GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông SVTH: Bùi Công Danh 81100487 41 Chương V: DẦM CHÍNH 1. Số liệu tính toán: Mặt cắt ngang kết cấu nhịp 2. Đặc trưng hình học, hệ số phân bố tải trọng: 2.1. Đặc trưng hình học mặt cắt dầm Super T:  Xét các mặt cắt đặc trưng gồm: - Mặt cắt gối: x o = 0m - Mặt cắt cách gối dv (kiểm tra lực cắt): x 1 = 1.26m - Mặt cắt không dính bám 1 x 2 = 3m - Mặt cắt không dính bám 2 x 3 = 6m - Mặt cắt L/2: x 4 = L tt /2 = 18.15m  Tính toán các đặc trưng hình học tại các mặt cắt bằng phương pháp truyền toạ đô: - Diện tích mặt cắt:    1 1 1 1 2 n mc i i i i i A X X Y Y                 - Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến đáy dầm:     2 2 1 1 1 1 1 . 6 n b i i i i i i i mc y X X Y Y Y Y A                    - Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến thớ trên dầm: t b y H y  GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông SVTH: Bùi Công Danh 81100487 42 - Moment tĩnh đối với đáy dầm: b mc b S A y - Moment tĩnh đối với thớ trên dầm: t mc t S A y - Moment quán tính đối với đáy dầm:     3 2 2 3 1 1 1 1 1 1 . . 12 n b i i i i i i i i i J X X Y Y Y Y Y Y                      - Moment quán tính đối với trục trung hòa: 2 d b b mc I J y A   Dùng MS Excel ta có kết quả tổng hợp tại các mặt cắt như sau: x k (m) A mc (m 2 ) y b (m) y t (m) S b (m 3 ) S t (m 3 ) J b (m 4 ) I d (m 4 ) 0 0.940 0.461 0.339 0.433 0.31852 0.256 0.056 1.26 1.706 1.000 0.750 1.706 1.27907 2.172 0.467 3 0.631 0.890 0.860 0.562 0.542537 0.758 0.258 6 0.631 0.890 0.860 0.562 0.542537 0.758 0.258 18.15 0.631 0.890 0.860 0.562 0.542537 0.758 0.258 Các mặt cắt tại vị trí đặc trưng 2.2. Hệ số làn: B 1 = 7.5m nên chia thành 2 làn  Hệ số làn: m làn = 1.2 2.3. Phân bố hoạt tải theo làn đối với monent: GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông SVTH: Bùi Công Danh 81100487 43 - Cường độ chịu nén của bê tông làn dầm: f ’ c1 = 50Mpa. - Mô đun đàn hồi của dầm:   = 0.043.   .     = 3.8x10 4 Mpa. - Cường độ chịu nén của bê tông làm bản mặt: f ’ c2 = 35Mpa. - Mô đun đàn hồi của bản mặt:   = 0.043.   .     = 3.18x10 4 Mpa 2.3.1. Hệ số phân bố hoạt tải đối với moment trong các dầm giữa: Với dầm Super T, hệ số phân bố ngang được tính theo công thức: - Phạm vi áp dụng: 1800 2400 3500 450 1750 1700 6000 36300 43000 5 3 tt b S H L N                   Không thỏa điều kiện - Phương pháp đòn bẩy: Sơ đồ tính của phương pháp đòn bẩy đối với dầm giữa ' 1 900 .1 0.625 S mm y S    ' 2 1200 .1 0.5 S mm y S    S S 3000 1800 1800 18001200 1 y ' 3 y ' 1 y ' 1 y ' 2 y ' 4 y ' 4 GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông SVTH: Bùi Công Danh 81100487 44 ' 2 1800 .1 0.25 S mm y S    ' 4 1500 .1 0.375 S mm y S    - Với xe tải thiết kế:     ' ' ' 1 1 3 2 1 1 .max 2 , 1 max 0.625;0.4375 0.625 2 4 HL lan g m x y y y            - Với tải trọng làn:   ' 1 4 1.2 1 1 3 0.825 3 2 lan g x y    Vậy 3 0.625 mg g  2.3.2. Hệ số phân bố hoạt tải của moment đối với dầm biên: - Một làn thiết kế dùng phương pháp đòn bẩy y 1 = 1.40 y 2 = 0.77 y 3 = 0.56 y 4 = 0.31 - Với xe tải thiết kế: 2 4 1 1 1.2 1.2 0.31 0.186 2 2 HL g x y x x   - Với tải trọng người đi: GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông SVTH: Bùi Công Danh 81100487 45   2 1 2 3 3 1.2 1 1.302 2 PL g x y y B B    - Với tải trọng làn:   2 3 4 3 2 1.2 1 0.151 3 2 Lan k g x y S S B B B      - Hai hay nhiều làn thiết kế: - Khoảng cách giữa tim bản bụng phía ngoài của dầm biên và mép trong bó vỉa hoặc lan can chắn xe: d e = S k – B 4 – B 3 – B 2 = 1200 – 250 – 1500 – 500 = -1050mm d e = -1050 < 0 nên: o 2 0.186 mbHL HL g g  o 2 0.151 mbLan Lan g g  o 2 1.302 mbPL PL g g  2.4. Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt: 2.4.1. Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm dọc giữa: - Phạm vi áp dụng: 1800 2400 3500 450 1750 1700 6000 36300 43000 5 3 tt b S H L N                   Không thỏa điều kiện - Dùng phương phá đòn bẩy  Vậy 3 0.625 vg g  (đã tính ở phần trên) 2.4.2. Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt của dầm dọc biên: - Một làn thiết kế: Dùng phương pháp đòn bẩy. - Đã tính trong phần trên: o 2 0.186 HL g  o 2 0.151 Lan g  GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông SVTH: Bùi Công Danh 81100487 46 o 2 1.302 PL g  - Hai hoặc nhiều làn thiết kế chịu tải: d e = S k – B 4 – B 3 – B 2 = 1200 – 250 – 1500 – 500 = -1050mm d e = -1050 < 0 nên: o 2 0.186 vbHL HL g g  o 2 0.151 vbLan Lan g g  o 2 1.302 vbPL PL g g  2.5. Hệ số điều chỉnh tải trọng: - Ta có: o η D : hệ số dẻo o η D = 1 đối với các bộ phận và liên kết thông thường. o η R : hệ số dư thừa. o η R = 1 đối với mức dư thừa thông thường. o η I : hệ số quan trọng. o η I = 1.05 cầu thiết kế là quan trọng. - η = η D . η R . η I = 1.05 > 0.95. 3. Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng: 3.1. Xác định tĩnh tải: 3.1.1. Tĩnh tải dầm chủ: - Xét đoạn dầm cắt khấc: o Lấy diện tích tiết diện: A o = 0.940m 2 o Tỷ trọng bê tông dầm chủ: γ c = 25kN/m 3 o Trọng lượng đoạn dầm: DC do = γ c . A o . 2L ck = 37.6 kN - Xét đoạn dầm đặc: o Lấy tiết diện: A 1 = 1.706m 2 o Trọng lượng đoạn dầm: DC d1 = γ c . A 1 . 2L dac = 102.36 kN - Xét đoạn còn lại: o Lấy tiết diện: A = 0.631m 2 GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông SVTH: Bùi Công Danh 81100487 47 o Trọng lượng đoạn dầm: DC d = γ c . A.[L – 2(L ck + L dac )] = 520.575 kN - Tĩnh tải dầm chủ coi là tải trọng rải đều trên suốt chiều dài dầm 1 37.6 102.36 520.575 17.852 / 37 do d d dc DC DC DC DC kN m L        3.1.2. Tĩnh tải bản mặt cầu: - Dầm giữa: 25 2.4 0.18 10.8 / bmg c bmg c f DC A Sh x x kN m       - Dầm biên: 2.4 25 1.2 0.18 10.8 / 2 2 bmb c bmb c k f S DC A S h kN m                     3.1.3. Tĩnh tải dầm ngang:   1.016 0.8 8 25 0.896 / 5 36.3 dn dn n dn c b tt S t N x x DC kN m N L x     3.1.4. Tĩnh tải ván khuôn lắp ghép: 7 .0.025 25 0.94 0.025 0.588 / vk c DC b x x kN m     3.1.5. Lan can có tay vịn: - Trọng lượng lan can: 0.29 / lc DC kN m - Trọng lượng gờ chắn: 7.5 / gc DC kN m  3.1.6. Trọng lượng lớp phủ mặt cầu và tiện ích công cộng: - Trọng lượng lớp phủ mặt cầu:     1 1 2 2 W 0.075 22.5 0.005 18 2.4 4.266 / lp D t t S x x kN m        - Các tiện ích: W 0.05 / ti D kN m - W W W 4.266 0.05 4.316 / lp ti D D D kN m      GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông SVTH: Bùi Công Danh 81100487 48 Phân bố tĩnh tải - Dầm biên: o y 1b = 1.448 o 1 . 0.29 1.448 0.420 / lcb lc b DC DC y x kN m   o 4 2 W W W 2 4.266 2.4 1.2 0.25 0.5 0.05 2.983 / 2.4 2 lp b k ti D S D S B B D S kN m                        - Dầm dọc giữa: o 0 / lcg DC kN m  o W W=4.316kN/m g D D 3.1.7. Tổng cộng tĩnh tải tác dụng lên các dầm dọc chủ: - Dầm giữa: o Giai đoạn chưa liên hợp bản mặt cầu: 17.852 / dc DC kN m  o Giai đoạn khai thác: đã đổ bản mặt cầu: 30.226 / g dc bmc dn lcg vk DC DC DC DC DC DC kN m       W 4.316kN/m g D  - Dầm biên: o Giai đoạn chưa liên hợp bản mặt cầu DC lc 1 y 1b D W SS k GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông SVTH: Bùi Công Danh 81100487 49 17.852 / dc DC kN m  o Giai đoạn khai thác: đã đổ bản mặt cầu: 38.056 / b dc bmb dn gc lcb vk DC DC DC DC DC DC DC kN m        W 2.983kN/m b D  3.2. Hoạt tải 0.65HL93 3.2.1. Xe tải thiết kế: 3.2.2. Xe hai trục thiết kế: 3.2.3. Tải trọng làn: 3.3. Đường ảnh hưởng moment và lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng: 3.3.1. Xác định các mặt cắt đặc trưng: - Mặt cắt gối: x o = 0m - Mặt cắt cách gối 0.72h: x 1 = 1.26m (kiểm tra lực cắt) - Mặt cắt không dính bám 1: x 2 = 3m - Mặt cắt không dính bán 2: x 3 = 6m 94.25kN (0.65x145) 1800 3500 4.3m 94.25kN 22.75kN 35x0.65 4.3m-9.0m 1800 3500 1200 71.5kN (0.65x110) 71.5kN 3.0m 9.3kN/m GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông SVTH: Bùi Công Danh 81100487 50 - Mặt cắt L/2: x 4 = 18.15m 3.3.2. Xác định đường ảnh hưởng nội lực tại các mặt cắt: Phương trình đường ảnh hưởng: - Phương trình đường ảnh hưởng moment tại mặt cắt x k như sau: o Trên đoạn x = 0 ÷ x k   1 tt k tt L x f x L    o Trên đoạn x = x k ÷ L tt   2 k tt tt x f x L L   - Phương trình đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt x k như sau: o Trên đoạn x = 0 ÷ x k 3 tt x f L   o Trên đoạn x = x k ÷ L tt 4 1 tt x f L   - 1 2 Mk tt M L y    - Diện tích phần ĐAH dương:   1 2 Vkd tt k V L x y    - Diện tích phần ĐAH âm: 3 1 2 Vka k x f   - Tổng diện tích ĐAH: Vk Vkd Vka      Đường ảnh hưởng moment mặt cắt x k x k + f 1 f 2 f [...]... GVHD: Lê Thị Bích Thủy - Đồ án cầu bê tông Vậy chọn nc = 40 4.2 Bố trí cốt thép DUL: 4.2.1 Bố trí cốt thép DUL tại mặt cắt ngang dầm: Tại mặt cắt giữa dầm bố trí cốt thép DUL như sau: Bố trí cốt thép DUL 4.2.2 Bố trí cốt thép DUL theo phương dọc dầm: SVTH: Bùi Công Danh 81100487 62 GVHD: Lê Thị Bích Thủy - Đồ án cầu bê tông Theo phương dọc cầu cốt thép DUL được kéo thẳng, để tránh xuất hiện ứng suất... kiểm toán ứng suất trong bê tông: - Moment do tải trọng thường xuyên có xét đén bản mặt cầu và dầm ngang tác dụng lên dầm biên M DC 1b   DCdc  DCbmb  DCdn  DCvk  M SVTH: Bùi Công Danh 81100487 71 GVHD: Lê Thị Bích Thủy - Đồ án cầu bê tông Moment do tải trọng thường xuyên giai đoạn sau khi liên hợp tác dụng lên bản mặt cầu: M DC 2b   DClc  DC gc  M - M DWb Khoảng cách từ trọng tâm dầm chưa... 18.15 0.05 0.12 0.18 4.54 1.2 1.2 2.4 5.2.3 Bề rộng quy đổi: - Chuyển đổi bê tông bản sang bê tông dầm: n'  Ecban 3.085 x104   0.837 Ecdam 3.687 x104 - Bề rộng bản quy đổi cho dầm giữa: bbang  n ' bhhg - Bề rộng bản quy đổi cho dầm biên: bbanb  n' bhhb SVTH: Bùi Công Danh 81100487 66 GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông xk (m) bbanb bbang 0.00 2.01 2.01 1.26 2.01 2.01 3.00 2.01 2.01 6.00 2.01... 0.00 65.85 149.00 271.15 491.33 SVTH: Bùi Công Danh 81100487 51 GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông 3.4.2 Moment tác dụng lên dầm giữa do tĩnh tải: 3.4.2.1 Giai đoạn chưa đổ bản bê tông: M DCdc  DCdcM xk (m) MDCdc (kN.m) 3.4.2.2 0 0.00 1.26 394.09 3 891.71 6 1622.75 18.15 2940.43 Giai đoạn khai thác: đã đổ bản bê tông: M DCg  DC g M M DWg  DWg M xk (m) 0 1.26 3 6 18.15 MDCg (kN.m) 0.00 667.24... Bích Thủy Đồ án cầu bê tông 6.00 0.1 0.36 0.18 9.075 2.52 2.4 2.4 18.15 0.1 0.36 0.18 9.075 2.52 2.4 2.4 5.2.2 Dầm biên: - Đối với dầm biên, bề rộng hữu hiệu của bản có thể lấy bằng nửa bề rộng hữu hiệu dầm giữa cộng giá trị nhỏ hơn trong các giá trị sau: o 1/8 chiều dài nhịp: Bban1  Ltt 36.3   4.54m 8 8 o 6 lần bề dày trung bình của bản cộng giá trị lớn hơn trong 2 giá trị bề rộng sườn dầm và ¼... 81100487 52 GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông VDCdc  DCdcV xk (m) 0 1.26 3 6 18.15 VDCdc (kN) 324.01 301.52 270.46 216.90 0.00 3.4.4.2 Giai đoạn khai thác: đã đổ bản bê tông: VDCg  DC g V VDWg  DWg V xk (m) 0 1.26 3 6 18.15 VDCg (kN) 548.60 510.52 457.92 367.25 0.00 VDWg (kN) 78.34 72.90 65.39 52.44 0.00 3.5 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: 3.5.1 Moment do hoạt tải... cgp Trong đó: - Ep =1.97x105 Mpa : modul đàn hồi của thép DUL - Eci : modul đàn hồi của bê tông lúc truyền lực Eci  4800 f c'1 Mpa  4800 50  33941MPa SVTH: Bùi Công Danh 81100487 68 GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông - nc = 36 : số lượng các tao thép ứng suất trước giống nhau - fcgp = tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép DUL do lực dự ứng lực sau khi truyền và tự trọng của cấu kiện... ứng khu vực cầu, lấy trung bình năm (%) Lấy Ha = 86% f pSR  117  1.03H a  117  1.03 x86  28.42 MPa 6.3 Mất mát ứng suất do từ biến: f pCR  12 f cgp  7 f cdp - Độ lệch tâm của cốt thép DUL đối với mặt cắt dầm liên hợp bản mặt cầu: SVTH: Bùi Công Danh 81100487 69 GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông e pslh.bt  yb.lh.bt  C ps - Moment tĩnh tại trọng tâm cốt thép DUL của mặt cắt dầm liên hợp... cắt dầm 5.1 Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm Super T giai đoạn I (chưa đổ bản mặt cầu) : Quy đổi thép DUL thành diện tích Aps đặt tại trọng tâm đám thép DUL (bỏ qua 2 tao thép phía trên) Đặc trưng hình học mặt cắt dầm Super T giai đoạn I: - Modul đàn hồi của bê tông: Ecdam = 3.678 x 104 MPa - Modul đàn hồi của thép: Ep = 1.97 x 105 Mpa - Hệ số quy đổi thép sang bê tông: nI  - Diện tích mặt cắt dầm. .. Công Danh 81100487 72 GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án cầu bê tông o Do tổng DUL hữu hiệu, tải trọng thường xuyên, nhất thời và vạn chuyển:  Giới hạn ứng suất nén của bản mặt cầu: f cf 3.nb  0.6 f c'2  0.6  35  21MPa  Giới hạn ứng suất nén thớ trên của dầm: f cf 3.nd  0.6 f c'1  0.6  50  30 MPa o Ứng suất kéo thớ dầm Giới hạn ứng suất kéo của thớ dưới dầm Super T DUL có dính bám trong điều kiện . Thị Bích Thủy Đồ án c u bê tông SVTH: Bùi C ng Danh 81100487 49 17.852 / dc DC kN m  o Giai đoạn khai th c: đã đổ bản mặt c u: 38.056 / b dc bmb dn gc lcb vk DC DC DC DC DC DC DC kN. 110 dem V V V x y y   - L c cắt xe thiết kế:   tan max ; xetk truck dem V V V q lan 4.3m 4.3m 1.2m x k y V1 y V2 y V3 y V4 - + GVHD: Lê Thị Bích Thủy Đồ án c u bê tông SVTH: Bùi C ng. (1 ) LLb vbHL xetk Vblan lanx VbPL PLx V g IM V g V g V    - Tại c c mặt c t c a dầm giữa: o IM = 25% o (1 ) LLg VgHL xetk Vglan lanx V g IM V g V    x k (m) V LLb (kN) V LLg (kN)