Đồ Án Thiết Kế Cầu Bê Tông Cốt Thép Dul Dầm T26 Căng Trước (Kèm Bản Vẽ Cad)

Chiều dày của bất kỳ phần nào của nhịp dầm bê tông đúc sẵn không đợc nhỏ hơn : Dầm chủ là dầm chữ T bằng bê tông cốt thép dự ứng lực... Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong c

bê tông

* Bê tông

Phần bê tông đúc sẵn

Khi không có các số liệu chính xác hơn, mô đun đàn hồi,

Ec = 0,043 (5.4.2.4-1)trong đó :

=24.525kN/m3

Cường độ khi cắt tao thép 34 MPa

Hệ số poison : Trừ trờng hợp có xác định bằng thí nghiệm vật lý, hệ sốPoisson có thể lấy bằng 0.2

Sử dụng tao thép 12,7mm thép có độ trùng dão thấp theo tiêu chuẩn

AASHTO M203M (ASTM A416M) Grade 270

( tra trong Bảng 5.4.4.1-1 - Tính chất của tao cáp thép và thép

thanh dự ứng lực)

Giới hạn chảy của cốt thép DƯL fpy=1860.0,9=1674 Mpa

chùng thấp)

b bài thiết kế.

i chọn sơ bộ kết cấu nhịp

L-2a

a là khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối, với chiều dài nhịp

=26-2.0,3=25,4m

Chiều rộng toàn cầu có thể đợc xác định theo công thức:

Trong đó:

Ta bố trí phần lề ngời đi bộ cùng mức với phần xe chạy, ta chọn

bê tông

Điều kiện chọn tiết diện ( theo điều 5.14.1.2.2.)

Chiều dày của bất kỳ phần nào của nhịp dầm bê tông đúc sẵn

không đợc nhỏ hơn :

Dầm chủ là dầm chữ T bằng bê tông cốt thép dự ứng lực

+ Chiều cao dầm chủ:

Chọn: h = 1,3 (m) = 1300 (mm)

Kiểm tra điều kiện về chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu(Bảng

2.5.2.6.3-1 - Chiều cao tối thiểu thông thờng dùng cho các kết

cấu phần trên có chiều cao không đổi)

Yêu cầu: hmin  0.045L=0,045.25400=1143mm, thoả mãn

+ Khoảng cách giữa các dầm ngang: 6350 (mm).

+Diện tích dầm ngang : A=2140x600=1284000mm2

4 Xác định bề rộng bản cánh hữu hiệu:

4.1 Đối với dầm giữa:

Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thể lấy giá trị nhỏ nhất của :

1/ 4 chiều dài nhịp =

12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày

bản bụng dầm hoặc 1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm

Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau(=2300mm)

bê tông

Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể đợc lấy bằng 1/2 bề rộng hữu

hiệu của dầm kề trong(2300/2=1150) cộng trị số nhỏ nhất của

+ 6 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn hơn giữa

1/2 độ dày bản bụng hoặc 1/4 bề rộng bản cánh trên của dầm chính

ii tính toán hệ số phân bố ngang

1 Hệ số phân bố cho momen

a Phân bố hoạt tải theo làn đối với momen trong các dầm giữa

Với dầm bê tông chữ T hệ số phân bố ngang đợc tính theo công

thức dới đây:

(Bảng 4.6.2.2.2a-1- Phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men

trong các dầm giữa)Phạm vi áp dụng:

1100  S  4900

6000  L  73000

Nb  4 Cầu thiết kế có:

+ Khi hai (hoặc hơn hai làn) thiết kế chịu tải:

Thay số ta có:

+ Một làn thiết kế chịu tải:

+ Hai làn thiết kế chịu tải:

b Phân bố hoạt tải làn đối với momen trong dầm biên

1200 250

850 650

250

gM_SE_People=(1.283+0.63)/2*1500/1000=1,4348

bª t«ng

0,261 1

+HÖ sè ph©n bè cho xe t¶i vµ xe hai trôc thiÕt kÕ

600 600

250 850

650 250

HÖ sè ph©n bè cho t¶i träng ngêi ®i: gM_ME_People=1,4348

HÖ sè ph©n bè cho t¶i träng lµn: m.gM_ME_Lane=0,0783

HÖ sè ph©n bè cho xe t¶i vµ xe hai trôc thiÕt kÕ:

(Bảng 4.6.2.3a-1- Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong

+ Một làn thiết kế chịu tải:

+ Hai hoặc hơn 2 làn thiết kế chịu tải:

+ Một làn thiết kế chịu tải:

+ Hai làn thiết kế chịu tải:

b Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm biên

*) 1 làn chịu tải:

áp dụng qui tắc đòn bẩy

bê tông

Hệ số phân bố cho tải trọng làn: m.gM_ME_Lane=0,094

Hệ số phân bố cho xe tải và xe hai trục thiết kế:

m.gM_ME_Veh=0,1566

*) 2 hay nhiều làn chịu tải:

áp dụng qui tắc đòn bẩy

Hệ số phân bố cho tải trọng ngời đi: gM_ME_People=1,4348

Hệ số phân bố cho tải trọng làn: m.gM_ME_Lane=0,0783

Hệ số phân bố cho xe tải và xe hai trục thiết kế:

ii tính toán nội lực dầm chủ

a Tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi

Trọng lợng dầm ngang

Trọng lợng một dầm ngang Wcross=Vn* Yc=0.2568*24,525=6,298 KNTrọng lợng rải đều do dầm ngang

DCICross=5*6,298/(25400/1000)=1,240KN/mTrọng lợng mối nối phần cánh T :

DCICon =(500/1000)*(200/1000)*24.525=2,453 KN/mTổng tải trọng: DCi== DCIg + DCICross + DCICon = 22,822(KN/m)

b Tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng

1.5 m , gối.

3.1 Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt giữa dầm

a Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi

kết cấu (DC)

Tạ i mặt cắt L/2

M Q

0,5 0,5

6,35

22,822

b Do t¶i träng b¶n th©n cña líp phñ mÆt vµ c¸c tiÖn Ých c«ng céng

(DW)

T¹ i mÆt c¾t L/2

M Q

0,50,5

+ Do xe 2 trôc:

a Do t¶i träng b¶n th©n cña c¸c bé phËn kÕt cÊu vµ thiÕt bÞ phô phi

kÕt cÊu (DC):

0,67 0,33

0,33 0,67

Q = [(0,67 16,93/2 – 0,33 8,467/2).6,268] = 26,534(KN)

bª t«ng

c Do ho¹t t¶i:

0,67 0,33

a Do t¶i träng b¶n th©n cña c¸c bé phËn kÕt cÊu vµ thiÕt bÞ phô phi

0,75

bª t«ng

Q = [(0,75 19,05/2 – 0,25 6,35/2) 22,822] = 144,9182(KN)

b Do t¶i träng b¶n th©n cña líp phñ mÆt vµ c¸c tiÖn Ých c«ng céng

(DW)

0,75 0,25

3.4 Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt cách gối 1,5 m.

a Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi

kết cấu (DC):

bª t«ng

§ a.h Q

§ a.h M 22,822 kN/m

1,411

0,941 0,059

Q = [(1/2.0,941 23,9 – 1/2.0.059 1,5) 22,822] = 255,604(KN)

b Do t¶i träng b¶n th©n cña líp phñ mÆt vµ c¸c tiÖn Ých c«ng céng

(DW)

§ a.h Q

§ a.h M 6,268 kN/m

1,411

0,941 0,059

Q = [145.0,941 + 145.0,772 + 35.0,602] 0,7927 = 213,557(KN)

Q = [0,941 23,9/2 9,3].0,7927 = 82,566 (KN)

+ Do t¶i träng bé hµnh (PL):

3.5 Xác định nội lực tính toán tại mặt cắt gối.

a Do tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi

kết cấu (DC)

22,822 kN/m

Đ a.h M

Đ a.h Q 1

+ Diện tích mặt cắt quy đổi:

* Kích thớc mặt cắt quy đổi tại vị trí gối:

+ Chiều cao bản cánh tính đổi:

+ Chiều cao bầu dầm tính đổi:

+ Diện tích mặt cắt quy đổi:

Trong đó:

: Mất mát do co ngắn đàn hồi (MPa)

: Mất mát do co ngót (MPa)

: Mất mát do từ biến của bê tông (MPa)

: Mất mát do tự chùng (dão) của côt thép dự ứng lực (MPa)

suất trớc do lực ứng suất trớc sau kích và tự trọng của cấu kiện ở các

mặt cắt có mo men max (MPa)

F: Lực nén trong bê tông do ứng suất trớc gây ra tại thời điểm

sau kích, tức là đã xảy ra mất mát do ma sát và tụt neo

tr-íc do lùc øng suÊt trtr-íc sau kÝch vµ tù träng cña cÊu kiÖn ë c¸c mÆt

c¾t cã mo men lín nhÊt (Mpa)

fcdp: Thay đổi trong ứng suất bê tông tại trọng tâm thép ứng

suất trớc do tải trọng thờng xuyên, trừ tải trọng tác động vào lúc thực

hiện các lực ứng suất trớc

fcdp =

a Mất mát do dão lúc truyền lực

Sử dụng thép có độ chùng dão thấp nên mất mát do dão lúc truyền

Có thể tính mất mát do dão vào lúc truyền lực chính bằng mất mát ứng suất do

co ngắn đàn hồi của bê tông

b MÊt m¸t do d·o thÐp sau khi truyÒn.

Víi thÐp Ýt d·o cho cÊu kiÖn kÐo sau mÊt m¸t do d·o thÐp sau khi

1 Theo trạng thái giới hạn c ờng độ I.

thép chịu kéo

không ứng suất trớc (mm)

cốt thép chịu

nén (mm)

bê tông

ngày (MPa)

b: Bề rộng của mặt chịu nén của cấu kiện (mm)

tròn (mm)

: Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất

dầm T (mm)

áp dụng các công thức cho trờng hợp trục trung hoà đi qua sờn

Kết quả tính toán đợc tổng hợp trong bảng sau:

luận   Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt

+ KiÓm tra lîng cèt thÐp tèi ®a theo c«ng thøc:

luận   Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt

+ Lîng cèt thÐp tèi thiÓu ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn:

luận   Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt

Kết luận: Hàm lợng cốt thép ứng suất trớc đạt yêu cầu

2 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng

Các vấn đề đợc kiểm toán trong trạng thái giới hạn sử dụng phải

là nứt, biến dạng và ứng suất trớc trong bê tông

a Các giới hạn ứng suất đối với bê tông

Kiểm toán theo công thức:

+ Kiểm tra giới hạn ứng suất nén của bê tông:

+ Kiểm tra giới hạn ứng suất kéo của bê tông:

Trong đó:

F: Tổng lực kéo trong các bó thép ứng suất trớc, đã trừ đi

MTTBT: Mo men do trọng lợng bản thân dầm.

A: Diện tích mặt cắt dầm

I: Momen quán tính của tiết diện dầm

e: Độ lệch tâm của trọng tâm các bó thép ứng suất trớc

đến trục trung hoà của tiết diện (mm)

Ltt:Chiều dài nhịp tính toán

DLL:Độ võng do hoạt tải lấy giá trị lớn hơn của

- Độ võng do 1 xe tải thiết kế

bª t«ng

Tải trọng thiết kế Ký hiệu Tải trọng (kN) D*(1+IM) Độ võng (mm)

Tải trọng xe tải thiết kế

P1= 35 26.829 1.6799 P2= 145 111.150 6.9594 P3= 145 111.150 6.9594 Tổng độ võng do xe tải D=     15.5987 Tải trọng làn ql= 9.3 5.703 6.6893

q: Tĩnh tải rải đều

(Độ vồng khi căng kéo là độ vồng tính toán do dự ứng lực vàtrọng lượng bản thân dầm.)

(Độ võng do tất cả tĩnh tải là độ võng tính toán do dự ứng lực và tất cả

tĩnh tải)

3 Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện

Kiểm toán theo công thức:

bê tông

s: Cự li cốt thép đai

: Hệ số chỉ khả năng bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo

: Góc nghiêng của cốt thép đai đối với trục dọc (độ) Nếu cốt đai thẳng đứng,  = 0

i : Góc lệch của nhóm cáp thứ i so với trục dầm.

Chiều cao chịu cắt:

Kết quả tính toán nh sau:

đợc xác định:

Nếu âm thì giá trị tuyệt đối của nó phải đợc giảm đi bằng

cách nhân với hệ số lấy theo:

kiện

Để dễ dàng thi công, chọn cốt đai đờng kính không đổi, nhng

khoảng cách ở giữa các cốt đai thì thay đổi theo sự giảm của lực

cắt theo chiều dài dầm

S: Là số cốt đai đợc bố trí tại mặt cắt tính toán

s: Cự li giữa các cốt thép đai

e Tính sức kháng danh định của tiết diện

Kết luận   Đạt Đạt Đạt Đạt Đạt

vii tính toán bản mặt cầu.

Nguyên lý tính toán: Dùng phơng pháp dải gần đúng

Bề rộng dải tơng đwơng theo Bảng 4.6.2.1.3-1:

Đối với vị trí mômem dơng: b=660+0.55S

Đối với vị trí mômem âm : b= 1220+0.25S

1.Bản kê trên các dầm

Thực tế bản giữa các dầm là bản kê 4 cạnh với cạnh dài = 5200

mm(=khoảng cách giữa các dầm ngang) và cạnh ngắn là 2300( là

khoảng cách giữa hai dầm chủ kề nhau) nên tỷ số cạnh dài/ cạnh

ngắn >2 nên ta tính toán nh bản kê 2 cạnh

Do dải cơ bản nằm ngang và nhịp là 5200 vợt qúa 4600 nên ta thiết

kế theo các bánh xe của trục 145 kN và tải trọng làn

Bề rộng dải tơng đơng

* Mô men do ngời đi bộ PL=3 KN/m Mpl= 0,2025 KNm

* Mô man tổng công do TTGH cờng độ 1

Mtotal =6.743 KNm

Do nội lực gây ra trên bản giữa các dầm lớn hơn trong bản hẫng nên

ta thiết kế cốt thép bản mặt cầu theo bản giữa các dầm

a= b1 c : Chiều cao của khối ứng suất tơng đơng

trọng tâm cốt thép chịu kéo de=As.fy.ds/As.fy=ds

* Lợng cốt thép tối thiểu

Lợng cốt thép dự ứng lực và cốt thép thờng chịu kéo phải đủ để

phát triển sức kháng uốn tính toán ít nhất bằng 1.2 lần Mômen

nứt

Mr=j Mn>1.2 Mcr và r>0.03fcs/fyMcr=fr*Sb

fr: Cờng độ chịu kéo khi uốn của bêtông

=3.4507 MpaSb: Mômen quán tính tĩnh của mặt cắt đối với thớ chịu kéo ngoài