Thiết kế cầu BTCT mặt cắt chữ I L = 22 m DUL kéo trước

Thiết kế cầu BTCT mặt cắt chữ I L = 22 m DUL kéo trước. Dầm I, chiều dài toàn dầm là L = 22 mét, kết cấu kéo trước. Khổ cầu K9+2ì0.5m. Không có người đi. Tải trọng thiết kế HL 93 Loại cốt thép dự ứng lực: bó sợi song song 24phi 5

Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép Các số liệu cho trớc Dầm I, chiều dài toàn dầm lµ L = 22 mÐt, kÕt cÊu kÐo tríc Khỉ cầu K9+2ì0.5m Không có ngời Tải trọng thiết kế HL 93 Loại cốt thép dự ứng lực: bó sợi song song 245 Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ 1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu Chọn khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối a = 0.3 m Chiều dài tính toán nhịp Ltt = 22-2ì0.3 = 21.4 m Cầu gồm dầm có mặt cắt chữ I chế tạo bê tông có fc = 45 MPa, Bản mặt cầu có chiều dày 20 cm, đổ chỗ bê tông có fc = 45 MPa, tạo thành mặt cắt liên hợp Trong trình thi công, độ dốc ngang mặt cầu đợc chế tạo cách kê cao gối Lớp phủ mặt cầu có lớp: Lớp phòng nớc 0.5 cm Lớp BT ASPHAL cm Khoảng cách dầm chủ S = mÐt 9000 2000 2000 2000 2000 10000 1.2 Chọn mặt cắt ngang dầm chủ Dầm chủ tiết diện chữ I với kích thớc sau: - Chiều cao toàn dầm : 125 cm - Chiều dày sờn dÇm : 20 cm - ChiỊu réng bÇu dÇm : 60 cm - ChiỊu cao bÇu dÇm : 25 cm - ChiỊu cao vót cđa bơng bÇu dÇm : 20 cm - Chiều rộng cánh dầm : 80 cm - Phần ghờ đỡ bê tông đổ trớc : 10 cm bên Các kích thớc khác xem hình vẽ Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép 600 600 1250 1250 200 250 200 500 120 80 800 100 120 80 800 600 Mặt cắt dầm chủ 600 Mặt cắt tạ i gối (Mở rộng s ờn dầm) Chiều cao kết cầu nhịp Yêu cầu hmin = 0.045Ltt L = 21.4 m chiều dài nhịp tính toán hmin chiều cao tối thiểu kết cấu nhịp kể mặt cầu hmin = 1250 + 200 = 1450 mm Theo yêu cầu hmin = 0.963 m thoả mãn yêu cầu chiều cao tối thiểu Xác định chiều rộng cánh hữu hiệu 3.1 Đối với dầm Bề rộng cánh hữu hiệu lấy giá trị nhỏ + 1/4 chiều rộng dài = 0.25ì21400 = 5350 mm + 12 lần độ dày trung bình cộng với số lớn bề dày bong dầm 1/2 bể rộng cánh dầm = 12ì200 + max(200, 0.5ì600) = 2700 mm + Khoảng cách trung bình dầm kề = 2000 mm Vậy be = m 3.2 Đối với dầm biên Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép Bề rộng cánh dầm hữu hiệu lấy 1/2 bề rộng hữu hiệu dầm cộng với trị số nhỏ trị số sau: + 1/8 chiều dài nhịp tính toán = 0.125ì21400 = 2675 mm + lần chiều dày trung bình cộng với trị số lớn 1/2 bể rộng sờn dầm 1/4 chiều dày cánh dầm = 6ì200+max(0.5ì200,0.25ì600) = 1350 mm + BỊ réng phÇn hÉng = 1000 mm VËy be = 2m Dầm (bi) Dầm biên (be) 2000 mm 2000 mm Tính toán mặt cầu 9000 2000 2000 2000 2000 1000 10000 a b c d e 4.1 Phơng pháp tính nội lực mặt cầu áp dụng phơng pháp gần theo điều 4.6.2 (aashto), mặt cầu phân tích nh dầm liên tục dầm 4.2 Xác định nội lực mặt cầu tĩnh tải Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép Lấy mô men dơng lớn để đặt tải cho vùng có mô men dơng, tơng tự mô men âm Sơ đồ đồ án dầm liên tục nhịp đối xứng, vị trí cần tính toán a, b, c, d, e nh hình Theo quy định chiều dài nhịp phải lấy khoảng cách S tim hai dầm liền kề để xác định hiệu ứng lực dải cấu kiện đỡ đợc giả thiết cứng tuyệt đối Các tải trọng bánh xe đợc mô hình hoá theo hai kiểu tải trọng tập trung tải trọng vệt, để đơn giản tính toán ta coi tải trọng bánh xe tải trọng tập trung Các yếu tố thuộc tính tải tác dụng lên mặt cầu gồm tĩnh tải trải TTBT mặt cÇu, TTBT cđa líp phđ, lùc tËp trung lan can tác dụng lên phần hẫng Ta tính cho mét dài mặt cầu theo phơng dọc ngang cầu + Bản mặt cầu dày 200 mm, tỷ träng lµ 24 kN/m3 gDC(bmc) = 200.1000.24.10-6 = 4.8 kN/m + ThiÕt kÕ líp phđ dµy 75 mm, tû träng líp phđ lµ 22.5 kN/m3 gDW = 75.1000.22.5.10-6 = 1.665 kN/m + Tải trọng lan can cho phần hẫng: Thùc chÊt lùc tËp trung quy ®ỉi cđa lan can không đặt mép mặt cầu, nhng để đỡ công tính toán thiên an toàn nên ta coi đặt mép gDC(Lan can) = 7.456 kN/m Để tính nội lực cho mặt cắt b, c, d, e ta vẽ đờng ảnh hởng mặt cắt xếp tải lên đờng ảnh hởng Do sơ đồ tính toán mặt cầu hệ siêu tĩnh bậc cao nên ta dùng chơng trình hỗ trợ Sap Midas để vẽ tính toán Công thức xác định nội lực tính toán: MU = (PMDC1+PMDC2+PMDW) : Là hệ số liên quan đến tính dẻo, tính d tầm quan trọng khai thác lÊy η = 0.95 γP : Lµ hƯ sè tÜnh tải đợc lấy theo bảng sau: Loại tải trọng Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng TTGH CĐ1 TTGH Sử Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép DC: Cấu kiện thiết bị phụ DW: Lớp phủ mặt cầu tiện ích 1.25 0.9 dơng 1.5 – 0.65 4.2.1 Néi lùc mỈt cắt a Mô men mặt cắt a mô men phần hẫng Sơ đồ có dạng công son chịu uốn Lan can Lớ p phủ Bản mặt cầu 500 1000 � g DC (bmc ) �10002 � g DW �5002 Ma  � P     P �g DC ( Lancan ) �1000 �103 � P 6 2.10 2.10 � � Trong THGH SD I: � � 4.8 �10002 1.665 �5002 Ma  0.95 � � 1.25  �1.5  0.7465 �1000 �1.25 �10 3 � 16.059  kNm  6 �10 � �10 � Trong TTGH SD: � � 4.8 �10002 1.665 �5002 Ma  0.95 � �  �1  0.7465 �1000 �1 �103 � 12.764  kNm  6 �10 � �10 � 4.2.2 Néi lùc mặt cắt b Đờng ảnh hởng Mb Để tạo ứng lực lớn tĩnh tải, phần đờng ảnh hởng dơng ta xếp tĩnh tải với hệ số lớn 1, phần đờng ảnh hởng âm với hệ số nhỏ Công thức : MU = (PMDC1+PMDC2+PMDW) Trong đó: Đối với đờng ảnh hởng dơng + TTGHCĐI P/bmc = 1.25; γP/DW = 1.5 + TTGHSD γP/bmc = 1; P/DW = Đối với đờng ảnh hởng dơng + TTGHCĐI P/bmc = 0.9; P/DW = 1.5 Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép + TTGHSD P/bmc = 0.65; P/DW = Quá trình giải toán đợc mô hình hoá Midas với: Mặt cắt 0.2ì1 mét Vật liệu : Bê tông theo tiêu chuẩn ASTM Grade 4000 Phân chia trờng hợp tải tính toán cho ta kết sau: Phần dah Dơng âm Tổng cộng phần Nội lực tổng cộng TTGHCĐ I Bản mặt Líp phđ cÇu 3.546 1.443 -0.422 -0.201 3.124 1.242 4.366 Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng TTGHSD Bản mặt Líp phđ cÇu 2.615 0.785 -1.431 -0.239 1.184 0.546 1.7 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép 4.2.3 Nội lực mặt cắt c Đờng ảnh hởng mặt cắt c: Phần dah Dơng âm Tổng cộng phần Nội lực tổng cộng TTGHCĐ I Bản mặt Lớp phủ cầu 0.502 0.100 -3.125 -0.986 -2.623 -0.886 TTGHSD Bản mặt Líp phđ cÇu 0.701 0.122 -3.226 -0.978 -2.525 -3.509 -0.856 3.381 4.2.4 Nội lực mặt cắt d Đờng ảnh hởng mặt cắt d Phần dah Dơng âm Tổng cộng phần Nội lực tổng cộng TTGHCĐ I Bản mặt Lớp phủ cầu 2.981 1.112 -0.98 -0.107 2.001 1.005 TTGHSD Bản mặt Lớp phủ cầu 2.001 0.321 -0.956 -0.113 1.045 3.006 0.208 1.253 4.2.5 Nội lực mặt cắt e Đờng ảnh hởng mặt cắt e Phần dah Dơng âm Tổng cộng phần Nội lực TTGHCĐ I Bản mặt Lớp phủ cầu 0.501 0.113 -3.756 -1.105 -3.255 -0.992 -4.247 Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng TTGHSD Bản mặt Lớp phủ cÇu 0.458 0.102 -3.811 -1.011 -3.353 -0.909 4.262 ThiÕt kế môn học cầu bê tông cốt thép tổng cộng 4.3 Xác định nội lực hoạt tải Do đồ án cầu thiết kế dành riêng cho xe chạy nên tính tải trọng hành đồng thời với hoạt tải xe thiết kế Tải trọng thiết kế dùng cho mặt cầu quy tắc xếp tải: áp dụng theo điều 3.6.1.3.3 quy trình + Do nhịp S = 2000 < 4600 mm nên phải đợc thiết kế theo bánh xe trục 145 kN + Tải trọng bánh xe phải đợc giả thiết trọng phạm vi đơn vị trục xe tăng tải trọng bánh xe lực ly tâm lực hãm không cần đa vào tính toán mặt cầu + Xe đợc xÕp theo chiỊu ngang cÇu cho tim cđa bÊt kỳ tải trọng bánh không đợc nhỏ hơn: * 300 mét tính từ mép đá vỉa lan can thiÕt kĨ b¶n mót thõa * 600 mÐt tính từ mép xe thiết kế tính phận khác + Phải xếp tải cho gây đợc hiệu ứng bất lợi âm dơng Bề rộng dải tơng đơng theo điều 4.6.2.1.3: - Phần hÉng: SW = 1140 + 0.833X = 1140 + 0.833×200 = 1306.6 mm, X = 1000 – 500 – 300 = 200 mm Mô men dơng M+: SW = 660 + 0.55ìS = 2053 mm Mô men âm MSW = 1220 + 0.25ìS = 1845 mm Trong đó: X: khoảng cách từ tải trọng đến điểm gối tựa (mm) S : khoảng cách tim hai dầm liền kề SW : bề rộng dải tơng đơng P(N) : tải trọng trục xe Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng X 300 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép 4.3.1 Nội lực hoạt tải Theo phơng ngang khoảng cách trục Truck vµ Tandem lµ nh (1.8 mÐt) Nhng trơc Truck nặng Tandem việc tính nội lực Tandem không cần thiết mà cần tính cho Truck Vẽ dah xếp tải nh hình: Công thức xác định mô men TTGHCĐ cho mét dài mặt cầu: M truck   M truck  hang M truck   Pi   IM  �yi SW   Pi   IM  �yi SW   Pi   IM  �yi �SW   0.95  0.95  0.95 Sinh viªn : Ngun ThÞ Thu H»ng 1.75 �72.5 �1.25�yi 2.035 1.75 �72.5 �1.25�yi 1.845 1.75 �72.5 �1.25�yi �1.3006 10 ThiÕt kÕ m«n học cầu bê tông cốt thép + Lần lặp f pj  f pt   f pES  f pR1   0.74 �1860   10.51  16.6   1349.29  MPa  Fj = Aps × fpj = 2500×1349.29 = 3373.225 (kN) f cgp  2.31 MPa  f pES  Ep Eci f pgp  197000 �2.31  14.99  MPa  30360 f pj  f pt   f pES  f pR1   0.74 �1860   14.99  16.6   1344.81 MPa  f pR1  log(24 �4) � 1344.81 �  0.55 � �1344.81  16.88  MPa  � 40 � 1674 � 8.3 MÊt m¸t co ngãt f pSR  117  1.03H H  70% � f pSR  117  1.0370  44.9  MPa  8.4 MÊt m¸t tõ biÕn f pCR  12 �fcgp  �f cdp  12 �16.2  �16.88  76.24  MPa  8.5 Tính gần tổng số mát theo thời gian: � f '  41 �  fp  230 �  0.15 c � 41PPR 41 � � 45  41 � �  230 �  0.15  41  259.2  MPa  41 Trong PPR = tỷ lệ dự ứng lực phần + Đối với tao cáp có độ trùng thấp thì: f p 259.2  41  218.2  MPa  8.6 Tæng mÊt m¸t dù øng st: ΔfpT = ( Tỉng mÊt m¸t ban đầu)+(Tổng mát theo thời gian) =10.51+16.6 + 218.2 = 245.31 (MPa) Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cờng độ Trạng thái giới hạn cờng độ phải đợc xem xét đến để đảm bảo cờng độ ổn định cục tổng thể đợc dự phòng để chịu đợc tổ hợp tải trọng quan Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 51 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép trọng theo thống kê đợc định để cầu chịu đợc tuổi thọ thiết kế Trạng thái giới hạn cờng độ dùng để kiểm toán mặt cờng độ ổn định 9.1 Kiểm toán cờng độ uốn + Công thức kiểm toán trạng thái giới hạn cờng độ Mu Mn + Mô men tính toán Mu trạng thái giới hạn cờng độ Mu = iMi Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 52 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép Kết Mu dầm tính Mặt cắt L/2 L/4 0.8m Mô men Gối Dầm 4026.19 2895.1 457.22 Dầm 5777.96 4145.5 647.07 + Sức kháng uốn tính toán Mr = Mn Trong đó: : là hệ số khánh uốn đợc quy định điều 5.5.4.2, dùng cho uốn kéo bê tông cốt thép ƯST Mn: Sức kháng uốn danh định Tính toán sức kháng uốn danh định: Quan hệ tự nhiên ứng suất bê tông chịu nén ứng biến coi nh khối hình chữ nhật tong đơng 0.85fc phân bố giới hạn mặt chịu nén mặt cắt đờng thẳng song song với trục trung hoà Hệ số lấy 0.85 bê tông có cờng độ không lớn 28 MPa Với bê tông có cờng độ lớn 28 MPa, hệ số lấy giảm theo tỷ lệ 0.05 cho tong MPa vợt 28 Mpa, nhng không nhỏ trị số 0.65 Công thức tính toán sức kháng uốn: bc 0.85fc' a d's hc 0.85ί f fc'(bc-b) ds dp A's As'fy 0.85ί fc'bhc b Aps As a� � � a� �' a � M n  Aps f ps � d p  � As f y �d s  � As' f y' � d s  � 0.85 f c'  b  bw  1h f 2� � � 2� � 2� �a h f � � � �2 Coi mặt cắt có cốt thép ứng suất trớc chịu lực ta có: Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 53 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép a M n Aps f ps � d p  � 0.85 f c'  b  bw  1h f 2� � �a h f � � � �2 � Trong ®ã: Aps: DiƯn tÝch thÐp øng st tríc (mm2) fps : øng st trung b×nh thÐp øng st tríc sức kháng uốn danh định dp : khoảng cách từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không ứng suất trớc (mm) As : Diện tích cốt thép chịu kéo không ứng suất trớc (mm2) fy : Khoảng cách tải trọng từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không ứng st tríc (mm) As’: DiƯn tÝch cèt thÐp chÞu nÐn (mm2) fy' : Giới hạn chảy quy định cốt thép chịu nén (MPa) dp' : Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu nén (mm) fc : Cờng độ chịu nén quy định bê tông tuổi 28 ngày (MPa) bc : Bề rộng mặt chịu nén cấu kiện (mm) bw : Chiều dày bụng.(mm) : Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất quy định ®iỊu 5.7.2.2 β1 = 0.85 – (12/7)×0.05 = 0.764 > 0.65 h1 : Chiều dày cánh chịu nén cấu kiện dầm I T (mm) c : Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén (mm) a = c β1 : lµ chiỊu dµy cđa khèi øng suất tơng đơng + Tính toán ứng suất thép ứng suất trớc mức sức kháng uốn danh định Đối với cốt thép ứng suất trớc dính bám mặt cắt hình chữ T chịu uốn quanh trục, có ứng suất phân bố nh quy định điều 5.7.2.2 fPe ( ứng suất có hiệu lại thÐp øng st tríc) = 0.74×fPu < 0.5 fPu øng suÊt trung b×nh thÐp øng suÊt fps cã thÓ lÊy nh sau: f Ps  f Pu (1 k c ) dp Trong đó: Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 54 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép f 0.9 f Pu k  2� 1.04  Py � � 1.07  f Pu � � f Pu � � 0.28 Giới hạn chảy tao thép mác 270 lµ fPy = 0.9 fPu Aps f pu  As f y  Ac' f c'  0.851 f c'  b  bw  h f c f 0.85 f c' 1bw  kAps pu dp Sau tính đợc c c < hf tức trục trung hoà qua cánh Khi coi mặt cắt hình chữ nhật để tính Theo điều 5.7.3.2.3 chiều dày cánh chịu nén h > c xác định theo phơng trình sức kháng uốn danh định Mn xác định theo phơng trình b phảit hay bf Công thức xác định c đợc viết lại nh sau: c Aps f pu  As f y  Ac' f y f 0.85 f c' 1b f  kAps pu dp KiĨm tra cêng ®é n: TiÕn hành kiểm tra mặt cắt tiêu biểu mặt cắt nhịp, mặt cắt 1/4 nhịp, mặt cắt cách gối 0.8 mét Mặt 0.8 L/4 L/2 cắt Mu 647.1 4145.54 5777.9642 k 0.28 0.28 0.28 0.764 β1 0.764 0.764 dp 953.3 1177.5 1270 c 77.74 78.08337 78.189111 a 59.4 59.6557 59.736481 fps 1818 1825.464 1827.9363 Mn 4295 5336.676 5790.26 Mr 4295 5336.676 5790.26 Ktra đạt đạt đạt yps : toạ độ trọng tâm đám cốt thép dự ứng lực đến đáy dầm bảng sau: đơn vị mm Nặt cắt gối Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 0.8m L/4 L/2 55 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép K/c trọng tâm đám ct đến đáy 550 496.7 272.5 180 dp = H(liên hợp) - yps � c f ps  � 1 k � d p � a  c � � � � � a� M n  Aps f pu � dp  � � 2� M r   M n 1.M n Vậy mặt cắt thoả mãn cờng độ Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 56 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép 9.2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép ứng suất trớc + Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối đa: Hàm lợng cốt thép tối đa phải thoả mãn điều kiện sau: c\de ≤ 0.42 Coi As = , kh«ng tính đến cốt thép thờng nên de = dp Với mặt cắt ta tính đợc: Mặt L/8 L/4 L/2 c¾t dp 953.3 1177.5 1270 c 77.74 78.08337 78.189111 c/dp 0.082 0.066313 0.0615662 ktra Thoả Thoả Thoả Vậy mặt cắt thoả mãn điều kiện hàm lợng cốt thép tối đa + Kiểm tra hàm lợng cốt thép tối thiểu: Điều kiện hàm lợng cốt thép tối thiểu Mr > min(1.2Mcr, 1.33Mu) Trong đó: Mcr sức kháng nứt đợc xác định sở phân bố ứng suất đàn hồi cờng độ chịu kéo uèn fr f r  0.63 f c'  4.226 MPa Trong trạng thái giới hạn sử dụng, trạng thái cuối ( mặt cắt liên hợp), ứng suất kéo bê tông đáy dầm loại tải trọng là: d M DC1 y1d M DC y2d M DW y2d M LL  IM y2d Pj  Pj e  y0 M ttbt y0d f        I1 I2 I2 I2 A0 I0 I0 Trong ®ã: Pj = Aps(0.8fpy - mát) = 2500(0.8ì1336245.31)=2058725 (MPa.mm2) MDC1 = gDC1(bmc+dn + đỡ)m = 1343 kNm MDC2 = gDC2(lan can)ωm = 432 kNm MDW = gDWωm = 176 kNm MTTBT = gDC1(dc)ωm = 754 kNm Mặt 0.8 L/4 Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng L/2 57 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép cắt f 3.83 3.93 3.93 Nh Mcr mô men gây thêm cho dầm để ứng suất thớ dới bê tông đạt đến ứng suất kÐo: M cr y2d �106  f r  f I2 Mcr = (4.266 3.83)ìI2ì10-6/y2d Mặt 0.8 L/4 L/2 c¾t Mcr 112 72.7 72.7 1.22Mcr 134 87.3 87.3 1.33Mcr 148 96.7 96.7 min() 134 87.3 87.3 Mr 4295 5336.676 5790.26 Vậy mặt cắt thoả mãn điều kiện Mr > min(1.2Mcr, 1.33Mu) Tức thoả mãn điều kiện hàm lợng thép tối thiểu 9.3.Tính cốt đai kiểm toán mặt cắt theo TTGH CĐ1 Công thức tính sức kháng cắt Vr = Vn Trong : =0.9 Hệ số sức kháng VN = sức kháng cắt danh định Sức kháng cắt danh định phải đợc xác định trị số nhỏ : Vn = Vc + Vs + VP ' Vn = 0.25f cbvdv + VP Trong ®ã : Vc=0.083 f c' bvdv Vs  Av f y d v (cot g  cot g ) sin s : Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 58 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép = góc nghiêng cốt thép ngang phơng trục dọc =90o bv = BỊ réng bơng cã hiƯu bv=600 mm dv = Chiều cao chịu cắt có hiệu đợc lấy cự ly đo thẳng góc với trục trung hoà hợp kéo uốn (dv), nhng không lấy trị số lớn (0,9de)và (0,72h) dv = max(dv; 0,9de;0,72h)= 900 mm dv = cánh tay đòn = Mu/C =Mu/(Aps+AsfY)= 0,72.h = 0,72.1250= 900 mm (Khèng chÕ) 0.9de=0,9(h-y) = 0.9ì( 1250 550) = 630 mm Trong y: toạ độ trọng tâm bó cốt thép mặt cắt gối VP =Thành phần lực ứng suất trớc có hiệu hớng lực cắt tác dụng dơng ngợc chiều với lực cắt (N) VP = (Pe)sin ( góc hợp phơng nằm ngang hớng cáp),Vp>0 ngợc chiều với lực cắt Do cách bố trí cốt thép DƯL cong nên gây lực cắt cho dầm(Vp chän s  0,8dv = 0,8.900= 720 mm => s = min( bv ; 0,8dv )= (600; 720) => s  600 mm Chän s =100 mm cho mặt cắt gần gối bố trí tha dần dầm, cụ thể 150 mm cho mặt cắt L/4 200 mm cho mặt cắt dầm Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 59 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép Av =Diện tích cốt thép chịu cắt cự ly S (mm 2).Chọn cốt đai 12 Av =2ìAs (đai nhánh ) = 2ì3,1415.122/4 = 226.1952 mm2 = Hệ số khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo tra bảng 5.8.3.4.2-1phụ thuộc v = góc nghiêng ứng suất nén chéo đợc xác định điều 5.8.3.4 Xác định : phụ thuộc vào v ứng suất cắt bê tông phải xác ®Þnh theo: v Vu   V p  bv d o Giả thuyết tính đợc ứng biến, ứng biÕn cèt thÐp ë phÝa chÞu kÐo uèn cấu kiện phải xác định theo : Mu 0,5 N u  0,5Vu cot g  Aps f pg dv �x  �0.002 Es As  E p Aps Trong = Hệ số sức kháng cắt lÊy b»ng 0,9 Nu = Lùc däc trơc tÝnh to¸n , lấy dơng chịu nén (N) Nu=Nps =Pe(cos) Vu = lực cắt xe trục gây mặt cắt TTGH CĐ Mu = Mô men tính toán (N-mm) fPC = ứng suất thép ứng suất trớc ứng suất bê tông xung quanh b»ng 0,0 (Mpa), fPC fPe Cã v vµ tra bảng tính đợc , kiểm tra có gần với giả thuyết, không giả thuyết lại Tuy nhiên khuôn khổ đồ ¸n TKMH cã thĨ cho lu«n =2, =45o TÝnh to¸n bố trí cốt đai cho đoạn dầm gần mặt cắt gối Lợng cốt đai tối thiểu : Av 0.083 f c, Vc = 0.083 300  200  bS  0.083 45  79.54mm fy 420 f c' bvdv =0.083ì2ì Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 45 ì600ì900 60 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thÐp Vc Vs  = 601.323 kN Av f y d v (cot g  cot g ) sin   855.036  kN  s  226.2 �420 �900(cot g 45  cot g 90).sin 90 �103 100 Vs = 855.036 kN Vp = 435.64 kN =>Vn1 = Vc + Vs + VP = 601.323 + 855.036 + 435 64 = 1892 kN Vn2= 0.25f'cbvdv + VP= 0.25.×45×600×900 + 435.64 =6075.4 KN VËy VN=1892 KN =>Vr=.VN=0.9×1892 =1702.8 (kN) > Vu=281.79 kN Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 61 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép Vậy mặt cắt gối thỏa mãn cờng độ chống cắt Bảng tính mặt cắt Mặt cắt Vu bv dv s Vc Vs Vp Vn Vr Ktra Gèi 0.8 L/4 L/2 281.79 269.8 207.06 119.285 600 600 200 200 900 900 900 900 100 150 150 200 601.32 601.3 200.441 200.44113 855.04 570 570.024 427.518 -135.46 198 107.297 1320.9 1369 877.762 627.95913 1188.8 1232 789.986 565.16322 đạt đạt đạt đạt Vậy chọn bớc cốt đai nh đáp ứng yêu cầu 10 Kiểm toán theo TTGH Sử dụng Các vấn đề phải kiểm tra theo TTGH SD bê tông ứng suất trớc ứng suất bê tông, biến dạng hay độ võng 10.1 Các giới hạn ứng suất bê tông ứng suất bê tông đợc tính theo TTGH SD, giới hạn mức ứng suất bê tông tính toán cờng độ bê tông yêu cầu Do kéo trớc nên kiểm tra ứng suất lúc khai thác: Lúc khai thác sau mát: Giới hạn ứng suất kéo bê tông là: 0.5ìSQRT(fci) = 3.354 MPa fDC1 + fDC2 + fDW + fLL+IM + fDN + fPSF ≤ 3.354 MPa Giíi h¹n øng st nÐn bê tông - Do dự ứng lực tải träng thêng xuyªn 0.45fc’ = 20.25 MPa fDC1 + fDC2 + fDW + fPSF ≥ 20.25 MPa - Do tæng DƯL hữu hiệu, tải trọng thờng xuyên, tải trọng thời, tải trọng tác dụng vận chuyển bèc xÕp fDC1 + fDC2 + fDW + fLL+IM + fDN + fPSF ≥ -27 MPa 10.1.1 TÝnh to¸n c¸c ứng suất mép (nén âm) Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 62 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép f PSF Pi Pi e y1t   A1 I1 Pi  APa  0.8 f Pu  �matmat  fTTBT M TTBT �e �y1t  I1 M DC1 �y1t f DC1   I1 f DC   f LL  IM   M DC  M DW  �y2t I2 M LL  IM �y2t I2 e  y1d  y ps 10.1.2 TÝnh to¸n c¸c øng st mÐp díi f PSF   Pi Pi �e �y1d  A1 I1 Pi  APa  0.8 f Pu  �matmat  fTTBT M TTBT �e �y1d  I1 f DC1   f DC   f LL  IM  M DC1 �y1d I1  M DC  M DW  �y2d I2 M LL  IM �y2d I2 Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 63 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép Bảng tổng hợp Mặt cắt gối 0.8m L/4 L/2 yps 550 496.7412001 272.5 180 yd1 640.262 639.285 611.5905 609.0964 yt1 609.738 610.715 638.4095 640.9036 E 90.262 142.5437999 339.0905 429.0964 I1 1.00E+11 1.00E+11 9.17E+10 9.17E+10 yd2 881.066 881.066 907.028 907.028 yt2 368.934 368.934 342.972 342.972 I2 2.50E+11 2.50E+11 2.22E+11 2.22E+11 Pi -3106725 -3106725 -3106725 -3106725 fpsf 2.28699340 1.292298805 -1.41E+00 -3.39E+00 Trªn 3.199012 3.1001246 -2.21E+06 3.0105034 Díi 0.00459651 -0.00460388 0.00482662 0.004819255 fttbt fDC1 fDC2 fLL+IM s kÐo s nÐn -0.008204834 0.00819171 0.00860179 0.008588666 -0.002241948 0.00224195 0.00535408 0.005354086 -0.003035014 0.00303501 0.00724803 3.225042536 0.007248037 3.126134645 2.271963235 1.277248143 2.268928222 1.274213129 -0.005248261 0.00526876 0.00500728 0.005027786 -0.009353222 0.00938976 0.00892376 0.008960301 -0.002347051 0.00234705 0.00620704 0.006207041 -0.003177296 0.00317729 0.00840271 0.008402717 -2.21E+06 3.039044201 Ghi chó Trªn Díi Trªn Díi Trªn Díi Trªn Díi < MPa > -20.25 MPa -1.425388566 -3.408424844 > -27 MPa -1.42221127 -3.405247548 KÕt ln: KiĨm to¸n thỏa mãn trạng thái giới hạn sử dụng Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 64 Thiết kế môn học cầu bê tông cốt thép Sinh viªn : Ngun ThÞ Thu H»ng 65 ... Nguyễn Thị Thu Hằng X 300 Thi t kế môn học cầu bê tông cốt thép 4.3.1 Nội lực hoạt tải Theo phơng ngang khoảng cách trục Truck vµ Tandem lµ nh (1.8 mÐt) Nhng trơc cđa Truck nặng Tandem việc tính... 1.2 hệ số làn, tính cho nên m = 1.2 Hai thi t kế chịu tải: gm = e.gtrong = 0.77×0.78 = 0.601 Víi: e  0.6 de 0.77 3000 Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 28 Thi t kế môn học cầu bê tông cốt thép... DC: Cấu kiện thi t bị 1.25 0.9 phụ DW: Lớp phủ mặt cầu 1.5 0.65 tiÖn Ých - HÖ sè xung kÝch : 1+IM = 1.25 - HƯ sè lµn : m = 1( thi t kế với xe chạy) Sinh viên : Nguyễn Thị Thu Hằng 29 Thi t kế môn