Chi tiết đáp án của đề thi tham khảo kết cấu thép ĐHGTVT

Đáp án tham khảo cầu thép ĐHGTVT tham khảo , Đáp án tham khảo cầu BTCT ĐHGTVT tham khảo, tính toán nhà xưởng, tính toán kết cấu thép, tính toán kết cấu BTCT, thiết kế cầu nhịp giản đơn, đàm chữ i, dầm chữ T.....

PHẦN 1:GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ - Quy mô thiết kế: Cầu dầm Thép liên hợp BTCT - Quy trình thiết kế: 22TCN 272-05 - Tiết diện dầm chủ: Chữ T - Hoạt tải thiết kế: HL 93+ 3x10-3 MPa - Chiều dài nhịp: L = 15 m - Khổ cầu: W= + x m - Kết cấu nhịp giản đơn có chiều dài nhịp: Lnh = 15 m - Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối: a = 0,3 m - Chiều dài tính toán nhịp: Ltt = Lnh - 2.a Ltt = 14,4 m - Thép kết cấu loại A709 cấp 345 ;fy = 345 Mpa; fu = 450Mpa - Bản bê tông mặt cầu : f’c = 28Mpa ;Ec =25000 Mpa ; γc =24kN/m3 1.2.2 Quy mô mặt cắt ngang cầu - Các kích thước mặt cắt ngang cầu: + Bề rộng phần xe chạy : Bxe = m + Bề rộng lề : ble = 1m +Bề rộng vạch sơn : bsơn = 0.5m + Bề rộng chân lan can :blc = 0.9 m + Bề rộng toàn cầu: Bcau = Bxe + 2.ble + 2.blc Bcau = 8+1x2+0.9x2=11.8m + Số xe thiết kế: nl = - Chiều cao dầm chủ h= ( 1  )L 20 12 Chọn h=1000 mm - Khoảng cách dầm chủ là: S=2000 mm - Số dầm chủ thiết kế chọn sau : ndam = dầm - Chiều dài phần cánh hẫng : bh = 0.9m - Chiều dày lớp phủ : 11cm ;trọng lượng riêng lớp phủ γcs = 18kN/m3 PHẦN 2:THIẾT KẾ DẦM CHÍNH 2.1 Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ` Các kích thước Chiều cao bụng Chiều dày bụng Bề rộng cánh Chiều dày cánh Bề rộng cánh Chiều dầy cánh Chiều cao dầm thép Chiều cao toàn dầm chủ Kí hiệu Giá trị 960 16 300 20 500 20 1000 1250 Đơn vị mm mm mm mm mm mm mm mm 2.2.Bề rộng cánh hữu hiệu be: Bề rộng cánh hữu hiệu lấy giá trị nhỏ giá trị sau: + 1/4 chiều dài nhịp, Ltt/4 = 3600 mm + 12 lần độ dày cánh +1/2 bề rộng sườn dầm: 12.hf + 1 b f = 12.200+ 300 = 2550 mm 2 + Khoảng cách trung bình dầm kề nhau: S = 2000 mm => Vậy chọn be = 2000mm 2.3 Tính toán đặc trưng hình học mặt căt liên hợp dẻo 2.3.1 Đặc trưng hình học mặt căt không liên hợp vùng uốn dương Diện tích mặt cắt nguyên: Anc  bc tc  bt tt  Dw tw Mô men tĩnh mặt cắt với TTH qua đáy dầm: t t D Ssb  bc tc (h  c )  bt tt t  Dw tw ( w  tt ) 2 Khoảng cách từ TTH đến đáy dầm: ysb  Snc Anc Khoảng cách từ TTH đến mép dầm: yst  h  Ysb Mô men quán tính mặt cắt với TTH bc t c3 3 tc bt t t tt Dw tw D I0   bc tc ( yst  )   bt tt ( ysb  )   Dw tw ( ysb  w  tt ) 12 12 12 Đặc trưng hình học Anc Snc ysb yst Inc Giá trị 31360 13720000 437.5 562.5 49.108 Đơn vị mm2 mm3 Mm Mm mm4 Trọng lượng thân m dài dầm wDC = A.γc =0,03136.78,5=2.46176 kN/m 2.3.2 Đặc trưng hình học mặt căt liên hợp phạm vi ngắn (n=8) Cấu kiện A yi Ai.yi yi- ysb Ai.(yi –ysb)2 (mm2) (mm) (mm3) (mm) (mm4) Mặt cắt thép Bản bê tông ∑ 2000.200 31360 50000 81360 437.5 1150 1372.104 5750.104 7122E+4 -437.5 275 60025.105 378125.104 I0 (mm4) 49.108 166666666 978375.104 5066666666 Khoảng cách từ TTH đến đáy dầm mặt cắt liên hợp n  A y ysb-n = i 1 n i i  A 7122 E   875mm 81360 i i 1 Mô men quán tính mặt cắt với TTH mặt cắt liên hợp Ilh =∑Io +∑ Ai.(yi –ysb)2 =5066666666 +978375.104 =1,485.1010 (mm4) Mô men tĩnh mặt cắt với TTH qua đáy dầm mặt cắt liên hợp Ssb-n = I lh 1, 485.1010   16,972.106 (mm3 ) ysbn 875 2.3.3 Đặc trưng hình học mặt căt liên hợp lâu dài (3n=24) Cấu kiện A yi Ai.yi yi- ysb (mm ) (mm) (mm ) (mm) Mặt cắt thép 2000.200 24 Bản bê tông ∑ 31360 16667 437.5 1150 48027 1372.104 1917.104 -247.5 465 3289.104 Ai.(yi –ysb)2 (mm4) 1,921.109 3,6.109 5,525109 I0 (mm4) 49.108 55555555 4,955.109 Khoảng cách từ TTH đến đáy dầm mặt cắt liên hợp n  A y ysb-3n = i 1 n i i A i 1  3289.104  685mm 48027 i Mô men quán tính mặt cắt với TTH mặt cắt liên hợp Ilh =∑Io +∑ Ai.(yi –ysb)2 =4,955.109+5,525109 =1,048.1010(mm4) Mô men tĩnh mặt cắt với TTH qua đáy dầm mặt cắt liên hợp Ssb-n = I lh 1, 048.1010   15,3.106 (mm3 ) ysb n 685 2.4 Tính toán khả mô men dẻo Mp Ta định vị trí trục PNA Lực dẻo trọng tâm bêtông: = 0,85.28.103.2.0,2 = 9520 (kN) Lực dẻo xuất cốt thép trên: = 0,3.0,02.345.103 = 2070 (kN) Lực dẻo xuất cốt thép dưới: = 0,5.0,02.345.103 = 3450(kN) Lực dẻo xuất cốt thép bụng : Ta có : Pc +Pt +Pw =10819.2 kN > Ps = 9520 kN  Vậy TTH dẻo PNA qua cánh = 0,96.0,016.345.103 = 5299,2 (kN) Khoảng cách từ trục PNA đến mép cánh dầm tc  Pw  Pt  Ps  20  5299,  3450  9520    1    1  6.3mm < tc =20 mm  Pc 2070    200 ds =  50  20  6.3  136.3mm 960 dw =  20  6.3  493.7mm 20 dt =  960  20  6.3  983.7mm Y Mp   Pc Y  (tc  Y )2   Ps d s  Pw d w  Pd t t  2tc  2070 6,3  (20  6,3)  103  9520.0,1363  5299, 2.0, 4937  3450.0,9837  8311.45kN m 2.0,  2.4 Cấu tạo bê tông mặt cầu - Chiều dày bêtông - Chiều dài phần cánh hẫng - Chiều dài cánh hữu hiệu - Trọng lượng riêng bê tông mặt cầu - Trọng lượng dải bêtông mặt cầu: w mc  ts de be γcs = = = =  cs As L nh   cs t s be  24.0,2.2  9,6(kN / m) Lnh 200 mm 900 mm 2000mm 24kN/m3 2.5 Cấu tạo dầm ngang Với L = 15 m ta bố trí 4mặt cắt dầm ngang: + Tổng số lượng dầm ngang toàn cầu: nng = 20 dầm + Khoảng cách dầm ngang Ltt/3 = 4800 mm - Cấu tạo dầm ngang + Chiều dài dầm ngang Idn = 1958 mm + Chiều cao dầm ngang hdn = 700 mm + Bề rộng cánh dầm ngang bcdn = 300 mm + Chiều dày cánh dầm ngang tcdn = 30 mm + Chiều dày sườn dầm ngang tsdn = 30 mm + Chiều cao sườn dầm ngang hsdn = 640 mm - Diện tích mặt cắt dầm ngang An = hsdn tsdn+ tcdn bcdn = 37200 (mm2) - Trọng lượng dải dầm ngang 1m chiều dài dầm trong: ntr  A I P 20.78,5.0, 0372.1,958 wdn  dn  g c n n   1.9(kN / m) L 4.L 15.4 2.5 Cấu tạo sườn tăng cường + Chiều cao +Chiều rộng cánh +Chiều dày h=960mm => Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn: DCtc  w DC  w mc  w dn  2.14776+9,6+3,568 = 15,316 kN/m 2.6 Cấu tạo lớp phủ mặt cầu + Tổng chiều dày lớp phủ mặt cầu + Trọng lượng riêng trung bình lớp phủ mặt cầu: hmc = a = 0,11 m 18 kN/m3 - Trọng lượng dải lớp phủ mặt cầu: Ta coi lớp phủ mặt cầu có chiều dày không đổi mặt cắt ngang cầu: tr q mc   a h mc be Lnh  18x0.11x2  3.96kN / m Lnh => Tĩnh tải giai đoạn I dầm trong: tr DW tr  q mc = 3,96 kN/m PHẦN 3:MÔ MEN MẶT CẮT GIỮA NHỊP CỦA DẦM GIỮA Ở TTGHCĐ I 3.1.Tính toán nội lực tĩnh tải - Vẽ đường ảnh hưởng mặt cắt: 5.1 §AH m«men t¹i mÆt c¾t L/2 - Diện tích ĐAH mômen mặt cắt L/2 : M  x.(L  x) 7,2.(14,4  7,2)   25,92(m2 ) 2 - Mô men uốn tính toán tĩnh tải M ttt   1.DC tc   DWtc   M + DCtc , DWtr: Tĩnh tải giai đoạn I II tiêu chuẩn Hệ số tải trọng: + Tĩnh tải giai đoạn I: 1 = 1,25  = 1,5 + Tĩnh tải giai đoạn II: - Bảng tổng hợp nội lực dầm tĩnh tải: Nội lực M Diện tích ĐAH Tĩnh tải TC (kN.m) Đơn vị Nội lực tính toán (TTGHC1) M DCtc DWtr 1.DCtc  M  DWtc  M Tổng 25.92 15.316 3.96 496.239 153.96 650.2 kN.m 3.2 Tính nội lực xe tải thiết kế xe hai trục thiết kế - Công thức tính toán nội lực xe tải xe trục thiết kế: M Mhtt  (1  IM). h g h m. P.y i i + gh: Hệ số phân bố ngang hoạt tải, tải trọng tải trọng người + 1+IM: Hệ số xung kích hoạt tải.;1+IM = 1.25 +  h : Hệ số tải trọng hoạt tải.; γh =1.75 110kN 110kN 145kN 35kN 145kN 5.1 Xếp tải lên ĐAH mô men mặt cắt L/2 Các đại lượng Xe tải thiết kế x1 x2 x3 2.9 7.2 11.5 y1 y2 y3 1.45 3.6 1.45 Ví trí đặt tải Tung độ ĐAH Tải trọng trục Nội lực tải trọng trục P1tr P2tr P3tr P2td P1td 35 50.75 145 522 145 210.25 110 396 110 330 783 kN 726 kN  P.Y  Tổng i Xe trục thiết kế x4 x5 7.2 8.4 y4 y5 3.6 i - Bảng nội lực xe tải thiết kế xe hai trục thiết kế tác dụng lên dầm giữa: Nội lực tiêu chuẩn Mặt cắt Hệ số PBN gM M 0.65 3.4 Tổng hợp nội lực  P.Y i Truck 783 i (TTGHCĐ I) Tandem Truck Tandem 726 1113.33 1032.28 + TH1: Tĩnh tải + Xe tải thiết kế +tải trọng +đoàn Người + TH2: Tĩnh tải + Xe trục thiết kế +tải trọng +đoàn Người - Trạng thái giới hạn cường độ: + Trường hợp 1: Đơn vị kN.m tt tt tt tt Mtt  (MDC  MDW  Mtruck  Mlan  M ttNg ) + Trường hợp 2: tt tt tt tt tt Mtt  (MDC  MDW  M tan dem  M lan  M Ng ) - Bảng nội lực tác dụng lên dầm (Trạng thái giới hạn cường độ) Do tĩnh tải TC Do hoạt tải tiêu chuẩn Nội Tĩnh tải Tĩnh Tĩnh tải lực + xetải Xe tải Xe trục tải M2 496.239 153.96 1113.33 1032.28 Tĩnh tải + xe hai trục Nội lựcTC max Đơn vị 1763.529 1682.479 1763.529 kN.m ...PHẦN 2 :THI T KẾ DẦM CHÍNH 2.1 Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ` Các kích thước Chi u cao bụng Chi u dày bụng Bề rộng cánh Chi u dày cánh Bề rộng cánh Chi u dầy cánh Chi u cao dầm thép Chi u cao... 5299, 2.0, 4937  3450.0,9837  8311.45kN m 2.0,  2.4 Cấu tạo bê tông mặt cầu - Chi u dày bêtông - Chi u dài phần cánh hẫng - Chi u dài cánh hữu hiệu - Trọng lượng riêng bê tông mặt cầu - Trọng... ngang Idn = 1958 mm + Chi u cao dầm ngang hdn = 700 mm + Bề rộng cánh dầm ngang bcdn = 300 mm + Chi u dày cánh dầm ngang tcdn = 30 mm + Chi u dày sườn dầm ngang tsdn = 30 mm + Chi u cao sườn dầm