DATN CAU VOM ONG THEP NHOI BE TONG1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG.PA 1 : Cầu vòm ống thép nhồi bê tông nhịp 2x29+90+2x29 mPA 2 : Cầu đúc hẫng 59+90+59Mặt cắt ngang 14+2x1.2+2x0.55 Khổ thông thuyền : 9x60 mNhịp dẩn : dầm I 29 m căng trướcNhịp chính : vòm ống thép nhồi bê tông L= 90 mSƠ ĐỒ KẾT CẤU NHỊP : 2x29 + 90 + 2x29 (m)

SỐ LIỆU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.Đề tài: Thiết kế cầu vòm ống thép nhồi bêtông: Cấp thiết kế : Vónh cửu Tổng chiều dài cầu : 229 m Khổ cầu : 2x1.2 + 2x0.55 + 14 = 17.5 m Trong đó: Phần vòm : 2x1.25 m Lan can : 2x0.55 m Phần xe chạy : 14 m Tải trọng thiết kế : HL93, Người 300KG/m2 Giải pháp kết cấu nhòp : Nhòp dẫn : dầm I 29 m căng trước Nhòp : vòm ống thép nhồi bêtông có chiều dài 90 m Sơ đồ kết cấu nhòp : 2x29 + 90 + 2x29 (m) Điều kiện đòa chất : Lớp : Bùn sét hữu màu xám xanh , đôi chỗ lẫn cát hữu : Chiều dày lớp Các tiêu lý :  Trọng lượng thể tích  Độ sệt  Lực dính  Góc ma sát : h1 = 12.8 m : w = 1.48 T/m3 : B = 1.24 : c = 0.082 (KG/cm2) :  = 6004’ Lớp : Cát hạt mòn đến trung ,đôi chỗ lẩn sỏi sạn ,màu xám xanh xám trắng ,kết cấu chặt vừa, trạng thái dẻo cứng : Chiều dày lớp Các tiêu lý :  Trọng lượng thể tích  Tỷ trọng  Lực dính  Góc ma sát : h2 = m : w = 1.85 T/m3 : G = 2.69 : c = 0.14 (KG/cm2) :  = 10 049’ Lớp : Sét cát màu xám vàng ,màu xanh ,trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng mặt lẩn nhiều đá dăm sạn : Chiều dày lớp Các tiêu lý :  Tỷ trọng : h3 = 10.2 m : G = 2.73  Trọng lượng thể tích : w = 2.01 T/m3  Lực dính : c = 0.313 (KG/cm2) ,  Góc ma sát :  = 21028’ Lớp : Sét màu nâu vàng ,đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn ,trạng thái cứng : Chiều dày lớp Các tiêu lý :  Trọng lượng thễ tích  Tỷ trọng  Lực dính  Góc ma sát : h4 = 4.1 m : w = 1.74 T/m3 : G =2.73 : c = 0.125 (KG/cm2) :  = 70.10’ Lớp : Sét màu nâu vàng ,đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn ,trạng thái cứng : Chiều dày lớp Các tiêu lý :  Trọng lượng thễ tích  Tỷ trọng  Lực dính  Góc ma sát : h4 = 19.9 m : w = 1.983 T/m3 : G =2.73 : c = (KG/cm2) :  = 230.52’ Lớp : Sét màu nâu vàng ,đầu tầng đôi chỗ lẫn nhiều sỏi sạn ,trạng thái cứng : Chiều dày lớp Các tiêu lý :  Trọng lượng thễ tích  Tỷ trọng  Lực dính  Góc ma saùt : h6 : w = 2.12 T/m3 : G =2.73 : c = 0.355 (KG/cm2) :  = 260.39’ CHƯƠNG GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH TỔNG QUAN VỀ CẦU VÒM ỐNG THÉP NHỒI BÊTÔNG Nhiều công trình cầu giới thiết kế với kết cấu ống thép nhồi bê tông cho cấu kiện chòu nén Vào năm 1931, kết cấu sử dụng công nghệ ống nhồi bê tông xây dựng ngoại ô Paris, cầu vòm nhòp 9m với hai vòm kết cấu gồm ống cho vòm Tổ hợp 40 ống thép f140x50mm cấu tạo nên cánh hình parabol kết cấu nhòp cầu dài 101m vượt sông Nêva thành phố Xanh Pêterbua vào năm 1936 Trong năm 1940, cầu đường sắt bác qua sông Ixet gần thành phố Kamenskơ - Uranski với nhòp dài 140m dạng vòm cao 22m, giá thành giảm 20% nhờ sử dụng kết cấu vòm ống nhồi bê tông, cánh vòm thiết kế ống thép CT3 f820x13mm Vào năm thập niên 60, ống nhồi bê tông bắt đầu nghiên cứu, ứng dụng cách rộng rãi xây dựng công trình Trung Quốc Tù năm 1990 đến 1992, ba tiêu chuẩn kỹ thuật (CECS28-90, DLGJ99-91 DLGJ-SII-92) ban hành Trung Quốc tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho việc ứng dụng công nghệ ống thép nhồi bê tông xây dựng công trình Ở Trung Quốc, cầu dạng vòm ứng dụng công nghệ CFT bắt đầu thiết kế vào năm 1990 Với cầu có nhòp không lớn 80m, kết cấu vòm thiết kế với ống đơn Cầu Yiwu Yuanhuang tỉnh Zhejiang thiết kế dạng vòm với ống đơn đường kính 800, dày 18mm theo công nghệ CFT vượt nhòp 80m Khi cần vượt nhòp lớn yêu cầu tải trọng lớn hơn, cầu vòm thiết kế với hai ống thép liên kết với Nhòp 100m cầu Yilan Mudanjiang thuộc tỉnh Heilongjiang có kết cấu dạng vòm, tiết diện ngang hình tam giác, cấu tạo từ ba ống (đường kính 600, dày 12mm) liên kết chặt chẽ với theo suốt chiều dài Cầu vượt Sông Huangbai sông Xia lao thuộc tỉnh Hubei, thiết kế với bốn ống vượt nhòp 160m, vòm gồm hai ống f1000, dày 12mm Cầu San-an Yongjiang thuộc tỉnh Guangxi, hợp long vào năm 1999, nhòp 270m dạng vòm với mặt cầu chạy Vào thời điểm này, cầu San-an Yongjiang đạt kỷ lục cầu dạng vòm Cầu Yongning Yongjiang tỉnh Guangxi có kết cấu vòm tương tự cầu Wanxian Nhòp 312m dạng vòm có mặt cầu chạy Cầu Yajisha Guangzhou, nhòp hình 360m khánh thành vào tháng năm 2000, cầu Trung Quốc thiết kế với ống, đạt kỷ lục giới Cầu Yajisha nằm đường cao tốc vành đai Tây Nam tỉnh Guangzhou bắc qua sông Zhujiang Phần cầu với sơ đồ phân nhòp 76+360+76m, dạng cầu vòm mở rộng Nhòp dạng vòm mặt cầu chạy giữa, hai nhòp biên dạng nửa vòm với mặt cầu chạy Nhòp có kết cấu dạng vòm treo không chốt, chiều dài nhòp tính toán 344m, đường tên vòm: f:76,45m Mặt cắt ngang vòm thiết kế với ống thép ống đường kính f = 750, dày 20mm, hai ống hai bên đường kính 750, dày 18mm, chiều dày nối theo phương ngang 12mm; phận sườn vòm bao gồm ống thẳng đứng có kích thước f450x12mm ống nghiêng có kích thước f351x10mm Tiết diện ngang vòm có chiều rộng không thay đổi 4,35m Chiều cao thay đổi từ 4m đỉnh vòm đến 8,039m chân vòm Đoạn ống chân vòm, phần liên kết với kết cấu trụ có chiều dày 36mm Theo phương ngang cầu, hai vòm cách 35,95m liên kết sáu hệ liên kết ngang dạng chéo hai hệ liên kết ngang dạng chữ K Hai nhòp biên có kết cấu dạng nửa vòm với chiều dài nhòp tính toán 71m, đường tên 27,3m, mặt cắt hình hộp cao 4,5m x rộng 3,45m Hệ nhánh nửa vòm liên kết hệ liên kết ngang dạng chéo hệ liên kết ngang dạng chữ K Hai nửa vòm biên đặt gối chậu di động trụ biên Hai nửa vòm cầu Yajisha chế tạo riêng biệt không vòm dọc theo hai bên bờ Thớt xoay phần đế vòm đặt trụ Thớt xoay làm việc kết cấu truyền tải trọng xuống móng cọc Hai nửa vòm nhòp nâng lên đến cao độ thiết kế cách xoay tất theo phương đứng góc 24,7014độ; xoay theo phương ngang đến vò trí thiết kế Nửa vòm nhòp phía bờ Bắc xoay theo phương ngang góc 117,10độ 92,2dộ cho nửa vòm phía bờ Nam Ống thép nhồi bê tông C60 có phụ gia trương nở Phụ gia chậm ninh kết trộn vào bê tông đế tăng khả làm việc bê tông Tỉ lệ nước xi măng 0,35 với độ sụt 18-20cm Cường độ chòu nén sau ngày tuổi đạt 58,5 MPa 1.1 Các loại kết cấu ống thép nhồi bêtông: Cột thép bêtông liên hợp đònh nghóa kết cấu chòu nén thép bọc bêtông bêtông nhồi ống thép Tùy thuộc chủng loại hình dạng chia làm loại cột liên hợp thường dùng xây dựng sau [13] : - Loại : thép kết cấu (cốt cứng ) bọc bêtông (hình a, b,c) - Loại : bêtông nhồi hộp, ống thép (hình f, g, i) - Loại : hỗn hợp loại (hình d, h) Các dạng kết cấu ống thép nhồi bêtông Loại : đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật phòng cháy, đơn giản cần tăng cường độ cách thêm cốt thép lớp bêtông Tuy nhiên việc kiểm tra xử lý kết cấu thép bên thực Chủng loại kết cấu phù hợp cho công trình chòu động đất lớn với tải trọng ngang lặp Loại : ống thép nhồi bêtông sử dụng nhiều trụ cầu mà phải chòu tải trọng va xe, vành cầu vòm, cột nhà cao tầng không thiết có cốt thép bên Loại : có tính chống cháy cao có ưu điểm hai chủng loại kết cấu 1.2 Đặc điểm làm việc kết cấu ống thép nhồi bêtông chòu nén: Trong phận kết cấu ống thép nhồi bêtông chòu lực dọc trục có thành phần ứng suất sau : Trạng thái ứng suất cấu kiện ống thép tròn nhồi bêtông chòu nén - Trong bêtông :ứng suất nén dọc trục cBc áp lực ngang r - Trong ống thép :ứng suất dọc trục zs ứng suất tiếp s Nguyên nhân gây xuất áp lực ngang r lên bêtông ứng suất tiếp s ống thép hệ số nở ngang hai loại vật liệu khác nhau, hệ số nở ngang bêtông lớn thép giai đoạn làm việc p lực ngang  r lên bêtông không cho phép bêtông tự phát triển biến dạng theo phương ngang tạo trạng thái ứng suất ba chiều bêtông trạng thái chòu lực chiều, khả chòu lực dọc trục bêtông tăng lên đáng kể Đây đặc điểm chòu lực quan trọng kết cấu ống thép nhồi bêtông 1.3 Ưu điểm kết cấu ống thép nhồi bêtông: Cầu vòm ống thép nhồi bêtông Kết cấu ống thép nhồi bê tông (CFT- Concrete filled tubula steel) kết cấu hỗn hợp gồm ống thép lõi bê tông làm việc Khi chòu ứng suất kết cấu bê tông nhồi ống thép có ưu điểm sau: * Khi so sánh với kết cấu bê tông có tiếp xúc với môi trường bên bê tông ống thép có đặc điểm: - Độ bền lõi bê tông tăng khoảng lần - Bê tông không bò co ngót mà bò trương nở trao đổi độ ẩm bê tông môi trường bên ngoài, - Sau 2-3 ngày tuổi không xuất thêm vết nứt - Tính phi tuyến công; * Khi so sánh với kết cấu biến dang từ biến sau 27 ngày tuổi - Khối lượng cấu kiện ống nhồi bê tông nhỏ so với cấu kiện bê tông cốt thép, - Không cần copfa thi thép dạng ống: - Tăng khả chống biến dạng ống thép, - Độ bền ăn mòn chống gỉ mặt ống thép cao hơn, - Giảm độ mảnh cấu kiện; * Khi so sánh với kết cấu sử dụng thép hình có mặt cắt hở: - Mặt kết cấu ống thép nhồi bê tông nhỏ chi phí sơn phủ bảo dưỡng thấp hơn, - Độ bền chống gỉ cao hơn, - Khả ổn đònh hơn, - Giảm ảnh hưởng tải trọng gió, - Tăng độ cứng chống xoắn GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT VỀ CÔNG TRÌNH: Kết cấu thượng gồm sườn vòm với tiết diện hình tròn giằng chân vòm Cáp giằng gồm bó, bó gồm 22 tao Þ 15.24mm, hai đầu neo chặt chân vòm Cáp treo gồm 55 Þ mm hợp thành Dầm ngang loại dầm đúc sẵn BTCT DƯL căng sau Dầm dọc loại dầm BTCT thường đúc sẵn có tiết diện hình hộp rỗng, dầm mặt cầu sử dụng loại dầm T đúc sẵn BTCT Chân vòm cấu tạo thép hàn liên kết đồng thời cho đổ bêtông vào khoang trống bên Hệ dầm ngang gồm dầm ngang dầm ngang Dầm ngang sử dụng loại dầm có phần bụng đặc hình chữ nhật, hai bên hông có phần colson rộng 300mm để đỡ dầm dọc biên dầm T mặt cầu Dầm ngang (dầm ngang chân vòm) có tiết diện hình chữ nhật Phần sườn vòm có giằng ngang chòu tải trọng gió Các khoang cáp treo cách 5m, riêng khoang cách 7.5m 2.1.Hệ thống quy trình loại tải trọng áp dụng: Quy trình – quy phạm thiết kế Hiện chưa có quy trình thiết kế riêng cho cầu vòm thép nhồi bêtông, phạm vi đồ án này, sử dụng tiêu chuẩn khác ASSHTO LRFD, tiêu chuẩn châu u Eurocode 1994 (EC4), tiêu chuẩn CECS 28 -90 (Trung Quốc) Về bản, phận kết cấu tính toán theo quy trình thiết kế cầu 22 TCN 272 – 05 ban hành Tải trọng - Hoạt tải thiết kế : HL93 - Hệ số xung kích :  = 1.25 2.2.Cấu tạo chi tiết: 2.2.1 Sơ đồ kết cấu: Sơ đồ bố trí nhòp Cầu vòm đồ án thiết kế theo phương án cầu vòm xe chạy Thanh giằng chân vòm có phương án bố trí giằng : cáp dự ứng lực giằng chân vòm thép hộp, cáp dự ứng lực có lợi thi công, điều chỉnh nội lực, kết hợp với công nghệ chống gỉ nên phương án cáp dự ứng lực giằng chân vòm chọn lựa Sơ đồ kết cấu nhòp : 2x29m+90m +2x29m Phương trình đường tim vòm Việc lựa chọn đường tim vòm có ý nghóa lớn khai thác, thông thường cầu vòm thép nhồi bêtông công trình cầu vòm khác thường chọn đường cong tim vòm đường cong parabol bậc bậc đường cong dạng dây xích Các đường cong có đường cong áp lực trùng với đường cong tim vòm Cầu vòm đồ án sử dụng đường cong parabol bậc có phương trình sau : y4 f  L  x x L2 Trong : f : đường tên vòm L : chiều dài nhòp, tỉ lệ f/L = 1/5 Mặt cắt ngang vành vòm Có nhiều chủng loại mặt cắt vành vòm hình chữ nhật, hình vuông, hình tròn … vành vòm tổ hợp từ 2, 3, hay nhiều ống thép nhồi bêtông Do độ cầu đồ án không lớn (90 m), để đơn giản trình thi công chế tạo, mặt cắt ngang vành vòm lựa chọn có hình dạng số 8, gồm hai ống thép có đường kính D = 1m liên kết với qua thép Chiều cao vành vòm H = 2.4m, mặt cắt có tỷ lệ H/L = 2.4/ 90 Chiều dày ống thép Thép kết cấu dùng cho vành vòm phù hợp với tiêu chuẩn ASSHTO M270M Grade 345W ASTM A709M Grade 345W có giới hạn chảy tối thiểu fy = 345 MPa Theo số tài liệu Trung Quốc lấy chiều dày vành vòm t =  16 mm chọn chiều dày vành vòm t = 12 mm Sơ đồ cáp treo Dầm dọc mặt cầu hệ thống dầm ngang liên kết với vòm chủ yếu qua hệ thống cáp treo, cáp treo phải bố trí nhằm đáp ứng đầy đủ yêu cầu thi công khai thác Bước cáp treo lựa chọn vào kích thước dầm vành vòm để bố trí đầu neo, khả cẩu lắp dầm ngang mặt cầu Bước cáp treo không nên lựa chọn dài làm tăng nội lực cáp, ngắn làm tăng số lượng cáp treo Bước cáp treo lựa chọn 5m Kết cấu giằng ngang Với thời gian sau ngày ta bắt đầu căng cáp , 30 ngày sau bắt đầu thi công phần lan can lớp phủ, lề hành , hệ số qui đổi có xét đến từ biến BT xác đònh: n CR.TR  12; n CR.LT  fcpg : ƯS BT trọng tâm bó cáp TLBT + lực căng cáp gây (được tính trên) Tính fcpg fpi=fpj -  fPES -  fPA -  fPF=1362.34-34.185 -67.54 -27.01 =1233.61 N/mm2 Pi =fpixAps = 1233.61x4804.8=5927225.304 N 5927225.304 5927225.304 �552.218 970560000  �552.218  �552.218 11 1.149 �10 1.446 �10 1.446 �1011  13.95 N / mm f cpg   f cdp : thay đổi US BT trọng tâm bó cáp tónh tải giai đoạn Δf cdp = M DC2 eg Ig eg : độ lệch tâm cáp DUL so với trọng tâm dầm giai đoạn eg = d ps - y tg = 1175 – 635.852 = 539.148 mm MDC2 = 1952010000 Nmm Ig = 1.529x1011 mm4 Thay soá : Δf cdp = 1952010000 �539.148=6.88 N/mm 1.529x1011 Vaäy : f pCR  n CR.TR f cpg  n CR.LT f cdp  12 �13.95  �6.88  119.24MPa 3.3.6.Mất mát ứng suất chùng nhão giai đoạn khai thác: Công thức tính toán : f pR  138  0.4 �f pES  0.3 �f PF  0.2 �(f pSR  f pCR ) Mất mát ứng suất chùng nhảo mặt cắt đặc trưng MC I-I II-II III-III IV-IV f PES 34.18 34.18 34.18 34.18 f Pf 0.544 94 2.360 25 6.249 73 27.00 f PSR f PCR 33.5 119.24 33.5 119.24 33.5 119.24 33.5 119.24 f PR 93.61 45 93.06 99 91.90 31 85.67 65 Tổng hợp mát ứng suất tổng cộng mặt cắt đặc trưng MC I-I II-II III-III IV-IV f PES f Pf 34.18 34.18 34.18 34.18 0.544 2.360 6.249 27.00 f PSR 33.5 33.5 33.5 33.5 f PR 93.61 45 93.06 99 91.90 31 85.67 65 f PA 67.54 67.54 67.54 67.54 f PCR f T 119 24 119 24 119 24 119 24 348.6 24 349.8 95 352.6 18 367.1 46 4.KIỂM TOÁN DẦM THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG: Cáp dự ứng lực chia làm lần để căng, lần thứ căng bó : N3, N4, tải trọng tác dụng lúc trọng lượng thân dầm Lần thứ căng bó N1, N2, tải trọng tác dụng lúc tónh tải giai đoạn hoạt tải HL93 4.1.Kiểm toán giai đoạn truyền lực căng: Giới hạn ứng suất bêtông Ứng suất nén cho phép: 0.6xf’ci=0.6x36.601=21.96 N/mm2 Ứng suất =1.51N/mm2 kéo cho phép : 0.25x f ci'  36.601 x0.25 Ta thấy giai đoạn truyền lực căng, ứng suất cáp làm dầm bò võng lên, nhiên nhòp nhờ có trọng lượng thân nên triệt tiêu phần ứng suất Còn mặt cắt gối mômen nên nguy hiểm 4.1.1.Xét mặt cắt gối (MC 1-1) Momen mặt cắt gối có giá trò = Ứng suất thớ : Trọng tâm cốt thép đến trục trung hoà : e = dps – yt0 = 838.25–526.071 = 312.2 mm Ứng suất cáp sau mát tức thời : fpi=fpj – f pT1 =1362.34 – 102.26= 1260.07 N/mm2 Lực căng cáp : Pi =f pi �A ps cos(α j )=1260.07 �2394.972725=3017833.435N j=1 Ứng suất thớ : ft  Pi Pi e 3017833.435 3017833.435 �312.179  yt    �526.071 A0 Io 1.536 �106 2.231�1011  0.256N / mm Ta thấy thớ chòu kéo ft = 0.256 < 1.51 N/mm2 Vậy thớ thoả đk sử dụng giai đoạn truyền lực Ứng suất thớ dưới: ft  Pi Pi e 3017833.435 3017833.435 �312.179  y b0    �773.929 A0 Io 1.536 �10 2.231 �1011  5.23N / mm Ta thấy thớ chòu nén fb = 5.23 < 21.96 MPa Vậy thớ thoả đk sử dụng giai đoạn truyền lực 4.1.2 Tính tương tự cho mặt cắt lại: ng suất thớ MC Gối 1.5H L/4 L/2 Pi A0 (Mpa) 3017833 44 3013485 3004500 22 2963624 (mm2) 15360 00 10570 00 10880 00 11490 00 e0 (m m) 312 305 464 552 DC1 I0 yt0 (Nmm) (mm4) 2.23E+1 1.047E+ 11 1.17E+1 1.45E+1 (mm) 526.0 71 572.8 26 588.3 27 622.7 82 4.17E+ 08 7.28E+ 08 9.71E+ 08 ft (N/mm ) 0.257 -0.09 0.59 0.29 ng suất thớ MC Gối 1.5H L/4 L/2 Pi A0 (Mpa) 301783 3.4 301348 5.8 300450 0.2 296362 4.7 (mm2) 15360 00 10570 00 10880 00 11490 00 e0 (m m) 312 305 464 552 DC1 I0 y b0 (Nmm) (mm4) 2.23E+1 1.047E+ 11 1.17E+1 1.45E+1 (mm) 773.9 29 626.1 74 655.6 73 707.2 18 4.17E+ 08 7.28E+ 08 9.71E+ 08 ft (N/mm ) -5.23 -5.87 -6.5 -5.84 Thay vào điều kiện sử dụng ta thấy thoả đk sử dụng Vậy giai đoạn truyền lực căng dầm không bò phá hoại 4.2.Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng: Giai đoạn BT dầm đủ cường độ : f’c = 40 MPa Ứng suất nén cho phép giai đoạn sử dụng: 0.45f’c = 0.45x40 =18 N/mm2 Ứng suất kéo cho phép giai đoạn sử dụng: 0.5 � f c '  0.5 � 40 =3.162 N/mm2 4.2.1 Mặt cắt nhòp: Ứng suất cáp sau mát dài hạn: f pf  f pj  f pT  1362.34  367.146  866.463 Lực căng cáp sau mát dài hạn : Pi  f pf �A ps cos( j )  866.463 �4804.8  4163183.95N j1 Ứng suất thớ : ft   M M  M LL Pf Pf e  y to  DC1 y to  DC2 y tg A Io Io Ig 4163183.95 4163183.95 �552.218 970560000 2.65 �109  � 622.78  � 622.782  �635.85 1149000 1.45 �1011 1.45 �1011 1.529 �1011  8.92 N / mm  Ta thấy thớ chòu nén ft = 8.92 < 18 MPa Vậy thớ thoả đk nứt giai đoạn sử dụng Ứng suất thớ : fb   M M  M LL Pf Pf e  ybo  DC1 ybo  DC2 y bg A0 Io Io Ig 4163183.95 4163183.95 �552.218 970560000 2.65 �109   �707.21  �707.21  �694.148 1149000 1.45 �1011 1.45 �1011 1.529 �1011 1.91N / mm Ta thấy thớ chòu kéo fb = 1.91 < 3.162 MPa Vậy thớ thoả đk nứt giai đoạn sử dụng 4.2.2 Tương tự tính cho mặt cắt lại: ng suất thớ Pf MC Goá i 1.5 H L/4 L/2 (N) 43657 75 43509 93 43197 95 41631 e0 (m m) 312 305 464 552 I0 yt0 MDC2+MLL Ig (mm4) 2.23E+ 11 1.05E+ 11 1.17E+ 11 1.45E+ (mm) 526.07 572.82 588.32 622.78 (Nmm) (mm4) 2.28E+ 11 1.06E+ 11 1.23E+ 11 1.53E+ 1.18E+0 2.14E+0 2.65E+0 ytg (m m) 468 580 599 635 ft (N/mm ) 0.37 -5.56 -7.97 -8.92 84 11 11 I0 yt0 MDC2+MLL Ig (mm4) 2.23E+ 11 1.05E+ 11 1.17E+ 11 1.45E+ 11 (mm) 773.92 626.17 655.67 707.21 (Nmm) 0.00E+0 1.18E+0 2.14E+0 2.65E+0 (mm4) 2.28E+ 11 1.06E+ 11 1.23E+ 11 1.53E+ 11 ytg (m m) 831 618 644 694 ng suất thớ Pf MC Goá i 1.5 H L/4 L/2 (N) 43657 75 43509 93 43197 95 41631 84 e0 (m m) 312 305 464 552 ft (N/mm ) -7.57 -2.72 0.06 1.91 Kết luận : Vậy dầm đảm bảo không nứt giai đoạn sử dụng KIỂM TOÁN Ở TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ 5.1 Tính sức kháng uống: Cốt thép DƯL có diện tích : Aps = 4804.8 mm2 Cường độ chảy dẻo thép DƯL 75% cường độ kéo đứt thép DUL: fpy = 0.9xfpu = 0.9x1841 = 1656.9 Mpa Heä soá : � f � 1656.9 � � k  �� 1.04  py � �� 1.04   0.28 f pu � 1841 � � � � Dầm chủ làm cấp BT 40 => 28 MPa < fc’= 40 MPa< 56MPa Neân 1 = 0.85 – 0.05x (fc’- 28)/7 = 0.85 – 0.05x(40 - 28)/7 = 0.764 Xét mặt cắt nhòp : tiết diện tính toán quy đổi sau : Vì chưa xác đònh chiều cao vùng nén C nên ta chưa xác đònh hf, nên ta quy đổi tiết diện để tìm hf Ta quy đổi tiết diện theo mômen quán tính hai tiết diện Aps.fps Tiết diện kiểm tóan trạng thái giới hạn cường độ Ta chưa biết xác chiều cao vùng nén nên chưa xác đònh hf nên ta giả sử hf để tính C, tiếp tục thử dần tìm C hf Tại nhòp có giá trò momen trạng thái giới hạn cường độ : M u  6909922000 Nmm Cân lực theo phương ngang ta khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép cánh tính công thức sau : C A ps f pu  0.851f 'c  b  b w  h f  A ps 0.85f 'c 1b w  k f pu d ps 4804.8 �1841  0.85 �0.764 �40 � 1380  700  �57  4804.8 0.85 �40 �0.764 �700  0.28 � �1841 1175  386mm  a  1 �C  0.764 �386  295mm Suy tyû số: Lấy momen trọng tâm vùng nén a� � �a h � M n  A ps f pu � d ps  � 0.851f 'c  b  b w  �  f  330 � 2� � �2 � 386 � �  4804.8 �1841�� 1175  � � � �386 57 � 0.85 �0.764 �40 � 1380  700  ��   330 � �2 �  8.87 �109 Nmm Thay vào điều kiện cường độ : .M n  M u Với  hệ số sức kháng, dầm BT DUL  =1  8.87 x 109 > 6.91 x 109 � ĐẠT Vậy tiết diện nhòp thoả điều kiện cường độ Kiểm tra hàm lượng cốt thép Hàm lượng cốt thép tối đa: Xét tỉ số : C 386   0.328 < 0.42 : Phaù hoại dẻo d s 1175 Hàm lượng thép tối thiểu : M r   1.2M cr ;1.33M u  M r  0.9M n  0.9 �8.87 �109 =7.983 �109 Nmm Tính momen phụ thêm (M): - Tónh tải giai đọan : MDC1 = 9.71 x 108 Nmm - Tónh tải giai đọan : MDC2 = 9.81 x 108 Nmm - Cường độ chòu kéo uoán: fr = 0.63 � f c '  0.63 � 40  3.984 MPa fr  M M M Pf Pf e  ybo  DC1 y bo  DC2 ybg A o Io Io Ig y bg Ig 4163183.95 4163183.95 �552.21  �707.21 1.149 �106 1.446 �1011  �1.529 �1011 694.148 9.71 �10 9.81�108 �707.21  �694.148 11 1.529 �1011  1.446 �10 �1.529 �1011  2.125 �109 Nmm 694.148 3.984  Mômen tác dụng để thớ dầm đạt ứng suất lớn fr : M cr  M DC1  M DC2  M  9.71�108 +9.81�108 +2.125 �108 =2.164 �109 Nmm  1.2M cr ;1.33M u   2.597 �109 Nmm Thay vào điều kiện : 7.983x109 > 2.597x109 � ĐẠT Vậy thoả điều kiện cốt thép tối thiểu Tính tương tự cho mặt cắt lại ta kết Tham số Đơn vò Gối 1.5H L/4 L/2 fc (Mpa) 40 40 40 40 0.764 0.764 0.764 0.764 1 bw mm 700 700 700 700 fpu k (MPa) 1841 0.28 1841 0.28 1841 0.28 1841 0.28 Aps mm2 4804.8 4804.8 4804.8 dps mm 838.25 878.75 4804.8 1053.2 b-bw mm2 680 680 680 680 hf mm 37 50 57 c mm a (mm) 387 295.66 379 289.55 54 384.31 42 293.61 1175 386 294.90 (N.mm ) (N.mm ) Mn Mu 5.96E+ 09 6.3E+0 7.81E+ 09 8.87E+ 09 3.07E+09 5.57E+09 6.91E+09 Kết luận dầm thõa mãn điều kiện cường độ 5.2.Tính sức kháng cắt: 5.2.1 Xét mặt cắt gối: Lực cắt, mômen tính toán : Vu =1610997 N ; Mu = Tiết diện đầu dầm mở rộng, quy đổi thành hình chữ nhật 1184x1330 mm Chiều cao vùng nén : c = 387 mm ( tính phần kiểm toán cường độ)  a= 1c  0.764 �387  295mm ƯS cáp BT bò nứt : � c � 387 � � f ps  f pu � 1 k  0.28 �  1603MPa � 1841�� 838.25 � � � � d ps � Tính dv : cánh tay đòn tổng hợp lực kéo tổng hợp lực nén uốn, có cáp DƯL dv tính sau : a 295  838.25   690.75 2 d v  max 0.9d ps  0.9 �838.25  754.42 0.72h  0.72 �1330  957.6 d ps  � dv=957.6 mm Lực cắt cáp DUL giai đoạn sử dụng tức sau mát dài hạn: Vp = f pf �A pssin(α j )=911.445 �340.772  310594.93N j=1 Lực cắt đơn vò : v Vu  Vp 0.9bd v  1610997  310594.93  1.27 N/mm2 0.9 �1184 �957.6 Kieåm tra hợp lý tiết diện : v 1.27   0.031 diện tích cốt đai : Av = 904 mm2 Khoảng cách cốt đai yêu cầu : s A v f vy d v Vs cot g()  904 �240 �957.6 cot g(27)  -2555877  159 mm Ta thấy khoảng cách cốt đai tính âm => Bêtông đầu dầm đủ khả chòu cắt Ta đặt cốt đai theo cấu tạo Kiểm tra lại theo điều kiện cấu tạo : Theo trò số giới hạn cốt đai tối thiểu : s< A v f vy 0.083 f 'c b  904 �240  336 mm 0.083 � 40 �1128 Khoảng cách tối thiểu theo qui đònh 22TCN272-05 : Vu = 1610997 < 0.1f 'c bd v  0.1�40 �1128 �957.6  4320691 Với : : s  0.8d v  0.8 �957.6  766.1  600  s < 600 Kiểm tra lại khả chòu kéo cốt thép dọc : A ps f ps  M u1 �Vu �  �  0.5Vs  Vp � cot g() 0.9d v � 0.9 � VT  4804.8 �1603=7.71�106 N VP  1610997 � � �  310594.93�cot g(27)  0.9 �957.6 � 0.9 �  2.548 �106 N Ta thaáy : VT > VP  Đạt yêu cầu Do gối có lực tập trung, nên để an toàn ta chọn bước cốt đai đầu dầm sau : 12a100 5.2.2 Xét mặt cắt lại : Tính tóan tương tự ta tính bước cốt đai mặt cắt lại sau Vu Mu Vp dv v/f'c fpo ex q β Vs s s (cấu tạo) s (chọn) Gối 161099 7.5 310594 93 1.5H 1338589 3.066E+ 09 309543 93 936 0.05513 17 863.28 0.04730 23 L/4 886007 5.57E+ 09 275252 947.92 0.0255 68 L/2 942.76 -1.15E04 27 6.78 246485 -161 952.71 -9.49E07 27 6.78 972960 -283 965.94 1.04E04 27 6.78 165241 -183 932.85 1.16E04 27 6.78 263460 -85 590 200 590 200 590 100 444 100 6.9E+0 1057.5 Kiểm tra lại khả chòu kéo cốt thép dọc mặt cắ Mu (Nmm) 1.5H 7777416 058 30656735 00 dv (mm) Vu (N) Vs (N) 936 161099 7.5 199278 1.3 863.28 1338589 1378956 112 Apsfps Goái 770216 7.4 L/4 7941899 836 55721477 50 L/2 8031988.7 78 690992225 947.925 1057.5 886007.5 3028326 782 2252256.6 46 Vp (N) VP Keát luận 310594 93 947963 ĐẠT 309543.9 312 4904111 575 ÑAÏT 275252.4 403 4951568 874 ÑAÏT 5050076.9 86 ÑAÏT ... 557 - Môđun đàn hồi E = 2.1 x 1011 Pa - Diện tích mặt cắt A = 0.2117 x1 0-2 m2 - Độ cứng EA = 2.1 x 1011 x 0.2117 x 1 0-2 = 4.4457 x108 KN Thanh giaèng 22 - 75 - Môđun đàn hồi E = 2.1 x 1011 Pa -. .. thường chọn đường cong tim vòm đường cong parabol bậc bậc đường cong dạng dây xích Các đường cong có đường cong áp lực trùng với đường cong tim vòm Cầu vòm đồ án sử dụng đường cong parabol bậc có... 12mm Cầu San-an Yongjiang thuộc tỉnh Guangxi, hợp long vào năm 1999, nhòp 270m dạng vòm với mặt cầu chạy Vào thời điểm này, cầu San-an Yongjiang đạt kỷ lục cầu dạng vòm Cầu Yongning Yongjiang tỉnh