Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép " Thiết kế một dầm cho cầu dường ô tô nhịp giản đơn,bằng BTCT,thi công bằng phương pháp đúc rieng từng dầm tại công trường và tải trọng cho trước " pot

Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP * -* -* Giáo viên hướng dẫn ĐÀO VĂN THNG:Nguyn Văn Tuấn Sinh viờn :NGUYN VN Nguyễn Văn TâTUNn Lớp :60CĐB203 ĐỀ BÀI: Thiết kế dầm cho cầu dường ô tô nhịp giản đơn,bằng BTCT,thi công phương pháp đúc rieng dầm công trường tải trọng cho trước I SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH Chiều dài nhịp: :l=23 (m) Hoạt tải :HL-93 Khoảng cách tim hai dầm :2140 cm Bề rộng chế tạo cánh :bf =1790cm Tĩnh tải mặt cầu rải đều(DW) 5,5 KN/m Hệ số phân bố ngang tính cho mơmen mgM =0,78 Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt mgQ =0,67 Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng Mg =0,56 Hệ số cấp đường K=0,65 Độ võng cho phép hoạt tải 1/800 Vật liệu(cốt thép theo ASTM 615M): Cốt thép chịu lực: fy =280 Mpa Cốt đai: fy =280 Mpa Bê tơng fc’ =2830 MPa Quy trình thiết kế cầu 22TCN-272-2005 II U CẦU VỀ NỘI DUNG A-TÍNH TỐN: Chọn mặt cắt ngang dầm Tính mơmen,lực cắt lớn tải gây Vẽ biểu đồ bao moomen,lực cắt tải gây Tính,bố trí cốt thép dọc chủ mặt cắt nhịp Tinh,bố trí cốt thép đa Tính tốn kiểm sốt nứt Tính độ võng hoạt tải gây Xác đinh vị trí cốt thép,vẽ biểu đồ bao vật liệu B-BẢN VẼ: Thể giấp A1 10 Vẽ mặt dầm,vẽ mặt cắt đại diện Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 11 Vẽ biểu đồ bao vật liệu 12 Bóc tách cốt thép,thống kê vật liệu XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM: 1.1 Chiều cao dầm h Chiều cao dầm h chọn theo điều kiện cường độ điều kiện độ võng,thông thường dầm BTCT chiều cao thỏa mãn điều kiện cường độ đạt yêu cầu độ võng Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp,chọn theo công thức kinh nghiệm: 1 h =( ÷ )l 10 20 h =(0,75÷1,5)m Chiều cao nhỏ theo quy định quy trình: hmin =0,07 × 2315 = 1,61(m) Trên sở sơ chọn chiều cao dầm h = 170cm Mặt cắt ngang dầm Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 1.2 Bề rộng sườn dầm bw Tại mặt cắt gôi dầm,chiều rộng sườn dầm định theo tính tốn ứng suất kéo chủ Chiều rộng bw chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công cho dễ đổ BT với chất lượng tốt Theo yêu cầu đó,ta chon chiều rộng sườn bw=20cm 1.3 Chiều dày cánh hf Chiều dày cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác Theo kinh nghiệm hf=18cm 1.4 Chiu rng bn cỏnh1.4 Chiều rộng cánh b Theo đề ta có:b=1790(cm) 1.5 Chọn kích thước bầu dâm bl,hl: hl=2319cm bl=3733cm 1.6 Tính sơ trọng lượng thân dầm 1(m) dài: Diện tích mặt cắt dầm A=1,79 × 0,18 + 0,11 × x0,1 + 0,0865 × x0,0865 + (1,71- 0,1865 - 0,19) × x0,2 + 0,12319 × x0,373 = 0,67432571512m2) Wdc=A×γ=0,674325 71512×24=16,1817,042,29 (KN/m) Trong γ=24KN/m3: trọng lượng riêng bê tơng Xác định bề rộng cánh tính tốn Bể rộng cánh tính tốn dầm bên không lấy trị số nhỏ ba trị số sau: Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép L=2318/4=5,754,5m với L chiều dài nhịp hữu hiệu - Khoảng cách tim dầm:21400cm - 12 lần bề dày cánh bể rộng sườn dầm: 12hf + bw=12 × x18 + 20=236cm - Và bề rộng cánh tính tốn khơng lớn bề rộng cánh chê tạo bf=1960cm Vậy bề rộng cánh hữu hiệu b=17960cm Quy đổi tiết diện tính tốn: - Diện tích tam giác chỗ vát cánh: S1=10x10/2=50 cm - - - Chiều dày cánh quy đổi: S1 × 50 h qd =h f + =18+ (2x50)/(160-20)=18,588,714cm=185,887,14mm f b − bw 190 − 20 Diện tích tam giác chỗ vát bầu dầm: S2 =86,5x86,5/2=36,12521,125cm2 Chiều cao bầu dầm mới: 2S 2 × 36,125 qd h =h + =2319 + (2x21,125)/(33-20)=272,25cm=2722,5mm b1 − bw 37 − 20 Mặt cắt ngang tính tốn Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép TÍNH TỐN DIỆN TÍCH BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM Tính moomen tính tốn ứng với trạng thái giới hạn cường độ,tính mặt cắt nhịp; M=η{(1,25×wdc+1,5×wdw)+mgM[1,75×LL1+1,75×k×LLM×(1+IM)]}×wM Trong đó: LLL :Tải trọng rải (9,3kn/m) Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép LL LL tan dem M truck M =18,16526,99:Hoạt tải tương đương xe trục thiết kế ứng với đ.a.h M mặt =22,439,57 mg m =0,785 Wdc=16,187,042,29 Wdw= 5,554 cắt nhịp(KN/m) :Hoạt tải tương đương xe tải thiết kế ứng với đ.a.h M mặt cắt nhịp(KN/m) Hệ số phân bố ngang tính cho moomen(đã tính hệ số xe m) :Trọng lượng dầm đơn vị chiều dài(KN/m) :Trọng lượng lớp mặt cầu tiện ích cơng cộng đơn vị chiều dài(tính cho dầm(KN/m)) :Hệ số xung kích :Diện tích đ.a.h M(m2) :Hệ số HL-93 (1+IM)=1,2 ωM=66,12528,13 K=0,655 Thay số: M=0,95 × x{(1,25 × x16,187,04 12,29+ 1,5 × x5,54) + 0,785[1,75 × x9,3 + 1,75 × x0,65 × x22,439,57 × x(1 + 0,25)]} × x66,12528,13 = 3906,844229,84561220,49KNm Giả sử chiều cao hữu hiệu dm: d=(0,8ữ0,9)h chn d=0,9ìh=0,9 ì x1710=15399cm) Gi s trc trung hịa qua dầm: ' ' Mn= 0,85×bw×f c (d-a/2)+0,85×βl(b-bw)×hf×f c (d-hf/2) Mu= ΦMn Trong đó: Mn:Mơ men kháng danh định Mu = 3906,844229,84561220,49(KNm) Φ:Hệ số kháng(với dầm chịu kéo uốn lấy:Φ=0,9 As:Diện tích cốt thép chịu kéo Fy=280Mpa:Giới hạn chảy cốt thép dọc chủ ' f c =283028 Mpa:Cường độ chịu nén BT tuổi 28 ngày Βl:Hệ số quy đổi chiều cao vùng nén xác định ' =0,85 28MPa ≥ f c ' ' =0,85-0,5x(f c -28)/7 56MPa ≥f c ≥28MPa ' =0,65 f c ≥56MPa ' Vậy theo điều kiện đầu f c =283028MPa nên ta có βl=0,85365 hf=0,1858818714m:chiều dày cánh sau quy đổi a=βlc:Chiều cao khối ứng suất chữ nhật tương đương   Mu   −Mf φ   Ta có a=d 1 − − '  0,85 × f c × bw × d       ' Với Mf=0,85×βl(b-bw)×hf×f c (d-hf/2) Thay số liệu vào ta có: Mf =0,85 × x0,85365 × x(1,79 6- 0,2) × x0,18588714 × x283028 × x103 × x(1,530,99 0,18588714/2) = 8105,779680,614751,23(KNm) Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép M u 3906,84 = 1220,49/0,9= 4340,934699,8271356KNm < Mf → a < 0,9 φ Vậy trục trung hòa qua cánh ta chuyển sang tính tốn mặt cắt chữ nhật Xác định a từ điều kiện: ' Mu=Mr=ΦMn=Φ×0,85×f c ×b×a(d-a/2)  a=d 1 − −    2M u  φ × 0,85 × f c' × b × d       × 3906,84 × 4229,8456 1,53 1 − − = 1,53 1 − −   0,9 × 0,85 × 28 ×10 × 1, ×1,53  0,9 × 0,85 × 30 × 10 × 1,9 ×1,53    = 0,0718096477 m Thay số vào ta a = 0,0718096477 0,0366m= 7,18096,4773,66cm < blhf1 = 0,8536 × 18,5880,85x18,714 = 15,799545,91(cm) ' 0,85 × a × b × f c As= fy 0,85 × 71,809 ×1700 × 28 As= (0,85x36,6x1600x28)/280= 10376,41207,5234977mm2 280 =103,7612,0749,77cm2 Sơ đồ chọn thép bố trí thép: Phương án Φ Ft(cm2) 2919 6,452,84 3222 8,193,87 3625 10,065,1 Từ bảng ta chọn phương án:2 +Số bố trí:14 +Số hiệu thanh:# Φ 3222 +Tổng diện tích CT thực tế:114,6654,18cm2 Bố trí thành hàng cột: Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Số 189 14 121 Ft(cm2) 116,153,96 114,6654,18 120,7256,1 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Kiểm tra lại tiết diện: As=114,6654,18cm2 Khoảng cách từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép ΣFi y i × 40 + × 125 + × 210 + × 295 × 40 + × 125 + × 210 + × 295 14 14 dl= ΣFi = = 149,2823,6mm = 14,932,36cm Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép d:Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo:d = h - dl = 1710 -– 14,932,36 == 155,0797,64cm Giả sử trục trung hịa đí qua cánh Tính tốn chiều cao vùng nén quy đổi: As f y 114, × 280 × a = = 6,633,98cm < βlhf = 15,5415,91 ' = 0,85 × 30 × 190 0,85 f c b điều giả sử Mô men kháng tính tốn: ' Mr=ΦMn=0,9 × x0,85abf c (d - a/2) Mr=0,9 × x0,85 × x66,3 × 39,8x19600 × 30x28 × x(1550,7 976,4- 66,339,8/2) = 4387254502130469048(Nmm)=43871304,69(KNm) Như Mr > Mu = 4229,8456(KNm) 1192,58=> Dầm đủ khả chịu mômen Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: a 6, 63 6, 63 c = = = 0,05047< 0,42 d β l d 0,836 × 155, 07 0,836 × 155, 07 Vậy cốt thép tối đa thỏa mãn Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: As 114, 66 ο ρ= = = 2,05971,06% Ag 7023, 21 Tỉ lệ hàm lợng cốt thÐptỉ lệ hàm lượng cốt thép f c' 30 Ρ=2,05971,06% > 0,03 × 3x =0,03 × x = 0,32%(thỏa mãn) fy 280 2.Xác định nội lực 1.71/Tính tốn mơmen lực cắt vị trí Vẽ đ.a.h mômen lực cắt +chiều dại nhịp:l=2314m +chia dầm thành 10 đoạn ứng với mặt cắt từ đến 10,mỗi đoạn dài 2,31,5m Đường ảnh hưởng mômen tiết diện: Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Các cơng thức tính tốn giá trị moomen,lực cắt mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn cường độ: Mi=η { (1,25 × wdc + 1,5 × wdw ) + mg M [1,75 × LLl + 1,75 × k × LLM (1 + IM )]} × wM Qi=η { (1, 25 × 11, 78 + 1,5 × 4) + 0,5[1, 75 × LLl + 1, 75 × k × LLM (1 + IM )]} × wM Các cơng thức tính tốn giá trị moomen.lực cắt mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn sử dụng: Mi=1 × x { (11, 78 + 4) + mg M [ LLl + LLM × K × (1 + IM )]} wM Qi=1 × x { ( wdc + wdw ) × wQ + 0, 7[ LLl + LLM × K × (1 + IM )]} w1Q *Trong đó: w dw ;wdc :tĩnh tải rải trọng lượng thân dầm(KNm) w M :diện tích đ.a.h moomen mặt cắt thứ i w Q :tổng đại số diện tích đ.a.h lực cắt w lQ :diện tích phần lớn đ.a.h lực cắt LL:hoạt tải tương ứng với đ.a.h moomen lực cắt mặt cắt thứ i LLQ:hoạt tải tương ứng với đ.a.h lực cắt mặt cắt thứ i mgM;mgQ:hệ số phân bố ngang tinh cho mômen lực cắt LLL=9,3KN/m:tải trọng rải (l+IM):hệ số xung kích,lấy=1,25 Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 10 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thộp Đờng a/h lực cắt tiết diện: Bảng giá trị lực cắt xi (m) 0,0 l i (m) 2315 w lQ ( m ) 11,57,5 wQ (m ) 117,5 2,31,5 20,713, 9,326,08 4,63 18,412 7,364,8 9,216,0 6,94,4 16,110, 5,643,68 9,26 13,89 4,142,7 4,63,0 11,57, 11,57,5 2,861,88 0.0 6,94,5 2,31,5 Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn LLQi truck LLQi tan dem (kN / m) (kn / m) 24,835,12 18,6728,1 27,1338,0 20,6831,1 29,941,33 23,1734,8 33,2545,1 26,3339,5 37,449,40 30,5245,6 42,5755,2 36,3354,1 12 cd sd Qi (kN ) Qi (kN ) 746,0738 5,99 623,0932 2,32 476,5225 9,53 364,2219 8,63 254,1413 8,64 146,0782 ,14 490,5326 2,8 407,4721 8,37 325,1527 4,48 244,7513 1,725 164,5789 ,51 87,8649 41 Đồ án mơn học kết cấu bê tơng cốt thép 1BiĨu đồ bao lực cắt trạng thái giới hạn cờng ®é BiÓu ®å bao Q (KN) VÏ biểu đồ bao vật liệu Tính tốn moomen kháng tính tốn dầm bị cắt uốn côt thép: Kết tính tốn thể hiệ bảng sau: Số lần Số Diện tích As d(cm) a(cm) Vị trí trục Mr(KNm) cắt lại lại(mm2) trung hòa 14 114665418 Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 14,932 ,36 6,633, 983 13 Qua c¸nh 4387,251305,6 12 10 Đồ án môn học kết cấu bê tơng cốt thép 98284644 12,50, 5,683, Qua c¸nh 3830,561144,2 41 81903870 10,89, 4,732, Qua c¸nh 3234,75968,97 845 65523096 10,375 3,792, Qua c¸nh 2606,69779,93 8,875 276 49142322 9,6678 2,841, Qua c¸nh 1967,95589,79 ,333 707 Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen Do điều kiện lượng cốt thép tối thiểu:Mr ≥ min{1,2Mcr;1,33Mu} nên Mu≤0,9Mcr điều kiện lượng cơt thép tối thiểu Mr≥ 1,33Mu.Điều có nghĩa khả chịu lực dầm phải bao ngồi đường Mu Khi ;Mu≤0,9Mc Ta có:Diện tích mặt cắt ngang Ag =18,588714 × 1960 +(1710-18,5888,714-27,252,25) × 20 + 272,25 × 373 = 7023,21 cm 5109,21 Xác định vị trí trục trung hịa 18,588 × 190 ×160, 706 + (170 − 18,588 − 27, 25) × 20 × 89, 231 + 27, 25 × 37 × 13, 625 yt = 7023, 21 −3 2783,86 ×10 × 120,57 ×10−2 = 15,87mpa −8 21143368,98 × 10 yt =100,625 cm75,92 Moomen qn tính tiết diện ngun 190 × 18,5883 124,162 + 190 × 18,588 × (160, 706 − 100, 645) + 20 ×124,162 × (27, 25 + − 100, 645) 12 3 20 ×124,162 37 × 27, 25 + + + 37 × 27, 25 × (100, 645 − 13,625) 12 12 = 24047138,17cm Ig = 190 × 18,5883 128,912 + 190 × 18,588 × (160, 706 − 120,57) + 20 ×128,912 × (22, 25 + − 120,57) 12 20 ×128,9123 33 × 22, 253 + + + 33 × 22, 25 × (120,57 − 11,125) 12 12 = 21143368,98cm =6119961, 87 cm f r =0,63 × f , c ==3,33 Mpa Ig = Ig Ig 2404, 7138 ×108 × 3, 451 = 824,55 ×106 Nmm yt I t 1006, 45 ⇒ Mcr= 824,55268,4KNm Nội suy tung độ biểu đồ bao moomen xác định vị trí Mu=1,2Mcr Mu=0,9Mcr thong qua ⇔ Mcr=fr = Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 14 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép xl = 1043,61082,9mm ; x2=1443,99782,7mm M M = 4M BIỂU ĐỒ BAO MÔ MEN SAU KHI Đà HIỆU CHỈNH Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 15 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép *Xác định điểm cắt lý thuyết Điểm cắt lý thuyết mà theo yêu cầu uốn không cần cốt thép dài Để xác định điểm cắt lý thuyết ta cần vẽ biểu đồ moomen tính tốn Mu xác định điểm giao biểu đồ ΦMn *Xác định điểm cắt thực tế Từ điểm cắt lý thuyết cần kéo dài phía moomen đoạn ll.chiều dài ll lấy trị số lớn trị số sau: -chiều cao hữu hiệu tiết diện:d=1550,7976,4 mm -15 lần đường kính danh định:15x 32 22= 480330 mm -1/20 lần nhịp:(1/20) x 2315000 = 1150750mm =>chọn ll = 1555980mm Đồng thời chiều dài không nhỏ chiều dài phát triển lực ld.Chiều dài ld gọi chiều dài khai triển hay chiều dài phát triển lực đoạn mà cốt thép dính bám với BT để đạt cường độ tính tốn Chiều dài khai triển ld kéo lấy sau: Chiều dài triển khai cốt thép kéo ld,phải không nhỏ tích số chiều dài triển khai cốt thép kéo ldb quy định đây,nhân với hệ số điều chỉnh hệ số quy định quy trình.Chiều dài triển khai cốt thép kéo khơng nhỏ 300mm Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 16 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Chiều dài triển khai cốt thép ldb(mm) sử dụng với cốt thép dọc sử dụng thép sô 322 0,02 Ab f y 0, 02 × 819 × 280 0, 02 × 819 × 280 ldb = = = 837,358409,56(mm) 30 30 f c' Đồng thời ldb ≥ 0,06 × Ab × fy = 0,06 x 32,3 387x 280 = 542,64372,96(mm) Trong Ab = 819 387:diện tích số 322(mm2) fy = 280Mpa :cường độ chảy quy định cốt thép ' f c =2= 308Mpa :cường độ chịu nén quy định BT tuổi 28 ngày db = 322.32mm:đường kính thanh(mm) Hệ số điều chỉnh làm tăng ld:1,04 Act 112, 07 66,3 Hệ số điều chỉnh làm giảm ld: = = 0,9770,918 Att 114, 66  ld = 837,358 409,56x 1,04 x 0,977 899= 818,1512,47(mm) Chọn ld = 820530(mm) Với: Act = 11,0749,77(cm2) Diện tích cần thiết theo tính tốn Att = 114,6654,18(cm2) Diện tích thực tế bố trí Cốt thép chịu kéo kéo dài cách uốn cong qua thân dầm kết thúc vùng BT chịu nén với chiều dài triển khai ld tới mặt cắt thiết kế có the kéo dài liên tục lên mặt đối diện côt thép Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 17 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Tim gèi 1495,12 2085,03 [2777,77] [3611,02] [4093,56] 5108,57 BIĨU §å BAO VËT LIÖU 1222,46 1588,82 [1576,01] M = 3M M M (KNm) [4097,75] M (KN ) m [1967,95] [2606,69] [3234,75] [3830,56] [4387,25] 18 Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 1064,62 816,49 2563,55 1115,8 812,30 1052,86 Tim g?i 462,95 1939,54 1187,17 1220,79 Mu(kN.m) Mr(kN.m) [589,79] [779,93] [968,97] [1144,2] [1305,6] Đi?m c?t lí thuy?t 3:TÍNH TỐN CHỐNG CẮT Biểu thức kiểm toán φVn > Vu Vn sức kháng danh định,được lấy giá trị nhỏ Vn=Vc+Vs (N) ' Hoặc Vn=0,25f c bvdv (N) Vc=0,083β Vs= f c' dvbv (N) Av f v d v (cot gθ + cot gα ) sin α (N) s Trong đó: • Chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv,xác định khoảng cách cánh tay địn nội ngẫu lực Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn dv =d-a/2.Đồng thời dv=max{0,9d;0,72h} Vậy dv=max{0,9d;0,72h;d-a/2} 0,9de = 0,9 x 1550,7976,4 = 1395,63878,76 mm 0,72h = 0,72 x 17100 = 1224 792mm 66,3 d-a/2 = 1550,7 976,439,8/2 = 1517,55 956,48mm +bv:bề rộng bụng hữu hiệu,lấy băng bụng nhỏ chiều cao dv,vậy bv=bw=20cm Từ ta thấy dv = 1517,55956,48 mm +s(mm):bước cốt thép đai +β:Hệ số khả BT bị nứt chéo truyền lực kéo Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 19 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép + θ Ө:góc nghiêng ứng suất nén chéo + β, θ Ө xác định băng cách tra đồ thị tra bảng +α:góc nghiêng cốt thép ngang với trục dọc,bố trí cốt thép đai vng với trục dầm nên α=90  + Φ:Hệ số sức kháng cắt,với BT thường Φ=0,9 Av:diện tích cốt thép bị cắt cự ly s(mm) Vs:Khả chịu lực cắt BT (N) Vu:Lực cắt tính tốn(N) Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả chịu lực BT vùng nén: +Xét mặt cắt cách gối khoảng dv = 1517,55956,48mm.Xác định nội lực đường bao băng phương pháp nội suy Vu = 492,26 295,18(KN) Mu = 1039,86358,5 (KNm) ' ΦVn=Φ(0,25f c bvdv)=0,9 x 0,25 x 30 28x 200 x 1517,55 956,48= 2048,691205,19x103N= 2048,691205,19 KN Vu = 492,26295,18KN < ΦVn = 2048,6911205,18 KN=> Đạt Tính góc θ Ө hệ số β: +Tính tốn ứng suất cắt Vu 623, 27 ×103 492, 26 ×103 V= = = = 1,81,714 N/mm2 φ × d v × bv 0,9 × 1543, 25 × 200 0,9 × 1517,55 × 200 v 1,8 2, 244 +Tính tỉ số ứng suất ' = = 0,06 ,0612< 0,25 fc 30 30 +Giả sử trị số góc θ Ө=45  tính biến dạng cốt thép chịu kéo theo cơng thức Mu + 0,5 × Vu × cot gθ 1039,86 ×106 dv + 0,5 × 492, 26 ×103 εx = 1517,55 Es × As = ×105 × 4914 1044, 01×106 + 0,5 × 623, 27 × 103 1543, 25 0,95 ×10−3 1,151× 10−3 ×105 × 4914 = dv = 1517,55 956,48mm Es = 2.105 N/mm2 As = 4914 2322mm2 (khi kéo gối cắt cịn lại thanh) εx=0,951 × 125.10-3 Tra bảng ta θ Ө = 35,4437,138  Ο Tính lại εx = 1,04 × ,22.10-3 Tiếp tục tra bảng ta Ө θ = 36,4538,057  Ο Tính lại εx = 1,032 × 2.10-3 Tiếp tục tra bảng ta Ө θ = 368,33 Ο 057 Tính lại εx = 1,0322 × 10-3 Giá trị Ө θ , εx hội tụ Vậy ta lấy Ө θ = 368,33 ο 057  Tra bảng ta β = 2,18507 *Khả chịu lực cắt BT f c' ×dv×bv = 0,083×2,185,07× 30 301,48173,15×103(N) Vc = 0,083×β Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 20 30 ×200×1517,55 956,48= Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Yêu cầu khả chịu lực cắt cần thiết cơt thép: 492, 26 × 103 Ο Vs=Vn-Vc= - 301,48 × 173,15.103 = 245,47114,064 × 103(N) 0,9 Khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn Av × f y × d v × cot gθ Smax= Vs fy = 280280MpPa:giới hạn chảy quy định với côt thép đai θ × θ =36,33 Ο 8,057 ° :góc nghiêng ứng với ung suÊtUWSS nén chéo dDv = 1517,55956,48mm Vs = 245,47 × 114,064.103(N) Av:diện θ tích cốt thép đai(mm2) Chọn cơt thép đai số 10,đường kính danh định d=9,5mm,diện tích mặt cắt ngang cốt thép đai là: Av = 2x71 = 142mm2 142 × 280 ×1543, 25 × cot g 36,874 142 × 280 × 1517,55 × cot g 36,330 Vậy ta tính Smax = == = 379, 491×103 245, 47 ×103 334,256 425,86mm Ta chọn khoảng cách bố trí cơt đai s = 33 430cm Kiểm tra lượng cốt thép đai tối thiểu bv s 200 × 330 200 × 210 Av≥0,083 f c' =0,083 30 30 = 107,16134,89mm2 fy 280 280 Mà Av = 142mm2 > A v = 107,16 134,89mm2=>thỏa mãn Kiểm tra khoảng cách tối đa cơt thép đai Ta có ' 0,1f c × dv × bv = 0,1 × 30 28× 1517,55 956,48× 200 = 910,53535,628 ×103(N) > Vu = 492,26295,18×103(N) *Nên ta kiểm tra theo điều kiện sau: S ≤ 0,8dv s = 210 160mm ≤ 0,8dv = 0,8x × 1517,55 956,48= 1214,04756,18mm =>thỏa mãn S ≤ 600 mm => thỏa mãn Kiểm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thép dọc không bị chảy tác dụng tổ hợp cua mômen,lực dọc trục lực cắt: Khả chịu lực cắt cốt thép đai: Av × f y × cot gθ 142 × 280 × 1517,55 × cot g (36,33Ο ) 142 × 280 × 1543, 25 × cot g (36,874Ο ) Vs= = = s 330 210 248,635112,967×103(N) Asfy = 49142322 × x280 = 1375,92650,16 × 103N M u  Vu  492, 26 × 103   1039,86 ×105 358,5 ×10 − 0,5 ì 245, 47 ì103 ữ + 0,5Vs  cotg θ Ө= +  φ  d vφ  0,9 1517,55 × 0,9 956,48 × 0,9      29518 × 10  − 0,5 × 112,967 ×10  cotg(36,338,057  Ο )   0,9   = 819,742387,741 × x10 N Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 21 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép M u  Vu  Asfy = 1375,92 × 103 > +  − 0,5Vs  cotg θ = 819,742 × 103 N Ө=>đạt φ  d vφ   3 =650,16.10 > 387,741.10 => Đạt 4.Kiểm soát nứt Tại mặt cắt tuỳ vào giá trị nội lực bê tông bị nứt hay không Vì để tính toán kiểm soát nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không Để tính toán xem mặt cắt có bị nứt hay không ngời ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính tính ứng suất kéo f c bê tông Mặt cắt ngang tính toán Diện tích mặt cắt ngang: Ag = 7023,215109,21 (cm ) Xác định vị trí trục trung hoà: yt = 100,64575,92(cm) Mô men quán tính tiÕt diƯn nguyªn: I g = 24047138,176085325,14 (cm ) Tính ứng suất kéo bê tông: Sv:o thngnguyn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 22 Đồ án môn học kết cấu bê tơng cốt thép Ma 2822, 45 × 10−3 fc = yt = ×100, 645 ×10−2 = 11,8MPa −8 Ig 24047138,17 ×10 fc = Ma 2783,86 × 10−3 yt = × 120,57 × 10−2 = 15,87 MPa Ig 21143368,98 ì108 Cờng độ chịu kéo uốn bê t«ng : f r = 0, 63 f c ' = 0, 63 30 = 3, 45MPa ⇒ f c = 15,87 Mpa > 0,8 f r = 0,8 × 3, 45 = 2, 76 Mpa ⇒ 12,94 > 0,8x3,33 = 2,66 Vậy mặt cắt bị nứt Xác định ứng khả chịu kéo lớn cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng Z f sa =  ;0,6 f y  1/  (dxA)  +Trong ®ã: d c : chiỊu cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo cùngcho đến tâm gần nhất, theo bố trí cốt thép däc ta cã d c =40 mm +A : DiÖn tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thep chủ chịu kéo đợc bao mặt cắt ngang đờng thẳng song song với trục trung hoà chia số lựơng Để tìm A ta giả sử đờng giới hạn miền A sờn dầm Trọng tâm miền A tính nh sau: 23 ì 37 × 23 / + (37 − × 8,5) × 8,5 × (23 + 8,5 / 2) + 2(0,5 × 8,5 (23 + 8,5 / 3)) + 20ξ (23 + ξ / + 8,5) yA = 37 × 23 + 8,52 + (37 − × 8,5) × 8,5 + 20ξ 23 × 37 × 23 / + (37 − × 8,5) × 8,5 × (23 + 8,5 / 2) + 2(0,5 × 8,52 (23 + 8,5 / 3)) + 20ξ (23 + ξ / + 8,5) yA = 37 × 23 + 8,52 + (37 − × 8,5) × 8,5 + 20 y A = y = 12,36cm Giải phơg trinh bậc hai ta tìm đợc = 0,95cm Khi phần bê tông bọc cốt thép cần tìm là: dt A = 33.19 + 6,5 + (19 − 2.6,5).6,5 + 20.ξ = 818, 25cm A= dt A = 5844, 64mm 14 Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 23 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Z : th«ng sè bỊ réng vÕt nøt sét điều kiện bình thờng Z= 30000 N/mm Z 30000 ⇒ = = 486,98 N / mm = 486,98MPa 1/3 (d c A) (40.5844, 64)1/3 ⇒ 0, f y = 0, 6.280 = 168MPa ⇒ f sa =168MPa TÝnh to¸n øng st sư dơng cèt thÐp: _Tính diện tích tơng đơng tiết diện bị nøt: E s = 2.10 MPa Ec = 0, 043 yc1,5 f 'c = 0, 043.24001,5 30 = 27691, 47 MPa *Tính tốn ứng suất sử dụng cốt thép - Tính diện tích tương đương tiết diện bị nứt Es=2x105Mpa Ec=0 043 γ c1.5 × f c ' = 0.043 × 24001.5 × 28 =26752,49(Mpa) - Tỷ lệ môđun đàn hồi cốt thép bêtông: Es × 105 = = 7,227,47 ⇒ chọn n=7 n= Ec 27691, 47 - Xác định vị trí trục trung hồ dựa vào phương trình mơmen tĩnh với trục trung hồ khơng: hf     h − y  S = h f × ( b bw ) ì h y ữ+ bw ×  ( h − y ) ×  ÷÷− n × As × ( y − d1 )      Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 24 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 18,588  (170 − y )  18,588 × ( 190 − 20 ) × 170 − y − + 20 × − × 114, 66 × ( y − 12,36 ) =0 S= ÷   Giải y=133,9487,97(cm) Ma ( y − d1 ) - Tính ứng suất cốt thép :fs=n I cr - Tính mơmen qn tính tiết diện bị nứt: h f  bw ( h − y ) ( b − bw ) h f  + h f ( b − bw )  h − y − ÷ + + nAs ( y − d1 ) Icr = 12   190 ×18,5883 18,588 + 18,588 × 190 × (170 − 133,94 − ) 12 20(170 − 133,94 − 18,588)3 20(170 − 133,94 − 18,588) + + 12 2 +7 ×114, 66 × (133, 66 − 12,36) = 17612062,21 cm = 288,37 104 (cm4) × 2783,86 × 106 ⇒ fs = × ( 1339, − 123, ) = 134,52141,36(N/mm2) = 134,5241,36MpPa 17612062 × 10 fs = 134,5241,36 Mpa < fsa = 168MpPa ⇒ Đạt Icr= 5.TÍNH ĐỘ VÕNG Xác định vị trí bất lợi xe tải thiết kế Xét trường hợp ba trục nhịp.vị trí bất lợi xe xác định theo công thức: x= 36 L − 184,9 1056, 25 L2 − 10724, L + 26810,5 − 7 x= 36 ×15 − 184,9 1056, 25 ×152 − 10724, ×15 + 26810,5 = 4,746 m − 7 kiểm tra điều kiện trục xe nhịp : x = 4,746m< L/2 = 7,5 m L -x-8,6=1,654>0 điều kiện thoả mãn Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 25 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 26 ... 41 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 1Biểu đồ bao lực cắt trạng thái giới hạn cêng ®é BiĨu ®å bao Q (KN) VÏ biểu đồ bao vật liệu Tính tốn moomen kháng tính tốn dầm bị cắt uốn côt thép: Kết. .. cao dầm h = 170cm Mặt cắt ngang dầm Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 1.2 Bề rộng sườn dầm bw Tại mặt cắt gôi dầm, chiều rộng sườn dầm định... triển khai cốt thép kéo không nhỏ 300mm Sv:Đào văn thươngnguyễn văn tân Gv:nguyễn văn tuấn 16 Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Chiều dài triển khai cốt thép ldb(mm) sử dụng với cốt thép dọc