Đồ án chuyên ngành công trình thủy lợi thiết kế cầu máng bê tông cốt thép

Đồ án: Thiết kế cầu máng BTCT Chuyên ngành công trình thủy ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP THIẾT KẾ CẦU MÁNG BÊ TÔNG CỐT THÉP A TÀI LIỆU THIẾT KẾ   Số liệu riêng:    Nhóm  19  Chiều dài  L (m)  34  Bề rộng  B (m)  3.7  Hmax  (m)  1.9  Mác bê  tông  M200  Nhóm thép  Số nhịp  CII  6              Hình – Mặt cắt dọc cầu máng  Thân máng; Trụ đỡ; Nối tiếp  Hình – Mặt cắt ngang máng  B 2 – Vách máng   1 - Lề người đi  H 3 – đáy máng   4 – Dầm đỡ dọc máng  5 – Khung đỡ (không tính toán trong đồ  án)     Số liệu chung: Độ vượt cao an toàn của vách máng so với mực nước cao nhất trong máng:  = 0,5m                       Tải trọng gió: qg = 1,2 kN/m2  Gió đẩy: Hệ số kgió đẩy = 0,8                                     Gió hút: Hệ số kgió hút = 0,6  Cầu máng thuộc công trình cấp III                          Dung trọng bê tông: b = 25 kN/m3  Bề rộng vết nứt giới hạn: angh = 0,24 mm               Độ võng cho phép: [f/l] = 1/500  Tải trọng người đi:qng=200 kG/m2= kN/m2    Từ các số liệu đã cho , tra phụ lục giáo trình Kết cấu Bê tông cốt thép- ĐH Thủy Lợi ta  có:  Kn=1,15; Rn= 90 daN/cm2; Rk=7.5 daN/cm2 ; Rkc = 11.5daN/cm2 ;Rnc = 115 daN/cm2;  mb= 1; mb4=0,9; ma=1,1; Ra = R’a = 2700 daN/cm2 ; α0= 0,6 ; A0= 0,42 ;Ea= 2.100.000  daN/cm2 ; Eb= 2.4.105 daN/cm2 ; n=Ea/Eb= 8,75 ; µmin= 0,1 %  ;  Đồ án: Thiết kế cầu máng BTCT Chuyên ngành công trình thủy B THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CẦU MÁNG Theo quy phạm , cầu máng cần được tính toán thiết kế ứng với lần lượt các tổ hợp tải  trọng : cơ bản , đặc biệt, trong thời gian thi công. Tuy nhiên, trong phạm đồ án này chỉ  tính toán thiết kế các bộ phận cầu máng với một trường hợp : Tổ hợp tải trọng Trình tự thiết kế phận: Xác định sơ đồ tính toán của các bộ phận kết cấu:   Cầu máng là kết cấu không gian có kích thước mặt cắt ngang và tải trọng không thay đổi        dọc theo chiều dòng chảy. Do vậy, đối với các bộ phận : lề đi, vách máng, đáy máng ta  cắt 1m chiều dài theo chiều dòng chảy và tính toán theo bài toán phẳng. Đối với dầm đỡ,  sơ đồ tính toán là dầm liên tục nhiều nhịp.  Xác định tải trọng các dụng:  Tải trọng tiêu chuẩn qc dùng để tính toán các nội dung của trạng thái giới hạn II : Kiểm     tra nứt, tính bề rộng vết nứt  và tính độ võng.  Tải trọng tính toán : qtt = qc.nt (với nt là hệ số vượt tải) dùng để tính toán các nội dung của  trạng thái giới hạn I : Tính toán cốt thép dọc chịu lực, kiểm tra và tính toán cốt thép  ngang bao gồm cốt đai và cốt xiên (nếu cần).  Xác định biểu đồ nội lực bằng phương pháp tra bảng hoặc sử dụng phần mềm tính kết  cấu.  Tính toán và bố trí thép:  Cốt thép dọc chịu lực được tính toán tại các mặt cắt có Mmax . Đối với các bộ phận kết cấu  dạng bản lề (lề người đi, vách máng, đáy máng), ta bố trí 4÷5 thanh/1m  Kiểm tra và tính toán cốt ngang bao gồm cốt thép đai và cốt thép xiên (nếu cần ) tại các  mặt cắt có Qmax theo phương pháp trạng thái giới hạn.  Kiểm tra nứt:  Kiểm tra nứt tại các mặt cắt có Mmax. Với những mặt cắt không cho phép xuát hiện khe  nứt, nếu bị nứt, chỉ cần đề ra giải pháp khắc phục. Với những mặt cắt cho phép xuất hiện  khe nứt, nếu bị nứt ta tiếp tục tính bề rộng khe nứt và so sánh đảm bảo yêu cầu an angh , đưa ra giải pháp khắc phục.  Tính độ võng toàn phần f và so sánh đảm bảo f/l [f/l] thì đưa ra giải pháp  khắc phục.  I LỀ NGƯỜI ĐI 1.1 Sơ dồ tính toán Cắt 1m dài lề người đi theo chiều dọc máng ( chiều dòng chảy ), coi lề người đi như một  dầm công xôn ngàm tại đầu vách máng. Chọn bề rộng lề là 1m. Chiều dày lề thay đổi dần  8÷12cm  Đồ án: Thiết kế cầu máng BTCT Chuyên ngành công trình thủy 12 80 cm 80 cm Hình 1.1 – Sơ đồ tính toán lề người đi.  1.2 Tải trọng tác dụng Do điều kiện làm việc của lề người đi, tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên lề bao gồm:  a Trọng lượng thân (qbt):qcbt = b.h.1m = 25.0,1.1 = 2,5kN/m b Tải trọng người (qng): qcng = 2.1m = 2kN/m.  Tải trọng tính toán tổng cộng tác dụng lên lề người đi :   q = nbt.qcbt + nng.qcng = 1,05.2,5 + 1,2.2 = 5,025kN/m.  Trong đó: nbt = 1,05; nng = 1,2 – hệ số vượt tải trọng lượng bản thân và tải trọng người đi  theo TCVN 4116-85.  1.3 Xác định nội lực Mo men lớn nhất tại mặt cắt ngàm  l M max  q.l  5, 025.0,8.0,  =1,608 kNm  Lực cắt lớn nhất tại mặt cắt ngàm  Qmax  q.l  = 5,025.0,8 = 4,02 kN  - 4,02 1,608 q = 5,025 kN/m M kNm Q kN Hình 1.2 – Biểu đồ nội lực lề người 1.4 Tính toán bố trí cốt thép a Tính toán bố trí cốt thép dọc Đồ án: Thiết kế cầu máng BTCT Chuyên ngành công trình thủy Tính toán và bố trí cốt thép dọc chịu lực tại mặt cắt có mô men uốn lớn nhất (mặt cắt  ngàm): M = 1,608 kNm, cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật: b = 100cm, h = 10cm, chọn  a = 2cm, h0 = h – a = 8cm A =  k n n c M 1,15.1.16080 =     =  0.028  1.15.90.100.82 m b R n b.h A = 0,032 [...]... DẦM ĐỠ GIỮA 4.1 Sơ đồ tính toán Đáy máng bố trí 3 dầm đỡ bao gồm 2 dầm bên và 1 dầm giữa. Hai dầm bên chịu tải  trọng từ vách máng và phần lề người đi truyền xuống nhưng chịu tải trọng nước và tải  trọng bản thân ít hơn dầm đỡ giữa. Do vậy, ta có thể tính toán và bố trí cốt thép cho  Đồ án: Thiết kế cầu máng BTCT Chuyên ngành công trình thủy dầm giữa, bố trí thép tương tự cho 2 dầm bên. Tách dầm giữa bằng 2 mặt cắt dọc .. .Đồ án: Thiết kế cầu máng BTCT Chuyên ngành công trình thủy III ĐÁY MÁNG 3.1 Sơ đò tính toán Cắt 1m dài đáy máng vuông góc với chiều dòng chảy, đáy mnags tính toán như một dầm  lien tục 2 nhịp có gối tựa là các dầm đỡ dọc.  Sơ bộ chọn kích thước đáy máng như sau  Chiều dày bản đáy : hđ = 25 cm.  B = 3,4 m Bề rộng đáy máng : B = 3,7 m.  l = B  2h 3  b d 3, 7... M3 = Ma + Mc + Mf ( hoặc Mg) = 2,54 + 5,256 + 0,225 = 8,021 kNm 3.4 Tính toán và bố trí cốt thép đáy máng a Tính toán cốt dọc chịu lực: 1 Trường hợp gây mômen căng trên lớn nhất M1 tại mặt cắt sát vách:  Tính toán như cấu kiện chịu uốn, tiết diện chữ nhật : b = 100cm, h = 25cm. Chọn a =  3cm, h0 = h – a = 22cm.  Đồ án: Thiết kế cầu máng BTCT A =   Chuyên ngành công trình thủy kn nc M 1 1,15.1.191650   0, 046  = 1 -  1... 0,25.mb3.Rn.b.h0  = 0,25.1.90.30.76 = 51300 daN.  k1.mb4.Rk.b.h0