THIẾT kế sơ bộ PAI – dầm SUPER t

ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG I: THIẾT KẾ LAN CAN ĐƯỜNG NGƯỜI ĐI I. Một số yêu cầu chung: Lan can là kết cấu bố trí dọc theo lề cầu để bảo vệ cho xe cộ và người đi không bò rớt xuống sông. Lan can còn là công trình thể hiện tính thẩm mỹ, tạo hình thái hài hòa với các công trình và cảnh quan xung quanh. Lan can đường người đi có tác dụng đảm bảo an toàn cho người đi bộ trên cầu. ¯ Chiều cao nhỏ nhất của lan can phải bằng 1060 mm tính từ mặt đường người đi ¯ Khoảng cách tónh giữa các thanh không được lớn hơn 150 mm ¯ Khi dùng lan can có cả cột đứng và thanh ngang, thì ở phần thấp (65 mm) khoảng cách tónh giữa các thanh ≤ 150 mm, khoảng cách tónh của phần trên không quá 380 mm. ¯ Hoạt tải tính toán là tải trọng phân bố đều có cường độ w=0.37 N/mm theo cả hai phương thẳng đứng và nằm ngang. Đồng thời lan can phải được tính với 1 tải tập trung 890 N, có thể tác dụng đồng thời với tải trọng phân bố ở trên. II. Cấu tạo thanh lan can: Ta chọn lan can tay vòn và trụ lan can làm bằng vật liệu thép AII Tiết diện là thép ống có bề dày 5 mm 3 2 7.85 10 / t N mm γ − = × , 2 280 / y f N mm= MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 5 Cột lan can Tay vòn dưới Tay vòn trên 580 844 50010x200=200010x200=2000 ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU a) Cấu tạo thanh lan can trên: Đường kính ngoài D= 110 mm Đường kính trong d= 100 mm 110 110 5100 5 100 5 b) Cấu tạo thanh lan can dưới: Đường kính ngoài D= 90 mm Đường kính trong d= 80 mm 90 5805 90 5 80 5 III. Thiết kế: Do tải trọng tác dụng lên mỗi thanh lan can là như nhau nên ta chỉ cần kiểm tra cho thanh lan can có đường kính nhỏ(thanh lan can dưới). 1) Tónh tải tác dụng: Trọng lượng bản thân : F.g t γ= ( ) ( ) mm/N105,01335.10.85,7F.g mm13358090 4 dD. 4 F mm/N10.85,7 5 t 22222 35 t ==γ= =− π =− π = =γ − − MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 6 ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU 2) Hoạt tải tác dụng: Sơ đồ tác dụng của hoạt tải: Độ lớn của tải trọng: N5,1557890.75,1P == 2 2 2 2 ( ) (1,75.0,37) (1,75.0,37 1, 25.0,105) 1,026 / n d W W W g N mm= + + = + + = IV. Xác đònh nội lực trong thanh lan can: Sơ đồ tính toán: - Momen lớn nhất trong thanh lan can: Nmm10.175,129 4 2000.5,1557 8 2000.026,1 4 PS 8 S.W M 4 22 ht =+=+= MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 7 W x =0.37 N/mm P x = 890 N 0.5L L W y =0.37 N/mm P = 1557,5 N W = 1,026 N/mm momen do P momen do W 2000 513000 Nmm 778750 Nmm ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU V. Mômen kháng uốn của thanh lan can: yp f.S.M φ= Sức kháng uốn của thanh lan can: ( ) ( ) 33333 mm213038090 32 dD 32 S =− π =− π = Do đó: Nmm5368356280.21303.9,0f.S.M yp ==φ= Vậy : p MM < lan can thoả điều kiện chòu uốn VI. Thiết kế trụ lan can: 1) Sơ đồ cấu tạo trụ lan can: Ø Ø 1511015 140 775 70375330 200 770 775 200 775 200 65375330 190 130 MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 8 ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU 2) Sơ đồ tính toán và ngoại lực tác dụng: • Tónh tải - Trọng lượng bản thân V.G btbt γ= 3336 22 m10.48,2mm10.48,2 4 90. 4 110. .66.190.7705.200.1700V − ==         π + π −+= N68,19410.48,2.10.85,7V.G 65 btbt ==γ= − - Trọng lượng lan can S.F.G tlc γ= ( ) ( ) ( ) ( ) mm2984100110 4 8090 4 dD. 4 dD. 4 F 2222 2 2 2 2 2 1 2 1 =− π +− π = − π +− π = N5,4682000.2984.10.85,7G 5 lc == − • Hoạt tải N890P = N7402000.37,0P w == Sơ đồ lực tác dụng như hình vẽ ở trên MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 9 p p ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU 3) Nội lực tại chân trụ: - Lực nén dọc trục ( ) ( ) ( ) ( ) N975,4998 5,46868,194.25,1740.2890.75,1 GG.25,1P.2P75,1N lcbtw = +++= +++= - Momen uốn 1 2 6 1,75. .( ) 1, 75. .( ) 1,75.330.(890 740) 1,75.760.(890 740) 3,11.10 w w M L P P L P P Nmm = + + + = + + + = - Lực cắt 1,75.2.( ) 1,75.2.(740 890) 5705 u w P P P N= + = + = 4) Đặc trưng hình học tiết diện nhỏ nhất: Ta sẽ kiểm toán cho tiết diện nhỏ nhất trên trụ lan can 5 5 130 6 120 97 97 200 Diện tích của tiết diện 2 mm27206.1202.5.200A =+= Momen quán tính của tiết diện đối trục x-x 46 3 2 3 mm10.68,8 12 120.6 2.5,62.5.200 12 5.200 I =+         += Bán kính quán tính mm49,56 2720 10.68,8 A I r 6 === MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 10 ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU 5) Sức chòu nén của trụ lan can: Độ mảnh . 0.875 760 11.772 56.49 K L r × = = ≤ 22 Vậy cột làm việc theo cột ngắn, không cần xét độ ảnh hưởng của hệ số khuếch đại mômen. Trong đó: K= 0.875: hệ số độ dài hữu hiệu tương ứng với liên kết chốt ở hai đầu theo điều kiện 4.6.2.5. L= 760 mm: chiều cao cột lan can r = 56.49 mm: bán kính quán tính 6) Sức chòu nhổ bulông tại chân trụ: Lực nhổ tác dụng vào bulông Cân bằng momen quanh bulông thứ 1 ta có 110.2.P55.NM += 6 55. 3,11.10 55.4998,975 15386.11 110.2 110.2 M N P N − + ⇒ = = = Lực cắt tác dụng một bulông 1 5705 1426.25 4 4 u u P P N − = = = Sức kháng cắt của bulông MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 11 150 50 4747 50 30110 6 150 5305 ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU subbn N.F.A.38,0R = Trong đó b A : Diện tích bulông theo đường kính danh đònh 2 22 b mm314 4 20. 4 d. A = π = π = ub F : Cường độ chòu kéo nhỏ nhất của bulông MPa830F ub = s N : Số mặt phẳng cắt cho bulông 1N s = Vậy N83,990851.830.314.38,0 N.F.A.38,0R subbn == = Sức kháng của bulông chòu cắt và nhổ đồng thời Ta có 1 1426.25 0,014 0,33 99085,83 u n P R − = = ≤ Nên N2,198071830.314.76,0F.A.76,0T ubbn === > u P =5705N Thoả điều kiện chòu cắt và nhổ đồng thời. MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 12 ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BÓ VỈA I. Vật liệu: Cường độ chảy dẻo của cốt thép thường: 400 y f MPa= Cường độ BT lan can: ' 30 c f MPa= Cường độ BT dầm: ' 40 c f MPa= Môđun đàn hồi của BT: 1.5 ' 1.5 0.043 0.043 2400 30 27691 c c c E f MPa γ = × × = × × = Môđun đàn hồi thép: 200000 s E MPa= Tỉ số quy đổi thép sang BT: 200000 7 27691 s c E n E = = = II. Kiểm toán khả năng chòu lực va xe của bó vỉa: 1) Các yếu tố về lan can: Ta thiết kế lan can cấp L3 Lực thiết kế cho lan can cấp L3(bảng 13.7.3.3-1) : Sức kháng cắt danh đònh của lan can theo chiều ngang :         ++         − = H L.M H.M.8M.8. LL.2 2 R c 2 c Wb tc W (13.7.3.4-1) Chiều dài đường chảy xác đònh theo: ( ) c Wb 2 tt c M H.MMH.8 2 L 2 L L + +       += (13.7.3.4-2) MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN Phương Lực (N) Chiều dài (mm) Ngang (Ft) 240 000 1 070 Dọc( F L ) 80 000 1 070 Đứng (F V ) 80 000 5 500 13 ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU b M : sức kháng uốn của dầm, nếu có tại đỉnh tường (Nmm) w M : sức kháng uốn của tường đối với trục thẳng đứng (Nmm) c M : sức kháng của tường đối với trục ngang (Nmm) H : chiều cao tường (mm) t L : chiều dài phân bố dọc của lực va chạm t F (mm) c L : chiều dài tới hạn của dạng đường chảy (mm) 2) Cấu tạo bó vỉa: Ta sẽ đi tính từng thành phần trong công thức trên : • Ta xét bó vỉa như hình vẽ nên sẽ không có từơng đỉnh : Sức kháng uốn của dầm: b M = 0 • Chiều dài phân bố dọc của lực va chạm F t t L = 1070 mm • Chiều cao của tường H = 280 mm • Sức kháng uốn của tường đối với trục thẳng đứng (M W .H) Sức kháng uốn của tường đối với trục thẳng đứng phụ thuộc vào cốt thép ngang trong tường, M W là sức kháng uốn trên một đơn vò chiếu dài theo phương trục đứng , ở đây ta xét trên toàn bộ chiếu cao của tường M W H Bỏ qua sự tham gia của cốt thép chòu nén ta có sức kháng uốn của momen âm và momen dương bằng nhau vì ta đặt cốt thép đối xứng . 2 22 s mm8.307 4 14. .2 4 d. .2A = π = π = Giả sử a = 30 mm mm22030250d s =−= mm51.13 250.30.85,0 280.8,307 b.f.85.0 f.A a ' c ys === MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 14 280 250 Þ 12a200 4 14 Þ [...]... n thoả điều kiện Vậy VCT < V n thoả điều kiện chòu c t MSSV : CD02087 17 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG III: THI T KẾ BẢN M T LỀ BỘ HÀNH I Sơ đồ t nh toán và t i trọng t c dụng: q bt q ht 950 II Lực t c dụng: • T nh t i: q bt = γ bt b.h = 2,5.0,08.1 = 0, 2T / m • Ho t tải người đi bộ qui là t i trọng phân bố đều với q ht = 0.3 T/ m T hợp t i... lực theo sơ đồ bản hai cạnh ¯ T nh bản chòu lực theo sơ đồ dầm congxon Sau đó các k t quả t nh toán sẽ được so sánh với nhau làm căn cứ t nh duy t m t c t và chọn c t thép Lực t c dụng bản m t cầu: MSSV : CD02087 20 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU 1 T nh t i: T nh t i t c dụng lên 1m bề rộng bản được xem là phân bố đều trên m t tấm bao gồm : • Trọng... LỰU ¯ A: diện t ch có hiệu của b t ng chòu kéo trên thanh có cùng trọng t m với c t thép Dùng trạng thái giới hạn sử dụng để x t v t n t của b t ng c t thép thường Trong trạng thái giới hạn sử dụng hệ số thay đổi t i trọng η = 1 và hệ số t i trọng cho t nh và ho t tải là 1 Việc t nh ứng su t kéo trong c t thép do t i trọng sử dụng dựa trên đặc trưng ti t diện n t chuyển sang đàn hồi T số mun đàn hồi... 0.3 T/ m T hợp t i trọng : q = 1.25q bt + 1.75q ht = 1,25.0,2 + 1,75.0,3 = 0,77 5T / m Momen lớn nh t : M u = M max = ql 2 0,775.0,952 = = 0,087Tm 8 8 III Thi t kế và bố trí c t thép: Thi t kế c t thép cho ti t diện chữ nh t: 80 x 1000 chòu momen uốn Mu Giả thi t a = 30 mm ⇒ d s = 80 − 30 = 50mm MSSV : CD02087 18 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU  a... 50 Thoả điều kiện phá hoại dẻo ( đảm bảo lượng thép t i đa ) Vậy ta chọn thép Φ10a 200mm Đối với thép dọc theo chiều dài bản ta chọn theo cấu t o Φ10a 200mm MSSV : CD02087 19 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG IV: THI T KẾ BẢN M T CẦU I Khái niệm: M t cầu là bộ phận trực tiếp chòu t i trọng giao thông và chủ yếu quy t đònh ch t lượng khai thác... không x t tải trọng làn (3.6.1.3.3) IV T nh nội lực bản chòu lực theo sơ đồ bản hai cạnh: 20 1210 Sơ đồ t nh: 1210 Ta xem bản m t cầu như dầm liên t c được t a trên các gối t a Để đơn giản trong t nh toán, khi t nh toán cho bản m t cầu ở phía trong, ta xem như m t dầm giản đơn t a trên 2 gối t a, sau đó để x t đến t nh liên t c ta nhân thêm hệ số x t đến ảnh hưởng liên t c 1) Do t nh t i: • Trạng thái... SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU c T nh toán thép chòu mômen âm cho bản hẫng: Để thuận lợi cho việc thi công ta bố trí thép phần hẫng giống như đối với c t thép phần bản dầm cho đáy trên Φ12a 200mm và đáy dưới Φ12a200 mm Ta chỉ tiến hành kiểm toán Momen t nh toán âm của phần hẫng : M u = - 6,52.106 Nmm Do momen t nh toán M > M u nên chắc chắn kiểm toán... MSSV : CD02087 16 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU - Diện t ch c t thép neo chòu c t (φ12a200) A vs = 0,56mm 2 - Lực nén do t nh t i Ở đây ta x t đến t nh t i do bản bộ hành truyền xuống 1 Pc = (1.2 − 0.25)0.08 × 1× 2.5 = 0, 09 5T / m = 0,95 N / mm 2 - Trường hợp b t ng được đổ trên b t ng đã đông cứng và rửa sạch nên ta có hệ số dính k t c = 0,52 , µ =... chòu n t của bản , ta x t trên 1 mm chiều dài Z fsa = 3 d A fs ≤ c (*) 0,6.f y Ti t diêïn b x h = 1 x 200 mm , d s = 175 mm , A s = 0,565mm2 Trong đó: ¯ Z=23000 N/mm (tham số chiều rộng v t n t) cho điều kiện môi trường khắc nghi t ¯ d c :chiều cao t nh t thớ chòu kéo xa nh t đến tim thanh gần nh t ≤ 50mm MSSV : CD02087 30 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI... vậy m t cầu cần bằng phẳng, đủ độ nhám, đảm bảo tho t nước, khai thác thuận tiện, t hư hỏng nh t và an toàn t i đa cho các phương tiện tham gia giao thông Bản m t cầu là k t cấu có dạng bản kê trên hệ dầm m t cầu gồm các dầm chủ, dầm ngang và dầm dọc phụ, vì vậy bản m t cầu chủ yếu làm việc chòu uốn cục bộ như m t bản kê trên hệ dầm m t cầu Ngoài ra bản còn là cánh trên của dầm T, dầm hộp nên còn tham . CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 21 ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU 2. Ho t tải: • Ho t tải HL – 93 : Vì S < 4600 nên ta chỉ cần t nh nội lực do xe 3 truc t c dụng. CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 8 ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU 2) Sơ đồ t nh toán và ngoại lực t c dụng: • T nh t i - Trọng lượng bản thân V.G btbt γ= 3336 22 m10.48,2mm10.48,2 4 90. 4 110. .66.190.7705.200.1700V − ==         π + π −+= N68,19410.48,2.10.85,7V.G 65 btbt ==γ= − -. SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN 12 ĐATN : THI T KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG II: THI T KẾ BÓ VỈA I. V t liệu: Cường độ chảy dẻo của c t thép thường: 400 y f MPa= Cường độ BT