Đang tải... (xem toàn văn)
Tiếp nối phần 1, phần 2 cuốn sách Cơ sở thiết kế và ví dụ tính toán cầu dầm và giàn thép gồm các nội dung: Ví dụ tính toán cầu dầm thép liên hợp với bêtông cốt thép, ví dụ tính toán cầu giàn thép và phụ lục.
Phần VÍ DỤ TÍNH TOÁN CẦU DẨM THÉP LIÊN HỢP VỚI BÊTÔNG CỐT THÉP 5.1 SỐ LIỆU CHO Chiều dài nhịp (L |): 24,6m Chiều dài nhịp tính toán (L(t): 24,Om Khổ cầu; K = , + x l,Om Tải trọng Đ oàn ô tô: H30; Xe đặc biệt: H K 80; Người; 300kg/m ^ 5.1.1 Vật liệu 5.1 L Thép Cưímg độ tính toán chịu uốn (Ry): 2000 kg/cm^ Mô đun đàn hồi thép (Ejh); 2,lxl0^kg/cm ^ Cường độ tính toán thép làm neo: 2400 kg/cm^ 5.1.1.2 Bê tông M ác bê tông: M 300 Cường độ tính toán chịu nén uốn (Ry t,): 140 kg/cm^ Cường độ tính toán chịu nén dọc trục (Ru); 115 kg/cm^ M ô đun đàn hồi (E^): -OOOkg/cm^ 5.1.2 Các kích thước hình học 5.1.2.1 M ặ t cắt n gan g Số lượng dầm chủ (n): K hoảng cách dầm chủ (d): l,25m Chiều cao dầm liên hợp (hj) 100 cm Chiều cao dầm thép (h,!,) 73 cm Chiều cao phần B T C T (h|^ị) 27 cm Chiều dàv BTCT (h;;): 15 cm 145 Chiều cao vút BTCT (h^): 12 cm Chiều rộng vút BTCT (b,): 12 cm Chiều rộng phần tiếp xúc BT biên dầm thép (bj,): 20 cm Kích thước biên dầm thép (b(, X hị,): 20 Kích thước sườn dầm thép (hg X Ô5): 66,8 X 25 X 2,0 cm 35 X 2,4 cm K ích thước biên thứ (bj X hj): K ích thước biên thứ hai Ọ02 X h 2): X 1,8 cm 1,2 cm 5.1.2.2 Lan can, hành Kích thước lan can, hành thể hình 5-1 BỐ TRÍ CHUNG 6x 2000 = 12000 0 /2 = 12000 150 0 có o_ hÌN " - co 300 X 3000 = 24000 300 24600 MẶT CẮT NGANG Hình 5-1 B ố trí chung m ặt cắt ngang cầu 5.1.2.3 Liên k ết ngang Chọn liên kết ngang thép hình U 40b có đặc trưng hình học sau: 146 Ò - M ô m en quán tính 18.644,5 kg/cm^ Trọng lượng m ét chiều dài (gdn): 0.06519 (T/m ) Chiều dài dầm ngang (L(J„); 1,2 m Chọn khoảng cách dầm ngang theo phương dọc cầu (Lg): 3,0 m 5.1.2.4 Sườn tăn g cường đứng Chiều cao sườn tăng cường: 64,8 cm Chiều rộng sườn tăng cường: cm Chiều dày sườn tăng cường: cm (tại gối 2cm ) K hoảng cách sườn tăng cường theo phương dọc cầu: 3,0 m M ặt cắt ngang, b ố trí dầm ngang sưcm tăng cường thể hình 5-1 5.1.2.5 C r lớp p h ủ m ặ t đường M ặt đường gồm lớp: Bê tông át phan dày 5cm , lớp bảo vệ dày 4cm , lớp phòng nước dày Icm , độ dốc m ui luyện 1,5% Trọng lượng lớp m ặt đường 0,324kg/m^ 5.2 TÍNH ĐẶC TRUNG HÌNH HỌC 5.2.1 Xác định bề rộng tính toán tham gia vào thành phần tiết diện liên hợp Chiều dài nhịp tính toán = 24m K hoảng cách dầm B = l,25m , khoảng cách từ tim dầm biên đến m ép BT 1,25/2 1250 405 120 120 L 200 b 'V ' / V ^ 405 / Đơn vị: miiimet (mm) Hình 5-2 T iết diện liên hợp thép BT C T T a thấy; 24 > X 1,25 = chiều rộng cánh m ỗi phía dầm tham gia tiết diện liên hợp bằng: 1,25/2 (m); 147 24 > 12 X (1,25/2) = 7,5 -> chiều rông cánh m út thừa tham gia tiết diện liên hợp 1,25/2 (m); chiều rộng BTCT tham gia vào tiết diện liên hợp bj, = l,25m 5.2.2 Đặc trưng hình học phần dầm thép D iện tích phần dầm thép; = b b X h i , + ô , x h , + b , xhj + b x h = 2 X 1,8 + 1,2 X 6 ,8 + X + X ,4 = 36 + 80,2 + 50 + 84 = 250,2 (cm-) M ô m en tĩnh tính trục qua trọng tâm sườn dầm thép: s, = ( b b X h b ) x y i + ( ô , x h , ) x y +(b| x h , ) x y + ( b x h ) x y = - (20 - 36 X X 1,8) X (-34,3) + (1,2 X 6 ,8 ) X (0) + (25 X 2) X (34,4) + (35 X 2,4) X (36,6) (-34,3)+ 80,2 X (0) + 50 X (34,4)+ 84 X (36,6) = +3.559,6 (cm^) b) a) o Đơn vị: m ỉlim et (mm) Hình -3 T ính đặc trưng hình học dầm thép a) Xác định vị tr í trục trung hoà; h) K hoảng cách từ (rục trung hoà đến điểm Ịính tocin Trong đó: y ,, V3, y - khoảng cách từ trọng tâm biên trên, sườn dầm , biên I biên đến trục nằm ngang qua trọng tâm sườn dầm thép, phía dấu dương phía m ang dấu âm (Số ngoặc thể khoảng cách từ trọng tâm phần diện tích xéí đến trục giả thiết - trục qua trọng tâm sườn dầm thép) VỊ trí trọng tâm phần dầm thép (Y^ị): Y., ct = 148 F( 250,2 -> VỊ irí trục irung hoà cách trọng tâm sườn dầm thép vể phía 14,2cm K hoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến m ép dầm thép (Yj(): Y„ = h ^ + Y „ = l,8 + - ^ + 14,2 = ,4 (cm ) Khoang cách từ tâm dầm thép đến m ép dầm thép (Y(j): Y,J = h , + h | Y„ = , + ,0 + ^ ^ - , = , ( c m ) Vlõ men quán tính phần dầm thép trục trung hoà dầm thép: bu 11 = X „ ,^ ỗ, X + Fci ^ Ycl + 12 20 X 1,8' „ 12 b | X h? „ 12 + x (-4 ,5 f + 12 12 35x 2,4 - + Fs ^y Ỉ + - + Fcdl ^ yc3 + — + 84x(22,4) t>2 X h „ + Pcd2 ^yc4 12 25x2,0-^ ^gQ x ( l , f + ^ - A V - + 50x(2Q ,2)^ 12 = 193.276,8(cm ^) 12 Trong đó: V Ị' yc4 ■ khoảng cách từ trọng tâm biên trẽn, sườn dầm , biên bán biên đến trục Irung hoà dầm thép, phía dấu âĩĩi Iihía m ang dấu dương Fc- Fcd,- F cQgối-2 ’ Qgối-3 - Lực cắt gối dầm 1, Khi tứih lực cắt gối (Qgtíị) tính phân phối ngang theo phương pháp đòn bẩy 2 N ộ i lực N gười Tính m ô m en nhịp; Q iú n g ta tính theo công thức trình bầy loại bỏ thành phần hệ số xe (Ị3) hệ số xung kích (1 + |J,) Căn vào Đ ahM L„/2 ta có; H ệ số phân phối ngang T| = 0,408 D iện tích Đ ah; Q = 72 H ệ số vượt tải người rih = 1,4 Thay vào công thức ta có: = 0,408 X 0,3 X 72 = 8,813 (Tm) ^ M “ = 1,4 X 8,813 = 12,338 (Tm) Tưomg tự ta tính nội lực (M Q) tiết diện lại Kết ghi bảng sau: Bảng 5-5: Nội lực người 162 Nội iực X ri Q S‘= s« (1) (2) (3) (4) (5) (6) ^VB 24 0.408 31.500 3.856 5.398 ^1/4 24 0.408 54.000 6.610 9.254 24 0.408 59.500 7.283 10,196 ^3/8 24 0.408 67,500 8.262 11.567 M i /2 24 0.408 72.000 8.813 12.338 Qgổi-1 24 0.900 12.000 3.240 4.536 QgỐi-2 24 0.100 12.000 0.360 0.504 Qgói-3 24 0.000 12.000 0,000 0.000 Q i /8{+) 21 0.408 9,188 1.125 1.575 Q i /4(+) 18 0.408 6.750 0.826 1.156 Qmnối (+) 17 0.408 6.021 0.737 1.032 Q3/8 (+) 15 0.408 4.688 , 0.574 0.804 (1) (2) (3) (4) (5) (6) Q i /2(+) 12 0.408 3.000 0.367 0.514 ^Mị*) 0.408 1.688 0.207 0.118 0.408 0.750 0.092 0.129 Q7/8(+) 0.408 0.188 0.023 0.032 Q i /8(.) 0.408 -0.188 -0.023 -0.032 Q i /4(-) 0.408 -0.750 -0.092 -0.129 Q 3/8 (-) 0.408 -1.688 -0.207 -0.290 Qi/2(+) 12 0.408 -3.000 -0.367 -0.514 N ội lực xe đặc biệt H K 80 Tính m ô m en nhịp: Cũng tính công thức loại bỏ thành phần sô' xe (p) Căn vào Đ ahM L,t/2 ta có: Hệ số phân phối ngang Ì1 = 0,24; Diện tích Đah: Q = 72 Chiều dài đặt tải Ầ = 24m Hệ số vượt tải HK 80 Hh= 1,1 K,[...]... 31.500 27 .945 48.513 24 2. 220 0.357 54.000 42. 797 74 .29 6 ^mối nỗi 24 2. 205 0.357 59.500 46.838 81.311 M3/8 24 2, 175 0.357 67.500 52. 4 12 90,987 M i /2 24 2, 130 0.357 72. 000 54.750 95.046 *^9ối-l 24 2, 750 0.048 12. 000 1.584 2. 750 Qgổi -2 24 2. 750 0.500 12. 000 16.500 28 .644 Qgối-3 24 2. 750 0.500 12. 000 16.500 28 .644 Q i /8(+) 21 2. 840 0.3 32 9.188 8.663 15.039 Q im (+) 18 2. 930 0.357 6.750 7.061 12. 258 Qmnối... 50,87 62, 17 30,91 51, 52 Qgỗl_1 12 8,48 10,36 9,87 16,45 Qgõì _2 12 8,48 10,36 3, 82 6,37 Qgói 3 12 8,48 10,36 4,37 7 ,29 ^gối-max 12, 0 8,48 10,36 9,87 16,45 ^1/8 9 6,36 7,77 3,86 6,44 Q i/4 6 4 ,24 5,18 2, 58 4 ,29 ^mnói 5 3,53 4, 32 2,15 3,58 Q3/8 3 2, 12 2,59 1 ,29 2, 15 Q i /2 0 0,00 0,00 0,00 0,00 Q 5/8 -3 -2, 12 -2, 59 -1 ,29 -2, 15 Qe/8 -6 -4 ,24 -5,18 -2, 58 -4 ,29 Q7/8 -9 -6,36 -7,77 -3,86 -6,44 5.4 .2 Tính nội... (6) (7) M„3 24 6.085 0 ,24 0 31.500 46.003 50.603 Mi« 24 6.000 0 .24 0 54.000 77.760 85.536 M - nố-i 24 6,000 0 .24 0 59.500 85.680 94 .24 8 M3/8 24 6.000 0 .24 0 67.500 97 .20 0 106. 920 M 1 /2 24 6,000 0 .24 0 72. 000 103.680 114.048 1 163 (V (2) (3) (4) Qgối-1 24 6.170 - Qgối -2 24 6.170 0.500 Qgối-3 24 6.170 Q i /8(+) 21 Q i /4(+) (5) (6} Ợ) - - 12. 000 37. 020 40. 722 0,500 12. 00Q 37. 020 40. 722 6.975 0 .24 0 9.18? 15.381... diện tính toán Nội lực do tĩnh tải 1 và tĩnh tải 2 được xác định theo công thức: s = Kết quả tính toán tại các tiết diện xét được ghi ở bảng sau: 158 X X Sđah' Bảng 5-3 Nội lực do tĩnh tải 1 và tĩnh tải 2' S«1 Nội lực ^dah Sft2 ntt=0,9 n„=1,1 n„ = 0,9 ntt=1,5 ^1/8 31,5 22 ,25 27 ,20 13, 52 22, 54 M i /4 54 38,15 46,63 23 ,18 38,64 Mmnối 59,5 42, 04 51,38 25 ,54 42, 57 ^^3/8 67,5 47,69 58 ,29 28 ,98 48,30 ^1 /2 72. .. 0 .24 0 6.750 12. 960 14 .25 6 ^mnối 17 8.335 0 ,24 0 6. 021 12. 044 1.3 .24 8 Q 3/8 {+) 15 9.310 0 .24 0 4.688 10.475 11. 523 Q i /2( +) 12 11.330 0 .24 0 3.000 8.158 8.974 Q5/8(+) 9 14 .22 0 0 .24 0 1.688 5.761 6.337 Q6/8(+) 6 18.670 0 .24 0 0.750 3.361 3.697 0.998 1.098 - 0 .24 0 ^ĩlSị*) Q i /8(-) 3 - - - - - Q im (-) 6 18.670 0 .24 0 -0.750 -3,361 -3.697 Q 3/8 (-) 9 14 .22 0 0 .24 0 -1.688 -5.761 -6.337 Q i /2( +) 12 11.330 0 .24 0... 31.80 53.91 46,00 50.60 46.00 53.91 M,m 49.41 83.55 77.76 85.54 77.76 85.54 KnSi 54. 12 91.51 85.68 94 .25 85.68 94 .25 60.67 1 02. 55 97 .20 106. 92 97 .20 106. 92 M 2 63.56 107.38 103.68 114.05 103.68 114.05 Qgối-1 4. 82 7 .29 - - 4. 82 7 .29 Qgfii -2 16.86 29 ,15 37. 02 40. 72 37. 02 40. 72 *^gối-3 16.50 28 .64 37. 02 40. 72 37. 02 40. 72 ... 59.500 7 .28 3 10,196 ^3/8 24 0.408 67,500 8 .26 2 11.567 M i /2 24 0.408 72. 000 8.813 12. 338 Qgổi-1 24 0.900 12. 000 3 .24 0 4.536 QgỐi -2 24 0.100 12. 000 0.360 0.504 Qgói-3 24 0.000 12. 000 0,000 0.000 Q i /8{+) 21 0.408 9,188 1. 125 1.575 Q i /4(+) 18 0.408 6.750 0. 826 1.156 Qmnối (+) 17 0.408 6. 021 0.737 1.0 32 Q3/8 (+) 15 0.408 4.688 , 0.574 0.804 (1) (2) (3) (4) (5) (6) Q i /2( +) 12 0.408 3.000 0.367 0.514... do lan can và đường bộ hành: + Trọng lượng phần bộ hành; 2 X (1 ,25 X 0,35 - 0,77 X 0 ,27 ) X 2, 5 = 2 X 0 ,22 96 X 2, 5 =1,148 (T/m) + Trọng lượng phần lan can: Trọng lượng m ột cột: (0 ,2 X 0 ,1 5 X 1,1) X 2 ,5 = 0 ,0 8 2 5 (T) Tổng trọng ỉượng cột trên m ột m ét dài dầm chủ; (2 X 13 X 0,0 825 ) /24 = 2, 145 /24 = 0,0894 (T/m ) Trọng ỉượng trên m ột m ét dài củ a thanh lan can: 4 X (0,15 X 0,1 X 1) X 2, 5 = 0,15... chiều dài dầm chính, không kể đến sự phân bố đàn hồi của kết cấu ngang _ p 5 pLl 384 Eld L„ - Chiều dài tính toán của dầm chủ - M ô m en quán tính của dầm chủ X ác định m ô m en quán tính theo phưong ngang trên Im dài của kết cấu nhịp Phần bản m ặt cầu: •mc 6 ,7 12 Phần dầm ngang: = 6 .21 4,8 cmVm V ậy I„ = + Idn = 4.197,8 + 6 .21 4,8 = 10.4 12, 6 cmVm Thay vào công thức trên ta tính được a = 0,00001 Tính hệ... 1.688 0 .20 7 0.118 6 0.408 0.750 0.0 92 0. 129 Q7/8(+) 3 0.408 0.188 0. 023 0.0 32 Q i /8(.) 3 0.408 -0.188 -0. 023 -0.0 32 Q i /4(-) 6 0.408 -0.750 -0.0 92 -0. 129 Q 3/8 (-) 9 0.408 -1.688 -0 .20 7 -0 .29 0 Qi /2( +) 12 0.408 -3.000 -0.367 -0.514 5 4 2 3 N ội lực xe đặc biệt H K 80 Tính m ô m en tại giữa nhịp: Cũng tính như công thức trên nhưng loại bỏ thành phần hê sô' làn xe (p) Căn cứ vào Đ ahM tại L,t /2 ta có: