THiết kế kết cấu bê tông cốt thép l =22 m theo 22TCN272 05

n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp n Mụn Hc KT CU Bấ TễNG CT THẫP GIO VIấN HNG DN: SINH VIấN: LP: n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp N KT CU Bấ TễNG CT THẫP BI:Thit k mt dm cho cu ng ụtụ 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 B rng ch to cỏnh Tnh ti mt cu di 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) :l= 22(m) :HL 93 : bf= 180(cm) :4,5(kN/m) :mgM=0,75 :mgQ= 0,58 : mg= 0,5 :k=0,65 : 1/800 :Ct thộp chu lc y=420 MPa : Ct y=300MPa : Bờtụng c=32MPa 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 trng gõy 3.V biu bao mụmen, lc ct ti trng gõy Tớnh v b trớ ct thộp dc ch ti mt ct gia nhp Tớnh v b trớ ct thộp Tớnh v b trớ ct thộp xiờn Tớnh toỏn kim toỏn nt Tớnh vừng hot ti gõy Xỏc nh v trớ ct ct thộp, v biu bao vt liu 10 Thuyt minh ỏnh mỏy trờn giy A4 B-BN V: 10 Th hin trờn kh giy A1 11 V mt ct chớnh dm, v cỏc mt ct i din, chi tit neo, ni, un ct thộp 12 V biu bao vt liu 13 Búc tỏch ct thộp, thng kờ vt liu v ghi chỳa n thit khỏc BI LM I-XC NH S B KCH THC MT CT DM: n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp 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: h =( 20 ữ )l h =(1.05ữ2.625)m Chiu cao nh nht theo quy nh ca quy trỡnh: hmin =0,07x22=1,54 (m) Trờn c s ú s b chn chiu cao dm h=170cm Mt ct ngang dm 100 180 1800 100 200 70 70 200 330 n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp 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=20cm 1.3Chiu dy bn cỏnh hf 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=18cm 1.4 Chiều rộng cánh b Theo điều kiện đề cho: b=180cm 1.5Chn kớch thc bu dõm bl,hl: hl=20cm bl=33cm 1.6 Tớnh s b trng lng bn thõn ca dm trờn 1(m) di: Din tớch mt ct dm A=2ì0,18+0,1ì0,1+0,07ì0,07+(1,7-0,18-0,2)ì0,2+0,2ì0,33=0.7049(m2) Wdc=Aì=0.6149ì24=16.9176(KN/m) Trong ú =24KN/m3: trng lng riờng bờ tụng Xỏc nh b rng cỏnh tớnh toỏn B rng cỏnh tớnh toỏn i vi dm bờn khụng ly quỏ tr s nh nht ba tr s sau: L=22:4=5.5m vi L l chiu di nhp hu hiu - 12 ln b dy cỏnh v b rng sn dm: 12hf+bw=12ì18+20=236cm - V b rng cỏnh tớnh toỏn cng khụng c ln hn b rng ch to cỏnh bf=180cm Vy b rng cỏnh hu hiu l b=180cm Quy i tit din tớnh toỏn: - Din tớch tam giỏc ti ch vỏt bn cỏnh: S1=1/2x(10x10)=50cm2 n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp - Chiu dy cỏnh quy i: qd - S1 b bw h =hf+ =18+[2x50:(180-20)]=18,625cm=186,25mm Din tớch tam giỏc ti ch vỏt bu dm: S2 =(7ì7)/2=24.5cm2 Chiu cao bu dm mi: qd h =h1+ 2S b1 bw =20+ ì 24.5 33 20 =23,76cm=237,6mm Mt ct ngang tớnh toỏn 1700 186,25 1800 237.6 200 330 II.TNH TON DIN TCH B TR CT THẫP TI MT CT GIA DM Tớnh moomen tớnh toỏn ng vi trng thỏi gii hn cng ,tớnh ti mt ct gia nhp; n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp M=ì{(1,25ìwdc+1,5ìwdw)+mgM ì[1,75ìLL1+1,75ìkìLLMì(1+IM)]}ìwM Trong ú: LLL :Ti trng ln ri u (9,3kn/m) tan dem LL M =19.795 :Hot ti tng ng ca xe trc thit k ng vi .a.h M ti mt ct gia nhp(KN/m) mgM=0,75 LL truck M =23,955 :Hot ti tng ng ca xe ti thit k ng vi .a.h M ti mt ct gia nhp(KN/m) :Trng lng dm trờn n v chiu di(KN/m) :Trng lng cỏc lp mt cu v cỏc tin ớch cụng cng trờn n v chiu di(tớnh cho dm(KN/m)) H s xung kớch :Din tớch .a.h M(m2) :H s ca HL-93 Wdc=16.9176 Wdw=5 (1+IM)=1,25 M=55.125 K=0,65 Thay s: Mu=0,95ì{(1,25ì16.9176+1,5ì5)+0,75ì[1,75ì9,3+1,75ì0.65ì23.955ì(1+0,25)]}x 55.125 = 3477,2KNm Gi s chiu cao hu hiu ca dm: d = ( 0,8 ữ 0,9 ) h = 136 ữ 189 a = hf Chn d=136v gi s: Sc khỏng un danh nh: Mn =0.85 f c' h f b hf (d - ) Vi: fc=32Mpa=32000KN/m2;hf=18.56cm;b=200cm Suy ra: Mn=12228,04 kNm Sc khỏng un tớnh toỏn: Mf = 0.9*12228,04=11005.24 KNm Mu Thy:Mf>Mu( - Mụ men un ngoi lc tỏc ng ti tit din gia dm) thỡ chiu cao ca ng sut ch nht tng ng nh hn chiu cao bn cỏnh, tc l trc trung hũa i qua bn cỏnh, tớnh nh tit din ch nht * Trỡnh t tớnh toỏn tit din ch nht nh sau: Gi s khai thỏc ht kh nng chu lc ca tit din: n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp Mn = Mu/0.9 =3266.4/0.9= 3629.33 KNm ò1: H s quy i chiu cao vựng nộn,c xỏc nh: = 0.85 28 MPafc = 0.85-0.05x(fc-28)/7 56MPa fc 28MPa = 0.65khi fc 56MPa Vỡ fc = 32MPa nờn ta cú ò1=0,82 = àmax m Vi = As max bw ì d => As max = àmax ìbwìd=0,0199ì0,2ì1.36=0,00541 (m2)=54(cm2) a = ì ò1 ì d =0.375 b trớ ct thộp n S chn thộp v b trớ thộp: Phng ỏn Ft(cm2) 22 3,8 25 4,91 28 6,16 T bng trờn ta chn phng ỏn:2 +S b trớ:12 +S hiu thanh: 25 +Tng din tớch CT thc t:58,92cm2 B trớ thnh hng 3ct S 12 12 12 Ft(tt)(cm2) 45,6 58,92 73,92 40 65 200 65 n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp 45 65 110 65 45 *Kim tra li tit din: As=58,92cm2 Khong cỏch t th chu kộo ngoi cựng n trng tõm ct thộp: Fi y i Fi ì 40 + ì110 + ì170 12 dl= = =105mm=10.5cm d:Khong cỏch hu hiu tng ng t th chu nộn ngoi cựng n trng tõm ct thộp chu kộo: d=h-dl=170-10.5=159.5cm Gi s trc trung hũa i qua bn cỏnh Tớnh toỏn chiu cao vựng nộn quy i: a0,03ì =0,03ì=0,228%(tha món) III-XC NH NI LC: 1.71/Tớnh toỏn momen v lc ct ti v trớ bt kỡ V .a.h ca moomen v lc ct + chiu di nhp:l=22m + chia dm thnh 10 on ng vi cỏc mt ct t n 10,mi on di 1,8m ng nh hng mụmen ti cỏc tit din: n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp 10 Đ ah M1 1.17 Đ ah M2 2.08 Đ ah M3 2.73 Đ ah M4 3.12 Đ ah M5 3.25 Cỏc cụng thc tớnh toỏn giỏ tr moomen,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 + mgQ 1, 75 ì LL1 + 1, 75 ì k ì LLQ ì ( + IM ) ì w1Q } Cỏc cụng thc tớnh toỏn giỏ tr moomen lc ct ti mt ct th i theo trng thỏi gii hn s dng: Mi=1x { ( wdc + wdw ) + mg M [ LLl + LLM ì k ì (1 + IM )]} ì wM 10 n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp Do iu kin v lng ct thộp ti thiu: Mr min{1.52mcr;1.33Mu} Nờn Mu 0.9Mcr thỡ iu kin lng ct thộp ti thiu s l M r 1.33Mu.iu nycú ngha l kh nng chu lc ca dm phi bao ngoi ng 4/3M u Mu 0.9Mcr Ig yt +Xỏc nh mụmen nt: Mcr=fr Din tớch ca mt ct ngang:Ag ì ì ì Ag = 18,556 200+(170-18,556-23.6) 20+23.6 33 =7046,88(cm2) V trớ trc trung ho:yt= yt ì Ft Ft Mụmen quỏn tớnh ca tit din nguyờn : Ig Ig = be ì h qd f 12 qd bw ì ( h h qd h qd f h1 ) + be ì h ì h f yt ữ + ữ 12 qd f 2 qd h h qd b ì h qd h qd f h1 +bw ì ( h h h ) ì + h1qd yt ữ + 1 + b1 ì h1qd yt ữ ữ 12 qd f qd Cng chu kộo un ca bờtụng: fr fc ' ì 30 fr= 0,63 =0,63 Vy mụmen nt l: Ig yt =3.45(MPA) 0, 20088 0,996 Mcr = fr =3,45ì103ì =695,8(kNm) - Tỡm v trớ m M u = 1,2Mcr v Mu = 0,9Mcr tỡm c cỏc v trớ ny ta xỏc nh khong cỏch x1,x2 ni suy tung ca biu mụmen ban u Mu = 1,2Mcr= 1,2x695,8=834,96(kNm) x2=707.9 (mm) Mu = 0,9Mcr=0,9ì695,8=626,2 (kNm) x1= 927.8(mm) - Ti on Mr1.2Mcr ta gi nguyờn biu Mu - Trờn on 0.9McrMr1.2Mcr v ng nm ngang vi giỏ tr 1.2Mcr 15 n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp M u' = - Ti on Mu0.9 Mcr v ng 0,9Mcr 927.8 Mu 1,2Mcr u 707.9 Mu' = M u biểu đồ bao mômen sau hiệu chỉnh 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 ụ mụmen tớnh toỏn M u v xỏc nh im giao biu Mn Xỏc nh im ct thc t T im ct lý thuyt ny cn kộo di v phớa mụmen on l l l.chiu di ll ly bng tr s ln nht cỏc tr s sau: -chiu cao hu hiu ca tit din:d=h-ds=1700-105=1595(mm) -15 ln ng kớnh danh nh:15ì32=480mm -1/20 ln nhp:1/20ì18000=900mm =>chn ll=900mm ng thi chiu di ny cng khụng nh hn chiu di phỏt trin lc l d.Chiu di ld gi l chiu di khai trin hay chiu di phỏt trin lc ú l on m ct thộp dớnh bỏm vi BT 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 l db 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 16 n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp Chiu di trin khai ct thộp c bn l db(mm) c s dng vi ct thộp dc s dng bi l thộp s 22 0,02 Ab f y f c' ldb= =839.7(mm) ng thi ldb0,06ìdb ìfy=0,06ì32ì300=576(mm) Trong ú Ab =804:din tớch s 22(mm2) fy=300MPa:cng chy c quy nh ca cỏc ct thộp ' c f =33MPa:cng chu nộn quy nh ca BT tui 28 ngy db =32mm:ng kớnh thanh(mm) H s iu chnh lm tng ld:1,4 Act Att 47 45.48 H s iu chnh lm gim ld: = =1.03 ld=839.7ì1,03ì1,4=1210.8(mm) Chn ld=1210.8 (mm) Vi: Act=77(cm2) Din tớch cn thit theo tớnh toỏn Att=96,48 (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 BT chu nộn vi chiu di trin khai l d ti mt ct thit k cú th kộo di liờn tc lờn mt i din ct thộp 17 18 1200 , M 'u = , , M c r C M u 1 5 , B 6 , 4 , 0 2 , , 9 , A M u , 3 A M r ( K N m ) , 9 , , , M u ( K N m ) 19 2x70 40 9 , , M c r B 5x100=500 4 , C 40 100 D D n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp V:TNH TON KIM TON NT: Ti mt mt ct bt kỡ thỡ tu vo giỏ tr ni lc bờ tụng cú th b nt hay khụng Vỡ th tớnh toỏn kim soỏt nt ta phi kim tra xem mt ct cú b nt hay khụng tớnh toỏn xem mt ct cú b nt hay khụng ngi ta coi phõn b ng sut trờn mt fc ct ngang l tuyn tớnh v tớnh ng sut kộo ca bờ tụng Mt ct ngang tớnh toỏn 19 n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp t 23,760 186,25 y 20 n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp Bc 1: Kim tra tit din gia dm cú b nt hay khụng iu kin kim tra: fc 0.8fr Trong ú: fc:ng sut kộo ca bờtụng f fr=0.63 c ' :cng chu kộo un ca bờtụng Ta cú: *Din tớch mt ct ngang:Ag =74 (cm2) *Xỏc nh v trớ trc trung ho: yi ì Fi Fi yt = = 99,6(cm) *Mụmen quỏn tớnh ca tit din nguyờn: 2008,8 ì10 Ig = (cm4) *Tớnh ng sut kộo ca bờtụng: Ma yt Ig 1952, 29 ì103 ì 99, ì102 = 9, 67 2008,8 ì10 fc = = (MPa) Ma:Mụmen ln nht cu kin giai on ang tớnh bin dng(ly theo trng thỏi gii hn s dng).Ma=1952,29 (kN.m) Cng chu kộo un ca bờ tụng : fc ' fr=0.63 =0.63=3.56 (Mpa) Ta thy fc=9,67>0.8fr=2,896Mpa =>Vy mt ct b nt Bc 2: Kim tra b rng vt nt iu kin kim tra: fst VII TNH VếNG: Xỏc nh v trớ bt li ca xe ti thit k 145KN 145KN 4,3m x 35KN 4,3m L/2 L/2 L Đ ah y1/2 L 48EI Xột trng hp c ba trc u nm nhp V trớ bt li ca xe c xỏc nh theo cụng thc : x= 36L-184,9 1056,25L2 -10724,2L+26810,5 7 27 n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp x= 36 ì 21-184,9 1056,25 ì 212 -10724,2 ì 21+26810,5 = 7, 78m 7 Kim tra cỏc trc xe u nm nhp: x = 7, 78m < L / = 10, 5m L x 8, = 4, 62 > iu kin ny tha vừng xe ti thit k gõy y= P1 ( 3L2 x 4x ) 48EI + + ( P1 3L2 ( L x 4,3 ) ( L x 4,3 ) 48EI ( P2 3L2 ( L x 8,6 ) ( L x 8,6 ) 3 ) ) 48EI P1 = 0,145MN P2 = 0,35MN L x 4,3 = 8,92m L x 8, = 4, 62m E = Ec = 27691,5MPa Xỏc nh mụmen quỏn tớnh hu hiu: I = min{ I g ; I e } I g = 2008,8 ì10 cm : mụmen quỏn tớnh tit din nguyờn Mụmen nt : M cr = f r ( Ig yt = 3, 45 ì 2008,8 ì108 = 695,8 KNm 996 M cr 659,8 ) =( ) = 0, 0386 Ma 1952, 29 I e (mm ) :mụmen hu hiu tớnh theo cụng thc: M M I e = ( cr )3 I g + cr Ma M a I cr 28 n Mụn Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp I e = 0, 0386 ì 2008,8 ì104 + [ 0, 0386] ì 643,15ì104 = 6958640,9cm I = I e = 6958640,9cm = 6,95 ì10 m4 103 Thay vo tớnh c y=29,16 m Tớnhtoỏn hot ti gõy Độ võng ta vừa tính cha tính đến hệ số phân bố ngang, hệ số cấp đờng hệ số xung kích tính võng Bây ta phải xét hệ số Kết tính toán độ võng xe tải thiết kế: f1 = kmg ( + IM ) y = 0,5 ì 0, ì1, 25 ì 29,16 = 12, 75mm Độ võng tải trọng làn: yL = ( 0, 65 ì 0, 0093 ) ì 214 5qL4 = = 13,56.103 m 384.E c I 384 ì 27691,5 ì 6,95.10 Kết tính toán độ võng 25% xe tải thiết kế với tải trọng thiết kế: f = 0, 25mg ( + IM ) y + y L = 0, 25f1 + y L = 0, 25 ì 0, ì1, 25 ì 29,16 ì10 + 13,56 = 13, 62mm f max = max { f1 ; f } = 13, 62mm f f max < L ì = 21000 ì = 26, 25mm 800 l t 29 ... DM Tớnh moomen tớnh toỏn ng vi trng thỏi gii hn cng ,tớnh ti mt ct gia nhp; n M n Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp M= ì{(1,25ìwdc+1,5ìwdw)+mgM ì[1,75ìLL1+1,75ìkìLLMì(1+IM)]}ìwM Trong ú: LLL :Ti trng ln... i theo trng thỏi gii hn s dng: Mi=1x { ( wdc + wdw ) + mg M [ LLl + LLM ì k ì (1 + IM )]} ì wM 10 n M n Hc Kt Cu Bờ Tụng Ct Thộp { Qi = 1, ì ( wdc + wdw ) ì wQ + mgQ LL1 + k ì LLQ ì ( + IM... lng bn thõn ca dm(KNm) M w :din tớch .a.h moomen ti mt ct th i Q w :tng i s din tớch .a.h lc ct lQ w :din tớch phn ln hn trờn .a.h lc ct LL:hot ti tng ng vi .a.h moomen lc ct ti mt ct th i LLQ:hot