Đang tải... (xem toàn văn)
Bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng kết hợp của hai loại vật liệu là bê tông và thép cùng cộng tác chịu lực. Bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong xây dựng hiện nay, là lo
Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Chương 4: Thiết Kế Bản Mặt Cầu Thiết Kế Bản Mặt Cầu ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… GVHD: ThS Nguyễn Văn Sơn Bộ Môn: Kỹ Thuật Xây Dựng ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Bản Mặt Cầu ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Thiết Kế Bản Mặt Cầu ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 1/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Thiết Kế Bản Mặt Cầu ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Thiết Kế Bản Mặt Cầu ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Thiết Kế Bản Mặt Cầu ……………………………………… ……………………………………… Phương Pháp Thiết Kế: Phá Thiế ……………………………………… - Thiết kế theo kinh nghiệm - Thiết kế theo truyền thống ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 2/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Kinh Nghiệm ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Chiều dài hữu hiệu BMC: Chiề hiệ Đối với BMC đặt dầm thép chiều dài hữu hiệu xác định sau: ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… bf = 300 Se = 2822 ……………………………………… ……………………………………… Se = S – bf/2 Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… Phương Pháp Thiết Kế Theo Kinh Nghiệm ……………………………………… ……………………………………… Chiều dài hữu hiệu BMC: Chiề hiệ Đối với BMC đặt dầm BTCT tiết diện chữ I chiều dài hữu hiệu xác định sau: ……………………………………… ……………………………………… bf = 300 Se = 2140 ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Se = S – 2bf/3 Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… Phương Pháp Thiết Kế Theo Kinh Nghiệm ……………………………………… ……………………………………… Chiều dài hữu hiệu BMC: Chiề hiệ Đối với BMC đặt dầm BTCT tiết diện chữ T chiều dài hữu hiệu xác định sau: ……………………………………… ……………………………………… Se = 2200 ……………………………………… bw = 200 ……………………………………… ……………………………………… Se = S – bw Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 3/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Kinh Nghiệm ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Điều kiện để sử dụng PP thiết kế BMC theo kinh nghiệm: Điề kiệ thiế nghiệ Chỉ nên dùng phương pháp thiết kế BMC bê tông cốt thép thoả mãn điều kiện sau đây: - Sử dụng khung ngang, dầm ngang vách ngăn toàn mặt cắt ngang vị trí gối - Đối với mặt cắt ngang gắn vào phận cứng chịu xoắn mặt cắt dầm hình hộp tách riêng hộp với nhau, mặt cắt dầm nhiều hộp có vách ngang trung gian hộp với khoảng cách khơng q 8000 mm - Có cấu kiện đỡ thép và/hay bê tông - Bản mặt cầu phải đổ chỗ hoàn toàn bảo dưỡng nước Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 10 Phương Pháp Thiết Kế Theo Kinh Nghiệm ……………………………………… ……………………………………… Điều kiện để sử dụng PP thiết kế BMC theo kinh nghiệm: Điề kiệ thiế nghiệ - Bản mặt cầu phải có chiều dày khơng đổi, trừ chỗ nách cánh dầm chỗ tăng dày cục khác (dùng để đặt cáp căng cáp dự ứng lực kết cấu dầm BTCT dự ứng lực) - Tỷ lệ chiều dài hữu hiệu chiều dày thiết kế không vượt 18.0 không nhỏ 6.0 - Chiều dày phần lõi không nhỏ 100 mm - Chiều dài hữu hiệu không vượt 4100 mm - Chiều dày tối thiểu 175 mm, khơng tính lớp mặt chịu tổn thất mài mịn (nếu có) Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 11 Phương Pháp Thiết Kế Theo Kinh Nghiệm ……………………………………… ……………………………………… Điều kiện để sử dụng PP thiết kế BMC theo kinh nghiệm: Điề kiệ thiế nghiệ - Chiều dài phần hẫng không nhỏ lần chiều dày măt cầu Khi sử dụng lan can dạng tường chiều dài tối thiểu phần hẫng lần chiều dày - Cường độ nén BT BMC 28 ngày tuổi không nhỏ 28MPa - Đối với dầm thép: phải làm neo chống cắt với cự ly tim đến tim 600mm vùng moment âm kết cấu phần liên tục thép Đồng thời phải thoả mãn mặt cầu liên hợp với kết cấu thép đỡ, tức neo chống cắt phải đảm bảo BMC làm việc với dầm thép tiết diện đồng - Đối với dầm BTCT: cốt đai kéo dài vào mặt cầu phải thỏa mãn quy định dầm thép Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 12 4/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Kinh Nghiệm ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Các yêu cầu cốt thép: thé Khi thiết kế theo kinh nghiệm cần: ……………………………………… - Phải đặt lớp cốt thép đẳng hướng bản, lớp lớp Lớp đặt theo phương chiều dài hữu hiệu ……………………………………… - Cốt thép phải đặt gần mặt tốt, phải thoả mãn lớp bảo vệ cho cốt thép - Số lượng thép tối thiểu 0.57 mm2/mm thép cho lớp đáy 0.38mm2/mm thép cho lớp đỉnh Cự ly cốt thép không 450 mm - Cốt thép sử dụng phải từ cấp 400 trở lên - Toàn cốt thép thẳng trừ móc chỗ có yêu cầu - Chỉ dùng mối nối chập đầu Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 13 Phương Pháp Thiết Kế Theo Kinh Nghiệm ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 14 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Các bước tính tốn, thiết kế BMC: bướ toá thiế Chọn sơ chiều dày BMC Xác định bề rộng dải tương đương BMC Xác định tải trọng tác dụng lên BMC Xếp tải lên BMC Tính tốn nội lực BMC tổ hợp nội lực Thiết kế kiểm toán phần BMC nhịp Thiết kế kiểm toán phần hẫng Tính tốn bố trí thép BMC Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 15 5/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Chọn sơ chiều dày BMC: Chọ chiề - Chiều dày tối thiểu 175 mm, khơng tính lớp mặt chịu tổn thất mài mịn (nếu có) - Chiều dày phần hẫng phải thoả mãn thêm ều kiện chống cắt lực tác dụng lan can gây Chiều dày nhỏ hẫng mặt cầu bê tông cốt thép phải lấy sau: + Đối với phần hẫng mặt cầu bê tông đỡ hệ thống nhô cao: 200mm + Đối với hệ thống cột nhô cao cạnh biên: 300mm + Đối với phần hẫng mặt bê tơng cầu đỡ tường phịng hộ rào chắn bê tông: 200mm Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 16 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Xác định bề rộng tương đương: đương: - Một phần tử tuyến tính nhân tạo tách từ mặt cầu để phân tích, hiệu ứng lực cực trị tính cho đường tải trọng bánh xe, theo phương ngang dọc, tải trọng xuất thật BMC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… X: khoảng cách từ tải trọng đến tim dầm Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 17 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… X: khoảng cách từ tải trọng đến tim dầm Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 18 6/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Xác định tải trọng tác dụng lên BMC: trọ - Xác định tải trọng tĩnh tải tác dụng lên toàn mặt cầu như: ……………………………………… + Lớp phủ mặt cầu (bao gồm lớp BTN, lớp mui luyện (nếu có)) + Trọng lượng thân mặt cầu + Lan can, rào chắn ……………………………………… ……………………………………… + Lề hành ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 19 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Xác định tải trọng tác dụng lên BMC: trọ - Xác định tải trọng hoạt tải tác dụng lên toàn mặt cầu như: ……………………………………… + Xe tải xe trục ……………………………………… + Tải trọng + Tải trọng người ……………………………………… + Lực xung kích + Tải trọng xe va vào lan can tính tốn hẫng ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 20 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Xác định tải trọng tác dụng lên BMC: trọ ……………………………………… Chú ý: - Tuỳ theo chiều dài hẫng mà ta chọn tải trọng bánh xe cho hợp lý Ví dụ: Nếu ta bố trí hẳn vệt tiếp xúc bánh xe để tính tốn hẫng ta khơng cần phải quy đổi tải trọng bánh xe thành tải trọng vệt - Khi thiết kế theo phương pháp dải gần tùy theo dải ngang hay dọc, nhịp dải tương đương mà ta chọn tải trọng tính tốn cho hợp lý ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 21 7/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Xác định tải trọng tác dụng lên BMC: trọ Chú ý: ……………………………………… - Khi thiết kế BMC theo phương pháp dải gần tải trọng thiết kế cho BMC nhịp lấy sau: ……………………………………… + Khi dải ngang nhịp ko vượt 4600mm dải ngang thiết kế theo bánh xe trục 145000N + Khi dải ngang nhịp vượt 4600mm dải ngang thiết kế theo bánh xe trục 145000N tải trọng + Khi dải dọc dải dọc thiết kế theo tải trọng bánh xe tải xe hai trục tải trọng Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 22 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 23 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 24 8/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Xác định tải trọng tác dụng lên BMC: trọ ……………………………………… Chú ý: - Tải trọng thiết kế cho BMC phần hẫng lấy sau: + Khi thiết kế hẫng có chiều dài hẫng khơng q 1800mm tính từ trục tim dầm ngồi đến mặt lan can bê tơng liên tục kết cấu, tải trọng bánh xe dãy ngồi thay tải trọng tuyến phân bố với cường độ 14.6N/mm cách bề mặt lan can 300mm + Phải xét đến tải trọng ngang hẫng lực va xe vào lan can ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 25 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 26 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống Xác định tải trọng tác dụng lên BMC: trọ + Phải xét đến tải trọng ngang hẫng lực va xe vào lan can ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 27 9/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống - Tải trọng lực va xe vào lan can tác dụng lên phần hẫng: ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 28 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống - Các mặt cắt cần xác định tải trọng lực va xe vào lan can tác dụng lên phần hẫng: ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… B C B C A A B C ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… A ……………………………………… 1/4bf từ tim dầm 1/3bf từ tim dầm Thiết Kế Cầu BTCT Tại mép bụng dầm ……………………………………… 29 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống - Hoạt tải xe va chạm vào lan can truyền lên hẫng: + Moment lực va xe tác dụng lên hẫng: M s = min(Rw ,1.2 Ft ).H ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… + Lực kéo, T, tác dụng lên hẫng : ……………………………………… T = (Rw ,1.2 Ft ) ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 30 10/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… a Thiết kế chịu moment dương: Thiế chị dương: - Xác định ứng suất cốt thép TTGH Sử dụng: + Xác định moment quán tính chuyển đổi BMC TTH: Khoảng cách từ đỉnh BMC đến TTH tiết diện chuyển đổi: ⎛ kd e = ⎜ ⎝ (ρn ) ⎞ + (2 ρn ) − ρn ⎟d e ⎠ Moment quán tính chuyển đổi BMC TTH: I t = (kd e ) + nAs (d e − kd e ) + Ứng suất cốt thép TTGH Sử dụng: fs = n.M sd ,tong y It ; y = d e − kd e Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 61 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… a Thiết kế chịu moment dương: Thiế chị dương: - Kiểm tra điều kiện: ……………………………………… f sa ≥ f s ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 62 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Thiết kế, kiểm toán phần BMC nhịp: Thiế kiể toá phầ giữ nhị b Thiết kế chịu moment âm: Thiế chị âm: Thiết kế tương tự phần chịu moment dương ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 63 21/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Thiết kế, kiểm toán phần hẫng: Thiế kiể toá phầ ng: - Các phần hẫng cần phải thiết kế với trường hợp thiết kế xem xét cách riêng lẻ sau: + Trường hợp thiết kế 1: Các lực va xô ngang dọc – TTGH đặc biệt + Trường hợp thiết kế 2: Các lực va xô thẳng đứng – TTGH đặc biệt ……………………………………… ……………………………………… + Trường hợp thiết kế 3: Các tải trọng trục bánh xe gây lên phần hẫng – TTGH cường độ I ……………………………………… - Ngoài hẫng cần phải kiểm tra việc hình thành vết nứt theo TTGH Sử dụng ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 64 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Thiết kế, kiểm toán phần hẫng: Thiế kiể toá phầ ng: a Trường hợp thiết kế thứ nhất: Trườ thiế thứ nhấ - Tính tốn cốt thép chịu lực theo TTGH Đặc biệt mặt cắt A: + Lực tác dụng lên phần hẫng gồm moment MSA lực kéo TA, hai nội lực tác dụng đồng thời lên phần hẫng + Lựa chọn đường kính cốt thép chịu moment dương (Φ10, 12, 14, 16 M10, M13, M16 có đường kính tương ứng 9.5, 12.7, 15.9 mm) ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… + Xác định chiều cao hữu hiệu, de: de = ts – a0 - Φ/2 + Xác định diện tích thép tối thiểu sau: Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 65 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… a Trường hợp thiết kế thứ nhất: Trườ thiế thứ nhấ + Xác định diện tích thép tối thiểu phân bố 1mm bề rộng để chịu moment MuA,tong TA sau: * Xác định hàm lượng thép yêu cầu để chịu moment MuA,tong: Rn = ……………………………………… ……………………………………… M uA,tong φ f bd e2 ⎛ f ' ⎞⎡ A' Rn ⎤ ρ = s = 0.85⎜ c ⎟ ⎢1.0 − 1.0 − ⎥ ⎜f ⎟ de 0.85 f c' ⎦ ⎝ y ⎠⎣ Hàm lượng thép tối thiểu để chịu moment MuA,tong: Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… ……………………………………… A's = ρd e Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… 66 22/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… a Trường hợp thiết kế thứ nhất: Trườ thiế thứ nhấ + Xác định diện tích thép tối thiểu phân bố 1mm bề rộng để chịu moment MuA,tong TA sau: * Xác định hàm lượng thép yêu cầu để chịu moment MuA,tong TA sau : T As = A' s + A fy ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Khoảng cách cốt thép: K/c côt thép = ……………………………………… A As → Khoảng cách bố trí nên lấy nhỏ giá trị tính tốn bên nên chọn chẵn để dễ thi cơng (200mm, 150mm, 100mm) Ngồi ra, cần chọn kh/cách để bố trí hài hịa phần cốt thép phần hẫng phần chịu moment âm Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… 67 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… a Trường hợp thiết kế thứ nhất: Trườ thiế thứ nhấ Tính tốn cốt thép chịu lực theo TTGH Đặc biệt mặt cắt A: ……………………………………… + Kiểm tra hàm lượng thép tối đa sau: ……………………………………… c / d e ≤ 0.42 a= c= As f y − T 0.85 f c'b ……………………………………… ; b = 1mm a ……………………………………… β1 ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 68 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… a Trường hợp thiết kế thứ nhất: Trườ thiế thứ nhấ - Tính tốn cốt thép chịu lực theo TTGH Đặc biệt mặt cắt A: ……………………………………… + Kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu sau: ……………………………………… As ≥ As ,min As = 0.03Ftd f c' / f y ……………………………………… Ftd = t s b b = 1mm ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 69 23/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… a Trường hợp thiết kế thứ nhất: Trườ thiế thứ nhấ - Tính tốn cốt thép chịu lực hẫng theo TTGH Đặc biệt mặt cắt B C thực tương tự mặt cắt A Thông thường mặt cắt A định cốt thép BMC - Đối với mặt cắt C, bỏ qua lực kéo TC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 70 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống Thiết kế, kiểm toán phần hẫng: Thiế kiể toá phầ ng: b TH Thiết kế thứ hai: Bản hẫng chịu tải trọng đứng xe va chạm - Hầu hết trường hợp hẫng thoả mãn điều kiện tải va xe theo phương đứng gây phá hoại so với tải trọng theo phương ngang dọc - Tuy nhiên, dạng lan can cột dầm phải kiểm tra khả chống xuyên thủng hẫng tải trọng thẳng đứng tĩnh tải tải trọng xe va tác dụng vào cột lan can ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 71 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống Thiết kế, kiểm toán phần hẫng: Thiế kiể toá phầ ng: c TH Thiết kế thứ ba: Bản hẫng chịu tải trọng đứng trục xe gây - Tính tốn cốt thép chịu lực theo TTGH Cường độ I mặt cắt A: + Không cần kiểm tra mặt cắt tải trọng trục bánh xe không gây nội lực mặt cắt - Tính tốn cốt thép chịu lực theo TTGH Cường độ I mặt cắt B: + Việc tính tốn cốt thép phần hẫng TTGH Cư ờng độ I tương t ự tính tốn phần BMC chịu moment âm - Đ ối với mặt cắt C khơng cần tính tốn cốt thép tiết diện tính tốn với phần chịu moment âm Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 72 24/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… d Kiểm tra hẫng TTGH Sử dụng: Kiể bả hẫ Sử - Tính tốn cốt thép chịu lực theo TTGH Sử dụng mặt cắt A: * Xác định ứng suất tới hạn để khống chế vết nứt + Thông số bề rộng vết nứt (trong môi trường khắc nghiệt): Z = 23000 N/mm + Chiều cao phần BT tính từ thớ chịu kéo đến tâm cốt thép đặt gần nhất: Vì mục đích kiểm tra, giá trị d c = a0 + Φ / a0 ≤ 50mm + Diện tích vùng bê tơng có trọng tâm với cốt thép chịu kéo: Ac = 2(d c )d dthanh: khoảng cách cốt thép ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 73 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… d Kiểm tra hẫng TTGH Sử dụng: Kiể bả hẫ Sử + Xác định ứng suất tới hạn để khống chế vết nứt: f sa ……………………………………… Z ⎧ 1/ ⎪ = ⎨ (d c Ac ) ⎪0.6 f y ⎩ ……………………………………… - Xác định ứng suất cốt thép TTGH Sử dụng: + Xác định moment quán tính chuyển đổi BMC TTH: Tỷ số Modul đàn hồi cốt thép BT BMC: n= E s = 200000 MPa Es Ec E c = 0.043γ c f c' Hàm lượng cốt thép chịu moment dương: A ρ= s bd e Tỷ số modul đàn hồi làm tròn xuống đến số nguyên không nhỏ 6.0 ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 74 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… d Kiểm tra hẫng TTGH Sử dụng: Kiể bả hẫ Sử - Xác định ứng suất cốt thép TTGH Sử dụng: + Xác định moment quán tính chuyển đổi BMC TTH: Khoảng cách từ đỉnh BMC đến TTH tiết diện chuyển đổi: kd e = ⎛ ⎜ ⎝ (ρn )2 + (2 ρn ) − ρn ⎞d e ⎟ ⎠ Moment quán tính chuyển đổi BMC TTH: I t = (kd e ) + nAs (d e − kd e ) + Ứng suất cốt thép TTGH Sử dụng: fs = n.M sd ,tong y It ; Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC y = d e − kd e ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 75 25/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… d Kiểm tra hẫng TTGH Sử dụng: Kiể bả hẫ Sử - Kiểm tra điều kiện: f sa ≥ f s ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 76 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… d Kiểm tra hẫng TTGH Sử dụng: Kiể bả hẫ Sử - Tính tốn cốt thép chịu lực hẫng theo TTGH Sử dụng mặt cắt B thực tương tự mặt cắt A Đối với mặt cắt C khơng cần tính tốn cốt thép tiết diện tính tốn với phần chịu moment âm ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 77 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé a Xác định vị trí cắt thép cốt thép phần hẫng: Xá đị vị trí thé củ cố thé phầ bả hẫ - Thông thư ờng cốt thép phần hẫng thường lớn nhiều cốt thép phần BMC chịu moment âm Do đ ó, để tiết kiệm, cốt thép phần hẫng thường cắt neo phần nhịp - Các bước tiến hành: + Vẽ biểu đồ bao moment cho tổng tải trọng (TTGH Cường độ I Đặc biệt) + Xác định khả ch ịu uốn tính tốn tiết diện phần hẫng phần BMC chịu moment âm + Dựa vào biểu đồ bao moment sức kháng uốn tiết diện để xác định vị trí cắt thép, từ xác định chiều dài cắt lý thuyết + Xác định chiều dài neo cốt thép, chiều dài triển khai cốt thép chiều dài cắt thép thực tế Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 78 26/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé a Xác định vị trí cắt thép cốt thép phần hẫng: Xá đị vị trí thé củ cố thé phầ bả hẫ - Các bước tiến hành: + Vẽ biểu đồ bao moment cho tổng tải trọng (TTGH Cường độ I Đặc biệt) Moment TTGH Đặc biệt Moment TTGH Cường độ I ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 79 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé a Xác định vị trí cắt thép cốt thép phần hẫng: Xá đị vị trí thé củ cố thé phầ bả hẫ - Các bước tiến hành: + Xác định khả ch ịu uốn tính tốn tiết diện phần hẫng phần BMC chịu moment âm: Từ phần cốt thép bố trí As, xác định sức kháng uốn tính tốn tiết diện M r = φ f M n = φ f As f y (d e − a / ) a = β1c = As f y 0.85 f c'b ; b = 1mm φf = 0.9 ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 80 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé a Xác định vị trí cắt thép cốt thép phần hẫng: Xá đị vị trí thé củ cố thé phầ bả hẫ - Các bước tiến hành: + Dựa vào biểu đồ bao moment sức kháng uốn tiết diện để xác định vị trí cắt thép lthuc te ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… llth lneo ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 81 27/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé a Xác định vị trí cắt thép cốt thép phần hẫng: Xá đị vị trí thé củ cố thé phầ bả hẫ - Các bước tiến hành: + Xác định chiều dài neo cốt thép, chiều dài triển khai cốt thép tổng chiều dài thép bố trí phần hẫng Chiều dài neo cốt thép lấy sau (S5.11.1.2.1): Chiều cao hữu hiệu BMC, de lneo = max 15 lần đường kính danh định cốt thép 1/20 chiều dài nhịp BMC Chiều dài cắt thép thực tế cốt thép phần hẫng (tính từ tim dầm đến vị trí cắt thực tế): lthuc te1 = llth + lneo Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 82 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé a Xác định vị trí cắt thép cốt thép phần hẫng: Xá đị vị trí thé củ cố thé phầ bả hẫ - Các bước tiến hành: + Xác định chiều dài triển khai cốt thép vào nhịp (S5.11.2): Chiều dài triển khai thép xác định sau ⎧0.02Ab f y ⎪ f 'c ldb = max⎨ ⎪0.06d f b y ⎩ Ab: diện tích cốt thép db : đường kính danh định cốt thép Chiều dài triển khai cốt thép, ld, xác định cách nhân ldb với hệ số điều chỉnh quy định điều S5.11.2.1.2 S5.11.2.1.3 Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 83 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ⎧0.02Ab f y ⎪ f 'c ldb = max⎨ ⎪0.06d f b y ⎩ ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 84 28/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ⎧0.02Ab f y ⎪ f 'c ldb = max⎨ ⎪0.06d f b y ⎩ ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 85 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé a Xác định vị trí cắt thép cốt thép phần hẫng: Xá đị vị trí thé củ cố thé phầ bả hẫ - Các bước tiến hành: + Xác định chiều dài triển khai cốt thép vào nhịp (S5.11.2): Chiều dài cắt thép thực tế cốt thép phần hẫng (tính từ tim dầm đến vị trí cắt thực tế): lthuc te2 = lC + ldb ; lC : khoảng cách từ tim dầm đến mặt cắt C Chiều dài cắt thép thực tế cốt thép phần hẫng lấy sau: ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… lthuc te = max(lthuc te1 ; lthuc te2) ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 86 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… l thuc te1 llth lneo ……………………………………… C ……………………………………… C ……………………………………… l thuc te2 lC ldb C ……………………………………… ……………………………………… C Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 87 29/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé b Xác định cốt thép phân bố dọc cầu lớp BMC: Xá đị cố thé bố cầ dướ ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 88 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé b Xác định cốt thép phân bố dọc cầu lớp BMC: Xá đị cố thé bố cầ dướ - Cốt thép phân bố dọc cầu lớp BMC xác định sau: (S9.7.3.2) + Do cốt thép chịu lực vng góc với giao thơng nên: 3840 ⎧ ⎪% As ,duoi = S e ⎨ ⎪% A ≤ 67% ⎩ s ,duoi ……………………………………… ……………………………………… + Diện tích cốt thép bố trí lớp BMC As , duoi = (% As , duoi ) × As , duong As,duong : diện tích cốt thép chịu moment dương BMC phân bố 1mm (hoặc 1m) bề rộng BMC Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 89 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé b Xác định cốt thép phân bố dọc cầu lớp BMC: Xá đị cố thé bố cầ dướ - Cốt thép phân bố dọc cầu lớp BMC xác định sau: (S9.7.3.2) + Khoảng cách cốt thép dọc phân bố BMC Lựa chọn đường kính cốt thép (Φ10, Φ12, Φ14 hay M10, M13, M16) d s ,duoi = As ,thanh ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… As ,duoi → Khoảng cách bố trí nên lấy nhỏ gi trị tính toán bên nên chọn chẵn để dễ thi công (300mm, 250mm, 200mm, 150mm) ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 90 30/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT ThS Nguyễn Văn Sơn Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống ……………………………………… ……………………………………… Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé c Xác định cốt thép phân bố chịu co ngót, nhiệt độ: Xá đị cố thé bố chị ngó nhiệ độ ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT 91 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé c Xác định cốt thép phân bố chịu co ngót, nhiệt độ: (S5.10.8) Xá đị cố thé bố chị ngó nhiệ độ - Cốt thép phân bố dọc cầu BMC phải bố trí để chị u ứng suất co ngót nhiệt độ, xác định sau: As ,co _ ngot ≥ 0.75 Ag fy Ag = max(t BMC , t bh )b ; b = 1mm or 1m - Cốt thép chịu co ngót nhiệt độ phải bố trí mặt BMC, hà m lượng cốt thép bố trí lớp lớp BMC: Astren _ ngot = Asduoi_ ngot = ,co , co Thiết Kế Cầu BTCT As ,co _ ngot ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 92 Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé c Xác định cốt thép phân bố chịu co ngót, nhiệt độ: (S5.10.8) Xá đị cố thé bố chị ngó nhiệ độ - Xác định khoảng cách cốt thép bố trí chịu co ngót nhiệt độ: + Khơng lớn 3lần chiều dày BMC hay hẫng: 3×min(tBMC, tbh) + Không lớn 450 mm + Lựa chọn đường kính cốt thép bố trí theo phương d ọc cầu để chịu co ngót nhiệt độ (Φ10, Φ12, Φ14 hay M10, M13, M16) As ,thanh d sduoi_ ngot = d stren _ ngot = tren ,co , co As ,co _ ngot → Khoảng cách bố trí nên lấy nhỏ giá trị tính tốn bên nên chọn chẵn để dễ thi công (300mm, 250mm, 200mm, 150mm) Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… ……………………………………… Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… 93 31/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé c Xác định cốt thép phân bố chịu co ngót, nhiệt độ: (S5.10.8) Xá đị cố thé bố chị ngó nhiệ độ - Xác định khoảng cách cốt thép bố trí chịu co ngót nhiệt độ: Lưu ý: ý: Nên tận dụng cốt thép phân bố dọc cầu lớp BMC trường hợp b để bố trí chịu co ngót nhiệt độ ln, cần phải bố trí cốt thép thỏa mãn quy định khoảng cách cốt thép chịu co ngót nhiệt độ ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 94 Phương Pháp Thiết Kế Theo Truyền Thống Tính tốn bố trí thép BMC: Tí tố trí thé c Xác định cốt thép phân bố chịu co ngót, nhiệt độ: (S5.10.8) Xá đị cố thé bố chị ngó nhiệ độ ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 95 Ví Dụ Bố Trí Cốt Thép BMC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 96 32/35 Bài Giảng mơn Thiết Kế Cầu BTCT Ví Dụ Bố Trí Cốt Thép BMC ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 97 Ví Dụ Bố Trí Cốt Thép BMC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 98 Ví Dụ Bố Trí Cốt Thép BMC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ……………………………………… 99 33/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Ví Dụ Bố Trí Cốt Thép BMC ThS Nguyễn Văn Sơn ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 100 Ví Dụ Bố Trí Cốt Thép BMC ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Thiết Kế Cầu BTCT ……………………………………… 101 ……………………………………… • Cảm Ơn Các Bạn Sinh Viên • Đã Quan Tâm Theo Doõi! ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… THE END ……………………………………… ……………………………………… ……………………………………… Chương 4: Thiết kế BMC 34/35 Bài Giảng môn Thiết Kế Cầu BTCT Chương 4: Thiết kế BMC ThS Nguyễn Văn Sơn 35/35 ... thiểu 0.57 mm2/mm thép cho lớp đáy 0.38mm2/mm thép cho lớp đỉnh Cự ly cốt thép không 45 0 mm - Cốt thép sử dụng phải từ cấp 40 0 trở lên - Toàn cốt thép thẳng trừ móc chỗ có yêu cầu - Chỉ dùng mối... ……………………………………… - Phải đặt lớp cốt thép đẳng hướng bản, lớp lớp Lớp đặt theo phương chiều dài hữu hiệu ……………………………………… - Cốt thép phải đặt gần mặt tốt, phải thoả mãn lớp bảo vệ cho cốt thép - Số lượng thép. .. mặt cầu bê tông cốt thép phải lấy sau: + Đối với phần hẫng mặt cầu bê tông đỡ hệ thống nhô cao: 200mm + Đối với hệ thống cột nhô cao cạnh biên: 300mm + Đối với phần hẫng mặt bê tông cầu đỡ tường