Đồ án kết cấu bê tông cốt thép thiết kế cầu máng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA CƠNG TRÌNH BỘ MƠN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH Bài giảng ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP CEI487 Hà Nội- 3/2020 5/17/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Cơng trình – Bộ mơn kết cấu cơng trình ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP THIẾT KẾ CẦU MÁNG Bộ môn kết cấu cơng trình P418 – A1 Giảng viên: PGS.TS Vũ Hồng Hưng Email: hung.kcct@tlu.edu.vn NỘI DUNG MÔN HỌC Chương 1: Yêu cầu thiết kế Chương 2: Thiết kế lề người Chương 3: Thiết kế vách máng Chương 4: Thiết kế đáy máng Chương 5: Thiết kế dầm đỡ Chương 6: Hướng dẫn vẽ vẽ kỹ thuật 5/17/2020 Khi kênh qua vùng trũng có địa hình thấp 5/17/2020 CẦU MÁNG BÊTÔNG CỐT THÉP 7 Cửa vào; Khe co giãn; Mố bên; Cửa ra; Thân máng; Kênh Trụ đỡ; Sơ đồ mặt cắt dọc cầu máng Tính tốn cầu máng nhịp liên tục, khơng có khe co giãn 5/17/2020 Cầu máng Magdeburg qua sông Elbe miền Trung nước Đức 5/17/2020 Cầu máng Pont du Sart - Bỉ Cầu máng Edstone - Anh 5/17/2020 Cầu máng Tào Hà – Trung Quốc̉ Cầu máng chuyển nước Nam Bắc– Trung Quốc̉ 5/17/2020 Cầu máng BTCT sơng Âm – Thanh Hóa Cầu máng sông Cầu Chày Cầu máng sông Hép 5/17/2020 Cầu máng BTCT Ngàn Trươi – Hà Tĩnh Cầu máng BTCT sơng Dinh – Bình Thuận 5/17/2020 Cầu máng BTCT Căm Xe – Tây Ninh Kênh máng BTCT Phước Hòa – Tây Ninh 5/17/2020 II VÁCH MÁNG 2.4 Tính tốn bố trí cốt thép • Tính tốn bố trí cốt thép dọc:(mặt cắt ngàm) CK chịu uốn, tiết diện chữ nhật b = 100cm, h = 20cm, a = 2cm Tính tốn cốt thép cho trường hợp căng căng ngồi • Tính tốn bố trí cốt thép ngang: Kiểm tra điều kiện tính tốn cốt thép ngang: knncQ < k1mb4Rkbh0  Khơng cần đặt cốt ngang • Bố trí cốt thép – Lớp trong: 45 thanh/1m – Lớp ngoài: 45 thanh/1m – Dọc theo phương dịng chảy bố trí lớp thép cấu tạo 45 thanh/1m 25 5/17/2020 II VÁCH MÁNG 2.5 Kiểm tra nứt • Kiểm tra cho trường hợp căng • Điều kiện để tiết diện đáy máng không bị nứt: nc Mc  Mn = 1 Rkc Wqđ • Nếu mặt cắt sát đáy máng bị nứt, tính tốn an = an1 + an2 an1, an2 - Bề rộng khe nứt tải trọng tiêu chuẩn tác dụng dài hạn ngắn hạn gây ra: ani = k.ci.   7.(4 - 100 ) Ea • Nếu an < angh  Bề rộng khe nứt đảm bảo yêu cầu thiết kế 26 5/17/2020 III - THIẾT KẾ ĐÁY MÁNG III ĐÁY MÁNG 3.1 Sơ đồ tính tốn • Cắt 1m dài vng góc với chiều dịng chảy, đáy máng tính dầm liên tục nhịp có gối đỡ dầm dọc – Chiều dày đáy: hđ = 2025 cm – Bề rộng đáy máng: B – Chiều dài nhịp: l = 0,5(B+2h4-bd) – Chọn sơ bề rộng dầm đỡ: bd = 3035cm 27 5/17/2020 III ĐÁY MÁNG 3.2 Tải trọng tác dụng Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy máng gồm: • • • • Tải trọng thân đáy máng: qđ Tải trọng trọng lượng thân lề truyền xuống: Mbt Áp lực nước ứng với cột nước Hmax: Mn max Áp lực nước ứng với cột nước nguy hiểm (Hngh): Mn ngh Hngh cột nước gây mô men uốn căng lớn mặt l cắt gối giữa, Hngh = • Tải trọng gió: Mgh , Mgđ (2 TH: gió trái gió phải) • Tải trọng người lề truyền xuống: Mng (3 TH: người lề trái, lề phải, bên lề) 28 5/17/2020 III ĐÁY MÁNG 3.3 Xác định nội lực • Cách 1: – Tra phụ lục 18, 21 (Giáo trình Kết cấu Bê tơng cốt thép) – Vẽ biểu đồ nội lực cho tải trọng độc lập tác dụng lên đáy máng – Tổ hợp lại thành trường hợp tải trọng gây bất lợi cho mặt cắt cần tính tốn • Cách 2: (tham khảo) Dùng phần mềm Sap2000 vẽ biểu đồ bao nội lực a, Nội lực tải trọng thân đáy máng tải trọng trọng lượng thân lề truyền xuống (qđ, Mbt): 29 5/17/2020 b, Nội lực áp lực nước ứng với Hmax (qmax, Mnmax): c, Nội lực áp lực nước ứng với Hngh (qngh, Mngh): 30 5/17/2020 d, Nội lực tải trọng người lề bên trái (Mng): e, Nội lực tải trọng người lề bên phải (Mng): 31 5/17/2020 f, Nội lực áp lực gió thổi từ trái sang phải (Mgđ , Mgh): g, Nội lực áp lực gió thổi từ phải sang trái (Mgđ , Mgh): 32 5/17/2020 Sử dụng SAP2000 xác định nội lực đáy máng • Các trường hợp tải trọng gây bất lợi cho mặt cắt cần tính tốn: 1, 2, 3, TH tải trọng gây mô men căng lớn mặt cắt sát vách: (Dẫn nước máng với chiều cao Hmax , người lề bên trái có gió thổi từ phải sang trái)  M1= Ma + Mb + Md + Mg TH tải trọng gây mô men căng lớn mặt cắt nhịp: (Dẫn nước máng với chiều cao Hngh , người lề phải có gió thổi từ trái sang phải)  M2 = Ma + Mc + Me + Mf TH tải trọng gây mô men căng lớn mặt cắt gối giữa: (Dẫn nước máng với chiều cao Hngh , người lề có gió thổi từ phải sang trái ngược lại)  M3 = Ma + Mc + Mf ( Mg) 33 5/17/2020 III ĐÁY MÁNG 3.4 Tính tốn bố trí cốt thép • Tính tốn bố trí cốt thép cho mặt cắt nguy hiểm đáy máng: – Mặt cắt sát vách máng chịu mômen căng lớn M1 – Mặt cắt nhịp chịu mômen căng lớn M2 – Mặt cắt gối chịu mômen căng lớn M3 • Tính tốn cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật: b=1m; h=hđ • Kiểm tra cường độ mặt cắt nghiêng (chỉ đặt cốt xiên cần): knncQ < k1mb4Rkbh0  Không cần đặt cốt ngang • Cốt thép chịu lực lớp trên: 45 thanh/1m • Cốt thép chịu lực lớp dưới: 45 thanh/1m • Dọc theo chiều dịng chảy bố trí cấu tạo: thanh/1m 34 5/17/2020 III ĐÁY MÁNG 3.5 Kiểm tra nứt • Kiểm tra mặt cắt: mặt cắt sát vách nhịp • Điều kiện để cấu kiện không bị nứt: nc Mc  Mn = 1 Rkc Wqđ 35 5/17/2020 Sử dụng SAP2000 xác định nội lực mặt cắt ngang máng?? IV - THIẾT KẾ DẦM ĐỠ GIỮA 36 5/17/2020 IV DẦM ĐỠ GIỮA 4.1 Sơ đồ tính tốn • Tách dầm mặt cắt dọc máng Sơ đồ tính dầm liên tục n nhịp tiết diện chữ T có gối tựa trụ đỡ • Chiều cao dầm: hd = 80 cm • Chiều dài nhịp lnhịp = L/n • Bề rộng sườn: b = 30cm • Bề rộng cánh dầm: B/2 IV DẦM ĐỠ GIỮA 4.2 Tải trọng tác dụng Tổ hợp tải trọng tác dụng lên dầm đỡ gồm: • Tải trọng thân • Áp lực nước tương ứng với cột nước Hmax 4.3 Xác định nội lực Tra phụ lục 18 (Giáo trình Kết cấu BTCT) vẽ biểu đồ nội lực M, Q dầm n nhịp 37 5/17/2020 IV DẦM ĐỠ GIỮA 4.4 Tính tốn cốt thép • Tính tốn cốt thép dọc chịu lực cho mặt cắt có M-max M+max cấu kiện chịu uốn • Trường hợp căng lớn mặt cắt gối thứ 2: (M-max ) Tiết diện chữ T cánh kéo  Tính tốn tiết diện chữ nhật bd x hd • Trường hợp căng lớn mặt cắt nhịp biên: (M+max) Tiết diện tính tốn hình chữ T cánh nén: b = bd , h = hd , bc’= B/2, hc’=hđ 38 5/17/2020 IV DẦM ĐỠ GIỮA 4.4 Tính tốn cốt thép (tiếp) • Kiểm tra cường độ mặt cắt nghiêng tính cốt thép ngang: (mặt cắt có Qmax) k1.mb4.Rk.b.h0 < kn.nc.Q < 0,25.mb3.Rn.b.h0  Bố trí cốt ngang • Tính tốn cốt đai Chọn đường kính cốt đai d = 8mm  fđ = 0,503cm2, số nhánh nđ =  Chọn utk = max (umax; uct; utt) • Tính tốn cốt xiên kn.nc.Q < Qđb Khơng cần đặt cốt xiên 4.4 Kiểm tra nứt tính bề rộng vết nứt • Điều kiện để dầm khơng bị nứt: nc.Mc  Mn = 1 Rkc Wqđ • Kiểm tra cho mặt cắt có M-max (Tiết diện chữ T cánh kéo) M+max (Tiết diện chữ T cánh nén) IV DẦM ĐỠ GIỮA 4.6 Tính tốn kiểm tra độ võng • Tính Bdh • Nhân biểu đồ Vêrêshagin: f = Mp f f  l  l Mk =  p yk Bdh  Dầm thoả mãn yêu cầu độ võng    500 39 ...5/17/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Cơng trình – Bộ mơn kết cấu cơng trình ĐỒ ÁN KẾT CẤU BÊ TƠNG CỐT THÉP THIẾT KẾ CẦU MÁNG Bộ mơn kết cấu cơng trình P418 – A1 Giảng viên: PGS.TS Vũ Hồng Hưng... 5/17/2020 CẦU MÁNG BÊTƠNG CỐT THÉP 7 Cửa vào; Khe co giãn; Mố bên; Cửa ra; Thân máng; Kênh Trụ đỡ; Sơ đồ mặt cắt dọc cầu máng Tính tốn cầu máng nhịp liên tục, khơng có khe co giãn 5/17/2020 Cầu máng. .. Cầu máng Pont du Sart - Bỉ Cầu máng Edstone - Anh 5/17/2020 Cầu máng Tào Hà – Trung Quốc̉ Cầu máng chuyển nước Nam Bắc– Trung Quốc̉ 5/17/2020 Cầu máng BTCT sông Âm – Thanh Hóa Cầu máng sơng Cầu