C.II - BAN MAT CAU-H pot

CHƯƠNG II BẢN MẶT CẦU 1. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN Sơ đồ tính toán bản mặt cầu gồm: - Bản hẫng: đựơc tính theo sơ đồ congxon. Chiều dài tính toán đựơc tính tim sườn dầm biên đến mút hẫng - Bản hai cạnh: Vì tỉ số : 5.1476.2 1.2 2.5 dầmdọcchgiữahaikhoảngcá dầmngangchgiữahaikhoảngcá >== ⇒ hướng chòu lực chính của bản theo phương ngang cầu. Sơ đồ tính toán qui ước là dầm đơn giản ngàm tại hai dầm chủ và chòu toàn bộ lực. Chiều dài tính toán là khoảng cách tim giữa tim hai dầm dọc = 2.1 m 1 2. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC BẢN (THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN I) 2.1Tải trọng tác dụng lên bản mặt cầu  Hệ số tải trọng Lọai tải trọng Kí hiệu Dạng tác động Kí hiệu hệ số tải Hệ số tải trọng 1≥ 1≤ Trọng lượng bản thân DC 1 Phân bố 1p γ 1.25 0.9 Lan can DC 2 Tập trung 1p γ 1.25 0.9 Gờ chắn bánh xe DC 3 Tập trung 1p γ 1.25 0.9 Lớp phủ mặt cầu DW Phân bố 2p γ 1.50 0.65 Hoạt tải xe LL Phân bố n γ 1.75 Tải trọng người đi PL Phân bố pl γ 1.75 a) Tónh tải tác dụng cho dải bản rộng 1 m theo phương ngang cầu - Do trọng lượng bản thân: DC 1 = 1m . h f . γ = 1 × 0.22 × 25 = 5.5 kN/m - Do trọng lượng lan can: Trọng lượng của 1 trụ (kN) Trọng lượng của 14 trụ (kN) Trọng lượng trụ phân bố trên toàn nhòp (kN/m) Trọng lượng phần bê tông (kN/m) Trọng lượng của lan can trên 1m (kN) 1.1690 16.366 0.6295 1.5 2.13 2 ⇒ DC 2 = 2.13 kN - Trọng lượng gờ chắn bánh xe: Chiều cao phân đoạn (m) Diện tích mặt cắt phân đoạn (m 2 ) Tổng diện tích mặt cắt (m 2 ) γ (kN/m 3 ) Trọng lượng gờ chắn trên 1m (kN) 0.4 0.12 0.3 25 7.5 0.3 0.12 0.12 0.06 ⇒ DC 3 = 7.5kN - Do lớp phủ mặt cầu: STT Lớp Chiều dày, (m) )m/kN( 3 γ D (kN/m) 1 Lớp phủ asphan 0.07 22.5 1.575 2 Lớp phòng nước 0.004 18 0.072 Tổng 0.1 1.647 ⇒ DW = 1.647 kN/m Tỗng hợp tónh tải tác dụng lên bản mặt cầu DC 1 ,(kN/m) DC 2 , (kN) DC 3 , (kN) DW, (kN/m) 5.5 2.13 7.5 1.647 3 b) Hoạt tải tác dụng cho dải bản rộng 1m theo phương ngang cầu Hoạt tải chỉ tác dụng lên bản hai cạnh  Hoạt tải xe • Xác đònh chiều rộng dải bản tương đương - Đối với vò trí có momen dương: mm1000mm1815210055.0660S55.0660E ≥=×+=+= - Đối với vò trí có momen âm: mm1000mm1745210025.01220S25.01220E ≥=×+=+= Trong đó: S – khoảng cách giữa hai dầm chủ, (mm) • Trò số áp lực của tại trọng bánh xe lên dải bản có chiều rộng 1m o Do xe tải thiết kế: ( ) Ehb P LL f tr 1 + = (kN/m) o Do xe 2 trục thiết kế: Vì vị trí có momen dương và momen âm đều có E > 1.2 m nên có hai bánh xe hai trục đặt trong phạm vò chiều rộng dải bản tương đương nên cường độ của tải trọng tương đương do bánh xe hai trục gây ra bằng: ( ) Ehb P2 LL f ta 2 + = (kN/m) Trong đó:  P tr :tải trọng bánh xe ; P tr = 145/2 = 72.5 kN  P ta :tải trọng bánh xe ; P ta = 110/2 = 55 kN  b : chiều rộng bánh xe (ngang cầu) b = 0.51 m  h f :chiều dày trung bình bản mặt cầu h f = 0.22 m ⇒ b + h f = 0.73 m LL = max (LL 1 ;LL 2 ) , giá trò LL được đưa vào tính toán thiết kế 4 Vò trí có momen dương E = 1.815m Vò trí có momen âm E = 1.745m Do xe tải Do xe 2 trục Do xe tải Do xe 2 trục LL i (kN/m) 54.72 83.02 56.91 86.35 LL (kN/m) 83.02 86.35 Vì chiều dài nhòp tính toán S = 2100mm < 4600mm ⇒ không xét tải trọng làn  Tải trọng người đi: PL = 3 kN/m 2.2 Nội lực - Hệ số hiệu chỉnh tải trọng Trường hợp sử dụng các giá trò cực đại của i γ 95.0. IRD ≥ηηη=η Với : D η = 1.00 : trường hợp thiết kế thông thường R η =1.00 : mức dư thông thường I η = 1.00 : cầu diển hình ⇒ η = 1.1.1 = 1 - Hệ số làn “m”: Số làn chất tải Hệ số làn (m) 1 1.20 2 1.00 5 - Hệ số lực xung kích IM : IM = 25% 2.2.1 Nội lực bản hẫng: Nội lực bản hẫng được tính tại ngàm Sơ đồ tính toán: 3 1 2 L L L = = = DC 2 DW 1 DC 750 850 950  Momen tại mgàm :       γ+γ+γ+γη= − 2 L PLm 2 L DWLDC 2 L DCM 2 3 pl 2 3 2p221p 2 1 11p       ×××+××+××+××= − 2 75.0 375.12.1 2 75.0 647.15.185.013.225.1 2 95.0 5.525.11M 222 = 7.83 kN.m  Lực cắt tại ngàm : [ ] 3pl32p21p111p PLLmDWLDCLDCV γ+γ+γ+γη= [ ] 75.0375.12.175.0647.15.113.225.195.05.525.11V ×××+××+×+××= = 15.772 kN 2.2.2 Nội lực bản 2 cạnh : Nội lực bản 2 cạnh đựơc tính theo phương pháp gần đúng với mô hình bản giản đơn kê trên 2 gối khớp 6 - Do tính chất ngàm của bản, momen được suy ra nhờ xét tới hệ số hiệu chỉnh k , k = 0.5 với momen dương tại mặt cắt giữa nhòp; k = 0.8 với momen âm tại gối o Với momen dương tại mặt cắt giữa nhòp ++ = o2/L M5.0M o Với momen âm tại ngàm +− −= o gối M8.0M Trong đó:  + o M : momen do ngoại tải gây ra tại mặt cắt giữa nhòp bản giản đơn - Lực cắt đựơc xác đònh theo nguyên lý cơ học thông thường a. Nhòp 1 :  Sơ đồ tính toán 730 615 0.405 0.425 0.293 0.643 0.548 0.3080.475 0.375 1 0.525 1 DC DW PL 750 LLDC 3 DC 3 dah V dah M 600 200 950 2100  Xác đònh momen dương tại mặt cắt giữa nhòp : 7       Ωγ+ΩΣ       +γ+Ωγ+γ+Ωγη= + M PLpl M Pn M D2pD31p M D11pO PLmLL 100 IM 1mDWyDCDCM Trong đó :  M D Ω : diện tích phần đường ảnh hưởng momen dưới tác dụng của tónh tải  D y : tung độ đường ảnh hưởng momen dưới tác dụng của tải trọng gờ chắn bánh xe  M P Ω : diện tích đưởng ảnh hưởng momen dưới tác dụng của bánh xe thiết kế  M PL Ω : diện tích phần đường ảnh hưởng momen dưới tác dụng của hoạt tải người đi ⇒ [ +××+××+××= + 321.0647.15.1475.05.725.1551.05.525.11M O    ×××+××       +××+ 141.0375.12.1095.002.83 100 25 175.12.1 = 30.626 kN.m ⇒ 313.15626.305.0M 2/L =×= + kN.m  Xác đònh momen âm tại ngàm :       Ωγ+ΩΣ       +γ+Ωγ+γ+Ωγη= + M PLpl M Pn M D2pD31p M D11pO PLmLL 100 IM 1mDWyDCDCM [ +××+××+××= + 321.0647.15.1475.05.725.1551.05.525.11M O    ×××+××       +××+ 141.0375.12.1095.035.86 100 25 175.12.1 = 31.456 kN.m ⇒ 165.25456.318.0M gối −=×−= − kN.m  Xác đònh lực cắt tại ngàm :       Ωγ+ΩΣ       +γ+Ωγ+γ+Ωγη= V PLpl V Pn V D2pD31p V D11p PLmLL 100 IM 1mDWyDCDCV 8 Trong đó :  V D Ω : diện tích phần đường ảnh hưởng lực cắt dưới tác dụng của tónh tải  D y : tung độ đường ảnh hưởng lực cắt dưới tác dụng của tải trọng gờ chắn bánh xe  V P Ω : diện tích đường ảnh hưởng lực cắt dưới tác dụng của bánh xe thiết kế  V PL Ω : diện tích phần đường ảnh hưởng lực cắt dưới tác dụng của hoạt tải người đi [ +××+××+××= 788.0647.15.1548.05.725.105.15.525.11V ] 616.0375.12.1090.035.86 100 25 175.12.1 ×××+××       +××+ = 38.584 kN b. Nhòp 2  Sơ đồ tính toán: các trường hợp chất tải • Momen o Trường hợp đặt 1 bánh xe : 0.525 0.3425 0.3425 dah M LL DW DC 1 510 730 2100 o Trường hợp đặt 2 bánh xe : 9 515 0.2575 02575 0.525 dah M LL LL DW DC 1 730 1800 2100 • Lực cắt LL LL 300 730 2100 1 DC DW 0.652 dah V 0.143 1  Xác đònh momen dương tại mặt cắt giữa nhòp : o Trường hợp đặt 1 bánh xe : 10 [...]... Bản hẫng Ngàm -7 .83 15.772 Nhòp 1 L/2 15.313 38.584 Ngàm -2 5.165 Ngà m 1 bánh xe 37.116 2 bánh xe L/2 Nhòp 2 17.067 1 bánh xe -6 1.603 2 bánh xe -2 8.237 151.254 Nội lực để thiết kế bản mặt cầu Nhòp M (kN.m) Bản hẫng V (kN) Dương -6 1.603 V (kN) 151.254 - 7.83 15.772 âm 37.116 M (kN.m) 12 3 TÍNH TOÁN CỐT THÉP VÀ KIỂM TOÁN BẢN THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ I - Chọn lớp bê tông bảo vệ phía trên : 50mm - Chọn lớp bê... (5.5.4.2.1) ; Φ = 0.9  Vn : Sức kháng cắt danh đònh (5.8.3.3) Vn phải đựơc xác đònh bằng trò số nhỏ hơn của: Vn = Vc + Vs + Vp (5.8.3. 3-1 ) Vn = 0.25fc' b v d v + Vp (5.8.3. 3-2 ) Trong đó : Vc = 0.083β fc' b v d v Vs = A v fy d v (cot gθ + cot gα) sin α s 17 (5.8.3. 3-3 ) (5.8.3. 3-4 ) Trong đó :  Vc : cường độ kháng cắt danh đònh của bê tông  Vs : cường độ kháng cắt danh đònh của cốt thép sườn  Vp : thành... 35 0.03 = 0.03 = 0.0025 fy 420 Pmin ⇒ fc' ≥ 0.03 fy Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lượng cốt thép tối thiểu 1.1.2 Với mặt cắt tại ngàm ( momen âm) a Bố trí cốt thép : - Không xét đến cốt thép chòu nén ( bố trí cho mem dương của bản mặt cầu) - Chọn 8 thanh cốt thép φ14 để bố trí ⇒ As = 1231.504 mm2 b Kiểm toán sức kháng uốn (5.7.3.2.1) Điều kiện : M u ≤ M r = ΦM n Trong đó :  Mu : momen uốn cực đại tại... lớp bê tông bảo vệ phía dưới : 25mm 3.1 Bố trí cốt thép bản 2 cạnh ( cho 1m bản mặt cầu) và kiểm toán 3.1.1 Với mặt cắt giữa nhòp ( momen dương) a Bố trí cốt thép : - Không xét đến cốt thép chòu nén (sẽ bố trí cho momen âm của bản mặt cầu) - Chọn 5 thanh cốt thép φ12 để bố trí ⇒ As = 565.487 mm2 b Kiểm toán sức kháng uốn (5.7.3.2.1) Điều kiện : M u ≤ M r = ΦM n Trong đó :  Mu : momen uốn cực đại tại... dự ứng lực nên ta bỏ qua thành phần Vp • Xác đònh Vn theo điều 5.8.3. 3-2 : bv = 1000 mm Chọn dv max từ 3 giá trò sau: 0.9de = 0.9 × 163 = 146.7 mm 0.72h = 0.72 × 220 =158.4 mm 220 – (25 + 6) – (50 + 7) = 132 mm ⇒ dv = 158.4 mm ⇒ Vn1 = 0.25fc' b v d v = 0.25 × 35 × 1000 × 158.4 = 1386000 N = 1386 kN • Xác đònh Vn theo điều 5.8.3. 3-1 : o Xác đònh β và θ : 18 Theo điều 5.8.3.4.1, đối với các mặt cắt bê . : 5.1476.2 1.2 2.5 dầmdọcchgiữahaikhoảngcá dầmngangchgiữahaikhoảngcá >== ⇒ hướng chòu l c chính c a bản theo phương ngang c u. Sơ đồ tính toán qui ư c là dầm đơn giản ngàm tại hai dầm chủ và chòu toàn bộ l c. . : vv ' cc dbf083.0V β= (5.8.3. 3-3 ) s sin)gcotg(cotdfA V vyv s αα+θ = (5.8.3. 3-4 ) 17 Trong đó :  V c : c ờng độ kháng c t danh đònh c a bê tông  V s : c ờng độ kháng c t danh đònh c a c t thép. phần l c dự ứng l c hữu hiệu trên hướng l c cắt t c dụng, là dương nếu ngư c chiều l c cắt  b v :bề rộng bản bụng hữu hiệu lấy bằng bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao d v đư c x c đònh