Đang tải... (xem toàn văn)
có file cad đính kèm .thiết kế dầm cầu bê tông cốt thép thường tiết diện chữ T chiều dài dầm 11m , đồ án bê tông cốt thép cầu đường, đồ án môn học bê tông cốt thép. tính toán tiết diện chữ T trục trung hòa đi qua sườn, trục trung hòa đi qua cánh , đầy đủ full tính toán excel và thuyết min
Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNGTVT CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH Độc lập – Tự – Hạnh phúc - - ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Sinh viên: Trương Ngọc Hải Sơn Lớp : Thiết kế dầm cầu tơ có nhịp kiểu giản đơn bê tơng cốt thép thường có tiết diện dạng chữ T, thi công phương pháp đúc riêng dầm xưởng với số liệu giả định A - SỐ LIỆU CHO TRƯỚC Bề rộng chế tạo cánh dầm: chọn phạm vi Chiều dài nhịp tính tốn Tĩnh tải rải tiêu chuẩn tác dụng lên dầm Trọng lượng thân dầm mét dài phụ thuộc vào kích thước mặt cắt dầm Hoạt tải thiết kế Hệ số tải trọng trọng lượng thân dầm Hệ số tải trọng tải trọng phần Hệ số tải trọng hoạt tải Hệ số xung kích (lấy theo qui định) …………………… Hệ số phân bố ngang tính mơmen Hệ số phân bố ngang tính lực cắt Hệ số phân bố ngang tính độ võng……………………… Các hệ số điều chỉnh tải trọng Độ võng tương đối cho phép hoạt tải Vật liệu: + Cốt thép dọc chịu lực: ………………………………… + Cốt thép đai: ………………………………………… + Bê tông: ……………………………………………… bf = ……… (m) l = …… (m) D W = 4,5 (kN/m) DC = c A (kN/m) HL93 pd = 1,25 pw = 1,5 L = 1,75 (1+IM) =……1,25…… mgM = ……0,6…… mgV = ……0,7…… mg = ………0,7…… = 0,95 [ /l ] =…l/400…… fy = 420 (MPa) fy = 350 (MPa) f’c =…35… (MPa) Xác nhận GVHD Nguyễn Mạnh Hà SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -1- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT B NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thuyết minh tính tốn Xác định nội lực Chọn mặt cắt xác định kích thước dầm Tính tiết diện cốt thép dọc chủ cần thiết ứng với mặt cắt nhịp Bố trí cốt thép đai theo yêu cầu cấu tạo xác định diện tích cần thiết lớp cốt xiên Bố trí cốt thép cho tồn dầm - Bố trí cốt thép dọc chủ - Bố trí cốt thép xiên - Tính bố trí cốt thép cánh dầm - Bố trí cốt thép tồn dầm (Tính toán cắt cốt thép dọc chủ,uốn cốt thép dọc chủ lên làm cốt xiên, bố trí cốt thép dọc thi cơng ) - Vẽ hình bao vật liệu Tính tốn dầm theo trạng thái giới hạn II Tính toán dầm theo trạng thái giới hạn III vết nứt Thống kê vật liệu cốt thép bê tông cần thiết cho dầm Bản vẽ ( khổ giấy A1 ) - Mặt dầm (có thể vẽ 1/2 dầm) đầy đủ cốt thép dọc chủ,cốt thép xiên,cốt thép đai cốt thép cấu tạo - Các mặt cắt dầm thứ tự cho cốt thép dọc chủ đầy đủ cốt thép cần thiết - Khai triển đầy đủ loại cốt thép có dầm - Các chi tiết neo uốn nối cốt thép - Bảng thông kê vật liệu thép, bê tông ghi cần thiết khác Lưu ý: - Hạn nộp ngày … tháng …… năm 201… - Nếu hồn thành khơng thời hạn không bảo vệ đồ án SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -2- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT THUYẾT MINH TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM 1.1 Chiều dài dầm (L) chiều dài nhịp tính tốn (l): L l 0,5 �0, , m 1.2 Chiều cao dầm h: Chiều cao dầm chọn theo điều kiện cường độ điều kiện độ võng Chiều cao chọn sơ theo công thức sau: �1 � h� � � l 10 20 � � Đối với cầu dầm giản đơn bêtơng cốt thép thường chiều cao dầm khơng nhỏ 0,07l Sau ta chọn h chẵn đến 5cm - Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp Nên chọn: h 80 �150cm - Giả sử, chọn chiều cao dầm: h 100cm 1.3 Bề rộng sườn dầm (bw): - Tại mặt cắt gối dầm, chiều rộng sườn dầm định theo tính tốn ứng suất kéo chủ, nhiên ta chọn bề rộng sườn dầm không đổi suốt chiều dài dầm Đối với dầm giản đơn nhịp nhỏ l �20m , chọn bề rộng sườn dầm: bw 18 �25cm - Giả sử, chọn bề rộng sườn dầm: bw 20cm 1.4 Chiều dày cánh (hf): - Chiều dầy cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác, cầu khơng có dầm ngang cánh nên chọn dầy Đối với dầm đúc chỗ chiều dầy cánh không nhỏ 1/20 lần khoảng cách trống đường gờ, nách dầm sườn dầm dầm đúc sẵn khơng nhỏ 50mm Theo 22TCN-272-05 h f b f 3000 30 �165mm ( b f : Khoảng cách trung bình hai tim dầm) - Giả sử chọn chiều dày cánh: h f 20cm 1.5.Chiều rộng cánh (b): Bề rộng cánh hữu hiệu dầm bên không lấy lớn trị số nhỏ ba trị số sau: l với l chiều dài nhịp hữu hiệu - 12h f bw - Khoảng cách tim hai dầm Bề rộng cánh tính tốn dầm biên lấy 1/2 bề rộng hữu hiệu dầm kề bên, cộng thêm trị số nhỏ của: SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -3- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng - l 6h f Đồ án kết cấu BTCT 0,5bw - Chiều dài phần cánh hẫng Khi tính bề rộng cánh dầm hữu hiệu, chiều dài nhịp hữu hiệu lấy độ tính toán nhịp giản đơn khoảng cách điểm thay đổi mômen uốn (điểm uốn biểu đồ mômen) tải trọng thường xuyên nhịp liên tục, thích hợp mơmen âm dương Ở đây, giả sử lấy: b 140cm 1.6.Chọn kích thước bầu dầm (b1,h1): Kích thước phần bầu dầm phải vào việc bố trí cốt thép chủ mặt cắt dầm để định ( số lượng thanh, khoảng cách thanh) Tuy nhiên chọn sơ ban đầu ta chưa biết cốt thép chủ nên phải tham khảo đồ án điển hình nên đảm bảo kích thước cho bề rộng bầu phải bố trí tối thiểu cột cốt thép chiều cao bầu phải bố trí tối thiểu hàng cốt thép Có thể chọn: - Bề rộng bầu dầm: b1 30 �45cm - Chiều cao bầu dẩm (h1): Đối với dầm đúc chỗ chiều cao phần bầu dầm khơng nhỏ 140cm 1/16 khoảng cách trống đường gờ khoảng cách dầm ngang Đối với dầm đúc sẵn chiều cao phần bầu dầm khơng nhỏ 125 mm Có thể chọn: h1 20 �30cm Tiếp giáp sườn dầm bầu dầm, thường cấu tạo vát 1:1 - Giả sử chọn: b1 40cm; h1 20cm 1.7 Tính sơ trọng lượng thân dầm 1(m) dài: - Diện tích mặt cắt ngang dầm, (hình 2): 0, 0, Ac 1, �0.2 0,1 � 0, 0,1 0,1 0, �0, 0, 0, 0,1 � 0, �0, 0,5 m2 - Trọng lượng thân dầm mét dài là: DC c Ac 25 �0, 4291 �12.5 kN / m Ở lấy trọng lượng thể tích bê tơng : c 25kN / m 1.8 Quy đổi tiết diện tính toán: SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -4- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT b hf mí i hf b S1 h bw h bw mí i h1 h1 S2 b1 b1 Tiết diện ban đầu Tiết diện q uy đổi Hình Quy đổi tiết diện S1 míi Chiều dày cánh mới: h f h f b bw míi Chiều dày bầu dầm mới: h1 h1 2S2 b1 b w S1 , S diện tích tam giác chỗ vát (như hình 1) Thay số, ta có: �100 21, cm 140 20 �100 20 30 cm 40 20 moi - Chiều dày cánh quy đổi: h f 20 moi -Chiều cao bầu dầm mới: h1 100 100 200 1400 100 1000 100 200 100 200 100 200 400 Hình Tiết diện sơ SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -5- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT 216 1400 300 300 1000 200 400 Hình Tiết diện tính tốn SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -6- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 2.1 Xác định mô men 2.1.1.Vẽ đường ảnh hưởng mômen tiết diện: - Giả sử chiều dài nhịp tính tốn : l 11m - Chia dầm thành 10 đoạn tương ứng với mặt cắt đánh số từ đến 10, đoạn dầm dài 1,8m - Đường ảnh hưởng mômen tiết diện: 10 1.1 1.1 0.99 ÐAH M1 1.76 ÐAH M2 2.31 ÐAH M3 2.64 ÐAH M4 2.75 ÐAH M5 Hình Đường ảnh hưởng mơ men 2.1.2 Tính tốn: Để tính mơ men mặt cắt đó, ta tiến hành xếp tải bất lợi lên đường ảnh hưởng mô men mặt cắt Tính diện tính đường ảnh hưởng tương ứng tải trọng rải tính tung độ đường ảnh hưởng tương ứng tải trọng tập trung a- Đối với TTGH cường độ, mô men M mặt cắt thứ (i) dầm xác định theo công thức sau: M i ,cd � 1, 25.DC 1,5.DW 1, 75.mg M PLL M 1, 75.k.mg M IM �LLi ,M yi ,M � � � b- Đối với TTGH sử dụng, mô men M mặt cắt thứ (i): M i , sd � 1, 0.DC 1,0.DW 1,0.mg M PLL M 1, 0.k.mg M IM �LLi ,M yi ,M � � � Trong công thức trên: PLL : Tải trọng rải (9,3kN/m) SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -7- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT LLi ,M : Tải trọng tập trung bánh xe hoạt tải thiết kế ứng với ĐAH mô men mặt cắt i mg M (1+IM) M k : Hệ số phân bố ngang tính cho mơmen (đã tính hệ số xe m) : Hệ số xung kích : Diện tích ĐAH mơ men mặt cắt thứ i, tương ứng tải trọng rải : Hệ số cấp đường Ở đây, k = : Tung độ ĐAH mô men tương ứng tải trọng bánh xe xét (tim bánh xe) yi , M Xếp tải lên ĐAH mô men mặt cắt 1: 110KN 110KN Tandemload 120 145KN 145KN 35KN Truckload 430 430 Laneload DW DC 0.99 y1,y4 y5 y2 y3 Mô men uốn lớn mặt cắt nhịp: � � 1, 25 �12,5 1,5 �4,5 1, 75 �0, �9,3 �5, 45 M 1,truck � � 365,56kNm cd 0,95 � 1, 75 �1 �0.6 �1, 25 � 145 �0.99 145 �0.56 35 �0.13 � � � 1, 25 �12,5 1,5 �4,5 1, 75 �0, �9,3 �5, 45 � M 1,tancddem 0,95 �� � 336, 00kNm 1, 75 �1 �0.6 �1, 25 � 110 �0.99 110 �0.87 � � � � 1, �12,5 1,0 �45 1,0 �0, �9,3 �5, 45 M 1,truck � 215, 2kNm sd 0,95 �� 1, �1 �0.58 �1.25 � 145 �0,99 145 �0,56 35 �0,13 � � � 1, �12,5 1, �4,5 1,0 �0,6 �9,3 �5, 45 � M 1,tansddem 0,95 �� � 198,875kNm 1,0 �1 �0.6 �1.25 � 110 �0,99 110 �0,87 � � SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -8- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT Xếp tải lên ĐAH mô men mặt cắt 2: 110KN 110KN Tandemload 120 145KN 145KN 35KN Truckload 430 430 Laneload DW DC 1,76 y1,y4 y5 y2 y3 Mô men uốn lớn mặt cắt nhịp: � � 1, 25 �12,5 1,5 �4,5 1, 75 �0,6 �9,3 �9, 68 M 1,truck � � 624,38kNm cd 0,95 � 1, 75 �1 �0.6 �1, 25 � 145 �1, 76 145 �0.9 35 �0.04 � � � 1, 25 �12,5 1,5 �4,5 1, 75 �0, �9,3 �9,68 � M 1,tancddem 0,95 �� � 593,95kNm 1, 75 �1 �0.6 �1, 25 � 110 �1,76 110 �1,52 � � � � 1,0 �12,5 1, �45 1, �0, �9,3 �9,68 M 1,truck � � 593,9483kNm sd 0,95 � 1, �1 �0.58 �1.25 � 145 �1, 76 145 �0,9 35 �0, 04 � � � 1, �12,5 1,0 �4,5 1, �0, �9,3 �9,68 � M 1,tansddem 0,95 �� � 351,5kNm 1, �1 �0.6 �1.25 � 110 �1, 76 110 �1,52 � � SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -9- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT Xếp tải lên ĐAH mô men mặt cắt 3: 110KN 110KN Tandemload 120 145KN 35KN 145KN Truckload 430 430 Laneload DW DC 2,31 y2,y4 y5 y3 y1 Mô men uốn lớn mặt cắt nhịp: � � 1, 25 �12,5 1,5 �4,5 1, 75 �0, �9,3 �12,1 M 1,truck � � 770,31kNm cd 0,95 � 1, 75 �1 �0.6 �1, 25 � 145 �2,31 145 �.1, 02 35 �0, 00 � � � 1, 25 �12,5 1,5 �4,5 1,75 �0, �9,3 �12,1 � M 1,tancddem 0,95 �� � 773,83kNm 1, 75 �1 �0.6 �1, 25 � 110 �2,31 110 �1,95 � � � � 1,0 �12,5 1, �45 1,0 �0, �9,3 �12,1 M 1,truck 0,95 � � � 467, 65kNm sd 1, �1 �0.58 �1.25 � 145 �2,31 145 �1, 02 35 �0, 00 � � � 1, �12,5 1, �4,5 1, �0, �9,3 �12,1 � M 1,tansddem 0,95 �� � 458, 22kNm 1, � � 0.6 � 1.25 � 110 � 2,31 110 � 1,95 � � SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -10- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT Để tiện tính tốn ta lập bảng theo mẫu sau: Bảng 2-Giá trị lực cắt V yi ,V 1V Vi truck V Mặt xi ,cd ( m) ( m) cắt m y1 y2 y3 y4 y5 kN (1) (2) 1.5 4.5 7.5 (3 ) 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 (4) (5) 0.609 0.509 0.409 0.309 0.209 0.109 0.218 0.118 0.018 0.000 0.000 0.000 (6 ) 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 (9) (7) (8) 0.891 0.791 0.691 0.591 0.491 0.391 5.50 4.40 3.30 2.20 1.10 0.00 5.50 4.46 3.52 2.70 1.98 1.38 dem Vi ,tan cd Vi truck , sd dem Vi ,tan sd kN kN kN (10) (11) (12) (13) 379.0736 321.9081 265.7289 213.8497 163.6933 114.5233 340.9419 295.9259 251.8963 208.8532 166.7964 125.7261 223.5553 189.2191 154.8828 122.44 90.41801 58.39598 201.766 174.372 146.978 119.585 92.1912 64.7976 321,9 265,72 213,85 163,69 So sánh giá trị ghi cột (10) với cột (11), thấy hoạt tải TruckLoad gây hiệu ứng lực cắt lớn so với hoạt tải TandemLoad Ta lấy giá trị để thiết kế dầm Vẽ biểu đồ bao lực cắt cho dầm TTGH cường độ: cường độ: cường độ: cường độ: 10 379,07 114,52 1,1 114,52 163,69 213,85 265,72 321,9 379,07 1.1 Hình Biểu đồ bao lực cắt V (KN) SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -21- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM Chiều cao có hiệu (chiều cao làm việc) dầm lấy: d 0,8 �0,9 h 88 �99cm Lấy : d 90cm giả sử: a h f Sức kháng uốn danh định: � hf � M n =0,85f c' h f b � d- � � � � 20,37 � M n =0,85.3,5.20,37.140 � 90� � � M n =677158kNcm=6771kNm ' Với: f c 3,5kN / cm ; h f 20,37cm; b 140cm Suy ra: M n 6771,58kNm Sức kháng uốn tính tốn : M r .M n 0,9.6771,58 6094kNm Thấy: M r M u 899, 406kNm ( M u - Mô men uốn ngoại lực tác động tiết diện dầm) chiều cao khối ứng suất chữ nhật tương đương nhỏ chiều cao cánh, tức trục trung hòa qua cánh, tính tiết diện chữ nhật =0.003 b 0.85f'c Cf Cw de h c a= c hf cu As d1 T=A s fy s bw Mặt cắt ngang dầm Biểu đồ biến ng Biểu đồ ứng suất * Trình tự tính tốn tiết diện chữ nhật sau: Giả sử khai thác hết khả chịu lực tiết diện: M 899, 406 M r =M n =M u � M n = u = =999,34kNm 0,9 Giả sử cốt thép chịu kéo bị chảy dẻo: f s f y Từ phương trình cân mơmen xác đình chiều cao vùng bê tơng chịu nén Khi phương trình xác định chiều cao vùng nén : � a� M n 0,85fc' ba� de � � 2� 999,34�102 � a� � a� M n A a d � A a d 239,93 cm2 Đặt: �e � �e 2� ' � � � � 0,85fcb 0,85�3.5�140 � a d e d e2 A 90 902 �239,93 2, cm SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -22- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT Từ phương trình cân hình chiếu tính diện tích cốt thép chịu kéo cấn thiết: As Phương án 0,85abf c' 0,85 �2, �140 �3,5 26, 77 cm fy 42 Bảng 3-Phương án cốt thép Số hiệu A1 cm Số thép thép 18 2,54 12 22 3,87 29 6,45 As cm 30,54 30,96 38,7 Từ bảng trên, chọn phương án 1: + Số bố trí:12 + Số hiệu thanh: 18 Đường kính danh định thép: 2,54mm (ASTM A615M) + Tổng diện tích cốt thép thực tế: 30,54cm2 + Bố trí thành hàng, hàng bố trí hàng bố trí hàng bố trí 50 65 200 65 100 100 50 300 50 400 Hình 10 Sơ đồ bố trí cốt thép chủ mặt cắt dầm *Kiểm tra lại tiết diện: -Ta có: As 30,54 cm -Khoảng cách từ thớ chịu kéo đến trọng tâm đám cốt thép: �50 �115 �180 d1 115 mm 12 - Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo: d e h d1 900 115 785 mm 78,5 cm SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -23- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT - Lúc này, chiều cao vùng nén : As f y 30,54 �420 a 3,3 cm 1.h f 0,8.20,37 16, 296 cm ' 0,85 f c b 0,85 �35 �140 ' Ở đây, bê tơng có f c 35MPa , nên: 1 0,85 0, 05 f ' c 28 0,8 � Trục trung hồ qua cánh - Mơmen kháng tính tốn: � a� M r M n 0,9.0,85.a.b fc' � de � 1034kNm � 2� Như vậy: M r 1034kNm M u 899, 406kNm � Dầm đủ khả chịu mômen *Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: c a 3,3 0, 041 0, 42 � Thoả mãn d e 1d e 0,8.90 *Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: As 30,54 f c' 0, 003 0, 03 0, 0025 � Thoả mãn Ag 10080 fy VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU Để tiết kiệm thép, số lượng cốt thép chọn tính với mặt cắt có mơmen lớn cắt bớt cho phù hợp với hình bao mơmen Tại vị trí tiết diện có số thép cắt bớt đi, phải đảm bảo điều kiện: M r �M u Số thép cắt bớt ln đảm bảo tính đối xứng phù hợp với u cầu cấu tạo Có 1/3 số cốt thép chủ kéo neo gối Khơng cắt uốn cốt thép góc cốt thép đai Không cắt cạnh mặt cắt Tại mặt cắt phải xác định lại diện tích cốt thép, vị trí trục trung hồ, chiều cao khối ứng suất tương đương mơmen kháng tính tốn tiết diện có cắt thép Do ta có bảng sau: 100 50 300 200 200 100 100 100 50 50 400 SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn 300 50 400 -24- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT Phương án dự kiến cắt cốt thép Số lần Số cắt thép lại Bảng 5- Phương án cắt cốt thép As cm Còn lại d1 cm d e cm a cm 12 30,54 11,5 78,5 3.3 10 25,54 8,5 81,5 2,34 20,36 6,58 83,4 1,56 Vị trí TTH Qua cánh Qua cánh Qua cánh M r kNm 1034 779,17 521,752 Dùng phương pháp nội suy, xác định vị trí mặt cắt, tức điểm cắt thép lý thuyết: Mặt cắt (1) M itruck ,cd Mr Vị trí mặt cắt Số thép lại kNm kNm (2) (2) (3) (4) 12 889,406 1034 10 2501,049 2241,905 779,17 521,72 Giữa dầm, cách gối 5,5m Cách gối 3,283 Cách gối 2.2m SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -25- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng Đồ án kết cấu BTCT *Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen: - Lượng cốt thép tối thiểu phải thỏa mãn: M r � 1, M cr ;1,3M u Khi M u �0,9 M cr điều kiện lượng cốt thép tối thiểu M r �1,3M u Điều nàycó nghĩa khả chịu lực dầm phải bao đường - Xác định mômen kháng nứt: M cr f r M u M u �0,9 M cr Ig yt + Diện tích mặt cắt ngang:Ag Ag=21,6x140+(100-21,6-30)20+30x40=5192(cm2) -Vị trí trục trung hồ: �Fi yi yt �Fi � yt (21, 6.140.).89, 100 21,6 30 20.54, 40.30.15 5192 � y t 46, 73(cm) -Mơmen qn tính tiết diện ngun: Ig -Mơmen qn tính tiết diện ngun: Ig 140.21, 63 50 89, 3024 12 20.48, 43 50 54, 968 12 40.303 (50 15) 1200 12 Ig =>Ig=6530411,4(cm4) -Cường độ chịu kéo uốn bêtông: fr f r 0.63 f c� 0.63 35 3, 73(MPa) =>Vậy momen nứt là: Ig 6530411, 4.108 M cr ƒ r 3,73.103 326, 085 kNm yt 0, 6749 -Tìm vị trí mà Mu=1.2Mcr Mu=0.9Mcr Để tìm vị trí ta xác định khoảng cách x1,x2 nội suy tung độ biểu đồ momen ban đầu Mu=1,2Mcr= 1,2×326,085=350,44(kNm) � x2=391,3(mm) Mu=0.9Mcr=0,9×326,085=262,827(kNm) � x1=293,47(mm) -Tại đoạn Mr≥1,2Mcr ta giữ nguyên biểu đồ Mu -Tron đoạn 0,9Mcr≤Mr≤1,2Mcr vẽ đườn nằm ngang với giá trị 1,2Mcr -Tại đoạn Mu≤0.9 Mcr vẽ đ ường Mu’= 0,9 Mu SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -26- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Xây Dựng 336.0 Đồ án kết cấu BTCT 593.9 773.8 845.1 899.4 0.9Mcr 1.2Mcr 3Mu BIỂU ĐỒ BAO MÔMEN SAU KHI Đà HIỆU CHỈNH *Xác định điẻm cắt lý thuyết: Điểm cắt lý thuyết điểm mà theo u cầu uốn khơng cần cốt thép dài Để xác định điểm cắt lý thuyết ta cần vẽ biểu đồ mơmen tính tốn M u xác đinh điểm giao biểu đồ ΦMu *Xác định điẻm cắt thực tế: -Từ điểm cắt lý thuyết kéo dài phía momen nhỏ đoạn l Chiều dài lấy giá trị lớn giá trị sau: +Chiều cao hữu hiệu tiết diện:d=h-ds=1000-80,125=919,875(mm) +15 lần đừơng kính danh định=8×38,7=309,6(mm) +0,5 lần chiều dài nhịp = 0,5 ×11000=550(mm) � Chọn l1=919,875mm - Chiều dài phát triển lực ld:Chiều dài khơng nhỏ tích số chiều dài triển khai cốt thép ldb với hệ số điều chỉnh, đồng thời không nhỏ 300(mm).Trong đó, l db lấy giá trị lon nhat hai giá trị sau: 0.02A b f y 0.02.387.420 ldb 549, 4854 (mm) f c� 35 ldb=0.06×db׃y=0.06×22×420=554,4(mm) Trong đó:Ab diện tích 22 db đường kính 22 =>Chọn ldb=554,4(mm) -Hệ số điều chỉnh làm tăng ld: -Hệ số điều chỉnh làm giảm ld : 0.8 =>Vậy ld=554,4x1x0,8= 443,52(mm) � Chọn ld=445(mm) Trên sớ ta vẽ biểu đồ bao vật liệu sau: SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -27- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Đồ án kết cấu BTCT Biểu Đồ bao vật liệu II I 1000 II 250 530 III Ø 22 336.0 II Ø 22 5500 593.9 I Ø 22 773.8 845.1 899.4 531,17 445 445 779.17 920 899.4 445 SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -28- 920 Lớp: 67DCDB21 1034 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Đồ án kết cấu BTCT V.TÍNH TỐN CHỐNG CẮT : ( làm lại theo mẫu mới) - Biểu thức kiểm toán:φ.Vn>Vu Vn:Sức kháng cắt danh định, lấy giá trị nhỏ của:Vn=Vc+Vs Hoặc Vn=0.25xƒc’.bv.dv(N) Vc=0.083.β .bv.dv A f d (cot g cot g )sin Vs= v v v S Trong đó: +bv: Bề rộng bụng hữu hiệu, lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao dv,vậy bv=bw=20cm +dv: Chiều cao hữu hiệu +S(mm): Cự ly cốt thép đai +β: Hệ số khả bêtông bị nứt chéo truyền lực kéo +θ: Góc nghiêng ứng suất nén chéo + β, θ:đựoc xác định cách tra đồ thị tra bảng +α: Góc nghiêng cốt thép ngang với trục dọc , α =900 +φ: Hệ só sức kháng cắt, với bêtơng thường, φ=0.9 +Av: Di ện t ích c ốt th ép b ị c cự ly s (mm) +Vs: Khả chịu lực cắt cốt thép(N) +Vc: Khả chịu lực cắt bêtơng(N) +Vu: Lực cắt tính tốn Bước 1:Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv a dv=max{0.9de;0.72h;d- } Ta có bảng sau: Vị trí tính de(mm) a(mm) 0.9 de de-a/2 0.72h dv(mm) 12 785 3.3 706.50 783.35 720 783.35 10 815 2.34 733.50 813.83 720 813.83 834 1.56 750.60 833.22 720 833.22 Bước 2:Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả chịu lực bêtông vùng nén Xét mặt cắt cánh gối đoạn dv, xác định nội lực đường bao phương pháp nội suy Điều kiện kiểm tra lực cắt V u mặt cắt Chọn n=7 - Momen quán tính mặt cắt nứt tính đổi: 140.21, 63 Ig 50 89, 3024 12 20.48, 43 50 54, 968 12 40.303 (50 15) 1200 12 =4,62.1010 (mm4) = 0,0462 m4 - Tính ứng suất cốt thép Ma 2392,99.106 f s n y max .(674,9 50) 226,57(MPa) Icr 4,62.1010 f s =226,57 MPa < f sa = 312 MPa => Vậy điều kiện hạn chế bề rộng vết nứt thỏa mãn VII.TÍNH TỐN ĐỘ VÕNG DO HOẠT TẢI GÂY RA: L Công thức kiểm tra: Δ ≤ Δ cp = 800 - Xác định mô men quán tính tính tốn:Ta có: + Momen qn tính tiết diện nguyên: Ig= 0,0462 (m4) + Momen quán tính mặt cắt nứt tính đổi: Icr b w (c h f )3 b w h 3f h b.h f (c f ) n.As.(d-c) 12 2 200.(312 200)3 200.2003 200 � � = 1400.200 � 380,8 � 396.(801, 25 312) 12 � � =4,62.1010 (mm4) = 0,0462 m4 SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -34- Lớp: 67DCDB21 Bộ môn Kết cấu - Vật liệu Đồ án kết cấu BTCT + Momen nứt : Mcr = 326,085 kN.m + Momen lớn : Ma = 1034 kN.m - Xác định momen quán tính hữu hiệu I: I = min(Ig;Ie) Ta có: Tính Ie :Momen qn tính hữu hiệu cấu kiện nứt 3 3 � �M � � � �326 � � �M cr � �326 � cr I e � �I g � � ��I cr � 1 � 0, 0462 0, 0462 m �.0, 0528 � �� M M 1034 1034 � � �� � � � � a � � � a �� � => I Min I g ; I e � I 0, 0462 m -Xác định mô đun đàn hồi bê tông: Ec 0, 043 � c1,5 � f c' 0, 043 �25001,5 � 35 31798,929( MPa) - Xác định độ võng, mặt cắt dầm nơi có độ võng lớn M sd max � M sdmax truck 862,09kNm � � max � � M sd tan dam � 899,04kNm 899,04 kN � max � 862,09 899,04).25% 440, 28 M sd 25(truck laneload) � � Độ võng lớn : y max 5.M max l 5.899,04.103.112 0,007m 7mm 48E c Ie 48.317980,59.106.0,0462 Độ võng cho phép nhịp giản đơn : cp l 11000 13,75mm > ymax 800 800 Vậy thỏa mãn điều kiện độ võng SVTH: Trương Ngọc Hải Sơn -35- Lớp: 67DCDB21 ... môn K t cấu - V t liệu Xây Dựng Đồ án k t cấu BTCT B NHIỆM VỤ THI T KẾ Thuy t minh t nh t n Xác định nội lực Chọn m t c t xác định kích thước dầm T nh ti t diện c t thép dọc chủ cần thi t ứng... m t c t nhịp Bố trí c t thép đai theo yêu cầu cấu t o xác định diện t ch cần thi t lớp c t xiên Bố trí c t thép cho t n dầm - Bố trí c t thép dọc chủ - Bố trí c t thép xiên - T nh bố trí c t thép... thép cánh dầm - Bố trí c t thép t n dầm (T nh t n c t c t thép dọc chủ,uốn c t thép dọc chủ lên làm c t xiên, bố trí c t thép dọc thi cơng ) - Vẽ hình bao v t liệu T nh t n dầm theo trạng thái