Mathcad CVII noi luc dam chu

THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL GVHD:Ths MAI LỰU VII.Tính toán dầm chính : - Bao gồm: tính tải, hoạt tải, lực căng cáp và các tải trọng khác. VII.1.Tính toán nội lực dầm chủ do tónh tải: VII.1.1.Tónh tải rải đều lên dầm chủ: - Tải trọng bản thân dầm chủ: DC 1 γ c A g ⋅ 2.4 10 5− ⋅ 870000⋅= 20.88== kN/m trong đó A g là diện tích mặt cắt ngang dầm chủ - Tải trọng do dầm ngang : DC dn γ c b dn h dn ⋅ ( ) ⋅ 2.4 10 5− ⋅ 200 650⋅⋅= 3.12== kN/m - Tải trọng do bản mặt cầu : + Do bản mặt cầu liên hợp cùng với dầm chủ nên ta chỉ tính phần nối thêm là: DC 2 γ c h f δ ( ) ⋅ 2.4 10 5− ⋅ 200 540⋅⋅= 2.59== kN/m - Tải trọng do lớp phủ (không có ở dầm biên): DW γ lp h p B 1 ⋅ ( ) ⋅ 5 2.24 10 5− ⋅ 130 9500⋅⋅ 5 = 5.53== kN/m - Tải trọng do lan can (chỉ có ở dầm biên): P b 2.65= kN/m - Tải trọng do lề bộ hành (chỉ có ở dầm biên): DC 3 8.10= kN/m VII.1.2.Nội lực trong dầm chủ do tónh tải: - Ta tính toán nội lực dầm chủ ở 4 mặt cắt: mặt cắt L/2, mặt cắt L/4, mặt cắt cách gối 0.8m, và mặt cắt gối. - Chiều dài tính toán của dầm: L 28.3m= - Sử dụng đường ảnh hưởng để tính toán nội lực: + Mômen: M η γ p ⋅ q⋅ ω⋅= γ p trong đó η 0.95= : hệ số ảnh hưởng sẽ được nhân vào lúc tổng hợp tónh tải ω : diện tích đường ảnh hưởng q : tải phân bố tác dụng SVTH: TRƯƠNG QUANG THẮNG 32 THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL GVHD:Ths MAI LỰU VII .1.2.1.Mômen do tónh tải dầm chủ: - Mặt cắt L/2: + Đường ảnh hưởng mômen: 7.080 2.577 5.579 5.579 2.577 DC dn DC dn DC dn DC dn 5.15 6.00 6.00 6.00 5.15 ω 100.18= m 2 y 1 2.577= y 2 5.579= y 3 5.579= y 4 2.577= + Mômen do tải trọng dầm chủ: M u 1.25DC 1 ω⋅ 1.25 20.88⋅ 100.18⋅= 2615.== kNm M s DC 1 ω⋅ 20.88 100.18⋅= 2092.== kNm + Mômen do tải trọng lan can: M u 1.25P b ω⋅ 1.25 2.65⋅ 100.18⋅= 331.8== kNm M s P b ω⋅ 2.65 100.18⋅= 265.5== kNm + Mômen do tải trọng bản mặt cầu: (thực chất là mối nối) M u 1.25DC 2 ω⋅ 1.25 2.59⋅ 100.18⋅= 324.3== kNm M s DC 2 ω⋅ 2.59 100.18⋅= 259.5== kNm + Mômen do tải trọng lớp phủ: M u 1.5DW ω⋅ 1.5 5.53⋅ 100.18⋅= 831.0== kNm M s DW ω⋅ 5.53 100.18⋅= 554.0== kNm + Mômen do tải trọng lề bộ hành: M u 1.25DC 3 ω⋅ 1.25 8.1⋅ 100.18⋅= 1014.== kNm M s DC 3 ω⋅ 8.1 100.18⋅= 811.5== kNm + Mômen do tải trọng dầm ngang: M u 1.25DC dn y 1 y 2 + y 3 + y 4 + ( ) ⋅ 1.25 3.12⋅ 2.577 5.579+ 5.579+ 2.577+( )⋅== 63.6= kNm M s DC dn y 1 y 2 + y 3 + y 4 + ( ) ⋅ 3.12 2.577 5.579+ 5.579+ 2.577+( )⋅== 50.9= kNm SVTH: TRƯƠNG QUANG THẮNG 33 THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL GVHD:Ths MAI LỰU + Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC 1 , P b , DC 3 , DC dn nên có nội lực là: M u 2615. 331.8+ 1014.+ 63.6+= 4024.4= kNm M s 2092. 265.5+ 811.5+ 50.9+= 3219.9= kNm + Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC 1 , P b , DC 3 , DC dn nên có nội lực là: M u 2615. 324.3+ 831.0+ 63.6+= 3833.9= kNm M s 2092. 259.5+ 554.0+ 50.9+= 2956.4= kNm + Bảng tổng hợp tính toán: (+) (-) Cường độ Sử dụng DC 1 20.88 1.25 / 0.9 1 100.18 2614.698 2091.758 P b 2.65 1.25 / 0.9 1 100.18 331.846 265.477 DC 2 2.59 1.25 / 0.9 1 100.18 324.333 259.466 DW 5.53 1.5 / 0.65 1 100.18 830.993 553.995 DC 3 8.1 1.25 / 0.9 1 100.18 1014.323 811.458 1.25 / 0.9 1 2.577 4.027 3.221 1.25 / 0.9 1 5.579 8.717 6.974 1.25 / 0.9 1 5.579 8.717 6.974 1.25 / 0.9 1 2.577 4.027 3.221 Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC1, Pb, DC2, DC3, DCdn nên có nội lực là: M u = 3986.35 kNm M s = 3189.08 kNm Dầm giữa chỉ chòu tác dụng của DC1, DC2, DW, DCdn nên có nội lực là: M u = 3795.51 kNm M s = 2925.61 kNm Sử dụng DC dn 3.12 Lực tác dụng Giá trò Hệ số tải trọng Tung độ dah mômen Diện tích dah mômen Mômen (kNm) Cường độ SVTH: TRƯƠNG QUANG THẮNG 34 THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL GVHD:Ths MAI LỰU - Mặt cắt L/4: tương tự ta có: bảng tổng hợp 5.25 0 3.82 2 4.24 2 2.758 1.274 DC dn DC dn DC dn DC dn (+) (-) Cường độ Sử dụng DC 1 20.88 1.25 / 0.9 1 74.29 1938.969 1551.175 P b 2.65 1.25 / 0.9 1 74.29 246.086 196.869 DC 2 2.59 1.25 / 0.9 1 74.29 240.514 192.411 DW 5.53 1.5 / 0.65 1 74.29 616.236 410.824 DC 3 8.1 1.25 / 0.9 1 74.29 752.186 601.749 1.25 / 0.9 1 3.822 5.972 4.778 1.25 / 0.9 1 4.242 6.628 5.303 1.25 / 0.9 1 2.758 4.309 3.448 1.25 / 0.9 1 1.247 1.948 1.559 Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC1, Pb, DC2, DC3, DCdn nên có nội lực là: M u = 2956.10 kNm M s = 2364.88 kNm Dầm giữa chỉ chòu tác dụng của DC1, DC2, DW, DCdn nên có nội lực là: M u = 2814.58 kNm M s = 2169.50 kNm DC dn 3.12 Lực tác dụng Giá trò Hệ số tải trọng Tung độ dah mômen Diện tích dah mômen Mômen (kNm) Cường độ Sử dụng SVTH: TRƯƠNG QUANG THẮNG 35 THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL GVHD:Ths MAI LỰU - Mặt cắt cách gối 1m: tương tự ta có: bảng tổng hợp 0.182 0.394 0.605 0.817 DC dn DC dn DC dn DC dn (+) (-) Cường độ Sử dụng DC 1 20.88 1.25 / 0.9 1 13.65 356.265 285.012 P b 2.65 1.25 / 0.9 1 13.65 45.216 36.173 DC 2 2.59 1.25 / 0.9 1 13.65 44.192 35.354 DW 5.53 1.5 / 0.65 1 13.65 113.227 75.485 DC 3 8.1 1.25 / 0.9 1 13.65 138.206 110.565 1.25 / 0.9 1 0.817 1.277 1.021 1.25 / 0.9 1 0.605 0.945 0.756 1.25 / 0.9 1 0.394 0.616 0.493 1.25 / 0.9 1 0.182 0.284 0.228 Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC1, Pb, DC2, DC3, DCdn nên có nội lực là: M u = 542.81 kNm M s = 434.25 kNm Dầm giữa chỉ chòu tác dụng của DC1, DC2, DW, DCdn nên có nội lực là: M u = 516.81 kNm M s = 398.35 kNm Sử dụng DC dn 3.12 Lực tác dụng Giá trò Hệ số tải trọng Tung độ dah mômen Diện tích dah mômen Mômen (kNm) Cường độ VII .1.2.2.Lực cắt do tónh tải dầm chủ: - Mặt cắt L/2: + Đường ảnh hưởng mômen: DC dn DC dn DC dn DC dn 0.182 0.394 0.182 0.394 ω 3.54= m 2 ω_ 3.54= m 2 y 1 0.182−= y 2 0.394−= y 3 0.394= y 4 0.182= SVTH: TRƯƠNG QUANG THẮNG 36 THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL GVHD:Ths MAI LỰU + Lực cắt do tải trọng dầm chủ: V u DC 1 1.25 ω⋅ 0.9 ω_⋅−( )⋅ 20.88 1.25 3.54⋅ 0.9 3.54⋅−( )⋅= 25.87== kN V s DC 1 ω ω_−( )⋅ 20.88 3.54 3.54−( )⋅= 0== kN + Lực cắt do tải trọng lan can: V u P b 1.25 ω⋅ 0.9 ω_⋅−( )⋅ 2.65 1.25 3.54⋅ 0.9 3.54⋅−( )⋅= 3.283== kN V s P b ω ω_−( )⋅ 2.65 3.54 3.54−( )⋅= 0== kN + Lực cắt do tải trọng bản mặt cầu: (thực chất là mối nối) V u DC 2 1.25 ω⋅ 0.9 ω_⋅−( )⋅ 2.59 1.25 3.54⋅ 0.9 3.54⋅−( )⋅= 3.209== kN V s DC 2 ω ω_−( )⋅ 2.59 3.54 3.54−( )⋅= 0== kN + Lực cắt do tải trọng lớp phủ: V u DW 1.5 ω⋅ 0.65 ω_⋅−( )⋅ 5.53 1.5 3.54⋅ 0.65 3.54⋅−( )⋅= 16.64== kN V s DW ω ω_−( )⋅ 5.53 3.54 3.54−( )⋅= 0== kN + Lực cắt do tải trọng lề bộ hành: V u DC 3 1.25 ω⋅ 0.9 ω_⋅−( )⋅ 8.1 1.25 3.54⋅ 0.9 3.54⋅−( )⋅= 10.04== kN V s DC 3 ω ω_−( )⋅ DC 3 3.54 3.54−( )⋅= 0== kN + Lực cắt do tải trọng dầm ngang: V u DC dn y 1 y 2 + y 3 + y 4 + ( ) ⋅ 1.25 0.9−( )⋅= 3.12 0.182−( ) 0.394−( )+ 0.394+ 0.182+[ ]⋅ 1.25 0.9−( )⋅= 0= kN V s DC dn y 1 y 2 + y 3 + y 4 + ( ) ⋅ 0.9 0.9−( )⋅= 3.12 0.182−( ) 0.394−( )+ 0.394+ 0.182+[ ]⋅ 0.9 0.9−( )⋅= 0= kN + Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC 1 , P b , DC 3 , DC dn nên có nội lực là: V u 25.87 3.283+ 10.04+ 0+= 39.19= kN V s 0 0+ 0+ 0+= 0= kN + Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC 1 , P b , DC 3 , DC dn nên có nội lực là: V u 25.87 3.209+ 16.64+ 0+= 45.72= kN V s 0 0+ 0+ 0+= 0= kN SVTH: TRƯƠNG QUANG THẮNG 37 THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL GVHD:Ths MAI LỰU + Bảng tổng hợp tính toán: (+) (-) (+) (-) Cường độ Sử dụng DC 1 20.88 1.25 / 0.9 1 3.54 3.54 25.870 0 P b 2.65 1.25 / 0.9 1 3.54 3.54 3.283 0 DC2 2.59 1.25 / 0.9 1 3.54 3.54 3.209 0 DW 5.53 1.5 / 0.65 1 3.54 3.54 16.640 0 DC 3 8.1 1.25 / 0.9 1 3.54 3.54 10.036 0 1.25 / 0.9 1 -0.182 -0.080 -0.228 1.25 / 0.9 1 -0.394 -0.172 -0.493 1.25 / 0.9 1 0.394 0.172 0.493 1.25 / 0.9 1 0.182 0.080 0.228 Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC1, Pb, DC2, DC3, DCdn nên có nội lực là: M u = 39.19 kNm M s = 0.00 kNm Dầm giữa chỉ chòu tác dụng của DC1, DC2, DW, DCdn nên có nội lực là: M u = 45.72 kNm M s = 0.00 kNm DC dn 3.12 Lực tác dụng Giá trò Hệ số tải trọng Tung độ dah lực cắt Diện tích dah lực cắt Lực cắt (kNm) Cường độ Sử dụng SVTH: TRƯƠNG QUANG THẮNG 38 THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL GVHD:Ths MAI LỰU - Mặt cắt L/4: tương tự ta có bảng tổng hợp DC dn DC dn DC dn DC dn 0.750 0.250 0.182 0.182 0.394 0.606 (+) (-) (+) (-) Cường độ Sử dụng DC 1 20.88 1.25 / 0.9 1 7.96 0.884 191.144 148 P b 2.65 1.25 / 0.9 1 7.96 0.884 24.259 19 DC2 2.59 1.25 / 0.9 1 7.96 0.884 23.710 18 DW 5.53 1.5 / 0.65 1 7.96 0.884 62.851 39 DC 3 8.1 1.25 / 0.9 1 7.96 0.884 74.151 57 1.25 / 0.9 1 -0.182 -0.080 -0.228 1.25 / 0.9 1 0.606 0.265 0.758 1.25 / 0.9 1 0.394 0.172 0.493 1.25 / 0.9 1 0.182 0.080 0.228 Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC1, Pb, DC2, DC3, DCdn nên có nội lực là: M u = 289.99 kNm M s = 225.06 kNm Dầm giữa chỉ chòu tác dụng của DC1, DC2, DW, DCdn nên có nội lực là: M u = 278.14 kNm M s = 206.45 kNm DC dn 3.12 Lực tác dụng Giá trò Hệ số tải trọng Tung độ dah lực cắt Diện tích dah lực cắt Lực cắt (kNm) Cường độ Sử dụng SVTH: TRƯƠNG QUANG THẮNG 39 THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL GVHD:Ths MAI LỰU - Mặt cắt cách gối1m: tương tự ta có bảng tổng hợp 0.964 0.036 DC dn DC dn DC dn DC dn 0.817 0.182 0.394 0.605 (+) (-) (+) (-) Cường độ Sử dụng DC 1 20.88 1.25 / 0.9 1 13.15 1 324.423 254 P b 2.65 1.25 / 0.9 1 13.15 1 41.174 32 DC2 2.59 1.25 / 0.9 1 13.15 1 40.242 31 DW 5.53 1.5 / 0.65 1 13.15 1 105.485 67 DC 3 8.1 1.25 / 0.9 1 13.15 1 125.854 98 1.25 / 0.9 1 0.817 0.357 1.021 1.25 / 0.9 1 0.605 0.265 0.756 1.25 / 0.9 1 0.394 0.172 0.493 1.25 / 0.9 1 0.182 0.080 0.228 Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC1, Pb, DC2, DC3, DCdn nên có nội lực là: M u = 492.33 kNm M s = 386.80 kNm Dầm giữa chỉ chòu tác dụng của DC1, DC2, DW, DCdn nên có nội lực là: M u = 471.02 kNm M s = 354.85 kNm Cường độ Sử dụng DC dn 3.12 Lực tác dụng Giá trò Hệ số tải trọng Tung độ dah lực cắt Diện tích dah lực cắt Lực cắt (kNm) SVTH: TRƯƠNG QUANG THẮNG 40 THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DUL GVHD:Ths MAI LỰU - Mặt cắt gối: tương tự ta có bảng tổng hợp DC dn DC dn DC dn DC dn 1.000 0.818 0.182 0.394 0.606 (+) (-) (+) (-) Cường độ Sử dụng DC 1 20.88 1.25 / 0.9 1 14.15 0 369.315 295 P b 2.65 1.25 / 0.9 1 14.15 0 46.872 37 DC2 2.59 1.25 / 0.9 1 14.15 0 45.811 37 DW 5.53 1.5 / 0.65 1 14.15 0 117.374 78 DC 3 8.1 1.25 / 0.9 1 14.15 0 143.269 115 1.25 / 0.9 1 0.818 0.358 1.023 1.25 / 0.9 1 0.606 0.265 0.758 1.25 / 0.9 1 0.394 0.172 0.493 1.25 / 0.9 1 0.182 0.080 0.228 Dầm biên chỉ chòu tác dụng của DC1, Pb, DC2, DC3, DCdn nên có nội lực là: M u = 560.33 kNm M s = 450.06 kNm Dầm giữa chỉ chòu tác dụng của DC1, DC2, DW, DCdn nên có nội lực là: M u = 533.37 kNm M s = 412.85 kNm Lực tác dụng Giá trò Hệ số tải trọng Tung độ dah lực cắt Diện tích dah lực cắt Lực cắt (kNm) Cường độ Sử dụng DC dn 3.12 SVTH: TRƯƠNG QUANG THẮNG 41 . 3.54 3.54 16.640 0 DC 3 8.1 1.25 / 0.9 1 3.54 3.54 10.036 0 1.25 / 0.9 1 -0 .182 -0 .080 -0 .228 1.25 / 0.9 1 -0 .394 -0 .172 -0 .493 1.25 / 0.9 1 0.394 0.172 0.493 1.25 / 0.9 1 0.182 0.080 0.228 Dầm. dầm chủ do tónh tải: - Ta tính toán nội lực dầm chủ ở 4 mặt cắt: mặt cắt L/2, mặt cắt L/4, mặt cắt cách gối 0.8m, và mặt cắt gối. - Chiều dài tính toán của dầm: L 28.3m= - Sử dụng đường ảnh hưởng. 2.59== kN/m - Tải trọng do lớp phủ (không có ở dầm biên): DW γ lp h p B 1 ⋅ ( ) ⋅ 5 2.24 10 5− ⋅ 130 9500⋅⋅ 5 = 5.53== kN/m - Tải trọng do lan can (chỉ có ở dầm biên): P b 2.65= kN/m - Tải trọng