dầm btct thường tiết diện chữ T chiều dài 13m( có file cad đính kèm) 1. Chọn mặt cắt và xác định sơ bộ kích thước dầm 2. Xác định nội lực 3. Tính tiết diện cốt thép dọc chủ cần thiết ứng với mặt cắt giữa nhịp 4. Bố trí cốt thép đai theo yêu cầu cấu tạo và xác định diện tích cần thiết của các lớp cốt xiên 5. Bố tri cốt thép cho toàn dầm Bố trí cốt thép dọc chủ Bố trí cốt thép xiên Tính và bố trí cốt thép bản cánh dầm Bố trí cốt thép trên toàn dầm (Tính toán cắt cốt thép dọc chủ,uốn cốt thép dọc chủ lên làm cốt xiên, bố trí cốt thép dọc thi công...) Vẽ hình bao vật liệu 6. Tính toán dầm theo trạng thái giới hạn cường độ 7. Tính toán dầm theo trạng thái giới hạn về võng và nề nứt 8. Thống kê vật liệu cốt thép và bê tông cần thiết cho một dầm
Mục Lục TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNGTVT CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠNG TRÌNH ĐỘC LẬP–TỰ DO –HẠNHH PHÚC ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Sinh viên:VŨ QUỐC TOÀN Lớp: 67DCDB21 A SỐ LIỆU CHO TRƯỚC - Bề rộng chế tạo cánh dầm : b = 1,2 (m) - Chiều dài nhịp tính tốn : l = 13 (m) - Tĩnh tải rải tiêu chuẩn tác dụng lên dầm : DW = 4.5 (kN/m) - Trọng lượng thân dầm mét dài : DC = 11,6 (kN/m) - Hoạt tải thiết kế : HL93 - Hệ số tải trọng trọng lượng thân dầm : γDC = 1,25 - Hệ số tải trọng tải trọng phần : γDW = 1,5 - Hệ số tải trọng hoạt tải : γLL =1,75 - Hệ số xung kích : ( 1+IM ) = 1,25 - Hệ số phân bố tính ngang mômen : mgM = 0,56 - Hệ số phân bố tính ngang lực cắt : mgV = 0,65 - Các hệ số điều chỉnh tải trọng : η = 0,95 - Độ võng tương đối cho phép hoạt tải : [ 1/Δ ] = [ 1/1800 ] - Vật liệu : + Cốt thép dọc chụ lực : fy = 420 MPa + Cốt thép đai : f’y = 350 MPa + Bê tông : f’c = 35MPa Xác nhận giảng viên Đồ Án Bê Tông Cốt Thép B NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thuyết minh tính tốn Chọn mặt cắt xác định sơ kích thước dầm Xác định nội lực 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 tri 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 tốn 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 cường độ Tính tốn dầm theo trạng thái giới hạn võng nề nứt Thống kê vật liệu cốt thép bê tông cần thiết cho dầm Bản vẽ (khổ 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 2017 Nếu hồn thành khơng thời hạn không bảo vệ đồ án NHẬN XÉT PHÊ DUYỆT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… -2- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………… 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÷0,6) m Với chiều dài nhịp tính tốn l = 13 m Ta có chiều dài dầm sau: L = 13+ 0,5 =13,5 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 1 h = ữ ữì l = ữ ữì13 = ( 0, 65 ữ 1,3) m 20 10 20 10 - Đối với cầu dầm giản đơn bêtông cốt thép thường chiều cao dầm khơng nhỏ 0,07l Sau ta chọn h chẵn đến 5cm × × h ≥ 0,07 l = 0,07 13 = 0.91m - Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp Nên chọn: h = (65÷130) cm - Ở chọn chiều cao dầm: h = 120 cm 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 ( l ≤ 20m ) - Đối với dầm giản đơn nhịp nhỏ bw = ( 18 ÷ 23 ) cm - Chọn bề rộng sườn dầm:= 20 cm , chọn bề rộng sườn dầm: 1.4 Chiều dày cánh (hf): - Chiều dày 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 hfmin= hf = ( 17,5 ÷ 20) cm -3- Đồ Án Bê Tơng Cốt Thép - Chọn chiều dày cánh: = 19 cm 1.5 Chiều rộng cánh (b): - Bề rộng cánh hữu hiệu dầm bên không lấy lớn trị số nhỏ ba trị số sau: - 1 l = ×13 = 3, 25m 4 ( 12h f + bw ) (với l chiều dài nhịp hữu hiệu) (12 × 0, + 0, 2) = 2, 6m = - 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: - - 1 l = × 15 = 1,875m 8 ( 6h f + 0,5bw ) ( × 0, ) + ( 0,5 × 0, ) = 1,3m = - Chiều dài phần cánh hẫng - Khi tính bề rộng cánh dầm hữu hiệu, chiều dài nhịp hữu hiệu lấy độ tính tốn nhịp giản đơn khoảng cách điểm thay đổi mômen uốn (điểm uốn biểu đồ mômen) tải trọng thường xuyên nhịp liên tục, thích hợp mômen âm dương - Ở đây, ta lấy: Chiều rộng cánh b= 120 cm Chiều rộng hữu hiệu cánh bf = 60 cm - 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÷60)cm + Chiều cao bầu dầm (h1): Đối với dầm đúc chỗ chiều cao phần bầu dầm khơng nhỏ 14 cm 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 = 15÷30 cm - Chọn: = 30 cm; = 25 cm - Tiếp giáp sườn dầm bầu dầm, thường cấu tạo vát 1:1 - Chọn: bv1=hv1=10 cm; bv2=hv2=10 cm Bảng thống kê kích thước dầm h bw hf b bf b1 -4- h1 bv1,hv1 bv2,hv2 Đồ Án Bê Tông Cốt Thép 120c 120cm 20cm 19cm 60cm m 30cm 25cm 10cm 5cm 1.7 Quy đổi tiết diện tính tốn: hf' b hf b hv1 bv1 S1 h bw h bw S2 hv2 h1 h1' bv2 b1 b1 Hình Quy đổi tiết diện hf - Chiều dày cánh dầm mới: h 'f + = h1' = h1 + - Chiều cao bầu dầm : 2S1 b − bw 2S b − bw 19 + = 25 + = 2.(10.10 / 2) 120 − 20 2.(5.5 / 2) 120 − 20 = 20 cm = 25,25 cm 150 10 20 21 150 10 20 130 130 20 30 31 10 10 40 40 Hình Tiết diện sơ Hình Tiết diện tính tốn 1.8 Tính sơ trọng lượng thân dầm 1(m) dài: - Diện tích mặt cắt ngang dầm: = 0,2×1,2 + 0,3×0,2525 + (1,2 - 0,2 - 0,2525) × 0,2= 0,467 () - Trọng lượng thân dầm mét dài là: DC = γc.Ac = 25 ×0,467 = 11,6 (kN/m) -5- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép - Ở lấy trọng lượng thể tích bê tơng : γ c = 25kN / m3 1.9 Tĩnh tải rải tiêu chuẩn mét dài dầm Theo nhiệm vụ thiết kế cho: DW = 4,5 (kN/m) 1.10 Tải trọng dải Tải trọng thiết kế gồm tải trọng 9,3N/mm phân bố theo chiều dọc Theo chiều ngang cầu giả thiết phân bố chiều rộng 3000mm Khi xác định ứng lực tải trọng thiết kế, không xét đến lực xung kích Theo tiêu chuẩn TCN 22 272 -05 PLL = 9,3(KN/m) 1.11 Hoạt tải tập trung bánh xe Hoạt tải mặt cầu hay kết cấu phụ trợ đặt tên HL-93, tổ hợp tải trọng của: • • Xe tải thiết kế (TruckLoad) tải trọng thiết kế (LaneLoad), Xe hai trục thiết kế (TandemLoad) tải trọng thiết kế (LaneLoad) Mỗi thiết kế xem xét phải bố trí gồm xe tải thiết kế xe hai trục thiết kế cộng tác dụ ng với tải trọng áp dụng được, tải trọng giả thiết chiếm 3000mm theo chiều ngang xe thiết kế a.Xe tải thiết kế (TruckLoad): Trọng lượng khoảng cách trục bánh xe xe tải thiết kế phải lấy theo Hình Cự ly trục 145KN phải thay đổi 4300 9000mm để gây ứng lực lớn Đối với cầu tuyến đường cấp IV thấp hơn, Chủ đầu tư xác định tải trọng trục nhân với hệ số hệ số cấp đường 0,50 0,65 b Xe hai trục thiết kế (TandemLoad): Xe hai trục gồm cặp trục 110KN cách 1200mm Cự ly chiều ngang bánh xe lấy 1800mm Đối với cầu tuyến đường cấp IV thấp hơn, Chủ đầu tư xác định tải trọng xe hai trục nói nhân với hệ số cấp đường: 0,50 0,6 Mơ hình tổng hoạt tải tác dụng lên dầm cầu: -6- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép 110kN 110kN 1,2m 145kN 35kN 145kN 4,3m 4,3m 2.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 2.1 Xác định mô men 2.1.1 Vẽ đường ảnh hưởng mômen tiết diện : - Chiều dài nhịp dầm: l = 13m - Chia dầm thành 10 đoạn ứng với mặt cắt đánh số từ đến 10, đoạn dài 1,3m - Đường ảnh hưởng mômen tiết diện: 10 15m 1,35 Dah M1 Dah M2 2,4 Dah M3 3,15 Dah M4 3,6 Dah M5 3,75 Hình Đường ảnh hưởng mơmen 2.1.2 Tính tốn: - Để tính mơmen mặt cắt đó, ta tiến hành xếp tải bất lợi lên đường ảnh hưởng mômen 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, mômen M mặt cắt thứ (i) dầm xác định theo công thức sau: M i ,cd = η ( 1, 25.DC + 1,5.DW + 1, 75.mg M PLL ) ωM + 1, 75.k mg M ( + IM ) ∑ LLi , M yi ,M b- Đối với TTGH sử dụng, mômen M mặt cắt thứ (i) dầm xác định theo công thức sau: -7- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép M i , sd = η ( 1,0.DC + 1, 0.DW + 1,0.mg M PLL ) ωM + 1,0.k mg M ( + IM ) ∑ LLi , M yi , M Trong công thức trên: PLL : Tải trọng rải (9,3kN/m) LLi ,M : Tải trọng tập trung bánh xe hoạt tải thiết kế ứng với ĐAH mg M : Hệ số phân bố ngang tính cho mơmen (đã tính hệ số xe m) mômen mặt cắt i (1+IM) : Hệ số xung kích : Diện tích ĐAH mômen mặt cắt thứ i, tương ứng tải trọng ωM rải k : Hệ số cấp đường Ở đây, k = 0,6 : Tung độ ĐAH mômen tương ứng tải trọng bánh xe xét y i,M (tim bánh xe) + Xếp tải lên ĐAH mô men mặt cắt 1: 110kN 110kN 1,2m 145kN TandemLoad 35kN 145kN 4,3m 4,3m TandemLoad LaneLoad DW DC 1,35 1,23 y1=y4 y5 0,92 y2 0,49 Dah M2 y3 Hình Xếp tải lên đường ảnh hưởng mô men mặt cắt -Mô men uốn mặt cắt 1: = 419.86 = 268.69 = 389.91 = 251.57 + Xếp tải lên ĐAH mô men mặt cắt 2: -8- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép 110kN 110kN 1,2m 145kN TandemLoad 35kN 145kN 4,3m TandemLoad 4,3m LaneLoad DW DC 2,4 2,16 1,54 0,68 y3 y2 y1=y4 y5 Dah M2 Hình Xếp tải lên đường ảnh hưởng mô men mặt cắt -Mô men uốn mặt cắt 2: =734.31 ==470.75 = 692.49 = 446.85 + Xếp tải lên ĐAH mô men mặt cắt 3: 110kN 110kN 1,2m 145kN TandemLoad 35kN 145kN 4,3m 4,3m TandemLoad LaneLoad DW DC 3,15 2,79 1,86 0,57 Dah M3 y3 y2 y1=y4 y5 Hình Xếp tải lên đường ảnh hưởng mô men mặt cắt -Mô men uốn mặt cắt 3: = 939.58kN.m ==604.03kN.m = 905.43 = 584.52 + Xếp tải lên ĐAH mô men mặt cắt 4: -9- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép 110kN 110kN 1,2m 145kN TandemLoad 35kN 145kN 4,3m TandemLoad 4,3m LaneLoad DW DC 3,6 3,12 1,02 1,88 y3 Dah M4 y2 y5 y1=y4 Hình Xếp tải lên đường ảnh hưởng mô men mặt cắt -Mô men uốn mặt cắt 4: ==1057.93 kN.m = 681.25kN.m = 1029.51 = 665.01 + Xếp tải lên ĐAH mô men mặt cắt 5: 110kN 110kN 1,2m 145kN 35kN 145kN 4,3m TandemLoad 4,3m TandemLoad LaneLoad DW DC 1,6 3,75 3,15 1,6 y2 y3 y1=y4 y5 Hình Xếp tải lên đường ảnh hưởng mô men mặt cắt -Mô men uốn lớn mặt cắt 5: ==1078.87kN.m ==696.41kN.m = 1064.73 -10- Dah M5 Đồ Án Bê Tông Cốt Thép - 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 hoà, chiều cao khối ứng suất tương đương mơmen kháng tính tốn tiết diện có cắt thép • Tính chiều cao vùng nén quy đổi : a= Vì d1 = • => As f y 0,85bf a < β1h f ' c = 3408 × 420 = 40, 09mm 0,85 ×1200 × 35 TTH qua cánh × 50 + ×150 + × 250 = 150mm 12 d e = h − d1 = 1200 − 150 = 1050mm c= a 40, 09 = = 50,11 β1 0,8 mm a 40, 09 M r = φM u = φ 0,85abf c' d e − ÷ = 0,9 0,85 × 40, 09 ×1200 × 35 1050 − = 1326, 67kN.m ÷ -20- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép D10 D10 100 2D29 4D25 4D25 2D25 280 400 60 60 2 3 1 1 300 200 2D29 4D29 60 100 4D29 300 200 300 200 100 D10 4D29 280 400 60 60 1 3 1 1 4D29 280 400 60 1 4 1 1 Hình 20 Phương án cắt cốt thép Số Số As de lần thép (mm2) (mm) cắt Còn lại 12 3408 1050 50,11 40,09 Qua sườn 1326,67 10 2840 1070 41,76 33,41 Qua cánh 1130,67 33,41 26,72 Qua cánh 907,13 c (mm) Vịtrí a (mm) TTH Mr (kN.m) lại 1075 2272 Bảng 4: Phương án cắt cốt thép *Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen: M r ≥ { 1, M cr ;1,3M u } - Lượng cốt thép tối thiểu phải thỏa mãn: M u ≤ 0,9M cr M r ≥ 1,3M u Khi điều kiện lượng cốt thép tối thiểu Điều có nghĩa khả chịu lực dầm phải bao đường -21- Mu M u ≤ 0,9 M cr Đồ Án Bê Tông Cốt Thép M cr = f r Ig yt - Xác định mômen kháng nứt: + Diện tích mặt cắt ngang:Ag Ag= 0,2×1,2 + 0,3×0,2525 + (1,2 - 0,2 - 0,2525) × 0,2= 0,467 (m2) + Vị trí trục trung hồ:yt = -Mơmen qn tính tiết diện ngun: 2 1.2 × 0, 23 0, 0, 749 0, × 0, 749 + 1, × 0, × 1, − − 0, 77 + + 0, × 0, 749 × 0, 77 − − 0, 2525 ÷ ÷ 12 12 Ig = 0,3 × 0, 25253 0, 2525 + + 0,3 × 0,2525 × 0, 77 − ÷ 12 (m ) =0,07 -Cường độ chịu kéo uốn bêtơng: fr fr = 0.63 = 0.63 × 35 = 3,72(MPa) =>Vậy momen nứt là: - 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 =405,8 (kNm) ⇒ x2= 1,7(m) ⇒ Mu =0,9Mcr= 0,9= 304,36 (kNm) x1= 1,33(m) - Tại đoạn Mr ≥ 1,2Mcr ta giữ nguyên biểu đồ Mu - Trong đoạn 0,9Mcr ≤ Mr ≤ 1,2Mcr vẽ đường nằm ngang với giá trị 1,2Mcr - Tại đoạn Mu ≤ 0,9 Mcr vẽ đường Mu’ = Mu Trên sở ta vẽ biểu đồ bao mô men sau hiệu chỉnh sau: -22- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép 590,71 443,03 1120 830 0,9M cr 812,15 1,2M cr 1422,47 1830,97 2068,92 2120,7 M u ( 4/3 M u *Xác định điểm cắt lý thuyết: - Điểm cắt lý thuyết điểm mà theo yêu cầu uốn không cần cốt thép dài Để xác định điểm cắt lý thuyết ta cần vẽ biểu đồ mơmen tính tốn M u xác định điểm giao biểu đồ ΦMu *Xác định điểm 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: de =1000(mm) +15 lần đường kính danh định: 15×19,1 = 286,5(mm) + lần chiều dài nhịp: ×13000 =650 (mm) ⇒ Chọn l1 = 1000mm - Chiều dài phát triển lực l d: Chiều dài khơng nhỏ tích số chiều dài triển khai cốt thép ldb với hệ số điều chỉnh, đồng thời khơng nhỏ 300(mm) Trong đó, ldb lấy giá trị lớn hai giá trị sau: -23- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép 0, 02 × Ab × f y f c' 0,02 × 284 × 420 35 ldb = = 403,23 (mm) ldb=0,06×db׃y=0,06×19,1×420 = 481,32 (mm) Trong đó: Ab diện tích 284 () db đường kính 19,1 (mm) => Chọn ldb = 481,32 (mm) - Hệ số điều chỉnh làm tăng ld: 2903, 3408 - Hệ số điều chỉnh làm giảm ld = = = 0,85 Với Act = 2903,6 (mm ) diện tích cần thiết tính tốn Att = 3408 (mm2) thực tế bố trí ⇒ ld = 481,32×1×0,85 = 409,122(mm) > 300 (mm) Chọn ld = 481,32 (mm).Từ điểm kéo dài phía mơmen nhỏ đoạn l = 1000 mm ta lại kéo ngược phía mơmen lớn đoạn l d = 409,122 mm Điểm điểm cắt thực tế Trên sở ta vẽ biểu đồ bao vật liệu sau: 6Ø29 2Ø25 2Ø25 2Ø29 32Ø10 C 7@120 B A B A 50 50 60 60 10@150 C 300 20@300 7500 1120 830 812,15 0,9Mcr 1830,97 1422,47 2068,92 2120,7 Mu (kN 1,2Mcr 590,71 443,03 1300 40 1060 1060 4/3 Mu 1750,74 705 705 2088,73 -24705 2474,13 Mr (kN Đồ Án Bê Tơng Cốt Thép TÍNH TỐN CHỐNG CẮT : - Biểu thức kiểm tốn: φ ×Vn > Vu Vn - Sức kháng cắt danh định, lấy giá trị nhỏ của:Vn = Vc + Vs Hoặc Vn = 0,25ƒc’bvdv Vc = 0,083β bvdv Av f v d v (cot gθ + cot gα ) sin α S Vs = Trong đó: +bv: Bề rộng bụng hữu hiệu, lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao dv,vậy bv = bw = 20 cm +dv: Chiều cao hữu hiệu (mm) +S: Cự ly cốt thép đai (mm) +β: Hệ số khả bêtơng bị nứt chéo truyền lực kéo +θ: Góc nghiêng ứng suất nén chéo + β, θ:được 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: Diện tích cốt thép bị cắt cự ly s (mm) +Vs: Khả chịu lực cắt cốt thép (N) +Vc: Khả chịu lực cắt bêtơng (N) +Vu: Lực cắt tính toán (N) +fv = fy: Cường độ chảy dẻo thép Bước 1: Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv dv = max{0.9de ; 0.72h ; de Ta có bảng sau: Số Số As lần thép (mm2) cắt lại Còn lại a } c de a (mm) (mm) (mm) -25- 0.9de 0.72h ds-a/2 dv (mm) Đồ Án Bê Tông Cốt Thép 12 3408 50,11 1050 40,09 945 864 1029.955 1029.955 10 2840 41,76 1070 33,41 963 864 1053.295 1053.295 2272 33,41 1075 26,72 967.5 864 1061.64 1061.64 Bước 2: Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả chịu lực bêtông vùng nén - Xét mặt cắt cách gối đoạn dv, xác định nội lực đường bao phương pháp nội suy - Điều kiện kiểm tra lực cắt V u mặt cắt < sức kháng tính tốn V r tương ứng mặt cắt Trong đó:Vr = φ×Vn = φ×(0,25f’cbvdv); với φ = 0,9 Từ ta có bảng sau: Vu (kN) dv (mm) Vr (kN) Kiểm 1029.955 351,66 1622.179 tra Đạt 1053.295 350,515 1184.957 Đạt 1061.64 350,014 1194.345 Đạt Bước 3: Tính góc θ hệ số β - Ta có bảng tính ứng suất cắt v = Vu ϕ × d v × bv (N/mm2), tỉ số ứng suất v (N/mm2) dv (mm) v fc' (phải Avmin Trong : Av=142(mm2) f c ' bv s Avmin=0,083 fy Do ta có bảng sau: Av (mm2) 35,07 35,07 17,56 Av(mm2) 142 142 142 S (mm) 300 300 150 Kết luận Thỏa mãn Thỏa mãn Thỏa mãn -Kiểm tra khoảng cách tối đa cốt thép đai: f c 'b v d v ≤ +Nếu Vu < 0.1 s 0.8dv f c 'b v d v ≥ ≤ +Nếu Vu 0.1 s 0.4dv Vậy ta có bảng sau: dv (mm) Vu (kN) 0,1f'cbwdv (kN) 0,8dv 0,4dv (kN) 411,982 S Kết luận 150 Thỏa mãn 1029.955 351,66 720,968 (kN) 823,964 1053.295 350,515 737,306 842,636 421,318 300 Thỏa mãn 1061.64 350,014 743,148 849,312 424,656 300 Thỏa mãn Bước 6: Kiểm tra điều kiện cốt thép dọc không bị chảy dẻo tác dụng tổ hợp mômen, lực dọc lực cắt ≥ Điều kiện kiểm tra:Asfy Mu V u + − 0.5Vs ÷cot gθ d vϕ ϕ -28- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép Av f y d v cot gθ s Trong : Vs= :là khả chịu cắt cốt thép đai M u Vu + − 0.5Vs ÷cot gθ ( N ) d vϕ ϕ F= Vậy ta có bảng sau: dv Mu Vu (mm) (kN.m) (kN) 1029.955 332.33 351,66 1053.295 340.08 350,515 1061.64 342.67 350,014 Vs (N) Cotg 277189,329 1,4754 273969,388 278857,593 1,3802 1,2817 As.fy F (N) 143136 (N) 372363,908 119280 954240 Kết luận Đạt 348826,698 Đạt 683034,087 Đạt Tóm lại: Cốt thép đai bố trí nửa dầm sau: - Từ gối đến vị trí cắt lần ta bố trí với bước cốt đai s = 150 (mm) - Từ vị trí cắt lần đến dầm ta bố trí bước cốt đai s = 300 (mm) TÍNH TỐN KIỂM TỐN NỨT -Tại mặt cắt tuỳ vào giá trị nội lực bêtơng bị nứt hay khơng.Vì để tính tốn kiểm tốn nứt ta kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay khơng -Để tính tốn xem mặt cắt có bị nứt hay khơng người ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính ứng suất kéo fc bêtông Mặt cắt coi bị nứt khi: fc =yt 0,8fr Trong đó: Ma: Mơ men nội lực lớn chiều dài nhịp tính theo TTGHSD 696.41 (Ma= kN.m) Ig: Mơ men qn tính tiết diện nguyên yt: Khoảng cách từ trục trung hòa tới thờ chịu kéo ngồi fr: Cường độ chịu kéo uốn bê tông 130 21 150 31 20 40 -29- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép Mặt cắt ngang tính tốn Bước 1: Kiểm tra tiết diện dầm có bị nứt hay khơng - Diện tích mặt cắt ngang:Ag Ag= 00,2×1,2 + 0,3×0,26 + (1,2 - 0,2 - 0,26) × 0,2= 0,467 (m2) -Vị trí trục trung hồ:yt = -Mơmen qn tính tiết diện nguyên: Ig 2 1.2 × 0, 23 0, 0, 749 0, × 0, 749 + 1, × 0, × 1, − − 0, 77 + + 0, × 0, 749 × 0, 77 − − 0, 26 ÷ ÷ 12 12 Ig = 0,3 × 0, 263 0, 26 + + 0,3 × 0, 26 × 0, 77 − ÷ 12 (m ) =0,07 -Cường độ chịu kéo uốn bêtơng: fr fr = 0.63 = 0.63 × 35 = 3,73(MPa) - Tính ứng suất kéo bê tơng 696.41 × 0, 77 ×10 −3 0, 07 fc = yt = = 7,66 Mpa => 0,8fr = 2,984 MPa Do fc > 0,8fr nên mặt cắt bị nứt Bước 2: Kiểm tra bề rộng vết nứt - Điều kiện kiểm tra: fs < fsa - fsa khả chịu kéo lớn cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng: fsa= Min - Trong đó: +dc: Chiều cao phần bêtơng tính từ thớ chịu kéo ngồi cho đên tâm gần nhất,theo bố trí cốt thép dọc ta có dc = 50(mm) +A: Diện tích phần bêtơng có trọng tâm với cốt thép chịu kéo bao mặt cắt ngang đường thẳng song song với trục trung hoà chia số lượng -30- 100 100 300 Đồ Án Bê Tông Cốt Thép dtA 400 Hình 20: Diện tích phần bêtơng có trọng tâm với cốt thép ya = Khi diện tích phần bêtơng có trọng tâm với trọng tâm cốt thép chịu kéo là: × dtA = 300 250= 75000 (mm2) A = = 9791,122 (mm2) +Z: Thông số bề rộng vết nứt, xét điều kiện bình thường Z = 30000 N/mm ⇒ fsa= = = 380,64(N/mm )= 380,64 MPa - Với 0,6.fy = 0,6×420 = 252 MPa ⇒ fsa = 252 MPa ∗Tính tốn ứng suất sử dụng cốt thép -Tính diện tích tương đương tiết diện bị nứt Es=2×105(MPa) 35 Ec=0,043×γc1,5× =0,043×24001,5 × = 29910,2(MPa) -Tỷ lệ môđun đàn hồi cốt thép bêtông: n== =6,68 =>Chon n=7 -Xác định vị trí trục trung hồ dựa vào phương trình mơmen tĩnh với trục trung hồ khơng: hf h− y − ÷ 2 h − y ( h − y ) × ÷÷ S= hƒ×(b-bw)× +bw× -n ×As×(y-d1) S = 20×(120 - 20) × +20×(120 - y) × - 7×34,08×(y - 15)=0 Giải y = 101 (cm) -Tính ứng suất cốt thép :ƒs = n(y - d1) Ma: Mơmen tính tốn trạng thái giới hạn sử dụng (Ma = 696.41 kNm) -Tính mơmen qn tính tiết diện bị nứt: Icr = Icr = (120 − 20)203 20 20(120 − 101)3 + 20(120 − 101 − ) + + × 34, 08 × (101 − 15) 12 Icr = 0,025 (m4) < Ig -31- Đồ Án Bê Tông Cốt Thép ⇒ 7× fs= 696, 41 > 0, 025 (1,01-0,15)10-3= 167,7 (N/mm2)= 167,7 MPa fs=203,75MPa< fsa= 252 MPa ⇒ Thoả mãn điều kiện nứt TÍNH TỐN ĐỘ VÕNG DO HOẠT TẢI GÂY RA: -Xác định vị trí bất lợi xe tải thiết kế: -Để tìm vị trí bất lợi ta cần xét nửa nhịp < x