Thuyết minh đồ án cầu bê tông cốt thép dầm chữ I, được tính toán cụ thể, trình bày, chú thích rõ ràng từng công thức rất dễ hiểu. Hình vẽ đi kèm rõ ràng cụ thể, có thể dựa vào đó để tính toán cho những cầu có cấu trúc tương tự.
PHN II THIT K K THUT CHNG : THIT K BN MT CU I.S tớnh: 1.S tớnh toỏn 1150 2300 2300 2300 2300 1150 2.Chiu dy bn Chn t0 = 185 mm lm chiu dy chu lc ca bn mt cu, cng thờm 15 mm hao mũn, trng lng bn tớnh l tS = 200 mm Vỡ bn hng ca dm ngoi phi thit k vi ti trng xe va vo lan can nờn chiu dy bn tng lờn 25 mm cú tsk = 225 (mm) II.Xỏc nh cỏc loi ti trng 2.1 Tnh ti Tớnh cho di bn rng 1(m) theo phng ngang cu: Bn dy 200 (mm): DC1kdam = ì tS ì 2,5 ì 10 = 1ì 0,2 ì 2,5 ì 10 = (kN/m) Bn dy 225 mm (phn cỏnh hng): DC2hang = ì tsk ì 2,5 ì 10 = 1ì 0,225 ì 2,5 ì 10 = 5,625 (kN/m) Lp ph mt cu: DW = ì ì p = 1ì 0,114 ì 2,25 ì 10 = 2,565 (kN/m) Lan can: DC3 = DC lc ì 1m = 10,739 ì1 = 10,739 (kN) ( trung) 2.2 Hot ti tỏc dng Vi S=2,3(m) S= 4,6(m) nờn õy ta ch xột ti trng bỏnh xe khụng cú ti trng ln Xe ti thit k n gin tớnh toỏn nờn chn ti trng bỏnh xe c mụ hỡnh húa nh ti trng trung: l l+hf b b+hf Hỗnh 1.2:Phỏn bọỳ taới troỹng baùnh xe Din tớch tip xỳc ca bỏnh xe v mt ng: -Chiu rng (ngang cu) b = 510mm -Chiu di dc cu: P l = 2,28 ì 10- ì LL ì (1+ IM) ì Trong ú: + LL: h s ti trng ca ụ tụ, LL = 1,75 + IM : lc xung kớch(%), trng hp ny IM = 0,25 + P : ti trng bỏnh xe, P = 145 (kN) = 145000 (N) => l = 2,28 ì 10- ì 1,75 ì (1+ 0,25 ) ì 145000 = 361,59 (mm) Din tớch phõn b ca bỏnh xe lờn b mt bn: - Chiu rng (phng ngang cu): i vi bn kiu dm : b + tS = 510 + 200 = 710 (mm) i vi bn hng: b + tsk = 510 + 225 = 735 (mm) - Chiu di (dc cu): i vi bn kiu dm : l + tS = 361,59 + 200 = 561,59 (mm) i vi bn hng: l + tsk = 361,59 + 225 = 586,59 (mm) Ti trng bỏnh xe quy v bng ti chiu di (b+tS) theo phng ngang cu cú cng phõn b cho 1m b rng bn: LL = P ì1m , ú E l chiu rng lm 2(b + t s ) E vic ca bn c tớnh c th tựy tng trng hp +Eh = 1140 + 0,833ìX , vi X: l khong cỏch t tim bỏnh xe n tim dm biờn +E+=660 + 0,55ìS (mm) +E-= 1220 + 0,25ìS (mm) vi S l khong cỏch gia tim dm ch Do ngi i Chiu rng l ngi i 1,0 m Ti trng ngi i PL = 3,2 kN/m2 Lc trung ti trng ngi i t ti tim l ngi i: PL = 3,2 ì ì 1,0 = 3,2 kN III Xỏc nh ni lc bn mt cu Nhn xột: gi La l khong cỏch gia dm ngang, La = 8,375 (m) Lb l khong cỏch gia dm ch, Lb = 2,3 (m) Xột t s: La 8,375 = = 3,64 > 1,5 => l bn kiu dm, lm vic theo phng ngang Lb 2,3 i vi bn ca cu dm cú th phõn tớch nh di bn liờn tc kờ trờn cỏc dm ch V nguyờn tc phi tớnh bn kờ trờn cỏc gi cng nh dm liờn tc nhng vỡ cha s dng c tin hc ng dng nờn tớnh toỏn theo phng phỏp gn ỳng: Ta cú hai s tớnh: phn cỏnh hng dm biờn c tớnh theo s cụng son, cỏc bn mt cu phớa s dng s bn ngm ti hai sn dm ch vi ng li phõn tớch gn ỳng nh s bn gin n kờ cnh c tớnh nh dm gin n sau ú xột h s iu chnh cho ngm 3.1.Xỏc nh ni lc bn kiu dm: 3.1.1 Xỏc nh mụmen: Tr s mụ men ti mt ct gia nhp v ti gi ca bn u ngm xỏc nh theo cụng thc sau: MS/2 = kS/2 ì M S0 (/ E2 Mg = kg ì M S0(/ E2 + ) ) Trong ú: + MS/2 - mụmen ti gia nhp ca s thc u ngm + Mg - mụmen ti gi ca s thc u ngm + kS/2 - h s iu chnh cho ngm + kg - h s iu chnh cho ngm Ta so sỏnh t s tS v xỏc nh kS/2 v k g , ú d l chiu cao dm ch d tS 20 = = 0,118 < => kS/2 = + 0,5 v k g = -0,8 d 170 + M S / - mụ men ti gia nhp ca s n gin E + - chiu rng lm vic ca bn ng vi v trớ cú mụmen dng E + = 660 + 0,55.S = 660 + 0,55 ì 2300 = 1925 mm ( S l khong cỏch gia dm ch) ng vi trng hp ny thỡ: LL+ = P 145 = 53,05.10-6 (kN/mm2) = 53,05 (kN/m2) + = ì (510 + 200) ì 1925 ì (b + tS ) E E- - chiu rng lm vic ca bn ng vi v trớ cú mụmen õm E- = 1220 + 0,25ìS = 1220 + 0,25 ì 2300 = 1795 mm ( S l khong cỏch gia dm ch) ng vi trng hp ny thỡ: p 145 = 56,89.10-6 (kN/mm2) = 56,89 (kN/m2) LL- = ì (b + t ) ì E = ì (510 + 200) ì 1795 S Xột trng hp: -Trng hp 1: ch bỏnh xe t vo v trớ bt li nht trờn ng nh hng mụ men ti gia nhp 0,398 0,575 0,398 710 LL DW DC1 dah M0S/2 2300 Ta cú: + - h s iu chnh ti trng = D ì R ì I 0,95 Chn = + LL - h s ti trng Vi trng thỏi cng thỡ LL = 1,75 + IM lc xung kớch, Vi trng thỏi cng thỡ IM = 25% + LL= 0,345(m2) + = 0,661 (m2) + LL+ = 53,05 (kN/m2) + LL- = 56,89 (kN/m2) -Moomen tớnh theo E+: Trng thỏi gii hn s dng: (E ) M S1SD = (DC1 + DW) ì /2 + + LL+ ì LLì(1+IM) = (5+2,565)ì0,661 + 53,05ì0,345ì1,25 = 27,878 (KN.m) Trng thỏi gii hn cng I: [ + 1( E ) M S1C = ì ( DC ì DC1 + DW ì DW ) ì + LL ì LL ì LL ì (1 + IM ) /2 + ] = 1ì[(1,25ì5 +1,5ì2,565)ì0,661 +1,75ì53,05ì0,345ì1,25] = 46,711 (KN.m) -Moomen tớnh theo E-: Trng thỏi gii hn s dng: (E ) M S1SD = (DC1 + DW) ì /2 + LL ì LLì(1+IM) = (5+2,565)ì0,661 + 56,89ì0,345ì1,25 = 29,534 (KN.m) Trng thỏi gii hn cng I: [ 1( E ) M S1C = ì ( DC ì DC1 + DW ì DW ) ì + LL ì LL ì LL ì (1 + IM ) /2 ] = 1ì[(1,25ì5 +1,5ì2,565)ì0,661 +1,75ì56,89ì0,345ì1,25] = 49,609 (KN.m) Trng hp : bỏnh xe ca chic xe ti thit k t cỏch 1,2 m T hp trng hp ny tỡm trng hp bt li tớnh toỏn ct thộp S tớnh: 710 710 1200 LL LL 0,098 0,453 0,575 0,453 0,098 DW DC1 dah M0S/2 2300 Ta cú: + - h s iu chnh ti trng = D ì R ì I 0,95 Chn = + LL - h s ti trng Vi trng thỏi cng thỡ LL = 1,75 + IM lc xung kớch, Vi trng thỏi cng thỡ IM = 25% + = 0,661(m2) + LL= 0,391(m2) + LL+ = 53,05 (kN/m2) + LL = 56,89 (kN/m2) -Moomen tớnh theo E+: Trng thỏi gii hn s dng: + (E ) M S2 SD = (DC1 + DW) ì /2 + LL+ ì LLì(1+IM) = (5+2,565)ì0,661 + 53,05ì0,391ì1,25 = 30,929 (KN.m) Trng thỏi gii hn cng I: [ + 1( E ) M S2C = ì ( DC ì DC1 + DW ì DW ) ì + LL ì LL ì LL ì (1 + IM ) /2 + ] = 1ì[(1,25ì5 +1,5ì2,565)ì0,661 +1,75ì53,05ì0,391ì1,25] = 52,049 (KN.m) -Moomen tớnh theo E-: Trng thỏi gii hn s dng: (E ) M S2 SD = (DC1 + DW) ì /2 + LL ì LLì(1+IM) = (5+2,565)ì0,661 + 56,89ì0,391ì1,25 = 32,805 (KN.m) Trng thỏi gii hn cng I: [ 1( E ) M S2C = ì ( DC ì DC1 + DW ì DW ) ì + LL ì LL ì LL ì (1 + IM ) /2 ] = 1ì[(1,25ì5 +1,5ì2,565)ì0,661 +1,75ì56,89ì0,391ì1,25] = 55,333 (KN.m) 3.1.2 T hp Mụmen theo s thc: Trng thỏi gii hn s dng: -Mụmen ti gia dm c xỏc nh theo cụng thc: ) SD ( E ) M S0(/ SD = K ì M S/2 S/2 (E+ ) (E+ ) Vỡ: M S1SD = 27,878 (KN.m) < M S2 SD = 30,929 (KN.m) /2 /2 + + M SSD/ 2( E ) = 30,929 (KN.m) + ) SD ( E ) Vy: M S0(/ SD = 0,5ì30,929 = 15,465 (KN.m) = KS/2ì M S / -Mụmen ti gi õm c xỏc nh theo cụng thc: M g0( SD ) SD ( E ) = kgì M S / (E ) (E ) Vỡ: M S1SD = 29,534 (KN.m) < M S2 SD = 32,805 (KN.m) /2 /2 M SSD/ 2( E ) = 32,805 (KN.m) ( SD ) (E ) Vy: M g = kgì M S2 SD = -0,8ì32,805 = -26,244 (KN.m) /2 Trng thỏi gii hn cng I: -Mụmen ti gia dm c xỏc nh theo cụng thc: 1) C1( E M S0 (/C = kS/2ì M S / + + ) + 1( E ) 1( E ) Vỡ: M S1C = 46,711 (KN.m) < M S2C = 52,049 (KN.m) /2 /2 + M SC/ 21( E ) = 52,049 (KN.m) ( C1) C1( E + ) Vy: M S / = kS/2ì M S / = 0,5ì52,049 = 26,025 (KN.m) -Mụmen ti gi õm c xỏc nh theo cụng thc: M g0 ( C1) C1( E ) = kgì M S / 1( E ) 1( E ) Vỡ: M S1C = 49,609 (KN.m) < M S2C = 55,333 (KN.m) /2 /2 M SC/ 21( E ) = 55,333 (KN.m) ( C1) 1( E ) Vy: M g = kgì M S2C = -0,8ì55,333 = -44,266 (KN.m) /2 3.1.3 Xỏc nh lc ct: Tr s lc ct ln nht s ngm (ti ngm) bng tr s lc ct ln nht s n gin (ti gi), vi s dm n gin thỡ lc ct ln nht l ti gi Do vy ta v ng nh hng lc ct ti gi ri cht ti cho v trớ bt l nht i vi hot ti thỡ bỏnh ca xe ti thit k t cỏch 1,2 m l gõy lc ct ln nht 710 710 1200 LL 0.478 0.169 DW DC1 0.691 LL dah V0S/2 2300 Trng thỏi gii hn s dng: ( C1) Ta cú: V g = (DC1 +DW)ì + LL ì LL Trong ú: + = 1,15 (m2) 2 + LL = 1LL + LL = 0,71ì[ (1+0,691) + (0,478+0,169)] = 0,83 (m2) V g0 ( C1) = (5+2,565)ì1,15 +56,89ì0,83 = 55,918 (KN) Trng thỏi gii hn cng I: ( C1) Ta cú: V g = ì [( DC ì DC1 + DW ì DW) ì + LL ì (1 + IM ) ì LL ì LL ] Trong ú : + - h s iu chnh ti trng = D ì R ì I 0,95 Chn = + LL , DC , DW - cỏc h s ti trng Vi trng thỏi cng thỡ LL = 1,75, DC = 1,25, DW = 1,5 + IM - lc xung kớch, Vi trng thỏi cng thỡ IM = 25% + - din tớch ng nh hng tng ng vi ti trng phõn b tỏc dng + LL- = 56,89 (kN/m2) 2 + LL = 1LL + LL = 0,71ì[ (1+0,691) + ( C1) => V g (0,478+0,169)] = 0,83 (m2) =1ì[(1,25ì5+1,5ì2,565)ì1,15+1,75ì(1+0,25)ì56,89ì0,83] = 114,903 (KN) 3.2 Xỏc nh ni lc bn hng: 3.2.1 Xỏc nh mụmen: Bn hng c tớnh theo s dm cụngxon nờn mụ men ln nht l ti ngm Ti trng bao gm: +Tnh ti bao gm trng lng bn mt cu, trng lng lp ph, trng lng lan can ro chn +Hot ti gm ti trng ngi i, ti trng xe ti thit k t cỏch mộp lan can ớt nht l 0,3 m (vỡ b trớ vch sn phõn ln nờn xe cú th chy vo phn ngi i khụng cú ngi) -Ti trng bỏnh xe quy v bng ti chiu di (b+tsk) theo phng ngang cu cú cng phõn b cho 1m b rng bn: LL = P ì (b + t sk ) ì E hang Trong ú : + E hang l chiu rng lm vic ca bn c tớnh trng hp bn hng E hang = 1140 + 0,833.X 0,3 X b+tsk LL DW a=0,5 plc DC2 0,9 1,15 Vi X l khong cỏch t tim bỏnh xe ti tim dm biờn X = Sk a 0,3 = 1,150,50,3 = 0,35 (m) => E hang = 1140 + 0,833 ì350 = 1431,55 (mm) Do vy: LL = 145 = 68,882 (kN/m2) ì (0,51 + 0,225) ì 1,432 T ú ta tớnh c mụmen ti ngm: Theo trng thỏi gii hn s dng: S Dung M hang l32 l12 = DC ì + Plc ì l + DW ì + (1 + IM ) ì LL ì l 2 1,15 0,65 , 625 ì + 10 , 739 ì , + , 565 ì + (1 + 0,25) ì 68,882 ì 0,257 = 2 = 36,055 (KN.m) Theo trng thỏi gii hn cng I: l32 l2 C1 M hang = DC2 ì DC ì + Dlc ì Dlc ì l + DW ì DW ì + LL (1 + IM ) ì LL ì l 2 1,15 0,65 + 1,25 ì 10,739 ì 0,9 + 1,5 ì 2,565 ì + 1,75 ì 1,25 ì 68,882 ì 0,257 = ì 1,25 ì 5,625 ì 2 = 56,297 (kN.m) 3.2.2 Xỏc nh lc ct: Tr s lc ct ln nht ti ngm: C1 Vhang = [ DC ì DC ì S k + LC ì PLC + DW ì DW ì ( S k a ) + LL ì (1 + IM ) ì (b + t sk )] = 1ì[1,25ì5,625ì1,15+1,25ì10,739+1,5ì2,565ì0,65+1,75ì1,25ì68,882ì0,735] = 134,76 (kN) S Dung Vhang = [ DC ì S k + PLC + DW ì ( S k a ) + (1 + IM ) ì LL ì (b + t sk )] = [5,625ì1,15+10,739+2,565ì(1,15-0,5)+(1+0,25)ì68,882ì(0,51+0,225)] = 82,160 KN Bng tng hp ni lc tớnh toỏn bn mt cu: Ni lc thit k bn mt cu Mụmen Dng m Cng 26,025 -44,266 S dng 15,465 -26,244 Hng -56,297 -36,055 4.Tớnh toỏn ct thộp v kim tra bn 4.1.Tớnh toỏn ct thộp cho bn mt cu: Nhn xột: Ta nhn thy tr s ni lc bn hng nh hn bn ngm nờn dựng ct thộp tớnh c ca bn ngm b trớ cho bn hng , -Chn cng vt liu: dựng bờtụng cú cng : f c = 30 MPa, ct thộp thng cú f y = 400 Mpa -Chiu cao cú hiu ca bn bờtụng un dng v õm ly khỏc vỡ cỏc lp bo v trờn v di khỏc nhau.Theo TC 22TCN272-05,ta cú: Lp bo v: - Mt cu bờ tụng trn chu hao mũn: 60 mm - ỏy bn bờ tụng ti ch: 25 mm 200 25 dõm dduong 60 15 mm Sc khỏng un ca bn: 10 Trong ú : f pR1 - mt mỏt chựng ng sut ti lỳc truyn lc f pR - mt mỏt chựng ng sut sau truyn lc 5.4.1.Mt mỏt chựng ng sut ti lỳc truyn lc Mt ct gia nhp : Dựng tao thộp c kh ng sut d : f pR1 = log(24.t ) f pj 0,55 f pj 10 f py Trong ú : t thi gian gi nh t lỳc cng n lỳc ct ct thộp = ngy f py - cng chy quy nh ca thộp ng sut trc, f py = 0,85 f pu = 1581 (Mpa) f pj - ng sut ban u bú ct thộp cui giai on cng f pj = f pt f pES = 0,7ì1860 107,08 = 1194,92 (Mpa) => f pR1 = log(24 ì 4) 1194,92 ì 0,55 ì 1194,92 = 48,75 (Mpa) 10 1581 Mt ct ti gi : f pj = f pt f pES = 0,7ì1860 51,39= 1250,61 (Mpa) => f pR1 = log(24 ì 4) 1250,61 ì 0,55 ì 1250,61 = 59,75 (Mpa) 10 1581 5.4.2.Mt mỏt chựng ng sut sau truyn lc Mt ct gia nhp : f pR = 138 0, 4.f pES 0, 2.(f pSR + f pCR ) = 138 0,4ì107,08 0,2ì(34,6 +160,87) = 56,074(Mpa) Do vy : f pR = 48,75 + 56,074 = 104,824 (Mpa) Mt ct ti gi : f pR = 138 0, 4.f pES 0, 2.(f pSR + f pCR ) = 138 0,4ì51,39 0,2ì (34,6 +100,8) = 90,364 (Mpa) Do vy : f pR = 59,75 + 90,364 = 150,114 (Mpa) 5.5.Tng mt mỏt ng sut trc Ti mt ct gia nhp : f pt = f pES + f pSR + f pCR + f pR = 107,08+34,6+160,87 +104,824 = 407,374 (Mpa) Ti mt ct gi : f pt = f pES + f pSR + f pCR + f pR = 51,39+34,6 +100,8+150,114 = 336,904 (Mpa) 6.KIM TON THEO TRNG THI GII HN CNG I 47 6.1.Kim tra cng un Sc khỏng un tớnh toỏn Mr c tớnh nh sau : M r = M n Trong ú : M n - sc khỏng un danh nh - h s sc khỏng, = Cụng thc kim toỏn vi trng thỏi gii hn cng I Mu Mn Trong ú : M u - mụmen tớnh toỏn trng thỏi gii hn cng I Coi th di ch cú ct thộp ng sut trc chu lc, vi mt ct hỡnh ch I quy i sc khỏng danh nh M n c xỏc nh nh sau : a h a a a M n = [Aps f ps (d p ) + As f y d s ữ As' f y' d s' ữ+ 0,85.1 f c' (b bw ).h f f ữ] 2 2 Trong ú: +Aps diờn tớch ct thộp ng sut trc +fps -ng sut trung bỡnh thộp ng sut trc sc khỏng un danh nh +dp - khong cỏch t th nộn ngoi cựng n trng tõm ct thộp ng sut trc +As - din tớch ct thộp chu kộo khụng ng sut trc +fy - gii hn chy quy nh ca ct thộp +ds - khong cỏch t th nộn ngoi cựng n trng tõm ct thộp chu kộo khụng ng sut trc (mm) + d s' - khong cỏch t th ngoi cựng chu nộn n trng tõm ct thộp chu nộn khụng ng sut trc (mm) ' + As - diờn tớch ct thộp chu nộn ' + f y -gii hn chy quy nh ca ct thộp chu nộn (MPa) ' + f c -cng chu nộn quy nh ca bờ tụng tui 28 ngy (MPa) + b- chiu rng ca mt chu nộn ca cu kin +bw-chiu dy bn bng + h f - chiu dy bn cỏnh chu nộn ca dm I + -h s chuyn i biu d ng sut , = 0,85 45 28 ì 0, 05 = 0, 729 Khong cỏch t th nộn ngoi cựng n trc trung hũa vi gi thit l thộp ng sut trc ca bú tao thộp ó b chy c= Aps f pu + As f y As' f y' 0,851 f c' (b bw )h f 0,85 f c' 1bw + kAps ( f pu / d p ) 48 Trong ú: +fpu: cng chu kộo quy nh ca ct thộp d ng lc(MPa) +fpy: cng chy ca thộp d ng lc(MPa) fpy = 0,9ìfpu = 0,9ì1860= 1674 (MPa) - Ta dựng loi tao 12,7 cú t chựng thp - Mi bú cú tao - Cng chu kộo tiờu chun : fpu=1860 MPa - Gii hn chy : fpy=1674 MPa f py k = 1, 04 f pu = 1, 04 1674 = 0, 28 ữ 1860 ữ ( ) dp = h-aps =1700+200-140,82 = 1759,18 (mm) Vi: aps Khong cỏch t th ngoi cựng chu kộo n trng tõm ct thộp d ng(xột mt ct gia nhp) 1.1.Mt ct gia nhp: Ta cú: c= 4836,79 ì 1860 0,85 ì 0,729 ì 45 ì (2300 200) ì 200 1860 = -387,36 (mm) < hf = 200 (mm) 0,85 ì 45 ì 0,729 ì 200 + 0,28 ì 4836,79 ì 1759,18 Tc trc trung hũa i qua cỏnh (ly bw=b) nờn c c tớnh li nh sau: c= = A ps ì f pu f pu 0,85 ì f c' ì ì bw + k ì Aps ì d p 4836,79 ì 1860 1860 0,85 ì 45 ì 0,729 ì 2300 + 0,28 ì 4836,79 ì 1759,18 = 137,212 (mm) +ng sut bú ct thộp cú dớnh kt: c f ps = f pu ì k ì dp = 1860 ì 0,28 ì 137,212 = 1819,379 (Mpa) 1759,18 +Chiu dy ng sut tng: a=cì1 = 137,212ì0,729 = 100,028 (mm) +Sc khỏng un danh nh : 100,028 a M n = Aps f ps (d p ) = 4836,79ì1819,379ì 1759,18 ì10-6 =15032,316(kN.m) Sc khỏng un tớnh toỏn: 49 M r = ì M n = 1ì 15032,316 = 15032,316 (kN.m) > M u = 11661,999 (kN.m) =>tha Vy mt ct gia nhp tha v cng 6.1.2.Mt ct ti gi: Ta cú: c= 4836,79 ì 1860 0,85 ì 0,729 ì 45 ì (2300 600) ì 200 1860 = -26,132 (mm) < hf =200 (mm) 0,85 ì 45 ì 0,729 ì 600 + 0,28 ì 4836,79 ì 1400 Tc trc trung hũa i qua cỏnh (ly bw=b) nờn c c tớnh li nh sau: c= = Aps ì f pu f pu 0,85 ì f c' ì ì bw + k ì Aps ì d p 4836,79 ì 1860 1860 = 136,45 (mm) 0,85 ì 45 ì 0,729 ì 2300 + 0,28 ì 4836,79 ì 1400 +ng sut bú ct thộp cú dớnh kt: c f ps = f pu ì k ì dp = 1860 ì 0,28 ì 136,45 = 1809,24 (Mpa) 1400 +Chiu dy ng sut tng: a=cì1 = 136,45ì0,729 = 99,472 (mm) Sc khỏng un danh nh : 99,472 a M n = Aps f ps (d p ) = 4836,79ì1809,24ì 1400 ì10-6 2 = 11816,044 (kN.m) Sc khỏng un tớnh toỏn: M r = ì M n = 1ì 11816,044 = 11816,044 (kN.m) > M u = 1454,212 (KN.m)=> tha Vy mt ct ti gi tha v cng 6.2.Kim tra hm lng ct thộp ng sut trc 6.2.1.Ct thộp ti a: + Mt ct gia nhp: Coi din tớch ct thộp thng (As= 0), ta cú: de = Aps f ps d p + As f y d s Aps f ps + As f y Vỡ As = 0, nờn d e = d p = 1759.18 (mm) iu kin kim tra: c 137,212 0, 42 hay = 0,078 < 0,42 => thừa mn iu kin de 1759,18 50 + Mt ct ti gi: Vỡ As = 0, nờn d e = d p = 1400 (mm) iu kin kim tra: c 0, 42 hay 136,45 = 0,097 < 0,42 => thừa mn iu kin de 1400 6.2.2.Ct thộp ti thiu: Ct thộp ti thiu phi m bo mụmen khỏng un tớnh toỏn Mr phi ln hn giỏ tr nh hn hai giỏ tr sau: 1,2 ln sc khỏng nt: 1,2 M cr 1,33 ln mụ men tớnh toỏn cn thit di t hp ti trng cng I : 1,33 M u Hay: ìMn min(1,2Mcr; 1,33Mu) Trong ú: +Mcr: sc khỏng nt c xỏc nh trờn c s phõn b ng sut n hi v cng chu kộo un, fr (A.5.4.2.6): fr = 0,63ì f c' = 0, 63 ì 45 = 4, 226( MPa) +Theo TCN 5.7.3.6.2-2: Mcr= f r ì Ig yd a,Ti mt ct gia nhp: +yd: khong cỏch t th chu kộo ngoi cựng n trc trung ho(mm), y dII = 1198,605(mm) +Ig: mụ men quỏn tớnh ca dm ch ti tit din gia nhp giai on liờn hp Ig = 4,34ì1011 (mm4) 4,34 ì 1011 Suy ra: Mcr=4,226.10 ì =1530,182ì103(kN.mm) = 1530,182 (KN.m) 1198,605 -3 Mu= 11661,999 (KN.m) min(1,2Mcr; 1,33Mu)=min(1,2ì1530,182; 1,33ì11661,999)= 1836,22(KN.m) Ta cú: Mr = ìMn = 15032,316 (KN.m) > min(1,2Mcr; 1,33Mu) = 1836,22(KN.m) Kt lun: Mt ct gia nhp tho hm lng ct thộp ti thiu b,Ti mt ct gi: +yd: khong cỏch t th chu kộo ngoi cựng n trc trung ho(mm), y dII = 1107,872(mm) +Ig: mụ men quỏn tớnh ca dm ch ti tit din gia nhp giai on liờn hp Ig = 5,097ì1011 (mm4) 51 5,097 ì 1011 Suy ra: Mcr=4,226.10 ì =1944,261ì103(kN.mm) = 1944,261(KN.m) 1107,872 -3 Mu= 11661,999 (KN.m) min(1,2Mcr; 1,33Mu)=min(1,2ì1944,261; 1,33ì11661,999)= 2333,11(KN.m) Ta cú: Mr = ìMn = 11816,044 (KN.m) > min(1,2Mcr; 1,33Mu) = 2333,11 (KN.m) Kt lun: Mt ct gia nhp tho hm lng ct thộp ti thiu 6.3.Tớnh toỏn ct v kim tra ct theo trng thỏi gii hn cng I Sc khỏng ct tớnh toỏn ca dm l: Vr = v Vn Trong ú: +Vn sc khỏng ct danh nh + v h s khỏng ct, v =0,9 Sc khỏng ct danh nh phi c xỏc nh bng tr s nh hn ca: Vn = { Vn1 ;Vn } Vi: Vn1 = Vc+Vs+Vp Vn2 = 0, 25 f c' bv d v + V p Trong ú: +Vc ng sut kộo bờ tụng +Vs ct thộp chu ct +Vp thnh phn d ng lc thng ng + bv - b rng sn dm nh nht trờn chiu cao d v + d v - chiu cao chu ct hu hiu, l khong cỏch t tõm ct thộp chu kộo n trng tõm vựng nộn v (0,9de hoc 0,72hdm) + Ti gia nhp: dv = de 0,9 ì d e = 0,9 ì 1759,18 = 1583,262(mm) a max 0,72 ì h = 0,72 ì 1900 = 1368(mm) => d v = 1759,18 100,028 = 1709,166 (mm) > 1583,262 (mm) , Nh vy: d v = 1709,166 (mm) + Ti gi: dv = de 0,9 ì d e = 0,9 ì 1400 = 1260(mm) a max 0,72 ì h = 0,72 ì 1900 = 1368(mm) => d v = 1400 99,472 = 1350,264 (mm) < 1368 (mm) , Nh vy chn d v = 1368 (mm) Xột mt ct ti gi: 52 +Chiu di truyn lc : Ltl = 60ì Dps = 60ì12,7 = 762 (mm) +Tit din ct nguy him: d v = 1368 (mm) Vỡ chiu di truyn lc Ltl = 762(mm) < d v = 1368 (mm) ,cú th dựng giỏ tr ton phn ca V p Trng tõm ca ct thộp un xiờn : Nhúm1: 1700275140,82 = 1284,18 (mm) , tớnh t trng tõm ct thộp Aps gia nhp Nhúm 2: 1700475 140,82 = 1084,18 (mm) , tớnh t trng tõm ct thộp Aps gia nhp Cỏc gúc xiờn cỏp ng sut trc: + = tan g 1284,18 = 5,474 ; 13400 + = tan g 1084,18 = 6,157 10050 Ta cú: V p = Aps f p sin i Trong ú: Aps : din tớch cỏc tao cỏp, Aps=4836,79 mm2 Ta cú: Aps =8/49 x 4836,79=789,68 mm2 +fp :ng sut cỏp sau mt mỏt, giỏ tr ng vi mt ct l/2 f p = f pj f pT = 1250,61 336,904 = 913,706 (Mpa) + i : gúc lch ca cỏp theo phng ngang Ly theo bng b trớ ct thộp Vy : Vp = 789,68 ì913,706ì10-3ì (sin 5,474 +sin 6,157 )= 146,217 (kN) +ng sut ct bờ tụng xỏc nh theo: V V p v= u bv d v Trong ú: Vu - lc ct tớnh toỏn, Vu = V CDI = 1575,129 (kN) (1575,129 0,9 ì 171,112) ì 10 v= = 1,924 (Mpa) 0,9 ì 600 ì 1368 +ng bin dc ct thộp phớa chu un: Mu + 0,5.Vu cot g ( ) Aps f po dv x = Es As + E p Aps Trong ú: + M u - mụ men tớnh toỏn CI ti mt ct cỏch u gi 2m, M u = 2730,781 (KN.m) 53 + Vu - lc ct tớnh toỏn CI +Gi thit tớnh vi = 27o + Es , E p - ln lt l mụdun n hi ca ct thộp thng v ng sut trc + As , Aps - ln lt l din tớch ca ct thộp thng v ng sut trc, coi As = + f po - ng sut thộp ng sut trc ng sut bờtụng xung quanh nú bng f po = f pe1 Fpe1 Alh ì Ep Edam Vi : f pe1 = f pj f pt = 0,7ì1860 336,904= 965,096 (Mpa) Fpe1 = Aps f pe1 = 4836,79ì965,096 = 4667966,682 (N) Alh = 1460768,873 (mm2) Edam = 36056,60 (Mpa) => f po = 965,096 4667966,682 197000 ì = 947,64 (Mpa) 1460768,873 36056,60 Do vy: 2730,781ì 10 + 0,5 ì 1575,129 ì cot g (27) 4836,79 ì 947,64 1368 x = = 2,7 ì 10 197000 ì 4836,79 => x < 2ì10-3 => thừa iu kin Tuy nhiờn vỡ x õm nờn : x = x ì Fs Vi Fs = Es As + E p Aps Ec Ac + Es As + E p Aps , vi Ac l din tớch bờtụng phớa chu un ca dm, xỏc nh nh bờ tụng phớa di h/2(hỡnh A.5.8.3.4.2.3): h=1900(mm); h/2= 950(mm); Ac = 950ì600 = 570000(mm2) => Fs = 197000 ì 4836,79 = 0,044 570000 ì 36056,60 + 197000 ì 4836,79 => x = -2,7ì10-3ì 0,044 = -1,19ì10 - Da vo x = -1,19ì10 v v 1,924 = = 0,0428 tra bng TCN5.8.3.4.2-1: f c' 45 ta cú c: = 270 , = 5,85 Ta cú: Vc = 0, 083. f c' bv d v = 0,083ì5,85ì 45 ì600ì1368 ì10-3= 2673,484 (kN) Chn ct chng ct: 54 thun tin cho thi cụng chn ng kớnh ct ớt thay i nhng bc ct thay i theo s gióm lc ct theo chiu di dm: - Trong on u dm chn ỉ10a100 (mm) - Trong on tip theo L/4 chn ỉ10a150 (mm) - Trong on gia dm chn ỉ10a200 (mm) + Sc khỏng ct danh nh ca ct thộp dm (ct ai)chu ct: Av f y d v cot g Vs = s Trong ú: Av l din tớch ct thộp chu ct c ly s, u dm b trớ ct ỉ10: Av = 0,083 ì ì f c' ì bv ì s fy +fy gii hn chy ca ct thộp ngang., fy =420MPa +s: c ly ct thộp ai, u dm s=100mm +Gúc nghiờng ca ng sut nộn chộo, = 5,85 +Gúc ngiờng ca ct thộp so vi trc dc, =900 => Av = 0,083 ì 5,85 ì 45 ì 600 ì 100 = 465,31( mm ) 420 465,31 ì 420 ì 1368 ì cot g ( 27 ) ì 10 Vs = = 234943( N ) = 234,943( KN ) 100 Vy: Vn1 = Vc + Vs + V p = 2673,484 +234,943+171,112 = 3079,539 (KN) Vn = 0, 25 f c' bv d v + VP = 0,25ì45ì600ì1368ì10-3+171,112 = 9405,112 (KN) => Vn = min(Vn1 ;Vn ) = 3079,539 (kN) Do ú: Vr = 0,9ì3079,539 = 2771,585 (kN) Vu ti gi l Vu =1575,129 (kN) < Vr = 2771,585 (kN) Kt lun: dm m bo cng chu ct B trớ ct dm theo cu to : -on t u dm n vut b trớ thộp nhỏnh ỉ10a100 -on t vut n mt ct L/4 b trớ thộp nhỏnh ỉ10a150 -on gia nhp b trớ thộp nhỏnh ỉ10a200 7.Kim tra theo trng thỏi gii hn s dng TTGHSD liờn quan n phm cht ca cu chu ti trng khai thỏc Cỏc cn quan tõm l nt, bin dng, S bờ tong v bú ct thộp iu kin khai thỏc thng xuyờn 7.1 Kim tra ng sut bờ tụng(TCN A.5.9.4): 55 Kim tra ng sut bờ tụng nhm m bo khụng phỏt sinh vt nt bờ tụng ng sut kộo hoc nộn quỏ ln quỏ trỡnh khai thỏc: fc [fc] Gi thit rng ng sut l õm chu nộn v dng chu kộo +fc: ng sut kộo bờ tụng ti trng gõy ti tit din tớnh toỏn k +[ f c ]: ng sut kộo gii hn ca bờ tụng ly theo TCN272-05 iu 5.9.4.2.2-1 v 5.9.4.2.1-1 Gii hn ng sut cho bờ tụng: +Cng chu nộn BT tui 28 ngy: fc=45 MPa +Cng lỳc cng ct thộp: fci=0,9ì45=40,5 MPa 7.1.1 Giai on ch to dm, bn mt cu cha ụng cng +Gii hn ng sut kộo: [ ft ] = 0, 25 f ci' = 0, 25 40.5 = 1,59 > 1,38 MPa [ f t ] = 1,38 MPa +Gii hn ng sut nộn: [ f c ] = 0,6ìfci= 0,6ì40,5 = 24,3MPa Cỏc lc tỏc dng gm: +Ti trng bn than DC1: DC1=17,143 (KN.m) +Ti trng bn mt cu DC2: DC2=12,354 (KN.m) +Lc cng trc Fps ( Sau ó tr cỏc mt mỏt tc thi) -ng sut ti th biờn di: f = d Fps Atd Fps eo Stdd + SD M DC Stdd + SD M DC Stdd -ng sut ti th biờn trờn: f = t Fps Atd + Fps eo Stdt SD M DC Stdt SD M DC Stdt Trong ú: + Fps: tng lc kộo cỏc bú cỏp ng sut trc ó tr i mt mỏt tc thi (KN) FL/2 =(0,8.fpu - f pt ).Aps = (0,8ì1860-407,374)ì4836,79ì10-3 = 5226,76 (KN) SD + M DC : momen trng lng bn thõn dm ch trng thỏi gii hn s dng SD M DC = DC1ìL/2=17,143ì133,66 = 2291,333 (KN.m) = 2291333 (KN.mm) SD + M DC : momen trng lng bn thõn mt cu trng thỏi gii hn s dng SD M DC = DC2ìL/2= 12,354ì133,66 = 1651,236(KN.m) = 1651236(KN.mm) +Atd: din tớch tit din ca mt ct dm ch I gian on + Stdd , Stdt : Mụmen khỏng un ca thi di v th trờn 56 + e0 : lch tõm ca trng tõm cỏc bú cỏp ng sut trc n trc trung hũa tit din I giai on Ti gia nhp: e0 = y d a ps = 839,198 140,82 = 698,378(mm) I Ti gi: e0 = y d a ps = 868,522 500 = 368,522( mm) Mt ct Gia nhp Fps (kN) M (kN.mm) 5226,76 2291333 SD M DC (kN.mm) 1651236 Atd (mm2) 628088,874 SD DC1 S t td (mm3) Stdd (mm3) e0 (mm) 250928785 257388602 698,378 fd (Mpa) -7,186 ft (Mpa) -9,457 So sỏnh vi iu kin ta cú: +Mt ct gia nhp: Ton b tit din chu nộn f t = 9,457( Mpa) < [ f c ] = 24,3( Mpa) t f d = 7,186( Mpa) < [ f c ] = 24,3( Mpa) t 7.1.2 Giai on bn mt cu ụng cng hỡnh thnh tit din liờn hp +Gii hn ng sut kộo: [ ft ] = 0,5 fci' = 0,5 40.5 = 3,18 (Mpa) +Gii hn ng sut nộn: [ f c ] = 0,45ìfci= 0,45.40,5 = 18,225(MPa) Cỏc lc tỏc dng gm: +Ti trng bn than DC1: DC1=17,143 (KN/m) +Ti trng bn mt cu DC2: DC2=12,354 (KN/m) +Ti trng bn thõn lan can tay DC3: DC3 = 2,148 (KN/m) +Ti trng bn thõn CLPMC DW: DW = 5,387 (KN/m) +Ti trng hot ti (PL+LL) +Lc cng trc Fps ( Sau ó tr cỏc mt mỏt tc thi) -ng sut ti th biờn di: f = d Fps Atd Fps eo Stdd + SD M DC Stdd + SD M DC Stdd + SD M DC + DW Stdd ' SD M PL + LL + d' Std -ng sut ti th biờn trờn: 57 f = t Fps Atd + Fps eo Stdt SD M DC Stdt SD M DC Stdt SD M DC + DW Stdt ' SD M PL + LL Stdt ' Trong ú: + Fps: tng lc kộo cỏc tao cỏp ng sut trc ó tr i mt mỏt tc thi (KN) FL/2 =(0,8.fpu - f pt ).Aps = (0,8ì1860-407,374)ì4836,79ì10-3 = 5226,76 (KN) SD + M DC : momen trng lng bn thõn dm ch trng thỏi gii hn s dng SD M DC = DC1ìL/2=17,143ì133,66 = 2291,333 (KN.m) = 2291333 (KN.mm) SD + M DC : momen trng lng bn thõn mt cu trng thỏi gii hn s dng SD M DC = DC2ìL/2= 12,354ì133,66 = 1651,236(KN.m) = 1651236(KN.mm) SD + M DC + DW : momen trng lng bn thõn lan can tay v lp ph mt cu SD M DC = (DC3+DW)ìL/2= (2,148+5,387)ì133,66 = 1007,128 (KN.m) + DW SD + M PL + LL : momen trng lng bn thõn hot ti gõy trng thỏi s dng SD M PL + LL =2866,585(KN.m) = 2866585 (KN.mm) +Atd: din tớch tit din ca mt ct dm ch I gian on d t + Std , Std : Mụmen khỏng un ca thi di v th trờn giai on I + Stdd ' , Stdt ' : Mụmen khỏng un ca thi di v th trờn ca tit din giai on II + e0 : lch tõm ca trng tõm cỏc bú cỏp ng sut trc n trc trung hũa tit din I giai on Ti gia nhp: e0 = y d a ps = 839,198 140,82 = 698,378(mm) I Ti gi: e0 = y d a ps = 868,522 500 = 368,522( mm) Kt qu tớnh toỏn kim tra ng sut giai on khai thỏc s dng: Mt ct Fps (kN) SD M DC (kN.mm) M M SD DC (kN.mm) SD DC3 + DW (kN.mm) M (kN.mm) Atd (mm2 ) Stdd (mm3) Stdt (mm3) Stdd ' (mm3) Stdt ' (mm3) SD PL + LL Gia nhp 5226,76 2291333 1651236 1007,128 2866585 628088,874 257388602 250928785 362087593,5 865585017,8 58 e0 (mm) fd (Mpa) ft (Mpa) 698,378 0,734 -12,8 So sỏnh vi iu kin ta cú: +Mt ct gia nhp: Ton b tit din chu nộn f t = 12,8( Mpa) < [ f c ] = 18,225( Mpa) t f d = 0,734( Mpa) < [ f c ] = 18,225( Mpa ) t 7.3.Kim tra vừng: - Bin dng ti trng khai thỏc quỏ ln nờn h hng mt cu, nt cc b bn mt cu gõy cm giỏc khụng an ton cho ngi lỏi xe hn ch iu ny, quy trỡnh kin ngh: + vừng hot ti ca dm n gin : L / + vừng hot ti ti u dm hng : L 800 L 300 Khi tớnh vừng hot ti cn so sỏnh gia : + Mt xe thit k ( cú xột IM ) + 25% mt xe thit k cú xột IM v ti trng ln 7.3.1.Tớnh vừng tc thi hot ti v xung kớch: iu kin kim toỏn: L/2 L 800 Trong ú: L / - vừng ln nht ti gia nhp xe v ngi Ly bng tr s ln hn ca: + kt qu tớnh ca xe ti thit k v ti trng ngi i + 25% ca xe ti thit k cựng vi ti trng ln v ti trng ngi i +L chiu di nhp tớnh toỏn, L = 32,7 (m) +H s phõn b ngang ca hot ti ụ tụ tớnh vừng M g LL = nln = Nb + vừng xe ti n: M Pi = g LL (1 + IM ).145(hoac35) M (1 + IM ).145 = P1 = P2 = g LL P3 = ì1,25ì145 = 72,5 (kN) ì1,25ì35 = 17,5 (kN) Khong cỏch t trc xe n gi: 59 32,7 L 4,3 = 12,05 (m) - 4,3m = 2 32,7 L c2 = = = 16,35 (m) 2 L 32,7 + 4,3 = 20,65 (m) c3 = + 4, 3m = 2 p1 c1 72500 ì 12050 Truc1 ( 3.L2 4.c12 ) = ì ì 32700 ì 12050 => xe = 11 48.Ec.dam I td 48 ì 36056,6 ì 4,329 ì 10 c1 = ( ) = 3,063 (mm) Truc = xe ( ) ( ( ) ( p c2 72500 ì 16350 3.L2 4.c 22 = ì ì 32700 ì 16350 11 48.Ec.dam I td 48 ì 36056,6 ì 4,329 ì 10 ) = 3,384 (mm) Truc = xe p3 c3 17500 ì 20650 3.L2 4.c32 = ì ì 32700 ì 20650 11 48.Ec.dam I td 48 ì 36056,6 ì 4,329 ì 10 ) = 0,725 (mm) vừng xe ti thit k: + Truc + Truc xe = Truc = 3,063+3,384+0,725 = 7,172 (mm) xe xe xe Tớnh vừng ti trng ln: ln = 5.qln L4 ì 9,3 ì 32700 = = 8,870 (mm) 384.Ec.dam I td 384 ì 36056,6 ì 4,34 ì 1011 +Tớnh vừng ti trng ngi i: PL 5( PL T ) L4 ì 3,2 ì ì 32700 = = = 6,104 (mm) 384.Ec.dam I td 384 ì 36056,6 ì 4,34 ì 1011 + vừng xe ti thit k va ti trng ngi i: = 7,172+6,104 = 13,276 (mm) + vừng 25% xe ti thit k cựng vi ti trng ln v ti trng ngi i: = 0,25ì7,172+8,870 +6,104 = 16,767 (mm) => vừng ln nht ti gia nhp l: L / = max( ; ) =16,767 (mm) Kim tra iu kin: L / = 16,767 (mm) < 32700 L = = 40,875 (mm) => tha iu kin 800 800 Vy dm m bo vừng tc thi hot ti v xung kớch 7.3.2. vng d ng lc: ps = F ps ecl L2 8.Eci I I I 60 Vi: ecl - khong cỏch t trng tõm mt ct tit din gia nhp n trng tõm ct thộp I chu kộo: ecl = y d a ps = 839,198 140,82 = 698,378(mm) Eci = 4800 f c' = 4800ì 45 = 32199 (Mpa) ps = 0,7 ì 1860 ì 4836,79 ì 698,378 ì 32700 = -76,832 (mm) ì 32199 ì 2,16 ì 1011 7.3.3. vừng trng lng dm: DC1 = 5.DC1 L4 ì 17,143 ì 32700 = = 32,770 (mm) 384.Ec.dam I I I 384 ì 36056,6 ì 2,16 ì 1011 7.3.4. vừng ca dm sau cng cỏp d ng lc: TC = ps + DC1 = -76,832+32,770 = -44,062 (mm) (vng lờn) 61