50569 05patkkt bmcdam ngang vl255 20131213090938

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG CHƯƠNG II TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU - DẦM NGANG I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 200 mm , γc = - Chiều dầy mặt cầu : - Lớp phủ mặt cầu gồm lớp sau : 2.5 T/m + Lớp bêtông atphalt dày 70 mm, γt = + Lớp phòng nước dày mm , γ2 = - Nb = Số lượng dầm chủ dầm Khoảng cách dầm chủ S = 2.34 Số lượng dầm ngang Nn = (Nb - 1) *2 = Phần cánh hẫng Sk = 1.32 m Độ dốc ngang cầu : 2% Bề rộng mặt cắt ngang cầu Bmcn = B + 2*(1.2 + 0.3) = Bề rộng hẫng Bh = 0.77 2.25 1.5 T/m T/m3 m daàm 12 m m Sơ đồ tính : i = 1% 1320 + SV : NGÔ ANH TUẤN i =2% 2340 2340 Bản mặt cầu tính toán theo sơ đồ : Bản consol loại dầm Trong phần loại dầm giản đơn xây dựng từ sơ đồ dầm liên tục tính toán dầm giản đơn xong phải nhân với hệ số kể đến tính liên tục mặt cầu 136 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG II TÍNH TOÁN NỘI LỰC CỦA BẢN MẶT CẦU II.1 Tính toán nội lực BMC phần hẫng Để đơn giản tính toán thiên an toàn ta xem tónh tải hoạt tải truyền xuống hẫng vị trí đầu mút DCn DCbm 770 a.) Tónh tải + Chiều dài phần hẫng b = 0.77 m + Tải trọng tác dụng lên theo phương dọc cầu rộng 1000 mm = m Trọng lượng thaân DCmc = 1000 * γc * ts + ts : Chiều dày mặt cầu ts = γc Trọng lượng bê tông γc = DCmc = + 0.5 (T/m) = 200 mm = 0.2 m 2.5 T/m 5000 N/m Tónh tải lan can DLlc = DLthanh + DLtru DLthanh : trọng lượng lan can DLthanh + = Qc/Ln = 410.8827 N/m Ln = 2480 mm Qc = 1018.989 N Trọng lượng lan can ( tay vịn ) Trọng lượng trụ lan can( bó væa) DLtru = γb * Atru = 6400 N/m Atr = 0.256 m2 Suy : DLlc = 6810.883 N/m + Tải trọng lề hành DLbh = γb * Lbh *h Ta tính tónh tải lề hành cho phần hẫng = DLbh /2 DLbh = + 2375 N/m Tổng tónh tải đáy chân lan can đặt phía : DLn = DLlc + DLbh/2 = 7998.383 N/m - Tónh tải lực tập trung đặt 1000 mm theo phương dọc caàu DCn = DLn * = 7998.383 N - Momen mặt cắt ngàm tónh tải gây MDC = DCn * b + DCbm * b2/2 MDC = SV : NGÔ ANH TUẤN 7641.005 137 N.m MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP b.) - GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Nội lực hoạt tải tác dụng: Sơ đồ tính PLn = 0.3 T/m 770 Hoạt tải người truyền xuống hẫng thông qua lực tập trung bó vỉa phía : PLn = 0.3 *1000*10* = 3000 N (tính cho m dài bản) + Momen mặt cắt ngàm hoạt tải gây : M Trạng thái giới hạn Cường độ Sử dụng LL = PL n * b = 2310 Nm TỔNG HP HỆ SỐ TẢI TRỌNG Hệ số tải trọng DC DW LL Bản thân kc Lớp phủ Hoạt tải xe 1.25 1.5 1.75 1 IM hệs xkích 1.75 Tổng hợp hệ số điều chỉnh tải trọng Cường độï Sử dụng ηD Hệ số dẻo 1 ηR Hệ số dư 0.95 ηI Hệ số quan trọng 1.05 KAD η = ηD * ηR * ηI 0.9975 + - Tổng hợp nội lực Momen mặt cắt ngàm trạng thái cường độ M (u− )hẫng = η γ DL M DL + γ LL M LL  Momen mặt cắt ngàm trạng thái sử dụng M (s− )hẫng = η γ DL M DL + γ LL M LL  SV : NGÔ ANH TUẤN 138 = 13559.77 N.m = 9951.005 N.m MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG II.2 TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU LOẠI DẦM PHÍA TRONG : Phương chịu lực phương ngang cầu tính cho 1m dài theo phương dọc cầu Phần mặt cầu chịu tải trọng cục lằm khoảng cách mép hộp i = 1% i =2% 1320 2340 2340 Tổng hợp hệ số điều chỉnh tải trọng Cường độï Sử dụng ηD Hệ số dẻo 1 ηR Hệ số dư 0.95 ηI Hệ số quan trọng 1.05 KAD η = ηD * ηR * ηI 0.9975 2.1) Tính nội lực tónh tải tác dụng lên hai dầm Sơ đồ tính toán : Tính dầm giản đơn sau ta điều chỉnh hệ số i = 1% i =2% ° 45 45° b2 b1 1240 P DWlp + DCmc b'1 SW 2340 b1 270 SV : NGÔ ANH TUẤN 700 1240 270 139 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a.) GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Tónh tải Chiều dài phần tác dụng b = m = 1.24 1240 mm Tải trọng tác dụng lên mặt rộng 1000 mm theo phương dọc cầu + Tải trọng thân bê tông : DCmc = 1000 * γc * ts = T/m 0.5 DCmc = N/mm + Lớp bê tông anphan : t1 = 0.07 m + Lớp phòng nước : γ1 = t2 = 2.25 0.004 T/m3 m γ2 = 1.8 = 1000*(t1 * γ1 + t2 * γ2) T/m3 - DWlp Toång : DWlp == - T/m = 0.1647 1.647 N/m Momen giã nhịp tónh tải gây : MDC = DCmc * 12102/8 = 961000 N.mm MDW = DWlp *12102/8 = N.mm 316553.4 Momen nhịp tónh tải gây : DC DW 1671889.9 M DL × M DW ) = u = η× ( γ p × M DC + γ p γ DC = p DW 1.25 γ p = N.mm 1.5 Momen nhịp tónh tải trạng thái giới hạn sử dụng DW MsDL = η× (γ DC × M DW ) = p × M DC + γ p γ DC p = γ DW p = 1277553.4 N.mm b.) Tính nội lực hoạt tải tác dụng lên Hoạt tải tác dụng xuống tải trọng bánh xe : Ta lấy trường hợp bánh xe trục 145 KN lấy trường hợp bất lợi Trong trường hợp ta không xét tải trọng nhịp S = 1210 < 4600 (theo 3.6.1.3.3 - 22TCN272 - 05) *.) Trường hợp đặt bánh xe : Bước tính toán : SV : NGÔ ANH TUẤN 140 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG ° 45 45° b2 b1 1240 P b'1 SW DWlp + DCmc b1 285 670 285 1240 Bề rộng ảnh hưởng xe tải truïc tb b1 = 510 + * t DW = 510 + *80 = p lực bánh xe lên : P 108.209 N/mm p= = × b1 670 mm Chiều rộng làm việc dải Đối với momen dương gối : SW+ = 660 + 0.55 * S = 1342 mm Đối vói momen âm gối : 1530 mm SW = 1220 + 0.25 * S = Với S = b = 1240 mm Momen nhịp hoạt tải bánh xe gây ra: M1banh = p × b1 b × (S − ) = 16403125 N.mm Momen nhịp hoạt tải trạng thái giới hạn cường độ : 1banh 42950557.62 N.mm = M1banh = η× γ LL u p × m × (1 + IM) × M Momen nhịp hoạt tải trạng thái giới hạn sử dụng : 1banh M1banh = η× γ LL s p × m × (1 + IM) × M SV : NGÔ ANH TUẤN 141 = 24604688 Nmm MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP *.) GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Trường hợp đặt baùnh sw 1200 p 1240 - b1' = b1 +1200 +2*5= 670+1200+2*5= Chiều rộng làm việc dải Đối với momen dương gối : 1880 mm SW+ = 660 + 0.55 * S = Đối vói momen âm gối : 1342 mm > S = 1240 mm SW - = 1220 + 0.25 * S = 1530 mm p lực bánh xe lên : P p= = 77.12766 N/mm b1' Momen nhịp : ( m = 1) M2banh = p × S2 = 14823936.17 N.mm Momen tính trạng thái giới hạn giới hạn cường độ ( m = 1) 2banh LL 2banh Mu = η× γp × m × (1 + IM) × M = 32346291.97 N.mm Momen tính trang thái giới hạn sử dụng :(m = 1) 2banh = 18529920.21 N.mm M2banh = η× γLL s p × m × (1 + IM) × M So saùnh : M1banh u SV : NGÔ ANH TUẤN = 42950557.62 N.mm > = 32346291.97 N.mm 2banh M1banh = 24604687.5 N.mm > Ms = s Ta laáy : MLL = M1banh = 42950557.62 N.mm u u LL 1banh = M = 24604687.5 N.mm Ms s 18529920.21 N.mm 142 Mu2banh MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP c.) - - GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Tổng hợp nội lực : Đưa sơ đồ dầm liên tục nhờ hệ số điều chỉnh : Trạng thái giới hạn cường độ : Momen âm goái : LL − 20820904.85 N.mm = M (u− ) = 0.7 × (M DL u + Mu ×1000 / SW ) Momen dương nhịp : LL + M(u+) = 0.5 × (MDL = 16838388.18 N.mm u + M u ×1000 / SW ) Trạng thái giới hạn sử dụng : Momen gối âm : M(s−) = 0.7 × (MsDL + MsLL ×1000 / SW − ) = M(s+) = 0.5 × (MsDL + MsLL ×1000 / SW + ) = 12151333.95 N.mm Momen dương nhịp : 9805947.9 N.mm II.3 TÍNH BẢN MẶT CẦU CHO PHẦN GIỮA DẦM Tổng hợp hệ số điều chỉnh tải trọng Cường độï Sử dụng ηD Hệ số dẻo 1 ηR Hệ số dư 0.95 ηI Hệ số quan troïng 1.05 KAD η = ηD * ηR * ηI 0.9975 ° 45 45° b2 b1 P DWlp + DCmc b'1 SW 850 b1 90 SV : NGOÂ ANH TUẤN 670 90 143 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP a.) GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Tónh tải 0.85 850 Chiều dài phần tác dụng b = m = mm Tải trọng tác dụng lên mặt rộng 1000 mm theo phương dọc cầu + Tải trọng thân bê tông : DCmc = 1000 * γc * ts = 0.5 T/m DCmc = N/mm + Lớp bê tông anphan : t1 = 0.07 m + Lớp phòng nước : γ1 = t2 = 2.25 0.004 T/m3 m 1.8 γ2 = = 1000*(t1 * γ1 + t2 * γ2) T/m3 - Toång : DWlp DWlp == - 0.1647 T/m = 1.647 N/m Momen giã nhịp tónh tải gây : MDC = DCmc * 8502/8 = 451562.5 N.mm MDW = DWlp *850 /8 = 148744.6875 N.mm Momen nhịp tónh tải gây : DC DW M DL × M DW ) = 785601.2309 N.mm u = η× ( γ p × M DC + γ p γ DC = 1.25 p γ DW = 1.5 p Momen nhịp tónh tải trạng thái giới hạn sử dụng DW MsDL = η× (γ DC × M DW ) = 600307.1875 N.mm p × M DC + γ p γ DC p b.) - - - DW = γp = Tính nội lực tác dụng lên BMC hoạt tải ; Hoạt tải tác dụng xuống tải trọng bánh xe : Ta lấy trường hợp bánh xe trục 145 KN lấy trường hợp bất lợi Trong trường hợp ta không xét tải trọng nhịp S = 860 < 4600 (theo 3.6.1.3.3 - 22TCN272 - 05) (mm) Chỉ xếp bánh xe lên bản: Bề rộng ảnh hưởng xe tải truïc tb b1 = 510 + * t DW = 510 + *80 = 670 mm Aùp lực bánh xe lên : P p= = 108.209 N/mm 2* b1 Chiều rộng làm việc kê vuông góc với dầm đỡ Đối với momen dương gối : SV : NGÔ ANH TUẤN 144 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG SW+ = 660 + 0.55 * S = Đối vói momen âm gối : 1133 mm SW - = 1220 + 0.25 * S = 1435 mm Với S = b = 850 mm Momen nhịp hoạt tải bánh xe gây ra: M1banh = p × b1 b × (S − ) = 9334375 N.mm Momen nhịp hoạt tải trạng thái giới hạn cường độ : 1banh M1banh = η × γ LL = 24441477.54 N.mm u p × m × (1 + IM) × M Momen nhịp hoạt tải trạng thái giới hạn sử dụng : 1banh M1banh = η × γ LL s p × m × (1 + IM) × M c.) = 14001563 Nmm Tổng hợp nội lực : Đưa sơ đồ dầm liên tục nhờ hệ số điều chỉnh : Trạng thái giới hạn cường độ : Momen âm gối : LL − = 12342887 N.mm M (u−) = 0.7 × (M DL u + Mu ×1000 / SW ) Momen dương nhịp : LL + M(u+) = 0.5 × (MDL = 11178977.82 N.mm u + M u ×1000 / SW ) Trạng thái giới hạn sử dụng : Momen gối âm : M(s−) = 0.7 × (MsDL + MsLL ×1000 / SW − ) Momen dương nhịp : M (s+ ) = 0.5 × (M sDL + M sLL ×1000 / SW + ) = 7250245.519 N.mm = 6479130.866 N.mm III.) TỔNG HP NỘI LỰC CỦA BẢN MẶT CẦU Bản hẫng Trạng thái giới hạn Cường độ Sử dụng Momen âm 13559.77 Momen dương Momen âm 9951.005 Momen dương Bản dầm 12342887 11178977.82 7250245.519 6479130.866 Bản phía dầm 20820904.85 16838388.18 12151333.95 9805947.9 Đơn vị Momen : ( N.mm) SV : NGÔ ANH TUẤN 145 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Giá trị dùng đẻ thiết kế kiểm tra : ( N.mm) Trạng thái giới hạn Cường độ Sử dụng Momen âm Momen dương Momen âm Momen dương 20820904.85 16838388.18 12151333.95 9805947.9 IV.) THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO BẢN MẶT CẦU - Lấy giá trị momen dương âm tương ứng với TTGH cường độ : + TTGH cường độ Momen dương : Mu+ = 16838388.18 N.mm Momen aâm : M u- = 20820904.85 N.mm Vật liệu : + Bê tông mặt cầu : fc' = 35 MPa - Cường độ nén quy định 28 ngày tuổi 1.5 31798.93 M.Pa E c = 0.043 × γ c × f c` = 0.043 × 25001.5 × 35 = + Cốt thép ; f y = 280 MPa = 280 N/mm2 Giới hạn chảy tối thiểu cốt thép E s = 200000 MPa 1.) Thiết kế cốt thép cho momen dương ( theo điều 9.7.2.5) Giá trị nội lực tính toán : Mu = 16838388.18 N.mm Hệ số kháng uốn : Þ = 0.9 Chiều rộng tiết diện tính toán : b = 1000 mm Chiều cao tiết diện tính toán : h = 200 mm Chọn khoảng cách từ mép mặt cầu đến trọng tâm cốt thép dc = chịu kéo : mm 40 + + Chiều cao hiệu quaû : ds = h - d c = 200- 40 = 160 mm Chiều dầy khối ứng suất tương đương a = ds − d s − 2M u φ.0,85.f 'c b = 3.980031 mm Vì 28 MPa < fc' = 35 MPa < 56 MPa neân : β1 = 0.85 − SV : NGÔ ANH TUẤN 0.05 (f 'c − 28) 146 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG β1 = 0.85 − + + + 0.85.f 'c a.b.β1 fy 0.8 ( 0.65 ≤ β1 ≤ 0.85 ) 338.3027 mm2 = Hàm lượng cốt thép tối thiểu : ρmin = 0.03 + = Chiều cao trục trung hòa (chiều cao vùng bê tông chịu nén TH cân bằng) c = a/ß1 = 4.975039 mm Kiểm tra điều kiện : tính giá trị : c/ds = 0.031094 < 0.42 Diện tích cốt thép : As = + 0.05 (f 'c − 28) f 'c fy = 0.00375 Kieåm tra hàm lượng cốt thép : ρ= As b.h = 0.001692 Vì ρ = 0.001692 Asmin = 2531.25 mm2 Tính cốt thép cho momen dương Mu = 30797023.55 N.mm ( bố trí lớp ) thỏa mãn Chiều cao dầm ngang Hdn = 800 mm, Đặc điểm cầu dầm Super -T dầm ngang đạt vị trí đầu dầm, sau đổ bê tông BMC dầm ngang làm việc chung với mặt cầu Do tiết diện tính cốt thép h' = 1000 mm b = 750 mm Bố trí lớp thép dc1 = 110 mm Lớp bố trí D22 SV : NGÔ ANH TUẤN 155 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG As1 = 1519.76 mm2 Lớp bố trí D22 As2 = 1519.76 mm2 Khoảng cách tư tâm cốt thép dến mép tiết diện dc = 168.78 mm Chiều cao có hiệu 831.22 mm ds = = + Chiều dầy khối ứng suất tương đương a = d s − ds − 2M u φ.0,85.f 'c b = 0.602 mm Vì 28 MPa < fc' = 30 MPa < 56 MPa neân : β1 = 0.85 − 0.836 = 0.05 (f 'c − 28) ( 0.65 ≤ β1 ≤ 0.85 ) Chiều cao trục trung hòa (chiều cao vùng bê tông chịu nén TH cân bằng) c = a/ß1 = 0.720354 mm + Kiểm tra điều kiện : tính giá trị : c/ds = 0.000867 < 0.42 + Diện tích cốt thép : As = + 0.85.f 'c a.b.β1 fy 22.90863 mm2 Hàm lượng cốt thép tối thiểu : ρmin = 0.03 + = f 'c fy 0.00375 = Kiểm tra hàm lượng cốt thép : ρ= As b.h 0.00003 = Vì ρ = 0.00003 < ρmin = 0.0375 để tính toán diện tích cốt thép = 0.00375 nên lấy ρ = ρmin 2531.25 mm Chọn Þ 16 @150 Để bố trí cốt thép chịu momen dương BMC As = ρmin * b * h = Þ 22 = 1607.68 mm2 As = As1 + As2 = SV : NGÔ ANH TUẤN 3039.52 > 156 ( bố trí lớp ) Asmin = 2531.25 mm2 MSSV : 103105059