50569 05patkkt lancan a19ri 20131213090938

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG PHẦN II: THIẾT KẾ KẾT CẤU I.GIỚI THIỆU PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KỸ THUẬT: 1.1.Kết cấu nhịp: - Cầu gồm nhịp giản đơn, dầm Super - T có sơ đồ nhịp sau: x 39 (m) - Mặt cắt ngang cầu có dầm chủ đặt cách 2.340m - Bản mặt cầu có bề dày 0.2 m lớp phủ BTN dày 0.07m - Các kích thước theo phương ngang cầu: Lan can 0.3 m Số lượng : Lề hành 1.2 m Số lượng : Chiều rộng xe 4.5 m Số lượng : Dải phân cách m Số lượng : =>Tổng bề rộng cầu B = 12 m MẶT CẮT NGANG CẦU ( TL : 1-100 ) 6000 i =2% 4500 1200300 i =2% i = 1% 2% 615 4500 i = 1% 256 1700 800610 200 3001200 1: 1.7 700 1320 2340 2340 2340 2340 1320 oáng thoát nước SV : NGÔ ANH TUẤN 125 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG CHƯƠNG I TÍNH TOÁN LAN CAN + BẢN MẶT CẦU I.) TÍNH TOÁN LAN CAN 1.) Cấu tạo chung 150 300 2480 1200 610 Ø112 800 Ø102 950 Tiết diện lan can ống thép D = 112 mm, d = 102 mm Khoảng cách hai lan can : 396 mm Khoảng cách trụ lan can 2480 mm Bề rộng lề hành 1200mm Bề rộng lề hành : 100 mm Vật liệu thép nhúng kẽm 2.) 2.1 γ th = N/m3 78500 Tính toán lan can Sơ đồ tính toán P = 890 N q = 0.132 N/mm w = 0.37 N/mm P = 890 N M2 M1 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN Ta xem bỏ qua tác dụng chống Thanh lan can đươc xem dầm liên tục,để đơn giản đưa sơ đồ dầm giản đơn để tính, sau điều chỉnh hệ số SV : NGÔ ANH TUẤN 126 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG 2.2) Tải trọng tính toán Hoạt tải thiết kế : - Lực tập trung : P = 890 N tác dụng theo hai hướng thẳng đứng phương ngang - Lực phân bố : w = 0.37 N/mm tác dụng theo hai hướng - Tải trọng thân lan can qth = ( Ath * γ th = Π * D2 d2 − Π * ) *78500 /1000 = 4 0.131939 N/mm 2.3) Kiểm toán lực cho lan can Lan can thỏa mãn điều kiện chịu lực φM n ≥ η γ i M i = Mp ∑ - M n = fy × S Þ : Hệ số sức kháng Þ = η Hệ số điều chỉnh tải trọng η = ηD * ηR * ηI 1.05 > 0.95 ηD = Cho thiết kế thông thường ηR Cho mức dư thông thường = ηI Đối với cầu quan trọng = 1.05 γ Hệ số tải trọng γ DL = 1.25 γ PL = 1.75 tónh tải vàhoạt tải người Mi Momen lớn tónh tải hoạt tải S Sức kháng lan can Momen lớn nhịp + M1 = η (γ PL ( P*L/4 + w.L 2/8) + γ DL q th.L2/8) M1 = + M2 = + M2 = 1669753.486 η N.mm γ PL (P.L/4 + w.L 2/8) 1536620.4 N.mm + M = 2269202 M12 + M 22 Momen nhịp TTGH cường độ Mgn = 0.5*M = 1134601 N.mm N.mm Momen gối TTGH cường độ Mg = 0.7*M = 1588442 N.mm Lấy momen gối để tính Mp = Mg 1588442 N.mm SV : NGÔ ANH TUẤN 127 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Tính sức kháng lan can S = 0.1× D3 × (1−α4 ) α = d/D = mm3 = 43847.07 0.91 Lan can làm thép CT3 có fy = 240 Mpa M = Þ*fy*S 10523297.14 = N.mm Mp = 1588442 N.mm < M = 10523297 Vậy lan can đảm bảo khả chịu lực N.mm 3.) Tính toán trụ lan can 3.1 Tính toán MẶT I - I CHI TIẾT N1 128 II-II CHI TIEÁT N2 130 112 R5 64 R5 THANH CHỐNG 100 TẤM ĐÁY 70 27 100 10 180 164 130 90 180 130 40 184 R 51 R50.8 500.89 R 51 500.89 536 610 99 45 R 50.8 η 3.2) Tính tải tác dụng + Tấm thép N1: LT1 = 1273.2 V1 + + + A2 = V2 = = 69138 mm2 0.001324 m3 A*t = 0.000553 m3 Tấm thép đáy: = 0.000234 m Các chống bhai cột lan can ( 15 choáng) Ach = Vch = 0.016887 m 15* Ach* t = 0.002533 m3 Thể tích lan can Vlc + t*b*L Tấm thép N2: Vđ + = mm = × (π × 0.1122 / − π × 0.102 / ) × 2.48 = Quy tải tác dụng lên cột lan can Qc = (V1 + V2 + Vd + Vch +Vlc )* γ th = SV : NGOÂ ANH TUAÁN 128 0.008337 m 1018.989 N MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG γ th = Hoạt tải gồm lực: P = 890 N w = 0.37 N/mm Tổng hợp lực tác dụng lên lan can F = P + Qc = 1908.989 N Trường hợp 1: P = 890 N 480 150 396 W = 0.37 N/mm M1 = w * L * 1026 = 941457.6 N.mm N1 = w*L+F 2826.589 N M2 = w*L*1026 + w * L * 630 N2 = 2* w* L + Qc = 2854.189 N = 1519546 N.mm = Trường hợp : W = 0.37 N/mm 480 150 396 P = 890 N M1 = w * L * 1026 + P *1026 = N1 = w * L + Qc M2 = w*L*1026 + w * L * 630 + P *1026 N2 = 2* w* L + F = SV : NGÔ ANH TUẤN = 1936.589 1854598 N.mm N = 2432685.6 N.mm 2854.189 N 129 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Chọn Mu = M2 = Nu = N2 = 2432686 N.mm 2854.189 N.mm Để tính toán 3.4) Kiểm tra khả chịu lực bulông chân cột 90 180 130 27 70 30 45 Dùng bu lông Þ 20 CT3 Diện tích thân bu lông : F = 245 mm Cường độ kéo Min bu lông F k = 170 MN/m2 = 170 N/mm2 Sức kháng cắt danh định bu lông trạng thái GHCĐ Rn = 0.38 A b F N (Điều 6.13.2.7-1 , 22TCN-272-05) Ab Diện tích bu lông tương ứng vói đường kính danh định A b = 245 mm F N Cường độ kéo nhỏ bu lông Số lượng mặt phảng chịu cắt tính cho bu lông N = Rn = 0.38 A b F N = 15827 N Sức kháng kéo danh định bu lông tương ứng vói đường kính danh định Tn = 0.76 Ab F (Điều 6.13.2.10.2-1 , 22TCN-272-05) Tn = 0.76 Ab F = 31654 N Lực cắt tác dụng lên bu long tương ứng với đường kính danh định Nc = 1/4 * * ( P + w*L) = 903.8 N < Rn = Lực kéo tác dụng lện bulong Nk = 15827 N M u l1 m ∑ li2 li Khoảng cách hai dãy bulong l1 = 90 mm m : Số bulong dãy , m = SV : NGÔ ANH TUẤN 130 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG M u l1 m ∑ li2 Nk = 13514.92 N = < Tn = 31654 N KL : Bulong đủ khả chịu lực 4.) Tính toán trụ lan can 4.1) Kích thước trụ lan can h = 800 mm b = 300 mm Bố trí thép 6Þ12 a 160 cốt kép Diện tích mặt cắt bê toâng Atr = fc = 0.6f'c = 0.6* 30 = 18 240000 mm Mpa Tỷ trọng bê tông γ bt = 0.000025 N/mm Mô đun đàn hồi bê tông 28 tuổi 1.5 Ec = 0.043 * γ c * f c' = 26752.5 Mpa Diện tích cốt thép chịu kéo As cốt thép chịu nén A's As = 1017 mm A's = 1017 mm Khoảng cách từ bê tông chịu nén đến trục trung hoøa c : a = As * fy = 43.79239 mm 0.85 * f'c *ßt *b Chiều cao trục trung hòa : c = a/ßt = 51.52046 mm ßt = 0.85 Momen kháng uốn danh định mặt cắt bố trí thép đơn Mn : 260673929.2 Mn = 0.85 * f'c * b*ßt * c *(h - c* ß/2) = 247640232.8 N.mm Mn*Þ = Với Þ = 0.95 Momen chống uốn hoạt tải gây M M = Mu = 2432686 N.mm M η = 2554320 N.mm Lực dọc hoạt tải gây N : N2 = Nu = 2854.189 N N = 0.1* ϕ *f'c * A tr = 540000 N Với ϕ = N.mm 0.75 Do N > N2 suy ta cần kiểm tra momen SV : NGÔ ANH TUẤN 131 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Mn = 247640232.8 Nmm > Thỏa mãn điều kiện chịu lực II.) 1.) M= 2554320 Nmm TÍNH TOÁN LỀ BỘ HÀNH Sơ đồ tính toán 300 1200 610 396 Ø1 12 274 100 800 150 Ø102 950 Chiều dày lề hành : 100 mm Chiều dài nhịp tính toán : Ltt = 950 mm Tải trọng người = kPa = 0.003 N/mm Xét đơn vị chiều dài theo phương dọc cầu để tính toán, lấy bề rộng = Tải trọng người hành : PL = 0.003 x 1000 = N/mm Tải trọng thân tác dụng lên lề hành] DL = γ bt x A A : Diện tích mặt cắt ngang theo phương dọc cầu A = tbm x 1000 = 100000 mm = 2500 kG/m = tbm : Chiều dầy = γ bt DL = 2.5 N/mm Chọn hệ số tải trọng ηD = ηR = ηI = 1.05 η = ηD * ηR * ηI = 1000 mm 0.000025 N/mm3 100 mm 1.05 > 0.95 Momen nhịp trạng thái giới hạn cường độ : SV : NGÔ ANH TUẤN 132 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Mu = η × (γ DL × DL + γ PL × PL) × L2tt / = 992044.9 N.mm Momen nhịp trạng thái giới hạn sử dụng 620468.8 N.mm Ms = η × (γ DL × DL + γ PL × PL) × L2tt / = Ta lấy momen nhịp dầm giản đơn để thiết kế cốt thép : 2.) Tính toán cốt thép h = 100 mm chiều cao tiết diện b = 950 mm chiều rộng tiết diện N/mm2 Cường độ bê tông 28 ngày tuổi f'c = 30 fy = 280 N/mm cường độ chảy cốt thép Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ 20 mm Chọn thép Þ 12 Chiều cao hiệu mặt cắt : ds = h - - Þ/2 = 74 mm Chọn hệ số sức kháng : Þ = 0.9 Chiều dày khối ứng suất tương đương : × Mu φ× 0.85 × f c' × b a = ds - ds2 − f'c = 30 N/mm2 nên ß1 = 0.617460248 = mm (Theo 5.7.2.2 - 22TCN - 05) 0.85 ß1 : Hệ số quy đổi vùng nén : Chiều cao trục trung hòa : c = a/ß1 = 0.73 mm Tính giá trị c/ds = 0.01 < 0.42 = 53.42134 Diện tích cốt thép : 0.85 f c' × a × b As = fy mm2 Hàm lượng cốt thép : ρ= As = b×h 0.000562 Hàm lượng cốt thép tối thiểu : ρ = Vì ρ < SV : NGÔ ANH TUẤN 0.03 × f c' fy = 0.003214 ρ nên lấy ρ = ρmin (Theo 5.7.3.3.2-1 22TCN-272-05) để tính toán diện tích cốt thép : 133 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG ρ ρmin ρ As = ρ * b * h = 305.3571 mm Chọn Þ12 a150 để bố trí cốt thép chịu momen dương lề hành : Bố trí cốt thép chịu momen âm momen dương Kiểm tra điều kiện c/ds < 0.42 Với cốt thép bố trí phạm vi 0.95 m bố trí Þ12 2 As = * π * 12 /4 = 678.584 mm Ta tính lại giá trị a As × f y = 9.227391 mm a= 0.85 × f c' × b ×β1 Chiều cao trục trung hòa : c = a/ß1 = 10.85575 mm Giá trị c/ds : c/ds = 0.146699 < 0.42 (thỏa mãn ) 3.) 100 20 950 190 Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng : Momen tác dụng trạng thái giới hạn sử dụng : Ms Diện tích cốt thép chịu kéo : As = Chiều cao có hiệu mặt cắt : ds = 678.584 mm = 620468.8 N.mm 74 mm Giả sử dầm đặt điều kiện khí hậu bình thường có Z = 30000 Diện tích trung bình bê tông bọc quanh thép chịu kéo A = Ae/n =(25*2) * 1000/5 = 10000 N/mm mm2 Ae : Diện tích bê tông bọc quanh nhóm thép chịu kéo n : Số lượng cốt thép nằm vùng kéo fsa = Z/ (dc * A) 1/3 = 476.4177 Mpa Laáy fsa = 0.6 *fy = 168 Mpa > Mô đun đàn hồi cốt thép thường Es = 0.6 * fy = 168 Mpa 200000 Mpa f c' Mô đun đàn hồi bê tông : Ec = 0.043 * γ * Ec = 26752.5 Mpa Tỷ số mô đun đàn hồi : n = Es/Ec = 7.475937 1.5 c SV : NGOÂ ANH TUẤN 134 với γc = 2400 kg/m3 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG x dc ds 0-0 b Lấy momen trục - : bx 2/2 = n * As * X Đặt : e = n * As/ b = 5.340054 mm Bề rộng bê tông chịu nén : x =-e+ e2 + 2e *d s = 23.2754 mm Momen quán tính tiết diện trục - Icr = b * x3/3 + n * As * (d s - x)2 = 5020534 mm Ứng suất bê tông trọng tâm cốt thép : fs = n * Ms *(ds - x)/ Icr = 46.86561 Mpa Kieåm tra : fs = 46.86561 Mpa < fsa = 168 Mpa KL : Thỏa mãn điều kiện trạng thái giới hạn sử dụng SV : NGÔ ANH TUAÁN 135 MSSV : 103105059