Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.

68 571 0
Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau. Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép: dầm I bê tông công trình kéo sau.

TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Nhiệm vụ thiết kế Thiết kế Cầu Bê tông Cốt thép DƯL Các số liệu cho trớc Dầm T kéo trớc Chiều dài toàn dầm L=21m, kết cấu kéo sau Khổ cầu K8+2x1,5m Tải trọng thiết kế: HL93 Bó cốt thép DƯL: Bó tao 12,7 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 21 mét, để hai đầu dầm bên 0,3 mét để kê gối Nh chiều dài nhịp tính toán nhịp cầu 20,4 mét Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Cầu gồm dầm có mặt cắt chữ I chế tạo bêtông có f c=45MPa, mặt cầu có chiều dày 20cm, đợc đổ chỗ bêtông f c=40MPa, 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 11000 2500 2500 2500 2500 12000 Khoảng cách dầm chủ S=2500 mm Giữa phần xe chạy lề ngời phân cách giải phân cách mềm 1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ Dầm chủ có tiết diện hình chữ I với kích thớc sau: - Chiều cao toàn dầm: 1250cm - Chiều dày sờn dầm: 20cm - Chiều rộng bầu dầm: 60cm - Chiều cao bầu dầm: 25cm - Chiều cao vút bụng bầu dầm: 20cm - Chiều rộng cánh dầm: 80cm - Phần gờ dỡ bêtông đổ trớc: 10cm bên Các kích thớc khác nh hình vẽ: Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 800 600 600 1250 1250 500 100 120 80 120 80 800 250 200 200 600 600 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=0,045L L: Chiều dài nhịp tính toán L=20400mm hmin: chiều cao tối thiểu kết cấu nhịp k mặt cầu, hmin=1250+200=1450mm suy 0,045L=0,045.20400=918mm< hmin Thỏa mãn Xác định chiều rộng cánh hữu hiệu (A4.6.2.6) 3.1 Đối với dầm Bề rộng cánh hữu hiệu lấy giá trị nhỏ + 1/4 chiều dài nhịp (= 20400 = 5100 ) + 12 lần độ dày trung bình cộng với số lớn bề dày bụng dầm 1/2 bề rộng cánh dầm 200 =2700 600 / =12.200+max + Khoảng cách trung bình dầm kề (= 2500)- Khống chế 3.2 Đối với dầm biên Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Bề rộng cánh dầm hữu hiệu đợc lấy 1/2 bề rộng hữu hiệu dầm kề trong(=2500/2=1250) cộng trị số nhỏ + 1/8 chiều dài nhịp hu hiệu(= 20400 = 2550 ) + lần chiều dày trung bình cộng với số lớn 1/2 độ dày bụng 1/4 bề dày cánh dầm 200 / =1350 600 / =6.200+max + Bề rộng phần hẫng(= 1000) Khống chế Kết luận: Bề rộng cánh dầm hữu hiệu Bảng Dầm (bi) 2500 mm Dầm biên (be) 2250 mm Tính toán mặt cầu 11000 2500 2500 2500 2500 2500 12000 a b c d 2500 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 dầm 4.2 Xác định nội lực mặt cầu tĩnh tải Sơ đồ tính vị trí tính nội lực Theo Điều 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 Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Theo Điều 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 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 3.5.1.1AASSHTO Tĩnh tải tác dụng lên mặt cầu gồm tĩnh tải rải TTBT mặt cầu, TTBT lớp phủ, lực tập trung lancan 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 đêu 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=1,665 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)=7,456 KN/m (Xem bảng 3.1) + Để tính nội lực cho mặt cắt 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 Sap2000 để vẽ tính toán + 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) Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa = 0.95 p: Hệ số tĩnh tải (Bảng A3.4.1-2) 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 hẫng Sơ đồ tính dạng công xon chiu uốn Lớp phủ Bản mặt cầu Lan can 500 1000 Ma=[. p g DC ( bmc ) 1000.1000 2.10 + p g DƯW 500.500.1,5 2.10 + p g DC (lcncan ) 1000.1,25.10 ] Trong THGH CĐ1 Ma= 0,95.[ 4,8.1000.1000.1,25 1,665.500.500.1,5 + + 0,7465.1000.1,25.10 ] =16,059 KNm 2.10 2.10 Trong THGH SD Ma= 0,95.[ 4,8.1000.1000.1 1,665.500.500.1 + + 0,7465.1000.1.10 ] =12,764 KNm 2.10 2.10 4.2.2 Nội lực mặt cắt b + - Đ ờng ảnh h ởng 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: Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Bmc Phủ + - Xếp tải lên phần Đah d ơng Bmc Phủ + - Xếp tải lên phần Đah âm 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 phâng 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 Sap2000 kết mô men Mb bảng dới Bảng 4.2.2 Phần Đah THGH Cờng độ THGH Sử dụng Bản mặt cầu Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ 3,534 1,4725 2,8272 0,981 -0,4364 -0,2185 -1,52 -0,3325 1,986 1,1913 1,2313 0,3632 Dơng Âm Tổng nội lực 3,0875 1,87435 4.2.3 Nội lực mặt cắt Mc Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa + + - - Đ ờng ảnh h ởng Mc Làm tơng tự nh , ta có bảng kết sau: Bảng 4.2.3 Phần Đah THGH Cờng độ THGH Sử dụng Bản mặt cầu Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ Âm -4,085 -1,1865 -3,3288 -1,1543 Dơng 0,608 0,2025 0,912 0,1739 -3,3402 -1,5266 -2,4168 -0,9804 Tổng nội lực -4,8668 -3,3972 4.2.4 Nội lực mặt cắt dp + + - - Đ ờng ảnh h ởng Md Bảng 4.2.4 Phần Đah THGH Cờng độ THGH Sử dụng Bản mặt cầu Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ 3,135 1,4953 2,508 0,8493 Âm -1,1903 -0,2879 -1,3224 -0,4427 1,9447 0,9225 1,1766 0,3966 Dơng Tổng nội lực 2,8667 1,5732 4.2.5 Nội lực mặt cắt e Nguyễn Bá Sản Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa + + - - - - Đ ờng ảnh h ởng Me Bảng 4.2.5 Phần Đah THGH Cờng độ THGH Sử dụng Bản mặt cầu Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ Âm -4,047 -1,5894 -3,2376 -1,0602 Dơng 0,7799 0,1957 0,8664 0,3002 -3,2671 -1,3937 -2,3712 -0,76 Tổng nội lực -4,6608 -3,1312 4.3 Xác định nội hoạt tải ngời Tải trọng thiết kế dùng cho mặt cầu quy tắc xếp tải áp dụng quy định Điều 3.6.1.3.3 (AASHTO98) : Do nhịp S=2500 0.65 h1 = Chiều dày cánh chịu nén cấu kiện dầm I T(mm) c = Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén (mm) a = c1 ; chiều dày khối ứng suất tơng đơng (mm) Tính toán ứng suất thép ứng suất trớc mức sức kháng uốn danh định (5.7.3.1) Đối với cốt thép ứng suất trớc dính bám mặt cắt hình chữ T chịu uốn quanh trục, có ứng suất phân bố nh quy định Điều 5.7.2.2và fPe(ứng suất có hiệu lại thép ứng suất trớc) =0.7428fPuMu=5682,257 Thoả mãn Vậy mặt cắt nhịp thoả mãn cờng độ 10.1.2 Tại mặt cắt lại tính toán tơng tự ta có kết bảng dới 10.2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép ứng suất trớc + Lợng cốt thép tối đa (A5.7.3.3.1) Phải thoả mãn điều kiện c 0.42 de de =dP =1290 mm (Do coi As = (A5.7.3.3.1-2)) c: khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục TH c=82,488 c 82,488 = =0,0639 ( 1.2Mcr, 1.33Mu) (Điều A5.7.3.3.2)(bảng 23 24) Trong Mcr : Sức kháng nứt đợc xác định sở phân bố phân bố ứng suất đàn hồi cờng độ chịu kéo uốn, fr (5.4.2.6) fr = 0.63 f c' = 4,226 Mpa Trong trạng thái GHSD, trạng thái cuối cùng(mc liên hợp), ƯS kéo BT đáy dầm loại tải trọng là: d d f= d d d d Pj ( Pj e) y M DƯW y M DC1 y1 M y M y M y + DC 2 + + LL + IM + ttbt o I1 I2 I2 I2 A0 I0 I0 Pj=Aps.(0,8fpy- matmat )=3454,5.(1336-389,342)=3270230,061 Mpa.mm2 MDC1=gDC1(bcm+dn+đỡ).m=(11,52+1.99+2,92).50,02=821,8286 KNm MDC2= gDC2(lan can).m=7,548.50,02=377,551 KNm MDW=gDW.m=3,66.50,02=183,073 KNm Nguyễn Bá Sản 56 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Mttbt=gDC1(dc).m=13,17.50,02=658,7634 KNm Thay vào ta đợc f=2,353 MPa Nh Mcr mômen gây thêm cho dầm để ƯS thớ dới bêtông đạt đến ƯS suất keó: d M cr y I2 106=ff-f=4,226-2,353=1,873 MPa Mcr= 1,873.2,2809.1011.10 =416,822 KNm 1025,654 Vậy ( 1.2Mcr, 1.33Mu)=min(500,186 ; 7557,402)=500,186 KNm => Mr >500,186 Thoả mãn Vậy mặt cắt nhịp thoả mãn hàm lợng thép thiểu 10.3 Tính cốt đai kiểm toán cắt theo trạng thái giới hạn CĐ1: 10.3.1 Tại đoạn dầm gần gối Công thức tính sức kháng cắt Vr = VN Trong : = Hệ số sức kháng quy định Điều 5.5.4.2, = 0.9 VN = sức kháng cắt danh định quy định Điều 5.8.3.3 Sức kháng cắt danh định phải đợc xác định trị số nhỏ : Vn = Vc + Vs + VP Vn = 0.25f'cbvdv + VP Trong : f c' bvdv Vc=0.083 Vs = Av f y d v (cot g + cot g ) sin s : = góc nghiêng cốt thép ngang phơng trục dọc =90o Nguyễn Bá Sản 57 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL bv = GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 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 0.9devà 0.72 h dv = max(dv, 0.9de,0.72h) dv = cánh tay đòn = Mu/C =Mu/(Aps+AsfY)=0 0,72.h=0,72.1250=900 mm 0,9de=0,9.(H-y0)=( 1310-526,906)=1044 mm Khống chế y0: toạ độ trọng tâm bó cốt thép mặt cắt gối (Xem bảng9.1.1) 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 600mm Chọn s=100mm Av = Diện tích cốt thép chịu cắt cự ly S (mm2).Chọn cốt đai 16 Av =2 As (đai nhánh )=2.3,1415.142/4=307,877 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 (5.8.3.4.2-1) bv d o 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) 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 Nguyễn Bá Sản 59 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa + Tính toán bố trí cốt đai cho đoạn dầm gần mặt cắt gối Lợng cốt đai tối thiểu (5.8.2.5) Av 0.083 f c, 300( 250 ) bS = 0.083 40 = 93.7 mm (lấy Smax =250) fy 420 Vc=697,535KN, Vs=1088,569KN, Vp=-265,864 KN => Vc + Vs + VP=697,535+1088,569-265,864=1520,42KN 0.25f'cbvdv + VP=0,25.600.1044.45-265,864=7047,734KN Vậy VN=1520,42KN =>Vr=.VN=0,9.1520,42=1368,387KN >Vu=1216,573KN Vậy mặt cắt gối thỏa mãn cờng độ chống cắt 10.3.2 Tại mặt cắt lại Bảng tính Kiếm toán sức kháng cắt 10 Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng 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) 10.1 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 )là : + Lúc căng kéo Giới hạn ứng suất kéo: 0,25 f ci' = = 0.25 45 = 1,677 > 1.38MPa => giới hạn ứng suấkéo 1.38MPa(5.9.4.1.2-1) fDC1+ fPSI 1.38Mpa Giới hạn ứng suất nén : 0,55 f ci' = 0,55.38,25 = 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 Nguyễn Bá Sản 60 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 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 DƯW + 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 910.2 Tính toán ứng suất mép trên(nén âm) 10.2.1 Lúc căng kéo ứng suất lực DƯL : fDƯL= Do tự trọng thân: fttbt=- t Pi Pi e y + A0 I0 M ttbt y I0 t Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES 10.2.2 Lúc khai thác ứng suất lực DƯL : fDƯL= t Pi Pi e y + A0 I0 M y Do tự trọng thân: fttbt=- ttbt I0 t Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES+pCR+pSR+pR M y Do tĩnh tải giai đoạn một: fDC1= DC1 I1 Nguyễn Bá Sản t 61 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa Trong MDC1=(gDC1(bmc)+ gDC1(đỡ)+ gDC1(dn)).m Do tĩnh tải giai đoạn hai: fDC1= ( M DC1 + M DƯW ) y t I2 Trong MDC1=(gDC2(lan can)+ gDW).m Do hoạt tải: fLL+IM= M LL+ IM y I2 t 10.3 Tính toán ứng suất mép dới (nén âm) 10.3.1 Lúc căng kéo ứng suất lực DƯL : fDƯL= Do tự trọng thân: fttbt= Pi Pi e y A0 I0 M ttbt y I0 d d Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES 10.2.2 Lúc khai thác ứng suất lực DƯL : fDƯL= Do tự trọng thân: fttbt=- Pi Pi e y A0 I0 M ttbt y I0 d d Trong Pi=Apa.(0,8fpu-fmất mát) với fmất mát=fpF+fpA+fpES+pCR+pSR+pR M y Do tĩnh tải giai đoạn một: fDC1= DC1 I1 d Trong MDC1=(gDC1(bmc)+ gDC1(đỡ)+ gDC1(dn)).m Do tĩnh tải giai đoạn hai: fDC1= ( M DC1 + M DƯW ) y d I2 Trong MDC1=(gDC2(lan can)+ gDW).m Do hoạt tải: Nguyễn Bá Sản M y fLL+IM= LL+ IM I2 d 62 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 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 phần5.3 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 MC gối MC 0.8 MC L/4 MC L/2 Pi= 4493723.611 444737 4329490 4214088 Mpa.mm2 e= 99.978 181.242 419.54 518.948 mm Mttbt= 103.245 513.786 658.710 KNm ƯS thớ 3.236 -4.11 0.15768 1.98721 Mpa Đạt Đạt Đạt Đạt -8.995 -13.717 -18.052 -19.695 Đạt Đạt Đạt Đạt ƯS thớ dới + Lúc khai thác Mpa Bảng 10.3.2 Pi= 3629785.233 3501225 3501831 3454770 MPa.mm2 e= 99.978 181.242 419.54 518.948 mm Mttbt 103.244 513.786 658.710 KNm M1 128.811 641.014 821.8251 KNm M2 308.586 1962.61 2624.957 KNm ƯS thớ -2.614 -4.819 -8.439 -9.253 Mpa Đạt Đạt Đạt Đạt -7.265633428 -8.3512 -0.6139 2.353577 Đạt Đạt Đạt Đạt 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 sâu 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 Nguyễn Bá Sản 63 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa -Nội lực tải trọng cục bộ(hoạt tải) gây Chiều dài nhịp tính toán dầm ngang ln = 2,5m * Pi * y i Tính áp lực bánh xe : Ai = Pi - áp lực trục bánh xe yi Tung độ đờng ảnh hởng Tính dầm ngang số l1 = 6,8 m ; l2 = 2.5 m l1=6,8m l1=6,8m l1=6,8m 1,2m 110KN 110 KN 4,3 m 4,3 m 35 KN 145 KN 145 KN 0,0174 0,0174 0,2821 = 0.5* l2 3 l1 + l = 0.5* 2,5 = 0,02367 6,8 + 2.5 (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 : Nguyễn Bá Sản 64 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa + mặt cắt gối Q gối = *1.15*Q0gối + 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 + 43 * 0,0174 + 43.0,0174) = 73,248KN M0 = 1,25.73,248.0,625 = 57,225 KNm Q0gối = 1,25.73,248.(1+0,28) = 117,197 KN 1,8 m Q00.5 = 1,25.73,248.0.5 = 45,78 KN 0,625 MaxM gối = 1,75.0,2*57,225 = 20,029 KNm 1,8 m MinM gối = -1,75.0,9*57,225 = -90,129 KNm MaxM 0.5 = 1,75.0,7.57,225 = 70,100 KNm 0,28 1,8 m MinM 0.5 = -1,75.0,3.57,225 = -30,043 KNm Q gối = 1,75.1,15.117,197 = 235,858 KN 0,5 Q 0.5 = 1,75.1,6.45,78 = 128,184 KN b Khi đặt TendomLoad (nội suy yi) A= * (110.1 + 110.0,2821) = 70,5155 KN 1,8 m M0 = 1,25.70,5155.0,625 = 55,090 KNm Q0gối = 1,25.70,5155.(1+0,28) = 112,825 KN 0,625 Q00.5 = 1,25.70,5155.0.5= 40,066 KN 1,8 m MaxM gối = 1,75.0,2*55,090 = 19,282 KNm MinM gối = -1,75.0,9*55,090 = -86,766 KNm 0,28 1,8 m MaxM 0.5 = 1,75.0,7.55,090 = 67,485 KNm MinM 0.5 = -1,75.0,3 55,090= -58,922 KNm 0,5 Q gối = 1,75.1,15.112,825 = 227,060 KN Q 0.5 = 1,75.1,6.40,066 = 112,185 KN 12 Tính độ võng cầu Nguyễn Bá Sản 65 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa 12.1 Tính độ võng lực DƯL 12.2 Tính độ võng tải trọng thờng xuyên(tĩnh tải) 12.2.1 Độ võng trọng lợng thân dâm Tiết diên để tính mặt cắt giảm yếu I=8,81.1010 mm4 (Xem bảng 6.3) E=36056,6 Mpa (Xem phần 5) EI=8,81.1010.36056,6.10-9=3,177.106KMm2 g DC ( dc ) L 13,17.20,4 = gi= =0,00935m=9,35mm 384 EI 384 3,177.10 gDC(dc)=13,17 KN/m Xem bảng3.1 12.2.2 Độ võng trọng lợng mặt cầu, dầm ngang, đỡ Tiết diên để tính mặt cắt tính đổi cha liên hợp I=9,3197.1010 mm4 (Xem bảng 6.3) E=36056,6 Mpa (Xem phần 5) EI=9,3197.1010.36056,6.10-9=3,360.106KMm2 ( g DC1( dc ) + g DC1( bmc ) + g DC1( ) ).L (11,52 + 1,99 + 2,918).20,4 = gi= 384 EI 384 3,360.10 =0,01084m=10,84 mm gDC1(dn),gDC1(bmc),gDC1(đỡ) Xem bảng3.1 12.2.3 Độ võng trọng lợng lớp phủ, lan can Tiết diên để tính mặt cắt liên hợp I=2,28252.1011 mm4 (Xem bảng 6.3) E=36056,6 Mpa (Xem phần 5) EI=2,28252.1011.36056,6.10-9=10,187.106KMm2 ( g DC (lancan ) + g DW ).L (7,548 + 3,663).20,4 = gi= =0,00248m 384 EI 384 10,187.10 Nguyễn Bá Sản 66 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa =2,48 mm gDC2(lan can),gDW Xem bảng3.1 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 ( L2 b x ) 6.E.I L x= P.L3 48 EI (x[...]... lấy theo giá trị lớn hơn của các trờng hợp sau : + Hiệu ứng của xe hai trục thiết kế tổ hợp v i hiệu ứng t i 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 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 chỉ đ i phản lực g i giữa thì lấy... làn xe thiết kế hoặc một phần của nó mà gây ra hiệu ứng lực lớn nhất ph i đợc chất t i trọng làn thiết kế T i trọng ng i i bộ (PL) - T i trọng ng i i bộ 3 KN/m2 ( i u 3.6.1.5) phân bố trên 1,5m nên t i trọng r i đều của ng i i bộ là 3.1,5=4,5 KN/m và ph i tính đồng th i cùng hoạt t i xe thiết kế * Sơ đồ tính: Sơ đồ tính của dầm chủ là dầm giản đơn nên khoảng cách giữa các trục của xe t i thiết kế Truck... 0,864 Ng i i bộ 1,35 1,35 6.3 Xác định n i lực Hoạt t i xe ôtô thiết kế và quy tắc xếp t i ( i u 3.6.1.3) Hoạt t i xe HL93 - Hoạt t i xe ôtô trên mặt cầu hay kết cấu phụ trợ (HL- 93) sẽ gồm một tổ hợp của : + Xe t i thiết kế hoặc hai trục thiết kế + T i trọng làn thiết kế - Hiệu ứng lực của t i trọng làn thiết kế không xét lực xung kích - Quy tắc xếp t i (3.6.1.3) Hiệu ứng lực lớn nhất ph i đợc lấy... Nguyễn thị Minh Nghĩa 4.5.5 Kiểm tra bản mặt cầu theo trạng th i gi i hạn sử dụng (kiểm toán nứt) Theo i u 5.5.2 các vấn đề ph i kiểm tra theo trạng th i gi i hạn sử dụng là nứt , biến dạng và ứng suất trong bê tông Do nhịp của bản nhỏ và không có thép dự ứng lực nên trong đồ án này chỉ kiểm toán nứt đ i v i bản mặt cầu theo i u 5.7.3.4 Các cấu kiện ph i đợc cấu tạo sao cho ứng suất kéo trong cốt thép... vậy lấy fsa=207 Mpa > fS = 64,025 Mpa Thoả mãn Vậy bản mặt cầu thoả mãn i u kiện kiểm toán nứt ở trạng th i gi i hạn sử dụng 4.5.7 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 0.57 mm 2/mm Theo thiết kế trên cốt thép theo phơng chính 1.11mm2/mm và theo phơng dọc là... gm=0,949.0,864=0,82 b Hệ số phân ph i hoạt t i theo làn đ i v i lực cắt + Đ i v i dầm giữa (ASSHTO Bảng 4.6.2.2.3a-1): Một làn thiết kế chịu t i gv= 0,36 + S 7600 = 0,36 + 2500 7600 =0,689 Hai làn thiết kế chịu t i gv= 0,2+ 2500 2500 S S =0,84 = 0,2 + 7600 10700 7600 10700 Khống chế + Đ i v i dầm biên (AASHTO bảng 4.6.2.2.3b-1): Một làn thiết kế chịu t i Sử dụng quy tắc đòn bẩy, tơng tự... 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 độ, lún, gió, 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 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 + T i trọng bản thân dầm DCdc... kiện trong m i trờng khác nghiệt và khi thiết kế theo phơng ngang +fsa = ứng suất kéo trong cốt thép ở trạng th i gi i hạn sử dụng +A = Diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm v i cốt thép chủ chịu kéo và đợc bao b i các mặt cắt cuả mặt cắt ngang và đờng thẳng song song v i trục trung hoà, chia cho số lợng của các thanh hay s i (mm2) 4.5.5.1 Kiểm tra nứt đ i v i mô men dơng Mô men dơng lớn nhất là... hiệu ứng của hai Nguyễn Bá Sản 32 Lớp Cầu Đờng Bộ A-K41 TKMH Cầu BTCT DƯL GVHD: Nguyễn thị Minh Nghĩa xe t i thiết kế có khoảng cách trục bánh trớc xe này đến trục bánh sau xe kia là 15000mm tổ hợp 90% hiệu ứng của t i trọng làn thiết kế ; khoảng cách giữa các trục 145KN của mỗt xe t i ph i lấy bằng 4300mm(HL93S) Các trục bánh xe không gây hiệu ứng lực lớn nhất đang xem xét ph i bỏ qua Chiều d i. .. Thành phần tĩnh t i DC bên trên bao gồm toàn bộ tĩnh t i kết cấu trừ tĩnh t i lớp mặt hao mòn dự phòng và t i trọng dự chuyên dụng Do mục đích thiết kế , 2 phần của tĩnh t i đợc định nghĩa nh sau: Tĩnh t i r i đều lên dầm chủ xuất hiện ở giai đoạn căng ứng suất trớc gDC1(dc) = .Ag Trong đó: - Trọng lợng riêng của dầm, =24 KN/m3 Ag Diện tích mặt cắt ngang của dầm khi cha mở rộng V i kích thớc đã chọn

Ngày đăng: 23/08/2016, 21:54

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Nhiệm vụ thiết kế

    • Thiết kế 1 Cầu Bê tông Cốt thép DƯL

    • Phần 1: Nội dung thuyết minh

    • 1 Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ

      • 7.1.2 Thép thường

      • 7.2 Bêtông

      • + Xác định y0d

      • y0d==658,394mm

      • + Xác định y0t

      • y0t=H-y0d=1250-658,394=591,606mm

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan