Đồ Án Thiết Kế Kỹ Thuật Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯL , Dầm I (Kèm Bản Vẽ Cad, Bảng Tính excel)

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 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 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 dài toàn dầm L=30m, kết cấu kéo sau - Khổ cầu K8+2 x1m - Tải trọng thiết kế: HL93 - Bó cốt thép DƯL: Bó tao 15.2 mm * Vật liệu sử dụng: - Bêtông dầm chủ mác 450 có tiêu sau: + fc = 45 Mpa + c = 24 KN/m3 + Ec = 33994.4848 Mpa + Hệ số poisson = 0,2 - Bêtông mặt cầu mác 450 có tiêu sau: + fc = 30 Mpa + c = 24 KN/m3 + Ec =33994.4848 Mpa + 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 = 140 mm2 * Yêu cầu: - Nội dung thuyết minh đầy đủ rõ ràng - Bản vẽ thể mặt dầm, mặt cắt ngang, bố trí cốt thép vẽ giấy A1 A0 Phần 1: Nội dung thuyết minh Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ 1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu Tổng chiều dài toàn dầm 30 mét, để hai đầu dầm bên 0,4 mét để kê gối Nh chiều dài nhịp tính toán nhịp cầu 29.2 mét Cầu gồm dầm có mặt cắt chữ I chế tạo bêtông có fc=45MPa, mặt cầu có chiều dày 20cm, đợc đổ chỗ bêtông fc=45MPa, tạo thành 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 dày 0.5cm,lớp bêtông Asphalt có chiều dày 7cm Lớp phủ đợc tạo độ dốc ngang cách kê cao gối cầu 1100 2200 2200 2200 2200 1100 Khoảng cách dầm chủ S=2200 mm Giữa phần xe chạy lề ngời phân cách giải phân cách mềm vạch sơn 1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ Dầm chủ có tiết diện hình chữ I với kích thớc sau: - Chiều cao toàn dầm: 1600mm - Chiều dày 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) Các kích thớc khác nh hình vẽ: 10 12 80 60 6,67 20 85 160 85 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 dài nhịp tính toán L=29200mm hmin: chiều cao tối thiểu kết cấu nhịp mặt cầu: hmin=1600+200=1800mm suy ra: hmin=0,045.L=0,045.29200=1314mm< 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 dài nhịp =7300mm) + 12 lần độ dày trung bình cộng với số lớn bề dày bụng dầm 1/2 bề rộng cánh dầm 200 = 2800 800 / =12.200+max + Khoảng cách trung bình dầm kề (S= 2200)- 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(=2200/2=1100) cộng trị số nhỏ + 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu =3650 mm + lần chiều dày trung bình cộng với số lớn 1/2 độ dày bụng 1/4 bề rộng cánh dầm 200 / =1400 800 / =6.200+max + Bề rộng phần hẫng( =1100) Khống chế Kết luận: Bề rộng cánh dầm hữu hiệu Bảng Dầm (bi) 2200 mm Dầm biên (be) 2200 mm Tính toán mặt cầu 10000 1100 2200 a b 2200 c d 2200 2200 1100 e 4.1 Phơng pháp tính toán nội lực mặt cầu áp dụng phơng pháp tính toán gần theo Điều 4.6.2(AASHTO98) Mặt cầu phân tích nh dầm liên tục gối đàn hồi dầm chủ 4.2 Xác định nội lực mặt cầu tĩnh tải Sơ đồ tính 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 nhịp Do sơ đồ tính dầm liên tục nhịp đối xứng, vị trí tính toán nội lực là: a, b, c, d, e nh hính vẽ Theo Điều (A.4.6.2.1.6): Các dải phải đợc coi nh dầm liên tục dầm giản đơn chiều dài 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 cứng vô hạn Các tải trọng bánh xe đợc mô hình hoá nh tải trọng tập trung nh tải trọng vệt mà chiều dài dọc theo nhịp chiều dài diện tích tiếp xúc đợc điều (A.3.6.1.2.5) cộng với chiều cao mặt cầu, đồ án 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 dài mặt cầu Thiết kế mặt cầu dày 200mm, tĩnh tải rải TTBT mặt cầu: gDC(bmc)=200.1000.24.10-6= 4,8 KN/m Thiết kế lớp phủ dày 75mm, tĩnh tải rải TTBT lớp phủ: gDW=75.1000.22,5.10-6=1,6875 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 thiên an toàn ta coi đặt mép gDC(Lan can)= 4,148 KN/m + Để tính nội lực cho mặt cắt a, b, c, d, e ta vẽ đờng ảnh hởng mặt cắt xếp tải lên đơng ảnh hởng Do sơ đồ tính toán mặt cầu hệ siêu tĩnh bậc cao nên ta dùng chơng trình Midas để vẽ DAH 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, 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 thiết bị phụ 1,25/0,9 DW: Lớp phủ mặt cầu tiện ích 1,5/0,65 4.2.1 Nôi lực mặt cắt a Mômen mặt cắt a mômen phần Lớp phủ Bản mặt cầu Lan can hẫng Sơ đồ tính dạng công xon chịu uốn 700 500 1200 M a = [. p g DC1(bmc) 1100.1100 2.10 + p g DƯW (1100 500) + p g DC 2(lcncan ) 1100.10 ] 2.10 Trong THGH CĐ1 M a = 0,95.[ 4,8.1100.1100.1,25 1,665.1100.1100.1,5 + + 4,148.1100.1,25.10 ]` =9.2764 6 2.10 2.10 kNm Trong THGH SD M a = 0,95.[ 4,8.1100.1100.1 1,665.600.600.1 + + 4,148.1100.1.10 ] =7.3820 kNm 2.10 2.10 4.2.2 Nội lực mặt cắt b + - Đờng ảnh hởng Mb 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: Bmc Phủ + - Xếp tải lên phần Đah dơng Bmc Phủ + - Xếp tải lên phần Đah âm Tính nội lực theo công thức: MU= (P.M DC1 + P M DC2 +P M DW ) 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 10 Vc=0.083 Vs = f c ' bvdv Av f y d v (cot g + cot g ) sin s : = bv = góc nghiêng cốt thép ngang phơng trục dọc =90o Bề rộng bụng có hiệu bv=600 mmm dv = Chiều cao chịu cắt có hiệu đợc lấy cự ly đo thẳng góc với trục trung hoà hợp kéo uốn (dv), nhng không lấy trị số lớn (0,9de)và (0,72h) dv = max(dv; 0,9de;0,72h) dv = cánh tay đòn = Mu/C =Mu/(Aps+AsfY)= 0,72.h=0,72.1600= 1152 mm (Khống chế) 0,9de=0,9.(H-y0)= 784.5597 mm y0: toạ độ trọng tâm bó cốt thép mặt cắt gối (Xem bảng 9.1.1) VP =Thành phần lực ứng suất trớc có hiệu hớng lực cắt tác dụng dơng ngợc chiều với lực cắt (N) VP = (Pe)sin ( góc hợp phơng nằm ngang 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 )= 2.3,1415.182/4 = 508,938 mm2 = Hệ số khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo tra bảng 5.8.3.4.2-1phụ thuộc v = góc nghiêng ứng suất nén chéo đợc xác định Điều 5.8.3.4 Xác định : phụ thuộc vào 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 = Hệ số sức kháng cắt Điều 5.5.4.2 => = 0,9 Nu = Lực dọc trục tính toán , lấy dơng chịu nén (N) Nu=Nps =Pe(cos) 66 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 tra bảng tính đợc , kiểm tra có gần với giả thuyết, không giả thuyết lại Tuy nhiên khuôn khổ đồ án TKMH cho =2, =45o + Tính toán bố trí cốt đai cho đoạn dầm gần mặt cắt gối Lợng cốt đai tối thiểu (5.8.2.5) Av 083 f c, bS 300 (240 ) = 083 40 = 89 ,99 mm (lấy Smax =250) fy 420 Vc= 797,5370 KN, Vs=1575,2327 KN, Vp= - 437,093 KN => Vc + Vs + VP= 794,5370 +1575,2327 437,093=1933,696 KN 0,25f'cbvdv + VP=7618,218 KN Vậy VN=1933,696 KN =>Vr=.VN=0,9.1933.6960 =1740.3267 KN > Vu=1490,1318 KN Vậy mặt cắt gối thỏa mãn cờng độ chống cắt 10.3.2 Tại mặt cắt lại Với mặt cắt lại lực cắt gối lớn thỏa mãn nên mặt cắt lại thỏa mãn cách tính tơng tự nh 10.4 Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng 67 Các vấn đề phải kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng bê tông ứng suất trớc 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) : + Lúc căng kéo Giới hạn ứng suất kéo: 0,25 f ci' = 0,25 45 = 1,677 > 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 : 0,6 f ci' = 0,6.38,25 = 22,95Mpa fDC1+ fPSI - 22,95 Mpa Lúc căng kéo có tải trọng DC1 lực ứng suất trớc Kiểm tra bảng 27 + Lúc khai thác sau mát Giới hạn ứng suất kéo bê tông 0,5 f c' = 0,5 45 = 3,354 Mpa (Điều 5.9.4.2.2-1) fDC1+ fDC2+ fDW+ fLL+IM+fDN+ fPSF 0.5 f c' = 3,354 MPa Giới hạn ứng suất nén bê tông (Điều 5.9.4.2.1-1) * Do DƯL tải trọng thờng xuyên 0,45fc=0,45.45 = 20,25 Mpa f DC1 + f DC + f D ƯW + f psF 20,25 MPa * Do tổng DƯL hữu hiệu, tải trọng thờng xuyên, tải trọng thời, tải trọng tác dụng vận chuyển bốc xếp 0,6fc=0,6.45=27 MPa f DC1 + f DC + f DƯW + f LL + DM + f DN + f psF 27 MPa 10.4.2 Tính toán ứng suất mép (nén âm) 68 10.4.2.1 Lúc căng kéo P P e y ứng suất lực DƯL : fDƯL= i + i A0 I0 Do tự trọng thân: fttbt=- M ttbt y0 I0 t t Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES 10.4.2.2 Lúc khai thác ứng suất lực DƯL : fDƯL= Do tự trọng thân: fttbt=- Pi Pi e y0 + A0 I0 M ttbt y0 I0 t t Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES+pCR+pSR+pR t Do tĩnh tải giai đoạn một: fDC1= M DC1 y1 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 Do hoạt tải: fLL+IM= M LL + IM y2 I2 t 10.4.3 Tính toán ứng suất mép dới (nén âm) 10.4.3.1 Lúc căng kéo P P e y ứng suất lực DƯL : fDƯL= i i A0 I0 Do tự trọng thân: fttbt= 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 69 ứng suất lực DƯL : fDƯL= Do tự trọng thân: fttbt=- Pi Pi e y0 A0 I0 M ttbt y0 I0 d d Trong đó: Pi=Apa.(0,8fpu-fmấtmát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES+pCR+pSR+pR Do tĩnh tải giai đoạn một: fDC1= M DC1 y1 I1 d 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 Do hoạt tải: fLL+IM= M LL + IM y2 I2 d Các số liệu: e=y0d-yps ; yps xem bảng 9.1.1 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 vào công thức , kiểm toán giới hạn ứng suất cho bảng sau: + Lúc căng kéo Bảng 10.3.1 70 MC gối MC 0.8 MC L/4 MC L/2 Pi= 6638299.5731 6554916.5495 6341932.9289 6138209.4866 e= 7.3951 78.9410 441.1026 581.8215 mm Mttbt= 0.0000 168.5717 1225.5851 1634.1852 KNm -6.6340 Đạt -9.8403 Đạt -4.3196 Đạt -2.3754 Đạt -7.0069 Đạt -12.8047 Đạt -17.8671 Đạt -19.2563 Đạt Mpa.mm2 ƯS thớ Mpa ƯS thớ dới + Lúc khai thác Mpa Bảng 10.3.2 Pi= 5395664.5549 5098383.6602 5040572.8170 4961553.0700 MPa.mm2 e= 7.3951 78.9410 441.1026 581.8215 mm Mttbt 0.0000 168.5717 1225.5851 1634.1852 KNm M1 0.0000 178.3045 1296.3468 1728.5382 KNm M2 0.0000 360.8752 3319.8955 4532.4930 KNm -5.3921 -9.1516 -15.2372 -17.5446 Mpa Đạt Đạt Đạt Đạt -5.6953 -7.7862 3.6747 8.3849 Đạt Đạt Đạt Đạt ƯS thớ ƯS thớ dới Mpa 11 Tính toán dầm ngang - Toàn cầu có dầm ngang , tựa dầm chủ , sơ đồ 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 làm không gian kết cấu Trong khuôn khổ Đồ án TKMH (Thiết kế theo TCVN22TCN272-01) ta tính dầm ngang làm việc cục để mang tính chất tham khảo 11.1 Nội lực tải trọng cục (hoạt tải) gây Chiều dài nhịp tính toán dầm ngang ln = 2,2 m 71 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=7,33m ; l2=2,2m l1=7,3m l1=7,3m l1=7,3m l1=7,3m 1,2m 110KN 110 KN 4,3 m 35 KN 4,3 m 145 KN 145 KN 0,0174 0,0174 0,2821 = 0,5 l2 2,23 = 0,5 = 0,01332 3 7,33 + 2.23 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 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+à).A zi - Lực cắt : + mặt cắt gối Q gối = .1,15.Q0gối 72 + mặt cắt nhịp : Q 0,5 = .1,15.Q00.5 Q0 =(1+à).A.zi a Khi đặt TruckLoad (nội suy yi) A= (145.1 + 145.0,01332 + 35.0,01332) = 73,6988 KN M0 = 1,25.73,6988.0,625 = 57,5772 KNm 1,8 m Q0gối = 1,25 73,6988.(1+0,28) = 117,9181 KN 0,625 Q00.5 = 1,25 74,6988.0,5 = 46,0618 KN 1,8 m MaxM gối = 1,75.0,2 57,5772 = 20,152 KNm MinM gối = -1,75.0,9.57,5772 = - 90.6841 KNm MaxM 0.5 0,28 1,8 m = 1,75.0,7.57,5772 = 70,5321 KNm 0,5 MinM 0.5 = -1,75.0,3.57,5772 = - 30,228 KNm Q gối = 1,75.1,15 117,9181 = 237,31 KN Q 0.5 = 1,75.1,6 46,0618 = 128,973 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 lực cắt tính toán hoạt tải là: M1=86,766 KNm; Q1=237,31 73 KN 11.2 Nội lực tải trọng phân bố (tĩnh tải) Đối với dầm I dầm ngang chịu tĩnh tải TLBT mặt cầu lớp phủ có đỡ BTCT đỡ trình thi công để lại vĩnh cửu Tĩnh tải rải đều: g= 24.0,2.1,27 = 6,096 KN/m Coi dầm ngang kê dầm chủ làm việc nh dầm giản đơn(thiên an toàn), nhịp tính toán l=2,4m, ta có mômen lực cắt lớn M1=g.l2/4=6,096.2,42/4=8,778 KNm Q1=g.l/2=6,096.2,4/2=7,315 KN Vậy nội lực để thiết kế dầm ngang là: M=M1+M2=86,766+8,778=95,554 KNm Q= Q1+Q2=237,31+7,315=244.625 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 làm việc dầm ngang h0=1270-53=1217 mm Bêtông có fc=300Mpa 12 Cốt thép co fy=420 MPa 53 Cốt thép đờng kính 22mm => Diện tích cốt thép As=2 30 30 11.4 Duyệt cờng độ kháng uốn 53 3,1416.22 =760,2672mm2 200 53 dp=h0= 1217 mm 1=0,85-((30-28)/7)0,05=0,8 > 0,65 c= As f y = 0.85 f 1b f ' c 760,2672.420 =58,697mm 0,85.30.0,8.200 a=.c=0,8.58,697=46,958 mm a Mn=As.fs.(dp- )=760,2672.420.(1217- 46,958 ).10-6= 381,1 KNm Mr=.Mn=0,9 381,1 = 343 KNm > Mu= 95,554 KNm => Thoả mãn 11.5 Duyệt cờng độ kháng cắt 74 Vc=0.083 Vs = f c ' bvdv =0,083.2 30 200.1270.10-3=230,94 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 226,1952.420.1270(cot g 45) 10 = 603,26 KN 200 Vp= KN Cờng độ kháng cắt danh định: Vn=min[Vc+Vs+Vp , 0,25fc.bv.dv] =min[834,2;1380] Vn=834,2 => Vr=0,9.834,2=750,78 KN >Vu= 243,175 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 DƯL= W= 5Wl 384 EI 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=5527,2.(0,8.1860-203,2-246,167).10-3=5740,73 KN e: Khoảng cách từ trục trọng tâm đến trọng tâm bó cáp e=807,974-200= 607,974 mm W= 8.P.e' 8.5740,73.0,6079 = =30,61 KN/m l2 30,2 75 EI(Của tiết diện giảm yếu) I=1,793.1011 mm4 (Xem bảng 8.3) E=36056,6 Mpa (Xem phần 5) EI=1,793.1011.36056,6.10-9=6,465.106 KNm2 DƯL= 5.30,61.30,2 = 55,28 mm 384 6,465.106 12.2 Tính độ võng tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải) 12.2.1 Độ võng trọng lợng thân dầm Tiết diên để tính mặt cắt giảm yếu I= 1,793.1011 mm4 (Xem bảng 8.3) E= 36056,6 Mpa (Xem phần 5) EI= 1,793.1011.36056,6.10-9 = 6,465.106 KNm2 gi= g DC ( dc ) L 14,33.30,24 = =0,024 m= 24 mm 384 EI 384 6,465.106 gDC(dc)=14,33 (KN/m Xem bảng 3.1) 12.2.2 Độ võng trọng lợng mặt cầu, dầm ngang, đỡ Tiết diên để tính mặt cắt tính đổi cha liên hợp I= 1,911.1011mm4 (Xem bảng 8.3) E= 36056,6 Mpa (Xem phần 5) EI= 1,911.1011.36056,6.10-9= 6,89.106 KNm2 ( g DC1( dc ) + g DC1( bmc) + g DC1( ) ).L (11,52 + 1,776 + 2,765).30,2 = 384 EI 384 6,89.106 gi= = 0,0212 m = 14,34 mm 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 mặt cắt liên hợp I= 3,19.1011 mm4 (Xem bảng 8.3) 76 E= 36056,6 Mpa (Xem phần 5) EI= 3,19.1011.36056,6.10-9=11,5.106 KNm2 gi= ( g DC 2( lancan) + g DW ).L ( 4,148 + 3,663)30,24 = 0,007356m = 384 EI 384 11,5.106 = 3,356 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 b: Với x= L/2 x= P.b.x (L b2 x ) 6.E.I L x= P.L3 48EI (x 55,28 24 3,356 14,34 13,25 = 0,334 mm > Vậy độ vồng độ vòng cúa dầm thoả mãn điiêù kiện thiết kế 78 [...]... 0,9 5 1,7 5.7 2,5 . 1,2 5.200 = 1 1,5 33 KNm 2. 1,3 066 Mb= 0,9 5 1,7 5.7 2,5 . 1,2 5.( 0,4 31 0,0 76) = 22.8816 KNm 1,8 20 Mc= 0,9 5 1,7 5.7 2,5 . 1,2 5.(0 + 0,1 44 + 0,1 25 + 0) = -22.8975 KNm 1,7 70 Md= 0,9 5 1,7 5.7 2,5 . 1,2 5.( 0,3 70 0,0 76) =24.3380 KNm 1,8 20 Mc= 0,9 5 1,7 5.7 2,5 . 1,2 5.(0 + 0,1 31 + 0,1 31 + 0) =-23.4755 KNm 1,7 70 Bảng kết quả mômen t i các mặt cắt do TruckLoad Bảng 4.3.1-a Trạng th i g i hạn cờng độ 1 Mặt cắt a Giá... đồ tính mômen phần hẫng của bản mặt cầu + Công thức xác định mômen trong THGH CĐ1 3 cho 1 mét d i bản mặt cầu: 00 MTruckLoad+= ( Pi + IM ) yi = 0,9 5 1,7 5.7 2,5 . 1,2 5 yi + SW 1,8 70 MTruckLoad-= ( Pi + IM ) yi = 0,9 5 1,7 5.7 2,5 . 1,2 5 yi SW 1,7 70 MTruckLoadhẫng= ( Pi + IM ).x = 0,9 5 1,7 5. 1,2 5.7 2,5 .x + 2.SW P=7 2,5 /2 2. 1,3 066 Trong đó = 1,7 5 (Xem phần 7 ), = 0,9 5 14 yi: Tung độ đờng ảnh hởng Ma = 0,9 5... trọng làn thiết kế( HL93M) + Hiệu ứng của một xe t i thiết kế có cự ly trục bánh thay đ i nh trong i u (A.3.6.1.2.2) tổ hợp v i hiệu ứng của t i trọng làn thiết kế (HL93K) Đ i v i các mômen âm giữa các i m uốn ngợc chiều khi chịu t i trọng r i đều trên các nhịp và đ i phản lực g i giữa thì lấy 90% hiệu ứng của hai xe t i thiết kế có khoảng cách trục bánh trớc xe này đến trục bánh sau xe kia là 15000mm... c -1 1,5 33 22.8816 d -22.8975 e 24.3380 -23.4755 + Công thức xác định mômen trong THGH SD cho 1 mét d i bản mặt cầu: MTruckLoad+= ( Pi + IM ) yi = 0,9 5 1.7 2,5 . 1,2 5 yi + 1,9 80 SW MTruckLoad-= ( Pi + IM ) yi = 0,9 5 1.7 2,5 . 1,2 5 yi 1,8 20 SW MTruckLoadhẫng= ( Pi + IM ).x = 0,9 5 1. 1,2 5.7 2,5 .x + 2.SW 2. 1,3 066 Trong đó =1 (Bảng A3.4.1-2 ), = 0,9 5, yi: tung độ đờng ảnh hởng Bảng kết quả mômen t i các... Vật liệu thiết kế cho bản mặt cầu + Bê tông bản mặt cầu fC = 45 Mpa Cờng độ nén quy định ở tu i ở tu i 28 ngày Ec = 0,0 43 y1c,5 f c' (A5.4.2.4-1) => Ec= 3391 4,9 808 MPa + Cốt thép fy= 420 Mpa Gi i hạn chảy t i thiểu quy định của thanh cốt thép Es= 200000 MPa 4.5 Tính toán cốt thép chiu lực + Lớp bảo vệ Theo bảng (A.5.12.3-1) Mép trên bản : a = 60 mm vì bản chịu m i mòn của vấu lốp xe 16 Mép d i bản. .. 0,6 f y = 0.6 x 420 = 252Mpa 1/ 3 (50 x 27200)1 / 3 (d c A) do vậy lấy fsa=207 Mpa > fS = 6 4,0 25 Mpa Thoả mãn Vậy bản mặt cầu thoả mãn i u kiện kiểm toán nứt ở trạng th i gi i hạn sử dụng 4.5.6 Kiểm tra bố thép theo thiết kế kinh nghiệm Ph i đặt lớp cốt thép đảng hớng ,fy 400Mpa Cốt thép ph i càng gần các mặt ngo i càng tốt Lớp đáy : Số lợng thép t i thiểu cho m i lớp bằng 0,5 7 mm2/mm Theo thiết kế. .. Hoạt t i gồm cả lực xung kích(IL+IM) : Xe HL 93 N i lực do căng cáp ứng suất trớc Ngo i ra còn các t i trọng: Co ngót, từ biến, nhiệt đ , lún, gi , động đất Trong khuôn khổ đồ án sinh viên không xét đến các t i trọng này 5.1 Tĩnh t i r i đều lên 1 dầm chủ Tỷ trọng của các cấu kiện lấy theo bảng (A.3.5.1.1) AASHTO,giả thuyết tĩnh tĩnh t i phân bố đều cho m i dầm, riêng lan can thì một mình dầm biên chịu... cắt do TruckLoad Mặt cắt Giá trị(KNm) Bảng 4.3.1-b Trạng th i g i hạn sử dụng a - 6,5 90 b 13.0752 c -13.0843 15 d 13.9075 e -13.4145 4.3.2 N i lực do PeopleLoad Xếp t i trọng ng i lên Đah các mặt cắt a, b, c, d, e ta có bảng kết quả sau Bảng 4.3.2 THGH Mặt cắt a b c d e Cờng độ1 - 3,4 4 0,3 05 0,1 2 - 0,0 5 0,1 2 Sử dụng - 0,3 1,3 3 - 2,7 55 1,5 2 - 3,0 4 Vậy n i lực để thiết kết bản mặt cầu là: Mômen Âm TTGH Cờng... cho bản mặt cầu và quy tắc xếp t i áp dụng quy định của i u 3.6.1.3.3 (AASHTO98) : Do nhịp của bản S=2200 ... hai trục thiết kế tổ hợp v i hiệu ứng t i trọng thiết kế( HL93M) + Hiệu ứng xe t i thiết kế có cự ly trục bánh thay đ i nh i u (A.3.6.1.2.2) tổ hợp v i hiệu ứng t i trọng thiết kế (HL93K) Đ i. .. 12.2 Tính độ võng t i trọng thờng xuyên (tĩnh t i) 12.3 Tính độ võng tức th i hoạt t i 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... ph i đợc chất t i trọng thiết kế T i trọng ng i (PL) - T i trọng ng i KN/m2 ( i u A.3.6.1.5) phân bố 1,5 m nên t i trọng r i ng i 3.1 = KN/m ph i tính đồng th i hoạt t i xe thiết kế * Sơ đồ tính: