Đây là bản đồ án môn học cầu bê tông các khóa đã ra trường của trường ĐH GTV bạn nào cần full thì có thể liên hệ mình sẽ gửi cho nhé. Các bạn cứ đọc trong bản thuyết minh nếu phù hợp thì hãy tải nhé.
Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm Thiết kế môn học cầu BTCT 1- số liệu ban đầu 1.1- Số liệu chung Chiều dài nhịp :L = 22 m Chiều dài nhịp tính toán :L tt= 21.4 m Khổ cầu : 10.5+2.2 m Số thiết kế : = Khoảng cách dầm :S = 2.2 m Khoảng cách tim dầm biên-mép lan can : de= 1.4 m T¶i träng thiÕt kÕ : + Hoạt tải HL 93 + tải trọng ngời 300 kG/m2 1.2- Vật liệu 1.2.1- Dầm BTCT Cờng độ bê tông 28 ngày tuổi : f c = 40 Mpa Cờng độ bê tông cắt tao cáp : fc = 36 Mpa Tỷ trọng bê tông Khi tÝnh Ec : c= 2400 kg/cm2 Khi tÝnh tÜnh t¶i : c= 2500 kg/cm2 Mô đuyn đàn hồi bê t«ng : Ec= 31975 Mpa 1.2.2- Cèt thÐp + Cèt thép thờng Giới hạn chảy cốt thép = 300 Mpa Mô đuyn đàn hồi : E s= 200000 Mpa + Cốt thép DƯL Dùng tao thép sợi xoắn, ®êng kÝnh danh ®inh 15.2 mm Cêng ®é cùc h¹n : f pu= 1860 Mpa Giới hạn chảy : f py= 1674 Mpa Mô đuyn đàn hồi : E p=197000 Mpa 1.3- Các phụ kiện 1.3.1- Lớp phủ mặt cầu Chiều dày lớp phủ bê tông at phan = 0.07 m Chiều dày lớp BTCT bảo vệ = 0.04 m Chiều dày lớp phòng nớc = 0.004 m Chiều dày lớp tạo phẳng = 0.02 m 1.3.2- Dầm ngang Số lợng dầm ngang = 5*6=30 Chiều dày dầm ngang = 0.12 m ChiỊu cao dÇm ngang = 0.8 m 2- Thiết kế cấu tạo Trần Văn Sắc K42 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm 2.1- Lựa chọn hình dạng kích thớc mặt cắt ngang cầu Câu đợc thiÕt kÕ nh sau: Chän sè dÇm chđ : dầm Khoảng cách dầm chủ :2200 mm Lề ngời đồng mức với mặt cầu xe chạy, đợc ngăn cách gời chắn 2.2- Thiết kế dầm chủ Để đảm bảo khả chịu lực cắt dầm, sờn dầm đợc mở rộng gối 2.2.1- Tiết diện dầm chủ mặt cắt dầm Chiều chủ Chiều cánh Chiều cánh Chiều bụng Chiều dầm Chiều dÇm cao dÇm h= 1.2 m hf= 0.15 m b= 1.9 m bw= 0.16 m hc1= 0.31 m bc1= 0.46 m cao rộng rộng cao bầu rộng bầu Trần Văn Sắc 2.2.2- Tiết diện dầm chủ mặt cắt gối Các mặt cắt L/3,L/4,và mặt cắt cách gối 1.5m Cũng có tiết diện nh mặt cắt dầm mặ t cắ t giũa dầm Lớp : Cầu Đờng Anh A K42 mặ t cắ t gối Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm Chiều chủ Chiều cánh Chiều cánh Chiều bơng ChiỊu dÇm ChiỊu dÇm cao dÇm h= 1.2 m hf= 0.15 m b= 1.9 m bw= 0.26 m hc1= 0.31 m bc1= 0.46 m cao b¶n réng b¶n réng cao bầu rộng bầu Diện tích tiết diện Mô men tĩnh lấy mép dới Khoảng cách từ tâm tới mép dới Mô men quán tính tiết diện Đơn vị m2 m3 m m4 2.3- Tính đặc trng hình học mặt cắt 2.3.1- Mặt cắt dầm Mặt cắt tính đổi Giá trị 0.59459 0.46523 0.78245 0.10700 mặ t cắ t quy đ ổi 2.3.2- Mặt cắt gối Diện tích tiết diện Mô men tĩnh lấy mép dới Khoảng cách từ tâm tới mép dới Mô men quán tính tiết diện Đơn vị m2 m3 m m4 Giá trị 0.66104 0.49845 0.75403 0.10755 mặ t cắ t quy đổi 3- Tính nội lực dầm 3.1- Tính nội lực tiêu chuẩn Trần Văn Sắc K42 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm 3.1.1- Tính nội lực tĩnh tải 3.1.1.1- Tính cho dầm + Tĩnh tải tác dụng lên dầm gồm Tĩnh tải Trọng lợng dầm Trọng lợng Trọng lợng Trọng lợng Trọng lợng Trọng lợng Đơn vị thân bê tông đổ sau dầm ngang lan can gờ chắn lớp phủ mặt cầu Giá trị 16.195 1.1025 1.3876 0.6689 6.8376 kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m + TÝnh m« men tĩnh tải gây mặt cắt Đơn vÞ m2 m/c L/2 57.245 kN.m 927.116 kN.m kN.m kN.m kN.m 63.113 79.433 0.000 38.291 M« men träng líp phủ mặt cầu kN.m 391.418 Giai đoạn I kN.m 927.116 Giai đoạn II kN.m 572.255 Diện tích dờng ảnh hởng Mô men trọng lợng thân dầm Mô men trọng lợng bê tông đổ sau Mô men trọng lợng dầm ngang Mô men trọng luợng lan can Mô men trọng lợng gờ chán xe m/c L/3 50.889 824.18 m/c L/4 42.939 695.42 m/c1.5 m 14.927 241.74 m/c goi 0.000 56.105 70.614 0.000 34.040 347.96 824.18 508.71 47.340 59.582 0.000 28.722 293.60 695.42 429.24 16.457 20.712 0.000 9.984 102.06 241.74 149.21 0.000 0.000 0.000 0.000 m/c1.5 m 9.200 148.99 m/c goi 10.700 173.29 11.797 14.847 0.000 7.157 73.162 173.29 106.96 0.000 0.000 0.000 0.000 + TÝnh lùc c¾t tÜnh tải gây mặt cắt Diện tích dờng ảnh hởng Lực cắt trọng lợng thân dầm Lực cắt trọng lợng bê tông đổ sau Lực cắt trọng lợng dầm ngang Lực cắt trọng luợng lan can Lực cắt trọng lợng gờ chán xe Lực cắt trọng lớp phủ mặt cầu Đơn vÞ m m/c L/2 0.000 m/c L/3 3.567 m/c L/4 5.350 kN 0.000 57.764 86.646 kN kN kN kN kN kN 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 3.932 4.949 0.000 2.386 24.387 5.898 7.424 0.000 3.579 36.581 0.000 57.764 86.646 10.143 12.766 0.000 6.154 62.906 148.99 0.000 35.655 53.482 91.969 Giai đoạn I kN Giai đoạn II 3.1.1.2- Tính nội lực dầm biên + Tĩnh tải tác dụng lên dầm biên gồm: Trần Văn Sắc K42 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm Tĩnh tải Trọng lợng dầm Träng lỵng Träng lỵng Träng lỵng Träng lỵng Träng lỵng Đơn vị thân bê tông đổ sau dầm ngang lan can gờ chắn lớp phủ mặt cầu Giá trÞ 16.195 2.205 0.6938 6.5174 0.5562 6.216 kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m kN/m + TÝnh m« men tÜnh tải gây mặt cắt Đơn vị m2 m/c L/2 57.245 kN.m 927.116 kN.m kN.m 126.225 39.717 M« men trọng luợng lan can Mô men trọng lợng gờ chán xe kN.m kN.m 567.257 31.840 Mô men trọng lớp phủ mặt cầu kN.m 355.835 Giai đoạn I kN.m Giai đoạn II kN.m 927.116 1120.87 Diện tích dờng ảnh hởng Mô men trọng lợng thân dầm Mô men trọng lợng bê tông đổ sau Mô men trọng lợng dầm ngang m/c L/3 50.889 824.18 112.21 35.307 504.27 28.305 316.32 824.18 996.42 m/c L/4 42.939 695.42 m/c1.5 m 14.927 241.74 m/c goi 0.000 94.681 29.791 425.49 23.883 266.90 695.42 840.76 32.913 10.356 147.91 8.302 0.000 0.000 92.783 241.74 292.26 0.000 m/c L/2 0.000 m/c L/3 3.567 m/c L/4 5.350 kN 0.000 57.764 86.646 m/c1.5 m 9.200 148.99 m/c goi 10.700 173.29 kN kN kN 0.000 0.000 7.865 2.475 11.797 3.712 20.286 6.383 0.000 0.000 0.000 35.343 1.984 22.170 53.015 2.976 33.256 0.000 57.764 0.000 69.836 86.646 104.75 91.166 5.117 57.187 148.99 180.13 23.594 7.424 106.02 5.951 66.511 173.29 209.50 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 + TÝnh lùc c¾t tÜnh tải gây mặt cắt Diện tích dờng ảnh hởng Lực cắt trọng lợng thân dầm Lực cắt trọng lợng bê tông đổ sau Lực cắt trọng lợng dầm ngang Đơn vị m Lực cắt trọng luợng lan can Lực cắt trọng lợng gờ chán xe Lực cắt trọng lớp phủ mặt cầu kN kN kN Giai đoạn I kN Giai đoạn II 3.1.2- Tính nội lực hoạt tải gây 3.1.2.1- Tinh hệ số phân bố ngang mô men hoạt tải + Hệ số phân bô ngang cho dầm Trần Văn Sắc K42 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm - Một thiết kế chịu tải( hệ số lan n=1.2) Din 0.06 ( S 0.4 S 0.3 K g 0.1 ) ( ) ( ) 4300 L L.t s Trong ®ã: S: khoảng cách dầm chủ S= 2200 mm L: chiều dài nhịp L= 22000 mm ts: chiều dày bê tông ts= 150 mm Kg: tham số độ cøng däc K g n.( I A.e g ) n EB Ed EB: mô đuyn đàn hồi vật liệu dầm EB= 31975 Mpa Ed: mô đuyn đàn håi cđa vËt liƯu b¶n Ed= 31975 Mpa I : Mô men quán tính dầm ( tính với mặt cắt nguyên) I = 0.107006 m4 eg: khoảng cách trọng tâm dâm mặt eg= 342.6 mm A: diên tích tiết diện dầm A= 0.59459 m2 -> Kg= 1.8E+11 mm -> Din= 0.479 - Ba thiết kế chịu tải ( hệ sè lµn n= 0.85) Din 0.075 ( S 0.6 S 0.2 K g 0.1 ) ( ) ( ) 2900 L L.t s -> Din= 0.610 -> V©y chọn hệ số phân bố ngang mô men dầm biên là: Din= max(1.2*0.479,0.61*0.85)=0.575 -> Hệ số phân bố ngang ngời bộ( tính theo phơng pháp đòn bẩy) Din PL 0.25 + Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên - Một thiết kế chịu tải: Theo quy tắc đòn bẩy: 55 kN 55 kN 72.5 kN 2.943 kN/m 1.636 1.409 Trần Văn Sắc K42 0.5 72.5 kN 0.125 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm -> hệ số phân bố ngang hoạt tải: Dẽx= 1/2(0.125)=0.0625 -> hệ số phân bố ngang tải trọng ngời Dex PL 1.909 - Ba thiết kế chịu tải: Dex e.Din e 0.77 de 2800 Trong đó: de: Khoảng cách tim bụng phía mép bó vỉa lan can de=-1350 mm không thuộc (-300,1700) nªn lÊy de=-300 mm -> e = 0.663 -> Dex= 0.381 -> Chọn hệ số phân bố ngang mô men dầm biên hoạt tải là: Dex=max(1.2*0.0625 , 0.85*0.381)=0.324 3.1.2.2- Tính hệ số phân bố ngang lực cắt hoạt tải + Tính cho dầm giữa: - Một thiết kế chịu tải: S 7600 Din s 0.36 Trong ®ã: S= 2200 mm -> Din s 0.649 - Ba lµn thiÕt kế chịu tải: Din s 0.2 S S ( ) 3600 10700 Trong ®ã: S = 2200 mm -> Din s 0.769 -> V©y chän hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm là: Din s max( 0.649*1.2, 0.769*0.85)= 0.7788 -> Hệ số phân bố ngang lực cắt tải trọng ngời là: D PL in s 0.25 + Tính cho dầm biên: - Một thiết kế chịu tải: Tính theo quy tắc đòn bẩy: Của hoạt tải: -> Dex s = 0.0625 Của tải trọng ngời bộ: -> D PL ex s 1.909 - Ba thiết kế chịu tải: Dex s e.Din s Trần Văn Sắc K42 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm e 0.6 de 3000 Trong ®ã: de= -300 mm e= 0.5 -> Dex s = 0.389 -> Chän hÖ sè phân bố ngang lực cắt cho dầm biên hoạt tải: Dex s =max( 0.0625*1.2, 0.389*0.85)=0.331 Tóm lại hệ số phân bố ngang tính toán là: Hệ số phân bố ngang mô men hoạt tải 110 mô 110 men Hệ số phân bố ngang nguời 145 cắt 35 145 lực Hệ số phân bố ngang hoạt tải Hệ số phân bố ngang đối 5.35 với 4.75 lực cắt3.2của 3.2 nguời 3.1.3- Tính nội lực hoạt tải cha nhân 145 hệ số 3.1.3.1- Hoạt tải tác dụng lên dầm gồm tải trọng 9.3 kN/m 0.5 0.444 tải trọng ngời kN/m 0.299 0.5 110 110 bé 2.943 t¶i träng xe thiÕt 145 145 kÕ Xe ba trôc P1 4.756 354.35kN 3.304 P2 145 kN P3 145 kN 0.333 Xe hai trôc 0.61 0.463 P1 110 kN 0.667 P2 110 110110 kN 145 0.299 Dầm 0.575 Dầm biên 0.324 0.25 1.909 0.7788 0.331 0.25 dah M1.909 L/2 35 0.098 dah Q L/2 35 1.852 dah M L/3 0.26 dah Q L/3 3.1.3.2- Đờng ảnh hởng mô men mặt35cắt 145và lực c¾t145 4.013 3.713 2.939 1.864 dah M L/4 0.25 0.694 0.549 0.348 dah Q L/4 0.75 110 110 145 35 1.395 1.311 1.091 0.787 dah M 1.5m 0.070.873 0.727 0.525 dah Q 1.5m 145 0.93 110 110 K42 Trần Văn S¾c 145 145 0.944 0.799 35 0.598 Líp : Cầu Đờng Anh A dah Q goi Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm 3.1.3.3- Tính mô men mặt cắt tính cho dầm ởng Diện tích đờng ảnh hởng Các tung độ ®êng ¶nh hXe ba trơc y1 y2 y3 Xe hai trục y1 y2 Mô men tải trọng Mô men tải trọng ngời Mô men xe thiÕt kÕ m/c L/2 m/c L/3 m/c L/4 m/c1.5 m m/c gèi 57.245 50.889 42.939 14.927 0.000 kN/kN kN/kN kN/kN 3.2 3.2 5.35 1.852 3.304 4.756 1.864 2.939 4.013 0.787 1.091 1.395 0.00 0.00 0.00 kN/kN kN/kN 5.35 4.75 4.756 4.35 4.013 3.713 0.00 0.00 kN.m 532.379 473.270 399.334 1.395 1.311 138.81 0.000 kN.m kN.m 168.472 0.000 0.000 0.000 0.000 1351.75 1111.00 1233.56 1001.67 1073.28 645.62 508.42 Xe ba trôc kN.m Xe hai trục kN.m Trần Văn Sắc K42 Đơn vị kN/kN m2 849.860 Lớp : Cầu Đờng Anh A 0.000 0.000 Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm 3.1.3.4- Tính lực cắt mặt cắt tính cho dầm Đơn vị kN/kN m2 m/c L/2 m/c L/3 m/c L/4 m/c1.5 m m/c gèi 0.000 3.567 5.350 9.200 10.700 kN/kN kN/kN kN/kN 0.098 0.299 0.50 0.260 0.463 0.667 0.348 0.549 0.750 0.525 0.727 0.930 0.598 0.799 1.0 kN/kN kN/kN 0.50 0.444 0.667 0.610 0.750 0.394 kN.m 0.0000 33.1700 49.7550 kN.m kN.m 0.0000 10.4967 15.7451 0.930 0.873 85.560 27.075 1.0 0.944 99.510 31.490 Xe ba trôc kN.m 119.285 172.900 200.535 Xe hai trôc kN.m 103.840 140.405 158.840 258.59 198.33 281.78 213.84 Diện tích đờng ảnh hởng Các tung ®é ®êng ¶nh hëng Xe ba trơc y1 y2 y3 Xe hai trục y1 y2 Lực cắt tải trọng Lực cắt tải trọng ngời Lực cắt xe thiết kế 3.1.4- Tính nội lực tiêu tiêu chuẩn( kể đến lực xung kich tải hệ số phân bố ngang) Lực xung kích đợc tính theo quy định sau: IM = 25% cho phận cầu IM = 75% cho mối nối mặt cầu IM = 15% cho TTGH mỏi giòn 3.1.4.1- Tính nội lực hoạt tải tiêu chuẩn + Tính cho dầm giữa: M in Din [ M LL (1 IM ).M IM ] D PL in M PL 100 Trong đó: MIM: mô men tải trọng xe thiết kế MLL: mô men tải trọng MPL: mô men tải trọng ngời Vin Din s [V LL (1 IM ).V IM ] D PL in s V PL 100 Trong đó: VIM: lực cắt tải trọng xe thiết kế VLL: lực cắt tải trọng VPL: lực cắt tải trọng ngời Đơn vị Mô men Lực cắt kN.m kN Trần Văn S¾c K42 m/c L/2 1319.98 85.748 10 m/c L/3 1158.91 149.401 m/c L/4 1001.1 181.82 m/c1.5 m 543.93 250.66 m/c gèi 277.89 Líp : CÇu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm f'ci MPa 36 36 36 Eci MPa 30334.5 30334.5 30334.5 36 30334 EP ∆fpES MPa MPa 197000 72.780 197000 72.780 197000 69.268 197000 58.548 36 30334 19700 51.532 4.2.2- MÊt m¸t co ngót Đối với cấu kiện kéo trớc f pSR (117 1.03.H ) MPa Trong đó: H: Độ ẩm tơng đối môi trờng, tính trung bình hàng năm(%) Kết tính đợc thể sau: Đơn vÞ % MPa H ∆fPSR m/c L/2 80 34.6 m/c L/3 80 34.6 m/c L/4 80 34.6 m/c1.5 m 80 34.6 m/c gèi 80 34.6 4.2.3- MÊt m¸t øng suÊt từ biến Đợc tính nh sau: f pCR 12 f cgp 7.f cdp Trong ®ã: f cgp :øng suất bê tông trọng tâm thép DƯL lúc truyền lực f cdp : Thay đổi ứng suất bê tông trọng tâm thép DƯL tải trọng thờng xuyên, trừ tải trọng tác động vào lúc thực DƯL f cdp đợc tính nh sau: f cdp f pi A ps Ag f pi A ps e0 Ig Trong ®ã: f pi 0.7 f pu -> Kết tính đợc thể bảng sau: fpu fPi e0 Đơn vị MPa MPa mm m/c L/2 1860 1302 333 m/c L/3 1860 1302 333 m/c L/4 1860 1302 310 Ig Ag Aps m4 m2 m2 0.09185 0.638 0.0042 14.5677 73 11.207 32.507 0.09185 0.638 0.0042 14.5677 11.580 36.985 0.09185 0.638 0.0042 fcdp fcgp fpCR MPa MPa MPa 13.7946 11.448 40.812 m/c1.5 m C 1302 219 0.0918 0.638 0.0042 11.223 10.648 49.209 m/c gèi 1860 1302 178 0.0925 0.687 0.0042 9.7136 9.714 48.568 4.2.4- MÊt m¸t tù trùng Trần Văn Sắc K42 15 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm + Tại lúc truyền lực Đối với tao thÐp tù trïng Ýt f pR1 log(24.t ) f pj ( 0.55) f pj 40 f py Trong đó: t: Thời gian tính ngày tính từ lúc tạo ứng suất đến lúc truyền t thờng lấy = 0.5 (ngày) f pj : ứng suất ban đầu bã thÐp ë vµo ci lóc kÐo f pj 0.78 f pu f py :Cờng độ chảy quy định thép DƯL -> Kết tính thể bảng sau: Đơn vị m/c L/2 MPa 1450.8 fpj MPa 1674 fpy Ngµy 0.5 t fpR1 MPa 49.580 4.2.5- Tỉng c¸c mÊt m¸t øng suÊt m/c L/3 1450.8 1674 0.5 49.580 m/c L/4 1450.8 1674 0.5 49.580 m/c1.5 m 1450.8 1674 0.5 49.580 m/c gèi 1450.8 1674 0.5 49.580 m/c L/4 69.268 34.6 40.812 49.580 m/c1.5 m 58.548 34.6 49.209 49.580 m/c gèi 51.532 34.6 48.568 49.580 f pT f pES f pSR f pCR f pR1 -> KÕt qu¶ tÝnh thĨ hiƯn ë b¶ng sau: fpES fpSR fpCR fpR1 fpT Đơn vị MPa MPa MPa MPa MPa m/c L/2 72.780 34.6 32.507 49.580 m/c L/3 72.780 34.6 36.985 49.580 4.3- kiểm toán theo trạng thái giới hạn 4.3.1- Kiểm tra theo TTGHSD Các vấn đề đợc kiểm toán TTGHSD nứt, biến dạng ứng suất trớc bê tông 4.3.1.1- Các giới hạn ứng suất bê tông + Kiểm tra theo công thức: - Kiểm tra giới hạn ứng suất kéo bê tông: fb M F F e yt y b 0.5 f c ' A Ig Ig - KiĨm tra giíi h¹n øng st nÐn bê tông ft F F e M yt y b 0.45 f c ' Ag Ig Ig Trong đó: M: Mô men tải trọng tác dụng TTGHSD Ag : Diện tích mặt cắt dầm I g : Mô men quán tính dầm Trần Văn Sắc K42 16 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm e : Khoảng cách từ TTH tới tâm cốt thép DƯL yt: Khoảng cách từ TTH đến thớ tiết diện yb: Khoảng cách từ TTH ®Õn thí díi cïng cđa tiÕt diƯn F: Tỉng lùc kéo bó cáp ứng suất trớc, trừ mát tức thời F đợc tính nh sau: F A ps (0.78 f pu f pT ) f pT : Tỉng mÊt m¸t øng st KÕt tính đợc thể bảng sau: M m4 189.466 1860 0.0042 3243.68 Ag m2 0.63756 0.63756 0.63756 Ig e yt yb m4 mm mm mm 0.10121 333 662 538 0.10121 333 662 538 0.10069 310 661 539 m/c1.5 m 202.53 1860 0.0042 970.39 0.6375 0.0989 219 657 543 fb -0.5 sqrt(fc’) MPa 0.4435 2.1890 3.8059 9.1929 0.000 0.6869 0.0983 178 638 562 13.017 MPa -3.1623 DAT 17.9884 18.0 DAT -3.1623 DAT 15.7390 18.0 DAT -3.1623 DAT 13.6878 18.0 DAT -3.1623 DAT 7.0487 18.0 DAT 3.1623 DAT 1.5964 18.0 DAT fpT fpu Aps Duyệt ft 0.45 fc Duyệt Đơn vị m/c L/2 m/c L/3 m/c L/4 MPa MPa m2 196.367 1860 0.0042 2897.09 199.338 1860 0.0042 2458.28 MPa MPa m/c gèi 195.83 1860 0.0042 4.3.1.2- KiĨm to¸n biÕn dạng dầm TTGHSD Độ võng giới hạn cho hoạt tải lấy giá trị sau [f]=L/800 =0.02675 m Độ võng hoạt tải lấy giá trị lín nhÊt cđa: + §é xe thiÕt kÕ +25% độ võng xe thiết kế+độ võng tải trọng - Độ võng xe thiêt kế đợc tÝnh nh sau: p P.c(3L2 4c ) 48.E c I c Trong đó: P: tải trọng tập trung c: Khoảng cách từ gối tới vị trí đặt tải trọng tập trung L : Chiều dài nhịp tính toán Kết tính thể bảng sau: P Trần Văn Sắc K42 Đơn vị kN P1 145 17 P2 145 P3 35 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hÇm c L Ec Ic m m MPa m4 m - Độ võng tải trọng Đợc tính theo c«ng thøc: U 6.4 21.4 31975 0.10121 0.00722 10.7 21.4 31975 0.10121 0.00914 6.4 21.4 31975 0.10121 0.00174 5.g L4 384.E c I c Trong đó: g: tải trọng phân bố dầm g=9.3 kN/m -> U =0.007848 m -> §é hoạt tải đợc tính là: max( P ,0.25. P U ) = 0.018123 m XÐt ®Õn hƯ số phân bố ngang, độ võng hoạt tải phải lµ: =0.010422 m Ta thÊy =0.010422 Đạt 4.3.2- Kiểm toán mặt cắt theo TTGHCĐ 4.3.2.1- Kiểm toán sức kháng uấn + Tính khoảng cách từ trục trung hoà tới mặt chịu nén: c A ps f pu As f y As ' f y ' 0.85. f c ' (b bw ).h f f pu 0.85.1 f c ' bw k A ps dp Trong đó: Aps: Diện tích mặt cắt cốt thép DƯL fpu: Cờng độ chịu kéo quy đinh cốt thép DƯL fpy: Giới hạn chảy cốt thép DƯL As: DiƯn tÝch cèt thÐp thêng chÞu kÐo As’: DiƯn tÝch cốt thép thờng chịu nén fy: Giới hạn chảy cốt thép thờng chịu kéo fy: Giới hạn chảy cốt thép thờng chịu nén b: Bề rộng cánh chịu nén bw: Chiều rộng bụng hf: chiều dày cánh chịu nén dp: Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm tao thÐp D¦L = = = = = 0.0042 1860 1674 0 m2 MPa MPa m2 m2 = = = = 1900 18 15 995 cm cm cm cm : Hệ số quy đổi hình khối ứng suất đợc tính 0.85 f c ' 28 0.05 fc: Cờng độ chịu nén 28 ngày tuổi bê tông fc = 40 Mpa Trần Văn Sắc K42 18 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm -> 0.764 k : Đợc tính nh sau: k 2.(1.04 f py f pu ) -> k = 0.28 -> Tính đợc c -> c = 16.2 cm So s¸nh ta thÊy c=16.2> hf=15 cm -> TTh qua bụng + Tính sức kháng uấn danh ®Þnh M n A ps f ps (d p a a a a hf ) As f y (d s ) As ' f y ' (d s ' ) 0.85 f c ' (b bw ) 1 h f ( ) 2 2 Trong ®ã a: chiỊu cao vïng chÞu nÐn thùc tÕ a c. -> a= 12.4 f ps -> cm c f pu (1 k ) dp f ps 1775.206 MPa -> Mn = 6869.3 kN.m + Tính mô men kháng tính toán Mr=Mn Trong đó: : Hệ số sức kháng láy -> Mr=1*6869.3=6869.3 kN.m + Mô men tính toán lớn toàn tải trọng gây M= 4851.915 kN.m So s¸nh ta thÊy: Mr=6869.3>Mtt=4851.915 kN.m Dut: -> ĐạT + Kiểm toán hàm lợng cốt thép lớn Điều kiện kiểm toán: c 0.42 de Trong đó: de=dps mm mm c = 995 de 162 = c/de = 0.163 Duyệt DAT + Kiểm toán hàm lợng cốt thép tối thiểu Điều kiện kiểm toán: .M n 1.2 M cr Trong đó: Mcr: Sức kháng nứt Trần Văn Sắc K42 19 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm M cr I g0 yt fr I g : Mô men quán tính mặt cắt không tính cốt thép yt: Khoảng cách từ thớ chịu kéo tới TTH fr: Cờng độ chịu kéo uèn f r 0.63 f c ' Igo = 0.09185 m4 538 6869.288 mm kN m kN m 3.984 MPa yt = Mcr = Mn = fr = = 680.274 Kiểm toán ĐạT 4.3.2.2- Kiểm toán sức kháng cắt Kiểm toán theo công thức: Vu .Vn Trong : : Hệ số sức kháng cắt, đợc lấy là: =0.9 Vn: Sức kháng cắt danh định, đợc tính Lây giá trị nhỏ của: Vn Vc Vs V p Hc: Vn 0.25 f c '.bv d v V p Trong ®ã: Vc 0.083 f c '.bv d v Vs: Sức kháng cắt cốt thép chịu cắt Vs Av f y d v (cot g cot g ) sin s dv: Chiều cao chịu cắt có hiệu bv: Bề réng bơng cã hiƯu, lÊy b»ng bỊ réng lín nhÊt chiÒu cao d v s: Cù ly cèt thÐp đai : Hệ số khả bê tông bị nøt chÐo trun lùc kÐo :Gãc nghiªng cđa øng st nÐn chÐo, tÝnh gi¶ thiÕt tríc gãc , sau tính lại giá trị, tra ngợc bảng lại : Góc nghiêng cốt thép ®ai víi trơc däc Av: DiƯn tÝch cèt thÐp chÞu cắt cự ly s Vp: Thành phần ứng suất trớc có hiệu hớng lực cắt tác dụng, dơng nợc chiều lực cắt + Xác đinh VP Trần Văn Sắc K42 20 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm Đơn vị Diện tích cắp căp xiên fpe i Cặp Cặp Cặp Cặp Cặp cáp cáp cáp c¸p c¸p I II III IV V Mc L/2 Mc L/3 Mc L/4 2.8 1254.4 2.8 MPa 2.8 1261.3 1251.46 ®é ®é ®é ®é ®é 0 0 0 0 0 5 0 0 0.26147 0 91.6206 cm2 Σsinαi Vp kN Mc1.5 m Mc gèi 2.8 1248.2 2.8 1254.969 9 9 0.7821 273.37 9 9 9 0.782172 274.8486 + Tính lực nén dọc trục cốt thép DƯL gây Diện tích cắp căp xiên fpe i Cặp cáp Cặp cáp Cặp cáp Cặp cáp Cặp cáp cosi I II III IV V Lực nén cáp xiên Diện tích cáp thẳng Lực nén cáp thẳng Lực nén cốt thép DƯL Đơn vị Mc L/2 Mc L/3 Mc L/4 cm2 2.8 2.8 2.8 MPa 1261.33 1254.43 1251.46 ®é ®é ®é ®é ®é 0 0 0 0 0 kN 1765.86 1756.20 28 3531.73 5297.60 28 3512.41 5268.61 cm2 kN kN 5 0 4.989 1748.05 28 3504.09 5252.14 Mc1.5 m Mc gèi 2.8 1248.2 2.8 1254.969 9 9 4.938 1726.0 9 9 4.938 1735.326 28 3495.1 5221.1 28 3513.914 5249.241 + Xác định dv bv Chiều cao chịu cắt dv Dv= max(0.9de ,0.72h, de-a/2) Trong đó: de A ps f ps A ps f ps d p d p dP: Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép DƯL tới mép dầm h : Chiều cao dầm Trần Văn Sắc K42 21 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm a: chiều cao vùng chịu nén thực Kết tính thể hịên bảng sau: Đơn vÞ mm mm mm mm mm mm mm mm dP de a 0.9.de 0.72.h de-a/2 Chän dv Chon bv Mc L/2 995 995 124 896 864 933 933 160 Mc L/3 995 995 124 896 864 933 933 160 Mc L/4 995 995 124 896 864 933 933 160 + Xác đinh Để xác đinh ta phải thông qua giá trị : v/fc x Trong đó: v: ứng suất cắt bê tông xác định theo công thức v Mc1.5 m 995 995 124 896 864 933 933 160 Mc gèi 995 995 124 896 864 933 933 260 Vu V p bv d v Mu 0.5.N u 0.5.Vu cot g A ps f po dv x 0.002 E s As E p A ps NÕu x tÝnh tõ c«ng thức âm giá trị tuyệt đối phải giảm Cách nhân với hệ sô F lấy theo: F băng Es As Ep Aps Ec Ac Ep Aps Trong ®ã: Ac: Diện tích bê tông phía chịu kéo uốn cấu kiƯn fpo: øng st thÐp øng st tríc ứng suất bê tông xung quanh f po f pe f pc f pe 0.78 f pu Ep Ec f pT fpc: øng suÊt t¹i trọng tâm tiết diên f pc F A -> Kết tính v/fc Trần Văn Sắc K42 22 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm -> tính x giả định =28 Đơn vị Mc L/2 Mc L/3 Vu kN 88.729 368.263 Vp φ bv dv kN mm mm 0.9 160 933 v fc' kN kN 0.9 160 933 660.339 40000 v/fc' 0.01651 qu¶ tÝnh thĨ hiƯn bảng sau: Đơn vị fpe kN/m2 F kN A m2 fpc kN/m2 fpo kN/m2 Mu dv Vu kN.m mm kN cotgӨ Aps Es As Ep m2 MPa m2 MPa Nu єx Ac Fє єx kN m2 Mc L/2 126133 5297.60 0.63756 8309.12 131252 4851.91 933 88.729 1.88072 0.0042 200000 197000 5297.60 -0.0034 0.2235 0.10376 0.00034 2740.69 40000 0.06851 Mc L/3 125443 5268.61 0.63756 8263.66 130534 4336.94 933 368.263 1.88072 0.0042 200000 197000 5268.61 -0.0030 0.2235 0.10376 0.00031 Mc1.5 m 810.52 273.37 0.9 160 933 4200.9 40000 0.1050 Mc L/4 508.64 91.621 0.9 160 933 3171.7 40000 0.0792 Mc gèi 928.562 274.848 0.9 260 933 3119.765 40000 0.07799 Mc L/4 125146 Mc1.5m 124826 5256.14 5242.69 0.63756 0.63756 8244.1 130225 3683.53 933 508.646 8223 129892 1483.19 933 810.523 1.88073 0.0042 200000 197000 1.88073 0.0042 200000 197000 5252.14 -0.0029 0.2235 5221.18 -0.0025 0.2235 0.10376 0.10376 0.0003 0.00026 Để ta độ Kết Mc gối 1254969 5270.872 0.686920 7673.191 1302244 0.000 933 928.562 1.880726 0.0042 200000 197000 5249.241 -0.0024 0.24 0.097325 0.000231 -> Tra bảng dựa vào giá trị v/fc x ta đợc kết sau Mc L/2 Trần Văn Sắc K42 Mc L/3 23 Mc L/4 Mc1.5 m Mc gối Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm 28.7 3.106 28.26 27.84 2.843 27 2.526 27.3 3.036 -> Ta thÊy c¸c gÝa trị góc tra bảng gần với giá trị góc giả định Vì ta dùng giá trị =28 độ để tính toán + Tính Vc Vs Để dễ dàng cho thi công chọn cốt đai có đờng kính không đổi, nhng khoảng cách Các cốt đai thay đổi theo giảm lực cắt theo chiều dài dầm s bớc cốt đai mặt tính toán Diện tích cốt thÐp ngang cù ly s ph¶i tho¶ m·n: Av 0.083 f c ' bv s fy + Chän cốt thép đai có đờng kính: 10 mm Kết tính thể bảng sau: Đơn vị mm mm MPa MPa mm2 mm2 ®é S bv fy f'c Av Avmin Ө β Vc Vs Vp kN kN kN Vn1 kN Vn2 min(Vn1,Vn 2) Vr Vu KiĨm to¸n kN kN kN kN Mc L/2 300.000 160.000 300 40 314.159 83.990 28.7 3.11 243.425 293.147 0.000 Mc L/3 300.000 160.000 300 40 314.159 83.990 28.3 3.00 235.118 293.147 0.000 Mc L/4 200.000 160.000 300 40 314.159 55.993 27.8 2.84 222.813 439.721 91.621 Mc1.5m 200.000 160.000 300 40 314.159 55.993 27.0 2.53 197.969 439.721 273.379 536.572 1492.98 528.265 1492.98 754.154 1584.60 911.069 1766.36 536.572 482.915 88.729 DAT 528.265 475.438 368.263 DAT 754.154 678.739 508.646 DAT 911.069 819.962 810.523 DAT Mc gèi 200.000 260.000 300 40 314.159 90.989 27.3 3.04 386.651 439.721 274.849 1101.22 2700.95 1101.22 991.098 928.562 DAT 5- Tính toán mặt cầu 5.1- Tính toán nội lực mặt cầu 5.1.1- Nội lực mặt cầu dầm Sơ đồ tính : ngàm hai cạnh Tính cho 1m chiều rộng mặt cầu 5.1.1.1- Nội lực tĩnh tải + Tĩnh tải tác dụng lên mặt cầu gồm: Trọng lợng lớp phủ mặt cầu Trọng lợng thân mặt cầu Trọng lợng gờ chắn xe Trần Văn Sắc K42 24 3.108 kN/m2 3.668 2.4502 kN/m2 kN/m Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm + Tính toán mô men mặt cắt nhịp dầm giản đơn Kết tính : + Mô men mặt cầu ngàm hai cạnh Chiều dài nhịp tính toán 2020 Mô men trọng lợng lớp phủ 1.585 Mô men trọng lợng thân Mô men trọng lợng gờ chắn 1.871 1.1249 Mô men mặt cắt nhip 2.2904 Mô men mặt cắt ngàm Lực cắt mặt cắt ngàm 5.1.1.2- Mô tải + Hoạt tải tác dụng lên mặt cầu gồm Tải trọng Trọng lợng bánh xe nặng -3.6646 7.9570 9.3 72.5 mm kN.m/ m kN.m/ m kN.m/ m theo sơ đồ kN.m/ m kN.m/ m kN/m men hoạt kN/m2 kN/m + Tính mô men xe thiÕt kÕ DiƯn tÝch tiÕp xóc cđa lèp xe víi mặt đờng đợc coi hình chữ có: Chiều rộng: b=510 mm -> B=b+h h: chiều dày mặt cầu -> B=510+150=660 mm Chiều dài là: l 2.28.10 .(1 IM ).P 100 Trong ®ã: IM: hƯ số xung kích, IM=75% P : Trọng lợng bánh xe nặng P=72.5 kN : hệ số tải trọng( lÊy víi TTGHC§ I) = 1.75 -> l = 506 mm 0.51 L=l+h -> L=506+150=656 mm -> T¶i träng bánh xe quy tải trọng vệt có cờng độ; q=0.1674 N/mm2 -> Mô men dầm giản đơn tải trọng bánh xe gây MP=q.wP=47.1397 kN.m/m + Mô men tải trọng gây mặt cắt dầm giản đơn MLL=qLL.wLL Trong đó: wLL: diện tích đờng ảnh hởng mô men tải trọng qLL: tải trọng , qLL=9.3 kN/m2 MLL=4.7435 kN.m/m -> Tổng mô men hoạt tải gây ra: MIM+LL = 51.8831 kN.m/m + Mô men tinh sơ đồ làm việc thật mặt cầu Trần Văn Sắc K42 25 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm - mặt cắt nhịp M1/2 L=0.5.MIM+LL=25.9416 kN.m/m - mặt cắt ngamg MNgam=-0.8.MIM+LL=-41.5065 kN.m/m 5.1.1.3- Mô men tính toán Tính với TTGHCĐ I Mtt=1.25.MDC+1.5.MDW+1.75.MIM+LL -> Mô men tính toán mặt cắt nhịp mặt cầu M1/2 L=48.599 kN.m/m ->Mô men tính toán mặt cắt ngàm mặt cầu MNgam=-84.172 kN.m/m 5.1.2- Tính mô men mặt cầu phần hẫng Sơ đồ tính toán: Bản ngàm cạnh 5.1.2.1- Mô men ngàm tĩnh tải + Tĩnh tải tác dụng lên hẫng gồm: + Tính ngàm Trọng lợng lớp phủ mặt cầu Trọng lợng thân mặt cầu Trọng lợng lan can 3.108 Chiều dài nhịp tính toán 1310 Mô men trọng lợng lớp phủ Mô men trọng lợng thân 5.1.2.2- Mô Mô men trọng lợng lan can hoạt tải + Hoạt tải tác dụng lên hẫng gồm: 3.675 6.517 1.020 3.153 6.908 2.943 Tải trọng ngời bô kN/m2 kN/m2 kN/m mm kN.m/ m kN.m/ m kN.m/ m mô men men ngàm kN/m2 + Mô men hoạt tải gây ra: MPL=0.965 kN.m/m 5.1.2.3- Mô men tính toán ngàm Tính với TTGHCĐ I Mtt=1.25.MDC+1.5.MDW+1.75.MIM+LL -> Mtt= 17.523 kN.m/m 5.2- Thiết kế kiểm toán mặt cầu Ta thiết kế cho dầm, sau bố trí cho toàn mặt cầu -> Mô men tính toán mặt cắt nhịp mặt cầu M1/2 L=48.599 kN.m/m ->Mô men tính toán mặt cắt ngàm mặt cầu MNgam=-84.172 kN.m/m 5.2.1- Bố trí cốt thép m theo chiều dài cầu Chọn cốt thép có đờng kính: =20 mm Trần Văn Sắc K42 26 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm 5.2.2- Kiểm toán mặt cắt ngàm + Kiểm toán sức kháng uốn Điều kiện kiểm toán: M tt .M n Mtt: Mô men tính toán toàn tải trọng tác dụng lên mặt cầu Mn: Mô men kháng uốn danh định mặt cắt : Hệ số sức kháng, lấy Mô men tính toán 84172.12 ds h: chiều cao mặt cắt b: chiều rộng mặt cắt fy: Giới hạn chảy cốt thép Es Đờng kính cốt thép Diên tích cốt thép fc' c As fy 0.85. f c '.b a=c.1 = Mn 245 300 1000 0.764 300 Mpa 200000 20 1570.80 40 Mpa mm mm2 Mpa 13.860 mm 10.589 mm kNmm/m m 112958.55 DAT Ф KiĨm to¸n 0.03 kNmm/m m mm mm mm + KiÓm toán hầm lợng cốt thép tối thiểu Điều kiện kiểm toán: fc ' fy Trong đó: As b.h As: Diªn tÝch cèt thÐp h: chiỊu cao cđa mặt cắt Trần Văn Sắc K42 1570.80 300 27 mm2 mm Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm b: chiều rộng mặt 1000 cắt min= 0.0052 fc/fy 0.1667 Duyệt DAT + Kiểm toán hàm lợng cốt thép lớn Điều kiện kiểm toán: mm c 0.42 de Trong đó: de=ds mm 13.860 c = mm 245 de = c/de = 0.057 Duyệt DAT 5.2.3- Kiểm toán mặt cắt nhịp mặt cầu + Kiểm toán sức kháng uốn Điều kiện kiểm toán: M tt .M n Mtt: Mô men tính toán toàn tải trọng tác dụng lên mặt cầu Mn: Mô men kháng uốn danh định mặt cắt : Hệ số sức kháng, lấy Mô men tính toán 48599.455 ds h: chiều cao mặt cắt b: chiều rộng mặt cắt fy: Giới hạn chảy cốt thép 300 Mpa Es §êng kÝnh cèt thÐp 200000 20 Mpa mm Diªn tÝch cèt thÐp 1570.8 mm2 40 Mpa 0.4 mm 0.3 mm kNmm/m m fc' c As fy 0.85. f c '.b a=c.1 = Mn + 110 150 1000 0.764 kNmm/m m mm mm mm 51756.861 DAT Kiểm toán Kiểm toán hầm lợng cốt thép tối thiểu Điều kiện kiểm toán: 0.03 fc ' fy Trong đó: Trần Văn Sắc K42 28 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm As b.h As: Diªn tÝch cèt thÐp 1570.8 h: chiỊu cao mặt cắt 150 b: chiều rộng mặt 1000 c¾t min= 0.5236 fc’/fy 0.1667 Dut DAT + KiĨm toán hàm lợng cốt thép lớn Điều kiện kiểm toán: mm2 mm mm c 0.42 de Trong đó: de=ds c = de = c/de = Duyệt Trần Văn Sắc K42 mm mm 0.4 110 0.0015 DAT 29 Líp : Cầu Đờng Anh A ... Sắc K42 26 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm 5.2.2- Kiểm toán mặt cắt ngàm + Kiểm toán sức kháng uốn Điều kiện kiểm toán: M tt .M n Mtt: Mô men tính toán toàn tải trọng... 51756.861 DAT Kiểm toán Kiểm toán hầm lợng cốt thép tối thiểu Điều kiện kiểm toán: 0.03 fc ' fy Trong đó: Trần Văn Sắc K42 28 Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm As b.h... phủ mặt cầu Trọng lợng thân mặt cầu Trọng lợng gờ chắn xe Trần Văn Sắc K42 24 3.108 kN/m2 3.668 2.4 502 kN/m2 kN/m Lớp : Cầu Đờng Anh A Thiết kế môn học cầu BTCT Bộ môn cầu hầm + Tính toán mô men