Bộ môn Kết Cấu CHƯƠNG 1 một số vấn đề về tải trọng 1.1 Khái niệm sơ bộ về hệ số phân bố ngang của hoạt tải Khi thiết kế dầm, ta phải đặt hoạt tải (đon xe lửa, ô tô) vo vị trí bất lợi nhất trên chiều dọc cũng nh chiều ngang mặt cầu để tìm ra một nội lực lớn nhất của dầm. Đối với dầm đơn giản thì mặt cắt nguy hiểm nhất để xác định mô men uốn l ở giữa chiều di nhịp, còn lực cắt l ở vị trí gối dầm. Nếu dùng phơng pháp đờng ảnh hởng v tra bảng tải trọng rải đều tơng đơng để xác định nội lực thì việc đó đã bao hm vấn đề bố trí hoạt tải ở vị trí bất lợi nhất trên đờng ảnh hởng cũng tức l trên chiều dọc dầm. Còn trên chiều ngang cầu, ta cần bố trí hoạt tải sao cho một dầm no đó chịu hoạt tải nhiều nhất. Giả sử ta có một mặt cắt ngang cầu trên đờng ô tô với 5 dầm dọc nh hình 1. Khi xê dịch hoạt tải theo chiều ngang thì hoạt tải đó sẽ phân bố cho các dầm không giống nhau, hay nói cách khác hệ số phân bố ngang của các dầm l khác nhau. ở vị trí bất lợi nhất nh hình 1 thì rõ rng l dầm số 1 ở biên chịu tải nhiều hơn các dầm 2, 3, 4, 5 cũng tức l hệ số phân bố ngang của nó l lớn nhất. Công thức để xác định hệ số phân bố ngang đối với cầu trên đờng ô tô sẽ đợc giới thiệu kỹ trong giáo trình thiết kế cầu, xem thêm trong ti liệu [2,3,4,5,8]. 5 1 Hình 1 32 4 Hình 2 1 2 Khi tính toán theo quy trình 22TCN-272-05 thì hệ số phân bố ngang của tải trọng để tính mômen ( , lực cắt v độ võng ( nói chung l khác nhau. Trong các bi tập thiết kế môn học ở đây, đề bi đã cung cấp cho sinh viên các hệ số phân bố ngang. ) ) M mg ( Q mg )mg Đối với cầu trên đờng xe lửa thì hoạt tải (đon xe lửa) không thể xê dịch tự do trên chiều ngang cầu, m phải chạy cố định trên đờng ray, cho nên việc xác định hệ số phân bố ngang rất đơn giản. Giả sử cầu có một ln xe nh hình 2 thì 2 dầm chịu hoạt tải nh nhau, tức l hệ số phân bố ngang l 0,5. 1.2. Hoạt tải xe ôtô thiết kế Hoạt tải xe ôtô trên mặt cầu hay kết cấu phụ trợ đợc đặt tên l HL-93, có 2 tổ hợp tải trọng: Xe tải thiết kế v tải trọng ln thiết kế Xe hai trục thiết kế v tải trọng ln thiết kế. Mỗi ln thiết kế đợc xem xét phải đợc bố trí gồm xe tải thiết kế hoặc xe hai trục thiết kế cộng tác dụng với tải trọng ln khi áp dụng đợc, tải trọng ln đợc giả thiết chiếm 3000mm theo chiều ngang trong một ln xe thiết kế. 1.2.1.Xe tải thiết kế Trọng lợng v khoảng cách các trục v bánh xe của xe tải thiết kế phải lấy theo Hình 3. Cự ly giữa 2 trục 145.000N phải thay đổi giữa 4300 v 9000mm để gây ra ứng lực lớn nhất. Đối với các cầu trên các tuyến đờng cấp IV v thấp hơn, Chủ đầu t có thể xác định tải trọng trục nhân với hệ số hệ số cấp đờng 0,50 hoặc 0,65. Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 1 Bộ môn Kết Cấu 35 kN 145 kN 145 kN 4300 mm 4300mm tới 9000mm 600 mm nói chung 300mm mút thừa của mặt cầu Ln thiết kế 3600 mm Hình 3 - Đặc trng của xe tải thiết kế 1.2.2.Xe hai trục thiết kế (tandem) Xe hai trục gồm một cặp trục 110.000N cách nhau 1200mm. Cự ly chiều ngang của các bánh xe lấy bằng 1800mm. Đối với các cầu trên các tuyến đờng cấp IV v thấp hơn, Chủ đầu t có thể xác định tải trọng xe hai trục nói trên nhân với hệ số cấp đờng: 0,50 hoặc 0,65. 1.2.3.Tải trọng ln thiết kế Tải trọng ln thiết kế gồm tải trọng 9,3N/mm phân bố đều theo chiều dọc. Theo chiều ngang cầu đợc giả thiết l phân bố đều trên chiều rộng 3000mm. Khi xác định ứng lực của tải trọng ln thiết kế, không xét đến lực xung kích. 1.2.3.4.Lực xung kích: IM Hệ số áp dụng cho xe tải thiết kế v xe hai trục đợc lấy bằng: (1 + IM) Lực xung kích không đợc áp dụng cho tải trọng bộ hnh hoặc tải trọng ln thiết kế. Bảng - Lực xung kích IM Cấu kiện IM Mối nối bản mặt cầu Tất cả các trạng thái giới hạn 75% Tất cả các cấu kiện khác Trạng thái giới hạn mỏi v giòn Tất cả các trạng thái giới hạn khác 15% 25% 1.3. Xác định nội lực bằng phơng pháp đờng ảnh hởng 1.3.1.Chọn hệ số điều chỉnh tải trọng: 95,0= IRD Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 2 Bộ môn Kết Cấu trong đó : D = hệ số liên quan đến tính dẻo. R = hệ số liên quan đến tính d . I = hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác . Đối với trạng thái giới hạn sử dụng, phá hoại do mỏi thì =1. Đối với việc thiết kế cầu bê tông trên các đờng quốc lộ thì các hệ số ny tính theo trạng thái giới hạn cờng độ lấy l: 95,0 ;05,1 ;95,0 === IRd . 1.3.2.Tính toán các tổ hợp tải trọng: Để tính toán nội lực ta vẽ các đờng ảnh hởng nội lực sau đó xếp tải trọng lên đờng ảnh hởng để tìm vị trí bất lợi nhất. Đối với nhịp từ 4m đến 24m ta có thể tính bằng tải trọng tơng đơng cho ở bảng 3 (phần phụ lục). = + 2V 12 M Biểu đồ bao V 1V 2V 1V Đah Vi Biểu đồ bao M 10 Đah Mi 745389 Khi tính toán chú ý rằng HL93 có hai tổ hợp do đó ta phải chọn trị số tải trọng tơng đơng lớn hơn giữa xe tải thiết kế v xe hai trục thiết kế . Tính toán với lực cắt thì chỉ xếp hoạt tải lên phần đờng ảnh hởng có diện tích lớn hơn. Khi chủ đầu t yêu cầu chỉ tính với 50% hoặc 65% của xe tải thiết kế hoặc xe hai trực thiết kế thì phải nhân các hệ số ny với tải trọng tơng đơng tra đợc. Ta xét tổ hợp của các tải trọng sau: Hoạt tải (HL-93). Tĩnh tải của bản thân dầm (DC). Tĩnh tải của mặt cầu v các thiết bị (DW, tính cho một dầm, đề bi đã cho sẵn). Các tổ hợp tải trọng viết nh sau: TTGH cờng độ I: ( ) { } IMLLDWDCU + + + = 75,15,125,1 TTGH sử dụng: ( ){} IMLLDWDCU + + + = 0,10,10,1 Mômen v lực cắt tại tiết diện bất kỳ tính nh sau: Trọng lợng bản thân dầm trên một đơn vị chiều di: =A dc w Đối với TTGH cờng độ: Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 3 Bộ môn Kết Cấu ( ) ( ) 1,25 1,5 1,75 1,75 1 dc dw M l M M MwwmgLLkLLIM =++ + + () () ( ) 1 1, 25 1, 5 1, 75 1, 75 1 dc dw V V l V V VwwmgLLkLLIM =++ ++ Đối với TTGH sử dụng: ( ) ( ) 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1, 0 1 dc dw M l M M MwwmgLLkLLIM =++ ++ () ( ) ( ) 1 1,0 1,0 1,0 1,0 1 1,0 dc dw V V V l V VwwmgkLLIMLL =++ ++ Trong đó: L LL : Tải trọng ln rải đều (9,3KN/m). M LL : Hoạt tải tơng đơng ứng với đ.ả.h M tại mặt cắt i. V LL : Hoạt tải tơng đơng ứng với đ.ả.h Q tại mặt cắt i. M mg : Hệ số phân bố ngang tính cho mômen (đã tính cả hệ số ln xe m). V mg : Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt (đã tính cả hệ số ln xe m). dc w : Trọng lợng dầm trên một đơn vị chiều di. dw w : Trọng lợng các lớp mặt cầu v các tiện ích công cộng trên một đơn vị chiều di (tính cho một dầm). (1+IM) : Hệ số xung kích M : Diện tích đờng ảnh hởng M i V : Tổng đại số diện tích đờng ảnh hởng Q i 1V : Diện tích đờng ảnh hởng Q i (phần diện tích lớn) : Trọng lợng riêng của dầm A : Diện tích mặt cắt ngang dầm(m 2 ) K : Hệ số cấp đờng Để tính toán nội lực ta có thể lập bảng theo mẫu sau: Bảng giá trị mômen )(mx i )( 2 mw Mi (/ truck Mi LL kN m ) ) tan (/ dem Mi LL kN m () u i M kNm () a i M kNm Bảng giá trị lực cắt )(mx i )(ml i 2 1 () V wm 2 () V wm (/ truck Vi LL kN m ) ) tan (/ dem Vi LL kN m )(kNV u i )(kNV a i Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 4 Bộ môn Kết Cấu Trong đó: truck M i LL , truck Vi LL : Tải trọng tơng đơng của xe tải thiết kế ứng với đ.ả.h M, đ.ả.h Q tại mặt cắt i. tan dem Mi LL , tan dem Vi LL : Tải trọng tơng đơng của xe hai trục thiết kế ứng với đ.ả.h M, đ.ả.h Q tại mặt cắt i. u i M , u i V : Mômen, lực cắt tại mặt cắt i tính ở TTGH cờng độ. Khi tính lấy với giá trị ( ) tan , truck dem Mi Mi Max LL LL : Mômen, lực cắt tại mặt cắt i tính ở TTGH sử dụng. Khi tính lấy với giá trị ( ) tan , truck dem Vi Vi Max LL LL a i M , a i V i x : Khoảng cách từ gối đến mặt cắt i i l : Chiều di phần đ.ả.h lớn hơn ii llx= 1.3.3.Cách vẽ hình bao nội lực. Khi tính toán dầm, ta cần xác định giá trị bất lợi nhất của mô men hoặc lực cắt cho từng mặt cắt do tĩnh tải v hoạt tải gây ra. Muốn vậy cần phải vẽ hình bao mô men v hình bao lực cắt. Nh ta đã biết trong môn cơ học kết cấu thì hình bao của mô men (hoặc lực cắt) l biểu đồ m mỗi tung độ của nó biểu thị giá trị đại số của mô men (lực cắt) lớn nhất hoặc nhỏ nhất do tải trọng gây ra tại mặt cắt tơng ứng. ở đây xét đối với dầm giản đơn, do đó hình bao M max v V max đợc vẽ theo các bớc nh sau : 1- Trớc hết chia dầm lm nhiều đoạn bằng nhau (thờng ít nhất l từ 8 đến 10 đoạn). 2- Vẽ đờng ảnh hởng của mô men (hoặc lực cắt) tại mặt cắt các điểm chia (tức l 1,2,3, nh hình vẽ) xác định các giá trị M max (hoặc V max ) tại mặt cắt chia. Giá trị M max (hoặc V max ) l tung độ của hình bao tại các điểm chia. 3- Sau khi dựng các tung độ đó v nối lại với nhau sẽ đợc hình bao M max hoặc V max . Cần chú ý l với cách lm nh vậy ta chỉ đợc các giá trị đúng của hình bao tại các mặt cắt điểm chia, còn ở các mặt cắt khác thì giá trị chỉ l gần đúng. Nếu đoạn chia trên dầm cng nhiều thì hình bao tìm đợc cng sát với kết quả chính xác, nhng đơng nhiên l khối lợng tính toán sẽ tăng lên. Hệ số tải trọng cho các tải trọng khác nhau bao gồm trong một tổ hợp tải trọng thiết kế đợc lấy nh quy định trong bảng5 : Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 5 Bộ môn Kết Cấu CHƯƠNG 2 Nội dung tính toán thiết kế 2.1 Chọn mặt cắt dầm 2.1.1 Chiều cao dầm h: Chiều cao dầm chọn theo điều kiện cờng độ v điều kiện độ võng. Chiều cao có thể chọn sơ bộ theo các công thức sau: 11 10 20 hl =ữ Trong đó l l chiều di nhịp tính toán. Đối với cầu dầm giản đơn bêtông cốt thép thờng thì chiều cao dầm không đợc nhỏ hơn 0,07l (xem bảng 2.5.2.6.3-1 ti liệu [1]). Sau đó ta chọn h chẵn đến 5cm. 2.1.2 Bề rộng của sờn dầm bw Đối với dầm ta có thể chọn loại có bầu dầm hoặc không có bầu dầm. Đối với loại không có bầu dầm thờng bố trí cốt thép theo kiểu khung hn ( Tham khảo các thiết kế điển hình dầm T lắp ghép, xem thêm trong ti liệu [2,4,5,8], ), đối với loại ny thì sờn dầm phải chọn lớn hơn loại có bầu dầm. Thông thờng với cầu dầm giản đơn nhịp nhỏ (<20m) không có bầu dầm thì có thể chọn =20-30cm. w b Với loại dầm có bầu dầm, sờn dầm thờng chọn nhỏ v ở vị trí gối thờng mở rộng ra để chịu lực cắt v lực cục bộ nhng trong phạm vi đồ án ny ta cha đề cập đến vấn đề đó. Chiều rộng phải chọn sao cho đối với dầm bê tông đúc sẵn không kéo sau (bê tông thờng hoặc dự ứng lực căng trớc) ít nhất l 125mm, với dầm dự ứng lực kéo sau l 165mm; thờng chọn từ 18-25cm. 2.1.3 Chiều dầy bản cánh hf Chiều dầy bản cánh chọn phụ thuộc vo điều kiện chịu lực cục bộ của vị trí xe v sự tham gia chịu lực tổng thể với các bộ phận khác, khi cầu không có dầm ngang thì bản cánh nên chọn dầy hơn. Đối với dầm đúc tại chỗ chiều dầy bản cánh không nhỏ hơn 1/20 lần khoảng cách trống giữa các đờng gờ, nách dầm hoặc sờn dầm còn đối với dầm đúc sẵn thì không đợc nhỏ hơn 50mm. Theo 22TCN-272-05 thì 3000 min 165 30 f f b hm + = m ( f b : Khoảng cách trung bình hai tim dầm). Tr khi c Ch u t chp nhn, chiu dy bn mt cu bờ tụng, khụng bao gm bt k d phũng no v mi mũn, xúi rónh v lp mt b i, khụng c nh hn 175 mm 2.1.4 Kích thớc bầu dầm: Nếu ta chọn dạng dầm có bầu dầm thì ta tiến hnh chọn kích thớc bầu dầm. Kích thớc phần bầu dầm phải căn cứ vo việc bố trí cốt thép chủ trên mặt cắt dầm quyết định ( số lợng thanh, khoảng cách các thanh). Tuy nhiên khi chọn sơ bộ ban đầu ta cha biết cốt thép chủ l bao nhiêu nên phải tham khảo các đồ án điển hình v nên đảm bảo kích thớc sao cho bề rộng bầu phải bố trí đợc bốn cột cốt thép v chiều cao bầu phải bố trí đợc tối thiểu hai hng cốt thép. Đối với dầm đúc tại chỗ thì chiều cao phần bầu dầm không đợc nhỏ hơn - 140 mm - 1/16 khoảng cách trống giữa các đờng gờ hoặc sờn dầm của các dầm. Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 6 Bộ môn Kết Cấu Đối với dầm đúc sẵn thì chiều cao phần bầu dầm không đợc nhỏ hơn 125 mm. 2.1.5 Chiều rộng hữu hiệu của bản cánh: Bề rộng cánh hữu hiệu đối với dầm bên trong không lấy quá trị số nhỏ nhất trong ba trị số sau: - L 4 1 với L l chiều di nhịp hữu hiệu. - Khoảng cách tim giữa hai dầm. - 12 lần bề dầy cánh v bề rộng sờn dầm. Bề rộng cánh tính toán của dầm biên lấy bằng 1/2 bề rộng hữu hiệu của dầm trong kề bên, cộng thêm trị số nhỏ nhất của: - 1/8 lần chiều di nhịp hữu hiệu. - 6 lần chiều dầy cánh v một nửa bề rộng sờn dầm. - Bề rộng của phần hẫng Khi tính bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu, chiều di nhịp hữu hiệu có thể lấy bằng nhịp thực tế đối với các nhịp giản đơn v bằng khoảng cách giữa các điểm thay đổi mômen uốn (điểm uốn của biểu đồ mômen) của tải trọng thờng xuyên đối với các nhịp liên tục, thích hợp cả mômen âm v dơng (xem 4.6.2.6-[1]). Chiều di nhịp hữu hiệu lấy bằng chiều di nhịp đối với các nhịp giản đơn. 2.2 Tính v vẽ biểu đồ bao nội lực Để tính v vẽ biểu đồ bao nội lực ta chia dầm thnh các đoạn bằng nhau v vẽ đờng ảnh hởng nội lực của các tiết diện, tính nội lực bằng cách tra tải trọng tơng đơng nh đã hớng dẫn ở chơng I. 2.3 Tính diện tích cốt thép dọc chủ cần thiết tại mặt cắt giữa nhịp Để tính toán ta phải quy đổi tiết diện để tiện cho tính toán, công thức quy đổi nh sau: h b hf b w Tiết diện ban đầu Tiết diện quy đổi S S mới b 1 b 1 h1 1h mới 1 2 b h b w hf Chiều dầy cánh mới: w ff bb S hh += 1 mới 2 Chiều dầy bầu dầm mới: w bb S hh += 2 11 2 mới 21 , SS l diện tích của một tam giác tại chỗ vát (nh hình vẽ). Chiều cao có hiệu (chiều cao lm việc) của dầm có thể lấy: Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 7 Bộ môn Kết Cấu ( ) 0,8 0,9 e dh=ữ hoặc 1e dhd= Với d 1 l khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến thớ dới của dầm. e Biểu đồ T= A fys Biểu đồ Mặt cắt biến dạngngang dầm ứng suất a= c c h d b As s 1 =0.003 cu 0.85f'c w hf Cw Cf b d 1 *Các trờng hợp tính toán tiết diện chữ T: Giả sử a= h f Sức kháng uốn danh định: = ' f ncfe h M0,85fhbd 2 Sức kháng uốn tính toán: = rn MM Vị trí của khối ứng suất chữ nhật tơng đơng: - Nếu thì chiều cao của khối ứng suất chữ nhật tơng đơng nhỏ hơn hoặc bằng chiều cao bản cánh, tính nh tiết diện chữ nhật. r MM u - Nếu < r MM u u thì chiều cao của khối ứng suất chữ nhật tơng đơng lớn hơn chiều cao bản cánh, tính theo bi toán tiết diện chữ T. *Khi , tính theo bi toán tiết diện chữ T. Trình tự tính toán nh sau: < r MM Giả sử khai thác hết khả năng chịu lực của tiết diện: = = = u rnun M M.MMM Giả sử cốt thép chịu kéo đã bị chảy dẻo: s y f f = Từ phơng trình cân bằng mômen xác đình chiều cao vùng bê tông chịu nén Khi đó phơng trình xác định chiều cao vùng nén : () =+ '' f ncwe 1cwfe h a M0,85fbad 0,85fbbhd 22 Đặt: = e a Aad 2 () = = ' f n1cwfe e ' cw h M 0,85fbb hd a 2 Aad 20,85fb 2 ee ad d A= Từ phơng trình cân bằng hình chiếu tính diện tích cốt thép chịu kéo cấn thiết: ( ) y cfwcw s f fhbbfab A ' 1 ' 85,085,0 + = Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 8 Bộ môn Kết Cấu *Khi , tính theo bi toán tiết diện chữ nhật. Trình tự tính toán nh sau: r MM u Giả sử khai thác hết khả năng chịu lực của tiết diện: = = = u rnun M M.MMM Giả sử cốt thép chịu kéo đã bị chảy dẻo: s y f f = Từ phơng trình cân bằng mômen xác đình chiều cao vùng bê tông chịu nén Khi đó phơng trình xác định chiều cao vùng nén : = ' nce a M0,85fbad 2 Đặt: = e a Aad 2 = = n e ' c M a Aad 20,85f b 2 ee ad d A= Từ phơng trình cân bằng hình chiếu tính diện tích cốt thép chịu kéo cấn thiết: ' 0,85 c s y abf A f = Trong đó : M n = Mô men kháng danh định. M r = Mô men kháng tính toán. M u = Mô men tính toán ứng với TTGH cờng độ. = hệ số sức kháng quy(với uốn lấy =0,9). A s = diện tích cốt thép chịu kéo. f y = giới hạn chảy quy định của cốt thép . c f = cờng độ chịu nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngy. b = bề rộng của mặt chịu nén của cấu kiện b w = chiều dy của bản bản. h f = chiều dy bản cánh . 1 = hệ số quy đổi biểu đồ ứng suất, hệ số ny lấy nh sau: ' ' ' 1c ' c 0,85 khi 28 28 0,85 0,05 khi 28 MPa f 56MPa 7 0,65 khi f 56 c c fMPa f MPa = a = c 1 ; Chiều cao của khối ứng suất chữ nhật tơng đơng. Sau khi tính đợc diện tích cốt thép cần thiết dùng bảng 1,2. Chọn đờng kính v số thanh cốt thép cần thiết để bố trí vo bầu dầm (thỏa mãn những qui định về cự ly tối thiểu, cự ly tối đa, lớp bê tông bảo vệ). Từ đó xác định chiều cao lm việc . Đối với một trị số diện tích cốt thép cần thiết cho mặt cắt giữa nhịp ny nên chọn một số phơng án bố trí cốt thép. Các phơng án đã sơ bộ chọn ny nên ghi thnh một bảng riêng để sau ny đến bớc bố trí cốt thép cho ton dầm khỏi phải tra cứu lại mất công. Ví dụ diện tích cốt thép cần thiết tính đợc l 49,5cm2 thì có thể chọn sơ bộ một số phơng án nh sau: e d Phơng án Thanh số A (cm 2 ) Số thanh () 2 s A cm 1 19 2,84 18 51,12 2 22 3,87 14 54,18 3 25 5,10 10 56,10 Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 9 Bộ môn Kết Cấu Sau khi chọn ta bố trí trên mặt cắt ngang. Khi bố trí cần chú ý một số quy định cấu tạo nh sau: Khoảng cách trống tối thiểu giữa các thanh, đối với bê tông đúc tại chỗ lấy nh sau : - 1,5 lần đờng kính danh định của thanh, - 1,5 lần kích thớc tối đa của cấp phối thô, hoặc - 38 mm Có thể xem thêm quy định ny của AASHTO tại bảng 2 phần phụ lục. Chiều dầy lớp bảo vệ tối thiểu đối với cốt chủ l 40 mm, đối với cốt đai l 25 mm. Khoảng cách tối đa giữa các cốt thép l : - 1,5 lần chiều dầy của bộ phận hoặc - 450 mm Khi có nhiều thanh cốt thép có thể bố trí cốt thép bằng cách nhóm hai thanh thnh một nhóm hoặc bố trí cốt thép thnh chồng nh kiểu bố trí cốt thép khung hn của Nga [8]. Kiểm tra lợng cốt thép tối đa Hm lợng cốt thép tối đa phải đợc giới hạn sao cho : e d c 0,42 ở đây : c = khoảng cách từ thớ chịu nén ngoi cùng đến trục trung ho d e = khoảng cách hữu hiệu tơng ứng từ thớ chịu nén ngoi cùng đến trọng tâm lực kéo của cốt thép chịu kéo. Nếu điều kiện ny không thoả mãn phải tăng kích thớc của tiết diện. Kiểm tra lợng cốt thép tối thiểu Đối với các cấu kiện không có thép dự ứng lực thì lợng cốt thép tối thiểu coi l thoả mãn nếu: min 0,03 c y f f Trong đó: min = s g A A s A = diện tích cốt thép chịu khéo. g A = diện tích tiết diện nguyên của bê tông. f c = cờng độ quy định của bê tông ở 28 ngy . f y = cờng độ chảy dẻo của thép chịu kéo . Trờng hợp chung bất kỳ mặt cắt no thì lợng cốt thép đủ để tiết diện có sức kháng uốn tính toán nr MM = sao cho { } ucrr MMM 33,1;2,1min cr M : mômen nứt của thiết diện, tính nh sau: t g rcr y I fM = Trong đó : f r = cờng độ chịu kéo khi uốn . y t = khoảng cách từ trục trung ho đến thớ chịu kéo ngoi cùng . I g = mô men quán tính mặt cắt nguyên của bê tông xung quanh trục chính . Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 10 [...]... toán kết cấu Bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn ACI 318-2002, tác giả Trần Mạnh Tuân, NXB Xây Dựng 2004 8 Thiết kế cầu Bê tông cốt thép v cầu thép trên đờng ôtô, tác giả N.I.POLIVANOV, bản dịch của Nguyễn Nh Khải v Nguyễn Trâm, NXB khoa học kỹ thuật năm 1979 9 PCI Bridge Design Manual, 2003 10 Annual Book of ASTM Standards, 2000 11 Tiêu chuẩn ACI 318-2002 Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 25 Bộ môn Kết Cấu. .. các cốt thép ngang (mm) giới hạn chảy quy định của cốt thép ngang (MPa) chiều cao dầm chiều cao hữu hiệu của tiết diện lực cắt tính toán (N) diện tích cốt thép chịu kéo của cấu kiện tại mặt cắt đang tính mô men tính toán (N-mm) Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 15 Bộ môn Kết Cấu Hình 5.8.3.4.2-1 - Các giá trị của v đối với các mặt cắt có cốt thép ngang [1] Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 16 Bộ môn Kết Cấu. .. 0,30 Kết cấu bị chôn vùi 17.000 0,23 2.6.3.Tính toán ứng suất sử dụng trong cốt thép: - Tính mômen tĩnh của tiết diện đối với trục trung ho: h S = hf ( b b w ) h y f 2 hy + b w ( h y ) 2 nA s ( y d1 ) Với n l tỷ lệ môđun đn hồi của cốt thép v bê tông: n= Ti liệu lu hnh nội bộ Es Ec Trang 18 Bộ môn Kết Cấu n đợc lấy tròn đến số nguyên v phải lấy n 6 Mô đun đn hồi của cốt thép : Es = 2. 105. .. thép chịu nén (mm2) As = diện tích cốt thép chịu kéo (mm2) Độ võng do hoạt tải lấy theo trị số lớn hơn của: Kết quả tính toán do chỉ một mình xe tải thiết kế, hoặc Kết quả tính toán của 25% xe tải thiết kế cùng với tải trọng ln thiết kế Độ võng của dầm giản đơn do tải trọng ln gây ra tại mặt cắt giữa nhịp tính nh sau : 5qL4 yL = 384E c I Trong đó: Ec = môđun đn hồi của bê tông L = chiều di nhịp tính...Bộ môn Kết Cấu 2.4 Tính toán vẽ biểu đồ bao vật liệu: 2.4.1 Tính toán mômen kháng tính toán của dầm khi bị cắt hoặc uốn cốt thép Để tiết kiệm thép, số lợng cốt thép chọn khi tính với mặt cắt có mômen lớn nhất sẽ đợc lần lợt cần bớt đi cho phù hợp với hình bao mô men Công việc ny đợc tiến hnh trên cơ sở các nguyên tắc sau đây: - Các cốt thép đợc cắt bớt cũng nh các cốt thép còn lại trên... ******&***** Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 24 Bộ môn Kết Cấu Ti liệu tham khảo 1 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 72-2 005 2 Cầu Bê tông cốt thép trên đờng ôtô (tập 1) Tác giả Lê Đìng Tâm, NXB Xây Dựng, 2 005 3 Cầu thép Tác giả Lê Đình Tâm NXB Giao Thông Vận Tải năm 2003 4 Design of highway bridges Tác giả RICHARD M.BARKER, JAY A.PUCKETT; NXB Jonh Wiley & Sons 5 Cầu Bê tông (tập 1) Tác giả Nguyễn Viết Trung,... ly cốt thép đai (mm) hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo tra đồ thị v bảng góc nghiêng của ứng suất nén chéo đợc xác định bằng cách tra đồ thị v bảng (độ) góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ) hệ số sức kháng cắt, với bê tông tỷ trọng thờng =0,9 diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm2) sức chống cắt của cốt thép đai sức chống cắt của bê tông diện tích cốt thép. .. Với Vc = 0, 083 f c, b v d v : Sức kháng cắt danh định của bê tông Tính khoảng cách cần thiết giữa các cốt thép đai ở sờn dầm: s Av f y dv Vs cot g * Kiểm tra lợng cốt thép đai tối thiểu ở sờn dầm: Av f y f, b s Av 0, 083 c v s fy 0, 083 f c, bv Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 14 Bộ môn Kết Cấu * Kiểm tra khoảng cách tối đa giữa các cốt thép đai ở sờn dầm: - Nếu Vu < 0,1 f c,bv d v thì s 0,8dv 600mm... 19 Bộ môn Kết Cấu Mcr = Icr = Ig = (mm4) fr = mô men nứt (N.mm) mômen quán tính nứt của tiết diện, có tính đổi cốt thép ra bê tông (mm4) mômen quán tính của tiết diện nguyên không tính cốt thép, lấy đối với trọng tâm cờng độ chịu kéo khi uốn (MPa) Với bê tông tỷ trọng thờng có thể lấy f r = 0,63 f c' yt = khoảng cách từ trục trung ho đến thớ chịu kéo ngoi cùng (mm) Ma = mô men lớn nhất trong cấu kiện... thanh cốt thép (MPa) = cờng độ chịu nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngy, trừ khi có tuổi khác đợc fc quy định (MPa) db = đờng kính thanh hoặc sợi cốt thép( mm) Các hệ số điều chỉnh lm tăng l d Chiều di triển khai cơ bản, l db, phải nhân với hệ số sau đây hoặc các hệ số đợc coi l thích hợp : Cốt thép nằm ngang ở đỉnh hoặc gần nằm ngang đợc đặt sao cho có trên 300 mm bê tông tơi đợc đổ bên dới cốt thép . () =+ '' f ncwe 1cwfe h a M0,85fbad 0,85fbbhd 22 Đặt: = e a Aad 2 () = = ' f n1cwfe e ' cw h M 0,85fbb hd a 2 Aad 20,85fb 2 ee ad d A= Từ phơng trình. dầm có thể lấy: Ti liệu lu hnh nội bộ Trang 7 Bộ môn Kết Cấu ( ) 0,8 0,9 e dh=ữ hoặc 1e dhd= Với d 1 l khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến thớ dới của dầm. e Biểu đồ T= A