BAN TINH DAM BAN DAC l=6m TCVN 11823

file tính toán excel cho dầm bản đặc theo tiêu chuẩn thiết kế cầu mới nhất TCVN11823 thay thế cho tiêu chuẩn cũ 22TCN27205 .............................................................................................................................................................................................................................................

Trang 1

1 Số liệu chung

Bề rộng chân 2 gờ lan can Bglc = 1,00 m

q( Gúc giữa đường tim của gối và đường thẳng vuụng gúc với tim đường )

Lớp phủ mặt cầu

10000

9000 Lớp Bờ tụng nhựa: has=100 mm Lớp bảo vệ BTCT: hbv=100 mm

2 Vật liệu

2.1 Bê tông

2.1.1 Dầm BTCT Đúc tại chỗ:

Cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày f'ci = 17 MPa

Tỷ trọng bê tông (khi tính Ec) Wc = 2320 kg/m3

(Khi tính tĩnh tải) = 2500 kg/m3

Trong đó:

K1:

Cường độ chịu kéo khi uốn BT fr = 0.63 f'c0.5 = 2,60 MPa

2.2 Cốt thép thường: theo TCVN1651-2-2008

Giới hạn chảy tất cả các loại thép khác = 240 Mpa

3.1 Chỉ tiêu độ võng

Độ võng giới hạn của tải trọng xe tải là 1/800 khẩu độ tính toán

3.2 Chỉ tiêu về tỷ số giữa chiều cao / khẩu độ nhịp

Chiều cao tối thiểu (kể cả bản liên hợp) như sau:

Chiều cao dầm tối thiểu 1.2(S+3000)/30 = 296 mm

3.3 Bề dày bê tông bảo vệ

Bề dày tối thiểu lớp bê tông bảo về cốt thép chủ phải theo điều kiện sau:

Thớ trên 50 mm Thớ dưới 50 mm Khi có lớp cách nước và tạo phẳng thì bề dày bê tông tối thiểu có thể giảm xuống là 35mm.

4 Đặc trưng mặt cắt ngang

4.1 Kích thước mặt cắt ngang dầm

Kết cấu cầu sẽ được phân tích theo 2 giai đoạn :

Dự áN:

HạNG MụC:

ĐịA ĐIểM:

Ec = 0.0017K1Wc2f'c0.33

Mặt cắt ngang cầu

Hệ số hiệu chỉnh nguồn cốt liệu được lấy bằng 1.0 trừ khi được xác định bừng các thí nghiệm cơ lý

và được phê duyệt bởi các cơ quan có thẩm quyền

Trang 2

Giai đoạn I ( Dầm giản đơn) : Trọng lượng bản thân

Giai đoạn II : Trọng lượng lớp mặt cầu, lan can, gờ chắn

e

Tính đặc trưng hình học

300000 1,50E+02 2,25E+09

-

4.2 Kết quả tính ĐTHH

Mặt cắt Mặt cắt Bản ở trong Bản ở biên

5 Tính nôi lực

5.1 Tĩnh tải :

Giai đoạn 1

Trọng lượng dầm Wd1=Aco*gc= = 7,355 kN/m Cho dảI bản biên và bản ở trong

Giai đoạn 2

Gờ chân lan can Wcb=Acb*gc= = 1,059 kN/m Cho dảI bản biên và bản ở trong

Tay vịn Wrl=0.04*9.81*10=(Asum =40kg/m) = 0,078 kN/m Cho dảI bản biên và bản ở trong

Lớp bảo vệ BTCT + Wrl=hpv*(girder spacing-0.4)*gc = 2,450 kN/m Cho dảI bản biên

Lớp bảo vệ BTCT + Wrl=hpv*(girder spacing)*gc = 2,452 kN/m Cho dảI bản ở trong

Lớp phủ BT Nhựa + Was=has*(girder spacing-0.4)*gas = 1,125 kN/m Cho dảI bản biên

Lớp phủ BT Nhựa + Was=has*(girder spacing)*gas = 2,250 kN/m Cho dảI bản ở trong

Tớnh trọng lương 1 một dài 1dầm bản biờn = 12,068 kN/m 12,068 N/mm

Tớnh trọng lương 1 một dài 1dầm bản ở trong = 13,194 kN/m 13,194 N/mm

Tớnh trọng lương TB 1 một dài 1dầm bản = 12,969 kN/m

5.2 Hoạt tải

5.2.1 Hoạt tải thiết kế :

AASHTO HS Truck Load

AASHTO HS Lane Load

1m dải bản trong 1m dải bản biên

(4.3 m used)

P 1

w kN/m

Trang 3

P1 P1

Tải trọng trục và tải trọng phân bố

5.2.2 Xác định chiều rộng làm việc của bản chịu hoạt tải

Bảng: Dạng mặt cắt ngang điển hình

Loại bản

-Chiều rộng làm việc của dảI bản trong

+1 làn xe chất tảI cho cả mô men và lực cắt được tính theo công thức

L1: Chiều dài nhịp điều chỉnh lấy nhỏ hơn của chiều dài nhịp thực hoặc 18000 mm

+Nhiều làn xe chất tảI cho cả mô men và lực cát được tính theo công thức

E : Chiều rộng làm việc của dảI bản

L1: Chiều dài nhịp điều chỉnh lấy nhỏ hơn của chiều dài nhịp thực hoặc 18000 mm

W: Chiều rộng thực của cầu ( bề rộng cầu ) 10000 mm

E =250+0.42(L1W1)0.5 = = 2896 mm

Wbe : Chiều rộng tĩnh mặt cầu ( Khoảng cách mép trong của mép lân can , đá vỉa

9000

= mm

-Chiều rộng làm việc của dảI bản biên:(4.6.2.1 4b)

Eb= Bglc+300+1/2*E<=(E,1800) = 1946 mm

Eb: Chiều rộng làm việc của dảI bản biên

Bglc : Chiều rộng từ mép ngoài cùng của cầu đến mép trong của lan can

Eb: Chiều rộng làm việc của dảI bản trong( đã tính ở trên)

*Lưu ý : bề rộng dảI bản biên = 1800 tính từ mép ngoài cầu ( mép ngoài lan can ) vào phía trong

Như vậy bề rộng này chỉ đủ xếp 1dảI bánh xe ( vì phải trừ đi chiều rộng gờ lan can+300mm=800mm) = 1000,000 mm

trong khi đó khoảng cách 2trục sau xe theo phương ngang cầu =1800mm

5.2.3 Tải trọng động cho phép (lực xung kích)

Hiệu quả tác động tĩnh của xe tải hoặc xe 2 trục

Sẽ được tăng thêm một lượng như sau:

IM = 33% Cho các bộ phận cầu Tải trọng động cho phép không áp dụng cho tải trọng người đi bộ và tải trọng làn

5.2.4 Nội lực do Hoạt tải :

Xe tải (xe 2 trục):

+ Momen : M = S Pi zMi

+ Lực cắt : Q = S Pi zQi

Tải trọng làn:

+ Momen : M = w FM

+ Lực cắt : Q = w FQ

Nội lực do hoạt tải = (Xe tải hay xe 2 trục )*(1+IM) *D + tải trọng làn

W1: Chiều rộng từ mép tới mép đã điều chỉnh của cầu lấy bằng trị số nhỏ hơn của chiều rộng thực hoặc 9000mm

khi 1làn xe chất tải

W1: Chiều rộng từ mép tới mép đã điều chỉnh của cầu lấy bằng trị số nhỏ hơn của chiều rộng thực hoặc 18000mm

khi nhiều làn xe chất tải

Cấu kiện

Bản bê tông đúc tại chỗ

hoặc bản rỗng Liền khối

Mặt cắt ngang điển hình

110 1.2 m 110kN

Trang 4

Tải trọng Momen Lực cắt

Tại giữa nhịp= 2200

Mi=x(l-x)/l = 1,1

Phương trình đường ảnh hưởng Lực cắt Qi=(l-x)/l 0,5

Tại 1/4 L= 1100

0,000

tải trọng Momen Lực cắt

Mặt cắt cách gối dv = 216 mm ydv= = 0,205

Mi=x(l-x)/l

Xe tải 28,957 134,06

Mặt cắt tại gối

Xe tải 0,000 148,30

Đường ảnh hưởng mômen và lực cắt

Đường ảnh hưởng mômen và lực cắt

M

0.5

ML

Q

4.3

M

4.3 dv

kN/m

Q

110 KN 110 KN 1.2 m

4.3

110 KN 110 KN 1.2 m

4.3

110 KN 110 KN

1.2 m

4.3

145,00

=

145,00

=

35,00

=

145,00

= 145,00

=

35,00

=

145,00

=

145,00

=

35,00

= 145,00

Trang 5

Độ giảm của cỏc hệ số phõn bố tải trọng đối với mụ men , lực cắt

rcheo= 1.05-0.25tg q 1 (áp dụng cho 0  q 600, nếu lớn hơn 60o thì lấy =600 )

Tăng hệ số phân bố ngang của lực cắt do cầu chéo theo công thức :

rcheo= 1.0+L*(tgq)0.5/90d (áp dụng cho 0 <= q <=60, nếu lớn hơn 60o thì lấy =60độ )

L=Chiều dài ngịp tính toán 4400 mm

rcheo= 1.0+L*(tgq)0.5/90d = 1,10

5.3 Tổ hợp tải trọng

6 Trạng thái giới hạn sử dụng:

6.1 Khái niệm chung

Mỗi thành phần hoặc liên kết sẽ phải thoả mãn công thức sau ứng với mỗi TTGH:

hS(giQi)<=fRn=Rr

Hệ số điều chỉnh tải trọng

h = hD hR hI > 0.95

hD = Hệ số xét đến tính dẻo của kết cấu

Các yêu cầu về tính dẻo được thoả mãn với một kết cấu cụ thể ở đó sức kháng

của liên kết không quá 1,3 lần hiệu ứng lực lớn nhất do tác động không đàn hồi

của các cấu kiện liền kề tác động lên liên kết đó

Hệ số xét đến tính dẻo chỉ áp dụng cho trạng thái giới hạn cường độ

hR = Hệ số xét đến tính dư của kết cấu

Các bộ phận hoặc cấu kiện chính mà sự hư hỏng của chúng không gây nên

sập đổ cầu được coi là không có nguy cơ hư hỏng và hệ kết cấu liên quan là dư

Hệ số xét đến tính dư chỉ áp dụng cho trạng thái giới hạn cường độ

hI = Hệ số liên quán đến tầm quan trọng khi khai thác

Các cầu được phân loại dựa trên các yêu cầu xã hội / sự sống sót và/hoặc các yêu cầu về an ninh quốc phòng.

Hệ số xét đến tầm quan trọng khi khai thác chỉ áp dụng cho trạng thái giới hạn cường độ và TTGH đặc biệt

Hệ số điều chỉnh tải trọng trong các TTGH

Cường độ Đặc biệt Sử dụng Mỏi

Hệ số sức kháng

f = 0.90 Khi tính khả năng chịu uốn kết cấu BTCT thường

f = 1.00 FLEXURE IN PRESTRESSED CONCRETE Khi tính khả năng chịu uốn kết cấu BTCT DƯL

h = 0.90 SHEAR Khi tính khả năng chịu cắt

6.2 Các hệ số

Trạng thái giới hạn sử dụng chỉ giới hạn về ứng suất, biến dạng và bề rộng vết nứt.

Bảng tổng hợp mômen và lực cắt trên dảI bản biên

Bảng tổng hợp mômen và lực cắt trên dảI bản trong

Trang 6

6.3 Các hệ số điều chỉnh tải trọng có thể áp dụng

Tổ hợp các hệ số

h = hD hR hI= 1,05

6.4 Tổ hợp tải trọng và hệ số tải trọng

Sử dụng-I : Tổ hợp tải trọng liên quan đến khai thác thông thường của cầu

Hệ số tải trọng :

Sử dụng-I 1.0 {1.0 DC + 1.0 LL}

Hiệu ứng lực do nhiệt độ, co ngót và từ biến trong dầm giản đơn coi như bằng 0

Hiệu ứng lực do gradient nhiệt, gió và ma sát gối không tính đến

7 Trạng thái giới hạn cường độ 1

h = hD hR hI= 1,05

7.1 Tổ hợp tải trọng và hệ số tải trọng

Cường độ 1

Hệ số tải trọng :

Cường độ -I h {1.25 DC+1.5DW + 1.75 LL}

II KIỂM TOÁN TIẾT DIỆN THEO TCVN 11823-2017

a.Số liệu tớnh toỏn

Chiều cao từ trọng tõm cốt thộp đến thớ ngoài cựng chịu nộn ds = 239 mm

Chiều dày từ thớ ngoài cựng chịu kộo đến trọng tõm đỏm dc = 61,0 mm

cốt thộp chịu lực kộo

Giới hạn chảy của thộp = 3923 kg/cm2 fy = 400 MPa

Cường độ bờ tụng = 167 kg/cm2 f'c = 17 MPa

b.Sức khỏng uốn tớnh toỏn

dt = 239 mm

Cốt thộp chịu uốn = 10 - D22 As = 3801 mm2

Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất b1 = 0,85

c = 123,80 mm Chiều dày khối ứng suất tương đương a=cb1 = 105,23 mm

c.Trạng thỏi cường độ

Mụ men tớnh toỏn lớn nhất của mặt cắt Mu = 202 kNm

Kiểm tra cốt thộp tối thiểu (5.7.3.3) TCVN11823-2017

Kết cấu khụng dự ứng lực, khụng liờn hợp nờn cụng thức được tớnh như sau ( Thay Sc=Snc)

41,77

g3 Tỉ lệ cường độ chảy danh định với cường độ kộo bền của cốt thộp = 0,67

Snc Mụ men quỏn tớnh tĩnh đối với thớ ngoài cựng chịu kộo của tiết diện liền khối I xx /y b 1,50E+07 mm3

Sc Mụ men quỏn tớnh tĩnh đối với thớ ngoài cựng chịu kộo của tiết diện liờn hợp I xx /y b mm3

Mr=f Mn = 255 > Min(1.33Mu,Mcr) = 41,77 ĐẠT

Kiểm tra cốt thộp tối đa (TCVN 11823-2017 bỏ qua)

0.42  c/de = 0,518KHễNG ĐẠT(22TCN 272-05)

Từ trọng tõm lớp thộp ngoài cựng chịu kộo đến thớ chịu nộn

xa nhất

d

b, b w

h

dsc

0.85f' c ab

A s f y a

Trang 7

-Bố trí cốt thép theo phương ngang bản (đáy bản)

Tỉ lệ: 1750/S^0.5 = 26,38 % < 50%

Chon diện tích cốt thép dọc = 1750/(SQRT(L))*As= 1.002,88 (mm2)/m

Chọn 7 thanh D12/m dàI dầm: As = 791,28 mm2 > = 1003 (mm2)

Bố trí D*12@150cho thanh ngang đáy bản

-Bố trí cốt thép theo phương ngang bản (đỉnh bản)

Cốt thép chịu nhiệt và co ngót:

As >0.11* h/fy = 0,08 (mm2/mm)

Chọn 7 thanh thép D*12: As = 0,791 >0.06 (mm2)/mm

d.Trạng thỏi GHSD

-Trạng thỏi sử dụng

Ứng suất trong cốt thộp do tải trọng sử dụng

fs = Ms/(As•j•d) fs = 147MPa Ứng suất kộo trong cốt thộp do tải trọng sử dụng

fsa = Z/(dc•A)1/3 fsa = 289,8MPa

-Tớnh mụ men quỏn tớnh Icr (mặt cắtt tiết diện chữ nhật )

Xỏc định trục trung hoà

0.5bx2 - nAs(ds-x)=0

500,0

x 2 + 26609,29 x -6359620,26 = 0

D0.5 =

*Lưu ý : Cỏc ký hiệu a, b,c trong cụng thức trờn theo ký hiệu giải phương trỡnh bậc 2

-Mụ men quỏn tớnh mặt cỏt tớnh đổi ( mặt cắt đó nứt tiết diện chữ nhật ) tớnh theo cụng thức

- Tớnh độ vừng

+Mô men quán tính hữu hiệu Ie

Mô men quán tính hữu hiệu Ie cho tĩnh tảI thường xuyên:

Ie = (Mcr /Ma)3 Ig + [ 1 - (Mcr /Ma)3 ] Icr < Ig mm4

Trong đó : yb là khoảng cách tìư trục trung hoà tới thớ chịu kéo ngoài cùng của tiết diện nguyên

Ms(Ma)= 31,38 KNm 31384787,45 Nmm

Ie = (Mcr /Ma)3 Ig + [ 1 - (Mcr /Ma)3 ] Icr <= Ig = 2250000000 mm4

Mô men quán tính hữu hiệu Ie cho hoạt tải:

Ie = (Mcr /Ma)3 Ig + [ 1 - (Mcr /Ma)3 ] Icr < Ig mm4

Trong đó : yb là khoảng cách tìư trục trung hoà tới thớ chịu kéo ngoài cùng của tiết diện nguyên

Ms(Ma)= 85,06 KNm 85056352,64 Nmm

Ie = (Mcr /Ma)3 Ig + [ 1 - (Mcr /Ma)3 ] Icr <= Ig = 2250000000 mm4

+Độ võng do tĩnh tảI giai đoạn 1+2

115876

=

13427294815

=



n n

n ( ) 2





Trang 8

+Độ võng do xe tải

Tính độ võng tại tiết diện ( Lg/2+0.728)m

Trục P1 35 kN kiểm tra điều kiện để áp dụng công thức x>a

Trục P3 145 kN kiểm tra điều kiện để áp dụng công thức x<a

Tính độ võng tại tiết diện Lg/2 m

Lg

Lg/2 - 0.728 0,728 0,728

X

Lg

Lg/2 - 0.728 0,728 0,728

X

4.3m

Lg X

4.3/2 4.3/2

Trang 9

So sánh độ võng tại tiết diện (Lg/2+0.728)m và tại tiết diện Lg/2 = 0,00419 m

Độ võng do tảI trọng làn dL=(5qLLg)/(384EcIe)

ĐAT

8 Kiểm toán dầm bản btctt

8.1 Số liệu

Nội lực tính toán (/1m)

1/4 nhịp 155,20 161,55

8.2 Kiểm toán sức kháng cắt

E s = 200000 Mpa

As= 3801,33 mm2 ( Thép chủ tại L/2)

As= 3801,33 mm2 ( Thép chủ tại L/4)

As= 3801,33 mm2 ( Thép chủ tại L=0.72H)

As= 3801,33 mm2 ( Thép chủ tại gối)

Tính toán

Vr = fVn

Trong đó

Vn Giá trị nhỏ hơn của :

Vn = Vc+Vs+Vp

Vn = 0.25fcbvdv+Vp

Trong đó

Vc = 0.083b(fc')0.5bvdv

Vs = (Avfydv(cotq+cota)sina)/s

Với bv - Rộng bụng

dv - Chiều cao cắt hữu hiệu

Chọn dv =de - a/2 > max(0.9de,0.72h) ( h là chiều cao dầm chủ kể cả lớp bê tông liên hợp)

So sánh các giá trị

s - Khoảng cách cốt đai

b - Hệ số

q = Góc nghiêng của ứng suất nén chéo

Giá trị of q và b sẽ được quết định dựa trên v/fc và ex ( sau khi có gia tri trên sẽ tra biểu đồ hình 5.8.3.4.2-1)

v = (Vu-fVp)/(fbvdv)

ex = (Mu/dv+0.5Nu+0.5Nu+0.5Vucotgq-Apsfpo)/(EsAs+EpAps)<0.002

fpo = fse Giá trị ex là âm thì giá trị tuyệt đối sẽ giảm bởi hệ số

Fe = (EsAs + Ep Aps) / (EsAs + Ep Aps +Ec Ac) (điều 5.8.3.4.2-3)

Aps - Diện tích thép dự ứng lực phía chịu kéo

Nu - Tải trọng trục nếu có

Vu - Lực cắt tính toán

As - Diên tích cốt thép thường phía chịu kéo

Mu - Mô ment tính toán

Av - Diện tích cốt chịu cắt trong khoảng s

Trang 10

Mặt cắt Mặt cắt Mặt cắt Mặt cắt

Kiểm tra điều kiện cốt thép dọc không

chảy dưới tác dụng của tổ hợp +mô men

Asfy>=Mu/(dv*f)+(Vu/f-0.5Vs)cotaq

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	615,51 KB
File đính kèm	BAN TINH DAM BAN TCVN11823.rar (725 KB)