Đồ án Thiết kế cầu bê tông cốt thép dự ứng lực chữ I căng sau L = 24,5 m, số nhịp n = 5

Trang 1

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG

I1 Tiết diện dầm: Chương IV: DẦM CHÍNH IL SƠ BƠ CHON KÍCH THƯỚC DẦM CHỦ: GVHD : THS.VO VĨNH BẢO - Chiều cao dầm chủ :H = 1350mm - Chiều cao bầu dưới : H¡ = 350mm

- Chiều cao vút dưới : Hạ = 130mm

- Chiều cao sườn : Hạ = 550mm

- Chiều cao vút trên : Hạ = 120mm

- Chiều cao bầu trên : Hạ = 200mm - Bề rộng bầu dưới dầm : bị = 650mm - Bề rộng sườn : b=200mm - Bề rộng bầu trên : b=600mm - Bề rộng vút dưới : b=225mm - Bề rộng vút trên : bs=200mm 600 600 200, 200, 200 200, 200, 200 4 1 4 4 225 | 200 , 225 225 | 200 1 225 1 650 1 T 650 | I2 Tiết diện dầm qui đổi: - Chiều cao dầm chủ: h = 1350mm

- Chiều cao bầu dưới: hị= 435mm - Chiều cao sườn: h,= 635mm - Chiều cao bầu trên: h;= 280mm - Bề rộng bầu dưới dầm: b¡= 650mm - Bề rộng sườn: bạ= 200mm

- Bề rộng bầu trên: b= 600mm

Trang 2

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVHD : THS.VO VINH BAO

I3 Đoan mở rộng sườn dầm:

Vì ở đầu dầm cĩ lực cắt lớn và ứng suất cục bộ đo lực ứng suất trước gây ra do đĩ ta cần phải mở rộng ở đầu dầm để tăng khả năng chịu lực cho dầm va đủ diện tích bố trí neo Lm&zệng: là khoảng cách từ đầu dầm đến mặt cắt cuối của đoạn mở rộng dầm Linéréng = 1000 + 300 = 1300 mm L„ø: là chiều dài của đoạn vit Lyat = 500 mm Il XAC DINH HE SO PHAN BO TAI TRONG NGANG CHO DAM CHU: Xét các đặc trưng hình học gồm các mặt cắt sau: + Mặt cắt gối: Xo=0m +Mặt cắt thay đổi tiết diện: x;=1,5m +Mặt cắt L4: Xa=_—” + Mặt cắt L2: Xạ=_—?

II.1 Đặc trưng hình học của dầm chủ xét mặt cắt trên gối: x;=0m

Trang 3

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVHD : THS.VO VINH BAO

- Diện tích của tiết diện dầm: A =h.b,+(b, —b,}h, =1,35x0,6 +(0,65— 0,6)x 0,35 =0,8275m” - Trục trung hồ cách trục X — X một khoảng Y: Y= Ss = 0,5498 = 0,664m = 664mm A 0,8275 - Momen quán tính của tiết diện đối với trục trung hịa: 3 2 — 3 ? L, _ h b, + hy hb, , bi-bs br hy (b, —b„)h, 12 \2 12 2 1,35° x 0,6 =————+ 12 x(0,65 - 0,6)x 0,35 = 0,1230 + 0,000098 + 0,00017865+ 0,0042 = 0,1275m - Khoảng cách từ trọng tâm bản mặt cầu đến trọng tâm dầm: e, =(h -Y)+2 = (1,35 -0,664)+ = = 0,786m 2 _ 3 2 (‘3° - 0664) x1L35x0,6 (0,65 =0,6)x 035), (2s - 0,66) x 12

I2 Đặc trưng hình học của dầm chủ tại các mặt cắt x;;xa,Xa:

Trang 4

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO

- Diện tích của tiết diện dầm: A =h.b„+{b, -b„)h, +(b, —b„}h, =1,35x 0,2 + (0,65 — 0,2)x 0,435 + (0,6 — 0,28)x 0,28 = 0,55535m’ - Trục trung hồ cách trục X — X một khoảng Y: S _ 0,36035 —A 055535 - Momen quán tính của tiết điện đối với trục trung hịa: 3 ? 3 ; I =1 Ðy +(3-¥] hb, LÊ BÍ v5: ~y] {b, —b„)h, = 0,649m = 649mm 12 “(2 12 bem bu dhe fp Be _y) fp —b Ơn, 12 2 3 2 _ 3 2 1S R02 4 (15° - 0.689 x135x02+ (065 0:2) 0458 (O25 0,648) x x (0,65 — 0,2)x 0,435 + 1,35— 3 2 66-02)<028,( "* - 0649) x (0,6 -0,2)x0,28 = 0,04101+ 0,00018 + 0,00309 + 0,03645 + 0,00073 + 0,03525 =0,1167m! - Khoảng cách từ trọng tâm bản mặt cầu đến trọng tâm dầm: t e, = (h-Y)+— = (1,35 - 0,649) += = 0,801m 11.3 Hé sé lan: Số làn thiết kế: 5 — khiB, => 7m ` 3,5m =>n=2 lan n=|2—khi:6m< B,<7m 1—khi: B, < 6m Hé s6 lan: Tra bang 3.6.1.1.2.1 Mjan= 1

11.4 Hé sé phan bé tai trong ngang:

-Tỷ lệ mođun đàn hồi giữa dầm chủ và bản mặt cầu:

+ Cường độ chịu nén của bêtơng làm dầm chủ: f¿q = 40MPa Mộun đần hồi của dầm chủ:

E„„ =0,043.y!5.-f,„ = 0,043x 240012 x v40 =33994,48MPa + Cường độ chịu nén của bêtơng làm bản mặt cầu: f'cp = 30MPa

Mođun đàn hồi của bản mặt cầu:

E„ =0,043y!5./f„ =0,043x2400'5 x/30 = 29440,08MPa

Trang 5

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO Beg _ 33994,48 _ 1 Ey 29440,08 - Tham số độ cứng dọc: K, = nl, +A.c?] =1,15x (1 1,67x10" +.0,55535x 10° x8012}= 54.4x10° - Khoảng cách từ tim của dầm biên đến mép trong của đá vỉa: d, =1050— 250 — 1000 = —200mm Ty sO: n=

II4.1 Hệ số phân bố momen và lực cắt của dầm øiữa:

II.4.1.1 Momen: (4.6.2.2.2a.1) - Khi cĩ một làn xe chất tải: 0,1 § 0,4 § 0,3 K › =006+Í|-”_| |®| | Emel lung) B L, t,: zo) (2 ) [ 54,4 x10" x x = 0,06 + | —— “a _Ý? — 4300 23900 23900 x 200? ø„„ : Hệ số phân bố momen cho dầm, trường hợp chỉ xếp một làn xe trên cầu 0,1 = 0,461 - Khi cĩ trên một lần xe chất tải: 5 0,6 ` 0,2 K 0,1 =0,075+|——| j—]Ị : Smet lsm) G l; ty | 0,6 0,2 10 \ 021 = 0.075 +( 30) (mm) ‹| 54,4 x10 - 0,637 2900 23900 23900 x 200°

ø„„:: Hệ số phân bố momen cho dầm, trường hợp xếp hơn một lần xe trên cầu

Ta chọn giá trị cực đại làm giá trị phân bố momen ø„;=maX(8„;1,ðm;:)=0,637

H.4.1.2 Lực cắt: (4.6.2.2.3a.1)

- Khi cĩ một làn xe chất tải:

8 =036+—5—=0,36+ 2 SẺ — 0636 8 7600 7600

Trang 6

11.4.2 Hé s&é phân bố momen và lực cắt của Dầm biên: = ( 4.6.2.2.1-1) H.4.2.1 Momen: > Khi cĩ một làn xe chất tải: Dùng phương pháp địn bẩy | 3000 L 1800 _ 809 1000 LE [ _] WW L 2100 Ww | 2100 Ww k 1050 7 7 6T 000 T 8cT 00E 1 Ta cĩ: —¡ Š, — 4, 600 _ 2100~200~ 600 TT” g n 2100 = 0,619

Trang 7

IIL4.2.2 Lực cắt: ( 4.6.2.2.3b-1)

- Khi cĩ một làn xe chất tải: Tính theo nguyên tắc địn bẩy Tương tự như tính ở trên: Zn = 9.3714 8 py = 1,37 Zim = 1.03 - Khi cĩ trên một làn xe chất tải: Theo 4.6.2.2.3b-1, ta cĩ -300<d,<1700, thì hệ số điều chỉnh là: e=0,60+ 4 _ 0,60 + = 200 _ 0,533 3000 3000 g=e x gbentrong =0.533 x 0.7448 = 0.3969 Bảng tổng hợp hệ số phân bố tải trọng ngang: g Xe tải thiết kế | Tải trọng làn | Người bộ hành Dầm biên Momen 0.3714 1.03 1.37 Lực cắt 0.3714 1.03 1.37 Dâm giữa Momen 0.637 0.637 0.637 Luc cat 0.7448 0.7448 0.7448 II TÍNH TỐN NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG:

III.1 Tai trong tac dung: II.1.1 Tĩnh tai:

- Trọng lượng bản thân dầm chủ:

Trang 8

Giả thiết trọng lượng bản thân dầm phân bố đều trên suốt chiều dài dầm: DC, +DC, 6823.008 + 27856.35

DC,, = = =1415.484KG/m L 24.5

- Bản mặt cầu:

Trang 9

Tiện ích và trang thiết bị trên cầu: DW, =5Kg/m Vay: DW = DW, + DW, + DW, = 330.75 + 74.55 +5=410.3KG/m + Với dầm biên: DỰ, + DỰ, x( 21 _ 330.75+ 74.55 _ 21 > Tổng hợp tải trọng tĩnh tải tác dụng lên dầm chính: - Dầm giữa: DW = S -1,25)+ DW, x 0,85 +5 =169.05KG/m + Trọng lượng bản thân dầm chủ: DC, =1415.484KG/m + Bản mặt cầu và dầm ngang: DC, =DC,„ + DC,, =1008 + 221.74 =1235.14KG !m + Lan can và lề bộ hành: DC, =0KG/m + Lớp phủ mặt cầu: DW =410.3KG/m - Dam bién: + Trọng lượng bản thân dầm chủ: DC, =1415.484KG/m + Bản mặt cầu và dầm ngang: DC, = DC,,, + DC, =1008 + 227.74 =1235.74KG / m + Lan can và lề bộ hành: DC, = DC,„ + DC,„ =348.1 +144 = 492.1KG !m + Lớp phủ mặt cầu: DW =169.05KG/m

II.1.2 Hoạt tai:

Xe tải thiết kế: gồm trục trước nặng 35 KN, hai trục sau mỗi trục nặng 145KN,

Trang 10

Xe hai trục: gồm cĩ hai trục, mỗi trục nặng 110KN, khoảng cách giữa hai trục khơng đổi là 1200mm, theo phương ngang khoảng cách giữa hai bánh xe là 1800mm

1200mm

110 kN 110 kN

Tải trọng làn: bao gồm tải trọng rải đều 9,3N/mm xếp tho phương dọc cầu, theo phương ngang cầu tải trọng này phân bố theo chiều rộng 3000mm, tải trọng lần cĩ thể

xe dịch theo phương ngang để gây ra nội lực lớn nhất 9,3KN/m Py yd ye EE Ed | Tải trọng người đi bơ: là tại trọng phân bố được qui định độ lớn là 3.10 MPa

Tải trọng xung kích: là tải trọng đưa vào tải trọng xe 3 trục hay xe hai trục lấy bằng 25% tải trọng của mỗi xe

IV XÁC ĐINH NOI LUC LUC TAI CAC MAT CAT DAT TRUNG IV.1 Các mặt cắt đặt trưng:

Ta xét các mặt cắt đặt trưng tại những vị trí sau:

+ Mặt cắt tại gối: I Xo=0m

+ Mặt cắt tại giữa dầm: II xạ = 11.95m

+ Mặt cắt tại 1/4 dầm : HI Xa=5.975 m

+ Mặt cắt tiết diên thay đổi: IV X4 = 1.5m

Xo,X¡,X¿; ,x¿ lần lượt là khoảng cách từ mặt cắt đến đầu dầm

IV.2 Xác định phương trình đường ảnh hưởng tại các mặt cắt:

Trang 11

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO ƒ; (x, x„)khi0 < x Š xự ƒ2(x,x,)khix, S x L„ Diện tích phần đường ảnh hưởng của momen: Vay: yy (xx) = On = =5 1w (ysx,)

Diện tích phần đường ảnh hưởng dương của lực cắt:

Ong = 5 (he —X,).Vy (%,%,)-

Diện tích phần đường ảnh hưởng âm của lực cắt: Ong = 23/255): Tổng diện tích đường ảnh hưởng: Oy = @yy + Øyy, IV.2.1 Xét mặt cắt I: x,=0 1 yu (x Xx) 0 -1 0 5 10 15 20 23.9 Đường ảnh hưởng momen 1 | p+] yo(X,X) 0 15 6B 40-45 20 239 Đường ảnh hưởng lực cắt Diện tích của các đường ảnh hưởng Momen: L,-x 23.9-0 Trên đoạn x=0 >xx: f, (x,x,)= TT (-x) = 239 (—x) =—x A x 0 Trén doan x=xX,>Li f, (x, x,) = L, (x-L,)= 230 (—x)=0 —=Ø„ạ=0 Lực cắt:

Trên đoạn x=Ú—xy: ƒ; (x,x„) = “* <0

Trên đoạn x=x¿©L¿: f, (x, x )=1-74 =I-——

ani L, 23.9

Phần âm :

Trang 14

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO IV.2.4 Xét mặt cắt IV: x,=11.95 _—f 5.975 Po 0 5 10 15 20 23.9 Đưởng ảnh hưởng momen 015 [| | -| r———_| 0,5 0 5 10 15 20 23.9 Đưởng ảnh hưởng lực cất Diện tích của các đường ảnh hưởng Momen: L, -%; 23.9-11.95 23.9 Trén doan x=x,;>Le: f, (x, x,) = (x-L,)= = (x — 23.9) tt (—x) Trên đoạn x=0 >xy: ƒ, (x,x„)= (-x)= tt —=„= =5 1„y„ s2) =3% 23.9 x 5.975 =71.4m2 Lực cắt: Trên doan x=0>x,: f, (x, x,)= _*“~=_ `, L, 23.9 Trén doan x=x,;>Ly: f, (x, x,) = j- 7 =}-_* L tt 23.9 Phần âm : O,, = ah (x,>%,)%, = ; x 0,5 x 11.95 =2.9875m?2 Phần dương: Oy, = sử (x, x, )(L, — x,)= ; x 0,5 x (23.9 — 11.95) = 2.9875 m2 Ayr — = 2

Vay: O,, = Oy + Øy„„ =0m2

Trang 15

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVDH :THS VÕ VĨNH BẢO

IV.3 Tính nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên: IV.3.1 Momen do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên:

Trang 16

IV.3.1.4 Tổng tĩnh tải tác dụng lên dầm giai đoạn liên hợp:

Mopce= Mopcip + Mpc2p + Moc Mặt cắt | Mpcw Moca Mpc» | Mpco(KN.m) | Mpwo(KN.m) I 0 0 0 0 0 H 233.03 | 203.44 81.113 517.583 27.83 IH 742.635 | 648.334 | 258.496 1649.465 88.692 IV 990.439 | 864.672 | 344.752 2199.863 118.287

IV.3.2 Momen do tĩnh tải tác dung lên dầm giữa:

Trang 17

Mpecg= Mpeig + Mpc¿g + Mpca; Mặt cắt Mocig Mpc2¢ Mpc3g_ _ | Mpce(KN.m) | Mpw,(KN.m) 0 0 0 0 0 H 233.03 203.44 0 436.47 67.547 IH 742.635 | 648.334 0 1390.969 215.265 IV 990.439 | 864.672 0 1855.111 287.095

IV.3.3 Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên:

Trang 18

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO Vocay = DC3,.8.0, Mat cat Oy g DC3, | Vpc3pn( KN.m) I 11.95 9.8 492.7 57.7 II 10.4474 9.8 492.7 50.444 Il 5.975 9.8 492.7 28.85 IV 0 9.8 492.7 0

Vpc= Vpcip + Vpcap + Vpcap

Mặt cắt Vpcip Vpcap Vpcap Vpcp(KN) Vpwb 165.766 144.717 57.7 368.183 19.797 II 144.923 126.52 50.444 321.887 17.308 II 82.883 72.358 28.85 184.091 9.898 IV 0 0 0 0 0

IV.3.4 Lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa:

Trang 19

IV.3.4.3 Tĩnh tải giai đoạn 3: Trọng lượng của lan can và lớp phủ mặt cầu Vow, = DH,.g.@y Mat cat Oy g DW, | Vpw;(KN.m) I 11.95 9.8 410.3 48.05 I 10.4474 9.8 410.3 42.008 I 5.975 9.8 410.3 24.025 IV 0 9.8 410.3 0 Vrcag = DC,,.g.@y =0

IV.3.4.4 Tổng tĩnh tải tác dụng lên dâm giai đoạn liên hợp:

Vpcs= Vpctig+ Vpcag + Vpcag

Trang 20

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO IV.4 Tính nội lực hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên:

Đối với các mặt cắt đặc trưng trong phạm vi từ gối đến L„/2 ta xét 2 trường hợp xếp xe bất lợi nhất lên đường ảnh hưởng momen của mặt cắt đĩ như hình vẽ sau: 1,2m ae Lị Xe hai trục thiết kế 4,3m 4,3m Xe tải thiết kế Qian LUTTE Xk Yua Yous yur Yuz Đường ảnh hưởng momen tại mat cat xx 1,2m oo im Xe hai truc thiét ké 4,3m 4,3m Xe tai thiét ké Qian ST Xx Yua Vua Yur" Yue Đường anh hưởng momen tại mặt nẮT† v

IV.4.1 Nội lực do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt đầu dầm: IV.4.1.1 Momen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt đầu dầm:

Do tại gối ø„; = 0 nên momen do hoạt tải gây ra tại mặt cắt đầu dầm bằng 0

Trang 21

- Lực cắt do xe hai trục thiết kế:

Vựnaemo= Í 10x1+110x0.9498=214.478 KN - Lực cắt gây ra do tải trọng làn:

Vìị¿no=dqiaX@yg=9,3xI1.95=1 11.135 KN

- Lực cắt gây ra do tải trọng người:

Coi như dầm biên chịu tải trọng người đi: PL=3000Pa Vpro=PL.l @w=3000x1xI1.95=35850N.m=35.85KN.m

IV.4.2 Nội lực do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt II:

IV.4.2.1 Momen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt II: 1,2m „ [| Xe hai trục thiết kế 4,3m 4,3m Xe tải thiết kế lan AULT œ oF a 0\866 Đường ảnh hưởng momen tại mặt cat xi - Momendo xe tai thiét ké: Merucxn= 145 1,4058+145x1,136+35x0,866=398.871 KN.m - Momendo xe hai truc thiét ké: Meandemu=110x1,4058+110x1,33=300.938 KN.m - Momen gây ra do tai trong lan: Mant=ianX Omu=9,3 X16.799=156.23 KN.m - Momen gây ra do tải trọng người:

Coi như dầm biên chịu tải trọng người đi: PL=3000Pa

Mpn=PL.1 œ„¡=3000xIx16.799=50397.m=50.397KN.m

IV.4.2.2 Lực cắt do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt II:

Trang 22

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO 1,2m oo LỊ Xe hai trục thiết kế 4,3m 4,3m Xe tải thiết kế Qian TI || 0.937 0.8868 0.757 72 Đường ảnh hưởng lực cắt tại mat cat xi - Lực cắt do xe tải thiết kế: Vưuekn=l45x0,937+145x0,757+35x0,572=265.65 KN.m - Lực cắt đo xe hai trục thiết kế: Viandemu=110x0,937+110x0,8868=200.618 KN.m - Lực cắt gây ra do tải trọng lần: Viun=qiaaX@wn=9,3x10.4474=97.16 KN.m

Vpị =PL.E @w„¡7=3000x1x10.4474=3 1342.2N.m=31.3422KN.m

IV.4.3 Nội lực do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt III:

IV.4.3.1 Momen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt II: Ta xét trường hợp thứ nhất: 1,2m ae LÌ Xe hai trục thiêt kế 4,3m 4,3m Xe tải thiết kế Qian 411111111111111114111111111111111111111111141111111111111111 4.48 4.18 Tv œ

Đường ảnh hưởng momen tại

- Momendo xe tải thiết kế:

M,œ¡n=145x4.48§+145x3.4+35x2.33=1224.15 KN.m

- Momendo xe hai trục thiết kế:

Trang 23

Meandemin= 110x4.48+110x4.18=952.6 KN.m - Momen gây ra do tai trong làn:

Mnr=dianX@wm=9.3x53.536=497.885 KN.m - Momen gây ra do tải trọng người:

Coi như dầm biên chịu tải trọng người đi: PL=3000Pa Mpin=PL.l @wir=3000x1x53.536=160608N.m=160.605KN.m Tạ xét trường hợp thứ hai: 1,2m _ | Xe hai truc thiét ké 4,3m 4,3m Xe tải thiết kế Qian HINT

Đường ảnh hưởng momen tại

- Momendo xe tải thiết kế: Mựucxin=l45x3.4+145x4.48+35x1.256=1 186.56 KN.m - Momendo xe hai trục thiết kế: Miandemm= 1 10x4.03+110x4.33=919.6 KN.m - Momen gây ra do tai trong lan: Mi,an=qiaX@wm=9.3x53.536=497.88 KN.m

- Momen gây ra do tải trọng người:

Mptnr=PL l œwrp=3000x1x53.536=160608N.m=160.60SKN.m

Ta nhận thấy trường hợp 1 momen lớn hơn nên ta chọn trường hợp 1 để tính tốn

THIET KE CAU BTCT DU UNGLUC -132- SVTH: BO HA

Trang 24

IV.4.3.2 Lực cắt do hoat tai HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt II: 1,2m S LỊ Xe hai trục thiết kể 4,3m 4,3m Xe tải thiết kế lan LLL4L4L44/1L114L44/111L414L44111114/4/11114L4L4141111 | 0,75 0.699 0.57 Đường ảnh hưởng lực cắt tai mặt cắt Xi - Lực cắt do xe tải thiết kế: Veruckt= 145x0,75+145x0,57+35 x0,39=205.05 KN - Lực cắt đo xe hai trục thiết kế: Vựndemim | 10x0,75+1 10x0,699=159.39 KN - Lực cắt gây ra do tải trọng làn: Vì¿nn=diaaX@wm=9,3x6.722=62.51 KN

Coi như dầm biên chịu tải trọng người đi: PL=3000Pa Vprm=PL.Í @ym=3000x1x6.722=20166N.m=20.166KN

IV.4.4 Nội lực do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt IV: IV.4.4.1 Momen do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt IV: Ta xét trường hợp thứ nhất: 1,2m cố [1 Xe hai trục thiết kế 4,3m 4,3m Xe tải thiết kế Qian

Đường ảnh hưởng momen tại mat cat xiv

THIET KE CAU BTCT DU UNGLUC -133- SVTH: BO HA

Trang 25

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO - Momendo xe tai thiét ké: Moercitv=145x5.975+145x3.825+35x1.675=1479.625 KN.m - Momendo xe hai truc thiét ké: Miandemtv=!10x5.975+110x5.375=1248.5 KN.m - Momen gây ra do tai trong làn: Moantv=GianX Omiv=9 3X7 1.4=664.02 KN.m - Momen gây ra do tải trọng người:

Coi như dầm biên chịu tải trọng người đi: PL=3000Pa Mprry=PL.1 œwry=3000x1x71.4=214200N.m=214.2KN.m 1a xét trường hợp thứ hai: 1,2m „ | Xe hai trục thiết kế 4,3m 4,3m Xe tải thiết kế Qian CELLET UTE ETT 3.825 5.675 Đường ảnh hưởng momen tại mặt cắt Xiv - Momendo xe tải thiết kế: Mựucxrv=l45x3.825+145x5.975+35x3.825=1554.875 KN.m - Momendo xe hai trục thiết kế: Miandemtv=! 10x5 675+110x5.675=1248.5 KN.m - Momen gây ra do tai trong lan: Mi,znry=QianX@wrv=9,3x71.4=664.02 KN.m

- Momen gây ra do tải trọng người:

Mprry=PL 1 œ„ry=3000x1 x71.4=214200N.m=214.2KN.m

Ta nhận thấy trường hợp 2 momen lớn hơn nên ta chọn trường hợp 2 để tính tốn

IV.4.4.1 Lực cắt do hoạt tải HL93 và PL tác dụng tại mặt cắt IV:

Trang 26

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG 1,2m S J] Xe hai truc thiét ké 4,3m 4,3m Xe tai thiét ké Qian 2 © ( 0 Đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cat xiv - Lực cắt do xe tải thiết kế: Veruckiv=145x0,5+145x0,324+35x0,14=123.8 KN - Lực cắt do xe hai trục thiết kế: Vtandemtv=110x0,5+110x0,449=104.39 KN - Lực cắt gây ra do tải trọng làn: VianIV=QlanX Omiv=9,3x0=0 KN

Coi như dầm biên chịu tải trọng người đi: PL=3000Pa Vpị ry=PL.I œ„ry=3000xTx0=0N.m=0KN BANG TỔNG HỢP NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮT: GVDH :THS VÕ VĨNH BẢO

_ Xe tải Xe hai trục số ` Tải trọng Mat cat teow aw Tai trong lan c

thiết kế thiết kế người Momen 0 0 0 0 Lực cắt 286.3 214.478 111.135 35.85 Il Momen 398.871 300.938 156.23 50.397 Luc cat 265.65 200.618 97.16 31.3422 II Momen 1224.15 952.6 497.88 160.608 Lực cắt 205.05 159.39 62.51 20.166 IV Momen 1554.875 1248.5 664.02 214.2 Lực cắt 123.8 104.39 0 0

IV.s TỔ HỢP NỘI LỰC DO HOẠT TẢI:

IV.5.1.Tổ hợp momen do hoạt tải:

IV.5.1.1 Tại mặt cắt của dầm biên:

IM=25%

Vậy: Mi Ly=ðmpgL.(1+TM).M;cw+Emplan-Mianx+ØmppL-Mpr x

Ta cĩ: #memL=0.2454 2 mblan—0,614 #mppL=l 23

Trang 27

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVDH :THS VÕ VĨNH BẢO Mặt cắt QmpHL | 1+IM Myetk Đmblan Mạ, ĐmbPL Mo x M¡¡p 0.3714|1 1.25 0 1.03 0 1.37 0 0 I 0.3714] 1.25 398.871 1.03 156.23 1.37 | 50.397 | 415.136 II 0.3714| 1.25 1224.15 1.03 497.88 1.37 | 160.608 | 1301.16 IV 0.3714] 1.25 | 1554.875 | 1.03 664.02 1.37 214.2 | 1699.24 IV.5.1.2 Tại mặt cắt của dâm giữa: IM=25% Vay: Mirg=2mg-(1+IM).Mxectrt+mg-Mianx Ta cĩ: 8mg=0.637 #mg=0,637 Mặt cắt ỞmgHL lI+IM Myxetk Smglan Manx Mire I 0,637 1.25 0 0.637 0 0 Il 0,637 1.25 398.871 | 0.637 156.23 417.12 Il 0,637 1.25 1224.15 | 0.637 | 497.88 | 1291.88 IV 0,637 1.25 | 1554.875 | 0.637 | 664.02 | 1661.05

IV.5.2.T6 hợp lực cắt do hoạt tải:

Trang 28

:THS VÕ VĨNH BẢO LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVDH Mặt cat Qmgut_ | 1+IM Vxetk Đmglan | Vianx Vig 0.7448 | 1.25 | 286.3 | 0.7448 | 111.135 | 349.32 I |0.7448| 1.25 | 265.65 | 0.7448 | 97.16 | 319.685 Ul | 0.7448] 1.25 | 205.05 | 0.7448 | 63.51 | 237.459 IV |07448| 1.25 | 1238 |07448| 0 | 115.258

IV.6 Tổ hợp tải trọng theo các mặt cắt đặc trưng: IV.6.1 Tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại các mặt cắt dầm giữa:

IV.6.1.1 Trạng thái giới hạn cường độ I: - Momen: — My cp, = 141,75 My, +1,25% M ye, +1,5M pry ) Trong đĩ: ?77=77p+7g⁄7,

7p: hệ số dẻo, đối với các bộ phận bình thường lấy =1 7¡ạ: hệ số dư thừa, đối với các bộ phận bình thường lấy =1 7¡¡: hệ số quan trọng, cầu thiết kế là quan trọng lấy =1,05 =>n = 1,05 Mặt cắt Mu Ma M owe My coig I 0 0 0 0.00 II 417.2 436.47 67.547 | 1445.71 II 1291.88 1390.969 | 215.265 | 4538.517 IV 1661.05 1855.111 | 287.095 | 5939.185 - Lực cắt: Vi, cpg = 9.075 XV pg £125 V ggg +15 %V png ) Mat cat Ving Voce V owe V, CD ig I 349.32 310.483 | 48.05 | 1125.06 II 319.685 271.443 | 42.008 | 1009.85 II 237.459 155.241 | 24.025 | 677.92 IV 115.258 0 0 211.786

IV.6.1.2 Trạng thái giới hạn cường độ II:

-Momen: Mu, =1(0x Mu, +1,25% M yoy + 15M yyy )

Trang 29

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVDH :THS VÕ VĨNH BẢO Mặt cắt Vitg Vice Vows 4 CD2g I 349.32 310.483 | 48.05 | 483.18 II 319.685 271.443 | 42.008 | 402.31 II 237.459 155.241 | 24.025 | 241.59 IV 115.258 0 0 0 IV.6.1.3 Trạng thái giới hạn cường độ II: -Momen: Mu; =r(|35x Mu +125xM„¿„ +1,5Mz„, ) Mặt cắt Mu, M pcg Mon, M, cog I 0 0 0 0.00 II 417.12 436.47 67.547 | 1270.5 II 1291.88 1390.969 | 215.265 | 3995.93 IV 1661.05 1855.111 | 287.095 | 5241.53 - Lực cắt: Vieng, = (1.35xV yg +1,25XV pcg +15%V pg ) Mat cắt Vu, Vice Vows 4 CD3g I 349.32 310.483 | 48.05 | 978.344 II 319.685 271.443 | 42.008 | 875.58 II 237.459 155.241 |24.025 | 578.19 IV 115.258 0 0 163.378

IV.6.1.4 Trạng thái giới hạn sử dụng:

-Momen: — My sp, =1.(UX Myjg +1 Myc, 1X M py, )

Đối với trạng thái giới hạn sử dụng thì z =1

Trang 30

IV.6.2 Tổ hợp tải trọng theo các TTGH tại các mặt cắt dầm biên:

IV.6.2.1 Trạng thái giới hạn cường độ l: - Momen: — Mu = 11,75 Myy, +1,25% Myc, +1,5M py) Trong d6: ??=??pz?g⁄?,

Np: hé s6 déo, d6i vi cic b6 phan bình thường lấy =1 nr: hé sé du thiva, d6i véi cdc bộ phận bình thường lấy =1

71: hệ số quan trọng, cầu thiết kế là quan trọng lấy =1,05 =>n = 1,05 Mặt cắt Min, M nc Mom M, con I 0 0 0 0.00 II 415.136 517.583 | 27.83 | 1485.97 IH 1301.16 1649.465 | 88.692 | 4695.49 IV 1699.24 2199.863 | 118.287 | 6195.98 - Lực cắt: — V„„„ =1-(L75xVạyy +1,25xVpdy +1,5 x Vpy Mặt cắt Vins Ÿ pc; Vow F ,cpp I 296.498 368.183 | 19.797 | 1059.24 II 266.342 321.887 | 17.308 | 939.14 II 187.206 184.091 | 9.898 | 601.2 IV 57.474 0 0 105.61 IV.6.2.2 Trang thái giới hạn cường độ I:

-Momen: M cps, =NAOX M yyy +1,25% Myc, +1,5M pap )

Mặt cắt Mu; M pc; Mom M, co» 0 0 0 0.00 II 415.136 517.583 | 27.83 | 723.16 IH 1301.16 1649.465 | 88.692 | 2304.61 IV 1699.24 2199.863 | 118.287 | 3073.62 - Lực cắt: V„ =4(0xXf,yy +1,25 XV yey 15x Vpy, ) Mặt cắt Vi Vos Vow Vc I 296.498 368.183 | 19.797 | 514.42 H 266.342 321.887 | 17.308 | 449.74 II 187.206 184.091 | 9.898 | 257.2 IV 57.474 0 0 0 IV.6.2.3 Trạng thái giới hạn cường độ II:

Trang 31

-Momen: — M,, -5y, = 7.(1,35X My, 1,25 Myo, +1,5M py, )

Mat cat Mr; M pc; Mom, M,, cox I 0 0 0 0.00 II 415.136 517.583 | 27.83 | 1311.61 II 1301.16 1649.465 | 88.692 | 4149.01 IV 1699.24 2199.863 | 118.287] 5482.3 - Lực cắt: — P„ „„„ =r4(.35xV„y +1,25xsq +1,5 x Vay, ) Mặt cắt Vip Vics Vom Vicoss I 296.498 368.183 | 19.797 | 890.2 II 266.342 321.887 | 17.308 | 827.27 IH 187.206 184.091 | 9.898 | 522.57 IV 57.474 0 0 81.47

IV.6.2.4 Trạng thái giới hạn sử dụng:

-Momen: Mop, =1(1X Myyy +1X Mycy +1X M py )

Đối với trạng thái giới hạn sử dụng thì 7 =I

Trang 32

V TINH TOAN COT THEP:

V.1 Tính tốn diện tích cốt thép:

Dùng loại tao cáp khử ứng suất dư d,=12.7 mm tiêu chuẩn ASTM A4l6M G270

- Diện tích một tao cấp: 100.1mmˆ - Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: fu=1,86x10" Pa

- Hệ số qui đổi ứng suất: ý, =02

- Giới hạn chảy: ( TCN 5.9.4.4 1)

f„„=0,85xf„=0,85x1,86x10°=1,581x10°Pa=1581 MPa

- Ứng suất trong thép DƯL khi kích: (TCN 5.9.3.1) f.¡=0,7xf,„=0,7x1,86x10?=1,302x10°Pa=1302 MPa - Bê tơng dầm cấp: f’cl= 40 MPa

- Momen tính tốn: lấy bằng momen lớn nhất theo TTGH cường độ Mu=6 195.98 KN.m=6.19598x10” Nmm - Mộun đàn hồi của cáp:(5.4.4.2) E,=197000 MPa Ta cĩ thể tính gần đúng diện tích cốt thép theo cơng thức kinh nghiệmsau: M A >——* *0,85.f,,,.H Trong đĩ:

H: chiều cao của dầm H =1350mm

Trang 33

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO V.2 Bố trí cáp sơ bộ và vị trí của từng bĩ tại các mặt cắt:

Theo các quy định về bố trí cáp trong catalo của V§L ta bố trí cáp tại vị trí đầu

neo và vị trí giữa dầm như sau: 600 800 200, 200, 200 ‡†+——————— 7I " „ 28 120L 200 „ 300 | 1000 1050 580 1350 1350 550 1 130 1 @ @ @ 15 ¡ 300 ¡, t5 175 ¡ 180 ¡ 180 ¡ 178 T 650 | 1 gg | 250, 1 0 0 „ 150 | 150; y 350

BO TRI CAP DU UNG LUC BO TRI CAP DU UNG LUC

TAI MAT CAT DAU DAM TAI MAT CAT GIUA DAM

Giải thích các kí hiệu dùng để tính tốn tọa độ của các bĩ cáp tại các mặt cắt

tính tốn:

- L: chiều đài đoạn cáp thẳng tính từ đầu neo đến điểm đầu đường cong - L,:hình chiếu của L theo phương dọc dầm

- L.: hình chiếu của đoạn cáp cong theo phương dọc dầm

- R: bán kính đường cong

- h: khoảng cách từ trọng tâm bĩ thép ở đầu đoạn cong đến trọng tâm bĩ cáp đĩ ở vị trí cuối đường cong

- x: khoảng cách từ đầu dầm đến tiết diện đang xét

- Leap: tổng chiều dài cáp từ đầu dầm đến tiết diện đang xét

- d: gĩc tạo bởi tiếp tuyến của đoạn cong ở vị trí đầu đoạn cong so với phương

2

R-h

- B: gĩc tạo bởi tiếp tuyến của đoạn cáp ở vị trí đang xét so với phương ngang - y: tổng các gĩc uốn của cốt thép từ đầu dầm đến tiết điện dang xét y=a-B

Trang 35

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVDH :THS VÕ VĨNH BẢO Từ bố trí thép ta cĩ bảng xác định các yếu tố và gĩc của cốt thép: Bĩ cáp Mặt cắt X a B Y Lcáp - 0.3 1 1 0 0.3 3 I 0.3 5 5 0 0.30145 4 0.3 6 6 0 0.30165 1-2 1.8 1 1 0 1.80027 3 H 1.8 5 5 0 1.80687 4 1.8 6 6 0 1.80991 1-2 6.275 1 1 0 6.2759 3 Il 6.275 5 5 0 6.29897 4 6.275 6 6 0 6.30956 1-2 12.25 1 0 1 12.2744 3 IV 12.25 5 0 5 12.5012 4 12.25 6 0 6 12.54166 Bĩ cáp | Lim) | R(m)| a(dé) | Tg(a) | Sin(a) | Cos(a) 1-2 24.5488 10 1 0.017 0.0174 | 0.9998 3 25.0024 | 7.5 5 0.0875 | 0.0872 | 0.9962 4 25.0833 | 7.5 6 0.1051 | 0.1045 | 0.9945 Toạ đơ các bĩ thép dự ứng lực tính đến đáy dầm: Bĩ cáp | Mặt cắtI | Mặt cắt II | Mặt cắtII | Mặt cắt IV 1-2 250 222 153 150 3 800 644 256 150 4 1100 908 430 300 - Toạ độ trọng tâm cốt thép dự ứng lực tại gối đối với thớ dưới: C — DY poi psi _ 220x2+800+1100+ ps0 » Ny si 4 =600 mm Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép dự ứng lực đến thớ trên dầm Ï: d„= H ~ C;„= 1350 - 600=750 mm

-Toa độ trọng tâm cốt thép dự ứng lực tại mặt cắt II-II đối với thớ dưới:

C pst ~~ _ LEY psi Myst _ 22224 6444908

» n psi

= 499 mm

Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép dự ứng lực đến thớ trên dầm Ï:

d„=H~ Csạ¡= 1350 — 499 = 851 mm

- Toa độ trọng tâm cốt thép dự ứng lực tại mặt cắt II-II đối với thớ dưới:

Trang 36

Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép dự ứng lực đến thớ trên đầm I: dpsitt = H- Cyst = 1350 — 248 = 1102 mm -Toa d6 trong tam cét thép dy ứng lực tại mặt cắt IV-IV đối với thớ dưới: DY psi psi _ 150x3 +300 C „uy — 2", = 187.5 mm Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép dự ứng lực đến thớ trên dam I: d„„y= H~ Cạ= 1350~— 187.5 = 1162.5 mm Toạ độ trọng tâm các bĩ thép dự ứng lực tại các mặt cắt: Mặt cắtI | Mặt cắt II | Mặt cắt II | Mặt cắt IV Cys 600 499 248 187.5 dps 750 851 1102 1162.5

VI Đặc trưng hình học của các mặt cắt dâm:

VI.1 Giai đoạn I: Đặc trưng hình học của mặt cắt chữ 1 cĩ lổ - Diện tích mặt cắt dầm cĩ lổ:

Ap; = Aj- AFo

Trong do:

A; - Diện tích của dầm đặc tại các mặt cắt AEo - Diện tích của các ống găng AFo= n.z.D2/4=4x3.14x0.0692/4=0.01495 m2 Mặt cắt Ai AF Ao; I 0.82750 | 0.01495 | 0.81255 II 0.55535 | 0.01495 | 0.5404 Ill 0.55535 | 0.01495 | 0.5404 IV 0.55535 | 0.01495 | 0.5404

- Momen tĩnh của tiết diện đối với đáy dầm:

Soi = Si - AF» Cosi

Trang 37

LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU XAY DUNG GVDH :THS VO VINH BAO Mặt cắt | Aoi Soi Vai I 0.81255 | 0.5408 | 0.66556 II 0.5404 | 0.35289 | 0.65302 III 0.5404 | 0.35664 | 0.65995 IV 0.5404 | 0.35754 | 0.66162 - Momen quán tính của tiết diện chữ 1 cĩ lổ: Ip; = Ti - AFo.( 9,- Cụ»)

li— Momen quan tinh cia dim đặc tại các mặt cắt

Matcét | i AF, Yai Cosi lọ; I 0.1275 | 0.01495 | 0.66556 0.6 0.12652 II 0.1167 | 0.01495 | 0.65302 | 0.499 | 0.114397 III 0.1167 | 0.01495 | 0.65995 | 0.248 0.11054 IV 0.1167 | 0.01495 | 0.66162 | 0.1875 | 0.10961 VI.2 Giai đoạn II: Đặc trưng hình học của mặt cắt chữ I khơng cĩ lổ - Diện tích mặt cắt dầm khơng cĩ lổ: Aii= Ai + nr.AFE+ Trong đĩ:

nr - Hệ số qui đổi của thép dự ứng lực sang bêtơng

Trang 38

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVDH :THS VÕ VĨNH BẢO Mặt cắt Nr Vai Cosi AFr Si 6.161 | 0.66556} 0.6 | 0.0048048 | 0.00194 II 6.161 | 0.65302 | 0.499 | 0.0048048 | 0.00456 II 6.161 | 0.65995 | 0.248 | 0.0048048 | 0.0122 IV 6.161 | 0.66162 | 0.1875 | 0.0048048 | 0.014 - Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm khơng cĩ lổ đến trục 0-0: dị — i Mat cat Aaj Si CỊ¡ Yai Vu 0.84215 | 0.00194 | 0.0023 | 0.66326 | 0.68674 II 0.57 | 0.00456 | 0.008 | 0.64502 | 0.70498 III 0.57 0.0122 | 0.0214 | 0.63855 | 0.71145 IV 0.57 0.014 | 0.02456 | 0.63706 | 0.71294 Trong do:

y), — khoảng cách từ trục I-I đến đáy dầm

Ya= Vai ~ Cis

Trang 39

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVDH :THS VÕ VĨNH BẢO L bí Y y2 y! y2 Y —¬— ¬—— Chiều dày của bản: h;= 200 mmm Bề rộng tính tốn của bản là b; = 2,1m

Diện tích mặt cắt dim liên hợp:

Adj = Agi + Np he be

Trong do:

nọ — Hé số qui đổi của thép dự ứng lực sang bêtơng

Modun đàn hồi của bêtơng làm dầm chủ:

Ec = 0,043.7" / f,' = 0,043 x 2400°° x v40 =31975.35MPa

Modun đàn hồi của bêtơng lầm bản mặt cầu:

E„ =0,043y!ˆ./f„ = 0,043x 240012 x 2/30 =27691.466MPa _ #„ _ 27691.466 _ = py, = Ho — 27691466 E„ 31975335 _ 9 gee, Mặt cắt Ai Ny he | be Aj I 0.84215 | 0.866 | 0.2 | 2.1 | 0.12059 II 0.57 0.866 | 0.2 | 2.1 | 0.9337 Ill 0.57 0.866 | 0.2 | 2.1 | 0.9337 IV 0.57 0.866 | 0.2 | 2.1 | 0.9337 - Momen tinh cia tiét dién d6i véi truc I-I: Đại =n,.b„.h„.(yụ + ty Mặt cắt Ny hs | be Vu Sai I 0.866 | 0.2] 2.1 | 0.68674] 0.2861 II 0.866 | 0.21 2.1 | 0.70498 | 0.29278 Il 0.866 | 0.21 2.1 | 0.71145 | 0.29514 IV 0.866 | 0.2} 2.1 | 0.71294 | 0.29568

- Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm khơng cĩ lổ đến trục 0-0:

Trang 40

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG GVDH :THS VÕ VĨNH BẢO 2 A,; Mat cat Adj Si Cy; Yai Vii I 1.2059 | 0.2861 | 0.23725 | 0.9005 | 0.44949 II 0.9337 | 0.29278 | 0.31357 | 0.95859 | 0.39141 II 0.9337 | 0.29514 | 0.31609 | 0.95464 | 0.39536 IV 0.9337 | 0.29568 | 0.31667 | 0.95373 | 0.39627 Trong đĩ: y?; — khoảng cách từ trục I-I đến đáy dầm Y4= Và † Cai

y„ - khoảng cách từ trục I-I đến mép trên của dầm

Vin = Vii > Cri-

- Momen quán tính của tiết diện chữ liên hợp:

Lia hit AncaPemy (Ch, b, +B, h(i + Tỷ Mặt cất hi Ai C2¡ Np be | De |yụ bị I 0.12846 0.84215 | 0.23725 | 0.866 | 2.1 | 0.2 | 0.44949 | 0.316 II 0.11899 0.57 0.31357 | 0.866 | 2.1 | 0.2 | 0.39141 | 0.2932 II 0.12298 0.57 0.31609 | 0.866 | 2.1 | 0.2 | 0.39536 | 0.2995 IV 0.12397 0.57 0.31667 | 0.866 | 2.1 | 0.2 | 0.39627 | 0.301 VII Tinh todn mat mát dự ứng suất: Tổng mất mát ứng suất: Afs=AfsrtAfsA+Af ps+Afsa+Af cn+Af R2 Trong đĩ:

Afpr — mat mát ứng suất do ma sát, MPa

Af,a — mất mát ứng suất do thiết bị neo, MPa Af,zs — mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi, MPa Af,sạ— mất mát ứng suất do co ngĩt, MPa

Af,cạ — mất mát ứng suất do từ biến của bêtơng, MPa

Định dạng
Số trang	66
Dung lượng	8,16 MB