THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng THIẾT KẾ MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thị Hằng Sinh viên : Nguyễn Thanh Tùng Lớp : Cầu đường Anh k54 ĐỀ BÀI: Thiết kế dầm cầu đường ôtô nhịp giản đơn, bê tông cốt thép thi công phương pháp đuc riêng dầm công trường tải trọng cho trước I- SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH: Chiều dài nhịp: Hoạt tải: Hệ số cấp đường: Bề rộng cánh chế tạo: Khoảng cách tim hai dầm: Tĩnh tải mặt cầu phận phụ rải đều: Trọng lượng riêng bê tơng: Hệ số phân bố ngang tính cho mơ men: Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt: Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng: Độ võng cho phép hoạt tải: + Cốt thép (theo ASTM 615M): + Bê tông: Tiêu chuẩn thiết kế: L = 12 m HL – 93 k = 0.65 bc = (m) bc + 0,4 (m) =2,4 (m) DW = kN/m γ c = 24,5 kN/m3 mgM = 0,57 mgQ = 0,55 mgD = 0,5 L/800 fy = 420 MPa fc’ = 32 MPa Quy trình thiết kế cầu 22TCN-272-05 II- YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG A- Tính tốn: Chọn mặt cắt ngang dầm Tính mơ men, lực cắt lớn tải trọng gây Vẽ biểu đồ bao mô men, lực cắt tải trọng gây Tính bố trí cốt thép dọc chủ mặt cắt nhịp Tính bố trí cốt thép đai Tính kiểm sốt nứt Tính độ võng hoạt tải gây Xác định vị trí cắt cốt thép, vẽ biểu đồ bao vật liệu Tính tốn bố trí cốt thép mặt cầu B - Bản vẽ: Vẽ mặt dầm, vẽ mặt cắt đại diện Vẽ biểu đồ bao vật liệu Bóc tách cốt thép, thống kê vật liệu Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng Khổ giấy A1 BÀI LÀM : I-XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM: Mặt cắt ngang dầm chữ T BTCT thường, cầu nhịp giản đơn đường ơtơ thường có kích thước tổng quát sau: bf hf hv2 bv2 bw bv1 hv1 h1 b1 I.1.Chiều cao dầm h: - Chiều cao dầm chủ có ảnh hưởng lớn đến giá thành cơng trình, phải cân nhắc kỹ chọn giá trị Ở chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp Đối với cầu đường tơ, nhịp giản đơn ta chọn sơ theo công thức kinh nghiệm sau:  1 h =  ÷ L  20  h = 0, ÷ 1,5 ( m ) - Chiều cao nhỏ theo quy định quy trình: hmin = 0, 07 × l = 0, 07 × 12 = 0,84 ( m ) Trên sở sơ chọn chiều cao dầm : h=1 m Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng I.2.Bề rộng sườn dầm:bw Tại mặt cắt gối dầm, chiều rộng sườn dầm định theo tính tốn ứng suất kéo chủ, nhiên ta chọn bề rộng sườn dầm không đổi suốt chiều dài dầm Chiều rộng bw chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công cho dễ đổ bê tơng với chất lượng tốt Theo u cầu ta chọn chiều rộng sườn dầm bw = 180 (cm) I.3.Chiều dày cánh: hf Chiều dày cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác Tiêu chuẩn quy định: h f ≥ 175 mm Theo kinh nghiệm hf = 180(mm) I.4.Bề rộng cánh: b f Chiều rộng cánh giả thiết chia cho dầm chủ Do theo điều kiện đề cho, ta chọn : b f = (m) = 2000 (mm) Khoảng cách tim dầm chủ S=2400mm, giả thiết nửa bề rộng mối nối chia cho bên cánh dầm I.5.Chọn kích thước bầu dầm: bl, hl Kích thước bầu dầm phải vào ciệc bố trí cốt thép chủ mặt cắt dầm định ( số lượng thanh, khoảng cách thanh, bề dày lớp bê tông bảo vệ) Tuy nhiên ta chưa biết số lượng cốt thép dọc chủ bao nhiêu, nên ta phải chọn theo kinh nghiệm Theo kinh nghiệm ta chọn: b1 = 400 (mm) h1 = 190 (mm) I.6.Kích thước vát : hv1 , hv , bv1 , bv Theo kinh nghiệm ta chọn: bv1 = hv1 = 80 ( mm ) bv = hv = 65 ( mm ) Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng 80 180 2400 1000 80 65 190 65 180 400 Mặt cắt ngang dầm chọn I.7 Tính sơ trọng lượng thân dầm 1(m) dài: Diện tích mặt cắt dầm: A = b f * h f + b1 * h1 + ( h − h f − h1 ) * bw + hv1 * bv1 + hv * bv = 632025mm Trọng lượng thân 1m dài dầm: wdc = A × γ bt = 0.632 × 24,5 = 15,485 ( kN / m ) Trong đó: γ = 24,5kN/m3: Tỷ trọng bê tơng * Xác định bề rộng cánh tính tốn: Bề rộng cánh tính tốn dầm bên không lấy trị số nhỏ ba trị số sau: - 12 l= = 3m với L chiều dài nhịp 4 - Khoảng cách tim dầm: S = 2,4m - 12 lần bề dầy cánh bề rộng sườn dầm: 12h f + bw = 12 × 0,18 + 0,18 = 2,34m Ta chọn bề rộng cánh hữu hiệu b e = 2m Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng * Quy đổi tiết diện tính tốn: Để đơn giản cho tính tốn thiết kế, ta quy đổi tiết diện dầm có kích thước đơn giản theo nguyên tắc: giữ nguyên chiều cao dầm h, chiều rộng b e , b , chiều dày b w Ta có: - Chiều dày cánh quy đổi: h'f = h f + bv × hv = 181.96mm be − bw - Chiều cao bầu dầm mới: h1' = h1 + bv1 × h v1 = 219.09mm b1 − bw h hf bf h1 180 b1 Mặt cắt dầm tính tốn quy đổi Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng II- XÁC ĐỊNH VÀ VẼ BIỂU ĐỒ BAO NỘI LỰC: II.1 Công thức tổng quát: Mômen lực cắt tiết diện tính theo cơng sau: • Đối với Trạng thái giới hạn cường độ: Mi = η {1.25wDC +1.50wDW + mgM [1.75LLL+1.75mLLMi (1 + IM)]}AMi Vi = η {(1.25wDC +1.50wDW)AVi + mgV [1.75LLL+1.75mLLVi (1+IM)]A1,Vi} • Đối với Trạng thái giới hạn sử dụng: -Mi = 1.0{1.0wDC + 1.0wDW + mgM [1.0LLL + 1.0mLLMi (1 + IM)]}AMi -Vi = 1.0{(1.0wDC + 1.0wDW)AVi + mgV [1.0LLL + 1.0mLLVi (1 + IM)]A1,Vi} Trong đó: wdw, wdc: Tĩnh tải rải trọng lượng thân dầm (kN.m) AMi: Diện tích đường ảnh hưởng mơmen mặt cắt thứ i AVi: Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng lực cắt A1,Vi: Diện tích phần lớn đường ảnh hưởng lực cắt LLM: Hoạt tải tương ứng với đ.ả.h mômen mặt cắt thứ i LLQ: Hoạt tải tương ứng với đường ảnh hưởng lực cắt mặt cắt thứ i mgM, mgQ : Hệ số phân bố ngang tính cho mụmen, lực cắt LLM=9,3 KN/m : Tải trọng rải (1+IM)=(1+0,75) : Hệ số xung kích η: Hệ số điều chỉnh tải trọng xác định công thức: η = η d × η R × η l ≥ 0,95 Với đường quốc lộ trạng thỏi giới hạn cường độ: η d=0,95; ηR=1,05; ηl=0,95 Với trạnh thỏi giới hạn sử dụng η = II.2 Tính mômen M: Chia dầm thành 10 đoạn đoạn có chiều dài 1,2 m Đánh số thứ tự mặt cắt vẽ Đường ảnh hưởng Mi mặt cắt điểm chia sau: Bảng tung độ đường ảnh hưởng: y1 1.08 y2 1.92 Nguyễn Thanh Tùng (1310661) y3 2,52 y4 2.88 y5 Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT                GVHD : Đỗ Thị Hằng Bảng giá trị mômen Mặt cắt xi (m) αi A Mi (m ) LL truck Mi (kN/m) den LL tan Mi (kN/m) 1.2 2.4 3.6 4.8 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 6.48 11.52 15.12 17.28 18 39.618 37.906 36.174 34.422 32.67 34.586 34.342 33.976 33.488 33 M CĐ i (kN/m) M iSD (KNm) 429.330 748.068 961.676 1075.748 1100.864 292.466 510.806 658.305 738.328 757.237          Ta vẽ biểu đồ bao mômen cho dầm trạng thái giới hạn cường độ Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng Biểu đồ bao momen M (kN.m) II.3 Tính lực cắt V: Đường ảnh hưởng V mặt cắt điểm chia sau: 10 Ðah Q0 0.9 Ðah Q1 0.1 0.8 Ðah Q2 0.2 0.7 Ðah Q3 0.3 0.6 Ðah Q4 0.4 0.5 Ðah Q5 0.5 Bảng giá trị lực cắt Mặt cắt Xi (m) 1.4 2.8 4.2 5.6 Li (m) 12 10.8 9.6 8.4 7.2 A 1,Vi (m2) 4.86 3.84 2.94 2.16 1.5 A Vi (m2) 4.8 3.6 2.4 1.2 truck LL Vi (kN/m) 41.33 44.35 47.666 51.572 56.532 62.03 tan den LL Vi (kN/m) 34.83 38.528 43.068 48.78 56.152 66 CĐ Vi (KN) 396.882 330.762 265.615 202.296 141.412 86.306 SD Vi (KN) 270.414 224.305 178.781 134.357 91.397 51.913 Ta vẽ biểu đồ bao lực cắt trạng thái giới hạn cường độ: Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng V0 V1 V2 V3 V4 V5 V5 V4 V3 V2 V1 V0 III-TÍNH TỐN DIỆN TÍCH BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM: Đây tốn tính AS bố trí diện tích chữ nhật T đặt cốt thép đơn, biết: h= b= bw = hf = fy = fc’ = Mu = Mumax 1000 2400 180 181.96 420 32 1100.864 mm mm mm mm Mpa Mpa kN.m Giả sử chiều cao hữu hiệu dầm: Chiều cao hữu hiệu phụ thuộc vào lượng cốt thép dọc chủ cách bố trí chúng, ta chọn sơ sau: ds = (0,8 ÷ 0,9)h = 800 ÷ 900 mm Ta chọn ds = 900 (mm) Giả thiết cốt thép chảy dẻo f s = f y Giả sử TTH qua cánh, tính 1như tiết diện hình chữ nhật có kích thước bxh = 2400x1000 mm Tính a: Với f 'c = 32 Mpa Ta có: β1 = 0.821 Từ phương trình: Mu ≤ φ*Mn = φ*0.85a*b*fc’*(ds - ) Xét dấu đẳng thức xảy ta có: Với hệ số sức kháng uốn với BTCT thường φ = 0.9 Mu 1100.864 ×106 αm = = = 0.023 Φ f × 0,85 × f c' × b × d s 0, 9.0,85.32.2400.900 αgh = ξgh (1 − 0, 5ξgh ) = 0, 42 β1 (1 − 0, 5.0, 42 β1 ) = 0, 285 => αm < αgh Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng a = ξ d s = (1 − − 2αm ).d s = 0, 023 × 900 = 20, 7( mm) - Khoảng cách từ TTH đến thớ chịu nén c= = - 20.7 = 25.2mm 0.821 Vậy c < hf nên TTH qua cánh Diện tích cốt thép cần thiết As: 0,85 × a ×b × f c' 0,85 × 20, × 2400 × 32 = = 3217.37 mm As = fy 420 Tính: ρ= As 3217.37 = = 0.019 bw d s 180 ×900 ρmin f c' 32 = 0, 03 × = 0, 03 × = 0, 0028 fy 420 Vậy ρ ≥ ρmin nên As tính hợp lý * Phương án chọn bố trí thép: Phương án # Ft(mm Số ) 19 284 12 22 387 10 25 510 Từ bảng ta chọn phương án + Số bố trí: 10 + Số hiệu : #22 + Tổng diện tích cốt thép thực tế: 3870 mm2 + Bố trí thành hàng, cột Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Ftt(mm2) 3408 3870 4080 Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT Điều kiện kiểm tra: GVHD : Đỗ Thị Hằng fct = Ma × yct ≥ 0,8 f r Ig Trong đó: fct : ứng suất kéo bê tông fr = 0,63 f c, :cường độ chịu kéo uốn bê tông Ta xác định được: yct = 836.92 mm Ma= 757.237KN.m Ig = 57551245120 mm4 *Tính ứng suất kéo bê tơng: Ma 757.277 × 106 f ct = yt = × 712.84 = 9.379MPa Ig 57551245120 M a :Mômen lớn cấu kiên giai đoạn tính biến dạng (lấy theo trạng thái giới hạn sử dụng) Cường độ chịu kéo uốn bêtông: f r = 0,63 f c' = 0,63 × 32 = 3,56( MPa) → f ct = 9.379 (MPa)> 0,8 fr = 0,8 × 3,56 = 2.848( MPa) → mặt cắt bị nứt Bước 2: Kiểm tra bề rộng vết nứt Điều kiện kiểm tra: f s ≤ f sa Trong dó: fsa khả chịu kéo lớn cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng:   Z f sa =  ; , f  y  ( d c × A) /  + dc:Chiều cao phần bêtơng tính từ thớ chịu kéo ngồi tâm gần nhất,theo bố trí cốt thép dọc ta có dc = 50 ( mm) +A: Diện tích phần bêtơng có trọng tâm với cốt thép chịu kéo bao mặt cắt ngang đường thẳng song song với trục trung hoà chia số lượng Xác định A: Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng 400 ×(85 +85) =6800 ( mm ) 10 Z : Thông số bề rộng vết nứt, xét điều kiện bình thường Z = 30000(N/mm) Ta có : A = ⇒ Z 30000 = = 429.83( MPa) 1/3 (d c × A) (50 × 6800)1/3 Suy ra: f sa = min( z ;0, f y ) = min(429.83; 252) = 252( MPa ) ( d c × A)1/3 * Tính tốn ứng suất sử dụng cốt thép: +Mô đun đàn hồi bê tơng : Ec = 0,043 × γ c1,5 × f c' = 0,043 × 24501,5 × 32 = 29498( MPa) +Mô đun đàn hồi thép: Es=2 x105 (MPa) Tỷ lệ môđun đàn hồi cốt thép bê tơng: n= Es ×105 = = 6.78 Ec 29498 ⇒ Lấy n = Giả sử trục trung hoà qua cánh dầm : Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng Xác định vị trí trục trung hoà tiết diện sau nứt dựa vào phương trình mơ men tĩnh với trục trung hồ khơng : ' Giả sử Trục trung hòa qua cánh : x ≤ h f = 181.96(mm) S = b.x x x2 − n As ( d s − x ) = ⇒ S = 2400 × − × 3870 × (902 − x) = 2 ' Giải ta : x =131.86 (mm) ≤ h f = 181.96 (mm) =>> Vậy TTH qua cánh Ma: Mơmen tính tốn trạng thái giới hạn sử dụng Ma = 757.237(kNm) Tính mơ men quán tính tiết diện nứt trục trung hoà: I cr = b.x + n As (d s − x ) I cr = 2400 × 131.863 + × 3870 × (902 − 131.86) = 1.79 × 1010 (mm ) ⇒ fs = × 757.237 × 106 × ( 868.14 − 131.86 ) = 218.03( MPa) 1.79 × 1010 f s = 218.03(MPa) < f sa = 252 (MPa) ⇒ Dầm đảm bảo điều kiện nứt Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng VII.TÍNH ĐỘ VÕNG: Tính toán độ võng nhịp dầm giản đơn hoạt tải gây ra: - Công thức kiểm tra: L Δ ≤ Δ = cp - Xác định mô men qn tính800 tính tốn: Ta có: Ig= 57551245120mm4 Icr= 1.79.1010 mm4 Mcr= 287.42kN.m Ma= 757.237kN.m Mô men quán tĩnh hữu hiệu tính theo cơng thức: M Ie =  cr  Ma  M   I g + 1 −  cr   M a      .I cr = 2.0069.1010 mm4  Suy I=min(Ig;Ie)= 2.0069.1010 mm4 - Xác định mô đun đàn hồi bê tông: Ec = 0,043.γ c1,5 fc' = 0,043× 24501,5 × 32 = 29498MPa - Xác định độ võng tải trọng làn: Wlane=mgD.LLL=0,5.9,3=4,65 N/mm 5wlaneL4 5× 4,65× 120004 ∆ lane = = = 2,12mm 384EC I 384× 29498× 2.0069× 1010 - Xác định độ võng xe tải thiết kế: Wtruck = mgD k.(1+ I M ).LLtruck M max = 0,5× 0,65× (1+ 0,25)× 30,63 = 12.44N / mm ∆ truck = 5Wtruck L4 5× 12.44× 120004 = = 5.674mm 384EC I 384× 29498× 2.0069.1010 - Độ võng hoạt tải gây mặt cắt nhịp là: ∆=max(∆truck; 0,25.∆truck+∆lane)=max(5.674; 0,25x5.674+2,12) =max(5.674;3.5385)= 5.674mm - Độ võng cho phép bắt buộc hoạt tải: L 12000 ∆ cp = = = 15mm >∆=5.764mm Thỏa mãn 800 800 Vậy điều kiện hạn chế độ võng dầm thỏa mãn Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng VIII TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP Ở BẢN CÁNH Xét m chiều dài cánh tính tiết diện chữ nhật có kích thước 1000mm x 194mm A TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ CƠT THÉP VIII.1 Trước đổ bê tông mặt cầu ta có sơ đồ tính sau : Wdc 2(bf-bw) M1max Với Wdc= hf’ γc.1=0,181 24,5 1.25=5.543 kN/m Trong đó: γc : Trọng lượng riêng bê tông ; γc=24,5kN/m γp : Hệ số tải trọng dùng cho tải trọng thường xuyên (γp=1,25 ) (b − bw ) 2000 − 180 = = 910(mm) = 0,91m Ta có : l = f 2 W ×l2 5.543 × 0,912 = 1, 25 × = 2.868kN m Do đó: M −1max = γ p × dc 2 VIII.2.Sau đổ bê tơng mặt cầu xong ta có sơ đồ Xác định nội lực sinh lớp phủ mặt cầu tiện ích lấy γ p=1,5 Wdw/S S-bw Nguyễn Thanh Tùng (1310661) M-2max Cầu đường Anh k54 + M1max BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng Trong đó: Wdw=6 kN/m Wdw ( s − bw ) (2, − 0,18) M max = γ p × × = 1,5 × × = 1,54kN m s 12 2, 12 Wdw ( s − bw ) (2, − 0,18) + × = 1,5 × × = 0,77 kN m Do đó: M 1max = γ p × s 24 2, 24 − VIII.3 Khi có hoạt tải tơ 145 KN S-bw M 3max M +2max Do : − M + 2max = M 3max = γ p k P.( s − bw )n 145(2, − 0.18) (1 + IM ) = 1,5.0,65 .1,75 = 24,789kN m 2.8 Vậy: Mô men âm lớn là: M-max=M-1max+M-2max+M-3max= 2.868+1,54+24,789 = 29.197 kN.m Mô men dương lớn : M+max=M+1max+ M+2max=0,77+24,789=25.559kN.m Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng VIII.4.Tính cốt thép chịu mô men âm tiết diện chữ nhật: Với : b x h=1000mm x 180 mm; Mu = M-max = 29.197 kN.m Gi nh ds = (0,8ữ0,9)ìh = (0,8ữ0,9)ì180 = (144ữ162 )mm Chn ds = 150 mm Xỏc định chiều cao khối chữ nhật tương đương Mu a  = 0,85 × f c' × b × a ×  d s − ÷ ϕ 2   2× Mu a = d s × 1 − −  ϕ × 0,85 × f c' × b × d s2   ÷ ÷    2.29.197.106 a = 150 1 − − ÷ = 8.17 ÷  0,9.0,85.32.1000.150   → a =8.17 ⟹ c = a 8.17 = = 9,95 β1 0.821 =>> c = 9,95mm < h f = 180mm Diện tích cốt thép cần thiết là: Asct = 0,85 f c' b.a 0,85.32.1000.8.17 = = 529.1mm 420 420     Vậy chọn thép bố trí là5 số 13 có As =645mm2 bố trí hình vẽ:    SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỐT THÉP Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng ds =180-35=145 mm Khi chiều cao khối chữ nhật tương đương : As f y 645.420 a= = = 9.96mm ' 0,85 f c b 0,85.32.1000 a 9.96 ⇒c= = = 12.13mm < h f = 180mm β1 0,821 ⇒ Thỏa mãn Kiểm tra sức kháng uốn: a  M r = φ M n = 0,9.0,85 f c' a.b  d s − ÷ 2  9.96   = 0,9.0,85.32.9.96.1000 145 − ÷   = 32.9kN m Nhận thấy: Mr > Mu = 29.197 kN.m ⇒Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: c 12,13 = = 0,083 < 0, 42 ⇒ Vậy lượng thép tối đa thỏa mãn ds 145 Kiểm tra lượng thép tối thiểu: ρ= As 645 = = 0,0044 b.d s 1000.145 ρ f c' 32 = 0,03 = 0,03 = 0,0028 fy 420 ⇒ ρ > ρmin ; Vậy lượng cốt thép tối thiểu thỏa mãn VIII.5 Tính cốt thép chịu mơ men dương tiết diện chữ nhật Với : ; Mu = M+max = 25.559 kN.m Giả định ds = (0,8÷0,9).h = (0,8÷0,9).180= (144÷162 )mm Chọn ds = 150mm Xác định chiều cao khối chữ nhật tương đương Mu a  = 0,85 × f c' × b × a × d s ữ 2ì Mu a = d s × 1 − −  ϕ × 0,85 × f c' × b × d s2   ÷ ÷    2.25.559.106 a = 150 1 − − = 7.14 ÷  ÷ 0,9.0,85.32.1000.150   Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT → a =7.14 ⟹ c = GVHD : Đỗ Thị Hằng a 7.14 = = 8,696 β1 0,821 =>> c = 8,696mm < h f = 180mm Diện tích cốt thép cần thiết là: 0,85 f c' b.a 0,85.32.1000.7.14 A = = = 462.4mm 420 420 Vậy chọn thép bố trí số 13 có As =645mm2 bố trí hình vẽ:     ct s    SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỐT THÉP Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép ds =180-35=145 mm Khi chiều cao khối chữ nhật tương đương : As f y 645.420 a= = = 9.95mm ' 0,85 f c b 0,85.32.1000 ⇒c= a 9.95 = = 12,12mm < h f = 180mm β1 0,821 ⇒ Thỏa mãn Kiểm tra sức kháng uốn: Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng a  M r = φ M n = 0,9.0,85 f c' a.b  d s − ÷ 2  9.95   = 0,9.0,85.32.9.95.1000 145 − ÷   = 34.11kN m Nhận thấy: Mr > Mu = 25.559 kN.m ⇒Đạt Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: c 12,12 = = 0,102 < 0, 42 ⇒ Vậy lượng thép tối đa thỏa mãn d s 0,821.145 Kiểm tra lượng thép tối thiểu: ρ= As 645 = = 0,0044 b.d s 1000.145 ρ f c' 32 = 0,03 = 0,03 = 0,00228 fy 420     ⇒ ρ > ρmin ; Vậy lượng cốt thép tối thiểu thỏa mãn Vậy bố trí cốt thép phần mặt cầu sau:    B KIỂM SOÁT NỨT PHẦN CÁNH DẦM CỦA TIẾT DIỆN CHỮ NHẬT Để tính tốn xem mặt cắt có bị nứt hay không người ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính tính ứng suất kéo fc bê tông VIII.6 Kiểm tra xem mặt cắt có nứt hay khơng: Wdc 2(bf-bw) Nguyễn Thanh Tùng (1310661) M1max Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng Với Wdc= hf’ γc.1=0,181 24,5 1.25=5.543 kN/m Trong đó: γc : Trọng lượng riêng bê tông ; γc=24,5kN/m γp : Hệ số tải trọng dùng cho tải trọng thường xuyên (γp=1,25 ) (b − bw ) 2000 − 180 = = 910(mm) = 0,91m Ta có : l = f 2 Wdc × l 5.543 × 0,912 − = 1.25 = 2.87kN m Do đó: M 1max = 1.25 2 VIII.7 Sau đổ bê tông mặt cầu xong ta có sơ đồ Wdw/S S-bw M-2max + M1max Trong đó: Wdw=6 kN/m Wdw ( s − bw ) (2, − 0.18) − 145kN m M max = × = × = 1.03 KN s 12 2, 12 W ( s − bw ) (2, − 0,18) + = × = 0,513kN m Do đó: M 1max = dw × s 24 2, 24 VIII.8 Khi có hoạt tải ô tô S-bw M 3max Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 M +2max BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng Do : P.( s − bw ) 145(2, − 0,18) (1 + IM ) = 0, 65 .1,75 = 22.89kN m 2.8 Mô men âm lớn là: M-max=M-1max+M-2max+M-3max=2.87+1.03+22.89 = 26.79 kN.m Mô men dương lớn : M+max=M+1max+ M+2max=0,513+22.89=23.403kN.m − M + max = M 3max = k Vậy: VIII.9 Tính tốn kiểm sốt nứt: - Xác định vị trí TTH: yt = 180 = 90mm -Mơ men qn tính nguyên tiết diện chữ nhật là: b.h3 1000.1803 Ig = = = 486.106 mm 12 12 - Tính ứng suất bê tông trường hợp chịu mô men âm lớn nhất: M 26.79.106 f ct = sd × yt = × 90 = 4.961MPa Ig 486.106 Cường độ chịu kéo uốn bê tông : f r = 0,63 f c' = 0,63 32 = 3.56MPa 0,8.fr=0,8.3,56=2,848 Z 30000 = = 380,5 MPa; 1/ (d c A) (35.14000)1/ 0,6 f y =0,6.420=252 MPa; Vậy f sa =252 MPa 8.7.2 Xác định ứng suất cốt thép chịu kéo trạng thái giới hạn sử dụng Với n tỉ lệ mô đun đàn hồi cốt thép bê tông n= Es Ec Es = 2.105 Mpa Ec = 0,043.γ c1,5 f c ' = n= 0,043.2450 1,5 32 = 29498 2.105 = 6.78 29498 Chọn n = - xác định vị trí trục trung hịa dựa vào phương trình mơ men tĩnh với trục trung hồ khơng : x S = b.x + (n-1).A’s.(x-d’s) – n.As(ds- x) = 2 x  1000 +(7-1).645.(x-35)-7.645.(145-x)=0 Giải phương trình ta được: =>x= 31.58 mm Xác định mơ men qn tính tiết diện nứt với TTH: Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 BÀI TẬP LỚN KCBTCT GVHD : Đỗ Thị Hằng b.x + (n − 1) A ' s ( d s − x) + n As ( x − d s ) 31.583 = 1000 +(7-1).645.(31.58-35)2 + 7.645.(145-31.58) = 68624867.08 mm4 Ứng suất nén cốt thép TTGH sử dụng Ma 20.457.106 f s = n (d s − x ) = .(145 − 31.24) = 237.38MPa I cr 68624867.08 => f s = 237.38MPa < f sa = 252MPa => Đạt Ứng suất kéo cốt thép TTGH sử dụng Ma 19.541.106 f s = n (d s − x) = .(145 − 31.24) = 226.75MPa I cr 68624867.08 => f s = 141.45MPa < f sa = 252 MPa => Đạt => Vậy dầm thỏa mãn điều kiện hạn chế bề rộng vết nứt KẾT LUẬN: Điều kiện hạn chế bề rộng vết nứt thỏa mãn Do nứt kiểm soát Icr = *******************************&**************************** Nguyễn Thanh Tùng (1310661) Cầu đường Anh k54 ... rải tr? ?ng lư? ?ng th? ?n d? ??m (kN.m) AMi: Di? ?n tích đư? ?ng ảnh h? ?? ?ng mômen mặt cắt th? ?? i AVi: T? ?ng đại số di? ?n tích đư? ?ng ảnh h? ?? ?ng lực cắt A1,Vi: Di? ?n tích ph? ?n l? ?n đư? ?ng ảnh h? ?? ?ng lực cắt LLM: Hoạt... th? ?p d? ??c ta có dc = 50 ( mm) +A: Di? ?n tích ph? ?n bêt? ?ng có tr? ?ng tâm với cốt th? ?p chịu kéo bao mặt cắt ngang đư? ?ng th? ? ?ng song song với trục trung hoà chia số lư? ?ng Xác định A: Nguy? ?n Thanh T? ?ng. .. CỐT TH? ?P Kho? ?ng cách h? ??u hiệu tư? ?ng ? ?ng từ th? ?? chịu n? ?n đ? ?n tr? ?ng tâm cốt th? ?p Nguy? ?n Thanh T? ?ng (1310661) Cầu đư? ?ng Anh k54 BÀI TẬP L? ?N KCBTCT GVHD : Đỗ Th? ?? H? ? ?ng ds =180-35=145 mm Khi chiều