Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 Trờng đại học giao thông vận tải Khoa công trình môn ctgttp Thiết kế môn học dầm cầu bê tông cốt thép Giáo viên hớng dẫn : Trần việt Hùng Hà Nội 01/06/06 Thiết kế Dầm cầu Bê tông cốt thép dự ứng lực mặt cắt chữ t lắp ghép (Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05) A-Số liệu thiết kế Thiết kế Cầu bê tông cốt thép DƯL nhịp giản đơn : - Chiu di nhp L=30m - Kh cu K=10,5+2.2,0 m - Ti trng thit k HL93,ngi i 3.10-3 Mpa Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 - Dng kt cu nhp Cu dm Dng mt ct ngang Ch T Vt liu kt cu BTCT d ng lc Cụng ngh to ng lc cng sau Cp bờ tụng Grade 60 Loi ct thộp DL tao 12.7 mm Ct thộp thng G40 Quy trỡnh thit k :22TCN 272-05 Xe ti thit k 35 kN 145 kN 145 kN 4300 mm 4300 mm tới 900mm mmm 600 mm nói chung 300mm mút thừa mặt cầu Làn thiết kế 3600 mm Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 B-Thiết kế 1.các loại vật liệu 1.1.Cốt thép DƯL Tao thép DƯL : -Cờng độ kéo fpu=1860 Mpa -Giới hạn chảy thép DƯL : fpy=1670 Mpa -Mô đun đàn hồi thép: Ep=197000 Mpa -Đờng kính tao thép 12,7mm -Diện tích tao cáp 98,7 mm2 1.2.Cốt thép thờng -G40: fy =400 Mpa 1.3.Vật liệu bê tông -Cấp bê tông G60: -Cờng độ chịu nén bê tông tuổi 28 ngày f c=60 Mpa -Mô đun dàn hồi BTdầm: Ec= 0,043. 1.5 c fc ' = 39161,65 Mpa 2.Chọn sơ kết cấu nhịp 2.1.Chiều dài tính toán nhịp -Tổng chiều dài toàn dầm 30m, để hai đầu dầm kê gối 0,4m.chiều dài tính toán nhịp 29,2m 2.2.Số lợng khoảng cách dầm chủ -Chiều rộng toàn cầu B=B1+2B3+2B2+2B4=10500+2.2000+2.0+2.500=15500mm +B1=10500 mm chiều rộng cầu +B3=2000 mm chiều rộng phần dành cho ngời +B2=200 mm Chiều rộng vạch sơn (nhng ta không tính vào bề rộng cầu mà vạch sơn bố trí lề ngời phần xe chạy) +B4=500 mm bề rộng lan can 15500 S dutinh 2200 B 15500 = 2200 mm -Khoảng cách S dầm chủ : S Nb -Ta chọn S= 2200mm B ( N b 1)S Sk: Sk= =1150 mm -Số lợng dầm chủ ta chọn Nb B = 2.3.Chiều cao dầm chủ -Đối với cầu ô tô : h/L=1/18 ữ 1/22 ta chọn h=1600 mm Kiểm tra lại chiều cao dầm tối thiểu hmin=0,045L Trong L-Chiều dài nhịp tính toán L=29200 mm -hmin=0,045.29200Mu=29,86 Đạt Vậy mặt cắt thoả mãn cờng độ + Kiểm tra lợng cốt thép tối đa (Điều 5.7.3.3.1) Phải thoả mãn điều kiện c 0.42 de de =dP =132 mm (Do coi Aps = ) c: khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục TH, c 6,617 = =0,05 Diện tích cốt thép As=5 3,1416.14 =769.69mm2 ds=ts-25- d0 14 =200-25- =168 mm 2 1=0.65 c= As f y 0.85 f c' b f = 769,69.400 =4,222 mm 0,85.60.0,65.2200 a=1.c=0,65.4,222=2,7443 mm a Mn=As.fs.(dp- )=769,69.400.(168- 2,7443 ).10-6=51,3KNm Mr=.Mn=0,9.51,3=46,17 KNm >Mu=35.76 Đạt Vậy mặt cắt thoả mãn cờng độ + Kiểm tra lợng cốt thép tối đa c 4.222 = =0,025 Chiều dày thực =200+30 =230mm => Ag=230x1 = 230mm2 AS 0,75 Ag fy = 0,75 230 = 0.431mm / mm 400 Cốt thép co ngót nhiệt độ không đợc đặt rộng 3.0 lần chiều dày cấu kiện(3.200=600mm) 450 mm Cốt thép co ngót nhiệt độ theo phơng dọc cầu 0.5AS =0.2065 Sử dụng NO10 @450 có As=0.22mm2/mm 10.4.1.5.Kiểm tra mặt cầu theo trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm toán nứt) Theo Điều 5.5.2 vấn đề phải kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng nứt , biến dạng ứng suất bê tông Do nhịp nhỏ thép dự ứng lực nên đồ án kiểm toán nứt đỗi với mặt cầu theo Điều 5.7.3.4 Các cấu kiện phải đợc cấu tạo cho ứng suất kéo cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng fsa không đợc vợt f s f sa = Z ( d c A) / 0,6 f (Điều 5.7.3.4-1) Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 53 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 Trong : dc =chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo tâm hay sợi đặt gần ; nhằm mục đích tính toán phải lấy chiều dày tĩnh lớp bê tông bảo vệ dc không lớn 50 mm Z = Thông số bề rộng vết nứt (N/mm) Lấy Z= 23000 N/mm cấu kiện môi trờng khác nghiệt thiết kế theo phơng ngang +fsa = ứng suất kéo cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng +A = Diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo đợc bao mặt cắt cuả mặt cắt ngang đờng thẳng song song với trục trung hoà, chia cho số lợng (mm2) 10.4.1.5.1 Kiểm tra nứt mô men dơng Mô men dơng lớn M = 23,51KNm/1m Tính fs: Xác định vị trí trục trung hoà : + Lấy mômen tĩnh với trục qua cạnh dới mặt cắt: h S = b.h + n As d + n As '.d ' =1.200.200/2+6.1206,3744.132+5.769,69.168= mm3 n hệ số chuyển từ cốt thép bê tông + Diện tích mặt cắt A = b.h + n As + n As ' = 7324.4444 mm2 + Khoảng cách từ THH đến mép dới mặt cắt: y = S 531492.2 =72,564 mm = A 7324.444 Xác định mô men quán tính mặt cắt : I= 281276.76+368575.32+412550.34=1062475 mm4 ứng suất cốt thép mép dới : My 200000 23,51.72,564.10 f s = n = 82 Mpa = 10624750 I 39161,6 dc = 25 +14/2 = 32mm < 50 mm A= 2.32.1800 =28800 mm2(Diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo đợc bao mặt cắt cuả mặt cắt ngang đờng thẳng song song với trục trung hoà, chia cho số lợng thanh) => f sa = Z 23000 = = 236,345 Mpa < 0,6 f y = 0.6 x 400 = 240 Mpa 1/ (32.28800)1 / ( dc A ) fsa=236,345Mpa > fS = 82 Mpa Đạt Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 54 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 10.4.1.5.2.Kiểm tra nứt mô men âm Mô men âm lớn M= -19,59KNm/m (bảng 3-1) Khoảng cách từ TTH đến mép mặt cắt: y=200-72,564=127,436 mm ứng suất cốt thép mép : My 200000 19,59.(127,436 68).10 f s = n = = 55,967 Mpa 10624750 I 39161,6 dc = 60 +16/2 = 68mm < 50 mm =>dC = 50 mm (theo điều trên) A= 2.50.1800 =36000 mm2 => f sa = Z 23000 = = 189 Mpa < 0,6 f y = 0.6 x 400 = 240 Mpa 1/ (50 x 36000)1 / ( dc A ) lấy fsa=189 Mpa > fS = 55,967 Mpa Đạt Vậy mặt cầu thoả mãn điều kiện kiểm toán nứt trạng thái giới hạn sử dụng 10.4.1.6.Kiểm tra bố thép theo thiết kế kinh nghiệm Phải đặt lớp cốt thép đảng hớng ,fy 400Mpa Cốt thép phải gần mặt tốt Lớp đáy : Số lợng thép tối thiểu cho lớp 0.57 mm 2/mm Theo thiết kế cốt thép theo phơng 1.11mm2/mm theo phơng dọc 0.8 mm2/mm > 0.57mm2/mm ( thoả mãn) Lớp đỉnh : Số lợng thép tối thiểu cho lớp 0.38 mm 2/mm Theo thiết kế cốt thép theo phơng 1.11mm2/mm theo phơng dọc 0.22 mm2/mm < 0.38mm2/mm =>phải cốt thép theo phơng dọc chọn No10 a200 As= 0.5mm2/mm Khoảng cách lớn cốt thép 450mm Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 55 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 56 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 \ Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 57 [...]... đáy dầm lên 18.5714 30.9143 46.3714 60.4143 65.3857 68.00 48.363 81.6286 69.2857 53.8286 39.7857 34.8143 32.2 Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt tới trọng tâm cốt thép chịu kéo 6.2.2Trắc dọc cáp DUL Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 25 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 26 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép. .. -Mô đun dàn hồi của thép DUL keo sau E p = 197000 Mpa -Sử dụng thép có độ tự chùng thấp của hãng VSL:tiêu chuẩn ASTM A416 Grade270 5 2 .Thép thờng (G40) Giới hạn chảy của cốt thep thanh Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 19 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 Fy=400 Mpa Mô đun đàn hồi : Es= 200000 Mpa 5.3.2 Bê tông cấp G60 Tỷ trọng của bê tông : c = 24 kN... các trờng hợp sau: Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 12 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 +Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp với hiệu ứng tải trọng làn thiết kế( HL93M) +Hiệu ứng của một xe tải thiết kế có cụ ly trục bánh thay đổi nh trong TCN tổ hợp với hiệu ứng của tải trọng làn thiết kế( HL93K) Đối với các mô men âm giữa các điểm uốn ngựoc chiều... 0.2875 qua cánh qua cánh qua cánh qua cánh mm mm Mpa N.mm kNm 120.4116 78.3 1815.7 1.237E+10 12370.974 120.138 78.1 1811.5 1.1E+10 11261.4 119.217 77.5 1797.7 8.6E+09 8610.25 119.007861 77.4 1794.5 8270640068 8270.64007 kNm 11002.17 8259.69 1049.59 0 M>=Mu Đạt Đạt Đạt Đạt 8.2.Kiểm tra hàm lợng cốt thép DUL Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 35 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng.. .Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 4.nội lực dầm chủ do hoạt tải 4.1.Tính toán hệ số phân bố hoạt tải theo làn Số dầm chủ n=7:dùng công thức _Đối với các dầm chủ bên trong : Một làn thiết kế chịu tải : 0 ,1 0, 4 0,3 S S K g g = 0,06 + 3 4300 L Lt s -Phạm vi áp dụng... văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 22 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 vị trí tim bó cáp mặt cắt đầu dầm neo yi vị trí tim bó cáp mặt cắt gối fi vị trí tim bó cáp mặt cắt xi ai vị trí tim bó cáp mặt cắt giữa dầm xi L/2 bảng tung độ đờng trục các bó cốt thép N1 x Mặt cắt Tọađộ (cm) f y(cm) L/2 1500 100 L/4 750 75.0 L/8 375 43.8 100 C.gối0,8m 120 15.4 Gối 40 5.3 Đầu dầm 0 0.0 N2... ytd=Stđ/Atđ=975,544 mm +Xác định y t td = h y d td = 1600-975,544=624,456mm +Xác định Itđ: Mô men quán tính của mặt cắt tính đổi Itđ=Io+5,456.4836.6.(975,544-185,714)2 Itđ=2,7354E+11 mm4 Ta có bảng kết quả tính toán: Tính cho dầm biên Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 28 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 Đặc trng L/2 A S Yd Yt I 814206.5 7.94E+08 975.5441 624.4559... Thạch - Cầu đờng sắt-K43 31 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 fpF (Mpa) 34.9749 17.5722 8.8045 0.9407 7.3-Co ngắn đàn hồi Mất mát do co ngắn đàn hồi về bản chất là khi căng bó sau sẽ gây mất mát cho bó trớc Trong đó: Ep - Mô đun đàn hồi của thép DƯL(Mpa) Eci -Mô đun đàn hồi của BT lúc truyền lực(Mpa) N - Số lợng các bó thép ứng suất trớc giống nhau Tổng ứng suất b tông ở trọng... co ngót b tông trong cấu kiện kéo sau đợc xác định theo công thức: Trong đó: Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 32 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 H - Độ ẩm tơng đối bao quanh kết cấu, đợc lấy trung bình hàng năm Lấy H = 80 % Mặt cắt fpSR Mc L/2 25.0 M/c (2L/8) 25.0 M/c (L/8) 25.0 M/c (Gối) 25.0 7.5 Mất mát do từ biến Trong đó: - Tổng ứng suất b tông ở... co ngắn đàn hồi của bê tông Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 33 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 Mặt cắt fpj fpy fpR1 Mpa Mpa Mpa Mc L/2 1169 1667 8.7613 M/c (2L/8) 1195 1667 9.8612 M/c (L/8) 1202 1667 10.1686 M/c (Gối) 1218 1667 10.9254 7.6.2 Mất mát do dão thép sau khi truyền Với thép ít dão cho cấu kiện kéo sau mất mát do dão thép sau khi truyền ... văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 25 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 26 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực... thừa mặt cầu Làn thiết kế 3600 mm Sinh viên thực hiện: Hoàng văn Thạch - Cầu đờng sắt-K43 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 B -Thiết kế 1.các loại vật liệu 1.1 .Cốt thép DƯL... đờng sắt-K43 Thiết kế dầm T bê tông cốt thép dự ứng lực theo 22TCN272-05 9,94 kN/m 22,12 kN/m 1,69 200 Bảng tổng kết Do mặt cầu g DC1( bmc ) Do TLBT dầm chủ g DC1( dc ) Do TLBT dầm ngang 75 600