đồ án cầu bê tông 11823 I căng trước-TCVN11823(thuyêt minh + fie autocad excel)

ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Mục lục CHƯƠNG THÔNG - 1.1 ĐỀ BÀI 2-C-2-A  Chiều dài nhịp toàn dầm Lt dd  Bề rộng đường xe chạy B  Bề rộng lề hành K  Vật liệu: Cấp bê tông dầm chủ - Cấp bê tông phận khác -Thép sinh viên tự chọn  Loại thiết diện dầm  Hoạt  SVTH: trần thành nhân : : 25,50 : 14,40 : 0,0 : 50 :30 SỐ ĐỀ BÀI (m) (m) (m) (Mpa) (Mpa) : Chữ I : căng trước : x HL93 MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU  Lan can: Tự chọn 1.2 CHỌN SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ: Thiết kế theo TCVN-11823-2017 Lan can: Khoảng cách trụ lan can: 1700 mm Bản mặt cầu: Tính dầm, làm việc theo phương ngang cầu Dầm ngang: Tính dầm liên tục có gối dầm + Chọn số dầm ngang: + Khoảng cách dầm ngang: 5100 mm Dầm chính: + Chọn số dầm chính: + Khoảng cách dầm chính: 1750 mm + Dầm thiết kế dầm giản đơn, liên tục liên tục nhiệt Lan can, tay vịn thép cacbon M270 cấp 250 Ống nước ống nhựa PVC φ150 Trình tự thi công: Thi công đúc dầm căng cáp ứng suất trước cơng trường, sau cẩu lắp lên cầu Lưu ý phải chừa cốt thép cho việc đổ bêtơng mặt cầu, bó vỉa trụ bêtơng lan can CHƯƠNG THIẾT KẾ LAN CAN 2.1 SỐ LIỆU TÍNH TỐN: 2.1.1 Thanh lan can tay vịn - Chọn lan can thép ống + Đường kính ngồi: D = 100 mm + Đường kính trong: d = 90 mm - Khoảng cách cột lan can là: 2000 mm −4 - Khối lượng riêng thép lan can: γ s = 0.785 ×10 N / mm - Thép cacbon số hiệu M270 cấp 250, có fy = 250 MPa Khả chịu lực lan can M R = ϕf yS - φ hệ số sức kháng φ = 0.9 - Mômen kháng uốn tiết diện SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU πD3   d   S= × 1 −  ÷ ÷ 32   D  ÷  πD3   d   => M R = φ× S × f y = ϕ× × 1 − ữ ữì f y 32 D ÷  π1003   90   = 0,9 × × 1 −  × 250 = 7,59.106 (N.mm) ÷ ÷   100  ÷ 32   2.1.2 Trụ lan can - Chọn trụ lan can thép làm từ thép M270 cấp 250 Sơ đồ tính trụ dầm congsol ngàm mặt bêtông tường chắn - Ống liên kết có tiết diện D = 100 mm,d = 90 mm Hình 1.2 tiết diện cột lan can mặt cắt ngàm vào tường Chon 0=0,9 để tính tốn M Pp = p HR Trong chiều cao cột lan can, H R =1010mm M R = ϕf yS momen kháng uốn mặt cắt lan can ngàm vào tường S: momen kháng uốn tiết diện trục X-X Momen quán tính tiết diện Ix−x =  120 × 53 × 1703 2 + 2× + 120 ì ( 90 2.5 ) ữ = 11237083.33 (mm ) 12  12  ⇒S= I 11237083,33 = = 124856(mm3 ) h/2 180 / M P = ϕSf y = 0,9 × 124856 × 250 = 28092600(Nmm) Pp = M P 28092600 = = 27814(N) HR 1010 2.1.3 Tính bulơng Chọn bulơng đường kính d=20mm để liên kết trụ lan can với tường bêtông Bố trí bulơng hình vẽ: SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU 50 100 200 140 35 70 35 bu lơng Ø= 20mm 50 Hình 1.4 Sơ đồ bố trí bulơng Đảm bảo khoảng cách mép hình vẽ + Sức kéo danh định bulông Tn = 0.76A b Fub π× d π × 202 Ab = = = 314.16 mm 4 Trong đó: diện tích bulơng theo đường kính danh định Fub = 420 MPa cường độ nhỏ bulông Sức kháng kéo danh định bulơng T = 0.76 × 314.16 × 420 = 100279.87 N + Sức kéo tác dụng lên bulông  3b t3  Qu =  −  Pu  8a 328000  M ux = Pu × 50 + P × × 100 => P = Mux-Pu × 50 601018.13 − 3066.96 × 50 = = 2238.35 N.mm × 100 ×100 a = 35 mm b = 32.5 mm  × 32.5 53  => Q u =  −  × 2238.35 = 778.57 N  × 35 328000  T > Qu =>Vậy bulơng thỏa mãn điều kiện kéo 2.2 TÍNH TOÁN LAN CAN Chọn cấp lan can cấp dùng cho cầu có xe tải: Phương lực tác dụng Lực tác dụng (kN) Chiều dài lực tác dụng(mm) Phương nằm ngang Ft = 240 Lt = 1070 SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Phương thẳng đứng FV = 80 LV = 5500 Phương dọc cầu FL = 80 LL = 1070 Lựa chọn bố trí cốt thép hình vẽ - Hình 1.5 Kích thước bố trí thép lan can Chọn lớp bảo vệ cốt thép : 50 mm Sử dụng thép có : fy = 420 Mpa Sử dụng bê tơng cấp 28Mpa có : f’c = 30 Mpa 2.2.1 Khả chịu lực dầm đỉnh Do khơng có dầm đỉnh nên Mb = 2.2.2 Khả chịu lực tường quanh trục thẳng đứng MwH Do cốt thép bố trí đối xứng nên ta có mơmen dương mơmen âm SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Đối với tiết diện thay đổi ta quy đổi tiết diện chử nhật tương đương có diện tích với diện tích ban đầu khơng làm thay đổi chiều cao lan can Chia tường thành phần vị trí thay đổi tiết diện hình vẽ - Hình 1.6 Tiết diện tường lan can Phần : Tiết diện phần hình vẽ Hình 1.7 Tiết diện phần Tiết diện b x h = 310 x 200 3πd 2 × π × 142 As = = = 461,81 mm 4 d s = 200 − 50 = 150 mm => a = A s f y ' 0.85.f c b = 461,81 × 420 = 24.54 mm 0.85 × 30 × 310 Hệ số quy đổi chiều cao bê tông vùng nén 0.05 0.05 β1 = 0.85 − × ( f c' − 28 ) = 0.085 − × ( 30 − 28 ) 7 = 0.84 a 24.54 => c = = = 29.2 mm β1 0.84 SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT => GVHD: TS MAI LỰU c 29.2 = = 0.19 < 0.6 d s 150 (thỏa) Hệ số sức kháng d   150  φ = 0.65 + 0.15  s − ÷ = 0.65 + 0.15 ×  − ÷ = 1.27 > 0.9  29.2   c  =>Chọn φ =0.9 để tính tốn a 24.54    => φM n1 = φ.As f y  d s ữ = 0.9 ì 461.81ì 420 ì 150 ữ = 2.4 ì 10 (N.mm) 2    - Phần : Tiết diện hình vẽ Hình 1.8 Tiết diện phần quy đổi hình vẽ Tiết diện b x h = 300 x 350 πd As = = 153.94 mm d s = 350 − 50 = 300 mm As f y 153.94 × 420 = 8.45 mm 0.85.f c b 0.85 × 30 × 300 Hệ số quy đổi chiều cao vùng nén => a = = ' a 8.45 = = 10.11 mm β1 0.84 c 10.11 => = = 0.0337 < 0.6 ds 300 (Thỏa) β1 = 0.84 => c = Hệ số sức kháng d   300  φ = 0.65 + 0.15 s 1ữ = 0.65 + 0.15 ì − ÷ = 4.95 > 0.9  10.11   c  =>Chọn φ =0.9 để tính tốn a 8.45    => φM n = φ.A s f y  d s − ÷ = 0.9 ì153.94 ì 420 ì 300 ữ = 1.72 × 10 N.mm 2    SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT - GVHD: TS MAI LỰU Phần : Tiết diện hình vẽ Hình 1.9 Tiết diện phần Tiết diện b x h = 200 x 500 πd As = = 153.94 mm d s = 500 − 50 = 450 mm => a = A s f y ' = 153.94 × 420 = 12.67 mm 0.85 × 30 × 200 0.85.f c b Hệ số quy đổi chiều cao vùng nén a 12.67 β1 = 0.84 => c = = = 15.08 mm β1 0.84 c 15.08 => = = 0.0335 < 0.6 ds 450 ( Thỏa) Hệ số sức kháng d   450  φ = 0.65 + 0.15  s 1ữ = 0.65 + 0.15 ì 1ữ = 4.98 > 0.9  15.08   c  =>Chọn φ =0.9 để tính tốn a 12.67    => φM = φ.A s f y d s ữ = 0.9 ì153.94 ì 420 ì 450 ữ = 2.58 ì 10 N.mm 2    Sức kháng tường lan can quanh trục thẳng đứng MwH = φ Mn1+ φ Mn2+ φ Mn3 7 7 = 2.4 ×10 + 1.72 ×10 + 2.58 ×10 = 6.7 ×10 (N.mm) 2.2.3 Khả chịu lực tường theo trục nằm ngang Mc Phần cốt thép phía chịu chia làm đoạn để tính trung bình Thép dùng thép φ 14 bố trí với khoảng cách a=200 mm theo phương dọc cầu, diện tích cốt thép chịu kéo đơn vị chiều dài As = 153.9/100 = 1.539 mm2/mm Tất phần tính với chiều rộng đơn vị b=1 mm Phương pháp tính tương tự MwH - Phần Cốt thép chọn As= 1.539 mm2/mm SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU 14 12 + = 164 mm 2 As f y 1.539 × 420 a 25.35 a= = = 25.35 mm => c = = = 30.18 mm ' 0.85.f c b 0.85 × 30 × β1 0.84 Hệ số sức kháng d   164  φ = 0.65 + 0.15  s 1ữ = 0.65 + 0.15 ì 1ữ = 1.315 > 0.9  30.18   c  φ =>Chọn =0.9 để tính tốn d s = 200 − 50 + a 25.35    φM c1 = φ.As f y  d s − ÷ = 0.9 × 1.539 × 420 × 164 − ÷ = 8.80 × 10 N.mm / mm 2    - Phần Cốt thép chọn As= 1.539 mm2/mm  200 + 500  14 14 ds =  − 50 ÷+ + = 314 mm   2 a= As f y ' 0.85.f c b = 1.539 × 420 a 25.35 = 25.35 mm => c = = = 30.18 mm 0.85 × 30 ×1 β1 0.84 Hệ số sức kháng d   314  φ = 0.65 + 0.15  s 1ữ = 0.65 + 0.15 ì ÷ = 2.06 > 0.9  30.18   c  =>Chọn φ =0.9 để tính tốn a 25.35    φM = φ.As f y  d s ữ = 0.9 ì 1.539 ì 420 ×  314 − ÷ = 17.52 × 10 N.mm / mm 2    - Phần Cốt thép chọn As=1.539 mm2/mm 14 12 d s = 500 − 50 + + = 464 mm 2 A s f y 1.539 × 420 a 25.35 a= = = 25.35 mm => c = = = 30.18 mm ' 0.85.f c b 0.85 × 30 ×1 β1 0.84 Hệ số sức kháng : d   464  φ = 0.65 + 0.15  s − 1÷ = 0.65 + 0.15 ì 1ữ = 2.80 > 0.9  30.18   c  =>Chọn ∅=0.9 để tính tốn SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU a 25.35    φM c3 = φ.A s f y d s ữ = 0.9 ì 1.539 ì 420 ì 464 ữ = 26.25 × 10 N.mm / mm 2    Tổng sức kháng tiết diện lan can cốt thép đứng Mc = φM c1.h1 + φM c2 h + φM c3 h h1 + h + h 8.8 × 104 × 310 + 17.52 ×10 × 300 + 26.25 × 10 × 200 = 310 + 300 + 200 = 1.618 × 10 N.mm / mm 2.3 TỔ HỢP VA XE 2.3.1 Va xe vị trí tường Sức kháng tường Rw =  M L2   M b + 8M w H + c c ÷ 2Lc − L t  H  Trong : Lt = 1070 mm MwH = 66880000 N.mm Mc = 161800 N.mm/mm Mb = Pp = 27814 N MR = 7590000 N.mm SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU I-I y1 dps Ag Kx-x ybg ytg Ig etg 404 1046 766310.3642 403050438.9 525.96 924.04 1.25605E+11 y2 dps Ag Kx-x ybg ytg Ig GIAI ĐOẠN II-II 317 y3 1133 dps 596310.3642 Ag 401850088.1 Kx-x 673.89 ybg 776.11 ytg 1.269E+11 Ig 121.80 III-III 177 1273 596310.3642 399907430.2 670.64 779.36 1.28471E+11 356.64 IV-IV y4 dps Ag Kx-x ybg ytg Ig 104 1346 596310.3642 398907329.6 668.96 781.04 1.29505E+11 494.05 564.79 Bảng 5.3.6.1.1.1: Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn GIAI ĐOẠN CÓ CÁP B2 H n' Ac KI-I c ytc ybc Ic I-I 1750 200 0.82 1053412.575 294003459 279.10 644.94 805.06 3.45577E+11 B2 H n' Ac KI-I c ytc ybc Ic II-II 1750 200 0.82 883412.5753 251531916.1 284.73 491.38 958.62 2.76564E+11 B2 H n' Ac KI-I c ytc ybc Ic III-III 1750 200 0.82 883412.5753 252467236.7 285.79 493.58 956.42 2.79287E+11 B2 H n' Ac KI-I c ytc ybc Ic IV-IV 1750 200 0.82 883412.5753 252948749.5 286.33 494.71 955.29 2.80893E+11 Bảng 5.3.6.1.1.2: Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU 5.4 Tính tốn mát ứng suất: - 5.4.1 Mất mát ứng suất nén đàn hồi: (∆f pES ) Tính mặt cắt ½ nhịp (IV-IV): E p = 197000 MPa Eci : Môđun đàn hồi thép DƯL : Môđun đần hồi theo thời gian E′c = 0.017K × w2c × (fci' )0.33 = 0.0017× 1× (2240 + 2.29× 43.48)2 × 43.480.33 = 32311MPa Tĩnh tải tác dụng lên giai đoạn có trọng lượng thân dần chủ Giá trị mơmen giai đoạn là: M sDC1 = 1233291150Nmm ; Ứng suất căng cáp truyền vào dầm: f pj = 0.75 × f pu = 0.75 ×1838.16 = 1378.621MPa Ag = 596310.36mm ytg = 781.04 mm ; ; Aps = 2402.4mm I g = 1.29505 E + 11 mm d ps = 1346mm ; Mất mát ứng suất nén đàn hồi xác định mặt cắt nhịp ∆f ES Aps f pj  I g + ( d ps − ytg ) Ag  − ( d ps − ytg ) M DC1 Ag   = E Aps  I g + ( d ps − ytg ) Ag  + ci Ag I g   E ps = 47.904 Mpa Bảng 5.4.1.1.1.1: MMUS nén đàn hồi mặt cắt MC I-I II-II III-III IV-IV ∆f ES (Mpa) 47.90456976 41.15683 31.72572 21.00699 5.4.2 Mất mát ứng suất theo thời gian theo phương pháp phần: Giả sử tuổi bê tông dầm bắt đầu chịu tải t=5 ngày thi công mặt cầu t=60 ngày ,độ ẩm mơi trường nơi cơng trình H=75% , tỉ lệ V/S=149.1(dầm) V/S=96.7(BMC) Chọn tuổi bê tông bắc đầu chịu tải ngày cuối thời kỳ khai thác 100 năm  Biến dạng co ngót dầm từ lúc truyền lực cáp dự ứng lực lên dầm đến thi công mặt cầu xác định sau: ε bid = ks khs k f ktd 0.48 × 10−3 Trong đó: SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT ktd = GVHD: TS MAI LỰU t = = 0.6171 '  100 − 0.58 f ci   100 − 0.58 × 43.48 +5 12 ì ữ+ t 12 ì 0.145 ì 43.48 + 20 ữ ' 0.145 f ci + 20  k s = max(1.45 − 0.0051V / S ;1) = kf = 35 35 = = 0.6934 ' + f ci + 43.48 khs = − 0.014 H = − 0.0143 × 75 = 0.95 Thế hệ số k vào cơng thức ,ta có biến dạng co ngót : ε bid = ks k hs k f ktd 0.48 ×10−3 = 1× 0.95 × 0.6934 × 0.6171× 0.48 ×10 −3 = 1.95 × 10−4 Từ lúc truyền lực cáp đến cuối thời kì khai thác: ε bif = k s × k hs × k f × k td × 0.48 × 10 −3 t 36500 − k td = = =1 ' 61 − 0.58f ci + t 61 − 0.58 × 30 + (36500 − 5) k s = max(1.45 − 0.0051V / S ;1) = (1.45 − 0.0051 ×149.1;1) = 35 kf = = 0.6934 + f ci ' k hs = − 0.0143H = 0.95 −3 −4 Vaäy: ε bif = 1× 0.95 × 0.6934 ×1 × 0.48 ×10 = 3.16 ×10 Từ lúc thi công BMC đến cuối thời kì khai thác ε bdf = ε bif - ε bid = 3.16 ´ 10- -1.95×10-4=1.21´ 10-  Biến dạng co ngót BMC từ lúc thi cơng BMC lên dầm đến cuối thời kỳ khai thác xác định sau: εddf = k s k hs k f k td 0, 48 × 10−3 35 35 kf = = =1.13 7+0.8f c' 7+0.8 × 30 εddf = k s k hs k f k td 0.48 × 10−3 = 1× 0.96 × 1.13 ×1 × 0.48 ×10−3 = 6.46 ×10−4 Hệ số từ biến dầm từ lúc căng cáp đến thi công mặt cầu: ψ b ( td , ti ) = ψ bid = 1.9kc khc k f ktd ti −0.118 = 1.9 × 1× 0.96 × 0.69 × 0.62 × 5−0.118 = 0.646 Trong đó: ti =7 ngày SVTH: trần thành nhân ψ b ( td , ti ) = ψ bid = 1.9kc khc k f ktd ti −0.118 MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU kc = 1.45 − 0.0051V / S = 1.45 − 0.0051×149.1 = khc = 1.56 − 0.008 H = 1.56 − 0.008 × 75 = 0.96 Tương tự ,hệ số từ biến dầm tính từ lúc truyền lực cuối thời kì khai thác: ψ b ( t f , ti ) = ψ bif Ψ Ψ bif bif × k × k × t -0.118 hc f td i = 1.9×1×0.96×0.69×1×5-0.118 = 1.046 = 1.9× k c × k Từ lúc thi cơng BMC đến cuối thời kỳ khai thác: Ψ Ψ bdf bdf ×k × k × t -0.118 hc f td i = 1.9×1×0.96×0.69×1×(60) -0.118 = 0.78 = 1.9× k c ×k Từ lúc thi công BMC đến cuối thời kỳ khai thác: Ψ Ψ bdf bdf ×k × k × t -0.118 hc f td i = 1.9×1×0.96×0.69×1.13×1-0.118 = 2.06 = 1.9× k c ×k 5.4.2.1 Mất mát ứng suất co ngót xảy ( ∆f pSR ) giai đoạn K id = E ps Aps  Ag ( d ps − ytg )  1 + ÷1 + 0.7ψ bif  1+  ÷ Eci Ag  Ig   = 197, 000 2402.4  596310 × 537.352  1+ × 1 + ÷[ + 0.7 × 1.046] 32311 596310  1.29505 E + 11  = 0.9098 SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU ∆f pSR = ε bid × E ps × K id = 1.95 ×10−4 ×197000 × 0.9098 = 34.975Mpa 5.4.2.2 Mất mát ứng suất từ biến xảy ( ∆f ) giai đoạn pCR Lực cáp chiết giảm mát ứng suất tức thời: Pi = f pi Aps = ( f pj − ∆f pES ) × Aps = (1378.621 − 47.905) × 2402.4 = 3196914.1 N Ứng suất be tông xác định trọng tâm cáp dự ứng lực lực cáp Pi trọng lượng thân dầm DC1 gây ra: P Pi ( d ps − ytg ) M =− i − + DC1 ( d ps − ytg ) Ag Ig Ig f cgp 3196914.062 3196914.062 × 537.352 1233291150.32 − + × 537.35 596310.36 129505377118.35 129505377118.35 = −7.37 =− ∆f pCR = = E ps Eci f cgp ψ b ( t d , ti ) K id 197000 × 7.37 × 0.646 × 0.9098 = 26.398Mpa 36,329 5.4.2.3 Mất mát ứng suất chùng nhão xảy ( ∆f pR1 ) giai đoạn ∆f pR1 =  1378.621  1378.621 f pj  f pj  0.55 ữ = ì 0.55 ữ = 13.02 MPa  ÷ K L  f py 30  1654.35   5.4.2.4 Mất mát ứng suất co ngót xảy tiết ( ∆f ) diện liên hợp (giai đoạn 2) pSD K df = E p Aps  Ac ec  1+ 1 + ÷1 + 0.7ψ b ( t f ,ti )  Eci Ac  Ic   = 0.9423 ∆f pSD = ε bdf E ps K df = 1.21×10−4 ×197000 × 0.9423 = 22.47 MPa 5.4.2.5 Mất mát ứng suất từ biến xảy tiết ( ∆f ) diện liên hợp (giai đoạn 2) pCD M sDC2 = 990615234.4Nmm M sDC3 = 552306093.8Nmm M sDW = 157584023.4Nmm SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT ∆f cd = GVHD: TS MAI LỰU M sDC2 M sDC3 + M sDW d − y + × (d ps − y tc ) ( ps tg ) Ig Ic 990615234.4 552306093.8 + 157584023.4 × ( 1346 − 781.04 ) + × ( 1346 − 494.71) 2.80893E + 11 1.29505E + 11 = 6.47 MPa = ∆f pCD = E ps Eci × f cgp × ( Ψ bif − Ψ bid ) × K df − E ps Eci × ∆f cd × Ψ bdf × K df = −12.05Mpa < ⇒ ∆f pCD = 5.4.2.6 Mất mát ứng suất chùng nhão xảy ( ∆f ) tiết diện hợp (giai đoạn 2) pR ( ∆f pR = ∆FpR1 = 13.02 ) 5.4.2.7 Ứng suất gia tang cáp dự ứng lực ( ∆f pSS ) co ngót mặt cầu Độ thay đổi ứng suất bê tông trọng tâm cáp dự ứng lực co ngót mặt cầu Ad ∆f cdf là: Ecd 350000 mm 28110.9 Mpa ed 681.04 mm ∆f cdf = = diện tích có hiệu BMC liên hợp với dầm dọc modun đần hồi bt BMC khoảng cách từ trọng tâm BMC đến trọng tâm dầm liên hợp ε ddf Ad Ecd  e e  ×  − + pc d ÷ Ic  1 + 0.7 Ψ d ( t f , td )   Ac   5.2 × 10−4 × 350000 × 28111  703.53 × 681.04  ×− + ÷ [ + 0.7 × 2.06]  883412.58 2.80893E + 11  = 1.203Mpa Δf pSS = = E ps E ci Δf cdf K df 1+0,7.ψ b ( t f ,t d )  197000 ×1.023 × 0.9423 × [ + 0.7 × 0.78] = 10.685 Mpa 32311 Tổng mát ứng suất theo thời gian: ∆f pLT = ( ∆f pSR + ∆f pCR + ∆f pR1 ) + ( ∆f pSD + ∆f pCD + ∆f pR − ∆f pSS ) id df = ( 34.97 + 26.398 + 13.02 ) + ( 22.47 + + 13.02 − 10.685 ) = 99.20 Mpa SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU 5.4.3 Tổng mát ứng suất: Δf pT = Δf - pES + Δf pLT = 47.904 +  99.20 = 147.10MPa 5.5 Kiểm toán: 5.5.1 Kiểm toán khả chịu uốn dầm giai đoạn truyền lực: Nhận xét: Các giá trị ứng suất thớ mặt cắt phải thỏa mãn ứng suất kéo nén cho phép lúc dầm đảm bảo khả chịu lực: ' + Ứng suất nén cho phép: 0, f ci = 0.6 × 43.48 = 26.09MPa + Ứng suất kéo cho phép: ) ( Min 0, 25 f ci ' = 0.25 × 43.48;1.38MPa = 1.38 MPa - Vì cách tính tốn mặt cắt tương tự nên ta tính cho mặt cắt tượng trưng gối, mặt cắt khác lập bảng tính: 5.5.2 Kiểm toán mặt cắt đầu dầm: (MC I-I) + Lực căng cáp: f pi = f pj − ∆f pES = 1378.62 − 47.904 = 1330.72 MPa ⇒ PiI − I = f pi ∑ Aps cosa k = 1330.72 × ( 200.2 × cos(9°20') + 400.4 × cos(6°59') + 1801.8 ) = 2539860.782Mpa + Thớ trên: ft = − M DC1 Pi Pi ( d ps − ytg ) + ytg − ytg Ag Ig Ig Giá trị ứng suất âm có nghĩa thớ xét chịu nén nên so sánh với ứng suất nén 21.6 Mpa thỏa điều kiện ứng cho phép Như tính ,ứng suất cho phép suất cho phép Ta thấy thớ chịu nén : ft ≤ 26.09 MPa + Thớ dưới: fb = − M DC1 Pi Pi ( d ps − ytg ) − ybg + ybg Ag Ig Ig Ta thấy thớ chịu nén : fb ≤ 26.09 MPa ( thỏa) I II III IV Ag 766310.36 596310.36 596310.36 596310.36 SVTH: trần thành nhân etg 121.80 356.64 494.05 564.79 Ig 1.25605E+11 1.26857E+11 1.28471E+11 1.29505E+11 ytg 924.04 776.11 779.36 781.04 MSSV: 1551090392 Mdc1 (sd x hệ số) 396872238.7 924968362.7 1233291150 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Bảng 5.5.2.1.1.1: Bảng tổng hợp ứng suất kéo nén giai đoạn truyền lực Mặt cắt I-III-II III-III IV-IV fpi (Mpa) Pi (Mpa) ft (Mpa) fb (Mpa) 1330.72 1330.72 1330.72 1330.72 2539860.782 2539860.782 2539860.782 3196914.062 -1.038649 -1.1455224 -2.258226 -1.9096308 -5.590155468 -12.22917469 -17.482924 -23.68852543 5.5.3 Kiểm toán dầm trạng thái giới hạn sử dụng: Điều kiện để khả chịu uốn thỏa giai đoạn tất giá trị ứng suất thớ tất mặt cắt khác không lớn ứng suất cho phép + Ứng suất nén cho phép: + Ứng suất kéo cho phép: f n = 0.6 × f c' = 0.45 × 50 = 22.5MPa f k = 0.5 × f c' = 0.5 × 50 = 3.536MPa 5.5.3.1 Kiểm tốn cho mặt L/2: (MC IV-IV) + Lực căng cáp: f pf = f pj − ∆f pT = 1378.62 − 147.101 = 1231.52 Mpa ⇒ Pf = ∑ f pf Aps cos α i 30.05N ⇒ Pf = ∑ f pi Aps cos α i + Thớ trên: M sDC1 + M sDC2 ) M sDC3 + M sDW + M sLL ) ( ( Pf Pf × ( d ps − y tg ) ft = − + × y tg − × y tg − × y tc Ag Ig Ig Ic + Thớ dưới: Pf 23505 30 23505 30 23505 30 29586 04 ytc 644.9 414 491.3 SVTH: trần thành nhân Ag 76631 0.4 59631 0.4 59631 0.4 59631 0.4 Mdc1 etg 121.79 57 356.64 42 494.05 31 564.79 26 Mdc2 Ig 1.26E +11 1.27E +11 1.28E +11 1.3E+ 11 Mdc3 Ic 3.46E +11 2.77E +11 2.79E +11 2.81E +11 Mdw ytg 924.03 76 776.10 58 779.36 36 781.04 08 MLL 3.97E 3.19E 1.78E 50710 5.76E MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU 782 493.5 773 494.7 094 +08 9.25E +08 1.23E +09 +08 7.43E +08 9.91E +08 +08 4.14E +08 5.52E +08 430 1.18E +08 1.58E +08 +08 1.31E +09 1.69E +09 Bảng 5.5.3.1.1.1: Bảng tổng hợp ứng suất kéo nén giai đoạn sử dụng Mặt cắt I-I II-II III-III IV-IV fpf (Mpa) Pf (N) ft (Mpa) fb (Mpa) 1231.52 1231.52 1231.52 1231.52 2350530.05 2350530.05 2350530.05 2958604.119 -0.9612242 -4.6213188 -10.275911 -12.524534 -5.173444351 -3.262260584 2.392331939 2.60149938 5.5.4 Kiểm toán dầm trạng thái giới hạn cường độ: - Tính tốn kiểm tra vị trí nhịp dầm biên, mặt cắt khác 5.5.4.1 Xác định sức kháng danh định: - - Điều kiện: ΦM n > M u Trong đó: Φ = : Hệ số sức kháng Hệ số k Mn : Sức kháng uốn danh định thân tiết diện Mu : Mômen ngoại lực tác dụng :  f k = 1.04 − py  f pu  - 1654.35 = ì 1.04 ữ ÷ = 0.28 ÷ 1838.16    Hệ số quy đổi: β1 = 0.85 − 0.05 × ( 50 − 28 ) = 0.69 Do mặt cầu dầm có cường độ bê tơng khác nên ta qui đổi bê tông BMC cường độ dầm chính: n' = E 'c = 0.82 Ec b '2 = n ' × b = 0.82 ×1750 = 1435mm Xem tiết diện tiết diện chữ T SVTH: trần thành nhân MSSV: 1551090392 TRANG ĐỒ ÁN CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU • + Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép cánh ( bỏ qua cốt thép thường chịu kéo, nén Khoảng cách từ trục trung hòa tới mép bản: A ps f pu − β1 ( bf' − b w ) h 'f 0.85f c' c= A f 0.85f c' β1b w + k ps pu d ps Trong đó: Aps = 2402.4 mm2 h 'f = 200+((25000 × 2)/(1750-300))=234mm b 'f = b '2 = 1435mm d 'psi = h '− yi bw=300 mm 2402.4 ×1838.16 − 0.69 × (1435 − 300) × 234 × 0.85 × 50 ⇒c= = −355.45mm 2402.4 ×1838.16 0.85 × 50 × 0.69 × 300 + 0.28 × 1546 • Vì  c  d < 0.375  ps  c