Đang tải... (xem toàn văn)
Kênh dẫn nước N đi qua vùng trũng. Sau khi so sánh phương án thiết kế đã đi tới kết luận cần xây dựng một máng bê tông cốt thép. Dựa vào địa hình, qua tính toán thuỷ lực và thuỷ nông người ta đã xác định được kích thước và mực nước yêu cầu trong cầu máng như sau: - Chiều dài máng: L = 30 (m) - Bề rộng máng: B = 2,9 (m) - Cột nước lớn nhất trong máng: Hmax = 2,3ko co (m)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ----------♣---------- SỐ ĐỀ : 14 A. TÀI LIỆU THIẾT KẾ: Số liệu Chiều dài L (m) Bề rộng B (m) H max (m) Mác bê tông Nhóm thép Số nhịp 14 30 2,9 2,3 200 CII 4 Kênh dẫn nước N đi qua vùng trũng. Sau khi so sánh phương án thiết kế đã đi tới kết luận cần xây dựng một máng bê tông cốt thép. Dựa vào địa hình, qua tính toán thuỷ lực và thuỷ nông người ta đã xác định được kích thước và mực nước yêu cầu trong cầu máng như sau: - Chiều dài máng: L = 30 (m) - Bề rộng máng: B = 2,9 (m) - Cột nước lớn nhất trong máng: H max = 2,3ko co (m) Sơ đồ cầu máng 1. Thân máng; 2. Trụ đỡ; 3. Nối tiếp B 3 4 H 2 4 5 3. Đáy máng 5. Khung đỡ 4. dầm đỡ dọc máng 2. Vách ngăn 1. lề đi Vựng xõy dng cụng trỡnh cú: Cng giú q q = 1,2 (KN/m 2 ), H s giú y k gd = 0,8 H s giú hỳt k gh = 0,6. Cu mỏng thuc cụng trỡnh cp III Dựng bờ tụng mỏc M200, ct thộp nhúm CII, dung trng bờ tụng b = 25 KN/m 3 Cỏc ch tiờu tớnh toỏn tra trong quy phm nh sau: - H s tin cy: k n = 1,15 Cng tớnh toỏn i vi trng thỏi gii hn th nht: - Nộn dc trc: R n = 90 (daN/cm 2 ) - Kộo dc trc: R k = 7,5 (daN/cm 2 ) Cng tớnh toỏn i vi trngj thỏi gii hn th hai: - Kộo dc truc: R c k = 11,5 (daN/cm 2 ) - Nộn dc trc: R c n = 11,5 (daN/cm 2 ) Cng tớnh toỏn ca thộp ng vi trng thỏi gii hn th nht: - R a = R' a = 2700 (daN/cm 2 ) - H s iu kin lm vic ca bờ tụng trong kt cu bờ tụng: m b4 = 0,9 - H s iu kin lm vic ca thộp: m a = 1,1 - H s gii hn: 0 = 0,6 A 0 = 0,42 - Mô dun dàn hồi của thép: E a = 2,1.10 6 (daN/cm 2 ) - Mô dun đàn hồi ban đầu của bê tông: E b = 2,1.10 5 (daN/cm 2 ) - n = b a E E = 10 - Hệ số hàm lượng thép tối thiểu: µ min = 0,1% - a n.gh = 0,24 (mm) - Độ võng cho phép: l f = 500 1 . B. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU MÁNG: Tính nội lực trong các bộ phận cầu máng với các tổ hợp tải trọng: cơ bản, đặc biệt, trong thời gian thi công. Trong phạm vi đồ án này chỉ tính với tải trọng tổ hợp tải trọng cơ bản. 1. Thiết kế lề người đi: 1.1. Sơ đồ tính toán: Cắt 1m dài theo chiều dọc máng xem lề người đi như một dầm công xôn ngàm tại đầu vách máng. Chọn bề rộng lề L 1 = 0,8 m = 80 cm. Chiều dày lề người đi thay đổi dần: h 1 = 8 ÷ 12 cm. khi tính toán thì lấy chiều dày trung bình: h = 10 cm. 8 cm 0,8m 12cm 80cm Hình1-1 : Sơ đồ tính toán lề người đi 1.2. Tải trọng tác dụng: a- Trọng lượng bản thân (q bt ): q c bt = γ b . h . b = 25 . 0,1 . 1 = 2,5 (kN/m) b- Tải trọng người đI (q ng ):Tải trọng do người có thể lấy sơ bộ bằng 2kN/m 2 q c ng = 2 . 1 = 2 (kN/m) → Tải trọng tính toán tổng cộng tác dụng lên lề người đi q tc = n bt . q bt + n ng . q ng = 1,05 . 2,5 + 1,2 . 2 = 5,025 (kN/m) Trong đó: n bt = 1,05 – hệ số vượt tải của tải trọng bản thân lề người đi n ng = 1,2 – hệ số vượt tải của tải trọng người đi 1.3. Xác định nội lực: Hình 1-2: Biểu đồ nội lực lề người đi 1.4. Tính toán, bố trí cốt thép: • Tính toán thép cho mặt cắt có mô men lớn nhất ( mặt cắt ngàm): M = 1,608 kNm. Chọn tiết diện chữ nhật có các thông số như sau: b = 100 cm, h = 10 cm, a = 2 cm → h 0 = 8 cm. A = 2 0 . hbRm Mnk nb cn = 2 8.100.90.1 16080.1.15,1 = 0,032 → α = A.211 −− = 0,033 F a = aa nb Rm hbRm . 0 α = 2700.1,1 033,0.8.100.90.1 = 0,79 (cm 2 ) Bố trí 5φ8/1m ( có F a = 2,51 cm 2 ). Bố trí thép cấu tạo vuông góc 5φ6/1m. • Kiểm tra điều kiện cường độ theo lực cắt Q (tính Q max = 402 daN) k 1 .m b4 .R k .b.h 0 = 0,8.0,9.7,5.100.8 = 4320 daN k n .n c .Q = 1,15.1.402 = 462,3 daN k n .n c .Q < k 1 .m b4 .R k .b.h 0 → Không cần đặt cốt ngang. • Bố trí thép lề người đi: a = 25 φ8 a = 20 φ6 ình 1-3: Bố trí thép lề người đi 2. Vách máng: 2.1. Sơ đồ tính toán: Cắt 1m dài dọc theo chiều dài máng. Vách máng được tính như một dầm công xôn ngàm tại đáy máng và dầm dọc. Sơ bộ chọn kích thước vách máng như sau: - Chiều cao vách máng: H v = H max + δ = 2,3 + 0,5 = 2,8 m. Trong đó: δ = 0,5 m - độ vượt cao an toàn. - Bề dày vách thay đổi dần từ: h V = 12 ÷ 20 cm. Hình 2-1: Sơ đồ tính vách máng 2.2. Tải trọng tác dụng: Do điều kiện làm việc của vách máng nên tải trọng tác dụng gồm: - Mô men tập trung do người đi trên lề truyền xuống: M ng . - Mô men do trọng lượng bản thân lề đi: M l . - Áp lực nước tương ứng với H max : q n . - Áp lực gió ( gồm gió hút và gió đẩy): q g . Các tải trong này gây căng trong và căng ngoài vách máng: - Các tải trọng gây căng ngoài: M l , q gd . M c l = 2 . 2 11 Lq = 2 8,0.5,2 2 = 0,8 (kNm) M l = n l . M c l = 1,05 . 0,8 = 0,84 (kNm) q c gd = k gd .q g .1 = 0,8.1,2.1 = 0,96 (kN/m) q gd = n g .q c gd = 1,3.0,96 = 1,248 (kN/m) Trong đó: n g =1,3 – hệ số vượt tải của gió - Các tải trọng gây căng trong: M l , M ng , q n , q gh . M c l = 0,8 kNm; M l = 0,84 (kNm) M c ng = 2 . 2 1 Lq ng = 2 8,0.2 2 = 0,64 (kNm) M ng = n ng . M c ng = 1,2 . 0,64 = 0,768 (kNm) Biẻu đồ áp lực nước có dạng hình tam giác: q c n max = k d .γ n .H max .1 = 1,3.10.2,3.1 = 29,9 (kN/m) q maxn = n n .q c n max = 1.29,9 = 29,9 (kN/m) Trong đó: k d = 1,3 là hệ số động n n = 1 là hệ số vượt tải của dòng nước q c gh = k gh .q g .1 = 0,6.1,2.1 = 0,72 (kN/m) q gh = n g .q c gh = 1,3.0,72 = 0,936 (kN/m) Hình 2-2: Tải trọng tác dụng lên vách máng 2.3. Xác định nội lực: 2.3.1 Trường hợp căng ngoài: Xét mặt cắt nguy hiểm nhất (mắt cắt tại chân ngàm). M = M l + M gd M c l = 0,8 kNm; M l = 0,84 kNm M c gd = 2 . 2 v c gd Hq = 2 8,2.96,0 2 = 3,7632kNm M gd = n g .M c gd = 1,3.3,7632 = 4,89 kNm M = 4,89 - 0,84 = 4,05 kNm Hình 2-3: Biểu đồ nội lực vách máng _ căng ngoài 2.3.2. Trường hợp căng trong: Xét mặt cắt nguy hiểm nhất (mắt cắt tại chân ngàm). M = M l + M ng + M n + M gh M c l = 0,8 kNm; M l = 0,84 kNm M c ng = 0,64 kNm; M ng = 0,768 kNm M c n = 6 . 2 maxmax. Hq c n = 6 3,2.3,27 2 = 25,2157 kNm M n = n n . M c n = 1. 25,2157 =25,2157 kNm M c gh = 2 . 2 v c gh Hq = 2 8,2.72,0 2 = 2,8224 kNm M gh = n g . M c gh = 1,3. 2,8224 = 3,6691 kNm M = 0,84 + 0,768 +25,2157 + 3,6691 = 30,4928 kNm Hình 2-4 : Biểu đồ nội lực vách máng _ căng trong Q = Q l + Q ng + Q n + Q gh Q l = 0; Q ng = 0 Q n = 2 . maxmax Hq = 2 3,2.7,24 = 28,4 kN Q gh = q gh . H v = 0,936.2,8 = 2,6208 kN Q = 28,4 + 2,62 = 31,02 kN 2.4. Tính toán, bố trí cốt thép: Tiết diện tính toán chọn hình chữ nhật có các thông số cơ bản như sau: b = 100 cm, h = 20 cm, a = 2 cm → h 0 = h - a = 18 cm. 2.4.1. Trường hợp căng ngoài (M = 4.05 kNm): A = 2 0 . hbRm Mnk nb cn = 2 18.100.90.1 40500.1.15,1 = 0,016 → α = 0,016 F a = aa nb Rm bhRm . 0 α = 2700.1,1 016,0.18.100.90.1 = 0,873 (cm 2 ) Chọn 5φ8/1m ( có F’ a = 2,51 cm 2 ) 2.4.2. Trường hợp căng trong (M = 30,4928 kNm): A = 2 0 . hbRm Mnk nb cn = 2 18.100.90.1 304928.1.15,1 = 0,12 → α = 0,128 . ĐỒ ÁN MÔN HỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ----------♣---------- SỐ ĐỀ : 14 A. TÀI LIỆU THIẾT KẾ: Số liệu Chiều dài L (m) Bề rộng B (m) H max (m) Mác bê tông. sau: - Chiều dài máng: L = 30 (m) - Bề rộng máng: B = 2,9 (m) - Cột nước lớn nhất trong máng: H max = 2,3ko co (m) Sơ đồ cầu máng 1. Thân máng; 2. Trụ đỡ;
