ab = 284: Diện tích số 19 (mm2 ) fy : 420 MPa: Cường độ chảy quy định cốt thép f ' c = 35 Mpa: Cường độ chịu nén quy định bê tông tuổi 28 ngày db = 19.1 (mm): Đường kính (mm) Hệ số điều chỉnh làm tăng ld :k1 =1,4 Hệ số điều chỉnh làm giảm ld :k2 = A A CL U = 34.92 = 0.878 39.76 Với : Acl = 34.92 (cm2): Diện tích cần thiết theo tính toán Au = 39.76(cm2): Diện tích thực tế bố trí ⇒ ld = 481.32 x1,4 x 0,878 = 591.638 (mm) Chọn ld =595 (mm) Cốt thép chịu kéo uốn cong qua thân dầm kết thúc dầm bê tông chịu nén với chiều dài triển khai l d tới mặt cắt thiết kế kéo dài liên tục lên mặt đối diện cốt thép BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU SVTH: Nguyễn Nho Só 20 Thiết kế môn học : KCBTCT Quang SVTH: Nguyễn Nho Só GVHD : Buøi Thanh 21 ... khoảng cách cánh tay đòn nội ngẫu lực Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn thì: Vs = SVTH: Nguyễn Nho Só 10 Thiết kế môn học : KCBTCT Quang GVHD : Bùi Thanh a dv = d - Đồng thời... dọc, bố trí cốt thép đai vuông góc với trục dầm nên α =900 + φ : Hệ số sức kháng cắt, với b? ?tông thường φ =0,9 +Av: Diện tích cốt thép bị cắt cự li s(mm) +Vs: Khả chịu lực cắt cốt thép (N) +Vc:... cắt thiết kế kéo dài liên tục lên mặt đối diện cốt thép BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU SVTH: Nguyễn Nho Só 20 Thiết kế môn học : KCBTCT Quang SVTH: Nguyễn Nho Só GVHD : Bùi Thanh 21