TKMH CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP - DẦM T CĂNG TRƯỚC L=30M

Các tải trọng bánh xe có thể đợc mô hình hoá nh tải trọng tập trung hoặc nhtải trọng vệt mà chiều dài dọc theo nhịp sẽ là chiều dài của diện tích tiếp xúc đợcchỉ trong điều 3.6.1.2.5 cộn

Thiết kế môn học cầu bê tông f1 (theo tiêu chuẩn 22tcn 272-05)

Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế Cầu Bê tông Cốt thép DƯL nhịp giản đơn theo các điều kiện sau:

- Quy trình thiết kế : 22TCN – 272 –05 Bộ Giao thông vân tải

- Tải trọng thiết kế : HL93 , đoàn Ngời bộ hành

Nội Dung tính toán

1 Các loại vật liệu

1.1 cốt Thép DUL

- Cờng độ quy định của thép dự ứng lực fpu = 1860 Mpa

- Giới hạn chảy của thép dự ứng lực fpy = 0.9 fpu = 1764 Mpa

- Hệ số ma sát à = 0.3

- ứng suất trong thép khi kích fpj = 0.7 fpu = 1302 Mpa

- Cờng độ tính toán khi chế tạo Rd1 = 13280 Kg / cm2

- Cờng độ tính toán khi sử dụng Rd2 = 12800 Kg/cm2

- Môđun đàn hồi Et = 197000 Mpa

1.2 Vật liệu bêtông :

- Cờng độ chịu nén của bêtông ở tuổi 28 ngày fc’ = 40 Mpa

- Cờng độ chịu nén của bêtông khi tạo ứng suất trớc fci’ = 0.9 fc’ = 36Mpa

- Môđun đàn hồi của bêtông

- Cờng độ chịu kéo khi uốn

2 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu

Tổng chiều dài toàn dầm là 30 m, để hai đầu dầm mỗi bên 0,3 m để kêgối Nh vậy chiều dài nhịp tính toán của nhịp cầu là 29,4 m

Cầu gồm 5 dầm có mặt cắt chữ T chế tạo bằng bêtông có fc’=45MPa Lớpphủ mặt cầu gồm có 2 lớp: lớp chống nớc có chiều dày 0,4 cm,, lớp bêtông

Mpa f

Mpa f

f r =0,63 'c =3.98

Asphalt trên cùng có chiều dày 7 cm Lớp phủ đợc tạo độ dốc ngang bằng cách

kê cao các gối cầu

Yêu cầu hmin=0,045L trong đó

L: Chiều dài nhịp tính toán L=29400mm

hmin: chiều cao tối thiểu của kết cấu nhịp kể cả bản mặt cầu,

hmin=1400mm  0,045L=0,045.29400=1323 mm< hmin Thỏa mãn

2.1.3 Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu ( điều 4.6.2.6)

2.1.3.1 Đối với dầm giữa

Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thể lấy giá trị nhỏ nhất của

200

=3300mm+ Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau (= 2400)

 bi=2400mm

2.1.3.2 Đối với dầm biên

Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể đợc lấy bằng 1/2 bề rộng hữu hiệu củadầm kề trong(=2400/2=1200) cộng trị số nhỏ nhất của

+ 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu = 3675

2 / 200

=1650 mm+ Bề rộng phần hẫng = 1200 mm

 be = 1200+1200= 2400 mm

Kết luận: Bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu Bảng 3

Dầm giữa (bi) 2400 mmDầm biên (be) 2400 mm

3.1 Phơng pháp tính toán nội lực bản mặt cầu

áp dụng phơng pháp tính toán gần đúng theo Điều 4.6.2 (22TCN 272-01).Mặt cầu có thể phân tích nh một dầm liên tục trên các dầm

3.2 Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải

Sơ đồ tính và vị trí tính nội lực

Theo Điều 4.6.2.1 : Khi áp dụng theo phơng pháp giải phải lấy mô men dơngcực trị để đặt tải cho tất cả các vùng có mô men dơng, tơng tự đối với mô men

âm do đó ta chỉ cần xác định nội lực lớn nhất của sơ đồ Trong dầm liên tục nộilực lớn nhất tại gối và giữa nhịp Do sơ đồ tính là dầm liên tục 3 nhịp đối xứng,

vị trí tính toán nội lực là: a, b, c, d, e nh hính vẽ

Theo Điều 4.6.2.1.6: “Các dải phải đợc coi nh các dầm liên tục hoặc dầmgiản đơn chiều dài nhịp phải đợc lấy bằng khoảng cách tâm đến tâm giữa cáccấu kiện đỡ Nhằm xác định hiệu ứng lực trong các dải , các cấu kiện đỡ phải đ-

ợc giả thiết là cứng vô hạn

Các tải trọng bánh xe có thể đợc mô hình hoá nh tải trọng tập trung hoặc nhtải trọng vệt mà chiều dài dọc theo nhịp sẽ là chiều dài của diện tích tiếp xúc đợcchỉ trong điều 3.6.1.2.5 cộng với chiều cao của bản mặt cầu.” Trong bản tínhnày coi các tải trọng bánh xe nh tải trọng tập trung

Xác định nội lực do tĩnh tải

Tỷ trọng của các cấu kiện lấy theo Bảng 3.5.1.1 của Tiêu chuẩn

Tĩnh tải tác dụng lên bản mặt cầu gồm các tĩnh tải rải đều do TTBT của bảnmặt cầu, TTBT của lớp phủ, lực tập trung do lancan tác dụng lên phần hẫng

Đối với tĩnh tải, ta tính cho 1 mét dài bản mặt cầu

Bản mặt cầu dày 200mm, tĩnh tải rải đêu do TTBT bản mặt cầu:

gDC(bmc)=200.1800.24.10-6=8,64 KN/m Thiết kế lớp phủ dày 74mm, tĩnh tải rải đều do TTBT lớp phủ:

gDW=74.2250.10-4=1,665 KN/mTải trọng do lan can cho phần hẫng: Thực chất lực tập trung quy đổi của lancan không đặt ở mép bản mặt cầu nhng để đơn giản tính toán và thiên về an toàn

ta coi đặt ở mép pDC(Lan can)=4,564 KN /m

+ Để tính nội lực cho các mặt cắt b, c, d, e ta vẽ đờng ảnh hởng của các mặtcắt rồi xếp tải lên đơng ảnh hởng Do sơ đồ tính toán bản mặt cầu là hệ siêu tĩnhbậc cao nên ta sẽ dùng chơng trình Sap2000 để vẽ và tính toán

+ Công thức xác định nội lực tính toán:

MU=η (γP.M DC1 + γP M DC2 +γP M DW )

η : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, và sự quan trọng trong khai thác xác

định theo Điều 1.3.2

η=ηiηDηR ≥ 0.95

Hệ số liên quan đến tính dẻo ηD = 0.95 (theo Điều 1.3.3)

Hệ số liên quan đến tính d ηR = 0.95(theo Điều 1.3.4)

Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác ηi = 1.05 (theo Điều1.3.5)

η = 0.95

γp: Hệ số tĩnh tải (22TCN 272-01,Bảng 3.4.1-2)

10 2

5 , 1 900 900 10

2

1200 1200

) ( 6

Ư 6

)

p bmc

5 , 1 900 900 665 , 1 10

2

25 , 1 1200 1200 8 , 4

1 900 900 665 , 1 10

2

1 1200 1200 8 , 4 [

95

,

6 6

−

+

3.2.2 Néi lùc mÆt c¾t b

§êng ¶nh hëng t¹i mÆt c¾t b

§Ó t¹o ra øng lùc lín nhÊt tÜnh t¶i, trªn phÇn §ah d¬ng ta xÕp tÜnh t¶i víi hÖ sèlín h¬n 1, trªn phÇn §ah ©m ta xÕp tÜnh t¶i víi hÖ sè nhá h¬n 1.Cô thÓ xÕp nhsau:

Víi b¶n mÆt cÇu lÊy hÖ sè γp= 1,25 trong THGH Cong ®o 1, b»ng 1 trongTHGH SD

Víi líp phñ lÊy hÖ sè γp= 1,5 trong THGH Cong ®o 1, b»ng 1 trong THGHSD

Trªn phÇn §ah ©m:

Với bản mặt cầu lấy hệ số γp= 0,9 trong THGH Cờng độ 1, γp= 1 trongTHGH Sử dụng Với lớp phủ lấy hệ sô γp= 0,65 trong THGH Cờng độ 1, bằng

Bảng 3.2.3

Bản mặtcầu Lớp phủ Bản mặtcầu Lớp phủ

3.2.4 Néi lùc mÆt c¾t Md

§êng ¶nh hëng t¹i mÆt c¾t d

B¶ng3.2.4

B¶n mÆtcÇu Líp phñ B¶n mÆtcÇu Líp phñ

Dơng 0,7823 0,2007 0,8722 0,3235

Tổng nội

3.3 Xác định nội do hoạt tải và ngời đi bộ

Tải trọng thiết kế dùng cho bản mặt cầu và quy tắc xếp tải

áp dụng quy định của Điều 3.6.1.3.3 (22TCN 272-05) :

Do nhịp của bản S=2400<4600mm phải đợc thiết kế theo các bánh xe của trục145KN

Xe tải thiết kế hoặc xe hai bánh thiết kế phải bố trí trên chiều ngang sao chotim của bất kỳ tải trọng bánh xe nào cũng không gần hơn (điều 3.6.1.3.1) :

+ 300mm tính từ mép đá vỉa hay lan can: Khi thiết kế bản mút thừa

+ 600mm tính từ mép làn xe thiết kế: Khi thiết kế các bộ phận khác

Do cầu không có dải phân cách xe thiết kế có thể đi vào phần bộ hành

Khi xếp xe lên đờng ảnh hởng sao cho gây ra hiệu ứng lực cực hạn cả âm vàdơng

Bề rộng dải tơng đơng :áp dụng Điều 4.6.2.1.3

X = Khoảng cách từ tải trọng đến điểm gối tựa (mm), X=300 mm

S = Khoảng cách của trục cấu kiện đỡ

SW = Bề rộng dải tơng đơng

P = Tải trọng trục xe (N)

Tải trọng bộ hành

Theo Điều 3.6.1.5 lấy tải trọng ngời đi bộ 3x10-3 Mpa và phải tính đồng thờicùng hoạt tải xe thiết kế.

3.3.1 Nội lực do xe tảI HL-93

Do xe tải và Xe 2 trục có khoảng cách 2 trục theo chiều ngang cầu nhnhau(1800mm) nhng xe tải HL-93 có trục sau(145 KN) nặng hơn Xe 2 trục (110KN) nên ta chỉ tính nội lực trong bản mặt cầu do Xe tải HL-93

Xếp xe Truck Load lên Đ ờng ảnh h ởng Me

-

MXe tải HL-93+= 1,98

2 , 1 5 , 72 75 , 1 95 , 0 ).

SW

y IM

+

γ η

MXe tải HL-93-= 1,82

2 , 1 5 , 72 75 , 1 95 , 0 ).

SW

y IM

−

γ η

MXe tải HL-93hẫng= 2.1,3899

5 , 72 2 , 1 75 , 1 95 , 0

P i + + =

γ η

Trong đó γ=1,75 (Xem phần 7), η=0,95

3

00 x P=72,5/2

yi: Tung độ đờng ảnh hởng

Ma

609 , 15 3066

, 1 2

3 0 2 , 1 5 , 72 75 , 1 95 ,

2 , 1 5 , 72 75 , 1 95 ,

KNm

) 0 164 , 0 198 , 0 0 (

2 , 1 5 , 72 75 , 1 95 ,

2 , 1 5 , 72 75 , 1 95 ,

KNm

) 0 175 , 0 175 , 0 0 (

2 , 1 5 , 72 75 , 1 95 ,

−

KNmBảng kết quả mômen tại các mặt cắt do Xe tải HL-93

MXe tải HL-93+= 1,98

2 , 1 5 , 72 1 95 , 0 ).

SW

y IM

+

γ η

MXe tải HL-93-= 1,82

2 , 1 5 , 72 1 95 , 0 ).

SW

y IM

−

γ η

MXe tải HL-93hẫng= 2.1,3899

5 , 72 2 , 1 1 95 , 0

Trong đó γ=1 (Bảng A3.4.1-2), η=0,95, yi: tung độ đờng ảnh hởng

Ma

-8.91971 3899

, 1 2

3 0 2 , 1 5 , 72 1 95 ,

−

=

KNm

Mb= 1,98 18.62505

) 04781 , 0 494 , 0 (

2 , 1 5 , 72 1 95 ,

KNm

) 0 164 , 0 198 , 0 0 (

2 , 1 5 , 72 1 95 ,

2 , 1 5 , 72 1 95 ,

KNm

) 0 175 , 0 175 , 0 0 (

2 , 1 5 , 72 1 95 ,

−

KNmB¶ng kÕt qu¶ m«men t¹i c¸c mÆt c¾t do Xe t¶i HL-93 B¶ng3.3.1-b

Gi¸

trÞ(KNm) -8.91971 18.62505 -16.4392 15.22346 -15.758

3.3.2 Néi lùc do t¶I träng ngêi ®I bé

XÕp t¶i träng ngêi lªn §ah c¸c mÆt c¾t a, b, c, d, e ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau

Vậy nội lực để thiết kết bản mặt cầu là: Bảng 3-b

fy=420 Mpa Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép

Es=200000 MPa

3.5 Tính toán cốt thép chiu lực

+ Lớp bảo vệ

Theo Bảng 5.12.3-1 của Tiêu chuẩn 22TCN 272-01

Mép trên bản : a = 60mm vì bản chịu mài mòn của vấu lốp xe Mép dới bản : a= 25 mm

( 85 0 2

' 2

' '

r w c s

y s s

y s ps

ps

n

h a h b b f

a d f A

a d f A

a d f

a

M

Trong đó

AS = Diện tích cốt thép chịu kéo không ứng suất trớc (mm2)

fy = Giới hạn chảy qui định của cốt thép (Mpa)

ds = Khoảng cách tải trọng từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thépchịu kéo không ứng suất trớc (mm)

A'S = Diện tích cốt thép chịu nén (mm2)

f'y = Giới hạn chảy qui định của cốt thép chịu nén (Mpa)

d'p = Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thépchịu nén (mm)

f'

c = Cờng độ chịu nén qui định của bê tông ở tuổi 28 ngày (Mpa)

b = Bề rộng của mặt chịu nén của cấu kiện (mm)

bw = Chiều dày của bản bụng hoặc mặt cắt tròn (mm)

β1 = Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất qui định trong điều 5.7.2.2

h1 = Chiều dày cánh chịu nén của cấu kiện dầm I hoặc T(mm)

a = cβ1 ; chiều dày của khối ứng suất tơng đơng (mm)(theo Điều5.7.2.2)

b f

f A b

f

f A f A f A c a

c

y s w

c

y c y s ps ps

' 1

1 '

' ' 1

85 0 85

Theo trạng thái giới hạn cờng độ I Cốt thép phải bố trí sao cho mặt cắt đủ khảnăng chịu lực

3.5.1 Bố trí cốt thép chịu mômen âm của bản mặt cầu(cho 1 mét dài bmc) và kiểm toán theo THGH Cờng độ 1.

+ Không xét đến cốt thép chịu nén (sẽ bố trí cho mômen dơng của bản mặtcầu)

+ Mômen tính toán cho mômen âm của bản mặt cầu

Mu=34,3758 KNm (Xem bảng 4-b)

+ Ta chọn trớc số thanh rồi kiểm toán cờng độ

+ Bố trí 6 thanh cốt thép φ16

=> Diện tích cốt thép As=6

4

16 1416 ,

420 374 , 1206 85

.

=

f c

y s

b f

f A

11 ).10-6=63,343

Mr=φ.Mn=0,9.63,343=57,009 KNm >Mu=34,3758 Thoả mãn

Vậy mặt cắt thoả mãn về cờng độ

+ Kiểm tra lợng cốt thép tối đa (Điều 5.7.3.3.1)

Phải thoả mãn điều kiện ≤ 0 42

e

d c

de =dP =132 mm (Do coi Aps = 0 (A5.7.3.3.1-2))

c: khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục TH, c=18,2796

≥

Trong đó ρmin=tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên

00335 0 200

* 1800

374 , 1206

=

=

00285 0 095 0

* 03 0 420

40 03 0 03

≥

Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lợng thép tôi thiểu

Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép

Theo Điều 5.10.3.2 Trong bản cự ly giữa các cốt thép không đợc vợt quá 1.5chiều dày cấu kiện hoặc 450mm

+ Bố trí 5 thanh cốt thép φ14

=> Diện tích cốt thép As=5

4

14 1416 ,

420 69 , 769 85

.

=

f c

y s

b f

f A c

9 ).10-6=52,773 KNm

Mr=φ.Mn=0,9.52,773=47,495 KNm >Mu=36,85134 Thoả mãn

Vậy mặt cắt thoả mãn về cờng độ

+ Kiểm tra lợng cốt thép tối đa (Điều 5.7.3.3.1)

Phải thoả mãn điều kiện ≤ 0 42

e

d c

de =dP =168 mm (Do coi Aps = 0 (Điều 5.7.3.3.1-2))

c: khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục TH, c=9,952

≥

Trong đó ρmin=tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên

ρmin

0029 0 200

* 1800

69

=

00285 0 095 0

* 03 0 420

40 03 0 03

≥

Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lợng thép tôi thiểu

Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép

Theo Điều 5.10.3.2 Trong bản cự ly giữa các cốt thép không đợc vợt quá 1.5chiều dày cấu kiện hoặc 450mm

Smax ≤ 1.5x200=250 (mm)

3.5.3 Bố trí cốt thép âm cho phần hẫng của bản mặt cầu( cho 1m dài bmc) và kiểm toán theo THGH Cờng đô 1.

Để thận tiên cho thi công: Bố trí 2 mặt phẳng lới cốt thép cho bản mặt cầu nêncốt thép âm cho phần hẫng đợc bố trí giống cốt thép âm(5 thanh φ16) Chỉ tiếnhành kiểm toán

+ Mômen tính toán cho mômen âm của bản mặt cầu

y

g S

Các cấu kiện phải đợc cấu tạo sao cho ứng suất kéo trong cốt thép ở trạng tháigiới hạn sử dụng fsa không đợc vợt quá

(d A) f

Z f

f

c sa

s ≤ = 1/3 ≤ 0 , 6 (Điều 5.7.3.4-1)

Trong đó :

dc =chiều cao phần bê tông tính từ thớ ngoài cùng chịu kéo cho đến tâm củathanh hay sợi đặt gần nhất ; nhằm mục đích tính toán phải lấy chiều dày tĩnh củalớp bê tông bảo vệ dc không lớn hơn 50 mm

Z = Thông số bề rộng vết nứt (N/mm)

Lấy Z= 23000 N/mm đối với các cấu kiện trong môi trờng khác nghiệt và khithiết kế theo phơng ngang

+fsa= ứng suất kéo trong cốt thép ở trạng thái giới hạn sử dụng

+A = Diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo

và đợc bao bởi các mặt cắt cuả mặt cắt ngang và đờng thẳng song song với trụctrung hoà, chia cho số lợng của các thanh hay sợi (mm2)

3.5.5.1 Kiểm tra nứt đối với mô men dơng

Mô men dơng lớn nhất là M = 21,1814KNm/m (Xem bảng 4-b)

Tính fs:

Xác định vị trí trục trung hoà :

+ Lấy mômen tĩnh với trục qua cạnh dới của mặt cắt:

' '.

2 h h n A d n A d

ứng suất trong cốt thép ở mép dới bản :

Mpa I

32

.

2 =28800 mm2(Diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốtthép chủ chịu kéo và đợc bao bởi các mặt cắt cuả mặt cắt ngang và đờng thẳngsong song với trục trung hoà, chia cho số lợng của các thanh hay sợi )

23000

3 / 1 3

/

=

do vậy lấy fsa=0.6fy =252 Mpa > fS = 85,109 Mpa Thoả mãn

3.5.5.2 Kiểm tra nứt đối với mô men âm

Mô men âm lớn nhất là M= -20,2724KNm/m (Xem bảng 3-b)

Khoảng cách từ TTH đến mép trên của mặt cắt: y=200-72,564=127,436 mmứng suất trong cốt thép ở mép trên bản :

Mpa I

68 436 , 127 (

20,2724 48

, 33994

(

23000

3 / 1 3

/

=

do vậy lấy fsa=189 Mpa > fS = 66,72 Mpa Thoả mãn

Vậy bản mặt cầu thoả mãn điều kiện kiểm toán nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng.

3.5.7 Kiểm tra bố thép theo thiết kế kinh nghiệm

Phải đặt lớp cốt thép đảng hớng ,fy ≥ 400Mpa

Cốt thép phải càng gần các mặt ngoài càng tốt

Lớp đáy : Số lợng thép tối thiểu cho mỗi lớp bằng 0.57 mm2/mm Theo thiết

Khoảng cách lớn nhất giữa cốt thép là 450mm

4 Tính toán nội lực dầm chủ do tĩnh tải

Tải trọng tác dụng trên dầm chủ

Tĩnh tải : Tĩnh tải giai đoạn 1 DC1và tĩnh tải giai đoạn 2 (DC2+ DW)

Hoạt tải gồm cả lực xung kích(IL+IM) : Xe HL 93

Nội lực do căng cáp ứng suất trớc

Ngoài ra còn các tải trọng: Co ngót, từ biến, nhiệt độ, lún, gió, động

đất( không xét)

4.1 Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ

Tỷ trọng của các cấu kiện lấy theo bảng 3.5.1.1 của 22TCN 272-01, giả thuyếttính tĩnh tải phân bố đều cho mỗi dầm, riêng lan can thì một mình dầm biênchịu

+ Tải trọng bản thân dầm DCdc

Thành phần tĩnh tải DC bên trên bao gồm toàn b ộ tĩnh tải kết cấu trừ tĩnh tảilớp mặt hao mòn dự phòng và tải trọng dự chuyên dụng Do mục đích thiết kế ,

2 phần của tĩnh tải đợc định nghĩa nh sau:

Tĩnh tải rải đều lên dầm chủ xuất hiện ở giai đoạn căng ứng suất trớc

gDC1(dc) = γ.Ag Trong đó:

γ- Trọng lợng riêng của dầm, γ=24 KN/m3

Ag – Diện tích mặt cắt ngang của dầm khi cha mở rộng Vớikích thớc đã chọn nh trên, ta tính đợc Ag=7324.4444 cm3 Do dầm có mở rộng

300 200 100

976 , 8 20

=1,47 KN/m+ Tải trọng do các tấm đỡ BTCT(khi đổ BT bản mặt cầu)

=2,92KN/m+ Tải trọng do bản mặt cầu

Bản mặt cầu dày 200mm, rộng 11000mm

gDC(bmc)= 5

10 4 , 24 11000

=10,736KN/m+ Tải trọng do lan can

DC2 : Trọng lợng lan can xuất hiện ở giai đoạn

khai thác sau các mất mát

Ta sử dụng loại lan can theo tiêu chuẩn AASHTO

=> Tĩnh tải DC2 tác dụng cho dầm biên

gDC2 = 4,654 KN/m + Tải trọng của lớp phủ

Lớp phủ dày 75mm tỷ trọng 22,5 KN/m3

gDW= 11000.0,075x22,5.10-3 = 18,5625KN/m => phân bố cho 1 dầm

gDW = 18,315/5 = 3,7125KN/m Bảng tổng kết Bảng 4.1

+ Lực cắt: Vu=η.g(γp.ω+-.γp.ω-) (Tơng tự nh tính toán bản mặt cầu với mục

đích tạo ra hiệu ứng tải lớn nhất)

Trong đó: ω- Diện tích đờng ảnh hởng mômen tại mặt cắt đang xét

ω+-Diện tích đờng ảnh hởng lực cắt dơng tại mặt cắt đang xét

ω+-Diện tích đờng ảnh hởng lực cắt âm tại mặt cắt đang xét

η: Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, và sự quan trọng trong khaithác xác định theo Điều 1.3.2

η=ηiηDηR ≥ 0.95

Hệ số liên quan đến tính dẻo ηD = 0.95 (theo Điều 1.3.3)

Hệ số liên quan đến tính d ηR = 0.95(theo Điều 1.3.4)

Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác ηi = 1.05 (theo Điều1.3.5)

- Trạng thái giới hạn cờng độ 1

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

Mu=0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(đỡ)+1,5.gDW).ω

=0,95.(1,25.10,736+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125).74.42 =3497.038 KNm

Dầm ngoài(chịu toàn bộ tải trọng do lan can)

Mu=0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(đỡ)

+1,5.gDW+1,25.gDC2).ω

(1,25.10,736+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125+1,25.4,564).74,42 = 3900.375 KNm

- Trạng thái giới hạn sủ dụng

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

- Trạng thái giới hạn cờng độ 1

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

Mu=0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(đỡ)+1,5.gDW).ω =0,95.(1,25.10,736+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125).58.815 = 2763.75KNm

Dầm ngoài(chịu toàn bộ tải trọng do lan can)

Mu=0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(đỡ)

+1,5.gDW+1,25.gDC2).ω

(1,25.10,736+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125+1,25.4,564).58,82 = 3082.513KNm

- Trạng thái giới hạn sủ dụng

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

+ Đờng ảnh hởng mộmen mặt cắt cách gối 0,8 m

0.7738

Ω=9.44 m 2

DAH mặt cắt cách gối 0.8 m

- Trạng thái giới hạn cờng độ 1

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

Mu=0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(đỡ)+1,5.gDW).ω =0,95.(1,25.10,736+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125).9,44 = 443.5909KNm

Dầm ngoài(chịu toàn bộ tải trọng do lan can)

Mu=0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(đỡ)

+1,5.gDW+1,25.gDC2).ω

=0,95

(1,25.10,736+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125+1,25.4,564).9,44

= 494.7534 KNm

- Trạng thái giới hạn sủ dụng

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

- Trạng thái giới hạn cờng độ 1

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

Vu=0,95[1,25(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)+gDC1(đỡ))ω+- 0,9(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)++gDC1(đỡ))ω-+ (1,5.gDW.ω--0,65.gDW.ω-)]

- Trạng thái giới hạn sủ dụng

Dầm trong (không có tĩnh tải do lan can)

Vu=0,95[1.(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)+gDC1(đỡ))ω+- 1.(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)++gDC1(đỡ))ω-+ (1.gDW.ω--1.gDW.ω-)]

Vu=0,95[1.( 10,736+20,23+1,23+2,92+4,564)3,05-

1 ( 10,736+20,23+1,23+2,92+4,564) 3,05+ (1.3,663.3,05-1.3,663.3,05)] = 0 KN

ờng độ 1 TTGH SD TTGH C-ờng độ 1 TTGH SD TTGH C-ờng độ 1 TTGH SDDầ

m tron

38 2745.1 36 2763.7 5 2169.5 13 443.59 09 348.21 4

Dầ

m ngo

TTGH Cờng độ

TTGH Cờng độ

1 TTGH SDDầm

trong 44.75544 0 265.5604 203.4972 472.3428 377.6441 508.7431 406.9944Dầm

ngoài 49.3839 0 299.778 229.9456 533.7252 398.7219 533.7252 459.8912

5 Nội lực dầm chủ do hoạt tải

5.1 Tính toán hệ số phân phối hoạt tải theo làn

Tiêu chuẩn 22TCN 272-01 đề cập đến phơng pháp gần đúng đợc dùng để phân

bố hoạt tải cho từng dầm (điều 4.6.2.2.2) Không dùng hệ số làn của Điều3.6.1.1.2 với phơng pháp vì các hệ số đó đã đợc đa vào trong hệ số phân phối,trừ khi dùng phơng pháp mô men tĩnh hoặc các phơng pháp đòn bẩy

Những kích thớc liên quan :

Chiều cao dầm: H = 1200mm; Khoảng cách của các dầm: S=2400mm; Chiềudài nhịp: L=24400mm; Khoảng cách từ tim của dầm biên đến mép trong của lancan de=1200- 300 = 900mm

Dầm T thuộc phạm vi áp dụng những công thức gần đúng của 22TCN 01(bảng 4.6.2.21 và 4.6.2.2a-1) Hệ số phân bố hoạt tải đợc tính nh sau

272-5.1.1 Hệ số phân phối hoạt tải theo làn đối với mô men uốn

+ Đối với dầm giữa (22TCN 272-01, bảng 4.6.2.2.2b-1):

Một làn thiết kế chịu tải :

gm=

1 , 0 3

3 , 0 4 , 0

4300 06

s

g

Lt

K L

S

24400

2400 4300

2400 06

, 0

3 , 0 4

, 0

2 , 0 6 , 0

2900 075

s

g

Lt

K L

S

24400

2400 2900

2400 075

, 0

2 , 0 6

, 0

+ Đối với dầm biên (22TCN 272-01, Bảng 4.6.2.2.2.c-1)

Một làn thiết kế chịu tải

Sử dụng quy tắc đòn bẩy

Do cự ly theo chiều ngang cầucủa xe tải và xe 2trục (Tandom) đều là 1800mm

nên ta có sơ đồ xếp tải nh hình vẽ cho cả 2 xe

500 1800

1 1,167 0,417

5.1.2 Hệ số phân phối hoạt tải theo làn đối với lực cắt

+ Đối với dầm giữa (22TCN 272-01, Bảng 4.6.2.2.3a-1):

Một làn thiết kế chịu tải

2400 2 ,

+ Đối với dầm biên (22TCN 272-01, bảng 4.6.2.2.3b-1):

Một làn thiết kế chịu tải

Sử dụng quy tắc đòn bẩy, tơng tự nh tính hệ số phân bố cho mômen ởtrên ,ta có gv=0,455

Hai làn thiết kế chịu tải

gv = e gbên trong Trong đó

3000 6

=

Theo 22TCN 272-01, điều 4.6.2.2.1 khi dùng phơng pháp đòn bẩy phải đavào hệ số làn m Đối với 1 làn chịu tải m=1.2 Mô hình nguyên tác đòn bẩy chodầm biên đợc chỉ ra trên hình vẽ )

5.2 Tính toán hệ số phân phối của tải trọng ngời đi bộ

Sử dụng phơng pháp đòn bẩy, tính cho cả mômen và lực cắt