THiết kế Kết cấu bê tông cốt thép L =19m theo 22TCN27205

Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI -TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢICƠ SỞ III …………….000…………… ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên : Lớp : Khi in mầu đen in rõ ĐỀ BÀI: Thiết kế dầm cho cầu đường ôtô nhịp giản đơn, BTCT, thi công phương pháp đúc riêng dầm công trường tải trọng cho trước I-SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH Chiều dài nhịp :L= 19(m) Hoạt tải :HL – 93 Khoảng cách tim hai dầm : 230(m) Bề rộng chế tạo cánh Tĩnh tải mặt cầu dải đều(DW) Hệ số phân bố ngang tính cho mômen Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng Hệ số cấp đường Độ võng cho phép hoạt tải Khối lượng riêng bê tong Vật liệu(cốt thép theo ASTM) : bf= 180(cm) :4(kN/m) :mgM=0.7 :mgQ= 0.6 : mg= 0.65 :k=0.5 : 1/800 γc=24(kN/m3) :Cốt thép chịu lực ƒy=520 MPa : Cốt đai ƒy= 280MPa : Bêtông ƒc’=30MPa Quy trình thiết kế cầu 22TCN-272-2005 II-YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG: A-TÍNH TOÁN: SV: GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Chọn mặt cắt ngang dầm Tính mômen, lực cắt lớn tải trọng gây 3.Vẽ biểu đồ bao mômen, lực cắt tải trọng gây Tính bố trí cốt thép dọc chủ mặt cắt nhịp Tính bố trí cốt thép đai Tính toán kiểm toán nứt Tính độ võng hoạt tải gây Xác định vị trí cắt cốt thép, vẽ biểu đồ bao vật liệu Thuyết minh đánh máy giấy A4 B-BẢN VẼ: Thể khổ giấy A1 Vẽ mặt cắt dầm, vẽ mặt cắt đại diện, chi tiết neo, nối, uốn cốt thép Vẽ biểu đồ bao vật liệu Bóc tách cốt thép, thống kê vật liệu ghi cần thiết khác SV: GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép I-XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM: 1.1 Chiều cao dầm h: -Chiều cao dầm h chọn theo điều kiện cường độ điều kiện độ võng, thông thường với dầm BTCT chiều cao thỏa mãn điều kiện cường độ đạt yêu cầu độ võng - Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp,chọn theo công thức kinh nghiệm: h= L h=0.95(m) ÷ 1.9(m) -Chiều cao nhỏ theo quy định quy trình: hmin =0,07 × L= 0,07 × 19= 1.33 (m) -Trên sở ta chọn chiều cao dầm h =150 (cm) Mặt cắt ngang dầm bw đâu 100 180 1800 1500 100 190 65 65 330 SV: GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 1.2 Bề rộng sườn dầm:bw Tại mặt cắt gối dầm, chiều rộng sườn dầm định theo tính toán ứng suất kéo chủ, nhiên ta chọn bề rộng sườn dầm không đổi suốt chiều dài dầm Chiều rộng bw chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công cho dễ đổ bêtông với chất lượng tốt Theo yêu cầu ta chọn chiều rộng sườn dầm bw= 20(cm) 1.3 Chiều dày cánh: hf -Chiều dày cánh phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác Theo kinh nghiệm hf= 18(cm) 1.4.Chiều rộng cánh b: -Theo điều kiện đề cho: b=180(cm) 1.5.Chọn kích thước bầu dầm:b1,h1 b1=33 (cm) h1=19(cm) 1.6.Tính sơ trọng lượng thân dầm 1(m) chiều dài: - Diện tích mặt cắt dầm: A=1,8x0,18+ 0,1x0,1+0,065x0,065+(1,5-0,18-0,19)x0,2+0,19x0,33=0,626925(m2) Wdc=A×γ=0,626925×24=15,05 (KN/m) -Trong đó: γ=24(kN/m3): trọng lượng riêng bê tông *Xác định bề rộng cánh dầm tính toán: Bề rộng cánh dầm tính toán dầm bên không lấy trị số nhỏ ba trị số sau: - L= 19 =4,75(m), với L chiều dài nhịp -Khoảng cách tim dầm: 230(cm) -12 lần bề dày cánh cộng bề rộng sườn dầm: 12hf + bw=12x18+20=236(cm) SV: GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép -Và bề rộng cánh tính toán không lớn bề rộng cánh chế tạo: bf= 180(cm) Vì bề rộng cánh hữu hiệu b=180(cm) *Quy đổi tiết diện tính toán: -diện tích tam giác chỗ vát cánh : S1= S1=10x10/2=50 cm2 -Chiều dày cánh quy đổi: hfqd=hf+ =18+(2x50)/(180-20)=18,625cm=186,25(mm) -Diện tích tam giác chỗ vát bầu dầm: S2= ×6.5×6.5=21,125(cm2) -Chiều cao bầu dầm mới: × 21,125 Hlqd=h1+ =19+ 33 − 20 =22,25 (cm).=222,5 (mm) Mặt cắt ngang tính toán 1500 186,25 1800 222,5 yt 330 III.TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA SV: GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép DẦM -Tính mômen tính toán ứng với trạng thái giới hạn cường độ, tính mặt cắt nhịp: M= η {(1,25 x wdc+1,5 x wdw)+mgM[1,75 x LL1+1,75x.k x LLM (1+IM)]}wM Trong đó: LLL:Tải trọng rải đều(9.3KN/m) LLMtan dem=21,75: Hoạt tải tương đương xe hai trục thiết kế ứng với đ.ả.h M mặt cắt t nhịp (KN/m) LLMtruck=25,66Hoạt tải tương đương xe tải thiết kế ứng với đ.ả.h M mặt cắtt nhịp (KN/m) mgM=0,7 :Hệ số phân bố ngang tính cho mômen(đã tính cho hệ số xe ) Wdc=15,05 :Trọng lượng dầm đơn vị chiều dài (KN/m) Wdw=4: Trọng lượng lớp mặt cầu tiện ích công cộng đơn vị chiều dài(tính cho dầm)(KN/m) (1+IM)=1.25 Hệ số xung kích ωM=45,13 : Diện tích đường ảnh hưởng mômem mặt cắt dầm (m2) K=0.5:Hệ số HL-93 - Thay số vào ta có Mu=0,95x{(1,25x15,05+1,5x4)+0,7x[1,75x9,3+1,75x0,5x25,66x(1+0,25)]}x45.13= 2394,525KNm -Giả sử chiều cao hữu hiệu dầm: d=(0,8 ÷ 0,9)h chọn d=0,9h=0,9x150=135(cm) -Giả sử trục trung hoà qua sườn dầm ta có: Mn=0,85.a.bw fc’(d- )+0.85.β1(b-bW)hf fc’(d- ) Mu= φMn Trong đó: Mn:là Mômen kháng danh định Mu=2394,525 (KN.m) SV: GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép φ: hệ số kháng( với dầm chịu kéo uốn lấy: φ =0,9) As :diện tích cốt thép chịu kéo ƒy=520MPa:Giới hạn chảy cốt thép dọc chủ ƒc’=30MPa:Cường độ chịu kéo bê tông tuổi 28 ngày β1: Hệ số quy đổi chiều cao vùng nén,được xác định: =0.85 28 MPa ≥ƒc’ =0.85-0.05x(ƒ’c-28)/7 56MPa ≥ƒ≥28MPa =0.65 ƒ’c≥56MPa Vì ƒ’c=30MPa nên ta có β1=0,836 hf=0,18625mm: Chiều dày cánh sau quy đổi a=β1.c :Chiều cao khối ứng suất tương đương -Ta có :a=d × Với Mf=0.85 × β1(b-bw) × hf × ƒc’ (d- ) Thay số liệu vào ta có Mf=0,85 × 0,836 × (1,8-0,20) × 0,18625 × 30 × 103 × (1,35 –0,18625/2 ) =>Mf =7984,63 (KN/m) Ta có: =2394,525/0,9 = 2660,58(KNm)Mr=2434203936 (Nmm) =2434,22 (KNm) Tính lại =>Như Mr> Mu=2394,525 (KN.m) →Dầm đủ khả chịu mômen SV: GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép *Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: 42,9 = = 0,836.1395 = 0,037 < 0,42 =>Vậy cốt thép tối đa thoả mãn *Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: 39,76 ρ= = 6269,25 = 0,63% Tỷ lệ hàm lượng cốt thép ρ=1,02%>0.03 =0.03x →Thoả 30 =0,173% 520 mãn III-XÁC ĐỊNH NỘI LỰC: 1.vẽ đường ảnh hưởng mômen tiết diện -Chiều dài nhịp:l=19m -Chia dầm thành 10 đoạn tương ứng với mặt cắt từ đến 10, đoạn dài 1,9m -Đường ảnh hưởng mômen tiết diện 10 Đah M1 1,71 Đah M2 3,04 Đah M3 3,99 Đah M4 4,56 SV: 4,75 Đah M5 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép -Các công thức tinh giá trị mômen,lực cắt thứ i theo trang thái giới hạn cường độ Mi=η{(1,25xWdc+1,5xWdw)+mgM[1,75 x LLl+1,75 x k x LLM x (1+IM)]}WM Qi=η{(1,25xWdc+1,5xWdw)w Q+mgQ[1,75 x LLl+1,75 x k x LLQ x (1+IM)]wlQ} -Các công thức tính toán trị số mômen lực cắt thứ i theo trạng thái giới hạn sử dụng Mi=1,0{(wdc+wdw)+mgM[LLL+k x LLM(1+IM)]}wM Qi=1,0{(wdc+wdw)wQ+mgQ[LLL+k x LLM(1+IM)]w1Q} Trong đó: K: hệ số hoạt tai HL-93, lấy k=0,5 wdw ,wdc:Tĩnh tải rải trọng lượng thân dầm(KNm) wM :Diện tích đường ảnh hưởng mômen măt cắt thứ i wQ :Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng lực cắt wlQ :Diện tích phần lớn đường ảnh huởng lực cắt LLM:Hoạt tải tương ứng với đường ảnh hưởng mômen mặt cắt thứ i LLQ :Hoạt tải tương ứng với đường ảnh hưởng lực cắt mặt cắt thứ i mgM,mgQ :Hệ số phân bố ngang tính cho mômen, lực cắt LLL=9.3(KN/m):tải trọng dải (1+IM):Hệ số xung kích, lấy 1,25 η :Hệ số điều chỉnh tải trọng xác định công thức: η =ηd.ηR.ηI>0,95 Với đường quốc lộ trạng thái giới hạn cường độ I: ηd=0,95; ηR=1,05; ηI=0,95 Với trạng thái giới hạn sử dụng : η=1 Bảng giá trị mômen xi (m) SV: α wmi ( m ) LLmi truck (KN/m) LLMi 10 tan dem GV: Mi cd Mi sd (kNm Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 1,9 3,8 5,7 7,6 9,5 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 16,25 28,28 37,91 44,32 45,13 28,45 27,76 26,38 26,01 25,66 (KN/m) (kNm) 24,40 22,29 21,94 21,84 21,75 895,3 1543,8 2031,5 2363,9 2394,7 ) 819,87 1409,8 1844,04 2141,5 2166,8 -Ta vẽ biêu đồ bao mômen cho dầm trạng thái giới hạn cường độ: 895,3 895,3 1543,8 1543,8 2031,5 2031,5 2363,9 2394,7 2363,9 Biểu đồ bao mômem M (KNm) Vẽ đường ảnh hưởng lực cắt tiết diện SV: 11 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 10 0.9 0.1 0.8 0.2 0.7 0.3 0.6 0.4 0.5 xi (m) 0,00 1,9 3,8 5,7 7,6 9,5 l i (m) 19,00 17,1 15,2 13,3 11,4 9,5 w lQ ( m2 ) wQ (m ) 9,5 7,7 6,08 4,66 3,42 2,38 9,5 7,6 5,7 3,8 1.9 0,00 0.5 LLQi truck LLQi tan dem (kN / m) (kn / m) 29,14 29,01 34,78 38,44 42,82 47,96 cd sd Qi (kN ) Qi (kN ) 484,58 389,79 322,53 244,44 167,78 93,21 337,8 271,51 221,81 165,57 110,2 49,29 22,49 24,91 27,82 31,62 36,62 43,5 -Ta vẽ biêu đồ lực cắt cho dầm trạng thái giới hạn cường độ: (KN) SV: 12 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 484,58 389,79 322,53 244,44167,87 93,21 167,78 244,44 322,53 389,79 484,5 IV-VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU *Tính toán mômen kháng tính toán dầm bị cắt cốt thép Để tiết kiệm thép, số lượng cốt thép chọn tính với mặt cắt có mômen lớn cắt bớt cho phù hợp với hình bao mômen Tại mặt cắt phải xá định lại diện tích cốt thép, vị trí trục trung hoà, chiều cao khối ứng suất tương đương mômen kháng tính toán Do ta có bảng sau: Số lần Số As(cm2) cắt Còn lại ds(cm) a(cm) Vị trí Mr(kNm) TTH lại 12 39,76 12,36 5,261 Qua cánh 3202,81 10 34,08 10,5 4,384 Qua cánh 2494,84 28,40 9,2 3,507 Qua cánh 2014,42 22,72 8,875 2,630 Qua cánh 1518,97 4 17,04 8,333 1,754 Qua cánh 1020,13 Cắt lần Xem lại chọn As Tính lại phần Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen Do điều kiện lượng cốt thép tối thiểu:Mr ≥ min{1,2Mcr;1,33Mu} nên Mu≤0,9Mcr điều kiện lượng côt thép tối thiểu Mr≥ 1,33Mu.Điều có nghĩa khả chịu lực dầm phải bao đường Mu Khi Mu≤0,9Mc Ta có:Diện tích mặt cắt ngang Ag =18,625 × 180+(150 − 18,625 − 22,25) × 20+22,25 × 33=6269,25 (cm ) Xác định vị trí trục trung hòa SV: 13 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 18,625 ×180 ×140,688 + (150 − 18,625 − 22,25) × 20 × 54,56 + 22,25 × 33 ×11,125 yt = 6269,25 yt =95,53 cm Moomen quán tính tiết diện nguyên 180 × 18,625 109,125   Ig = + 180 × 18,625 × (140,688 − 95,53) + 20 × 95,53 ×  22,25 + − 95,53  12   + 20 × 109,125 33 × 22,25 + + 33 × 22,25 × ( 95,53 − 11,125) = 14999612,67(cm4) 12 12 Cường độ chịu kéo uốn bêtông: f r =0,63 × f ⇔ Mcr=fr Ig yt , = c =0,63 x 30 =3,451 Mpa 3,451 × 10 × 14999612,67 × 10 −8 =541,86 KNm 95,53 × 10 − Nội suy tung độ biểu đồ bao moomen xác định vị trí Mu=1,2Mcr Mu=0,9Mcr thông qua xl=1034,94mm;x2=1379,92mm 0.9M cr 1.2M cr 1034,94 Mu 1379,92 M' u = 43 M u BIỂU ĐỒ BAO MÔMEN SAU KHI Đà HIỆU CHỈNH *Xác định điểm cắt lý thuyết: SV: 14 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Điểm cắt lý thuyết điểm mà theo yêu cầu uốn không cần cốt thép dài Để xác định điểm cắt lý thuyết ta cần vẽ biểu đồ mômen tính toán Mu xác đinh điểm giao biểu đồ ΦMu *Xác định điểm cắt thực tế: -Từ điểm cắt lý thuyết kéo dài phía momen nhỏ đoạn l1 Chiều dài lấy giá trị lớn giá trị sau: +Chiều cao hữu hiệu tiết diện:d=h-ds=1500-105=139,5(cm) +15 lần đừơng kính danh định=15x19=285(mm) +1/20lần chiều dài nhịp= x19000=900(mm) ⇒Chọn l1=1400mm -Chiều dài phát triển lực ld:Chiều dài không nhỏ tích số chiều dài triển khai cốt thép ldb với hệ số điều chỉnh, đồng thời không nhỏ 300(mm).Trong đó, ldb lấy giá trị lớn hai giá trị sau: ldb = = 0,02 × 387 × 520 30 =734,82(mm) ldb≥0.06×db ×fy=0.06×22,2×520=692,64(mm) Trong đó:Ab diện tích 22 db đường kính 22,2 f y =520MPa:cường độ chảy quy định cốt thép ƒc’=30MPa: cường độ chịu nén bê tông tuổi 28 ngày -Hệ số điều chỉnh làm tăng ld: 1,4 -Hệ số điều chỉnh làm giảm ld= = 37,87 =0,82 46,44 Với Act =37,87(cm2) diện tích cần thiết tính toán Att =4644(cm2) thực tế bố trí =>Vậy ld=692,64x1,4x0,82= 795,15 (mm) ⇒Chọn ld=800(mm) Cốt thép chịu kéo kéo dài cách uốn cong qua thân dầm kết thúc vùng BT chịu nén với chiều dài triển khai ld tới mặt cắt thiết kế có the kéo dài liên tục lên mặt đối diện côt thép SV: 15 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép SV: 16 GV: T im gèi M'u= Mu SV: Mu biÓu ®å bao vËt liÖu 17 Mr (KNm) Mu (KNm) Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép V.TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT : Biểu thức kiểm toán φVn > Vu Vn sức kháng danh định,được lấy giá trị nhỏ Vn=Vc+Vs (N) ' Hoặc Vn=0,25f c bvdv (N) Vc=0,083β Vs= f c' dvbv (N) Av f v d v (cot gθ + cot gα ) sin α s (N) Trong đó: • Chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv,xác định khoảng cách cánh tay đòn nội ngẫu lực Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn dv =d-a/2.Đồng thời dv=max{0,9d;0,72h} Vậy dv=max{0,9d;0,72h;d-a/2} 0,9de= 0,9x1395= 1255,5 mm 0,72h =0,72x1500=1080mm d − a/2=1255,5 − 5,261/2= 1252,87(mm) +bv:bề rộng bụng hữu hiệu,lấy bụng nhỏ chiều cao dv Vậy bv=bw=20cm Từ ta thấy dv=1255,5 (mm) +s(mm):bước cốt thép đai +β:Hệ số khả BT bị nứt chéo truyền lực kéo +Ө:góc nghiêng ứng suất nén chéo + β, Ө xác định băng cách tra đồ thị tra bảng +α:góc nghiêng cốt thép ngang với trục dọc,bố trí cốt thép đai vuông với trục dầm nên α=90  +Hệ số sức kháng cắt,với BT thường Φ=0,9 Av:diện tích cốt thép bị cắt cự ly s(mm) Vs:Khả chịu lực cắt BT (N) Vu:Lực cắt tính toán(N) SV: 18 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả chịu lực BT vùng nén: +Xét mặt cắt cách gối khoảng dv=1255,5 (mm).Xác định nội lực đường bao băng phương pháp nội suy Vu=421,94(KN) Mu=591,6 (KNm) ΦVn=Φ(0,25f 'c bvdv)=0,9x0,25x30x200x1255,5=1694,93x103N=1694,93KN Vu = 421,94KN Đạt Tính góc θ hệ số β: +Tính toán ứng suất cắt Vu 421,94 × 10 = =1,867N/mm2 φ × d v × bv 0,9 × 1255,5 × 200 v 1,867 +Tính tỉ số ứng suất ' = =0,0622 =81,18mm2=> Thỏa mãn Kiểm tra khoảng cách tối đa cốt thép đai Ta có 0.1 ×dv×bv=0.1×30×1255,5×200=753,3×103(N)>Vu=421,94×103(N) Nên ta kiểm tra theo điều kiện sau: s≤0,8dv s=250mm≤0,8dv=0.8x1255,5=1004,4mm=> Thỏa mãn s≤600mm=> Thỏa mãn Kiểm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thép dọc không bị chảy tác dụng tổ hợp momen, lực dọc trục lực cắt: Khả chịu lực cắt cốt thép đai: • Vs= Av × f y × d v × cot gθ s = 142 × 280 × 1255,5 × cot g (33,30o ) 250 =301,68×103(N) • Asfy=2322x280=650,16 ×103N M u  Vu   591,6 ×10  421,94 ×10  − 0.5 × 301,68 ×103  ×cotg(33,30o)   − , V • + + s  cotgθ=  0.9 1255,5 × 0.9  d vϕ  ϕ   = 532,775x103N  Asfy > M u  Vu  +  − 0,5Vs  cotgθ=>Đạt d vϕ  ϕ  - VI:TÍNH TOÁN KIỂM TOÁN NỨT: Tại mặt cắt tuỳ vào giá trị nội lực bêtông bị nứt hay không.Vì để tính toán kiểm toán nứt ta kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không Để tính toán xem mặt cắt có bị nứt hay không người ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính ứng suất kéo fc bêtông SV: 20 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Mặt cắt ngang tính toán 1500 186,25 1800 222,5 yt 330 Ta có:Diện tích mặt cắt ngang Ag =18,625 × 180+(150 − 18,625 − 22,25) × 20+22,25 × 33=6269,25 (cm ) Xác định vị trí trục trung hòa yt = 18,625 ×180 ×140,688 + (150 − 18,625 − 22,25) × 20 × 54,56 + 22,25 × 33 ×11,125 6269,25 yt =95,53 cm Moomen quán tính tiết diện nguyên 180 × 18,625 109,125   Ig = + 180 × 18,625 × (140,688 − 95,53) + 20 × 109,125 ×  22,25 + − 95,53  12   + 20 × 109,125 33 × 22,25 + + 33 × 22,25 × ( 95,53 − 11,125) = 14999612,67(cm4) 12 12 *Tính ứng suất kéo bêtông: Ma 2166,8 × 10 −3 y × 95,53 × 10 −2 =13,8(MPa) f c= I t = −8 14999612,67 × 10 g Ma:Mômen lớn cấu kiện giai đoạn tính biến dạng(lấy theo trạng thái giới hạn sử dụng).Ma=2166,8(kN.m) Cường độ chịu kéo uốn bêtông: f r =0,63 × f , c =0,63 x 30 =3,451 Mpa => fc ≥ 0,8fr Vậy mặt cắt bị nứt Xác định ứng khả chịu kéo lớn cốt thép trang thái giới hạn sử dụng: SV: 21 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Z fsa=min{ (d × A)1 / ;0,6 × f y } c +dc:chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo tâm gần theo bố trí cốt thép dọc ta có:dc=40(mm) +A:diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo tạo mặt cắt ngang đường thẳng song song với trục trung hòa chia số lượng +để tìm A giả sử đường giới hạn miền A sườn dầm Trọng tâm miền A tính sau: ya = 19 × 33 × 19 / + (33 − × 6,5) × 6,5 × (19 + 6,5 / 2) + × 0,5 × 6,5 × (19 + 6,5 / 3) + 20 × ξ × (19 + ξ/2 + 6,5) 33 × 19 + 6,5 + (3,3 − × 6,5) × 6,5 + 20 × ξ =12,36(cm) = y ξ = 0,5 cm Khi diện tích vùng bêtông có trọng tâm với trọng tâm cốt thép chịu kéo là: dtA= 33x19+6.52+(33-2x6.5)x7.5+20xξ = 809,25 (cm2)  =5780,36 (mm2) A= dt = 809.25cm ζ = = 488,78 (Mpa) (Mpa) ⇒fsa=312 (Mpa) Tính toán ứng suất sử dụng cốt thép - Tính diện tích tương đương tiết diện bị nứt Es=2x105 Ya 123.6 190 ⇒0.6fy=0.6×520=312 190 ⇒ fy = 65 65 A điều kiện bình thường Z=30000N/mm Z: Thông số bề rộng vết nứt,xét E =0.043× 330 × =0.043×24001.5× =27691,47 (Mpa) 330 - Tỷ lệ môđun đàn hồi cốt thép bêtông: n= = = 7.22 => chọn n=7 - Xác định vị trí trục trung hoà dựa vào phương trình mômen tĩnh với trục trung hoà không:  S= h f × ( b − bw ) ×  h − y −  hf    h − y  ÷+ bw ×  ( h − y ) ×  ÷÷− n × As × ( y − d1 )     (150 − y ) − × 54,56 × ( y − 12,36) = 18,625   S = 18,625 × (180 - 20) 150 − y −  + 20 ×   Giải y=127,6(cm) -Tính ứng suất cốt thép :fs=n Ma ( y − d1 ) I cr Ma:Mômen tính toán lớn trạng thái giới hạn sử dụng (Ma=2166,8 (KN.m) SV: 22 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép -Tính mômen quán tính tiết diện bị nứt: Icr= 20 × (150 − 127,6 − 18,625) 180 × 18,625 18,625 + 180 x18,625×(150-127,6 − ) + + 12 12 20 × (150 − 127,6 − 18,625) + × 54,56 × (127,6 − 12,36) 2 =574,33x10 (cm ) ⇒fs =7× 2166,8 × 10 × (1276 − 123,6 ) 574,33 × 10 = 304,34N/mm = 304,34(MPa) fs=304,34 (MPa)< fsa=312(MPa) ⇒Thoả mãn TÍNH ĐỘ VÕNG Xác định vị trí bất lợi xe tải thiết kế : Xét trường hợp trục nhịp Vị trí bất lợi xe xá định theo công thức : X= = 36L − 184,9 − 36 Lx19 − 184,9 1056,25 L ^ − 10724,2 L + 26810,5 1056,25 x19^ − 10724,2 Lx19 + 26810,5 =6,7 m Kiểm tra điều kiện trục xe nhịp : X=6,7m < L/2=9,5m L-X-8,6= 3,7m>0 điều kiện thỏa mãn độ võng xe tải thiết kế gây xác định theo công thức : y= P1(3L ^ − X ^3) P1(3L ^ 2( L − X − 4,3) − 4( L − X − 4,3)^3) + + 48 EI 48 EI P 2(3L ^ 2( L − X − 8,6) − 4( L − X − 8,6)^3) 48 EI P1=0,145MN P2=0,35MN L-X-4,3=8m L-X-8,6=3,7m E=EC=27691,47Mpa Xác định mô men quán tính hữu hiệu : SV: 23 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép I=min(Ig ;ie) Ig =14999612,67(cm3) : moomen quán tính tiết diện nguyên Moomen nứt : Ig Mcr =fr It ( = 541,6x10^6 Nmm =541,6 KNm 541,6 Mcr ) = 0,0156 ) =( 2166,8 Ma Ie(mm4) moomen hữu hiệu tính theo công thức : Ie = ( Mcr Mcr ) + [ 1-( ( ) ]Icr Ma Ma Ie =0,0156 x 14999612,67+[1-0,0156] x 574,33 x 104=588,8x104 cm4  I=Ie= 588,8x10 cm4 =5,888x10-2 m4 Thay vào tính Y= 29,1x10-3 m Tính toán độ võng hoạt tải gây Dộ võng ta vừa tính chưa tính đến hệ số phân bố ngang , hệ số cấp đường hệ số xung kích tính võng Bây giwof ta phải xét hệ số Kết tính toán độ võng xe tải thiết kế : f1 = kmg(1+IM)y=0,5x0,65x1,25x29,1=11,82mm ddooj vongx tair trongj lanf : 5(0,65.0,0093)19^ 5qL ^ Yl=- 384 Ec.I = 384.27691,47.5,888.10^ −2 =6,29x10-3 m Kết tính toán độ võng 25% xe tải thết kế với tải trọng thiết kê : f2= 0,25mg(1+IM)y+yL= 0,25f1 +yL= 0,25x 11,82+ 6,29=9,245mm  fMax = max(f1 ;f2)=11,82mm  fmax < Lx[f/l]= 19000x SV: = 23,75mm => đạt 800 24 GV: ... x LLl+1,75 x k x LLQ x (1+IM)]wlQ} -Các công thức tính toán trị số mômen l c cắt thứ i theo trạng thái giới hạn sử dụng Mi=1,0{(wdc+wdw)+mgM[LLL+k x LLM(1+IM)]}wM Qi=1,0{(wdc+wdw)wQ+mgQ[LLL+k... dài liên tục l n mặt đối diện côt thép SV: 15 GV: Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép SV: 16 GV: T im gèi M'u= Mu SV: Mu biÓu ®å bao vËt liÖu 17 Mr (KNm) Mu (KNm) Đồ án môn học kết cấu bê tông. .. kết cấu bê tông cốt thép Chọn mặt cắt ngang dầm Tính mômen, l c cắt l n tải trọng gây 3.Vẽ biểu đồ bao mômen, l c cắt tải trọng gây Tính bố trí cốt thép dọc chủ mặt cắt nhịp Tính bố trí cốt thép