Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau. Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm T bê tông cốt thép kéo sau.
TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Mục lục Phần 1: Nội dung thuyết minh Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ 1.1 Điều kiện chọn tiết diện (theo A.5.14.1.2.2) 1.2 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu 1.3 chọn mặt cắt ngang dầm chủ 3.Xác định chiều rộng cánh hữu hiệu (A4.6.2.6) 3.1 Đối với dầm 3.2 Đối với dầm biên 4.Tính toán mặt cầu 4.1 Phơng pháp tính toán nội lực mặt cầu 4.2 Xác định nội lực mặt cầu tĩnh tải 4.3 Xác định nội hoạt tải ngời 4.3.1 Nội lực TruckLoad 4.3.2 Nội lực PeopleLoad 4.4 Vật liệu thiết kế mặt cầu 4.5 Tính toán cốt thép chịu lực 4.5.1 Bố trí cốt thép chịu mômen âm mặt cầu 4.5.2 Bố trí cốt thép chịu mômen dơng mặt cầu 4.5.3 Bố trí cốt thép âm cho phần hẫng mặt cầu 4.5.4 Bố trí cốt thép co ngót nhiệt độ 4.5.5 Kiểm tra mặt cầu theo trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm toán nứt) 4.5.6 Kiểm tra bố thép theo thiết kế kinh nghiệm 5.Tính toán nội lực dầm chủ tĩnh tải 27 5.1 Tĩnh tải rải lên dầm chủ 5.2 Các hệ số cho tĩnh tải p (Bảng A3.4.1-2) 5.3 Xác định nội lực Nội lực dầm chủ hoạt tải .36 6.1 Tính toán hệ số phân phối hoạt tải theo 6.1.1 Hệ số phân phối hoạt tải theo mô men uốn 6.1.2 Hệ số phân phối hoạt tải theo lực cắt 6.2 Tính toán hệ số phân phối tải trọng ngời 6.3 Xác định nội lực SV.Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 6.3.1 Mô men 6.3.2 Lực cắt 6.3.3 Tổ hợp Nội lực Các đặc trng vật liệu cho dầm chủ .48 7.1 Thép 7.2 Bêtông Chọn bố trí cáp dự ứng lực 49 8.1 Chọn cáp dự ứng lực 8.2 Bố trí cáp dự ứng lực 8.3 Tính tính đặc trng hình học Tính toán mát ứng suất 9.1 Mất mát nén ngắn đàn hồi fpES 9.2 Mất mát trùng cốt thép lúc truyền lực : 9.3 Co ngót fpSR 9.4 Từ Biến 9.5 Tính gần tổng số mát theo thời gian 9.6 Tổng mát ứng suất 10 Kiểm toán theo- Trạng thái giới hạn cờng độ I 55 10.1 Kiểm toán Cờng độ uốn 10.1.1 Tại mặt cắt nhịp 10.1.2 Tại mặt cắt L/4 10.1.3 Tại mặt cắt cách gối 0,8m 10.2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép ứng suất trớc 10.3 Tính cốt đai kiểm toán cắt theo trạng thái giới hạn CĐ1: 11 Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng 62 11.1 Các giới hạn ứng suất bê tông 11.2 Tính toán ứng suất mép trên(nén âm) 10.2.1 Lúc căng kéo 10.2.2 Lúc Khai thác 11.3 Tính toán ứng suất mép dới (nén âm) 11.3.1 Lúc căng kéo 11.3.2 Lúc khai thác 12 Tính độ võng cầu .65 12.1 Tính độ võng lực DƯL 12.2 Tính độ võng tải trọng thờng xuyên(tĩnh tải) SV.Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 12.2.1 Độ võng trọng lợng thân dầm 12.2.2 Độ võng trọng lợng mặt cầu,dầm ngang,tấm đỡ,lớp phủ,lan can 12.3 Tính độ võng tức thới hoạt tải có xét lực xung kích 13 Tính toán dầm ngang(tham khảo) phần 2: vẽ Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế Cầu Bê tông Cốt thép DƯL nhịp giản đơn 1.Các số liệu cho trớc: Dầm T kéo trớc Chiều dài toàn dầm L=25m, kết cấu kéo trớc Khổ cầu K 8+2x1,5m Tải trọng thiết kế: HL93 Tao cáp DƯL 15.2 mm Bê tông mác : 400 2.Tiêu chuẩn thiết kế: - Quy trình thiết kế : 22TCN 272 01 Bộ Giao thông vân tải - Tải trọng thiết kế : HL93 , đoàn Ngời hành SV.Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 3.Thép DUL : - Cờng độ quy định thép ứng suất trớc fpu = 1860 Mpa - Giới hạn chảy thép ứng suất trớc - Hệ số ma sát = 0.3 - ứng suất thép kích fpj = 0.7 fpu = 1302 Mpa - Cờng độ tính toán chế tạo Rd1 = 13280 Kg / cm2 - Cờng độ tính toán sử dụng Rd2 = 12800 Kg/cm2 - Môđun đàn hồi fpy = 0.9 fpu = 1764 Mpa Et = 197000 Mpa 4.Vật liệu bêtông : - Cờng độ chịu nén bêtông tuổi 28 ngày fc = 40 Mpa - Cờng độ chịu nén bêtông tạo ứng suất trớc fci = 0.9 fc = 36 Mpa - Môđun đàn hồi bêtông - Cờng độ chịu kéo uốn E c = 4800 f ' c = 30357.8Mpa f r = 0,63 f ' c = 3.98Mpa Phần I : Nội Dung thuyết Minh Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ 1.1 Điều kiện chọn tiết diện (theo A.5.14.1.2.2) Chiều dày phần không nhỏ hơn: Bản cánh trên: 50mm Sờn dầm , không kéo sau: 125mm Sờn dầm , kéo sau: 165mm Bản cánh dới: 125mm 1.2 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu Tổng chiều dài toàn dầm 25 mét, để hai đầu dầm bên 0,3 mét để kê gối Nh chiều dài nhịp tính toán nhịp cầu 24,4 mét Cầu gồm dầm có mặt cắt chữ T chế tạo bêtông có f c=45MPa Lớp phủ mặt cầu gồm có lớp: lớp chống nớc có chiều dày 0,4 cm,, lớp bêtông Asphalt có chiều dày cm Lớp phủ đợc tạo độ dốc ngang cách kê cao gối cầu SV.Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Bố trí chung mặt cắt ngang Cầu 11000 600 1200 2400 2400 2400 2400 1200 12000 Khoảng cách dầm chủ S=2400 mm 1.3 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ Dầm chủ có tiết diện hình chữ T với kích thớc sau: Chiều dày Chiều cao dầm Chiều rộng bầu Chiều cao bầu Chiều dày bung Chiều rộngbản cánh rộng vát cánh Cao vát cánh Bán kính cong Rộng vát bầu Cao vát bầu Phần hẫng ts= H bb hb= bw= b1 20 120 60 32 20 180 20 10 20 20 20 120 Rc cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm Các kích thớc khác nh hình vẽ: 180 20 20 180 R2 R2 20 20 32 32 20 20 60 60 Mặt cắt dầm chủ Mặt cắt gối (Mở rộng sờn dầm) Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu (A2.5.2.6.3-1) Yêu cầu hmin=0,045L L: Chiều dài nhịp tính toán L=24400mm SV.Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa hmin: chiều cao tối thiểu kết cấu nhịp kể mặt cầu, hmin=1200mm 0,045L=0,045.20400=1098 mm< hmin Thỏa mãn Xác định chiều rộng cánh hữu hiệu ( A 4.6.2.6) 3.1 Đối với dầm Bề rộng cánh hữu hiệu lấy giá trị nhỏ + 1/4 chiều dài nhịp = 24400 = 6100 mm + 12 lần độ dày trung bình cộng với số lớn bề dày bụng dầm 1/2 bề rộng cánh dầm 200 =3300mm 1800 / =12.200+max + Khoảng cách trung bình dầm kề (= 2400) bi=2400mm 3.2 Đối với dầm biên Bề rộng cánh dầm hữu hiệu đợc lấy 1/2 bề rộng hữu hiệu dầm kề trong(=2400/2=1200) cộng trị số nhỏ + 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu = 24400 = 3050 + lần chiều dày trung bình cộng với số lớn 1/2 độ dày bụng 1/4 bề dày cánh dầm 200 / =1650 mm 1800 / =6.200+max + Bề rộng phần hẫng = 1200 mm be = 1200+1200= 2400 mm Kết luận: Bề rộng cánh dầm hữu hiệu Bảng Dầm (bi) 2400 mm Dầm biên (be) 2400 mm Tính toán mặt cầu SV.Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 11000 600 2400 1200 2400 2400 2400 1200 12000 a b c d e 4.1 Phơng pháp tính toán nội lực mặt cầu áp dụng phơng pháp tính toán gần theo Điều 4.6.2(AASHTO98) Mặt cầu phân tích nh dầm liên tục dầm 4.2 Xác định nội lực mặt cầu tĩnh tải Sơ đồ tính vị trí tính nội lực Theo Điều 4.6.2.1 : Khi áp dụng theo phơng pháp giải phải lấy mô men dơng cực trị để đặt tải cho tất vùng có mô men dơng, tơng tự mô men âm ta cần xác định nội lực lớn sơ đồ Trong dầm liên tục nội lực lớn gối nhịp Do sơ đồ tính dầm liên tục nhịp đối xứng, vị trí tính toán nội lực là: a, b, c, d, e nh hính vẽ Theo Điều 4.6.2.1.6: Các dải phải đợc coi nh dầm liên tục dầm giản đơn chiều dài nhịp phải đợc lấy khoảng cách tâm đến tâm cấu kiện đỡ Nhằm xác định hiệu ứng lực dải , cấu kiện đỡ phải đợc giả thiết cứng vô hạn Các tải trọng bánh xe đợc mô hình hoá nh tải trọng tập trung nh tải trọng vệt mà chiều dài dọc theo nhịp chiều dài diện tích tiếp xúc đợc điều 3.6.1.2.5 cộng với chiều cao mặt cầu. đồ án coi tải trọng bánh xe nh tải trọng tập trung Xác định nội lực tĩnh tải Tỷ trọng cấu kiện lấy theo Bảng 3.5.1.1 AASSHTO Tĩnh tải tác dụng lên mặt cầu gồm tĩnh tải rải TTBT mặt cầu, TTBT lớp phủ, lực tập trung lancan tác dụng lên phần hẫng Đối với tĩnh tải, ta tính cho mét dài mặt cầu Bản mặt cầu dày 200mm, tĩnh tải rải đêu TTBT mặt cầu: SV.Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa gDC(bmc)=200.1800.24.10-6=8,64 KN/m Thiết kế lớp phủ dày 74mm, tĩnh tải rải TTBT lớp phủ: gDW=74.2250.10-4=1,665 KN/m Tải trọng lan can cho phần hẫng: Thực chất lực tập trung quy đổi lan can không đặt mép mặt cầu nhng để đơn giản tính toán thiên an toàn ta coi đặt mép pDC(Lan can)=4,564 KN /m + Để tính nội lực cho mặt cắt b, c, d, e ta vẽ đờng ảnh hởng mặt cắt xếp tải lên đơng ảnh hởng Do sơ đồ tính toán mặt cầu hệ siêu tĩnh bậc cao nên ta dùng chơng trình Sap2000 để vẽ tính toán + Công thức xác định nội lực tính toán: MU= (P.M DC1 + P M DC2 +P M DW ) : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, quan trọng khai thác xác định theo Điều 1.3.2 =iDR 0.95 Hệ số liên quan đến tính dẻo D = 0.95 (theo Điều 1.3.3) Hệ số liên quan đến tính d R = 0.95(theo Điều 1.3.4) Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác i = 1.05 (theo Điều 1.3.5) = 0.95 p: Hệ số tĩnh tải (Bảng A3.4.1-2) Loại tải trọng TTGH Cờng độ1 TTGH Sử dụng DC: Cấu kiện thiết bị phụ 1,25/0,9 DW: Lớp phủ mặt cầu tiện ích 1,5/0,65 4.2.1 Nôi lực mặt cắt a Mômen mặt cắt a mômen phần hẫng Sơ đồ tính dạng công xon chiu uốn SV.Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Lớp phủ 1,665 KN/m Lan can Bản mặt cầu4,8 KN/m 900 1200 Ma= [. p g DC ( bmc ) 1200.1200 2.10 + p g D Ư W 900.900.1,5 2.10 + p g DC ( lcncan ) 1200.1,25.10 ] Trong THGH CĐ1 Ma= - 0,95.[ 4,8.1200.1200.1,25 1,665.900.900.1,5 + + 4,664.1200.1,25.10 ] =-11,711 KNm 6 2.10 2.10 Trong THGH SD Ma=- 0,95.[ 4,8.1200.1200.1 1,665.900.900.1 + + 4,664.1200.1.10 ] =-9,24 KNm 6 2.10 2.10 4.2.2 Nội lực mặt cắt b Đờng ảnh hởng mặt cắt b Để tạo ứng lực lớn tĩnh tải, phần Đah dơng ta xếp tĩnh tải với hệ số lớn 1, phần Đah âm ta xếp tĩnh tải với hệ số nhỏ 1.Cụ thể xếp nh sau: Bmc Phủ + - Xếp tải lên phần Đah d ơng SV.Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Bmc Phủ + - Xếp tải lên phần Đah âm MU= (P.M DC1 + P M DC2 +P M DW ) Trên phần Đah dơng: Với mặt cầu lấy hệ số p= 1,25 THGH CĐ1, THGH SD Với lớp phủ lấy hệ số p= 1,5 THGH CĐ1, THGH SD Trên phâng Đah âm: Với mặt cầu lấy hệ số p= 0,9 THGH CĐ1, THGH SD Với lớp phủ lấy hệ sô p= 0,65 THGH CĐ1, THGH SD Sau giải sơ đồ Sap2000 kết mô men Mb bảng dới Bảng 4.2.2 Phần Đah THGH Cờng độ THGH Sử dụng Bản mặt cầu Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ Dơng 3,621 1,484 2,880 0,992 Âm -0,441 -0,222 -1,526 -0,334 1,992 1,2243 1,2334 0,3658 Tổng nội lực 3,1075 1,92435 4.2.3 Nội lực mặt cắt Mc Đờng ảnh hởng mặt cắt c Làm tơng tự nh , ta có bảng kết sau: SV.Nguyễn Bá Sản 10 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa a hf a M n = A ps f ps d p + 0,85 f c ' (b bw ) h f 2 Trong : Aps =Diện tích thép ứng suất trớc (mm2) fps =ứng suất trung bình thép ứng suất trớc sức kháng uốn danh định ,tính theo phơng trình 5.7.3.1-1(Mpa) dp =khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép ứng suất trớc (mm) As =Diện tích cốt thép chịu kéo không ứng suất trớc (mm2) fy =Giới hạn chảy qui định cốt thép (Mpa) ds =Khoảng cách tải trọng từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không ứng suất trớc (mm) A's =Diện tích cốt thép chịu nén (mm2) f'y =Giới hạn chảy qui định cốt thép chịu nén (Mpa) f'c =Cờng độ chịu nén qui định bê tông tuổi 28 ngày (Mpa) bc =Bề rộng mặt chịu nén cấu kiện (mm) bw =Chiều dày bụng (mm) =Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất qui định Điều 5.7.2.2 1=0.85-(12/7)0.05=0.764 > 0.65 h1 =Chiều dày cánh chịu nén cấu kiện dầm I T(mm) c =Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén (mm) a =c1 ; chiều dày khối ứng suất tơng đơng (mm) Tính toán ứng suất thép ứng suất trớc mức sức kháng uốn danh định (5.7.3.1) Đối với cốt thép ứng suất trớc dính bám mặt cắt hình chữ T chịu uốn quanh trục, có ứng suất phân bố nh quy định Điều 5.7.2.2và fPe(ứng suất có hiệu lại thép ứng suất trớc) =0.7428fPuMu=8331,49 Thoả mãn Vậy mặt cắt nhịp thoả mãn cờng độ 10.1.2 Tại mặt cắt L/4 tính toán tơng tự ta có kết : A ps f pu + As f y Ac' f ' y 5320.1860 + c= = f 1860 = 151,678mm pu 0,85.40.0,764.2400 + 0,28.5320 0.85 f c' 1b + kA ps f 956,8 dp dp=h -y=1200-243,2= 956,8mm fps=fpu.(1-k c 151,678 )=1860.(1-0,28 )= 1777,44 Mpa dp 956,8 a=.c=0,764.151,678= 115,882mm SV.Nguyễn Bá Sản 52 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa a Mn=Aps.fpu.(dp- )=5320.1860.(956,8- 115,882 ).10-6= 8894,39KNm Mr=.Mn=1 8894,39= 8894,39 KNm >Mu=8331,49 Thoả mãn Vậy mặt cắt L/4 thoả mãn cờng độ 10.1.3 Tại mặt cắt cách gối 0,8m tính toán tơng tự ta có kết : A ps f pu + As f y Ac' f ' y 5320.1860 + c= = f pu 1860 =151,32mm 0,85.40.0,764.2400 + 0,28.5320 0.85 f c' 1b f + kA ps 908 dp dp=h -y=1200-292=908mm fps=fpu.(1-k c 151,32 )=1860.(1-0,28 )= 1773,21Mpa dp 908 a=.c=0,764.151,32=115,606mm a Mn=Aps.fpu.(dp- )=5320.1860.(908- 115,606 ).10-6=8412.87 KNm Mr=.Mn=1 8412.87=8412.87 KNm >Mu=8331,49 Thoả mãn Vậy mặt cắt cách gối 0,8m thoả mãn cờng độ 10.2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép ứng suất trớc + Lợng cốt thép tối đa (A5.7.3.3.1) Phải thoả mãn điều kiện c 0.42 de de =dP =1008,4 mm (Do coi As = (A5.7.3.3.1-2)) c: khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục TH c=152,02 mm c 152,02 = =0.150754 ( 1.2Mcr, 1.33Mu) Trong Mcr : Sức kháng nứt đợc xác định sở phân bố phân bố ứng suất đàn hồi cờng độ chịu kéo uốn, fr (5.4.2.6) fr = 0.63 f c' = 3,984 Mpa Trong trạng thái GHSD,ƯS kéo BT đáy dầm loại tải trọng là: f= ( M DC1 + M DC + M DƯW + M LL + IM ) y SV.Nguyễn Bá Sản I td d Pj A0 53 ( Pj e) y I0 d + M ttbt y o I0 d Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Trong Pj=Aps.(0,8fpy- matmat )=5320.(1336-539,25)=4238710 Mpa.mm2 Thay vào ta đợc f=2,832 MPa Nh Mcr mômen gây thêm cho dầm để ƯS thớ dới bêtông đạt đến ƯS suất keó: d M cr y 10 I td =ff-f=3,984-2,832=1,152 MPa Mcr= 1,152.2,509 * 1010.10 =410,056 KNm 704,07009 Vậy ( 1.2Mcr, 1.33Mu)=min(492,67 ; 11080,56)=492,67 KNm => Mr >492,67 KNmThoả mãn Vậy mặt cắt nhịp thoả mãn hàm lợng thép thiểu 10.3 Tính cốt đai kiểm toán cắt theo trạng thái giới hạn CĐ1: Công thức tính sức kháng cắt Vr = VN Trong : = Hệ số sức kháng quy định Điều 5.5.4.2, = 0.9 VN = sức kháng cắt danh định quy định Điều 5.8.3.3 Sức kháng cắt danh định phải đợc xác định trị số nhỏ : V Vn = n1 = Vc + Vs + Vp ' Vn2 = 0.25f c b v d v + Vp Trong : Do bỏ qua cốt thép thờng Vs =0 Vc=0.083 f c' bvdv : Lực cắt bêtông VP = Thành phần lực ứng suất trớc có hiệu hớng lực cắt tác dụng dơng ngợc chiều với lực cắt (N) V P = (Pe)sin ( góc hợp phơng nằm ngang hớng cáp),Vp>0 ngợc chiều với lực cắt : Lực cắt gần gối lớn nên ta cần duyệt cho mặt cắt = bv = góc nghiêng cốt thép ngang phơng trục dọc =90o Bề rộng bụng có hiệu bv=400 mmm dv = Chiều cao chịu cắt có hiệu đợc lấy cự ly đo thẳng góc với trục trung hoà hợp kéo uốn(dv), nhng không lấy trị số lớn 0.9 de 0.72 h Mặt cắt dp - a/2 0.9dp (cm) 0.8m 85,02 81,72 SV.Nguyễn Bá Sản 54 dv (cm) 0.72 h 86,4 86,4 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa L/4 89.885 86,112 86,4 89,885 L/2 89,925 S=Cự ly cốt thép đai (mm) 90,756 86,4 90,756 Cự ly cốt thép ngang không đợc vợt trị số sau Nếu Vu chọn s 0.8dv =0,8.864=691.2 600 => s 600mm Chọn s=120 mm Av = Diện tích cốt thép chịu cắt cự ly S (mm2) Av =2 As (đai nhánh ) Av = 2*PI()*1.4^2/4 = 3.079 cm2 =Hệ số khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo tra bảng 5.8.3.4.2 Tuy nhiên khuôn khổ đồ án TKMH cho =2, =45o + Xác định Vp : Vp = A cable f p sin i i =1 Trong đó: Acable : Diện tích tao cáp Acable = 5320 (mm2) fp : ứng suất cáp sau mát, giá trị ứng với mặt cắt Pj=Aps.(0,8fpy- matmat ) Mc Pj (Mpa.m2) 0.8 3.769 L/4 3.660 L/2 I : Góc lệch cáp i so với phơng ngang, 3.820 M C Bó (sin) Bó (sin) Bó (sin) Bó (sin) 0.8 0.1280 0.0900 0.0515 0.0129 0.0129 0.0129 0.3082 L/4 0.1215 0.0853 0.0489 0.0122 0.0122 0.0122 0.2924 L/2 0.0644 0.0451 0.0258 0.0002 Thay giá trị vào công thức tính Vp ta đợc: 0.0002 0.0002 0.1359 Mc SV.Nguyễn Bá Sản Pj (Mpa.m2) 55 Bó 5(sin) Bó (sin) sin Vp(KN) Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 0.8 3.769 7.540 L/4 3.660 6.825 L/2 3.820 3.223 Bảng duyệt : Mc Vp(KN) Vc 0.8 7.540 0.25fc'.bv.dv Vs(KN) Vn1(KN) Vn2(KN) Min(Vn1,Vn2) 16,850 4608,0 1241,356 1425,85 4723,62 1425,85 L/4 6.825 9,542 2381,4 1283,058 1386,031 3215,521 1386,031 L/2 3.223 10,256 2570,4 1384,888 1420,123 3325,562 1420,123 0.9Min(Vn1,Vn2) Vr (KN) Kết luận 1283,265 1123,25 thoả mãn 1247,428 865,235 thoả mãn 1278,110 245,124 thoả mãn 11 Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng Các vấn đề phải kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng bê tông ứng suất trớc ứng suất bê tông(5.9.4), biến dạng(độ võng) 11.1 Các giới hạn ứng suất bê tông ứng suất bê tông đợc tính trạng thái giới hạn sử dụng I Các giới hạn mức ứng suất bê tông tính toán cờng độ bê tông yêu cầu (Mục 5.9.4.2 Quy trình AASHTO )là : + Lúc căng kéo Giới hạn ứng suất kéo: 0,25 f ci' = = 0.25 40 = 1,581 > 1.38MPa => giới hạn ứng suất kéo 1.38MPa(5.9.4.1.2-1) fDC1+ fPSI 1.38Mpa Giới hạn ứng suất nén : 0,55 f ci' = 0,55.34 = 18,7 Mpa fDC1+ fPSI 20,4 Mpa Lúc căng kéo có tải trọng DC1 lực ứng suất trớc Kiểm tra bảng 27 + Lúc khai thác sau mát Giới hạn ứng suất kéo bê tông 0,5 f c' = 0,5 40 = 3,162Mpa (Điều 5.9.4.2.2-1) fDC1+ fDC2+ fDW+ fLL+IM+fDN+ fPSF 0.5 f c' =3,162 MPa Giới hạn ứng suất nén bê tông (Điều 5.9.4.2.1-1) SV.Nguyễn Bá Sản 56 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa * Do DƯL tải trọng thờng xuyên 0,45fc=0,45.40 = 18Mpa f DC1 + f DC + f DƯW + f psF 18 MPa * Do tổng DƯL hữu hiệu, tải trọng thờng xuyên, tải trọng thời, tải trọng tác dụng vận chuyển bốc xếp 0,6fc=0,6.40=24 MPa f DC1 + f DC + f DƯW + f LL + DM + f DN + f psF 24 MPa 11.2 Tính toán ứng suất mép trên(nén âm) 10.2.1 Lúc căng kéo ứng suất lực DƯL : fDƯL= Do tự trọng thân: fttbt=- t Pi Pi e y + A0 I0 M ttbt y I0 t Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES 10.2.2 Lúc khai thác t P P e y ứng suất lực DƯL : fDƯL= i + i A0 I0 M y Do tự trọng thân: fttbt=- ttbt I0 t Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES+pCR+pSR+pR Do tĩnh tải giai đoạn một: fDC1= M DC1 y1 I1 t Trong MDC1=(gDC1(bmc)+ gDC1(đỡ)+ gDC1(dn)).m Do tĩnh tải giai đoạn hai: fDC1= ( M DC1 + M DƯW ) y t I td Trong MDC1=(gDC2(lan can)+ gDW).m Do hoạt tải: fLL+IM= M LL+ IM y I2 t 11.3 Tính toán ứng suất mép dới (nén âm) 11.3.1 Lúc căng kéo ứng suất lực DƯL : fDƯL= SV.Nguyễn Bá Sản Pi Pi e y A0 I0 d 57 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Do tự trọng thân: fttbt= M ttbt y I0 d Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES 11.3.2 Lúc khai thác ứng suất lực DƯL : fDƯL= Do tự trọng thân: fttbt=- Pi Pi e y A0 I0 M ttbt y I0 d d Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES+pCR+pSR+pR M y Do tĩnh tải giai đoạn một: fDC1= DC1 I0 d Trong MDC1=(gDC1(bmc)+ gDC1(đỡ)+ gDC1(dn)).m Do tĩnh tải giai đoạn hai: fDC1= ( M DC1 + M DƯW ) y d I td Trong MDC1=(gDC2(lan can)+ gDW).m Do hoạt tải: fLL+IM= M LL + IM y d I td Các số liệu: e=y0d-yps ; yps xem bảng 9.1.1 I0, I1, I2, y0d, y0t, y1d, y1t, y2d, y2t: xem bảng 8.3 gDC1(dc), gDC1(bmc), gDC1(dn), gDC1(đỡ), gDC2(lan can), gDW: Xem bảng 5.1 m: Diện tích đờng ảnh hởng mômen mặt cắt phải tính Xem phần5.3 MLL+IM: Xem bảng 6.3.3.1; bảng 6.3.3.2 Thay số liệu vào công thức , kiểm toán giới hạn ứng suất cho bảng sau: + Lúc căng kéo Pi= e= Mttbt= ƯS thớ ƯS thớ dới Bảng 11.3.1 MC gối MC 0.8 MC L/4 5146302 5146302 5146302 177.161 98.830 403.835 103.2445 513.786 3.743562506 -4.78749 0.28059 Đạt Đạt Đạt -10.263 Đạt SV.Nguyễn Bá Sản MC L/2 5146302 Mpa.mm2 498.394 mm 658.7104 KNm 2.663921 Mpa Đạt -15.837 -21.545 -22.250 Mpa Đạt Đạt Đạt 58 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa + Lúc khai thác Bảng 11.3.2 Pi= e= Mttbt M1 M2 ƯS thớ 3873844.091 98.830 0 ƯS thớ dới 3742382 177.161 103.244 128.811 308.586 3763992 403.835 513.786 641.014 1962.61 3741404 498.394 658.710 821.8251 2624.957 MPa.mm2 mm KNm KNm KNm -2.818 -5.106 -8.6276 -9.355 Mpa Đạt Đạt Đạt Đạt -7.72539898 -9.02452 -1.4745 1.311838 Mpa Đạt Đạt Đạt Đạt 12 Tính độ võng cầu 12.1 Tính độ võng lực DƯL (độ vồng DƯL) pi ec FL = (ec ee ) i EI với =0.333 EI=8,53.106KMm2 pi =62.5 mm 12.2 Tính độ võng tải trọng thờng xuyên(tĩnh tải) 12.2.1 Độ võng trọng lợng thân dầm Tiết diện để tính mặt cắt giản yếu I= 1.062474.1010 mm4 (Xem bảng 8.3 phần mặt cắt tính đổi ) E=33994,48 Mpa (Xem phần 7) EI=2,509.1010.33994,48.10-9=3,61.106KMm2 g DC ( dc ) L 20,23.24,4 = gi= =0,02587m=25,87mm 384 EI 384 3,61.10 gDC(dc)=20,23 KN/m Xem bảng3.1 12.2.2 Độ võng trọng lợng mặt cầu, dầm ngang, đỡ,lớp phủ, lan can Tiết diên để tính mặt cắt tính đổi EI=8,53.106KMm2 ( g DC1( dc ) + g DC1( bmc ) + g DC1( ) + g DC ( lancan ) + g DW ).L 384 EI (10,736 + 1,23 + 2,92 + 4,564 + 3,713).24,4 = 384 8,53.10 gi = =0,01253m=12,53mm SV.Nguyễn Bá Sản 59 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa gDC1(dn),gDC1(bmc),gDC1(đỡ) , gDC2(lan can),gDW Xem bảng3.1 nh dộ vồng d 24,1 mm 12.3 Tính độ võng tức thời hoạt tải có xét lực xung kích x P b a L + Độ võng tính cho dầm giản đơn: Độ võng mặt cắt x lực tập trung P đặt cách đầu dầm a b: Với x= L/2 x= P.b.x ( L2 b x ) 6.E.I L x= P.L3 48 EI (x Diện tích cốt thép As=8 3,1416.18 = 2035.757 mm2 dp= h 25 - 5.18 = 1150 25 90 = 1035 mm 1=0.85 -(12/7)0.05 = 0.764 > 0.65 c= As f y 0.85 f 1b f ' c SV.Nguyễn Bá Sản = 2035,757.420 = 164.578 mm 0,85.40.0,764.200 64 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa a=.c=0,764.164,578 = 125.74 mm a Mn=As.fs.(dp- )= 2035,757 420.(1035 - 125,74 ).10-6= 831.2 KN.m Mr=.Mn=0,9.831,2 = 748 KNm >Mu= 156.845 KN.m Thoả mãn Vậy mặt cắt thoả mãn cờng độ + Kiểm tra lợng cốt thép tối đa (A5.7.3.3.1) Phải thoả mãn điều kiện c 0.42 de de =dP =1035 mm (Do coi Aps = (A5.7.3.3.1-2)) c: khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục TH, c=164.578 c 164.578 = =0,156[...]... Lựcc t 0,465 0,9 Ngời đi bộ 1,594 1,594 6.3 Xác định nội lực Ho t tải xe t thi t kế và quy t c xếp t i (Điều 3.6.1.3) Ho t tải xe HL93 - Ho t tải xe t trên m t cầu hay k t cấu phụ trợ (HL- 93) sẽ gồm m t tổ hợp của : + Xe t i thi t kế hoặc hai trục thi t kế + T i trọng làn thi t kế - Hiệu ứng lực của t i trọng làn thi t kế không x t lực xung kích - Quy t c xếp t i (3.6.1.3) Hiệu ứng lực lớn nh t. .. Mpa Thoả mãn Vậy bản m t cầu thoả mãn điều kiện kiểm toán n t ở trạng thái giới hạn sử dụng SV.Nguyễn Bá Sản 23 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 4.5.7 Kiểm tra bố thép theo thi t kế kinh nghiệm Phải đ t lớp c t thép đảng hớng ,fy 400Mpa C t thép phải càng gần các m t ngoài càng t t Lớp đáy : Số lợng thép t i thiểu cho mỗi lớp bằng 0.57 mm 2/mm Theo thi t kế trên c t. .. Vậy m t c t thoả mãn về hàm lợng thép t i thiểu Cự ly t i đa giữa các thanh c t thép Theo Điều 5.10.3.2 Trong bản cự ly giữa các c t thép không đợc v t quá 1.5 chiều dày cấu kiện hoặc 450mm Smax 1.5x200=250 (mm) 4.5.3 Bố trí c t thép âm cho phần hẫng của bản m t cầu( cho 1m dài bmc) và kiểm toán theo THGH Cờng đô 1 Để thận tiên cho thi công: Bố trí 2 m t phẳng lới c t thép cho bản m t cầu nên c t thép. .. s Trong đó AS = Diện t ch c t thép chịu kéo không ứng su t trớc (mm2) fy Giới hạn chảy qui định của c t thép (Mpa) = ds = Khoảng cách t i trọng t thớ nén ngoài cùng đến trọng t m c t thép chịu kéo không ứng su t trớc (mm) A'S = Diện t ch c t thép chịu nén (mm2) f'y = Giới hạn chảy qui định của c t thép chịu nén (Mpa) d'p = (mm) f'c = Khoảng cách t thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng t m c t thép. .. bố trí giống c t thép âm(5 thanh 16) Chỉ tiến hành kiểm toán + Mômen t nh toán cho mômen âm của bản m t cầu Mu=28,29 (Xem bảng 4-b) Do mômen t nh toán Mu < Mômen t nh toán của mômen âm của bản m t cầu nên chắc chắn các kiểm toán trong kiểm toán về cờng dộ thoả mãn 4.5.4 Bố trí c t thép co ng t và nhi t độ Theo Điều A5.10.8 c t thép cho các ứng su t co ng t và nhi t độ phải đợc đ t gần bề m t bê t ng. .. cấu kiện lấy theo bảng 3.5.1.1 AASHTO, giả thuy t tính t nh t i phân bố đều cho mỗi dầm, riêng lan can thì m t mình dầm biên chịu + T i trọng bản thân dầm DCdc Thành phần t nh t i DC bên trên bao gồm toàn b ộ t nh t i k t cấu trừ t nh t i lớp m t hao mòn dự phòng và t i trọng dự chuyên dụng Do mục đích thi t kế , 2 phần của t nh t i đợc định nghĩa nh sau: T nh t i rải đều lên dầm chủ xu t hiện ở giai... dày t nh của lớp bê t ng bảo vệ dc không lớn hơn 50 mm Z = Thông số bề rộng v t n t (N/mm) Lấy Z= 23000 N/mm đối với các cấu kiện trong môi trờng khác nghi t và khi thi t kế theo phơng ngang +fsa = ứng su t kéo trong c t thép ở trạng thái giới hạn sử dụng +A = Diện t ch phần bê t ng có cùng trọng t m với c t thép chủ chịu kéo và đợc bao bởi các m t c t cuả m t c t ngang và đờng thẳng song song với trục... =11.3398 m2 =0,0196 m2 DAH m t c t cách gối 0,8m 1 + Đờng ảnh hởng lực c t m t c t gối =12.2 m2 DAH m t c t gối Làm t ng t nh trên, ta có bảng t ng k t sau: Mômen do t nh t i SV.Nguyễn Bá Sản Bảng 5.3.1 31 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL L/2 TTGH SD TTGH CĐ1 Dầm trong Dầm ngoài GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa L/4 TTGH SD TTGH CĐ1 TTGH CĐ1 Dầm trong Dầm ngoài TTGH SD 3497.03 8 2745.136 2763.75... bản m t cầu( cho 1 m t dài bmc) và kiểm toán theo THGH Cờng đô 1 + Không x t đến c t thép chịu nén (bố trí cho mômen âm của bản m t cầu) + Mômen t nh toán cho mômen dơng của bản m t cầu Mu=36,85134 KNm(Xem bảng 4-b) + Ta chọn trớc số thanh rồi kiểm toán cờng độ SV.Nguyễn Bá Sản 19 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa + Bố trí 5 thanh c t thép 14 2 => Diện t ch c t thép. .. c t thép theo phơng chính 1.11mm2/mm và theo phơng dọc là 0.8 mm2/mm > 0.57mm2/mm ( thoả mãn) Lớp đỉnh : Số lợng thép t i thiểu cho mỗi lớp bằng 0.38 mm2/mm Theo thi t kế trên c t thép theo phơng chính 1.11mm2/mm và theo phơng dọc là 0.22 mm2/mm < 0.38mm2/mm =>phải c t thép theo phơng dọc chọn No10 a200 As= 0.5mm2/mm Khoảng cách lớn nh t giữa c t thép là 450mm 5 T nh toán nội lực dầm chủ do t nh t i T i