Do cốt thép dầm ngang đều đặt theo cấu tạo là Asmin nên ta chỉ cần kiểm tra tại vị trí mà momen lớn nhất là tại ngàm. Gía trị momen tại ngàm qui đổi như ớ trạng thái giới hạn cường độ: M = 0,7.Ms = 0,7.97535948,75 = 68275164,13(N.mm). Ta có momen kiểm tra nứt là M = 68275164,13 (N.mm). Xác định trục trung hoà của tiết diện khi bị nứt:
Trang 1Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu Phân I: Giới thiệu chung 1 Đề bài: Thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực với ký hiệu đề: ID2A Số liệu tính toán: Chiều dài nhịp 33,5m
+ Kích thước mặt cắt ngang: II,5m
+ Vật liệu bêtông làm dầm chính cấp 50MPa + Loại tiết diện dầm chính I căng sau
+_ Hoạt tải: HL93 2 Yêu cầu
Thiết kế lan can
Thiết kế bản mặt cầu là bê tông cốt thép thường Thiết kế dầm ngang là bê tông cốt thép thường Thiết kế dầm chính là bê tông cốt thép dự ứng lực 3 Chọn thêm số liệu
Chọn kích thước lan can: 400mm Chọn cáp dự ứng của nhà sản xuất VSL Chọn cốt thép thường AI, AII
Trang 2Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu
Phan II : Tính toán lan can và tay vịn
l Lựa chọn kích thước và bô trí thép trong lan can
Lựa chọn và bô trí thép như hình vẽ: 400 400 200_ 200 5 50, 19% 9 400 LO” >— œ ao ” œ LOS s © #140200 oO re Oo = wo N) ra *~——— 8 2 12 912 © —Ÿ oO oO Tủ ` - sở _| ® Sa S S #140200 _ ol LO) 400 Chọn lớp bảo vệ cốt thép là: 30(mm)
Su dung thép AII co: f, = 280(MPa)
Sir dung béténg cap 30 MPa co: f,’ = 30(MPa) Thép thanh lan can ding CT3 Cau co f, = 200(MPa)
Bố trí khoảng cách giữa các cột lan can là 1650(mm)
Bố trí khe giãn nở vì nhiệt cách nhau 8600(mm) với bề rộng là 20(mm)
2 Xác định khả năng chịu lực của tường lan can
2.1 Khả năng chịu lực của dầm đỉnh Mụ, Do không có dầm đỉnh nên Mỹ; = 0
2.2 Khả năng chịu lực của tường quanh trục thắng đứng M„H
Do cốt thép bố trí đối xứng nên ta có momen âm và dương đều băng nhau
Đối với tiết diện thay đối ta qui đổi về tiết diện chữ nhật tương đương có diện
tích bằng với diện tích ban đầu nhưng không làm thay đôi chiều cao của lan
lan
Chia tường thành 3 phần tại 3 vị trí thay đi tiết diện như hình vẽ:
Trang 4Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU, GVHD: ThS.Mai Luu Qui đổi phần tiết diện thay đổi như hình vẽ: = 0,9.226,19.280.(150— 7,1 2 ) = 9275147,14(N.mm) * Phan 2,3 tinh trong tu 200 200 $00 #———T———T m 5 |: 5 S N) Ny ——> N) N) 400 JOO
Ta co bang tong hop sau:
x Chiêu | Chiéu | Diéntich | Chiêu cao Chiéu cao
Phan ˆ go, tA ` cung M„H
bêtông rong cao cot thep có hiệu | vùng nén qui (N.mm) b(mm) | h(mm) | A:(mm') đ;(mm) đôi a (mm) Ộ 1 350 200 226,19 150 7,1 9275147,14 2 300 300 226,19 250 8,28 15571100,55 3 150 400 226,19 350 16,56 21642221,1 Sức kháng của tường lan can quanh trục thăng đứng là: M„H — (M„H); + (M„H); + (M,H)a = 9257147,14 + 15571100,55 + 21642221,1 = 46488468,79 (N.mm) = 46488,47 (kN.mm)
2.3 Khả năng chịu lực của tường theo trục nằm ngang M,
Phần này chỉ do cốt thép phía trong chịu và cũng chia làm 3 đoạn để tính trung bình
Khi tiết diện thay đôi ta chọn tiết diện lớn nhất ở ngàm đề xác định khả năng chịu lực
Thép ở đây dùng thép ®14 bố trí với a = 200 theo phương đọc cầu
Phương pháp tính tương tự như M,H
Cat 1 mm theo phuong doc cau ta có 5 thanh nên diện tích thép trên 1mm dài là: 5.87 S = Tang = 0,77(mmỶ) Ta có bảng tổng hợp sau:
› A2 Chiêu | Diện tích | Chiêu cao | Chiêu cao
Pha n | Bê rộng cao thép có hiệu | vùng nén qui Mắc
Trang 5Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu _M,,.350+M,,.300+M,,.150 800 _ 34321,89.350 + 7735 1, 89.450 800 = 38468, 89(Nmm/ mm) = 38,47(kNmm/ mm) 3 Xac dinh kha nang chiu lực của thanh và cột lan can 3.1 Cột lan can Ppụ =>M Cc , M Ta có P, == Y VỚI:
Y = 200 (mm): chiêu cao của cột lan can
M, = ¿.S.f,: la momen kháng uôn tại mặt cắt ngàm vào tường lan can
Trang 6Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu SHG) 32 D uM, -6™ "-(3) | 32 D y 3 4 =1.“199 l¡_[ “| |2oo 32 100 =5568611,21(N.mm) 4 Tổ hợp va xe 4.1 Va xe ở vị trí giữa tường Sức kháng của tường: "OL, -L, Với: L,= 1070 lan can cấp Lạ M,H = 46488,47 kNmm (tính ở phân 2 ) M, = 58,49 kNmm/mm (tính ở phân 2 ) Mh =0 " (Sy „ 8H(M, +M,,H) 2 2 (w +8M.H+ mm 2 M c = 2853(mm) _ 1070 + 10701 + 8.800(0 + 46488, 47) ° 2 2 58,49 =417,17(kN) 2 ạ +8.46488,47+ 3842.2333 R„=————— 2.2889—1070 4.1.1 VỊ trí va tại cột Với L„ =2853 (mm) nên chỉ có 2 nhịp tham gia chịu lực vì n.L = 2.1600 = 3200 (mm)
Sô cột tham gia chịu lực là 1 cột
Trang 7Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu a _ RwH-KkP.Hp w ——N ˆ — 417,17.800 —1.101,46.1000 _ 800 = 290,35(kN) — Sức kháng của cả tường và lan can kết hợp R=R¿+R =290,35+127,66 =418,01(KN) Chiều cao đặt hợp lựcR He R, Hy +R.H, R,+R _ 290,35.800 + 127, 66.1000 428,9 =839,22(mm) Đối với lan can cấp Lạ ta có: F, = 240 (KN) H, = 810 (mm) _, R=418,01>F =240 H =839,22>H, =810 4.1.2 Vi tri va tai thanh lan can
Voi L, = 2853 (mm) co 3 nhip tham gia chịu lực do L = 1650 (mm)
Sô cột tham gia chịu lực là 2 cột
Sức kháng của thanh và cột lan can: R= 16M, +(n-1)(n+DP,L 2nL-—L, _ 16.5568611,21+2.4.101462,99.1650 2.3.1650—1070 =161767,75(N) =161,77(kN) Chiết giảm như ở 4.1.1 và ta có: R =325,29 > F = 240 H = 899,46 > H, =810 4.2 Va tại đầu tường Sức kháng của tường:
: = Đảm bảo chịu va xe
: = Dam bao chiu va xe
Trang 8Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu 2 R, = : M,+M,H+ ML 2L,-L, H 2 L li, L, , H(M, +M,H) "2 2 M, 2 2 58, 49 =1495,25(mm) => R,, = 218,59(KN) Sức kháng của thanh và cột lan can: 2.M, +n(n+1)P,L Qn -L, Do L, = 1506<L, = 1600 nén chi co 1 nhịp tham gia chịu lực 2.556861 1,214+1.2.101462, 99.1650 2.1650—1070 =155141,3(N) =155,14(kN) Triết giảm khả năng chịu lực của tường như phân 4.1.1 và ta có: R =246,91> F =240 H =925,67>H, =810
Vay lan can du kha nang chiu luc 4.3 Va xe tại khe giãn nở vì nhiệt
Khi va xe tại khe giãn nở vì nhiệt thì cũng giông trường hợp va xe tại dau
tường nhưng lực F; phân bô cho hai bên tường Do đó môi bên tường chỉ chịu
một nửa lực F; nên chăc chăn chịu được va xe
4.4 Kiểm tra chống truợt của lan can
Luc cat do va xe truyện xuông ứng với lan can câp L5 là: T=V„=—" 240000 —g§9,22(N/mm) _1070 _ (ome) „ 800(0 +46488,47) >R= — Đảm bảo chịu va xe t — L,+2H 1070+2.810 Sức kháng cắt của mặt cắt tiếp xúc Van =C.Acy + WAve fy + P, )
Acv = 400.1 =400 (mm /mm) diện tích tiếp xúc chịu cắt
Avr = 0,77 ( mm”/mm) diện tích cốt thép chịu cắt C =0,52
u=0,6
P, trọng lượng tỉnh trên I đơn vị chiều dài
Trang 9Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU, GVHD: ThS.Mai Luu => Vụ = 0,52.400+0,6(0,77.280+5,39) = 340,59(N/mm) Kiểm tra khả năng chịu lực cắt: V„ <0,2.f.Av = 0,2.30.400 = 2400(N/mm) V, <5,5.Acy =5,5.400 = 2200(N/mm) Vay Va = 340,59> Vo, = 89,22 (N/mm) Vay lan can đủ khả năng chông trượt
5 Chứng minh công thức sử dụng trong phần tính lan can
Công thức chứng minh ở đây chỉ dành cho phân cột và thanh lan can ở đầu tường:
Gọi: Khoảng cách giữa hai cột là: L Số cột tham gia chịu lực là : n Ta có hình vẽ bên: L nL * Ta có công của ngoại lực: od) W =F.6,.—_*4 nL
* Công của ngoại lực
Trang 11
Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu
Phân III: Tính toán bản mặt cau
1 Chọn lớp phủ mặt cầu:
Có hai phương pháp tạo độ dốc ngang cầu là làm lớp mui luyện hay dùng phương pháp nâng dầm Ở đây ta dùng phương pháp thứ hai và ta chọn như hìn vẽ: Lớp Tên Chiều dài | y (N/mm?) | DW (N/mm ) trung binh 1 Lớp chông thâm 20 0,15.107 3.107 Lớp phủ atphan 50 0,225.10” 1,125.10° ——— Lớp phủ bêtông asphalt dày 50mm —— Lớp phòng nước dày 20mm _— Bản mặt cầu dày 200mm J ‹ ề J A 4 A, Vậy ta có chiều dày của lớp phủ là 70 (mm) và trọng lượng phân bố đều với cường độ 1.43 107 (N/mni ) 2 Tính toán bản hâng 2.1 2.2 Số liệu tính toán
Phan ban hang Shing = 450 (mm)
Ban mat cau day 200 (mm)
Lớp phủ phân bố đều p =2,76.10° (N/mm )
Trọng lượng riêng của bêtông +y, = 0,245.10” (N/mm') Cường độ bêtông f.° = 30 (MPa)
Trọng lượng riêng của kết cầu thép y„ = 0,785.107 (N/mm’)
Thép dung thép AII f, = 280 (MPa)
Xác định nội lực
Cắt 1mm theo phương dọc cầu ta có nội lực trong bản là:
2.2.1Nội lực do tính tải
Trọng lượng của tường bêtông chia làm 3 phần:
Trang 12Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu “| p4 1 p3 - Ỷ pị = 800.200.1.0245.10” = 3,92 (N) p; = 150.200.1.0,245.10 = 0,735(N) D3 = 1⁄.200.300.1.0,245.10“ = 0,735 (N) Trọng lượng của cột va thanh lancan
Thanh lan can: mD? d) = 1-| — | |.1 2 = 00 |¡_ (= ) 1.0, 785.10 = 0,095(N) 4 100 Cột lan can coi như phân bố đều trên đọc theo chiều dài cầu với cuong d6 la: p = 0,03(N/mm) = ps = 0,03(N) Trong lugng ban mat cau phan bé déu: DC, = hey 1 = 200.0,245.107.1 = 4,9.10° (N/mm) Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phân bố đều từ mép lan can đến tim dầm chính: DW =p.1 =1,43.107.1 =2,76.10 (N/mmìi) Hoạt tải tác dụng lên bản mặt cầu:
Do khoảng cách giữa hai dầm chủ là 1,85 m < 4,6 m nên HL93 tác dụng chỉ có xe 3 trục ( Truck )
Do thiết kế bản hãng nên trục xe 3 trục cách mép làm 0,3 m
Theo hình vẽ ta có:
Trục 3 xe trục cách tim dầm biên 100mm ớ phía trong bản loại dầm
Trang 13Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu O° —2s0 1| 2 X=-—|-“——— |=ll2 2 2 ,5(m) => SW =1233,71(mm) — 145.10”.1 _ 2.650.1233,71
Tải trọng va xe truyền từ bản lan can xuống:
Trang 14Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu p4=0,095N pa =0,375N P1 + ps = 3,95N p2 =0,3/5N LL = 90,41.10-3N/mm ti tr Errytfrtttrtl nga SE Ề ĐÁ Án bá ĐÁ bá ba Mpc2 =4,9.10-3N/mm, ⁄ ⁄ Mow = 2,76.10-3N/mm Ị 255 | Mct = 72267,66N/mm 500 533,33 400 500 600 2.2.2 Té hop tai trọng Do thiét ké ban mat cau bo qua thiết kê lực cắt nên ta chỉ tô hợp momen Momen Ién nhat tai ngam ta có: Mog, = (p, +); ) +Pạl; +P;l; + pạl¿ = (3,92 +0,03).500 +0, 735.300 + 0, 735.333, 33 + 0, 095.400 =2478,5(N/mm) DC, 4,9.102.6002 M DC, 2 2 = 882(N /mm ( ) DW 107.200? Moy = WS _ 2,76.10 7.200 ~28,6(N/mm) 2 2 LL1 10.225 M,, = 6 _ 811.10" 225 = 2288,5(N/mm) 2
Trạng thái giới hạng cường độ:
M, = nl (Moc, + Mpg, )¥nc + Ypw-Mopw + y¡ m( + IM)M,, |
Với: Hệ số hiệu chỉnh tai trong lay: n = 1 H6é so tai trong két cau: ypc = 1,25
Hệ sô tải trọng lớp phủ: ypw = 1,5
Hé so lan xe: m=1,2 vi 1 làn xe Hệ sô xung kích: IM = 0,25 Hệ số hoạt tải: yịy, = 1,75 =M, =I.| 1,25(882+2478,5) + I,5.28, 6 + 1,75.1,2.1,25.2288, 5 | = 10250,84 (N.mm) Trạng thái giới hạn sử dụng:
M =n |Yoc (Moc, +Mpc, )+ Yow Mow +Yum(l+ IM)M,, |
Trang 15Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu Với = =oj=l Yoo = Yow = Yur = 1 m=1,2 IM =0,25 => M, =1[1.(882+2478,5)+1.28,6+1.1,2.1,25.2288, 5] = 6821,85 (N.mm)
Trạng thái giới hạn đặc biệt:
M.=n | (Mc, +Mpc, )Ype +Ypw-Mpy +y„ m(+ TM)M,, + YorMer | VỚI: = Vn=l Yoo = 1,25 Yow = 1,75 Yru = 0,5 Ycr =l m=1,2 >M,= 1.l, 25(882 + 2478, 5) +1,75.28, 64+ 0,5.1, 2.1, 25.2288, 5 + 1.72267, 66] = 78227,56 (N.mm) Luc kéo T = 89,22 (N) 2.3 Thiết kế cốt thép
So sánh giá trị nội lực ở trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái giới hạn đặc biệt ta có giá trị momen ở trạng thái giới hạn đặc biệt lớn hơn rất nhiều ở
trạng thái giới hạn cường độ Do đó ta dùng tô hợp tải trọng ở trạng thái giới
hạn đặc biệt để thiết kế cốt thép
M = 78227,56 (N.mm) N = 89,22 (N)
Gia thuyét toàn bộ lực kéo chỉ do cốt thép chịu và ta chỉ có momen âm nên
giả thuyết lực kéo này do cốt thép chịu momen âm Ta có cách tính như sau:
Trang 16Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu Mà ta có hê sô qui đôi bêtông vùng nén như sau: B, =0,85-— >(f)- 28) = 0,85- — (30 — 28) = 0,836 C a 19,12 d B,d 0.836.170 Do đó ta tính theo bài toán cốt đơn có lực kéo: = 0,135< 0,45 > A, = 0,85.f,.a.b T fy fy _ 0,85.30.19,12.1 + 89,22 280 280 = 2,06(mm”]
Diện tích cốt thép trên l m dài : 20,6 (mm )
Chon 10 616 có A„ = 20,11 (cm?) nhỏ hơn so với lượng thép yêu cầu 2,4% nên cố thép đảm bảo khả năng chịu lực Bồ trí 10 616 véi a= 100 (mm) - ớ %Ì|leZø ế ý d ¿ 5S Ề5»NÏ YS 200 2.4 Kiém tra vết nứt
Khi kiểm tra nứt ta phải kiệm tra trên tiết diện bxh = 1000x200 thì ta mới
xác định được số thanh thép tham gia chống nứt
Trang 17Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu a-_ 210000 _ 3 0,043.2450°./30 ` A, = 2011 (mm’) b=1000 (mm) d, = 170 (mm) 735.2011] f, 2.170.1000 _, ~51,68(mm) 1000 7,35.2011 3 =| - +n Ad, =3) cr 3 - 1000.576 _7 3s 2011(170—57,63)? = 250438619, 4(mm*) n.M, =f=-—*(d,—x) cr — 7,33.6821850 2504386189,4 = 22,5(N/mm’) Mà ứng suất thanh thép khi bị nứt là: VÁ Í =———— sa 3 d, —A Z = 30000 (N/mm) trạng thái bình thường d, = 30 (mm) 1000 f { it 7/7 \p (170-57, 63) 200 Cc a =e 100048030) _ g0 (na) n 10 30000 = f,, = =513,33(MPa °3./30.6000 (MPa) «10.47 {fu 751333 eS) 0, 6£, = 0,6.280 = 168 => Tiét dién đảm bảo chống nứt 3 Tính toán bản loại dầm, 3.1 Số liệu tính toán
Khoảng cách giữa hai dầm chính: S = 1850 (mm)
Trang 18Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu
Bè dày bản mặt cầu: h¿= 200 (mm)
Trọng lượng riêng của bê tông: y„ = 0,245.10' (N/mm?)
Cường độ bê tông: f.° = 30 (MPa) Cường độ cốt thép: f, = 280 (MPa) 3.2 Xác định nội lực do tĩnh tải Cắt 1 mm theo phương đọc cầu ta có trọng lượng lớp phủ mặt cầu: DW-= 1,43.10” (N/mm) Trọng bản thân bản mặt cầu: DC; = h¿ y =200.0,245.10 = 4,9.10” (N/mm) Momen ở trạng thải giới hạn cường độ MPC:'DW _ n{ Poors to DUS) 8 8 =1 1,25.4,9.10 ?.19007 1 1,5.2, 76.10 ”.19007 8 8 = 4632, 08(N.mm) Momen ở trạng thái giới hạn sử dụng: MPG.:DW _ Nhuơng + Jpw Bye | 8 8 | (142.100 1900 1:2,76.107.19007 8 8 = 3456, 58(N.mm) 3.3 Nội lực do hoạt tải
Do châp nhận lân làn nên ta có 2 trường hợp như sau: Trường hợp l: Chỉ có 2 bánh xe đặt lên bản mặt câu
Cường độ phân bô của hoạt tải là: P _" Với: bị = bạ + 2hpw = 510+2.700 = 650 (mm) P = 145.10 (N) 145.10 2.650
Momen ở trạng thái giới hạn cường độ là:
Mi = A} rund +IM) PA(s _ 3) =p= =111,54(N/mm) 2 111, = =) 4 = 1] 75:4.2.040,25) 1850~—— = 72557641,41(N.mm)
Momen ở trạng thái giới hạn sử dụng:
Trang 19Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu MY = nr +IM) PAs _ 3) am =) 4 -1, 1112.00.25) 1850~—— = 41461509,38(N.mm)
Trường hợp 2 : Hai bánh xe đặt lên trên bản mặt cầu
Thì ta có cường độ phân bố của hoạt tải là:
P_ 14510
p= =——— = 78, 38(N/mm) b, 650+1200
Do bị”= bị +1200 = 1850 (mm)
Do đó hoạt tải phân bố đều trên toàn bản dầm với cường độ 78,38 (N/mm)
Momen ở trạng thải giới hạn cường độ: M.” =1.1,75.1.1,25 78.38.1850” = 73351126,95 (N) Momen ở trạng thải giới hạn sử dụng: ME =1.1.1.1,25, 28381850" = 41914929,69 (N)
3.4 Nội lực có xét đến tính liên tục của bản:
Do nội lực ở trường hợp 2 lớn hơn nên dùng giá trị nội lực ở trường hợp Ì nên ta dùng hoạt tải ở trường hợp 2 để thiết kế
Trang 20Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu =-0,7|3538,01+ 72” 1126,25 1682,5 =-32994,16(N.mm) M2 — 0,5 M?C€rDwW MO SW" =0,5[3538,01+ 73351126,95 677,5 = 23632,23(N.mm) Trạng thái giới hạn sử dụng: ML Mỹ =-0,7| MẸ“ 'PM+ —=— SW =-0,7| 2579,71+ 21214323.63 11682,5 = -29244,4(N.mm) MZ =0,5[MPSw ¿MC— ` SW” ~0,5/ 2579, 714 *1214222.62 1677,5 = 13783,13(N.mm) 3.5 Thiết kế cốt thép: Đôi với côt thép chịu momen âm: Xác định chiều cao vùng nén: "“¬= È.0,85.f.b Với M;=39618,4(N.mm) -
d, = 170 (mm) tuong ty o ban hang
Trang 21Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu _ 0,85.30.8, 68.1 280 = 0,791 (mm) f,.b.h 30.1.200 Mà A =0,03 =0,03 = 0,643< A, M — Diện tích cốt thép trên 1 m đài : A, = 7,91 (cm ) chọn 5¿16 với A, = 10,05 (cm?) bố trí khoảng cách là a = 200 để dễ bố trí với cốt thép ở bản hãng
Đối với cốt thép chịu momen đương:
Cách tính tương tự nhưng ta chọn d, = 160 vì phía đưới betông tiếp xúc trực
tiếp với không khí Ta có: A; = 0,598 (mnñ” ) < A,„„ = 0,643 (mm) Vậy ta đặt thép theo cốt thép min với diện tích cốt thép trén 1 m dai la A, = 6,43 (cm) Để 2 lớp cốt thép trên và dưới song song với nhau nên ta chọn 5È14 với A, = 769,69(cm?) Bố trí thép ở bản loại dầm như sau: ø16 SO He 200 a“ 6 » a Z2 2 40 tt 14 3.6 Kiểm tra nứt :
Tương tự như kiểm tra nứt ở bản congsol Đối với thép chịu momen âm ta có: f, =421,72 f, =123,08(MPa)< (et “168 Đối với thép chịu momen dương: f,, = 348,12 f, “3(MP)< | 6 “lạ
Vậy tiết điện đảm bảo chống nứt
Trang 22Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu Phan IV : Tinh toan dam ngang 1 Số liệu tính toán Khoảng cách dầm chủ: S = l; = 1850 (mm) Khoảng cách dầm ngang: l¡ = 8375 (mm) Lớp phủ phân bố đều với cường độ p = 1,43.10” (N/mmi) Bản mặt cầu dày: h;= 200 (mm)
Trang 23Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu
= 11,2547, 2.—— +1,5.1 Lợi TC” |
=71220,38(N)
3 Xác định nội lực do hoạt tải gây ra:
3.1 Hoạt tải qui từ 2 bản sàn lân cận vé dam phu:
Ta có biểu đồ đường ảnh hởơng về giá trị & dugc tinh nhu sau: 3 3 &= 0,52 = 0,5, 10 = 0,0053 L +] 8375° +1850 3.1.1 Xe 3 truc ( Truck ) Xác định giá trị các trung độ tại các trục của xe truck 145 kN 145 kN 35 kN 0.0053 0.0053 0.0052 0.0052 1 Truc 145 KN: y, = 22> 0,0053 4187, 5 = 0,0052 > Truc 145KN :y, = 1
Trang 24Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu 110 kN 110 kN 0.0053 0.0053 0.715 1 => Pp, = 0,5.> P y, = 0,5.(110000.1+ 110000.0,715) =94325(N) 3.1.3 Tải trọng làn: q ‘= 4 69 1 = 3000 Q=2 G 4187,5.0 0053 +2) 3 (0,0053 +1) 3500 | = 4231,89(mm) initia 1 3.2 Xac dinh Momen do hoat tai tac dung lén dam phụ : 3.2.1 T6 hgp 1: xe Truck + tải trọng làn Hinh vé tai tac dung lén dam phu 1800mm ị | p'01=72968N | (P01772968N 426,5 1850mm q' =13,12N/mm
Trạng thái giới hạn cường độ:
Trang 25Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu Mỹ” =nyum.(M„¿ +(1+IM).Mz„x ) n=l Vr, =1,25 m=1,2 IM = 0,75 l M, =q(Q)= 13,12.2 -.462, 5.1850 = 5612900(N.mm) Lane Mock = Por-¥ = 72968.462,5 = 33747700(N.mm) => M,” =1.1,75.1,2.[5612900 + (1+ 0,25).33747700 | = 100374802, 5(N.mm) Trạng thái giới hạn sử dụng: MẸ” =m.| M; +(+1IM).Mz„„„, | = ie +(1+ rare = 57357030(N.mm)
3.2.2 Té hop 2: xe Tandom va trai trong lan (Lnae)
Tuong ty nhu trén voi gia tri:
Morendom = Pox-¥ = 94325.462,5 = 43625312,5(N.mm)
=> Mi =1.1,75.1,2.[ 32939423, 44+ (1+0,25).43625312,5 | =126303535,3(N.mm) M* =1.1,2.[ 25362500+(1+0,25).43625312,5 | =97535948(N.mm)
Vay ta nhan thay gia tri tổ hợp 2 lớn hơn giá trị tổ hợp 1 Nội lực tính toán cuối cùng là lẫy tổ hợp trường hợp 2
M, = My?" +My" =32939423,44+126303535,3 = 159242958, 7(N.mm)
M, = Mp8" + Mi = 25362500 + 72173448, 75 = 97535948, 75(N.mm)
3.3 Xác định lực cắt do hoạt tải tác dụng lên dầm phụ
3.3.1Tô hợp I1 : Xe Truck và tải trọng làn
Ta có vị trí xếp xe như hình vẽ bên là nguy hiệm nhât
Trang 26Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu 1800mm p'01=72968N por =72968N q' =13,12N/mm 0,027 1850mm | Trạng thái giới hạn cường độ: V7” =n.yu, an.(V,„¿ +(+TM).V n=l Tu, =L25 m=1,2 IM = 0,75 V Lane =q"O =13,12 1880.1 =12136(N) V: = Đạ¡.y, = 72968.1+ 72968.0,027 = 74938, 14(N) => V,~ =1.1,75.1,2.(12136 + (1+ 0, 25).74938, 14) = 222198, 22(N) 3.3.2 Tổ hợp 2 : xe Tandom và tải trọng làn Tương tự với trường hợp I nhưng gia tri
Verandom Tandom = Pạy, = 94325.(1+0,027)=96871,78(N) => Vit =1.1,75.1,2.(12136 + (1+ 0,25).96871, 78) = 279774, 02(N) So sánh hai giá trị tổ hợp ta có giá trị tô hợp 2 lớn hơn nên giá trị lực cắt cuôi cùng là : V, = Va" + VI" = 71220, 38 + 279774, 02 = 351641,9(N) 4 Thiết kế cốt thép 4.1 Thép dọc chịu Momen
Trang 27Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu Xem dầm ngang x4p xi là hình chữ nhật bxh = 1100x250 (mm) Chọn khoảng cách từ tâm cốt thép đến vùng chịu bêtông chịu kéo là 50 (mm) => d, = 1250 — 50 = 1200 (mm) Chiều cao vùng bêtông chịu nén là: a=d— q2_- 2M ì ` È0,85.b —1200- l|2oo?_.2:79612479,35 0,9.0,85.30.240 =12,11(mm) Do f,’ = 30 MPa > B, = 0,836 + 4 -_ 14! _00I2<0.45 d_ ÿ,d, 0,836.1200 Vậy đảm bảo điều kiện thiết kế cốt đơn A _ 9, 85.f,.a.b _ 0,85.28.12,11.240 =264,69(mm') f, 280 30 = 0,03 © bh- 0,03 ——.240.1250 = 964, 29( mm’ ) f, 280
Do Ag < Agmin Chon Agnin = 964 ,29(mmf ) dé bé tri cốt thép
Chon 3620 voi As = 942 (mm) nhỏ hơn 2,3% so với lượng thép yêu cầu
Trang 31Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu M A,.f£, 2 —-+ lz —0, sy, cot g8 †**v Vv > 942, 48.280 > 117470071,7 + 350994,4 0,9.1178, 44 0,85 & 263894 > 205607, 84
Vậy điều kiện chịu lực của thép dọc đảm bảo
Do đó trong dâm ngang ta bố trí thép đai ®12 với bước đai là a 150 mm 5 Kiểm tra vết nứt Do cốt thép dầm ngang đều đặt theo câu tạo là Asm„ nên ta chỉ cần kiểm tra tại vị trí mà momen lớn nhất là tại ngàm Gia tri momen tai ngam qui đổi như ớ trạng thái giới hạn cường độ: M = 0,7.M, = 0,7.97535948,75 = 68275164,13(N.mm) Ta có momen kiểm tra nứt là M = 68275164,13 (N.mm)
Trang 33Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu
Phan V : Tính toán dầm chính (dự ứng lực ) 1 Lua chon kich thước hình học của dâm
Mặt cắt ngang tiệt diện dâm chính như hình vẽ: 600 187.5 225 187.5 LƠ] C2 © uw) LÕ Or ~ Ot ~~ © = = a} © 0) S uw) LO of —_ oO ol Oo Nf A © © uw) uw) N N 187.5| |225| |187.5 600 Kích thước của 1/2 dầm chủ như hình vẽ: 17050 1800 | 750 | 14500 17050
2 Tinh toan h¢ số phân bố ngang ;
Trang 35Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu 0,4 0,3 11 N0 SI 1850 1850 7,47.10 => mgs, =0,06+/ — | | ——| | 4300 33500 33500.200 = 0,392 2.1.1Hai lan xe 0,6 0,2 0,1 s \S(s\"(K ụ.=0,075+|——| |—] |— mba am) R *s 0,6 0,2 1L O24 =0,075+( 2° { 1850 { 7.47.10 2900 33500 33500.200 = 0,0,594 2.2 Hé sé phan bố lực cắt đối với dầm trong 2.2.1 Một làn xe 5 7600 =0,36+ 1900 7600 m.g ` = 0,36+ = 0,61 2.2.2Hai lan xe MI Š mg, =0,2+ 3600 =0,2+ 1900 3600 = 0,728 2.3 Hệ số phân bỗ momen dới với dầm ngoài 2.3.1Một làn xe
Dùng nguyên tắc đòn bây như hình vẽ:
Trang 36Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu 600 - 1800 Xu 2050/1850 4 1450/1850 Hệ số phân bố đối với xe tải (Truck và Tandom): sE_ Yi tY2 eM 2S _ 1450 _ 1850 y;=0 s=_ 1450 eM ` 2.1850 Do I làn xe nên ta có m= 1,2 => m.gyr = 1,2.0,392 = 0,47 Hệ số phân bố đối vớ tải trọng làn: s1 2050 = — 2°" 2050 =1135,81 Emione ~ 5" 7950 = m.gŠ? =1,2.1135,81=1362,97 2.3.2Hai làn xe ME MI TH = €IM.Ø, VỚI: e=0,77+ d =077+-200 —0841<1 2800 2800 Ÿì =0,392 chọn e = 1 => mg =lmg„ = 0,549
2.4Hệ số phân bố lực cắt cho dầm bên
Trang 37Đồ án Cầu Bê Tông Cốt Thép DƯU GVHD: ThS.Mai Luu 2.4.1 Mot lan xe : mg =mgv = 0,426 2.4.2 Hai lan xe mgy =emgy =0,6+ =0,671<1 3000 3000 =ec=l =mgy =l.mgy =0,718 3 Xác định nội lực 3.1 Đối với dầm giữa 3.1.1 Tải trọng tác dụng Đối với dầm giữa Tĩnh tải:
Trọng lượng bản thân của dầm:
Do tiết diện của dầm thay đổi theo chiều dài: ở phần đầu dầm với diện tích A = 1500.600 = 900000(mm') nên tải trọng phân bố với cường độ là: 900000.0,245.10” = 22 ,05(N/mm) ở phần giữa dầm với diện tích A = 543750(mm ) nên tải trọng phân bố với cường độ là: 543750.0,245.10 = 13,32 (N/mm) Nên ta có dạng phân bế là: 22,05 N/mm 13,32 N/mm HHH-H 1H NHHfUUU ¡ 1800 }750 | 29000 [750 | 1800 | Đề đơn giản ta xem trọng lượng bản thân như phân bố đều trên dầm với cường độ : 2.1800.22,05 + 2.13232 +2205 7594 99000.13,32 DC, = 33500 2 = 14,69(N/mm) Trọng lượng bản mặt cầu: DC;? = 1850.200.0,245.10 = 9,07 (N/mm) Trọng lượng dầm ngang xem như không chính xác là lực tập trung với gia tri: DC,” = (1850-225).1050.240.0,245.107 = 10032,75 (N) Lớp phủ: DW = 1850 1,43.10° = 2,65 (N/mm) Trong luong lan can tay vin: