THIẾT KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP - CHƯƠNG 14 pptx

5.3 TRèNH Tệẽ TNH TOAN TONG QUAT CAC DAM GIAN ẹễN BTCT DệL :  5.4 NGUYÊN TẮC CHUNG TÍNH DUYỆT KC DƯL : Theo 22 TCN 272-05, yêu cầu tính toán theo 4 trạng thái giới hạn : - Về TTGH cường độ : có 3 TTGH cường độ - Về TTGH đặc biệt. - Về TTGH khai thác. - TTGH mỏi. 5.4.1 Các trạng thái giới hạn : Các cấu kiện bêtông ứng suất trước phải được kiểm tra ứng suất và biến dạng cho từng giai đoạn có thể là tới hạn trong quá trình thi công, vận chuyển và lắp ráp cũng như trong quá trình khai thác. Cụ thể, mỗi thành phần hoặc liên kết sẽ phải thoả mãn công thức sau ứng với mỗi TTGH : (TCN 1.3.2.1-1) (5.1) trong đó : - hệ số điều chỉnh tải trọng γ i - hệ số tải trọng Q i - tải trọng qui đònh Ф - hệ số sức kháng R n - sức kháng danh đònh R r - sức kháng tính toán = Ф R n i i n r Q R R ηΣγ ≤ Φ = η Hệ số điều chỉnh tải trọng (LRFD 1.3.2.1-2) : (5.2) D - hệ số xét đến tính dẻo của kết cấu. R - hệ số xét đến tính dư của kết cấu. I - hệ số liên quan đến tầm quan trọng khi khai thác. Hệ số sức kháng : Ф = 0,90 khi tính khả năng chòu uốn kết cấu BTCT thường Ф = 1,00 khi tính khả năng chòu uốn kết cấu BTCT DƯL Ф = 0,90 khi tính khả năng chòu cắt, xoắn. 5.4.2 Thiết kế theo trạng thái giới hạn sử dụng : Trạng thái giới hạn sử dụng chỉ giới hạn về ứng suất, biến dạng và bề rộng vết nứt. Các hệ số điều chỉnh tải trọng có thể áp dụng (LRFD 1.3) : η 0 95. . , D R I η = η η η ≥ η η 0 95. . , D R I η = η η η = Tổ hợp tải trọng và hệ số tải trọng : Trong phần Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác bình thường của cầu với gió có vận tốc 25m/s và với tất cả tải trọng lấy theo giá trò danh đònh và liên quan đến kiểm tra độ võng trong kết cấu thép, vỏ hầm , bề rộng vết nứt trong kết cấu bêtông cốt thép. Hệ số tải trọng ( Bảng 3.4.1-1 ) : γ i = 1,0. Ứng suất giới hạn tạo thép ứng suất trước (Bảng 5.9.3-1) : Thép tự chùng thấp đã được sử dụng : Cường độ phá hoại f pu = 1860 Mpa Giới hạn chảy f y = 0,9 f pu = 1674 Mpa Tại đầu kích f pj = 0,78f pu = 1451Mpa Sau khi truyền ứng suất f pt = 0,74f pu = 1376Mpa Trạng thái giới hạn sử dụng f pe = 0,80f py = 1339Mpa 5.5 TÍNH DUYỆT TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ : 5.5.1 Nguyên tắc chung : Trạng thái giới hạn cường độ xem xét đảm bảo yêu cầu độ bền và độ ổn đònh. Hệ số điều chỉnh tải trọng có thể áp dụng (LRFD 1.3) : Tổ hợp tải trọng và hệ số tải trọng (LRFD 3.4.1). Ví dụ : Trạng thái giới hạn cường độ I : Tổ hợp tải trọng cơ bản của xe sử dụng thông thường của cầu không xét đến gió. Hệ số tải trọng ( Bảng 3.4.1-1 ) : γ AS = 1,5 lớp phủ mặt cầu ( asphalt ). γ DC = 1,25 các cấu kiện và bộ phận liên quan. γ LL = 1,75 hoạt tải ( TTGH cường độ I ). Tổ hợp tải trọng : 0 948 0 95 0 950. . , , , D R I η = η η η = < → η = { } 1 75, AS DC AS DC LL Φ γ + γ + Hệ số sức kháng Φ : lấy theo mục 2.4.4.1. Đối với kết cấu ứng suất trước một phần chòu uốn và kéo hoặc không kéo, giá trò Φ có thể lấy theo : Φ = 0,90 + 0,1(PPR) (5.3) Với : A s - diện tích cốt thép thường, mm 2 A ps - diện tích cốt thép ứng suất trước, mm 2 f y - giới hạn chảy cốt thép, MPa f py - giới hạn chảy thép ứng suất trước, MPa 5.5.2 Thiết kế chống uốn : Khả năng chòu tải của kết cấu dầm BTCT ƯST theo cường độ chòu uốn sẽ được xác đònh theo công thức : M r ≤ Φ M n PS PY PS PY S Y A f PPR A f A f = + Quan hệ tự nhiên giữa ứng suất bêtông chòu nén và ứng biến có thể coi như một khối hình chữ nhật tương đương, cạnh bằng phân bố trên một vùng giới hạn bởi mặt ngoài cùng chòu nén của mặt cắt và đường thẳng song song với trục trung hòa, cách thớ chòu nén ngoài cùng một khoảng a = ß 1 c. Khoảng cách c phải tính vuông góc với trục trung hòa. Hệ số ß 1 có thể lấy bằng 0,85 khi cường độ bêtông không vượt quá = 28Mpa, ngược lại ß 1 có thể giảm ở mức 0,05 cho mỗi 7Mpa vượt quá 28Mpa nhưng không nhỏ hơn 0,65. Cường độ mômen tính toán ( Theo LRFD 5.7.3.2.2-1 ) : (5.5) Với cốt thép DƯL dính bám với bêtông ( LRFD 5.7.3. 1.1-4 ) : (5.6) 2 2 2 n ps ps p s y s s y s a a a M A f d A f d A f d         ′ ′ ′ Φ = Φ − + − − −                 1 0 85, ps pu s y s y pu c ps p A f A f A f c f f b kA d ′ ′ + − = ′ β + c f ′ trong đó : f y - cường độ chảy cốt thép thường khi chòu kéo f PS - ứng suất trung bình trong thép ứng suất trước thời điểm đạt sức kháng danh đònh c - khoảng cách từ thớ chòu nén ngoài cùng tới trọng tâm của tiết diện d p - khoảng cách từ thớ chòu nén ngoài cùng tới trọng tâm cốt thép ứng suất trước. d s - khoảng cách từ thớ chòu nén ngoài cùng tới trọng tâm cốt thép thường chòu kéo. - khoảng cách từ thớ chòu nén ngoài cùng tới trọng tâm cốt thép thường chòu nén. h f - chiều cao cánh chòu nén. a - chiều cao khối ứng suất tương đương ứng suất trung bình trong tao cáp ứng suất trước f ps . s d ′ [...]... TRƯỚC TRONG CỐT THÉP DƯL : Các mất mát DƯL cần xét thông thường bao gồm như sau : - Mất mát do ma sát giữa cốt thép với thành ống hoặc với liên kết đònh vò chỗ uốn gẫy khúc của cốt thép trong dầm kéo trước khi đổ b tông ∆ fpF - Mất mát do biến dạng của liên kết neo và b tông dưới mấu neo cũng như do sự co ép của khe nối trong các dầm có khe nối ngang dầm ∆ fpA - Mất mát do co ngót b tông ∆ fpSR - Mất mát... công kết cấu dầm DƯL Các trò số F và I tính đối với mặt cắt tính đổi, trong đó kể cả diện tích mặt cắt b tông và diện tích mặt cắt cốt thép FtFt′ , Fd , Fd dính bám với b tông và , có ′ được nhân với tỷ số các môđun đàn hồi n để tính đổi sang diện tích b tông Nếu trong mặt cắt dầm có các phần b tông với mác khác nhau, ví dụ trong các kết cấu liên hợp thì cùng tính đổi về diện tích một loại mác b tông. .. (5.44) fcgp - tổng ứng suất b tông ở trọng tâm của các bó thép ứng suất do lực DƯL khi truyền và tự trọng của bộ phận ở các mặt cắt mômen max, MPa Ep - môđun đàn hồi của thép DƯL, MPa Eci - môđun đàn hồi của b tông lúc truyền lực, MPa Đối với các cấu kiện kéo trước của thiết kế thông thường fcgp có thể tính trên cơ sở ứng suất trong cốt thép DƯL được giả đònh bằng 0,65fpu đối với loại tao thép được khử... : ∆ fpT - tổng mất mát, MPa ∆ fpF - mất mát do ma sát, MPa ∆ fpA - mất mát do thiết bò neo, MPa ∆ fpES - mất mát do co ngắn đàn hồi, MPa ∆ fpSR - mất mát do co ngót, Mpa ∆ fpCR - mất mát do từ biến của b tông, MPa ∆ fpR - mất mát do tự chùng (dão) của cốt thép DƯL, MPa Đối với các cấu kiện kéo trước; khi dùng Điều 5.9.5.3 để dự tính toàn bộ các mất mát cần khấu trừ phần mất mát do tự chùng thép xảy... dầm có khe nối ngang dầm ∆ fpA - Mất mát do co ngót b tông ∆ fpSR - Mất mát do từ biến b tông ∆ fpCR - Mất mát do tự chùng cốt thép DƯL ∆ fpR - Mất mát do co ngắn đàn hồi của b tông ∆ fpES Khi xác đònh trò số các mất mát cần xét đến phương pháp chế tạo kết cấu bằng cách kéo căng cốt thép trước khi hay sau khi đổ b tông; xét đến giai đoạn muốn kiểm toán ứng suất là giai đoạn chế tạo ở thời điểm truyền... fpj - ứng suất ban đầu của bó thép ở vào cuối lúc kéo, MPa f - cường độ chảy quy đònh của thép DƯL, MPa • Sau khi truyền DƯL từ cốt thép DƯL vào b tông : - Đối với tao thép được khử ứng suất và kéo trước : ∆ fpR2 = 138 − 0,4∆ fpES − 0,2(∆ fpSR+ ∆ fpCR), MPa (5.51) - Đối với tao thép được khử ứng suất và kéo sau : ∆ fpR2 = 138− 0,3∆ fpF − 0,4∆ fpES − 0,2(∆ fpSR+ ∆ fpCR), MPa ở đây : (5.52) ∆ fpF - mất... trung bình - Đối với các cầu b tông phân đoạn, biện pháp ước tính toàn bộ mất mát ứng suất chỉ có thể dùng cho thiết kế sơ bộ - Tỷ lệ DƯL một phần PPR dùng trong Bảng 5.9.5. 3-1 phải được lấy như quy đònh trong Phương trình 5.5.4.2. 1-2 Đối với những bộ phận được làm bằng b tông có tỷ trọng thấp, các trò số quy đònh trong Bảng 5.9.5. 3-1 phải được tăng lên 35MPa Đối với các tao thép ít tự chùng, các giá... trong b tông ở tuổi 10÷ 30 ngày, và các cấu kiện kéo trước, tạo ứng suất sau khi đạt cường độ nén = 24MPa Nhưng phải kèm theo các điều kiện sau : - Cấu kiện được làm bằng b tông tỷ trọng thường, - B tông được bảo dưỡng bằng hơi nước hoặc ẩm ướt, - Cấu kiện được tạo DƯL từng thanh hoặc tạo thép với thuộc tính tự chùng bình thường và thấp, và ở nơi có các điều kiện lộ ra và nhiệt độ trung bình - Đối... chứng trong khi thi công 2- Mất mát dự ứng suất do ma sát : Đối với kết cấu DƯL kéo trước : Đối với các bó thép DƯL dẹt, phải xét tới những mất mát có thể xảy ra ở các thiết bò kẹp đònh vò cốt thép này Đối với kết cấu DƯL kéo sau : Mất mát do ma sát giữa bó thép DƯL và ống bọc có thể lấy như sau : ∆ fpF = fpj (1 - e-(Kx + µ α )) (5.42) Có thể lấy giá trò ma sát gây ra giữa bó thép đi qua một ống chuyển... 5.4.2.3 hoặc các điểm này cho các bộ phận không phân đoạn DƯL với : - Các nhòp không lớn hơn 75 m, - B tông tỷ trọng thường, - Cường độ ở thời điểm DƯL vượt quá 24MPa Đối với b tông tỷ trọng thấp, mất mát DƯL phải dựa trên những tính chất đại diện của b tông được dùng Đối với thi công phân đoạn, trong mọi xem xét không phải là thiết kế sơ bộ, cần xác đònh các mất mát ứng suất theo quy đònh trong Điều . của cầu với gió có vận tốc 25m/s và với tất cả tải trọng lấy theo giá trò danh đònh và liên quan đến kiểm tra độ võng trong kết cấu thép, vỏ hầm , bề rộng vết nứt trong kết cấu b tông cốt thép. Hệ. cốt thép ứng suất trước, mm 2 f y - giới hạn chảy cốt thép, MPa f py - giới hạn chảy thép ứng suất trước, MPa 5.5.2 Thiết kế chống uốn : Khả năng chòu tải của kết cấu dầm BTCT ƯST theo cường. với kết cấu ứng suất trước một phần chòu uốn và kéo hoặc không kéo, giá trò Φ có thể lấy theo : Φ = 0,90 + 0,1(PPR) (5.3) Với : A s - diện tích cốt thép thường, mm 2 A ps - diện tích cốt thép