Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án môn học Cầu Bê tông cốt thép dầm I căng trước......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP MỤC LỤC THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP TIẾT DIỆN T CĂNG TRƯỚC CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ-MÃ ĐỀ 2-4-6-2-4-2 1.1 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN 1.1.1 Số liệu thiết kế - Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN272-05 - Khổ cầu: B - K = 10.00 m – 1.50 m - Chiều dài nhịp dầm chính: L = 25.50 m - Loại dầm chữ T - Số dầm chính: dầm - Phương pháp: căng trước h=( 1 ÷ ) Ltt = (1.02 ÷ 1.7) 25 15 - Chiều cao - Số dầm ngang: dầm - Khoảng cách dầm ngang: 6.375 m - Khoảng cách trụ lan can: m - Tải trọng : 1HL93 1.1.2 Chọn số lượng dầm, khoảng cách dầm, chiều dài cánh hẫng Bề rộng toàn cầu: Btc=10000 + 2x1500 + 2x250 = 13500mm Ta có: SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP Btc = ( n − 1) S + Lc ⇒ Btc ≈ nS Lc ≈ S Chọn khoảng cách dầm chính: S = 1.6÷2.5m ⇒n= Btc B 13500 13500 ÷ tc = ÷ = 5.4 ÷ 8.4 2500 1600 2500 1600 Vì n số nguyên nên n = 6,7,8 ⇒ S= Khi n=6 ⇒ LC = Chọn S=2300mm BTC − (n − 1)S 13500− (6− 1)× 2300 = = 1000mm 2 ⇒ S= Khi n=7 BTC 13500 = = 1928mm n Chọn S=2000mm BTC − (n − 1)S 13500 − (7− 1)× 2000 = = 750mm 2 ⇒ LC = ⇒ S= Khi n=8 ⇒ LC = BTC 13500 = = 2250mm n BTC 13500 = = 1687mm n Chọn S=1700 BTC − (n − 1)S 13500 − (8− 1)× 1700 = = 800mm 2 Số dầm (n) Khoảng cách dầm (S) Lc(mm) 2300 1000 2000 750 1700 800 Chọn số dầm 7, khoảng cách dầm S = 2000mm, chiều dài cánh hẫng LC = 750mm 1.2 THÔNG SỐ VẬT LIỆU: - Thanh cột lan can (phần thép): Thép kết cấu : SVTH: Lê Đình Tồn f y = 240 MPa MSSV: 1351090069 Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP ( TC JIS G3101:2010 ) - Lề hành, lan can: GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP γ s = 7.85× 10−5 N / mm3 fc' = 30 MPa Bêtơng: γ c = 2.5× 10-5 N / mm3 Thép có gờ fy = 300 MPa : (TCVN 1651-2008) - Dầm chính, dầm ngag, mối nối: γ s = 7.85× 10−5 N / mm3 fc' = 45 MPa Bêtơng: γ c = 2.5× 10−5 N / mm3 fy = 300 MPa Thép có gờ: (TCVN 1651-2008) γ s = 7.85× 10−5 N / mm3 - Cáp D.Ư.L đường kính danh định 15,2 mm có: A ps = 143.3 mm2 fpu = 1838.16 MPa 1.3 TẢI TRỌNG: - Tải trọng thiết kế : HL93 - Tải trọng người : 3E-3 Mpa Ec = 0.043 × yc1.5 × f c' = 0.043 × 24001.5 × 50 = 35749.529 Mpa SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP MẶT CẮT NGANG KẾT CẤU NHỊP SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP CHƯƠNG 2: LAN CAN-TÍNH TỐN LAN CAN VÀ TAY VÒM 2.1 LAN CAN 2.1.1 Thanh lan can - Chọn lan can thép ống dường kính ngồi D = 100mm; đường kính d = 90mm - Khoảng cách cột lan can L = 2000mm - Sử dụng thép cácbon số hiệu CT3: fy = 240Mpa - Khối lượng riêng thép lan can : γ s = 7.85 ×10−5 N / mm3 2.1.1.1 Tải trọng tác dụng lên lan can SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP w=0.37 N/mm y w=0.37 N/mm O x Hình 2.1.1 Tải trọng lên lan can - Theo phương thẳng đứng : + Tĩnh tải : trọng lượng tính tốn thân lan can g =γ D2 − d 100 − 90 π = 7.85 × 10−5 × × 3.14 = 0.117 N / mm 4 + Hoạt tải : tải phân bố ω = 0.37N / mm - Theo phương ngang + Hoạt tải : tải phân bố ω = 0.37N / mm - Theo phương hợp lực phương ngang phương thẳng đứng: + Tải tập trung: P = 890 N 2.1.1.2 Nội lực lan can : - Theo phương y : + Momen tĩnh tải mặt cắt nhịp M gy = g L2 0.117 × 20002 = = 58500 Nmm 8 + Momen hoạt tải mặt cắt nhịp : M wy = ω L2 0.37 × 20002 = = 185000 Nmm 8 - Theo phương x : + momen hoạt tải mặt cắt nhịp : SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP M wx = GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP ω L2 0.37 × 20002 = = 185000 Nmm 8 - Theo phương hợp lực lực ngang lực thẳng đứng Mp = P × L 890 × 2000 = = 445000 Nmm 4 - Tổ hợp nội lực tác dụng lên lan can M = η γ DC M gy + γ LL M wy ( η Trong ) +(γ LL M wx ) + γ LL M p hệ số điều chỉnh tải trọng η = η D η I η R ηD =1.00 hệ số dẻo η I = 1.05 η R = 1.05 hệ số quan trọng hệ số dư thừa → η = 1.00 ×1.05 ×1.05 = 1.1025 γ DC = 1.25 γ LL = 1.75 M = 1.1025 × hệ số tải trọng cho tĩnh tải hệ số tải trọng cho hoạt tải ( 1.25 × 58500 + 1.75 ×185000 ) + ( 1.75 ×185000 ) + 1.75 × 445000 = 1423245.5 Nmm 2.1.1.3 Kiểm tra khả chịu lực lan can φM n ≥ M Trong - φ = hệ số sức kháng - M momen lớn tĩnh tải hoạt tải - Mn sức kháng tiết diện SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP Mn = fyS S momen khánh uốn tiết diện S= π 3.14 D3 − d ) = (1003 − 903 ) = 26591.875mm3 ( 32 32 → M n = 240 × 26591.875 = 6382050 Nmm → φ M n = 6382050 Nmm ≥ 1423245.456 Nmm Vậy lan can đảm bảo chịu lực 2.1.2 Cột lan can Ta tính cho cột lan can giữa, với sơ đồ tải trọng tác dụng vào cột lan can : B B A A Hình 2.1.2 Cột lan can Đối với cột lan can ta cần kiểm tra khả chịu lực xô ngang vào cột kiểm tra độ mãnh, bỏ qua lực thẳng đứng trọng lượng thân * Kiểm tra khả chịu lực xơ ngang - kích thước : SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP h=660mm ; h1 = 310 mm ; h2 = 350 mm - lực tác dụng : + lực phân bố w = 0.37N/mm lan can bên cột truyền vào cột lực tập trung P’ = w.L = 0.37x2000 = 740 N + Lực tập trung P = 890 N => lực tập trung tác dụng vào cột : P’’ = P + P’ =740+890=1630 N - ta kiểm toán mặt cẳt A-A Hình 2.1.3:Mặt cắt A - A - Momen mặt cắt A-A : M A− A = P '' h + P '' h2 = 1630 × 650 + 1630 × 300 = 1548500 Nmm - Mặt cắt A-A đảm bảo khả chịu lực φM n ≥ ηγ LL M A− A - Sức kháng tiết diện φM n = f y S + S : momen kháng uốn tiết diện 150 × 83 × 1843 2× + 962 × 150 ì ữ+ 12 I 12 S= = = 262842.02 N / mm Y 100 => φ M n = 240 × 262842.02 = 63082084.8 Nmm → φ M n = 63082084.8 ≥ ηγ LL M A− A = 1.1025 ×1.75 × 1548500 = 2987637.188 Nmm SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page 10 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP 5.5.5.5 Mất mát chùng nhão giai đoạn khai thác ( ( ∆fpR2(61) = 138− 0.4× ∆fpES − 0.2× ∆ffpSR + ∆ pCR ∆fpR2 ) ) = 54.68 MPa 5.5.5.6 Tổng mát ứng suất ∆fpT (62) = ∆ffpES + ∆ pR1 + ∆ffpSR + ∆ pCR + ∆fpR2 = 396.97 MPa 5.6 KIỂM TOÁN 5.6.1 Kiểm tra khả chịu uốn dầm giai đoạn truyền lực - Nhận xét: Các giá trị ứng suất thớ mặt cắt phải thoả mãn ứng suất kéo nén cho phép lúc dầm với đảm bảo khả chịu lực 0.6× f 'ci = 0.6× 27.27 = 16.36 MPa - Ứng suất nén cho phép: 0.25 f 'ci = 0.25× 27.27 = 1.306 MPa - Ứng suất kéo cho phép: - Vì cách tính tốn mặt cắt tương tư nên ta tính cho mặt cắt tượng trưng mặt cắt nhịp Còn mặt cắt lại lập bảng tính 5.6.1.1 Mặt cắt nhịp (IV-IV) - Cường độ truyền vào cáp giai đoạn truyền lực là: fpi (63) = 0.74× ffpu − ∆ pES − ∆fpR1 = 1,157.44MPa - Lực truyền vào cáp là: Pi (64) = fpi × A ps = 3,980,656.62 N + Thớ trên: M sDC1 − Pi Pi e ft (65) = + y − ytg Ag I g tg Ig = −0.85 MPa ft mang dấu (-) co nghĩa thớ chịu nén phải so sánh sánh với ft = 0.85 MPa < 16.36 MPa ứng suất nén cho phép Thoả mãn điều kiện giai đoạn truyền lực thớ + Thớ dưới: M sDC1 −Pi Pi e ft (66) = − y + ybg Ag I g bg Ig = −13.40MPa fb = 13.4 MPa < 16.36 MPa Thoả mãn điều kiện giai đoạn truyền lực thớ SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page 97 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP 5.6.1.2 Mặt cắt I-I, II-II, III-III, IV’-IV’ * Các mặt cắt I-I, II-II, III-III, IV’-IV’ tính tốn tương tự mặt cắt nhịp ta có bảng kết quả: Mặt cắt Pi ft fb Nhận xét Bảng 5.6.1 Bảng tổng hợp khả chịu uốn dầm giai đoạn truyền lực (dầm giữa) I -I II -II III- III IV- IV IV'-IV' 3,973,266.26 3,980,656.62 3,980,656.62 3,980,656.62 3,980,656.62 0.88 -3.01 -3.00 -0.85 -0.23 -11.04 Đạt -16.54 Đạt -15.58 Đạt -13.40 Đạt -14.43 Đạt 5.6.2 Kiểm tra khả chịu uốn trạng thái giới hạn sử dụng - Điều kiện để khả chịu uốn thoả giai đoạn tất giá trị ứng suất thớ, mặt cắt khác khơng lớn ứng suất 0.45× f 'c = 0.45× 45 = 20.25 MPa cho phép - Ứng suất nén cho phép: 0.5× f 'c = 0.5× 45 = 3.354 MPa - Ứng suất kéo cho phép: 5.6.2.1 Kiểm toán cho mặt cắt nhịp IV-IV M sDC1 = 1,615,713,867.19 N.mm - Giá trị tĩnh tải giai đoạn 1: - Giá trị mơmen giai đoạn gồm có: M sDC2 = 126,798,750.00 N.mm M sDC3 = 566,530,312.50 N.mm M sDW = 253,713,616.07 N.mm M sLL = 1,876,220,400.00 N.mm - Cường độ truyền vào cáp (sau trừ hết mát ứng suất) fpf (67) = 0.74× fpu − ∆fpT = 894.03MPa - Lực truyền vào cáp là: Pi (68) = A ps × fpf = 3,074,752.99 N + Thớ trên: ft (69) = M DC1 M DC2 + M sDC3 + M sDW + M sLL − Pff P e + ytg − s ytg − s y'tg Ag Ig Ig I 'g = −8.60 MPa Thớ chịu nén SVTH: Lê Đình Tồn ft =8.6 MPa M u Trong đó: φ = 0.9 – Hệ số sức kháng Mn - Sức kháng uốn danh định thân tiết diện Mu - Mômen ngoại lực tác dụng fpy = 1308.44 MPa - Cường độ chảy thép D.Ư.L là: SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page 99 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP - Cường độ kéo dứt thép D.Ư.L là: - Hệ số k: fpu = 1744.59 MPa fpy 1308.44 k = 2ì 1.04 ữ = 2ì 1.04 ữ = 0.58 ữ f 1744.59 pu β1 = 0.85− 0.05 × ( 45− 28) = 0.729 - Hệ số quy đổi vùng nén: * Nhận xét Ta nhận thấy cần tính sức kháng danh định cho mặt cắt nhịp đủ mặt cắt ứng suất gây giai đoạn sử dụng lớn nhất, nội lực mặt cắt cho giá trị lớn - Tiết diện tính tốn lúc tiết diện chữ T kể mối nối ướt bw = 200 mm h1 = 275 mm h = 1500 mm hf = 206.1 mm b1 = 500 mm bf = 1775 mm - Qua biến đổi ta tính khoảng cách từ trục trung hòa cuả tiết diện đến mép dầm là: c(71) = A ps × fpu − β1 × ( bf − bw ) × hf × 0.85× f 'c 0.85× f 'c×β1 × bw + k × A ps dps × fpu = −377.62mm - Trong đó: dps =1,395.83 mm - Khoảng cách từ trọng tâm nhóm cáp đến trọng tâm mặt cắt - Suy ra: c = - 377.62 360.09 mm < hf = 206.1 mm Lúc trục trung hòa b× h =1850× 1500 qua cánh, ta phải tính tiết diện hình chữ nhật có kính thước là: mm Hình 5.6.1 Sơ đồ ứng suất SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page 100 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP - Khoảng cách từ trọng tâm vùng nén đến mép trên: ' c(72) = A ps × fpu A ps × fpu d'ps = 107.42mm + 0.85× f 'c×β1 × bf - Chiều cao vùng nén là: a(73) = β1 × c' = 78.27 mm - Cường độ chịu kéo thép DƯL: a fps(74) = fpu × 1− k × ÷ = 1,687.86 MPa dps ÷ - Sức kháng uốn danh định tiết diện: a M n (75) = A ps × fps × dps ữ = 7,875,477,198.23 M.mm ì M n (76) = 7,087,929,478.41 N.mm - Kiểm tra: - Theo bảng tổng hợp mơmen tác dụng vào dầm ta có: M u = 5,917,738,906.28 N.mm φ× M n =7,087,929,478.41 N.mm > M u = 5,917,738,906.28 N.mm ⇒ Thoả điều kiện sức kháng uốn danh định 5.6.4 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa c' (77) = 0.077 < 0.42 dps Vậy thoả hàm lượng cốt thép tối đa 5.6.5 Kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu Kiểm toán cho mặt cắt nhịp dầm biên: M r >Min (1.2 × M cr , 1.33 × M u ) M cr * Xác định - Cường độ chịu kéo uốn: fr = 0.63× 45 = 4.23 MPa - Mơmen giai đoạn1: (chỉ có tĩnh tải dầm chủ): M sDC1 = 1,615,713,867.19 N.mm - Mômen giai đoạn 2: (gồm mối nối, lan can lề hành, lớp phủ): SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page 101 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP M sDC2 = 126,798,750.00 N.mm M sDC3 = 309,681,562.50 N.mm M sDW = 253,713,616.07 N.mm - Để xác định mômen tác dụng lên thớ dầm gây nứt ta cần tính thêm mơmen phụ thêm I 'g M sDC1 M sDC2 + M sDC3 + M sDW Pff P e M(78) = fr + + ybg − ybg − y'bg Ag Ig Ig I 'g y'bg = 2,059,583,090.53 N.mm - Mômen tác dụng lên thớ dầm đạt ứng suất lớn nhất: M cr (79) = M sDC1 + M sDC2 + M sDC3 + M sDW + M = 4,365,490,886.28 MPa 1.2× M cr (80) Min = 1.2× M cr = 5,238,589,063.54 N.mm 1.33× M u - Sức kháng uốn tính tốn: φ× M n = 7,087,929,478.41 N.mm Suy ra: 1.2× M cr M r = 7,087,929,478.41 N.mm > Min = 5,238,589,063.54 N.mm 1.33× M u Vậy dầm chủ thoả mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page 102 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN CỐT ĐAI CHO DẦM CHÍNH 6.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ CỐT ĐAI fy = 240 MPa φ = 12 Chọn thép làm cốt đai thép AI có , đường kính Ta tính tốn cho mặt cắt gối mặt cắt nhịp mặt cắt ¼ dầm mặt cắt tiết diện thay đổi tính tốn tương tự 6.2 THIẾT KẾ CỐT ĐAI CHO MẶT CẮT GỐI - Nội lực mặt cắt gối: + Giá trị mômen: + Giá trị lực cắt: Mu = Vu = 1,053,267.82 N 6.2.1 Xác định dv a dps − dv = max 0.9× d'ps 0.72× h Trong đó: d’ ps = 1,048.83 mm: khoảng cách từ trọng tâm nhóm cáp đến trọng tâm mặt cắt a: chiều cao vùng bê tông chịu nén Tính a: Qua biến đổi ta tính khoảng cách từ trục trung hòa cuả tiết diện đến mép dầm là: c(81) = A ps × fpu − β1 × ( bf − b1 ) × hf × 0.85× f 'c 0.85× f 'c×β1 × b1 + k × A ps dps × fpu = −391.03 mm c = -391.03 mm < hf = 206.1 mm Lúc trục trung hòa qua cánh, ta b× h =1850× 1300 phải tính tiết diện hình chữ nhật có kính thước là: mm Khoảng cách từ trọng tâm vùng nén đến mép trên: SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page 103 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP ' c(82) = GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP A ps × fpu A ps × fpu d'ps + 0.85× f 'c×β1 × bf = 104.76 mm Chiều cao vùng nén là: a(83) = β1 × c = 76.32 mm a d'ps − (84) = 1,010.67 mm dv = max 0.9× d'ps(85) = 943.95 mm 0.72× h(86) = 936.00 mm ⇒ dv = 1,010.67 mm 6.2.2 Ứng suất cắt trung bình - Lực cắt thành phần cáp xiên sinh (8 tao cáp uốn xiên) là: Vp(86) = 8× A × sin(θ)× fpf = 150, 076.99 N Trong đó: A = 143.3 mm2 : diện tích tao cáp fpf = 894.03MPa : ứng suất cáp trừ hết mát ứng suất θ = 8.42 : góc uốn cáp xiên Hệ số sức kháng lực cắt là: - Ứng suất cắt trung bình: v(87) = Vu − φv × Vp φv × b1 × dv φv = 0.9 = 2.02 MPa - Xác định tỷ số: v (88) = 0.04 < 0.25 ⇒ fc ' tiếp tục tính f po - Xác định ứng suất cáp sau máp ( tơng bọc quanh không + Ứng suất bê tông trọng cáp D.Ư.L: ∆fpT ) mà ứng suất bê Pff P e'2 fpc (89) = + = 6.03 MPa A 'g I 'g + Biến dạng bê tông trọng tâm cáp D.Ư.L: SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page 104 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP ε c(90) = fpc Ec GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP = 0.0002 + Diện tích cốt thép thường chạy dọc dầm: có 3.14× 122 A s(90) = 4× = 452.39 mm2 As Ứng suất cáp sau dã trừ hết mát ứng suất: fpo (91) = fpf + εc × E p = 926.96 MPa 6.2.3 Tính biến dạng - Giả sử εx θ = 400 - Sơ đồ tính dầm đơn giản nên không tồn lực dọc: ε x (92) = Nu = V Mu N + 0.5× u + 0.5ì u Vp ữì cotg A ps × fpo d φα φv Es × A s + Ep × A ps =− 0.0034 Ta có εx < nên ta phải nhân vào hệ số điều chỉnh: Fε (93) = Fε : A s × Es + E p × A ps A s × Es + E p × A ps + E c × A c = 0.054 Trong đó: Ac = 0.5 x h x b1 = 0.5 x 1500 x 500 = 375000 mm2 ⇒ ε x (94) = −0.0002 v = −0.039 fc ' Từ giá trị: giả thiết ban đầu Tính lại εx ε x = −0.000234 tương ứng với góc là: SVTH: Lê Đình Tồn ta tra biểu đồ ⇒ θ = 270 Chưa giống θ = 270 MSSV: 1351090069 Page 105 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP ε x (95) = GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP V Mu N + 0.5ì u + 0.5ì u Vp ữì cotgθ − A ps × fpo d φα φv Es × A s + E p × A ps =− 0.003 Ta có εx < nên ta phải nhân vào hệ số điều chỉnh: ⇒ ε x (96) = −0.0002 Từ giá trị: v = −0.039 fc ' 6.2.4 Tra biểu đồ tính Từ θ = 270 ε x = −0.0002 ta tra biểu đồ : ⇒ θ = 270 β v = −0.0012 fc ' Fε tra biểu đồ ta tìm β = 6.85 6.2.5 Xác định khả chịu cắt bê tông cốt đai - Khả chịu cắt bê tơng: Vc(97) = ×β× fc' × b1 × dv = 1,935,066.87 N 12 - Khả chịu cắt cốt đai: Vs(98) = Vu − Vc − Vp = −914,846.29 < φv 6.2.6 Tính bước cốt đai Chọn đai nhánh φ = 12 A v = 4× , 3.14× 122 = 452.39 mm2 A v fy 0.083 f 'c b1 Vu S ≤ Min(0.8dv;600mm) neá u < 0.1 f ' b d c v Vu u ³ ≥ 0.1 Min(0.4dv;300mm) nế f 'c b1.dv Tính giá tri biểu thức: A v fy 0.083 f 'c b1 SVTH: Lê Đình Tồn (99) = 452.39× 300 0.083× 45× 500 MSSV: 1351090069 = 487.49 mm Page 106 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP Vu (100) = 0.046 < 0.1 f 'c b1.dv min(0.8dv;600mm) = min(808 mm;600 mm) = 600 mm 487.49 mm ⇒ S≤ 600 mm Đầu dầm chịu lực cắt lớn nên thiên an toàn ta chọn bước cốt đai đầu dầm S =100 mm Tính lại: Vs(101) = A v × fy × dv × cot g( θ ) s = 2,692,022.975 N 6.2.7 Kiểm tra thép dọc A ps × fps + A s × fy ≥ Mu N V + 0.5× u + u − 0.5× Vs − Vp ÷× cotg(θ) φf × dv φα φ v Trong A ps × fps + A s × fy * : sức kháng vật liệu A ps × fps + A s × fy = 3,439.2× 1,679.21+ 452.39× 300 = 5,910,856.03 N * dụng Mu N V + 0.5× u + u − 0.5× Vs Vp ữì cotg() f ì dv v : lực cắt ngoại lực tác Mu N V + 0.5× u + u − 0.5× Vs Vp ữ ữì cotg f ì dv φ v 1,030,128.5 = 0+ + 0.5ì 2,493,125.949 107,946.546ữì cotg(270 ) = 212,057,163.9 N 0.9 So sánh kết ta thấy thỏa mãn 6.3 THIẾT KẾ CỐT ĐAI CHO MẶT CẮT GIỮA NHỊP - Nội lực mặt cắt: + Giá trị mơmen: + Giá trị lực cắt: SVTH: Lê Đình Toàn M u = 5,917,738,906 N.mm Vu = 269,312 N MSSV: 1351090069 Page 107 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP 6.3.1 Thiết kế bước cốt đai cho mặt nhịp a d'ps − dv = max 0.9× d'ps 0.72× h Trong đó: d’ps = 1395.83 mm: khoảng cách từ trọng tâm nhóm cáp đến trọng tâm mặt cắt a: chiều cao vùng bê tông chịu nén Tính a: Qua biến đổi ta tính khoảng cách từ trục trung hòa cuả tiết diện đến mép dầm là: c(102) = A ps × fpu − β1 × ( bf − b1 ) × hf × 0.85× f 'c 0.85× f 'c×β1 × b1 + k × A ps dps × fpu = −431.02 mm c = -431.02 mm < hf = 206.1 mm Lúc trục trung hòa qua cánh, ta b× h =1850× 1500 phải tính tiết diện hình chữ nhật có kính thước là: mm Khoảng cách từ trọng tâm vùng nén đến mép trên: c'(103) = A ps × fpu A ps × fpu d'ps + 0.85× f 'c×β1 × bf = 107.42mm Chiều cao vùng nén là: a(104) = β1 × c = 78.27 mm a d'ps − (105) = 1,356.70 mm dv = max 0.9× d'ps(106) = 1,256.25 mm 0.72× h(107) = 1,080.00 mm ⇒ dv = 1,356.70 mm 6.3.2 Ứng suất cắt trung bình - Vì mặt cắt nhịp khơng có cáp xiên nên - Ứng suất cắt trung bình: SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Vp = Page 108 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TƠNG CỐT THÉP v(108) = Vu − φv × Vp φv × bw × dv GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP = 0.44 MPa - Xác định tỷ số: v (109) = 0.01< 0.25 ⇒ fc ' tiếp tục tính f po ∆f pT - Xác định ứng suất cáp sau máp ( bêtơng bọc quanh khơng + Ứng suất bêtông trọng tâm cáp D.Ư.L: ) mà ứng suất Pff P e'2 + = 15.59 MPa A 'g I 'g fpc (110) = + Biến dạng bê tông trọng tâm cáp d.ư.l: ε c(111) = fpc Ec = 0.00043 + Diện tích cốt thép thường chạy dọc dầm: A s(112) = 4× 3.14× 122 = 452.39 mm2 Ứng suất cáp sau dã trừ hết mát ứng suất: fpo (113) = fpf + ε c × E p = 979.23MPa 6.3.3 Tính biến dạng - Giả sử εx θ = 400 - Sơ đồ tính dầm đơn giản nên không tồng lực dọc: ε x (114) = Nu = V Mu N + 0.5× u + 0.5ì u Vp ữì cotg A ps × fpo dv φα φv Es × A s + E p × A ps = 0.0011 - Từ giá trị: thiết ban đầu - Tính lại εx v = 0.022 fc ' ε x = 0.0011 tương ứng với góc là: SVTH: Lê Đình Tồn ta tra biểu đồ ⇒ θ = 360 Chưa giống giả θ = 360 MSSV: 1351090069 Page 109 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP εx = GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP V Mu N + 0.5× u + 0.5× u − Vp ÷× cotgθ − A ps × fpo dv φα φv Es × A s + E p × A ps 1,030,128.5 5,770,225,689 + + 0.5× 0ữì cotg(360 ) 3439.2ì 983.63 1157.2 0.9 = 200000× 314 + 197000× 3439.2 = 0.0011 v = 0.022 fc ' Từ giá trị: 6.3.4 Tra biểu đồ tính Từ ⇒ θ = 360 ε x = 0.0011 ta tra biểu đồ ⇒ θ = 360 β v = 0.022 fc ' tra biểu đồ ta tìm β = 2.2 6.3.5 Xác định khả chịu cắt bê tông - Khả chịu cắt bê tơng: Vc = 1 ×β× fc' × bw × dv = × 2.454× 45× 200× 1157.2 = 710669.24 N 12 12 - Khả chịu cắt cốt đai: Vs = Vu 1,030,128.5 − Vc − Vp = − 710669.2 − = −478196.16 < φv 0.9 6.3.6 Tính bước cốt đai - Chọn đai nhánh φ = 12 A v = 2× , 3.14× 122 = 226.19 mm2 A v fy 0.083 f 'c bw Vu S ≤ min(0.8dv;600mm) neá u < 0.1 f 'c bw dv Vu u ³ ≥ 0.1 min(0.4dv;300mm) neá f 'c bw dv Tính giá trin biểu thức trên: A v × fy 0.083× fc' × bw SVTH: Lê Đình Tồn = 226.19× 300 0.083× 45× 200 MSSV: 1351090069 = 1218.76 mm Page 110 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP Vu 209225.8 = = 0.02 < 0.1 f 'c bw dv 45× 200× 1155.71 min(0.8dv;600mm) = min(0.8× 1155.71= 924.57 mm;600 mm) = 600 mm 1218.76 mm ⇒ S≤ 600 mm Thiên an toàn ta chọn bước cốt đai S = 200 mm Tính lại: Vs = A v × fy × dv × cotg( θ ) s = 226.19× 300× 959.1× cotg( 36) 200 = 539247.92 N 6.3.7 Kiểm tra thép dọc A ps × fps + A s × fy ≥ Mu N V + 0.5× u + u − 0.5× Vs − Vp ữì cotg() f ì dv v Trong đó: A ps × fps + A s × fy * : sức kháng vật liệu A ps × fps + A s × fy = 3,439.2× 1,676.7+ 452.39× 300 = 5,902,224.79 N * Mu N V + 0.5× u + u − 0.5× Vs Vp ữì cotg f ì dv v : lực cắt ngoại lực tác dụng Mu N V + 0.5× u + u 0.5ì Vs Vp ữ ữì cotg() f ì dv φα φ v = 1,030,128.5 5,770,225,689 + 0+ 0.5ì 539,247.92 0ữì cotg(360 ) 0.9× 1157.2 0.9 = 4,613,649.215 N So sánh kết ta thấy thỏa mãn Các mặt cắt lại tính tốn tương tự ta có bước cốt đai sau: từ đầu dầm đến mặt cắt thay đổi tiết diện S = 100 mm, lại S = 200 mm Riêng đầu dầm bố trí lưới thép SVTH: Lê Đình Tồn MSSV: 1351090069 Page 111 ... ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP TIẾT DIỆN T CĂNG TRƯỚC CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ-MÃ ĐỀ 2-4-6-2-4-2 1.1 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN 1.1.1 Số liệu thiết kế - Tiêu chuẩn thiết kế:... lo i dầm Trong phần lo i dầm đơn giản xây dựng từ sơ đồ dầm liên tục sau tính tốn dầm đơn giản xong ph i nhân v i hệ số kể đến tính liên tục mặt cầu Hình 3.2.1 Sơ đồ tính mặt cầu 3.3 TÍNH N I. .. 26 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD: TS VŨ HỒNG NGHIỆP 3.4.2 Hoạt t i n i lực hoạt t i tác dụng lên dầm 3.4.2.1 Hoạt t i - Gồm có hoạt t i: t i trọng ngư i truyền xuống mặt cầu thơng qua