Thiết kế kênh dẫn nước qua vùng trũng gồm các hạng mục công trình chính 1 lề đi 2 vách máng 3 đáy máng 4 dầm đỡ giữa

Trang 1

BO AN MON HOC KET CAU BTCT

THIẾT KẾ CÂU MANG BTCT

Trang 2

CAU MANG BETONG COT THEP + TT oa A L; 7 \ TT A LY : 2

Hinh | - Mat cat doc céu mang

Trang 3

Yêu câu đồ án:

-_Thiệt kê kênh dẫn nước qua vùng trũng

Trang 4

Yêu câu chung

° Thuyết minh: (35+40) trang

— Nêu chỉ tiết các bước tính tốn cho từng hạng

mục theo các bước tính tốn

- Vẽ hình thế hiện cách bồ trí

¢ Ban ve: (A,)

— Thé hiện chỉ tiết mặt cắt dọc, ngang, các lớp

thép cho các hạng mục theo đúng yêu câu

Trang 5

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KÉT CÁU BÊ TƠNG CĨT THÉP - IỚP: 48C4 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

TT Họ và tên L (m) dal ms B_ |Hmax| mạc my | Nhóm | Số (m) (m) thép | nhịp

Trang 6

A SO LIEU THIẾT KỀÉ (Số liệu riêng)

Chiêu dài mang L Mac bé tong

Bé rong mang B

Loại cốt thép

Cột nước lớn nhất trong máng FL ax

Trang 7

A SO LIEU THIẾT KẾ (Số liệu chung)

Độ vượt cao an toàn: 0= 0,5m

Tai trong gid: g, = 1,2 kN/m?

" Gió đây: Hệ sơ & „ø ấy= 9,8

" Gió hút: Hệ sô Ä „„ „uy = Ú,6

Câu máng thuộc công trình cấp III

Dung trọng bê tông: 7 = 25 km”

Bê rộng vết nứt giới hạn: Angn — 9,24 mm

Độ võng cho phép: [1] = 1/500

Trang 8

Các bước thiết kế

Bước 1: Chọn kích thước và sơ đồ tính

Bước 2: Tải trọng tác dụng

Bước 3: Xác định nội lực

Bước 4: Tính tốn và bồ trí cốt thép

Bước 5: Kiểm tra biên dạng, Kiểm tra nứt

Trang 9

B THIET KE CÁC BỘ PHẬN CÂU MANG

‹- _ Tổ hợp tải trọng: 16 hợp cơ bản

© Trình tự thiết kế các bộ phận:

Bước I: Chọn kích thước và Xác định sơ đô tính tốn

Bước 2: Xác định tải trọng tác dụng

= Tai trọng tiêu chuẩn q°—> Kiểm tra nút, tính bê rộng vết nứt, độ võng (TTGH H) "Tải trọng tính toán q” = q°.n, —> Xác định cốt thép dọc chịu lực, cốt đai và cốt

xiên (nếu cân) (TTGH ])

Bước 3: Xác định nội lực (tính tay, tra bảng, hoặc dùng phần mêm) Bước 4: Tính tốn và bồ trí cốt thép:

‹_ Cốt dọc chịu lực tại mặt cắt có Mmax (bố tri 4+5 thanh/m voi KC dang ban) ‹ _ Cốt câu tạo (4+5 thanh⁄m vng góc với cốt chịu lực với KC dạng bản) ‹ Tính tốn cốt thép đai, xiên cho mặt cắt có Qmax (phương pháp TTGH)

Bước 5: Kiểm tra nứt (mặt cắt có Mmax):

¢ Mat cat cho phép xuat hiện khe nứt: nếu bị nut, tinh ân ~<Aneh

« Mặt cắt khơng \ cho phép xuất hiện khe nứt, nếu bị nứt —› đề ra giải pháp khắc phục (không cần tính lại từ đầu)

Trang 11

I LẺ NGƯỜI DI

1.1 Sơ đồ tính tốn

¢ Cat 1m theo chiêu dài máng, co1 lê như một dâm công xôn ngàm tại đâu vách máng

(Chọn bê rộng lề 7= 0,8m, chiều dày lễ ÿ 7= 8 +12cm)

80cm

[ = L | 800 cm

Hinh 1-1 Sơ đồ tính tốn lề người đi

Trang 12

I LẺ NGƯỜI DI

1.2 Tai trong tac dung

¢ Té hop tai trong co ban tac dung 1én 1é ngwoi di g6m: — Trong luong ban than (q,): °ụ¿= 7⁄„ h Im

Ing): Vng = 2.1m = 2 kim

¢ Tai trọng tính tốn tông cộng tác dụng lên lê người đi:

{ = Hạ đụ TT Hạc đỨng

Ny, = 1,05; n„„ = 1,2 - Hệ số vượt tải (TCVN 4116-85)

Trang 13

I LẺ NGƯỜI ĐI

Lập bảng thông kê tải trọng

Giá trị | Hệ số

STT |Loại tải trọng tiêu vượt

chuẩn tải

1 |Tải trọng bản than 1.05 2 | Tài trọng người 2 1.2

Trang 14

I LỄ NGƯỜI ĐI 1.3 Xác định nội lực q| LLL

Trang 15

I LẺ NGƯỜI ĐI

1.4 Tính tốn và bồ trí cốt thép

— Tính tốn và bồ trí cốt thép dọc: (mặt cắt ngàm)

Tính như câu kiện chịu uốn tiết điện chữ nhật:

b = 100cm, h = 10cm, chon a = 2cm

Bồ trí cốt thép chịu lực: 4+5 £hanh/1m

Bồ trí cốt thép cầu tao : 445 thanh/Im

— Tính tốn và bồ trí cốt thép ngang:

Kiểm tra điều kiện tính tốn cốt ngang tại mặt cắt có Qmax

Trang 18

Il VACH MANG

2.1 Sơ đơ tính tốn

* C&t Im theo chiều dài

mang, coi vach mang như một dầm công xôn ngam tại đáy máng và dâm dọc

AL, — Tay + Ỗ

(Độ vượt cao an toàn:

Trang 19

Il VACH MANG 2.2 Tai trong tac dung

¢ T6 hop tai trong co ban tac dung 1én vach gôm:

— Mô men tập trung do người đi trên lê truyền xuống: Mug

— Mô men do trọng lượng bản than lê di: M,,

— Áp lực nước tương ứng với Hmax: Gn — Áp lực gió (sơm gió đây va gio hiit): {„

¢ Cac tai trọng này gây ra 2 trường hợp: căng frong và căng ngoài vách máng

— Trường hợp căng ngoài nguy hiểm nhất: M ot? Ted

(gió đáy, máng khơng có nước và khơng có người đi trên lê) — Trường hợp căng trong nguy hiểm nhất: Mis Mags Ino Ugh ` nS

Trang 20

Il VACH MANG

2.3 Xac dinh noi luc

M Đệ Se — _—>‡ — —t — — — ——>èe: _—> _—+~ — ——+e- ——=- ——#=‡ —> — 7777 7 77 G 1 ea (@) Trường hợp cảng ngoài M Mu ug A Mã mờ Kí IHIH(LY 1 gh (2)

Truong hop cang trong

Trang 21

Il VACH MANG

2.4 Tinh toan va bo tri cot thép

© Tinh toan va bo tri cot thép doc:(mat cat ngam)

CK chịu uôn, tiết diện chữ nhật b = 100cm, h = 20cm, a = 2cm

Tinh toan côt thép cho 2 trường hợp căng frong và căng ngồi © Tinh todn va bo tri cốt thép ngang:

Kiểm tra điều kiện tính toán cốt thép ngang:

k,n.Q < km,„R,bhạ —> Không cân đặt cốt ngang

© Bé tri cốt thép

— Lép trong: 4+5 thanh/Im — Lép ngoai: 4+5 thanh/Im

— Doc theo phương dòng chảy bỗ trí 2 lớp thép câu tạo 4 5

Trang 23

4| Ø12 as hị a=20 a=20 a= KAA

Trang 24

Il VACH MANG

2.5 Kiểm tra nứt

ƯỊ Kiêm tra cho trường hợp căng trong

°Ò Điêu kiện đê tiệt diện đáy máng không bị nứt: n,.M,sM,=¥1- Ryo Waa

- Nêu mặt cắt sát đáy máng bi nứt, tính tốn a, = a,¡ + a,›

ani› 82 - Bề rộng khe nứt do tai trọng tiêu chuân tác dụng dài hạn và ngăn hạn gây ra:

a, =k.c,.n Cai 90 7.(4 - 100 p) a

Trang 26

Ill BDAY MANG

3.1 Sơ đồ tính tốn

© Cat Im dài vng sóc với chiêu dịng chảy, đáy máng được tính như một dâm liên tục 2 nhịp có gơi đỡ là các dâm dọc

— Chiều dày bản đáy: h„= 20+25 cm

- Bề rộng đáy mang: B

- Chiều dàinhp: j=0,5(B+2hr-b¿

Trang 27

h 4 Im

Hinh 3-1 So đồ tính tốn đấy mắng

Trang 28

Ill BDAY MANG

3.2 Tai trong tac dung

Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên đáy máng gồm:

Tải trọng bản thán đáy máng: d„

Tải trọng do trọng lượng bản thân lê truyền xuống: My, Ấp lực nước ứng với cột nước HH Nay

Ap lực nước ứng với cột nước nguy hiểm (Anew: Ma nen

H„„ là cột nước gây ra mô men uốn căng trên lớn nhất tại mặt cắt trên gôi giữa, Hvyh = —= J2

Tải trọng gió: M,,,, M „(2 TH: gió trải và gió phải) Tải trọng do người đi trên lê truyền xuống: Mig

Trang 29

HI ĐÁY MÁNG

3.3 Xác định nội lực ¢ Cach 1:

— Tra các phụ lục 18, 21 (Giáo trình Kết câu Bê tông côt thép)

— Vẽ biêu đồ nội lực cho các tải trọng độc lập tác

dụng lên đáy máng

— Tổ hợp lại thành các trường hợp tải trọng gây bất

lợi nhất cho các mặt cắt cân tính tốn

‹©_ Cách 2: (tham khảo) Dùng phần mềm Sap2000 vẽ

Trang 30

a, Noi luc do tai trong ban than day mang va tai trong

đo trọng lượng bản thân lê truyên xuông (g„ M,,):

Trang 37

‹ Các trường hợp tải trọng gây bât lợi nhât

cho các mặt cắt cần tính tốn:

1 TH tải trọng gây mô men căng trên lớn nhất tại mặt cắt sat vach:

(Dán nước trong máng với chiếu cao H bên trái và có gió thôi từ phải sang trai)

=> M;=M,+M, + Mạ+M,

TH tải trọng gây mô men căng dưới lớn nhất tại mặt cắt piữa nhịp:

(Dân | nước trong máng với chiếu cao H trên lê phải và có gió thổi từ trải sang phải) —>M,=M,+M,.+M,+M,

TH tải trọng sây mô men căng trên lớn nhât tại mặt

cắt trên øôi giữa:

(Dán nước trong máng với chiêu cao H„ư„, khong co người đi trên lê và có gió thơi từ phải sang trái hoặc ngược lại)

— M, =M,+M, + M; ( hoac Mg)

người đi lê

Trang 38

Ill BDAY MANG

3.4, Tinh toan va bo tri cét thép

¢ Tinh todn va bé tri cốt thép cho 3 mặt cắt nguy hiểm trên đáy mang:

— Mặt cắt sát vách máng chịu mômen căng trên lớn nhất M,

— Mặt cắt ø1ữa nhịp chịu mômen căng dưới lớn nhat M,

— Mặt cắt trên gối giữa chịu mômen căng trên lớn nhất M,

¢ Tinh tốn như câu kién chiu uén tiét dién chữ nhat: b=Im; h=h ẩ

° Kiém tra cường độ trên mặt cắt nghiêng (chỉ đặt cốt xiên nếu can): k,n.Q < k,;m,4,R,bh, > Khong can dat cot ngang

© Cét thép chiu luc lép trén: 425 thanh/Im © Cét thép chiu luc lop dudi: 445 thanh/Im

Trang 39

⁄ Fa'

b =11m Thép câu tạo Say nf / Thép cấu tạo > ⁄ | ⁄

Trang 41

Ill BDAY MANG

3.5, Kiém tra nứt

- Kiểm tra tại 2 mặt cắt: mặt cắt sát vách và gitra nhip

¢ Diéu kién dé cau kién không bị nứt:

Trang 43

IV DAM DO GIU'A ,

4.1 Sơ đơ tỉnh tốn

¢ Tach dam gitra bang 2 mat cat

dọc máng Sơ đơ tính là dầm

liên tục nhịp tiết diện chữ T

có các gối tựa là các trụ đỡ

© Chiéu cao dam: h, = 80 cm

* Chiéu dài nhịp ?„„„ = L⁄ g1

° _ Bêrộng sườn: b= 30em de ‹ BÈrộng cánh dam: B/2

Dam ben b Dâm đỡ giữa

ad

^ ^ ^ yy ^ a

L nhập L L

1 1 1 —%— L f =~

Trang 44

IV DAM DO GIUA

4.2 Tai trong tac dung

Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên dầm đỡ giữa gồm: ¢ Tai trong ban than

- - Áp lực nước tương ứng với cột nước Hmax

4.3 Xúc định nội lực

Trang 45

1-45 4, ptf } | yvyit fy t 4 i } ! LH, 4 4 } L L KA ALA " WwW Ver w SN Ds Dm Dx Dn sNeN NNN

Hình 4-2 Biểu đồ nội lịc của dâm

Trang 46

IV DAM DO GIUA

4.4 Tính tốn cốt thép

¢ Tinh toan cét thép doc chiu lure cho 2 mat cit cd M-,,, va M*,,_

như cau kién chiu uodn

© Truong hợp căng trên lớn nhất tại mặt cat trén gdi thie 2: (M-,,,.)

Tiết diện chữ T cánh kéo —> Tính tốn như đối với tiết diện chữ

nhat b,x h,

° 7 rưởng hợp căng dưới lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp biên: (M™ ax)

T1ét diện tính tốn hình chữ T cánh nén:

Trang 47

IV DAM DO GIU'A

4.4 Tinh toán cốt thép (tiép)

‹Ổ Kiểm tra cuong độ trên mặt cắt nghiêng và tính cốt thép ngang: (mặt cắt có Qmax)

k„m,„.Ru.b.hạ < k„n,.Q < 0,25.m,„.R,„b.bhạ —> Bộ trí cốt ngang * Tinh todn cot dai

Chon đường kính cốt đai d = 8mm —> f; = 0,503cm2, số nhánh nạ

= 2 > Chon uy = max (Ujas Ucs Uy © Tinh todn cot xiên

k„n,.O < O„—> Không cân đặt cốt xiên

4.4 Kiểm tra nứt và tính bê rộng vết nứt

¢ _ Điều kiện dé dâm không bị nứt: n,.M°< M,=y7,.R,° + Waa

Trang 48

IV DAM DO GIUA

4.6 Tính tốn và kiểm tra độ võng

 Tinh By,

â Nhdan biộu do Véréshagin: f = Mp M, ——£2 Đụ

© cmb i An A» Mew " Ww UY yy X17

⁄ < h ! _, Dam thoa man yêu câu về độ võng