Đang tải... (xem toàn văn)
Bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng kết hợp của hai loại vật liệu là bê tông và thép cùng cộng tác chịu lực. Bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong xây dựng hiện nay, là lo
Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Chương 5: Thiết Kế Dầm Ngang Thiết Kế Dầm ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… GVHD: ThS Nguyễn Văn Sơn Bộ Môn: Kỹ Thuật Xây Dựng ……………………………………… ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… Chương 5: Thiết kế dầm ngang 1/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Dầm Ngang ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… Giả thuyết tính tốn: Giả thuyế tí tố - Dầm ngang chịu tải trọng trực tiếp từ BMC truyền xuống - Khi số lượng dầm ngang từ trở lên sơ đồ tính tốn dầm ngang dầm đ ầu ngàm, làm liên tục gối cố đ ịnh gối đàn hồi chịu uốn tác dụng tải trọng thẳng đứng Khi có dầm ngang xem dầm ngang làm dầm giản đơn, cần xét đến moment đầu dầm ngang dầm bị xoắn - Chiều dài tính tốn dầm ngang khoảng cách tim dầm - Dầm ngang chịu tải trọng cục trục bánh xe truyền xuống - Ngoài ra, dầm ngang làm việc chung với dầm hệ mạng dầm khơng gian (truyền tải trọng ngang, tăng độ cứng ngang, tăng độ cứng chống xoắn) cần phải thiết kế dầm ngang chịu tải đồng thời với dầm Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Chương 5: Thiết kế dầm ngang 2/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… Tải trọng tác dụng lên dầm ngang: trọ tá dụ dầ 2.1 Tĩnh tải: Trọng lượng thân Tĩ tả - Lớp phủ BMC - Bản mặt cầu - Dầm ngang S Lưu ý: Bề rộng dầm ngang ……………………………………… S ……………………………………… ……………………………………… S S ……………………………………… - Giữa nhịp: 150 – 200mm Ldn - Đầu dầm: 200 – 300mm Ldn ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… Tải trọng tác dụng lên dầm ngang: trọ tá dụ dầ 2.2 Hoạt tải: Tải trọng HL-93 Hoạ tả - Xe tải xe trục thiết kế - Tải trọng - Lực xung kích ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ a Do tĩnh tải: Đối với dầm ngang nhịp: tĩ tả ……………………………………… S ……………………………………… ……………………………………… S g DW g BMC ……………………………………… S S gdn Ldn Ldn ……………………………………… S Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… Chương 5: Thiết kế dầm ngang 3/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ a Do tĩnh tải: Đối với dầm ngang gối: tĩ tả ……………………………………… ……………………………………… g BMC ……………………………………… gdn ……………………………………… S g DW S/2 a ……………………………………… L dn S ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 10 ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 11 ……………………………………… Dầm Ngang S ……………………………………… S ……………………………………… S ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: hoạ tả - Đường ảnh hưởng theo phương dọc cầu dầm ngang nhịp: L dn ……………………………………… (a) (b) Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… Ldn ξ ξ ξ = 0.5 S3 L3 + dn S3 ……………………………………… ……………………………………… 12 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 4/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: hoạ tả - Theo phương dọc cầu: + Xếp xe lên đah theo phương dọc cầu dầm ngang nhịp ……………………………………… 1200mm ξ = 0.5 110KN 110KN 4300mm 145KN 4300mm 35KN 145KN ξ y1 y2 L dn ξ ……………………………………… S3 L3 + dn S 9.3KN/m y3 ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Ldn ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 13 ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: hoạ tả - Theo phương dọc cầu dầm ngang nhịp: + Xác định tải trọng xe thiết kế: ……………………………………… ……………………………………… ⎧ Pxetai = 0.5(145 × (1 + y1 ) + 35 × y ) Pxetk = max⎨ ⎩ Pxe 2truc = 0.5(110 × (1 + y )) ……………………………………… ……………………………………… + Xác định tải trọng tải thiết kế: Plan 9.3 = ω dn _ doc 3m ωdn_doc : diện tích đah dầm ngang ……………………………………… theo phương dọc cầu ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 14 ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… S ……………………………………… ……………………………………… S Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: hoạ tả - Đường ảnh hưởng theo phương dọc cầu dầm ngang gối: S ……………………………………… a: khoảng cách từ đầu dầm đến gối, thường lấy từ 200 – 400mm a (a ) ξ Thiết Kế Cầu BTCT (b ) ……………………………………… L dn ξ = ……………………………………… S3 L3n + d S ……………………………………… 15 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 5/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: hoạ tả - Theo phương dọc cầu: + Xếp xe lên đah theo phương dọc cầu dầm ngang đầu dầm 110KN ……………………………………… ……………………………………… 1200mm ……………………………………… 110KN 4300mm 145KN 4300mm 35KN 145KN ……………………………………… 9.3KN/m ξ y1 a Thiết Kế Cầu BTCT y2 L dn ξ = 0.5 S3 L3 + S3 dn ……………………………………… ……………………………………… 16 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: tả ho - Theo phương dọc cầu: + Xác định tải trọng xe thiết kế: ……………………………………… ……………………………………… ⎧ Pxetai = 0.5(145 × (1 + y2 )) Pxetk = max⎨ ⎩ Pxe 2truc = 0.5(110 × (1 + y1 )) ……………………………………… + Xác định tải trọng tải thiết kế: Plan = 9.3 ω dn _ doc 3m Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ωdn_doc : diện tích đah dầm ngang theo phương dọc cầu ……………………………………… ……………………………………… 17 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: hoạ tả - Theo phương ngang cầu: + Đường ảnh hưởng: Moment dương nhịp Moment âm gối Lực cắt gối ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 18 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 6/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: hoạ tả - Theo phương ngang cầu: + Xếp xe lên đah moment dương nhịp: xe ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… M LL _ duong ⎛ ⎞ = m⎜ (1 + IM )∑ yi Pxetk + ωdah Plan ⎟ i ⎝ ⎠ Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 19 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: hoạ tả - Theo phương ngang cầu: + Xếp xe lên đah moment âm gối: xe ……………………………………… ……………………………………… ⎛ ⎞ M LL _ am = m⎜ (1 + IM )∑ yi Pxetk + ωdah Plan ⎟ i ⎝ ⎠ ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 20 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: hoạ tả - Theo phương ngang cầu: + Xếp xe lên đah moment âm gối: xe ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… M LL _ am Thiết Kế Cầu BTCT ⎛ ⎞ = m⎜ (1 + IM )∑ yi Pxetk + ωdah Plan ⎟ i ⎝ ⎠ ……………………………………… 21 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 7/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ b Do hoạt tải: hoạ tả - Theo phương ngang cầu: + Xếp xe lên đah lực cắt gối: xe ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… QLL _ goi ……………………………………… ⎛ ⎞ = m⎜ (1 + IM )∑ yi Pxetk + ωdah Plan ⎟ i ⎝ ⎠ Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 22 ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.1 Khi dầm ngang chịu tải trọng cục bộ: dầ chị tả trọ cụ c Tổ hợp nội lực: ổ ộ lự T n - Theo TTGH Cường độ I Sử dụng: ……………………………………… [ M duong = η γ LL M LL _ duong + γ pDC (M BMC _ duong + M dn _ duong ) + γ pDW M DW _ duong [ = η [γ M am = η γ LL M LL _ am + γ pDC (M BMC _ am + M dn _ am ) + γ pDW M DW _ am Qgoi LL QLL _ goi + γ pDC (QBMC _ goi + Qdn _ goi ) + γ pDW QDW _ goi ] ] ] Lưu ý: TTGH Cường độ I TTGH Sử dụng η = ηI + ηR + ηD γLL = 1.75 γpDC = 1.25 γpDW = 1.50 η = 1.0 γLL = 1.0 γpDC = 1.0 γpDW = 1.0 Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 23 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.2 Khi dầm ngang làm việc với dầm (hệ khơng gian): dầ việ vớ dầ chí (hệ - Khi mặt cắt ngang kết cấu nhịp giống mặt cắt ngang bảng S4.6.2.2.1.1 dầm ngang vị trí nhịp khơng làm việc chung với dầm BMC có tác dụng truyền tải trọng ngang dầm - Nếu khác với mặt cắt ngang bảng S4.6.2.2.1.1 cần phải xét đến tính chất làm việc theo sơ đồ không gian dầm ngang Lúc sơ đ tính tốn dầm ngang theo phương ngang cầu dầm liên tục đặt gối đàn hồi ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 24 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 8/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Dầm Ngang ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Nội lực dầm ngang: lự dầ 3.2 Khi dầm ngang làm việc với dầm (hệ khơng gian): dầ việ vớ dầ chí (hệ - Đối với dầm ngang đầu dầm bắt buộc phải xét đến tính chất làm việc chung dầm ngang dầm Lúc sơ đ tính tốn dầm ngang theo phương ngang cầu dầm liên tục đặt gối cố định di đ ộng Và, nội lực dầm ngang tổng nội lực tải trọng cục tải trọng dầm ngang làm việc theo sơ đồ không gian Tuy nhiên, việc xác định nội lực dầm ngang dầm ngang làm việc theo sơ đồ không gian phức tạp cho nên, giai đoạn thiết kế sơ bỏ qua giá trị ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 25 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 26 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép dầm ngang nhịp: tố trí thé dầ giữ nhị 4.1 TTGH Cường độ I: Cườ độ a Chịu uốn dương: Chị uố dương: - Lựa chọn đường kính cốt thép chịu uốn dương âm dầm ngang: (Φ18, 20, 22, 25 M16, M19, M22, M25 có đường kính tương ứng 15.9, 19.1, 22.2 25.4 mm) - Bố trí – hàng để chịu uốn → As A’s - Xác định khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo: ds = Hdn – a0,d - Φd/2 - Xác định khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu nén: d’s = a0,t + Φt/2 Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 27 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 9/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn Dầm Ngang ……………………………………… a 0,t bdn 25 ……………………………………… Øt ……………………………………… Hdn dS ≤ 1.5bdn ≤ 450mm d'S ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Ød Thiết Kế Cầu BTCT a0,d ≥ 1.5Ød ≥ 38mm Bố trí cốt thép dầm ngang (tiết diện chịu moment dương) ……………………………………… ……………………………………… 28 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… 4.1 TTGH Cường độ I: Cườ độ a Chịu uốn dương: Chị uố dương: - Xác định sức kháng uốn dương tính tốn dầm ngang: (S5.7.3.2.3) ⎡ a⎞ a ⎞⎤ ⎛ ⎛ M r = φ f M n = φ f ⎢ As f y ⎜ d s − ⎟ − A's f ' y ⎜ d 's − ⎟⎥ 2⎠ ⎠⎦ ⎝ ⎝ ⎣ As f y − A's f ' y ; bdn : bề rộng dầm ngang a = β1c = 0.85 f c'bdn - Kiểm tra khả chịu lực dầm ngang: M r ≥ M cd ,tong ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 29 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… 4.1 TTGH Cường độ I: Cườ độ a Chịu uốn dương: Chị uố dương: - Tính tốn cốt thép chịu lực theo TTGH cường độ I: + Kiểm tra hàm lượng thép tối đa sau: (S5.7.3.3.1) c / d e ≤ 0.42 c= As f y − A's f ' y 0.85 f c'bdn β1 ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… + Kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu sau: (S5.7.3.3.2) ……………………………………… As ≥ As ,min As = 0.03Ftd f c' / f y ……………………………………… Ftd = H dnbdn Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 30 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 10/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… 4.1 TTGH Cường độ I: Cườ độ b Chịu uốn âm: Chị uố * Tính tốn tương tự phần dầm ngang chịu uốn dương: - Xác định khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo: ds = Hdn – a0,t - Φt/2 - Xác định khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu nén: ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… d’s = a0,d + Φd/2 ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 31 Dầm Ngang ……………………………………… a 0,t bdn 25 ……………………………………… Øt Hdn ……………………………………… ……………………………………… d'S dS ≤ 1.5bdn ≤ 450mm ……………………………………… ≥ 1.5Ød ≥ 38mm Thiết Kế Cầu BTCT Ød a0,d ……………………………………… Bố trí cốt thép dầm ngang (tiết diện chịu moment âm) ……………………………………… ……………………………………… 32 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… 4.1 TTGH Cường độ I: Cườ độ c Chịu cắt: Chị cắ - Sức kháng cắt tính toán dầm ngang phải thỏa mãn điều kiện sau: ……………………………………… ……………………………………… Vr = φvVn ≥ Vu Trong đó: Vn : Sức kháng cắt danh định tiết diện (S5.8.3.3) φv : Hệ số sức kháng cắt, 0.90 ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 33 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 11/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Dầm Ngang ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… 4.1 TTGH Cường độ I: Cườ độ c Chịu cắt: Chị cắ - Sức kháng cắt danh định dầm ngang: (S5.8.3.3) Do không sử dụng thép DƯL dầm ngang nên: ⎧0.25 f 'c bv d v Vn = ⎨ ⎩Vc + Vs Trong đó: bv : bề rộng bụng hữu hiệu, lấy bdn dv : chiều cao hữu hiệu chịu cắt, xác định sau: (S5.8.2.7) ⎧d e − a / ⎪ d v = max ⎨0.9d e ⎪0.72 H dn ⎩ Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 34 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… c Chịu cắt: Chị cắ - Sức kháng cắt danh định dầm ngang: (S5.8.3.3) ⎧0.25 f 'c bv d v Vn = ⎨ ⎩Vc + Vs Trong đó: Vc : sức kháng cắt danh định bê tông Vc = 0.083β f ' c bv d v Vs : sức kháng cắt danh định thép chống cắt Vs = Av f y d v (cotgθ + cotgα )sin α ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… s ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 35 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… c Chịu cắt: Chị cắ - Sức kháng cắt danh định dầm ngang: (S5.8.3.3) ……………………………………… Trong đó: Vc = 0.083β Vs = ……………………………………… f ' c bv d v Av f y d v (cotgθ + cotgα )sin α s s : cự ly cốt thép đai (mm) Av: diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s (mm2) α : góc nghiêng cốt thép ngang trục dọc (độ) β : hệ số khả bê tông bị nứt chéo, truyền lực kéo (S5.8.3.4) θ : góc nghiêng ứng suất nén chéo (S5.8.3.4) Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 36 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 12/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Dầm Ngang c Chịu cắt: Chị cắ - Sức kháng cắt danh định dầm ngang: (S5.8.3.3) Trong đó: β : hệ số khả bê tông bị nứt chéo, truyền lực kéo (S5.8.3.4) θ : góc nghiêng ứng suất nén chéo (S5.8.3.4) + Hệ số β góc nghiêng θ xác định bảng tra sau: Xác định thơng số sau: (S5.8.3.4) Ứng suất cắt bê tông: v= Vu φ v bv d v ⇒ v ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 37 c Chịu cắt: Chị cắ - Sức kháng cắt danh định dầm ngang: (S5.8.3.3) + Hệ số β góc nghiêng θ xác định bảng tra sau: Xác định thông số sau: (S5.8.3.4) Ứng biến cốt thép phía chịu kéo uốn cấu kiện: Mu + 0.5Vu cot θ d εx = v ≤ 0.002 E s As Mu : moment tính tốn mặt cắt xét (N.mm) As : diện tích cốt thép thường phía chịu kéo uốn cấu kiện (mm2) Es : modul đàn hồi cốt thép thường, 200 000MPa ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 38 Dầm Ngang c Chịu cắt: Chị cắ - Sức kháng cắt danh định dầm ngang: (S5.8.3.3) + Hệ số β góc nghiêng θ xác định bảng tra sau: Xác định thơng số sau: (S5.8.3.4) Ứng biến cốt thép phía chịu kéo uốn cấu kiện: Mu + 0.5Vu cot θ d εx = v ≤ 0.002 E s As Nếu giá trị εx ≤ giá trị phải giảm cách nhân εx với hệ số Fε: Ac : diện tích bê tơng phía chịu kéo uốn As E s Fε = Ac Ec + As E s tiết diện (mm3) Ec : modul đàn hồi BT dầm ngang Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… Dầm Ngang Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… f' c Vu : lực cắt tính tốn mặt cắt xét (N) φv : hệ số sức kháng cắt, 0.90 Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 39 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 13/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… H Hdn /2 ……………………………………… Hdn /2 ……………………………………… Ac Hình minh họa Ac Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 40 Dầm Ngang c Chịu cắt: Chị cắ - Sức kháng cắt danh định dầm ngang: (S5.8.3.3) + Hệ số β góc nghiêng θ xác định bảng tra sau: Xác định thơng số sau: (S5.8.3.4) Ứng biến cốt thép phía chịu kéo uốn cấu kiện: Mu + 0.5Vu cot θ d εx = v ≤ 0.002 E s As Lưu ý: Do việc xác định góc nghiêng θ phụ thuộc vào giá trị εx ngược lại nên cần phải giả định giá trị θ trước, sau tính giá trị εx dùng bảng tra biểu đồ để xác định lại θ Nếu kết giả định tính tốn θ khơng khác nhiều sử dụng giá trị θ để tính tốn Vs, khơng cần phải tính lặp sai số nhỏ 5% Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 41 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… c Chịu cắt: Chị cắ - Sức kháng cắt danh định dầm ngang: (S5.8.3.3) + Hệ số β góc nghiêng θ xác định bảng tra sau: Sau xác định thông số v/f’c εx dùng bảng tra hay hình để xác định β θ ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 42 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 14/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Dầm Ngang ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT v/f’c ……………………………………… 43 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 44 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 45 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 15/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… Dầm Ngang ……………………………………… c Chịu cắt: Chị cắ - 10 bước tính tốn, thiết kế khả chống cắt dầm ngang: Bước 1: Xác định moment lực cắt mặt cắt cần tính tốn khả ch ịu cắt dầm ngang Bước 2: Xác định giá trị dv bv Bước 3: Lựa chọn đường kính cốt thép đai (Φ10, 12,14) kh/cách cốt đai (ở đầu dầm nên bố trí dày nhịp) Kiểm tra khoảng cách cốt đai (thép ngang): s≤ Av f y (S5.8.2.5) 0.083 f ' c bv Ngồi ra: + Nếu Vu < 0.1f’cbvdv thì: s ≤ 0.8dv ≤ 600mm + Nếu Vu ≥ 0.1f’cbvdv thì: s ≤ 0.4dv ≤ 300mm Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… (S5.8.2.7) ……………………………………… 46 Dầm Ngang c Chịu cắt: Chị cắ - Các bước tính tốn, thiết kế khả chống cắt dầm ngang: ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Bước 4: Tính ứng suất cắt danh định theo, v, chia cho cư ờng độ BT f’c để có tỷ số ứng suất cắt v/f’c Nếu tỷ số lớn 0.25 phải chọn tiết diện dầm ngang lớn ……………………………………… Bước 5: Giả thử giá trị θ = 400 tính biến dạng dọc εx ……………………………………… Bước 6: Dùng giá trị v/f’c εx → xác định giá trị θ bảng tra biểu đồ so sánh với giá trị θ bước 5, sai số lớn, tính lại εx lặp lại bước sai số θ lần lặp không 5% Khi đạt, chọn giá trị β từ bảng tra biểu đồ dựa theo giá trị v/f’c εx (trong lần lặp sau cùng) 47 Dầm Ngang c Chịu cắt: Chị cắ - Các bước tính tốn, thiết kế khả chống cắt dầm ngang: Bước 7: Xác định sức kháng cắt danh định bê tông thép chống cắt Vs = ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Vc = 0.083β ……………………………………… f ' c bv d v Av f y d v (cotgθ + cotgα )sin α ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… s Bước 8: Xác định sức kháng cắt danh định tiết diện dầm ngang: ……………………………………… ⎧0.25 f 'c bv d v Vn = ⎨ ⎩Vc + Vs Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… 48 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 16/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… Dầm Ngang c Chịu cắt: Chị cắ - Các bước tính tốn, thiết kế khả chống cắt dầm ngang: Bước 9: Kiểm tra khả chịu cắt dầm ngang: Vr = φvVn ≥ Vu ⎞ M u ⎛ Vu +⎜ − 0,5.Vs ⎟ cot gθ φf d v ⎝ φv ⎠ φf : hệ số sức kháng uốn, 0.90 φv : hệ số sức kháng cắt, 0.90 ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 49 ……………………………………… Dầm Ngang Tính tốn bố trí thép dầm ngang nhịp: tố trí thé dầ giữ nhị 4.2 TTGH Sử dụng: Sử a Chịu uốn dương: Chị uố dương: * Kiểm tra cốt thép chịu lực theo TTGH Sử dụng: cốt thép bố trí BMC chịu moment dương cần phải kiểm tra để đ ảm bảo dầm ngang không bị nứt giai đoạn sử dụng, (S5.7.3.4) - Xác định ứng suất tới hạn để khống chế vết nứt + Thông số bề rộng vết nứt (trong môi trường khắc nghiệt): Z = 23000 N/mm + Chiều cao phần BT tính từ thớ chịu kéo đến tâm cốt thép đặt gần nhất: Vì mục đích kiểm tra, giá trị d c = a0 + Φ d / a0 ≤ 50mm + Diện tích vùng bê tơng có trọng tâm với cốt thép chịu kéo: Ac = 2(d c )bdn bdn: bề rộng dầm ngang Thiết Kế Cầu BTCT Z ⎧ 1/ ⎪ = ⎨ (d c Ac ) ⎪0.6 f y ⎩ ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… E s = 200000 MPa E c = 0.043γ ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… - Xác định ứng suất cốt thép TTGH Sử dụng: + Xác định moment quán tính chuyển đổi dầm ngang TTH: Tỷ số Modul đàn hồi cốt thép BT dầm ngang: (S5.7.1) 1.5 c f ' c Hàm lượng cốt thép chịu moment dương: A ρ= s bdn d e Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… 4.2 TTGH Sử dụng: Sử a Chịu uốn dương: Chị uố dương: + Xác định ứng suất tới hạn để khống chế vết nứt: (S5.7.3.4) Es Ec ……………………………………… 50 Dầm Ngang n= ……………………………………… ……………………………………… Trong đó: f sa ……………………………………… ……………………………………… Bước 10: Kiểm tra yêu cầu cốt thép dọc chịu kéo: A s f y ≥ ……………………………………… Tỷ số modul đàn hồi làm trịn xuống đến số ngun khơng nhỏ 6.0 ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 51 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 17/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Dầm Ngang 4.2 TTGH Sử dụng: Sử a Chịu uốn dương: Chị uố dương: - Xác định ứng suất cốt thép TTGH Sử dụng: + Xác định moment quán tính chuyển đổi dầm TTH: Khoảng cách từ đỉnh dầm ngang đến TTH tiết diện chuyển đổi: kd s = ⎛ ⎜ ⎝ (ρn )2 + (2 ρn ) − ρn ⎞d s ⎟ ⎠ Moment quán tính chuyển đổi dầm ngang TTH: I t = (kd s ) + nAs (d s − kd s ) + Ứng suất cốt thép TTGH Sử dụng: fs = n.M sd ,tong y It Thiết Kế Cầu BTCT ; y = d s − kd s ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 52 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… 4.2 TTGH Sử dụng: Sử a Chịu uốn dương: Chị uố dương: - Kiểm tra điều kiện: ……………………………………… f sa ≥ f s ……………………………………… b Chịu uốn âm: Chị uố - Đối với tiết diện dầm ngang chịu moment âm, tính tốn, kiểm tra tương tự tiết diện dầm ngang chịu moment dương ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 53 Dầm Ngang ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép dầm ngang đầu nhịp: tố trí thé dầ đầ nhị - Việc tính tốn bố trí thép dầm ngang đầu nhịp thực tương tự dầm ngang nhịp ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 54 Chương 5: Thiết kế dầm ngang 18/19 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… • Cảm Ơn Các Bạn Sinh Viên • Đã Quan Tâm Theo Doõi! ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… THE END ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Chương 5: Thiết kế dầm ngang 19/19 ... M22, M 25 có đường kính tương ứng 15. 9, 19.1, 22.2 25. 4 mm) - Bố trí – hàng để chịu uốn → As A’s - Xác định khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo: ds = Hdn – a0,d - Φd/2 - Xác... )sin α s s : cự ly cốt thép đai (mm) Av: diện tích cốt thép chịu cắt cự ly s (mm2) α : góc nghiêng cốt thép ngang trục dọc (độ) β : hệ số khả bê tông bị nứt chéo, truyền lực kéo (S5.8.3.4) θ : góc... ……………………………………… - Xác định ứng suất cốt thép TTGH Sử dụng: + Xác định moment quán tính chuyển đổi dầm ngang TTH: Tỷ số Modul đàn hồi cốt thép BT dầm ngang: (S5.7.1) 1 .5 c f '' c Hàm lượng cốt thép chịu