Đồ Án Thiết Kế Cầu Bê Tông Cốt Thép Dự Ứng Lực L=28m

Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Mục lục Phần 1: Nội dung thuyết minh Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ 1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu 1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu (A2.5.2.6.3-1) Xác định chiều rộng cánh hữu hiệu (A.4.6.2.6) 3.1 Đối với dầm 3.2 Đối với dầm biên Tính toán mặt cầu 4.1 Phơng pháp tính toán nội lực mặt cầu 4.2 Xác định nội lực mặt cầu tĩnh tải 4.3 Xác định nội hoạt tải ngời 4.4 Vật liệu thiết kế cho mặt cầu 4.5 Tính toán cốt thép chiu lực Tính toán nội lực dầm chủ tĩnh tải 5.1 Tĩnh tải rải lên dầm chủ 5.2 Các hệ số cho tĩnh tải p (Bảng A.3.4.1-2) 5.3 Xác định nội lực Nội lực dầm chủ hoạt tải 6.1 Tính toán hệ số phân phối hoạt tải theo 6.2 Tính toán hệ số phân phối tải trọng ngời 6.3 Xác định nội lực Các đặc trng vật liệu cho dầm chủ Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 7.1 Thép 7.2 Bêtông Chọn bố trí cáp dự ứng lực 8.1 Chọn cáp dự ứng lực 8.2 Bố trí cáp dự ứng lực 8.3 Tính tính đặc trng hình học Tính toán mát ứng suất 9.1 Xác định số thông số cho bó cáp 9.2 Mất mát ma sát fpF 9.3 Mất mát tụt neo 9.4 Mất mát ứng suất co ngắn đàn hồi 9.5 Mất mát ứng suất co ngót (A.5.9.5.4.2) 9.6 Mất mát ứng suất từ biến 9.7 Mất mát dão thép ứng suất trớc 10 Kiểm toán theo - Trạng thái giới hạn cờng độ I 10.1 Kiểm toán Cờng độ chịu uốn 10.2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép ứng suất trớc 10.3 Tính cốt đai kiểm toán cắt theo trạng thái giới hạn CĐ1 10.4 Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng 11 Tính toán dầm ngang 11.1 Nội lực tải trọng cục (hoạt tải) gây 11.2 Nội lực tải trọng phân bố (tĩnh tải) 11.3 Bố trí cốt thép 11.4 Duyệt cờng độ kháng uốn 11.5 Duyệt cờng độ kháng cắt 12 Tính độ võng cầu Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 12.1 Tính độ võng lực DƯL 12.2 Tính độ võng tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải) 12.3 Tính độ võng tức thới hoạt tải có xét lực xung kích Phần 2: vẽ kỹ thuật (Bản vẽ khổ A1) Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế cầu Bê tông cốt thép DƯL * Các số liệu cho trớc: - Dầm I, chiều di ton dầm L=28m, kết cấu kéo sau - Khổ cầu K10+2 x1.5m - Tải trọng thiết kế: HL93 - Bó cốt thép DƯL: Bó tao 15.2 * Vật liệu sử dụng: - Bêtông dầm chủ có tiêu sau: + fc =40 Mpa + c = 24 KN/m3 + Ec = 37494.422 Mpa + Hệ số poisson = 0,2 - Bêtông mặt cầu có tiêu sau: + fc = 35 Mpa + Ec = 29910.202 Mpa + c = 24 KN/m3 + Hệ số poisson = 0,2 - Lớp phủ có: c = 22,5 KN/m3 - Cốt thép DƯL có: + fy = 420 Mpa + Ep = 197000 Mpa + Es = 200000 Mpa + Diện tích tao = 139.4 mm2 * Yêu cầu: - Nội dung thuyết minh đầy đủ rõ rng - Bản vẽ thể mặt dầm, mặt cắt ngang, bố trí cốt thép vẽ giấy A1 A0 Phần 1: Nội dung thuyết minh n Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ 1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu Tổng chiều di ton dầm l 28 mét, để hai đầu dầm bên 0.3 mét để kê gối Nh chiều di nhịp tính toán nhịp cầu l 27.4 mét Cầu gồm dầm có mặt cắt chữ I chế tạo bêtông có fc=40MPa, mặt cầu có chiều dy 18cm, đợc đổ chỗ bêtông fc=35MPa, tạo thnh mặt cắt liên hợp Trong trình thi công, kết hợp với thay đổi chiều cao đá kê gối để tạo dốc ngang thoát nớc Lớp phủ mặt cầu gồm có lớp: lớp phòng nớc có chiều dy 0,4cm,, lớp bêtông Asphalt có chiều dy 7cm Lớp phủ đợc tạo độ dốc ngang cách kê cao gối cầu 13000 750 2500 2500 2500 2500 Mặt cắt ngang cầu(TL:1:20) Khoảng cách dầm chủ S=2500 mm Giữa phần xe chạy v lề ngời phân cách giải phân cách mềm 1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ Dầm chủ có tiết diện hình chữ I với kích thớc sau: - Chiều cao ton dầm: 1600mm - Chiều dy sờn dầm: 200mm - Chiều rộng bầu dầm: 600mm - Chiều cao bầu dầm: 250mm - Chiều cao vút bụng bầu dầm: 200mm - Chiều rộng cánh dầm: 800mm - Phần gờ dỡ bêtông đổ trớc: 100mm (mỗi bên) 2500 750 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Các kích thớc khác nh hình vẽ: 80 60 160 85 85 20 6,67 10 12 20 25 20 20 20 60 Mặt cát dầm chủ Mặt cắt gối (Mở rộng sờn dầm) Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu (A2.5.2.6.3-1) Yêu cầu: hmin=0,045.L Trong ta có: L: Chiều di nhịp tính toán L=27400mm hmin: chiều cao tối thiểu kết cấu nhịp k mặt cầu, hmin=1600+180=1780mm suy ra: hmin=0,045.L=0,045.27400=1233mm< h = 1600mm => Thỏa mãn Xác định chiều rộng cánh hữu hiệu (A.4.6.2.6) 3.1 Đối với dầm Bề rộng cánh hữu hiệu lấy giá trị nhỏ + 1/4 chiều di nhịp (= 27400 = 6850 mm) + 12 lần độ dy trung bình cộng với số lớn bề dy bụng dầm 1/2 bề rộng cánh dầm 200 =12.180+max = 2560 800 / Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL + Khoảng cách trung bình dầm kề (S= 2500)- Khống chế 3.2 Đối với dầm biên Bề rộng cánh dầm hữu hiệu đợc lấy 1/2 bề rộng hữu hiệu dầm kề trong(=2500/2=1250) cộng trị số nhỏ + 1/8 chiều di nhịp hữu hiệu(= 27400 = 3425 mm) + lần chiều dy trung bình cộng với số lớn 1/2 độ dy bụng 1/4 bề rộng cánh dầm 200 / =6.180+max =1280 800 / + Bề rộng phần hẫng( =750) Khống chế Kết luận: Bề rộng cánh dầm hữu hiệu Bảng Dầm (bi) 2500 mm Dầm biên (be) 2500 mm Tính toán mặt cầu 13000 750 2500 2500 2500 2500 Mặt cắt ngang cầu(TL:1:20) 4.1 Phơng pháp tính toán nội lực mặt cầu áp dụng phơng pháp tính toán gần theo Điều 4.6.2(AASHTO98) 2500 750 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Mặt cầu phân tích nh dầm liên tục gối l dầm chủ 4.2 Xác định nội lực mặt cầu tĩnh tải Sơ đồ tính v vị trí tính nội lực Theo Điều (A.4.6.2.1) : Khi áp dụng theo phơng pháp giải phải lấy mô men dơng cực trị để đặt tải cho tất vùng có mô men dơng, tơng tự mô men âm ta cần xác định nội lực lớn sơ đồ Trong dầm liên tục nội lực lớn gối v nhịp Do sơ đồ tính l dầm liên tục nhịp đối xứng, vị trí tính toán nội lực l: a, b, c, d, e,f nh hính vẽ Theo Điều (A.4.6.2.1.6): Các dải phải đợc coi nh dầm liên tục dầm giản đơn chiều di nhịp phải đợc lấy khoảng cách tâm đến tâm cấu kiện đỡ Nhằm xác định hiệu ứng lực dải , cấu kiện đỡ phải đợc giả thiết l cứng vô hạn Các tải trọng bánh xe đợc mô hình hoá nh tải trọng tập trung nh tải trọng vệt m chiều di dọc theo nhịp l chiều di diện tích tiếp xúc đợc điều (A.3.6.1.2.5) cộng với chiều cao mặt cầu, đồ án ny coi tải trọng bánh xe nh tải trọng tập trung Xác định nội lực tĩnh tải Tỷ trọng cấu kiện lấy theo Bảng (A.3.5.1.1) AASSHTO Tĩnh tải tác dụng lên mặt cầu gồm tĩnh tải rải TTBT mặt cầu, TTBT lớp phủ, lực tập trung lan can tác dụng lên phần hẫng Đối với tĩnh tải, ta tính cho mét di mặt cầu Thiết kế mặt cầu dy 180mm, tĩnh tải rải TTBT mặt cầu: gDC(bmc)=180.1000.24.10-6= 4,32 KN/m Thiết kế lớp phủ dy 74mm, tĩnh tải rải TTBT lớp phủ: gDW=74.1000.22,5.10-6=1,665 KN/m Tải trọng lan can cho phần hẫng: Thực chất lực tập trung quy đổi lan can không đặt mép mặt cầu nhng để đơn giản tính toán v thiên an ton ta coi đặt mép gDC(Lan can)= 4,148 KN/m Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL + Để tính nội lực cho mặt cắt a, b, c, d, e,f ta vẽ đờng ảnh hởng mặt cắt xếp tải lên đơng ảnh hởng Do sơ đồ tính toán mặt cầu l hệ siêu tĩnh bậc cao nên ta dùng chơng trình MIDAS để vẽ DAH v từ tính toán nội lực tác dụng lên mặt cầu + Công thức xác định nội lực tính toán: MU= (P.M DC1 + P M DC2 +P M DW ) : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d, v quan trọng khai thác xác định theo Điều 1.3.2 =iDR 0,95 Hệ số liên quan đến tính dẻo D = 0,95 (theo Điều 1.3.3) Hệ số liên quan đến tính d R = 0,95 (theo Điều 1.3.4) Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác i = 1,05 (theo Điều 1.3.5) => = 1,05.0,95.0,95 = 0,95 p: Hệ số tĩnh tải (Bảng A.3.4.1-2) Loại tải trọng TTGH Cờng độ1 TTGH Sử dụng DC: Cấu kiện v thiết bị phụ 1,25/0,9 DW: Lớp phủ mặt cầu v tiện ích 1,5/0,65 4.2.1 Nôi lực mặt cắt a Lớp phủ Bản mặt cầu lan can Mômen mặt cắt a l mômen phần hẫng Sơ đồ tính dạng công xon chịu uốn Ma=[. p g DC1(bmc) 1250.1250 2.10 + p g DƯW (1250 500) 2.106 + p g DC 2(lcncan) 1250.103 ] Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Trong THGH CĐ1 Ma= 0,95.[ 4,32.1250.1250.1,25 1,665.750.750.1,5 + + 4,148.1250.1,25.10 ] =10.8323 kNm 6 2.10 2.10 Trong THGH SD Ma= 0,95.[ 4,32.1250.1250.1 1,665.750.750.1 + + 4,148.1250.1.10 ] =8.933 kNm 6 2.10 2.10 4.2.2 Nội lực mặt cắt b Để tạo ứng lực lớn tĩnh tải, phần Đah dơng ta xếp tĩnh tải với hệ số lớn 1, phần Đah âm ta xếp tĩnh tải với hệ số nhỏ 1.Cụ thể xếp nh sau: xếp tải lên dah duơng xếp tải lên dah âm Tính nội lực theo công thức: MU= (P.M DC1 + P M DC2 +P M DW ) Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Trên phần Đah dơng: Với mặt cầu lấy hệ số p= 1,25 THGH CĐ1, THGH SD Với lớp phủ lấy hệ số p= 1,5 THGH CĐ1, THGH SD Trên phần Đah âm: Với mặt cầu lấy hệ số p= 0,9 THGH CĐ1, THGH SD Với lớp phủ lấy hệ sô p= 0,65 THGH CĐ1, THGH SD Sau giải sơ đồ MIDAS kết mô men Mb bảng dới Bảng 4.2.2 4.2.3 Nội lực mặt cắt Mc Lm tơng tự nh , ta có bảng kết sau: Bảng 4.2.3 Mặt cắt b Mặt cắt c Đah + Đah + - DC1 2.666 -1.375 DC1 1.7787 -3.2316 DW 1.0276 -1.3007 DW 0.6855 -1.2455 4.2.4 Nội lực mặt cắt Md d Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 0,72H=0,72.1628,156= 1172,272 mm (Khống chế) 0,9de=0,9.(H-y0)=0,9.( 1628,156- 543,549)=976,146 mm y0: toạ độ trọng tâm bó cốt thép mặt cắt gối (Xem bảng 9.1.1) VP =Thnh phần lực ứng suất trớc có hiệu hớng lực cắt tác dụng l dơng ngợc chiều với lực cắt (N) VP = (Pe)sin ( góc hợp phơng nằm ngang v hớng cáp),Vp>0 ngợc chiều với lực cắt Do cách bố trí cốt thép DƯL cong nên gây lực cắt cho dầm(Vp s = min( bv ; 0,8dv ) => s 600 mm Chọn s=100 mm Av = Diện tích cốt thép chịu cắt cự ly S (mm2).Chọn cốt đai 16 Av =2.As (đai nhánh )= 2.3,1415.162/4 = 402,12 mm2 Thiết Kế môn học = Cầu Bê tông cốt thép DƯL Hệ số khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo tra bảng 5.8.3.4.2- 1phụ thuộc v v = góc nghiêng ứng suất nén chéo đợc xác định Điều 5.8.3.4 Xác định v : phụ thuộc vo v v ứng suất cắt bê tông phải xác định theo: v= Vu V p bv d o (5.8.3.4.2-1) Giả thuyết tính đợc ứng biến ứng biến cốt thép phía chịu kéo uốn cấu kiện phải xác định theo : Mu + 0,5 N u + 0,5Vu cot g A ps f pg dv x = 0.002 E s As + E p A ps (5.8.3.4.2-2) Trong = Nu = Hệ số sức kháng cắt Điều 5.5.4.2 => = 0,9 Lực dọc trục tính toán , lấy dơng chịu nén (N) Nu=Nps =Pe(cos) Vu = Lực cắt tính toán (N) Mu = Mô men tính toán (N-mm) fPC = ứng suất thép ứng suất trớc ứng suất bê tông xung quanh 0,0 (Mpa), fPC fPe Có v v tra bảng tính đợc v , kiểm tra có gần với giả thuyết, không giả thuyết lại Tuy nhiên khuôn khổ đồ án TKMH cho =2, =45o + Tính toán v bố trí cốt đai cho đoạn dầm gần mặt cắt gối Lợng cốt đai tối thiểu (5.8.2.5) Thiết Kế môn học MC Vu bv dv s Vc Vs Vp Vn Vr Kiểm tra Cầu Bê tông cốt thép DƯL L/2 395,788 200 1306 300 315,26 1245,35 -395,67 1164,94 1048,446 Đạt Av 0.083 f c, L/4 944,169 298 1228.59 200 320,152 1320,85 -405,28 1235,722 1112,15 Đạt 0,8 m 1482,384 562 1172,272 200 300,002 1880,87 -481,36 1699,512 1529,56 Đạt Gối 1368,351 600 1172,272 200 284,509 1945,617 -482,88 1747,246 1572,521 Đạt 200 ( 250 ) bS = 0.083 55 = 73, 28 mm (lấy Smax =250) 420 fy Vc= 284,509 KN, Vs=1945,617 KN, Vp= - 482,88 KN => Vc + Vs + VP= 284,509 +1945,617 482,88 =1747,246 KN 0,25f'cbvdv + VP= 0,25.600.1172,272.55-482,88 =9670,761 KN Vậy VN=1747,246 KN =>Vr=.VN=0,9.1747,246 =1572,521 KN > Vu=1368,351 KN Vậy mặt cắt gối thỏa mãn cờng độ chống cắt 10.3.2 Tại mặt cắt lại Bảng tính kiểm toán sức kháng cắt theo TTGH CĐ1 10.4 Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng Các vấn đề phải kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng bê tông ứng suất trớc l ứng suất bê tông(5.9.4), biến dạng(độ võng) 10.4.1 Các giới hạn ứng suất bê tông ứng suất bê tông đợc tính trạng thái giới hạn sử dụng I Các giới hạn mức ứng suất bê tông tính toán cờng độ bê tông yêu cầu (Mục 5.9.4.2 Quy trình AASHTO) l : Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL + Lúc căng kéo Giới hạn ứng suất kéo: 0, 25 f ci' = 0, 25 55 = 1,854 > 1.38MPa => giới hạn ứng suất kéo 1,38MPa theo điều (A.5.9.4.1.2-1) fDC1+ fPSI 1.38Mpa Giới hạn ứng suất nén : 0, f ci' = 0, 6.55 = 33Mpa fDC1+ fPSI - 22,95 Mpa Lúc căng kéo có tải trọng DC1 v lực ứng suất trớc Kiểm tra bảng 27 + Lúc khai thác sau mát Giới hạn ứng suất kéo bê tông l 0,5 f c' = 0,5 55 = 3,708Mpa (Điều 5.9.4.2.2-1) fDC1+ fDC2+ fDW+ fLL+IM+fDN+ fPSF 0.5 f c' = 3,708 MPa Giới hạn ứng suất nén bê tông (Điều 5.9.4.2.1-1) * Do DƯL v tải trọng thờng xuyên 0,45fc=0,45.55 = 24,75 Mpa f DC1 + f DC + f DƯW + f psF 24,75 MPa * Do tổng DƯL hữu hiệu, tải trọng thờng xuyên, tải trọng thời, v tải trọng tác dụng vận chuyển v bốc xếp 0,6fc=0,6.55=33 MPa f DC1 + f DC + f DƯW + f LL + DM + f DN + f psF 33 MPa 10.4.2 Tính toán ứng suất mép (nén âm) 10.4.2.1 Lúc căng kéo P P e y ứng suất lực DƯL : fDƯL= i + i A0 I0 t Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL M y Do tự trọng thân: fttbt=- ttbt I0 t Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES 10.4.2.2 Lúc khai thác Pi Pi e y0 + A0 I0 ứng suất lực DƯL : fDƯL= Do tự trọng thân: fttbt=- M ttbt y0 I0 t t Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES+pCR+pSR+pR t M y Do tĩnh tải giai đoạn một: fDC1= DC1 I1 Trong MDC1=(gDC1(bmc)+ gDC1(đỡ)+ gDC1(dn)).m Do tĩnh tải giai đoạn hai: fDC1= ( M DC1 + M DƯW ) y2 t I2 Trong MDC1= (gDC2(lan can)+ gDW).m M y Do hoạt tải: fLL+IM= LL + IM I2 t 10.4.3 Tính toán ứng suất mép dới (nén âm) 10.4.3.1 Lúc căng kéo ứng suất lực DƯL : fDƯL= Do tự trọng thân: fttbt= Pi Pi e y0 A0 I0 M ttbt y0 I0 d d Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES 10.4.3.2 Lúc khai thác Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL P P e y ứng suất lực DƯL : fDƯL= i i A0 I0 M y Do tự trọng thân: fttbt=- ttbt I0 d d Trong đó: Pi=Apa.(0,8fpu-fmấtmát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES+pCR+pSR+pR d M y Do tĩnh tải giai đoạn một: fDC1= DC1 I1 Trong MDC1=(gDC1(bmc)+ gDC1(đỡ)+ gDC1(dn)).m Do tĩnh tải giai đoạn hai: fDC1= ( M DC1 + M DƯW ) y2 d I2 Trong MDC1=(gDC2(lan can)+ gDW).m M y fLL+IM= LL + IM I2 Do hoạt tải: d Các số liệu: e=y0d-yps ; yps,e gọi l độ lệch tâm trọng tâm bó thép so với trục trung ho tiết diện mặt cắt I0, I1, I2, y0d, y0t, y1d, y1t, y2d, y2t: xem bảng 8.3 gDC1(dc), gDC1(bmc), gDC1(dn), gDC1(đỡ), gDC2(lan can), gDW: Xem bảng 5.1 m: Diện tích đờng ảnh hởng mômen mặt cắt phải tính Xem phần 5.3 MLL+IM: Xem bảng 6.3.3.1; bảng 6.3.3.2 Thay số liệu vo công thức , kiểm toán giới hạn ứng suất cho bảng sau: + Lúc căng kéo Pi= e= Mttbt= ƯS thớ MC gối 7028235,67 9,235 0,00 -6,703 Bảng 10.3.1 MC 0.8 6874512,34 80,659 170,265 -10,052 MC L/4 6705291,46 445,056 1250,851 -5,246 MC L/2 6530246,705 601,34 1705,243 -2,83 Mpa.mm2 mm KNm Mpa Thiết Kế môn học ƯS thớdới Cầu Bê tông cốt thép DƯL Đạt -7,235 Đạt Đạt -12,916 Đạt Đạt -18,026 Đạt Đạt -20,205 Đạt + Lúc khai thác Mpa Bảng 10.3.2 Pi= e= Mttbt M1 M2 ƯS thớ 5506321,547 9,235 0,00 0 -6,932 Đạt 5236281,86 80,659 170,265 180,3406 365,8124 -10,251 Đạt 5217920,58 445,056 1250,851 1305,891 3412,53 -16,242 Đạt 5087065,96 601,34 1705,243 1802,56 4621,7130 -19,057 Đạt MPa.mm2 mm KNm KNm KNm Mpa ƯS thớdới -6,805 Đạt -8,763 Đạt 5,014 Đạt 9,758 Đạt Mpa 11 Tính toán dầm ngang - Ton cầu có dầm ngang , tựa dầm chủ , sơ đồ l dầm liên tục nhiều nhịp kê dầm chủ ,ta tính toán dầm giản đơn sau xét đến tính liên tục -Do cầu dầm I kéo sau, dầm ngang lm không gian kết cấu Trong khuôn khổ Đồ án TKMH (Thiết kế theo TCVN22TCN272-01) ta tính dầm ngang lm việc cục để mang tính chất tham khảo 11.1 Nội lực tải trọng cục (hoạt tải) gây Chiều di nhịp tính toán dầm ngang ln = 2,3 m Tính áp lực bánh xe : Ai = P.i yi Pi - áp lực trục bánh xe yi Tung độ đờng ảnh hởng Tính dầm ngang số l1=5,48m ; l2=2,3m Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL l2 2,33 = 0,5 = 0,5 = 0,03647 5,48 + 2.33 l1 + l2 (khi tính coi nh đờng gẫy khúc) - Mô men tải trọng cục Mr đợc tính cách xếp Ai lên đah , sau nhân với hệ số xét đến tính liên tục - Mô men tính toán dầm ngang nhiều nhịp TruckLoad v TendomLoad + nhịp : MaxM 0.5 = .0,7.M0 ; MinM 0.5 = - .0,3.M0 (trong =1,75) + Tại gối giữa: MaxM gối = .0,2.M0 ; MinM gối = - .0,9.M0 M0 = (1+).A zi - Lực cắt : + mặt cắt gối Q gối = .1,15.Q0gối + mặt cắt nhịp : Q 0,5 = .1,15.Q00.5 Q0 =(1+).A.zi a Khi đặt TruckLoad (nội suy yi) Thiết Kế môn học A= Cầu Bê tông cốt thép DƯL (145.1 + 145.0,03647 + 35.0,03647) = 75,7823KN M0 = 1,25.75,7823.0,625 = 59,205 KNm 1,8 m Q0gối = 1,25 75,7823.(1+0,28) = 121,257KN 0,625 Q00.5 = 1,25 75,7823.0,5 = 47,364 KN 1,8 m MaxM gối = 1,75.0,2 59,205 = 20,72 KNm MinM gối = -1,75.0,9.59,205 = - 93,247 KNm 0,28 1,8 m MaxM 0.5 = 1,75.0,7.59,205 = 72,526 KNm 0,5 MinM 0.5 = -1,75.0,3.59,205 = - 31,08 KNm Q gối = 1,75.1,15 121,257 = 244,03 KN Q 0.5 = 1,75.1,15 47,364 = 103,608 KN b Khi đặt TendomLoad (nội suy yi) A= (110.1 + 110.0,2821) = 70,5155KN M0 = 1,25.70,5155.0,625 = 55,090 KNm 1,8 m Q0gối = 1,25.70,5155.(1+0,28) = 112,825 KN Q00.5 = 1,25.70,5155.0.5= 40,066 KN MaxM gối 0,625 1,8 m = 1,75.0,2*55,090 = 19,282 KNm MinM gối = -1,75.0,9.55,090 = -86,766 KNm MaxM 0.5 = 1,75.0,7.55,090 = 67,485 KNm MinM 0.5 = -1,75.0,3 55,090= -58,922 KNm 0,28 1,8 m 0,5 Q gối = 1,75.1,15.112,825 = 227,060 KN Q 0.5 = 1,75.1,6.40,066 = 112,185 KN Mômen v lực cắt tính toán hoạt tải l: M1=93,247 KNm; Q1=244,03 KN 11.2 Nội lực tải trọng phân bố (tĩnh tải) Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Đối với dầm I dầm ngang chịu tĩnh tải TLBT mặt cầu v lớp phủ có đỡ BTCT đỡ trình thi công v để lại vĩnh cửu Tĩnh tải rải đều: g= 24.0,2.1,15 = 5,52 KN/m Coi dầm ngang kê dầm chủ lm việc nh dầm giản đơn(thiên an ton), nhịp tính toán l=2,3m, ta có mômen v lực cắt lớn M1=g.l2/4=5,52.2,32/4=7,30 KNm Q1=g.l/2=5,52.2,3/2=6,348 KN Vậy nội lực để thiết kế dầm ngang l: M=M1+M2=93,247+7,30=100,547 KNm Q= Q1+Q2=244,03+6,348=250,378 KNm 11.3 Bố trí cốt thép Cốt thép bố trí dầm ngang vừa để chịu lực, vừa để liên kết dầm chủ Chiều cao lm việc dầm ngang h0=1150-53=1097 mm Bêtông có fc=35Mpa 12 Cốt thép co fy=420 MPa 30 30 11.4 Duyệt cờng độ kháng uốn 53 Cốt thép đờng kính 22mm 53 200 53 3,1416.22 =760,2672mm2 => Diện tích cốt thép As=2 dp=h0= 1097 mm 1=0,85-((35-28)/7)0,05=0,8 > 0,65 c= As f y 0.85 f 1b f ' c = 760,2672.420 =67,0824mm 0,85.35.0,8.200 a=.c=0,8.67,0824=53,656 mm Mn=As.fs.(dp- a 53,656 )=760,2672.420.(1097).10-6= 341,72 KNm 2 Mr=.Mn=0,9 341,72 = 307,547 KNm > Mu= 100,547 KNm => Thoả mãn Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 11.5 Duyệt cờng độ kháng cắt Vc=0.083 Vs = f c ' bvdv =0,083.0,85 35 200.1150.10-3=90,35 KN Av f y d v (cot g + cot g ) sin s Trong s: bớc cốt thép, chọn s=200 mm Cốt đai dầm ngang sử dụng thép đờng kính 12 mm => Av=2 Vs= 3,1416.12 =226,1952 mm2 226,1952.420.1150(cot g 45) 10 = 546,26 KN 200 Vp= KN Cờng độ kháng cắt danh định: Vn=min[Vc+Vs+Vp , 0,25fc.bv.dv] =min[636,61;2012,5] Vn=636,81 => Vr=0,9.636,81=572,95 KN >Vu= 250,378 KN => Thỏa mãn 12 Tính độ võng cầu 12.1 Tính độ võng lực DƯL P e' P Độ vồng mặt cắt nhịp đợc tính theo công thức 5Wl DƯL= 384 EI W= 8.P.e' l2 P: Lực DƯL có xét đến mát tức thời P=Apa.(0,8fpu-fmất mát)= Apa.(0,8fpu- fpF-fpA) P=5955,71.(0,8.1860-71,02-253,14).10-3=6931,49 KN e: Khoảng cách từ trục trọng tâm đến trọng tâm bó cáp Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL e=823,408-172= 651,408 mm W= 8.P.e' 8.6931,49.0,65148 = =48,11 KN/m l2 27,4 EI(Của tiết diện giảm yếu) I=1,8303.1011 mm4 (Xem bảng 8.3) E=37494,422 Mpa (Xem phần 5) EI=1,8303.1011.37494,422.10-9=6,86.106 KNm2 DƯL= 5.48,11.27,4 = 0.05147 m=51,47mm 384 6,86.10 12.2 Tính độ võng tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải) 12.2.1 Độ võng trọng lợng thân dầm Tiết diên để tính l mặt cắt giảm yếu I= 1,8303.1011 mm4 (Xem bảng 8.3) E= 37494,422 Mpa (Xem phần 5) EI= 1,8303.1011.37494,422.10-9 = 6,86106 KNm2 g DC ( dc ) L 14,3394.27,4 gi= = =0,01534m= 15,34 mm EI 384 384 6,86.10 gDC(dc)=14,3394 (KN/m Xem bảng 3.1) 12.2.2 Độ võng trọng lợng mặt cầu, dầm ngang, đỡ Tiết diên để tính l mặt cắt tính đổi cha liên hợp I= 1,907.1011mm4 (Xem bảng 8.3) E= 37494,422 Mpa (Xem phần 5) EI= 1,907.1011.37494,422.10-9= 7,15.106 KNm2 ( g DC1( dn ) + g DC1( bmc ) + g DC1( ) ).L (10,8 + 1,5445 + 3,344).30,2 gi= = 384 384 EI 7,15.10 = 0,0161 m = 16,1 mm Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL gDC1(dn),gDC1(bmc),gDC1(đỡ) (Xem bảng 3.1) 12.2.3 Độ võng trọng lợng lớp phủ, lan can Tiết diên để tính l mặt cắt liên hợp I= 3,079.1011 mm4 (Xem bảng 8.3) E= 37494,422 Mpa (Xem phần 5) EI= 3,079.1011.37494,422.10-9=11,54.106 KNm2 ( g DC ( lancan ) + g DW ).L (4,148 + 3,885)27,4 gi= = 0,005108m = 384 384 EI 11,54.10 = 5,1 08 mm gDC2(lan can),gDW (Xem bảng 3.1) 12.3 Tính độ võng tức thới hoạt tải có xét lực xung kích x P b a L + Độ võng tính cho dầm giản đơn: Độ võng mặt cắt x lực tập trung P đặt cách đầu dầm a v b: P.b.x ( L b2 x2 ) 6.E.I L x= Với x= L/2 (x 51,47 16,15,108 15,34 13,25 = 1,672 mm > Vậy độ vồng v độ vòng cúa dầm thoả mãn điiêù kiện thiết kế [...]... xe thiết kế Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 4.3.1 Nội lực do Truck Load Do TruckLoad v TendomLoad có khoảng cách 2 trục theo chiều ngang cầu nh nhau(1800mm) nhng TruckLoad có trục sau(145 KN) nặng hơn TendomLoad(110 KN) nên ta chỉ tính nội lực trong bản mặt cầu do TruckLoad Vẽ Đờng ảnh hởng v xếp tải d e f Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Sơ đồ tính mômen phần hẫng của bản mặt cầu. .. 2 2 2 2 Vì không có cốt thép ứng suất trớc ,b=bW v coi As = 0 a ẻ M n = As f y d s 2 Trong đó: AS = Diện tích cốt thép chịu kéo không ứng suất trớc (mm2) fy Giới hạn chảy qui định của cốt thép (Mpa) = Thiết Kế môn học dS = Cầu Bê tông cốt thép DƯL Khoảng cách tải trọng từ thớ nén ngoi cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không ứng suất trớc (mm) A'S = Diện tích cốt thép chịu nén (mm2) f'y... để thiết kết bản mặt cầu l: Mômen TTGH Cờng độ1 Âm 35.32 TTGH Sử dụng 4.4 Vật liệu thiết kế cho bản mặt cầu + Bê tông bản mặt cầu 23.005 Dơng Hẫng 26.53 25.816 16.7 16.222 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL fC = 35 Mpa Cờng độ nén quy định ở tuổi ở tuổi 28 ngy Ec = 0,043 yc1,5 f c' (A5.4.2.4-1) => Ec= 29910.202 MPa + Cốt thép fy= 420 Mpa Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép Es=... (mm) 4.5.2 Bố trí cốt thép dơng cho bản mặt cầu( cho 1 mét dài bmc) và kiểm toán theo THGH Cờng độ 1 Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL + Không xét đến cốt thép chịu nén (bố trí cho mômen âm của bản mặt cầu) + Mômen tính toán cho mômen dơng của bản mặt cầu Mu=26.53 KNm (Xem bảng trên) + Ta chọn trớc số thanh rồi kiểm toán cờng độ + Bố trí 5 thanh cốt thép 16 => Diện tích cốt thép As=5 dp=ts-... suất trong bê tông Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Do nhịp của bản nhỏ v không có thép dự ứng lực nên trong đồ án ny chỉ kiểm toán nứt đỗi với bản mặt cầu theo Điều 5.7.3.4 Các cấu kiện phải đợc cấu tạo sao cho ứng suất kéo trong cốt thép ở trạng thái giới hạn sử dụng fsa không đợc vợt quá f s f sa = Z 0,6 f (dc A)1 / 3 (A.5.7.3.4-1) Trong đó : dc =chiều cao phần bê tông tính từ thớ ngoi... bằng 0,38 mm2/mm Theo thiết kế trên cốt thép theo phơng chính 1,11mm2/mm v theo phơng dọc l 0,22 mm2/mm < 0,38mm2/mm =>phải bố trí cốt thép theo phơng dọc, chọn No10 @200 As= 0.5mm2/mm Khoảng cách lớn nhất giữa cốt thép l 450mm Bố trí cốt thép bản đáy dầm hộp Theo Điều 5.14.1.3.2b Cốt thép trong bản đáy dầm hộp đợc bố trí nh sau: Cốt thép bố trí theo phơng dọc cầu Tổng diện cốt thép As= 0,4%(diện tích... 0,4(150)(8040) = 4824mm2 Bố trí cốt thép 2 lớp: Lớp dới chịu mô men dơng do tải trọng bản thân v nhiệt độ bố trí thép Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL No15 @250 số thanh 804/25+1 =33 thanh =>tổng diện tích 330.200 = 6600mm2 >4824mm2 Lớp trên bố No10@250 Cốt thép theo phơng ngang cầu: Tổng diện cốt thép As= 0.5%(diện tích của cánh ) = 0.5(150)(8 040) = 6300mm2 Bố trí cốt thép 2 lớp: Lớp dới chịu mô... bánh xe do các lực ly tâm v lực hãm không cần đa vo tính toán bản mặt cầu Xe tải thiết kế hoặc xe hai bánh thiết kế phải bố trí trên chiều ngang sao cho tim của bất kỳ tải trọng bánh xe no cũng không gần hơn (3.6.1.3.1) : + 300mm tính từ mép đá vỉa hay lan can: Khi thiết kế bản mút thừa + 600mm tính từ mép ln xe thiết kế: Khi thiết kế các bộ phận khác Do cầu không có dải phân cách xe thiết kế có thể đi... 450mm Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL Smax 1,5x180=270 (mm) 4.5.3 Bố trí cốt thép âm cho phần hẫng của bản mặt cầu( cho 1m dài bmc) và kiểm toán theo THGH CĐ 1 Để thận tiên cho thi công: Bố trí 2 mặt phẳng lới cốt thép cho bản mặt cầu nên cốt thép âm cho phần hẫng đợc bố trí giống cốt thép âm(5 thanh 16) Chỉ tiến hnh kiểm toán + Mômen tính toán cho mômen âm của bản mặt cầu Mu=25.002 (Xem bảng... + 1,18) = 0.984 Khống chế 2 gm=e gbên trong trong đó e = 0,77+ de Hai ln thiết kế chịu tải = 0,77+ 2800 750 = 1.0378 2800 gm=0.6417.1,0378= 0.666 b Hệ số phân phối hoạt tải theo ln đối với lực cắt + Đối với dầm giữa (ASSHTO Bảng 4.6.2.2.3a-1): Một ln thiết kế chịu tải Thiết Kế môn học gv= 0,36 + S 7600 Cầu Bê tông cốt thép DƯL = 0,36+ 2500 7600 = 0.6889 Hai ln thiết kế chịu tải gv= 0,2 + S S 2500 .. .Thiết Kế môn học Cầu Bê tông cốt thép DƯL 7.1 Thép 7.2 B tông Chọn bố trí cáp dự ứng lực 8.1 Chọn cáp dự ứng lực 8.2 Bố trí cáp dự ứng lực 8.3 Tính tính đặc trng hình học Tính toán mát ứng. .. 1.gDW.-)] Vu= 0,9 5[1.(1 0,8 +1 4,3 394+ 1,5 445+ 3,3 44+ 4,1 48) 3,4 25 - 1.(1 0,8 +1 4,3 394+ 1,5 445+ 3,3 44+ 4,1 48) 3,4 25+ (1. 3,8 85. 3,7 75-1. 3,8 85. 3,7 75)]= 0 7 + Đờng ảnh hởng lực cắt mặt cắt 1/4 nhịp,cách gối 0,8 m v gối... 0,6 5.gDW.-)] Vu= 0,9 5[ 1,2 5(10.8+1 4,3 394+ 1,5 445+ 3,3 44) 3,4 25 - 0,9 (10.8+1 4,3 394+ 1,5 445+ 3,3 44) 3,4 25+ + ( 1,5 . 3,8 85. 3,4 25 - 0,6 5. 3,8 85. 3,4 25)] = 44.94 KN Dầm ngoi(chịu ton tải trọng lan can) Vu= 0,9 5[ 1,2 5(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)+gDC1(đỡ)+gDC2)+-