ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BTCTTHIẾT KẾ CẦU MÁNG BTCT GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Dũng Bộ môn: Kết cấu công trình... ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP - lỚP: 48C4SỐ LIỆU TÍNH TOÁN TT Họ v
Trang 1ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BTCT
THIẾT KẾ CẦU MÁNG BTCT
GV hướng dẫn: Nguyễn Anh Dũng
Bộ môn: Kết cấu công trình
Trang 2CẦU MÁNG BÊTÔNG CỐT
THÉP
Trang 4Yêu cầu chung
• Thuyết minh: (35÷40) trang
– Nêu chi tiết các bước tính toán cho từng hạng mục theo các bước tính toán
Trang 5ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP - lỚP: 48C4
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
TT Họ và tên Chiều dài
L (m)
Bề rộng B (m)
Hmax (m) Mác BT Nhóm thép nhịp Số
Trang 6A SỐ LIỆU THIẾT KẾ (Số liệu riêng)
Trang 7A SỐ LIỆU THIẾT KẾ (Số liệu chung)
• Độ vượt cao an toàn: δ = 0,5m
• Tải trọng gió: qg = 1,2 kN/m2
Gió đẩy: Hệ số k gió đẩy = 0,8
Gió hút: Hệ số k gió hút = 0,6
• Cầu máng thuộc công trình cấp III
• Dung trọng bê tông: γb = 25 kN/m3
• Bề rộng vết nứt giới hạn: angh = 0,24 mm
• Độ võng cho phép: [f/l] = 1/500
• Tải trọng người đi: qng = 200 kG/m2 = 2 kN/m2
Trang 8• Bước 5: Kiểm tra biến dạng, Kiểm tra nứt
• Bước 6: Kiểm tra võng
Trang 9 Tải trọng tiêu chuẩn q c → Kiểm tra nứt, tính bề rộng vết nứt, độ võng (TTGH II)
Tải trọng tính toán q tt = q c nt → Xác định cốt thép dọc chịu lực, cốt đai và cốt xiên (nếu cần) (TTGH I)
Bước 3: Xác định nội lực (tính tay, tra bảng, hoặc dùng phần mềm)
Bước 4: Tính toán và bố trí cốt thép:
• Cốt dọc chịu lực tại mặt cắt có Mmax (bố trí 4÷5 thanh/m với KC dạng bản)
• Cốt cấu tạo (4÷5 thanh/m vuông góc với cốt chịu lực với KC dạng bản)
• Tính toán cốt thép đai, xiên cho mặt cắt có Qmax (phương pháp TTGH)
Bước 5: Kiểm tra nứt (mặt cắt có Mmax):
• Mặt cắt cho phép xuất hiện khe nứt: nếu bị nứt, tính an<angh
• Mặt cắt không cho phép xuất hiện khe nứt, nếu bị nứt → đề ra giải pháp khắc phục (không cần tính lại từ đầu)
Bước 6: Tính và kiểm tra độ võng
Trang 10I - THIẾT KẾ LỀ ĐI
Trang 13I LỀ NGƯỜI ĐI
STT Loại tải trọng Giá trị tiêu
chuẩn
Hệ số vượt tải
Giá trị tính toán
Lập bảng thống kê tải trọng
Trang 14I LỀ NGƯỜI ĐI
1.3 Xác định nội lực
Trang 17II - THIẾT KẾ VÁCH MÁNG
Trang 18H v = H max + δ
(Độ vượt cao an toàn:
δ = 0,5m)
Trang 19II VÁCH MÁNG
2.2 Tải trọng tác dụng
• Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên vách gồm:
– Mô men tập trung do người đi trên lề truyền xuống: M ng
– Mô men do trọng lượng bản thân lề đi: M bt
– Áp lực nước tương ứng với Hmax: q n
– Áp lực gió (gồm gió đẩy và gió hút): q g
• Các tải trọng này gây ra 2 trường hợp: căng trong và căng ngoài
vách máng
– Trường hợp căng ngoài nguy hiểm nhất: M bt , q gđ
(gió đẩy, máng không có nước và không có người đi trên lề)
– Trường hợp căng trong nguy hiểm nhất: M bt , M ng , q n , q gh (gió
hút, trong máng có nước và trên lề có người đi)
Trang 20II VÁCH MÁNG
2.3 Xác định nội lực
Trang 21II VÁCH MÁNG
2.4 Tính toán và bố trí cốt thép
• Tính toán và bố trí cốt thép dọc:(mặt cắt ngàm)
CK chịu uốn, tiết diện chữ nhật b = 100cm, h = 20cm, a = 2cm
Tính toán cốt thép cho 2 trường hợp căng trong và căng ngoài
Trang 24II VÁCH MÁNG
2.5 Kiểm tra nứt
• Kiểm tra cho trường hợp căng trong
• Điều kiện để tiết diện đáy máng không bị nứt:
nc Mc ≤ Mn = γ1 Rkc Wqđ
• Nếu mặt cắt sát đáy máng bị nứt, tính toán an = an1 + an2
an1, an2 - Bề rộng khe nứt do tải trọng tiêu chuẩn tác dụng dài hạn và ngắn hạn gây ra:
Trang 25III - THIẾT KẾ ĐÁY MÁNG
Trang 28III ĐÁY MÁNG
3.2 Tải trọng tác dụng
Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên đáy máng gồm:
• Tải trọng bản thân đáy máng: q đ
• Tải trọng do trọng lượng bản thân lề truyền xuống: M bt
• Áp lực nước ứng với cột nước H max : M n max
• Áp lực nước ứng với cột nước nguy hiểm (H ngh ): M n ngh
Hngh là cột nước gây ra mô men uốn căng trên lớn nhất tại mặt
cắt trên gối giữa, Hngh =
• Tải trọng gió: M gh , M gđ (2 TH: gió trái và gió phải)
• Tải trọng do người đi trên lề truyền xuống: M ng
(3 TH: người đi lề trái, lề phải, cả 2 bên lề)
2
l
Trang 29• Cách 2: (tham khảo) Dùng phần mềm Sap2000 vẽ
biểu đồ bao nội lực.
Trang 30a, Nội lực do tải trọng bản thân đáy máng và tải trọng
do trọng lượng bản thân lề truyền xuống (qđ, Mbt):
Trang 31b, Nội lực do áp lực nước ứng với Hmax (qmax, Mnmax):
Trang 32c, Nội lực do áp lực nước ứng với Hngh (q ngh , M ngh):
Trang 33d, Nội lực do tải trọng người đi lề bên trái (Mng):
Trang 34e, Nội lực do tải trọng người đi lề bên phải (Mng):
Trang 35f, Nội lực do áp lực gió thổi từ trái sang phải (Mgđ , Mgh):
Trang 36g, Nội lực do áp lực gió thổi từ phải sang trái (Mgđ , Mgh):
Trang 37• Các trường hợp tải trọng gây bất lợi nhất cho các mặt cắt cần tính toán:
1, TH tải trọng gây mô men căng trên lớn nhất tại mặt cắt
(Dẫn nước trong máng với chiều cao H ngh , người đi trên
lề phải và có gió thổi từ trái sang phải)
→ M 2 = M a + M c + M e + M f
3, TH tải trọng gây mô men căng trên lớn nhất tại mặt
cắt trên gối giữa:
(Dẫn nước trong máng với chiều cao H ngh , không có người đi trên lề và có gió thổi từ phải sang trái hoặc ngược lại)
→ M 3 = M a + M c + M f ( hoặc Mg)
Trang 38– Mặt cắt trên gối giữa chịu mômen căng trên lớn nhất M 3
• Tính toán như cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật: b=1m; h=h đ
• Kiểm tra cường độ trên mặt cắt nghiêng (chỉ đặt cốt xiên nếu
cần): k n n c Q < k 1 m b4 R k bh 0 → Không cần đặt cốt ngang
• Cốt thép chịu lực lớp trên: 4÷5 thanh/1m
• Cốt thép chịu lực lớp dưới: 4÷5 thanh/1m
• Dọc theo chiều dòng chảy bố trí cấu tạo: 5 thanh/1m
Trang 41III ĐÁY MÁNG
3.5 Kiểm tra nứt
• Kiểm tra tại 2 mặt cắt: mặt cắt sát vách và giữa nhịp
• Điều kiện để cấu kiện không bị nứt:
nc Mc ≤ Mn = γ1 Rkc Wqđ.
Trang 42IV - THIẾT KẾ DẦM ĐỠ GIỮA
Trang 46• Trường hợp căng trên lớn nhất tại mặt cắt trên gối thứ 2: (M
b = b d , h = h d , b c ’= B/2, h c ’=h đ
Trang 47• Kiểm tra cho 2 mặt cắt có M
-max (Tiết diện chữ T cánh kéo) và M +
max
(Tiết diện chữ T cánh nén)
Trang 48f