TÍNH TỐN THEO TCVN 11823-2017 I Thơng số vật liệu : + Giới hạn chảy tối thiểu cốt thép fy + Cường độ chịu nén uốn bê tông fc gc + Tỷ trọng bê tông dầm ngang gw + Tỷ trọng bê tông nhựa gpn + Tỷ trọng lớp phịng nước + Mơ đun đàn hồi thép Es = = = = = = 400 30 25 25 200000 mm Mpa KN/m3 KN/m3 KN/m3 Mpa II Số liệu thiết kế dầm ngang : DẦM CHÍNH L2 = 1750 DAÀM NGANG L1 = 7300 + + + + L1 L2 = = b h Chiều dày mặt cầu ds Chiều dày bê tông nhựa dw Chiều dày lớp phòng nước dpn Trọng lượng thân BMC 1m dài Dc1 7300 mm 1750 mm = = = = = 200 710 180 58 = 4.5 (N/mm) Dw = 1.4375 (N/mm) Dc2 = 2.65 (N/mm) Ec = 32642 Mpa n = h = 710 + Khoảng cách dầm ngang + Khoảng cách dầm + Tiết diện dầm ngang bxh = mm mm mm mm mm + Trọng lượng thân lớp phủ 1m dài b = 200 + Trọng lượng thân dầm ngang + Mô đun đàn hồi bê tông + Tỷ số mô đun đàn hồi thép bê tông h = 1.00 Hệ số tính dẻo dầm ngang hD = 1.00 (điều 1.4.3) Hệ số tính dư dầm ngang hR = 1.00 (điều 1.4.4) Hệ số quan trọng dầm ngang hI = 1.00 (điều 1.4.5) + Hệ số điều chỉnh tải trọng + Hệ số tải trọng (bảng điều 3.4.1) gDC gDW gHT TTGHCD 1.25 1.50 1.75 TTGHSD 1 17 + Hệ số xe (Bảng 7- điều 3.6.1.1.2) Một xe m Hai xe + Hệ số xung kích = 1.2 m = 1.0 1+IM = 1.33 III Xác định nội lực tác dụng lên dầm ngang : 3.1 Xác định tĩnh tải tác dụng l ên dầm ngang: + Tải trọng tác dụng lên dầm ngang bao gồm Dc1 Bản mặt cầu = Dầm ngang Dc2 = 2.65 (N/mm) Bê tông nhựa Dw = 10.49 (N/mm) 32.85 (N/mm) 3.2 Xác định hoạt tải tác dụng l ên dầm ngang: + Hoạt tải tác dụng lên dầm ngang 0.35 HL93 - Xe tải thiết kế - Xe trục thiết kế _ Tải trọng Xe tải thiết kế Xe hai trục Tải trọng P1 12.25 KN P2 50.75 KN P1 50.75 KN P1 38.5 KN P2 38.5 KN W 9.3 KN/m + Vẽ đường ảnh hưởng áp lực theo quy tắc đòn bẩy 1200 110/2KN 4300 110/2KN W=9.3N/mm 4300 35/2KN 145/2KN 145/2KN 7300 7300 0.411 0.411 0.836 + Bảng tổng hợp tải trọng phương dọc cầu Xe tải thiết kế Xe hai trục Tải trọng Trục TT Tung độ P1 12.25 0.411 P2 50.75 1.000 P3 50.75 0.411 P1 38.5 1.000 P2 38.5 0.836 W 9.3 - R ĐV 38.32 KN/m 35.34 KN/m 22.63 KN/m 18 3.3 Xác định nội lực tác dụng l ên dầm ngang: a) Momen theo TTGHCĐ L = 1.750 m 38.32 KN/m 22.63 KN/m 0.438 + Tung độ đường ảnh hưởng y + Diện tích đường ảnh hưởng w + Nội lực tải trọng Mlàn = RL*w = = = 0.438 m 0.383 m2 8.66 KNm = 16.77 KNm + Nội lực xe trục thiết kế M td = Rtd*y + Mô men nhịp M   0.7h  (g p * DC *w  g p * DW*w )  g LL * m * ((1  IM ) * M oTanden  M oLane )  M0,5 = 61.62 KNm + Mô men gối M g  0.8h  (g p * DC * w  g p * DW*w )+g LL * m *((1  IM ) * M oTanden  M oLane )  Mg = 70.42 KNm b) Lực cắt theo TTGHCĐ L = 1.750 m 1.2 m 38.3 KN/m 38.3 KN/m =22.63 KN/m 1.0 0.314 + Tung độ đường ảnh hưởng + Diện tích đường ảnh hưởng + Nội lực tải trọng Qlàn = RL*w y w = = = 0.314 m 0.875 m2 19.80 KNm + Nội lực xe trục thiết kế Q td = Rtd*y + Lực cắt gối = 50.36 KNm Qg  h  (g p * DC * w  g p * DW*w )+g LL * m *((1  IM ) * QgTanden  QgLane )  Qg = 234.85 KN c) Momen theo TTGHSD + Mô men nhịp M   0.7h  (g p * DC * w  g p * DW*w )  g LL * m * ((1  IM ) * M oTanden  M oLane )  M0,5 = 38.33 KNm + Mô men gối M   0.8h (g p * DC * w  g p * DW*w )  g LL * m *((1  IM )* M oTanden  M oLane )  Mg = 43.81 KNm d) Lực cắt theo TTGHSD 19 Qg  h  (g p * DC * w  g p * DW*w )+g LL * m *((1  IM ) * Qg Qg = 96.86 KN  Qg )  20 e) Bảng tộng hợp giá trị nội lực: TTGH TTGHCĐ Nội lực 61.62 M0,5 Mg 70.42 V 234.85 3.4 Xác đ ịnh thép chủ cho dầm ngang: TTGHSD ĐV 38.33 KNm 43.81 96.86 KNm KN Mr = φMn (điều 5.3.2.1) Mn = Asfy (d - a/2) a = b 1c c = Asfy/(0.85.b 1.f'cb) Mr ≥ Min(1.33M:Mcr) (điều 5.7.3.2.3) (điều 5.7.2.2) (điều 5.7.3.1.1) (điều 5.7.4.2) Mcr = γ3[(γ1frSc-Mdnc(Sc/Snc-1)] (điều 5.7.3.3) 1/2 fr = 0.63f'c Sc = Snc = (điều 5.4.2.6) Jc yc Jnc ync (điều 5.7.3.3) (điều 5.7.3.3) ƩAiyi ƩAi ƩAiyi ƩAi yc = ync = Jc = bihi3 12 + bihiyi2 + (n-1)Asy2 Jnc = bh3 12 + bhy12 + (n-1)Asy22 Chọn thép: • Momen tính tốn • Đường kính thép đ ược chọn (cho kéo v uốn) • Số thép • Diện tích thép đ ã chọn • Chiều dày lớp bê tơng bảo vệ 1/Kiểm tra Gối Kiểm tra khả chịu uốn (TTGHCĐ) • Chiều cao hữu hiệu b ê tơng • Hệ số ứng suất b ê tơng • Chiều cao vùng nén c bê tông • Chiều cao vùng nén quy đ ổi bê tông • Hệ số sức kháng • Momen nén tính tốn • Momen kháng nén danh đ ịnh • Momen kháng nén tính tốn • Kiểm tra khả chịu kéo cấu kiện Kiểm tra khối lượng cốt thép tối đa • Lượng cốt thép tối đa • Kiểm tra lượng cốt thép tối đa Kiểm tra khối lượng cốt thép tối thiểu - cường độ chịu kéo uốn b ê tơng - Vị trí trục trung h òa cấu kiện ch ưa liên hợp mặt cầu Kí hiệu Mu D n As acover Giá trị Đơn vị TTGHCĐ 16.0 mm 2.0 402.12 mm2 50.0 mm Kí hiệu Giá trị Đơn vị mm Mu Mn Mr = j*Mn Mr > Mu 652.00 0.836 37.73 31.54 0.9 70.42 102.34 92.10 OK c/d e = c/d s c/de < 0.42 0.058 OK ds b1 c a j Kí hiệu fr mm mm KNm KNm KNm Giá trị Đơn vị ync 3.45 261.05 Mpa mm - Moment quán tính c tiết diện trục trung h ịa chưa liên hợp - Vị trí trục trung h òa cấu kiện đ ã liên hợp mặt cầu Jnc yc 2.58E+09 261.65 mm4 mm - Moment quán tính c tiết diện trục trung h òa liên hợp Jc 2.59E+09 mm4 21 - Tỉ số modun thép v bê tông - Hệ số biến động moment nứt uốn (điều 5.7.3.3) - Hệ số tỉ lệ cường độ chảy danh định với với c ường độ bền chịu kéo cốt thép n γ1 γ3 6.13 1.6 0.7 22 - Moment kháng u ốn thớ chịu kéo mặt cắt ch ưa liên hợp Snc 9867716 mm3 - Moment kháng u ốn thớ chịu kéo mặt cắt li ên hợp - Tổng Moment tĩnh tải ch ưa nhân h ệ số tác dụng l ên cấu kiện - Moment - Moment gối trạng thái giới hạn c ường độ - Sức kháng uốn tính tốn - Kiểm tra Kiểm tra khả chịu nứt (TTGHSD) Sc 9904848 17.61 38.33 93.66 92.10 OK mm3 KNm KNm KNm KNm Mdcn Mcr 1.33M Mr Kí hiệu Giá trị Đơn vị Kí hiệu Giá trị Đơn vị yc 261.6 mm - khoảng cách từ trục trung h òa đến trọng tâm cốt thép chịu kéo es 203.6 mm - Moment quán tính c tiết diện trục trung h òa - Moment uốn (ở tổ hợp trạng thái giới hạn sử dụng) - Tỉ số modun thép v bê tông - Hệ số phơi lộ bề mặt cấp (điều 7.3.4-phần 5) Jc M n γe 2.59E+09 43.8 6.1 0.75 mm4 KNm - chiều dày lớp bt bảo vệ từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu uốn dc 58.0 mm - hệ số βs βs 1.13 - cường độ chịu kéo uốn b ê tông - ứng suất thớ bi ên chịu kéo bê tông fr 3.45 4.42 Mpa 21.09 3764.557 50.00 OK Mpa Điều kiện kiểm tra fckéo ≤ 0.8fr 123000ge fssβs 0.6fy S ≤ fss ≤ fss fckéo = = nMes/Jc Myc/Jc fr = βs = 0.63f'c1/2 dc 0.7(h-dc) (điều 5.7.3.4) - 2dc (điều 5.7.3.4) (điều 5.7.3.4) Trong đó: (điều 5.4.2.6) +1 (điều 5.7.3.4) Thành phần - Vị trí trục trung h ịa cấu kiện fckéo fss - ứng suất kéo xuất cốt thép th ường - hệ số (123000 γe/fss*βs)-2dc - Khoảng cách cốt thép th ường gần lớp thép - Kiểm tra điều kiện f ckéo ≤ 0.8f r S - Kiểm tra điều kiện f ss < 0.6f y OK - Kiểm tra điều kiện S Mu 652.0 0.836 37.7 31.5 0.9 61.62 102.34 92.10 OK ds b1 c a j c/d e = c/d s c/de < 0.42 Kí hiệu fr mm mm KNm KNm KNm 0.058 OK Giá trị 3.45 Đơn vị Mpa 23 - Vị trí trục trung h òa cấu kiện ch ưa liên hợp mặt cầu ync 261.05 mm - Moment quán tính c tiết diện trục trung h òa chưa liên hợp Jnc 2.58E+09 mm4 24 - Vị trí trục trung h òa cấu kiện đ ã liên hợp mặt cầu yc 261.65 mm - Moment quán tính c tiết diện trục trung h òa liên hợp - Tỉ số modun thép v bê tông - Hệ số biến động moment nứt uốn (điều 5.7.3.3) Jc 2.59E+09 6.13 1.6 mm4 n - Hệ số tỉ lệ cường độ chảy danh định với với c ường độ bền chịu kéo cốt thép γ1 γ3 - Moment kháng u ốn thớ chịu kéo mặt cắt ch ưa liên hợp Snc 9890280 mm3 Sc Mdcn Mcr 9904848 17.61 38.36 81.96 92.10 OK mm3 KNm KNm KNm KNm - Moment kháng u ốn thớ chịu kéo mặt cắt li ên hợp - Tổng Moment tĩnh tải ch ưa nhân h ệ số tác dụng l ên cấu kiện - Moment - Moment nhịp trạng thái giới hạn c ường độ - Sức kháng uốn tính toán - Kiểm tra Kiểm tra khả chịu nứt (TTGHSD) 1.33M Mr 0.7 Điều kiện kiểm tra fckéo 0.8fr ≤ 123000ge fssβs 0.6fy S ≤ fss ≤ fss fckéo = = nMes/Jc Myc/Jc fr = βs = 0.63f'c1/2 dc 0.7(h-dc) (điều 5.7.3.4) - 2dc (điều 5.7.3.4) (điều 5.7.3.4) Trong đó: (điều 5.4.2.6) +1 (điều 5.7.3.4) a) Kiểm tra với mặt cắt nhịp - Vị trí trục trung h òa cấu kiện Ký hiệu yc Gía trị 261.65 Đơn vị mm - khoảng cách từ trục trung h òa đến trọng tâm cốt thép chịu kéo es 203.65 mm - Moment quán tính c tiết diện trục trung h òa - Moment uốn (ở tổ hợp trạng thái giới hạn sử dụng) - Tỉ số modun thép v bê tông - Hệ số phơi lộ bề mặt cấp (điều 7.3.4-phần 5) - chiều dày lớp bt bảo vệ từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép chịu uốn - hệ số βs Jc 3E+09 38.33 6.13 0.75 58 1.13 3.45 mm4 KNm fckéo 3.87 Mpa fss 18.46 Mpa S 4318.922 50.0 OK mm - cường độ chịu kéo uốn b ê tông - ứng suất thớ bi ên chịu kéo bê tông - ứng suất kéo xuất cốt thép th ường M n γe dc βs fr - hệ số (123000 γe/fss*βs)-2d c - Khoảng cách cốt thép th ường gần lớp thép - Kiểm tra điều kiện f ckéo ≤ 0.8f r - Kiểm tra điều kiện f ss < 0.6f y OK - Kiểm tra điều kiện S