ĐA CẦU BÊ TÔNG DUWL DẦM I CĂNG TRƯỚC tcvn 11823(gôm thuyết minh và bản vẽ)

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU 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: = 19.5 (m) Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a = 0.3 (m) Chiều dài toàn nhịp : L = 20.1 (m) Bề rộng dường xe chạy : B = 14.4 (m) Bề rộng lề hành : K = (m) Bề rộng lan can : Bề rộng tồn cầu : Số lượng dầm : Số lượng dầm ngang : Hoạt tải xe : Bê tông : x HL93 Cấp bê tông mối nối, dầm chủ kết cấu: thi công lúc với dầm chủ ( có ) 45 (Mpa) Cấp bê tông phận khác: 28 (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: Chọn sơ chiều cao dầm chính: SVTH: NGUYỄN PHI TỒN MSSV:1551090247 Trang:1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU H=( Chọn H = 1100 (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 Chiều cao bảng bụng e4 = 450mm 1.3 Đặc trưng vật liệu Lan can bê tông: Cường độ bê tông: Trọng lượng riêng: Thép tường cho lan can: Thép cột: M270 cấp 250 SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN MSSV:1551090247 Trang:2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Cường độ: Trọng lượng riêng: Mođun đàn hồi thép: 1.4 Các kích thước mặt cắt ngang Khoảng cách dầm chủ: = 2000 (mm) Khoảng cách dầm ngang: = 6500 (mm) Chiều dài đoạn hẫng: Bề dày mặt cầu: t = 180 mm Bê tông nhựa hạt 70 mm Tưới nhựa 5mm Chống thấm 2mm Tạo độ dốc ngang mặt cầu phương pháp gối đá kê, độ dốc 2% 1.5 Tải trọng xe thiết kế Hoạt tải xe: x HL93 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 Hệ số dư thừa: Đối với mức thông thường Hệ số quan trọng: Đối với cầu quan trọng Hệ số điều chỉnh tải trọng: SVTH: NGUYỄN PHI TỒN MSSV:1551090247 Trang:3 ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN LAN CAN – LỀ BỘ HÀNH 2.1 Tính tốn lan can 2.1.1 Thanh lan can Tải trọng thiết kế cho lan can đường ô tô cấp TL4 Các lực thiết kế Cấp lan can : TL-4 Ft ngang (KN) 240 FL dọc (KN) 80 Fv thẳng đứng (KN), hướng xuống 80 Lt LL (mm) 1070 Lv (mm) 5500 He (min) (mm) 810 H chiều cao nhỏ lan can 810 Trong cầu thông thường lực Fv FL không gây nguy hiểm cho lan can nên xét tải trọng Ft Sử dụng lan can dạng tường kết hợp cột thanh, khoảng cách cột L = 1450 mm SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN MSSV:1551090247 Trang:4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Kích thước bố trí cốt thép cho lan can Sử dụng vật liệu: -Thép cột: M270 cấp 250 -Thép AII cho tường lan can có fy = 300 MPa -Bê tông tường lan can cấp 28: -Tỷ trọng bê tông cốt thép: -Tỷ trọng thép: γ c = 25.10-6 N/mm3 γ s = 78,5 × 10−6 N / mm 2.1.2 Xác định khả chịu lực tường lan can: Sức kháng tường trục thẳng đứng MwH: Chia tường lan can thành đoạn để tính tốn Đoạn 1: Cốt thép bên trái bên phải giống nên sức kháng uốn dương âm đoạn b = 400mm SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN MSSV:1551090247 Trang:5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Cốt thép gồm thanh, đường kính 14mm cho phía, A s = 153.9x2 = 307.8mm ds = dt = 200-50 = 150mm a= Asf y 307.8 × 300 = = 9.7mm 0,85f c′b 0.85 × 28 × 400 28MPa ≤ f c′ ≤ 56MPa ⇒ β1 = 0.85 c= a 9.7 = = 11.411mm β1 0.85 Hệ số sức kháng: d   150  φ = 0.65 + 0.15  t − 1÷ = 0.65 + 0.15  − 1÷ = 2.472 > 0,9  11.411   c  Chọn φ = 0,9 để tính toán a 9.7    φM n1 = φAs f y d s ữ = 0.9 ì 307.8 ì 300 150 ữ 2  = 1.206 × 107 Nmm Đoạn 2: Do độ nghiêng bên phải lớn nên sức kháng momen âm momen dương tính riêng, sau lấy trung bình -Phần dương (căng thớ bên trái): b = 300mm Cốt thép chịu kéo gồm bên trái, đường kính 14mm, A s = 153.9mm SVTH: NGUYỄN PHI TỒN MSSV:1551090247 Trang:6 ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU ds = dt = (200+400)/2-50 = 250mm a= As f y 153.9 × 300 = = 6.466mm 0,85f c′b 0.85 × 28 × 300 28MPa ≤ f c′ ≤ 56MPa ⇒ β1 = 0.85 c= a 6.466 = = 7.607mm β1 0.85 Hệ số sức kháng: d   250  φ = 0.65 + 0.15  t − 1÷ = 0.65 + 0.15  − 1÷ = 5.43 > 0.9  7.607   c  Chọn φ = 0,9 để tính tốn a 6.466    φM n = φA s f y d s ữ = 0.9 ì 153.9 × 300  250 − ÷ 2    = 10.254 × 106 Nmm -Phần âm (căng thớ bên phải): b = 300mm Cốt thép chịu kéo gồm bên phải, đường kính 14mm, A s = 153.9mm ds = dt = 200-50 = 150mm a= As f y 153.9 × 300 = = 6.466mm 0,85f c′b 0.85 × 28 × 300 28MPa ≤ f c′ ≤ 56MPa ⇒ β1 = 0.85 SVTH: NGUYỄN PHI TỒN MSSV:1551090247 Trang:7 ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT c= GVHD: TS MAI LỰU a 6.466 = = 7.607mm β1 0.85 Hệ số sức kháng: d   150  φ = 0.65 + 0.15  t − ÷ = 0.65 + 0.15  − 1÷ = 3.46 > 0.9  7.607   c  Chọn φ = 0,9 để tính tốn a 6.466    φM n = φA s f y  ds − ÷ = 0.9 × 153.9 × 300 150 − ÷ 2    = 6.099 × 106 Nmm -Sức kháng trung bình đoạn II: tb φM n2 = 10.254 × 106 + 6.099 × 106 = 8.177 × 106 (Nmm) Đoạn 3: Bỏ qua thép gần trục trung hòa, suy sức kháng uốn dương âm b = 100mm Cốt thép chịu kéo gồm , đường kính 14mm cho phía, A s = 153.9mm ds = dt = 400-50 = 350mm a= Asf y 153.9 × 300 = = 19.399mm 0,85f c′b 0.85 × 28 × 100 28MPa ≤ f c′ ≤ 56MPa ⇒ β1 = 0.85 SVTH: NGUYỄN PHI TỒN MSSV:1551090247 Trang:8 ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT c= GVHD: TS MAI LỰU a 19.399 = = 22.822mm β1 0.85 Hệ số sức kháng: d   350  φ = 0.65 + 0.15  t − ÷ = 0.65 + 0.15  − 1÷ = 2.8 > 0,9  22.822   c  Chọn φ = 0,9 để tính tốn a 19.399    φM n3 = φAs f y  d s ữ = 0.9 ì 153.9 ì 300 350 − ÷ 2    = 1.414 × 107 Nmm ⇒ Sức kháng tổng cộng tường với trục thẳng đứng : M w H = φM n1 + φM ntb2 + φM n3 = 1.206 × 107 + 8.177 × 10 + 1.414 ×10 = 3.438 × 107 Nmm Sức kháng tường trục nằm ngang Mc: Xét lực va từ bên phải mặt nghiêng, cốt thép chịu kéo A s = 153.9mm thép đứng có đường kính 14mm, bố trí với khoảng cách 100mm Khi đó, diện tích thép chịu kéo đơn vị chiều dài As = 153.9/100= 1.539mm / mm Tất đoạn tính với chiều rộng đơn vị b=1mm Đoạn 1: As = 1.539mm / mm ds = dt = 200-50+14/2+14/2 = 164mm SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN MSSV:1551090247 Trang:9 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT a= GVHD: TS MAI LỰU Asf y 1.539 × 300 = = 19.399mm 0,85f c′b 0.85 × 28 ×1 28MPa ≤ f c′ ≤ 56MPa ⇒ β1 = 0.85 c= a 19.399 = = 22.822mm β1 0.85 Hệ số sức kháng: d   164  φ = 0.65 + 0.15  t − 1÷ = 0.65 + 0.15  − 1÷ = 1.578 > 0,9  22.822   c  Chọn φ = 0,9 để tính tốn a 19.399    φM c1 = φAs f y  d s ữ = 0.9 ì 1.539 ì 300 164 ữ 2 = 6.412 ì 104 Nmm / mm Đoạn As = 1.539mm / mm ds = dt = (200+400)/2 -50+14/2+14/2= 264mm a= Asf y 1.539 × 300 = = 19.399mm 0,85f c′b 0.85 × 28 ×1 28MPa ≤ f c′ ≤ 56MPa ⇒ β1 = 0.85 c= a 19.399 = = 22.822mm β1 0.85 Hệ số sức kháng: SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN MSSV:1551090247 Trang:10 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Tương tự, hệ số từ biến dầm tính từ lúc truyền lực cuối thời kì khai thác: ψ bif = 1.146 ψ bdf = 0.855 , tính từ lúc thi cơng mặt cầu cuối thời kì khai thác: , hệ số từ biến mặt cầu tính đến cuối thời kì khai thác: ψ ddf = 2.043 Bảng tổng hợp biến dạng co ngót hệ số từ biến Ks=Kc Ks=Kc Khs Khc Kf Ktd Giá trị (Dầm chính) (BMC) ε bid 1 0.9275 0.96 0.76 0.6 0.0002 ε bif 1 0.9275 0.96 0.76 0.00034 ε bdf = ε bif − ε bid 0.00014 εddf 1 0.9275 0.96 1.12 0.0005 ψ bid 1 0.9275 0.96 0.76 0.6 0.688 ψ bif 1 0.9275 0.96 0.76 1.146 ψ bdf 1 0.9275 0.96 0.76 0.855 ψ ddf 1 0.9275 0.96 1.12 2.043 Mất mát ứng suất giai đoạn (từ lúc cắt cáp đến lúc đổ bê tông mặt cầu) Mất mát ứng suất co ngót xảy giai đoạn ( ∆f pSR ): Hê số mặt cắt chuyển đổi dung để xét thời gian tương tác bê tơng cáp dính bám mặt cắt xảy giai đoạn 1: SVTH: NGUYỄN PHI TỒN Trang:102 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT K id = 1+ = E ps A ps E ci A g (1 + A g e g2 Ig GVHD: TS MAI LỰU ) × [1 + 0,7ψ bif ] = 0.819 197000 × 4442.3 424199.43 × 357.72 1+ (1 + )[1 + 0.7 ×1.146] 32777 × 424199.43 57583484339 ∆f pSR = ε bid E ps K id = × 10−4 × 197000 × 0.819 = 32.27MPa Mất mát ứng suất từ biến xảy giai đoạn ∆f pCR : Lực cáp sau chiết giảm mát ứng suất tức thời: ( ) Pi = f pi A ps = f pj − ∆f pES A ps = ( 1308.45 − 119.74 ) × 4442.3 = 5280606.4N Ứng suất bê tơng xác định trọng tâm cáp dự ứng lực lực cáp Pi trọng lượng thân dầm DC1 gây ra: f cgp Pi Pi eg M DC1 eg =− − + Ag Ig Ig 5280606.4 5280606.4 × 357.722 685795728.5 × 357.72 =− − + = −19.923MPa 424199.43 57583484339 57583484339 ∆f pCR = E ps E ci f cgp ψ bid K id = 197000 × 19.923 × 0.688 × 0.819 = 67.47MPa 32777 Mất mát ứng suất chùng nhão cáp xảy giai đoạn ∆f pR1 Cáp dự ứng lực có độ chùng nhão thấp KL=30 ∆f pR1 =  1308.45  1308.45 f pj  f pj  − 0.55 ÷ = ì 0.55 ữ = 12.358MPa ữ K L  f py 30  1570,14   SVTH: NGUYỄN PHI TỒN Trang:103 MSSV:1551090247 : ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Mất mát ứng suất giai đoạn (từ lúc đổ bê tông mặt cầu đến cuối thời kì khai thác): Mất mát ứng suất co ngót xảy giai đoạn ∆f pSD : Hệ số mặt cắt chuyển đổi dung để xét thời gian tương tác bê tông cáp dính bám mặt cắt xảy giai đoạn 2: K df = E ps A ps  A ce 2pc  1+ 1 + ÷[ + 0,7ψ bif ] E ci A c  Ic ữ = = 0,828 197000 ì 4442.3 646823.43 ì 599.992 1+ + ữ( + 0.7 × 1.146 ) 32777 × 646823.43  1.30522 × 1011  ∆f pSD = εbdf E ps K df = 1.4 × 10−4 × 197000 × 0.828 = 22.836MPa 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 2pg  1 + ÷ A g  Ig ÷  420176250 × 357.72 256953937.5 + 79852500 + × 599.99 57583484339 1.30522 × 1011  424199.43 × 357.72  4442.3 + ( 32.27 + 67.47 + 12.358 ) ì ì + ữ 477461,02  57583484339  = 6.436MPa = SVTH: NGUYỄN PHI TỒN Trang:104 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT E ps ∆f pCD = E ci f cgp ( ψ bif − ψ bid ) K df − GVHD: TS MAI LỰU E ps E ci ∆f cd ψ bdf K df ≥ 197000 197000 19.923 (1.146 − 0.688) × 0.828 − × 6.439 × 0.855 × 0.828 32777 32777 = 18.012MPa = Mất mát ứng suất chùng nhão cáp xảy giai đoạn ∆f pR : ∆f pR = ∆f pR1 = 12.358MPa 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 = = εddf A d E cd  ece d  + − ÷ + 0,7ψ ddf  A c Ic  ×10−4 × 288000 × 27478  599.99 × 461.62  + = 0.938 11 ữ + 0.7 ì 2.043  646823.43 1.30522 × 10  Độ gia tăng ứng suất cáp dự ứng lực co ngót mặt cầu: ∆f pSS = = E ps E ci ∆fcdf K df ( + 0,7ψ bdf ) 197000 × 0.938 × 0.828 × (1 + 0.7 × 0.855) = 7.462 MPa 32777 Tổng mát ứng suất theo thời gian: ( ) ( ∆f pLT = ∆f pSR + ∆f pCR + ∆f pR1 + ∆f pSD + ∆f pCD + ∆f pR − ∆f pSS ) = ( 32.27 + 67.47 + 12.358 ) + ( 22.836 + 18.012 + 12.358 − 7.462 ) = 157.842MPa SVTH: NGUYỄN PHI TỒN Trang:105 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT 5.7.3 GVHD: TS MAI LỰU Mất mát ứng suất tổng cộng ∆f pT = ∆f pES + ∆f pLT = 119.74 + 157.842 = 277.582MPa 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 γ LL = 0,8 ) Ứng suất cáp sau trừ tổng mát ứng suất: f pf = f pj − ∆f pT = 1308.45 − 277.582 = 1030.868MPa  M DC3 + M DW + 0,8M LL E ps  M DC2 e pg + epc ÷  ÷ E c  Ig Ic  197000  420176250 256953937.5 + 79852500 + 0,8 ×1283800656 = 1030.868 + × × 357.72 + × 59 32777  57583484339 1.30522 ×1011 = 1084.24MPa f pf' = f pf + Ứng suất giới hạn: f pf'  = 0,8f py = 0,8 × 1570,14 = 1256.112MPa   ⇒ f pf' < f pf'  5.8.2 Thỏa mãn điều kiện Kiểm toán giai đoạn truyền lực Ứng suất kéo cho phép bê tông: [ f ct ] = ( 0.25 ) f ci' ,1.38 = 1.38MPa SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN Trang:106 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Ứng suất nén cho phép bê tông: [ f cc ] = 0.6fci' = 0.6 × 39.13 = 23.48MPa 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 − 119.74 = 1188.71MPa Lực cáp giai đoạn truyền lực: ( Pf = f pi ∑ Aips cos αi = 1188.71 × 1289.7 × cos o 26'+ 3152.6 ) = 5267551.226N Ứng suất thớ trên: ft = M DC1 − Pf Pf e pg + y tg − y tg Ag Ig Ig 5267551.226 5267551.226 × 156.66 + × 576.89 − × 576.89 10 604199.43 6.0743 ×10 6.0743 × 1010 = −0.881MPa =− Ứng suất thớ dưới: fb = M DC1 −Pf Pf e tg − y bg + y bg Ag Ig Ig 5267551.226 5267551.226 × 156.66 − × 523.11 − × 523.11 10 604199.43 6.0743 ×10 6.0743 × 1010 = −15.82MPa =− =>Thoả điều kiện giai đoạn truyền lực thớ MẶT CẮT I-I II-II Fpi(Mpa) 1188.71 1188.71 SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN Trang:107 Pf(N) 5267551.226 5267551.226 Ft(Mpa) -0.881 -3.05 MSSV:1551090247 Fb(Mpa) -15.82 -20.14 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT III-III IV-IV 1188.71 1188.71 GVHD: TS MAI LỰU 5267551.226 5280606.433 -0.69 2.12 -21.88 -23.98 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 2.12Mpa.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: [ f ct ] = 0.5 f c' = 0.5 × 45 = 3.354MPa Ứng suất nén cho phép bê tông: [ f cc ] = 0,45fc' = 0.45 × 45 = 20.25MPa 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: f pi = f pj − ∆f pT = 1308.45 − 277.582 = 1030.868MPa Lực cáp trạng thái giới hạn sử dụng: Pf = f pf ∑ Aips cos α i = 1188.71 × 4442.3 = 5280606.433N 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 SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN Trang:108 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT fb = GVHD: TS MAI LỰU M DC3 + M DW + M LL + M PL M DC1 + M DC2 − Pf Pf epg − y bg + y bg + y bc Ag Ig Ig Ic MẶT CẮT I-I II-II III-III IV-IV Fpi(Mpa) 1188.71 1188.71 1188.71 1188.71 Pf(N) 5267551.226 5267551.226 5267551.226 5280606.433 Ft(Mpa) -0.88 -6.53 -7.73 -6.97 Fb(Mpa) -15.82 -15.07 -11.91 -11.39 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: φ =1 Mn Mu φM n ≥ M u : hệ số sức kháng : sức kháng uốn danh định thân tiết diện : Momen ngoại lực tác dụng trạng thái giới hạn cường độ Ta tiến hành tính tốn cho mặt cắt nhịp, mặt cắt lại tiến hành tính tốn tương tự lập thành bảng h + h = 1100 + 180 = 1280mm Chiều cao dầm h thay , chiều rộng cánh bf thay bề rộng quy đổi cường độ bê tông dầm biên bf ( E d / E b ) = 1600 × 0.773 = 1236.8mm Tiết diện tính tốn lúc tiết diện chữ T ( liên hợp) Hệ số k: SVTH: NGUYỄN PHI TỒN Trang:109 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU  f py  k = 1.04 − = × ( 1.04 − 0.9 ) = 0.28 ÷  ÷ f pu   Hệ số quy đổi vùng nén: β1 = 0.85 − 0.05 × ( 45 − 28 ) = 0.729 b'f = b'2 = 1236.8mm h 'f = h + (bf − b w )h f (500 − 200) × 225 = 180 + = 245.1mm ' 1236.8 − 200 bf − b w Khoảng cách từ trục trung hòa tiết diện đến mép là: c= ( ) A psf pu − β1 b f' − b w h f' 0,85f c' 0,85f c' β1b w + k = A ps d 'ps f pu 4442.3 × 1744.6 − 0.729 ( 1236.8 − 200 ) × 245.1 × 0.85 × 45 = 89.01mm 4442.3 0.85 × 45 × 0.729 × 200 + 0.28 × × 1744.6 1236.8 Vì c < hf tính lại chiều cao vùng nén c= A ps f pu 0,85f c' β1b f + k = A ps d 'ps f pu 4442.3 ×1744.6 4442.3 0.85 × 45 × 0.729 ×1236.8 + 0.28 × ×1744.6 971.61 + 180 Hệ số sức kháng φ theo = 213.08mm c 213.08 = = 0.19 < 0.375 d 'ps 971.61 + 180 ⇒ φ =1 SVTH: NGUYỄN PHI TỒN Trang:110 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU Chiều cao vùng nén qui đổi: a = β1c = 0.729 × 213.08 = 155.34mm Ứng suất cáp dự ứng lực:  c  213.08   f ps = f pu 1 k ' ữ = 1744.6 ì 0.28 × ÷ = 1654.22MPa  ÷ 1151.61 d   ps   Sức kháng uốn danh định tiết diện: a 155.34    M r = φA ps f ps  d 'ps − ÷ = × 4442.3 ×1151.61 × 1403,846 − ÷ 2    = 7891892665N.mm > M u = 4038319211N.mm =>Thoả điều kiện TTGHCD MẶT CẮT I-I II-II III-III IV-IV a(mm) 153.27 153.96 154.71 155.33 Tất mặt cắt có fps(Mpa) 1632.18 1639.52 1647.61 1654.22 Mr > Mu ⇒ Mr(Mpa) 6.068E+09 6.59E+09 7.257E+09 7.892E+09 Mu(Mpa) 1546573627 3119915191 4038319211 Thỏa điều kiện trạng thái giới hạn cường độ 5.8.5 Kiểm toán hàm lượng cốt thép tối thiểu Điều kiện: M r ≥ ( 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: NGUYỄN PHI TOÀN Trang:111 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU   I P  M DC1 + M DC2 Pe M =  γ1f r + γ  f + f tg y bg ÷− y bg  c − M DC3 − M DW  Ag ÷ Ig Ig   y bc     5280606.433 5280606.433 × 357.72  × 486.11÷ 1.6 × 4.23 + 1.1 424199.43 + 57583484339   =  685795728.5 + 551481328  × 486.11  −  57583484339 × 1.30522 × 1011 − 337252043 − 104806406 = 4496113278Nmm 728.38 γ1 = 1.6 γ = 1.1 : hệ số biến động momen nứt uốn : hệ số biến động cáp dự ứng lực Moment nứt: M cr = M DC1 + M DC2 + M DC3 + M DW + M = 685795728.5 + 551481328 + 337252043 + 104806406 + 4496113278 = 6175448783Nmm M = ( 1,2M cr ;1,33M u ) = ( 12 × 6175448783;1.33 × 4038319211) = 5370964550 Nmm < M r = 7.892 × 109 Nmm MẶT CẮT I-I II-II III-III IV-IV M(Nmm) 4603486485 4431521591 5003544622 4496113278 Tất mặt cắt có Mcr(Nmm) 4603486485 5036082373 6263046251 6175448783 M r > M ⇒ SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN Trang:112 Mmin(Nmm) 2.057E+09 4.149E+09 5.371E+09 Mr(Nmm) 6068163696 6589875277 7257074678 7891929408 Thỏa mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT 5.8.6 GVHD: TS MAI LỰU Kiểm toán lực cắt dầm M u = 0Nmm Vu = 778355.0473N Giá trị nội lực mặt cắt gối I-I: , Khoảng cách từ trọng tâm vùng nén đến trọng tâm vùng kéo: d ps − 0,5a = 733.55 − 0.5 × 153.27 = 656.915mm  d v = max 0.72h = 0.72 ×1280 = 921.6mm = 921.6mm 0.9d = 0.9 × 733.55 = 660.195mm ps  Ứng suất cắt trung bình: Vu − Vp 778355.0473 − 199646.9315 φ 0.9 v= = = 1.44MPa bwd v 500 × 921.6 Với: ( Vp = f pf ∑ A ips sin αi = 1188.71× 1289.7 × sin o 26' ) = 199646.9315N ⇒ v 1.44 = = 0.032 < 0.25 45 f c' Tiết diện hợp lý để chịu lực cắt Biến dạng trung bình: Giả sử θ = 22o Ứng suất cáp dự ứng lực bê tông bọc quanh có ứng suất 0: SVTH: NGUYỄN PHI TỒN Trang:113 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT f po = f pf + f pc GVHD: TS MAI LỰU E ps Ec E ps −Pf Pf e tg M DC1 = f pf + − + e tg Ag Ig Ig Ec −5267551.226 5267551.226 × 156.662 197000 = 1188.71 + − + × 156.66 × 10 10 604199.43 32777 6.0743 × 10 6.0743 ×10 = 1253.9MPa Mu + 0,5N u + 0,5 Vu − Vp cot gθ − A ps f po dv εx = 2E ps A ps ( ) + + 0,5 × ( 778355.0473 − 199646.9315 ) × cot g22o − 4442.3 ×1253.9 = = −0.00277 × 197000 × 4442.3 Do εx < Fε = nên hiệu chỉnh E p A ps E p A ps + E c A c = εx cách nhân với hệ số Fε 197000 × 4442.3 = 0.077 197000 × 4442.3 + 32777 × 320000 Với : A c = 0,5b v h = 0.5 × 500 ×1280 = 320000mm trở thành vùng nén εx < : diện tích bê tông vùng kéo ( lúc ) ⇒ Fε ε x = 0.077 × (−0.00277) = −2.1329 × 10−4 θ = 22.3o ⇒ β = 6.32 Khả chịu cắt bê tơng: SVTH: NGUYỄN PHI TỒN Trang:114 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BTCT Vc = GVHD: TS MAI LỰU 1 β fc' b v d v = × 6.32 × 45 × 500 × 921.6 = 9768003.576N 12 12 Khả chịu cắt cốt thép đai: Vs = Vu 778355.0473 − Vc − Vp = − 9768003.576 − 199646.9315 = −9102812N φ 0, Khoảng cách bước đai: φ = 10 f vy = 420MPa Chọn cốt thép đai ; , bố trí nhánh ⇒ A v = × 78,5 = 157mm s= A vf vyd v cot gθ Vs = 157 × 420 × 921.6 × cot g22o = −16.52mm −9102812 Kiểm tra bước đai theo cấu tạo: Vu ' fc b vd v = 778355.0473 = 0.0375 < 0.125 45 × 500 × 921.6  A vf vy 157 × 420 = = 236.86mm  ⇒ s ≤ Min  0,083 f c' b v 0.083 × 45 × 500  Min ( 0,8d v ;600mm ) = 600mm Chọn s = 200mm =>> Kiểm tra cốt thép dọc: VT = A ps f ps = 4442.3 × 1654.22 = 7348541.5N = 7348.541× 103 N Vs = A v f vy d v cot gθ s = 157 × 420 × 921.6 × cot g22o = 752.059 × 103 N 150 SVTH: NGUYỄN PHI TỒN Trang:115 MSSV:1551090247 ĐỒ ÁN MƠN HỌC CẦU BTCT GVHD: TS MAI LỰU  M u 0,5N u  Vu + + − 0,5Vs − Vp ÷cot gθ φf d v φα  φv   778355.0473  = +0+ − 0.5 × 752059 − 199646.9315 ữì cot g22o ì 921.6 0.9  = 715702N VP = Vậy VP = 715702N < VT = 7348.541× 103 =>Thoả điều kiện lực kéo thép dọc SVTH: NGUYỄN PHI TOÀN Trang:116 MSSV:1551090247 ... congxol lo i dầm Trong phần lo i dầm xây dựng từ sơ đồ dầm liên tục, tính tốn dầm giản đơn Do tính tốn dầm giản đơn xong ph i nhân v i hệ số kể đến liên tục mặt cầu 3.1.2 Cấu tạo mặt cầu Lớp bê tông. .. trọng xe thiết kế Hoạt t i xe: x HL93 1.6 Hệ số i u chỉnh t i trọng Hệ số i u chỉnh t i trọng dùng cho trạng th i gi i hạn cường độ trạng th i gi i hạn đặc biệt Hệ số dẻo: Đ i v i phận liên kết... Hoạt t i S = 2000(mm) < 4600(mm) nên hoạt t i thiết kế cho mặt cầu xét cho xe trục 3.3.2 Tổ hợp t i trọng tính tốn n i lực dầm: Sơ đồ tính n i lực tĩnh t i gây dầm N i lực tĩnh t i: Giá trị moment