Cầu bê tông_Lesson 14 ppt

5.3 TRèNH Tệẽ TNH TOAN TONG QUAT CAC DAM GIAN ẹễN BTCT DệL :  5.4 NGUYÊN TẮC CHUNG TÍNH DUYỆT KC DƯL : Theo 22 TCN 272-05, yêu cầu tính toán theo 4 trạng thái giới hạn : - Về TTGH cường độ : có 3 TTGH cường độ - Về TTGH đặc biệt. - Về TTGH khai thác. - TTGH mỏi. 5.4.1 Các trạng thái giới hạn : Các cấu kiện bêtông ứng suất trước phải được kiểm tra ứng suất và biến dạng cho từng giai đoạn có thể là tới hạn trong quá trình thi công, vận chuyển và lắp ráp cũng như trong quá trình khai thác. Cụ thể, mỗi thành phần hoặc liên kết sẽ phải thoả mãn công thức sau ứng với mỗi TTGH : (TCN 1.3.2.1-1) (5.1) trong đó : - hệ số điều chỉnh tải trọng γ i - hệ số tải trọng Q i - tải trọng qui đònh Ф - hệ số sức kháng R n - sức kháng danh đònh R r - sức kháng tính toán = Ф R n i i n r Q R R ηΣγ ≤ Φ = η Hệ số điều chỉnh tải trọng (LRFD 1.3.2.1-2) : (5.2) D - hệ số xét đến tính dẻo của kết cấu. R - hệ số xét đến tính dư của kết cấu. I - hệ số liên quan đến tầm quan trọng khi khai thác. Hệ số sức kháng : Ф = 0,90 khi tính khả năng chòu uốn kết cấu BTCT thường Ф = 1,00 khi tính khả năng chòu uốn kết cấu BTCT DƯL Ф = 0,90 khi tính khả năng chòu cắt, xoắn. 5.4.2 Thiết kế theo trạng thái giới hạn sử dụng : Trạng thái giới hạn sử dụng chỉ giới hạn về ứng suất, biến dạng và bề rộng vết nứt. Các hệ số điều chỉnh tải trọng có thể áp dụng (LRFD 1.3) : η 0 95. . , D R I η = η η η ≥ η η 0 95. . , D R I η = η η η = Tổ hợp tải trọng và hệ số tải trọng : Trong phần Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác bình thường của cầu với gió có vận tốc 25m/s và với tất cả tải trọng lấy theo giá trò danh đònh và liên quan đến kiểm tra độ võng trong kết cấu thép, vỏ hầm , bề rộng vết nứt trong kết cấu bêtông cốt thép. Hệ số tải trọng ( Bảng 3.4.1-1 ) : γ i = 1,0. Ứng suất giới hạn tạo thép ứng suất trước (Bảng 5.9.3-1) : Thép tự chùng thấp đã được sử dụng : Cường độ phá hoại f pu = 1860 Mpa Giới hạn chảy f y = 0,9 f pu = 1674 Mpa Tại đầu kích f pj = 0,78f pu = 1451Mpa Sau khi truyền ứng suất f pt = 0,74f pu = 1376Mpa Trạng thái giới hạn sử dụng f pe = 0,80f py = 1339Mpa 5.5 TÍNH DUYỆT TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ : 5.5.1 Nguyên tắc chung : Trạng thái giới hạn cường độ xem xét đảm bảo yêu cầu độ bền và độ ổn đònh. Hệ số điều chỉnh tải trọng có thể áp dụng (LRFD 1.3) : Tổ hợp tải trọng và hệ số tải trọng (LRFD 3.4.1). Ví dụ : Trạng thái giới hạn cường độ I : Tổ hợp tải trọng cơ bản của xe sử dụng thông thường của cầu không xét đến gió. Hệ số tải trọng ( Bảng 3.4.1-1 ) : γ AS = 1,5 lớp phủ mặt cầu ( asphalt ). γ DC = 1,25 các cấu kiện và bộ phận liên quan. γ LL = 1,75 hoạt tải ( TTGH cường độ I ). Tổ hợp tải trọng : 0 948 0 95 0 950. . , , , D R I η = η η η = < → η = { } 1 75, AS DC AS DC LL Φ γ + γ + Hệ số sức kháng Φ : lấy theo mục 2.4.4.1. Đối với kết cấu ứng suất trước một phần chòu uốn và kéo hoặc không kéo, giá trò Φ có thể lấy theo : Φ = 0,90 + 0,1(PPR) (5.3) Với : A s - diện tích cốt thép thường, mm 2 A ps - diện tích cốt thép ứng suất trước, mm 2 f y - giới hạn chảy cốt thép, MPa f py - giới hạn chảy thép ứng suất trước, MPa 5.5.2 Thiết kế chống uốn : Khả năng chòu tải của kết cấu dầm BTCT ƯST theo cường độ chòu uốn sẽ được xác đònh theo công thức : M r ≤ Φ M n PS PY PS PY S Y A f PPR A f A f = + Quan hệ tự nhiên giữa ứng suất bêtông chòu nén và ứng biến có thể coi như một khối hình chữ nhật tương đương, cạnh bằng phân bố trên một vùng giới hạn bởi mặt ngoài cùng chòu nén của mặt cắt và đường thẳng song song với trục trung hòa, cách thớ chòu nén ngoài cùng một khoảng a = ß 1 c. Khoảng cách c phải tính vuông góc với trục trung hòa. Hệ số ß 1 có thể lấy bằng 0,85 khi cường độ bêtông không vượt quá = 28Mpa, ngược lại ß 1 có thể giảm ở mức 0,05 cho mỗi 7Mpa vượt quá 28Mpa nhưng không nhỏ hơn 0,65. Cường độ mômen tính toán ( Theo LRFD 5.7.3.2.2-1 ) : (5.5) Với cốt thép DƯL dính bám với bêtông ( LRFD 5.7.3. 1.1-4 ) : (5.6) 2 2 2 n ps ps p s y s s y s a a a M A f d A f d A f d         ′ ′ ′ Φ = Φ − + − − −                 1 0 85, ps pu s y s y pu c ps p A f A f A f c f f b kA d ′ ′ + − = ′ β + c f ′ trong đó : f y - cường độ chảy cốt thép thường khi chòu kéo f PS - ứng suất trung bình trong thép ứng suất trước thời điểm đạt sức kháng danh đònh c - khoảng cách từ thớ chòu nén ngoài cùng tới trọng tâm của tiết diện d p - khoảng cách từ thớ chòu nén ngoài cùng tới trọng tâm cốt thép ứng suất trước. d s - khoảng cách từ thớ chòu nén ngoài cùng tới trọng tâm cốt thép thường chòu kéo. - khoảng cách từ thớ chòu nén ngoài cùng tới trọng tâm cốt thép thường chòu nén. h f - chiều cao cánh chòu nén. a - chiều cao khối ứng suất tương đương ứng suất trung bình trong tao cáp ứng suất trước f ps . s d ′ [...]... với mặt cắt tính đổi, trong đó kể cả diện tích mặt cắt bêtông và diện tích mặt cắt cốt thép FtFt′ , Fd , Fd dính bám với bêtông và , có ′ được nhân với tỷ số các môđun đàn hồi n để tính đổi sang diện tích bêtông Nếu trong mặt cắt dầm có các phần bêtông với mác khác nhau, ví dụ trong các kết cấu liên hợp thì cùng tính đổi về diện tích một loại mác bêtông Để đơn giản, các công thức tính toán chúng ta coi... uốn gẫy khúc của cốt thép trong dầm kéo trước khi đổ bêtông ∆ fpF - Mất mát do biến dạng của liên kết neo và bêtông dưới mấu neo cũng như do sự co ép của khe nối trong các dầm có khe nối ngang dầm ∆ fpA - Mất mát do co ngót bêtông ∆ fpSR - Mất mát do từ biến bêtông ∆ fpCR - Mất mát do tự chùng cốt thép DƯL ∆ fpR - Mất mát do co ngắn đàn hồi của bêtông ∆ fpES Khi xác đònh trò số các mất mát cần xét... ngót của bêtông và tự chùng của thép trong các bộ phận DƯL và DƯL một phần có thể lấy theo Bảng 5.9.5.3-1 cho : Các cấu kiện không phân đoạn, kéo sau, có chiều dài nhòp không quá 50 m và tạo ứng suất trong bêtông ở tuổi 10÷ 30 ngày, và các cấu kiện kéo trước, tạo ứng suất sau khi đạt cường độ nén = 24MPa Nhưng phải kèm theo các điều kiện sau : - Cấu kiện được làm bằng bêtông tỷ trọng thường, - Bêtông... và thấp, và ở nơi có các điều kiện lộ ra và nhiệt độ trung bình - Đối với các cầu bêtông phân đoạn, biện pháp ước tính toàn bộ mất mát ứng suất chỉ có thể dùng cho thiết kế sơ bộ - Tỷ lệ DƯL một phần PPR dùng trong Bảng 5.9.5.3-1 phải được lấy như quy đònh trong Phương trình 5.5.4.2.1-2 Đối với những bộ phận được làm bằng bêtông có tỷ trọng thấp, các trò số quy đònh trong Bảng 5.9.5.3-1 phải được tăng... các quy đònh hoặc của Điều 5.4.2.3 hoặc các điểm này cho các bộ phận không phân đoạn DƯL với : - Các nhòp không lớn hơn 75 m, - Bêtông tỷ trọng thường, - Cường độ ở thời điểm DƯL vượt quá 24MPa Đối với bêtông tỷ trọng thấp, mất mát DƯL phải dựa trên những tính chất đại diện của bêtông được dùng Đối với thi công phân đoạn, trong mọi xem xét không phải là thiết kế sơ bộ, cần xác đònh các mất mát ứng suất... co ngắn đàn hồi : Ep Đối với các cấu kiện kéo trước : ∆ f pES = fcgp Eci trong đó : (5.44) fcgp - tổng ứng suất bêtông ở trọng tâm của các bó thép ứng suất do lực DƯL khi truyền và tự trọng của bộ phận ở các mặt cắt mômen max, MPa Ep - môđun đàn hồi của thép DƯL, MPa Eci - môđun đàn hồi của bêtông lúc truyền lực, MPa Đối với các cấu kiện kéo trước của thiết kế thông thường fcgp có thể tính trên cơ sở... tính toán về chống nứt, áp dụng giả thiết về sự làm việc đàn hồi của mặt cắt, do đó giả thiết mặt cắt là đồng chất và đẳng hướng, nghóa là mặt cắt bêtông cốt thép sẽ được tính đổi về mặt cắt tính đổi nhờ hệ số tỷ lệ giữa các modul đàn hồi của thép và của bêtông n Sau khi đã có các đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi, việc tính toán ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại các thớ của mặt cắt tính đổi... hàng năm (%) 3- Mất mát dự ứng suất do từ biến : Mất mát dự ứng suất do từ biến có thể lấy bằng : ∆ fpCR = 12,0fcgp – 7,0∆ fcdp ≥ 0 (5.48) với : fcgp - ứng suất bêtông tại trọng tâm thép DƯL lúc truyền lực, MPa ∆ fcdp - thay đổi trong ứng suất bêtông tại trọng tâm thép DƯL do tải trọng thường xuyên, trừ tải trọng tác động vào lúc thực hiện lực DƯL Giá trò ∆ fcdp cần được tính ở 4- Mất mát dự ứng suất... trước và cốt thép thường phải đủ để phát triển sức kháng uốn tính toán Mr, ít nhất bằng 1,2 lần cường độ nứt, được xác đònh trên cơ sở sự phân bố đàn hồi của ứng suất và cường độ chòu kéo khi uốn fr của bêtông : Mr = Φ Mn ≥ 1,2Mcr (5.11) Mcr = (fr + fpe)Sc – MDL (Sc/Sb – 1) (5.12) trong đó : Mcr - cường độ nứt Sc - mômen tónh mặt cắt liên hợp đối với thớ xa nhất của mặt cắt Sb - mômen tónh mặt cắt không... tự chùng cốt thép DƯL ∆ fpR - Mất mát do co ngắn đàn hồi của bêtông ∆ fpES Khi xác đònh trò số các mất mát cần xét đến phương pháp chế tạo kết cấu bằng cách kéo căng cốt thép trước khi hay sau khi đổ bêtông; xét đến giai đoạn muốn kiểm toán ứng suất là giai đoạn chế tạo ở thời điểm truyền Trong mỗi giai đoạn làm việc khác nhau của cấu kiện được DƯL, các mất mát dự ứng suất trong cốt thép phải được . tích b tông. Nếu trong mặt cắt dầm có các phần b tông với mác khác nhau, ví dụ trong các kết cấu liên hợp thì cùng tính đổi về diện tích một loại mác b tông. Để. đổi, trong đó kể cả diện tích mặt cắt b tông và diện tích mặt cắt cốt thép F t , , F d , có dính bám với b tông và được nhân với tỷ số các môđun