ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ CẦU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCT DỰ ỨNG LỰC VÀ CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG

PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I CẦU DẦM LIÊN TỤC BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƯL BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN B

TỔNG QUAN

PHẦN I THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU

PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT

PHẦN III THIẾT KẾ TỔ CHỨC

THI CÔNG

MỤC LỤC

Trang LỜI MỞ ĐẦU

PHẦN I THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN CẦU

CHƯƠNG 1 PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I

CẦU DẦM LIÊN TỤC BTCTDƯL ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG 4

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ II

PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT

5.1 Tổng quan về công nghệ thi công bằng phương pháp đúc hẫng cân bằng 182

CHƯƠNG 7 TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG CÁC GIAI ĐOẠN 189

8.1 Tính lượng cốt thép trong giai đoạn thi công 214 8.2 Tính và bố trí cốt thép DƯL trong giai đoạn khai thác 221

10.3 Tính toán cốt thép và kiểm toán 263

11.4 Kiểm toán các tiết diện với các tổ hợp tải trọng 280

12.4 Kiểm toán các tiết diện với các tổ hợp tải trọng 302

PHẦN III THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG

LỜI NÓI ĐẦU

*

Bước vào thời kỳ đổi mới đất nước ta đang trong quá trình xây dựng cơ sở vật chất

hạ tầng kỹ thuật Giao thông vận tải là một ngành được quan tâm đầu tư nhiều vì đây là huyết mạch của nền kinh tế đất nước, là nền tảng tạo điều kiện cho các ngành khác phát triển Thực tế cho thấy hiện nay lĩnh vực này rất cần những kỹ sư có trình độ chuyên môn vững chắc để có thể nắm bắt và cập nhật được những công nghệ tiên tiến hiện đại của thế giới để có thể xây dựng nên những công trình cầu mới, hiện đại, có chất lượng

và tính thẩm mỹ cao góp phần vào công cuộc xây dựng đất nước trong thời đại mở cửa Sau thời gian học tập tại trường Đại học Giao thông vận tải – cơ sở 2, bằng sự nỗ lực của bản thân cùng với sự chỉ bảo dạy dỗ tận tình của các thầy cô trong trường nói chung và các thầy cô trong Khoa Công trình nói riêng em đã tích luỹ được nhiều kiến thức bổ ích trang bị cho công việc của một kỹ sư tương lai

Đồ án tốt nghiệp là kết quả của sự cố gắng trong suốt 5 năm học tập và tìm hiểu kiến thức tại trường, đó là sự đánh giá tổng kết công tác học tập trong suốt thời gian qua của mỗi sinh viên Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp này em đã được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong bộ môn Cầu – Hầm, đặc biệt là sự giúp đỡ trực tiếp

của thầy: Cao Văn Giao

Do thời gian tiến hành làm Đồ án và trình độ lý thuyết cũng như các kinh nghiệm thực tế còn có hạn nên trong tập Đồ án này chắc chắn sẽ không tránh khỏi nhứng thiếu sót Em xin kính mong các thầy cô trong bộ môn chỉ bảo để em có thể hoàn thiện hơn

Đồ án cũng như kiến thức chuyên môn của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

TP.Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2010

Sinh viên: Văn Hoàng Duy

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Giáo viên hướng dẫn

Cao Văn Giao

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT

NHẬN XÉT CỦA BỘ MÔN

1.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN TẠI KHU VỰC XÂY DỰNG CẦU

1.1.1 ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA HÌNH – THUỶ VĂN

- Chế độ thuỷ văn ít thay đổi:

1.2 CÁC PHƯƠNG ÁN VÀ PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG

1.2.1 QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG

1.2.1.1 Quy trình thiết kế

- Quy trình thiết kế đường ôtô : 4054-05

- Quy trình thiết kế cầu cống : 22TCN272 – 05 (Bộ GTVT)

1.2.1.2 Các nguyên tắc thiết kế

- Công trình được thiết kế vĩnh cửu, có kết cấu thanh thoát phù hợp vơi quy mô của tuyến đường

- Đáp ứng được yêu cầu quy hoạch, phân tích tương lai của tuyến đường

- Thời gian thi công ngắn

- Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dưỡng

- Giá thành xây dựng thấp

1.2.1.3 Các thông số kỹ thuật cơ bản

a) Quy mô xây dựng

- Cầu được thiết kế vĩnh cửu với tuổi thọ >100 năm

b) Tải trọng thiết kế

- Sử dụng cấp tải trọng theo quy trình thiết kế cầu: 22TCN 272-05

+ Hoạt tải thiết kế : HL93

+ Tĩnh tải giai đoạn 1 : g1 = 1.25

+ Tĩnh tải giai đoạn 2 : g2 = 1.5

- Độ dốc dọc cầu: i = 2%

1.2.3 NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẦU

- Đáp ứng yêu cầu thông thuyền

- Giảm tối thiểu các trụ giữa sông

- Sơ đồ nhịp cầu chính xét đến việc ứng dụng công nghệ mới nhưng có ưu tiên việc tận dụng thiết bị công nghệ thi công quen thuộc đã sử dụng trong nước

- Đảm bảo tính khả thi trong quá trình thi công

- Đạt hiệu quả kinh tế cao, giá thành rẻ

CHƯƠNG 1 PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ I CẦU DẦM LIÊN TỤC BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CẦU BTCTDƯL BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BĂNG

Phương pháp đúc hẫng là quá trình xây dựng kết cấu nhịp dầm từng đốt theo sơ đồ hẫng cho tới khi nối liền thành các kết cấu hoàn chỉnh Có thể thi công hẫng từ trụ đối xứng ra 2 phía hoặc hẫng dần từ bờ ra Phương pháp này có thể áp dụng thích hợp để thi công các kết cấu liên tục, cầu dầm hẫng, cầu khung hoặc cầu dây xiên dầm cứng BTCT Nội dung cơ bản của phương pháp đúc hẫng:

- Khi thi công theo phương pháp đúc hẫng, kết cấu nhịp BTCT được đúc trên đà giáo di động theo từng đốt nối liền nhau đối xứng qua trụ cầu Cốt thép thường của các khối được liên kết với nhau trước khi đúc bê tông để đảm bảo tính liền khối và chịu cắt tốt của kết cầu Sau khi bê tông đốt dầm đủ cường độ cần thiết thì các đốt dầm này được liên kết với các đốt đã đúc trước đó nhờ cốt thép DƯL

- Phần cánh hẫng của kết câu nhịp BTCT đã thi công xong phải đảm bảo đủ khả năng nâng đỡ trọng lượng của các đốt dầm thi công sau đó cùng với trọng lượng giàn giáo ván khuôn đúc dầm và các thiết bị phục vụ thi công

- Để đảm bảo ổn định chống lật trong suốt quá trình thi công đúc hẫng phải đảm bảo tính đối xứng của hai cánh hẫng (Thi công hẫng từ trụ ra) hoặc nhờ trọng lượng bản thân của nhịp sát bờ đã đúc trên đà giáo làm đối trọng Đối các sơ đồ cầu khung, đốt dẩm trên đỉnh trụ được liên kết cứng với thân trụ nhờ các cáp thép DƯL chạy suốt trên chiều cao trụ Với các sơ đồ cầu dầm đốt này cũng được liên kết cứng tạm thời vào trụ cầu nhờ các gối tạm và các cáp thép hoặc các thanh thép DƯL mà sau khi thi công xong

sẽ tháo bỏ

- Ở giai đoạn thi công hẫng, kết cấu nhịp chỉ chịu mô men âm do đó chỉ cần bố trí cốt thép DƯL ở phía trên Sau khi thi công xong 1 cặp đốt dầm đối xứng thì căng kéo cốt thép DƯL từ đầu mút này sang đầu mút kia và bơm vữa bê tông lấp kín khe hở giữa cốt thép và thành ống ngay để bảo vệ cốt thép

- Sau khi đúc xong đốt cuối cùng của các cánh hẫng tiến hành nối ghép chúng thành kết cấu nhịp hoàn chỉnh

Việc đúc hẫng từng đốt trên đà giáo di động giảm được chi phí đà giáo Ván khuôn được dùng lại nhiều lần cùng với 1 thao tác lặp lại sẽ giảm chi phí nhân lực và nâng cao năng suất lao động

Phương pháp đúc hẫng thích hợp với xây dựng các dạng kết cấu nhịp có chiều cao mặt cắt thay đổi, khi đúc các đốt dầm chỉ cần điều chỉnh cao độ đáy ván khuôn cho hợp

lý

Phương pháp thi công đúc hẫng không phụ thuộc vào không gian dưới cầu do đó

có thể thi công trong điều kiện sông sâu, thông thuyền hay xây dựng các cầu vượt trong thành phố, các khu công nghiệp mà không cho phép đình trệ sản xuất hay giao thông dưới công trình

1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG ÁN

1.2.1 TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

- Quy trình thiết kế: 22TCN272 –05 Bộ Giao thông vân tải

- Cao độ đáy dầm thay đổi theo quy luật parabol đảm bảo phù hợp yêu cầu chịu lực

- Vật liệu dùng cho kết cấu nhịp:

c) Neo: Sử dụng loại neo EC-5-31, EC-5-22 và EC-5-12

d) Cốt thép thường: Sử dụng loại cốt thép có gờ với các chỉ tiêu:

+ fy = 420 MPa

+ E = 200000 MPa

- Trắc dọc cầu theo bán kính R = 3000 m, trong phạm vi 230m, tiếp theo dốc 2%

về phía 2 mố và đường đầu cầu, độ dốc ngang cầu in = 2%

- Mặt cầu bê tông Asphan 7cm, dưới là lớp phòng nước 4mm

- Gối cầu, khe co giãn bằng cao su, lan can bằng thép, thoát nước và chiếu sáng theo quy định hiện hành

1.2.2.2 Kết cấu phần dưới

a) Cấu tạo trụ cầu

- Trụ cầu dùng loại trụ thân đặc bằng BTCT đổ bê tông tại chỗ bê tông có f’c=40Mpa

- Trụ T1, T2: được đặt trên móng cọc khoan nhồi: D = 150 cm

- Phương án móng: Móng cọc đài thấp

b) Cấu tạo mố cầu

- Mố cầu dùng loại mố U-BTCT, đổ tại chỗ mác bê tông chế tạo có f’c = 30Mpa

- Mố của kết cấu nhịp dẫn được đặt trên móng cọc khoan nhồi D= 100 cm

1.3 TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHỊP

1.3.1 YÊU CẦU TÍNH TOÁN CHO PHƯƠNG ÁN SƠ BỘ

- Trong phương án sơ bộ yêu cầu tính toán KCN trong giai đoạn khai thác

- Tiết diện tại hai mặt cắt:

1.3.2.1 Sơ bộ chọn các kích thước cầu

- Chiều dài kết cấu nhịp: đối với kết cấu nhịp liên tục chiều dài nhịp biên Lnb= (0,6

÷ 0,75) chiều dài nhịp giữa Lng

+ Trong phương án này chọn Lng = 100 m

+ Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo: ddg = 14 m

+ Số đốt ngắn trung gian: n = 4 đốt, chiều dài mỗi đốt d = 3 m

+ Số đốt trung gian còn lai: n = 9 đốt, chiều dài mỗi đốt d = 4 m

- Sơ đồ phân chia đốt dầm:

4x4m 2m

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14m

15

b) Xác định phương trình thay đổi cao độ đáy dầm

- Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phương trình parabol bậc 2 theo phương trình:

y = ax2 + bx +c

- Lấy điểm dưới cùng của đốt K0 làm gốc toạ độ, trục x, y có chiều như hình vẽ:

0(0;0)

x A(47;3.5)

B(94;0) y

- Do đường cong đi qua gốc toạ độ nên c=0, đồng thời đường cong đi qua 2 điểm A(47;3.5) và B(94;0) nên có dạng:

1.3.2.3 Xác định phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm

- Tính toán tương tự ta có phương trình thay đổi chiều dày đáy dầm như sau (Với gốc toạ độ chọn tại mặt trên của đáy dầm tại vị trí K0):

y = -0.00127x2 +0.119x

1.3.2.4 Xác định cao độ mặt dầm chủ

- Mặt cầu nằm trên đường cong đứng bán kính R = 3000 m

1.3.2.5 Xác định các kích thước cơ bản và đặc trưng hình học của mặt cắt tiết diện: Sau khi khai báo mặt cắt thay đổi trong MiDas xong, ta tính được kích thước của

các mặt cắt như sau:

BI1 BI1-2

BI3 BI3-2

MC 8 MC 9 MC 10 MC 11 MC 12 MC 13 MC 14 HO1 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25

HO2 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50

HO2-2 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25

HO3 2.584 2.379 2.202 2.010 1.900 1.797 1.75

Cao độ bản đáy y (cm)

Diện tích (cm2)

Mô men quán tính

1.3.3 TÍNH TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN I VÀ GIAI ĐOẠN II

1.3.3.1 Tính tĩnh tải giai đoạn I

Tĩnh tải giai đoạn I (DC) chính là trọng lượng của bản thân kết cấu Khi sử dụng chương trình phân tích kết cấu bằng MiDas ta khai báo ngay được loại tải trọng này

1.3.3.2 Tính tĩnh tải giai đoạn II

- Tĩnh tải giai đoạn II gồm có các bộ phận sau:

+ Trọng lượng phần chân lan can

+ Trọng lượng cột lan can, tay vịn

b) Tính trọng lượng của chân lan can + tay vịn + lề Người đi bộ

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Chiều rộng chân lan can Bclc 30 cm Chiều cao chân lan can hclc 60 cm + Trọng lượng chân lan can:

DWclc = [0.2x1.2+(0.3-0.2)x0.6/2]x2x24 = 12.96 (kN/m)

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Trọng lượng 1 cột lan can Pclc 0.027 KN

Khoảng cách bố trí cột lan can Aclc 2 m

Trọng lượng dải đều của cột lan can Pclc 0.135 KN/m

Trọng lượng dải đều phần tay vịn Ptv 0.7 KN/m

Trọng lượng dải đều lan can và tay vịn Plc+tv 0.835 KN/m

- Tính tĩnh tải giai đoạn II

+ Tính tải giai đoạn II tiêu chuẩn

DWIITC = DWmc+ DWclc+ DWlc+tv = 19.8 + 12.96 + 0.835 = 33.595 (KN/m) + Tĩnh tải giai đoạn II tính toán

+ Tải trọng thi công: qTC = 0.24 (KN/m2) à qtc = 0.24x8 = 1.93 KN/m

+ Trọng lượng bê tông ướt (WC)

+ Co ngót, từ biến

+ Tải trọng gió

Các giai đoạn thi công bất lợi nhất:

Sơ đồ 1: Giai đoạn đúc hẫng đối xứng đốt dầm cuối cùng trước khi hợp long

P M

P M

Hình 1.3.4.1-1

Sơ đồ 2: Giai đoạn hợp long nhịp biên bên trái và bên phải

P M

Hình 1.3.4.1-2

Sơ đồ 3: Giai đoạn hợp long đốt giữa nhịp

P M

+ Trọng lượng bê tông ướt: Khi ta tiến hành đổ bê tông đốt đúc K4 thì trọng lượng

bê tông ướt quy đổi thành lực cắt và mô men tác dụng vào nút K3 như hình vẽ sau:

WC : Trọng lượng bê tông ướt

F1, F2 : Diện tích của hai mặt của khối đúc

γwc : Trọng lượng riêng của bê tông ướt (γwc = 24.5 KN/m3)

Tính quy đổi về nút: WC đặt tại trọng tâm của đốt đúc quy đổi về nút thành lực cắt

và mô men như hình vẽ trên

Bảng tính trọng lượng bê tông ướt:

Tên đốt

Chiều dài đốt

m

γwc KN/m

WC

KN

MyKN.m

- Tính nội lực (mô men trong giai đoạn thi công): ta tính toán cho trường hợp thi công hẫng nhất: đó là khi tiến hành hợp long nhịp giữa, khi đó tất cả trọng lượng các đốt đúc đều được tính toán và đồng thời lúc này xe đúc đang đứng ở đốt số 13 để tiến hành hợp long nhịp giữa

Dùng chương trình phân tích kết cấu MiDas ta có biểu đồ mô men giai đoạn hợp long nhịp giữa như sau:

Và tổng giá trị mô men mặt cắt đỉnh trụ trong quá trình thi công là:

MTT = 537479 (KN.m)

1.3.4.2 Tính và bố trí cốt thép DƯL

a) Xác định vị trí TTH của mặt cắt

- Giả thiết TTH đi qua mép dưới bản cánh khi đó ta có: a = hf

- Lấy tổng mômen với trong tâm cốt thép DƯL ta có:

)2(

85.0).(

.).(

p f c

p s y s s p y s c

d h b f d

d f A d d f A M

b) Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết

- Trường hợp TTH đi qua sườn dầm

ps

y s w c w

f c y

s ps

f

f A b a f b

b h f f

A

A . 0.85. . . ( ) .0.85. . . .

' 1

' 1

- Trường hợp TTH đi cánh dầm

ps

y s c

y s ps

f

f A a b f f

A

A . 0.85. . . . .

' 1

+ bw : Bề dày bản bụng

+ hf : Chiều dày cánh chịu nén (Quy đổi về mặt cắt chữ T), hf = 0.8983 m + b1 : Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất, β1 = 0.764 (theo 5.7.2.2)

+ fpu : Cường độ chịu kéo quy định của thép DƯL, fpu = 1860 MPa

+ fpy : Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 85%fpu = 1581 MPa (bó 19 tao) + c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với giả thiết

là thép DƯL đã bị chảy dẻo

+ a = c.b1: Chiều dày của khối ứng suất tương đương

Chiều dầy bản cánh tính đổi: 0.8983 m

+ fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định tính

ps

d

c k f

k 2 1.04

+ Hàm lượng thép DƯL và thép thường phải được giới hạn sao cho:

42,0

≤

p

d c

- Bảng tính toán diện tích cốt thép DƯL cần thiết tại mặt cắt đỉnh trụ:

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Tổng giá trị mô men tại mặt cắt đỉnh trụ Mtt 537479 KN.m

Tổng diện tích thép thường chịu kéo As 473.334 cm2

Cốt thép thường chịu nén

Chiều cao bố trí cốt thép thườngng chịu nén ats' 54.20 cm

Khoảng cách đến mép chịu nén ngoài cùng Ds' 54.20 cm

Tổng diện tích thép thường chịu nén As' 301.594 cm2

Xác định vị trí trục trung hoà

Tính toán cốt thép DƯL

N1 = β1.0,85.fc’.b.hf + AS’.fy = APS.fPS + AS.fY = N2 + Nếu N1 > N2: thì TTH đi qua bản cánh à tính toán theo công thức của mặt cắt chữ nhật

+ Nếu N1 < N2: thì TTH đi qua sườn à tính toán theo công thức của mặt cắt chữ

y s y s pu ps

d

f kA b f

f A f A f A c

+

−+

=

85.0

.1 '

.2

.2

+ hf : Chiều dày cánh chịu nén

+ b1 : Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất, β1 = 0.764

+ fpu : Cường độ chịu kéo quy định của thép DUL, fpu = 1860 MPa

+ fpy : Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 85%fpu = 1581 MPa

+ c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với giả thiết

là thép DƯL đã bị chảy dẻo

+ a = c β 1: Chiều dày của khối ứng suất tương đương

+ fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DUL ở sức kháng uốn danh định

ps

d

c k f

k 2 1.04

+ Hàm lượng thép DƯL và thép thường phải được giới hạn sao cho:

42,0

≤

p

d c

- Bảng tính duyệt mặt cắt đỉnh trụ giai đoạn sử dụng:

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Diện tích cốt thép DƯL bố trí Aps 466.032 cm2

Lực kéo trong thép DƯL và thép thường N2 103297 KN

Chiều cao khối ứng suất tương đương a 40.9328 cm

Kết luận: Mr = 684459 (KN.m) > MTT = 537479 (KN.m) à Đạt

à Vậy việc bố trí cốt thép DƯL đảm bảo khả năng chịu lực cho mặt cắt

1.3.5 TÍNH NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT CẮT ĐỈNH TRỤ TRONG GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG

1.3.5.1 Tính toán nội lực (mômen)

- Tĩnh tải giai đoạn I : DC

- Tĩnh tải giai đoạn II tính : DW

Hoạt tải bao gồm:

Công thức xác định diện tích cốt thép DƯL:

- Trường hợp TTH đi qua sườn dầm

ps

y s w c w

f c y

s ps

f

f A b a f b

b h f f

A

A . 0.85. . . ( ) .0.85. . . .

' 1

' 1

y s ps

f

f A a b f f

A

A . 0.85. . . . .

' 1

- Bảng tính toán diện tích cốt thép DƯL cần thiết tại mặt cắt đỉnh trụ:

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Tổng giá trị mô men tại mặt cắt đỉnh trụ Mtt 698739 KN.m

Xác định vị trí trục trung hoà

Mô men quán trính bản cánh Mc 1001850 KN.m

Tính toán cốt thép DƯL

Chiều dày khối ƯS tương đương a 62.0777 cm

ứng suất trung bình trong thép DƯL fps 176.19392 KN/cm2

Diện tích cốt thép DƯL cần thiết Aps 515.41264 cm2

y s y s pu ps

d

f kA b f

f A f A f A c

+

−+

=

85.0

.1 '

.2

.2

A

M n ps ps p s y s s y s

- Công thức tính sức kháng uốn tính toán của mặt cắt

+ hf : Chiều dày cánh chịu nén

+ b1 : Hệ số chuyển đổi hình khối ứng suất, β1 = 0.764 (theo 5.7.2.2)

+ fpu : Cường độ chịu kéo quy định của thép DUL, fpu = 1860 MPa

+ fpy : Giới hạn chảy của thép DUL, fpy = 85%fpu = 1581 MPa

+ c : Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà với giả thiết

là thép DUL đã bị chảy dẻo

+ a = c β 1: Chiều dày của khối ứng suất tương đương

+ fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DUL ở sức kháng uốn danh định

ps

d

c k f

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Diện tích cốt thép DƯL bố trí Aps 565.896 cm2

Lực kéo trong thép DƯL và thép thường N2 119587 KN

Chiều cao khối ứng suất tương đương a 60.5622 cm

à Vậy việc bố trí cốt thép DƯL đảm bảo khả năng chịu lực cho mặt cắt

1.3.6 TÍNH NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP MẶT CẮT GIỮA NHỊP TRONG GIAI ĐOẠN SỬ DỤNG

1.3.6.1 Tính toán nội lực (mômen)

a) Vẽ ĐAH mômen mặt cắt giữa nhịp

- Sử dụng chương trình phân tích kết cấu MiDas vẽ ĐAH mômen tại mặt cắt đỉnh trụ như sau:

b) Tính giá trị mômen do tĩnh tải và hoạt tải

Tĩnh tải bao gồm:

- Tĩnh tải giai đoạn I : DC

- Tĩnh tải giai đoạn II tính : DW

Hoạt tải bao gồm:

85.0).(

.).(

p f c

p s y s s p y s c

d h b f d

d f A d d f A M

- Lấy tổng mômen với trong tâm cốt thép DƯL ta có:

- Nếu MTTmax < MC à Thì TTH đi qua bản cánh khi đó ta tính toán theo các công thức của mc chữ nhật

- Nếu MTTmax > MC à Thì TTH đi qua sườn dầm khi đó ta tính toán theo các công thức của mc chữ T

- Sau khi xác định được vị trí TTH thì ta giải hệ phương trình bậc 2 để tìm được chiều cao vùng chịu nén tương đương a

- Xác định chiều cao vùng chịu nén c theo công thức:

c =

1

β a

b) Tính diện tích cốt thép DƯL cần thiết

- Trường hợp TTH đi qua sườn dầm

y s w c w

f c y

s ps

f

f A b a f b

b h f f

A

A . 0.85. . . ( ) .0.85. . . .

' 1

' 1

y s ps

f

f A a b f f

A

A . 0.85. . . . .

' 1

- Bảng tính toán diện tích cốt thép DƯL cần thiết tại mặt cắt giữa nhịp

Tên gọi các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị Tổng giá trị mô men tại mặt cắt đỉnh trụ Mtt 217135 KN.m

Tổng diện tích thép thường chịu kéo As 266.408 cm2

Cốt thép thường chịu nén

Diện tích 1 thanh as' 3.14 cm2

Chiều cao bố trí cốt thép thường chịu nén ats' 17.50 cm

KC đến mép chịu nén ngoài cùng ds' 17.50 cm

Số thanh thép trên 1 lưới n thanh 75.3333 thanh

Tổng diện tích thép thường chịu nén As' 473.334 cm2

Xác định vị trí trục trung hoà

Tính toán cốt thép DƯL

Ứng suất trung bình trong thép DƯL fps 18.2069 T/cm2

Diện tích cốt thép DƯL cần thiết Aps 338.946 cm2