THiết kế Kết cấu bê tông cốt thép L =18m theo 22TCN27205

Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép N MễN HC KT CU Bấ TễNG CT THẫP Ging viờn hng dn : Sinh viờn : Lp : BI: Thit k mt dm cho cu dng ụ tụ nhp gin n,bng BTCT,thi cụng bng phng phỏp ỳc riờng tng dm ti cụng trng v ti trng cho trc I.S LIU GI NH Chiu di nhp: Hot ti Khong cỏch tim hai dm B rng ch to cỏnh Tnh ti mt cu ri u(DW) H s phõn b ngang tớnh cho mụmen H s phõn b ngang tớnh cho lc ct H s phõn b ngang tớnh cho vừng H s cp ng vừng cho phộp ca hot ti Vt liu(ct thộp theo ASTM 615M): :l=18(m) :HL-93 :230cm :bf = 170cm 4,5 KN/m mgM =0,5 mgQ =0,7 mg =0,5 k=0,5 1/800 Ct thộp chu lc: fy =420 MPa Ct ai: fy =420 Mpa Bờ tụng fc =30MPa Quy trỡnh thit k cu 22TCN-272-2005 II YấU CU V NI DUNG A-TNH TON: Chn mt ct ngang dm Tớnh mụmen,lc ct ln nht ti gõy V biu bao mômen,lc ct ti gõy Tớnh,b trớ ct thộp dc ch ti mt ct gia nhp Tinh,b trớ ct thộp a Tớnh toỏn kim soỏt nt Tớnh vừng hot ti gõy Xỏc inh v trớ ct thộp,v biu bao vt liu B-BN V: Th hin trờn gip A1 10 V mt chớnh dm,v cỏc mt ct i din 11 V biu bao vt liu 12 Búc tỏch ct thộp,thng kờ vt liu Sv : -1- Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép BàI LàM 1.XC NH S B KCH THC MT CT DM 1.1 Chiu cao dm h Chiu cao dm h c chn theo iu kin cng v iu kin vừng,thụng thng i vi dm BTCT chiu cao ó tha iu kin cng thỡ cng ó t yờu cu v vừng Chiu cao dm c chn khụng thay i trờn sut chiu di ca nhp,chn theo cụng thc kinh nghim: 1 h =( ữ )l 10 20 h =(0,9ữ1,8)m Chiu cao nh nht theo quy nh ca quy trỡnh: hmin =0,07ì18=1.26(m) Trên sở chn chiu cao dm h=130(cm) Mt ct ngang dm: 100 180 1700 100 1300 200 190 65 65 330 1.2 B rng sn dm bw Ti mt ct trờn gi ca dm,chiu rng ca sn dm c nh theo tớnh toỏn v ng sut kộo ch Chiu rng bw ny c chn ch yu theo yờu cu thi cụng cho d BT vi cht lng tt Theo yờu cu ú,ta chon chiu rng sn bw= 20 (cm) 1.3 Chiu dy bn cỏnh hf Sv : -2- Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Chiu dy bn cỏnh chn ph thuc vo iu kin chu lc ca v trớ xe v s tham gia chu lc tng th vi cỏc b phn khỏc Theo kinh nghim hf= 18 (cm) 1.4 Chiều rộng cánh b Theo điều kiện đề cho: b=170(cm) 1.5 Chn kớch thc bu dầm bl,hl: hl= 19 (cm) bl= 33 (cm) 1.6 Tớnh s b trng lng bn thõn ca dm trờn 1(m) di: Din tớch mt ct dm A=1,7ì0,18+0,1ì0,1+0,065ì0,065+(1,3-0,18-0,19)ì0,2+0,19ì0,33=0,568925 (m2) Wdc=Aì=0,568925ì25= 14,223 (KN/m) Trong ú =25KN/m3: trng lng riờng bờ tụng Xỏc nh b rng cỏnh tớnh toỏn: B rng cỏnh tớnh toỏn i vi dm bờn khụng ly tr s nh nht ba tr s sau: 18 L= =4,5(m) vi L l chiu di nhp hu hiu 4 - Khong cỏch tim gia dm: 200 (cm) - 12 ln b dy cỏnh v b rng sn dm: 12hf+bw=12ì19+20= 236 (cm) - V b rng cỏnh tớnh toỏn cng khụng c ln hn b rng cỏnh ch to bf= 170 (cm) Vy b rng cỏnh hu hiu l b= 170 (cm) Quy i tit din tớnh toỏn: - Din tớch tam giỏc ti ch vỏt bn cỏnh: 10 S1=10ì =50(cm) - Chiu dy cỏnh quy i: S1 ì 50 h 1qd =hf+ =18+ = 18,667 (cm)= 186,67 (mm) b bw 170 20 - Din tớch tam giỏc ti ch vỏt bu dm: 6,5 S2 =6,5ì =21.125(cm2) - Chiu cao bu dm mi: 2S 2 ì 21.125 h 1qd =h1+ =19+ =22,25(cm)=222,5 (mm) b1 bw 33 20 Sv : -3- Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Mt ct ngang tớnh toỏn 186.67 1700 TTH 222.5 yt 1300 200 330 2.TNH TON DIN TCH B TR CT THẫP TI MT CT GIA DM Tớnh mômen tớnh toỏn ng vi trng thỏi gii hn cng ,tớnh ti mt ct gia nhp: M= {(1,25 ì wdc +1,5 ì wdw ) + mg M [ 1, 75 ì LLL + 1, 75 ì k ì LLM ì (1 + IM ) ]} ì M Trong ú: LLL : Ti trng ln ri u (9,3KN/m) tan dem LLM = 22,81 : Hot ti tng ng ca xe hai trc thit k ng vi ..h M ti mt ct t gia nhp (KN/m) truck LLM = 26,56 : Hot ti tng ng ca xe ti thit k ng vi ..h M ti mt ct gia nhp(KN/m) mg M = 0,5 : H s phõn b ngang tớnh cho mụmen (ó tớnh cho c h s ln xe m) wdc = 14,224 : Trng lng dm trờn mt n v chiu di (KN/m) wdw = 4,5 : Trng lng cỏc lp mt cu v cỏc tin ớch cụng cng trờn mt n v chiu di ( tớnh cho mt dm,(KN/m)) (1+IM) =1,25 : H s xung kớch Sv : -4- Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép M = 40,5 k=0,5 : Din tớch ng nh hng M (m2) : H s ca HL-93 Thay s: M=0,95ì{(1,25ì14,224+1,5ì4,5)+0,5[1,75ì9,3+1,75ì0,5ì26,56ì(1+0,25)]}ì40,5 = 1843,0 (KNm) Gi s chiu cao hu hiu ca dm: d=(0,8ữ0,9)h chn d=0,9ìh=0,9 ì 130=117 (cm) Gi s trc trung hũa i qua dm: Mn=0,85ìaìbwìf 'c (d-a/2)+0,85ìl(b-bw)ìhfìf 'c (d-hf/2) Mu=Mn Trong ú: Mn:Mụmen khỏng danh nh Mu= 1843,0 (KNm) :H s khỏng(vi dm chu kộo un ly:=0,9 As:Din tớch ct thộp chu kộo fy=420Mpa:Gii hn chy ca ct thộp dc ch ' f c = 30 Mpa:Cng chu nộn ca bê tông tui 28 ngy :H s quy i chiu cao vựng nộn ' Theo iu kin u bi f c =30MPa nờn ta cú: 30 28 l=0,85-0,05 ì =0,836 hf =0,18667 (m):chiu dy bn cỏnh sau quy i a=lc:Chiu cao ng sut ch nht tng ng Mu Mf Ta cú: a=d ' 0,85 ì f c ì bw ì d ' Vi Mf=0,85ìl(b-bw)ìhfìf c (d-hf/2) Thay cỏc s liu vo ta cú: Mf =0,85ì0,836ì (1,7 - 0,2) ì0,18667ì30ì103ì (1,17- 0,18667/2)= 6426,77 (KNm) M u 1843, = = 2047,77 (KNm)0,03ì c ì100%=0,03ì 30 100%=0,214%(tha món) fy 420 3.XC NH NI LC Sv : -7- Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Tớnh toỏn mômen v lc ct ti v trớ bt kỡ V .a.h ca mômen v lc ct +chiu di nhp:l=18(m) +chia dm thnh 10 on ng vi cỏc mt ct t n 10,mi on di 1,8(m) ng nh hng mômen ti cỏc tit din: 10 éah M1 1,62 éah M2 2,88 éah M3 3,78 éah M4 4,32 éah M5 4,5 Cỏc cụng thc tớnh toỏn giỏ tr mụmen,lc ct ti mt ct th i theo trng thỏi gii hn cng : Mi= { (1,25 ì wdc + 1,5 ì wdw ) + mg M [1,75 ì LLl + 1,75 ì k ì LLM (1 + IM )]} ì wM Qi= {(1,25 ì wdc + 1,5 ì wdw ) ì wQ + mg Q [1,75 ì LLl + 1,75 ì k ì LLQ ì (1 + IM )]} ì w1Q Cỏc cụng thc tớnh toỏn giỏ tr mụmen lc ct ti mt ct th i theo trng thỏi gii hn s dng: Mi=1ì { ( wdc + wdw ) + mg M [ LLl + LLM ì k (1 + IM )]} wM Qi=1ì {( wdc + wdw ) ì wQ + mg Q [ LLl + LLQ ì k (1 + IM )]} w1Q Trong ú: w dw ;wdc :tnh ti ri u v trng lng bn thõn ca dm(KNm) Sv : -8- Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép w M :din tớch đờng ảnh hởng mụmen ti mt ct th i wQ :tng i s din tớch đờng ảnh hởng lc ct w lQ :din tớch phn ln hn trờn đờng ảnh hởng lc ct LLM:hot ti tng ng vi đờng ảnh hởng mụmen lc ct ti mt ct th i LLQ:hot ti tng ng vi đờng ảnh hởng lc ct ti mt ct th i mgM;mgQ:h s phõn b ngang tớnh cho mụmen lc ct LLL=9,3KN/m:ti trng ln ri u (l+IM):h s xung kớch,ly 1,25 :h s iu chnh ti trng xỏc nh bng cụng thc: =dìRìl0,95 Vi ng quc l v trng thỏi gii hn cng I:d=0,95;R=1,05; l=0,95.Vi trng thỏi gii hn s dng =1 Bng giỏ tr mụmen: xi (m) wMi (m ) LLtruck Mi ( kN / m) dem LLtan (kN / m) Mi M icd (kNm) M isd (kNm) 1,80 3,60 5,40 7,20 9,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 14,58 25,92 34,02 38,88 40,5 29,64 28,88 28,112 27,336 26,56 23,552 23,414 23,25 23,03 22,81 686,80 1210,80 1575,60 1785,00 1843,00 484,10 854,50 1113,40 1262,90 1305,80 Ta v biu bao mômen cho dm trng thỏi gii hn cng độ: 686.80 1210.80 1575.60 1785.00 1843.00 1785.00 1575.60 1210.80 686.80 Biểu đồ bao M (KNm) Đờng ảnh hởng lực cắt tiết diện: Sv : -9- Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép 10 Đ ah Q0 0,9 Đ ah Q1 0,1 0,8 Đ ah Q2 0,2 0,7 Đ ah Q3 0,3 0,6 Đ ah Q4 0,4 0,5 Đ ah Q5 0,5 Sv : - 10 - Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Bảng giá trị lực cắt: xi ( m) li (m) 0,00 1,80 3,60 5,40 7,20 9,00 18 16,2 14,4 12,6 10,8 9,0 wQ1 (m ) wQ (m ) LLtruck Mi ( kN / m) 9,00 7,29 5,76 4,41 3,24 2,25 9,00 7,20 5,40 3,60 1,80 0,00 dem LLtan (kN / m) Qicd (KN ) Mi 30,400 33,100 36,242 39,968 44,350 49,400 23,630 26,186 29,744 33,300 38,528 45,630 512,20 427,00 343,70 262,30 182,70 105,20 Qisd (KN ) 351,90 291,90 233,00 175,30 118,70 63,30 Biểu đồ bao lực cắt trạng thái giới hạn cờng độ: 427.00 512.20 343.70 262.30 182.70 105.20 105.20 182.70 262.30 343.70 512.20 427.00 Biu lc ct Q (KN) 4.Vẽ biểu đồ bao vật liệu: Tớnh toỏn mụmen khỏng tớnh toỏn ca dm b ct hoc un ct thộp: Kt qu tớnh toỏn c th hin bng sau: S ln ct S cũn li Din tớch As cũn li(mm2) dl (mm) d (mm) a(mm) V trớ trc trung hũa Mr(KNm) 12 10 4644 3870 3096 2322 105 92 88,75 83,33 1195 1208 1211,25 1216,67 44,99 37,49 30,00 22,50 Qua cánh Qua cánh Qua cánh Qua cánh 2058,10 1739,50 1400,20 1058,20 Sv : - 11 - Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Hiu chnh biu bao mụmen Do iu kin v lng ct thộp ti thiểu:Mr min{1,2Mcr;1,33Mu} nờn Mu0,9Mcr thỡ iu kin lng cụt thộp ti thiu l Mr 1,33Mu.iu ny cú ngha l kh nng chu lc ca dm phi bao ngoi ng Mu Mu0,9Mcr Xỏc nh mụmen nt: I M cr = f r g yt Vị trí trục trung hoà: yt = 89, 66 cm Mô men quán tính tiết diện nguyên: I g = 812 005,54 cm Vy: M cr = 377,663 kNm - Tỡm v trớ m Mu = 1,2Mcr v Mu = 0,9Mcr tỡm c cỏc v trớ ny ta xỏc nh khoảng cách x1 , x2 cách ni suy tung ca biu mômen ban u: M u = 0,9 M cr = 339,89(kN m) x1 = 890, 78(mm) M u = 1, 2M cr = 453,19(kN m) x2 = 1187, 71(mm) -Ti on M u 1, 2M cr ta gi nguyờn biu M u -Trong đoạn 0,9M cr M u 1, M cr vẽ đờng nm ngang vi giỏ tr 1,2 M cr ' -Ti on M u 0,9M cr v ng M u = M u 0,9Mcr=339.89 kNm X1= 890.78 X 2= 1187.71 Mu' = 1,2Mcr= 453.19 kNm Mu Mu Biểu đồ mômen sau hiệu chỉnh Sv : - 12 - Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Xỏc nh im ct lý thuyt: im ct lý thuyt m ti ú theo yờu cu v un khụng cn ct thộp di hn. xỏc nh im ct lý thuyt ta ch cn v biu mômen tớnh toỏn Mu v xỏc nh im giao biu Mn Xỏc nh im ct thc t: T im ct lý thuyt ny cn kộo di v phớa mômen on l ll.chiu di ll ly bng tr s ln nht cỏc tr s sau: -chiu cao hu hiu ca tit din:d=1195 (mm) -15 ln ng kớnh danh nh:15 ì 22=330(mm) -1/20 ln nhp:1/20x18000=900(mm) =>chn ll=1200 (mm) ng thi chiu di ny cng khụng nh hn chiu di phỏt triển lc ld.Chiu di ld gi l chiu di khai trin hay chiu di phỏt trin lc ú l on m ct thộp dớnh bỏm vi bê tông nú t c cng nh tớnh toỏn Chiu di khai trin ld ca kộo c ly nh sau: Chiu di trin khai ct thộp kộo ld,phi khụng c nh hn tớch s chiu di trin khai ct thộp kộo c bn ldb c quy nh õy,nhõn vi cỏc h s iu chnh hoc h s nh c quy nh ca quy trỡnh.Chiu di trin khai ct thộp kộo khụng c nh hn 300mm Chiu di trin khai ct thộp c bn ldb(mm) c s dng vi ct thộp dc s dng bi l thộp s 22 ldb= 0,02 Ab f y f ' c = 0, 02 ì 387 ì 420 =593,51(mm) 30 ng thi ldb0,06ì db ìfy=0,06ì22,2ì420=559,44(mm) Trong ú: Ab =387:din tớch s 22(mm2) fy =420MPa:cng chy c quy nh ca cỏc ct thộp ' f c =30 MPa:cng chu nộn quy nh ca bê tông tui 28 ngy db =22,2 mm:ng kớnh thanh(mm) H s iu chnh lm tng ld:1,4 Act 42, 42 H s iu chnh lm gim ld: = =0,913 Att 46, 44 ld=593,51ì1,4ì0,913=758,62 (mm) Chn ld= 760 (mm) Vi: Act=42,42 (cm2): Din tớch cn thit theo tớnh toỏn Att= 46,44 (cm2) :Din tớch thc t b trớ Ct thộp chu kộo cú th kộo di bng cỏch un cong qua thõn dm v kt thỳc vựng bê tông chu nộn vi chiu di trin khai ld ti mt ct thit k cú the kộo di liờn tc lờn mt i din cốt thộp Sv : - 13 - Gv : Sv : 250 240 50 1300 X1= D D - 14 l1= 1200 C ld= 760 B 1187,71 [1210.80] 2274,34 9000 [1575.60] [1785.00] 3391,12 A X2= 890,78 [686,80] 1458,74 [2058.10] [1739.50] [1400.20] [1058.20] Mr (kN.m) [1843.00] Mu (kN.m) 200 136,165 130 40 0.9Mcr = 339.89 kNm 1.2Mcr = 453.19 kNm 2125,8 280 50 80 198,9 199,91 200,09 t im gố i biểu đồ ba o v ật l iệu Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép A Mu B Đ iểm cắ t lý thuyết Đ iểm cắ t thực tế C M'u=34 Mu 50 Gv : Sv : 250 240 50 1300 X1= D D - 15 l1= 1200 C ld= 760 B 1187,71 [1210.80] 2274,34 9000 [1575.60] [1785.00] 3391,12 A X2= 890,78 [686,80] 1458,74 [2058.10] [1739.50] [1400.20] [1058.20] Mr (kN.m) [1843.00] Mu (kN.m) 200 136,165 130 40 0.9Mcr = 339.89 kNm 1.2Mcr = 453.19 kNm 2125,8 280 50 80 198,9 199,91 200,09 t im gố i biểu đồ ba o v ật l iệu Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép A Mu B Đ iểm cắ t lý thuyết Đ iểm cắ t thực tế C M'u=34 Mu 50 Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép 5.TNH TON CHNG CT Biu thc kim toỏn Vn > Vu Vn :sc khỏng danh nh,c ly bng giỏ tr nh hn ca Vn=Vc+Vs (N) ' Hoc Vn=0,25f c bvdv (N) Vc=0,083 f c' dvbv (N) Av f v d v (cot g + cot g ) sin (N) s Trong ú: Chiu cao chu ct hu hiu dv,xỏc nh bng khong cỏch cỏnh tay ũn ca ni ngu lc Trng hp tớnh theo tit din ch nht ct thộp n thỡ a dv =d ng thi dv= max{0,9d;0,72h} a Vy dv=max{0,9d;0,72h;d } 0,9d=0,9ì1195 = 1075,5 (mm) 0,72h=0,72ì1300=936(mm) a 44,99 d =1195 = 1172,51 (mm) 2 +bv:b rng bn bng hu hiu,ly bng bn bng nh nht chiu cao dv,vy bv=bw=20(cm) T trờn ta thy dv= 1172,51 (mm) +s(mm):bc ct thộp +:H s ch kh nng ca BT b nt chộo truyn lc kộo + :gúc nghiờng ca ng sut nộn chộo + , c xỏc nh bng cỏch tra th v tra bng +:gúc nghiờng ca ct thộp ngang vi trc dc,b trớ ct thộp vuụng vi trc dm nờn =90 +H s sc khỏng ct,vi bê tông thng =0,9 Av:din tớch ct thộp b ct c ly s(mm) Vs:Kh nng chu lc ct ca bê tông (N) Vu:Lc ct tớnh toỏn(N) Vs= Kim tra iu kin chu lc ct theo kh nng chu lc ca bê tông vựng nộn: +Xột mt ct cỏch gi mt khong dv= 1172,51 mm.Xỏc nh ni lc trờn ng bao bng phng phỏp ni suy Vu= 456,74 (KN) Mu= 447,4 (KNm) ' Vn=(0,25f c bvdv)=0,9ì0,25ì30ì200ì1172,51= 1582,89ì103 N= 1582,89 (KN) Vu = 456,74 (KN) t Sv : - 16 - Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Tớnh gúc v h s : +Tớnh toỏn ng sut ct Vu 456, 74 ì103 V= = = 2,164 (N/mm2) ì d v ì bv 0,9 ì 1172,51ì 200 v 2,164 +Tớnh t s ng sut ' = =0,0721< 0,25 fc 30 +Gi s tr s gúc =45 tớnh bin dng ct thộp chu kộo theo cụng thc Mu + 0,5 ì Vu ì cot g dv E s ì As x= dv= 1172,51 (mm) Es=2.105N/mm2 As=2322 mm2 (khi kộo v gi ct cũn li thanh) Thay số vào ta đợc: x=1,313ì 10 Tra bng ta c = 38,58 o.Tớnh li x= 1,44 ì 10 Tip tc tra bng ta c = 39,62 o.Tớnh li x= 1,42ì 10 Tip tc tra bng ta c = 39,457 o.Tớnh li x=1,419ì 10 Giỏ tr ca , x hi t Vy ta ly = 39,457 o Tra bng ta c = 1,948 Kh nng chu lc ct ca BT f c' ìdvìbv=0,083ì1,948ì 30 ì200ì1172,51 =207,67ì103(N) Yờu cu v kh nng chu lc ct cn thit ca cụt thộp: 456, 74 ì103 207, 67 ì103 =299,818ì103(N) Vs=Vn-Vc= 0,9 Khong cỏch b trớ ct thộp ln nht: Av ì f y ì d v ì cot g Smax= Vs fy= 420 MPa:gii hn chy quy nh vi cụt thộp = 39,457 o:gúc nghiờng vi ng sut nộn chộo dv= 1172,51 (mm) Vs= 299,818ì103(N) Av:din tớch ct thộp ai(mm2) Chn cụt thộp l s 10,ng kớnh danh nh d=9,5mm,din tớch mt ct ngang ct thộp l: Av=2ì71=142(mm2) 142 ì 420 ì 1172,51ì cot g 39,457 o Vy ta tớnh c: Smax= = 283,37 (mm) 299,818 ì 103 Vc=0,083ì Ta chn khong cỏch b trớ cụt s= 28 (cm) Sv : - 17 - Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Kim tra lng ct thộp ti thiu: bv s 200 ì 280 Av0,083 f c' =0,083 30 = 60,61 (mm2 ) fy 420 M Av=142mm2 > A v = 60,61 (mm2) Tha Kim tra khong cỏch ti a ca cụt thộp Ta cú: ' 0,1f c ìdvìbv=0,1ì30ì1172,51ì200=703,5ì103(N)>Vu= 456,74 ì103(N) Nờn ta kim tra theo cỏc iu kin sau: s0,8dv s= 280(mm)0,8dv=0,8ì1172,51= 938,0 (mm)=>Tha s600(mm)=>Tha Kim tra iu kin m bo cho ct thộp dc khụng b chy di tỏc dng t hp mômen,lc dc trc v lc ct: Kh nng chu lc ct ca ct thộp ai: Av ì f y ì cot g 142 ì 420 ì 1172,51ì cot g (39, 457 o ) Vs= = = 303,43ì103 (N) s 280 Asfy= 2322ì 420=975,24 ì 10 (N) M u Vu 447, ì105 456, 74 ì103 0,5 ì 303, 43 ì103 ữ ì cotg(39,457 o) + 0,5Vs cotg = + d v 0,9 1172,51ì 0,9 = 474,64ì10 (N) M u Vu Asfy > + 0,5Vs ì cotg =>Đt d v 6.Kiểm soát nứt Sv : - 18 - Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Tại mặt cắt tuỳ vào giá trị nội lực bê tông bị nứt hay không Vì để tính toán kiểm soát nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không Để tính toán xem mặt cắt có bị nứt hay không ngời ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính tính ứng suất kéo f c bê tông Diện tích mặt cắt ngang: 186.67 1700 TTH 222.5 yt 1300 200 330 Ag =18,667ì170+(130-18,667-22,25) ì20+22,25ì33= 5689,3 (cm ) Xác định vị trí trục trung hoà: 18, 667 ì 170 ì120, 6665 + 89, 083 ì 20 ì 66, 7915 + 22, 25 ì 33 ì11,125 yt = = 89, 66 cm 5689,3 Mô men quán tính tiết diện nguyên: 170 ì18, 6673 +170ì18,667ì (120,6665-89,66 ) +20ì89,083ì (66,7915-89,66 Ig = 12 ) + 20 ì 89, 0833 33 ì 22, 253 + + 32 ì 22, 25 ì (11,125 89, 66) = 812 005,54 (cm ) 12 12 Tính ứng suất kéo bê tông : Sv : - 19 - Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Ma 1305,8 ì103 fc = yt = ì 89, 66 ì102 = 11,932 MPa Ig 9812005,54 ì10 Cờng độ chịu kéo uốn bê tông : f r = 0, 63 f c ' = 0, 63 30 = 3, 451( MPa) f c > 0,8 f r Vậy mặt cắt bị nứt Xác định ứng khả chịu kéo lớn cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng Z f sa = ;0, f y 1/3 (d ì A) +Trong đó: d c : chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo cùngcho đến tâm gần nhất, theo bố trí cốt thép dọc ta có d c =40 mm +A : Diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thep chủ chịu kéo đợc bao mặt cắt ngang đờng thẳng song song với trục trung hoà chia số lựơng Để tìm A ta giả sử đờng giới hạn miền A sờn dầm Trọng tâm miền A tính nh sau: yA = 19 ì 33 ì 19 / + (33 ì 6,5) ì 6,5 ì (19 + 6,5 / 2) + 2(0,5 ì 6,5 ì (19 + 6,5 / 3)) + 20 ì ì (19 + / + 6,5) 33 ì 19 + 6,52 + (33 ì 6,5) ì 6,5 + 20 ì y A = y = 10,5cm Giải phơng trình bậc hai ta tìm đợc = 5,52(cm) Khi phần bê tông bọc cốt thép cần tìm là: dt A = 33 ì 19 + 6,52 + (33 ì 6,5) ì 6,5 + 20 ì = 688,85cm dt A= A = 5740, 42mm 12 65 190 330 Sv : 105 60 190 105 dt A= 688.85 m 330 - 20 - Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Z : thông số bề rộng vết nứt sét điều kiện bình thờng Z= 30000(N/mm) Z 30000 = = 489,91N / mm = 489,91MPa 1/3 1/3 (d c A) (40 ì 5740, 42) 0, f y = 0, ì 420 = 252 MPa => f sa = 252 MPa Tính toán ứng suất sử dụng cốt thép: -Tính diện tích tơng đơng tiết diện bị nứt: E s = 2.10 ( MPa) Ec = 0, 043 yc1,5 f 'c = 0, 043 ì 26001,5 30 = 31224, 04( MPa) n= ì 105 = 6, Chọn n =6 31224, 04 Xác định vị trí trục trung hòa dựa vào phơng trình mômen tĩnh với trục trung hòa không: h h y S = h f (b bw )( h y f ) + bw (h y ) nAs ( y d1 ) 2 Thay số vào ta đợc: S= 18,667ì (170-20) ì (130- yGiải ta đợc y= 111,77 (cm) 18, 667 (130 y ) ì 46, 44 ì (y 10,5 )=0 ) +20ì 2 Ma (y-d ) I cr Tính mômen quán tính tiết diện nứt: 170 ì 18, 6673 I cr = 12 Tính ứng suất cốt thép f s =n 20 ì ( 130 111, 77 18, 667 ) 18, 667 20 ì ( 130 111, 77 18, 667 ) +170 ì 18, 667 ì 130 111, 77 + ữ + 12 +6 ì 46, 44 ì ( 111, 77 10,5 ) = 320, 094 ì10 ( cm ) ì1305,8 ì 106 ì (1117, 105) = 247,87( MPa) 320, 094 ì 108 f s =247,87 (Mpa) < f sa = 252(Mpa) Đạt fs= Sv : - 21 - Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép VII.TNH TON VếNG DO HOT TI GY RA: Xỏc nh v trớ bt li nht ca xe ti thit k: Để tìm vị trí bất lợi ta cần xét nửa nhịp 0 Vy c trc nhp vừng xe ti thit k gõy xỏc nh theo cụng thc: x= P1.(3L2 x x ) P1 (3L2 ( L x 4,3) 4( L x 4,3) ) P2 (3L2 ( L x 8,6) 4( L x 8,6) ) y= + + 48 EI 48 EI 48EI Trong đó: P1 = 0,145 MN P2 = 0,35 MN L - x 4,3 = 7,475 m L - x - 8,6 = 3,175 m E = Ec =30165,29(MPa) Môđun đàn hồi bêtông Xỏc nh mụmen quỏn tớnh hu hiu I I = min{Ig ; Ie} Sv : - 22 - Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Ig= 981,2005 ì104 (cm4 ) : Mụmen quỏn tớnh tit din nguyờn Mcr: Mụmen nt (N.mm) I M cr = f r g = 377, 663(kNm) yt M 377, 663 cr ữ = = 0, 024193 1305,8 ữ M a Ie:Mụmen quán tớnh hu hiu i vi cỏc cu kin ó nt M M cr cr Ie = ữ Ig + 1- ữ Icr M M a a Ie =0.024193 ì 981, 2005 ì 10 + [ 1-0.024193] ì 320, 094 ì 104 =336,088 ì 10 (cm ) => I=I e =336,088 ì 10 (cm )=3,361 ì 10 (m ) 4 Vậy thay số đ vừng y = 51,30 ì10 m Tớnh toỏn vừng ti gia nhp dm gin n hot ti gõy ra: vừng ta va tớnh trờn cha tớnh đến h s phõn b ngang v h s xung kớch.Bõy gi ta phi xột n cỏc h s ny Kt qu tớnh toỏn vừng ch mt mỡnh xe ti thit k: f1 = k.mg.(1+IM).y = 0,5 ì 0,5 ì 1, 25 ì 51,3 = 16, 03 (mm) vừng ti trng ln: ( ) 0.5 ì 9.3 ì103 ì 184 5qL4 yL = = = 6, 05 ì 103 (m) 384.Ec I 384 ì 31224, 04 ì 3,361ì10 vừng 25% xe ti thit k cựng vi ti trng ln thit k: f2 = 0.25mg(1+IM)y+yL = 0.25f1+yL = 0.25x16,03+6,05= 10,06 (mm) fmax = max{f1 ; f2} = 16,03(mm) f fmax < L ì l Sv : = 18000 ì 800 = 22,5(mm) t - 23 - Gv : ... gố i biểu đồ ba o v ật l iệu Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép A Mu B Đ iểm cắ t l thuyết Đ iểm cắ t thực tế C M'u=34 Mu 50 Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép 5.TNH TON CHNG CT... nguyên bê tông T l hm lng ct thộp : f' =0,816%>0,03ì c ì100%=0,03ì 30 100%=0,214%(tha món) fy 420 3.XC NH NI LC Sv : -7- Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép Tớnh toỏn mômen v lc ct ti... wdc + wdw ) ì wQ + mg Q [ LLl + LLQ ì k (1 + IM )]} w1Q Trong ú: w dw ;wdc :tnh ti ri u v trng lng bn thõn ca dm(KNm) Sv : -8- Gv : Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép w M :din tớch đờng ảnh