Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép D LƯ Số liệu thiết kế - Dầm T, chiều dài toàn dầm L=30m, kết cấu kéo trớc - Khổ cầu 8+2 x1,5m - Tải trọng thiết kế: HL93+ ngời đi - Cốt thép DƯL: tao 7 sợi 12,7mm hoặc tao 7 sợi 15,2 mm * Vật liệu sử dụng: - Bêtông dầm chủ cấp 45 có các chỉ tiêu sau: + fc = 45 Mpa + c = 24 KN/m 3 1,5 ' 1,5 0,043 . 0,043.2400 . 45 33914,98 c c E f MPa = = = - Lớp phủ mặt cầu có: atphan = 23,5 KN/m 3 - Cốt thép DƯL có: + Cờng độ chịu kéo tiêu chuẩn fpu = 1860 Mpa + Giới hạn chảy f py = 0,9.f pu =1670 Mpa + Cờng độ chịu kéo khi căng tao thép DUL: f pj = 0,8f pu =1488 MPa + Mô đun đàn hồi Ep = 197000 Mp - Cốt thép thờng: cấp 60 + Cờng độ chịu kéo tiêu chuẩn f u = 620 Mpa + Giới hạn chảy f y = 420 Mpa I.Lựa chọn kích th ớc mặt cắt dầm chủ. 1.1.Xác định chiều rộng cầu. W=W R +2T+2.0,25+2.0,45(m) Trong đó : Sinh viên: Đỗ Minh Khánh Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 1 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép D LƯ W R : bề rộng phần xe chạy W R = 8 m T: bề rộng vỉa hè T= 1,5 m 0,25: bề rộng dải phân cách 0,45 : chiều rộng lan can Suy ra : W= 8+2.1,5+2.0,25+2.0,45= 12,4 m 1.2. Chọn số lợng dầm chủ Khoảng cách giữa các dầm chủ S=2400 mm Số lợng dầm chủ : 12,4 5,1 2,4 b W N S = = = Chọn số dầm chủ 5 cái 800.00 1150.00 150.00 240.00 240.00 240.00 240.00135.00 135.00 Số lợng dầm ngang : Do chiều dài nhịp là 30m Chọn số lợng dâm ngang theo phơng dọc cầu là 5 cái. 1.3 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ. + Chiều cao dầm d chọn dựa trên các điều kiện sau: - Chiều cao nhỏ nhất d min = 0,045L tt =0,045.29,4=1,32 m - Thông thờng : ) 22 1 18 1 ( ữ= tt L d => d=(1,34ữ1,6)m Chọn chiều cao dầm chủ d=1,5 m - Chiều dày sờn dầm: 200 mm Sinh viên: Đỗ Minh Khánh Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 2 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép D LƯ - Chiều rộng bầu dầm: 600 mm - Chiều cao bầu dầm: 400 mm - Chiều cao vút của bụng bầu dầm: 200mm - Chiều rộng cánh dầm: 1800mm 150 60 40 20 180 20 II. Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu 2.1 Đối với dầm giữa Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thể lấy giá trị nhỏ nhất của + 1/4 chiều dài nhịp (= 7350 4 29400 = mm) + 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản bụng dầm hoặc 1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm =12.200+max 2/1800 200 = 3300 + Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau (S= 2400) Vậy beff=2400mm 2.2 Đối với dầm biên Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể đợc lấy bằng 1/2 bề rộng hữu hiệu của dầm kề trong(=2400/2=1200) cộng trị số nhỏ nhất của + 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu(= 3675 8 29400 = ) + 6 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn giữa 1/2 độ dày bản bụng hoặc 1/4 bề rộng bản cánh trên của dầm chính Sinh viên: Đỗ Minh Khánh Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 3 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép D LƯ =6.200+max 4/1800 2/200 =1650 + Bề rộng phần hẫng( =1350) Bệ rộng bản cánh hữu hiệu không đợc lấy lớn hơn bề rộng cánhchế tạo 1800mm Kết luận: Bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu Dầm giữa 1800 mm Dầm biên 1800 mm III.Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ. 1. Trọng lợng bản thân dầm chủ. Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ 150 60 40 20 180 20 A g = 180.20+4.0,5.20.20+20.90+40.60 =8600 cm 2 Tĩnh tải bản thân dầm chủ DC dc = 8600.10 -4 .24= 20,64 kN/m. 2. Tĩnh tải bản thân dầm ngang. Sinh viên: Đỗ Minh Khánh Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 4 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép D LƯ 20 90 180 50 20 Số lợng dầm ngang theo phơng dọc cầu 5 cái Số lợng dầm ngang theo phơng ngang cầu 4 cái Tổng số lợng dầm ngang 4x5= 20 cái. Diện tích mặt cắt ngang một dầm ngang A dn = 240.90-4.0,5.20.20=20800 cm 2 Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm ngang: 6 20800.20.10 .24 .20 29,4.5 1,36 / dn DC kN m = = 3.Tĩnh tải do trọng lợng bản thân mối nối. Tổng diện tích phần mối nối V mối nối = (4.60+2.45).20=6600 cm 2 Tĩnh tải rải đều lên một dầm chủ do trọng lợng bản thân của mối nối dầm 4 6600.10 .24 5 3,168 / mn DC kN m = = 4.Lan can+ gờ chắn +Cấu tạo lan can: Sinh viên: Đỗ Minh Khánh Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 5 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép D LƯ 20 45 40 10 20 120 Tĩnh tải rải đều do trọng lợng bản thân lan can DC lc = 6,24 kN/m. + Gờ chắn bánh: 25 15 30 Tĩnh tải do trọng lợng bản thân gờ chắn bánh DC gc =1,25 kN/m Tĩnh tải rải đều lên một dầm chủ do trọng lợng bản thân gờ chắn bánh+ lan can DC 2 = 7,49 KN/m. Trong tính toán nội lực để thiên về an toàn tĩnh tải lan can+gờ chắn do một mình dầm biên chịu. 5.Tĩnh tải do trọng lợng bản thân lớp phủ. Lớp phủ mặt cầu dày trung bình 12 cm, rộng 11,5 m Tĩnh tải rải đều do trọng lợng bản thân lớp phủ: 0,12.11.5 .22,5 6,21 / 5 DW kN m= = IV.Nội lực do tĩnh tải gây ra tại mặt cắt giữa nhịp: 4.1.Mô men Sinh viên: Đỗ Minh Khánh Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 6 Phần lan can bằng bê tông 5,24 kN/m Phần lan can bằng thép lấy bằng 1kN/m Cấu tạo gờ chắn bánh nh hình vẽ. Theo phơng dọc cầu gờ chắn đợc cấu tạo theo từng dải 1,5m cách nhau 0,5m Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép D LƯ DC DW 7,35 DC= tĩnh tải rải đều dầm chủ+dầm ngang+lan can+ gờ chắn+ mối nối DW= tĩnh tải lớp phủ mặt cầu. Nội lực do tĩnh tải gây ra tại mặt cắt giữa nhịp: * Trạng thái giới hạn cờng độ 1 + Dầm trong ( ) ( ) 0,95. 1, 25 1,5 . 7,35.29, 4 0,95. 1, 25 20,64 1,36 3,17 1,5.6, 21 2 4185,51( ) dc dn mn M DC DC DC DW kNm = + + + = + + + = + Dầm biên: ( ) ( ) 2 0,95. 1, 25 1,5 . 7,35.29,4 0,95. 1, 25 20,64 1,36 3,17 7, 49 1,5.6,21 2 5146,04( ) dc dn mn M DC DC DC DC DW kNm = + + + + = + + + + = 4.1.Tính toán lực cắt tại vị trí gối Lực cắt tại gối do tĩnh tải * Trạng thái giới hạn cờng độ 1: + Dầm trong: Sinh viên: Đỗ Minh Khánh Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 7 ĐAH mômen mặt cắt giữa nhịp ĐAH lực cắt tại gối1 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép D LƯ Q= (1,25DC+1,5DW) = 0,95.{1,25(20,64+1,36+3,17)+1,5.6,21}. 1 .1.29,4 2 = 569,45 kN. + Dầm biên Q= (1,25DC+1,5DW) = 0,95.{1,25(20,64+1,36+3,17+7,49)+1,5.6,21}. 1 .1.29,4 2 = 700,21 kN. V. Tính toán hệ số phân bố ngang cho hoạt tải 5.1.Hệ số phân bố ngang cho mômen + Dầm trong: 2 làn thiết kế chịu tải g m = 0.1 0,6 0,2 3 0,075 . . 2900 . g s K S S L L t + ữ ữ ữ = ( ) 0,6 0,2 0.1 2400 2400 0,075 . . 1 2900 29400 + ữ ữ =0,616 + Dầm biên: de=-800 g me = e g mi Trong đó 2800 77,0 e d e += = 800 0,77 0,484 2800 + = =>g q-biên =0,298 5.2.Xác định hệ số phân bố ngang cho lực cắt Bề rộng cầu W B =8 m 2 làn xe chạy. + Hệ số phân bố ngang với dầm trong. Hai làn thiết kế chịu tải Sinh viên: Đỗ Minh Khánh Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 8 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép D LƯ g q = 2 0,2 3600 10700 S S + ữ = 2 2400 2400 0,2 3600 10700 + ữ =0,816 + Đối với dầm biên g q = e g bên trong Trong đó 3000 6,0 e d e += = 800 0,6 0,333 3000 + = =>g q-biên =0,272 5.3.Hệ số phân bố ngang cho ngời đi bộ. 0,75 1,375 135.00 150.00 Với dầm trong g PL =0 Với dầm biên g PL = ( ) 0,75 1,375 .1,5 1,594 2 + = V.nội lực do hoạt tải Hoạt tải thiết kế bao gồm: +Xe 3 trục(truck) hoặc xe 2 trục (tamden) +Tải trọng làn 9,3kN/m. +Ngời đi: 3 kN/m 2 . 5.1 Mômen. *Mômen tại mặt cắt giữa nhịp do xe tải 3 trục: Sinh viên: Đỗ Minh Khánh Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 9 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép D LƯ 0,95.1,75.(1 ). . 0,95.1,75.1, 25.(145.5,2 7,35.145 35.5, 2) 4159,88 truck i i M IM P y kNm = + = + + = * Mômen tại mặt cắt giữa nhịp do xe 2 trục: 1,2m 110kN110kN 7,05 7,05 0,95.1,75.(1 ). . 0,95.1,75.1, 25.(110.7, 05 110.7,05) 3223,17 tamden i i M IM P y kNm = + = + = * Mômen do tải trọng làn: 9,3kN/m 7,35 0,95.1,75.9,3. 29, 4.7,35 0,95.1,75.9,3. 2 1670,51 lane M kNm = = = * Mômen do ngời đi bộ( chỉ do một mình dầm biên chịu) Sinh viên: Đỗ Minh Khánh Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 10 [...]... trí cốt thép DUL 50 5 Chi tiết bố trí cốt thép thờng 6.2Duyệt mặt cắt a Tính sức kháng uốn Trọng tâm nhóm cốt thép DUL: a= 8 * 75 + 8 * 140 + 8 * 205 + 8 * 270 + 4 * 335 + 2 * 400 = 201,6mm 38 Khoảng cách từ trọng tâm nhóm cốt thép DUL đến mép trên của dầm: dps= d-a =1500-201,6=1298,4mm Sinh viên: Đỗ Minh Khánh 14 Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Chiều cao vùng bê tông. .. viên: Đỗ Minh Khánh 19 1252,74 Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Công thức tính sức kháng cắt Vr = Vn Trong đó : = Hệ số sức kháng = 0.9 VN = sức kháng cắt danh định Sức kháng cắt danh định phải đợc xác định bằng trị số nhỏ hơn của : Vn = Vc + Vs + VP Vn = 0.25f'cbvdv + VP Trong đó : *Sức kháng cắt của bê tông: Vc=0.083 f c' bvdv *Sức kháng cắt cốt thép: Vs = Av f... Đỗ Minh Khánh 21 Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 0,8dv = 0,8.1218,1= 974,5 mm => s 600 mm Chọn cốt đai 12, bớc cốt đai s=100 mm + Kiểm toán sức kháng cắt 5 30 Av 5 50 5 Sức kháng cắt cốt thép Vs = Av f y d v (cot g + cot g )sin s 226, 08.420.1230,9.cot g 45 = 100 = 1168783N = 1168,8KN Av = Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly S (mm2) Av =2.As (đai 2 nhánh )= 2.3,14.122/4... 8.33915.23874138.104 = 57, 7 mm = XI.tính toán bản mặt cầu 1 Tính toán bản hẫng Tính toán và bố trí cốt thép bản mặt cầu cho 1 m chiều dài cầu Bản hẫng chịu tác dụng của các tải trọng: Sinh viên: Đỗ Minh Khánh 28 Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Ng ời đi DC2 DW DC 95 135 + Trọng lợng bản mặt cầu: DC= hf. = 0,2.24= 4,8 KN/m + Lớp phủ mặt cầu: DW= bề dày lớp phủ.ap = 0,12.22,5... trong bê tông ở thớ đi qua trọng tâm cốt thép DUL do trọng lợng bản thân dầm và lực căng gây ra Sinh viên: Đỗ Minh Khánh 17 Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL f cgp = max F F e 2 M bt + e Ag Ig Ig F : lực nén do DUL của tất cả các tao thép DUL F = 0,7.fpu.Aps = 0,7.1860.5320= 6926640 N = 6926,64 kN Trọng lợng bản thân dầm: DCdc=20,64 kN/m Mômen do trọng lợng bản thân dầm. .. chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo tra bảng 5.8.3.4.2-1phụ thuộc v và = góc nghiêng của ứng suất nén chéo Xác định và : phụ thuộc vào v và Tuy nhiên trong khuôn khổ của đồ án TKMH có thể cho luôn =2, =45o Sức kháng cắt b tông Vc=0.083 = 0,083.2 Sinh viên: Đỗ Minh Khánh f c' bvdv 45 600.1218,1.10-3 22 Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL =813,9 kN =>... tính toán: 1,352 0,952 M max = ( 1, 25 DC + 1,5 DW ) + 1, 75.PL + DC2 1,35 2 2 1,352 0,952 = 0,95 ( 1, 25.4,8 + 1,5.2, 7 ) + 1, 75.3 + 7, 49.1,35 2 2 = 20,56 KNm Chọn 6 thanh 16 Diện tích cốt thép As = 6.200,96 = 1205,76 mm2 Sinh viên: Đỗ Minh Khánh 29 Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Chiều dày lớp bê tông bảo vệ a= 6 cm Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép. .. sức kháng uốn danh định a 2 Mn=Aps.fps.(dps- ) Thay số vào ta đợc Mn= 5320.0,98.1860.(1298,4- 160,7 ) 2 =11811,79 kN.m => Mr=Mn=0.9ìMn=0,9.11811,79=10630,06 kN.m > Mtt=8173,34 kN.m Sinh viên: Đỗ Minh Khánh 15 Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL => Thoả mãn b/ Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối đa c < 0.42 de với de= Aps fps.dps + As fy.ds Aps fps + As fy Bỏ qua cốt thép thờng... = 1218,1 mm *VP: Thành phần do cốt thép DUL tham gia chịu cắt cùng bê tông Sinh viên: Đỗ Minh Khánh 20 Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Vp=(0,8.fpu-fmất mât).sin i.apsi Trong đó fmất mât: tổng các mất mát ƯS fpT = 325,2 Mpa apsi: Diện tích bó cáp thứ i i:góc nghiêng của tao thép thứ i so với phơng ngang tại mặt cắt đang xét(độ) Tao thép 1 Góc nghiêng(sin 2 3 4 0,1069... Đỗ Minh Khánh 13 8173,34 Lớp Đờng ôtô-sân bay K43 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL dps=d-(20 ữ 30 cm) = 150-(20 ữ 30 cm) = 120 ữ 130 cm Chọn dps = 130cm giả định c/2=0.1ì dps Z= dps- c/2 = 0.9ìdps =1,17m Diện tích cốt thép cần thiết Aps= 6 Mtt = 8137,34.10 = 3832,44 mm 2 Z * fps 1170 * 0.98 * 1860 Lợng thép cần thiết khi nhân với hệ số 1.33 Aps= 1.33ì3832,43 = 5097,13 mm 2 Chọn thép DUL tao