Đồ án bê TÔNG cốt THÉP

Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP  I-NHIỆM VỤ THIẾT KẾ : Thiết kế dầm chữ T cho cầu đường ôtô nhịp giản đơn, BTCT, thi công phương pháp đúc riêng dầm công trườngvà tải trọng cho trước.theo quy trình thiết kế cầu 22 TCN 272 – 05 II-SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH : 1.Chiều dài nhịp : L = 18 (m) 2.Hoạt tải : HL-93 3.Khoảng cách hai tim dầm : 1400 (mm) 4.Bề rộng chế tạo cánh : bc = 1200 (mm) 5.Tĩnh tải rải : wDW = 6,6 (KN/m) 6.Hệ số phân bố ngang tính cho mô men : mgM = 0,51 7.Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt : mgV = 0,51 8.Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng : mgD = 0,62 9.Hệ số cấp đường : m = 0,65 10.Độ võng cho phép hoạt tải :  cp=L/800 11.Vật liệu : - Cốt thép theo ASTM A615M : Cốt thép chịu lực : fy = 420 (Mpa) : Cốt đai : fy =420 (Mpa) - Bê tông : f’c = 30 (Mpa) : gc =24.5 KN/m3 III-YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG : A – TÍNH TOÁN : Chọn mặt cắt ngang dầm Tính mô men, lực cắt lớn tải trọng gây Vẽ biểu đồ bao mô men, bao lực cắt tải trọng gây 4.Tính, bố trí cốt thép dọc chủ mặt cắt nhịp Tính, bố trí cốt thép đai Xác định vị trí cắt cốt thép, vẽ biểu đồ bao vật liệu Tính toán kiểm soát nứt Tính độ võng hoạt tải gây B BẢN VẼ : Thể khổ giấy A3 10 Vẽ mặt dầm, vẽ mặt cắt đại diện 11 Vẽ biểu đồ bao vật liệu 12 Bóc tách cốt thép, thống kê vật liệu `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm IV-PHẦN TÍNH TOÁN : 1.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƢỚC MẶT CẮT DẦM: 1.1 Chiều cao dầm h : Chiều cao dầm h chọn theo điều kiện cường độ điều kiện độ võng, thông thường với dầm bê tông cốt thép chiều cao thỏa mãn điều kiện cường độ đạt yêu cầu độ võng Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp , chọn theo công thức kinh nghiệm: 1 1   h      l (m) =     18  20 10   20 10  h=(0,9-1,8) (m) Chiều cao nhỏ theo quy định quy trình: hmin=0,07  18 = 1,26 (m) Trên sở sơ chọn chiều cao dầm : h = 1,5 (m) 1.2 Bề rộng sƣờn dầm (bw) : Tại mặt cắt gối dầm, chiều rộng sườn dầm định theo tính toán ứng suất kéo chủ, nhiên ta chọn chiều rộng sườn không đổi suốt chiều dài dầm Chiều rộng bw chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công cho dễ đổ bê tông với chất lượng tốt Theo yêu cầu ,ta chọn chiều rộng sườn bw = 200 (mm) 1.3 Chiều dày cánh (hf) : Chiều dày cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác Theo kinh nghiệm hf = 180(mm) 1.4 Chiều rộng cánh (b) : Theo điều kiện đề cho : b f =1200 (mm) 1.5 Chọn kích thƣớc bầu dầm (b1,h1) : h1 = 200(mm) b1 = 400(mm) Vậy sau chọn sơ kích thước mặt cắt dầm ta có bảng số liệu sau : Chiều cao Bề rộng sườn dầm Chiều dày cánh Chiều rộng cánh Chiều rộng bầu dầm Chiều cao bầu dầm Chiều cao phần vát cánh Chiều cao phần vát bầu h=1,50 (m) bw =0.20(m) hf =0.18(m) bf =1,2(m) b1 =0.4(m) h1 =0.2(m) bv1=hv1 =0.1(m) bv1=hv1 =0.1(m) `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm MẶT CẮT NGANG DẦM: 1.6 Tính sơ trọng lƣợng thân dầm 1(m) dài : +Diện tích mặt cắt dầm : = =1.2*0.18+0.2*0.4+(1.5-0.18-0.2)*0.2+0.1*0.1+0.1*0.1=0.54 (m2) +Trọng lượng thân dầm : Wdc =A*gc= 0.54*24.5=13.23 (KN/m) Trong :  = 24.5 (KN/m ) :trọng lượng riêng bê tông + Xác định bề rộng cánh tính toán: Bề rộng cánh tính toán dầm bên không lấy trị số nhỏ ba trị số sau: -  18  L     4,5m với L chiều dài nhịp hữu hiệu 4 Khoảng cách tim hai dầm : 1.4(m) `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm 12 lần bề dày cánh bề rộng sườn dầm : 12h f  bw  12  0,18  0,20  2,36(m) Và bề rộng cánh tính toán không lớn bề rộng cánh chế tạo : bf =1,2 (m) Vậy bề rộng cánh hữu hiệu : b = 1,2 (m) Qui đổi tiết diện tính toán : Diện tích tam giác chỗvát cánh: S1=10×10/2=50(cm2) Chiều dày cánh quy đổi :  50 2S1 hfqd=hf + =180+ * 10  190 (mm) b  bw 120  20 Diện tích tam giác chỗ vát bầu dầm : S2=10*10/2=50(cm2) Chiều cao bầu dầm : 2S 2  50 Hfqd = h1 +  20   25(cm)  250mm b1  bw 40  20 - MẶT CẮT NGANG TÍNH TOÁN: `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm 2.TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM: Tính mô men tính toán ứng với trạng thái giới hạn cường độ, tính mặt cắt nhịp : M  1.25  wdc  1.5  wdw   mgM 1.75  LLL  1.75  k  LLM  1  IM  M Trong : LLL : Tải trọng rải (9.3 KN/m) tan dem LLm = 22.81 : Hoạt tải tương đương xe hai trục thiết kế ứng với đ.ả.h M mặt cắt t nhịp (KN/m) LLTRUCK = 26.56 : Hoạt tải tương đương xe tải thiết kế ứng với đ.ả.h M mặt cắt t nhịp (KN/m) mgM = 0,51 : Hệ số phân bố ngang tính cho mô men (đã tính hệ số xe m ) wdc =13.23 : Trọng lượng dầm đơn vị chiều dài (KN/m) : Trọng lượng lớp mặt cầu tiện ích công cộng đơn vị chiều dài (tính cho dầm, (KN/m )) : Hệ số xung kích : Diện tích đường ảnh hưởng M (m2) : Hệ số HL-93 wdw= 6.6 (1+IM)  M = 40.5 k  0,6 Thay số : Mu=0.95×{(1,25×13,23+1,5×6.6)+0,51×[1,75×9,3+1,75×0.6×22.81×(1+0.25)]} ×40.5= =2077.569 (KNm) Giả sử chiều cao hữu hiệu dầm : d e =(0,8  0,9)h Chọn d e =0,9xh = 0,9x150 = 135 (cm) Giả sử trục trung hòa qua sườn ta có : M n  0.85  a  bw  f c '  de  a   0.85  1  b  bw   h f  f c '  de  h f  Mu    Mn Trong : Mn : Mô men kháng danh định Mu =2077.669 (KNm)  : Hệ số kháng (với dầm chịu kéo uốn lấy :   0.9 ) As : Diện tích cốt thép chịu kéo f y = 420 (Mpa) : Giới hạn chảy cốt thép dọc chủ ' f c = 30(Mpa) : Cường độ chịu nén bê tông tuổi 28 ngày  : hệ số quy đổi chiều cao vùng nén, xác định: = 0,85 28 MPa  f c  '  = 0,85- 0,05  f c  28 56MPa  f c  28MPa ' ' = 0,65 f c  56MPa ' `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Vậy theo điều kiện đầu f c  30MPa nên ta có β1 = 0,836 h f = 0,19 (m) : Chiều dày cánh sau quy đổi ' a  1  c : Chiều cao khối ứng suất chữ nhật tương đương   Mu   Mf    Ta có : a  d  1   '  0,85  f c  bw  d       ' ' Với : M f  0,85  1 b  bw   h f  f c d  h f Thay số liệu vào ta có : Mf=0,85×0,836× (1,2-0,2) ×0,19×30×103 (1.35-0.19/2)=5083.28 KN.m  (  ) ( ) Vậy trục trung hòa qua cánh , ta chuyển sang tính toán mặt cắt chữ nhật M Giả sử khai thác hết khả chiu lực tiết diện : M r   M n  M u  M n  u  Từ phương trình cân mômen xác định chiều cao vùng bê tông chịu nén, phương trình xác định chiều cao vùng nén : M u  M r    M n    0.85  fc '  b  a  de  a 2  a  d 1    1   2M u 2×2448,  0,  1   0.057087(m) ' ×0.85×f c ×b×d  0, 9×0, 85×28×103 ×   Ta : a=0,057087< Diện tích cốt thép cần thiết As : ' 0,85  a  b  f c As  = fy Sơ đồ chọn thép bố trí thép : Phương án Đường kính Diện tích mm thanh(mm2) 22 386.9 25 510 29 645 Từ bảng ta chọn phương án : + Số bố trí :12 + Số hiệu :  22 +Tổng diện tích cốt thép thực tế : 46.428(cm2) Bố trí thành hàng cột : ( ) (mm2)=41.5921(cm2) Số 12 12 12 As mm2 4642.8 6120 7740 `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Kiểm tra lại tiết diện : As = 46.428(cm2) Khoảng cách từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép : d : Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo ds= h – di= 1.5 – 0.115 = 1.385 (m) Giả sử TTH qua cánh Tính toán chiều cao nén quy đổi : ( ) Vậy điều giả sử Mô men kháng tính toán : `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm a  M r  M n  0,9  0,85  a  b  f c'  d   2  ( chịu mô men ) ( ) Như : Mr =2374.738(KNm) > Mu =2077.569(KNm)  Dầm đủ khả Kiểm tra lượng cốt thép tối đa : Vậy cốt thép tối đa thỏa mãn Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu : Tỷ lệ hàm lượng cốt thép :  ( thỏa mãn) XÁC ĐỊNH NỘI LỰC : 3.1 Tính toán mô men lực cắt vị trí Vẽ đường ảnh hưởng mô men lực cắt + Chiều dài nhịp : L =18(m) + Chia dầm thành 10 đoạn ứng với mặt cắt từ dến 10, đoạn dài 1.8(m) Đƣờng ảnh hƣởng mô men tiết diện : `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm 10 ÐA? H M1 1.62 ÐA? H M2 2.88 ÐA? H M3 3.78 ÐA? H M4 4.32 ÐA? H M5 4.5 Các công thức tính toán giá trị mô men Lực cắt mặt cắt thứ I theo trạng thái giới hạn cường độ: M i  1.25  wdc  1.5  wdw   mgM 1.75  LLL  1.75  k  LLM  1  IM  wM Qi  1.25  wdc  1.5  wdw   wQ  mg Q 1.75  LLL  1.75  k  LLQ  1  IM   w1Q  Các công thức tính toán giá trị mô men, lực cắt mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn sử dụng: M i  1.0  wdc  wdw   mgM LLL  LLM  k  1  IM  wM Qi  1.0  wdc  wdw   wQ  mgQ LLL  LLQ  k  1  IM   w1Q  Trong đó: wdw , wdc : Tĩnh tải rải trọng lượng thân dầm (KNm)     wM wQ : Diện tích đường ảnh hưởng mô men mặt cắt thứ i : Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng lực cắt w1Q : Diện tích phần lớn đường ảnh hưởng lực cắt LLM LLQ : Hoạt tải tương ứng với đ.ả.h mô men mặt cắt thứ i : Hoạt tải tương ứng với đ.ả.h lực cắt mặt cắt thứ i mg M , mg Q : Hệ số phân bố ngang tính cho mô men, lực cắt  LLL  9.3 KN m  : Tải trọng rải `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm 1  IM  : Hệ số xung kích, lấy 1.25 : Hệ số điều chỉnh tải trọng xác định công thức     d  R l  0.95 Với đường quốc lộ trạng thái giới hạn cường độ I:  d  0.95 ,  R  1.05 , l  0.95 Với trạng thái giới hạn sử dụng :   Bảng giá trị mô men Mặt cắt xi(m) AMi LLMitruck LLMitanden MiCĐ MiSD m2 kN/m kN/m kN.m kN.m 1.8 0.1 14.58 29.64 23.522 778.861 537.347 3.6 0.2 25.92 28.88 23.414 1371.071 947.121 5.4 0.3 34.02 28.112 23.25 1781.531 1232.269 7.2 0.4 38.88 27.336 23.03 2015.251 1395.806 0.5 40.5 26.56 22.81 2077.569 1440.941 Biểu đồ mô men cho dầm trạng thái giới hạn cƣờng độ: 10 778.861 1371.071 1781.531 1781.531 1371.071 2015.251 2077.569 2015.251 778.861 Biểu đồ bao M (KNm) `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 10 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Đƣờng ảnh hƣởng lực cắt tiết diện : 10 ÐA? H Q0 0.9 ÐA? H Q1 0.1 0.8 ÐA? H Q2 0.2 0.7 ÐA? H Q3 0.3 0.6 ÐA? H Q4 0.4 0.5 ÐA? H Q5 0.5 Bảng giá trị lực cắt : Mặt cắt xi(m) 1.8 3.6 5.4 7.2 li(m) 18 16.2 14.4 12.6 10.8 Avi m2 A1.vi m2 7.2 5.4 3.6 1.8 7.29 5.76 4.41 3.24 2.25 LLvitruck kN/m 30.4 33.1 36.242 39.968 44.35 49.4 LLvitandem ViCĐ ViSD kN/m kN kN 23.63 485.490 334.530 26.186 404.546 277.341 29.312 324.854 220.904 33.3 246.615 165.342 38.528 169.747 110.605 45.63 94.313 56.730 `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 11 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm 485.490 404.546 324.854 246.615 169.747 94.313 94.313 169.747 246.615 324.854 404.546 485.490 Biểu đồ bao lực cắt trạng thái giới hạn cƣờng độ: Biểu đồ bao Q: (KN) 4.VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU : + Tính toán mô men kháng tính toán dầm bị cắt uốn cốt thép : Kết tính toán thể bảng sau : Số lần Số As lại c Vị trí cắt lai mm2 mm TTH 12 4642.8 76.252 Qua cánh 10 3869 63.543 Qua cánh 3095.2 50.835 Qua cánh 2321.4 38.126 Qua cánh ds mm 1385 1398 1401.25 1406.667 Mn kN.m 2638.586 2228.576 1793.989 1355.95 Mr a kN.m mm 2374.727 63.725 2005.718 53.104 1614.59 42.483 1220.355 31.862 + Hiệu chỉnh biểu đồ bao mô men : Do điều kiện lượng cốt thép tối thiểu : M r  min1.2M cr ;1.33M u  nên M u  0.9M cr điều kiện lượng cốt tối thiểu M r  1.33M u Điều có nghĩa khả chịu lực dầm phải bao đường M u : `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 12 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Trong : M cr = Mômen nứt thiết diện √ f r = cường độ chịu kéo uốn ; √ yt = khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ chịu kéo ; =922.593 mm I g = Mômen quán tính mặt cắt nguyên bêtông xung quanh trục 145598670000 N.mm Trong đại lượng f r , yt , I g tính phần kiểm soát nứt Nội suy tung độ biểu đồ bao mô men, xác định vị trí M u  0.9M cr M u  1.2M cr thông qua: x1= 1100 mm x2 = 1466mm BIỂU ĐỒ BAO MÔ MEN SAU KHI ĐÃ HIỆU CHỈNH: + Xác định điểm cắt lý thuyết: Điểm cắt lý thuyết điểm mà theo yêu cầu uốn không cần cốt thép dài Để xác định điểm cắt lý thuyết ta cần vẽ biểu đồ bao mô men tính toán M u xác định điểm giao biểu đồ M n + Xác định điểm cắt thực tế: Từ điểm cắt lý thuyết cần kéo dài phía mô men nhỏ đoạn l1 Chiều dài l1 lấy trị số lớn trị số sau: - Chiều cao hữu hiệu tiết diện: d  1385(mm) - 15 lần đường kính danh định: 15x22=330 mm - 1/20 lần nhịp tịnh:   Ta có: l1  max d ; l   1385(mm) Ta chọn l1  1390mm  20  `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 13 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Đồng thời chiều dài không nhỏ chiều dài phát triển lực l d Chiều dài l d gọi chiều dài khai triển hay chiều dài phát triển lực, đoạn mà cốt thép dính bám với bê tông để đạt cường độ tính toán Chiều dài khai triển l d kéo lấy sau: Chiều dài triển khai cốt thép kéo l d , phải không nhỏ tích số chiều dài triển khai cốt thép kéo l db quy định đây, nhân với hệ số điều chỉnh hệ số quy định quy trình Chiều dài triển khai cốt thép kéo không nhỏ 300(mm) Chiều dài triển khai cốt thép l db (mm) sử dụng với cốt thép dọc sử dụng cốt thép số 22 √ √ Đồng thời; Trong đó: Ab  387(mm2 ) :diện tích số 22 diện tích số 22 f y  420(MPa ) : cường độ chảy quy định củ cốt thép f c'  28MPA : cường độ chịu nén quy định bê tông tuổi 28 ngày : đường kính d b  22mm ,2mm Hệ số điều chỉnh làm tăng l d : 1.4 Hệ số điều chỉnh làm giảm l d :  Chọn l d =750 mm Với: ACT : Diện tích cần thiết theo tính toán Att : Diện tích thực tế bố trí Cốt thép chịu kéo kéo dài cách uốn cong qua thân dầm kết thúc vùng bê tông chịu nén với chiều dài triển khai l d tới mặt cắt thiết kế kéo dài liên tục lên mặt đối diện cốt thép `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 14 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm ` 778.861 1371.071 1781.531 2015.251 2077.569 1220.355 1614.59 2005.718 2374.727 Mr (KN.m) TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT : Biểu thức kiểm toán : Vn  Vu Vn : Sức kháng danh định, lấy giá trị nhỏ của: Vn  Vc  Vs (N) Hoặc : Vn  0.25 f c' bv d v (N) Vc  0.083 f c' d v bv (N) Vs  Av f v d v (cot g  cot g ) sin  s (N) Trong :  d v : Chiều cao chịu cắt hữu hiệu, xác định khoảng cách cánh tay đòn nội ngẫu lực Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn a d v  d  Đồng thời d v  max0.9d ;0.72h Vậy d v  max0.9d ;0.72h; d  a / 2 0.9d=0.9×1385=1246.5(mm) 0.72h=0.72×1500=1080(mm) `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 15 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Chon dv = 1353 mm + bv : Bề rộng bụng hữu hiệu, lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao d v , bv  bw  200(mm) Từ ta thấy dv = 1353 mm + s(mm) : bước cốt thép đai +  : Hệ số khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo +  : Góc nghiêng ứng suất nén chéo +  , : Được xác định cách tra đồ thị va tra bảng +  : Góc nghiêng cốt thép ngang với trục dọc, bố trí cốt thép đai vuông góc với trục dầm nên   90 +  : Hệ số sức kháng cắt, với bê tông thường   0.9 + Av : Diện tích cốt thép bị cắt cự ly s (mm) + V s : Khả chịu lực cắt cốt thép (N) + Vc : Khả chịu lực cắt bê tông (N) + Vu : Lực cắt tính toán (N) + Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả chịu lực bê tông vùng nén: - Xét mặt cắt cách gối khoảng: dv = 1353 mm Xác định nội lực biểu đồ bao lực cắt biểu đồ bao mômen phương pháp nội suy ta Vu= 424.6412864 (KN) Mu= 585.5033077 (KN.m)  Vn=  (0.25 f c' bv dv)=0,9×0,25×30×200×1353=1826.736 (KN) Vu=424.6412864KN <  Vn =1826.736KN  Đạt + Tính góc  hệ số  : - Tính toán ứng suất cắt: ( ) - Tính tỷ số ứng suất: - Giả sử trị số góc   450 , tính biến dạng cốt thép chịu kéo theo công thức: `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 16 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Với : dv = 1353 mm E s   10 ( N / mm2 ) 2 As 2321.4 mm 2322(mm ) (Khi kéo gối cắt lại thanh) Tra bảng ta Ѳ = 39.64021 Tính lại εx= 0,002536 Tra bảng ta Ѳ = 40,52568 Tính lại εx= 0,001719 Tra bảng ta Ѳ = 40,36626 Tính lại εx= 0,00147 Giá trị  ,  x hội tụ Vậy ta lấy Ѳ = 40,36626 Từ Ѳ = 40,36626 εx= 0,00147 ta có bảng sau : Dùng phương pháp nôị suy ta tính + Khả chịu lực cắt bê tông Vc= 0.083 √ √ + Yêu cầu khả chịu lực cắt cần thiết cốt thép: VS=Vn-Vc= + Khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn nhất: Av  f y  d v  cot g s max  Vs f y  420(MPa ) : Giới hạn chảy quy định với cốt thép đai Ѳ = 40,36626 : Góc nghiêng với ứng suất nén chéo dv=1353mm Vs= N Av (mm ) : Diện tích cốt thép đai Chọn cốt thép đai số 10, đường kính danh định d =10mm 9,5(mm)diện tích mặt cắt ngang cốt thép đai là: d 3,14  9.5 Av    2  142(mm ) 4  Av = 157 mm Av  f y  d v  cot g 141.764 * 420 * cot g 40.91492   331.172mm Vậy ta tính : : s max  Vs 219.58 *10 =409.7626 mm2 `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 17 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Ta chọn khoảng cách bố trí cốt đai: S = 200 mm + Kiểm tra lƣợng cốt thép đai tối thiểu: Lượng cốt thép đai tối thiểu : bs Av  0.083 f c ' v  0.083 28 200  350  73,20mm fy 420 =43.296164 mm2 Mà Av=157mm2>Avmin=43.29616mm => Thoả mãn + Kiểm tra khoảng cách tối đa cốt thép đai Ta có: 30x 1353x 200=811800 N > Vu10 =3424641 N 0,1 fc ' dv  bv  0.1 0,1x 28 1253,025  200  701,694 ( N )  464,84 103 ( N ) Nên ta kiểm tra theo điều kiện sau: s  0.8dv S= 200 mm =< 0.8 dv = 1082.4 mm  Thoả mãn + kiểm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thép dọc không bị chảy dƣới tác dụng tổ hợp mô men, lực dọc trục lực cắt: Khả năngchịu cắt cốt thép đai: Av  f y  d v  cot g Vs  s Av  f y  dv  cot g Vs  =474683.5 (N) s As f y  2322  420  975240( N )  975, 24 103 ( N )  464,84 103   M u  Vu 621,38 105    0,5Vs  cot     0,5  284, 26 103  cot 38,12820  532 dv   1253, 025  0,9  0,9   =756622.5 (N) M V  3 054 10 N) Ta thấy : As f y  975, 24 103 ( N )  u   u  0.5Vs  cot   532, 756.62x10 N(đạt dv     `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 18 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm KIỂM SOÁT NỨT : Tại mặt cắt tùy vào giá trị nội lực bê tông bị nứt hay không Vì để tính toán kiểm soát nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không Để tính toán xem mặt cắt có bị nứt hay không người ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính tính ứng suất kéo fc bê tông Mặt cắt ngang tính toán : Diện tích mặt cắt ngang Ag= 1.2*0.18+0.2*0.4+(1.5-0.18-0.2)*0.2+0.1*0.1+0.1*0.1=0.54 (m2)= 540000mm2 Xác định vị trí truc trung hòa : yt= ( ) ( ) ( ( ) ) Mô men quán tính tiết diện nguyên trục trung hòa : ( ) ( ( ) ( ) ) Tính ứng suất kéo bê tông : M 1699,7798 103 f c  a yt  9.404 MPa  96,52 102  13,13MPa Ig 12495801, 65 108 Trong `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 19 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm M a : giá trị mômen lớn trạng thái giá trị sử dụng Cường độ chịu kéo uốn bê tông : f r  0.63 f c '  0.63  28  3,33MPa =3.45 MPa fc= 9.404 Mpa > 0.8 fr= 2.76 Mpa Vậy mặt cắt có bị nứt Xác định khả chịu kéo lớn cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng   Z   f sa   ;0.6 f y  13    d c  A  + dc : Chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo tâm gần nhất, theo bố trí cốt thép dọc ta có dc = 50(mm) + A : Diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo bao mặt cắt ngang đường thẳng song song với trục trung hòa chia số lượng ( ) ( ) dta=92000 70 330 YA 123,6 190 65 0.5 dtA =809.25cm 330 Z :Thông số bề rộng vết nứt, xét điều kiện bình thường Z  30000( N mm) `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 20 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép  GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Z   dc  A 13 ( 30000  40  5913,33 13  458, 09( N mm2 )  458, 09( MPa) )  0.6 f y  0.6  420  252(MPa)  f sa  252( MPa) Tính toán ứng suất sử dụng cốt thép : - Tính diện tích tương đương tiết diện bị nứt : E s   10  200000(MPa) Ec  0,043   c1,5  fc'  0,043  24001,5  28  26752, 4976(MPa) =0.043 x 24501.5 x 30 -1/2=28561.32 MPa => chọn n= - Xác định vị trí trục trung hòa dựa vào phương trình mô men tĩnh với trục trung hòa không : B= 1112.555 C=630778.8  chọn x= 254.3968 mm => trục trung hòa qua sườn dầm - Tính mô men quán tính tiết diện nứt : Icr =48054341801 mm4 Ma  y  d1  I cr (Với Ma : mô men tính toán trạng thái giới hạn sử dụng ) - Tính ứng suất cốt thép : f s  n - Ta thấy : >>>Thoả mãn `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 21 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm TÍNH ĐỘ VÕNG : + Xác định vị trí bất lợi xe tải thiết kế: -Xt trường hợp ba trục dều nằm nhịp - Vị trí bất lợi xe xác định theo công thức sau: X 36 L  184,9 1056, 25L2  10724, L  26810,5  7 = 6.225 m Kiểm tra điều kiện trục xe dều nhịp: L – X – 8.6 =3.175 >  Điều kiện thỏa mản Độ võng xe tải thiết kế gây xác định theo công thức : P (3L2 X  X ) P1 (3L2 ( L  X  4.3)  4( L  X  4.3)3 ) y  48EI 48EI Với : P1 = 0,145 MN P2 = 0,35 MN L – X – 4.3 =7.475 m L – X – 8.6 =3.175 m > E =Ec = 28561.32(MPa) Xác định mô men quán tính hữu hiệu : I  I g ; I e  I g  1249,580165 104 (cm4 ) - Mô men nứt : Mcr=528.6970728 KN.m Mô men quán tính tiết diện nguyên `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 22 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm  M cr   431,11       0, 0147  M a   1759,8389  - xác định I e (mm ) : Mô men hữu hiệu, tính theo công thức :  M M  I e   cr  I g  1   cr   M a  Ma  = 52662987387 N.m      I cr  I  I g ; I e  = 62562987387 N.m - Thay vào ta tính : y = 0.015 m + Tính toán độ võng nhịp dầm giản đơn hoạt tải gây : Độ võng ta vừa tính chưa tính đến hệ số phân bố ngang, hệ số cấp đường hệ số xung kích tính võng Bây ta phải xét hệ số - Xác định độ võng tải trọng gây : - =5.766 KN/m 5w L4 -  lane  lane 384 Ec I =5.239861 mm Xác định độ võng xe thiết kế gây : =13.3769 KN/m =12.15873 mm Trong : L chiều dài nhịp dầm = 18 m I mô men quán tính tính toán dầm : I = ( Ig ; Ie ) w lane  mg d * LLl tải trọng nhân hệ số w  mg d * m * (1  0.25) * LLM max tải trọng rải tương đương xe tải thiết kế nhân hệ số mặt cắt dầm Độ võng hoạt tải gây mặt cắt nhịp :   max(  truck ;0.25 truck   lane ) = 12.15873 mm l 13000 Ta có :    cp    16.25mm 800 800 truck lane [...]... `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 11 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm 485.490 404.546 324.854 246.615 169.747 94.313 94.313 169.747 246.615 324.854 404.546 485.490 Biểu đồ bao lực cắt ở trạng thái giới hạn cƣờng độ: Biểu đồ bao Q: (KN) 4.VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU : + Tính toán mô men kháng tính toán của dầm khi bị cắt hoặc uốn cốt thép : Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau... Nguyễn Hữu Thiện Page 13 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Đồng thời chiều dài này cũng không nhỏ hơn chiều dài phát triển lực l d Chiều dài l d gọi là chiều dài khai triển hay chiều dài phát triển lực, đó là đoạn mà cốt thép dính bám với bê tông để nó đạt được cường độ như tính toán Chiều dài khai triển l d của thanh kéo được lấy như sau: Chiều dài triển khai cốt thép kéo l d , phải... 1353 mm + s(mm) : bước cốt thép đai +  : Hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo +  : Góc nghiêng của ứng suất nén chéo +  , : Được xác định bằng cách tra đồ thị va tra bảng +  : Góc nghiêng của cốt thép ngang với trục dọc, bố trí cốt thép đai vuông góc với trục dầm nên   90 0 +  : Hệ số sức kháng cắt, với bê tông thường   0.9 + Av : Diện tích cốt thép bị cắt trong cự ly... ngang cốt thép đai là: d 2 3,14  9.5 2 Av  2   2  142(mm 2 ) 4 4 2  Av = 157 mm Av  f y  d v  cot g 141.764 * 420 * cot g 40.91492   331.172mm Vậy ta tính được : : s max  Vs 219.58 *10 3 =409.7626 mm2 `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 17 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Ta chọn khoảng cách bố trí cốt đai: S = 200 mm + Kiểm tra lƣợng cốt thép đai tối thiểu: Lượng cốt thép. .. được + Khả năng chịu lực cắt của bê tông Vc= 0.083 √ √ + Yêu cầu về khả năng chịu lực cắt cần thiết của cốt thép: VS=Vn-Vc= + Khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn nhất: Av  f y  d v  cot g s max  Vs f y  420(MPa ) : Giới hạn chảy quy định với cốt thép đai Ѳ = 40,36626 : Góc nghiêng với ứng suất nén chéo dv=1353mm Vs= N 2 Av (mm ) : Diện tích cốt thép đai Chọn cốt thép đai là thanh số 10, đường... Thiện Page 18 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm 6 KIỂM SOÁT NỨT : Tại một mặt cắt bất kì thì tùy vào giá trị nội lực bê tông có thể bị nứt hay không Vì thế để tính toán kiểm soát nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không Để tính toán xem mặt cắt có bị nứt hay không người ta coi phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang là tuyến tính và tính ứng suất kéo fc của bê tông Mặt cắt... phải không được nhỏ hơn tích số chiều dài triển khai cốt thép kéo cơ bản l db được quy định ở đây, nhân với các hệ số điều chỉnh hoặc hệ số như được quy định của quy trình Chiều dài triển khai cốt thép kéo không được nhỏ hơn 300(mm) Chiều dài triển khai cốt thép cơ bản l db (mm) được sử dụng với cốt thép dọc sử dụng trong bài là cốt thép số 22 √ √ Đồng thời; Trong đó: Ab  387(mm2 ) :diện tích của thanh... khai l d tới mặt cắt thiết kế hoặc có thể kéo dài liên tục lên mặt đối diện cốt thép `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 14 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm ` 778.861 1371.071 1781.531 2015.251 2077.569 1220.355 1614.59 2005.718 2374.727 Mr (KN.m) 5 TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT : Biểu thức kiểm toán : Vn  Vu Vn : Sức kháng danh định, được lấy bằng giá trị nhỏ hơn của: Vn  Vc  Vs (N) Hoặc : Vn... Page 12 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Trong đó : M cr = Mômen nứt của thiết diện √ f r = cường độ chịu kéo khi uốn ; √ yt = khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ chịu kéo ngoài cùng ; =922.593 mm I g = Mômen quán tính mặt cắt nguyên của b tông xung quanh trục chính 145598670000 N.mm Trong đó các đại lượng f r , yt , I g được tính ở phần kiểm soát nứt Nội suy tung độ biểu đồ bao... Chiều cao chịu cắt hữu hiệu, được xác định bằng khoảng cách cánh tay đòn của nội ngẫu lực Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn thì a d v  d  Đồng thời d v  max0.9d ;0.72h 2 Vậy d v  max0.9d ;0.72h; d  a / 2 0.9d=0.9×1385=1246.5(mm) 0.72h=0.72×1500=1080(mm) `SVTH: Nguyễn Hữu Thiện Page 15 Đồ Án Môn Học Bê Tông Cốt Thép GVHD: Nguyễn Đăng Điềm Chon dv = 1353 mm + bv : Bề rộng