Thiết kế cầu bê tông cốt thép - Chương 11

CHƯƠNG CHƯƠNG 11 11 T T Í Í NH TO NH TO Á Á N K N K Ế Ế T C T C Ấ Ấ U U BÊ TÔNG C BÊ TÔNG C Ố Ố T TH T TH É É P P Ứ Ứ NG SU NG SU Ấ Ấ T TRƯ T TRƯ Ớ Ớ C C 11.1.TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN TỔNG QUÁT Đ Đ à à n h n h ồ ồ i i T/chu T/chu ẩ ẩ n n T T í í nh võng do ho nh võng do ho ạ ạ t t t t ả ả i i 10 10 Đ Đ /h /h ồ ồ i & i & p.ho p.ho ạ ạ i i T/c & T/t T/c & T/t Cư Cư ờ ờ ng đ ng đ ộ ộ v v à à ổ ổ n đ n đ ị ị nh khi v nh khi v ậ ậ n n chuy chuy ể ể n v n v à à l l ắ ắ p r p r á á p p 9 9 Đ Đ à à n h n h ồ ồ i i T/chu T/chu ẩ ẩ n n Ứ Ứ ng su ng su ấ ấ t c t c ụ ụ c b c b ộ ộ tai v tai v ị ị tr tr í í neo neo 8 8 Ph Ph á á ho ho ạ ạ i i T T í í nh to nh to á á n n Cư Cư ờ ờ ng đ ng đ ộ ộ v v à à ổ ổ n đ n đ ị ị nh khi căng CT nh khi căng CT 7 7 Đ Đ à à n h n h ồ ồ i i T/chu T/chu ẩ ẩ n n K/tra K/tra ứ ứ /su /su ấ ấ t c t c ố ố t th t th é é p trong khai th p trong khai th á á c c 6 6 Đ Đ à à n h n h ồ ồ i i T/chu T/chu ẩ ẩ n n Ổ Ổ n đ n đ ị ị nh ch nh ch ố ố ng n ng n ứ ứ t do t do ứ ứ /s k /s k é é o ch o ch í í nh nh 5 5 Đ Đ à à n h n h ồ ồ i i T/chu T/chu ẩ ẩ n n Ổ Ổ n đ n đ ị ị nh ch nh ch ố ố ng n ng n ứ ứ t do t do ứ ứ /s ph /s ph á á p p 4 4 Đ Đ à à n h n h ồ ồ i i T T í í nh to nh to á á n n Cư Cư ờ ờ ng đ ng đ ộ ộ do do ứ ứ /s c /s c ắ ắ t, n t, n é é n ch n ch í í nh nh 3 3 Ph Ph á á ho ho ạ ạ i i T T í í nh to nh to á á n n Cư Cư ờ ờ ng đ ng đ ộ ộ TD nghiên trong khai th TD nghiên trong khai th á á c c 2 2 Ph Ph á á ho ho ạ ạ i i T T í í nh to nh to á á n n Cư Cư ờ ờ ng đ ng đ ộ ộ theo M trong khai th theo M trong khai th á á c c 1 1 G G / / đ ch đ ch ị ị u l u l ự ự c c N N ộ ộ i l i l ự ự c c C C á á c h c h ạ ạ ng m ng m ụ ụ c t c t í í nh to nh to á á n n STT STT 11.2.KIỂM TRA CƯỜNG ĐỘ TIẾT DIỆN DẦM THEO M I.Trục trung hòa đi qua cánh dầm: -Trục trung hòa đi qua cánh khi thỏa ĐK: ttTTTTTttccu FRFRFRFRhbR ).( '''' +≥−++ σ Trong đó: σ T ’: ƯS trong cốt thép F T ’có xét đến hao hụt ứng suất và hệ số vượt tải b b1 a t a T a h 0 x h c b c F' T F' t F T F t ∑ −= 1.1)( min' haoktT σσσ R T ’: Cường độ tính toán của cốt thép F T ’(ứng với sự giảm ứng suất trong FT’ do biến dạng dẻo khá lớn của bê tông trước khi phá hoại) 26' /360010.8,1002,0. cmkgER TbtT =×≈= ε Chiều cao vùng nén xác định từ phương trình: Điều kiện bền: m 2 : hệ số ĐK làm việc (P.lục 6) b b1 a t a T a h 0 x h c b c F' T F' t F T F t ).(. )).(.( )5.0.( '' '''' 2 tott ToTTT ocu ahRF ahRF xhxbRmM −+ −−+ − ≤ σ ).()( '''' tttTTTTTcu FFRRFFRxbR −+−−= σ II.Trục trung hòa đi qua cánh dầm: -Trục trung hòa đi qua cánh khi thỏa ĐK: ttTTTTTttccu FRFRFRFRhbR ).( '''' +<−++ σ -Chiều cao vùng nén được xác định từ phương trình: Điều kiện bền: b b1 a t a T a h 0 x h c b c F' T F' t F T F t ttTTTTTttccLTu FRFRRFFRhbbRxbR )(.).( '''' +=−++−+ σ ).(. )).(.( )5.0.() ( )5.0.( '' '''' 2 tott ToTTT coccLT ou ahRF ahRF hhhbbR xhxbRmM −+ −−+ −−+ −≤ σ 11.3.XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN DẦM I.Tiết diện nguyên khối có CT căng trước khi đổ BT: Tiết diện làm việc một giai đoạn F t F T F' t F' T b c h c a' t y I tr h a T a t b a' T y I d h 1 II )()( ).().(. '' 11 tttTTT cctd FFnFFn hbbhbbhbF ++++ −+−+= Mô men tĩnh/đáy tiết diện: [] [] ).( ).( 2 ).( ) 2 ().( 2 . '' '' 2 11 2 ttttt TTTTT c cc ahFaFn ahFaFn hbb h hhbb hb S −++ −++ − +−−+= Vị trí của trục trung hòa: Mô men quán tính của tiết diện tương đương: I d I t td I d yhy F S y −=⇒= [] [] 2''2 2''2 2 1 11 3 11 232 3 ).()(. ).()(. ) 2 ().( 12 ).( ) 2 ().().( 12 1 ) 2 .(. 12 . t I ttt I dtt T I tTT I dTT I d c I tcccc I d ayFayFn ayFayFn h yhbb hbb h yhbbhbb h yhb hb J −+−+ −+−+ −−+ − + −−+−+−+= II.Tiết diện nguyên khối có CT căng sau khi đổ BT: Tiết diện hình thành cường độ theo 2 giai đoạn 1.Giai đoạn I (chưa căng kéo cốt thép): TD bê tông Diện tích TD (đã trừ lổ): '' 11 )( ).().(. oottt cco FFFFn hbbhbbhbF Δ−Δ−++ −+−+= b b1 a T a t h 1 0 0 y d a' T h y t a' t b c F'o F' t Fo F t I I c y I t y I d Mô men tĩnh/đáy tiết diện: [] ).(.).( 2 ).( ) 2 ().( 2 . '''' 2 11 2 ToTottttt c cc ahFaFahFaFn hbb h hhbb hb S −Δ−Δ−−++ − +−−+= Vị trí của trục trung hòa: Mô men quán tính của tiết diện không kể lổ: I dt o d yhy F S y −=⇒= [] 2''2 2''2 2 1 1 3 11 232 3 )()( ).()(. ) 2 ().( 12 ).( ) 2 ().().( 12 1 ) 2 .(. 12 . TtoTdo t I ttt I dtt I dc c I tcccc I d ayFayF ayFayFn h yhbb hbb h yhbbhbb h yhb hb J −Δ−−Δ− −+−+ −−+ − + −−+−+−+= 2.Giai đoạn II (đã căng kéo cốt thép+bơm vữa): TD bê tông + Cốt thép CĐC Diện tích TD tương đương: b b1 a T a t h 1 0 0 y d a' T h y t a' t b c F'o F' t Fo F t I I c y I t y I d )( ' TTTotd FFnFF ++= Mô men tĩnh/trục 0-0 [ ] ).().(. '' TtTTdTT ayFayFnS −−−= Vị trí trục I-I cách trục 0-0 : [] 2''22 00 )()(. ; T I tTT I dTTootd t I td I d td ayFayFncFJJ cyycyy F S c −+−++= +=−=→= − [...]... trong bê tông : σ1 +Do từ biến trong bê tông : σ2 +Do sự chùng nhão của CTCĐC: σ3 +Do biến dạng neo & ép sít mối nối: σ4 +Do ma sát giữa CTCĐC và thành ống: σ5 +Do chênh lệch to giữa bệ căng & CTCĐC: σ6 +Do bê tông bị nén đàn hồi : σ7 Theo quy trình 22TCN1 8-7 9 sự mất mát ứng suất có thể lấy đối với từng kết cấu như sau: Kết cấu căng trước Kết cấu căng sau σ1 σ1 σ2 σ2 σ3 σ3 σ4 σ4 σ5 σ5 σ6 - - σ7 11. 2.KIỂM... nguyên khối, có cốt thép căng trước khi đổ BT +TD σ =σ t b t bT c M min I + yt ≥ 0 J td +TD tdnk nguyên khối, có cốt thép căng sau khi đổ BT t t σ b = σ bT c c c M bt M min − M bt I + yt + yt ≥ 0 Jo J td tdnk liên hợp, có cốt thép căng trước khi đổ bê tông +TD t t σ b = σ bT c c c M bt + M 1c M min − M bt − M 1c I + yt + yt ≥ 0 Jo J td tdnk liên hợp, có cốt thép căng sau khi đổ bê tông +TD t t σ... Ư/S kéo *Yêu cầu kiểm tra: +Tải trọng : tải trọng tiêu chuẩn Mcmax +Lực căng kéo NT min → Σσhao max P NT NT IV I *công thức kiểm tra: tdnk nguyên khối, có cốt thép căng trước khi đổ BT +TD σ =σ d b d bT c M max I − yd ≥ 0 J td +TD tdnk nguyên khối, có cốt thép căng sau khi đổ BT d σ bd = σ bT c c c M bt M max − M bt I − yd − yd ≥ 0 Jo J td tdnk liên hợp, có cốt thép căng trước khi đổ bê tông +TD d... công) Kiểm tra Ứ/S nén tại miền tập trung nhiều cốt thép cường độ cao → chống nứt dọc theo cốt thép *Yêu cầu kiểm tra: +Tải trọng : tải trọng tiêu chuẩn Mcbt +Lực căng kéo NT max → Σσhao min P NT NT IV *công thức kiểm tra: +TD nguyên khối, có cốt thép căng trước khi đổ BT ⎛ d M I ⎞ σ = ⎜ σ bT − yd ⎟1.1 ≤ RN ⎜ ⎟ J td ⎝ ⎠ d b c bt +TD nguyên khối, có cốt thép căng sau khi đổ BT ⎛ d M ⎞ σ = ⎜ σ bT − yd... khối căng sau 2.Giai đoạn III: TD có thêm bản bê tông cốt thép ' Ftd = Ftd + n.b2 h2 S I −T n.b2 h2 ( ytI + 0.5h2 ) II I II I c' = ' = → y d = y d + c ' ; yt = y t − c ' ' Ftd Ftd 1 3 J = J td + Ftd c + n.b2 h2 + n.b2 h2 ( ytII + 0.5h2 ) 2 12 '2 yId II 0 I II 0 I c c' yt F'o yd yIt yII t h2 b2 yII d ' td Fo 11. 2.XÁC ĐỊNH SỰ HAO HỤT ỨNG SUẤT TRƯỚC TRONG CỐT THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO Trong q/trình chế tạo cũng... (giai đoạn thi công) Ứ/S tại thớ trên không được phép xuất hiện Ư/S kéo *Yêu cầu kiểm tra: +Tải trọng : tải trọng tiêu chuẩn Mcbt +Lực căng kéo NT max → Σσhao min III NT P NT *công thức kiểm tra: +TD nguyên khối, có cốt thép căng trước khi đổ BT σ =σ t b t bT c bt ( M I t + yt ≥ 0 ; σ b ≤ Rkt J td ) +TD nguyên khối, có cốt thép căng sau khi đổ BT σ =σ t b t bT c bt ( M t + yt ≥ 0 ; σ b ≤ Rkt Jo )... M max − M bt − M 1c I − yd − yd ≥ 0 Jo J td tdnk liên hợp, có cốt thép căng sau khi đổ bê tông +TD d σ bd = σ bT c c c M bt M 1c I M max − M bt − M 1c II − yd − yd − yd ≥ 0 ' Jo J td J td II.Kiểm tra ổn định chống nứt theo nội dung II: *Nội dung kiểm tra: (giai đoạn khai thác) Ứ/S tại thớ trên không được phép xuất hiện Ư/S kéo *Yêu cầu kiểm tra: +Tải trọng : tải trọng tiêu chuẩn Mcmin +Lực căng... của phần bản/trục I-I: SI-I = n.b2.h2.(yIt + 0.5h2) II I II I c' yII tr I ytr yII d I yd TD nguyên khối căng trước h Trị số Ftđ, Jtđ, yd,yt tính như h2 Dạng chữ I (đúc trước) Các Đúc trước h2 b2 yII d I yd II I II I Đúc trước S I −T I I c = ' → y d = y d + c ; yt = yt − c Ftd ' 1 3 J = J td + Ftd c + n.b2 h2 12 II 2 + n.b2 h2 ( ytr + 0.5h2 ) ' td '2 c' Vị trí trục I-I cách trục II-II : h yII tr yItr... bT − yd ⎟1.1 ≤ RN ⎜ ⎟ J td ⎝ ⎠ d b c bt +TD nguyên khối, có cốt thép căng sau khi đổ BT ⎛ d M ⎞ σ = ⎜ σ bT − yd ⎟1.1 ≤ RN ⎜ ⎟ Jo ⎝ ⎠ d b c bt Trong đó: 1.1: hệ số xét đến tác dụng của co ngót trong bê tông RN = RNu : nếu σmin ≤ σmax RN = RNLt : nếu σmin ≥ 0.85σmax (1) σmax;σmin: ứng suất max, min tại các thớ của TD RN = RNu : nếu b ≥ 0.6bc RN = RN u : nếu b ≤ 0.2bc (2) → Từ (1) & (2) chọn giá trị