Đang tải... (xem toàn văn)
Microsoft Word tung cau btct doc ThiÕt KÕ m«n häc CÇu Bª t«ng cèt thÐp D¦L Môc lôc PhÇn 1 Néi dung thuyÕt minh 1 Chän tiÕt diÖn mÆt c¾t dÇm chñ 1 1 Bè trÝ chung mÆt c¾t ngang cÇu 1 2 Chän mÆt c¾t ngan[.]
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 6.3 Xác định nội lực Các đặc trng vật liệu cho dầm chủ Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 7.1 Thép 7.2 Bêtông Chọn bố trí cáp dự ứng lực 8.1 Chọn cáp dù øng lùc 8.2 Bè trÝ c¸p dù øng lùc 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 mát ma s¸t ΔfpF 9.3 MÊt m¸t tơt neo 9.4 Mất mát ứng suất co ngắn đàn hồi 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 tr−íc 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 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 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 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) Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế cầu Bê tông cốt thép DƯL * Các số liệu cho trớc: - DÇm I, chiỊu dμi toμn dÇm L=28m, kÕt cÊu kÐo sau - Khổ cầu K10+2 x1.5m - Tải trọng thiết kÕ: HL93 - Bã cèt thÐp D¦L: Bã tao 15.2 * Vật liệu sử dụng: - Bêtông dầm chủ có tiêu sau: + fc =40 Mpa + γc = 24 KN/m3 + Ec = 37494.422 Mpa + Hệ số poisson = 0,2 - Bêtông mặt cầu có tiêu sau: + fc = 35 Mpa + Ec = 29910.202 Mpa + γc = 24 KN/m3 + HƯ sè poisson = 0,2 - Líp phđ cã: γc = 22,5 KN/m3 - Cèt thÐp D¦L cã: + fy = 420 Mpa + Ep = 197000 Mpa + Es = 200000 Mpa + DiÖn tÝch tao = 139.4 mm2 * Yêu cầu: - Nội dung thuyết minh đầy đủ rõ rng - Bản vẽ thể mặt dầm, mặt cắt ngang, bố trí cốt thép vẽ giấy A1 A0 Phần 1: Nội dung thuyết minh n Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ 1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu Tổng chiều di ton dầm l 28 mét, để hai đầu dầm bên 0.3 mét để kê gối Nh chiều di nhịp tính toán nhịp cầu l 27.4 mét Cầu gồm dầm có mặt cắt chữ I chế tạo bêtông có fc=40MPa, mặt cầu có chiều dy 18cm, đợc đổ chỗ bêtông fc=35MPa, tạo thnh 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 dy 0,4cm,, lớp bêtông Asphalt có chiều dy 7cm Lớp phủ đợc tạo độ dốc ngang cách kê cao gối cầu 13000 750 2500 2500 2500 2500 Mặt cắt ngang cầu(TL:1:20) Khoảng cách dầm chủ S=2500 mm Giữa phần xe chạy v lề ngời phân cách giải phân cách mềm 1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ Dầm chủ có tiết diện hình chữ I với kích thớc sau: - ChiỊu cao toμn dÇm: 1600mm - ChiỊu dμy s−ên dÇm: 200mm - ChiỊu réng bÇu dÇm: 600mm - ChiỊu cao bÇu dÇm: 250mm - ChiỊu cao vót cđa bơng bÇu dầm: 200mm - Chiều rộng cánh dầm: 800mm - Phần gờ dỡ bêtông đổ trớc: 100mm (mỗi bên) 2500 750 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Các kích thớc khác nh hình vẽ: 80 60 160 85 85 20 6,67 10 12 20 25 20 20 20 60 Mặt cát dầm chủ Mặt cắt gối (Mở rộng sờn 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 di nhịp tính toán L=27400mm hmin: chiều cao tối thiểu kết cấu nhịp k mặt cầu, hmin=1600+180=1780mm suy ra: hmin=0,045.L=0,045.27400=1233mm< 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 nhÊt cđa + 1/4 chiỊu dμi nhÞp (= 27400 = 6850 mm) + 12 lần độ dy trung bình cđa b¶n céng víi sè lín nhÊt cđa bỊ dμy bụng dầm 1/2 bề rộng cánh cđa dÇm ⎧200 =12.180+max ⎨ = 2560 ⎩800 / Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL + Khoảng cách trung bình dầm kề (S= 2500)- 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(=2500/2=1250) cộng trÞ sè nhá nhÊt cđa + 1/8 chiỊu dμi nhÞp hữu hiệu(= 27400 = 3425 mm) + lần chiều dy trung bình cộng với số lớn 1/2 độ dy bụng 1/4 bề rộng cánh dầm 200 / =6.180+max ⎨ =1280 ⎩800 / + BỊ réng phÇn hẫng( =750) Khống chế Kết luận: Bề rộng cánh dầm hữu hiệu Bảng Dầm (bi) 2500 mm Dầm biên (be) 2500 mm Tính toán mặt cầu 13000 750 2500 2500 2500 2500 Mặt cắt ngang cầu(TL:1:20) 4.1 Phơng pháp tính toán nội lực mặt cầu áp dụng phơng pháp tính toán gần theo Điều 4.6.2(AASHTO98) 2500 750 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Mặt cầu phân tích nh dầm liên tục gối l dầm chủ 4.2 Xác định nội lực mặt cầu tĩnh tải Sơ đồ tính v 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 v nhịp Do sơ đồ tính l dầm liên tục nhịp đối xứng, vị trí tÝnh to¸n néi lùc lμ: a, b, c, d, e,f nh hính vẽ Theo Điều (A.4.6.2.1.6): Các dải phải đợc coi nh dầm liên tục dầm giản đơn chiều di 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 l cứng vô hạn Các tải trọng bánh xe đợc mô hình hoá nh tải trọng tập trung nh tải trọng vƯt mμ chiỊu dμi däc theo nhÞp sÏ lμ chiỊu di diện tích tiếp xúc đợc điều (A.3.6.1.2.5) cộng với chiều cao mặt cầu, đồ án ny 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 cầu, TTBT lớp phủ, lực tập trung lan can tác dụng lên phần hẫng Đối với tĩnh tải, ta tính cho mét di mặt cầu Thiết kế mặt cầu dy 180mm, tĩnh tải rải TTBT mặt cầu: gDC(bmc)=180.1000.24.10-6= 4,32 KN/m Thiết kế lớp phủ dy 74mm, tĩnh tải rải TTBT líp phđ: gDW=74.1000.22,5.10-6=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 v thiên an ton ta coi đặt mép gDC(Lan can)= 4,148 KN/m Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL + Để tính nội lực cho mặt cắt a, b, c, d, e,f ta vẽ đờng ảnh hởng mặt cắt xếp tải lên đơng ảnh hởng Do sơ đồ tính toán mặt cầu l hệ siêu tĩnh bậc cao nên ta dùng chơng trình MIDAS để vẽ DAH v từ tính toán nội lực tác dụng lên mặt cầu + Công thức xác định nội lực tính toán: MU= (P.M DC1 + γP M DC2 +γP M DW ) η : HÖ số liên quan đến tính dẻo, tính d, v 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 ®Õn tÝnh d− ηR = 0,95 (theo §iỊu 1.3.4) HƯ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác ηi = 1,05 (theo §iỊu 1.3.5) => η = 1,05.0,95.0,95 = 0,95 p: Hệ số tĩnh tải (Bảng A.3.4.1-2) Loại tải trọng TTGH Cờng độ1 TTGH Sử dụng DC: Cấu kiện v thiết bị phụ 1,25/0,9 DW: Lớp phủ mặt cầu v tiện ích 1,5/0,65 4.2.1 Nôi lực mặt cắt a Lớp phủ Bản mặt cầu lan can Mômen mặt cắt a l mômen phần hẫng Sơ đồ tính dạng công xon chịu uốn Ma=[. p g DC1(bmc) 1250.1250 2.10 + γ p g D¦W (1250 − 500) 2.106 + γ p g DC 2(lcncan) 1250.10−3 ] ThiÕt KÕ m«n häc Cầu Bê tông cốt thép DƯL Trong THGH CĐ1 Ma= 0,95.[ 4,32.1250.1250.1,25 1,665.750.750.1,5 + + 4,148.1250.1,25.10 −3 ] =10.8323 kNm 6 2.10 2.10 Trong THGH SD Ma= 0,95.[ 4,32.1250.1250.1 1,665.750.750.1 + + 4,148.1250.1.10 −3 ] =8.933 kNm 6 2.10 2.10 4.2.2 Nội lực mặt cắt b Để tạo ứng lực lớn tĩnh tải, phần Đah dơng ta xếp tĩnh tải với hệ số lớn 1, phần Đah âm ta xếp tĩnh tải với hƯ sè nhá h¬n 1.Cơ thĨ xÕp nh− sau: xÕp tải lên dah duơng xếp tải lên dah âm Tính néi lùc theo c«ng thøc: MU=η (γP.M DC1 + γP M DC2 +γP M DW ) ThiÕt KÕ m«n häc Cầu Bê tông cốt thép DƯL Trên phần Đah dơng: Với mặt cầu lấy hệ số p= 1,25 THGH C§1, b»ng THGH SD Víi líp phđ lÊy hƯ sè γp= 1,5 THGH C§1, b»ng THGH SD Trên phần Đah âm: Với mặt cầu lấy hệ số p= 0,9 THGH CĐ1, THGH SD Víi líp phđ lÊy hƯ s« γp= 0,65 THGH C§1, b»ng THGH SD Sau giải sơ đồ MIDAS kết mô men Mb bảng dới Bảng 4.2.2 4.2.3 Nội lực mặt cắt Mc Lm tơng tự nh , ta có bảng kết sau: Bảng 4.2.3 Mặt cắt b Mặt cắt c Đah + Đah + - DC1 2.666 -1.375 DC1 1.7787 -3.2316 DW 1.0276 -1.3007 DW 0.6855 -1.2455 4.2.4 Nội lực mặt cắt Md d ... néi lực để thiết kết mặt cầu l: Mômen TTGH Cờng độ1 Âm 35.32 TTGH Sử dụng 4.4 Vật liệu thiết kế cho mặt cầu + Bê tông mặt cầu 23.005 Dơng Hẫng 26.53 25.816 16.7 16.222 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông. .. mặt cầu áp dụng phơng pháp tính toán gần theo Điều 4.6.2(AASHTO98) 2500 750 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Mặt cầu phân tích nh dầm liên tục gối l dầm chủ 4.2 Xác định nội lực mặt cầu. . .Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 7.1 Thép 7.2 B? ?tông Chọn bố trí cáp dù øng lùc 8.1 Chän c¸p dù øng lùc 8.2 Bè trÝ c¸p dù øng lùc 8.3 TÝnh tÝnh c¸c đặc trng hình học Tính toán mát ứng