đồ án cầu bê tông I căng sau-TCVN 11823- (thuyết minh + cad +excel)

ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, kinh tế nước ta đà phát triển mạnh mẽ, đời sống người dân ngày nâng cao Nhu cầu lại sử dụng cơng trình giao thơng đời sống sinh hoạt nghành công nghiệp, nông nghiệp, kinh tế dịch vụ tăng không ngừng Đây hội thách thức cho ngành cầu đường với việc phát triển hệ thống, tuyến giao thơng phục vụ cho việc kích thích phát triển kinh tế Sau thời gian học tập xong môn học “Bê tông cốt thép” “ Cầu Bê Tơng” trường, hồn thành đồ án “Bê Tơng Cốt Thép” “Nền móng” bảo hướng dẫn nhiệt tình thầy Mai Lựu (giảng viên trường Đại học Giao Thông Vận Tải TP.HCM), em kết thúc môn học “ Cầu Bê Tơng” tích luỹ vốn kiến thức định Được đồng ý thầy, em giao đồ án môn học: “Thiết kế cầu bê tông cốt thép – Tiết diện chữ I căng sau” Đồ án môn học em gồm bốn chương: Chương 1: Số liệu thiết kế Chương 2: Thiết kế lan can Chương 3: Thiết kế mặt cầu Chương 4: Thiết kế dầm ngang Chương 5: Thiết kế dầm Đồ án có tham khảo: Sách CẦU BÊ TƠNG CỚT THÉP ( TS Mai Lưu (Chủ biên), ThS Lê Hồng Lam TCVN 11823-2017 Tiêu chuẩn AASHTO LRFD 2014 22TCN 272-05 Công ty Bê tông 620 Công ty cáp VSL Cùng đồ án mẫu anh/chị khoá trước Bằng cố gắng nỗ lực thân đặc biệt giúp đỡ tận tình, chu đáo thầy giáo TS.Mai Lựu, em hoàn thành đồ án thời hạn Do thời SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU gian làm đồ án có hạn trình độ nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi sai sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy TS.Mai Lựu tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian qua TP.HCM, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực Vũ Công Thắng SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU CHƯƠNG I: SỐ LIỆU THIẾT KẾ I.1 Số liệu đề bài: Thiết kế dầm chủ: chữ I- căng sau A B C D Chiều dài nhịp: L = 34500(mm) Bề rộng lòng đường: B = 10800(mm) Bề rộng lề hành: K = 0(m) Bê tông: - Dầm dọc: 50(MPa) - Các phận khác: 30(MPa) E Cáp dự ứng lực:  = 12.7(mm) F Hoạt tải: HL-93 Lan can, cốt thép thường tự chọn I.2 Lựa chọn số liệu thiết kế: A Dầm dọc: - Số dầm dọc: dầm - Khoảng cách tim dầm dọc: S = 1800(mm) - Chiều cao dầm dọc: h = 1600(mm) - Bề rộng sườn dầm dọc: 300(mm) - Bề rộng bầu dầm: B Bản mặt cầu: - Chiều dày mặt cầu: h = 180(mm) - Chiều dài đoạn công xôn: Lc = 500(mm) C Dầm ngang: - Số dầm ngang: dầm - Khoảng cách tim dầm ngang: L1 = 5000(mm) - Chiều cao dầm ngang: h = 1100 (mm) - Bề rộng dầm ngang: b = 200 (mm) D Lan can: khoảng cách cột lan can 2000(mm) SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU CHƯƠNG II: THIẾT KẾ LAN CAN II.1 Số liệu tính tốn: - Loại lan can: lan can đường ô tô loại tường, cột kết hợp - Các tham số lan can: chọn cấp lan can TL-4 Các tham số thiết kế Trị số quy định Ft ngang 240000 (N) FL dọc 80000 (N) Fv thẳng đứng hướng xuống 80000 (N) Lt LL 1070 (mm) Lv 5500 (mm) He (min) 810 (mm) H chiều cao nhỏ lan can 810 (mm) Bảng 2.1 Các tham số thiết kế lan can đường ô tô cấp TL-4 Lực Fv FL không gây nguy hiểm cho lan can cầu thông thường nên xét tải trọng Ft - Khoảng cách cột lan can: L = 2000(mm) Thép cột lan can sử dụng loại M270 có y = 250(MPa) Thép cho tường lan can: AII (CB300-V) có y = 300 (MPa) Bê tơng tường lan can cấp 30 Tỷ trọng bê tông cốt thép: s = 78.5 x 10-6 (N/mm3) II.2 Thiết kế lan can đường ô tô: II.2.1.1 Sức kháng tường với trục thẳng đứng: MwH Chọn lớp bê tông bảo vệ cốt thép dày 50(mm) Thép dọc chọn:  = 14 (mm) Thép đại chọn:  = 14(mm) với bước thép a = 150(mm) Chọn kích thước bố trí thép cho tường lan can hình vẽ Chia tường thành đoạn để tính tốn SVTH: VŨ CƠNG THẮNG-1551090374 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU 250 150 50 200 300 Ø14 350 800 350 50 50 100 50 100 200 Ø14 Ø14 50 150 250 50 500 Hình 2.1 Kích thước bố trí thép tường lan can Đoạn (I): Cốt thép bên trái bên phải giống nên sức kháng momen âm dương Bề rộng tính tốn b = 350 (mm) Cốt thép chịu kéo gồm đường kính 14mm cho phía As = 153.938 x = 307.8761(mm2) Chiều cao vùng làm việc: ds = dt = 250 – 50 = 200 (mm) Chiều cao vùng nén: 307.8761�300 a = = 0.85 �30 �350 = 10.34878 (mm) 10.34878 ’c = 30 (MPa)  1 = 0.84  c = = 0.84 = 12.31997(mm) Hệ số sức kháng: SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 GVHD: TS.MAI LỰU ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT 200  = 0.65 + 0.15(-1) = 0.65 + 0.15( 12.31997 -1) = 2.935 > 0.9 Chọn  = 0.9 để tính tốn 10.34878 Mn1 = Asy(ds - ) = 0.9 x 307.87x 300 (200 ) =16195380.08(Nmm) Đoạn (II): Do độ nghiêng bên phải lớn nên sức kháng momen âm dương tính riêng lấy trung bình Phần dương ( căng thớ trái): Bề rộng tính toán b = 350 (mm) Cốt thép chịu kéo gồm đường kính 14 mm As = 153.938 x = 153.938(mm2) 250  500 Chiều cao vùng làm việc: ds = dt = - 50 = 325 (mm) Chiều cao vùng nén: 153.938 �300 a = = 0.85 �30 �350 = 5.17438(mm) 5.17438 ’c = 30 (MPa)  1 = 0.84  c = = 0.84 = 6.159 (mm) Hệ số sức kháng: 325  = 0.65 + 0.15(-1) = 0.65 + 0.15( 6.159 -1) = 8.41 > 0.9 Chọn  = 0.9 để tính tốn 5.17438 Mn2 = Asy(ds - ) = 0.9 x 153.938 x 300 (325 – ) =13400530.77(Nmm) Phần âm ( căng thớ phải): Bề rộng tính tốn b = 350 (mm) SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU Cốt thép chịu kéo gồm đường kính 12mm As = 154.94 x = 153.94 (mm2) Chiều cao vùng làm việc: ds = dt = 250 - 50 = 200 (mm) Chiều cao vùng nén: 153.938 �300 a = = 0.85 �30 �350 = 5.17(mm) 5.17438 ’c = 30 (MPa)  1 = 0.85  c = = 0.84 = 6.159 (mm) Hệ số sức kháng: 200  = 0.65 + 0.15(-1) = 0.65 + 0.15( 6.159 -1) = 5.37 > 0.9 Chọn  = 0.9 để tính tốn 5.174 Mn2 = Asy(ds - ) = 0.9 x 153.938 x 300 (200 – ) =8205121.92(Nmm) Sức kháng trung bình đoạn (II): M tb n2 13400530.77  8205121.92 = = 10802826.34(Nmm) Đoạn (III): Bỏ qua thép gần trục trung hòa  Sức kháng uốn âm dương Bề rộng tính tốn b = 100 (mm) Cốt thép chịu kéo gồm thép đường kính 12mm cho phía As = 153.938 x = 153.938 (mm2) Chiều cao vùng làm việc: ds = dt = 500 - 50 = 450 (mm) Chiều cao vùng nén: 153.938 �300 a = = 0.85 �30 �100 = 18.11 (mm) 18.11 ’c = 30 (MPa)  1 = 0.85  c = = 0.84 = 22.82 (mm) SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 GVHD: TS.MAI LỰU ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT Hệ số sức kháng: 450  = 0.65 + 0.15(-1) = 0.65 + 0.15( 22.82 -1) = 5.87 > 0.9 Chọn  = 0.9 để tính tốn 18.11 Mn3 = Asy(ds - ) = 0.9 x 153.938 x 300 (450 – ) =18327109.01(Nmm) Sức kháng tổng cộng tường với trục thẳng đứng: MwH = Mn1 + Mn2tb + Mn3 = 16195380.08+10802826.34 +18327109.01= 45325315.43(Nmm) II.2.2 Sức kháng tường với trục nằm ngang: Mc Xét lực va từ bên phải mặt nghiêng Cốt thép chịu lực thép đứng đường kính 14mm (As = 153.9mm2) bố trí cách 100mm Diện tích thép chịu kéo đơn vị chiều dài: As = = 1.539 (mm2/mm) Tất đoạn tường tính bề rộng b = 1mm Đoạn (I): Diện tích cốt thép chịu kéo As = 1.539 (mm2/mm) 14 Chiều cao vùng làm việc: ds = dt = 250 – 50 + + = 214 (mm) Chiều cao vùng nén: 1.539 �300 a = = 0.85 �30 �1 = 18.11 (mm) 18.11 ’c = 30 (MPa)  1 = 0.84  c = = 0.84 = 21.55 (mm) Hệ số sức kháng: SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 GVHD: TS.MAI LỰU ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT 214  = 0.65 + 0.15(-1) = 0.65 + 0.15( 21.55 -1) = 1.988 > 0.9 Chọn  = 0.9 để tính tốn 18.11 Mc1 = Asy( ds - ) = 0.9 x 1.539 x 300 ( 214 - ) =85181.77(Nmm/mm) Đoạn (II): Diện tích cốt thép chịu kéo As = 1.539 (mm2/mm) Chiều cao vùng làm việc: 250  500 14 ds = dt = – 50 + + = 339 (mm) Chiều cao vùng nén: 1.539 �300 a = = 0.85 �30 �1 = 18.11 (mm) 18.11 ’c = 30 (MPa)  1 = 0.84  c = = 0.84 = 21.55 (mm) Hệ số sức kháng: 339  = 0.65 + 0.15(-1) = 0.65 + 0.15( 21.55 -1) = 2.858 > 0.9 Chọn  = 0.9 để tính tốn 18.11 Mc2 = Asy( ds - ) = 0.9 x 1.539 x 300 ( 339 - ) =137135.9(Nmm/mm) Đoạn (III): Diện tích cốt thép chịu kéo As = 1.539 (mm2/mm) Chiều cao vùng làm việc: SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU 14 ds = dt = 500 – 50 + + = 464 (mm) Chiều cao vùng nén: 1.539 �300 a = = 0.85 �30 �1 = 18.11 (mm) 18.11 ’c = 30 (MPa)  1 = 0.84  c = = 0.84 = 21.55 (mm) Hệ số sức kháng: 464  = 0.65 + 0.15(-1) = 0.65 + 0.15( 21.55 -1) = 3.728 > 0.9 Chọn  = 0.9 để tính tốn 18.11 Mc3 = Asy( ds - ) = 0.9 x 1.539 x 300 ( 464 - ) =189089.9(Nmm/mm) Trị số trung bình sức kháng tường trục nằm ngang: Mc = 85181.77 �350  137135.9 �350  189089.9 �100 350  350  100 = = 120900.2(Nmm/mm) II.2.3 Xác định khả chịu lực cột lan can: Khả chịu lực lan can: Chọn lan can thép tiết diện hình tròn rỗng với đường kính ngồi D = 114mm độ dày 3mm Khả chịu lực lan can: MR = yS Với momen kháng uốn: �1143 S = = 32 = 28287.35(mm3) MR = 0.9 x 250 x= 28287.35 = 6364655(Nmm) SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 10 GVHD: TS.MAI LỰU ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT MLL 2452082611 * ỨNG SUẤT GIỚI HẠN 1323.47652 Với fpy= 1654.35 o k ===> V.9 Kiểm toán dầm theo THGHSD: V.9.1 Trong giai đoạn truyền lực căng cáp: Xét cho mặt cắt nhịp (IV-IV), mặt cắt khác tính tương tự tổng hợp bảng Giới hạn ứng suất bê tông: - Ứng suất nén cho phép: n = 0.6’ci = 0.643.47 = 26.08 (MPa) - Ứng suất nén cho phép: k = 0.25  1.38(MPa) f’ci : Cường độ bêtông căng cáp, thời diểm căng cáp DƯL lúc bêtông đạt cường độ  k = 0.25 = 0.25 = 1.5 > 1.38  Chọn k = 1.38 (MPa) Tải trọng tác dụng: Tải trọng thân dầm THGHSD MsDC1 = 2388920288 (Nmm) Lực căng cáp: với Ap01 Ap02 =2102.1  =700.7  Ap03 =700.7  Ap04 =700.7  Ap05 =1401.4  fpi =1301.35 Tính tốn, kiểm tra ứng suất giai đoạn truyền lực: Công thức kiểm tra ứng suất với dầm liên hợp căng sau: Ứng suất thớ trên: t = - + yt0 - yt0 Ứng suất thớ dưới: b = - - yb0 + yb0 SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 =0 =0.3533195 =2.5622766 =4.0611853 =4.3583313 90 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU A0 : Diện tích tiết diện giai đoạn I ; Ao = 611157.4 mm2 I0 : Mômen quán tính thiết diện giai đoạn I; I0 = 7.48161010 mm4 1399.5 – 830.45 = 569.05 (mm) yb0 = 769.55 mm yt0 = 830.45 mm  t = -2.77 (MPa) Vì t < 0: ứng xuất nén So sánh với ứng suất nén cho phép t = 2.77 < n = 26.08 (MPa)  Đạt  b = -3.44 MPa Vì b < 0: ứng xuất nén So sánh với ứng suất nén cho phép t = 3.44< n = 26.08 (MPa) Mặt cắt I-I II-II III-III Pi 7144612.398 7144612 7144612 A0 811157.435 611157.4 611157.4 dps 952.1629464 1029.323 1242.797 yt0 819.39 840.35 834.64 I0 1.64771E+11 1.64E+11 1.62E+11 MDC1 5.92E+08 1.79E+09 ft -4.090564378 -7.80788 -5.89662 US SO SÁNH 26.08695652 26.08696 26.08696 ĐK SO SÁNH ok ok ok yb0 780.61 759.65 765.36 fb -13.3020194 -15.1999 -17.0031 US SO SÁNH 26.08695652 26.08696 26.08696 ĐK SO SÁNH ok ok ok IV-IV 7144612 611157.4 1391.5 830.66 1.6E+11 2.39E+09 -3.27055 26.08696 ok 769.34 -19.4885 26.08696 ok Bảng 5.27 Bảng tổng ứng suất giai đoạn truyền lực V.9.2 Kiểm tra khả chịu uốn TTGHSD: Giới hạn ứng suất bê tông: Ứng suất kéo cho phép bêtông: Ứng suất nén cho phép bêtơng: Tải trọng tác dụng: SVTH: VŨ CƠNG THẮNG-1551090374 91 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU Tất tải trọng tác dụng trạng thái giới hạn sử dụng Tác dụng lên tiết diện giai đoạn 1: - Momen trọng lượng thân dầm chủ: MDC1 = 878650312.5 (Nmm) - Lực căng cáp: =6642749N Trong đó: Ap01 Ap02 2102.1  700.7  Ap03 700.7  Ap04 700.7  Ap05 fpf 1401.4  1186.40 0.3533195 2.5622766 4.0611853 4.3583313 Tính tốn kiểm tra ứng suất giai đoạn sử dụng: Công thức kiểm tra với dầm nguyên khối căng sau: - Ứng suất thớ trên: - Ứng suất thớ dưới: Mặt cắt Pf A0 dps yt0 I0 MDC1 MDC2 MDC3 MDW MLL ytg Ig Ic I-I 6601876 811157.4 952.1629 819.39 1.65E+11 0 0 824.46 1.65E+11 3.35E+11 SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 II-II 6601876 611157.4 1029.323 840.35 1.64E+11 5.92E+08 3.27E+08 83826817 91325951 6.47E+08 849.81 1.65E+11 3.32E+11 III-III 6601876 611157.4 1242.797 834.64 1.62E+11 1.79E+09 9.88E+08 2.54E+08 2.76E+08 1.92E+09 855.08 1.62E+11 3.31E+11 IV-IV 6601876.125 611157.435 1391.5 830.66 1.59632E+11 2388920288 1317658292 338194192.7 368448993.8 2452082611 858.75 1.6926E+11 3.39274E+11 92 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT ytc ft yb0 US SO SÁNH ĐK SO SÁNH fb US SO SÁNH ĐK SO SÁNH 605.34 -3.77983 780.61 22.5 ok -12.2915 22.5 ok GVHD: TS.MAI LỰU 575.07 -10.5503 759.65 22.5 ok -9.81423 22.5 ok 578.8 -15.6519 765.36 22.5 ok -2.95579 22.5 ok 581.4 -16.06460026 769.34 22.5 ok -1.879549256 22.5 ok Bảng 5.28 Bảng tổng ứng suất giai đoạn sử dụng Tính tốn kiểm tra dầm TTGHCĐ: Sức khánh danh định: Mn  Mu Trong đó: =1 : Hệ số sức kháng Mn : Sức kháng uốn danh định thân tiết diện Mu : Mômen ngoại lực tác dụng TTGHCD Cường độ chảy thép DƯL là: fpy =1654.35 (MPA) Cường độ kéo đứt thép DƯL là: fpu = 1838.2 (MPA) Ta tiến hành tính tốn cho mặt cắt nhịp MC (IV-IV), mặt cắt lại tiến hành tính tốn tương tự lập thành bảng: Chiều cao vùng bê tông chịu nén: Trong đó: Aps = 5605.6mm2 - Diện tích cáp mặt cắt Chiều cao dầm h thay h+h = 1600+180 = 1780 mm, chiều rộng cánh bf thay bề rộng quy đổi cường độ bê tông dầm bf (Ebmc/Ec) = 1800 x (28110/34269) = 1477 mm hf = 214 mm – Chiều cao cánh thiết diện tính tốn Tính cho mặt cắt dầm MC (IV –IV) có: SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 93 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU dps = 1399.5 (mm); Mu = 10394773226(N.mm)  c = 270.8 (mm)  Chiều cao vùng nén quy đổi: Xác định momen kháng uốn danh định: Ứng suất cáp DƯL: Cân mômen trọng tâm vùng nén ta có phương trình: Kiểm tra điều kiện: Mn = 1.457*10^10  Mu = 10394773226 (Nmm)  Đạt MC a fps d'ps c  Mr Mu KT I-I 205.6142453 1703.252398 1132.162946 296.7628282 9828033755 ok II-II 178.2890444 1728.645078 1209.322545 270.5846587 10854629048 2649263728 ok III-III 184.1646409 1742.009189 1422.797433 257.3243939 12994442000 7953916301 ok IV-IV 187.4765135 1749.54208 1571.5 265.8046364 14492753857 10394773226 ok Bảng 5.29 Bảng kiểm tra dầm TTGHCĐ1 Kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu: Điều kiện kiểm tra: Mr ≥ min[1.2×Mcr; 1.33×Mu] Trong đó: Mr = .Mn : Sức kháng tiết diện SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 94 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU Mu : Mômen tải trọng TTGH cường độ Mcr : Mômen nứt – mômen làm ứng suất kéo lớn dầm đạt đến giá trị fr Đối với dầm DƯL : fr = fr (ko DUL) + |fpTS| Ta tiến hành kiểm tra cho tất MC Momen phụ thêm M � � I �P P �e � M  M DC M �  f r   � f  f tg �ybg � DC1 �ybg � � c  M DC  M DW � � Ig Ig � � ybc �Ag � � � Bảng 5.30 Bảng kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu MẶT CẮT I-I II-II III-III IV-IV 1 1.6 1.6 1.6 1.6  1.1 1.1 1.1 1.1 fr 4.45 4.45 4.45 4.45 Pf 6601876.125 6601876.125 6601876.125 6601876.125 Ag 843381.6182 643381.6182 643381.6182 643381.6182 etg 127.7029464 179.5125446 387.717433 532.75 Ig 1.65317E+11 1.65163E+11 1.62242E+11 1.6926E+11 ybg 775.54 750.19 744.92 741.25 Ic 3.3503E+11 3.32002E+11 3.30949E+11 3.39274E+11 ybc 994.66 1024.93 1021.2 1018.6 MDC1 592131937.5 1791690207 2388920288 MDC2 326602591.8 988243714.6 1317658292 MDC3 83826816.5 253645643.3 338194192.7 MDW 91325950.77 276336744.1 368448993.8 M 6763931871 6353764985 5488549133 5661170656 Mcr 6763931871 7447652281 8798465443 10074392422 Mu 2649263728 7953916301 10394773226 MMin 3523520758 10558158531 12089270907 Mr KT 9828033755 ok 10854629048 ok 12994442000 ok 14492753857 ok V.10 Thiết kế cốt thép thường: Lượng cốt thép dọc cốt thép thường lựa chọn sau: Với: b=600 mm : chiều rộng bầu dầm SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 95 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU h=1600 mm : chiều cao dầm Chọn 10ø14 với diện tích As 1539 mm2 V.11 Thiết kế cốt đai cho dầm chính: Lực cắt tính tốn: Vu = 1378118 (N) Mu = (Nmm) Chiều cao vùng nén c = 297 (mm)  a = c = 0.693297 = 205.8 (mm) Tính dv : cánh tay đòn tổng hợp lực kéo tổng hợp lực nén uốn, có cáp DUL dv tính sau : Mặt cắt đầu dầm MC (I-I) Xác định chiều cao chịu cắt: Xem trọng tâm vùng nén trọng tâm cốt thép chịu nén Chiều cao chịu cắt: Trong đó: a : xác định mục kiểm toán theo TTGH cường dps : Trọng tâm cốt thép DƯL h : chiều cao dầm Tìm ứng suất cắt trung bình: Ứng suất cắt trung bình đươc tính theo cơng thức: Trong đó:  = 0.9 : hệ số sức kháng cấu kiện DƯL chịu cắt Vu = 1378118 (N) Vp : lực cắt tải trọng gây TTGH cường độ : Lực cắt cáp DƯL gây ra, xác định theo công thức: i V p  f pf ��Aps �sin  i SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 =227514N 96 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU α: góc lệch trung bình trọng tâm bó cáp với phương nằm ngang (Sin  lấy theo bảng tính phần tọa độ cáp) Apsi : diện tích bó cáp thứ i fpf Aps1 Aps2 1186.40 2102.1  700.7  Aps3 700.7  Aps4 700.7  Aps5 1401.4  0.3533195 2.5622766 4.0611853 4.3583313 - Kiểm tra: < 0.25 => Tiết diện bê tông phù hợp Tính biến dạng theo phương dọc dầm: x Giả sử  = 25° Xác định x: = 1235.9 (MPa) với Ep fpf Pf epg Ig Ec Ag MDC1 197000 1186.40 6642749.367 135.5529464 1.65355E+1 34269.39303 843381.6182 SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 97 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT Mu dv Nu Vu Vp GVHD: TS.MAI LỰU Aps 1281.6 1378118.55 227514.412 fpo Eps 5605.6 Ec 1235.92233 Ac=0.5*bv* h 197000 As Es 34269.3930 445000 Do εx < nên hiệu chỉnh εx cách nhân với hệ số F Khi  x thay F  x , với:  x = -0.000174 Ta có: Xác định khả chịu cắt bê tông: Khả chịu cắt bê tông: Khả chịu cắt thép đai: Nhận xét: Không cần cốt thép đai chịu cắt Cốt đai bố trí theo cấu tạo Tính khoảng cách thép đai: Dùng thép đai nhánh 10, Av = 157.1, fvy = 300 (MPa) Kiểm tra bước đai theo điều kiện cấu tạo: Khoảng cách cốt đai: SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 98 GVHD: TS.MAI LỰU ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT Av fvy dv bw Vu smin stt Schon I-I 157.0796 300 1281.6 500 1378119 600 160.5861 160.5861 II-II 157.0796327 300 1281.6 300 1225697.528 600 267.6435505 267.6435505 III-III 157.0796 300 1281.6 300 812184.2 600 267.6436 267.6436 IV-IV 157.0796327 300 1297.761743 300 270569.9016 600 267.6435505 267.6435505 Kiểm tra cốt thép dọc: Trong đó: VT: Sức kháng vật liệu VP: Lực cắt ngoại lực tác dụng Mu f  v Nu Vs 0.9 0.9 0.9 747401.6946 Vp Vu Aps fps dv 227514.4127 1378118.558 5605.6 1704.060166 1281.6 SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 99 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU Thỏa điều kiện Bảng 5.31 Bảng tổng hợp tính cốt đai cho dầm MC/đơn I-I II-II III-III IV-IV vị 1378118.55 1225697.5 812184.169 270569.901 Vu N 3 26492637 795391630 103947732 Mu N.mm 28 26 1132.16294 1029.3225 1242.79743 dps mm 1391.5 205.614245 178.28904 184.164640 187.476513 a mm h mm 1780 1780 1780 1780 1242.48539 1297.76174 dv mm 1281.6 1281.6 bv mm 500 300 300 300 fpf Mpa 1179.10 1179.10 1179.10 1179.10 Aps1 mm2 2102.10 2102.1 2102.1 2102.1 Aps2 mm2 700.70 700.7 700.7 700.7 Aps3 mm2 700.70 700.7 700.7 700.7 Aps4 mm2 700.70 700.7 700.7 700.7 Aps5 mm2 1401.40 1401.4 1401.4 1401.4  rad 0 0 0.35331949 0.35331949  rad 0.3533195 5 2.56227667 2.5622766 2.56227667  rad 4.0611853  rad 4.06118535 4.06118535 4.35833131 4.3583313 4.35833131  rad 5 226114.502 226114.50 226114.502 Vp N 7 2.03671713 2.9540460 1.75903129 0.77218391 v N/mm2 Ep Mpa 197000 197000 197000 197000 6601876.12 6601876.1 6601876.12 6601876.12 Pf N 5 127.702946 179.51254 epg mm 387.717433 532.75 Ig mm4 1.65317E+1 1.6516E+ 1.62242E+1 1.6926E+1 SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 100 GVHD: TS.MAI LỰU ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT Ec Mpa Ag mm2 MDC1 N.mm Aps mm2 fpo Mpa As Es mm2 N/mm3 εx Nu Ac=0.5*bv *h Fs Fs.εx εx1000 v/f'c  β Vc Vs VT VP KQ N mm2 11 34269.3930 34269.3930 34269.393 3 843381.618 643381.61 643381.618 74016492 223961275 5605.6 5605.6 5605.6 1227.84418 1240.8687 1242.48539 0 0 0 -5.8961E0.00255707 0.0017282 05 0 445000 267000 0.06752420 0.1076924 4 0.00017266 0.0001861 -0.1727 -0.1861 0.0407 0.0591 22 20.7 5.98 5.03 2258018.22 1139581.7 952889.886 1122246.6 Tổng hợp kiểm tra cốt thép dọc MC/đơn I-I II-II vị 9690092.8 N 9547751.64 1781573.28 3993731.9 N ok ok SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 267000 34269.3930 643381.618 298615035 5605.6 1247.69644 0 0.00059123 267000 0.10769244 0.10769244 3 -6.34965E- 0.00059123 06 -0.0063 0.5912 0.0352 0.0154 21.65 31.4 3.81 2.59 863182.218 594182.343 1581705.87 III-III IV-IV 9765006.70 9807233.08 8362986.74 9200377.79 ok ok 101 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU MỤC LỤC CHƯƠNG I: SỐ LIỆU THIẾT KẾ I.1 Số liệu đề bài: I.2 Lựa chọn số liệu thiết kế: CHƯƠNG II: THIẾT KẾ LAN CAN .3 II.1 Số liệu tính tốn: .3 II.2 Thiết kế lan can đường ô tô: II.2.1 Sức kháng tường với trục thẳng đứng: MwH II.2.2 Sức kháng tường với trục nằm ngang: Mc II.2.3 Xác định khả chịu lực cột lan can: .9 II.2.4 Tổ hợp va xe: 11 II.2.5 Xác định khả chống trượt lan can khỏi mặt cầu: 13 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU .15 III.1 Số liệu tính tốn: 15 III.1.1 Các tham số mặt cầu: .15 III.1.2 Các tham số đặc trưng vật liệu mặt cầu: 15 III.2 Tính cho hẫng: .15 III.3 Tính cho dầm: 22 CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ DẦM NGANG 31 IV.1 Số liệu tính tốn: 31 IV.1.1 Các tham số dầm ngang: .31 SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 102 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU IV.1.2 Các tham số đặc trưng vật liệu dầm ngang: 31 IV.2 Xác định nội lực dầm ngang: 31 IV.3 Tính tốn cốt thép cho dầm ngang: 40 IV.4 Kiểm tra nứt cho dầm ngang: .43 IV.5 Tính tốn cốt đai cho dầm ngang: 46 CHƯƠNG V: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH 48 V.1 Kích thước số liệu dầm chính: 48 V.2 Nội lực tác dụng lên dầm chính: 50 V.2.1 Xác định trọng lượng thân dầm chủ: 50 V.2.2 Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa: 50 V.2.3 Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm biên: 51 V.3 Xác định nội lực mặt cắt đặc trưng: 52 V.3.1 Các mặt cắt đặc trưng: .52 V.3.2 Nội lực tĩnh tải: 53 V.4 Xác định nội lực hoạt tải tác dụng lên dầm chính: .57 V.4.1 Xác định đặc trưng hình học dầm chủ chưa liên hợp: 57 V.4.2 Xác định hệ số phân bố ngang: 58 V.4.3 Hoạt tải tác dụng lên dầm chủ: 63 V.4.4 Tổ hợp tĩnh tải hoạt tải tác dụng lên dầm chủ: .69 V.5 Tính tốn bố trí cáp dự ứng lực: .71 V.5.1 Thông số cáp dự ứng lực: .71 V.5.2 Thông số bê tông: 71 V.5.3 Thông số thép thường: 72 V.5.4 Chọn sơ tao cáp: 72 V.5.5 Tính tọa độ cáp dự ứng lực: 73 V.5.6 Xác định đặc trưng hình học dầm qua giai đoạn làm việc: 75 V.6 Tính tốn mát ứng suất: 79 V.6.1 Các mát tức thời: 79 V.6.2 Các mát theo thời gian: 86 V.7 Kiểm toán dầm theo THGHSD: 92 V.7.1 Trong giai đoạn truyền lực căng cáp: 92 SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 103 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU V.7.2 Kiểm tra khả chịu uốn TTGHSD: 94 V.8 Thiết kế cốt thép thường: 101 V.9 Thiết kế cốt đai cho dầm chính: 101 SVTH: VŨ CÔNG THẮNG-1551090374 104 ... CHƯƠNG III: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU III.1 Số liệu tính tốn: III.1.1 Các tham số mặt cầu: - Chiều dày mặt cầu: h = 180(mm) - Chiều dày lớp bê tông asphalt: 70(mm) - Chiều dày lớp dính bám: 5(mm) - Chiều... THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU gian làm đồ án có hạn trình độ nhiều hạn chế nên khơng thể tránh kh i sai sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện Em xin... TS.Mai Lựu tạo i u kiện giúp đỡ em th i gian qua TP.HCM, ngày tháng năm 2019 Sinh viên thực Vũ Cơng Thắng SVTH: VŨ CƠNG THẮNG-1551090374 ĐAMH THIẾT KẾ CẦU BTCT GVHD: TS.MAI LỰU CHƯƠNG I: SỐ LIỆU