Ñeå thuaän tieän cho thi coâng, choïn ñöôøng kính coát ñai khoâng ñoåi vaø böôùc ñai khoâng ñoåi.. Choïn ñöôøng kính coát ñai: 12 Böôùc ñai: S = 200 (mm)2[r]
(1)GIỚI THIỆU CHUNG 1. Đề bài: 5B2B
Số liệu cụ thể sau:
1 Chiều dài nhịp: L = 20000 mm
Kích thước mặt cắt ngang: B – K : 9500 – 1400 mm
Trong đó: B: bề rộng lòng đường
K: bề rộng lề hành (khơng tính kích thước lan can)
2 Vật liệu: Cấp bêtông: 28/40 Mpa
3 Loại thiết diện dầm chính: Dầm bản- lắp ghép Hoạt tải: 0.75xHL93 + tải người
2. Yêu cầu:
+ Thiết kế dầm toàn phần kết cấu thượng tầng
3. Chọn số liệu thiết kế và phương pháp thiết kế: + Số thết kế:
+ Lớp phủ mặt cầu:
Lớp vải nhựa phòng nước : mm Lớp bê tông Atphan : 50 mm
Lớp bê tông bảo vệ : 40 mm + Lan can:
Khoảng cách trụ lan can: 2000 mm + Bản mặt cầu : Tính theo khả chịu cắt + Dầm chính:
Chọn số dầm : 11 dầm
Khoảng cách dầm chính: S = 1160 mm Dầm thiết kế dầm giản đơn + Kiểm tốn:
Kích thước mặt cắt ngang cầu thể hình vẽ:
MẶT CẮT NGANG CẦU TL 1:50
Lớp bê tơng nhựa 50mm Lớp phịng nước 3mm Bản mặt cầu 180mm
280 1400 9500 1400 280
12860
7
3
0
6
6
0
1
8
0
9
0
0
2
4
7
(2)* Bêtông:
+ Lan can, bê tông đổ sau:
Cường độ bê tông tuổi 28 ngày: fc' 28Mpa Môdun đàn hồi : 0.043 1.5 ' 26752
c c c
E = γ f = MPa
Môdun chống cắt : 0.63 ' 3.33
r c
f = f = MPa
Tỷ số môdun đàn hồi dầm/bản: nr =1.20
+ Dầm BTCT đúc sẵn,dầm ngang :
Cường độ bê tông tuổi 28 ngày: fc' 40Mpa Cường độ bê tông cắt thép : fci' 34Mpa Tỷ trọng bê tơng : (khi tính Ec) : γ =c 2400 /kg m3 (Khi tính tĩnh tải) : 2500 /
c kg m
γ =
Môdun đàn hồi : 0.043 1.5 ' 31975
c c c
E = γ f = MPa
Môdun chống cắt : 0.63 ' 3.98
r c
f = f = MPa
Hệ số poisson : 0.2 * cốt thép thường :
Giới hạn chảy : fy 280Mpa
Môdun đàn hồi : Es =200000MPa * Cốt thép DƯL:
Trong khối sử dụng loại tao thép sợi xoắn, đường kính danh định 12.7 mm loại có độ tự chùng thấp theo tiêu chuẩn AASHTO M-203 làm cốt thép dự ứng lực kéo trước, đặt theo dạng đường thẳng
(3)CHƯƠNG I
LAN CAN – L B HÀNHỀ Ộ 1.1. Lan Can
1.1.1. Thanh lan can
Ch n thanh lan can thép ng dọ ố ường kính ngồi D = 100mm; đường kính trong d = 90mm
Kho ng cách gi a 2 c t lan can L = 2000mmả ữ ộ
S d ng thép cácbon s hi u CT3: fử ụ ố ệ y = 240Mpa
Kh i lố ượng riêng thép lan can : 7.85 10 /
s N mm
γ = −
1.1.1.1. T i tr ng tác d ng lên thanh lan can ả ọ ụ
w=0.37 N/mm w=0.37 N/mm
O x y
Hình 1.1 T i tr ng lên lan canả ọ
Theo phương th ng đ ng :ẳ ứ
+ Tĩnh t i : tr ng lả ọ ượng tính tốn c a b n thân lan can ủ ả
2 2
5 100 90
7.85 10 3.14 0.117 /
4
D d
g=γ − π = − − = N mm
+ Ho t t i : t i phân b ạ ả ả ố 0.37N/mm
Theo phương ngang
+ Ho t t i : t i phân b ạ ả ả ố 0.37N/mm
Theo phương h p l c c a phợ ự ủ ương ngang và phương th ng đ ng:ẳ ứ
+ T i t p trung: P = 890 Nả ậ 1.1.1.2. N i l c c a thanh lan can :ộ ự ủ
Theo phương y :
(4)+ Momen do ho t t i t i m t c t gi a nh p :ạ ả ặ ắ ữ ị
2 0.37 20002
185000
8
y w
L
M =ω = = Nmm
Theo phương x :
+ momen do ho t t i t i m t c t gi a nh p :ạ ả ặ ắ ữ ị
2 0.37 20002
185000
8
x w
L
M =ω = = Nmm
Theo phương h p l c gi a l c ngang và l c th ng đ ngợ ự ữ ự ự ẳ ứ
890 2000 445000
4
p
P L
M = = = Nmm
T h p n i l c tác d ng lên thanh lan canổ ợ ộ ự ụ
( y) (2 )2
w
y x
DC g LL LL w LL p
M =η �� γ M +γ M + γ M +γ M ��
� �
Trong đó là h s đi u ch nh t i tr ngệ ố ề ỉ ả ọ R
I D
D=1.00 h s d oệ ố ẻ
1.05
I
η = h s quan tr ngệ ố ọ
1.05
R
η = h s d th aệ ố
1.00 1.05 1.05 1.1025
η = =
25
DC h s t i tr ng cho tĩnh t iệ ố ả ọ ả
75
LL h s t i tr ng cho ho t t iệ ố ả ọ ả
( ) (2 )2
1.1025 1.25 58500 1.75 185000 1.75 185000 1.75 445000
M = �� + + + ��
� �
= 1423245.5 Nmm
1.1.1.3 Ki m tra kh năng ch u l c c a thanh lan canể ả ị ự ủ
M Mn
Trong đó
= 1 là h s s c kháng ệ ố ứ
M là momen l n nh t do tĩnh t i và ho t t iớ ấ ả ả
Mn là s c kháng c a ti t di nứ ủ ế ệ
S f Mn y
S là momen khánh u n c a ti t di nố ủ ế ệ
( 3) 3.14(1003 90 ) 26591.8753
32 32
S= π D −d = − = mm
240 26591.875 6382050
n
M = = Nmm
6382050 1423245.456
n
M Nmm Nmm
φ =
v y thanh lan can đ m b o ch u l cậ ả ả ị ự 1.1.2 C t lan canộ
(5)A A
B B
Hình 1.2
Đ i v i c t lan can ta ch c n ki m tra kh năng ch u l c xô ngang vào c t và ố ộ ỉ ầ ể ả ị ự ộ
ki m tra đ mãnh, b qua l c th ng đ ng và tr ng lể ộ ỏ ự ẳ ứ ọ ượng b n thân.ả
* Ki m tra kh năng ch u l c xô ngang ể ả ị ự
kích thước :
h=660mm ; h1 = 310 mm ; h2 = 350 mm
l c tác d ng : ự ụ
+ l c phân b w = 0.37N/mm 2 thanh lan can 2 bên c t truy n vào c t 1 l c ự ố ở ộ ề ộ ự
t p trung Pậ ’ = w.L = 0.37x2000 = 740 N
+ L c t p trung P = 890 Nự ậ
=> l c t p trung tác d ng vào c t là : Pự ậ ụ ộ ’’ = P + P’ =740+890=1630 N
ta ki m toán t i m t c t AAể ặ ẳ
Hình 1.3:M t c t A Aặ ắ
Momen t i m t c t AA : ạ ặ ắ
'' ''
1630 660 1630 310 1581100
A A
M − =P h P h+ = + = Nmm
M t c t AA đ m b o kh năng ch u l c khi ặ ắ ả ả ả ị ự A
A LL
n M
M
S c kháng c a ti t di n ứ ủ ế ệ Mn fyS
(6)0.5 0.5( ).cot
u
u u p ps po
v x
s s p ps
M N V V g A f
d
E A E A
θ ε + + − − = + Trong đó: 197000 p
E = MPa
31975
c
E = MPa
p
po pf pc
c E
f f f
E
= + fpf = fpj− ∆fpT =1225.90MPa
2
3146223.314 3146223.314 249.07
838231.6 66620386365 6.68 = − − = − − = − f f pc g g
P P e
f
A I
MPa
po
f : ứng suất thép dự ứng lực ứng suất bê tông xung quanh
197000
1225.9+6.68 1267.056 31975
p
po pf pc
c E
f f f MPa
E
= + = =
0
s u p
A =N =V =
2 2566.46
ps
A = mm
Vu = 554092.056 (N)
2056610602
u
M = N mm
Thay vào công thức tính x:
0
3
2056610602+0.5 (303922.5750) cotg40 2566.46 1267.056
777.6
2566.46 197000
0.000074 0.074 10
ε
−
=
= = >
x
* xác định : Tra baûng 5.8.3.4.2-1 => = 270
Lặp lại với = 270 :
0
3
2056610602+0.5 (303922.5750) cotg27 2566.46 1267.056
777.6
2566.46 197000
0.000306 0.306 10
ε
−
=
= = >
x
Tra baûng 5.8.3.4.2-1 => =6.32 =290
Vậy chọn =6.32 = 290
*Lực cắt yêu cầu cho thép đai:
' 0.083 303922.575
0 0.083 6.32 40 599.36 777.6 0.9
-1208520.729 N
u
s p c w v
V V
V V β f b d
φ
= − −
= − −
=
(7)Để thuận tiện cho thi công, chọn đường kính cốt đai khơng đổi bước đai khơng đổi
Chọn đường kính cốt đai: 12 Bước đai: S = 200 (mm)
*Kiểm tra lại bước cốt đai chọn: Diện tích cốt đai phạm vi S:
2
2
4 .12
452.16 4 π π = = = V d A mm
Tính lại Vs:
452.16 280
.cot 777.6 cot 29 888561.12 N
200
θ
= V vy = =
s v
A f
V d g g
S
Kiểm tra bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo: Ta có: '
303922.056 0.016 0.1
= 40 599.36 777.6= <
u
c w v
V
f b d
Suy ra:
v
452.16 280 402.39mm
0.083 0.083 40 599.36
200
min(0.8 d ;600 ) min(0.8 777.6;600) min(622.08 ;600 ) 600
= = = = = = V vy cp w A f f b S mm
mm mm mm mm
Do việc bố trí cốt đạt *Kiểm tra cáp: (bỏ qua thép dọc)
0.5 cot
u u
ps ps P s
f v V
M V
A f V V g
d θ φ φ � � +� − − � � � 166.90
(1 ) 1860(1 0.28 ) 1761.40
881.54
= − = − =
ps pu
ps c
f f k Mpa
d 2556.46 = ps A mm
=2566.46 1757.25 4520562.64 =
ps ps
A f N
2056610602 303922.575
0.5 cot 0.5 888561.12 cot 29
7767 0.9
2452410.436 θ φ φ � � � � +� − − � = +� − − � � � � � = o u u P s
f v V
M V
V V g g
d
N So saùnh:
4520562.64 0,5 .cot 2452410.436
θ
φ φ
� �
= > +� − − � =
� �
u u
ps ps P s
f v V
M V
A f N V V g N
d
Do việc bố trí thép đai thỗ mãn
Ta thấy có cáp DƯL thoả điều kiện, ta chọn thép dọc với mục đích cấu tạo