N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC N THIT K CU BTCT: Giáo viên hớng dẫn : Nguyễn Thị Minh Hằng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đăng Nhật Lớp quản lí : 51CD6 Mã số sinh viên : 6976.51 Số thứ tự : 30 I. Số liệu thiết kế - Chiều dài nhịp tính toán : L=23 m - Tổng bề rộng cầu : B = 14,0 m - Bề rộng lan can : 2.0,38m = 0,76 m - Bề rộng phần xe chạy: 13,24 m - Số dầm : 6 - Kết cấu : bán lắp ghép - Khoảng cách các dầm : S = 2,3 m - Chiều dày lớp phủ mặt cầu 75 mm II. Căn cứ thiết kế. 1. Chiều cao dầm chủ [A5.14.2.2] Chiều cao dầm chủ đợc xác định theo quy định về chiều cao tối thiểu nh sau : min 0.045*h L= 2. Chiều dày tối thiểu [A5.14.1.2] Cánh trên >= 50 mm Vách >= 125 mm Cánh dới >= 125 mm 3. Chiều rộng bản cánh có hiệu [A4.6.2.6.1] Dầm trong : i b " 1 4 nhịp có hiệu " 1 12 2 c s h bì + ì "khoảng cách dầm chủ kề nhau" Dầm ngoài : 2 i e b b " 1 8 nhịp có hiệu " 1 6 2 c s h bì + ì "chiều rộng bản hẫng ". 4. Chiều dày bản mặt cầu. Chiều dày bản mặt cầu đợc xác định theo [A2.52.6.3-1], với bản là bê tông cốt thép thiết kế cho dầm đơn giản : ( 3000) 30 s S h + = Trong đó S là khoảng cách giữa hai dầm chủ kề nhau tính bằng mm. bộ chọn III. Sơ đồ tiết diện ngang 1 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC Từ những căn cứ trên, theo số liệu thiết kế ta chọn tiết diện chữ I đúc sẵn có kích thớc nh hình vẽ : 1. Kiểm tra tiết diện với các yêu cầu cấu tạo: - chiều cao dầm chủ : h = 1200 mm > min 0.045*h L= =0.045* 23000 = 1035 mm -> thoả mãn. -chiều dày : trên =200 mm > 50 mm Vách Cánh =200 > 125 mm Cánh dới = 250 > 125 mm -> thoả mãn. 2.Chiều rộng bản cánh có hiệu Dầm trong : i b " 1 4 nhịp có hiệu = 1 4 * 23000 = 5750 mm " 1 12 2 c s h bì + ì = 1 12 200 600 2 ì + ì = 2700mm "khoảng cách dầm chủ kề nhau =2300 mm" Suy ra S c = 2300mm vi dm trong Dầm ngoài : 2 i e b b " 1 8 nhịp có hiệu = 1 8 *23000 =2875 mm" 1 6 2 c s h bì + ì = 6*200+0.5*600 = 1500mm "chiều rộng bản hẫng 1150mm ". 1150 2725 / 2 2512 e b mm= + = 3. Chiều dày bản mặt cầu. Chiều dày bản mặt cầu đợc xác định theo : 2 2600 2600 2600 1300 1000 200 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC ( 3000) 30 s S h + = = (2000 3000) 166.67 30 + = mm -Thiên về an toàn sơ bộ chon bản mặt cầu có chiều dày là 175mm,cộng thêm 15mm là 190 mm. -Trên mặt cầu bố trí 1 lớp phủ bê tông nhựa có chiều dày nhỏ nhất là 75 mm , đợc bố trí sao cho tạo ra độ dốc ngang 2% , dốc sang hai bên lề đờng. 5. Dầm ngang. Với chiều dài nhịp 24.5 m,chọn 5 dầm ngang. 2 dầm ngang ở hai đầu cầu có chiều cao bằng chiều cao dầm chủ.Dầm ngang giữa cầu có chiều cao bàng 2/3 chiều cao dầm chủ. SƠ Bộ MặT CắT NGANG CầU 2000 2000 2000 2000 2000 10001000 Độ DốC i = 2% lớp phủ mặt cầu dày 75 mm 380 11240 380 Vật liệu : Bê tông dầm : f , c = 40 Mpa Cốt thép : f y = 400 Mpa Trọng lợng riêng : + Bê tông : 2400 kg/m 3 + Lớp phủ : 2250 kg/ + A/. THIT K PHN BN MT CU: 1.1 Chn chiu dy bn Hmin = 30 3000+S = 2300 3000 30 + =175mm Chn chiu dy bn l Hmin = 175 mm lm chiu dy chu lc,cng thờm 15 mm hao mũn vy chiu dy bn khi tớnh l 190 mm. Vỡ bn hng ca dm ngoi thit k vi ti trng xe va vo lan can nờn chn chiu dy bn tng thờm 25 mm cú h 0 =215 mm. 1.2 Trng lng cỏc b phn 1Kg=9.81N Lan can cú mt ct ngang nh hỡnh v trờn, din tớch 253825mm2, trng lng lan can coi nh mt ti trng tp trung 3 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT CẦU BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC P b = 2400.10 -9 .9,81.253825 =4,65 N/mm Lớp phủ mặt cầu dày 75mm W DW = 2250.10 -9 .9,81.75 W DW = 1, 655.10 -3 N/mm2 Bản mặt cầu dày 190mm W S = 2400.10 -9 .9,81.190 W S = 4,4734.10 -3 N/mm2 Bản hẫng dày 215 mm W 0 = 2400.10 -9 .9,81.215 W 0 =5,062.10 -3 N/mm2 1.3 Tính toán nội lực bản mặt cầu Tính toán nội lực cho 1 mm bản theo phương dọc cầu. Dùng phương pháp dải bản. Coi bản như một dầm liên tục kê trên các gối cứng là các dầm chủ. Nội lực được tính bằng cách xếp tải lên các đường ảnh hưởng (dah) nội lực. +Sơ đồ: dầm liên tục kê trên gối cứng +Tải trọng: Lớp phủ mặt cầu, lan can, hoạt tải TA CÓ SƠ ĐỒ DƯỜNG ẢNH HƯỞNG 4 650 2300 190 500 200 200 230 1370 200 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT CẦU BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC 200 300 400 500 600 700 100 200 300 400 500 600 700 100 200 300 400 500 600 700 100 200 300 400 500 600 700 100 200 300 400 500 600 700 100 DAH M200 DAH M204 DAH M205 DAH M300 DAH R200 1.3.1 Do trọng lượng bản thân bản Do bản hẫng S=2300 mm , W 0 =5,062.10 -3 N/mm 2 và L =1250mm R 200 = W 0 (diện tích dah đoạn hẫng)L = 5,062.10 -3 .(1+0,635.1250/2300).1250=8,51N/mm M 200 = -W 0 .L 2 /2 =-5,06. 10 -3 .1250 2 /2 = -3953 Nmm/mm M 204 =W 0 (diện tích dah đoạn hẫng)L 2 =5,06.10 -3 . (-0,246). 1250 2 =-1945,7 Nmm/mm M 300 = W 0 (diện tích dah đoạn hẫng)L 2 5 100 200 300 400 1250 2300 2300 W 0=5,062.10^-3(N/mm2) ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT CẦU BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC =5,06.10 -3 .(0,1350)1250 2 =1067,3 Nmm/mm Do bản mặt cầu: R 200ws = W S .(diện tich thực không có đoạn hẫng).S R 200ws = 4,4734.10 -3 .(0,3928).2300 = 4,04 N/mm M 204ws = W S .(diện tich thực không có đoạn hẫng).S 2 M 204ws = 4,4734.10 -3 (0,0772).2300 2 =1826,9 Nmm/mm M 300ws = W S .(diện tich thực không có đoạn hẫng).S 2 M 300ws = 4.4734.10 -3 (-0.1071).2300 2 =-2534,4 Nmm/mm 1.3.2 Do lan can: (tác dụng lên sơ đồ dầm liên tục) Tải trọng lan can coi như một lực tập trung có giá trị P b =4.65 N/mm đặt tại trọng tâm của lan can. xếp tải lên dah để tìm tung độ dah tương ứng. Tra bảng với : L = 1250-127=1123 mm R 200 b = P b .tung độ dah R 200 b = P b .(1+1,270.L/S) R 200 b = 7,53N/mm M 200 b = P b .(tung độ dah).L M 200 b = P b. (-1,000).L M 200 b = -5221,95 Nmm/mm M 204 b = P b .(tung độ dah).L M 200 b = P b. (-0,4920).L M 204 b = -2569,2 Nmm/mm M 300 b = P b .(tung độ dah).L M 300 b = P b. (0,27).L M 300 b = 1410 Nmm/mm 6 100 200 300 400 1250 2300 2300 W 0=4,473.10^-3(N/mm2) 100 200 300 400 1250 2300 2300 1123 Pb=4,65 N/mm ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT CẦU BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC 1.3.3 Do lớp phủ mặt đường dày 75mm W DW =1.655.10 -3 Dùng bảng tra với: L = 1250-380=870 mm R 200 = W dw . [(diện tích dah đoạn hẫng).L+(diện tích dah không hẫng).S ] R 200DW = W dw .[[(1+0,635. L/S]. L+0,3928.S] R 200DW =3,3 N/mm M 200 = W dw . (diện tích dah đoạn hẫng).L 2 M 200DW = W dw .(-0,500).L 2 = -626,3Nmm/mm M 204 = W dw . [(diện tích dah đoạn hẫng).L 2 +(diện tích dah không hẫng). S 2 ] M 204DW = W dw .[(-0,2460).L 2 +0,0772.S 2 ]=367,7 Nmm/mm M 300DW = W dw . [(diện tích dah đoạn hẫng).L 2 +(diện tích dah không hẫng).S 2 ] M 300DW = W dw .[(-0,135).L 2 -0,1071. S 2 ]= -1106,76 Nmm/mm 1.3.4 Xác định nội lực do hoat tải gây ra: Các tải trọng trục thiết kế là 145kN gồm 2 bánh xe và đặt cách nhau 1800mm theo phương ngang cầu.Tim bánh xe cách 600mm từ mép làn thiết kế. Khi tính phần bản hẫng, tim bánh xe đặt cách mép lan can một đoạn là 300mm. Khoảng cách từ bánh xe đến tim gối: X = 570 mm Chiều rộng bản có hiệu của bản chịu tải trọng bánh xe của bản mặt cầu đổ tại chỗ Khi tính bản hẫng SW = 1440+0,833.X =1914,81 mm Khi tính mômen dương SW = 660+0,55.S =1925 mm Khi tính mômen âm SW = 1220+0,25.S =1795 mm Số làn xe thiết kế = Phần nguyên ( bề rộng xe chạy /3500 mm) N L = 13240 3500 =3.7 Vậy số làn N L = 3 Hệ số làn xe m = 1.2 cho 1 làn xe m = 1 cho 2 làn xe m = 0.85 cho 3 làn xe a.Mô men âm tại tiết diện 200 do hoạt tải trên phần hẫng Chiều rông làm việc của dải bản SW=1914,81 mm Chất tải một làn xe m=1,2 7 100 200 W DW =1,655.10^-3 N/mm 400 1250 2300 2300 100 200 40 0 1250 2300 2300 1150 300 1800 72.5kN72.5kN 680 570 1230 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT CẦU BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC M 200_LL = 1,2.72500.570 1914,81 − = -25898 Nmm/mm b. Mômen dương lớn nhất do hoạt tải tại vị trí 204 Chiều rông làm việc của dải bản SW=1925 mm + Chất tải một làn xe m=1,2 Phản lực dầm ngoài là : R 200 =1,2(0,51-0,0585). 3 72,5.10 1925 =20,4N/mm Mômen dương lớn nhất là : M 204-LL1 =1,2.(0,204-0,0234).2300. 3 72,5.10 1925 =18773 Nmm/mm +Chất tải hai làn xe: Hệ số làn xe là m=1 R 200 =1,0.(0,51-0,0585+0,0214-0,0047). 3 72,5.10 1925 =17,63 N/mm M 204_LL 2 =1.(0,2040-0,0234+0,0086-0,00192).2300. 72500 1925 =16223Nmm/mm M 204_LL =max(M 204_LL_1 , M 204_LL_2 ) = M 204_LL_1 =18773 Nmm/mm c.Mômen âm lớn nhất tại gối 300 trong do hoạt tải 8 100 200 400 2300 2300 300 - + - 72.5kN72.5kN 1800920 DAH M 204 204 100 200 400 2300 2300 300 2300 2300 500 600 - + - 72.5kN72.5kN 1800920 DAH M 204 204 1800920 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC 900 900 1800 200 300 400 500 600 700 100 DAH M300 72.5 KN , Chiu rụng lm vic ca di bn SW=1975 mm Cht ti mt ln xe bt li hn m=1.2 M 300_LL =1,2.(-0,1021-0,0786).2300. 72500 1975 = -18308 Nmm/mm d.tớnh phn lc do hot ti ca dm ngoi 680 200 300 400 500 600 700 100 1800 72.5 KN R 200_LL = 1,2.(1,315+0,364). 72500 1914,81 = 76,2 N/mm Ta cú bng sau: 1.3.5 T h p t i tr ng Trạng thái giới hạn c ờng độ Cụng thc tng quỏt tinh hiu ng do ti trng gõy ra i .Q i = [ DC .DC + DW .DW + 1,75.(LL+IM) ] Trong ú = D. R. I D =0,95 Cốt thép đợc bố trí đến chảy[A1.3.3] R =0,95 bản liên tục [A1.3.4] I =1,05 cầu quan trọng [A1.3.5] Do đó =0,95.0,95.1,05=0,95 Hệ số xung kích IM[A3.6.2.1] là 25% của nội lực do hoạt tải: R 200 =0,95[1,25(8,51+4,04+7,53)+1,50(3,3)+1,75(1,25.90,46)] =216,53N/mm M 200 =0,95[1,25(-5222-3953)+1,50(-626,3)+1,75(1,25)(- 25898)] =-64410Nmm/mm M 204 = 0,95[1,25.1945,7+0,9(-2569,2)+1,5(367,7)+1,75(1,25.18773)] = 38090 Nmm/mm M 300 =0,95[0,9.(1067,3+1410)+1,50.(-1106,7)+1,75.1,25.(-18308)] =-37505Nmm/mm Tit din M ws M b M dw Mo M ll 200 0 -5222 -626,3 -3953 -25898 204 1826,9 -2569,2 367,7 1945,7 18773 300 -2534,4 1410 -1106,7 1067,3 -18308 9 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC 1.4 Tớnh toỏn ct thộp chu mụmen dng- Kim tra TTGH Cng 1: 1.4.1 B trớ ct thộp: Cờng độ vật liệu là f C =30MPa và f Y =400 MPa Lớp bảo vệ [A5.12.3.1] - Mặt cầu bêtông trần chịu hao mòn: 60 mm - Đáy bản bêtông đổ tại chỗ 25 mm - Giả thiết dùng N 0 .15,d b =16 mm,A b =200 mm 2 d dơng =190-25-15-16/2=142 mm d âm =190-60-16/2=122 mm 190 d âm d d ơng 15 25 60 Chiu cao cú hiu ca bn mt cu H s khỏng un = 0.9 [A5.5.4.2.1] Mụmen dng ln nht (TTGH cng I): M u =M 204 , M u =38090 Nmm/mm Khong cỏch t trng tõm min chu nộn ca bờtụng n trng tõm ct thộp chu kộo trong bờtụng thng (ly gn ỳng): J d =0,9.d dng =0,9.142 =127,8 mm S b chn din tớch ct thộp chu kộo theo: A s = y f . u d M j = 0,89 mm 2 /mm MinA S = 0,00225.d= 0,00225.142=0,3195 mm 2 /mm => tha mn Tra bng ph lc B, bng B4, Cu BTCT trờn ng ụtụ, Lờ ỡnh Tõm , ta chn thép N o. 15@225mm cho A S =0,889 mm 2 /mm a = ' . 0,85. . s y c A f f b = 0,889.400 0,85.30.1 = 14 mm Kim tra do dai : a =< 0,35 d = 0,35.142= 49,7 mm => tha món Kim tra cng mụmen : 10 [...]... Vy chn thộp chng co ngút phớa trờn N10@450, cú As=0.222 mm2/mm 1.10 S ho cu to thộp bn (khụng th hin ct thộp dm): NO 10@450 O N 15@125 190 60 25 O N 15@225 NO 10@150 16 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC / THIếT Kế DầM CHủ I/ Số liệu ban đầu Quy trỡnh : 22TCN-272-05 Chiu di dm : L = 23 m Nhp tớnh toỏn : Ltt = 22.4 m Kh cu : B = 14 m B rng phn xe chy : Bxc = 13.24 m Lp ỏo ng bờtụng nha dy trung bỡnh... =0,9.122=109,8 mm S b chn din tớch ct thộp chu kộo theo Mu As= =1,6 mm2/mm f y jd minAs = 0,00225d= 0,00225.122= 0,2745 mm2/mm => tha món Tra bng ph lc B, bng B4, Cu BTCT trờn ng ụtụ, Lờ ỡnh Tõm , ta chn No.15@125mm AS=1,6 mm2/mm 11 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC As f y 1, 6.400 = = 25mm 0,85 f c b 0,85.30.1 Kim tra do dai : a =< 0,35d = 0,35.122=42,7 mm => tha món Kim tra cng mụ men : a= ' Mn = As... 0.045 x 23000 =1035mm => tho món _ chiu dy : cỏnh trờn = 200mm > 50mm => tho món Vỏch = 200mm > 125mm => tho món Cỏnh di = 200mm > 125mm => tho món 2.1.2/ Tính toán các đặc trng hình học chiu rng bn cỏnh cú hiu : 650 18 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC -Tit din liờn hp: Ac = 861000 mm2 */ Mụ men tnh i vi trc qua ỏy dm : Vi tit din nguyờn: Sxg = 200.650.100 + 200.970.685 + 200.500.1270= 2729.105 mm3... +190.2300.5012 = 28.1010mm4 12 Ic = 19 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC 2.2 Tớnh toỏn ni lc: 2.2.1 ng nh hng ni lc trong dm ch a) ng nh hng mụmen un ng nh hng mụmen un ti tit din a trong dm n gin: a a b) ng nh hng lc ct ng nh hng lc ct ti tit din a trong dm n gin cú dng: 1 2.2.2 H s phõn phi hot ti Lc xung kớch : IM = 0,25 Tham s cng dc: 20 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC Kg = n* ( I g + Ag * eg ) 2 T s... n.As.(d-x) Vi b = 1 mm, d=33 mm, d = 122 mm As= 1,6 mm2 As= 1,6 mm2 Gii phng trỡnh bc hai i vi x ta c : X= n As (n 1) A 's + (n As + (n 1) A 's ) 2 + 2.b.(n As d + (n 1) A 's d ') b 14 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC x = 40,8 mm >33 mm Vy gi thit trc trung ho ỳng nh ó gi thit Mụmen quỏn tớnh ca tit din n hi chuyn i : lcr = b.x 3 +(n-1).As.(x-d)2 +n.As.(d-x)2 3 lcr = 107322,4 mm4 ng sut trong ct thộp... hai vỏch dm Sc = 2300-200 =2100mm Phn trm = 3840 =84% 2100 => chn 67% Vy b trớ 67%(dng As) = 67%(0,889) = 0,6 mm2/mm Chn No10@150 cú As = 0,667 mm2/mm 1.9 Ct thộp chng co ngút: 15 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC Lng ct thộp ti thiu theo mi phng {A5.10.8.2} Ag minAs = 0,75 f y Ag : din tớch tit din nguyờn Vi bn cao 190 mm, rng 1mm Ag = 190.1 = 190 mm2 fy =400 MPa Ag minAs = 0,75 f =0.356 mm2/mm... N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC Mn = As fy (d- a 14 ) = 0,9 0,889.400.(142- ) = 43205,4 Nmm/mm> 40965,5 2 2 => tha món 1.5 Tớnh toỏn tit din chu mụmen õm -Kim tra TTGH Cng 1 dâm 190 60 dd ơng 15 25 H s khỏng un =... bỏn lp ghộp Chiu di nhp l 23m theo AASHHTO ta chn chiu cao dõm ch : hdc = 1370 mm Chiu dy lp bờtụng bo v ti thiu i vi ct thộp ch l : 50 mm chn kớch thc khi dm ỳc 200 + kg m3 650 17 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC 1 nhip cú hieu 4 1 bi 12.h c + bs 2 Khoang cach cac dam Dm trong : 1 4 bi = Min { 23000 ; 12.200 + 1 200 ; 2300 } 2 bi = 2300 mm Dm biờn : 1 nhip co hieu 8 1 b 2000 be i + 6.h c + bs... 68 mm Vy gi thit trc trung ho ỳng nh ó gi thit Mụmen quỏn tớnh ca tit din n hi chuyn i : b.x 3 Icr = +n.As.(d-x)2 +n.As.(d-x)2 3 Icr = 90955 mm4 ng sut trong ct thộp chu kộo As : 12 N THIT K K THUT CU BTCT NG SUT TRC fs = n M 204 (d x) I cr ; Vi M204= 23210 N.mm/mm fs = 182 MPa Nt c kim tra bng cỏch gii hn ng sut kộo trong bờtụng (A5.7.3.4-1) fs . +Sơ đồ: dầm liên tục kê trên gối cứng +Tải trọng: Lớp phủ mặt cầu, lan can, hoạt tải TA CÓ SƠ ĐỒ DƯỜNG ẢNH HƯỞNG 4 650 2300 190 500 200 200 230 1370 200 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT CẦU BTCT ỨNG SUẤT. − 14 6833 A S =1,6mm2/mm 107 A S =1,6mm2/mm X ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT CẦU BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC x = 40,8 mm >33 mm Vậy giả thiết trục trung hoà đúng như đã giả thiết. Mômen quán tính của tiết diện đàn hồi. . Tra bảng phụ lục B, bảng B4, Cầu BTCT trên đường ôtô”, Lê Đình Tâm , ta chọn N o. 15@125mm A S =1,6 mm 2 /mm 11 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KĨ THUẬT CẦU BTCT ỨNG SUẤT TRƯỚC a = ' . 0,85. . s y c A