ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU Số thứ tự : 40 Họ tên : Trần Thành Nhân I TRƯỜNG SỐ LIỆU ĐỒ ĐẠIÁN: HỌC GTVT TP.HCM Mã số đề: 3_3_3_3_1_1 Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc – TựTRƯỚC Do – Hạnh Phúc : CHỮ T –Lập CĂNG KHOA CƠNG TRÌNH GIAO THIẾT DIỆN DẦM CHỦTHƠNG A Chiều dài nhịp tính tốn Ltt : 24.40 (m) C Bề rộng lề hành K : 1.00 (m) ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DƯL B Bề rộng đường xe chạy B : 7.20 (m) LỚP: CD15 D Hoạt tải xe : 0.5×HL93 E Hoạt tải người : 3.10-3 (MPa) F Bê tông - Cấp bê tông mối nối, dầm chủ : 45 (MPa) - cấu kiện thi cơng lúc với dầm chủ (nếu có): Cấp bê tông phận khác : 30 (MPa) I Lan can, cốt thép thường SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN : Tự chọn MSSV:1551090355 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL DẦM CHỮ T – CĂNG TRƯỚC (Thiết kế theo TCVN 11823:2017) CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU ĐẦU VÀO SỐ LIỆU ĐỒ ÁN Bảng số liệu đầu vào STT Thông số Ký hiệu , đơn vị Giá trị Chiều dài nhịp tính tốn Ltt (m) 24.4 Bề rộng đường xe chạy B (m) 7.2 Bề rộng lề hành K (m) 1.0 Hoạt tải xe 0.5×HL93 Hoạt tải người PPL (Mpa) 3×10-3 Bảng cường độ chịu nén bê tông STT Vật liệu Cấp bêtông dầm chủ kết cấu đổ lúc với dầm chủ (nếu có) (f’c) Cấp bê tơng phận khác (f’c) Giá trị 45 Mpa 30 MPa 1.1 CHỌN SỐ LIỆU VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ: 1.1.1 Chọn Số Liệu Thiết Kế:  Bản mặt cầu: Tính theo dầm, làm việc theo phương ngang cầu, bên gồm lớp :  + Lớp mui luyện : dày 50 mm + Lớp phòng nước : dày mm + Lớp bê tông asphan : 70 mm Khoảng cách đầu dầm đến tim gối : a = 0.3 (m)  Chiều dài toàn dầm : L = Ltt + 2a = 24.4 + 2×0.3 = 25.0 (m)  Tổng bề rộng cầu : C = B + 2K + 2d = 7.2 + 2×1 + 2×0.25 = 9.7 (m)  Khoảng cách dầm ngang: 5000 (mm)  Số dầm ngang: (dầm)  Dầm ngang: Tính dầm liên tục, có gối dầm SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU  Bố trí: dầm nằm đầu nhịp dầm  Dầm chính: thiết kế dầm giản đơn  Khoảng cách dầm chính: S = 2000 mm  Chọn số dầm chính: n dc  C 9700   4.8 S 2000  Chọn số dầm ndc = (dầm), Hẫng Lc = 0.85 m / bên 1.1.2 Phương Án Thiết Kế Kiểm toán 1.1.3 Chọn Vật Liệu Thiết Kế  Lề hành, mặt cầu dầm ngang - Bê tông ' : f c  30 MPa - Tỷ trọng bêtông: 5 :  c  2.5 �10 (N / mm ) - Thép Grade 60 : fy = 350 Mpa  Dầm - Bê tơng : f’c = 45 Mpa - Thép Grade 60 : fy = 350 Mpa - Tỷ trọng bêtông: 5   2.5 � 10 (N / mm ) c : - Trọng lượng riêng thép 5 :  s  7.85 �10 (N / mm ) 1.2 Tải Trọng: - Tải trọng thiết kế: HL93 - Tải trọng người bộ: 3×10-3 Mpa SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LAN CAN 2.1 THANH LAN CAN: Thanh lan can làm việc dạng dầm liên tục gác lên trụ lan can, để đơn giản ta đưa sơ đồ dầm giản đơn sau nhân với hệ số hiệu chỉnh để đưa dầm liên tục  Chọn lan can thép ống đường kính ngồi lần lượt: D=100mm, d = 90 mm  Khoảng cách cột lan can là: L = 2000 mm  Khối lượng riêng thép lan can: γs=7.85×10-5 N/mm3  Thép M270 cấp 250: fy = 250 MPa 2.1.1 Tải Trọng Tác Dụng Lên Thanh Lan Can:  Theo phương thẳng đứng (y): + Tĩnh tải: Trọng lượng tính tốn thân lan can D2 - d 1002 - 902 g   7.85 �10-5 �3.14 � 4  0.117(N / mm) SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU + Hoạt tải: Tải phân bố W= 0.37 N/mm  Theo phương ngang (x): + Hoạt tải: tải phân bố W=0.37 N/mm  P Tải trọng tập trung tác dụng đặt ví trí bất lợi nhất, P = 890 N 2.1.2 Nội Lực Của Thanh Lan Can:  Theo phương y + Momen tĩnh tải mặt cắt nhịp g �L2 0.117�20002 y Mg    58500N.mm 8 + Momen hoạt tải mặt cắt nhịp w �L2 0.37�20002 M yw    185000N.mm 8  Theo phương x + Momen hoạt tải mặt cắt nhịp  Tải phân bố w �L2 0.37�20002 x Mw    185000N.mm 8  Tải tập trung P �L 890�2000 MP    445000N.mm 4  Tổ hợp nội lực tác dụng lên lan can 2 � � M u   ��   DC �M gy   LL �M wy     LL �M xw    LL �M P � � � Trong đó: + : hệ số điều chỉnh tải trọng   D �R �I Với: D  cho thiết kế thông thường R  cho mức dư thông thường I  1.05 hệ số quan trọng SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL    1�1�1.05  1.05  0.95 GVHD: TS MAI LỰU +  DC  1.25 : hệ số tải trọng cho tĩnh tải +  LL  1.75 : hệ số tải trọng cho hoạt tải 2 � M u 1.05��  1.25�58500  1.75�185000   1.75�185000 � 1.75�445000  1355471.862N.mm M goi M u  0.7�1355471.862  948830.304Nmm u  0.7� M nhip  0.5�M u  0.5�1355471.862  677735.931Nmm u 2.1.3 Sức Kháng Uốn Của Thanh Lan Can: M R  .f y S Trong đó: +  : hệ số sức kháng (=0.9) + M: Momen lớn tĩnh tải hoạt tải gây + S: momen kháng uôn tiết diện  � �d �� S  D �  � �� 32 � �D �� � �90 � �   �100 �  � �� 33762.3 mm3 32 100 �� � � � M R  0.9�250�33762.3 = 7596517.5 N.mm nhip M R = 7596517.5 N.mm �max  M goi  = 948830.304 N.mm u ;Mu  Vậy lan can đảm bảo khả chịu lực SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU 2.2 CỘT LAN CAN: 2.2.1 Tải Trọng Tác Dụng Lên Cột Lan Can: Ta tính tốn với cột lan can giữa, với sơ đồ tác dụng vào cột lan can P = 890 N, lực tập trung tác dụng đỉnh trụ lan can, theo phương W = 0.37 N/mm, lực phân bố tác dụng vịn theo phương Chọn ống thép liên kết lan can trụ có tiết diện sau:  Chọn đường kính ngồi: D1 =110 mm  Chọn đường kinh trong: D2 = 100 mm + Hoạt tải phân bố: w = 0.37 N/mm lan can bên cột truyền vào cột lực tập trung P’ = w.L = 0.37x2000 = 740N + Hoạt tải tập trung: P = 890N + Tổng hoạt tải tác dụng vào cột: P” = P+P’ = 890 + 740 = 1630N * Nội lực cột lan can: - Lực cắt: Vu   ��  LL � P”  P”  P”  � � �  1.05 �� 1.75 � 1630  1630  1630  � � �  8985.375 N SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU Chi tiết cột lan can 2.2.2 Tải Trọng Cột Lan Can:  Tĩnh Tải: Một cột lan can tạo thép T1, T2, T3 ống thép liên kết Ø20 dày 5mm, dài 120 mm Ptr   s �Vtlc  Plk  7.85�105 �(V1  V2  V3)  Plk Trong đó: V1: Thể tích thép T1 V1  2�120 �700 �5 120 �3.14 �140� �5  971946.8915mm V2: Thể tích thép T2 � 1 3.14�1302 3.14 �1102 � V2  � �(170  130) �700  �  3� ��5 2 4 � �  415633.3057 mm3 V3: Thể tích thép T3 202 V3  (120�180  4� � ) �5  101716.8147 mm 2 D1  d1 1102  1002 5 Plk  3� s � � �120  3�7.85�10 �3.14� �120 4  46.59N � Ptr   s �Vtlc  Plk  7.85�105 � 971946.8915 415633.3057  101716.8147  46.59  163.4998N SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU 2.2.2 Kiểm Tra Khả Năng Chịu Lực Của Cột Lan Can:  Các đặc trưng hình học tiết diện + Diện tích tiết diện: As  2�120�5 170 �5  2050 mm + Moment quán tính lấy trục x-x: 120 �53 170  5� 5�1703 � I x  2�  2�120�5�� � 12 12 � �  11237083.33 mm + Moment kháng uốn trục x-x: 2I �11237083.33 Sx  x   124856.48 mm3 h 180 + Moment kháng uốn mặt cắt ngàm vào lan can: M P  .S.f y  0.9�124856.48�250  28092708.33 Chọn   0.9 để tính tốn +sức kháng cột lan can Có chiều cao cột lan can, HR=1050 mm PP  N.mm M P 28092708.33   26754.96N HR 1050 2.3 TÍNH TỐN BU LƠNG NEO:  Chọn bulơng có đường kính D = 20 mm loại A307 để liên kết trụ lan can với đường bê tông SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU  Kiểm tra khả chịu cắt : + sức kháng cắt bu lông: R n1  0.38A b Fub N s (TCN/372) Trong đó: Ab : Diện tích bu lơng theo đường kính danh định  �d 3.14 �202 Ab    314.16mm 4 Fub: Cường độ chịu kéo nhỏ bulong A307 Fub= 420 MPa Theo 6.4.3 ASTM A307 Ns: Số mặt phẳng cắt cho bu lông (Ns=1) � R n1  0.38A b Fub N s  0.38�314.16�420�1  50139.9 N + Sức kháng ép mặt thép tấm: R n  2, 4DtFu Trong đó: D = 20 mm Đường kính danh định bu lơng t =5 mm Bề dày nhỏ thép chịu cắt Fu = 400 MPa Cường độ chịu kéo đứt thép � R n  2, 4�20�5�400  96000N Vậy sức kháng cắt bu lông là: R n  min(R n1;R n )  min( 50139.9N; 96000N)  50139.9N Lực cắt tác động lên bu lông Pu  v u 8985.375   2246.34375N  50139.9N 4  Đạt yêu cầu Kết luận: 420 bulơng A307 bố trí hình vẽ thỏa điều kiện chịu lực CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ LỀ BỘ HÀNH SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 10 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU � Tất mặt cắt lại thoả điều kiện giai đoạn truyền lực 6.8.3 Kiểm Toán Ở Trạng Thái Giới Hạn Sử Dụng: Lúc tải trọng tác dụng gồm tĩnh tải hoạt tải, giá trị momen lấy TTGH sử dụng a) Các giới hạn ứng suất: Ứng suất kéo cho phép bê tông:  f   0.5 � f ct ' c  0.5 � 45  3.35 MPa Ứng suất nén cho phép bê tông:  f   0.45 �f cc ' c  0.45 �45  20.25 MPa b) Ứng suất mặt cắt nhịp:  Ứng suất cáp giai đoạn truyền lực: f pf  f pj  f pT  1378.7  130.3  1248.4 MPa  Lực cáp: Pf  f pf ��A ips cos i  1248.4 �3604 �cos 0o  4498554 N Với  i góc chuyển hướng cáp  Ứng suất thớ trên: ft   M DC1  M DC2   M DC3  M DW  M LL  M PL  Pf Pf  d ps  y tg   �y tg  �y tg  �y tc Ag Ig Ig Ic  1570262000  102104240  4498554 4498554 �594  �539.3  �539.3 786812 164928795518 164928795518  809689600  136188600  964212425  234423000   �522.8  9.02 MPa 170714088435 So sánh với ứng suất kéo cho phép 3.35 MPa cho thấy thỏa điều kiện ứng suất cho phép   Ứng suất thớ dưới: fb   M DC1  M DC2   M DC3  M DW  M LL  M PL   Pf Pf  d ps  y tg   y bg  y bg  y bc Ag Ig Ig Ic  1570262000  102104240  4498554 4498554 �594  �760.7  �760.7 786812 164928795518 164928795518  809689600  136188600  964212425  234423000   �777.2  0.56 MPa 170714088435 So sánh với ứng suất nén cho phép 20.25 MPa cho thấy thỏa điều kiện ứng suất cho phép  SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 101 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU Bảng giá trị ứng suất TTGHSD mặt cắt Tại gối I-I Thay đổi tiết diện II-II 1/4 dầm III-III Giữa dầm IV-IV f pf 1248.4 1248.4 1248.4 1248.4 Pf 4481367 4481367 4481367 4498554 ft 1.354 -2.665 -7.087 -9.02 fb -11.72 -9.87 -3.34 -0.56 Từ bảng thống kê số liệu ứng suất ta giá trị ứng suất thớ mặt cắt ta �  fct   3.35 MPa � �  f   20.25 MPa so sánh với ứng suất cho phép bao gồm: � cc � Tất mặt cắt thoả điều kiện kiểm toán TTGHSD 6.8.4 Kiểm Toán Ở Trạng Thái Giới Hạn Cường Độ: Ta tính cho mặt cắt dầm IV-IV, mặt cắt lại tính tương tự lặp bảng thống kê �M n �M u Điều kiện: Trong đó:   : Hệ số sức kháng M n : Sức kháng uốn danh định thân tiết diện M u : Momen ngoại lực TTGHCD  Cường độ chảy thép D.Ư.L là: f py  0.9 �f pu  0.9 �1838.2  1654.4 MPa f pu  Fpu A ps  184000  1838.2 MPa 100.1  Cường độ kéo dứt thép D.Ư.L là:  � fpy � � 1654.4 � k  2�� 1.04  1.04  � 2�� � 0.28 � � f 1838.2 � � pu � � Hệ số k:  Hệ số quy đổi vùng nén: SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 102 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL 1  0.85  GVHD: TS MAI LỰU 0.05 0.05 � f c'  28   0.85  � 45  28   0.729 7  Nhận xét: Ta nhận thấy cần tính sức kháng danh định cho mặt cắt nhịp đủ mặt cắt ứng suất gây giai đoạn sử dụng lớn nhất, nội lực mặt cắt cho giá trị lớn - Tiết diện tính toán lúc tiết diện chữ T kể mối nối ướt quy đổi bw  250 mm h1  350 mm h  1300 mm h'f  207 mm b1  650 mm b'f  1850 mm Khoảng cách từ trục trung hòa tiết diện mép là: A ps �f pu  1 � b 'f  b w  �h 'f �0.85 �f c' c A ps 0.85 �f c' �1 �b w  k � ' �f pu d ps 3604 �1838.2  0.729 � 1850  250  �207 �0.85 �45  302.9 mm 3604 0.85 �45 �0729 �250  0.28 � �1838.2 1133.3 Trong đó: dps =1133.3 mm: Khoảng cách từ trọng tâm nhóm cáp đến mép dầm =>Suy ra: c = -302.9 mm < h f = 207 mm Lúc trục trung hòa qua bụng dầm, tiết diện tính tốn hình chữ T bỏ qua bầu dầm khả chống nứt bê tông  c'=0,003 0,85.fc' c a hf bf h dps Mn Aps.fps Aps ps bw Sơ đồ tính mặt cắt TTGH CĐ Tính lại chiều cao vùng nén c’: SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 103 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL c'  GVHD: TS MAI LỰU A ps �f pu 3604 �1838.2  k �A ps �f pu 0.28 �3604 �1838.2 0.85 �45 �0.729 �1850  0.85 �f c' �1 �b f'  ' 1133.3 d ps  124.5 mm Hệ số sức kháng  theo c 124.5   0.11  0.375 ' d ps 1133.3 � nên   Chiều cao vùng nén quy đổi: a  1 �c  0.729 �124.5  90.7 mm Ứng suất cáp dự ứng lực: � c f ps  f pu �� 1 k � ' � d ps � � 124.5 � �  1838.2 ��  0.28 � � � 1894.7 mm � 1133 � � � Sức kháng uốn danh định tiết diện: �' a � M r   �A ps �f ps �� d ps  � 2� � 90.7 � �  1�3604 �1894.7 �� 1133.3  � 7428207844 N � � Do đó: M r  7428207844 N  M u  5674687928 N � Thỏa điều kiện TTGHCD Bảng: Bảng kiểm tra khả chịu lực dầm TTGH CĐ1 Mặt Cắt MC I-I MC II-II MC III-III MC IV-IV φ 1 1 fpu 1838.2 1838.2 1838.2 1838.2 fpy 1654.4 1654.4 1654.4 1654.4 k 0.28 0.28 0.28 0.28 β1 0.729 0.729 0.729 0.729 c -256.5 -290.7 -299.2 -302.9 c’ 123.7 123.7 124.3 124.5 c’/dps 0.132 0.133 0.117 0.11 fps 1906 1906.7 1898.3 1894.7 a 90.2 90.1 90.5 90.7 Mr 6139168928 6071520122 6966088681 7428207844 SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 104 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU Mu 1695823280 4295751826 5674687928 Kiểm Tra Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa 6.8.5 Kiểm Tra Hàm Lượng Cốt Thép Tối Thiểu:  Kiểm toán cho mặt cắt IV-IV: Điều kiện: M r  M n �Min  1.2M cr ;1.33M u  Mu Mômen tải trọng tác dụng trạng thái giới hạn cường độ Mcr Mômen nứt mômen làm cho ứng suất kéo lớn dầm đạt tới fr Xác định momen phụ thêm theo phương trình: �P � M M Pf � d ps  y tg  M  M DW  M DC2 1 �f r   ��  f  �y bg � DC1 �y bg  DC3 �y bc Ag Ig Ig Ic � � � � Trong đó: 1  1.6 Hệ số biến động momen nứt uốn   1.1 Hệ số biến động cáp dự ứng lực cho cáp dính bám Mơmen giai đoạn 1: (chỉ có tĩnh tải dầm chủ): M sDC1  1570262000 N.mm Mômen giai đoạn 2: (gồm mối nối, lan can lề hành, lớp phủ): M sDC2  102104240 N.mm M sDC3  809689600 N.mm M sDW  136188600 N.mm f r  0.63 � f c'  0.63 � 45  4.23 MPa : Cường độ chịu kéo uốn bê tơng Pf  4329437.1 N Khi đó: � 4329437.1 4329437.1 �594 � 1.6 �4.23  1.1 ��   �760.7 � 164928795518 � 786812 � 1570262000  102104240 809689600  136188600  M  �760.7  �777.2 164928795518 170714088435 Giải phương trình tìm M = 3040231158 N.mm Xác định momen nứt: SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 105 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU M cr  M DC1  M DC2  M DC3  M DW  M  1570262000  102104240  809689600  136188600  3040231158  5658475598 N.mm M   1, 2M cr ;1,33M u   6790170717 N.mm � M  6790170717 N.mm  M r  7428207844 N.mm Thỏa mãn hàm lượng thép tối thiểu mặt cắt IV-IV Bảng Kiểm Toán Hàm Lượng Thép Tối Thiểu Tại Các Mặt Cắt Dầm Biên Tại gối I-I Thay đổi tiết diện II-II 1/4 dầm III-III Giữa dầm IV-IV fr 4.23 4.23 4.23 4.23 Pf 4312896.4 4312896.4 4312896.4 4329437.1 M 4516502432 4096084780 3323468054 3040231158 M cr 4516502432 4866106178 5287151384 5658475598 Mu 1695823280 4295751826 5674687928 Min  1.2M cr ;1.33M u  2255444963 5713349929 6790170717 Mr 6139168928 6071520122 6966088681 7428207844 Kiểm toán Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa 6.9 TÍNH CỐT THÉP ĐAI DẦM CHÍNH: f  350 MPa Chọn thép làm cốt đai có y , đường kính   12 6.9.1 Tính Tốn Cốt Đai Cho Dầm Chính Ở MC I-I:   M u  N.mm � � M DC1  N.mm � � V  1127682 N Nội lực mặt cắt gối: � u Cánh tay đòn tổng hợp lực kéo tổng hợp lực nén uốn: 938.9  0.5 �90.15  894 � � d v  max � 0.72 �1300  936 � 0.9 �938.9  845 � Trong đó: cánh d 'ps  938.9 mm � d v  936 mm : Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến mép SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 106 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL  GVHD: TS MAI LỰU a = 90.15 mm Chiều cao vùng nén quy đổi xác định trạng thái giới hạn cường độ Lực cắt thành phần cáp xiên sinh là: Vp  f pf ��A ps �sin  i  1248.4 �8 �100.1�sin  5.01o   87302 N Trong đó: f pf  1248.4 MPa : Ứng suất cáp trừ hết mát ứng suất  i  5.01o : góc cáp xiên A ps  100.1 mm  : Diện tích tao cáp Ứng suất cắt trung bình: v Vu   v Vp v b w d v  1127682  0.9 �87302  1.916 N 0.9 �650 �936 Trong đó: v  0.9 : Hệ số sức kháng lực cắt �   v 1.916   0.043  0.25 � f c' 45 Tiết diện hợp lý để chịu lực cắt Ứng suất cáp dự ứng lực bê tơng bọc quanh có ứng suất Ứng suất bê tông trọng tâm cáp dự ứng lực: f  po Pf  d ps  y tg  M P f pc   f   DC1  d ps  y tg  Ag Ig Ig   4481367 4481367 �390.42    8.09 MPa 1076662 173953084775 Ứng suất cáp sau trừ hết mát ứng suất: Ep 197000 f po  f pf  f pc �  1248.4  8.09 �  1297 MPa Ec 32775.8  Tính biến dạng  Tính  x khơng kể cốt thép thường chịu lực: o Giả sử   20.65 SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 107 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL x   GVHD: TS MAI LỰU Mu  0.5 �N u  0.5 � Vu  Vp  �cot g  A ps �f po dv  A ps E ps  As E s    0.5 � 1127682  87302  �cot g  20.65o   3604 �1297 � 3604 �197000    0.0023  Do  x  nên hiệu chỉnh  x cách nhân với hệ số F : F  A s E s  E p A ps A s E s  E p A ps  E c A c   197000 �3604  0.049  197000 �3604  32775.8 �422500 Với : A c diện tích bê tơng phía chịu kéo uốn cấu kiện A c  0.5 �1300 �650  422500 mm � F  x  0.0023 �0.049  0.00011   v  0.038 ' f c Tỉ số  x  0.00011�1000  0.11 �   20.65o � o   4.96   20.5 Với tra bảng ta � o => Chệnh lệch nhỏ so với giả thiết nên chấp nhận giả thiết ban đầu   20.65  Xác định khả chịu cắt bê tông: Vc   1 � � f c' �b w �d v  �4.96 � 45 �650 �936  1685545 N 12 12 Khả chịu cắt cốt thép đai: Vs  Vu 1127682  Vc  Vp   1685545  87302  519866   0.9 Do bê tơng đủ khả chịu cắt nên bố trí cốt đai theo cấu tạo  �122 Av  �  226.2 mm  12 Chọn thép đai nhánh có diện tích: Điều kiện cấu tạo: Vu 1127682   0.04  0.125 ' f c b w d v 45 �650 �936 SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 108 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU A v f vy � 226.2 �350   219 mm � s �0.083 � f c' �b w 0.083 � 45 �650 �  0.8 �d v ; 600    0.8 �936; 600   600 mm � 219 mm Chọn s = 200 mm Tính lại: Vs  A v �f vy �d v �cot g s  226.2 �350 �936 �cot g  20.65o  200  983112 N Kiểm tra cốt thép dọc: � M 0.5 �N u �Vu A ps f ps  A s f s � u   �  0.5 �Vs  Vp � �cot g f �d v  �v � Trong đó: VT  A psf ps  A sf s : Sức kháng vật liệu � VT  3604 �1906   6868441 N VP  � Mu 0.5 �N u �Vu   �  0.5 �Vs  Vp � �cot g f �d v  �v � : Lực cắt ngoại lực tác dụng 1127682 � � � VP    �  0.5 �983112  87302 � �cot g  20.65o   1788734 N � 0.9 � Vậy VP  1788734 N  VT  6868441 N Thỏa điều kiện lực kéo thép dọc 6.9.2 Tính Tốn Cốt Đai Cho Dầm Chính Ở MC II-II:   M u  1695823280 N.mm � � M DC1  606127568 N.mm � � V  895331 N Nội lực mặt cắt gối: � u Cánh tay đòn tổng hợp lực kéo tổng hợp lực nén uốn: 928.7  0.5 �90.1  884 � � d v  max � 0.72 �1300  936 � 0.9 �928.7  836 � Trong đó: cánh d 'ps  928.7 mm � d v  936 mm : Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến mép a = 90.1 mm Chiều cao vùng nén quy đổi xác định trạng thái giới hạn cường độ SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 109 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL  GVHD: TS MAI LỰU Lực cắt thành phần cáp xiên sinh là: Vp  f pf ��A ps �sin  i  1248.4 �8 �100.1�sin  5.01o   87302 N Trong đó: f pf  1248.4 MPa : Ứng suất cáp trừ hết mát ứng suất  i  5.01o : góc cáp xiên A ps  100.1 mm  : Diện tích tao cáp Ứng suất cắt trung bình: v Vu   v Vp v b w d v  895331  0.9 �87302  3.878 N 0.9 �650 �936 Trong đó: v  0.9 : Hệ số sức kháng lực cắt �   v 3.878   0.0862  0.25 � f c' 45 Tiết diện hợp lý để chịu lực cắt Ứng suất cáp dự ứng lực bê tông bọc quanh có ứng suất Ứng suất bê tông trọng tâm cáp dự ứng lực: f  po Pf  d ps  y tg  M P f pc   f   DC1  d ps  y tg  Ag Ig Ig   4481367 4481367 �447.52 606127568 �447.5    9.6 MPa 786812 160547525134 160547525134 Ứng suất cáp sau trừ hết mát ứng suất: Ep 197000 f po  f pf  f pc �  1248.4  9.6 �  1306 MPa Ec 32775.8  Tính biến dạng  Tính  x khơng kể cốt thép thường chịu lực: o Giả sử   20.68 SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 110 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU Mu  0.5 �N u  0.5 � Vu  Vp  �cot g  A ps �f po dv x   A ps E ps  A s E s  1695823280   0.5 � 895331  87302  �cot g  20.68o   3604 �1306 936  � 3604 �197000    0.0013  Do  x  nên hiệu chỉnh  x cách nhân với hệ số F : F  A s E s  E p A ps A s E s  E p A ps  E c A c   197000 �3604  0.067  197000 �3604  32775.8 �302500 Với : A c diện tích bê tơng phía chịu kéo uốn cấu kiện A c  0.5 �1300 �250  (650  250) �350  302500 mm � F  x  0.0013 �0.067  0.00009   v  0.0748 ' f Tỉ số c  x  0.00009 �1000  0.09 �   20.68o � o   3.34   20.5 Với tra bảng ta � o => Chệnh lệch nhỏ so với giả thiết nên chấp nhận giả thiết ban đầu   20.68  Xác định khả chịu cắt bê tông: Vc   1 � � f c' �b w �d v  �3.34 � 45 �250 �936  436956 N 12 12 Khả chịu cắt cốt thép đai: Vs  Vu 895331  Vc  Vp   436956  87302  470555   0.9  �122 Av  �  226.2 mm  12 Chọn thép đai nhánh có diện tích: Điều kiện cấu tạo: Vu 895331   0.07  0.125 f c' b w d v 45 �250 �936 A v f vy � 226.2 �350   569 mm � ' 0.083 � 45 � 250 s �0.083 � f c �b w �  0.8 �d v ; 600    0.8 �936; 600   600 mm � SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 569 mm 111 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU Chọn s = 200 mm Tính lại: Vs  A v �f vy �d v �cot g s  226.2 �350 �936 �cot g  20.68o  200  981554 N Kiểm tra cốt thép dọc: � M 0.5 �N u �Vu A ps f ps  A s f s � u   �  0.5 �Vs  Vp � �cot g f �d v  �v � Trong đó: VT  A psf ps  A sf s : Sức kháng vật liệu � VT  3604 �1906.7   6871026 N VP  � Mu 0.5 �N u �Vu   �  0.5 �Vs  Vp � �cot g f �d v  �v � : Lực cắt ngoại lực tác dụng � VP  1695823280 �895331 � 0�  0.5 �981554  87302 � �cot g  20.68o   3117104 N 0.9 �936 � 0.9 � Vậy VP  3117104 N  VT  6871026 N Thỏa điều kiện lực kéo thép dọc 6.9.3 Tính Tốn Cốt Đai Cho Dầm Chính Ở MC III-III:   M u  4295751826 N.mm � � M DC1  1545726656 N.mm � � V  590290 N Nội lực mặt cắt gối: � u Cánh tay đòn tổng hợp lực kéo tổng hợp lực nén uốn: 1063.6  0.5 �90.5  1018 � � d v  max � 0.72 �1300  936 � 0.9 �1063.6  957 � Trong đó: cánh  d 'ps  1063.6 mm � d v  1018 mm Khoảng cách từ trọng tâm cáp DƯL đến mép a = 90.5 mm Chiều cao vùng nén quy đổi xác định trạng thái giới hạn cường độ Lực cắt thành phần cáp xiên sinh là: SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 112 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU Vp  f pf ��A ps �sin  i  1248.4 �8 �100.1�sin  5.01o   87302 N Trong đó: f pf  1248.4 MPa : Ứng suất cáp trừ hết mát ứng suất  i  5.01o : góc cáp xiên A ps  100.1 mm  : Diện tích tao cáp Ứng suất cắt trung bình: v Vu   v Vp v b w d v  590290  0.9 �87302  2.233 N 0.9 �250 �1018 Trong đó: v  0.9 : Hệ số sức kháng lực cắt �   v 2.233   0.05  0.25 � f c' 45 Tiết diện hợp lý để chịu lực cắt Ứng suất cáp dự ứng lực bê tơng bọc quanh có ứng suất Ứng suất bê tông trọng tâm cáp dự ứng lực: f  po Pf  d ps  y tg  M P f pc   f   DC1  d ps  y tg  Ag Ig Ig   4481367 4481367 �526.22 1545726656 �526.2    8.31 MPa 786812 163237589163 163237589163 Ứng suất cáp sau trừ hết mát ứng suất: Ep 197000 f po  f pf  f pc �  1248.4  8.31 �  1298.3 MPa Ec 32775.8  Tính biến dạng  Tính  x khơng kể cốt thép thường chịu lực: o Giả sử   23.5 SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 113 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU Mu  0.5 �N u  0.5 � Vu  Vp  �cot g  A ps �f po dv x   A ps E ps  A s E s  4295751826   0.5 � 590290  87302  �cot g  23.5o   3604 �1298.3 1018  � 3604 �197000    0.00008   v  0.0748 ' f Tỉ số c  x  0.00008 �1000  0.08 �   23.47o � o   3.41   23 Với tra bảng ta � o => Chệnh lệch nhỏ so với giả thiết nên chấp nhận giả thiết ban đầu   23.5  Xác định khả chịu cắt bê tông: Vc   1 � � f c' �b w �d v  �3.41� 45 �250 �1018  485339 N 12 12 Khả chịu cắt cốt thép đai: Vs  Vu 590290  Vc  Vp   485339  87302  83237   0.9  �122 Av  �  226.2 mm  12 Chọn thép đai nhánh có diện tích: Điều kiện cấu tạo: Vu 590290   0.05  0.125 f c' b w d v 45 �250 �1018 A v f vy � 226.2 �350   569 mm � ' 0.083 � 45 � 250 s �0.083 � f c �b w �  0.8 �d v ; 600    0.8 �1018; 600   600 mm � 569 mm Chọn s = 200 mm Tính lại: Vs  A v �f vy �d v �cot g s Kiểm tra cốt thép dọc:  226.2 �350 �1018 �cot g  23.5o  200  927055 N � M 0.5 �N u �Vu A ps f ps  A s f s � u   �  0.5 �Vs  Vp � �cot g f �d v   �v � SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 114 ĐA THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU Trong đó: VT  A psf ps  A sf s : Sức kháng vật liệu � VT  3604 �1898.3   6840720 N VP  � Mu 0.5 �N u �Vu   �  0.5 �Vs  Vp � �cot g f �d v  �v � : Lực cắt ngoại lực tác dụng � VP  4295751826 �590290 � 0�  0.5 �927055  87302 � �cot g  23.5o   4928752 N 0.9 �1018 � 0.9 � Vậy VP  4928752 N  VT  6840720 N Thỏa điều kiện lực kéo thép dọc SVTH: TRẦN THÀNH NHÂN MSSV:1551090355 115 ... THI T KẾ CẦU BTCT DƯL GVHD: TS MAI LỰU THI T KẾ CẦU BÊ T NG C T THÉP DUL DẦM CHỮ T – CĂNG TRƯỚC (Thi t kế theo TCVN 11823: 2017) CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU ĐẦU VÀO SỐ LIỆU ĐỒ ÁN Bảng số liệu đầu vào STT... dài t ờng trục đứng - Ti t diện t nh t n b x h = 300 mm x 250 mm - T nh t n với t n c t đơn t nh c t thép cho bên, bên lại t ơng t - C t thép dùng 214 - T nh t n với t n c t đơn, t nh c t thép... LỰU 4.4.4 Trường Hợp Đ t V t Bánh Xe: Sơ đồ t nh nội lực ho t tải đ t v t bánh xe xe Diện t ch truyền t i bánh xe xuống m t cầu:  Áp lực lên m t cầu: Momen ho t tải m t c t nhịp trạng thái giới