ĐỒÁNCẦUBTCT (2)

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC THEO TIÊU CHUẨN TCVN 11823-2017 CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU ĐỒ ÁN 1.1 Các số liệu thiết kế THIẾT DIỆN DẦM CHỦ CHỮ I – CĂNG TRƯỚC Chiều dài nhịp tính tốn: = 26.7 (m) Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a = 0,3 (m) Chiều dài toàn nhịp : L = 27,3 (m) Bề rộng dường xe chạy : B = 8.20 (m) Bề rộng lề hành : K = 0.75 (m) Bề rộng lan can : Blc = 0,25(m) Bề rộng toàn cầu : Btc = 10,2(m) Số lượng dầm : ndc = Số lượng dầm ngang : ndn = Hoạt tải xe : x HL93 Hoạt tải người : 3.10-3 Bê tông : Cấp bê tông mối nối, dầm chủ kết cấu: thi công lúc với dầm chủ ( có ) 55 (Mpa) Cấp bê tông phận khác: 32 (Mpa) Lan can, cốt thép thường: Tự chọn 1.2 Lựa chọn kích thước dầm chủ, Dầm chủ có tiết diện hình chữ I với kích thước sau: SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Chọn sơ chiều cao dầm chính: H=( Chọn H = 1350 (mm)  Chiều dày sườn dầm: e7 = 200mm  Chiều rộng bầu dầm dưới: e8 = 600mm  Chiều rộng bầu dầm trên: e1 = 500mm  Chiều cao bầu dầm : e6 = 200mm  Chiều cao bầu dầm trên: e2 = 150mm  Chiều cao vuốt: e3 = e5 = 150mm 1.3 Đặc trưng vật liệu Lan can bê tông: Cường độ bê tông: Trọng lượng riêng: SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Thép tường cho lan can: Thép cột: M270 cấp 250 Cường độ: Trọng lượng riêng: Mođun đàn hồi thép: 1.4 Các kích thước mặt cắt ngang Khoảng cách dầm chủ: = 2100 (mm) Khoảng cách dầm ngang: = 5340 (mm) Chiều dài đoạn hẫng: Sk = 900(mm) Bề dày mặt cầu: t = 180 mm 1.5 Tải trọng xe thiết kế Hoạt tải xe: x HL93 Hoạt tải người: 1.6 Hệ số điều chỉnh tải trọng Hệ số điều chỉnh tải trọng dùng cho trạng thái giới hạn cường độ trạng thái giới hạn đặc biệt Hệ số dẻo: Đối với phận liên kết cấu tạo theo tiêu chuẩn nD = Hệ số dư thừa: Đối với mức thông thường nR = Hệ số quan trọng: Đối với cầu quan trọng nL = 1,05 Hệ số điều chỉnh tải trọng: n = nD.nR.nL = 1,05 > 0,95 SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:3 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN LAN CAN – LỀ BỘ HÀNH 2.1 Tính toán lan can 2.1.1 Thanh lan can Tải trọng thiết kế cho lan can đường ô tô cấp L4 Các lực thiết kế Cấp lan can: TL4 ngang (kN) 240 dọc (kN) 80 thẳng đứng (kN), hướng xuống 80 (mm) 1070 (mm) 5500 (min) (mm) 810 Chiều cao nhỏ lan can 810 Trong cầu, thông thường lực không gây nguy hiểm cho lan can nên xét tải trọng Sử dụng lan can dạng tường kết hợp kết hợp cột Chọn khoảng cách cột lan can là: L = 2100 mm Chọn lan can cốt thép có đường kính ngồi D = 100mm, đường kính d = 92mm 2.1.1.1 - Tải trọng tác dụng lên lan can: Trọng lượng thân lan can 1mm chiều dài D2  d 1002  92 5 DC   s   7,85.10 3,14  0, 0946(N.mm) 4 - Hoạt tải theo phương thẳng đứng: Tải phân bố : W = 0,37 (N/mm) SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT - GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Hoạt tải theo phương ngang: Tải phân bố: W = 0,37 (N/mm) - Tải trọng tập trung P hợp với lưc theo phương thẳng đứng phương nằm ngang gây nguy hiểm nhất: P = 890 (N) Sơ đồ tính tốn vẽ hình dưới: 2.1.1.2 - Nội lực lan can Theo phương thẳng đứng: Moment tĩnh tải tác dụng mặt cắt nhịp: M d DC DC.L2 0, 0946.2100    52148, 25( N mm) 8 Moment hoạt tải tác dụng mặt cắt nhịp: W L2 0,37.21002 M    203962,5( N mm) 8 d W - Theo phương ngang: Moment hoạt tải tác dụng mặt cắt nhịp: W L2 0,37.2100 M    203962,5( N mm) 8 n W - Theo phương xiên: SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Moment hoạt tải P tác dụng mặt cắt nhịp: M PXiên  - P.L 890.2100   467250( N mm) 4 Tổ hợp nội lực tác dụng lên lan can: d M   [ ( DC M DC   LL M Wd )  ( LL M Wn )   LL M PXiên ] Trong đó: - nlà hệ số điều chỉnh tải trọng - : hệ số tải trọng TTGH cường độ cho tĩnh tải - : hệ số tải trọng TTGH cường độ cho hoạt tải 2 � M  1,05�� � (1,25�52148,3 1,75�203962,5)  (1,75�203962,5)  1,75�467250�  1439011,3 M Goi  0,7�M  1439011,3�0,7  1007308(N.mm) M Nhip  0,5�M  1439011,3�0,5  719505,65(N.mm) 2.1.1.3 - Kiểm tra khả chịu lực lan can Moment kháng uốn tiết diện: 4 � �92 � �  � �d ��  M n  D �� 1 � �� �100 �� 1 � �� 27843,05mm3 32 D 32 100 � � � � �� � � � �� � M n  S�fy  27843,05�250  6960762,5(N.mm) Trong đó: - hệ số sức kháng vật liệu lấy 0,9 - Mn – sức kháng vật liệu SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT - GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM M – moment lớn tĩnh tải hoạt tải gây M n  0,9�6960762,5  6264686,2(N.mm)  Mg  1007308(N.mm)  Lan lan đủ khả chịu lực 2.1.2 Tính tốn cột lan can Tải trọng tác dụng lên cột lan can Sơ đồ tải trọng tác dụng vào cột lan can: Để đơn giản tính tốn ta kiểm tra khả chịu lực xô ngang vào cột, bỏ qua lực thẳng đứng trọng lượng thân - Nội lực cột lan can: Vu   �� 1.75� 2423  2423  2423 � � � � LL � P  P  P  � � 1,05��  13356,78 N Chọn bu lơng có đường kính D = 20mm loại A307 để liên kết tru lan can với tường bê tông SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Pu P P Mux Vu X Y 4D20 - Kiểm tra khả chịu cắt bu lông + Sức kháng cắt bu lông: R n1  0.38A bFubNs Trong đó: Ab : Diện tích bu long theo đường kính danh định d2 3.14�202 Ab    314.16 mm2 4 Fub : Cường độ chịu kéo nhỏ bu lông A307 Fub  420MPa Ns  : Số mặt phẳng cắt cho bu long: R n1  0,38A bFubNs  0,38.314,16.420.1  50139.9 N + Sức kháng ép mặt bu long : Rn2 = 2,4dtFu Trong đó: d = 20 mm : đường kính danh định bu lông SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:8 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM t = mm : bề dày nhỏ thép chịu cắt Fu = 400Mpa : Cường độ chịu kéo đứt thép  Rn2 = 2,4.20.4.400 = 76800 (N) Vậy sức kháng cắt bu long là: Rn =min(Rn1 ; Rn2) =min( 50139,9N ; 76800N ) = 50139,9 N - Lực cắt tác dụng lên bu long: Pu = Vu /4 = 13356,78/4 = 3339,2 N < 50139.9N (Thỏa) Kết luận: bulong  20 bố trí hình vẽ thỏa khả chịu lực Khả chịu lực cột lan can - Moment quán tính tiết diện: 4.1623 120.43 I  2.[  120.4.(85  2) ]  8031896( mm ) 12 12 - Moment kháng uốn tiết diện: SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:9 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT S GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM I 8031896   94492,894( mm3 ) h 170 2 M P   S.f y  0,9.94492,894.250  21260901,15 Khả chịu lực cột lan can: PP  MP HR Trong đó: - PP  M P 21260901,15   21475, 657( N ) HR 990 2.1.3 Xác định khả chịu lực tường lan can 2.1.3.1 Sức kháng tường trục thẳng đứng M w H Cốt thép bên trái bên phải giống nên sức kháng uốn dương âm nhau: b = 600 (mm) Cốt thép gồm thanh, đường kính 12mm cho phía, As  5. 62  565, 486(mm ) d s  d t  250  50  200(mm) a As f y ' c 0,85.f b  565, 486.300  10,395( mm) 0,85.32.600 f c'  32MPa    0,821 SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:10 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM f pSD   bdf E ps K df  1,05 �104 �197000 �0,8325  17, 22MPa Mất mát ứng suất từ biến xảy giai đoạn f pCD : Độ thay đổi ứng suất bê tông trọng tâm cáp dự ứng lực trọng lượng thân mặt cầu DC2 tĩnh tải giai đoạn DC3 + DW gây ra: f cd   M DC2 e pg Ig  M DC3  M DW Ic  e pc  f pSR  f pCR  f pR1  A ps � A g e pg 1 � Ag � Ig � � � � � 9,57 �108 �470,1 5,59 �108  1, 459 �108  �773,3 1,0118 �1011 2, 24 �1011 � 477461,02 �470,12 � 5588,7   29,03  62,59  12,36  � �� 1 � 477461,02 � 1,0118 �1011 �  9,366MPa f pCD  E ps E ci f cgp   bif   bid  K df  E ps E ci f cd  bdf K df �0 197000 197000 23, (0,962  0,606) �0,8325  �9,366 �0,718 �0,8325 36744,39 36744,39  7,16MPa  Mất mát ứng suất chùng nhão cáp xảy giai đoạn f pR : f pR  f pR1  12,36MPa Ứng suất gia tăng cáp dự ứng lực co ngót mặt cầu f pSS : Độ thay đổi ứng suất bê tông tâm cáp dự ứng lực co ngót mặt cầu: f cdf  ddf A d E cd � ec ed �   � �  0,7 ddf � A c Ic � 4, 45 �104 �351000 �30730,59 � 773, 296 �540,55 �    � � 1,105  0,7 �1,824 2,24 �1011 � 745274,02 � Độ gia tăng ứng suất cáp dự ứng lực co ngót mặt cầu: SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:104 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT f pSS   E ps E ci GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM f cdf K df   0,7 bdf  197000 �1,105 �0,8325 �(1  0,7 �0,718)  7, 41MPa 36744,39 Tổng mát ứng suất theo thời gian:    f pLT  f pSR  f pCR  f pR1  f pSD  f pCD  f pR  f pSS    29,03  62,59  12,36    17, 22  7,16  12,36  7, 41  133,31MPa 5.7.3 Mất mát ứng suất tổng cộng f pT  f pES  f pLT  117,769  133,31  251,08MPa 5.8 Kiểm toán ứng suất Dựa vào kết nội lực đặc trưng hình học, ta tiến hành kiểm toán cho dầm biên 5.8.1 Kiểm toán ứng suất cáp dự ứng lực Ứng suất trung bình tao cáp tiết diện nhịp tổng tải trọng tổ hợp TTGHSD (như trạng thái giới hạn sử dụng  LL  0,8 ) Ứng suất cáp sau trừ tổng mát ứng suất: f pf  f pj  f pT  1308, 45  251,08  1057,37MPa � M DC3  M DW  0,8M LL E ps �M DC2 epg  e pc � � � Ec � Ic � Ig � � 197000 � 9,57 �10 5,59 �108  1, 46 �108  0,8 �1,88 �109  1057,37  �� � 470,1  � 773,3 � 36744,39 � 1,0118 �1011 2, 24 �1011 �  1122,09MPa f pf'  f pf  Ứng suất giới hạn: � f pf' � � � 0,8f py  0,8 �1570,14  1256,112MPa SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:105 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM � f pf'  � f pf' � � �Thỏa mãn điều kiện 5.8.2 Kiểm toán giai đoạn truyền lực Ứng suất kéo cho phép bê tông:  fct    0, 25  f ci' ,1,38  1,38MPa Ứng suất nén cho phép bê tông:  fcc   0,6fci'  0,6 �47,82  28,7MPa Ta tiến hành tính tốn cho mặt cắt gối, mặt cắt lại tính tốn tương tự lập thành bảng: Ứng suất cáp giai đoạn truyền lực: f pi  f pj  f pES  1308, 45  117,769  1190,7MPa Lực cáp giai đoạn truyền lực:   Pf  f pi �Aips cos i  1190,7 �1719,6 �cos5o 25' 3869,1  6,64 �106 N Ứng suất thớ trên: ft  M DC1 Pf Pf e pg  y tg  y tg Ag Ig Ig 6,64 �106 6,64 �106 �203,5  �701,886  �701,886 11 727461,02 1,11 �10 1,1 �1011  0,583MPa  Ứng suất thớ dưới: SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:106 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT fb  GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM M DC1 Pf Pf e tg  y bg  y bg Ag Ig Ig 6,64 �106 6,64 �106 �203,5  �648,11  �648,11 11 727461,02 1,11 �10 1,11�1011  17MPa  =>Thoả điều kiện giai đoạn truyền lực thớ MẶT CẮT Fpi(Mpa) Pf (N) Ft (Mpa) Fb (Mpa) I-I 1190,7 6,64 �106 -0,583 -17 II-II 1190,7 6,64 �106 -4,239 -21,92 III-III 1190,7 6,64 �106 -1,86 -23,64 IV-IV 1190,7 6,64 �106 1,22 -25,8 Tất ứng suất thớ thớ mặt cắt đa phần ứng suất nén nhỏ ứng suất nén cho phép nên thõa điều kiện ứng suất cho phép giai đoạn truyền lực Riêng thớ mặt cắt IV-IV, có ứng suất dương 1,22Mpa.Có nghĩa thớ xét chịu kéo nên so sánh với ứng suất kéo cho phép.Như ứng suất kéo cho phép 1,38Mpa nên thoả điều kiện 5.8.3 Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng: Ứng suất kéo cho phép bê tông:  fct   0,5 f c'  0,5 � 55  3,71MPa Ứng suất nén cho phép bê tông:  fcc   0, 45fc'  0, 45 �55  24,75MPa Ta tiến hành tính tốn cho mặt cắt nhịp, mặt cắt lại tính tốn tương tự lập thành bảng: Ứng suất cáp trạng thái giới hạn sử dụng: SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:107 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM f pi  f pj  f pT  1308, 45  251,08  1057,37MPa Lực cáp trạng thái giới hạn sử dụng: Pf  f pf �A ips cos i  1057,37 �5588,7  5,9 �106 N Ứng suất thớ trên: ft  M DC3  M DW  M LL  M PL M DC1  M DC2 Pf Pf e pg  y tg  y tg  y tc Ag Ig Ig Ic fb  M DC3  M DW  M LL  M PL M DC1  M DC2  Pf Pf e pg  y bg  y bg  y bc Ag Ig Ig Ic MẶT CẮT Fpi(Mpa) Pf (N) Ft (Mpa) Fb (Mpa) I-I 1057,37 5,9 �106 -0,52 -15,12 II-II 1057,37 5,9 �106 -7,86 -13,92 III-III 1057,37 5,9 �106 -12,1 -7,31 IV-IV 1057,37 5,9 �106 -12,55 -5,45 Tất ứng suất thớ thớ mặt cắt nhỏ ứng suất cho phép tương ứng nên thõa mãn điều kiện ứng suất cho phép 5.8.4 Kiểm toán trạng thái giới hạn cường độ Điều kiện: M n �M u   : hệ số sức kháng M n : sức kháng uốn danh định thân tiết diện M u : Momen ngoại lực tác dụng trạng thái giới hạn cường độ SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:108 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Ta tiến hành tính tốn cho mặt cắt nhịp, mặt cắt lại tiến hành tính tốn tương tự lập thành bảng Chiều cao dầm h thay h  h  1350  180  1530mm , chiều rộng cánh bf thay bề rộng quy đổi cường độ bê tông dầm bf  E d / E b   1950 �0,763  1487,85mm Tiết diện tính tốn lúc tiết diện chữ T ( liên hợp) Hệ số k: � f py � k  2� 1,04   � 1,04  0,9   0, 28 � � � f pu � � Hệ số quy đổi vùng nén: 1  0,85  0,05 � 55  28   0,657 b 'f  b '2  1487,85mm h 'f  h  (bf  b w )h f (500  200) �150  180   215mm ' 1487,85  200 bf  b w Khoảng cách từ trục trung hòa tiết diện đến mép là: c  0,85f c' 1b w  k   A psf pu  1 bf'  b w h f' 0,85f c' A ps d 'ps f pu 5588,7 �1744,6  0,657  1487,85  200  �215 �0,85 �55  154mm 5588,7 0,85 �55 �0,657 �200  0, 28 � �1744,6 1403,846 Hệ số sức kháng  theo c 154   0,109  0,375 ' d ps 1403,846 �  1 Chiều cao vùng nén qui đổi: a  1c  0,657 �154  101,178mm SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:109 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Ứng suất cáp dự ứng lực: � c � 154 � � f ps  f pu �  k ' � 1744,6 ��  0, 28 � � 1691,01MPa � d ps � 1403,846 � � � � Sức kháng uốn danh định tiết diện: a� 101,178 � �' � M r  A ps f ps � d ps  � �5588,7 �1691,01�� 1403,846  � 2� � � �  1, 2789 �1010 N.mm  M u  7, 48 �109 N.mm =>Thoả điều kiện TTGHCD MẶT CẮT a(mm) fps(MPa) Mr (Mpa) Mu (Mpa) I-I 94,51 1679,85 9,7 �109 II-II 96,15 1682,60 1,04 �1010 2, 22 �109 III-III 99,04 1687,44 1,168 �1010 5,65 �109 IV-IV 101,178 1691,01 1, 2789 �1010 7, 48 �109 Tất mặt cắt có M r  M u � Thỏa điều kiện trạng thái giới hạn cường độ 5.8.5 Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối thiểu Điều kiện: M r �min  1, 2M cr ,1,33M u  Ta tiến hành tính tốn cho mặt cắt nhịp, mặt cắt lại tiến hành tính tốn tương tự lập thành bảng Momen phụ thêm: SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:110 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM � �I �P � M DC1  M DC2 Pe M� 1f r   � f  f tg y bg � y bg � c  M DC3  M DW �A g � Ig Ig � � � � � �y bc � � �5,9 �106 � 1,09 �109  9,57 �108 5,9 �106 �470,1 � 1,6 �4,672  1,1�  � 596, 25 �596, 25� � 11 11 1,0118 �10 1,0118 �10 � � �477461,02 � 2, 24 �1011 �  7, 33 �108  2,3 �108  5,75 �109 Nmm 899, 45 1  1, : hệ số biến động momen nứt uốn   1,1 : hệ số biến động cáp dự ứng lực Moment nứt: M cr  M DC1  M DC2  M DC3  M DW  M  1,09 �109  9,57 �108  5,59 �108  1, 459 �108  5,75 �109  8,767 �109 Nmm  M   1, 2M cr ;1,33M u   1, �8,767 �109 ;1,33 �7, 48 �109   9,948 �109 Nmm  M r  1, 2789 �1010 Nmm MẶT CẮT M(Nmm) Mcr(Mmm) Mmin (Nmm) Mr (Nmm) I-I 6,56 �109 6,56 �109 9,7 �109 II-II 6,187 �109 6,96 �109 2,952 �109 1,04 �1010 III-III 5,783 �109 7,85 �109 7,514 �109 1,168 �1010 IV-IV 5,75 �109 8,767 �109 9,948 �109 1, 2789 �1010 Tất mặt cắt có M r  M � Thỏa mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:111 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT 5.8.6 GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Kiểm tốn lực cắt dầm Giá trị nội lực mặt cắt gối I-I: M u  0Nmm , Vu  1299439N Khoảng cách từ trọng tâm vùng nén đến trọng tâm vùng kéo: d ps  0,5a  1085,385  0,5 �94,51  1038,13mm � � d v  max � 0,72h  0,72 �1530  1101,6mm  1101,6mm � 0,9d ps  0,9 �1085,385  976,85mm � Ứng suất cắt trung bình: Vu 1299439  Vp  171639,32  0,9 v   2,308MPa bwdv 500 �1102 Với:  Vp  f pf �A ips sin  i  1057,37 �1719,6 �sin 5o 25'   171639,32N � v 2,308   0,042  0, 25 55 f c' Tiết diện hợp lý để chịu lực cắt o Biến dạng trung bình: Giả sử   25 Ứng suất cáp dự ứng lực bê tông bọc quanh có ứng suất 0: f po  f pf  f pc E ps Ec E ps Pf Pf e tg M DC1  f pf    e tg Ag Ig Ig Ec 5,9 �106 5,9 �106 �203,52 197000  1057,37    �203,5 � 11 11 727461,02 36744,39 1,11 �10 1,11 �10  1112,64MPa SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:112 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Mu  0,5N u  0,5 Vu  Vp cot g  A psf po dv x  2E ps A ps     0,5 � 1299439  171639,32  �cot g25o  5588,7 �1112,64   0,002274 �197000 �5588,7 Do  x  nên hiệu chỉnh  x cách nhân với hệ số F F  E p A ps E p A ps  E c A c  197000 �5588,7  0,0726 197000 �5588,7  36744,39 �382500 Với : A c  0,5b v h  0,5 �500 �1530  382500mm : diện tích bê tơng vùng kéo ( lúc trở thành vùng nén  x  ) � F  x  0,0726 �(0, 002274)  0,00165 �   25,03o ��   3,144 � Khả chịu cắt bê tông: Vc  1  f c' b vd v  �3,144 � 55 �500 �1101,6  1070228,64N 12 12 Khả chịu cắt cốt thép đai: Vs  Vu 1299439  Vc  Vp   1070228,64  171639,32  201953,1N  0,9 Khoảng cách bước đai: f  420MPa Chọn cốt thép đai   10 ; vy , bố trí nhánh � A v  �78,5  157mm s A v f vy d v cot g Vs SVTH: QUY 157 �420 �1102 �cot g25o   771,6mm 201953,1 MSSV:1551090084 Trang:113 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Kiểm tra bước đai theo cấu tạo: Vu ' fc b vd v s  1299439  0,0428  0,125 55 �500 �1102 � A vf vy 157 �420   214, 25mm � Min  �0,083 f c' b v 0,083 � 55 �500 � Min  0,8d v ;600mm   600mm � Chọn s  200mm =>> Kiểm tra cốt thép dọc: VT  A ps f ps  5588,7 �1691,01  9450547,6N  9450,547 �103 N Vs  A v f vyd v cot g s  157 �420 �1102 �cot g25o  1038,883 �103 N 150 � M u 0,5N u �Vu   �  0,5Vs  Vp � cot g f d v   �v � 1299439 � �  0�  0,5 �201,953 �103  171639,32 � �cot g25o 0,9 �1102 � 0,9 � VP   2511657,852N 3 Vậy VP = 2511,657 �10 N < VT = 9450,547 �10 =>Thoả điều kiện lực kéo thép dọc MỤC LỤC CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU ĐỒ ÁN .1 1.1 Các số liệu thiết kế 1.2 Lựa chọn kích thước dầm chủ, 1.3 Đặc trưng vật liệu .3 1.4 Các kích thước mặt cắt ngang 1.5 Tải trọng xe thiết kế SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:114 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT 1.6 GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Hệ số điều chỉnh tải trọng CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN LAN CAN – LỀ BỘ HÀNH 2.1 Tính tốn lan can 2.1.1 Thanh lan can .4 Tải trọng thiết kế cho lan can đường ô tô cấp L4 .4 Các lực thiết kế Cấp lan can: TL4 2.1.1.1 Tải trọng tác dụng lên lan can: 2.1.1.2 Nội lực lan can .5 2.1.1.3 Kiểm tra khả chịu lực lan can 2.1.2 Tính tốn cột lan can Tải trọng tác dụng lên cột lan can Khả chịu lực cột lan can 2.1.3 Xác định khả chịu lực tường lan can 10 2.1.3.1 Sức kháng tường trục thẳng đứng M w H 10 2.1.3.2 Sức kháng tường trục nằm ngang Mc 11 2.1.3.3 Tổ hợp va xe đoạn tường lan can 12 2.1.4 Xác định khả chịu lực bó vỉa .12 2.1.4.1 Sức kháng bó vỉa trục thẳng đứng MwH 12 2.1.4.2 Sức kháng bó vỉa trục nằm ngang Mc 13 2.1.4.3 Tổ hợp xe va vào bó vỉa đoạn 13 2.1.4.4 Tổ hợp va xe đầu tường mối nối 14 2.1.5 2.2 Xác định khả chống trượt lan can khỏi mặt cầu 15 Tính tốn lề hành 16 SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:115 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM 2.2.1 Sơ đồ tính 16 2.2.2 Tính cốt thép 17 2.2.2.1 Tính tốn cốt thép cho moment âm (tại gối): 17 2.2.2.2 Tính toán cốt thép cho moment dương ( nhịp ) 18 2.2.3 Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng ( Kiểm tra nứt ) 19 2.2.3.1 Kiểm toán gối 19 2.2.3.2 Kiểm toán nhịp 21 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 23 3.1 Số liệu tính tốn 23 3.1.1 Sơ đồ tính tốn mặt cầu .23 3.1.2 Cấu tạo mặt cầu 23 3.2 Tính cho hẫng 24 3.2.1 Tải trọng tác dụng lên hẫng 24 Tĩnh tải mặt cầu: 24 Tĩnh tải lan can lề hành: 24 3.2.2 Tổ hợp tải trọng tính tốn nội lực bảng hẫng .26 3.2.3 Tính tốn cốt thép cho hẫng 27 3.2.4 Kiểm tra nứt cho hẫng: 29 3.3 Tính cho dầm: 30 3.3.1 Tải trọng tác dụng lên dầm: 30 Tĩnh tải mặt cầu: 30 Hoạt tải 31 3.3.2 Tổ hợp tải trọng tính tốn nội lực dầm: 31 3.3.3 Tính tốn cốt thép cho dầm 36 3.3.4 Kiểm tra nứt cho bảng dầm 39 SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:116 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT 3.3.5 GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Tính tốn cốt thép phân bố theo phương dọc cầu cho mặt cầu 42 Tính tốn cốt thép phân bố theo phương dọc cầu cho cốt thép chịu moment âm: 42 Tính toán cốt thép phân bố theo phương dọc cầu cho cốt thép chịu moment dương: 42 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ DẦM NGANG 43 4.1 Số liệu tính tốn: .43 Chọn sơ chiều cao dầm ngang: 43 4.2 Xác định nội lực dầm ngang: 43 4.2.1 Phương dọc cầu: 43 4.2.2 Phương ngang cầu 46 4.3 Tính tốn cốt thép cho dầm ngang 59 4.3.1 Tính tốn cốt thép cho dầm ngang chịu moment dương: 59 4.3.2 Tính toán cốt thép cho dầm ngang chịu moment âm 61 4.4 Kiểm tra nứt cho dầm ngang .63 4.4.1 Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu moment dương .63 4.4.2 Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu moment âm 65 4.5 Tính tốn cốt đai dầm ngang .67 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH 70 5.1 Kích thước vật liệu dầm .70 5.1.1 Kích thước dầm chính: .70 5.1.2 Đặc trưng vật liệu dầm .71 5.2 Đặc trưng hình học tiết diện dầm (chưa có cáp) .72 5.2.1 Bề rộng có hiệu mặt cầu 72 5.2.2 Tính tốn đặc trưng hình học tiết diện mặt cắt 73 SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:117 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT 5.3 GVHD: Th.s LÊ HỒNG LAM Nội lực dầm 76 5.3.1 Hệ số phân bố ngang 76 5.3.2 Tải trọng tác dụng lên dầm .80 5.3.3 Nội lực dầm chính: 83 5.4 Tính tốn bố trí cáp dự ứng lực 90 5.4.1 Chọn cáp thiết kế 90 5.4.2 Chọn sơ tao cáp .91 5.5 Tính tốn trọng tâm nhóm cáp dự ứng lực mặt cắt 92 5.6 Đặc trưng hình học mặt cắt 93 5.7 Tính tốn mát ứng suất .97 5.7.1 Mất mát ứng suất tức thời: 97 5.7.2 Mất mát ứng suất theo thời gian 97 5.7.3 Mất mát ứng suất tổng cộng .103 5.8 Kiểm toán ứng suất 103 5.8.1 Kiểm toán ứng suất cáp dự ứng lực 103 5.8.2 Kiểm toán giai đoạn truyền lực .103 5.8.3 Kiểm toán trạng thái giới hạn sử dụng: 105 5.8.4 Kiểm toán trạng thái giới hạn cường độ 106 5.8.5 Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối thiểu 108 5.8.6 Kiểm tốn lực cắt dầm 109 SVTH: QUY MSSV:1551090084 Trang:118