Đang tải... (xem toàn văn)
thiết kế các bộ phận cầu máng
đamh-Thiết kế cầu máng- sv: nội dung đồ án môn học PhầnI-Các tài liệu thiết kế Phần II-Thiết kế phận cầu máng I.Thiết kế lề ngời II.Thiết kế vách máng III.Thiết kế đáy máng IV.Thiết kế dầm đỡ PhầnIII-Các tài liệu tham khảo vẽ kèm theo Phần IV-Kết luận đề nghị Trang lê thái sơn 38 c2 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 phần I Tài liệu thiết kế Kênh dẫn nớc qua vùng trũng có chiều dài L=24m.Sau so sánh phơng án thiết kế đà tới kết luận cần xây dựng máng bê tông có cốt thép qua vùng Dựa vào địa hình, qua tính toán thủy lực thủy nông đà xác định đợc mức nớc yêu cầu cầu máng nh sau: Số đề bài: Số nhịp L(m) B(m) Hmax(m) 24 3.1 2.3 M# Nhãm thÐp 150 Vïng x©y dựng công trình có cờng độ gió q1=1,2(KN/m2) kgđ=0,8 qgđ=0,96 (KN/m2) kgh=0,6 qgh=0,72 (KN/m2) Tải trọng ngời lại q2=2(KN/m) *Các tiêu thiết kế Bê tông M=150 công trình cấp III, Cốt thép nhóm CI ,Tổ hợp tải trọng Theo phụ lục Rn=70(Kg/cm2) Theo phụ lôc kn=1.15 Theo phô lôc nc=1.0 Theo phô lôc mb=1 Theo phô lôc Ra=2100(Kg/cm2) Theo phô lơc ma=1.1(gi¶ thiÕt sè cèt thÐp h0 = h-a = 10-2 = (cm) ≈ m F R = m R b x = ≈ k N M = m R b x (h - ∑X = ∑MFa a a n a b c §Ỉt x = α h0; A = α (1 - n b n x ) x ) Thay giá trị x, A vào hệ 1.2 ta đợc hệ: ma Fa Ra = mb Rn b α h0 kn Nc M = mb Rn b h02 A Tõ (2’) ta cã: k n n c M tt 1,15.1.15440 = = 0,0396 A= m b R n b.h 1.70.100.82 A = 0,0396 < A0 = 0,455 Vậy Fa đợc tính theo công thức: Fatt = m b R n b.h α m a R a Trong ®ã α tra phơ lơc 10 A = 0,0396 => α = 0,0407 Fatt = 1.70.100.8.0,0407 = 0,99 (cm2) 1,1.2100 *KiĨm tra ®iỊu kiƯn Famin < Fa α = 0,01 Fatt = 1.70.100 28.0,01 =0,85 1,1.2100 (cm2) KiĨm tra ®iỊu kiƯn Famin < Fa < Famax Famin = µmin b h0 = 0,001 100 28 = 2,8 (cm2) Famax = m b R n b.h α 1.70.100.28.0,455 = = 38,6(cm ) m a R a 1,1.2100 Trang đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 Fatt = 0,85 cm2 < Famin = 2,8 cm2 VËy lÊy Fatt = Famin = 2,8 cm2 Víi Fa định nh ta bố trí 59/1m (Fa = 3,18 cm2) Trờng hợp căng a) Xác định nội lực Xét mô men mặt cắt ngàm: MCT = Mng + MlỊ + Mac + Mgiã hót Trong đó: Mng : mô men ngời lề gây nên mặt cắt ngàm Mng = 7040 (kg.cm) Mlề : mô men trọng lợng thân lề gây nên mặt cắt ngàm Mlề = 8400 (kg.cm) Mnc : mô men áp lực nớc (áp lực nớc phân bố theo quy luật tam giác) Mnc = n H3 10.233 max = = 20,2783(KN.m) 6 Mnc = 202783 (kg.cm) Mgió hút : mô men gió gây nªn n q H Mgiã hót = g gh vach = 1,2.72.2,8 = 338,69(kg.m) 2 Mgiã hót = 33869 (kg.cm) Vậy áp lực căng trong: MCTtt = 7040 + 8400 + 202783 + 33869 = 252092 (kg.cm) Mgh MlỊ + Mng Mnc 15440 M(kg.cm) Trang ®amh-ThiÕt kế cầu máng- 33869 Qgh 15440 Qlề + Qgh sv: 202783 Qnc lê thái sơn 38 c2 252092 Q(kg) Hình 4-II : biểu đồ nội lực (th Căng trong) b) Tính thép Mắt cắt tính toán dạng chữ nhật có tiÕt diƯn (30cm x 100cm) TÝnh thÐp trêng hỵp mặt cắt chữ nhật cốt thép đơn Lớp bảo vệ a = 2cm tính đợc h0 = h-a = 30-2 = 28 cm k n n c M tt 1,15.1.252092 = 0,053 A= = m b R n b.h 1.70.100.28 A = 0,053 < 0,455 VËy Fatt đợc tính theo công thức cốt đơn: m b R n b.h α = 0,053 F = m a R a tt a Trong ®ã α tra phơ lôc 10 A = 0,053 => α = 0,05 Fatt = 1.70.100 28.0,05 = 4,24(cm ) 1,1.1.2100 KiÓm tra ®iỊu kiƯn Famin < Fatt < Famax Famin = 2,8 (cm2) Famax = 38,6 (cm2) Famin = 2,8 cm2 < Fatt = 4,24 cm2 < Famax = 40,3 cm2 VËy Fatt = 4,24 cm2 Với Fa định nh ta bè trÝ 5φ12 (Fa = 5,65 cm2) KiÓm tra điều kiện đặt cốt đai, cốt xiên Trang đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 k n n c Q < σ = k m b R k b.h σ1 = Trong ®ã: h2 Q = ng qgh Hv¸ch + γn max = =1,2 0,72 2,8+(10 2,32)/2 = 28,87 (KN) = 2887 (kg) σ1 = 1,15.1.2887 =1,185( kg / cm ) 100.28 σ2 = k1 mb4 Rk = 0,6 0,9 6,3 = 3,402 (kg/cm2) σ1 = 1,185 < σ2 = 3,402 Vậy bê tông đảm bảo đợc lực cắt Theo cấu tạo đặt 56 Bố trí thép ã ã ã • • φ6 a=20 φ6 a=20 φ12 a=20 φ6 φ12 a=20 • • • • a=20 φ9 • • • • • • • • φ6 φ8 a=20 H×nh 6-II: sơ đồ bố trí thép vách Kiểm tra nứt Vì trị só mômen căng lớn trị số mômen căng nên xảy nứt kết cấu nứt mômen căng Vậy tính toán kiểm tra ta tính với trờng hợp mômen căng max Điều kiện để cấu kiện không bị nứt: nc Mtc Mn Trong đó: nc: hệ số tổng hợp tải trọng nc = Mtc: mômen uốn tác dụng tải trọng tiêu chuẩn Mtc = 252092 (kg.cm) Mn: mômen uốn mà tiết diện chịu đợc trớc khe nứt xuất Mn = c γ1 Rk Wq® γ1: hƯ số xét đến biến dạng dẻo bê tông miền kÐo γ1 = mh γ Tra phô lôc 13: mh = Tra phô lôc 14: γ = 1,75 γ1= mh γ = 1,75 = 1,75 Wqđ : mômen chống uốn tiết diện quy đổi lấy mép biên chịu kéo tiết diện Wqđ = Jqđ / (h-xn) xn : khoảng cách từ mép biên chịu nén đến trọng tâm tiết diện quy đổi Trang 10 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 b.h + nFa h + n.F'a a ' xn = b.h + n ( Fa + F'a ) Ta coi thép căng nh Fa có hệ số quy đổi n = Ea = 10 Eb (Tra phụ lục đợc Ea = 2,1 106 kg/cm2) (Tra phụ lục đợc Eb = 2,1 105 kg/cm2) 100 30 + 10.5,65.28 + 10.2,51.2 xn = 100.30 + 10(5,65 + 3,18) xn = 15,1 cm Jqđ : mômen quán tính trung tâm tiết diện quy đổi Jqđ = Jq® = b.x b.( h − x n ) n + + n.F'a ( x n − a ' ) + n.Fa ( h − x n ) 3 100.15,33 + 100.(30 −15,1) +10.5,65( 28 −15,13) +10.3,18.(15,1 − 2) Jq® = 239889,36 cm4 Wq® = J qd h − xn = 239889 ,36 = 16099 ,95 (cm3) 30 − 15,1 Mn = γ1 Rkc Wq® = 1,75 9,5 16099,95 = 267661,8 (kg.cm) nc Mtc = 252092 (kg.cm) ≤ Mn = 267661,8 (kg.cm) §iỊu kiƯn thoả mÃn Vậy theo quy phạm kết cấu không bị nứt III thiết kế đáy máng Sơ đồ cấu tạo Cắt 1m dài để tính đáy máng Đáy máng đợc tính nh dầm liên tục nhịp có gối đỡ dầm dọc Kích thớc đáy máng định nh sau: - Chiều dày đáy máng hdm = 30cm - Bề rộng đáy máng B = 3,1m - Chiều dài nhịp = B + 30 310 + 30 = = 170cm 2 100 cm H®m = 30cm Hình 1- III: sơ đồ cấu tạo đáy máng Tải trọng tác dụng B = 3,1m Trang 11 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: Mng Mgio Mlê Mnc Mng Mgio Mlê Mnc Qbt + Qnc lê thái sơn 38 c2 Hình 2-III: sơ đồ tính toán đáy máng Tải trọng tác dụng lên dầm gồm hai loai sau: Thành phần lực a) Tải trọng thờng xuyên M(KN.m) Q(KN) - Tải thân lề: Mlềbt = 0,84 (KN.m) - Tải trọng lợng đáy máng: qbtđáy = b hđm l = 25 0,3.1 = 7,5(KN.m) qttđáy = qbtđáy nbt = 7,5 1,05 = 7,875 (KN.m) = 787,5 (kg/m) b) Tải trọng không thơng xuyên - Tải träng níc: + T¶i øng víi mùc níc Hmax = 2,3 (m) MHmax = γ n H 10.2,33 max = = 20,28( KN / m) = 2028( kg / m) 6 qHmax = γn Hmax = 10 2,3 = 23(KN) = 2300(kg/m) qttHmax = qHmax nnc = 23 = 23(KN) = 2300(kg/m) + T¶i øng víi mùc níc Hnguy hiĨm = MH.ngh = λn H ngh = l 1,70 = =1,21( m) 2 10.1,213 2,9( KN / m) = 290(kg / m) qH.ngh = γn Hngh = 10 1,21 = 121(KN) = 1210 (kg/m) qttH.ngh = qH.ngh nnc = 12,1 = 121 (KN) = 1210 (kg/m) - Tải trọng gió: + Gió đẩy: Mgiã ®Èy = 4,5 (KN.m) = 450 (kg.m) + Giã hót: Mgiã hót = 3,39 (KN.m) = 339 (kg.m) - T¶i träng ngê: Mngêi = 0,704 (KN.m) = 70,4 (kg.m) Nội lực đáy máng Từ tải trọng sơ đồ tính nh ta xác định nội lực cho thành phần riêng rẽ Trên sở tổ hợp xác định đờng bao nội lực (Xem bảng 1-III hình 3-III) Trang 12 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: Tính toán cốt thép đáy máng a) Tính thép mặt cắt A-A * Trờng hợp căng k n n c M tt 1,15.1.25250 = = 0,06 A= m b R n b.h 1.70.100.28 A = 0,06 < A0 = 0,455 Vậy Fatt đợc tính theo công thức cốt đơn: Fatt = m b R n b.h α m a R a Trang 13 lê thái sơn 38 c2 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: Trong ®ã α tra phơ lơc 10 A = 0,06 => α = 0,062 Fatt = 1.70.100.28.0,062 = 4,82 1,1.2100 (cm2) KiĨm tra ®iỊu kiƯn Famin < Fatt < Famax Famin = 2,8 (cm2) Famax = 38,6 (cm2) Famin = 2,8 cm2 < Fatt = 4,82 cm2 < Famax = 38,6 cm2 tt VËy Fa = 4,41 cm2 Víi Fa định nh ta bố trí (512)/1mét dài (Fa = 5,65 cm2) * Trờng hợp căng dới k n n c M tt 1,15.1.33600 = = 0,007 A= m b R n b.h 1.70.100.28 A = 0,007 < A0 = 0,455 Vậy Fatt đợc tính theo công thức cốt đơn: m b R n b.h α m a R a Fatt = Trong ®ã α tra phô lôc 10 A = 0,07 => α = 0,01 Fatt = 1.70.100 28.0,01 =0,85 1,1.2100 (cm2) KiÓm tra ®iỊu kiƯn Famin < Fatt < Famax Famin = 2,8 (cm2) Famax = 38,6 (cm2) Fatt = 0,85 cm2 < Famin = 2,8 cm2 < Famax = 38,6 cm2 VËy cần tăng Fa lên Bố trí (58)/1mét dài (Fa = 2,51 cm2) b) Tính thép mặt cắt B-B Đối với mặt cắt ta tính thép trờng hợp căng dới k n n c M tt 1,15.1.50900 = = 0,0106 2 A = m b R n b.h 1.70.100.28 A = 0,0106 < A0 = 0,455 Vậy Fatt đợc tính theo công thức cốt đơn: m b R n b.h α m a R a Fatt = Trong ®ã α tra phơ lơc 10 A = 0,0106 => α = 0,01 1.70.100.28.0,01 =0,85 1,1.2100 Fatt = (cm2) KiĨm tra ®iỊu kiƯn Famin < Fatt < Famax Famin = 2,8 (cm2) Famax = 38,6 (cm2) Fatt = 0,85 cm2 < Famin = 2,8 cm2 < Famax = 38,6 cm2 Trang 14 lê thái sơn 38 c2 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 Vậy cần tăng Fa lên Bố trí (59)/1mét dài (Fa = 3,18 cm2) c) Tính thép mặt cắt C- C Đối với mặt cắt ta tính thép trờng hợp căng *Tính toán thép k n n c M tt 1,15.1.55450 = = 0,0116 A= m b R n b.h 1.70.100.28 A = 0,0116 < A0 = 0,455 Vậy Fatt đợc tính theo công thức cốt đơn: m b R n b.h α m a R a Fatt = Trong ®ã α tra phô lôc 10 A = 0,0116 => α = 0,012 1.70.100 28.0,012 =1 1,1.2100 Fatt = (cm2) KiÓm tra ®iỊu kiƯn Famin < Fatt < Famax Famin =2,8 (cm2) Famax = 28,6 (cm2) Fatt = cm2 < Famin = 2,8 cm2 < Famax = 38,6 cm2 VËy cần tăng Fa lên Bố trí (59)/1mét dài (Fa = 3,18 cm2) Tính toán cốt thép ngang cho đáy máng Mặt cắt có giá trị lực cắt lớn để tính toán Cụ thể chọn mặt cắt A-A có Q = 32,48 (KN) σ1 = k n n c Q < σ = k m b R k b.h Trong ®ã: Q = 32,48 (KN) = 3248 (kg) Chọn bề dày lớp bảo vệ a = 2cm => h0 = 28cm σ1 = 1,15.1.3248 =1,334 (kg/cm2) 100.28 σ2 = k1 mb4 Rk = 0,6 0,9 6,3 = 3,402 (kg/cm2) σ1 = 1,334 < = 3,402 Vậy bê tông đảm bảo đợc lực cắt hay nói cách khác theo tính toán không cần đặt cốt ngang cho đáy Bố trí thép đáy máng Kết hợp kết tính 4,a.b.c ®i tíi qut ®Þnh chän thÐp nh sau: - ThÐp căng bố trí (512)/1mét dài (Fa = 5,65 cm2) - Thép căng dới bố trí (58)/1mét dài (Fa = 2,51 cm2) φ6 a=20 φ12a=20 φ12 a=20 • • • • • • • • Trang 15 • ®amh-ThiÕt kÕ cầu máng- ã ã ã sv: ã a=20 ã ã ã a=20 ã lê thái sơn 38 c2 ã a=20 Hình III: sơ đồ bố trí thép đáy máng Kiểm tra nứt Nứt đợc kiểm tra mặt cắt có mômen căng lớn Mặt cắt (A-A) Điều kiện để cấu kiện không bị nứt: nc M Mn Trong đó: nc : hệ số tổ hợp tải trọng nc = M = 25250 (kg.cm) Mn: Mômen uốn mà tiết diện chịu đợc trớc khe nứt xt hiƯn Mn = c γ1 Rk Wq® γ: hệ số xét đến biến dạng dẻo bê tông miỊn kÐo γ1 = mh γ Tra phơ lơc 13: mh = Tra phô lôc 14: γ = 1,75 γ1= mh γ = 1,75 = 1,75 Wqđ : mômen chống uốn tiết diện quy đổi lấy mép biên chịu kéo tiết diện Wqđ = Jqđ / (h-xn) xn :khoảng cách từ mép biên chịu nén đến trọng tâm tiết diện quy ®æi b.h + n.Fa h + n.Fa '.a ' xn = b.h + n ( Fa + Fa ' ) Ta coi thép căng dới nh Fa = 3,18 cm2 Fa = 5,65 cm2 a = a’ = 2cm => h0 = 28 cm HÖ sè quy ®ỉi n = Ea = 10 Eb (Tra phơ lơc đợc Ea = 2,1 106 kg/cm2) (Tra phụ lục đợc Eb = 2,1 105 kg/cm2) 100 30 + 10.5,65.28 +10.3,18.2 xn = 100.30 + 10(5,65 + 3,18) xn = 15,1 cm Jqđ : mômen quán tính trung tâm tiết diện quy đổi b.x b.( h − x n ) n + + n.Fa '.(x n − a ' ) + n.Fa ( h − x n ) 3 100 15,13 100.(30 − 15,1) + + 10.5,65( 28 − 15,1) + 10.3,18.(15,1 − 2) Jq®= 3 Jq® = Jq® = 239889,36 cm2 Wq® = J qd h − xn = 239889 ,36 = 16099,96 cm3 30 − 15,1 Mn = γ1 Rkc Wq® = 1,75 9,5 16099,96 = 267661,79 (kg.cm) nc M = 25250 (kg/cm) ≤ Mn = 267661,79 (kg.cm) Trang 16 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 Điều kiện thoả mÃn Vậy theo quy phạm kết cấu không bị nứt IV Thiết kế dầm đỡ Sơ đồ tính toán tải trọng tác dụng lên dầm Đáy máng gối lên ba dầm dọc (hai dầm bên dầm giữa) Hai dầm bên chịu tải trọng từ vách máng, phần lề ngời truyền xuống nhng chịu tải trọng nớc tải trọng thân dầm Dần chịu tải thân nớc Theo cấu tạo dầm đỡ tạo thành khối với đáy nên có sơ đồ tính nh dầm chữ T liên tục có nhịp lnhịp = L/6 = 24/6 = (m) Trong tÝnh thÐp ta chän thÐp cho dầm bó trí tơng tự cho hai dầm lại a) Sơ đồ tính toán Tách dầm hai mặt cắt dọc máng cách mét Kích thớc dầm chọn nh sau: - Bề rộng cánh dÇm B/2 = 3,1/2 = 1,55 - Chän chiỊu cao dÇm däc hd = 80cm B/2 = 155 I I II 80cm II 20cm 30cm Hình IV: cắt ngang dầm b) Tải trọng tác dụng lên dầm - Tải trọng thân dầm qbtdầm = b Fdầm 1m qbtdÇm = 25 (0,8 0,3 + 1,25 0,3) = 15,375 (KN/m) qttbt = qbtdÇm nbt = 15,375 1,05 = 16,14375 (KN/m) - T¶i träng níc (Hmax) qníc = γ B Hmax 1m qníc = 10 1,55 2,3 = 35,65 (KN/m) qttnc = qníc n = 35,65 (KN/m) -Tải trọng tông công qdầm = qttbt+ qttnc = 16,14375 + 35,65 qdầm = 51,79375 (KN/m) Số nhịp dầm nhịp, chiều dài nhịp lnh = 6m, ta có sơ đồ tính ứng với dầm nhịp liên tục, gối tựa mố trụ khung đỡ Xem h×nh 2- IV qttnc qttbt 6m 6m 6m h×nh 2-IV: sơ đồ tính dầm Trang 17 6m đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 Nội lực dầm Tra bảng 21 (Tập bảng tra KCBT BTCTTC) vẽ với dầm nhịp ta xác định đợc néi lùc M, Q dÇm 109,3 143,76 103,85 -10,63 -199,7 -37,29 50,53 63,95 2,61 -133,13 M 63,08 59,95 -2,2 -64,36 -126,51 -188,66 166,48 104,32 19,98 82,135 144,29 Q H×nh 3- IV: néi lùc dÇm TÝnh thÐp cho dầm Đây toán tính thép cho dầm chữ T a) Tính thép cho mặt cắt có Mmax căng dới Đây toán tính thép cho dầm chữ T cánh nén Giả thiết trục trung hoà qua mép dới cánh x = hc h' Mc = mb Rn b’c h’c (h0 - ) Trong ®ã chän a = 4cm => h0 = 76cm h = 80cm ; h’c = 30cm Mc = 70 155 30 (76 - 30 ) = 19’855’500 kg/cm kn nc M = 1,15 1’437’600 = 1’653’240 kg/cm kn nc M = 1’653’240 (kg/cm) < Mc = 19’855’500 (kg/cm) trục trung hòa qua cánh (x hc) Tính Fa tơng tự nh tiết diện ch÷ nhËt (b’c x h = 160cm x 80cm) k n n c M tt 1,15.1.1437600 = = 0,0264 A= m b R n b.h 1.70.155.76 A = 0,0264 < A0 = 0,455 Vậy Fatt đợc tính theo công thức cốt đơn: Fatt = m b R n b.h α m a R a Trang 18 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 Trong ®ã α tra phơ lơc 10 A = 0,0264 => α = 0,026 Fatt = 1.70.155.76.0,026 = 9,28 1,1.2100 (cm2) KiĨm tra ®iỊu kiƯn Famin < Fatt < Famax Famin = µmin b h0 =0,001 155 76 = 11,78 (cm2) Famax = = m b R n b.h α0 m a R a 1.70.155.76.0,7 = 249,87 1,1.2100 (cm2) Fatt = 9,28 cm2 < Famin = 11,78 cm2 < Famax = 249,87 cm2 VËy cÇn tăng Fa lên Bố trí (518)/1mét dài (Fa = 12,72 cm2) b) Tính thép cho mặt cắt có Mmax căng Đây toán tính thép cho dầm chữ T cánh kéo Tính Fa tơng tự nh tiÕt diƯn ch÷ nhËt (b x h = 30cm x 80cm) b =30 cm h = 80 cm Chän a = 4cm => h0 = 76 cm M = 1997000 kg/cm k n n c M tt 1,15.1.1997000 = = 0,189 A= m b R n b.h 1.70.30.76 A = 0,189 < A0 = 0,455 VËy Fatt đợc tính theo công thức cốt đơn: m b R n b.h α m a R a Fatt = Trong ®ã α tra phơ lơc 10 A = 0,189 => α = 0,215 1.70.30.76.0,215 =14,85 1,1.2100 Fatt = (cm2) KiĨm tra ®iỊu kiƯn Famin < Fatt < Famax Famin = µmin b h0 =0,001 30 76 = 2,28 (cm2) Famax = m b R n b.h α0 m a R a 1.70.30.76.0,7 = = 48,36 1,1.2100 (cm2) Famin = 2,28 cm2 < Fatt = 8,98 cm2 < Famax = 48,36 cm2 Vậy cần tăng Fa lên Bố trí (520)/1mét dài (Fa = 15,71 cm2) Tính toán cốt thép ngang cho dầm Để tính toán cốt đai, cốt xiên ta tính với nhịp cụ thể hai nhịp đầu a) Tính thép ngang cho nhịp đầu Q(KN) 122,09 Trang 19 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 188,09 Hình 7- IV: biểu đồ lực cắt (nhịp đầu) ã Tính toán cốt xiên - Xét mặt cắt B-B Kiểm tra ®iỊu kiƯn σ1 < σ2 Trong ®ã: Q = 18809 (kg) Chọn bề dày lớp bảo vệ a = 4cm => h0 = 76cm σ1 =τ0= k n n c Q 1,15.1.18809 = 0,9.30.76 =10,54 (kg/cm2) 0,9.b.h σ2 = k1 mb4 Rk = 0,6 0,9 6,3 = 3,402 (kg/cm2) σ3 = mb3 Rkc=1,15.9,5=10,925 σ2 = 3,402 < σ1 = 10,54 < σ3 =10,925 1a =0,2251=0,225.10,54=2,37 Theo đIều kiện cấu tạo chọn đờng kính cốt đai d=8mm nên fd=0,503 cm2, nd=2,ad=20 cm 1d= m n n d f d R ad b.a d = 1,1.2.0,503.1700 = 3,14 30.20 σ1x=σ1-(σ1a+σ1d)=10,54-(2,37+3,14)=5,03 x 5,03 = 421,9 10,54 Fx= Ωx b m a R ax ⇒x=201,35 cm = 0,5.201,35.5,03.30 1,1.2150 = 4,549(cm ) Vậy ta chọn 218(F=5,09cm2) Các nhịp lại ta lấy nh an toàn Bố trí thép - Thép căng (cánh kéo) bố trí (520 _ Fa = 15,71 cm2) - Thép căng dới (cánh nén) bè trÝ (5φ18 _ Fa = 12,72 cm2) -ThÐp xiªn bố trí (218 F=5.09cm2) Hình IV: sơ đồ bố trí thép dầm Trang 20 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 Kiểm tra nứt Ta kiểm tra nứt cho hai mặt cắt có trị số mômen (dơng âm) lớn a- Kiểm tra nứt cho mặt cắt qua gối Cánh nằm phía chịu kéo Điều kiện để cấu kiện không bị nứt: nc M Mn Trong đó: nc: hệ số tổ hợp tải trọng nc = M = 199,7 (KN.m) Mn: Mômen uốn mà tiết diện chịu đợc trớc khe nứt xuất Mn = c γ1 Rk Wq® γ1: hƯ số xét đến biến dạng dẻo bê tông miền kÐo γ1= mh γ Tra phô lôc 13: mh = Tra phô lôc 14: γ = 1,75 γ = mh γ = 1,75 = 1,75 Wq® : mômen chống uốn tiết diện quy đổi lấy mép biên chịu kéo tiết diện Wqđ = Jqđ / (h-xn) xn: khoảng cách từ mép biên chịu nén đến trọng tâm tiết diện quy đổi h b.h + (b c − b).h c ( h − c ) + n.Fa h + n.Fa' a ' xn = 2 b.h + (b c − b).h c + n (Fa + Fa' ) Cèt thÐp chÞu kÐo Fa = 15,71 cm2 Cèt thÐp chÞu nén Fa = 12,72 cm2 Chiều dày lớp bảo vệ a = a’ = 4cm => h0 = 76cm Ea HƯ sè quy ®ỉi n = = 10 Eb (Tra phụ lục đợc Ea = 2,1 106 kg/cm2) (Tra phụ lục đợc Ea = 2,1 105 kg/cm2) 30.80 30 + (155 − 30).30.(80 − ) + 10.15,71 + 10.12,72.4 xn = 2 30.80 + (155 − 30).30 + 10(15,71 + 12,72) xn = 54,74 cm Jqđ : mômen quán tính trung tâm tiÕt diƯn quy ®ỉi b c x b c ( h − x n ) (b c − b)(h − x n − h c ) n + − + n.Fa ( x n − a ' ) + n.Fa ( h − x n ) Jq®= 3 Jq® = 9616055,712 cm Wq® = J qd h − xn = 9616055,712 = 380683,12 cm3 80 − 54,74 Mn = γ1 Rkc Wq® = 1,75 9,5 380683,12=4197031,44 (kg.cm) nc M = 1997000 (kg.cm) ≤ Mn = 4197031,44 (kg.cm) Điều kiện thoả mÃn Vậy theo quy phạm kết cấu không bị nứt b-Tính bề rộng khe nứt an theo c«ng thøc kinh nghiƯm σ σ a an = k c η E 7.( 100.à) d a Trong đó: Trang 21 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 k = (kÕt cÊu chÞu n) c = 1,3 (hƯ sè xÐt ®Õn tÝnh chÊt t¸c dơng) η = 1,3 (hƯ sè bề mặt cốt thép) d = 16 (đờng kính cốt thÐp) F 12,72 a µ = b.h = 30,76 = 0,0056 Mc 1437600 σa F Z = 1272 0,9.76 =16,52 kg/cm2 a σ0 = kg/cm2 an = 1,3 1,3 16,52 7.( −100.0,0056 ) 16 2,1.10 an = 0,0128mm an = 0,0128 mm < [an] = 0,2 mm VËy bÒ réng khe nøt đảm bảo điều kiện thiết kế Tính biến dạng dầm Ta tính độ võng cho mặt cắt nhịp dầm Lúc toán đợc đa tính độ võng cho dầm dài 5m, bề rộng dầm b=30cm, chiều cao dầm h=8cm Bê tông M#150 Cốt thép chÞu kÐo Fa = 12,72 cm2 Cèt thÐp chÞu nÐn Fa = 15,71 cm2 Chiều dày lớp bảo vệ a = a = 4cm Tải trọng tiêu chuẩn qd = qbt + qnc = 51,79 (KN/m) Tra phô lôc ®ỵc Ea = 2,1 106 kg/cm2 Tra phơ lơc đợc Eb = 2,1 105 kg/cm2 Tra phụ lục đợc Rck = 9,5 kg/cm2 Tra phụ lục đợc Rcn = 85 kg/cm2 Mc = 1616875 kg.cm a) Tính Bngh Công thức tính độ cứng Bngh Bngh = E a Fa Z1 ( h − x ) ψa Trong ®ã: x = ξ = h 1,8 + 1,5.( L + T ) 10.η.n Mc 1616875 = = 0,11 c R n b.h 85.30.76 Fa 12,72 µ = b.h = 30.76 = 0,0056 n 10 (b 'c − b).h 'c + Fa' (155 − 30).30 + 10,05 v 0,15 γ’ = = = 2,00 b.h 30.76 h 'c 30 = = 0,395 δ’ = h 70 L= Τ = γ’ (1- δ’/2) = 2,00 (1- 0,1975) = 1,605 Trang 22 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 Thay số liệu vào công thức ta có: x = = 0,1564 ξ = h 1,8 + 1,5.(0,11 + 1,605) 10.0,0056 10 a' ξ = 0,1564 > h = 76 = 0,053 Tõ ®ã ta cã: δ'.γ'+ξ2 0,395.2,0 + 0,1564 1− Z1 = .h = 1 − 2.(2,00 + 0,1564) .76 2( γ'+ξ) = 61,65 ặt khác: Mc 1616875 a = F Z = 12,72.61,65 = 2061,85 (kg/cm2) a Tra phơ lơc 16 (víi n.µ = 10 0,0056 = 0,056 ; σa = 2061,85 kg/cm2) 2.ψ a + Ta cã: ψadh = = 2.0,4 + = 0,6 TÝnh theo c«ng thøc x= ξ h0 = 0,1561 76 = 11,86 cm x 0,7 ϕ = x =1 − 100.µ +1 = 0,551 => x = x/ = 21,53 cm Thay giá trị vào công thức tính độ cứng Bngh dầm ta có Bngh = 2,1.10 6.12,72.61,65.(76 − 21,53) =149501,52.10 0,6 kg.cm2 Bngh = 149501,52.106 kg.cm2 b) Tính Bdh Vì dầm chịu tác dụng lực dài hạn nên: Bdh = Bngh / δ = 149501,52 106 / 1,5 = 99667,68 kg.cm2 c) TÝnh M m C«ng thøc tÝnh f nh sau: f=M M Trong ®ã: M M đợc xác định theo phơng pháp nhân biểu đồ Veresaghin Theo hình 3- IV ta đà có biểu đồ M nhịp M(KN.m) 199,7 10,63 109,3 103,85 143,76 Hình 11- IV: biểu đồ M Xác định M cách lập trạng thái phụ đặt lực Pk = nhịp dầm đầu tiên: 1,5m Pk = Trang 23 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: 3m 3m Hình 12 IV: biểu đồ M 233,05 (KN.m) 199,7 (KN.m) 1,5 (KN.m) hình 13 iv: sơ đồ nhân biĨu ®å m M 2 99,7 M M = EJ 3 6.233,05.1,5 − 3.1,5 = EJ 948,9.10 EJ = Bdh = 99667,68.106 kg.cm2 f = 0,00952 mm f 0,00952 f = = = l 600 l 500 KÕt luận: độ võng dầm thoả mÃn yêu cầu thiết kế Trang 24 lê thái sơn 38 c2 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 Vẽ h×nh bao vËt liƯu 3782615.76 3286483.2 2482024.8 1997000 1792375.2 2509607.1 ¸p dơng c«ng thøc : M=ma.Ra.Fa.Za Víi Za=68,4 øng víi căng thớ =61 Với trờng hợp căng dới Trang 25 đamh-Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 Phần III TàI liệu tham khảo Và vẽ kèm theo I tàI liệu tham khảo Kết cấu bê tông cốt thép _ NXB Nông nghiệp _ Năm 1995 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép thuỷ công Trờng ĐHTL _ Bộ môn Kết Cấu Công Trình _ Năm 1994 II vẽ kèm theo Bản vẽ cầu máng Phần IV Kết luận đề nghị Qua đồ án cầu máng thân em đà học hỏi đợc nhiều điều bổ ích nhng thấy nhiều lúng túng trình tính toán Do có sai phạm không tránh khỏi Việc lựa chọn kích thớc phận cầu máng cha đợc hợp lý, nhng thời gian hạn chế nên tính toán lựa chọn lại đợc Em mong thầy bảo cho em Em xin cảm ơn thầy môn Kết cấu Công trình đà giảng giải giúp em hoàn thành đồ án Trang 26 ... đamh -Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 phần.II Thiết kế cầu máng I .Thiết kế lề ngời 1.Sơ đồ tính toán Cắt mét dài theo chiều dọc máng. Xem kết cấu làm việc nh dầm côn son ngàm vách máng. (Sơ...đamh -Thiết kế cầu máng- sv: lê thái sơn 38 c2 phần I Tài liệu thiết kế Kênh dẫn nớc qua vùng trũng có chiều dài L=24m.Sau so sánh phơng án thiết kế đà tới kết luận cần xây dựng máng bê tông... II .thiết kế vách máng Sơ đồ cấu tạo *Sơ chọn kích thớc máng nh sau: - Độ cao máng Hvách = Hmax + Trong độ vợt cao an toàn Lờy = 0,5m Hvách = 2,3 + 0,5 = 2,8m Trang ã đamh -Thiết kế cầu máng-