Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)

Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)Đồ án môn học Kết cấu bê tông cốt thép (Thiết kế cầu máng)

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BTCT

THIẾT KẾ CẦU MÁNG BTCT

Yêu cầu đồ án môn học:

• Thiết kế kênh dẫn nước qua vùng trũng gồm các hạng mục công trình chính:

Yêu cầu chung

• Thuyết minh: (35÷40) trang

– Nêu chi tiết các bước tính toán cho từng hạng mục theo các bước tính toán

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

TT Họ và tên Chiều dài

L (m)

Bề rộng B (m)

Hmax (m) Mác BT Nhóm thép nhịp Số

A SỐ LIỆU THIẾT KẾ (Số liệu riêng)

A SỐ LIỆU THIẾT KẾ (Số liệu chung)

• Độ vượt cao an toàn:  = 0,5mm

• Tải trọng gió: qg = 1,2 kN/m2

 Gió đẩy: Hệ số k gió đẩy = 0,8

 Gió hút: Hệ số k gió hút = 0,6

• Cầu máng thuộc công trình cấp III

• Dung trọng bê tông: b = 25m kN/m3

• Bề rộng vết nứt giới hạn: angh = 0,24 mm

• Độ võng cho phép: [f/l] = 1/5m00

• Tải trọng người đi: qng = 200 kG/m2 = 2 kN/m2

• Bước 5: Kiểm tra biến dạng, Kiểm tra nứt

• Bước 6: Kiểm tra võng

 Tải trọng tiêu chuẩn q c  Kiểm tra nứt, tính bề rộng vết nứt, độ võng (TTGH II)

 Tải trọng tính toán q tt = q c n t  Xác định cốt thép dọc chịu lực, cốt đai và cốt xiên (nếu cần) (TTGH I)

 Bước 3: Xác định nội lực (tính tay, tra bảng, hoặc dùng phần mềm)

 Bước 4: Tính toán và bố trí cốt thép:

• Cốt dọc chịu lực tại mặt cắt có Mmax (bố trí 45 thanh/m với KC dạng bản)

• Cốt cấu tạo (45 thanh/m vuông góc với cốt chịu lực với KC dạng bản)

• Tính toán cốt thép đai, xiên cho mặt cắt có Qmax (phương pháp TTGH)

 Bước 5m: Kiểm tra nứt (mặt cắt có Mmax):

• Mặt cắt cho phép xuất hiện khe nứt: nếu bị nứt, tính a n <a ngh

• Mặt cắt không cho phép xuất hiện khe nứt, nếu bị nứt  đề ra giải pháp khắc phục (không cần tính lại từ đầu)

 Bước 6: Tính và kiểm tra độ võng

LƯU Ý!

Khuyến khích sử dụng phần mềm

phân tích kết cấu SAP2000 trong tính toán xác định nội lực của các bộ phận kết cấu cầu máng hoặc tổng thể mặt cắt ngang cầu máng

I - THIẾT KẾ LỀ ĐI

I LỀ NGƯỜI ĐI

chuẩn

Hệ số vượt tải

Giá trị tính toán

Lập bảng thống kê tải trọng

I LỀ NGƯỜI ĐI

1.3 Xác định nội lực

Mmax = qL2/2

Qmax = qL

Cách 1: Theo sơ đồ tải trọng q = qbt + qng (trong tính toán bỏ qua khai báo vật liệu và kích thước)

Sử dụng SAP2000 xác định nội lực lề đi

TH = 1,05qbt + 1,2qng

qbt

qng

M Q

Cách 2: Theo sơ đồ tải trọng q = qng (trong tính toán

cần khai báo vật liệu và kích thước lề đi)

TH = 1,05DEAD + 1,2qng

M Q

qng

II - THIẾT KẾ VÁCH MÁNG

II VÁCH MÁNG

2.1 Sơ đồ tính toán

• Cắt 1m theo chiều dài

máng, coi vách máng như một dầm công xôn ngàm tại đáy máng và dầm dọc

H v = H max + 

(Độ vượt cao an toàn:

 = 0,5m)

II VÁCH MÁNG

2.2 Tải trọng tác dụng

• Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên vách gồm:

– Mô men tập trung do người đi trên lề truyền xuống: M ng

– Mô men do trọng lượng bản thân lề đi: M bt

– Áp lực nước tương ứng với Hmax: q n

– Áp lực gió (gồm gió đẩy và gió hút): q g

• Các tải trọng này gây ra 2 trường hợp: căng trong và căng ngoài

vách máng

– Trường hợp căng ngoài nguy hiểm nhất: M bt , q gđ

(gió đẩy, máng không có nước và không có người đi trên lề)

– Trường hợp căng trong nguy hiểm nhất: M bt , M ng , q n , q gh

(gió hút, trong máng có nước và trên lề có người đi)

II VÁCH MÁNG

2.3 Xác định nội lực

Sử dụng SAP2000 xác định nội lực vách máng

CN = 1,05Mbt + 1,3qgđ

CT = 1,05Mbt + 1,2Mng + 1,3qgh + 1,1qn

II VÁCH MÁNG

2.4 Tính toán và bố trí cốt thép

• Tính toán và bố trí cốt thép dọc:(mặt cắt ngàm)

CK chịu uốn, tiết diện chữ nhật b = 100cm, h = 20cm, a = 2cm

Tính toán cốt thép cho 2 trường hợp căng trong và căng ngoài

II VÁCH MÁNG

2.5m Kiểm tra nứt

• Kiểm tra cho trường hợp căng trong

• Điều kiện để tiết diện đáy máng không bị nứt:

nc Mc  Mn = 1 Rkc Wqđ

• Nếu mặt cắt sát đáy máng bị nứt, tính toán an = an1 + an2

an1, an2 - Bề rộng khe nứt do tải trọng tiêu chuẩn tác dụng dài hạn và ngắn hạn gây ra:

III - THIẾT KẾ ĐÁY MÁNG

III ĐÁY MÁNG

3.2 Tải trọng tác dụng

Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên đáy máng gồm:

• Tải trọng bản thân đáy máng: q đ

• Tải trọng do trọng lượng bản thân lề truyền xuống: M bt

• Áp lực nước ứng với cột nước H max : M n max

• Áp lực nước ứng với cột nước nguy hiểm (H ngh ): M n ngh

Hngh là cột nước gây ra mô men uốn căng trên lớn nhất tại mặt

cắt trên gối giữa, Hngh =

• Tải trọng gió: M gh , M gđ (2 TH: gió trái và gió phải)

• Tải trọng do người đi trên lề truyền xuống: M ng

(3 TH: người đi lề trái, lề phải, cả 2 bên lề)

2

l

• Cách 2: (tham khảo) Dùng phần mềm Sap2000 vẽ

biểu đồ bao nội lực.

a, Nội lực do tải trọng bản thân đáy máng và tải trọng

do trọng lượng bản thân lề truyền xuống (qđ, Mbt):

b, Nội lực do áp lực nước ứng với Hmax (qmax, Mnmax):

c, Nội lực do áp lực nước ứng với Hngh (q ngh , M ngh):

d, Nội lực do tải trọng người đi lề bên trái (Mng):

e, Nội lực do tải trọng người đi lề bên phải (Mng):

f, Nội lực do áp lực gió thổi từ trái sang phải (Mgđ ,

Mgh):

g, Nội lực do áp lực gió thổi từ phải sang trái (Mgđ , Mgh):

Sử dụng SAP2000 xác định nội lực đáy máng

• Các trường hợp tải trọng gây bất lợi nhất cho các mặt cắt cần tính toán:

1, TH tải trọng gây mô men căng trên lớn nhất tại mặt cắt sát vách:

(Dẫn nước trong máng với chiều cao H max , người đi lề bên trái và có gió thổi từ phải sang trái)

 M 3 = M a + M c + M f ( hoặc Mg)

– Mặt cắt trên gối giữa chịu mômen căng trên lớn nhất M 3

• Tính toán như cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật: b=1m; h=h đ

• Kiểm tra cường độ trên mặt cắt nghiêng (chỉ đặt cốt xiên nếu

cần): k n n c Q < k 1 m b4 R k bh 0  Không cần đặt cốt ngang

• Cốt thép chịu lực lớp trên: 45 thanh/1m

• Cốt thép chịu lực lớp dưới: 45 thanh/1m

• Dọc theo chiều dòng chảy bố trí cấu tạo: 5 thanh/1m

III ĐÁY MÁNG

3.5m Kiểm tra nứt

• Kiểm tra tại 2 mặt cắt: mặt cắt sát vách và giữa nhịp

• Điều kiện để cấu kiện không bị nứt:

nc Mc  Mn = 1 Rkc Wqđ.

Sử dụng SAP2000 xác định nội lực mặt cắt ngang máng??

IV - THIẾT KẾ DẦM ĐỠ GIỮA

IV DẦM ĐỠ GIỮA

4.4 Tính toán cốt thép

• Tính toán cốt thép dọc chịu lực cho 2 mặt cắt có M -max và M +max

như cấu kiện chịu uốn

• Trường hợp căng trên lớn nhất tại mặt cắt trên gối thứ 2: (M -max )

Tiết diện chữ T cánh kéo  Tính toán như đối với tiết diện chữ

nhật b d x h d

• Trường hợp căng dưới lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp biên:

(M + max) Tiết diện tính toán hình chữ T cánh nén:

b = b d , h = h d , b c ’= B/2, h c ’=h đ

• Kiểm tra cho 2 mặt cắt có M - max (Tiết diện chữ T cánh kéo) và

M + max (Tiết diện chữ T cánh nén)

 Dầm thoả mãn yêu cầu về độ võng