Đồ án kết cấu bê tông cốt thép

I. Đề bài: Thiết kế dầm chữ T hoặc chữ nhật cho cầu trên đường ô tô nhịp giản đơn bằng BTCT. II. Các số liệu giả định: (xem chi tiết trong file .doc) III. Yêu cầu A. Thuyết minh tính toán : 1. Chọn sơ bộ mặt cắt. 2. Vẽ biểu đồ bao momen. 3. Tính toán và bố trí cốt thép chủ. B. Bản vẽ.

Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Phần I : Nhiệm vụ thiết kế môn học I Đề bài: Thiết kế dầm chữ T chữ nhật cho cầu đường ô tô nhịp giản đơn BTCT (hình vẽ dọc) (hình vẽ cắt ngang) II Các số liệu giả định Chiều dài cầu l = 13,0 m Chiều dài tính tốn L = 12,5 m Hoạt tải HL- 93 Chiều dày cánh BTCT hf = 200 mm Vật liệu fc’ = 28 MPa Bê tông fy = 414 MPa Thép Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN272- 05 III Yêu cầu A Thuyết minh tính tốn : Chọn sơ mặt cắt Vẽ biểu đồ bao momen Tính tốn bố trí cốt thép chủ B Bản vẽ _ _ Nguyễn Huy Thục Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Phần II Thuyết minh tính tốn với dầm chữ T đơn giản I Chọn sơ kích thước mặt cắt I.1 Chiều cao dầm h Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài dầm Với cầu đường ô tô nhịp giản đơn chọn sơ h theo công thức kinh nghiệm h=(1/8 ~ 1/20)L = (0,125 ~ 0,05)L Chọn h = 0,08L = 1000 mm I.2 Chiều cao có hiệu sơ Chọn d = 0,9 h = 900 mm I.3 Bề rộng sườn dầm bw Chọn bw = 300 mm I.4 Bề rộng cánh có hiệu L / 3125   b = 12t +bw = 2700 = 1250 mm 1250 1250   I.5 Diện tích mặt cắt A = 1250 200 + 800 300 = 490 000 mm I.6 Trọng lượng thân 1m chiều dài dầm wD = γc A = 24 0,49 = 11,76 kN _ _ Nguyễn Huy Thục Đồ án Bê tông cốt thép _ _ II Tính vẽ biểu đồ bao nội lực Mơ men - Cơng thức tính tốn: M= 1,25 MD + 1,75 MLL + 1,75 ( + IM ) MX - Trong đó: +MD : Là momen tính cho tĩnh tải phân bố +MLL : Là momen tải trọng phân bố +IM : hệ số xung kích +MX : Là momen tính cho xe - Cơng thức tính momen thành phần: Với S diện tích đại số đường ảnh hưởng + MD = 4.wD S = 47,04 S + MLL = 9,3 S + IM lấy 1,25 ( kNm ) ( m2 ) ( kNm ) ( kNm ) 35KN 145KN 145KN Hoạt tải HL93 Xe tải thiết kế HL93M 1.8m 4.3m-:-9.0m 3.5m 4.3m Chọn khoảng cách 4,3 ~ 9,0 m 4,3 m 110KN 110KN Xe hai trục thiết kế HL93K 1.8m 1.2m 3.5m _ _ Nguyễn Huy Thục Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Xếp tải với xe bánh tiêu chuẩn 145 10 35 145 dahM 0,265 0,695 1,125 145 35 145 dahM 1,14 0,28 145 145 35 2,625 1,335 0,045 dahM 145 35 145 dahM 1,28 145 145 dahM 3,125 0,975 _ _ Nguyễn Huy Thục 35 Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Xếp tải với xe bánh tiêu chuẩn 110 110 10 dahM 1,125 1,005 110 110 1,76 dahM 110 110 dahM 2,625 2,265 110 110 dahM 2,52 110 110 dahM 3,125 2,525 _ _ Nguyễn Huy Thục Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Tính tốn MX ( kNm ) theo trường hợp Mặt cắt tính tốn Xe bánh tiêu chuẩn Xe bánh tiêu chuẩn 273,175 465,1 575,775 620,6 594,5 234,3 413,6 537,9 607,2 621,5 Bảng kết tính tốn Mặt cắt Diện tích đah ( m2 ) 7,031 12,5 16,406 18,75 19,53 MD ( kNm ) 330,74 588 771,74 882 918,69 MLL ( kNm ) 65,388 116,25 152,576 174,375 181,63 MX ( kNm ) 273,175 465,1 575,775 620,6 621,5 M ( kNm ) 1603,480 2769,768 3498,797 3851,269 3913,371 Biểu đồ bao momen M ( kNm) 1603,480 1603,480 2769,768 2769,768 3913,371 3851,269 3851,269 3498,797 3498,797 _ _ Nguyễn Huy Thục Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Lực cắt -Cơng thức tính: V = 1,25 VD + 1,75 VLL + 1,75 ( + IM ) VX - Trong đó: +VD : Là lực cắt tính cho tĩnh tải phân bố +VLL : Là lực cắt tải trọng phân bố +IM : hệ số xung kích +VX : Là lực cắt tính cho xe - Cơng thức tính lực cắt thành phần Với S diện tích đại số đường ảnh hưởng + VD =4 wD S = 47,04 S + VLL = 9,3 S + IM lấy 1,25 ( m2 ) ( kN ) ( kN ) _ _ Nguyễn Huy Thục Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Xếp tải với xe bánh tiêu chuẩn 145 dahQ0 0,1 dahQ4 10 35 0,556 145 0,2 0,212 145 35 0,456 0,112 145 35 145 0,3 0,7 0,312 145 0,8 dahQ3 35 0,656 0.9 dahQ2 145 145 dahQ1 0,356 145 35 145 0,4 0,256 0,6 145 dahQ5 0,5 145 35 0,156 0,5 _ _ Nguyễn Huy Thục Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Xếp tải với xe bánh tiêu chuẩn dahQ0 110 110 0,1 0.9 dahQ2 dahQ3 10 110 0,804 110 110 0,2 0,704 0,8 110 0,3 0,7 dahQ4 0,904 110 dahQ1 110 0,604 110 0,4 110 0,504 0,6 110 dahQ5 0,5 110 0,404 0,5 _ _ Nguyễn Huy Thục Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Tính tốn VX ( kN ) cho trường hợp Mặt cắt Mặt cắt Xe bánh tiêu chuẩn 251,04 218,54 182,12 153,12 124,12 95,12 Diện tích đại số đah ( m2 ) 6,25 3,75 2,5 1,25 Xe bánh tiêu chuẩn 209,44 187,44 165,44 143,44 121,44 99,44 Bảng kết tính tốn VD VLL VX ( kNm ) ( kNm ) ( kNm ) 294 235,2 176,4 117,6 58,8 58,125 46,5 34,875 23,25 11,625 251,04 218,54 182,12 153,12 124,12 99,44 V ( kNm ) 1457,689 1235,876 998,629 790,598 582,566 391,545 _ _ Nguyễn Huy Thục 10 1457,689 1235,876 998,629 790,598 582,566 391,545 582,566 790,598 998,629 1235,876 1457,689 391,545 Biểu đồ bao lực cắt Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Bố trí cốt đai L 3L ÷ ) 4 Mu = Mmax = 3913,371 / = 978,342 kNm V Vu = L =894,614 / = 223, 653 kN - Bố trí cốt đai đoạn ¼ dầm đến đoạn ¾ dầm ( Nội suy ta có : + Giả sử TTH qua cánh dầm : As f y 3060.10 −6 414.10 a= = = 0,0425 m ,85 f c' b ,85.28.10 1,25 a ,0425 = =0,05 m < hf = 0,2 m β1 ,85 Vậy giả sử + Chọn chiều cao chịu cắt mặt cắt: a  d − 879   dv = max 0 ,9 d = max 810 = 879 mm 0 ,72h 720    v + Tính ' : fc Vu 223,653 v= = = 942,371 kN/m φv bw d v ,9.0 ,3.0 ,879 Suy c = v 942 ,371 = =0,0337 0,05 ε x1 ,511 v Tra bảng với ε = ε x =0,545.10 −3 , ' =0,0925 có θ = θ =30 58’ β =2,404 fc Mu + ,5 N u + ,5Vu cot θ 320 ,696 + ,5.364 ,422.1,666 dv = ,5213 =0,542 10 −3 ε x3 = −6 As E s 2.4236.10 200000.10 ε x − ε x ,542 − ,545 = = 0,006 < 0,05 ε2 ,545 Vậy chọn θ = 30 58’ β = 2,404 + Tính Vs : Vu Vs = - β f c' bw d v φ 364 ,422 − ,404.0 ,083 28.10 ,3.0 ,5213 = ,9 = 239,79 kN + Tính tốn khoảng cách cần thiết cốt đai : Chọn cốt đai ϕ13, Av = 2.130 =260 mm Av f y d v cot θ 260.10 −6 414.10 ,5213.1,666 s= = =0,390m Vs 239.79 Tính tốn khoảng cách cốt đai theo giới hạn tiêu chuẩn 22TCN 272- 05 : Av f y 260.10 −6 414.10 ≤ s = =0,8170 m ,083 f c' bw ,083 28 10 ,3 Do Vu = 364,422 kN < 0,1fc’.bwdv = 0,1.28.10 0,3.0,5213 = 437,892 kN nên: 0 ,8 d v 417 mm s=  =  = 417 mm 600 mm 600 mm + Kiểm tra chảy cốt thép dọc: Để cốt thép dọc mặt kéo uốn không bị phá hoại tác dụng đồng thời thành phần nội lực là: _ _ Nguyễn Huy Thục 26 Đồ án Bê tông cốt thép _ _ Mu N V + ,5 u + ( u − ,5Vs ) cot θ (*) Asx fy ≥ φ f dv φα φv Do Nu = nên: Asx fy = 4236 414 10 −3 = 1753,704 kN Mu N V + ,5 u + ( u − ,5Vs ) cot θ = 320 ,696 + ( 364.442 − ,5.239 ,79 ).1,666 φ f dv φα φv ,9.0 ,5213 ,9 = 731 kN Vậy cốt théo dọc không chảy + Kết luận: Bố trí thép đai số 13 khoảng cách 390 mm cho đoạn cốt đai từ 1m đầu đặt gối _ _ Nguyễn Huy Thục 27