Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 45 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
45
Dung lượng
1,4 MB
Nội dung
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Chương 1: THIẾT KẾ SƠ BỘ Số liệu thiết kế Quy trình thiết kế: 22TCN 272_05 1.1.1 Phương dọc cầu: Dạng kết cấu nhịp: hệ dầm giản đơn tiết diện chữ I DUL căng sau 1.1 Chiều dài toàn dầm: Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối: Chiều dài nhịp tính tốn: 1.1.2 Phương ngang cầu: - L = 33 m a = 0.5 m Ltt= 32 m Mặt xe chạy: B1 = 8.00 m Lề người đi: B2 = 0.00 m Gờ chắn xe: B3 = 0.50 m Tổng bề rộng cầu: B = + 2x0.5 = m 1.1.3 Tải trọng thiết kế: Hoạt tải HL93 1.2 Vật liệu Các loại thép dùng thi công lề hành, lan can, mặt cầu, dầm ngang, dầm quy định theo ASTM A615M - - - Lan can: ( Phần thép ) + Thép M270 cấp 250 : Lan can: ( Phần BT ) + Bê tông: + Thép G40 (300): Bản mặt cầu: + Bê tông: + Ứng suất kích: 1.3 Thiết kế mặt cắt ngang cầu 1.3.1 Chọn số lượng dầm n, khoảng cách dầm S, chiều dài cánh hẫng Lc Bề rộng toàn cầu: B = + 2x0.5 = m Khoảng cách dầm chủ: S = 1.8 m Ta có: Vậy ta chọn số lượng dầm dầm, khoảng cách dầm 1800 mm, chiều dài hẫng 900 mm 1.3.2 Thiết kế độ dốc ngang cầu: Độ dốc ngang thiết kế: 2% Tạo độ dốc ngang cách thay đổi chiều cao đá kê gối: dùng đá kê gối có chiều cao tăng dần sau : ( chiều cao tối thiểu 150 mm ) Gối 1: 200 mm Gối 2: 200 + S x 2% = 236 mm Gối 3: 200 + S x 2% = 272 mm fy = 250 Mpa Các gối lại đối xứng qua tim cầu f`c = 30 Mpa fy = 300 Mpa 1.3.3 Thiết kế thoát nước mặt cầu: f`c = 30 Mpa fpj = 0.74 fpu = 1374 Mpa Đường kính ống: D ≥ 100mm Diện tích ống nước tính sở 1m mặt cầu tương ứng với cm2 ống nước Khoảng cách ống tối đa 15 m, chiều dài ống vượt qua đáy dầm 100mm Diện tích mặt cầu S = L x B = 33 x = 297 m cần bố trí 297 cm2 ống nước Chọn ống có D = 100 mm => Aống = 7850 mm2 = 78.5 cm2 - - + Thép G60 (420): fy = 420 Mpa Dầm ngang: + Bê tông: f`c = 30 Mpa + Thép chủ G60 (420): + Thép dọc dầm ngang, thép đai G40 (280): fy = 420 Mpa fy = 280 Mpa Dầm chủ: + Bê tông: f`c = 45 Mpa Vậy số ống thoát nước cần thiết là: Vậy chọn ống bố trí đối xứng bên ống Mỗi bên hai ống cách 9.9 m 1.3.4 Xác định kích thước dầm chủ Chiều cao dầm chủ lựa chọn sơ theo công thức kinh nghiệm: với L chiều dài nhịp Ở L = 33 m, nên chọn H = (1.83 – 1.5)m = 1.65 m Kích thước chi tiết dầm chủ chọn theo hình vẽ bên + - Thép dọc dầm chủ, thép đai G40 (280): fy = 280 Mpa Tỉ trọng bê tông: Trọng lượng riêng thép: Loại cốt thép DUL tao thép có độ chùng thấp + Đường kính tao: dps = 12.7 mm + Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: fpu = 1860 Mpa + Cường độ chảy: fpy = 0.9fpu = 1670 Mpa SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ 500 4000 1300 500 Mặt cắt đầu dầm Mặt cắt đầu dầm 4000 2% 2% Mặt cắt dầm Hình 1.1 Kích thước sơ dầm chủ 1.3.4 Các định hệ dầm ngang, chiều dày mặt cầu Dầm ngang: lớp phủ Xác định chiều cao dầm ngang: Chọn Hng = 1.4 m Khoảng cách dầm ngang: Vậy số lượng dầm ngang theo phương dọc cầu dầm Bản mặt cầu chọn theo điều kiện kinh nghiệm sau: Lớp phủ: Chọn lớp phủ gồm lớp: Lớp bê tông Asphal dày 70mm Lớp Phòng nước dày 5mm SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 900 Mặt cắt dầm Bản mặt cầu: 1800 1800 1800 9000 Chương 2: THIẾT KẾ LAN CAN 2.1 Tính tốn lan can Lan can bố trí hình .2.1 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Tải tập trung: 2.1.2.2 Nội lực tác dụng theo phương x Tải phân bố: Tải tập trung: 2.1.2.3 Tổ hợp nội lực tác dụng lên lan can Trong đó: - : Hệ số điều chỉnh tải trọng Với: + : hệ số dẻo cho thiết kế thông thường theo yêu cầu + : hệ số quan trọng + : hệ số dư thừa ( mức thông thường ) - : Hệ số tải trọng cho tĩnh tải : Hệ số tải trọng cho hoạt tải Hình 2.1 Bố trí lan can cầu Chọn lan can thép ống: Đường kính ngồi D = 60 mm Đường kính d = 50 mm Khoảng cách cột lan can 2000 mm Khối lượng riêng thép làm lan can là: Thép M270 cấp 250 : 2.1.1 Tải trọng tác dụng lên lan can: Tính tải : trọng lượng thân lan can Do lan can làm việc theo sơ đồ dầm liên tục, để đơn giản ta đưa từ sơ đồ dầm giản đơn sơ đồ dầm liên tục công thức gần đúng: Momen lớn nhịp: Momen âm lớn gối: Hoạt tải: Tải tập trung: P = 890 N Tải phân bố: w = 0.37 N/mm 2.1.2 Nội lực tác dụng lên lan can: Nội lực tác dụng theo phương y Momen tĩnh tải mặt cắt nhịp: 2.1.2 Kiểm tra khả chịu lực lan can Lan lan can kiểm tra theo điều kiện: Momen hoạt tải mặt cắt nhịp: Tải phân bố: Trong đó: - SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 : hệ số sức kháng ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ : momen lớn tĩnh tải hoạt tải : sức kháng tiết diện Với S momen kháng uốn tiết diện - Kiểm tra điều kiện: Vậy lan can đủ điều kiện chịu lực Tính tốn cột lan can: 2.2 Để đơn giản tính tốn cột lan can, ta xét đến khả chịu lực xô ngang vào cột kiểm tra yêu cầu cấu tạo, bỏ qua trọng lượng thân Sơ đồ tính sau: Kiểm tra điều kiện: Vậy cột thỏa mãn điều kiện chịu lực 2.2.3 Kiểm tra tỉ lệ cấu tạo chung Theo 6.10.2.1 22TCN272-05 cấu kiện chữ I phải thỏa mãn yêu cầu cấu tạo sau: Trong đó: 2.2.1 Lực tác dụng lên cột lan can: Lực phân bố w = 0.37 N/mm hai bên cột truyền vào cột lan can lực tập trung : Lực tập trung : P = 890 N - : momen quán tính mặt cắt thép trục thẳng đứng mặt phẳng bụng, tính sau: - : momen quán tính cánh chịu nén mặt phẳng thép quanh trục đứng mặt phẳng bụng, tính sau Ta có: Vậy lực tập trung tác dụng vào cột là: P``= P + P` = 740 + 890 = 1630 N Momen tác dụng vị trí chân cột là: 2.2.2 Kiểm tra khả chịu lực cột lan can: Cột đảm bảo khả chịu lực thỏa mãn điều kiện: Vậy thỏa yêu cầu cấu tạo chung 2.3 2.3.1 Tính tốn bu lơng neo Chọn số liệu thiết kế: Đường kính bu lơng: Số lượng bu lơng: bu lông Cường độ chịu kéo nhỏ nhất: Fub = 420 MPa Bề dày đế: 10 mm Trong đó: - : hệ số sức kháng : sức kháng tiết diện với S tính sau: SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ 2.3.2 Chiều dài tác dụng lực Lt LL = 1070 mm Điểm đặt lực He(min) : 810 mm Chiều cao tường lan can nhỏ nhất: 810 mm Sử dụng thép chịu lực thép có As = 153.9 mm2 Bố trí thép hình vẽ Kiểm tra sức kháng cắt Sức kháng cắt bu lơng tinh vị trí có ren theo 6.13.2.7 – 22TCN 272-05 là: Với Ns số lượng mặt cắt tính tốn Ns = Lực cắt mà bu lông phải chịu là: Vậy Rn > Vi nên bu lông đảm bảo điều kiện chịu cắt 2.3.3 Kiểm tra sức kháng kéo Sức kháng kéo danh định Bu lơng tính theo 6.13.2.10.2 22TCN 211-06 sau: Lực kéo lớn gây cho bu lơng tính sau: 2.4.2 Xác định tổng sức kháng hệ lan can Do chiều dày tường lan can thay đổi nên chia lan can thành đoạn có kích thước hình vẽ: Trong đó: - 2.4.2.1 li : khoảng cách hàng bu lông lmax = 90 mm khoảng cách xa hàng bu lông m = số buloong hàng Tính sức kháng tường trục thằng đứng Trong việc xác định momen kháng uốn tường, phần cốt thép nén bỏ qua nên toán xác định sức kháng momen tới hạn dầm bê tông cốt thép tiết diện chữ nhật bố trí cốt đơn hình vẽ Đoạn I: thép bố trí đối xứng nên sức kháng momen âm momen dương nhau: Vậy Nmax < Tn nên bu lông đảm bảo điều kiện chịu cắt Bề rộng đoạn I: b = 310 mm 2.4 Tính toán tường lan can 2.4.1 Xác định lực va ngang xe Cốt thép gồm chịu kéo có đường kính 14 mm, Chọn cấp lan can thiết kế theo 13.7.2 22TCN 211-06, chọn cấp L3 ta được: ds = 250 – 50 = 200 mm Ft ngang : 240 (kN) FL dọc : 80 (kN) Fv thẳng đứng: 80 (kN) SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Hệ số sức kháng: Tất đoạn tính với chiều rộng đơn vị: b = mm Đoạn I: Chọn để tính tốn Cốt thép chọn Đoạn II: Cốt thép gồm chịu kéo có đường kính 14 mm, Bề rộng đoạn II: b = 350 mm Hệ số sức kháng: Chọn để tính tốn Hệ số sức kháng: Đoạn II: Cốt thép chọn Chọn để tính tốn Đoạn III: thép bố trí đối xứng nên sức kháng momen âm momen dương nhau: Bề rộng đoạn III: b = 225 mm Hệ số sức kháng: Cốt thép gồm chịu kéo có đường kính 12 mm, ds = 500-50 = 450 mm Chọn để tính tốn Đoạn III: Hệ số sức kháng: Cốt thép chọn Chọn để tính tốn Vậy sức kháng tổng cộng tường trục thẳng đứng là: 2.4.2.2 Tính sức kháng tường trục nằm ngang Cốt thép chịu lực thép có đường kính mm ứng với diện tích 113.1 mm bố trí khoảng cách 150 mm Khi đó, diện tích thép chịu lực đơn vị chiều dài là: SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 Hệ số sức kháng: Chọn để tính tốn Trị số trung bình sức kháng momen trục ngang là: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Tính chiều dài tường xuất cấu chảy Chiều dài tường xuất cấu chảy xác định theo công thức: Đối với va xô phần đoạn tường: 2.4.2.3 Chương 3: TÍNH TỐN BẢN MẶT CẦU 3.1 Đối với va xô đầu tường vị trí mối nối Tổng sức kháng danh định tường lan can chịu tải trọng ngang tính theo cơng thức Đối với va xơ phần đoạn tường: Số liệu thiết kế Vật liệu: + Bê tông: + Thép G60 (420): Khoảng cách dầm chủ : Chiều dài công xôn : Chiều dày mặt cầu : Chiều dày lớp phòng nước là: Chiều dày lớp bê tông nhựa là: f`c = 30 Mpa fy = 420 Mpa 1800 mm 900 mm 200 mm mm 70 mm Đối với va xô đầu tường vị trí mối nối Kiểm tốn: Trường hợp Va xô phần đoạn tường Va xô đầu tường vị trí mối nối Lực thiết kế 240 240 Sức kháng 534.1 277.8 Kiểm toán OK OK 500 900 1800 3.2 Xác định nội lực hẫng 3.2.1 Xác định chiều dài nhịp tính tốn Đối với nhịp hẫng chiều dài nhịp tính tốn chiều dài cánh hẫng tính từ đầu ngồi BMC đến tim dầm biên Ở Lc = 900 mm 3.2.2 Tải trọng tác dụng Trọng lượng lan can gờ chắn : Trọng tâm lan can không nằm mép BMC để đơn giản tăng độ an toàn ta xét trọng tâm nằm mép BMC Chọn 0.5 trọng lượng phần lan can thép Trọng lượng lớp phủ phân bố môt mét chiều dài ( bỏ qua trọng lượng lớp phòng nước, xét bề dày lớp phủ bê tông nhựa 75 mm ): Trọng lượng thân BMC: SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Áp lực bánh xe trục tác dụng lên BMC: Bề rộng bánh xe trục : Trọng tâm vệt bánh xe: X = b`1 / = 431 /2 = 215.5 mm Bề rộng bánh xe trục theo phương dọc cầu: Hệ số xung kích: IM = 33 % Hệ số tải trọng: Loại tải trọng DC DW LL + IM Áp lực lên mét dài BMC : THGH cường độ Max Min 1.25 0.9 1.5 0.65 1.75 1.35 TTGH SD 1 3.2.3.2 Trạng thái giới hạn cường độ I Công thức: 145/2 3.2.3.3 Trạng thái giới hạn sử dụng Công thức: DC3 PLL DW DC2 3.3 Xác định nội lực 3.3.1 Xác định chiều dài nhịp tính tốn Đối với đúc liền khối kê lên nhiều dầm dọc nhịp tính toán khoảng cách hai tim dầm đỡ Với khoảng cách hai tim dầm đỡ 1800 mm Khi có tỉ số cạnh dài cạnh ngắn lớn 1.5 xem làm việc theo phương kê lên hai cạnh ngắn Nếu ngược lại làm việc theo kê cạnh Ta có: Cạnh dài ( khoảng cách tim hai dầm ngang ) S1 = 6400 mm Cạnh ngắn ( khoảng cách tim hai dầm chủ ) S2 = 1800 mm Do S1 / S2 = 6400 / 1800 = 3.5 > 1.5 nên làm việc theo phương kê lên hai dầm chủ + + 3.2.3 Xác định momen trạng thái kiểm toán 3.2.3.1 Các hệ số tính tốn Hệ số điều chỉnh tải trọng: trường hợp sử dụng giá trị cực đại Trong đó: : cho kết cấu thông thường theo Tiêu chuẩn lấy cho hẫng : hệ số tầm quan trọng cơng trình Vậy: ( TTGH cường độ ) , TTGH sử dụng lấy Hệ số xe : m = 1.2 cho trường hợp xe chất tải, m = cho trường hợp chất tải + + + SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 3.3.2 Xác định nội lực tĩnh tải 3.3.2.1 Tải trọng tĩnh tải Trọng lượng lớp phủ phân bố môt mét chiều dài ( bỏ qua trọng lượng lớp phòng nước, xét bề dày lớp phủ bê tông nhựa 75 mm ): Trọng lượng thân BMC: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ 3.3.2.2 Nội lực tĩnh tải Trạng thái giới hạn cường độ I: Trạng thái giới hạn sử dụng: 3.3.3 Xác định nội lực hoạt tải 3.3.3.1 Trường hợp bánh xe chất lên Bề rộng bánh xe ba trục: Áp lực bánh xe lên mặt cầu: Nội lực hoạt tải gây TTGH cường độ I Nội lực hoạt tải gây TTGH sử dụng Bề rộng bánh xe ba trục: Áp lực bánh xe lên mặt cầu: Nội lực hoạt tải gây TTGH cường độ I Nội lực hoạt tải gây lấy giá trị max trường hợp trên: 3.3.4 Xét tính liên tục mặt cầu Nội lực hoạt tải gây TTGH sử dụng Do mặt cầu làm việc theo sơ đồ dầm liên tục kê lên gối dầm chủ mà bên lại tính toán theo sơ đồ dầm đơn giản nên cần nhân thêm hệ số để đưa từ dầm liên tục dầm đơn giản để tăng độ xác 3.3.4.1 Xác định bề rộng dải tương đương Xác định theo bảng 4.6.2.1.3 bê tông đúc chỗ: 3.3.3.2 Trường hợp bánh xe chất lên Trường hợp xét hai xe nên hệ số m =1 SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 Đối với momen âm: Đối với memen dương: 3.3.4.2 Xác định momen gối ( Momen âm ) Trạng thái giới hạn cường độ I: ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Trạng thái giới hạn sử dụng: Chiều cao vung bê tông chịu nén: 3.3.4.3 Xác định momen nhịp ( Momen dương ) Trạng thái giới hạn cường độ I: Kiểm tra lại điều kiện cốt thép tối đa : Khi diện tích cốt thép tính theo cơng thức: Trạng thái giới hạn sử dụng: Chọn để bố trí, Bảng tổng hợp nội lực mặt cầu 3.4 TTGH cường độ I (kN.m) TTGH sử dụng (kN.m) 32.31 22.24 23.11 -32.1 14.24 -19.72 Bản hẫng Bản Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu Momen dương Momen âm Thiết kế cốt thép cho mặt cầu 3.5 Thiết kế cốt thép cho giá trị nội lực lớn tính bảng trên, trường hợp này, tính tốn momen dương theo trong, momen dương theo hẫng Theo TTGH cường độ I 3.5.1 Thiết kế cốt thép cho chịu momen dương 3.5.1.1 Số liệu thiết kế Thiết kế thép cho 1000mm chiều dài mặt cầu 3.5.1.2 Nội lực thiết kế : Chiều rộng tiết diện tính tốn: Chiều cao tiết diện tính tốn: Cường độ cốt thép: Cấp bê tơng: b = 1000 mm h = 200 mm Thiết kế cốt thép Khoảng cách từ mép tiết diện đến trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo : Áp dụng theo 5.7.3.3.2 22TCN 272-05 cấu kiện bê tông khơng có thép dự ứng lực lượng cốt thép tối thiểu quy định coi thỏa mãn thỏa phương trình: Trong đó: tỷ lệ thép chịu kéo diện tích ngun Phương trình trở thành: Vậy chọn để bố trí, mét dài BMC có 3.5.2 Thiết kế cốt thép cho chịu momen âm 3.5.2.1 Số liệu thiết kế Thiết kế thép cho 1000mm chiều dài mặt cầu Nội lực thiết kế : Chiều rộng tiết diện tính tốn: Chiều cao tiết diện tính tốn: Cường độ cốt thép: Cấp bê tơng: b = 1000 mm h = 200 mm Thiết kế cốt thép Chiều cao làm việc tiết diện: 3.5.2.2 Chiều cao vùng bê tông chịu nén: Khoảng cách từ mép tiết diện đến trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo : Chiều cao làm việc tiết diện: Xác định hệ số theo điều 5.7.2.2 22TCN 272-05, hế số lấy 0.85 với bê tơng có cường độ khơng lớn 28 Mpa Với bê tơng có cường độ lớn 28 Mpa, hệ số giảm thi tỉ lệ 0.05 cho Mpa vượt 28 Mpa không lấy nhỏ trị số 0.65 Ở nên xác định theo công thức: SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 Chiều cao vùng bê tông chịu nén: Xác định hệ số theo điều 5.7.2.2 22TCN 272-05, hế số lấy 0.85 với bê tơng có cường độ khơng lớn 28 Mpa Với bê tơng có cường độ lớn 28 Mpa, hệ số giảm thi tỉ lệ 0.05 cho Mpa vượt 28 Mpa không lấy nhỏ trị số 0.65 10 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Ứng suất trước mát: Đơn vị: % Giá trị Gối 0.12 8.76 2.86 2.44 10.02 1.91 26.1 L/8 3.85 8.76 2.86 2.44 10.02 1.91 29.83 Mặt cắt L/4 6.87 8.76 2.86 2.44 10.02 1.91 32.86 3L/8 9.81 8.76 2.86 2.44 10.02 1.91 35.8 L/2 12.92 8.76 2.86 2.44 10.02 1.91 38.9 CHƯƠNG 8: KIỂM TOÁN DẦM CHỦ Xét thấy nội lực dầm biên lớn so với dầm trong, ta sử dụng thông số nội lực dầm biên để kiểm toán 8.1 Kiếm toán dầm chủ TTGH sử dụng 8.1.1 Kiểm tra ứng suất lúc căng kích 8.1.1.1 Kiểm tra mặt cắt L/2 8.1.1.1.1 Điều kiện kiểm tra Ứng suất dầm xem đảm bảo thỏa mãn điều kiện sau: Đối với ứng suất kéo: Đối với ứng suất nén: 8.1.1.1.2 Kiểm tra ứng suất thớ dầm Ứng suất thớ dầm tính theo cơng thức: Trong đó: tổng lực kéo cáp DUL trước truyền ứng suất vào dầm diện tích mặt cắt ngang dầm vị trí nhịp momen trọng lượng thân BMC nhịp momen kháng uốn thớ dầm giai đoạn II khoảng cách từ trọng tâm bó cáp tới TTH II Thế số vào ta được: Ứng suất có dấu âm kiểm tra theo điều kiện ứng suất nén: 8.1.1.1.3 Kiểm tra ứng suất thớ dầm Ứng suất thớ dầm tính theo cơng thức: Trong đó: SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 momen kháng uốn thớ dầm giai đoạn I 31 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Các thơng số cịn lại tương tự tính tốn thớ trên: Thế số vào ta được: Thế số vào ta được: Ứng suất có dấu âm kiểm tra theo điều kiện ứng suất nén: Ứng suất có dấu âm kiểm tra theo điều kiện ứng suất nén: 8.1.1.2 Kiểm tra mặt cắt lại Mặt cắt Kiểm tra Kiểm tra GỐI 6660.34 1074750 3.167E+8 3.039E+8 44 -5.27 OK -7.16 OK L/8 6609.77 L/4 6568.74 3L/8 6528.86 940.45 2.601E+8 2.594E+8 297 -6.87 OK -14.74 OK 1612.2 2.60E+8 2.60E+8 491 -4.53 OK -16.93 OK 2015.26 2.603E+8 2.603E+8 608 -3.16 OK -18.17 OK 8.1.2 Kiểm tra ứng suất nén lúc sử dụng 8.1.2.1 Kiểm tra mặt cắt L/2 8.1.2.1.1 Do tác động ứng suất DUL tải trọng thường xuyên Điều kiện kiểm tra: Đối với ứng suất kéo: Đối với ứng suất nén: Kiểm tra ứng suất thớ mặt cầu Ứng suất thớ dầm tính theo cơng thức: Trong đó: momen tĩnh tải giai đoạn II gây nhịp momen kháng uốn thớ dầm giai đoạn III ( giai đoạn liên hợp ) Ứng suất có dấu âm kiểm tra theo điều kiện ứng suất nén: 8.1.2.1.2 Do hoạt tải ½ tổng DUL hữu hiệu tải trọng thường xuyên Điều kiện kiểm tra: Đối với ứng suất kéo: Đối với ứng suất nén: Kiểm tra ứng suất thớ dầm Ứng suất thớ dầm tính theo cơng thức: Kiểm tra ứng suất thớ dầm Ứng suất thớ dầm tính theo cơng thức: Trong đó: tổng lực kéo cáp DUL sau mát ứng suất diện tích mặt cắt ngang dầm vị trí nhịp momen tĩnh tải giai đoạn I gây nhịp momen tĩnh tải giai đoạn II gây nhịp momen kháng uốn thớ dầm giai đoạn II momen kháng uốn thớ dầm giai đoạn III ( giai đoạn liên hợp ) khoảng cách từ trọng tâm bó cáp tới TTH II SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 Trong đó: momen hoạt tải gây nhịp momen kháng uốn thớ dầm giai đoạn III ( giai đoạn liên hợp ) Ứng suất có dấu âm kiểm tra theo điều kiện ứng suất nén: Kiểm tra ứng suất thớ mặt cầu Ứng suất thớ dầm tính theo công thức: 32 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Trong đó: Kiểm tra momen tĩnh tải giai đoạn II gây nhịp momen kháng uốn thớ dầm giai đoạn III ( giai đoạn liên hợp ) Kiểm tra OK OK OK -1.15 OK OK -2.59 OK OK -3.24 OK 8.1.2.2.2 Do hoạt tải 1/2 tổng DUL hữu hiệu tải trọng thường xuyên Ứng suất có dấu âm kiểm tra theo điều kiện ứng suất nén: Các giá trị 8.1.2.1.3 Do tổng DUL hữu hiệu, tải thường xuyên hoạt tải Điều kiện kiểm tra: Đối với ứng suất kéo: Kiểm tra Đối với ứng suất nén: Kiểm tra GỐI -5.40 0 7.286E+8 5.50E+8 -2.70 OK OK L/8 -10.44 -1.15 1003.8 7.287E+8 5.296E+8 -6.59 OK -2.65 OK L/4 -10.91 -2.59 1698 7.298E+8 5.034E+8 -7.78 OK -4.49 OK 3L/8 -11.22 -3.24 2094.4 7.289E+8 5.301E+8 -8.48 OK -5.57 OK 8.1.2.2.3 Do hoạt tải tổng DUL hữu hiệu tải trọng thường xuyên Kiểm tra ứng suất thớ dầm Các giá trị Ứng suất thớ dầm tính theo cơng thức: Ứng suất có dấu âm kiểm tra theo điều kiện ứng suất nén: Kiểm tra Kiểm tra ứng suất thớ mặt cầu Kiểm tra GỐI -5.40 0 7.286E+8 5.50E+8 -5.40 OK OK L/8 -10.44 -1.15 1003.8 7.287E+8 5.296E+8 -11.82 OK -3.41 OK L/4 -10.91 -2.59 1698 7.298E+8 5.034E+8 -13.23 OK -5.79 OK 3L/8 -11.22 -3.24 2094.4 7.289E+8 5.301E+8 -14.09 OK -7.19 OK Ứng suất thớ mặt cầu tính theo cơng thức: 8.1.3 Kiểm tra ứng suất kéo lúc sử dụng 8.1.3.1 Kiểm tra mặt cắt L/2 Điều kiện kiểm tra: Ứng suất có dấu âm kiểm tra theo điều kiện ứng suất nén: Đối với ứng suất kéo: 8.1.2.2 Kiểm tra mặt cắt lại 8.1.2.2.1 Do tác động ứng suất DUL tải trọng thường xuyên Các giá trị GỐI 6426.702 1074750 0 3.105E+8 7.286E+8 28 -5.40 SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 L/8 6376.129 612115 1613.36 802.48 2.60E+8 7.287E+8 297 -10.44 L/4 6335.107 612115 2765.76 1375.68 2.60E+8 7.298E+8 491 -10.91 3L/8 6295.224 612115 3457.2 1719.6 2.603E+8 7.289E+8 608 -11.22 Đối với ứng suất nén: Ứng suất thớ dầm tính theo cơng thức: Trong đó: tổng lực kéo cáp DUL sau mát ứng suất Tính sau: diện tích mặt cắt ngang dầm vị trí nhịp 33 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ momen tĩnh tải giai đoạn I gây nhịp momen tĩnh tải giai đoạn II gây nhịp momen kháng uốn thớ dầm giai đoạn II momen kháng uốn thớ dầm giai đoạn III ( giai đoạn liên hợp ) khoảng cách từ trọng tâm bó cáp tới TTH II 8.1.4.2 Độ võng độ vồng có tĩnh tải giai đoạn II Độ võng BMC, dầm ngang ván kê BT: Tính tải BMC, dầm ngang ván kê là: Độ võng tính theo cơng thức: Thế số vào ta được: Độ võng tĩnh tải giai đoạn II: Tính tải giai đoạn II là: Độ võng tính theo cơng thức: Ứng suất có dấu dương kiểm tra theo điều kiện ứng suất kéo: 8.1.3.2 Kiểm tra mặt cắt cịn lại Các giá trị Kiểm tra 8.1.4 GỚI 6426.702 1074750 0 3.098E+8 4.340E+8 28 -6.56 OK L/8 6376.129 612115 1613.36 802.48 1003.8 2.596E+8 3.467E+8 297 -6.29 OK Tính tốn độ võng, độ vồng dầm L/4 6335.107 612115 2765.76 1375.68 1698 2.60E+8 3.473E+8 491 -2.82 OK 3L/8 6295.224 612115 3457.2 1719.6 2094.4 2.603E+8 3.478E+8 608 -0.74 OK Độ vồng khải thác: 8.1.4.3 Độ võng hoạt tải Độ võng có hoạt tải sử dụng phải thỏa mãn điều kiện sau: Trong đó: độ võng hoạt tải phải lấy giá trị lớn giữa: Độ võng xe tải thiết kế Độ võng 25% xe tải thiết kế tải Tính tốn độ võng xe tải thiết kế: Hệ số phân bố độ võng lấy số chia số dầm tất chất tải tất dầm đỡ giả thiết võng nhau: Qui ước: Võng xuống mang dấu dương Vồng lên mang dấu âm 8.1.4.1 Độ võng độ vồng lúc chê tạo Độ võng tĩnh tải dầm chủ: Độ võng tính tốn phương pháp nhân biểu đồ Vêrêsaghin sau: 145 kN 145 kN 35 kN 4300 4300 Tính tải dầm chủ là: Độ võng tính theo cơng thức: 1.72x109 2.07x10 2.22x109 Độ vồng DUL: 3.9x103 6.96x10 Độ vồng dầm thời điểm căng kích xong 8x103 3.9x103 7.05x10 Độ võng dầm tính theo cơng thức: SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 34 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC - Tính tốn độ võng 25% xe tải thiết kế tải làn: Do 25% xe tải thiết kế: - Do tải làn: GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ hệ số quy đổi hình khối ứng suất theo điều 5.7.2.2, ta có: bề rộng cánh chịu nén qui đổi từ BMC dầm bề rộng bụng tiết diện bề dày cánh chịu nén ứng suất trung bình cốt thép DUL sức kháng uốn danh định tính theo cơng thức Trong đó: - hệ số xác định theo cơng thức: - khoảng cách từ TTH đến mặt chịu nén Được xác định theo 5.7.3.1.1-3 sau: Vậy: Ta có: nên tiết diện tính theo hình chữ T 8.2 Kiểm toán dầm chủ TTGH cường độ 8.2.2 Kiểm tra sức kháng uốn 8.2.2.1 Kiểm tra mặt cắt L/2 Thế số vào ta được: Mặt cắt xem thỏa điều kiện chịu uốn khi: chiều cao vùng nén BT Thế số vào công thức ta sức kháng uốn danh định mặt cắt: Trong đó: momen tải trọng gây TTGH cường độ I sức kháng uốn tính toán xác định theo 5.7.3.2.1 Với: 8.2.2.2 Kiểm tra mặt cắt lại: - hệ số sức kháng quy định điều 5.5.4.2 - sức kháng uốn danh định mặt cắt Theo 5.7.3.2.2 sức kháng uốn danh định mặt cắt chữ T hay chữ I định sau: Ở bỏ qua thép thường chịu lực nên công thức viết lại thành: Trong đó: Vậy: diện tích thép DUL khoảng cách từ thớ chịu nén đến trọng tâm cốt thép DUL SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 Các giá trị GỐI 4935 1052 0.73 1476 650 200 0.28 221.74 161.87 1750 8298 L/8 4935 1321 0.73 1476 200 200 0.28 272.68 199.06 1752 10558 L/4 4935 1516 0.73 1476 200 200 0.28 282.05 205.9 1763 12315 3L/8 4935 1633 0.73 1476 200 200 0.28 286.84 209.39 1769 13376 35 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC Kiểm tra GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ 7883 OK 10030 4542.7 OK 11699 7749.6 OK 12707 9640.3 OK 8.2.3 Kiểm tra hàm lượng thép thường thép DUL 8.2.3.1 Kiểm tra hàm lượng thép tối đa Theo 5.7.3.3.1 hàm lượng cốt thép DUL không DUL tối đa phải giới hạn cho: Ở ta bỏ qua thép thường chịu lực nên GỐI 221.74 1052 0.21 OK L/8 272.68 1321 0.21 OK L/4 282.05 1516 0.19 OK 3L/8 286.84 1633 0.18 OK L/2 288.3 1672 0.17 OK 8.2.3.2 Kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu Theo 7.3.3 TCVN 11823-5-2017 lượng cốt thép DUL cốt thép thường chịu kéo phải đủ để phát triển sức kháng tính tốn Mr, hai giá trị sau đây: 22.31 2.60E+08 3.47E+08 4141.44 9392.16 10306.968 9382.16 11699 OK 24.99 2.60E+08 3.48E+08 5176.8 10107 12821.6 10107 12707 OK 29.79 2.07E+08 3.48E+08 5521.92 9677.88 13617.87 96778 13036 OK Mặt cắt xem thỏa điều kiện chịu cắt khi: Trong đó: lực cắt tính tốn gây TTGH cường độ sức kháng cắt tính tốn mặt cắt hệ số sức kháng théo qui định điều 5.5.4.2 lấy với bê tông tỷ trọng thường sức kháng uốn danh định mặt cắt Sức kháng cắt danh định mặt cắt xác định theo điều 5.8.3.3 sau: Chọn cốt đai thiết kế: Chọn cốt đai đơn ( nhánh ) có đường kính Trong đó: momen tính tốn tổ hợp tải trọng cường độ I xác định theo công thức: 17.71 2.60E+08 3.47E+08 2415.84 8155.2 6041.791 6041.79 10030 OK 8.2.4 Kiểm tra sức kháng cắt 8.2.4.1 Kiểm tra mặt cắt L/2 Ta kiểm tra hàm lượng thép DUL tối đa mặt cắt sau: Các giá trị c de c/de Kiểm tra Kiểm tra 6.56 3.10E+08 4.34E+08 5619.48 0 7883 OK Xác định khoảng cách cốt đai Khoảng cách cốt đai xác định giá trị nhỏ hai điều kiện: Khoảng cách cốt đại theo yêu cầu cấu tao: Trong đó: Theo 5.8.2.7 cự ly cốt thép ngang không vượt trị số sau: - cường độ chịu kéo uốn bê tơng, tính theo cơng thức - ứng suất hữu hiệu bê tơng Tính theo cơng thức: - momen chống uốn thớ tiết diện liên hợp momen chống uốn thớ dầm momen không nhân hệ số tĩnh tải giai đoạn I tính tải giai đoạn II gây GỐI 4.23 SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 L/8 4.23 L/4 4.23 3L/8 4.23 Nếu thì: - Nếu thì: Trong đó: Ta có bảng kiểm tra mặt cắt sau: Các giá trị - L/2 4.23 bề rộng bụng hữu hiệu lấy bề rộng nhỏ bụng phạm vi d v chiều cao chịu cắt hữu hiệu lấy giá trị lớn giá trị sau: Ta có: nên: 36 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Khoảng cách cốt đai theo hàm lượng tối thiểu: Bỏ qua cốt thép thường chịu lực, giả thiết góc ta được: Cự ly lớn cốt đai theo hàm lượng tối thiểu lấy sau: Do giá trị nên không cần hiệu chỉnh Vậy chọn khoảng cách cốt đai 300 mm Với giá trị v / f`c = 1.19 / 45 = 0.026 tra hình 5.8.3.4.2-1 ta được: Xác định Vp: Vp xác định theo công thức: Vậy sô lên công thức ta được: Trong đó: ứng suất cáp sau trừ mát diện tích bó cáp góc hợp bưởi phương lực kéo cáp với trục dọc Ở nhịp nên bó cáp có Vậy sức kháng uốn danh định mặt cắt láy giá trị nhỏ hai giá trị sau: Kiểm tra: Thế số vào ta được: Xác định Vc, Vs 8.2.4.1 Kiểm tra mặt cắt lại Xác định khoảng cách cốt đai Các giá trị Theo 5.8.3.3-3 khả chịu cắt bê tông xác định theo công thức: Theo 5.8.3.3-4 khả chịu cắt thép đai xác định theo cơng thức: Chọn GỚI 650 1188 308 950 238 150 L/8 200 1221 154 977 387 300 L/4 200 1413 154 1130 387 300 3L/8 200 1528 154 1222 387 300 GỐI 1015.35 987 4.46 389.65 L/8 964.11 987 3.33 276.37 L/4 922.548 987 2.28 181.12 3L/8 882.14 987 1.52 115.48 GỐI 650 1188 150 90 L/8 200 1221 300 90 L/4 200 1413 300 90 3L/8 200 1528 300 90 Trong đó: bề rộng bụng hữu hiệu chiều cao chịu cắt hữu hiệu cự ly cốt đai góc nghiêng cốt thép đai trục dọc diện tích cốt thép đai hệ số khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo quy định 5.8.3.4 góc nghiêng ứng suất nén chéo xác định theo 5.8.3.4 Xác định sau: Xác định theo dẫn điều 5.8.3.4.2 • Xác định ứng suất cắt bê tơng: • Xác định ứng biến cốt thép phía chịu kéo uốn cấu kiện: SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 Xác định Vp Các giá trị Xác định Vc, Vs Các giá trị 37 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC 308 1.96 1710.7 -0.00643 0.02 -0.00013 0.04 5.6 27.3 1987.59 2407.7 4784.94 9076.9 4784.94 4306.45 GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ 154 5.03 4542.7 1355 -0.0022893 0.04 -0.00009 0.11 5.6 24.1 587.04 761.41 1624.82 3023.62 1624.82 1462.34 154 3.33 7749.6 1008.8 -0.000512704 0.04 -0.00002 0.07 5.2 26.9 600.15 818.2 1599.47 3360.37 1599.47 1439.52 154 2.05 9640.3 667.62 0.00013 0.05 4.9 27.3 639.11 833.75 1588.34 3553.48 1588.34 1429.51 1624.82 3023.62 1624.82 1462.34 1355 OK 1599.47 3360.37 1599.47 1439.52 1008.8 OK 1588.34 3553.48 1588.34 1429.51 667.62 OK Xác định Vn kiểm tra Kiểm tra 4784.94 9076.9 4784.94 4306.45 1710.7 OK THE END SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 38 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ MỤC LỤC SVTH: VŨ VẮN ĐỨC_16127045 ... ĐỨC_16127045 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ Áp lực bánh xe trục tác dụng lên BMC: Bề rộng bánh xe trục : Trọng tâm vệt bánh xe: X = b`1 / = 431 /2 = 215.5 mm Bề rộng bánh... VŨ VẮN ĐỨC_16127045 : hệ số sức kháng ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU BTCT DỰ ỨNG LỰC GVHD: Ts TRẦN VŨ TỰ : momen lớn tĩnh tải hoạt tải : sức kháng tiết diện Với S momen kháng uốn tiết diện - Kiểm tra điều... Trường hợp bánh xe chất lên Bề rộng bánh xe ba trục: Áp lực bánh xe lên mặt cầu: Nội lực hoạt tải gây TTGH cường độ I Nội lực hoạt tải gây TTGH sử dụng Bề rộng bánh xe ba trục: Áp lực bánh xe