thiết kế bản sườn, và bản đáy, của dầm cầu bãi cháy
Hình 2-51 Bố trí đường tim thép dự ứng lực phương ngang 1) Kiểm tra mặt cầu 1- øng st n giíi h¹n i) øng st nÐn (fck = 450 kgf/cm 2) Tại lúc chuyển lực cáp vào dầm Trạng thái DLWS Trạng thái SLWS : 0.6 f’ck : 0.4 f’ck : 0.6 f’ck 270 kgf/cm 180 kgf/cm2 270 kgf/cm2 ii) Cèt thÐp (SD 390 ) Tại lúc chuyển lực cáp vào dầm Trạng thái DLWS Trạng thái SLWS : 1800 kgf/cm : 1400 kgf/cm : 2300 kgf/cm 2- Dù øng lùc i) Khoảng cách 0.600 m ii) Bố trí (khoảng cách từ thớ cùng) Mặt cắt (1): 0.08 m Mặt cắt (2): 0.136 m Mặt cắt (3): 0.090 m Mặt cắt (4): 0.125 m 77 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com Hình 2-52 Mặt cắt kiểm tra iii) Dự ứng lực Mặt cắt Pt(tf/mặt cắt) Pt(tf/m) eP (m) MP (tfm) B¶ng 2-30 38.156 63.593 0.17 10.811 39.664 66.107 0.1147 7.5362 39.888 66.480 0.035 2.3268 39.888 66.480 0.1 6.648 39.888 66.480 0.1 6.648 39.888 66.480 0.035 2.3268 39.664 66.107 0.114 7.5362 38.156 63.593 0.17 10.811 3- Mô men uốn lùc däc trôc i) STT Mô men uốn (tfm) Mặt cắt (Do) (D1) P2T P2E LTMAX LTMIN LSTMAX LSTMIN ii) -8.861 -5.356 0.000 0.000 0.000 -3.877 0.000 -4.594 -3.256 -2.174 0.153 0.140 0.000 -4.740 0.000 -1.359 B¶ng 2-31 0.384 -0.095 -0.698 -0.637 2.119 0.000 0.437 0.000 -1.994 0.017 -1.717 -1.569 0.000 -3.695 0.000 0.695 -1.994 0.017 -1.717 -1.569 0.000 -3.695 0.000 0.695 0.384 -0.095 -0.698 -0.637 2.119 0.000 0.436 0.000 -3.256 -2.174 0.153 0.140 0.000 -4.740 0.000 -1.359 -8.861 -5.356 0.000 0.000 0.000 -3.877 0.000 -4.594 Lùc däc trôc 78 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com B¶ng 2-32 STT Mặt cắt (Do) (D1) P2T P2E LTMAX LTMIN LSTMAX LSTMIN Ghi chó, Do D1 P2T P2E LT LST 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.250 10.230 3.489 -0.051 -0.047 2.381 7.205 0.000 2.448 10.230 3.489 -0.051 -0.047 6.147 8.570 0.735 0.000 10.230 3.489 -0.051 -0.047 3.597 3.218 0.000 0.735 10.230 3.489 -0.051 -0.047 3.597 3.218 0.000 0.735 10.230 3.489 -0.051 -0.047 6.147 8.570 0.735 0.000 10.230 3.489 -0.051 -0.047 2.381 7.205 0.000 2.448 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.250 : Trọng lượng riêng : Tĩnh tải chất : Dự ứng lực thứ cấp lúc chuyển lực vào bê tông : Dự ứng lùc thø cÊp cã hiƯu : T¶i träng T : Hoạt tải hành tác dụng với tải trọng T 4- Tỉ hỵp øng st n (kgf/cm 2) Xem B¶ng 2-33 ë trang sau Ghi chó, PT : Trun dù øng lùc ∆PT : MÊt m¸t dù øng lùc ∆P2T : MÊt m¸t dù øng lùc thø cÊp DLWS : Trạng thái làm việc Tổng tĩnh tải SLWS(1) : Trạng thái làm việc tải trọng khai thác SLWS(2) : Trạng thái làm việc tải trọng khai thác với tải trọng hành 2-9-3-2 Thiết kế sườn đáy dầm (1) Khái quát Bản sườn đáy dầm phải thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép để thỏa mãn ứng suất uốn giới hạn sau 1) ứng suất nén bê tông DLWS : không lớn 180 kgf/cm SLWS : không lớn 210 kgf/cm Trong giai đoạn thi công: không lớn 180 kgf/cm 2) øng st kÐo cđa cèt thÐp DLWS : kh«ng lớn 1000 kgf/cm SLWS : không lớn 2300 kgf/cm Trong giai đoạn thi công: không lớn h¬n 1000 kgf/cm 79 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 21.3 12.9 0.0 -9.3 0.0 11.0 21.9 21.9 31.2 21.9 42.2 -21.3 -12.9 0.0 -9.3 0.0 -11.0 1.6 1.6 -7.7 1.6 -18.7 (Do) (D1) LTMAX LSTMIN MAX MIN DLWS SLWS(1) MAX SLWS(1) MIN SLWS(2) MAX SLWS(2) MIN 10 11 12 13 14 15 80 OK OK OK -29.4 0.0 1.1 15.7 4.3 15.7 15.7 -3.3 0.0 -11.4 0.0 -5.2 -7.8 0.0 -3.0 0.4 31.3 Co -29.4 0.0 0.0 0.0 DP2T 0.0 1.0 -2.9 ∆PT 0.0 T 0.0 0.500 Cu P2T Co -13.2 P Độ dày cấu kiện (m) Mặt cắt 38.7 TT Cu OK 0.0 22.9 8.3 19.7 8.3 8.3 3.3 0.0 11.4 0.0 5.2 7.8 0.0 0.5 -0.4 -4.9 0.500 OK 0.0 0.4 25.0 0.4 20.8 0.4 0.0 4.2 0.0 20.3 -0.9 3.7 0.6 -0.5 -6.7 4.3 Co Cu OK -29.4 0.0 46.9 22.4 46.9 26.6 46.9 0.0 -4.2 0.0 -20.3 0.9 -3.7 -0.6 -5.3 6.7 48.9 0.250 0.450 OK -29.4 0.0 10.9 19.8 8.8 19.8 19.8 2.1 0.0 -10.9 0.0 0.1 -5.9 -0.4 -3.3 -5.1 34.5 Co OK 0.0 15.8 6.9 17.9 6.9 6.9 -2.1 0.0 10.9 0.0 -0.1 5.9 0.4 0.5 5.1 -4.9 Cu Cu OK 29.4 0.0 10.9 19.8 8.8 19.8 19.8 2.1 0.0 10.9 0.0 0.1 -5.9 -0.4 -3.3 -5.1 34.5 OK 0.0 15.8 6.9 17.9 6.9 6.9 -2.1 0.0 10.9 0.0 -0.1 5.9 0.4 0.5 5.1 -4.9 0.450 Co OK 0.0 0.4 25.0 0.4 20.8 0.4 0.0 4.2 0.0 20.3 -0.9 3.7 0.6 -0.5 -6.7 4.3 Co 0.25 OK 29.6 0.0 46.9 22.4 46.9 26.6 46.9 0.0 -4.2 0.0 20.3 0.9 -3.7 -0.6 -5.3 6.7 48.9 Cu Cu OK 29.4 0.0 1.1 15.7 4.3 15.7 15.7 -3.3 0.0 11.4 0.0 -5.2 -7.8 0.0 -3.0 0.4 31.3 OK 0.0 22.9 8.3 19.7 8.3 8.3 3.3 0.0 11.4 0.0 5.2 7.8 0.0 0.5 -0.4 -4.9 0.50 Co Cu OK -29 0.0 -19 1.6 -7.7 1.6 1.6 -11 0.0 -9.3 0.0 -13 -21 0.0 -2.9 0.0 38.7 OK 0.0 42.2 21.9 31.2 21.9 21.9 11.0 0.0 9.3 0.0 12.9 21.3 0.0 1.0 0.0 -13 0.50 Co Bảng 2-33 Tổ hợp ứng suất uốn ( kgf/cm 2) Thiết kế sườn đáy dầm phải thực nh ững phần sau Phần A : vùng xung quanh tâm nhịp Phần B : phần neo cáp dây văng Phần C : vùng xung quanh trơ chÝnh (2) ThiÕt kÕ sên dÇm 1- Mô men uốn thiết kế khối lượng cốt thép yêu cầu Lực dọc trục mô men uốn thiết kế phải dự tính b ằng phân bố chúng vào sườn dầm, định dựa lực dọc trục mô men uốn phần tử (1) (2) nêu Hình 2-53 Đỉnh sườn dầm Trọng tâm mặt cắt ngang Đáy sườn dầm Hình 2-53 Mối quan hệ mặt cắt thiết kế phần từ phân tích phần tử hữu hạn FEM 1) Mô men uốn lớn phân tích FEM Bảng 2-34 (tf.m/m) Phần A Phần B PhÇn C (1) (2) (1) (2) (1) (2) D -4.724 -2.390 -4.046 -2.100 -0.2147 -2.319 L -2.414 -0.062 -0.271 -0.010 -0.095 -0.075 D+L -7.138 -2.452 -4.317 -2.110 -0.309 -2.244 81 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 2) Mô men uốn đỉnh đáy sườn dầm Bảng 2-35 (tf.m/m) Phần A Phần B Phần C Đỉnh §¸y §Ønh §¸y §Ønh §¸y D -5.374 -1.519 -4.588 -1.374 0.373 -3.105 L -3.069 0.816 -0.344 0.087 -0.142 0.138 D+L -8.444 -0.703 -4.932 -1.286 0.230 -2.966 3) M« men uèn trọng tâm mặt cắt ngang dầm chủ Bảng 2-36 PhÇn A PhÇn B PhÇn C D -5.277 -4.507 0.285 L -2.972 -0.333 -0.135 D+L -8.249 -4.840 0.150 4) Cốt thép yêu cầu cho trạng thái làm việc tải trọng khai thác SLWS Bảng 2-37 d = 30.5 cm cm2/m Phần A Phần B Phần C Đỉnh TTL Đáy §Ønh TTL §¸y §Ønh TTL §¸y D D+L 20.138 19.775 5.691 13.756 13.439 1.145 As = M*10.5/(0.875*d*σsa) 17.192 16.889 5.147 8.035 7.886 2.096 1.396 0.375 1.068 0.244 11.633 4.832 • DLWS : σsa = 1000 kgf/cm2 • SLWS : σsa = 2300 kgf/cm2 5) Kiểm tra cho trạng thái làm việc tải trọng cực hạn ULWS Bảng 2-38 Phần A Phần B Phần C Đỉnh Tâm TL Đỉnh Tâm TL §Ønh T©m TL 1.7 D -9.136 -8.971 -7.800 -7.662 0.633 0.485 2- Tính toán cốt thép sườn dầm Cốt thép yêu cầu cho sườn dầm có xét cốt thép chịu lực cắt nêu Bảng 2-40 - Lớp cốt thép sườn dầm phải xác định cách kiểm tra cốt thép chịu lực cắt 82 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com - Líp cốt thép sườn dầm phải đặt với khối lượng lớn sau Bảng 2-39 Phần A Phần B Phần C Đỉnh TTL Đỉnh TTL Đỉnh TTL Kgf/cm 450 450 450 450 450 450 σck Kgf/cm 3900 3900 3900 3900 3900 3900 σsy x m 0.025 0.025 0.022 0.021 0.002 0.001 d m 0.305 0.305 0.305 0.305 0.305 0.305 Y1 m 0.015 0.015 0.013 0.013 0.001 0.001 Y2 m 0.280 0.280 0.283 0.284 0.303 0.304 Ac m 0.020 0.020 0.018 0.017 0.002 0.001 As cm 20.138 19.775 17.192 16.889 1.396 1.068 Mu tf.m 23.138 22.741 19.864 19.516 1.657 1.268 tf.m 9.136 8.971 7.800 7.662 0.633 0.485 |M| Mu/M 2.533 2.535 2.547 2.547 2.616 2.617 Asu’ cm 7.780 7.680 6.640 6.520 0.530 0.420 Asu : Giá trị phải kết hợp với cốt thép chịu lực cắt Tổng khối lượng cốt thép yêu cầu (As) cốt thép ch ịu lực cắt (As) cốt thép ngang (Asu) Cốt thép ngang yêu cầu trạng thái làm việc tĩnh tải DLWS ( Awsd) Cốt thép ngang yêu cầu trạng thái làm việc tải trọng khai thác SLWS ( Awsl) Ký hiƯu b¶ng 2-40, Aws,u: Tỉng khèi lượng cốt thép chịu lực cắt yêu cầu trạng thái làm việc tải trọng cực hạn ULWS (cm2) thu từ phân tích theo phương dọc cầu Awt,u: Tổng khối lượng cốt thép chịu xoắn yêu cầu trạng thái làm việc tải trọng cực hạn ULWS (cm2) thu từ phân tích theo phương dọc cầu Aws,u + Awt,u: Khối lượng cốt thép đai yêu cầu cho mặt cắt với khoảng cách 200mm theo phương dọc cầu (xem Báo cáo thiết kế cầu trang 129 ~ 136) Aws,u + Awt,u: Khối lượng cốt thép đai yêu cầu cốt thép với khoảng cách 100mm theo phương dọc cầu Aws,u + Awt,u Aws,u + Awt,u = 2x 83 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 17.530 - - 6.450 5.050 - - 274 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 275 0.631 0.806 - - 2.191 2.574 Awt,u Awt,u 20.590 Aws,u + Aws,u + Đối với lực cắt lực xoắn theo phương dọc Mặt cắt thiết kế 6.520 6.520 - - 7.680 7.680 ∑Awf,u Tæng 0.652 0.652 - - 0.768 0.768 17.192 17.192 1.458 1.283 - 20.138 2.959 ∑ Awf,d 1.719 1.719 - - 2.014 2.014 Awf,d ∑D 20.138 - SLWS 8.035 8.035 - - 13.756 13.756 ∑Awf,s+1 0.804 0.804 - - 1.376 1.376 Awf,s+ D+L Đối với mô men uốn theo phương ngang 3.342 Awf,u (1) Đối với mô men uốn theo phương ngang ULWS 1.131 1.131 - - 2.545 3.142 D12 ctc 100 D12 ctc 100 - - D18 ctc 100 D20 ctc 100 Khèi lỵng cèt thÐp sườn 2.011 2.011 - - 3.142 3.801 D16 ctc 100 D16 ctc 100 - - D20 ctc 100 D22 ctc 100 Khèi lỵng cèt thép sườn Bảng 2-40 Tính toán cốt thép cho sườn dầm (ví dụ) 84 Awf,u: Khối lượng yêu cầu cốt thép ngang ch ịu uốn 1m theo phương dọc tải trọng cực hạn lên kết cấu khung hộp cho m ỗi sườn (cm2) Awf,u: Khối lượng yêu cầu cốt thép đai khoảng cách 100mm theo phương dọc Awf, u Awf,u = -1000 / 100 Asu: Khối lượng cốt thép yêu cầu tải träng cùc h¹n Asu = (Aws, u + Awt,u ) + (Awf,u) Awf, d: Khối lượng cốt thép ngang chịu uốn yêu cầu tĩnh tải tác động lên kết cấu khung hộp cho sườn dầm (cm2) Awf,s+1: Khối lượng cốt thép ngang chịu uốn yêu cầu tải trọng khai thác tác động lên kết cấu khung hộp cho sườn dầm (cm2) (3) Thiết kế đáy (1) Khái quát Kiểm tra thiết kế phải thực mặt cắt (a) (b) nêu Hình 2-54 Lực dọc trục mô men uốn thiết kế phải dự tính b ằng phân bố chúng lên đáy, định dựa lực dọc trục mô men uốn phần tử (1) (2) nêu Hình 2-54 Hình 2-54 Mối quan hệ phần tử phân tích phân tử hữu hạn mặt cắt thiết kÕ 85 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com (2) Kiểm tra mặt cắt (a) 1) Tính toán lực dọc trục mô men uốn thiết kế D L D +L Ghi chó D L D+L B¶ng 2-41 Lực dọc trục mô men uốn phân tích FEM Đơn vị phần a phần b phần c (1) (2) (1) (2) (1) (2) M -2.057 -0.371 -1.432 -0.546 -2.898 0.882 N 14.572 11.964 -12.044 -22.115 11.016 14.504 M 0.042 0.019 0.117 0.009 0.015 0.143 N -0.217 -0.468 -0.998 -0.541 13.225 8.584 M -2.015 -0.352 -1.315 -0.537 -2.883 1.025 N 14.355 11.496 -13.402 -22.656 24.241 23.088 M ( tfm/m ) N ( tf/m ) B¶ng 2-42 Lùc däc trục mô men uốn thiết kế Đơn vị phần a phÇn b M (tfm/m) -1.684 -1.236 N (tf/m) 13.995 -14.551 M (tfm/m) 0.037 0.093 N (tf/m) -0.272 -0.897 M (tfm/m) -1.647 -1.143 N (tf/m) 13.723 -15.448 phÇn c 2.062 11.787 0.043 12.199 2.019 23.986 Hình 2-55 Mặt cắt thiết kế Phần C để thiết kế đáy 86 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 2) Tính toán ứng suất uốn ứng suất uốn Bảng 2-43 Bảnn1 Kích thước Tổ hợp ứng suất B cm H cm M tf.m N tf S tf d1 cm 100 20 -1.718 -14.05 4.4 25.45 Khèi lỵng cèt As1 cm2 thÐp d2 cm 10-D18 15.6 25.45 As2 cm2 10-D18 σc kgf/cm σs kgf/cm2 σs’ kgf/cm2 τkgf/cm2 øng suÊt σcakgf/cm σsakgf/cm2 giíi h¹n τa kgf/cm2 øng st Trơc trung X cm hßa N (=Es/Ec) 50.9 24.6 820.5 -33.9 180 1000 4.844 15 B¶nn2 B¶n-n3 B¶nn4 B¶n-n5 B¶n-n6 100 20 100 100 62.4 46.1 -2.141 -0.384 -6.47 -11.715 0 4.1 4.4 5.655 12.725 5-D12 5-D18 58 41.7 25.45 25.45 100 28.7 -2.578 -9.404 4.3 20.11 -8.62 4.4 25.45 10-D16 10-D18 24.3 25.45 15.6 25.45 100 20 -1.255 14.349 4.1 5.655 5-D12 15.9 25.45 10-D18 10-D18 10-D18 10-D18 5-D12 31.105 38.175 -3.4 4.6 694.7 906.5 99.8 33.8 0 180 180 1000 1000 6 -4.642 2.954 45.56 18.5 840.6 -75.4 180 1000 6.046 50.9 32.32 815.8 11.31 180 1000 5.776 371.3 -270.4 180 1000 9.072 15 15 15 15 15 -2.071 -114.2 Bản-n1 : Mặt cắt tâm nhịp giữa(Phần A) Bản-n2 : Mặt cắt 2-2 ( t= 624 ) Bản-n3 : Mặt cắt 3-3 ( t= 461 ) Bản-n4 : Mặt cắt 4-4 ( t= 287 ) Bản-n5 : Mặt cắt 5-5 ( t= 200 ) Bản-n6 : Mặt cắt đốt neo cáp dây văng (Phần B) 3) Tính toán khối lượng cốt thép yêu cầu Bảng 2-44 phần A phần B D 25.450 5.655 D+L 11.065 2.459 phÇn C 25.450 11.065 87 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com 88 PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com ... -2 .57 8 -9.404 4.3 20.11 -8.62 4.4 25. 45 10-D16 10-D18 24.3 25. 45 15. 6 25. 45 100 20 -1. 255 14.349 4.1 5. 655 5- D12 15. 9 25. 45 10-D18 10-D18 10-D18 10-D18 5- D12 31.1 05 38.1 75 -3.4 4.6 694.7 906 .5. .. (=Es/Ec) 50 .9 24.6 820 .5 -33.9 180 1000 4.844 15 B¶nn2 B¶n-n3 B¶nn4 B¶n-n5 B¶n-n6 100 20 100 100 62.4 46.1 -2.141 -0.384 -6.47 -11.7 15 0 4.1 4.4 5. 655 12.7 25 5-D12 5- D18 58 41.7 25. 45 25. 45 100... §Ønh TTL Kgf/cm 450 450 450 450 450 450 σck Kgf/cm 3900 3900 3900 3900 3900 3900 σsy x m 0.0 25 0.0 25 0.022 0.021 0.002 0.001 d m 0.3 05 0.3 05 0.3 05 0.3 05 0.3 05 0.3 05 Y1 m 0.0 15 0.0 15 0.013 0.013