Bài tập lớn môn chuyên đề cầu: Cầu đúc hẫng 1.2. Thiết kế sơ bộ + Chiều cao dầm thay đổi + Bố trí phân đốt + Mặt cắt dầm tại các vị trí đặc biệt (tiếp giáp giữa các đốt, trên trụ, trên mố, …) + Chiều dày đáy dầm hộp + Chiều dày thành hộp + Kích thước hình học bản trên 1.3. Mô hình để tính nội lực từ đó tính lượng cáp (theo CĐ và theo điều kiện xuất hiện vết nứt) 1.4. Thiết kế bố trí hệ thống DUWL trong dầm 1.5. Kiểm toán theo ứng suất 1.6. kiểm toán theo cường độ tại các vị trí có giá trị đường bao MM uốn lớn nhất tại từng nhịp
BÀI TẬP LỚN MƠN CHUN ĐỀ CẦU Mục lục NHĨM SV THỰC HIỆN :2 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU PHẦN 1: NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN 1.1 Đề Thiết kế cầu với độ: Nhóm c dài nhịp (m) 85 c dài nhịp biên (m) 50 Chiều cao trụ (m) c rộng mặt cầu 10 13 Với điều kiện: Cấp bê tông Thep CĐC Fpu = Fpy = Mô đun đàn hồi Es = Ứng suất căng kéo Tụt neo Hệ số ma sát trượt Hệ số ma sát lắc 40 1860 1670 2.00E+05 70 -75 (%) Fpu 0.2 0.00066 (Mpa) (Mpa) (Mpa) (Mpa) (mm) 1.2 Thiết kế sơ + + + + + + Chiều cao dầm thay đổi Bố trí phân đốt Mặt cắt dầm vị trí đặc biệt (tiếp giáp đốt, trụ, mố, …) Chiều dày đáy dầm hộp Chiều dày thành hộp Kích thước hình học 1.3 Mơ hình để tính nội lực từ tính lượng cáp (theo CĐ theo điều kiện xuất vết nứt) 1.4 Thiết kế bố trí hệ thống DUWL dầm 1.5 Kiểm toán theo ứng suất 1.6 kiểm toán theo cường độ vị trí có giá trị đường bao MM uốn lớn nhịp NHÓM SV THỰC HIỆN :2 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU 1.7 u cầu nhóm trình bày • • • vẽ A3 Bản thuyết minh trình bày dạng PPT PHẦN 2: THIẾT KẾ DẦM CHỦ 2.1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHI TIẾT DẦM Chiều cao dầm trụ : L/16 ~ L/20 = 5.3 ~ 4.23 (m) Chọn Hg = (m) - Chiều cao dầm nhịp : L/40 ~ L/ 60 ≥ 1.42 (m) Chọn Hn = 2.5 (m) 2.1.1 Thiết kế sườn hộp Sườn hộp chủ yếu chịu lực cắt trọng lượng dầm hoạt tải Ngồi chịu phần mô men uốn truyền xuống từ mặt cầu, mô men xoắn tải trọng lệch tâm gây Chiều dầy sườn phải đảm bảo hai yêu cầu: Đủ khả chịu lực đảm bảo khả thi công Tại mặt cắt gần gối, lực cắt lớn, chiều dầy sườn phải lớn Tại mặt cắt nhịp, lực cắt nhỏ, chiều dày sườn dầm chọn nhỏ gối Tuy nhiên để thuận tiện cho thi công, định chọn bề dầy sườn dầm không đổi Tham khảo sơ đồ cầu liên tục thiết kế, chọn chiều dầy sườn dầm 500 mm 2.1.2 Thiết kế đáy hộp Bản đáy hộp chịu tải trọng sau: + Trọng lượng thân + Lực nén mô men uốn theo phương dọc cầu lực cắt gây + Trọng lượng thiết bị, ván khuôn trình thi cơng Để phù hợp với đặc điểm chịu lực, đáy hộp thường có bề dày thay đổi NHĨM SV THỰC HIỆN :2 BÀI TẬP LỚN MƠN CHUYÊN ĐỀ CẦU + Tại nhịp: Chiều dày đáy hộp phụ thuộc vào yêu cầu khoảng cách từ tim bó cáp dự ứng lực tới mép bê tơng Do có bố trí cáp dự ứng lực, chọn chiều dầy đáy nhịp 300 mm + Tại khu vực gần trụ: Chiều dày tăng lên để chịu lực nén lớn mô men uốn lực cắt gây Tham khảo số cầu xây dựng, ta chọn 1000 mm Chiều dày đáy thay đổi chiều dày mép trụ 1000 mm đến chiều dày 300 mm phạm vi (0.4-0.6)Lhc, lấy phạm vi 40m = 0.48 Lhc Phương trình thể thay đổi chiều dày đáy sau: Trong đó: + h1: Chiều dày nhịp + hp: Chiều dày trụ + L1: Phạm vi thay đổi bề dày đáy + X: Khoảng cách từ mặt cắt tới trụ Tọa độ TT Mặt cắt Hx xi (m) (mm) (mm) 10 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 12 16 20.5 25 30 35 40 2.1.3 Thiết kế đường cong biên dầm Ưu điểm thiết kế dầm có chiều cao thay đổi NHĨM SV THỰC HIỆN :2 70 140 210 280 358.75 437.5 525 612.5 700 1000.00 930.00 860.00 790.00 720.00 641.25 562.50 475.00 387.50 300.00 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU + Tiết kiệm vật liệu, bê tông thép dự ứng lực bố trí phù hợp thi cơng khai thác + Giảm ứng suất cắt + Kết cấu có hình dáng đẹp Để bố trí cốt thép chịu cắt phân bố đều, bề rộng sườn dầm thay đổi theo chiều dài dầm, ta chọn đường cong biên dầm có bậc từ 1.4 – Trong tính tốn đặc trưng hình học mặt cắt ngang dầm, lấy đường cong dạng bậc yd = a1.x2 + b1.x+c1 (I-1) - Xác định hệ số: + Tại vị trí x = 0; y = 0: c1 = + Tại vị trí cực trị: x = 0; y’= 2.a1.x + b1 = + Tại vị trí x = Ln= 37.5; y = H0 - H0,5 b1 = H0 - H0.5 = a1.(Ln)2 - Thế vào phương trình (I-1) ta suy phương trình biên đáy dầm sau: yid = 1,77.10-3 (xi)2 - Thay giá trị xi = vào phương trình để tìm giá trị yi tương ứng - Chiều cao dầm cần vẽ mặt cắt i tương ứng là: Hid = H0,5+yid Bảng Tọa độ (xi; yi) đường cong biên vị trí mặt cắt TT Mặt cắt S1 S2 S3 S4 S5 NHÓM SV THỰC HIỆN :2 Tọa độ xi (m) 12 16 yi (m) 0.25 0.5 0.75 Hi = H0,5 + yi (m) 5.00 4.75 4.50 4.25 4.00 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU TT 10 11 Mặt cắt S6 S7 S8 S9 S9 S10 Tọa độ xi (m) 20.5 25 30 35 40 yi (m) 1.28125 1.5625 1.875 2.1875 2.5 Hi = H0,5 + yi (m) 3.72 3.44 3.13 2.81 2.50 2.1.4 Xác định đặc trưng hình học mặt cắt Để phục vụ cho việc tính tốn chương trình MIDAS CIVIL để xác định đường ảnh hưởng nội lực, ta cần xác định đặc trưng mặt cắt tiết diện Các đặc trưng mặt cắt tiết diện phần mềm MIDAS CIVIL tự động tính sở mặt cắt đầu - cuối quy luật dầm biến đổi mà người dùng định nghĩa thể bảng (phần phụ lục) Dưới thể mặt cắt tiết diện trụ, tiết diện nhịp sơ đồ phân đốt dầm cho nửa cầu Chi tiết kích thước sau: + Bề rộng mặt cắt ngang hộp B = 13.0 m + Bề dày đáy hộp thay đổi từ 1.00 m sát trụ tới 0.30 m nhịp + Chiều cao mặt cầu cuối cánh vút phần hẫng: 25 cm + Chiều cao mặt cầu nhịp bản: 30 cm + Chiều cao mặt cầu đầu cánh vút: 60 cm + Chiều dày sườn dầm không đổi 50 cm + Chiều cao dầm trụ: H = 5.0 m + Chiều cao dầm nhịp: h = 2.5 m NHÓM SV THỰC HIỆN :2 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU 15000 5001500250 5250 5250 2501500 500 IV 6000 5750 1500 3906 500 1227 2226 1023 1500 600 2226 1227 1000 1700 600 2450 250 2700 2% 300 250 2% Hình 3.1: 1/2 Mặt cắt ngang trụ nhịp ( vẽ lại) Trên sở ta phân chia đốt thi công sau sau: Đốt hợp long nhịp giữa: 2m Đốt họp long nhịp biên :2 m Đốt thi công trụ : 11 m Đốt thi công K1 đến K3 : 4m Đốt thi công K4 –K5: 4.5 m Đốt thi công K6 – K8 : 5m 2.2 TÍNH TỐN NỘI LỰC DẦM LIÊN TỤC 2.2.1 Các giai đoạn hình thành nội lực Trong cơng nghệ thi cơng đúc hẫng cân bằng, nội lưc dầm chủ phát triển dần theo giai đoạn thi công Để xác định xác nội lực dầm chủ ta phải xây dựng sơ đồ thi cơng tính tốn nội lực theo giai đoạn thi cơng Sau giai đoạn thi cơng giai đoạn hình thành nội lực, giàn giáo cố định nhịp biên (của phần dầm liên tục) kê trực tiếp lên đất Kết cấu nhịp dầm liên tục trình bày hợp long từ nhịp biên vào nhịp 69.5m P2 100m P3 NHÓM SV THỰC HIỆN :2 69.5m P4 P5 BÀI TẬP LỚN MƠN CHUN ĐỀ CẦU Hình 3.2: Sơ đồ cầu 2.2.1.1 Giai đoạn 1: Giai đoạn đúc hẫng cân từ trụ nhịp Sau thi công xong khối K0 trụ giàn giáo mở rộng trụ, tiến hành thi công đốt từ K1 đốt cuối cánh hẫng Sơ đồ tĩnh học giai đoạn dầm công xôn chịu tác dụng tải trọng sau: Trọng lượng thân dầm, tải trọng người vật liệu thi công tải trọng xe đúc + bê tơng ướt q trình thi cơng, lực căng cốt thép cường độ cao chịu mômen âm Phần đúc đà giáo truyền tải trọng trực tiếp xuống đất - a : Sơ đồ tính, b : Dạng biểu đồ momen wbt (P +P ) bt xd i+1 Mxd(i) wbt Mxd(i+1) Mxd(i+1) (Pbt+Pxd)i+1 (Pxd)i (Pxd)i wbt Mxd(i+1) (Pbt+Pxd)i+1 Mxd(i) Mxd(i) wbt Mxd(i+1) (Pxd)i (Pbt+Pxd)i+1 Mxd(i) Hình 3.3: Sơ đồ tính dạng biểu đồ mơ men giai đoạn thi cơng hẫng Các tải trọng thi cơng bao gồm: • • • • Xe đúc Bê tơng tươi mô men gây lệch tâm Tải trọng thi công: 2.88KN/m TLBT đốt K0 Sau căng kéo cốt thép cường độ cao chịu mômen âm cho đốt đúc hẫng vừa thi công, ta tiến hành dỡ xe đúc, di chuyển đúc đốt hẫng đốt hợp long Sơ đồ tính biểu đồ mơ men dỡ xe đúc hình 3.5 NHĨM SV THỰC HIỆN :2 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU wbt Mxd(i) wbt (Pxd)i (Pxd)i wbt Mxd(i) Mxd(i) wbt (Pxd)i Mxd(i) Hình 3.4: Sơ đồ tính dạng biểu đồ mô men dỡ xe đúc 2.2.1.2 Giai đoạn 2: Hợp long nhịp biên Sau thi công hẫng trụ đổ bê tông giàn giáo đoạn sát trụ P3 P6 kết thúc tiến hành hợp long nhịp biên Dùng xe đúc đứng cánh hẫng để hợp long nhịp biên, tải trọng trọng lượng mô men xe đúc + bê tông ướt đốt hợp long Pxd = 800 KN, Mxd = 1600 KNm (Pvk+Phl)i+1/2 wbt (Pvk+Phl)i+1/2 w bt Hình 3.5: Sơ đồ tính dạng biểu đồ mơ men giai đoạn 2.2.1.3 Giai đoạn 3: Căng cáp dương, hạ giàn giáo nhịp biên Khi bêtông đạt cường độ, ta tiến hành căng cáp dương cho nhịp biên Ngay sau căng cáp dương nhịp biên, bêtông bị tách khỏi hệ giàn giáo, toàn trọng lượng phần đúc đà giáo đốt hợp long truyền lên cánh hẫng gối NHÓM SV THỰC HIỆN :2 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU Hình 3.6: Sơ đồ tính dạng biểu đồ mô men giai đoạn 2.2.1.4 Giai đoạn 4: Hạ gối tạm trụ P4, P5 - Dỡ xe đúc hợp long biên Sau căng cáp dương dỡ giàn giáo nhịp biên, tiến hành tháo ngàm trụ P4 P5, dỡ xe đúc Tải trọng giai đoạn tác dụng hình vẽ: Hình 3.7: Sơ đồ tính dạng biểu đồ mơ men giai đoạn Mômen gối Mo tổng mô men tác dụng lên trụ tích luỹ qua giai đoạn trước Giai đoạn đúc hẫng cân nên mơmen tác dụng lên trụ, có giai đoạn gây mômen (tại trụ P5 P5) 2.2.1.5 Giai đoạn 5: Hợp long nhịp Dùng xe đúc đứng cánh hẫng để hợp long nhịp giữa, tải trọng trọng lượng mô men xe đúc + bê tông ướt đốt hợp long Pxd = 800 KN, Mxd = 1600 KNm Hình 3.8: Sơ đồ tính dạng biểu đồ mơ men giai đoạn NHÓM SV THỰC HIỆN :2 10 BÀI TẬP LỚN MƠN CHUN ĐỀ CẦU - Cơng thức kiểm tốn cho thớ chịu kéo tiết diện gối có cáp âm: - Cơng thức kiểm tốn cho thớ chịu kéo tiết diện nhịp có cáp âm cáp dương: Giai đoạn 3: Quá trình sử dụng chịu tác dụng thêm hoạt tải lấy theo tổ hợp TTGHSD Tiết diện làm việc tiết diện quy đổi (giai đoạn 2b) Cường độ giới hạn bê tơng dùng kiểm tốn: Khi kiểm tốn ứng suất bê tông chịu mô men max: Lấy mát cho cáp dương lớn (∆fPT), mát cho cáp âm nhỏ (mất mát tức thời ∆fPT1) cáp dương bố trí nhằm gây ứng suất trước bê tông ngược dấu với ứng suất bêtơng ngoại lực gây Khi kiểm tốn ứng suất bê tông chịu mô men min: Lấy mát cho cáp dương nhỏ (∆fPT1), mát cho cáp âm lớn (toàn mát ∆fPT1) cáp âm gây ứng suất trước bê tông ngược dấu với ứng suất bê tông ngoại lực gây - Cơng thức kiểm tốn cho thớ chịu nén tiết diện gối có cáp âm: - Cơng thức kiểm tốn cho thớ chịu nén tiết diện nhịp có cáp âm dương: - Cơng thức kiểm tốn cho thớ chịu kéo tiết diện gối có cáp âm: NHÓM SV THỰC HIỆN :2 24 BÀI TẬP LỚN MƠN CHUN ĐỀ CẦU - Cơng thức kiểm tốn cho thớ chịu kéo tiết diện nhịp có cáp âm cáp dương: Trong đó: + FT, FT’: Lực nén cáp dương âm gây cho dầm, có tính đến mát tuỳ theo giai đoạn tương ứng + A1, I1: Diện tích mơmen qn tính tiết diện giảm yếu + A2a, I2a: Diện tích mơmen qn tính tiết diện có cáp âm quy đổi tương ứng với tiết diện quy đổi giai đoạn 2a + A2b, I2b: Diện tích mơmen qn tính tiết diện quy đổi tương ứng với tiết diện quy đổi giai đoạn 2b + e, e’: Độ lệch tâm trọng tâm thép ứng suất trước dương, âm so với trục trung hoà tiết diện giảm yếu tiết diện có cáp âm quy đổi, mang dấu dương nằm trục trung hoà ngược lại + y1, y2a, y2b: Khoảng cách từ thớ xét đến trục trung hoà tiết diện giảm yếu, tiết diện có cáp âm quy đổi, tiết diện quy đổi tương ứng, mang dấu dương nằm trục trung hoà ngược lại + Mbt: Mô men tải trọng thân, xe đúc, giàn giáo giai đoạn đúc hẫng tiết diện kiểm tốn + Mtt1: Mơ men tĩnh tải sau đúc xong tồn cầu (do thi cơng tổng cộng) + Mtt2: Mô men tĩnh tải + M(LL+IM): Mơ men hoạt tải thiết kế (có xét đến hệ số xung kích) 2.3.1.2 Kiểm tốn nứt bê tông theo điều 5.7.3.4 tiêu chuẩn 22TCN 272-05 Đối với kết cấu bê tông cốt thép ƯST điều kiện kiểm tra ứng suất thoả mãn việc kiểm tra nứt đảm bảo Mặt khác theo quy định điều 5.7.3.4: “Chỉ khống chế nứt kéo mặt cắt ngang vượt 80% cường độ chịu kéo NHÓM SV THỰC HIỆN :2 25 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU uốn quy định điều 5.4.2.6 (lấy bê tông tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn sử dụng quy định bảng 3.4.1.1’’ ), 2.3.1.3 Biểu đồ ứng suất Với hỗ trợ phần mềm MIDAS CIVIL, ứng suất thớ ứng suất thớ tiết diện tính tốn cho giai đoạn thể dạng biểu đồ có kèm mơ tả vùng giới hạn ứng suất kéo - nén bê tơng Việc kiểm tốn thực với tất giai đoạn thi công khai thác Trong giai đoạn ta xem xét ứng suất thớ ứng suất thớ xem chúng có đạt giá trị riêng cho phép khơng Sau kiểm tốn dựa vào biểu đồ ứng suất xuất từ phần mềm MIDAS CIVIL ta thấy giá trị ứng suất thớ thớ suốt dọc cầu qua giai đoạn thỏa mãn nằm giới hạn ứng suất kéo, nén cho phép thỏa mãn trạng thái giới hạn sử dụng Các ký hiệu là: + CS: Giai đoạn xây dựng xét + Summation: Tổng tải trọng thi công + US: Tổ hợp sử dụng để kiểm toán + Stress: Giá trị ứng suất theo chiều dài + Dist: Khoảng cách + From node: Khoảng cách lấy nút + Summary: Ghi có tính tổng kết kết + Max/at: Giá trị lớn ứng suất vị trí theo chiều dài cầu + Min/at: Giá trị nhỏ ứng suất vị trí theo chiều dài cầu • Giai đoạn 1: Kiểm tra giai đoạn thi công, đúc hẫng cân NHĨM SV THỰC HIỆN :2 26 BÀI TẬP LỚN MƠN CHUYÊN ĐỀ CẦU Biểu đồ ứng suất thớ giai đoạn thi công K1 Biểu đồ ứng suất thớ giai đoạn thi công K1 Biểu đồ ứng suất thớ giai đoạn thi cơng K8 NHĨM SV THỰC HIỆN :2 27 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU Biểu đồ ứng suất thớ giai đoạn thi cơng K8 NHĨM SV THỰC HIỆN :2 28 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU Kết luận với kích thước dầm số lượng cáp đảm bảo điều kiện ứng suất – kiểm tốn theo cường độ vị trí có giá trị đường bao MM uốn lớn nhịp Để tiện cho việc kiểm toán nội lực dầm, quy đổi tiết diện hộp dạng tiết diện chữ T, theo cơng thức quy trình Ngun tắc quy đổi sau: + Chiều cao tiết diện quy đổi chiều cao tiết diện hộp + Bề rộng cánh tiết diện quy đổi bề rộng đáy bề rộng tiết diện hộp + Chiều dày sườn dầm tiết diện quy đổi chiều dày hai sườn dầm tiết diện hộp NHÓM SV THỰC HIỆN :2 29 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU + Chiều dày cánh tiết diện quy đổi xác định tương đương diện tích với tiết diện hộp B ht B Bs hd H 2Bs hd H Bs D D Hình 3.11: Quy đổi tiết diện hộp thành tiết diện chữ T Kết quy đổi kích thước tiết diện hộp tiết diện chữ T thể bảng 3.1 Bảng 3.1: Quy đổi kích thước tiết diện hộp thành tiết diện chữ T Tiết diện hộp H B D m m m Tiết diện A m2 Sát trụ 14.4 13 9.2 13 6.87 Giữa dầm Bs m 5 hd m H m Tiết diện T quy đổi B D hd 2Bs m m m m 13 1 0.4 0.3 13 6.87 0.4 ht m Kiểm toán sức kháng uốn (điều 5.7.3.2) Kiểm tra theo công thức: Trong đó: + Mu: Mơ men uốn tiết diện kiểm toán lấy theo TTGHCĐ1 + φ: Hệ số sức kháng, quy định điều 5.5.4.2 φ = 1.0 dùng cho uốn kéo bê tông cốt thép DƯL + Mn: Sức kháng uốn danh định tiết diện có thép DƯL dính bám, tuỳ thuộc vào trục trung hồ qua sườn (tiết diện chữ T) cánh tiết diện (tiết diện chữ nhật) Bỏ qua tham gia chịu lực cốt thép thường: NHÓM SV THỰC HIỆN :2 30 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU Tiết diện chữ T: Tiết diện chữ nhật: Trong đó: + : Tổng diện tích bó thép ứng suất trước tiết diện (mm2) + : Diện tích cốt thép ứng suất trước phía chịu nén (mm2) + f*pu: Cường độ tính tốn qui ước cốt thép (A*pS) chịu nén: f*pu = 0.002x197000 = 394 MPa + p: Khoảng cách trọng tâm bó cáp ƯST chịu nén đến mép chịu nén + A*pS: Đưa vào chịu nén a > 2p (khi a < 2p ta tính Mn theo qui trình) + : Ứng suất trung bình thép ứng suất trước sức kháng danh định, tính theo cơng thức 5.7.3.1.1-1: Với: + (5.7.3.1.1-2) + c: Khoảng cách từ trục trung hồ đến mặt chịu nén (mm) NHĨM SV THỰC HIỆN :2 31 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU (Với tiết diện chữ T) (Với tiết diện chữ nhật) Với: + : Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm bó thép DƯL (mm) + b: Chiều rộng cánh chịu nén (mm) + bw: Chiều rộng bụng (mm) + β1: Hệ số quy đổi khối ứng suất nên + a: Chiều dày khối ứng suất tương đương, a = c.β1 + : Chiều dày cánh chịu nén cấu kiện (mm) Trường hợp trục trung hoà qua sườn (chiều dày cánh chịu nén h f < c) Khi tính tốn tiết diện tiết diện chữ T có bề rộng sườn bw bề rộng cánh b Trường hợp trục trung hồ qua cánh (c < hf) Khi tính toán tiết diện chữ nhật với bề rộng b Xét mặt cắt trụ chịu moomen âm + Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm thép miền chịu kéo: dp = h - a = 5000 – 275 = 4725 mm Trong đó: - h: chiều cao tiết diện (mm) NHÓM SV THỰC HIỆN :2 32 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU - a: Khoảng cách từ mép tiết diện đến trọng tâm bó thép, a = 275 mm + Các thơng số khác tiết diện (mơ tả hình 3.57 bảng 3.1) - Chiều rộng cánh chịu nén b = 5000 mm - Chiều rộng bụng bw = 1000 mm Giả thiết TTH qua cánh Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén: mm Ứng suất trung bình thép ứng suất trước sức kháng danh định: MPa Chiều dày khối ứng suất tương đương: a = c.β1 = 638.7x0.73 = 466.25 mm Sức kháng uốn danh định tiết diện : KN.m So sánh: Mu = 334774.6 KNm < φMn= 360509.8 KN.m Mặt cắt sát trụ Thỏa mãn điều kiện cường độ 1 Kiểm nb tra lượng cốt thép tối đa (theo điều 5.7.3.3.1) Hàm lượng thép DƯL không DƯL tối đa phải giới hạn cho: Trong đó: + c: Khoảng cách từ thớ chịu nén ngồi đến trục trung hồ (mm) NHĨM SV THỰC HIỆN :2 33 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU + de: Khoảng cách có hiệu tương ứng từ thớ nén đến trọng tâm lực kéo cốt thép chịu kéo (mm): + As: Diện tích cốt thép chịu kéo không ứng suất trước (mm2) + ds: Khoảng cách tải trọng từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không ứng suất trước (mm) + fy: Giới hạn chảy qui định cốt thép (MPa) Trong tính tốn ta bỏ qua cốt thép thường, de = dp=4725mm Thoả mãn điều kiện cốt thép 2.3.1.3.2 Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu (theo điều 5.7.3.3.2) Lượng cốt thép chịu kéo phải đủ để phát triển sức kháng uốn tính tốn Mn Lấy giá trị nhỏ giá trị sau: + 1.2 lần sức kháng nứt Mcr xác định sở phân bố ứng suất đàn hồi cường độ chịu kéo uốn fr bê tông theo quy định điều 5.4.2.6 Đối với bê tơng có tỷ trọng thơng thường: Trong đó: - Mcr: Là sức kháng nứt, tính cơng thức 5.7.3.6.2-2 1.2Mcr=113707 KN.m - Ig: Mơmen qn tính tiết diện tính tốn (mm4) Ig= 5.29×1013 (mm4) - fr: Cường độ chịu kéo uốn (MPa) - yt: Khoảng cách từ trục trung hồ tới thớ chịu kéo ngồi (mm) NHĨM SV THỰC HIỆN :2 34 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU Yt= 2361.5(mm) + 1.33 lần momen tính tốn cần thiết tổ hợp tải trọng - cường độ thích hợp quy định bảng 3.4.1.1 (tổ hợp tải trọng cường độ 1) 1.33×Mu = 1.33×334774.6 =445250.22 KNm Min(1.2Mcr,1.33Mu)=113707.2 KN.m < Mr=360509.8 KN.m Vậy tiết diên mét trụ thỏa mãn điều kiện cốt thép tối thiểu Kiểm tốn sức kháng uốn nhịp (điều 5.7.3.2) + Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm thép miền chịu kéo: dp = h - a = 2500 – 275 = 2225 mm Trong đó: - h: chiều cao tiết diện (mm) - a: Khoảng cách từ mép tiết diện đến trọng tâm bó thép, a = 275 mm + Các thông số khác tiết diện (mơ tả hình 3.57 bảng 3.1) - Chiều rộng cánh chịu nén b = 13000 mm - Chiều rộng bụng bw = 1000 mm - Chiều dày cánh chịu nén cấu kiện hf = 300mm Giả thiết trục trung hoà qua bụng, chiều cao vùng chịu nén là: Khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén: mm Ứng suất trung bình thép ứng suất trước sức kháng danh định: MPa Chiều dày khối ứng suất tương đương: a = c.β1 = 52.83x0.73 = 38.6 mm NHÓM SV THỰC HIỆN :2 35 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU Sức kháng uốn danh định tiết diện : KNm So sánh: Mu = 36500 KNm < φMn= 38071 KNm Vậy tiết diện số dầm đảm bảo khả kháng uốn 2.3.1.3.3 Kiểm tra lượng cốt thép tối đa (theo điều 5.7.3.3.1) Tương tự với tiết diện 20 Hàm lượng thép DƯL không DƯL tối đa phải giới hạn cho: Trong đó: + c: Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hồ (mm) + de: Khoảng cách có hiệu tương ứng từ thớ nén đến trọng tâm lực kéo cốt thép chịu kéo (mm): + As: Diện tích cốt thép chịu kéo khơng ứng suất trước (mm2) + ds: Khoảng cách tải trọng từ thớ nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo không ứng suất trước (mm) + fy: Giới hạn chảy qui định cốt thép (MPa) Trong tính tốn ta bỏ qua cốt thép thường nên de = dp = 2225 mm, c = 38.6mm Vậy tiết diện dầm thỏa mãn điều kiện có hàm lượng cốt thép bé hàm lượng cốt thép tối đa cho phép 2.3.1.3.4 Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu (theo điều 5.7.3.3.2) Lượng cốt thép chịu kéo phải đủ để phát triển sức kháng uốn tính tốn Mn Tính tốn tương tự với tiết diện 23 Kiểm tra theo điều kiện sau: NHÓM SV THỰC HIỆN :2 36 BÀI TẬP LỚN MÔN CHUYÊN ĐỀ CẦU + KNm + KNm Trong đó: - Ig: Mơmen qn tính tiết diện tính tốn (mm4) - fr: Cường độ chịu kéo uốn (MPa) - yt: Khoảng cách từ trục trung hoà tới thớ chịu kéo (mm) So sánh: Vậy tiết diện dầm nhịp đảm bảo có hàm lượng cốt thép lớn hàm lượng cốt thép thối thiểu NHÓM SV THỰC HIỆN :2 37