Kênh dẫn nước N đi qua vùng trũng. Sau khi so sánh phương án thiết kế đã đi tới kết luận cần xây dựng một máng bê tông cốt thép. Dựa vào địa hình, qua tính toán thuỷ lực và thuỷ nông người ta đã xác định được kích thước và mực nước yêu cầu trong cầu máng như sau: Chiều dài máng: L = 30 (m) Bề rộng máng: B = 2,9 (m) Cột nước lớn nhất trong máng: Hmax = 2,3ko co (m)
Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng TÀI LIỆU THIẾT KẾ: Số liệu Chiều dài L (m) Bề rộng B (m) H max (m) Mác bê tông Nhóm thép Số nhịp 14 30 2,9 2,3 200 CII 4 Kênh dẫn nước N đi qua vùng trũng. Sau khi so sánh phương án thiết kế đã đi tới kết luận cần xây dựng một máng bê tông cốt thép. Dựa vào địa hình, qua tính toán thuỷ lực và thuỷ nông người ta đã xác định được kích thước và mực nước yêu cầu trong cầu máng như sau: - Chiều dài máng: L = 30 (m) - Bề rộng máng: B = 2,9 (m) - Cột nước lớn nhất trong máng: H max = 2,3ko co (m) Sơ đồ cầu máng 1. Thân máng; 2. Trụ đỡ; 3. Nối tiếp 1 ỏn bờ tụng ct thộp Nguyn Quc Hng B 3 4 H 2 4 5 3. Đáy máng 5. Khung đỡ 4. dầm đỡ dọc máng 2. Vách ngăn 1. lề đi Vựng xõy dng cụng trỡnh cú: Cng giú q q = 1,2 (KN/m 2 ), H s giú y k gd = 0,8 H s giú hỳt k gh = 0,6. Cu mỏng thuc cụng trỡnh cp III Dựng bờ tụng mỏc M200, ct thộp nhúm CII, dung trng bờ tụng b = 25 KN/m 3 Cỏc ch tiờu tớnh toỏn tra trong quy phm nh sau: - H s tin cy: k n = 1,15 Cng tớnh toỏn i vi trng thỏi gii hn th nht: - Nộn dc trc: R n = 90 (daN/cm 2 ) 2 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng - Kéo dọc trục: R k = 7,5 (daN/cm 2 ) Cướng độ tính toán đối với trngj thái giới hạn thứ hai: - Kéo dọc truc: R c k = 11,5 (daN/cm 2 ) - Nén dọc trục: R c n = 11,5 (daN/cm 2 ) Cường độ tính toán của thép ứng với trạng thái giới hạn thứ nhất: - R a = R' a = 2700 (daN/cm 2 ) - Hệ số điều kiện làm việc của bê tông trong kết cấu bê tông: m b4 = 0,9 - Hệ số điều kiện làm việc của thép: m a = 1,1 - Hệ số giới hạn: α 0 = 0,6 → A 0 = 0,42 - Mô dun dàn hồi của thép: E a = 2,1.10 6 (daN/cm 2 ) - Mô dun đàn hồi ban đầu của bê tông: E b = 2,1.10 5 (daN/cm 2 ) - n = b a E E = 10 - Hệ số hàm lượng thép tối thiểu: µ min = 0,1% - a n.gh = 0,24 (mm) - Độ võng cho phép: l f = 500 1 . 3 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng B. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU MÁNG: Tính nội lực trong các bộ phận cầu máng với các tổ hợp tải trọng: cơ bản, đặc biệt, trong thời gian thi công. Trong phạm vi đồ án này chỉ tính với tải trọng tổ hợp tải trọng cơ bản. 1. Thiết kế lề người đi: 1.1. Sơ đồ tính toán: Cắt 1m dài theo chiều dọc máng xem lề người đi như một dầm công xôn ngàm tại đầu vách máng. Chọn bề rộng lề L 1 = 0,8 m = 80 cm. Chiều dày lề người đi thay đổi dần: h 1 = 8 ÷ 12 cm. khi tính toán thì lấy chiều dày trung bình: h = 10 cm. 8 cm 0,8m 12cm 80cm Hình1-1 : Sơ đồ tính toán lề người đi 4 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng 1.2. Tải trọng tác dụng: a- Trọng lượng bản thân (q bt ): q c bt = γ b . h . b = 25 . 0,1 . 1 = 2,5 (kN/m) b- Tải trọng người đI (q ng ):Tải trọng do người có thể lấy sơ bộ bằng 2kN/m 2 q c ng = 2 . 1 = 2 (kN/m) → Tải trọng tính toán tổng cộng tác dụng lên lề người đi q tc = n bt . q bt + n ng . q ng = 1,05 . 2,5 + 1,2 . 2 = 5,025 (kN/m) Trong đó: n bt = 1,05 – hệ số vượt tải của tải trọng bản thân lề người đi n ng = 1,2 – hệ số vượt tải của tải trọng người đi 1.3. Xác định nội lực: Hình 1-2: Biểu đồ nội lực lề người đi 1.4. Tính toán, bố trí cốt thép: 5 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng • Tính toán thép cho mặt cắt có mô men lớn nhất ( mặt cắt ngàm): M = 1,608 kNm. Chọn tiết diện chữ nhật có các thông số như sau: b = 100 cm, h = 10 cm, a = 2 cm → h 0 = 8 cm. A = 2 0 hbRm Mnk nb cn = 2 8.100.90.1 16080.1.15,1 = 0,032 → α = A.211 −− = 0,033 F a = aa nb Rm hbRm . 0 α = 2700.1,1 033,0.8.100.90.1 = 0,79 (cm 2 ) Bố trí 5φ8/1m ( có F a = 2,51 cm 2 ). Bố trí thép cấu tạo vuông góc 5φ6/1m. • Kiểm tra điều kiện cường độ theo lực cắt Q (tính Q max = 402 daN) k 1 .m b4 .R k .b.h 0 = 0,8.0,9.7,5.100.8 = 4320 daN k n .n c .Q = 1,15.1.402 = 462,3 daN k n .n c .Q < k 1 .m b4 .R k .b.h 0 → Không cần đặt cốt ngang. • Bố trí thép lề người đi: 6 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng a = 25 φ8 a = 20 φ6 ình 1- 3: Bố trí thép lề người đi 2. Vách máng: 2.1. Sơ đồ tính toán: Cắt 1m dài dọc theo chiều dài máng. Vách máng được tính như một dầm công xôn ngàm tại đáy máng và dầm dọc. Sơ bộ chọn kích thước vách máng như sau: - Chiều cao vách máng: H v = H max + δ = 2,3 + 0,5 = 2,8 m. Trong đó: δ = 0,5 m - độ vượt cao an toàn. - Bề dày vách thay đổi dần từ: h V = 12 ÷ 20 cm. 7 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng Hình 2-1: Sơ đồ tính vách máng 2.2. Tải trọng tác dụng: Do điều kiện làm việc của vách máng nên tải trọng tác dụng gồm: - Mô men tập trung do người đi trên lề truyền xuống: M ng . - Mô men do trọng lượng bản thân lề đi: M l . - Áp lực nước tương ứng với H max : q n . - Áp lực gió ( gồm gió hút và gió đẩy): q g . Các tải trong này gây căng trong và căng ngoài vách máng: - Các tải trọng gây căng ngoài: M l , q gd . M c l = 2 . 2 11 Lq = 2 8,0.5,2 2 = 0,8 (kNm) M l = n l . M c l = 1,05 . 0,8 = 0,84 (kNm) 8 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng q c gd = k gd .q g .1 = 0,8.1,2.1 = 0,96 (kN/m) q gd = n g .q c gd = 1,3.0,96 = 1,248 (kN/m) Trong đó: n g =1,3 – hệ số vượt tải của gió - Các tải trọng gây căng trong: M l , M ng , q n , q gh . M c l = 0,8 kNm; M l = 0,84 (kNm) M c ng = 2 . 2 1 Lq ng = 2 8,0.2 2 = 0,64 (kNm) M ng = n ng . M c ng = 1,2 . 0,64 = 0,768 (kNm) Biẻu đồ áp lực nước có dạng hình tam giác: q c n max = k d .γ n .H max .1 = 1,3.10.2,3.1 = 29,9 (kN/m) q maxn = n n .q c n max = 1.29,9 = 29,9 (kN/m) Trong đó: k d = 1,3 là hệ số động n n = 1 là hệ số vượt tải của dòng nước q c gh = k gh .q g .1 = 0,6.1,2.1 = 0,72 (kN/m) q gh = n g .q c gh = 1,3.0,72 = 0,936 (kN/m) 9 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng Hình 2-2: Tải trọng tác dụng lên vách máng 2.3. Xác định nội lực: 2.3.1 Trường hợp căng ngoài: Xét mặt cắt nguy hiểm nhất (mắt cắt tại chân ngàm). M = M l + M gd M c l = 0,8 kNm; M l = 0,84 kNm M c gd = 2 . 2 v c gd Hq = 2 8,2.96,0 2 = 3,7632kNm M gd = n g .M c gd = 1,3.3,7632 = 4,89 kNm M = 4,89 - 0,84 = 4,05 kNm 10 [...]... 18,21 ( Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép), vẽ biểu đồ nội lực cho từng thành phần tải trọng tác dụng ( hình 3-2), sau đó lựa chọn giá trị tính toán cần thiết Xác định M, Q tại ba mặt cắt: - Đầu dầm - Giữa nhịp - Gối giữa 19 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng Kết quả tính toán nội lực được thể hiện ở bảng sau: 20 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng ® ® ® ® ® 1 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn... Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng ( Z1 = h.h0 = 0,85.18 = 15,3 cm; _ h: tra bảng 5-1) an1 = 1.1,3.1 an2 = 1.1.1 Vậy: 2504,23 − 200 7.(4 - 100.0,0031) 12 = 0,128 mm 2,1.106 333,28 − 200 7.(4 - 100.0,0031) 12 = 0,0057 mm 2,1.106 an = 0,1337 mm < an.gh = 0,24 mm Kết luận: bề rộng khe nứt đảm bảo đi u kiện thiết kế 3 Đáy máng: 3.1 Sơ đồ tính toán: Cắt 1m dài vuông góc với chiều dòng chảy, đáy máng. .. cắt giữa nhịp không bị nứt 4 Dầm đỡ giữa: 4.1 Sơ đồ tính toán: Đáy máng bố trí 3 dầm (2 dầm bên và 1 dầm giữa) Hai dầm bên chịu tải trọng từ vách máng và phần lề người đi truyền xuống nhưng chịu tải trọng nước và tải bản thân ít hơn dầm giữa Do đó ta sẽ tính toán dầm giữa, hai dầm bên bố trí tương tự Tách dầm giữa bằng hai mặt cắt dọc máng Tiết diện chữ T Sơ đồ tính là dầm liên tục 4 nhịp, có các gối... góc với chiều dòng chảy, đáy máng được tính như một dầm liên tục 2 nhịp có gối đỡ là các dầm dọc Sơ bộ chọn kích thước đáy máng như sau: - Chiều dày bản đáy: hd = 20 cm - Bề rộng đáy máng: B = 2,9 m - Chọn bề rộng dầm dọc: b = 30 cm - Chiều dài nhịp: l = 1,7 m 17 Nguyễn Quốc Hướng 20cm Đồ án bê tông cốt thép 30cm 1,7m 1,7m Hình 3-1 : Sơ đồ tính toán đáy máng 3.2 Tải trọng tác dụng: - Tải trọng bản thân:... 12 = 0,084 mm 2,1.10 6 230,62 − 200 7.(4 - 100.0,0033) 12 = 0,0013 mm 2,1.10 6 → an = 0,0853 mm < an.gh = 0,24 mm Kết luận: Bề rộng khe nứt đảm bảo đi u kiện thiết kế 3.5.2 Đối với mặt cắt giữa nhịp: c c c M c = M Ic + M III + M V + M VI = 5,6 kNm Fa = 3,93 cm2, F'a = 5,65 cm2 5 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng b.h 2 100.20 2 + n.Fa h0 + n.F 'a a ' + 8,75.3,93.17 + 8,75.5,65.3 xn = 2 = = 9,95... qđ = q c nd = 5.1,05 = 5,25 (kN/m) d - Tải trọng nước ứng với cột nước Hmax: q c = kđ.γn.Hmax.1 = 1,3.10.2,3.1 = 29,9 (kN/m) max qmax = q c nn = 1 29,9 = 29,9 (kN/m) max M c = 25,2157 kNm; Mmax = 25,2157 kNm max - Tải trọng nước ứng với cột nước nguy hiểm (Hngh): Hngh = ld 2 = 1,7 2 = 1,2 m c q ngh = kd.γn.Hngh.1 = 1,3.10.1,2.1 = 15,6 kN/m 18 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng c qngh = nn q ngh...Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng Hình 2-3: Biểu đồ nội lực vách máng _ căng ngoài 2.3.2 Trường hợp căng trong: Xét mặt cắt nguy hiểm nhất (mắt cắt tại chân ngàm) M = Ml + Mng + Mn + Mgh 11 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng M lc = 0,8 kNm; Ml = 0,84 kNm c M ng = 0,64 kNm; Mng = 0,768 kNm c 2... φ8 φ12 a = 200 a = 200 φ10 a = 200 Hình 12: Bố trí cột thép đáy máng 3.5 Kiểm tra nứt: Kiểm tra cho hai mặt cắt: mặt cắt sát vách và mặt cắt giữa nhịp Đi u kiện để cấu kiện không bị nứt: 3 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng nc.Mc ≤ Mn = γ1.Rkc.Wqđ trong đó: γ1 = mh.γ = 1.1,75 = 1,75 Wqđ = J qd h − xn 3.5.1 Đối với mặt cắt sát vách máng; • Kiểm tra có nứt hay không: c c c M c = M Ic + M II + M... tra đi u kiện cường độ theo lực cắt Q: 13 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng Kiểm tra cho trường hợp căng trong: k1.mb4.Rk.b.h0 = 0,8.0,9.7,5.100.18 = 9720 daN kn.nc.Q = 1,15.1 2837 = 3262,53 daN kn.nc.Q < k1.mb4.Rk.b.h0 Không cần đặt cốt ngang 2.4.4 Bố trí cốt thép: Lớp trong: 6φ12/1m Lớp ngoài: 5φ8/1m Dọc theo phương dòng chảy bố trí 2 lớp thép cấu tạo 5φ8/1m Hình 2-5: Bố trí cốt thép vách máng. .. 3 3 = 72339,36 cm4 Wqđ = J qd h − xn 72339,36 = 20 − 9,65 = 6989,31 cm3 → Mn = γ1.Rkc.Wqđ = 1,75.11,5 6989,31= 140659,86 (daNcm) → nc.Mc = 294780 (daNcm) 15 Đồ án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng nc.Mc > Mn Vậy Kết luận: Mặt cắt sát đáy máng bị nứt Tính toán bề rộng khe nứt: an = an1 + an2 Trong đó: + an1: bề rộng khe nứt do tải trọng tác dụng dài hạn gây ra + an2: bề rộng khe nứt do tải trọng tác . 200 CII 4 Kênh dẫn nước N đi qua vùng trũng. Sau khi so sánh phương án thiết kế đã đi tới kết luận cần xây dựng một máng bê tông cốt thép. Dựa vào địa hình, qua tính toán thuỷ lực và thuỷ nông. án bê tông cốt thép Nguyễn Quốc Hướng TÀI LIỆU THIẾT KẾ: Số liệu Chiều dài L (m) Bề rộng B (m) H max (m) Mác bê tông Nhóm thép Số nhịp 14 30 2,9 2,3 200 CII 4 Kênh dẫn nước N đi qua vùng. thước và mực nước yêu cầu trong cầu máng như sau: - Chiều dài máng: L = 30 (m) - Bề rộng máng: B = 2,9 (m) - Cột nước lớn nhất trong máng: H max = 2,3ko co (m) Sơ đồ cầu máng 1. Thân máng; 2.