đồ án hoàn chỉnh, nều bạn nào cần file tính với bản vẽ thì liên hệ mình
ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG I.1.SỐ LIỆU THIẾT KẾ Thiết kế kết cấu nhòp giản đơn, dầm bê tông cốt thép, tiết diện dầm chủ chữ I – căng trước với số liệu : Chiều dài nhòp tính toán : 28.30 m Bề rộng phần xe chạy : 7.2 m Bề trộng lề hành : x 0.50 m Tải trọng thiết kế : 0.65 x HL93 Hoạt tải người : 3.10-3 MPa I.2.VẬT LIỆU: Dầm chủ : f c' = 50MPa Bê tông có: γ c = 2.5T / m f y = 280MPa Thép AII: γ s = 7.85 T / m f pu = 1860MPa Cường độ kéo đứt cáp: Cáp dự ứng lực đường kính danh đinh12.7mm có A ps = 98.7mm Bản mặt cầu.lan can,lề hành,dầm ngang: Bê tông có: f c' = 30MPa γ c = 2.5T / m Thép AII: f y = 280MPa γ s = 7.85 T / m I.3.THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG CẦU: I.3.1 chọn số lượng dầm n, khoảng cách dầm S, chiều dài cánh hẫng Lc : Bề trọng toàn cầu : Btc = 7200 + x 500 + x 240 = 8680 mm Chọn khoảng cách dầm : S = 1800 mm ⇒n= Btc 8680 = = 4.82 chọn n = 1800 1800 Vậy số đầm 5, khoảng cách dầm S = 1800mm, chiều dài cánh hẫng Lc = ( 8680 − × 1800 ) / = 740 mm SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM I.3.2 Thiết kế độ dốc ngang cầu, cấu tạo lớp mặt cầu : Độ dốc ngang thiết kế : 2% Tạo dốc xà mũ : tạo độ dốc cho mặt xà mũ trụ cầu 2% Chiều cao gối thiết kế 150mm I.3.3 Thiết kế thoát nước mặt cầu: a) Thoát nước ngang cầu Đường kính ống: D≥100mm Diện tích ống thoát nước tính sở 1m2 mặt cầu tương ứng với 1cm2 ống thoát nước Khoảng cách ống tối đa 15m, chiều dài ống vượt qua đáy dầm 100mm Chọn khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối : a=0.3m Chiều dài toàn dầm : L = 28.3 + 2a = 28.3 + x 0.3 = 38.9m Diện tích mặt cầu S = L x Btc = 38.9 x 8.68 = 250.852m2 cần bố trí 205.852cm2 = 25085.2mm2 ống thoát nước ⇒ A1ơng = 3.14 × 1002 = 7850 mm Số ống cần thiết : n= 25085.2 = 3.20 7850 Vậy ta chọn ống, khoảng đầu dầm 10m b) Thoát nước dọc cầu : Theo phương dọc có ống ngang A = x 7850 = 15700 mm2 ⇒ Dốngngang = 15700 × = 141.42mm 3.14 Chọn ống ngang cầu D = 150mm I.3.4.thiết kế sơ dầm chủ : Kích thước sơ dầm chủ: -Chiều cao dầm chủ : H = 1300 mm -Chiều cao bầu : H1 = 200 mm -Chiều cao vút : H = 200 mm -Chiều cao sườn : H = 650 mm -Chiều cao vút : H = 100 mm -Chiều cao bầu : H = 150 mm -Bề rộng bầu dầm : b1 = 580 mm SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM -Bề rộng sườn : b w = 200 mm -Bề rộng cánh : b f = 550 mm 2.Đoạn mở rộng sườn dầm: a H 0.5H Chiều dài dầm chọn a=300mm, H= 1200mm Mặt cắt ngang cầu SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM CHƯƠNG II :THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH II.1 LAN CAN: II.1.1 Thanh lan can: Chọn lan can thép ống đường kính φ = 80mm ;đường kính φ = 75mm Khoảng cách cột lan can là: L = 2000 mm Thép lan can thép cacbon số hiệu CT3: fy = 240 MPa Khối lượng riêng thép lan can: γ = 7.85T / m a) Tải trọng tác dụng lên lan can: Trọng lượng thân lan can: D2 - d 802 - 752 -5 g=γ π = 7.85 × 10 × 3.14 × = 0.048 N / mm 4 Hoạt tải tác dụng lên lan can: Tải trọng người tác dụng lên lan can phân bố cường độ: w=0.37N/mm Theo phương đứng vàphương ngang.Và tải tập trung P=890N Sơ đồ tính sau: b) Nội lực lan can: - Moment tónh tải đặt mặt cắt nhòp:(do tải đứng tác dụng) M DC = g DC × - Moment hoạt đặt mặt cắt nhòp: M PL - S2 20002 = 0.048 × = 24000 N.mm 8 S2 P × S 20002 890 × 2000 = w× + = 0.37 × + = 630000 N.mm 8 Thanh lan can chòu hoạt tải thẳng đứng tải ngang có giá trò * Tổ hợp nội lực tác dụng lên lan can: M = η [ γ DC × M DC + γ LL × MPL ] + γ LL × M PL - Trong đó: SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM + η : hệ số điều chỉnh tải trọng: η = ηD ηI ηR Với: ηD = 0.95 : hệ số dẻo ηI = 0.95 : hệ số quan trọng ηR = 1.05 : hệ sốù dư thừa ⇒ η = 0.95 × 0.95 × 1.05 = 0.95 + γ DC = 1.25 : hệ số tải trọng cho tónh tải + γ LL = 1.75 : hệ số tải trọng cho hoạt tải ⇒ M u = 0.95 × [ 1.25 × 24000 + 1.75 × 360000 ] + [ 1.75 × 360000 ] = 866794 N.mm c) Kiểm tra tiết diện thanh: φ.M n ≥ M u Trong đó: + φ : hệ số sức kháng: φ = + Mu: mômen lớn tónh hoạt tải + Mn: sức kháng tiết diện M n = fy × S - S mômen kháng uốn tiết diện S= π 3.14 (D3 − d ) = × (803 − 753 ) = 8844 mm 32 32 ⇒ M n = 240 × 8844 =2122560 N.mm φ.M n = × 2122560 = 2122560 N.mm ≥ 866794 N.mm Vậy lan can đảm bảo khả chòu lực I.1.2 Cột lan can: Ta tính toán với cột lan can giữa, với sơ đồ tải trọng tác dụng vào cột lan SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM Sơ đồ tải trọng tác dụng vào cột lan can Đễ đơn giản tính toán ta kiểm tra lực xô ngang vào cột bỏ qua lực thẳng đứng trọng lượng thân - Lực tác dụng: (chỉ có hoạt tải) + Lực phân bố: w = 0.37 N/mm lan can hai bên cột truyền vào cột lực tập trung: P’= w.L = 0.37 x 2000 = 740 N + Lực tập trung: P = 890 N + Suy lực tập trung vào cột là: P '' = P '+ P = 740+890 = 1630 N Ta kiểm toán mặt cắt chân trục Mômen mặt cắt M u = P × h1 + P × h + P × h = 1630 × (150 + 695) = 1,377,350N.mm Mặt cắt đảm bảo khả chòu lực φM n ≥ η∑ γ i M i Sức kháng tiết diện: φM n = f y × S S mômen kháng uốn tiết diện 100 × 53 × 1403 2×( + 100 × × 72.52 ) + I 12 12 S= = = 100600 mm Y 75 ⇒ φM n = fy × S = 240 × 100600 = 24,144,000 N.mm Vậy φM n > M Mặt cắt đảm bảo khả chòu lực SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM II.2 LỀ BỘ HÀNH: II.2.1 tính nội lực a) tải trọng tác dụng - Tải trọng phân bố thân dầm: q DC = q b × b b × h b = 2.5 × 10 −5 × 1000 × 80 = 2N / mm - -3 Hoạt tải người bộ: gPL = × 10 MPa q PL = g PL × l000 = 0.003 × 1000 = 3N / m b) Tính nội lực Giả sử dầm làm việc dạng dầm giản đơn + Trạng thái giới hạn cường độ: η : hệ số điều chỉnh tải trọng: η = ηD × η R × ηI Với: ηD = 0.95 : hệ số dẻo ηR = 0.95 : hệ sốù dư thừa ηI = 1.05 : hệ số quan trọng ⇒ η = 0.95 × 0.95 × 1.05 = 0.95 SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM M u = η× ( γ DC × q DC + γ PL × q PL ) × 5202 = (1.25 × + 1.75 × 3) × 520 = 0.95 × = 248853 N/mm + Trạng thái giới hạn sử dụng: Ms = (q pl + q DC ) × 1.22 = (3 + 2) × 5202 = 169000N / mm Chuyển dầm siều tónh hai đầu ngàm + Tại gối : M gu = 0.7 × M u = 0.7 × 248853 = 174197N.mm Msg = 0.7 × Ms = 0.7 × 169000 = 118300 N.mm + Giữa nhòp : M u2 = 0.5 × M u = 0.5 × 248853 = 124427 N.mm s M = 0.5 × Ms = 0.5 × 169000 = 84500N.mm II.2.2 Tính toán cốt thép: a) Tính cốt thép cho momen âm ( gối ) - Tiết diện tính toán b x h = 1000 x 80 mm - Lớp bảo vệ cốt thép lề hành a0 =20mm - Chọn sơ cốt thép φ 10a200 - Cường độ chảy thép AII: f y = 280MPa Diện tích cốt thép: As = × 3.14 × D2 3.14 × 102 = 5× = 392.5 mm 4 Diện tích cốt thép tối thiểu : A s f c' 30 = 0.03 × × b × h = 0.03 × × 1000 × 80 = 257.143mm fy 280 ⇒ A s > A s thỏa điều kiện cốt thép tối thiểu d s = 80 − a0 − φ 10 = 80 − 20 − = 55 mm 2 Chiều cao vùng nén: a= As × fy 0.85 × f × b ' c = 392.5 × 280 = 4.310 mm 0.85 × 30 × 1000 Ta có: SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM c a 4.310 = = = 0.094 < 0.45 d s β1 × d s 0.836 × 55 ⇒ Thoã mãnđđiều kiện cốt thép max Khả chịu lực tiết diện: a 4.310 M n = A s × fy × (d s − ) = 392.5 × 280 × (55 − ) = 5.808 × 10 N.mm 2 ⇒ φ × M n = 0.9 × 5.808 × 106 = 5.227 × 106 N.mm ⇒ φ × M n > M gu thỏa khả chòu lực c) Tính cốt thép cho momen dương (giữa nhòp): Vì momen dương nhỏ momen âm nên không cần tính mà bố trí đối xứng để an toàn dễ thi công Bố trí cốt thép lề hành II.2.3 Kiểm toán trạng thái giới hạn sữ dụng: a) Kiểm toán nhòp Điều kiện kiểm tra : fs ≤ fsa Tính ứng suất kéo cốt thép fs Tiết diện chữ nhật có b x h = 1000 x 80 (mm) Bê tông có môđun đàn hồi E c = 0.043γ1.5 fc' = 0.043 × 25001.5 × 30 = 29440 c Cốt thép AII : có φ10a200 Cốt thép có môđun đàn hồi Es = 200000 MPa MS = 118300 N/mm Tỷ số môđun đàn hồi thép môđun đàn hồi bêtông : n= E s 200000 = = 6.79 Ec 29440 Khoảng cách từ trục trung hoà đến mép chòu nén bêtông : n × As × d s × b 6.793 × 392.5 × 55 × 1000 × 1+ − 1 = × 1+ − 1 b n × As 1000 6.793 × 392.5 = 14.666mm x= SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM Mômen quán tính tiết diện : b × x3 1000 × 14.6663 2 + n × As × ( ds − x ) = + 6.793 × 392.5 × ( 55 − 14.666 ) 3 = 5.389 × 10 mm Icr = ⇒ Ứng suất thép chòu mômen : M 118300 fs = s × ( ds − x ) = × ( 55 − 15.832 ) = 6.015 MPa Icr 5.389 × 106 Ứng suất cho phép cốt thép :fsa Thông số bề rộng vết nứt : Z=23000 N/mm Diện tích trung bình phần bêtông bọc quanh thép : Ac = × a1 × 1000 × 25 × 1000 = = 10000 mm 5 Khoảng cách từ thớ chòu kéo đến trọng tâm cốt thép chòu kéo gần nhất: 10 = 25 mm < 50 mm Ứng suất cho phép cốt thép : d c = 20 + f sa = z dc × Ac = 23000 25 × 10000 = 365.102 MPa Fsa = 365.102 > 0.6 x 280 = 168 Mpa, chon fsa = 168Mpa ⇒ fs < fsa Thoả điểu kiện chống nứt b) Kiểm toán nhòp: Vì tiết diện mà Ms1/2 Ta thấy f t < f n thảo điều kiện chòu nén Thớ dưới: fb = M + M DC2 M + M DW + M PL + M LL −Pf Pf × e − × y bg + DC1 × y bg + DC3 × y bc Ag Ig Ig Ic −3,845,609.258 3,845,609.258 × 466.840 − × 587,893 463, 440.324 91,031, 496,932 1,111, 234,875 + 903,343,853 + × 587.893 91,031, 496,932 723, 442, 435 + 198,941,076 + 170,889,904 + 1, 297,514,843 + × 892.974 206,782,163, 281 = 3.443 Mpa = => Ta thấy f b < f k thảo điều kiện chòu kéo Bản tổng hợp kiểm toán mặt cắt Pf Ag Ig e ytg ybg Ic ytc ybc MDC1 MDC2 I-I II - II III - III IV - IV 3,837,794.455 3,837,794.455 3,843,027.951 3,845,609.258 743,440.324 463,440.324 463,440.324 463,440.324 103,992,330,360 87,962,334,641 90,362,487,851 91,031,496,932 224.596 258.237 430.081 466.840 662.246 702.973 710.498 712.107 637.754 597.027 589.502 587.893 222,747,115,044 201,144,787,543 205,658,489,060 206,782,163,281 454.326 401.324 406.021 407.026 845.674 898.676 893.979 892.974 265,125,720 833,229,825 1,111,234,875 215,525,714 677,348,289 903,343,853 SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 63 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM MDC3 172,603,651 542,454,010 723,442,435 MDW 47,464,669 149,170,658 198,941,076 MPL 40,772,036 128,137,235 170,889,904 MLL 323,726,578 997,845,099 1,297,514,843 => ft 0.327 -5.368 -10.762 -14.719 Giới hạn KÉO NÉN NÉN NÉN ứng xuất Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT => fb -10.448 -9.134 -1.319 3.443 Giới hạn NÉN NÉN NÉN KÉO ứng xuất Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Từ bảng thống kê số liệu ứng suất ta giá trò ứng suất thớ mặt cắt f n = 22.5 MPa ta so sánh với ứng suất cho phép bao gồm: f k = 3.536 MPa => Tất mặt cắt thoả điều kiện TTGH sử dụng V.8.3 Kiểm toán theo trạng thái giơiù hạn cường độ: Tính toán cho mặt cắt nhòp: Thực tính toán cho tiết diện liên hợp có bề rộng tính đổi cánh là: b f = n ' × b = 0.775 × 1800 = 1394.274 mm Chiều rộng cánh quy đổi hf = h2 + (h f − h w ) × b f ' (550 − 200) × 200 = 200 + = 250.205 bf 1394.274 bw = 200 mm dps = 1378.947 mm Xác đònh sức kháng danh đònh: SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 64 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM φ × Mn > Mu Trong đó: φ = 0.9 – Hệ số sức kháng M n - Sức kháng uốn danh đònh thân tiết diện M u - Mômen ngoại lực tác dụng Theo tính toán ta có mômen ngoại lực tác dụng là: M u = 6,586,306,755 N.mm Cường độ chảy thép dul là: f py = 1670 MPa Cường độ kéo dứt thép dul là: f pu = 1860 MPa Hệ số k : f py k = × 1.04 − f pu 1670 = × 1.04 − ÷ ÷ = 0.284 ÷ 1860 Hệ số quy đổi vùng nén: 28MPa < fc' = 50MPa < 56MPa β1 = 0.85 − 0.05 × ( 50 − 28 ) = 0.693 Qua biến đổi ta tính khoảng cách từ trục trung hòa cuả tiết diện mép là: A ps × f pu − β1 × ( b f − b w ) × h f × 0.85 × f 'c c= A ps 0.85 × f 'c × β1 × b w + k × × f pu d ps ù 3750.6 × 1860 − 0.693 × ( 1394.274 − 200 ) × 250.205 × 0.85 × 50 = = -248.770 mm 3750.6 0.85 × 50 × 0.693 × 200 + 0.284 × × 1860 1378.947 Ta có: c < => trục trung hòa qua cánh, ta phải tính tiết diện hình chữ nhật có kính thước là: 1500 × 1394.274 mm hình vẽ sau: Khoảng cách từ trọng tâm vùng nén đến mép trên: SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 65 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT c= A ps × f pu A ps × f pu d 'ps = GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM + 0.85 × f 'c ×β1 × b 3750.6 × 1860 3750.6 × 1860 + 0.85 × 50 × 0.693 × 1394.274 1378.947 = 164.164 mm Chiều cao vùng nén là: a = β1 × c = 0.693 × 164.164 = 113.743 mm Kiểm tra hàm lượng cốt thép max: c 164.164 = = 0.119 < 0.42 Vậy thoả hàm lượng cốt thép max d ps 1378.947 Cường độ chòu kéo thép dul: c f ps = f pu × 1 − k × d ps 164.164 = 1860 × 1 − 0.284 × ÷ ÷ = 1797.046 MPa ÷ 1378.947 Sức kháng uốn danh đònh tiết diện: a 113.743 M n = A ps × f ps × d ps − ÷ = 3750.6 × 1797.046 × 1378.947 − ÷ 2 = 8,910,794,524N.mm Kiểm tra: φ × M n = 1× 8,910,794,524 = 8,910,794,524 N.mm > 6,574,645,921 N.m Vậy thoả điều kiện Sức kháng uốn danh đònh Tương tự ta có tổng hợp mặt cắt : I-I dps 1086.842 c -236.304 Trục trung trục trung hòa hòa qua qua cánh tính lại c 162.685 fps 1780.846 a 112.717 c/dps 0.150 ĐK cốt THỎA thép max Mn 6,882,849,139 ΦMn 6,882,849,139 Mu SVTH : HỒ NINH BÌNH II - II 1161.211 -239.939 trục trung hòa qua cánh 163.129 1785.713 113.025 0.140 III - III 1340.579 -247.381 trục trung hòa qua cánh 164.006 1795.307 113.632 0.122 IV - IV 1378.947 -248.770 trục trung hòa qua cánh 164.164 1797.046 113.743 0.119 THỎA THỎA THỎA 7,398,709,787 7,398,709,787 1,597,343,441 8,644,188,619 8,644,188,619 4,984,259,443 8,910,794,524 8,910,794,524 6,586,306,755 Trang 66 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT Kết luận GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM THỎA THỎA THỎA THỎA V.8.4 Kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu: Kiểm toán cho mặt cắt nhòp: Điều kiện kiểm tra: M r ≥ [ 1.2 × M cr ;1.33 × M u ] Cường độ chòu kéo uốn: f r = 0.63 × 50 = 4.455 MPa Để xác đònh mômen tác dụng lên thớ dầm gây nứt ta cần tính thêm mômen phụ thêm M DC + M DC2 M DC + M DW + M P P ×e fr = − f − f × y bg + × y bg + × y bc Ag Ig Ig Ic P P ×e M + M DC2 I ⇒ M = fr + f + f × y bg − DC1 × y bg ÷× c − M DC3 − M DW Ag Ig Ig y bc 4.455 + 3,845,609.258 + 3,845,609.258 × 587.893 ÷ 463, 440.324 91,031, 496,932 = ÷ − 1,111, 234,875 + 903,343,853 × 587.893 ÷ ÷ 91,031, 496,932 206,782,163, 281 × − 723, 442, 435 − 198,941,076 892.974 = 1,702,764, 497 M.mm Mômen tác dụng lên thớ dầm đạt ứng suất lớn nhất: M cr = M DC + M DC + M DC + M DW + M = 1,111, 234,875 + 903,343,853 + 723, 442, 435 + 198,941,076 + 198,941,076 + 1,702,764, 497 = 4,639,724, 497 N.mm Điều kiện kiểm tra: M r ≥ [ 1.2 × M cr ;1.33 × M u ] 1.2 × M cr = 1.2 × 4,639,726,736 = 5,567,672,084 N.mm 1.33 × M u = 1.33 × 6,586,306,755 = 8,759,787,984 N.mm M r = φ × M n = 1× 8,910,794,524 = 8,910,794,524 N.mm Thoả điều kiện hàm lượng cốt thép tối thiểu Tổng hợp tính toán mặt cắt : Pf Ag Ig I-I II - II III - III IV - IV 3,837,794.455 743,440.324 103,992,330,360 3,837,794.455 463,440.324 87,962,334,641 3,843,027.951 463,440.324 90,362,487,851 3,845,609.258 463,440.324 91,031,496,932 SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 67 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT e ybg Ic ybc MDC1 MDC2 MDC3 MDW M Mcr 1.2.Mcr 1.33.Mu ΦMn GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM 224.596 258.237 430.081 637.754 597.027 589.502 222,747,115,044 201,144,787,543 205,658,489,060 845.674 898.676 893.979 265,125,720 833,229,825 215,525,714 677,348,289 172,603,651 542,454,010 47,464,669 149,170,658 3,925,410,887 3,405,910,015 2,454,308,104 3,925,410,887 4,106,629,768 4,656,510,886 4,710,493,064 4,927,955,722 5,587,813,064 2,124,466,776 6,629,065,060 6,882,849,139 7,398,709,787 8,644,188,619 ĐK hàm lượng cốt thép THỎA THỎA 466.840 587.893 206,782,163,281 892.974 1,111,234,875 903,343,853 723,442,435 198,941,076 1,702,764,497 4,639,726,736 5,567,672,084 8,759,787,984 8,910,794,524 THỎA THỎA V.9 THIẾT KẾ CỐ ĐAI CHO DẦM CHỦ V.9.1 Thiết kế cốt đai cho mặt cắt gối: Chọn vật liệu thiết kế cốt đai: Thép chọn để thiết kế cốt đai thép AI có đường kính φ = 10 Cường độ chảy thép là: f y = 280 MPa 3.14 × 10 = 157 Cánh tay đòn tổng hợp lực nén tổng hợp lực kéo uốn: a 113.743 = 1029.971 mm d ps − = 1086.842 − d v = max 0.9 × d ps = 0.9 × 1086.842 = 978.158 mm = 1080mm 0.72 × h = 0.72 × 1500 = 1080 mm Av = × a: tính phần phần trạng thái giới hạn cường độ Ứng suất cắt trung bình: + Lực cắt thành phần cáp xiên sinh ra(10 cáp uốn xiên) là: Vp = f pf ∑ A ps sin γ j = 1025.332 × ( 592.2 × sin(5.285) + 592.2 × sin(7.528) ) = 135, 479.150 N + Hệ số sức kháng lực cắt là: φv = 0.9 SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 68 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT v= GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM Vu − Vp φv × b w × d v = 1,030,583 − 135, 479.15 = 1.700 MPa 0.9 × 550 × 1080 + Xác đònh tỷ số: Nếu : v 1.7 = = 0.034 > 0.25 ⇒ hợp lí f c ' 50 Xác đònh ứng suất f po cáp sau máp( ∆f pT ) mà ứng suất bêtông bọc quanh không + Ứng suất bêtông trọng cáp dul: Pf Pf e M DC1 3,837,794.455 3,837,794.455 × 224.596 f pc = + + (d ps − y tg ) = + +0 Ag Ig Ig 743, 440.324 103,992,330,360 = −7.024 MPa fpo = fpf + fpc × Ep Ec = 1025.332 + −7.024 × 197000 = 1061.728 MPa 38007 Tính biến dạng ε x : Giả sử θ = 400 Sơ đồ tính dầm đơn giản nên không tồng lực dọc: N u = Mu + 0.5 × ( Vu − Vp ) × cot gθ − A ps × f po dv εx = E s × A s + E p × A ps + 0.5 × (1,030,583 − 135, 479.15) × cot g(40) − 2566.2 × 1061.738 = 1080 197000 × 3750.6 −3 = −2.966 × 10 < Ta có ε x < nên ta phải nhân vào hệ số điều chỉnh: Fε : 0.5h h bf b1 SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 69 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM h 1500 × b w + × h1 × (b1 − b w ) = × 200 + × 300 × (580 − 200) 2 = 378000 mm A s × E s + E p × A ps 197000 × 3750.6 Fε = = A s × E s + E p × A ps + E c × A c 197000 × 3750.6 + 378000 × 38007 Ac = = 0.049 ε x = 0.049 × −2.966 × 10−3 = 0.145 × 10 −3 SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 70 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT Từ giá trò: GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM v ε x ta tra biểu đồ θ =270 fc ' Lặp lại với θ =270 SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 71 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM Mu + 0.5 × ( Vu − Vp ) × cot gθ − A ps × f po dv εx = E s × A s + E p × A ps + 0.5 × (1,030,583 − 135, 479.15) × cot g(27) − 2566.2 × 1061.738 1080 = 197000 × 3750.6 −3 = −2.499 × 10 < Ta có ε x < nên ta phải nhân vào hệ số điều chỉnh: Fε : ε x = 0.049 × −2.966 × 10−3 = 0.145 × 10 −3 Từ giá trò: v ε x ta tra biểu đồ θ =270(lấy ) fc ' β =6.2 Xác đònh khả chòu cắt bê tông 1 Vc = ×β × f c' × b w × d v = × 6.2 × 50 × 550 × 1080 = 2,170,110.711 N 12 12 + Khả chòu cắt cốt đai: V 1,030,583 Vs = u − Vc − Vp = − 2,170,110.711 − 135, 479.150 = −1,160, 497.919 N φv 0.9 Bê tông đủ khả chòu cắt , đặt thép đai theo cấu tạo Kiểm bước đai theo điều kiện cấu tạo: A v f vy 0.083 f 'C b w Vu S ≤ Min(0.8d v ;600mm) < 0.1 f 'C b w d v Vu ≥ 0.1 Min(0.4d v ;300mm) f ' b d C w v A v f vy 157 × 280 = = 136.186 mm 0.083 f 'C b w 0.083 × 50 × 550 Vu 1,030,583 = = 0.035 < 0.1 f 'C b w d v 50 × 550 × 1080 => min(0.8 × 1080;600) = 864 mm Vậy chọn S=100 để bố trí Kiểm tra thép dọc: A ps × f ps + A s × f y ≥ SVTH : HỒ NINH BÌNH Mu N V + 0.5 × u + u − 0.5 × Vs − Vp ÷× cot gθ φf × d v φα φ v Trang 72 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM VT = A ps × f ps + As × f y = 3750.6 × 1780.846 = 6,679, 242.016 N Mu N V + 0.5 × u + u − 0.5 × Vs − Vp ÷× cot gθ φf × d v φα φ v 1,030,583 = 0+ − 0.5 × −1,160, 497.919 − 135, 479.150 ÷× cot g(6.2) 0.9 3,120, 279.377 N VP = Ta thấy VT>VP =>thỏa điều kiện cốt thép dọc Bản tổng hợp tính toán : Stính toán Scấu tạo Sthiết kế I-I 1,030,583 1080.000 135,479.150 1.700 0.034 -7.024 1,061.738 -2.499 -0.122 27.000 6.200 2,170,110.711 -1,160,497.919 -80.292 136.185823 100 VT VP kiểm tra 6,679,242.016 3,120,279.377 ĐẠT Mu Vu dv Vp v v/f'c fpc fpo Ɛxx103 F.Ɛx x 103 θ β Vc Vs II - II III - III 1,597,343,441 4,984,259,443 934,787 602,294 1104.698 1283.763 135,479.150 55,929.268 4.088 2.389 0.082 0.048 -10.412 -12.193 1,079.301 1,088.532 -0.632 1.878 -0.031 1.878 25.000 42.500 5.300 2.100 690,006.491 317,715.076 213,166.368 295,570.854 488.551 208.367 374.5110133 374.5110133 200 200 kiểm cốt thép dọc 6,697,495.613 6,733,478.187 3,154,246.973 4,390,543.981 ĐẠT ĐẠT IV- IV 6,586,306,755 182,883 1322.076 0.000 0.769 0.015 -11.806 1,086.525 2.000 2.000 43.000 1.700 264,873.887 -61,670.071 -1,010.611 374.5110133 200 6,740,000.941 5,232,766.690 ĐẠT V.10 KIỂM TRA ĐỘ VÒNG VÀ ĐỘ VÕNG V.10.1 Độ vòng : (tính nhòp) Độ võng trọng lượng thân DC1 × γ × L4 11.1 × 1.85 × 28300 ∆ DC1 = × = × = 49.571 mm 384 E ci × Ig 384 38007 × 9.103 × 1010 SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 73 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM Độ vồng cáp dự ứng lực : Pi × γ × e × L2 ∆ ps = × E ci × Ig 4,781,837.632 × 1.8 × 466.840 × 28300 × 38007 × 9.103 × 1010 = 116.271 mm Độ vồng ∆ = ∆ ps − ∆ DC1 = 116.271 − 49.571 = 66.7 mm V.10.2 Độ cõng = Vì đầm biên có tải trọng tác dụng lớn nên ta tính cho dầm biên : Điều kiện khống chế: ∆≤ L nhip 800 = 28300 = 35.275 mm 800 Độ võng nhòp tónh tải: w = DC3 × g DC3 + DW × g DW + DC × g DC2 = 5.997 × 1.205 + 9.936 × 0.2 + 45.117 × 0.2 = 18.237 N / mm w × L4 18.237 × 283004 ∆s = × = × = 44.024 mm 384 E c × Ig 384 38007 × 9.103 × 1010 Độ vồøng từ biến : CiA = Ci × Cr Cr =0.5 Vậy CiA = 66.7 × 0.5 = 33.35 mm mm Độ võng hoạt tải: + Tổ hợp 1: Độ võng xe trục P1 P2 P3 Δ TRUCK =Δ CL +Δ CL +Δ CL CL SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 74 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM L P1× tt − 4300 ÷ 3 4,300 Δ P1 =× ×L 12E c I g tt L − tt − 2 ÷ 28,300 94250× − 4,300 ÷ 3 28,300 = × ×28,300 − − 4,300 ÷ =11.262 mm 12×38007×9.103 × 1010 Δ P2 = P2 L3tt 94250×28,3003 = =12.863 mm 48.E c I g 48×38007×9.103 × 1010 P3 P1 Δ P3 =Δ× =11.262× CL P1 22750 =2.718 mm 94250 ⇒ Δ TRUCK =11.262+12.863+2.718=26.843 mm Độ võng cho dầm : ∆ I = ∆ × ∆F × (1 + IM ) Trong : ∆F = NL = = 0.4 NG IM=25% Vậy ∆ I = 26.843 × 0.4 × (1 + 0.25) = 13.422 mm + Tổ hợp : 25% xe trục tải trọng : Độ võng tải trọng làn: mDF×9.3×L4tt 0.4×9.3×28,3004 Δ LANE =× = × =8.980 mm 384 E c ×I g 384 38007×9.103 × 1010 ⇒ ∆ II = 0.25 × ∆ I + ∆ LANE = 0.25 × 13.422 + 8.980 = 12.336 mm Vậy : ∆ LL = max(∆ I ; ∆ II ) = 13.442 mm Độ võng cuối dầm cuối thời hạn sử dụng: ∆ j = ∆ s + ∆ LL − ∆ iA − Ci = 13.422 + 44.024 − 66.7 − 33.35 = −42.604mm Vậy dầm vồng -42.604 mm SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 75 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 76 ĐỒ ÁN TK CẦU BTCT GVHD: Ths LÊ HỒNG LAM MỤC LỤC CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU CHUNG .1 I.1.SỐ LIỆU THIẾT KẾ I.2.VẬT LIỆU: I.3.THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG CẦU: .1 CHƯƠNG II :THIẾT KẾ LAN CAN, LỀ BỘ HÀNH II.1 LAN CAN: II.2 LỀ BỘ HÀNH: II.3 BÓ VỈA: 10 CHƯƠNG III: BẢN MẶT CẦU 13 III.1.SỐ LIỆU TÍNH TOÁN VÀ SƠ ĐỒ TÍNH .13 III.2 TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN BẢN: 14 III.3 BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO BẢN MẶT CẦU: 21 III.4 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN NỨT CHO BẢN MẶT CẦU 23 CHƯƠNG IV: DẦM NGANG 24 IV.1 CÁC SỐ LIỆU DẦM NGANG 24 IV.2 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM NGANG: 25 IV.3 THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO DẦM NGANG 30 IV.4 KIỂM TOÁN NỨT CHO DẦM NGANG 31 CHƯƠNG V : DẦM CHÍNH 36 V.1 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG CHO MÔMEN VÀ LỰC CẮT .36 V.2 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ 42 V.3 NỘI LỰC DO TẢI TRỌNG TÁC DỤNG .42 V.4 TỔ HP NỘI LỰC THEO CÁC TTGH 49 V.5 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP 53 MỤC LỤC 77 SVTH : HỒ NINH BÌNH Trang 77