Thiết kế dầm cầu bê tông cốt thép dư ứng lực nhịp giản đơnvới chiều dài toàn dầm L = 36m, khổ cầu B =8m,tải trọng HB30,XB80

cha xét tới cốt thép ờngThoả mãn đ/k cờng độ tại mặt cắt giữa nhịp .Bố trí cốt thép chạy dọc theo chiều dài dầm ; Nh đã chọn ở trên, số bó cốt thép cần thiết là 7 bó trong đó ba bó cốt t

Trang 1

Thiết kế Cầu Bê tông cốt thép DUL nhịp giản đơn

I.Số liệu thiết kế :

Độ chùng ứng suất sau 1000 giờ tại 20 0C

Trang 2

<3>.Tính các đặc trng hình học

Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện dầm tới mép trên

bản cánh

Trang 3

Mô men quán tính của dầm dọc Jd = 22838038 cm4

<4>.Dầm ngang.

Chọn kiểu liên kết cứng giữa dầm dọc và dầm ngang

Số dầm ngang đợc bố trí nh hình vẽ, dày 16 cm, cao 140 cm

Số lợng dầm ngang : 7 dầm khoảng cách giữa các dầm ngang 6 m

Ta có : B/l <0.5

n 4

d 3 I

.

l

I a d

6 6

* 55 1 4

6 6

* 7 3 4

6 6

* 1 4

IV Xác định tĩnh tải giai đoạn I và II

1 Tĩnh tải giai đoạn I

Trang 4

- Dầm ngang : Toàn cầu có 7x3=21 dầm ngang, trọng lợng toàn bộ : 21*0.12*1.4*2.5=8.82 T

Suy ra trọng lợng rải đều trên 1 m dài dọc cầu trên một dầm chủ :

q1’’=

4

* 36

82 8

=0.0568 T/m2

Tĩnh tải giai đoạn II : q2= q2’+q2’’=0.0875+0.0568=0.1443 T/m2

Trang 5

l(m) x(m) l-x

(m)

x)/l

b¶ng ii: néi lùc do tÜnh t¶I

Trang 6

Néi lùc do t¶i träng tiªu chuÈn

Trang 7

Dßng Néi lùc Néi lùc tæng céng do t¶i träng tiªu

(8BIII)+ (9BIII)+ (12BIII) (13BIII)(10BIII) (11BIII)

B¶ng V:Néi lùc lín nhÊt do tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i tÝnh to¸n

Dßng Néi lùc C¸c hÖ sè vît t¶i Xung kÝch HÖ sè lµn

(12BII)+ (12BII)+ (12BII)+ lín nhÊt

(9BIII).(2).(5) (12BIII).(4) (13BIII)

Trang 8

(6)+ (4)(11BIII).(3).(5)

Trang 9

vI Bố TRí CốT THéP Và LựA CHọN MặT CắT :

1 Xác định diện tích cốt thép theo công thức gần đúng

2

u 0 d

R

Rh.bc.09,0

F 

Chiều cao có hiệu h0 tính theo CTgần đúng sau

u c 0

R b

M ) 5 0 1 (

1 '

Diện tích cốt thép cần thiết tại mc giữa

Dựa trên số bó CT cần thiết đã tính toán đợc, ta quyết định số bó là: n_bo =7

Bố trí cốt thép và cấu tạo lại bầu dầm nh hình vẽ dới

hoà qua sờn

Trong đó ;

x :Chiều cao khu vực chịu nén

dầm;

x = Rd.Fd/Ru.bc x=(Rd.Fd - Rtrụ(bc-bs)hc') / Ru.b

Trang 10

(cha xét tới cốt thép ờng)

Thoả mãn đ/k cờng độ tại mặt cắt giữa nhịp

<3>.Bố trí cốt thép chạy dọc theo chiều dài dầm ;

Nh đã chọn ở trên, số bó cốt thép cần thiết là 7 bó trong đó ba bó cốt thép giữa đợc uốn lên

Ba bó cốt thép này đợc uốn theo dạng đờng cong parabol có

Trang 12

Bảng Cốt thép và các đặc tr ng hình học mặt cắt giảm yếu,tính đổi.

Bảng các tung độ đờng trục các bó cốt thép dự định uốn cong.

Trang 13

Bảng toạ độ trọng tâm cốt thép DUL trong các mặt cắt ngang tính toán (a d ).

Số hiệu bó cốt thép uốn cong Số hiệu bó cốt thép chạy thẳng

I// Giai đoạn I ,mặt cắt chịu lực là mặt cắt giảm yếu:

1./.Diện tích mặt cắt bị giảm yếu; F0=h*bs+(bc-bs)*hc'+(bb-bs)*hbs_2+nt*(Ft+Ft')-dF0.Thiên về an toàn ta bỏ qua giá trị nt*(Ft+Ft')

Diện tích mặt cắt lỗ đặt cáp:

dF0=157cm2

(coi lỗ đặt cáp là tròn với đờng kính 100 (cm) tức là lớn hơn đờng kính cáp)

2./.Mômen tĩnh đối với mép d ới mặt cắt

4./.Mô men quán tính tính đổi có xét tới giảm yếu:

J0=bs*yt3/3+bs*yd3/3+(bc-bs)*(hc')3/12+(bc-bs)*hc'*(yt-hc'/2)2+(bb-bs)*(hbs_2)3/12+

(bb-bs)*hbs_2*(yd-hbs_2/2)2-dF0*(yd-ad)

Trang 14

3./.Khoảng cách từ trục trung hoà 0'_0 'của mặt cắt tới mép trên và d ới mặt cắt;

ở đây: l là chiều dài toàn dầm

f:đờng tên của parabol

ống chứa thép DUL là kim loại nhẵn.Tra bảng 7_5 giáo trình

(bb-bs)*hbs_2*(ydtd-hbs_2/2)2+n*Fds*(ydtd-ad)2

Trang 15

Ndi=(Rd-4i-5i).f

Trang 16

<3>.Mất mát ứng suất do sự kéo căng không đồng thời của các bó.

Trang 17

với: b: ứng suất ở thớ qua trọng tâm CT, gây ra do căng một CT(đã xét đến 4,5)

Z: số CT căng sau khi căng bó mà ta muốn xác định sự giảm dự ứng suất

Trang 18

T¹i mÆt c¾t gi÷a dÇm trong giai ®o¹n khai th¸c (thí díi).

bdíi = b.mdíi - MbtTC*ydíi/J0 - (MmaxTC-MbtTC)*ydíi

IV/Jtd>=0Víi:

MbtTC :M« men do träng lîng b¶n th©n dÇm ë thêi ®iÓm kÐo c¨ng CT

MmaxTC :M« men ho¹t t¶i tiªu chuÈn lín nhÊt

Trang 19

MbtTC :M« men do träng lîng b¶n th©n dÇm ë thêi ®iÓm kÐo c¨ng CT.

MminTC :M« men ho¹t t¶i tiªu chuÈn nhá nhÊt

KiÓm tra nøt däc thí díi t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp,giai ®o¹n chÕ t¹o

bdíi = (b.mdíi - MbtTC*ydíi/J0 ) *1.1<=RK

Trang 20

nén nếu min >0.85max

Trong đó min ,max là các US trong các thớ biên của mặt cắt tính theo CT sau:Tại thớ trên của mặt cắt giữa nhịp ,trong giai đoạn chế tạo

btrên = b.mtrên + MbtTC*ytrên

IV/Jtd >=0Với

So sánh btrên và bdới tại cùng mặt cắt giữa nhịp ta thấy:

Tại đây min = btrên , max =bdới

Vậy theo điều kiện 2 thì RK=RK

<1>.Duyệt ứng suất tiếp tại mặt cắt cách gối 1.5 (m).

Kiểm tra tại những thớ nằm tại trục trung hoà của tiết diện

I - hc'/2)+bs.(yttd

I - hc')2/2

Trang 21

a_b :Mô men tĩnh thớ a_b đ/v trục trọng tâm m/c giảm yếu

S0 a_b =(bc.hc').(yt

I - hc'/2)

S I

a_b:Mô men tĩnh thớ a_b đ/v trục trọng tâm m/c tính đổi

SI a_b=(bc.hc').(yttd

2 y x y

x

R4

)(

Tổ hợp 1: Lực Nd với US hao tối thiểu và hệ số vợt tải 1.1

Tải trọng thẳng đứng tính toán sinh ra Mmax, Qmax,với ôtô và

ng-ời đi bộ

Tổ hợp 2: Lực Nd với US hao tối thiểu và hệ số vợt tải 1.1

Tải trọng thẳng đứng tính toán sinh ra Mmax, Qmax,với XB80

I - hc'/2)+bs.(yttd

I - hc')2/2

Ta đợc kết quả sau:

Trang 22

y là US cục bộ vuông góc với trục dầm do phản lực gối

lực tập trung ,tĩnh tải phân bố,hoạt tải phân bố, đặt ở phía trên của mặt cắt dọc đợc xét

y =0 đối với Cầu ô tô

Trang 23

Tính với 6 tổ hợp sau đây:

Mbt,Qbt trong lúc căng CT (nt=0.9)Không có các tải trọng thẳng đứng khác

S0

Trang 24

I - hc'/2)

S I

SI a_b =(bc.hc').(yttd

I - hc'

yI a_b=yttd

Trang 25

Không có các tải trọng thẳng đứng khácTính a_b

Trang 26

Mmax,Qmax do tác dụng của tải trọng tính toán (Ô tô và ngời)

S0

I - hc'/2)

S I

SI 0_0 =(bc.hc').(yttd

Trang 27

(HÖ sè vîtt¶i lín )TÝnh a_b

Trang 29

Tính với 6 tổ hợp sau đây:

Tổ hợp 1: Lực Nd với US hao tối đa và nh= 0.9

Tổ hợp 2: Lực Nd với US hao tối thiểu và nh= 1.1

Mbt,Qbt trong lúc căng CT

Mmax,Qmax do tác dụng của tải trọng tính toán (XB80)

Trang 30

c_d=(Qbt - Qd)*S0

c_d/J0.bs + (Q - Qbt)*SI

c_d/Jtd.bs

Trang 32

Q:Lùc c¾t do toµn bé t¶i träng tÝnh to¸n (tra ë

Trang 33

ứng suất nén chủ thớ c_d thoả mãn đ/k cờng độ

Công thức kiểm tra:

kc k 2

2 y x y

x

R m 4

) (

Quy trình 79 cho phép chỉ cần kiểm toán kc tại các thớ qua trọng tâm mặt cắt

nếu chiều dày sờn dầm cố định theo chiều cao dầm

Vậy ở đây ta chỉ cần kiểm tra các thớ sau:

a/.Xét thớ qua trục trung hoà của mặt cắt giảm yếu 0_0.

Trang 34

Tính với hai tổ hợp sau:

Tổ hợp 1:

Lực Nd với US hao tối đa

Tải trọng thẳng đứng tính toán sinh ra Mmax, Qmax,với ôtô và ngời

đi bộ

Tổ hợp 2: Lực Nd với US hao tối đa

Tổ hợp 1: Lực Nd với US hao tối đa

Tải trọng thẳng đứng tính toán sinh ra Mmax, Qmax,với ôtô và ngời

y0 đối với Cầu ô tô

Hệ số làm việc mK lấy theo nc

Tổ hợp 2: Lực Nd với US hao tối đa

Trang 35

Q = Q1 (giá trị tiêu chuẩn ,tra bảng IV) Q = 34024.9 kg

b/.Xét thớ qua trục trung hoà của mặt cắt tính đổi I_I

Tính với hai tổ hợp sau:

Tải trọng thẳng đứng tính toán sinh ra Mmax, Qmax,với ôtô và ngời đi bộ

Tải trọng thẳng đứng tính toán sinh ra Mmax, Qmax,với ôtô và ngời đi bộ.Tính :

Tổ hợp 2 Lực Nd với US hao tối đa

Tính :

 = (Qbt - Qd)*S0

0_0/J0.bs + (Q - Qbt)*SI

0_0/Jtd.bs

Trang 36

Kết luận Thoả mãn đ/k cờng độ do tác dụng của ứng suất kéo chủ

<1>.Kiểm tra ứng suất CT trong giai đoạn sử dụng.

Kiểm toán các tác dụng đồng thời của DUL có xét mất mát và tác dụng của mômen do tải trọng tiêu chuẩn.ứng lực do ô tô có xét hệ số xung kích

Công thức kiểm toán đối với mặt cắt dầm kéo sau:

Cần phải kiểm toán tại các mặt cắt nghiêng sau;

a/.Mặt cắt đi qua trục gối hay qua mép trong của gối

b/.Mặt cắt ở chỗ thay đổi các kích thớc mặt cắt bê tông của dầm

c/.Mặt cắtở chỗ thay đổi mặt cắt CT dọc hay cốt đai

ở đây dầm có chiều cao không đổi,toàn bộ CT đều kéo dài tới gối nên cờng độ tiếtdiện nghiêng khi chịu mô men thờng đợc đảm bảo , do đó chỉ cần kiểm

tra cờng độ theo lực cắt

a/.Xét tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất xuất phát từ gối

Điều kiện kiểm toán trong trờng hợp không có cốt đai DUL:

Q + P.c  Rd2mdxfdsinx + Rtmtđftđ + Qb

Với :

Trang 37

mdx :HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña sîi thÐp DUL mdx = 0.7

th¼ng gãc víi trôc cña dÇm

c : chiÒu dµi h×nh chiÕu cña toµn bé tiÕt diÖn

§iÒu kiÖn kiÓm to¸n trong trêng hîp kh«ng cã cèt ®ai DUL:

th¼ng gãc víi trôc cña dÇm

c : chiÒu dµi h×nh chiÕu cña toµn bé tiÕt diÖn

nghiªng lªn truc cña dÇm

4 h

J

* E

* 85

Eb = 350000 kg/cm2

Trang 38

XII Tính bản mặt cầu :

1.Tính toán bản kê trên hai cạnh.

Để đơn giản cho tính toán và thiên về an toàn, ta coi bản mặt cầu nh một dàm giản đơn có cùng khẩu độ sau đó nhân với hệ số ngàm Ta cần tính toán momen dơng Mi tại mặt cắt giữa nhịp và mômenâm M0 tại mặt cắt sát gối.

qtc = 0,375 + 0,276 = 0,651 T/m

qtt = 0,4125 +0,414= 0, 8265 T/m Nội lực do tĩnh tải

* 651 ,

* 8265 ,

* 651 ,

* 8265 ,

Trang 39

-Tải trọng do một bánh xe P1 =

1 1

* 44 , 0

* 2

84 , 0

* 234 , 16



MH30tt=1,3*1,4* MH30tc=11,04 T.m (Tính cho một mét bản)

MH30tc= 4 , 1Tm

467 , 1

0683 , 6

 MH30tt= 7 , 53

467 , 1

04 , 11

- Tính toán lực cắt:

Ta có a0=a1= 0,44<b/3 Lấy a0 = b/3 = 0,73m

ax= a0 + 2x Với x là khoảng từ tải trọng đến gối của bản.

b

a

y P n

x

l

2 ).

1 ( )

QI-Itc= 0,651( 0 , 2 )

2

2 , 2

57 , 1

* 2

81 , 0

* 12



QI-Itt= 0,8265( 0 , 2 )

2

2 , 2

57 , 1

* 2

81 , 0

* 12



QII-IItc= 0,651*

2

2 , 2

57 , 1

* 2

81 , 0

* 12



QII-IItt= 0,8265( 0 , 2 )

2

2 , 2

57 , 1

* 2

81 , 0

* 12

Trang 40

Kích thớc đặt tải một bánh xe.

a1= a2 + 2H = 0,2 + 2*0,12 = 0,44 m

b1=b2 + 2H = 0,8 + 2*0,12 = 1,04 m Chiều rộng chịu lực của dầm bản.

a = a1 +

3

2 3

P

/ 853 , 21 04 , 1

* 44 , 0

* 2

20

, 1

* 4

) 04 , 1

* 5 , 0 2 , 2 (

* 04 , 1

* 853 , 21 4

) 5 , 0

1   , ax’ = 0,73 + 2*0,52 = 1,77

Q = Qt + Qh = g(    

x

x h

b

a

y P n

x

l

2 ).

1 ( )

QI-Itc= 0,651( 0 , 2 )

2

2 , 2

467 , 1

* 77 , 1

* 2

764 , 0

* 20



QI-Itt= 0,8265( 0 , 2 )

2

2 , 2

467 , 1

* 77 , 1

* 2

764 , 0

* 20



QII-IItc= 0,651*

2

2 , 2

467 , 1

* 77 , 1

* 2

81 , 0

* 20



QII-IItt= 0,8265*

2

2 , 2

467 , 1

* 77 , 1

* 2

764 , 0

* 20

Mtt 0,5= 4,83 Tm

Mgoitt= -5,3 Tm

QI-Itt= 3,89 T

Trang 41

QII-IItt= 4,145 T Tính toán và bố trí cốt thép.

* 8 , 0

530000 8



Chọn cốt thép là 16 Bố trí nh hình vẽ.

Kiểm toán cờng độ mặt cắt theo mômen mặt cắt sát nách dầm.

Chiều cao làm việc của vùng bê tông chịu nén.

b R

F R

1062 , 20

* 2400



{M}= Rubx(h0-0,5x)= 205*100*2,354(12,3-0,5*2,354)=5,36763 Tm {M}> MMaxtt  Đạt.

Kiểm tra tiết diện ngàm của bản dới tác dụng của lực cắt.

Trong bản không bố trí cốt thép xiên và cốt đai, do vậy toàn bộ lực cắt do bê tông chịu.

Điều kiện kiểm toán Qmax< Rb bh0

E

R  2 Trong đó t là ứng suất trong cốt thépdới tác dụng của tải trọng têu chuẩn.

M0tc = 3,45 Tm

t=

2 5

0

1062 , 20

* ) 2

354 , 2 3 , 12 (

10 45 , 3 )

2 (

h

M F

z M

5 , 0

* 65 , 1542 5 ,

Trang 42

- KiÓm to¸n øng suÊt kÐo chñ t¹i mÆt c¾t ngµm.

QMaxtt= 3,5284T

3 , 12

* 100

10 5284 , 3

9 , 0

* 651 ,

9 , 0

* 8265 ,



Lùc c¾t do tÜnh t¶i.

* 3 ,

* 4 , 1

* 9 , 0

* 1

* 3 ,

Lùc c¾t do tÜnh t¶i.

Định dạng
Số trang	42
Dung lượng	2,02 MB