CHƯƠNG 1 THIẾT KẾ LAN CAN ĐƯỜNG NGƯỜI ĐI

ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG I: THIẾT KẾ LAN CAN ĐƯỜNG NGƯỜI ĐI I Một số yêu cầu chung: Lan can kết cấu bố trí dọc theo lề cầu để bảo vệ cho xe cộ người không bò rớt xuống sông Lan can công trình thể tính thẩm mỹ, tạo hình thái hài hòa với công trình cảnh quan xung quanh Lan can đường người có tác dụng đảm bảo an toàn cho người cầu ¯ Chiều cao nhỏ lan can phải 1060 mm tính từ mặt đường người ¯ Khoảng cách tónh không lớn 150 mm ¯ Khi dùng lan can có cột đứng ngang, phần thấp (65 mm) khoảng cách tónh ≤ 150 mm, khoảng cách tónh phần không 380 mm ¯ Hoạt tải tính toán tải trọng phân bố có cường độ w=0.37 N/mm theo hai phương thẳng đứng nằm ngang Đồng thời lan can phải tính với tải tập trung 890 N, tác dụng đồng thời với tải trọng phân bố II Cấu tạo lan can: 10x200=2000 10x200=2000 500 844 Tay vòn Cột lan can 580 Tay vòn Ta chọn lan can tay vòn trụ lan can làm vật liệu thép AII Tiết diện thép ống có bề dày mm γ t = 7.85 ×10−3 N / mm , f y = 280 N / mm MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU 110 100 a) Cấu tạo lan can trên: Đường kính D= 110 mm Đường kính d= 100 mm 100 110 90 80 b) Cấu tạo lan can dưới: Đường kính D= 90 mm Đường kính d= 80 mm 80 90 III Thiết kế: Do tải trọng tác dụng lên lan can nên ta cần kiểm tra cho lan can có đường kính nhỏ(thanh lan can dưới) 1) Tónh tải tác dụng: Trọng lượng thân : g = γ t F γ t = 7,85.10 −5 N / mm3 F= ( ) ( ) π π D − d = 902 − 802 = 1335mm 4 g = γ t F = 7,85.10 − 5.1335 = 0,105N / mm MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU 2) Hoạt tải tác dụng: Sơ đồ tác dụng hoạt tải: Px = 890 N W x =0.37 N/mm W y =0.37 N/mm 0.5L L Độ lớn tải trọng: P = 1,75.890 = 1557,5N W = Wn2 + (Wd + g ) = (1, 75.0,37) + (1, 75.0,37 + 1, 25.0,105) = 1, 026 N / mm IV Xác đònh nội lực lan can: Sơ đồ tính toán: P = 1557,5 N W = 1,026 N/mm 2000 momen P 778750 Nmm momen W 513000 Nmm - Momen lớn lan can: W.S2 PS 1,026.20002 1557,5.2000 M ht = + = + = 129,175.104 Nmm 8 MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU V Mômen kháng uốn lan can: M p = φ.S.f y Sức kháng uốn lan can: π π S= D − d3 = 903 − 803 = 21303mm3 32 32 Do đó: M p = φ.S.f y = 0,9.21303.280 = 5368356 Nmm ( ) ( ) Vậy : M < M p lan can thoả điều kiện chòu uốn VI Thiết kế trụ lan can: 1) Sơ đồ cấu tạo trụ lan can: 140 1511015 775 770 775 Ø 775 375 375 65 70 Ø 330 330 130 200 MSSV : CD02087 190 200 200 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T 2) GVHD : Th.S MAI LỰU Sơ đồ tính toán ngoại lực tác dụng: p p • Tónh tải - Trọng lượng thân G bt = γ bt V  π.1102 π.902   V = 1700.200.5 + 770.190.6 − 6. +     = 2,48.106 mm3 = 2,48.10 − m G bt = γ bt V = 7,85.10 −5.2,48.106 = 194,68 N - Trọng lượng lan can G lc = γ t F.S π π F = D12 − d12 + D 2 − d 2 4 π π = 902 − 802 + 1102 − 1002 = 2984 mm 4 −5 G lc = 7,85.10 2984.2000 = 468,5N ( ( • Hoạt tải ) ( ) ( ) ) P = 890 N Pw = 0,37.2000 = 740 N Sơ đồ lực tác dụng hình vẽ MSSV : CD02087 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T 3) GVHD : Th.S MAI LỰU Nội lực chân trụ: - Lực nén dọc trục N = 1,75( P + 2.Pw ) + 1,25.( G bt + G lc ) - = 1,75.( 890 + 2.740) + 1,25.(194,68 + 468,5) = 4998,975N Momen uốn M = 1, 75.L1.( P + Pw ) + 1, 75.L2 ( P + Pw ) = 1, 75.330.(890 + 740) + 1, 75.760.(890 + 740) = 3,11.106 Nmm - Lực cắt Pu = 1, 75.2.( Pw + P ) = 1, 75.2.(740 + 890) = 5705 N 97 200 97 4) Đặc trưng hình học tiết diện nhỏ nhất: Ta kiểm toán cho tiết diện nhỏ trụ lan can 120 130 Diện tích tiết diện A = 200.5.2 + 120.6 = 2720mm Momen quán tính tiết diện đối trục x-x  200.53  6.1203 I= + 200.5.62,52 .2 + = 8,68.106 mm  12  12   Bán kính quán tính r= MSSV : CD02087 I 8,68.106 = = 56,49 mm A 2720 10 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T 5) GVHD : Th.S MAI LỰU Sức chòu nén trụ lan can: Độ mảnh K L 0.875 × 760 = = 11.772 ≤ 22 r 56.49 Vậy cột làm việc theo cột ngắn, không cần xét độ ảnh hưởng hệ số khuếch đại mômen Trong đó: K= 0.875: hệ số độ dài hữu hiệu tương ứng với liên kết chốt hai đầu theo điều kiện 4.6.2.5 L= 760 mm: chiều cao cột lan can r = 56.49 mm: bán kính quán tính 50 47 47 50 Sức chòu nhổ bulông chân trụ: 150 6) 30 110 30 150 Lực nhổ tác dụng vào bulông Cân momen quanh bulông thứ ta có M = N.55 + P.2.110 ⇒P= M − 55.N 3,11.106 + 55.4998,975 = = 15386.11N 110.2 110.2 Lực cắt tác dụng bulông Pu −1 = Pu 5705 = = 1426.25 N 4 Sức kháng cắt bulông MSSV : CD02087 11 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU R n = 0,38.A b Fub N s Trong A b : Diện tích bulông theo đường kính danh đònh π.d π.202 Ab = = = 314mm 4 Fub : Cường độ chòu kéo nhỏ bulông Fub = 830 MPa N s : Số mặt phẳng cắt cho bulông Ns = Vậy R n = 0,38.A b Fub N s = 0,38.314.830.1 = 99085,83N Sức kháng bulông chòu cắt nhổ đồng thời Ta có Pu −1 1426.25 = = 0, 014 ≤ 0,33 Rn 99085,83 Nên Tn = 0,76.A b Fub = 0,76.314.830 = 198071,2 N > Pu =5705N Thoả điều kiện chòu cắt nhổ đồng thời MSSV : CD02087 12 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BÓ VỈA I Vật liệu: Cường độ chảy dẻo cốt thép thường: f y = 400MPa ' Cường độ BT lan can: f c = 30MPa ' Cường độ BT dầm: f c = 40 MPa Môđun đàn hồi BT: Ec = 0.043 × γ c1.5 × f c' = 0.043 × 24001.5 × 30 = 27691MPa Môđun đàn hồi thép: Es = 200000MPa E 200000 s Tỉ số quy đổi thép sang BT: n = E = 27691 = c II Kiểm toán khả chòu lực va xe bó vỉa: 1) Các yếu tố lan can: Ta thiết kế lan can cấp L3 Lực thiết kế cho lan can cấp L3(bảng 13.7.3.3-1) : Phương Ngang (Ft) Dọc( FL) Đứng (FV) Lực (N) 240 000 80 000 80 000 Chiều dài (mm) 070 070 500 Sức kháng cắt danh đònh lan can theo chiều ngang :   M c L2 c    8.M b + 8.M W H + R W =   H   2.L c − L t   (13.7.3.4-1) Chiều dài đường chảy xác đònh theo: L  L  H ( M b + M W H ) Lc = t +  t  + Mc   MSSV : CD02087 13 (13.7.3.4-2) SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU M b : sức kháng uốn dầm, có đỉnh tường (Nmm) M w : sức kháng uốn tường trục thẳng đứng (Nmm) M c : sức kháng tường trục ngang (Nmm) H : chiều cao tường (mm) Lt : chiều dài phân bố dọc lực va chạm Ft (mm) Lc : chiều dài tới hạn dạng đường chảy (mm) 2) Cấu tạo bó vỉa: 280 Þ14 Þ 12a200 250 Ta tính thành phần công thức : • Ta xét bó vỉa hình vẽ nên từơng đỉnh : Sức kháng uốn dầm: Mb = • Chiều dài phân bố dọc lực va chạm Ft L t = 1070 mm • Chiều cao tường H = 280 mm • Sức kháng uốn tường trục thẳng đứng (MW.H) Sức kháng uốn tường trục thẳng đứng phụ thuộc vào cốt thép ngang tường, MW sức kháng uốn đơn vò chiếu dài theo phương trục đứng , ta xét toàn chiếu cao tường MWH Bỏ qua tham gia cốt thép chòu nén ta có sức kháng uốn momen âm momen dương ta đặt cốt thép đối xứng π.d π.14 A s = = = 307.8mm 4 Giả sử a = 30 mm d s = 250 − 30 = 220mm A s f y 307,8.280 a= = = 13.51mm ' 0.85.f c b 0,85.30.250 MSSV : CD02087 14 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU I Khái niệm: Mặt cầu phận trực tiếp chòu tải trọng giao thông chủ yếu đònh chất lượng khai thác cầu mặt cầu cần phẳng, đủ độ nhám, đảm bảo thoát nước, khai thác thuận tiện, hư hỏng an toàn tối đa cho phương tiện tham gia giao thông Bản mặt cầu kết cấu có dạng kê hệ dầm mặt cầu gồm dầm chủ, dầm ngang dầm dọc phụ, mặt cầu chủ yếu làm việc chòu uốn cục kê hệ dầm mặt cầu Ngoài cánh dầm T, dầm hộp nên tham gia chòu nén kéo chòu uốn tổng thể cầu Trong cầu bêtông cốt thép mặt cầu thường làm bê tông, bê tông dự ứng lực, đúc chỗ lắp ghép II Cấu tạo mặt cầu: ¯ Bản Bêtông cốt thép dày: 20 cm ¯ Lớp phủ Bêtông Atphan dày: cm ¯ Tầng phòng nước dày: 0.4 cm Bª t«ng atphan: cm TÇng phßng n­íc: 0.4 cm Líp BTCT liªn kÕt: 20cm III Sơ đồ tính: Bản cầu không dầm ngang tính theo hai bước: ¯ Tính chòu lực theo sơ đồ hai cạnh ¯ Tính chòu lực theo sơ đồ dầm congxon Sau kết tính toán so sánh với làm tính duyệt mặt cắt chọn cốt thép Lực tác dụng mặt cầu: MSSV : CD02087 20 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU Tónh tải: Tỉnh tải tác dụng lên 1m bề rộng xem phân bố mặt bao gồm : • Trọng lượng thân mặt cầu : DCγ2 =.t b c s −5 2,5.10 = 200.1000 5N/mm = • Trọng lượng lớp phủ mặt cầu : Lớp phủ bêtông Atfan : q1 = h.γ at b = 70.2, 4.10−5.1000 = 1, 68 N / mm - Lớp phòng nước : q = h.γ pn b = 4.1,8.10−5.1000 = 0.072 N / mm Vậy DW = q1 + q2 = 1, 68 + 0, 072 = 1, 752 N / mm • Tải trọng lan can truyền xuống mặt cầu qui thành hai lực tập trung đặt chân bó vỉa : Qui ước : - Bó vỉa :gồm trọng lượng bó vỉa ½ lề hành 950 DC3−1 = 270.250.2,5.10 − 5.1000 + 2,5.10 − 5.80 .1000 = 2638 N - Tải trọng lan can truyền xuống hẩng : thực chất lực tập trung qui đổi lan can không đặt mép ta qui ước để đơn giản tính toán thiên an toàn 950 Pbovia = 520.250.2,5.10 − 5.1000 + 2,5.10 − 5.80 .1000 = 4200 N / mm Plancan = 630 N DC3− = Plancan + Pbovia = 4200 + 630 = 4830 N Hệ số : η = η i η D η R - η D : hệ số liên quan đến tính dẻo: η D = 0,95 (1.3.3) - η R : hệ số liên quan đến tính dư: η R = 0,95 (1.3.4 ) - ηi : hệ số liên quan đến tính quan trọng khai thác: ηi = 1,25 (1.3.5 ) η = η1.η2 η3 = 0,95.0,95.1,25 = 0,95 MSSV : CD02087 21 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU Hoạt tải: • Hoạt tải HL – 93 : Vì S < 4600 nên ta cần tính nội lực xe truc tác dụng không xét tải trọng (3.6.1.3.3) IV Tính nội lực chòu lực theo sơ đồ hai cạnh: 20 1210 Sơ đồ tính: 1210 Ta xem mặt cầu dầm liên tục tựa gối tựa Để đơn giản tính toán, tính toán cho mặt cầu phía trong, ta xem dầm giản đơn tựa gối tựa, sau để xét đến tính liên tục ta nhân thêm hệ số xét đến ảnh hưởng liên tục 1) Do tónh tải: • Trạng thái giới hạn cường độ :  S2 DW S  M u = µ  1, 25.DC2 + 1,5 ÷ 8    12102 1, 752.12102  = 0.95 1, 25.5 + 1,5 ÷ 8   = 0,95.(1143828,125 + 480956,85) = 1,54.106 Nmm MSSV : CD02087 22 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU • Trạng thái giới hạn sử dụng  S DW S   12102 1, 752.12102  M s =  DC2 + + ÷ =  ÷ 8   8   = 915062,5 + 320637,9 = 1, 236.106 Nmm 2) Do hoạt tải:  Xét trường hợp đặt hai xe: Ta xét trường hợp đặt hai xe : hệ số tải trọng n = Bề rộng tác dụng bánh xe lên mặt cầu b1 = 510 + 2.h DW = 510 + 2.70 = 650mm Khi xét trường hợp xe lấn , nhòp mặt cầu trường hợp chòu tác dụng hai bánh xe xe cách 1,2m , lực phân bố tác dụng bánh xe hình vẽ 1210 Bề rộng tác dụng hai bánh xe : b ''1 = b1 + 1200 = 650 + 1200 = 1850mm > S = 1210mm Do ta lấy phạm vi S = 1210 mm • Qui tải trọng tác dụng xe thành lực phân bố với độ lớn p p= P 145000 = = 78,39 N / mm b"1 1850 • Trạng thái giới hạn cường độ :   p.S  78,39.12102  M u = η  1, 75.1, 25.n = 0,95 1, 75.1, 25.1 ÷  ÷     = 2,98.10 Nmm • Trạng thái giới hạn sử dụng  p.S   78,39.12102  M u =  1, 25.n = 1, 25.1 ÷  ÷ = 1, 79.10 Nmm     MSSV : CD02087 23 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU  Xét trường hợp đặt xe: p 650 1210 Ta xét trường hợp đặt xe : hệ số tải trọng n = 1,2 Bề rộng tác dụng bánh xe lên mặt cầu b1 = 510 + 2.h DW = 510 + 2.70 = 650mm Qui tải trọng tác dụng xe thành lực phân bố với độ lớn p P 145000 p= = = 111,5N / mm 2.b1 2.650 • Trạng thái giới hạn cường độ :  p.b  b  M u = η  1, 75.1, 25.n  S − ÷÷     111,5.650  650   = 0,95 1, 75.1, 25.1, 1210 − ÷ ÷    = 3,999.107 Nmm • Trạng thái giới hạn sử dụng  p.b  b  M s = 1, 25.n  S − ÷÷     111,5.650  650   =  1, 25.1, 1210 − ÷ ÷    = 2, 41.107 Nmm Nhận xét : đặt xe nội lực lớn đặt hai xe ta xét trường hợp xếp xe V Xét tính liên tục 1) Bề rộng dải ảnh hưởng bánh xe: Chiều rộng dải ảnh hưởng bánh xe gọi chiều rộng dải tương đương lấy bảng 22 TCN 272-05 4.6.2.1.3 SW + = 660 + 0,55.S = 660 + 0,55.1210 = 1325,5mm SW − = 1220 + 0, 25.S = 1220 + 0, 25.1210 = 1522,5mm MSSV : CD02087 24 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU 2) Nội lực dầm trong: Trạng thái giới hạn cường độ :   M LL M ug = −0,  M uDW + DC + u − 1000 ÷ SW     3,999.107 = −0,  1,54.106 + 1000 ÷ = −1,946.107 Nmm 1522,5     M LL M u1/ = 0,5  M uDW + DC + u + 1000 ÷ SW     3,999.10 = 0,5 1,54.106 + 1000 ÷ = 1,585.107 Nmm 1325,5   Trạng thái giới hạn sử dụng :  DW + DC M sLL  M = −0,  M s + 1000 ÷ − SW     2, 41.10 = −0,  1, 236.106 + 1000 ÷ = −1,195.107 Nmm 1522.5   g s   M LL M s1/ = 0,5  M sDW + DC + s + 1000 ÷ SW     2, 41.10 = 0,5 1, 236.106 + 1000 ÷ = 0,971.107 Nmm 1325,5   VI Tính chòu lực dầm congxon hẫng: 1) Do tónh tải: 20 595 MSSV : CD02087 1210 25 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T P2 GVHD : Th.S MAI LỰU DC + DW 595 • Trạng thái giới hạn cường độ:   Lb DW M u = µ 1, 25.DC2 + 1,5 .Lb + 1, 25.P2 Lb ÷ 2     595 = 0,95 1, 25.4, 62 + 1, 25.4830.595 ÷ = 4,38.106 Nmm   • Trạng thái giới hạn sử dụng   L DW M s =  DC2 b + Lb + P2 Lb ÷ 2     595 =  4, 62 + 4830.595 ÷ = 3, 69.106 Nmm   2) Do hoạt tải: P1PL 595 Ta xét trường hợp đặt xe : hệ số tải trọng n = 1.2 • Trạng thái giới hạn cường độ : MSSV : CD02087 26 (3.4.1-1) SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU M uLL = η ( 1, 75.1, 2.P1PL Lb ) = 0,95.1, 75.1, 2.1800.595 = 2,14.106 Nmm • Trạng thái giới hạn sử dụng M sLL = 1, 2.P1PL Lb = 1, 2.1800.595 = 1, 285.106 Nmm 3) Nội lực hẫng: M u = M uDW + DC + M uLL = 4,38.106 + 2,14.106 = 6,52.106 Nmm M s = M sDW + DC + M sLL = 3, 69.106 + 1,285.106 = 4,975.106 Nmm VII Tính toán thép cho mặt cầu: a Tính toán thép chòu mômen dương: Xét : tính toán m theo phương dọc cầu Tiết diện tính toán b x h = 1000 x 200 mm Momen tính toán : M = max ( M1un/ , M1ut/ ) = 1,585 107 Nmm Chọn a = 25 mm , ds = h - a = 200 – 25 = 175 mm Từ phương trình cân momen : a M  ∑ M / As = ⇔ 0,85.f c' b.a. ds −  = φu ⇒ a = d s − d 2s − 2.M u φ 0,85 f c' b 2.1,585.107 = 3,99mm 0,9.0,85.30.1000 0, 05 ' 0, 05 β1 = 0,85 − ( f c − 28) = 0,85 − (30 − 28) = 0,836 7 a 3,99 c= = = 4, 77mm β1 0,836 = 175 − 1752 − ⇒ c 4, 77 = = 0, 027 < 0, 45 d s 175 Xảy trường hợp phá hoại dẻo ( 7.3.3.1 ) Diện tích cốt thép : As = 0,85 f c' a.b 0,85.30.1000.3,99 = = 363,375mm fy 280 Kiểm tra hàm lượng cốt thép mét chiều dài : ρ= As 363,375 = = 0,182% b.d 1000.200 ρ = 0,03 MSSV : CD02087 (5.7.3.3.2-1) f 'c 30 = 0,03 = 0,32% fy 280 27 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU ⇒ ρ < ρ Do : ta lấy lượng cốt thép sau để tính cho chòu momen dương : As = ρ b.d s = 0, 0032.1000.175 = 560mm Diện tích thép đơn vò mm chiều dài : As = 0,56 mm2 Khoảng cách thép : 1,5.h = 1,5.200 = 300mm  d = 450mm = 200mm  200mm  Diện tích thép cần phải chọn : As.200 = 0,56.200 = 112mm = 1,12cm Tra bảng thép VIỆT NAM ta chọn thép Φ12 có As = 113 mm2 Kiểm tra điệu kiện tiết diện bò phá hoại dẻo : As.1000.f y 113.1000.280 a= = = 6,2 mm 0,85.200.f `c b 0,85.200.30.1000 c= a 6, = = 7, 41mm β1 0,836 ⇒ c 7, 41 = = 0, 042 < 0, 45 d s 175 Thoả điều kiện phá hoại dẻo ( đảm bảo lượng thép tối đa ) Vậy ta chon thép Φ12a 200mm b Tính toán thép chòu mômen âm: Xét: tính toán m theo phương dọc cầu Tiết diện tính toán b x h = 1000 x 200 mm Momen tính toán : M = max ( M gun , M gut ) = 1,946 107 Nmm Chọn a = 25 mm , d s = h - a = 200 – 25 = 175 mm Từ phương trình cân momen :  a ∑ M / As = ⇔ 0,85.f c' b.a. ds −  = MSSV : CD02087 28 Mu φ SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T ⇒ a = d s − d 2s − = 175 − 1752 − GVHD : Th.S MAI LỰU 2.M u φ 0,85 f c' b 2.1,946.107 = 4,91mm 0,9.0,85.30.1000 c= a 4,91 = = 5,88mm β1 0,836 ⇒ c 5,88 = = 0, 0336 < 0, 45 d s 175 Xảy trường hợp phá hoại dẻo ( 7.3.3.1 ) Diện tích cốt thép : As = 0,85 f c' a.b 0,85.30.1000.4,91 = = 447,16mm fy 280 Kiểm tra hàm lượng cốt thép mét chiều dài : ρ= As 447,16 = = 0, 22% b.d 1000.200 ρ = 0,03 (5.7.3.3.2-1) f 'c 30 = 0,03 = 0,32% fy 280 ⇒ ρ < ρ Do đó:ta lấy lượng cốt thép sau để tính cho chòu momen âm: As = ρ b.d s = 0, 0032.1000.175 = 560mm Diện tích thép đơn vò mm chiều dài : As = 0,56 mm2 Khoảng cách thép : 1,5.h = 1,5.200 = 300mm  d = 450mm = 200mm  200mm  Diện tích thép cần phải chọn : As.200 = 0,56.200 = 112mm = 1,12cm Tra bảng thép VIỆT NAM ta chọn thép Φ12 có As = 113 mm2 Kiểm tra điệu kiện tiết diện bò phá hoại dẻo : As.1000.f y 113.1000.280 a= = = 6,2 mm 0,85.200.f `c b 0,85.200.30.1000 c= a 6, = = 7, 41mm β1 0,836 ⇒ c 7, 41 = = 0, 042 < 0, 45 d s 175 Thoả điều kiện phá hoại dẻo ( đảm bảo lượng thép tối đa ) Vậy ta chon thép Φ12a 200mm MSSV : CD02087 29 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU c Tính toán thép chòu mômen âm cho hẫng: Để thuận lợi cho việc thi công ta bố trí thép phần hẫng giống cốt thép phần dầm cho đáy Φ12a 200mm đáy Φ12a200 mm Ta tiến hành kiểm toán Momen tính toán âm phần hẫng : M u = - 6,52.106 Nmm Do momen tính toán M > M u nên chắn kiểm toán cường độ thoả mãn d Tính toán thép phân bố dọc cầu: Vì làm việc theo phương ngang cầu nên ta đặt cốt thép cấu tạo theo phương dọc cầu đáy đáy mặt cầu để phân bố tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chòu lưc theo phương ngang Diện tích yêu cầu tính theo phần trăm cốt thép lực Đối với cốt thép đặt vuông góc với hướng xe chạy 3840 sophantram = ≤ 67% ( 9.7.3.2 ) Sc Sc chiều dài có hiệu nhòp, ta lấy khoảng cách hai mép vách dầm chủ Sc = 1210 mm sophantram = 3840 3840 = = 110, 4% Sc 1210 Vậy ta dùng 67 % diện tích cốt thép dọc Trên 1m dài ta bố trí 5φ12 ( As = 565mm ) As = Asn.67% = 0,565.67% = 0,38mm / mm Ta chọn thép Φ10a 200mm có A s = 0,393 mm2 / mm VIII Kiểm tra điều kiện chòu nứt bản: 1) Kiểm tra điều kiện chòu nứt phần chòu mômen dương: Điều kiện chòu nứt , ta xét mm chiều dài Z fsa = d A fs ≤ c (*) 0,6.f y Tiết diêïn b x h = x 200 mm , d s = 175 mm , A s = 0,565mm2 Trong đó: ¯ Z=23000 N/mm (tham số chiều rộng vết nứt) cho điều kiện môi trường khắc nghiệt ¯ d c :chiều cao tính từ thớ chòu kéo xa đến tim gần ≤ 50mm MSSV : CD02087 30 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU ¯ A: diện tích có hiệu bêtông chòu kéo có trọng tâm với cốt thép Dùng trạng thái giới hạn sử dụng để xét vết nứt bêtông cốt thép thường Trong trạng thái giới hạn sử dụng hệ số thay đổi tải trọng η = hệ số tải trọng cho tónh hoạt tải Việc tính ứng suất kéo cốt thép tải trọng sử dụng dựa đặc trưng tiết diện nứt chuyển sang đàn hồi Tỷ số mun đàn hồi : E n= s Ec Trong : - E s = 200 000 MPa - Ec = 0, 043.γ c1,5 f 'c = 0, 043.25001,5 30 = 29440 MPa Do đó: n= E s 200000 = = 6,79 ta lấy n = để tính toán Ec 29440 Chiều dày làm bêtông sau bò nứt :  n As  2.d s b  + − 2÷ ÷ b  n As   7.0,565  2.175.1 =  + − 2÷ ÷ = 29,51mm 7.0,565   x= Ta lần lựơt tính giá trò biểu thức ( * ) : - Tính fs ( ứng suất thép tải trọng gây ) : M f s = s ( d s − x ) n I cr Momen quán tính tiết diện nứt : b.x + n As ( d s − x ) 1.29,513 = + 7.0,565 ( 175 − 29,51) = 92283mm3 M = M S1/ = 0,971.104 Nmm / mm I cr = Do đó: Ms 0,971.104 fs = ( d s − x ) n = ( 175 − 29,51) = 107,16MPa I cr 92283 - Tính fsa fsa = Z d A c Thông số vết nứt : Z = 23000 N/mm Diện tích trung bình bêtông bao quanh thép : MSSV : CD02087 31 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T A= GVHD : Th.S MAI LỰU Ac n Ac = 200.2.32 = 12800mm 12800 = 12800 mm Z 23000 = =3 = 309 MPa d A 32 12800 c ⇒A= f sa Tính 0,6.fy 0,6.f y = 0,6.280 = 168MPa Vậy: fs ≤ fsa 0,6.f y thoả điều kiện chòu nứt phần chòu momen dương 2) Kiểm tra điều kiện chòu nứt phần chòu mômen âm : Điều kiện chòu nứt , ta xét mm chiều dài Z fsa = d A fs ≤ c (*) 0,6.f y Tiết diêïn b x h = x 200 mm , d s = 175 mm , A s = 0,565mm2 Trong đó: ¯ Z=23000 N/mm (tham số chiều rộng vết nứt) cho điều kiện môi trường khắc nghiệt ¯ d c :chiều cao tính từ thớ chòu kéo xa đến tim gần ≤ 50mm ¯ A: diện tích có hiệu bêtông chòu kéo có trọng tâm với cốt thép Tỷ số mun đàn hồi : E n= s Ec Trong : - E s = 200 000 MPa - Ec = 0, 043.γ c1,5 f 'c = 0, 043.25001,5 30 = 29440 MPa Do đó: n= E s 200000 = = 6,79 ta lấy n = để tính toán Ec 29440 Chiều dày làm bêtông sau bò nứt : MSSV : CD02087 32 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU  n As  2.d s b  + − 2÷ ÷ b  n As   7.0,565  2.175.1 =  + − 2÷ ÷ = 29,51mm 7.0,565   x= Ta lần lựơt tính giá trò biểu thức ( * ) : - Tính fs ( ứng suất thép tải trọng gây ) : M f s = s ( d s − x ) n I cr Momen quán tính tiết diện nứt : b.x + n As ( d s − x ) 1.29,513 = + 7.0,565 ( 175 − 29,51) = 92283mm3 M = M Sg = 1,195.104 Nmm / mm I cr = Do đó: fs = - Ms 1,195.104 ( d s − x ) n = ( 175 − 29,51) = 131,88MPa I cr 92283 Tính fsa fsa = Z d A c Thông số vết nứt : Z = 23000 N/mm Diện tích trung bình bêtông bao quanh thép : A A= c n Ac = 200.2.32 = 12800mm 12800 = 12800 mm Z 23000 = =3 = 309 MPa d A 32 12800 c ⇒A= f sa Tính 0,6.fy 0,6.f y = 0,6.280 = 168MPa fs ≤ Vậy: fsa 0,6.f y thoả điều kiện chòu nứt phần chòu momen âm IX Trạng thái giới hạn mỏi Không cần tính mỏi cho mặt cầu bê tông cốt thép dùng nhiều dầm chủ (A9.5.3) MSSV : CD02087 33 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ BỘ PAI – DẦM SUPER T MSSV : CD02087 34 GVHD : Th.S MAI LỰU SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN [...]... thoả i u kiện Vậy VCT < V n thoả i u kiện chòu cắt MSSV : CD02087 17 SVTH : NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ B PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG III: THIẾT KẾ B N MẶT LỀ B HÀNH I Sơ đồ tính toán và t i trọng tác dụng: q bt q ht 950 II Lực tác dụng: • Tónh t i: q bt = γ bt b. h = 2,5.0,08.1 = 0,2T / m • Hoạt t i ngư i i b qui là t i trọng phân b đều v i q ht = 0.3 T/m Tổ hợp t i trọng... NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ B PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ B N MẶT CẦU I Kh i niệm: Mặt cầu là b phận trực tiếp chòu t i trọng giao thông và chủ yếu quyết đònh chất lượng khai thác của cầu vì vậy mặt cầu cần b ng phẳng, đủ độ nhám, đảm b o thoát nước, khai thác thuận tiện, ít hư hỏng nhất và an toàn t i đa cho các phương tiện tham gia giao thông B n mặt cầu là... thoả i u kiện chòu nứt phần b n chòu momen dương 2) Kiểm tra i u kiện chòu nứt của phần b n chòu mômen âm : i u kiện chòu nứt của b n , ta xét trên 1 mm chiều d i Z fsa = 3 d A fs ≤ c (*) 0,6.f y Tiết diêïn b x h = 1 x 200 mm , d s = 175 mm , A s = 0,565mm2 Trong đó: ¯ Z=23000 N/mm (tham số chiều rộng vết nứt) cho i u kiện m i trường khắc nghiệt ¯ d c :chiều cao tính từ thớ chòu kéo xa nhất đến tim... A: diện tích có hiệu của b tông chòu kéo trên thanh có cùng trọng tâm v i cốt thép Dùng trạng th i gi i hạn sử dụng để xét vết nứt của b tông cốt thép thường Trong trạng th i gi i hạn sử dụng hệ số thay đ i t i trọng η = 1 và hệ số t i trọng cho tónh và hoạt t i là 1 Việc tính ứng suất kéo trong cốt thép do t i trọng sử dụng dựa trên đặc trưng tiết diện nứt chuyển sang đàn h i Tỷ số mun đàn h i : E... dụng  p .b  b  M s = 1, 25.n 1  S − 1 ÷÷ 4  2    111,5.650  650   =  1, 25.1, 2 1210 − ÷ 4 2 ÷    = 2, 41.107 Nmm Nhận xét : vì khi đặt một làn xe n i lực trong b n lớn hơn khi đặt hai làn xe do đó ta xét trường hợp xếp 1 làn xe V Xét tính liên tục của b n 1) B rộng của d i b n ảnh hưởng của b nh xe: Chiều rộng của d i b n ảnh hưởng của b nh xe được g i là chiều rộng d i b n tương... 0,03 = 0,03 = 0,32% fy 280 ⇒ ρ > ρ min Kiểm tra i u kiện tiết diện b phá ho i dẻo , xét trong 1 m theo chiều dọc cầu: a= As.1000.f y ' = 78,5.1000.280 = 4,3mm 0,85.200.30.1000 0,85.200.f c b a 4,3 c= = = 5,15mm β1 0,836 ⇒ c 5,15 = = 0,1 < 0,45 ds 50 Thoả i u kiện phá ho i dẻo ( đảm b o lượng thép t i đa ) Vậy ta chọn thép Φ10a 200mm Đ i v i thép dọc theo chiều d i b n ta chọn theo cấu tạo Φ10a 200mm... cho b n chòu momen dương : As = ρ min b. d s = 0, 0032.1000.175 = 560mm 2 Diện tích thép trên một đơn vò mm chiều d i : As = 0,56 mm2 Khoảng cách giữa các thanh thép : 1,5.h = 1,5.200 = 300mm  d = min 450mm = 200mm  200mm  Diện tích thanh thép cần ph i chọn : As.200 = 0,56.200 = 112mm 2 = 1,12cm 2 Tra b ng thép VIỆT NAM ta chọn thép Φ12 có As = 113 mm2 Kiểm tra i u kiện tiết diện b phá ho i dẻo... ta lấy b ng khoảng cách giữa hai mép vách dầm chủ Sc = 1210 mm sophantram = 3840 3840 = = 110, 4% Sc 1210 Vậy ta dùng 67 % diện tích cốt thép dọc 2 Trên 1m d i ta có thể b trí 5φ12 ( As = 565mm ) As = Asn.67% = 0,565.67% = 0,38mm 2 / mm Ta chọn thép Φ10a 200mm có A s = 0,393 mm2 / mm VIII Kiểm tra i u kiện chòu nứt của b n: 1) Kiểm tra i u kiện chòu nứt của phần b n chòu mômen dương: i u kiện chòu... NGUYỄN ĐỨC THIỆN ĐATN : THIẾT KẾ SƠ B PAI – DẦM SUPER T GVHD : Th.S MAI LỰU c Tính toán thép chòu mômen âm cho b n hẫng: Để thuận l i cho việc thi công ta b trí thép phần hẫng giống như đ i v i cốt thép phần b n dầm cho đáy trên Φ12a 200mm và đáy dư i Φ12a200 mm Ta chỉ tiến hành kiểm toán Momen tính toán âm của phần hẫng : M u = - 6,52.106 Nmm Do momen tính toán M > M u nên chắc chắn kiểm toán về... dạng b n kê trên hệ dầm mặt cầu gồm các dầm chủ, dầm ngang và dầm dọc phụ, vì vậy b n mặt cầu chủ yếu làm việc chòu uốn cục b như một b n kê trên hệ dầm mặt cầu Ngo i ra b n còn là cánh trên của dầm T, dầm hộp nên còn tham gia chòu nén hoặc kéo khi chòu uốn tổng thể của cầu Trong cầu b tông cốt thép b n mặt cầu thường làm b ng b tông, b tông dự ứng lực, đúc t i chỗ hoặc lắp ghép II Cấu tạo b n mặt