Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án, bài tập lớn thiết kế cầu bê tông cốt thép DUL kéo sau L = Các số liệu cho trước: Dầm I, chiều dài toàn dầm L=31m, kết cấu kéo sau Khổ cầu K8+2 x1,5m Tải trọng thiết kế: HL93 Bó cốt thép DƯL: Bó 7 tao 12,7L= 31 m.
Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Mơc lơc PhÇn 1: Néi dung thut minh Chän tiết diện mặt cắt dầm chủ 1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu 1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chđ ChiỊu cao kÕt cÊu nhÞp tèi thiĨu (A2.5.2.6.3-1) Xác định chiều rộng cánh hữu hiệu (A.4.6.2.6) 3.1 Đối với dầm 3.2 Đối với dầm biên Tính toán mặt cầu 4.1 Phơng pháp tính toán nội lực mặt cầu 4.2 Xác định nội lực mặt cầu tĩnh tải 4.3 Xác định nội hoạt tải ngời 4.4 Vật liệu thiết kế cho mặt cầu 4.5 Tính toán cốt thép chiu lực Tính toán nội lực dầm chủ tĩnh tải 5.1 Tĩnh tải rải lên dầm chủ 5.2 Các hệ số cho tĩnh tải p (Bảng A.3.4.1-2) 5.3 Xác định nội lực Nội lực dầm chủ hoạt tải 6.1 Tính toán hệ số phân phối hoạt tải theo 6.2 Tính toán hệ số phân phối tải trọng ngời Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ1 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 6.3 Xác định nội lực Các đặc trng vật liệu cho dầm chủ 7.1 Thép 7.2 Bêtông Chọn bố trí cáp dự ứng lực 8.1 Chọn c¸p dù øng lùc 8.2 Bè trÝ c¸p dù øng lực 8.3 Tính tính đặc trng hình học Tính toán mát ứng suất 9.1 Xác định số thông số cho bó cáp 9.2 Mất m¸t ma s¸t fpF 9.3 MÊt m¸t tơt neo 9.4 Mất mát ứng suất co ngắn đàn håi 9.5 MÊt m¸t øng suÊt co ngãt (A.5.9.5.4.2) 9.6 MÊt m¸t øng suÊt tõ biÕn 9.7 MÊt m¸t d·o thÐp øng st tríc 10 KiĨm to¸n theo - Trạng thái giới hạn cờng độ I 10.1 Kiểm toán Cờng độ chịu uốn 10.2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép ứng suất trớc 10.3 Tính cốt đai kiểm toán cắt theo trạng thái giới hạn CĐ1 10.4 Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng 11 Tính toán dầm ngang 11.1 Nội lực tải trọng cục (hoạt tải) gây Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ2 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 11.2 Nội lực tải trọng phân bố (tĩnh tải) 11.3 Bố trí cốt thép 11.4 Duyệt cờng độ kháng uốn 11.5 Duyệt cờng độ kháng cắt 12 Tính độ võng cầu 12.1 Tính độ võng lực DƯL 12.2 Tính độ võng tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải) 12.3 Tính độ võng tức thới hoạt tải có xét lực xung kích Phần 2: vẽ kỹ thuật (Bản vẽ khổ A1) Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ3 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cèt thÐp D¦L NhiƯm vơ thiÕt kÕ ThiÕt kÕ cầu Bê tông cốt thép DƯL * Các số liệu cho trớc: - Dầm I, chiều dài toàn dầm L=31m, kÕt cÊu kÐo sau - Khỉ cÇu K8+2 x1,5m - Tải trọng thiết kế: HL93 - Bó cốt thép DƯL: Bã tao 12,7 * VËt liƯu sư dơng: - Bêtông dầm chủ mác 400 có tiêu sau: + fc’ = 45 Mpa + c = 24 KN/m3 + Ec = 36056,596 Mpa + HÖ sè poisson = 0,2 - Bêtông mặt cầu mác 400 có chØ tiªu sau: + fc’ = 40 Mpa + c = 24 KN/m3 + Ec = 33994,48 Mpa + HÖ sè poisson = 0,2 - Líp phđ cã: c = 22,5 KN/m3 - Cèt thÐp D¦L cã: + fy = 420 Mpa + Ep = 197000 Mpa + Es = 200000 Mpa mm + DiÖn tÝch tao = 98,7 * Yêu cầu: - Nội dung thuyết minh đầy đủ rõ ràng - Bản vẽ thể mặt dầm, mặt cắt ngang, bố trí cốt thép Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ4 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL vẽ giấy A1 A0 Phần 1: Nội dung thuyết minh Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ 1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu Tổng chiều dài toàn dầm 21 mét, để hai đầu dầm bên 0,4 mét để kê gối Nh chiều dài nhịp tính toán nhịp cầu 20,2 mét Cầu gồm dầm có mặt cắt chữ I chế tạo bêtông có fc=45MPa, mặt cầu có chiều dày 20cm, đợc đổ chỗ bêtông fc=40MPa, tạo thành mặt cắt liên hợp Trong trình thi công, kết hợp với thay đổi chiều cao đá kê gối để tạo dốc ngang thoát nớc Lớp phủ mặt cầu gồm có lớp: lớp phòng nớc có chiều dày 0,5cm,, lớp bêtông Asphalt có chiều dày 7cm Lớp phủ đợc tạo độ dốc ngang cách kê cao gối cầu 1100 120 240 240 240 240 120 Khoảng cách dầm chủ S=2400 mm Giữa phần xe chạy lề ngời phân cách giải phân cách mềm 1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ Dầm chủ có tiết diện hình chữ T với kích thớc sau: Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ5 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL - Chiều cao toàn dầm: 1500mm - Chiều dày sờn dầm: 200mm - ChiỊu réng bÇu dÇm: 600mm - ChiỊu cao bÇu dÇm: 250mm - ChiỊu cao vót cđa bơng bÇu dÇm: 200mm - Chiều rộng cánh dầm: 800mm - Phần gờ dỡ bêtông đổ trớc: 100mm (mỗi bên) Các kích thớc khác nh hình vẽ: 10 12 80 60 6,67 20 85 160 85 20 25 20 20 20 60 Mặt cát dầm chủ Mặt cắt gối (Mở rộng s - ờn dầm) Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu (A2.5.2.6.3-1) Yêu cầu: hmin=0,045.L Trong ta có: L: Chiều dài nhịp tính toán L=30200mm hmin: chiều cao tối thiểu kết cấu nhịp k mặt cầu, Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ6 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thÐp D¦L hmin=1600+200=1800mm suy ra: hmin=0,045.L=0,045.30200=1359mm< h = 1600mm => Thỏa mÃn Xác định chiều rộng cánh hữu hiệu (A.4.6.2.6) 3.1 Đối với dầm Bề rộng cánh hữu hiệu lấy giá trị nhỏ + 1/4 chiều dài nhịp (= 30200 7550 mm) + 12 lần độ dày trung bình cộng với số lớn bề dày bụng dầm 1/2 bề rộng cánh dầm 200 = 2800 800 / =12.200+max + Khoảng cách trung bình dầm kề (S= 2400)Khống chế 3.2 Đối với dầm biên Bề rộng cánh dầm hữu hiệu đợc lấy 1/2 bề rộng hữu hiệu dầm kề trong(=2400/2=1200) cộng trị số nhỏ + 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu(= 30200 3775 ) + lần chiều dày trung bình cộng với số lớn 1/2 độ dày bụng 1/4 bề rộng cánh dầm 200 / =1400 800 / =6.200+max + BỊ réng phÇn hẫng( =1200) Khống chế Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ7 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Kết luận: Bề rộng cánh dầm hữu hiệu Dầm (bi) 2400 mm Dầm (be) biên 2400 mm Bảng Tính toán mặt cầu 1100 120 240 a b 240 c d 240 240 120 e 4.1 Phơng pháp tính toán nội lực mặt cầu áp dụng phơng pháp tính toán gần theo Điều 4.6.2(AASHTO98) Mặt cầu phân tích nh dầm liên tục gối đàn hồi dầm chủ 4.2 Xác định nội lực mặt cầu tĩnh tải Sơ đồ tính vị trí tính nội lực Theo Điều (A.4.6.2.1) : Khi áp dụng theo phơng pháp giải phải lấy mô men dơng cực trị để đặt tải cho tất vùng có mô men dơng, tơng tự mô men âm ta cần xác định nội lực lớn sơ đồ Trong dầm liên tục nội lực lớn gối nhịp Do sơ đồ tính dầm liên tục nhịp đối xứng, vị trí tính toán néi lùc lµ: a, b, c, d, e nh hÝnh vẽ Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ8 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Theo Điều (A.4.6.2.1.6): Các dải phải đợc coi nh dầm liên tục dầm giản đơn chiều dài nhịp phải đợc lấy khoảng cách tâm đến tâm cấu kiện đỡ Nhằm xác định hiệu ứng lực dải , cấu kiện đỡ phải đợc giả thiết cứng vô hạn Các tải trọng bánh xe đợc mô hình hoá nh tải trọng tập trung nh tải trọng vệt mà chiều dài dọc theo nhịp chiều dài diện tích tiếp xúc đợc điều (A.3.6.1.2.5) cộng với chiều cao mặt cầu, đồ án coi tải trọng bánh xe nh tải trọng tập trung Xác định nội lực tĩnh tải Tỷ trọng cấu kiện lấy theo Bảng (A.3.5.1.1) AASSHTO Tĩnh tải tác dụng lên mặt cầu gồm tĩnh tải rải TTBT mặt cÇu, TTBT cđa líp phđ, lùc tËp trung lan can tác dụng lên phần hẫng Đối với tĩnh tải, ta tính cho mét dài mặt cầu Thiết kế mặt cầu dày 200mm, tĩnh tải rải TTBT mặt cầu: gDC(bmc)=200.1000.24.10-6= 4,8 KN/m Thiết kế lớp phủ dày 75mm, tĩnh tải rải TTBT líp phđ: gDW=75.1000.22,5.10-6=1,665 KN/m T¶i träng lan can cho phần hẫng: Thực chất lực tập trung quy đổi lan can không đặt mép mặt cầu nhng để đơn giản tính toán thiên an toàn ta coi đặt mép gDC(Lan can) = 4,148 KN/m + Để tính nội lực cho mặt cắt a, b, c, d, e ta vẽ đờng ảnh hởng mặt cắt xếp tải lên đơng ảnh hởng Do sơ đồ tính Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ9 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL toán mặt cầu hệ siêu tĩnh bậc cao nên ta dùng chơng trình Sap2000 để vẽ DAH từ tính toán nội lực tác dụng lên mặt cầu + Công thức xác định nội lực tính toán: MU= (P.M DC1 + P M DC2 +P M DW ) : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, quan trọng khai thác xác định theo Điều 1.3.2 =iDR 0,95 Hệ số liên quan đến tính dẻo D = 0,95 (theo Điều 1.3.3) Hệ số liên quan đến tính d R = 0,95 (theo Điều 1.3.4) Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác i = 1,05 (theo Điều 1.3.5) => = 1,05.0,95.0,95 = 0,95 p: HƯ sè tÜnh t¶i (B¶ng A.3.4.1-2) Loại tải trọng TTGH độ1 Cờng TTGH Sử dụng DC: Cấu kiện thiết bị phụ 1,25/0,9 DW: Lớp phủ mặt cầu tiện ích 1,5/0,65 4.2.1 Nôi lực mặt cắt a Mômen mặt cắt a mômen Lớ p phủ Bản mặt cầu Lan can phần hẫng Sơ đồ tính dạng công xon chịu 500 1200 uốn Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 700 Lớp Cầu Đ10 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Thay vào công thức trên: ( 3408,86.747,96 (427,89 417,6).1018,35 2366,59.1018,35 ).107 1,571.1011 2,62.1011 2,62.1011 ( Pj 594000 Pj (747,96 130)747,96 11 1,571.10 ).102 3,354 Lực căng PJ 548260,7278 daN Suy APS 0,6.fpu 548260,7278 daN (Gi¶ thiết ƯS bó cáp DƯL sau mát =0,6.f pu) => Aps 46,82 cm2 Đối với loại bó cáp 7tao 12,7 tao có tiết diện 0,987cm suy bó có tiết diện aps=7.0,987 = 6,909 cm2 Sè bã c¸p n= Aps a ps 46,82 = 6,77 bã 6,909 => Chän sè bã c¸p n = bã 8.2 Bè trÝ c¸p dù øng lực + Bố trí mặt phẳng đứng Các bó cáp đợc bố trí mặt phẳng đứng theo hình parabal Phơng trình quỹ đạo: y 4f ( L x) x L2 Trong đó: f- đờng tên L- chiều dài toàn dầm x- khoảng cách từ đầu dầm đến mặt cắt có toạ độ x Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ59 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Ta bố trí bó cáp MC đầu dầm mặt cắt dầm nh 25 sau: 25 25 25 40 10 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 60 15 15 15 60 Mặt cắt gối Mặt cắt nhịp Từ xác định đợc đờng tên toạ độ bó cáp mặt cắt Tạo độ bó cáp mặt phẳng đứng mặt cắt (tính đến mép cánh dới)-mm Bảng 8.2 Số hiệu bó f(mm) MC đầu dầm 950 1350 800 1100 650 850 500 600 200 Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 MC 0,8 MC MC gèi m 1/4 L 1301.6 1208.6 625.4 0 1059.2 489.8 980.92 354.2 816.88 753.25 218.6 574.53 525.58 200 200 200 MC 1/2L 400 300 200 100 200 Lớp Cầu Đ60 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 0 200 100 100 200 100 100 200 100 100 200 100 100 200 100 100 + Bè trí cáp mặt Do ta bố trí bó cáp đối xứng nên vị trí bó cáp mặt 8.3 Tính tính đặc trng hình học Đặc trng hình học đợc xác định theo giai đoạn hình thành tiết diện Đối vơí dầm chữ I căng sau có giai đoạn làm việc 8.3.1 Giai đoạn 1(tính cho mặt cắt nhịp) Giai đoạn lúc căng kéo, mặt cắt bị giảm yếu lỗ luồn cáp Các đặc trng hình học gồm có: A0 , I0 ,S0 , yot , y0d 80 160 Các lỗ luồn cáp có đơng kính Dlỗ=60mm 102,67 y1t giảm yếu 0 1 y1d Diện tích lỗ luồn cáp : 60 Do ®ã ta có: Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 yd 3,1416.60 = 2827,433 mm2 35 alỗ = y0d cắt y0t 22,33 + Xác định A0: Diện tích mặt Lớp Cầu Đ61 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL A0= 600.350+200.1026,777+800.223,333-8.2827,433= 571380,53 mm2 + Xác định S0:Mômen tĩnh mặt cắt giảm yếu trục qua mép cánh dới Trọng tâm lỗ luồn cáp: ylỗ= a y a i i i 2827 ,433.400 2827 ,433.300 3.2827 ,433.200 3.2827 ,433.100 =200m 8.2827 ,433 m S0=600.350 350 1026,7 350 )+800.223,3.(1600+1026,7.200.( 2 223,3 )2 - 8.2827,433.200 = 475412773,2 mm3 + Xác định y0d y0d= S0 475412773,2 = 832,042 mm A0 571380,53 + Xác định y0t y0t= H-y0d=1600-832,042 = 767,958 mm + Xác định I0: Mômen quán tính mặt cắt giảm yếu I0= 600.3503 350 200.1026,73 600.350.(832,042 ) 12 12 1026,7 200.1026,7.(350 832,042) 800.223,33 223,3 800.223,3.(1600 832,042) 8.2827 ,433.(832,042 200) 12 => I0= 1,793.1011 mm4 8.3.2 Giai đoạn (tính cho mặt cắt nhịp) Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ62 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Giai đoạn sau đà căng kéo xong, bơm vữa lấp lòng ống luồn cáp Các đặc trng hình học gåm cã: A1 , I1 ,S1 , y1t , y1d Toàn tiết diên làm việc kể cốt thép đợc tính đổi bê tông theo hệ số n= Eê thep Ebetong 197000 =5,464 36056,6 + Xác định A1: Diện tích mặt cắt tính đổi cha liên hợp A1=A0+n.Aps=571380,53 +5,464.5.690,9=601579,12 mm2 +Xác định S1: Mômen tĩnh mặt cắt tính đổi cha liên hợp trục qua mép cánh dới Trọng tâm bó cốt thép: yps= ylỗ= 200m S1=S0+n.Aps.yps=475412773,2 +5,464.5.690.9.200=481452491,4 mm + Xác định y1d y1d= S1 481452491,4 = 822,003 mm A1 601579,12 + Xác định y1t y1t= H- y1d=1600 - 822,003 =777,997 mm + Xác định I1: Mômen quán tính mặt cắt tính đổi cha liên hợp I1=I0+ 5,464.5.690,9.(822,003 200) I1= 1,91.1011 mm4 8.3.3 Giai đoạn (tính cho mặt cắt nhịp, tính cho dầm biên) Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ63 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Giai đoạn sau liên hợp Các đặc trng hình học gồm cã: A2 , I2 ,S2 , y2t , y2d + Xác định A2: Diện tích mặt cắt liên hợp 2 1 y2d 165,11 102,67 y2t 27,44 240 yd 35 60 Quy đổi bê tông mặt cầu (fc=40Mpa) thành bê tông dầm chủ thông qua hệ số quy đổi nb= EBTbmc 33994,48 =0,943 EBTdc 36056,6 A2= 601579,12 +0,943.2400.200 = 1054127,464 mm + Xác định S2:Mômen tĩnh mặt cắt tính đổi trục I - I I S2= b2 h2 yt h2 .nb = 2400.200.(777,997+200/2).0,943= 397336298,8 mm3 + Khoảng cách trục 1-1 2-2 là: c = S / A2 = 376,93 mm + Xác định y2d y2d=y1 d + c =1198,94 mm + Xác định y2t Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ64 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL y2t= y1t - c =401,064 mm + Xác định I2: Mômen quán tính mặt cắt liên hợp I2= I1 +A1 (c’) nb b2 h2 12 h nb.b2 h2 y2t = 3,19.1011 mm4 * Đối với mặt cắt khác (mặt cắt 1/4 nhịp, mặt cắt cách gối 0,8m, mặt cắt gối) làm tơng tự Kết tính toán thể bảng sau : (Tính cho dầm biên) MC giảm yếu MC tđ ĐTHH Ao So yd yt I MC gèi 964710.5 7.74E+08 802.694 797.306 2.09E+11 MC 0.8m 571380.5 4.68E+08 819.828 780.172 1.86E+11 MC L/4 571380.5 4.73E+08 828.637 771.363 1.82E+11 Bảng 8.3 MC L/2 Đơn vÞ 571380.5 mm2 4.75E+08 mm3 832.042 mm 767.958 mm 1.79E+11 mm4 A1 994909.1 601579.1 601579.1 601579.1 mm2 S1 7.77E+08 4.71E+08 4.75E+08 6039718 mm3 781.352 783.346 789.669 822.003 mm 818.648 816.654 810.331 777.997 mm I1 2.11E+11 1.88E+11 1.89E+11 1.91E+11 mm4 A2 1615906 1013711 1013711 1054127 mm2 SI 1.73E+09 1.17E+09 1.16E+09 3.97E+08 mm3 yd2 1071.174 1153.659 1147.029 1198.936 mm yt2 579.937 497.453 504.082 401.064 mm I2 3.37E+11 3.25E+11 3.27E+11 3.19E+11 mm4 y d y MCLH t TÝnh to¸n c¸c mát ứng suất 9.1 Xác định số thông số cho bó cáp 9.1.1 Toạ độ trọng tâm bó cốt thép (Xem phần 8-Xác định đặc trng hình học mặt cắt) Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ65 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Bảng 9.1.1 Mặt cắt Gối 0,8 m 1/4 L 1/2 L KC ®Õn mÐp c¸nh díi 544,032 508,54 286,00 200 9.1.2 Chiều dài bó cáp (mm) tính đến mặt cắt cần tính Bảng 9.1.2 Số hiệu MC gối 402.91 402.07 401.36 400.81 400 400 400 400 MC 0.8 1208.30 1205.89 1203.89 1202.30 1200 1200 1200 1200 MC L/4 7984.23 7974.29 7966.04 7959.49 7950 7950 7950 7950 MC L/2 15538.7 15527.4 15518.1 15510.7 15500 15500 15500 15500 9.1.3 Tổng chiều dài bó cáp Bảng 9.1.3 Bó L(m m) 3107 3105 31036.2 31021.4 7 3100 3100 3100 3100 Đối với dầm I căng sau có hai loại mát ứng suất mÊt m¸t øng suÊt tøc thêi (do ma s¸t , từ biến co ngót đàn hồi )và mÊt m¸t øng suÊt theo thêi gian(Do tõ biÕn , co ngót bê tông chùng cốt thép øng st tríc ) 9.2 MÊt m¸t ma s¸t fpF fpF = fpi(1 – e-(Kx + ) ) Trong : Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ66 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cèt thÐp D¦L fpi = øng suÊt thÐp øng st tríc kÝch (Mpa) =0,8fpu=1488Mpa x =ChiỊu dµi bã thép ứng suất trớc từ đầu kích đến điểm xem xét (mm) K= Hệ số ma sát lắc (trên mm bó thép )= 6.6x10 -7/mm = Hệ số ma sát =0,23 (Mục 5.9.5.2.2b Quy trình AASHTO) : Tổng giá trị tuyệt đối thay đổi góc đờng cáp thép ứng suất trớc từ đầu kích , từ đầu kích gần thực căng hai đầu , đến điểm xét (Rad) * Xác định () Xét mặt cắt 1-1 giá trị đợc tính hiƯu cđa 0 vµ 1 Víi 0 , 1 lµ góc hợp đờng tiếp tuyến với đờng cong cáp phơng ngang mặt cắt đầu dầm mặt cắt Từ phơng trình đờng cong parabol y 4f ( L x) x L2 =>tag(0)= 4f ( L x) L2 => 0= arctag 1 4f ( L x) L2 Kết tính bảng sau: Bảng giá trị (độ) Bảng 9.2.1 Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ67 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 0.003118 0.0093601 0.002637 0.0079137 0.00215 0.0064513 0.001658 0.0644268 0 0 0 0 TÝnh rad, 0= 0.062334 0.052623 0.042845 0.033012 0 0 0.12197 0.10286 0.08368 0.06443 0 0 3.1416 4f arctag ( L x) 180 L Bảng giá trị (Rad) Bảng 9.2.2 B¶ tÝnh 5.44E05 4.6E-05 3.75E05 2.89E05 0 0 0.0001634 0.0001381 0.001088 0.000918 0.00213 0.0018 0.0001126 0.000748 0.00146 8.684E-05 0 0 0.000576 0 0 0.00112 0 0 ng mÊt m¸t ma s¸t (MPa) cho bó tiết diện Bảng 9.2.3 Bó Tæng MC gèi 1.462 1.297 1.129 0.961 0.393 0.393 0.393 0.393 6.420 MC 0.8 4.384 3.888 3.386 23.050 1.178 1.178 1.178 1.178 39.419 MC L/4 28.890 25.618 22.317 18.992 7.787 7.787 7.787 7.787 126.966 MC L/2 55.926 49.607 43.236 36.819 15.145 15.145 15.145 15.145 246.167 9.3 Mất mát tụt neo Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ68 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL fpA= Trong ®ã L Ep L L : ®é tơt neo neo, lấy L=6mm/1neo L : Chiều dài bó cáp tính từ đầu neo Ep : Môdun đàn hồi cáp DƯL 1 1 1 1 L=Ep.6.L.( L L L L L L L L )/8 Thay c¸c sè liƯu vµo ta cã: fpA = 203,2 MPa 9.4 Mất mát ứng suất co ngắn đàn hồi Sự co ngắn đàn hồi cấu kiện căng sau đợc tính toán theo công thức sau (mục 5.9.2.2.3b quy trình AASHTO) f pES N Ep f cgP N E ci Trong : Ep: Mô đun ®µn håi cđa bã thÐp øng st tríc Theo 5.4.4.2 EP = 197 000Mpa Eci: Mô đun đàn hồi bê tông lúc truyền lực E ci = 30648,11 Mpa N : Số lợng bó cáp ứng suất trớc gièng N = fcgp: Tæng øng suÊt ë trọng tâm bó thép ứng suất trớc lực øng st tríc sau kÝch ®ã ®· cã mát ma sát tụt neo(đà xét đến ứng suất haofPF fPA) tự trọng cấu kiện mặt cắt cần tính f cgp Pi Pi e M DCI e A0 I0 I0 Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ69 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Lực căng dầm Pi=APS(fpi-fpF-fpA) vµ tù träng cđa cÊu kiƯn kÝch tĩnh tải DC1(tĩnh tải giai đoạn 1) mặt cắt cần tính đà kể đến mát masat tụt neo, Kết tính toán Bảng 9.4 9.5 MÊt m¸t øng suÊt co ngãt (A.5.9.5.4.2) MÊt m¸t øng st tríc co ngãt cã thĨ lÊy b»ng : Víi c¸c cÊu kiƯn kÐo sau : fpSR = (93- 0.85H) (Mpa) (5.9.5.4.2-1) Trongđó: H= Độ ẩm tơng đối bao quanh, lấy trung bình hàng năm (%) lấy H=80% fpSR= 93- 0.85x80 = 25Mpa => fpSR= 25Mpa 9.6 MÊt m¸t øng suÊt tõ biÕn MÊt m¸t øng suÊt tríc tõ biÕn cã thĨ lÊy b»ng : fPCR = 12,0fcgp - 7,0fcdP (A.5.9.5.4.3-1) Trong ®ã: Pi MC gèi 7065865 MC 0.8 MC L/4 MC L/2 6883471 6399581 5740738 168.541 1225.36 1633.88 Mttbt 15.3474 17.0756 fcgp -9.5851 -17.9102 258.6624 311.284 542.629 632.042 e Sinh viªn: Ngun M¹nh Linh -50.3664 70 êng Bé A-K41 43.1595 48.0195 fpES 26.95487 Đơn vị Mpa.mm fc gP KNm Mpa mm Lớp Cầu ĐMpa Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL MC gối trị Mds= t«ng Mda= träng Pi= 6916880 suÊt thÐp MC 0.8 183.121 91.8573 6644920 0.44941 MC L/4 1331.37 667.841 612119 MC L/2 1775.23 890.493 =Giá 5475324 tâm ứng bê ứng 5.29745 8.56593 st tríc fcgp= -8.8002 -12.8509 10.5361 -8.9388 lóc fpCR= 105.602 151.065 89.351 47.304 trun lùc ®ã ®· cã mÊt mát ma sát, tụt neo, co ngắn đàn fcdp= hồi fcgP phải xét đến mát øng f cgp Pi Pi e M DCI e A0 I0 I0 Trong ®ã: Pi=APS(fpi-fpF-fpA) fcdp= Giá trị thay đổi ứng suất bê tông trọng tâm thép ứng suất trớc tải trọng thờng xuyên(DC1+DC2+DW) ,trừ tải trọng tĩnh tải tác động vào lóc thùc hiƯn øng st tríc(DC1) => fcgP øng st bê tông trọng tâm thép ứng suất trớc tải tĩnh tải loại (DC2+DW) , Giá trị fcdP cần đợc tính toán mặt cắt đợc tính fcgP f CdP f PCR ( M DC M D¦W )e I2 (Mpa) Pe Pe e2 M DCI e 12 A I I ( M DC M D ¦W )e I Kết tính toán Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Bảng 9.6 Lớp Cầu Đ71 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Ghi chú: Mds: Do TLBT mặt cầu cha đông cứng dầm ngang, dỡ BTCT Mda: Do lớp phủ mặt cầu lan can 9.7 MÊt m¸t d·o thÐp øng st tríc Theo §iỊu 5.9.5.4.4.c MÊt m¸t chïng d·o cđa thÐp øng st tríc cã thĨ lÊy b»ng : + T¹i lóc trun lùc: §èi víi thÐp kÐo sau : fpR1 = + Sau trun (5.9.5.4.4c-2) ”§èi víi thÐp øng st tríc cã tÝnh d·o thÊp phï hỵp víi AASHTO 203M (ASTM A 416M hc E328) ; LÊy b»ng 30% fpR2 tính theo phơng trình đợc khử ứng suÊt kÐo sau : fpR2 =0.3 [138 - 0,3fpF -0,4fpES- 0,2(fpSR +fpCR)] (Mpa) Kết tính toán: fpR(Mpa) Bảng 9.7 MC gèi MC 0.8 MC L/4 MC L/2 30.271 25.599 28.437 31.242 Tỉng mÊt m¸t øng st (fPT ) fPT = fPF + fPA + fPES + fPCR +fPSR + fPR Bảng9.7* Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ72 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cèt thÐp D¦L MC gèi MC 0.8 fpA 203.199 203.199 fpF fpCR fpSR fpR= 6.420 39.419 26.9548 43.1595 73 105.602 151.065 25 25 30.271 25.599 397.448 487.442 fpES MC L/4 203.19 126.96 50.366 89.350 25 28.437 523.32 MC L/2 203.199 246.167 48.0195 47.3041 25 31.242 600.931 10 KiĨm to¸n theo - Trạng thái giới hạn cờng độ I Trạng thái giới hạn cờng độ phải đợc xem xét đến để đảm bảo cờng độ ổn định cục toàn thể đợc dự phòng để chịu đợc tổ hợp tải trọng quan trọng theo thống kê đợc định để cầu chịu đợc tuổi thọ thiết kế Trạng thái giới hạn cờng độ dùng để kiểm toán mặt cờng độ ổn định 10.1 Kiểm toán Cờng độ chịu uốn Quy trình AASHTO[4] qui định trạng thái giới hạn cờng độ 1: M u M n Mô men tính toán (Mu) Trạng thái giới hạn cờng độ I Mu =iMi Kết (Mu) dầm đợc tính toán bảng Sức kháng uốn tính toán M r M n Trong đó: Sinh viên: Nguyễn Mạnh Linh ờng Bộ A-K41 Lớp Cầu Đ73 ... A-K41 L? ??p Cầu Đ3 Thiết Kế m? ?n học Cầu Bê tông cốt thép D? ?L Nhi? ?m vụ thiết kế Thiết kế cầu Bê tông cốt thép D? ?L * Các số liệu cho trớc: - D? ?m I, chiều d? ?i toàn d? ?m L= 3 1m, kết cấu kéo sau - Khổ cầu. .. thiểu kết cấu nhịp k m? ??t cầu, Sinh viên: Nguyễn M? ??nh Linh ờng Bộ A-K41 L? ??p Cầu Đ6 Thiết Kế m? ?n học Cầu Bê tông cốt thép D? ?L hmin=1600+20 0=1 800mm suy ra: hmin=0,045 .L= 0,045.3020 0=1 359mm< h = 1600mm... Ag = Tỉng diƯn tích m? ??t cắt Chiều dày có hiệu 200mm => Chiều dày thực =2 00+30 =2 30mm => Ag=230x1 = 230mm2 Sinh viên: Nguyễn M? ??nh Linh ờng Bộ A-K41 L? ??p Cầu Đ27 Thiết Kế m? ?n học Cầu Bê tông cốt thép