Đồ Án Cầu Thép Chiều Dài Nhịp Tính Toán Ltt=32m (Kèm Bản Vẽ Cad)

ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi CHNG M U GII THIU NHIM V N THIT K 1.1 S liu thit k: Chiu di nhp tớnh toỏn : Ltt = 32m Kh cu : K = 7,0 + x m Ti trng thit k : Hot ti HL93 Ti trng ngi : 250 daN/m2 1.2 Ni dung thit k: La chn tit din dm ch Kim tra tit din dm ch theo cỏc trng thỏi gii hn Thit k liờn kt gia cỏc b phn tit din dm ch Thit k mi ni dm ch Thit k h neo liờn kt 1.3 Tiờu chun ỏp dng: Tiờu chun c ỏp dng l tiờu chun 22TCN 272 - 05 Trang1: ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi CHNG I LA CHN TIT DIN DM CH V TNH TON NI LC 1.1.XC NH CC KCH THC MT CT DM CH 1.1.1.Chn tit din dm ch C s chn tit din dm: + Theo iu kin kinh t + Theo kinh nghim + Theo iu kin cng 1.1.1.1.Chn theo kinh nghim: + i vi cu dm thộp liờn hp bn BTCT kt cu nhp gin n gm cỏc dm ch t song song cựng bn mt cu thỡ cú th chn chiu cao dm (k c bn): H=( 1 1 ữ )L tt =( ữ ).3200 = (128ữ213,33)(cm) 15 25 25 15 Theo 22TCN272-05 khuyn cỏo thỡ chiu cao ca dm thộp c ly ti thiu nh sau: D= 0,033.3200 = 105,6(cm) Chiu cao ca ton b dm thộp liờn hp vi bn bờtụng ct thộp c ly nh sau: H = 0,04.3200 = 128(cm) S b chn chiu cao phn dm thộp: D= 170(cm) Chiu dy ca bn mt cu ly khụng nờn nh hn 190(mm) (cú cng thờm 15mm lp chng hao mũn) m bo cho dm thộp kh nng chu lc ng thi chiu dy ca bn bờtụng c xỏc nh theo AASHTO: ts = S+3000 2150+3000 = = 171, 7(mm) 30 30 Chn chiu dy ca bn mt cu ts =20(cm); phn vỳt:tvs = 10(cm) Vy chiu cao ca tit din liờn hp: H= 190(cm) Chn cỏc kớch thc ca tit din dm thộp: + Sn dm: Chiu dy sn dm :tw khụng c nh hn 12(mm) + Bn biờn: Trang2: ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi Chiu rng khụng nh hn 1/6 chiu cao dm v nh hn hoc bng 24 ln b dy bn biờn Chiu dy bn biờn ln hn hoc bng 1,1tw (chiu dy sn dm) 1.1.1.2.Chn theo iu kin kinh t Tc l chn cho lng thộp l nh nht cú th Nú c xỏc nh theo cụng thc: D=A M Fy Trong ú : A: H s ly theo kinh nghim ph thuc cu to bn biờn v sn dm, thng ly 5.5-6,5; ly 6,5 i vi dm hn nhp nh; Fy: Cng chy ca thộp dm, Fy = 345(MPa); M (kN.m): mụmen cú h s ti tit din gia nhp ca dm biờn 1.1.1.2.1.Tớnh toỏn lng bn mt cu Bng 1-1 Cu kin Kớ hiu Biu thc Kt qu Th tớch BT bn Vbmc (0,2 ì 7,8+0,55 ì 0,1 ì 4+0,5 ì 0,525 ì 0,1) ì 32 57,36 mt cu Trng lng BT DCbmc 57,36 ì 24 1376,64 bn mt cu Hm lng thộp G2 n v m3 kN kN 1.1.1.2.2Tớnh toỏn lng lan can - tay vn: Trờn nhp 32m ta b trớ 17 ct lan can tng ng vi 16 bc tay vn, mi bc tay bng ng INOX di 2,0m Bng 1-2 Bng tớnh toỏn lng lan can tay mt nhp Trang3: ỏn mụn hc: Thit k cu thộp Cu kin Chiu di ng INOX Trng lng ng INOX Trng lng thộp lan can Th tớch BT phn chõn ca lan can- tay Trng lng BT phn chõn ca lan can- tay Tng trng lng Hm lng thộp GVHD: Vit Hi Kớ hiu L Biu thc Kt qu n v 32 ì 128 m DCtv 128 ì 5,82 ì 10-2 7,45 kN DCtlc 0,06 ì 0,002 ì 78,5 ì 34 0,32 kN Vlc (0,3 ì 0,2+0,2 ì 0,8) ì 17 ì 7,48 m3 DCblc 7,48 ì 24 179,52 kN DC2 G2 DCtv +DCtlc+DCblc 7,48 ì 1,75 187,29 13,09 kN kN 1.1.1.2.3.Tớnh toỏn lng cỏc lp mt cu: Bng 1-3 Bng tớnh toỏn lng cỏc lp mt cu mt nhp Cu kin Kớ hiu Biu thc Kt qu n v Lp1: Bờ tụng nha dy DW1 0,06 ì 7,0 ì 23 9,66 kN/m 6(cm) Lp2: Phũng nc dy DW2 0,005 ì 7,0 ì 15 0,525 kN/m 0,5(cm) Tng cng : DW DW1+DW2 10,185 kN/m Tớnh Tng lng cỏc lp ph mt cu trờn 1m di:DW = 10,185(kN/m) 1.1.1.2.4.Tớnh toỏn lng dm ch: Trng lng thộp ca dm c xỏc nh theo cụng thc gn ỳng ca giỏo s N.X.Xtreletxki : DCdc = 1,75ìaìK +1,4ìbìDC mc ìL tt Fy -1,4ì ( 1+ ) bìL tt Trong ú : DCdc : Trng lng thộp trờn 1m di dm Ltt : Nhp tớnh toỏn ca dm , L = 32(m) 1,75 v 1,4 : Cỏc h s ti trng i vi hot ti v tnh ti Fy= 3,45.105(kN/m2): Cng chy nh nht ca thộp lm dm = 0,12: H s xột n trng lng h liờn kt a,b : Cỏc c trng trng lng ,ly tu theo kt cu nhp khỏc Trang4: ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi Vi cu dm , ta ly a = b =5 =78,5(kN/m ) : Trng lng riờng ca thộp lm dm DCmc :Trng lng phõn b u ca bn mt cu, lan can tay v cỏc lp mt cu trờn 1m di ca dm, tớnh chia cho cỏc dm ch: (4dm) DCmc =DCbmc+DC2+DW (kN/m) DCmcdn = 10,19+1,463+2,412=14,065 (kN/m) DCmcdtr = 11,32+1,463+2,681=15,464 (kN/m) K0: Ti trng tng ng ca hot ti thit k cú k n lc xung kớch v h s phõn b ti trng K0= gmLL ì ((1+IM) ì m ì ktd+9,3)+ 4,0 ì gmPL (kN/m) Trong ú: 1+IM: H s xung kớch c tớnh nh sau: Theo tiờu chun 22TCN 272-05, tỏc ng tnh hc ca xe hai trc thit k hay xe ti thit k khụng k lc ly tõm v lc hóm, phi c tng thờm mt t l phn trm cho lc xung kớch H s xung kớch c ly bng: (1+IM/100) Vi IM: Lc xung kớch tớnh bng phn trm Tt c cỏc trng thỏi gii hn khỏc tr trng thỏi gii hn mi v giũn ly IM = 25% Vy: (1+IM)=1+ 25 =1,25 100 1.2m 110KN 31.2m xe2 truỷ c thióỳ t kóỳ 35KN 4.3m xetaới thióỳ t kóỳ 4.775 5.55 145KN 4.3m 5.85 7.8 3.225 145KN 110KN ktd: Ti trng tng ng ca hot ti xe thit k ng vi ng nh hng dng tam giỏc nh ẳ nhp 9.3KN/m Hỡnh 1-1: ng nh hng mụmen ti ẳ nhp v cht ti bt li n Ta cú: ìk td = Pi ìyi i=1 Suy ra: k td1 = Pi ìyi / = (145.5,85 + 145.3, 225 + 35.4,775) / 91, 26 = 14,66(kN / m) i=1 Trang5: ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi k td2 = Pi ìyi / = (110.5,85 + 110.5,55) / 91, 26 = 13,74(kN / m) i=1 Chn ktd = max( ktd1, ktd2)=14,66 kN/m gmLL, gmPL: cỏc h s phõn b ngang ca hot ti theo ln i vi momen 1.1.2 H s phõn b ngang * Xỏc nh h s phõn b hot ti theo ln i vi momen ca dm v dm ngoi: 1.1.2.1 H s phõn b ngang cho momen: 1.1.2.1.1 i vi dm trong: Vỡ s dm ch Nb =4 nờn ta dựng cụng thc tớnh h s phõn b ngang 0.1 0.4 0.3 S S Kg - Mt ln thit k chu ti: mg = 0, 06 + ữ ữ 3ữ 4300 L Lt s SI M 0.4 0.3 0.1 2000 2000 mg = 0, 06 + ữ x ữ x ( 1, ) = 0,38 4300 32000 SI M 0.1 - Hai ln thit k chu ti: mg MI M 0.6 0.2 S S Kg = 0, 075 + ữ ữ 3ữ 2900 L Lt s 0.6 0.2 2000 2000 mg MI M = 0, 075 + ữ ữ 2900 32000 ( 1, ) 0.1 = 0,535 SI MI Vy chn h s phõn b moment cho dm trong: Max ( mg M , mg M ) = 0,535 1.1.2.1.2i vi dm ngoi: - Mt ln thit k chu ti: Dựng nguyờn tt ũn by Theo ú ly cõn bng moment i vi gi gi nh ta c: 7600 3500 3500 300 300 1800 1200 1800 600 gia?thiờt la`khop 800 2000 1900 Hỡnh 1-2: ng nh hng phn lc ti gi R Trang6: ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi R= P 1900 + 100 ữ = 0,5P 2000 - Khi cú mt ln xe cht ti, h s ln xe l 1.2 nh vy h s phõn b l: mgSE M = 1, ì 0.95 + 0.05 = 0, - Hai ln thit k chu ti: H s iu chnh ti trng: de= Sk(on hõng) - Blancan= 800-300=500mm e = 0, 77 + de 1, 2800mm e = 0, 77 + 500 = 0,95 1, dựng e = 1,0 2800 MI mg ME M = e ì mg M = 1ì 0,535 = 0,535 Vy chn h s phõn b moment cho dm ngoi: SE ME mgM =Max ( mg M , mg M ) = 0, 1.1.2.2 Xỏc nh h s phõn b ngang cho lc ct 1.1.2.2.1 i vi dm - Mt ln thit k chu ti: mgSIV = 0,36 + mgSIV = 0,36 + S 7600 2000 = 0, 623 7600 - Hai ln thit k chu ti: mg MI V = 0, + S S ữ 3600mm 10700mm mg MI V = 0, + 2000 2000 ữ = 0, 721 3600 10700 SI MI Vy chn h s phõn b lc ct cho dm trong: Max ( mg V , mg V ) = 0, 721 1.1.2.2.2 i vi dm ngoi: - Mt ln thit k chu ti: Dựng nguyờn tt ũn by SE mgSE V = mg M = 0, - Hai ln thit k chu ti: Trang7: ỏn mụn hc: Thit k cu thộp H s iu chnh cho lc ct dm ngoi: e = 0, + GVHD: Vit Hi de 500 = 0, + = 0, 77 3000 3000 MI mg ME V = e ì mg V = 0, 77 ì 0, 721 = 0,555 Vy chn h s phõn b lc ct cho dm ngoi: SE ME mgV =Max( ( mg V , mg V ) = 0, Bng 1-4: bng tng hp h s phõn b ngang ca moment v lc ct: H S PHN B NGANG Moment Dm LL 0,535 Dm ngoi LL 0,600 Thay cỏc giỏ tr vo cụng thc tớnh K0 ta xỏc nh c: lc ct 0,721 0,600 * i vi dm biờn: K01= 0,6(1,25 ì ì 14,66+9,3) = 16,575(kN/m) * i vi dm trong: K02= 0,535(1,25 ì ì 14,66+9,3) = 14,779(kN/m) Thay cỏc giỏ tr vo cụng thc N.X-Xtreletxki, nh c: DCdcb = DCdctr = 1,75ì5ì16,575+1,4ì5ì14,065 ì32=1,880(kN/m) 3,45.105 -1,4ì5ì(1+0,12)ì32 78,5 1,75ì5ì14,779+1,4ì5ì14,464 ì32=1,780(kN/m) 3,45.105 -1,4ì5ì(1+0,12)ì32 78,5 Chn DCdc= max(DCdcb ,DCdctr)=1,880(kN/m) Trng lng thộp dm ch ca nhp : DCdc= 1,88ì32ì4= 240,64(kN) Trng lng thộp ca h liờn kt : DClk= 0,12 ì DCdc= 28,877(kN) Vy: D=A M 4836,33 =6,5 =1,57(m) Fy 3,45.105 1.3.1.2 Chn theo iu kin cng Tc l khng ch vừng ca dm.Theo AASHTO, vừng hot ti cú k n xung kớch phi nh hn 1/800 chiu di nhp,ngha l : LL+IM l 800 iu ny s c kim tra sau Trang8: ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi 1.3.1.3 Theo diu kin chng mt n nh cc b: Chn v kim tra sau Qua mt s yờu cu ca dm liờn hp trờn ta chn tit din dm nh sau: Bng 1-5 Cu kin Ký hiu Kớch thc Chiu rng bn biờn trờn btf 30 Chiu dy bn biờn trờn ttf 1,7 Chiu rng bn biờn di bbf 40 Chiu dy bn biờn di tbf 2,3 Chiu rng bn tỏp btb 35 Chiu dy bn tỏp ttb 1,5 Chiu cao vỏch dm Dw 166 Chiu dy vỏch dm tw 1,7 Chiu cao dm thộp d 170 Chiu cao phn vỳt tvs 10 Chiu dy bn mt cu ts 20 Chiu cao ca tit din liờn hp H 190 1.3.2 Xỏc nh chiu rng cú hiu ca bn cỏnh: n v cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm 1.3.2.1 Dm trong: Chiu rng hu hiu ca bn cú th ly l giỏ tr ca giỏ tr sau: - chiu di nhp - 12 ln dy trung bỡnh ca bn cng vi s ln hn ca b dy bn bng dm hoc ẵ chiu rng bn cỏnh trờn ca dm - Khong cỏch trung bỡnh gia cỏc dm k Vy: bi L/4 = 3200/4 = 80(cm) bi 12.18+17 = 233(cm) bi S=200(cm) Vy chiu rng cú hiu ca bn cỏnh dm l: bi = 200(cm) 1.3.2.2 Dm ngoi: B rng hu hiu ca bn cỏnh cú th c ly bng ẵ b rng hu hiu ca dm gia cng tr s ca cỏc i lng sau: Trang9: ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi 1/8 chiu di nhp; ln chiu dy trung bỡnh ca bn cng s ln hn ca ẵ chiu dy vỏch hoc ẳ chiu rng bn cỏnh trờn ca dm; Chiu rng ca phn hõng Vy: b L/8 = 3200/8 = 400(cm) b 6.18+17/2 = 116,5(cm) b 80(cm) Vy: b= 80(cm) Vy chiu rng cú hiu ca bn cỏnh dm biờn l: b e = b + bi =180(cm) 1.3.3 Vt liu 1.3.3.1 Bờ tụng bn mt cu: ' Bn mt cu BTCT cú cng chu nộn 28 ngy tui : f c = 30(MPa); f c' =0,043.(2400)1,5 30 = 27691, 47(MPa) Mouyn n hi : E=0,0431,5 c 1.3.3.2 Thộp lm dm Dm ch l dm t hp hn c lm t thộp hp kim thp cng cao M270M cp 345cú: - Cng chu kộo nh nht Fu = 450(MPa) - Cng chy nh nht Fy =345(MPa) - Mụuyn n hi Et=200000(MPa) - H s gión n nhit =11,7.10-6 mm/mm/oC Dựng que hn:E7018- W(thộp vt liu hn cp 70 (ksi) )- hn tay v hn h quang 1.3.4 Xỏc nh h s quy i n n= Et 200000 = =7,22 E b 27691, 47 chn n=8 i vi ti trng tm thi: n=8 i vi ti trng di hn: 3n=3 ì 8=24 1.4 TNH C TRNG HèNH HC CA MT CT DM 1.4.1 i vi mt ct nguyờn Din tớch mt ct nguyờn: A NC =Btf t tf +Bbf t bf +Btb t tb +D w t w Mụmen tnh ca mt ct i vi mộp di cựng ca mt ct: Trang10 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi 152,987 + 1.1.345 Fncf= = 248,994 0, 75.1.1.345 = 258, 75MPa Fncf = 258, 75( MPa ) Lc thit k mi ni bn cỏnh trờn: Pncu = Fncf.Aetop = 258,75.4107 = 1062,69kN 4.2.4.Tớnh toỏn mi ni: 4.2.4.1.Tớnh toỏn mi ni bn cỏnh trờn (bn cỏch chu nộn) 4.2.4.1.1.Kớch thc bn ni: Chn thộp bn ni: Bn ni ngoi: 300mm x13mm Bn ni trong: x140mm x13 mm 12 60 40 140 13 17 40 300 100 Hỡnh 4-6: B trớ bu lụng bn cỏch trờn ca dm Din tớch mt ct ngang ca bn ni v ngoi: bn ni trong: Ain=2.tin.bin = 2.13.140= 3640mm2 bn ni ngoi: Aout=tout.bout=13.300 = 3900mm2 Nu din tớch tng hp ca bn ni nm khong 10% din tớch ca bn ni ngoi Khi ú c bn ni bờn ngoi v bờn s c thit k cho 1/2 lc thit k bn cỏnh kim tra: (1-Ain/Aout).100% < 10% (1-Ain/Aout).100% = (1 3640/3900) = 6.67% < 10% Abn ni = 300x13 + 140x13x2 = 7540mm2 Al = 4x13x22x2 = 2288mm2 Agim yu = 7540 2288 = 5252mm2 > Anguyờn = 300x17 = 5100mm2 Vỡ din tớch thc ca bn ni ln hn din tớch ca bn biờn trờn Do ú phỏ hoi thỡ bn biờn phỏ hoi trc Do vy khụng cn kim tra mi v kim tra un cho mi ni liờn kt bn biờn trờn 4.2.4.1.2.Sc khỏng kộo tớnh toỏn ca cỏc bn ni: Sc khỏng kộo tớnh toỏn Pr ly giỏ tr nh hn hai giỏ tr sau: Pr1 = y Pny = y Fy A g Pr = Pr2 = u Pun = u Fu A u U Trang61 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi Trong ú: y =1; u =1: h s sc khỏng i vi chy deo v t góy ca b phõn chu kộo Fy = 345Mpa : cng chy ca bn ni Fu = 450Mpa: cng d chu kộo ca bn ni Ag: din tớch mt ct ngang nguyờn ca bn ni An: din tớch thc ca bn ni U=1 (6.13.5.2): H s trit gim xột n hin tng tr trt + Bn ni trong: Ag = Ain=3640mm2 An=2.(bin-2.dl).tin=2.(140-2.22).13=2496mm2 Pcu/2 = 1062,69/2 =531,35kN OK + Bn ni ngoi: Ag = Aout= 3900mm2 An=(bout-4.dl).tout=(300-4.22).13=2756mm2 Pcu/2 = 1062,69/2 =531,35kN OK 4.2.4.1.3.Tớnh toỏn sc khỏng danh nh ca mt Bu lụng Nh ó núi trờn, tit din dm thỡ bn biờn úng vai trũ ch yu l chu mụmen cho tit din dm, vy m phỏ hoi inh cú th xy mt s trng hp phỏ hoi nh sau: inh b ct t, inh chu ộp mt, inh cng cú th b nh Vỡ vy m tớnh toỏn mi ni ca bn biờn ta phi thit k cho sc khỏng danh nh ca inh khụng nh hn lc tỏc dng lờn inh +Tớnh toỏn sc khỏng ct ca bulụng: Sc khỏng ct danh nh ca bulụng cng cao, theo phng tỏc dng ca ti trng khong cỏch gia cỏc bulụng xa nht khụng quỏ 1270mm ly nh sau: + Khi ng ren rng nm ngoi mt phng ct: Rn = 0,48.Ab.Fub.Ns Trong ú: Ab din tớch bulụng theo ng kớnh danh nh = 3,14x102 = 314mm2 Fub cng chu kộo nh nht ca bulụng = 830MPa Ns s mt phng ct cho mi bulụng Suy Rn = 0,48.314.830.2 =250,19kN Sc khỏng ct tớnh toỏn: Ru= s Rn = 0,8 250,19 = 200,16kN S bulụng yờu cu cho mi bờn: N bot = Pcu 1062, 69 = = 5,3bu lụng chn Nb l = bu lụng Rr 200, Trang62 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi + Sc khỏng trc: Sc khỏng trc tớnh toỏn ca bu lụng liờn kt ma sỏt TTGHSD: Rr = Rn Sc khỏng trc danh inh ca bu lụng liờn kt ma sỏt c tớnh nh sau: Rn = Kh Ks Ns Pt Trong ú: Ns = 2: s lng mt ma sỏt cho mi bu lụng Pt = 142kN: lc cng ti thiu yờu cu bu lụng Kh = 1: h s kớch thc l Ks = 0.5: h s iu kin b mt Rn = 1.0,5.2.142 = 142kN Sc khỏng trc tớnh toỏn: Rr = Rn = 142 = 142kN Lc thit k cho liờn kt ma sỏt l lc trng thỏi s dng Pcu = fSDtop.Aetop =115,524 8087 = 934,24kN S bulụng yờu cu cho mi bờn: N bot = Pcu 932, 24 = = 6,58bu lụng < 8bu lụng Rr 142 Vy: s bu lụng yờu cu cho mi bờn liờn kt bn biờn trờn l: bu lụng 4.2.4.1.4 B trớ cỏc bu lụng: + Khong cỏch ti thiu: Theo cu to thỡ khong cỏch ca cỏc bulụng t tim n tim khụng c nh hn ln ng kớnh ca nú, ngha l khụng nh hn 60mm + Khong cỏch ti a: - m bo ộp xớt mi ni ca liờn kt, chng m thỡ khong cỏch t tim bulụng n ngoi k vi cnh t ca bn ni hay thộp hỡnh phi tha: S (100+4t) 175mm -Nu cú mt hng th hai b trớ so le vi hng m cú khong cỏch n mộp t nh hn (38+4t) thỡ c li so le S gia hai hng inh tho món: S 100 + 4t( 3g ) 175mm Trong ú: t: chiu dy nh hn ca bn ni hay thộp cn ni(mm) g: khong cỏch ngang gia cỏc bulụng(mm) + Bc dc ln nht cho bu lụng ghộp u chu nộn: Bc dc bu lụng lien kt cỏc b phn ca chu nộn khụng vt quỏ ln ng kớnh ca bu lụng tc l 80mm trờn on chiu di bng 1.5 ln chiu chiu rng ln nht ca Ngoi on ny bc cú th tng dn trờn on chiu Trang63 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi di bng 1,5 ln chiu rng ln nht ca cho n t c bc dc ln nht cú th + Khong cỏch n mộp thanh: - Khong cỏch nh nht t l bu lụng n mộp khụng nh hn 26mm (ng kớnh bu lụng d=20mm) - Khong cỏch ln nht t l bu lụng n mộp khụng ln hn ln chiu dy ca bn ni mng nht hoc bng 125mm T nhng khng ch v khong cỏch ti a, ti thiu va nờu ta cú th a cỏch b trớ cỏc bulụng dựng cho mi ni bn biờn trờn v biờn di nh sau: 4.2.4.2.Tớnh toỏn mi ni bn cỏnh di (bn cỏnh chu kộo) 4.2.4.2.1.Kớch thc bn ni: Chn thộp bn ni: Bn ni ngoi: 400 x 16 (mm) Bn ni trong: x 170 x 17 (mm) 170 70 160 16 23 17 50 400 Hỡnh4-7: B trớ bu lụng bn cỏch di ca dm Din tớch mt ct ngang ca bn ni v ngoi: bn ni trong: Ain=2.tin.bin = 2.17.170= 5780mm2 bn ni ngoi: Aout=tout.bout=16.400 = 6400mm2 Nu din tớch tng hp ca bn ni nm khong 10% din tớch ca bn ni ngoi Khi ú c bn ni bờn ngoi v bờn s c thit k cho 1/2 lc thit k bn cỏnh kim tra: (1-Ain/Aout).100% < 10% (1-Ain/Aout).100% = (1 5780/6400) = 9,69% < 10% Abn ni = 400x17 + 170x17x2 = 12580mm2 Al = 4.22.(16+17) = 2904mm2 Agim yu = 12580 2904 = 9676mm2 > Anguyờn = 400.23 =9200mm2 Vỡ din tớch thc ca bn ni ln hn din tớch ca bn biờn di Do ú phỏ hoi thỡ bn biờn phỏ hoi trc Do vy khụng cn kim tra mi v kim tra un cho mi ni liờn kt bn biờn di 4.2.4.2.2.Sc khỏng kộo tớnh toỏn ca cỏc bn ni: (6.8.2) Sc khỏng kộo tớnh toỏn Pr ly giỏ tr nh hn hai giỏ tr sau: Trang64 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi Pr1 = y Pny = y Fy A g ( 6.8.2.1 1) Pr = Pr2 = u Pun = u Fu Au U ( 6.8.2.1 ) Trong ú: y =1; u =1: h s sc khỏng i vi chy deo v t góy ca b phõn chu kộo Fy = 345Mpa : cng chy ca bn ni Fu = 450Mpa: cng d chu kộo ca bn ni Ag: din tớch mt ct ngang nguyờn ca bn ni An: din tớch thc ca bn ni U=1 (6.13.5.2): H s trit gim xột n hin tng tr trt + Bn ni trong: Ag = Ain= 5780mm2 An=2.(bin-2.dl).tin=2.(170-2.22).17=4284mm2 Pcu/2 = 2338,7/2 =1169,35kN + Bn ni ngoi: Ag = Aout= 6400mm2 An=(bout-4.dl).tout=(400-4.22).16=4992mm2 Pcu/2 = 2338,7/2 =1169,35kN 4.2.4.2.3.Tớnh toỏn sc khỏng danh nh ca mt Bu lụng Nh ó núi trờn, tit din dm thỡ bn biờn úng vai trũ ch yu l chu mụmen cho tit din dm, vy m phỏ hoi inh cú th xy mt s trng hp phỏ hoi nh sau: inh b ct t, inh chu ộp mt, inh cng cú th b nh Vỡ vy m tớnh toỏn mi ni ca bn biờn ta phi thit k cho sc khỏng danh nh ca inh khụng nh hn lc tỏc dng lờn inh + Tớnh toỏn sc khỏng ct ca bulụng: Sc khỏng ct danh nh ca bulụng cng cao, theo phng tỏc dng ca ti trng khong cỏch gia cỏc bulụng xa nht khụng quỏ 1270mm ly nh sau: + Khi ng ren rng nm ngoi mt phng ct: Rn = 0,48.Ab.Fub.Ns Trong ú: Ab din tớch bulụng theo ng kớnh danh nh = 3,14x102 = 314mm2 Fub cng chu kộo nh nht ca bulụng = 830MPa Ns s mt phng ct cho mi bulụng Suy Rn = 0,48.314.830.2 =250,19kN Sc khỏng ct tớnh toỏn: Ru= s Rn = 0,8 250,19 = 200,16kN S bulụng yờu cu cho mi bờn: Trang65 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp N bot = GVHD: Vit Hi Pcu 2338, = = 11, 7bu lụng chn Nb l = 12bu lụng Rr 200, + Sc khỏng trt: Sc khỏng trc tớnh toỏn ca bu lụng liờn kt ma sỏt TTGHSD: Rr = Rn Sc khỏng trc danh inh ca bu lụng liờn kt ma sỏt c tớnh nh sau: Rn = Kh Ks Ns Pt Trong ú: Ns = 2: s lng mt ma sỏt cho mi bu lụng Pt = 142kN: lc cng ti thiu yờu cu bu lụng Kh = 1: h s kớch thc l Ks = 0.5: h s iu kin b mt Rn = 1.0,5.2.142 = 142kN Sc khỏng trc tớnh toỏn: Rr = Rn = 142kN Lc thit k cho liờn kt ma sỏt l lc trng thỏi s dng Pcu = fSDbot.Aebot = 157,885 8087 = 1276,82kN S bulụng yờu cu cho mi bờn: N bot = Pcu 1276,82 = = 8,99bu lụng < 12bu lụng Rr 142 Vy: s bu lụng yờu cu cho mi bờn liờn kt bn biờn di l: 12 bu lụng 4.2.4.2.4 B trớ cỏc bu lụng: iu kin b trớ cỏc bu lụng liờn kt bn biờn di cng tng t nh b trớ cỏc bu lụng liờn kt bn biờn trờn 4.2.4.3.Tớnh toỏn mi ni bn bng (6.13.6.1.4-b) Trong tit din dm thỡ sn dm l b phn ch yu l chu ct cho dm ch, chu un rt ớt i vi mi ni chu ct ca sn dm thỡ lc ct kộo di trờn sut chiu cao ca vỏch dm Mi ni chu ct ca vỏch dm ta cú th dựng bn ni, liờn kt bng bulụng i xng hai bờn vỏch dm S hng inh ti thiu phi cú mi phớa ca mi ni l 02 hng an ton thụng thng ngi ta b trớ mi ni ca bn biờn v vỏch dm cỏc v trớ khỏc nhau, nhng iu ny s gõy khú khn, phc thi cụng, n gin ta b trớ mi ni ca bn biờn v dm ch ti cựng mt tit din dm Vỏch dm l phn ch yu l chu ct chu mụ men rt ớt nhng an ton thỡ thit k ngi ta võn thit k mi ni cú th chu c lc ct v mụmen, vỡ c i vi vỏch dm chu ct thun tuý võn xut hin mụmen, cũn nu dựng bn ni mụmen xut hin lch tõm ca lc ct 4.2.4.3.1.chn v b trớ s b cỏc bulụng dựng cho mi ni sn dm: Chn loi bulụng cng cao cú ng kớnh bulụng l d = 20mm Trang66 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi L bt bu lụng l loi l chun cú ng kớnh 22mm Chn thộp bn ni cú tit din: 2x1600x12 mm Ngoi nhng chỳ ý v cu to ca bulụng phn mi ni biờn dm ta cũn cú mt s chỳ ý v cu to ca phn mi ni sn dm: -Bc dc ca bulụng khụng vt quỏ 12t = 12x12 = 144mm -Khong cỏch ngang gia cỏc hng bulụng k khụng quỏ 24t = 24x12 = 288mm Trong ú bc dc l khong cỏch gia cỏc bulụng theo phng ca chiu di dm, khong cỏch ngang l khong cỏch gia cỏc bulụng theo phng ng ca sn dm Bn ni b trớ hai vỏch dm phi cú ớt nht 02 hng inh mi bờn mi ni 4.2.4.3.2 Tớnh toỏn mi ni sn dm: i vi mi ni ca phn sn dm ta cng cn phi tớnh toỏn tit din gim yu ca bn ni cho khụng nh hn din tớch ca tit din sn dm cn ni + Din tớch nguyờn ca sn dm: AW = 1660.17 =28220mm2 + Diờn tớnh l inh: Al = 22.12.3.15 = 7920 mm2 + Din tớch gim yu ca bn ni: Agim yu = 2.1600.12 7920 = 30480 mm2 > Anguyờn= 28220 Do võy khụng cn kim tra kh nng chu lc ca bn ni Cỏc bn ni bn bng v cỏc liờn kt ca chỳng c thit k cho lc ct, mụmem s lch tõm ca lc ct tng tng v phn mụmem thit k tớnh toỏn bn bng chu Mụmem Muv s lch tõm ca lc ct thit k Vuw c tớnh nh sau: Muv=Vuw.e Trong ú: e=100mm+ 50mm=150mm: khong cỏch t im t lc ct thit k n mi ni Mụmem tng thit k mi ni bn bng: MTng=Muw+Muv Kớch thc bn ni: chiu dy bn ni khụng c nh hn ẵ chiu dy bn bng S b chn nh sau: 12mm x 1600mm 4.2.4.3.3.Xỏc nh lc thit k: +Lc ct: Lc ct thit k c xỏc nh bng trung bỡnh ca lc ct ti trng gõy v sc khỏng ct tớnh toỏn ca bn bng + sc khỏng ct tớnh toỏn ca bn bng: Gi s bn bng khụng c tng cng ti v trớ mi ni: Sc khỏng ct tớnh toỏn: Vr= V Vn Vn=C.Vp Vp=0,58.Fyw.D.tw Trang67 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi Trong ú: C: T s ng sut on ct vi cng chy ct, c xỏc nh nh sau: Theo tớnh toỏn mc (2.4.2.2.1) ta cú: C = 0,38 VP=0,58.FywD.tw=0,58.345.1660.17 = 5646,8 kN Vr=1.0,38.5646,8 = 2145,7kN Lc ct ti trng gõy trng thỏi gii hn cng I: VC1= 673,02kN Lc ct thit k mi ni bn bng: Vuw = (Vr+VC1)/2= (2145,7 673,02)/2 = 1409,39kN + Tng mụmem thit k mi ni bn bng: +Trng thỏi gii hn cng : Theo tớnh toỏn trờn thỡ ng sut un n hi ln nht cú h s ti tõm chiu dy bn kộo l fcf, ti bn cỏnh chu nộn fncf v ng sut thit k cho bn kộo l Fcf: fcf= 232,482Mpa ; fncf= 152,987MPa; Fcf= 291,35MPa Moment un ti trng gõy bn bng chu: f cf + f ncf t w D Fcf Muw= 12 f cf 17.1660 232, 482 + 15,987 291,35 = ữ=1872913 kN.mm 12 238,59 Tng mụmem: MTng=Muw+Vuw.e =1872913+1360,73.150 = 2077023kN.mm +Trng thỏi gii hn s dng Theo tớnh toỏn trờn thỡ ng sut un n hi ln nht cú h s ti tõm chiu dy bn kộo l fcf, ti bn cỏnh chu nộn fncf fcf= 157,885Mpa ; fncf= 115,524MPa Lc ct ti mi ni ti trng gõy trng thỏi gii hn s dng: VSD=418,16kN Mụmem ti trng gõy ra: tw D SD 17.16602 SD ( fTop + f Bot ) = (115,524 + 157,885) = 1083873 kN.mm MSD= 12 12 Tng mụmem: MTngSD = MSD +VSD.e= 1083873+ 418,16.150 = 1146597 kNmm 4.2.4.3.4 Kim tra cu to cỏc bulụng: Y 50 100 100 Pb PV R 1600 1700 r o X V e Hỡnh4-8: B trớ bu lụng vỏch dm Trang68 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi +Trng thỏi gii hn cng I: Xem lc ct phõn b u cho cỏc bulụng: Pv(uw)=Vuw/Nb=1360.73/45=30,24kN Lc mụmem gõy inh xa nht i vi im o: Pbmax = M.rmax/J Trong ú: M=MTng=2077023kNmm rmax= 1002 + 7002 = 707mm : khong cỏch t O n im xa nht J=Jx+Jy=x2+y2=45.1002+2.3.(1002+2002+3002+4002+5002+6002+7002) =8850000mm2 J: Tng bỡnh phng khong cỏch ca cỏc inh nhúm Jx: tng bỡnh phng khong cỏch ngang t trng tõm nhúm n cỏc inh Jy: tng bỡnh phng khong cỏch ng t trng tõm nhúm n cỏc inh Pbmax=2077023 707/8850000 = 165,9kN Pbxmax =165,9.700/707 = 164,28kN Pbymax = 165,9.100/707 =23,24N Hp lc ti inh xa nht: R= ( Pbxmax ) + ( Pbymax + Pv (uw) ) R= (164.28) + (23, 24 + 30, 24) = 174,.31kN Theo tớnh toỏn mc 4.2.4.2.3 thỡ sc khỏng ct tớnh toỏn ca bulụng: Ru=200,16kN Kim tra ti inh bt li nht: R= 174,31 N < Ru=200,16 kN OK + Trng thỏi gii hn s dng: Theo tớnh toỏn bc trờn thỡ sc khỏng trt tớnh toỏn ca bulụng: Rr= 142kN Ta cng tớnh hp lc bulụng xa nht chu tng t nh sau: PvSD=VSD/Nb=360,23/45=8,01kN Pbmax= MTngSD.rmax/J= 1137908.707/8850000 =90,9kN Pbxmax =90,9.700/707=90kN Pbymax = 90,9.100/707=12,7N Hp lc ti inh xa nht: R= ( Pbxmax ) + ( Pbymax + Pv (uw) ) = 902 + (12, + 8, 01) = 92,35kN OK Kim tra: R = 92,35kN < Rr = 142kN Vy s lng v cỏch b trớ bu lụng cho bn bng tha yờu cu v cng v cu to 4.2.4.4 Sc khỏng phỏ ho ct khi: Cỏc bn liờn kt v cỏc bn ni phi c nghiờn cu m bo cung cp vt liu liờn kt thớch hp phỏt trin sc khỏng tớnh toỏn ca liờn kt Sc khỏng tớnh toỏn ca t hp cỏc mt phng song song v thng gúc xỏc nh nh sau: Nu Atn 0,58Avn thỡ Rr=bs(0,58FyAvg+FuAtn) Nu khỏc thỡ: Rr= bs(0,58FuAvn+FyAtg) Trang69 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi 50 280 50 60 1660 1600 1700 700 100 100 50 70 450 Hỡnh.4-9:Mt ct phỏ hoi ct ca bn ni Avg=2.(1600-100).12=36000mm2 : din tớch nguyờn dc theo mt phng chu ng sut ct Avn=2.( 1600-100-14,5.22).12=28344mm2 : din tớch thc dc theo mt phng chu ng sut ct Atg=2.(50+100).12=3600mm2: din tớch nguyờn dc theo mt phng chu ng sut kộo Atn=2.( 50+100-1,5.22).12=2808 mm2: din tớch thc dc theo mt phng chu ng sut kộo So sỏnh: Atn=2808 mm2 < 0,58.Avn=0,5 28344 = 14172 mm2 Rr= bs(0,58FuAvn+FyAtg) = 0,8.(0,58.450 28344+345 3600) = 6911,8kN Kim tra: Vuw= 1360,73kN < Rr = 6911,8kN OK Trang70 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi CHNG V THIT K H NEO LIấN KT 5.1.TNH TON NEO CHU CT 5.1.1 B trớ chung: phỏt huy ton b cng chu un ca tit din liờn hp, cn chng li lc ct ngang ti mt tip giỏp gia dm thộp v bn bờ tụng chng li lc ct ngang ti mt tip xỳc ú, neo c hn vo biờn trờn ca dm thộp v mt u c chụn vo bn bờtụng Chn loi neo hỡnh nm i vi dm n gin liờn hp thỡ cn b trớ neo chng ct trờn sut chiu di nhp dm M neo cu to chng nh v chng trt ngang Vic tớnh toỏn bao gm kim tra sc khỏng nh, tớnh toỏn dng h hng l neo b ct t hay bn bờtụng b phỏ hoi neo phỏt huy ht kh nng chu lc thỡ chiu cao ca neo phi ớt nht bng ln ng kớnh thõn neo Cn xột hai TTGH sc khỏng ca neo hỡnh nm l trng thỏi gii hn mi v cng Dựng neo hỡnh nm cú ng kớnh 22mm, chiu cao ca neo 170mm neo chọỳ ngtrổ ồỹ t 50 100 100 50 35 15 22 170 170 155 300 Hỡnh 5-1: B trớ neo liờn kt Khe h vỳt l 100mm Neo chụn vo bn bờtụng: 170 100 =70mm > 50mm OK T l gia chiu cao trờn ng kớnh thõn inh = 170/22 = 7,7 > OK Khong cỏch theo phng ngang t tim n tim khụng nh hn ln ng kớnh hay khụng nh hn 88mm V khong cỏch tnh gia hai mộp l 25mm Chiu rng nh nht ca biờn trờn cho neo 22mm t cnh l: Rfmin= 2.25+22+2.4.22=248 mm Chiu rng ny nh hn chiu rng ca biờn trờn l 300mm, ú dựng neo ti mi tit din ngang Trang71 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi Bc neo t tim n tim neo khụng quỏ 600mm v khụng c nh hn ln ng kớnh thõn neo hay khụng nh hn 132mm 5.1.2 Trng thỏi gii hn mi ca neo: Cỏc bc cng c kim tra bng cng mi cu neo: P= n.Z r I Vsr Q Trong ú: I (mm4) : moment quỏn tớnh ca tit din liờn hp ngn hn Q (mm3):moment tnh ca tit din chuyn i bn mt cu i vi trc trung hũa ca tit din liờn hp ngn hn Trnh thỏi gii hn mi (sc khỏng mi) ca neo c xỏc nh: Zr = d2 19,0d2 Trong ú: = 238 - 29,5 logN Vi N = 248,2.106 chu k biờn ng sut Suy = 238-29,5 log(248,2.106) = -9,64 Vy Zr = 19,0.d2 = 19,0.222 = 9196 N = 9,196kN Cỏc tr s I v Q cho tit din liờn hp ngn hn I = 4,43.1010 (mm4) Q = A.y = 200.(2000/8).( 300,371+100+200/2) = 25,019.106(mm3) Vsr: l biờn lc ct LL+IM c xỏc nh theo TTGH mi xỏc nh biờn lc ct ti trng mi ta tin hnh v ah lc ct ti cỏc tit din c trng sau ú xp xe tớnh mi lờn ah ú Giỏ tr ca biờn lc ct ti trng mi phi nhõn vi h s xung kớch 1,15v h s phõn b ngang ca dm (mg vS = 0,721), chia cho h s ln xe (m= 1.2), nhõn vi h s ti trng cho TTGH mi (0,75 Ta c: Vsr = 0,75 mgVS.(LL+IM)/m 4.3m 0.574 35KN 0.711 145KN 9.0m xetaới moới 145KN Tớnh biờn lc ct bng cỏch v cỏc ah lc ct ti cỏc v trớ 0, l/8, l/4, 3l/8, l/2 Sau ú cht xe ti mi ti v trớ bt li V tớnh lc ct ti v trớ ú Hỡnh 5-2: ng nh hng lc ct ti v trớ gi xe ti mi gõy Trang72 : 35KN 4.3m xetaới moới 0.449 145KN GVHD: Vit Hi 0.586 0.125 9.0m 0.875 145KN ỏn mụn hc: Thit k cu thộp Hỡnh 5-3: ng nh hng lc ct ti v trớ L/8 xe ti mi gõy 35KN xetaới moới 0.324 145KN 4.3m 0.462 0.25 0.75 145KN 9.0m 35KN 4.3m xetaới moới 0.199 145KN 9.0m 0.337 0.625 0.375 145KN Hỡnh 5-4: ng nh hng lc ct ti v trớ L/4 xe ti mi gõy 4.3m 35KN 145KN 9.0m xetaới moới 0.074 0.212 0.5 0.5 145KN Hỡnh 5-5: ng nh hng lc ct ti v trớ 3L/8 xe ti mi gõy Hỡnh 5-6: ng nh hng lc ct ti v trớ L/2 xe ti mi gõy Trang73 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi Bng 5-1:Kt qu tớnh toỏn c thc hin bn sau: + Vmax (KN) V trớ Vmax (KN) Vsr(KN) p(mm) Gi 386.78 197.94 246.79 Ltt/8 316.13 -18.60 171.30 285.16 Ltt/4 250.26 -41.75 149.43 326.89 3Ltt/8 188.63 -80.65 137.80 354.48 Ltt/2 131.65 -131.65 134.74 362.53 Mt khỏc theo qui nh, bc t tim n tim ca cỏc neo chng ct khụng c vt quỏ 600mm v khụng c nh hn 6d =132 mm Gi s ta chn - bc neo ti gi n L/8 l 260mm - bc neo ti L/8 n L/4 l 290mm - bc neo ti L/4 n 3L/8 l 320mm - bc neo ti 3L/8 n L/2 l 340mm Nờn ta cú tng s neo cho ẵ nhp l: n = 3.(3600/260+4000/290+4000/320+4000/340+1) = 159(neo) 5.1.3 Trng thỏi gii hn cng cho neo hỡnh nm: Theo thc nghim thỡ ngi ta xỏc nh rng cú hai trng hp phỏ hoi ca neo hỡnh nm l neo b ct t m neo võn nm bn bờtụng v trng hp neo b bt bng cựng vi mt mng bờtụng Cng chu ct danh nh Qn t l vi din tớch tit din ngang ca neo A sc Theo nghiờn cu thỡ cng chu nộn ca bờtụng f c v mụun n hi E c l nhng tớnh cht quyt nh n cng chu ct ca neo Sc khỏng ct ca neo: Qr = scQn sc = 0,85 (6.5.4.2) Sc khỏng ct danh nh ca neo hỡnh nm n chu ct chụn cht vo bng bờtụng Qn = 0,5 Asc f c' Ec Asc Fu Trong ú Ec = 0,043.c1,5 fc' = 0,043.24001,5 30 = 27691,5MPa mụul n hi ca bờtụng Asc Fu = Qn = 0,5.Asc 3,14 (22) x 450 x 10-3 = 170,97kN f c ' xEc 3,14 0,5 (22) 30 x 27691,5 10-3 = 173,15kN > A F = sc u Vy Qn = 170,97kN Trang74 : ỏn mụn hc: Thit k cu thộp GVHD: Vit Hi Qr = scQn = 0,85.170,97 = 145,33kN Gia cỏc tit din cú mụmen dng ln nht v tit din cú mụmen bng (1/2 chiu di nhp i vi dm n gin) cú s neo chng ct yờu cu l: n= Vh Qr Trong ú: Vh l lc ct ngang danh nh ti mt tip xỳc Qr l sc khỏng ct ca neo n Vh = 0,85 f c' b.t s = 0,85.30.10 3.2000.200 = 10200kN As Fy = 42520.345.103 = 14669, 4kN Vh = 10200kN Suy s lng neo 1/2 chiu di dm l: n= Vh 10200 = = 70 < 159 neo Qr 145,33 So sỏnh vi s lng neo theo trng thỏi gii hn mi ca dm l 159 neo.Vy s neo trờn mt 1/2 chiu di dm l 159 neo B trớ neo cho tit din ngang ca dm liờn hp c th hin nh sau: 2000 2x100 50 50 17 200 1700 23 17 1660 300 400 Hỡnh 5-7: B trớ neo cho tit din theo phng ngang ca dm B trớ neo theo phng dc cu : B TRấNEOLINK TTHEOPHặ NGDOĩ C Cệ UTL 1:50 13x290 12x320 10x340 1700 14x260 400 2400 4400 4400 4400 400 300 M TBề NGB TRấNEOTẩL 1:50 14x260 13x290 12x320 10x340 Hỡnh.3.22: B trớ neo cho tit din theo phng dc ca dm HT Trang75 :