Đồ án môn học thiết kế cầu BTCT

Đồ án môn học thiết kế cầu BTCT

Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh Phần I: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC XÂY DỰNG VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VƯỢT SƠNG Địa chất : Qua thăm dò địa chất có sớ liệu khu vực xây dựng cầu có sớ liệu địa chất sau: - Lớp 1: Sét + bùn dày - Lớp 2: Sét - Lớp 3: Á sét dày ∞ - Mặt cắt ngang sơng gần đới xứng Thuỷ văn : - Mực nước cao nhất : 12 m - Mực nước thơng thùn : 7,5 m - Mực nước thấp nhất : m 3.Các tiêu chuẩn kỹ thuật cơng trình: - Cầu vượt sơng cấp IV có u cầu độ thơng thùn là 40m - Khẩu độ cầu: Lo = 130 - Khổ cầu : K = + 1,5x2 (m) - Tải trọng thiết kế : HL-93 + PL = 3,6 kN/m2 II Đề xuất phương án vượt sơng: Giải pháp chung kết cấu: 1.1 Kết cấu nhịp: Do sơng cấp IV u cầu độ thơng thùn là 40m, nên bớ trí nhịp tới thiểu ≥40m Ta bớ trí nhịp thơng thùn dài 42m Đề xuất phương án vượt sơng: 2.1 Phương án 1: Cầu dầm nhịp giản đơn BTCT ứng lực trước SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh ( 2x24m + 42m + 2x24m ) Ta có : Áp dụng cơng thức ( 1.1 ) Lott = Lo - 2bm - n.bf Lo = 130m: Khẩu độ tĩnh khơng u cầu Ltto: Khẩu độ tĩnh khơng thực tế cầu bf : Chiều dài phần tĩnh khơng ứng với mực nước cao nhất trụ chiếm chỗ bm : Phần ăn sâu cơng trình (mớ, mơ đất hình nón trước mớ , ) vào tĩnh khơng mực nước cao nhất mớ trái và mớ phải tính tới đầu kết cấu nhịp  Ltto= 138- 2x1 - 2x1,6 = 132,8 m Kiểm tra điều kiện: Ltt0 − L0 = max(Ltto,Lo) 132 ,8− 130 138,2 = 2,1 , 0 < 00 => Đạt u cầu 2.2 Phương án 2: Cầu dầm liên tục BTCT ( 42m + 50m + 42m ) Ta có : Áp dụng cơng thức ( 1.1 ) Ltto = L - 2bm - n.bf  Ltto = 134- 2x1 - 2x1,6 = 128,8 m Kiểm tra điều kiện: Ltt0 − L0 tt o max(L ,Lo) = 130 -128,8 130 = 0,92 , 00 < 00 => Đạt u cầu 2.3 Phương án : Cầu dàn thép giản đơn ( nhịp 45m ) Ta có : Áp dụng cơng thức ( 1.1 ) SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh Ltto = L - 2bm - n.bf  Ltto = 135 - 2x1 - 2x1,6 = 129,8 m Kiểm tra điều kiện: Ltt0 − L0 tt o max(L ,Lo) = 129,8 - 130 132,8 = 0,15% < 00 , => Đạt u cầu SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh Phần II THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN Thiết kế cầu BTCT dầm giản đơn ứng suất trước Nhịp ( 2x24m + 42m + 2x24m ) A Tính tốn nhịp 42m I Xác định mặt cắt ngang cầu : Mặt cắt ngang : Cấu tạo mặt cắt ngang hình vẽ : MẶT CẮT : NGANG NHỊP CẦU 6000 Vạch sơn phân b=200 mm 1200 2400 MẶT CẮT : NGANG GỐI CẦU 6000 1,5% 1,5% 2400 - Chiều rộng phần xe chạy (m) - Chiều rộng phần người 2x1,25 (m) 2400 2400 1200 - Bớ trí lề người mức với mặt đường xe chạy ta dùng vạch sơn phân làn rộng 20 cm - Chiều rộng cột lan can là : 50 cm - Chiều rộng mặt cầu xác định : Bmc = + 2x1,25 + 2x0,5 + 2x0,2 = 12 (m) Dầm ngang mặt cầu : 2.1 Dầm ngang : 2.1.1 Chọn số dầm ngang : SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh Dầm ngang bớ trí vị trí : hai đầu dầm cầu, L/4, L/2 Sớ lượng dầm ngang : Nn= (Nb - 1) x = 20 dầm + Nn : là sớ dầm ngang 150 120 1550 34 120 1600 1667 1190 110 + Nb : là sớ dầm chủ 1800 2200 1750 dầm đầu dầm 2.1.2 Tính tốn thơng số sơ : Các thơng sớ dầm ngang thể hiện hình - Bề dày dầm ngang là 20cm - Diện tích mặt cắt ngang dầm vị trí nhịp dầm : 3,318m2 - Diện tích mặt cắt ngang dầm vị trí đầu dầm : 3,248m2 - Thể tích dầm ngang vị dầu dầm : 3,248x 0,2 = 0,6496 m3 - Thể tích dầm ngang vị nhịp dầm : 3,318x 0,2 = 0,6636 m3 => Tổng thể tích dầm ngang : 0,6636x12 + 0,6496x8 = 13,16 m3 - Hàm lượng cớt thép theo thể tích dầm ngang là khb = 2% - Suy : thể tích cớt thép : Vshb = khb.Vhb = 0,02x13,16 = 0,2632 m3 - Khới lượng cớt thép dầm ngang: Gshb = Vshb.γs=0,2632x7,85 = 2,066 T - Thể tích bê tơng dầm ngang : Vchb = Vhb–Vshb = 13,16–2,066 = 11,094 m3 - Khới lượng bê tơng dầm ngang : Gchb = Vchb.γc= 10,976x2,4 =26,625 T SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh - Khới lượng toàn dầm ngang là: Ghb = Gshb+Gchb = 2,066+26,625 = 28,69 T 2.2 Bản mặt cầu : 2.2.1 Chọn kích thước: - Chiều dài trung bình : hf =20 cm - Lớp bêtơng nhựa : 7cm - Lớp phòng nước : chớng thấm từ mặt cầu x́ng kết cấu bên dưới dày 0,4cm - Lớp đệm : dùng để tạo độ dớc ngang 1,5%, dày trung bình 5cm 2.2.2 Tính tốn thơng số sơ : - Thể tích mặt cầu : 0,2x42x12 = 90,72m3 - Dung trọng bêtơng nhựa là : 2,25 T/m3 - Dung trọng cớt thép là : 7,85 T/m3 - Thể tích lớp BT nhựa : Vas=Abmc L=0,07x11x42 = 32,34 m3 - Khới lượng lớp BT nhựa Gas=Vas x 2,25 = 72,765 T - Thể tích mặt cầu : 0,2x42x12 = 90,78m3 - Khới lượng mặt cầu : 97,78x2,4=234,528 T - Khới lượng lớp phòng nước dày 0,4cm: 0,004x42x12x1,5 = 3,024 T - Khới lượng lớp tạo độ dớc 1,5% : 0,05x11x42x2,2 = 50,82 T => Khới lượng lớp phủ mặt cầu : 126,6 T 80 10 00 Tấm đan 1800 - Cấu tạo tấm đan hình vẽ SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh - Khới lượng tấm đan BTCT: 1,8x 0,08 x x 2,5 = 0,36T - Trọng lượng tấm đan cho nhịp 42 m: 42 x x 0,36= 60,48T Lan can tay vịn : Vì khơng dùng dãy phân cách để phân cách phần người với phần xe chạy nên ta thiết kế lan can tay vịn có thể chịu lực va đạp xe vào Cấu tạo và kích thước hình vẽ bên dưới (đơn vị cm) 500 190 R3 10 500 600 190 + Với diện tích phần bệ Ab = 0,182m2 , liên tục bên cầu + Diện tích phần trụ :At = 0,6m2 ,các trụ cách 2m, tổng sớ lượng là 21 trụ + Thể tích bê tơng Vbt =0,182.2.42+0,06.21.2 = 17,8 m3 + Hàm lượng cớt thép lan can chiếm kp = 1,5 % + Ta có thể tích cớt thép lan can : Vsp = Vp.kp = 17,8.1,5% = 0,267m3 + Khới lượng cớt thép lan can là: Gsp = Vsp.γs = 0,267.7,85 = 2,09 T +Thể tích BT lan can: Vcp = Vp – Vsp = 17,8 – 0,267 =17,533 m3 + Khới lượng BT lan can: Gcp = Vcp.γc = 17,533.2,4 = 42,08 T + Vậy, khới lượng toàn lan can là: Gp = Gsp + Gcp = 42,08+ 2,09 = 41,17 T Tính tốn dầm chủ SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh 5.1 Số dầm chủ : Chọn sớ dầm chủ là Nb = dầm, khoảng cách cá dầm chủ tính theo cơng thức sau : S = Suy : chọn phần cách hẫng = 2,4 m Sk = = 1,2 m 5.2 Chiều cao dầm chủ : - Chiều cao dầm chủ xác định theo tiêu chuẩn AASHTO : ddc = x42 = 1,9 m Kích thước dầm chủ thể hiện hình dưới : đơn vị ( cm ) ` 4200 950 190 230 11 12 80 60 12 80 60 25 20 190 20 60 Giữa dầm SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C 60 Đầu dầm Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh 4.3 Tính thơng số sơ : - Diện tích mặt cắt ngang dầm : Ag = 0,6469m2 - Diện tích mặt cắt ngang đầu dầm : A’g = 1,167 m2 - Thể tích bê tơng vị trí đầu dầm : 1,167x2,3x2 = 5,3682 m3 - Thể tích bê tơng hai đoạn v́t đầu dầm : x 0,95 x = 1,723m3 - Thể tích bê tơng vị trí dầm : 0,6469 x 35,5 = 22,964 m3 => Tổng thể tích bê tơng dầm : 5,3682 + 1,723 + 22,964 = 30,055 m3 Trong dầm lượng thép chiếm khoảng 210kg/m3 Suy : khới lượng thép dầm chủ : 30,055 x 0,21 = 6,311 T - Thể tích thép dầm : 6,311/7,85 = 0,8 m3 Suy thể tích thực bêtơng : 30,055 – 0,8 = 29,255 m3 - Khới lượng thực bêtơng : 29,255x2,4 = 70,212 T Suy khới lượng dầm chủ : 70,212+6,311 = 76,523 T => Khới lượng dầm chủ là : 76,532x5= 382,61 T B Tính tốn nhịp 24m Tính dầm ngang : - Dầm ngang bớ trí vị trí đầu nhịp và nhịp, sớ dầm ngang là 12 dầm - Bề dày dầm ngang là 20cm - Diện tích mặt cắt ngang dầm vị trí nhịp dầm : 2,657m2 - Diện tích mặt cắt ngang dầm vị trí đầu dầm : 2,708m2 - Thể tích dầm ngang vị nhịp dầm : 2,75x0,2 = 0,531 m3 - Thể tích dầm ngang vị đầu dầm : 2,631x 0,2 = 0,541 m3 => Tổng thể tích dầm ngang : 0,541 x8 + 0,531x4 = 6,45 m3 - Hàm lượng cớt thép theo thể tích dầm ngang là khb = 2% SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh - Suy : thể tích cớt thép : Vshb = khb.Vhb = 0,02x6,45 = 0,129 m3 - Khới lượng cớt thép dầm ngang: Gshb = Vshb.γs=0,129x7,85 = 1,012 T - Thể tích bê tơng dầm ngang : Vchb = Vhb–Vshb = 6,45– 0,129 = 6,321m3 - Khới lượng bê tơng dầm ngang : Gchb = Vchb.γc= 6,321x 2,4 =15,17 T - Khới lượng toàn dầm ngang là: Ghb = Gshb+Gchb = 1,012+15,17 = 16,182 T Bản mặt cầu, lớp phủ mặt cầu lan can tay vịn : 2.1 Bản mặt cầu, lớp phủ mặt cầu - Thể tích mặt cầu : 0,2x24x12 = 51,86 m3 - Khới lượng mặt cầu : 51,86x2,4=124,44T - Thể tích lớp BT nhựa : Vas=Abmc L=0,07x11x24= 18,48 m3 - Khới lượng lớp BT nhựa Gas=Vas x 2,25 = 41,58 T - Khới lượng lớp phòng nước dày cm: 0,004x24x12x1,5 = 1,728 T - Khới lượng lớp tạo độ dớc 2% với chiều dày trung bình 5cm: 0,05x11x24x2,2 = 29,04T = > tổng khới lượng lớp phủ mặt cầu : 72.34T 2.2 Lan can tay vịn + Với diện tích phần bệ Ab = 0,182m2 , liên tục bên cầu + Diện tích phần trụ :At = 0,6m2 ,các trụ cách 2m, tổng sớ lượng là 12 trụ + Thể tích bê tơng Vb=0,182x2x24+0,06x12x2 = 10,176 m3 + Hàm lượng cớt thép lan can chiếm kp = 1,5% + Ta có thể tích cớt thép lan can : Vct = Vp.kp = 10,176x1,5% = 0,152m3 + Khới lượng cớt thép lan can là: Gct = Vct.γs = 0,152x7,85 = 1,198 T +Thể tích BT lan can: Vbt= Vb – Vct = 10,176 – 0,152 =10,08 m3 + Khới lượng BT lan can: Gbt = Vbt.γc = 10,176x2,4 = 24,42 T SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh 1200 LL LL o 0,123 0,213 + 0,478 3.3 0,213 + 0,6 d.a.hM S/2 0,123 0,478 Xác định mơmen dương nhịp : 3.3.1 Do tĩnh tải hoạt tải bánh xe gây : M S0 / = η [ γ DC DC1 ω DC1 + γ DW DWω DW + m.γ LL (1 + IM ).LL.ω LL ] = 1,1.[1,25.4,238.0,72+1,5 2,835.0,72+1,2.1,75.1,25.53,73.0,362] = 63,72 kN.m 3.3.2 Do tĩnh tải hoạt tải 2bánh xe hai xe gây : M S0 / = η [ γ DC DC1 ω DC1 + γ DW DWω DW + m.γ LL (1 + IM ).LL.ω LL ] = 1,1.[1,25.4,238.0,72+1,5 2,835.0,72+2.(1,2.1,75.1,25.53,73.0,213)] = 73,65 kN.m Suy : trường hợp hai bánh xe hai xe tải thiết kế đặt cách 1,2m đới xứng qua dầm gây mơmen lớn nhất Vậy : mơmen dương nhịp M 0+,5 S = k M 00,5 S = 0,5 × 73,65 = 36,82(kN m) 3.4 Xác định mơmen âm M g− = k M 00,5 S = −0,8 × 73,65 = −58,92(kN m) 3.5 Xác định lực cắt ngàm Lực cẳt ngàm xác định theo phương pháp chất tải thơng thường Ta xét trường hợp hai bánh xe hai tải ba trục cách 1,2m xếp tải bên dưới SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh DC1+DW d.a.hR g 1,2 + 600 1200 600 LL LL + 0,532 0.898 0,602 0,178 0,4 [ d.a.hVg 0,102 Vg = η γ DC DC1 ω v DC1 + γ DW DWω DW + m.γ LL (1 + IM ).LL.ω v LL ] = 1,1.[1,25.4,238.1,2+1,5 2,835.1,2+1,2.1,75.1,25.53,73.( 0,532+0,178)] = 122,16 kN 4.Tính nội lực theo trạng thái sử dụng Khi tính theo trạng thái giới hạn sử dụng ( TTGHSD) lấy γ LL = γ PL = γ DC = γ DW = , η = ηD ηR ηI=1 4.1.Tính mơmen lực cắt ngàm hẫng - Mơmen ngàm L23 L12 M = η.[γ p1DC1 + γ p1DC2 L2+ γ p2.DW +m γLL(1+IM).LL L4] − 1,2 0,7 = 1.[1.4,238 + 1.4,8.0,95+ 1.2,835 +1,2 1.1,25.14,6.0,4]= 17,09 kN.m SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh - Lực cắt ngàm : V = η.[γ p1DC1 L1+ γ p1DC2 + γ p2.DW L3+m γLL(1+IM).LL] = 1.[1.4,238.1,2+ 1.4,8+ 1.2,835.0,7+1,2 1.1,25.14,6]= 33,77kN 4.2.Tính mơmen nhịp lực cắt ngàm kiểu dầm M S0 / = η [ γ DC DC1 ω DC1 + γ DW DWω DW + m.γ LL (1 + IM ).LL.ω LL ] = 1.[1.4,238.0,72+1 2,835.0,72+2.(1.1,2.1,25.53,73.0,213)] = 40,88kN.m - Mơmen dương nhịp : M 0+,5 S = k M 00,5 S = 0,5 × 40,88 = 20,44(kN m) - Mơmen âm đầu nhịp : M g− = k M 00,5 S = −0,8 × 40,88 = −32,7(kN m) - Lực cắt ngàm : [ Vg = η γ DC DC1 ω v DC1 + γ DW DWω DW + m.γ LL (1 + IM ).LL.ω v LL ] = 1.[1.4,238.1,2+1 2,835.1,2+1.1,2.1,25.53,73.( 0,532+0,178)] = 62,87 kN Nội lực thiết kế mặt cầu Mơmen Dương Âm Hẫng Cường độ 36,82 -58,92 29,72 Sử dụng 20,44 -32,7 19,07 Tính tốn kiểm tra theo TTGHCĐI : - Xác định lớp bê tơng bảo vệ : Theo bảng 5.12.3-1 TCN 22TCN272-05: Mép bản: a= 60mm chịu mài mòn vấu lớp xe SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh Mép dưới bản: a= 25mm ddương = 200 – 15 – 25 – Φ/2 20.0 dâm 2.5 d duong 6.0 1.5 dâm = 200 – 60 – Φ/2 = Hình :Chiều cao có hiệu mặt cầu + Sức kháng ́n bản: Mr= ΦMn Trong đó: - Φ: Hệ sớ sức kháng quy định theo TCN 5.5.4.2.1 Φ= 0,9 đới với trạng thái giới hạn cường độ I (cho BTCT thường) - Mr: Sức kháng ́n tính tốn - Mn: Sức kháng ́n danh định Đới với cấu kiện chịu ́n sự phân bớ ứng śt gần theo hình chữ nhật quy định TCN 5.7.2.2 Mn xác định TCN 5.7.3.2.3 Mn= apsfps(dp- a a a h a ' ' ' ' )+ Asfy(ds- )- A s f y (d s - )+ 0,85f c (b- bw)β1hr( - r ) 2 2 ' Vì khơng có cớt thép ứng śt trước, b= bw và coi A s = nên ta có: Mn= As.fy.(ds- a ) Trong đó: - As: Diện tích cớt thép chịu kéo khơng ứng śt trước (mm2) - fy: Giới hạn chảy quy định cớt thép (MPa) SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh - ds: Khoảng cách tải trọng từ thớ nén ngoài đến trọng tâm cớt thép chịu kéo khơng ứng śt trước (mm) ' - A s : Diện tích cớt thép chịu nén (mm2) ' - f y : Giới hạn chảy quy định cớt thép chịu nén (MPa) ' - d p : Khoảng cách từ thớ ngoài chịu nén đến trọng tâm cớt thép chịu nén (mm) - f 'c : Cường độ chịu nén quy định bê tơng tuổi 28 ngày (MPa) - b: Bề rộng mặt chịu nén cấu kiện (mm) - bw: Chiều dày bụng mặt cắt tròn (mm) - β1: Hệ sớ chuyển đổi biểu đồ ứng śt quy định TCN 5.7.2.2 - hl: Chiều dày cánh chịu nén cấu kiện dầm I T (mm) - a= c.β1: Chiều dày khới ứng śt dương (mm) theo TCN 5.7.2.2 a= c β1= Aps f ps + As f y − Ac' f y' 0,85 f β1bw ' c β1= As f y 0,85 f c'b Giả thiết cánh tay đòn (d-a/2) độc lập với As, có thể thay jd và trị sớ gầ dung As để chịu ΦMn = Mu As= (Mu/Φ)/fy.(jd) Nếu thay fy = 400 MPa, Φ= 0,9 [A5.5.4.2.1]và giả thiết đới với tiết diện bê tong thường j ≈ 0,92 Tiết diện thép gần có thể biểu diễn Gần As = Mu/330d Vì là biểu thức gần nen cần kiểm tra sức kháng mơmen cớt thép chọn Cớt thép lớn nhất [A5.7.3.3.1] bị giới hạn u cầu dẻo dai c≤ 0,42d a ≤ 0,42.β1.d Trong đó β1 = 0,85-0,05( f’c – 28)/ =0,85-0,05.(40 - 28)/ 7= 0,764 [A5.7.2.2] Ta có: a≤ 0,321dâm Cớt thép nhỏ nhất [A5.7.3.3.2] cớt thép thường thỏa mãn nếu: SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh ρ = As/bd ≥ 0,03.f’c/fy Với tính chất vật liệu cho, diện tích nhỏ nhất đơn vị chiều rộng là: minAs = 0,03 × 40 × (1).d = 0,00286d mm2/mm 420 Khoảng cách lớn nhất cớt thép chủ [A5.10.3.2] 1,5 lần chiều dày 450 mm Với chiều dày 200 mm smax = 1,5×200 = 300 mm Theo trạng thái giới hạn cường độ I cớt thép phải bớ trí cho mặt cắt đủ khả chịu lực 5.1.Bố trí cốt thép chịu mơmen âm mặt cầu (cho 1m bản) kiểm tra theo TTGH cường độ 1: 5.1.1 Chọn lượng thép chịu lực : -Mơmen tính tốn cho momen âm mặt cầu Mu= 58,92 kNm - Chọn 79 thép Φ 14 diện tích là 154mm2 Diện tích cớt thép As = 9.154=1386mm2 dâm = ts – 60 – Φ /2 = 200-60-7=133mm β = 0,764 > 0,65 a= As f y 0,85 f ' c b = 1386.420 = 17,12mm 0,85.40.1000 5.1.2 Kiểm tra cường độ : - Kiểm tra cường độ mơmen : a Mn= As f y (d âm − ) = 1386.420.(133 − 17,12 ).10 − = 72,41kN m M r = ΦM n =0,9.72,41= 65,17 kN.m > Mu=58,92 kN.m Vậy thoả mãn về mặt cường độ SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh - Kiểm tra lượng thép tới đa ( TCN 5.7.3.3.1) Cớt thép tới đa cần thỏa mãn điều kiện : a ≤ 0,42 β dâm  a =17,29 ≤ 0,42.133.0,764=42,35mm=> thỏa điều kiện Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lượng thép tới đa - Kiểm tra lượng thép tới thiểu ( TCN 5.7.3.3.1) f' c Phải thoả mãn điều kiện ρ ≥ 0, 03 f y Trong đó: ρ tỷ lệ thép chịu kéo và diện tích ngun Ta có : ρ = 0, 03 As 1400 = = 0,01 bd âm 132.1000 f 'c 40 0, 03 = =0,00286 fy 420 f' c => ρ ≥ 0, 03 f y Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lượng thép tới thiểu Cự ly tới đa cớt thép , theo TCN 5.10.3.2 cự ly cớt thép khơng vượt q 1,5 chiều dày cấu kiện 450mm S max ≤ 0,15.200= 300mm 5.2.Bố trí cốt thép chịu mơmen dương mặt cầu (cho 1m bản) kiểm tra theo TTGH cường độ 1: 5.2.1 Chọn thép chịu lực Mơmen tính tốn cho momen dương mặt cầu Mu=36,82 kNm - Chọn thép Φ 14 diện tích là 154mm2 Diện tích cớt thép As = 5.154=770mm2 ddương = ts – 25 – d0/2 = 200-25-7=168mm SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh β = 0,764 > 0,65 a= As f y 0,85 f ' c b = 770.420 = 9,51mm 0,85.40.1000 5.1.2 Kiểm tra cường độ : 5.2.2 Kiểm tra mặt cường độ - Kiểm tra cường độ mơmen : a Mn= As f y (d duong − ) = 770.420.(168 − 9,51 ).10 − = 41,46kN m M r = ΦM n =0,9.41,46= 37,312 kN.m > Mu=36,82 kN.m Vậy thoả mãn về mặt cường độ - Kiểm tra lượng thép tới đa ( TCN 5.7.3.3.1) Cớt thép tới đa cần thỏa mãn điều kiện : a ≤ 0,42 β dduong  a =9,51 ≤ 0,42.168.0,764=53,9mm=> thỏa điều kiện Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lượng thép tới đa - Kiểm tra lượng thép tới thiểu ( TCN 5.7.3.3.1) f' c Phải thoả mãn điều kiện ρ ≥ 0, 03 f y Trong đó: ρ tỷ lệ thép chịu kéo và diện tích ngun Ta có : ρ = 0, 03 As 770 = = 0,0046 bd duong 168.1000 f 'c 40 0, 03 = =0,00286 fy 420 f' c => ρ ≥ 0, 03 f y Vậy mặt cắt thoả mãn về hàm lượng thép tới thiểu SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh Cự ly tới đa cớt thép , theo TCN 5.10.3.2 cự ly cớt thép khơng vượt q 1,5 chiều dày cấu kiện 450mm S max ≤ 0,15.200= 300mm 5.2.3 Kiểm tra theo điều kiện kháng cắt Việc kiểm tra sức kháng cắt tính theo cơng thức : Vu ≤ φVn Trong đó : - Vu = 122,16 kN - φ = 0,9 : hệ sớ sức kháng cắt - Vn : sức kháng cắt danh định tính theo điều 5.8.3.3 Vn xác định trị sớ nhỏ nhất : Vn = Vc + Vs + Vp = 0,25.f’c.bv.dv + Vp Vc = 0,083.β Vs = f 'c bc d v As fy.dv.(cot gθ + cot gα ) sin α s Trong : bv : bề rộng hữu hiệu lấy bề rộng bụng nhỏ nhất reong chiều cao dv xác định điều 5.8.2.7 dv : chiều cao cắt hữu hiệu xác định điều 5.8.2.7 s : cự li cớt thép đai β : hệ sớ khả bêtơng bị nứt chéo trùn lực kéo quy định điều 5.8.3.4 θ : góc nghiêng ứng śt nén chéo xác định điều 5.8.3.4 SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh α : góc nghiêng cớt thép ngang với trục dọc Av : diện tich cớt thép chịu cắt cự ly s Vp : thành phần dự ứng lực hữu hiệu hướng lực tác dụng, là dương ngược chiều lực cắt Vì khơng có thép DUL nên bỏ qua thành phần này Ta có : bv = 1000mm dv xác định cách lấy gái trị max giá trị sau 0,9ddương = 0,9.168=151,2mm 0,72h=0,72.200=144mm 200-60-25=115 mm =>Chọn dv=151,2mm Vậy Vn = 0,25.40.1000.151,2 = 151,2 kN - Tính giá trị β và θ §èi víi c¸c mỈt c¾t bª t«ng kh«ng dù øng lùc kh«ng chÞu kÐo däc trơc vµ cã Ýt nhÊt mét lượng cèt thÐp ngang tèi thiĨu quy ®Þnh §iỊu 5.8.2.5, hc cã tỉng chiỊu cao thÊp h¬n 400 mm, cã thĨ dïng c¸c gi¸ trÞ sau ®©y : β=2 và θ= 45o Vậy suy : Vc = 0,083.2 40 1000.151,2 = 158,74kN Vì Vc = 158,74 > Vu =122,16 nên thỏa điều kiện chớng cắt 5.3.Bố trí cốt thép chịu mơmen âm phần hẫng mặt cầu (cho 1m bản) kiểm tra theo TTGH cường độ 1: 5.3.1 Tính tốn kiểm tra điều kiện mơmen SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh Để thuận tiện cho thi cơng ta bớ trí mặt phẳng lưới cớt thép cho mặt cầu nên cớt thép âm cho phần hẫng bớ trí giớng cớt thép chịu mơmen âm gới ( Φ 14), và tiến hành kiểm tra Mơmen tính tốn cho mơmen âm mặt cầu : Mu = 29,3 kNm < Mu=58,92 kNm< Mr= 465,17 kNm Ta thấy mơmen phần hẫng nhỏ mơmen âm nhịp và thỗ mãn về cường độ với thép bớ trí giớng mơmen âm nhịp, nên phần hẫng thỏamãn u cầu về kiểm tra 5.3.2 Kiểm tra khả chống cắt Việc kiểm tra sức kháng cắt tính theo cơng thức : Vu ≤ φVn Trong đó : - Vu = 53,3 kN - φ = 0,9 : hệ sớ sức kháng cắt - Vn : sức kháng cắt danh định tính theo điều 5.8.3.3 Vn xác định trị sớ nhỏ nhất : Vn = Vc + Vs + Vp = 0,25.f’c.bv.dv + Vp Vc = 0,083.β Vs = f 'c bc d v As fy.dv.(cot gθ + cot gα ) sin α s Trong : bv : bề rộng hữu hiệu lấy bề rộng bụng nhỏ nhất reong chiều cao dv xác định điều 5.8.2.7 dv : chiều cao cắt hữu hiệu xác định điều 5.8.2.7 SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh s : cự li cớt thép đai β : hệ sớ khả bêtơng bị nứt chéo trùn lực kéo quy định điều 5.8.3.4 θ : góc nghiêng ứng śt nén chéo xác định điều 5.8.3.4 α : góc nghiêng cớt thép ngang với trục dọc Av : diện tich cớt thép chịu cắt cự ly s Vp : thành phần dự ứng lực hữu hiệu hướng lực tác dụng, là dương ngược chiều lực cắt Vì khơng có thép DUL nên bỏ qua thành phần này Ta có : bv = 1000mm dv xác định cách lấy gái trị max giá trị sau 0,9ddương = 0,9.168=151,2mm 0,72h=0,72.200=144mm 200-60-25=115 mm =>Chọn dv=151,2mm Vậy Vn = 0,25.40.1000.151,2 = 151,2 kN - Tính giá trị β và θ §èi víi c¸c mỈt c¾t bª t«ng kh«ng dù øng lùc kh«ng chÞu kÐo däc trơc vµ cã Ýt nhÊt mét lượng cèt thÐp ngang tèi thiĨu quy ®Þnh §iỊu 5.8.2.5, hc cã tỉng chiỊu cao thÊp h¬n 400 mm, cã thĨ dïng c¸c gi¸ trÞ sau ®©y : β=2 và θ= 45o Vậy suy : Vc = 0,083.2 40 1000.151,2 = 158,74kN Vì Vc = 158,74 > Vu =122,16 nên thỏa điều kiện chớng cắt SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh Tính tốn kiểm tra theo TTGHSD : Theo TCN 5.5.2 vấn đề phải kiểm tra theo TTGH sử dụng là nứt Các cấu kiện phải cấu tạo cho ứng śt kéo cớt thép TTGHSD f sa khơng vượt q: f s ≤ f sa = Z ( de A) 1/3 ≤ 0, f y Trong đó: + dc là chiều cao phần bê tơng tính từ thớ ngoài chịu kéo tâm thang thép gần nhất, nhằm mục đích tính tốn phải lấy chiều dày tĩnh lớp bê tơng bảo vệ dc khơng lớn 50mm + Z thơng sớ bề rộng vết nứt (N/mm) , lấy Z= 23000N/mm cho cấu kiện mơi trường khắc nghiệt và thiết kế theo phương ngang + fsa ứng śt kéo bê tơng TTGHSD +A diện tích phần bê tơng có trọng tâm với cớt thép chủ chịu kéo và bao mặt cắt MCN và đường thẳng song song với trục trung hoà, chia cho sớ lượng thép.(mm2) 6.1.Kiểm tra nứt mơmen dương - Mơmen dương lớn nhất là M=20,44kNm - Tính ứng śt cớt thép mép dưới fs : - Xác định vị trí trục trung hoà: - Mơmen tĩnh đới với mép dưới mặt cắt: h(mm) b(mm) d(mm) d'(mm) n 200 1000 112 33 6.254818 Q = b.h.h/2+nAs.d+n.As’.d’=17106949 mm3 Trong đó n là hệ sớ chuyển đổi từ cớt thép về bê tơng SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh Diện tích mặt cắt: A=b.h +nAs+n.As’=192510 mm2 KC từ trục trung hòa đến mép dưới mặt cắt: y= Q 17106949 = =88,86 mm A 192510 Mơmen qn tính mặt cắt: bh3 + n As (d − y ) + n A 's (d '− y ) =5,09.108 mm4 I= 12 Ứng śt cớt thép mép dưới fs :  My  fs = n  ÷ =6,258.17,604.10 88,86/5,09.10 =19,23MPa  I  dc = d’ = 33mm[...]... ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh + Vy, khụi lng toan b lan can la: Gp = Gsp + Gcp = 25,618 T 10 00 3 Tm an 80 1800 - Cõu to tõm an nh hỡnh v - Th tớch 1 tõm an BTCT: 1,8 x 0,08 x 1 x 2,5= 0,36 T - Khụi lng tõm an cho nhip 24 m: 24 x 4 x 0,36= 34,56 T 4 Tớnh dm ch : 4.1 Chiu cao dm... V c Chc Lp : 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh - Th tớch BT trong tr:Vcp = 104,17 m3 - Khụi lng BT trong tr:Gcp = Vcp.c = 104,17x2,4= 250 T 1200 900 600 200 - Tng khụi lng tr: Gp1 = Gcp + Gsp = 258,42 T 2000 5340 1300 1800 2750 Bng tng hp khi lng kt cu m tr: SVTH : Nguyn V c Chc Lp : 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh D Tớnh toỏn s lng... tớnh toỏn ca cc trong m: S dng cc ong bng BTCT TD 35x35cm Chiờu dai cc d kin la 20m Phõn ngam vao ai cc dai 30cm, on p õu cc dai 20cm, phõn cc nm trờn mt õt la 1,5m, vy phõn cc cm vao õt la 18m Cc trong mong co th phỏ hoi do mt trong hai nguyờn nhõn sau: - Bn thõn cng vt liờu lam cc bi phỏ hoi SVTH : Nguyn V c Chc Lp : 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh - õt nờn khụng... 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh III S b trớ cc trong múng 1 B trớ cc trong m : 14 cc 1458 1600 300 trongtr 21 cc 300 2 B trớ cc P1 v P4 : 6000 550 300 2250 300 3625 3 B trớ cc trongtr P2 v P3 2250 550 300 300 4525 Phn III THIT K S B CC PHNG N 2 Thit k cu dm thộp n gin liờn hp SVTH : Nguyn V c Chc Lp : 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh... trong cõu dõm BTCT ng suõt trc nhip gin n 2.2 Bn mt cu: tớnh cho 1 nhp a S liu chn: Theo 22TCN272-05 chiờu day tụi thiu bn mt cõu khụng c nh hn 175 mm õy ta chn 20cm (chiờu day lp chiu lc) Chiờu day cỏc lp con li chn nh sau: + Lp phong nc chn 0,4cm + Lp bờtụng nha day 7 cm + Lp mui luyờn day 5 cm gia MCN cõu to dục ngang SVTH : Nguyn V c Chc Lp : 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s... Th.s Nguyn HongVnh 900 600 1300 200 ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT 1800 2000 9000 1400 2750 760 1640 760 1640 760 1640 760 1640 760 600 2000 5560 9000 900 600 600 6650 Bng tng hp khi lng kt cu m tr: Hng mc Khi lng (T) Mụ A,B 343,04 Tr 1= Tr 2 326,94 2.5.Tớnh toỏn s lng cc trong m v tr cu: SVTH : Nguyn V c Chc Lp : 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh 2.5.1.Tớnh toỏn ỏp lc tỏc... thõn ca cỏc lp ph mt cõu DW = 29,69.24 T = 712,56 kN Suy ra: Rkcn = 1/2 (1,25.4071,36 + 1,5.712,56 ) = 3079,02 kN 1.2.Hot ti tỏc dng lờn m: SVTH : Nguyn V c Chc Lp : 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh Lõn lt chõt ti lờn nhip 24m theo s bờn di, ta tớnh c hot ti tỏc dng lờn mụ cõu Pht ỏp lc do hot ti phõn trờn tỏc dng lờn mụ Ta co chiờu dai tớnh toỏn ca nhip: Ltt = Lnhip... T=1,25(m) yi(i= 1ữ3) = tung ng nh hng IM = Hờ sụ xung kớch; IM = 0,25 PL = Ti trng ngi i b; PL= 3,6 KN/m2 m = Hờ sụ lan; m= 1 n = Sụ lan xe; n=2 SVTH : Nguyn V c Chc Lp : 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh = Hờ sụ iờu chnh ti trng = 0,95 : diờn tớch ng nh hng : 11,7m2 Vỡ hot ti cng 1 do xe ti 3 trc thit k ln hn so vi 2 trc thit k gõy nờn nờn ta lõy hot ti do xe ti 3 trc... Suy ra: Rkcn = (1,25.4071,36 + 1,5.712,56 ) = 6158,04 kN 2.1.2 Hot ti - Hot ti do xe ti 3 trc va 2 trc thit k vi ti trng lan va oan ngi : SVTH : Nguyn V c Chc Lp : 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh 3,6KN/m 0,815 0,946 + 1 145KN 35KN 0,633 145KN 9,3KN/m d.a.h Rg(T1 ) PHT1C1 = [LL ì m.n ì 9,3 ì +LL m.n[(145y1+145y2+35y3)(1+IM) + PL ì 2T ì PL ì ]] = 2480,2 (kN) PHT2C1... ti trng tỏc dng lờn tr cõu QT1 = PHTC1+ Qtt = 3168,87+6158,04 + 2480,2= 11807,11kN 2.2 Ti trng tỏc dng lờn tr 2 nhp 24 + 42m ( tr P2.P3) SVTH : Nguyn V c Chc Lp : 06X3C Trang: ỏn mụn hc : Thit k cu BTCT GVHD : Th.s Nguyn HongVnh 2.2.1 Tnh ti : Cỏc ti trng tỏc dng lờn tr: Rap = Rbt+Pht + Rkcn Trong o : Rbt - trng lng bn thõn ca tr Rbt = 1,25.Gbt = 1,25.(258,42+358,93)/2= 358,84 T = 3785,12 kN Rkcn ... : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh Phần II THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN Thiết kế cầu BTCT dầm giản đơn ứng suất trước Nhịp (... THIẾT KẾ KỸ THUẬT PHẦN BẢN MẶT CẦU VÀ NHỊP BIÊN 24M SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn HồngVĩnh I THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU: 1.1.Sơ đồ. .. 550 300 300 4525 Phần III THIẾT KẾ SƠ BỘ CÁC PHƯƠNG ÁN Thiết kế cầu dầm thép đơn giản liên hợp SVTH : Nguyễn Vũ Đắc Chức Lớp : 06X3C Trang: Đồ án mơn học : Thiết kế cầu BTCT GVHD : Th.s Nguyễn