1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

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

12 16 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 12
Dung lượng 383,81 KB

Nội dung

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BTCT THIẾT KẾ CẦU MÁNG BTCT GV hướng dẫn: Bộ môn: Kết cấu công trình 2 CẦU MÁNG BÊTÔNG CỐT THÉP 3 Yêu cầu đồ án: Ớ Thiết kế kênh dẫn nước qua vùng trũng gồm các h

Trang 1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BTCT

THIẾT KẾ CẦU MÁNG BTCT

GV hướng dẫn:

Bộ môn: Kết cấu công trình

2

CẦU MÁNG BÊTÔNG CỐT

THÉP

3

Yêu cầu đồ án:

Ớ Thiết kế kênh dẫn nước qua vùng trũng

gồm các hạng mục công trình chắnh:

1 - Lề ựi

2 - Vách máng

3 - đáy máng

4 - Dầm đỡ giữa

4

3 2

4

Yêu cầu chung

Ớ Thuyết minh: (35ọ40) trang

Ờ Nêu chi tiết các bước tắnh toán cho từng hạng mục theo các bước tắnh toán

Ờ Vẽ hình thể hiện cách bố trắ

Ớ Bản vẽ: (A1)

Ờ Thể hiện chi tiết mặt cắt dọc, ngang, các lớp thép cho các hạng mục theo đúng yêu cầu của bản vẽ kỹ thuật

Trang 2

ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP - lỚP: 48C4

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

TT Họ và tên Chiều dài

L (m)

Bề rộng B (m)

Hmax (m) Mác BT Nhóm thép nhịp Số

1 30 3.0 2.4 150 CI 5

2 30 3.1 2.3 150 CI 5

3 30 3.2 2.2 150 CI 5

4 30 3.3 2.1 150 CI 5

5 30 3.4 2.0 150 CI 5

6 30 3.5 1.9 150 CI 5

7 30 3.6 2.4 150 CI 5

8 30 3.7 2.3 150 CI 5

9 30 3.8 2.2 150 CI 5

10 30 3.9 2.1 150 CI 5

11 28 3.0 2.0 150 CI 4

6

A SỐ LIỆU THIẾT KẾ (Số liệu riêng)

• Chiều dài máng L

• Mác bê tông

• Loại cốt thép

• S ố nhịp n

7

A SỐ LIỆU THIẾT KẾ (Số liệu chung)

• Đ ộ vượt cao an toàn: δδδδ = 0,5m

• T ải trọng gió: qg= 1,2 kN/m2

§Gió ñẩy: Hệ số k gió ñ ẩẩẩẩy = 0,8

§Gió hút: Hệ số k gió hút = 0,6

• C ầu máng thuộc công trình cấp III

• Dung tr ọng bê tông: γγγγb= 25 kN/m3

• B ề rộng vết nứt giới hạn: angh= 0,24 mm

• Đ ộ võng cho phép: [f/l] = 1/500

• T ải trọng người đi: qng= 200 kG/m2= 2 kN/m2

8

Các bước thiết kế

• Bước 1: Chọn kích thước và sơ đồ tính

• Bước 2: Tải trọng tác dụng

• Bước 3: Xác định nội lực

• Bước 4: Tính toán và bố trí cốt thép

• Bước 5: Kiểm tra biến dạng, Kiểm tra nứt

• Bước 6: Kiểm tra võng

Trang 3

B THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CẦU MÁNG

• Tổ hợp tải trọng: tổ hợp cơ bản

• Trình tự thiết kế các bộ phận:

§ ớớớớc 1: Chọọọọn kích thướớớớc và Xác địịịịnh sơ đồồồồtính toán

§ ớớớớc 2: Xác địịịịnh tảảảải trọọọọng tác dụụụụng

§ Tải trọng tiêu chuẩn q c → Kiểm tra nứt, tính bề rộng vết nứt, ñộ võng (TTGH

II)

§ Tải trọng tính toán q tt = q c nt→ Xác định cốt thép dọc chịu lực, cốt đai và cốt

xiên (nếu cần) (TTGH I)

§ ớớớớc 3: Xác địịịịnh nộộộội lựựựực (tính tay, tra bng, hoc dùng phn mm)

§ ớớớớc 4: Tính toán và bốốốốtrí cốốốốt thép:

• Cốt dọc chịu lực tại mặt cắt có Mmax (bố trí 4÷5 thanh/m với KC dạng bản)

• Cốt cấu tạo (4÷5 thanh/m vuông góc v ới cốt chịu lực với KC dạng bản)

• Tính toán cốt thép đai, xiên cho mặt cắt có Qmax (phương pháp TTGH)

§ ớớớớc 5: Kiểểểểm tra nứứứứt (mt ct có Mmax):

• Mặt cắt cho phép xuất hiện khe nứt: nếu bị nứt, tính a n <angh

• Mặt cắt không cho phép xuất hiện khe nứt, nếu bị nứt → đề ra giải pháp khắc

phục (không cần tính lại từ ñầu)

§ ớớớớc 6: Tính và kiểểểểm tra độộộộvõng

10

I - THIẾT KẾ LỀ ðI

11

I LỀ NGƯỜI ĐI

1.1 Sơ đồ tính toán

• Cắt 1m theo chiều dài máng, coi lề như một dầm công xôn

ngàm tại đầu vách máng

(Chọn bề rộng lề l = 0,8m, chiều dày lề h 1 = 8 ÷12cm)

12

I LỀ NGƯỜI ĐI

1.2 Tải trọng tác dụng

• Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên lề người đi gồm:

– Trng lưng bn thân (q bt ): q c

bt = γγγγb h 1m

– Ti trng ngưi (q ng ): q c

ng = 2.1m = 2 kN/m

• Tải trọng tính toán tổng cộng tác dụng lên lề người đi:

q = n bt q c

bt + n ng q c

ng

nbt= 1,05; nng= 1,2 - Hệ số vượt tải (TCVN 4116-85)

Trang 4

I LỀ NGƯỜI ĐI

STT Loại tải trọng

Giá trị tiêu chuẩn

Hệ số vượt tải

Giá trị tính toán

1 Tải trọng bản thân … 1.05 …

2 Tải trọng người 2 1.2 5.025

Lập bảng thống kê tải trọng

14

I LỀ NGƯỜI ĐI

1.3 Xác định nội lực

15

I LỀ NGƯỜI ĐI

1.4 Tính toán và bố trí cốt thép

– Tính toán và bố trí cốt thép dọc: (mt ct ngàm)

Tính như cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật:

b = 100cm, h = 10cm, chn a = 2cm

Bố trí cốt thép chịu lực: 4÷5 thanh/1m

Bố trí cốt thép cấu tạo : 4÷5 thanh/1m

– Tính toán và bốốốốtrí cốốốốt thép ngang:

Kiểm tra điều kiện tính toán cốt ngang tại mặt cắt có

Qmax

k n n c Q < k 1 m b4 R k bh 0→ Không cần đặt cốt ngang

16

Trang 5

II - THIẾT KẾ VÁCH MÁNG

18

II VÁCH MÁNG

2.1 Sơ đồ tính toán

• Cắt 1m theo chiều

dài máng, coi vách máng như một dầm công xôn ngàm tại đáy máng và dầm

dọc

H v = H max + δ

(Độ vượt cao an toàn:

δ= 0,5m)

19

II VÁCH MÁNG

2.2 Tải trọng tác dụng

• Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên vách gồm:

– Mô men tp trung do ngưi đi trên ltruyn xung: M ng

– Mô men do trọng lượng bản thân lề ñi: M bt

– Áp lc nưc tương ng vi H max : q n

– Áp lc gió (gm gió ñy và gió hút): q g

• Các tải trọng này gây ra 2 trường hợp: căng trong và căng

ngoàivách máng

– Trưng hp căng ngoài nguy him nht: M bt , q gđ

(gió ñy, máng không có nưc và không có ngưi đi trên l)

– Trưng hp căng trong nguy him nht: M bt , M ng , q n , q gh

(gió hút, trong máng có nưc và trên lcó ngưi đi)

20

II VÁCH MÁNG

2.3 Xác định nội lực

Trang 6

II VÁCH MÁNG

2.4 Tính toán và bố trí cốt thép

• Tính toán và bốốốốtrí cốốốốt thép dọọọọc: (mt ct ngàm)

CK chịu uốn, tiết diện chữ nhật b = 100cm, h = 20cm, a = 2cm

Tính toán cốt thép cho 2 trường hợp căng trong và căng ngoài

• Tính toán và bốốốốtrí cốốốốt thép ngang:

Kiểm tra điều kiện tính toán cốt thép ngang:

knncQ < k1mb4Rkbh0→ Không cần đặt cốt ngang

• Bốốốốtrí cốốốốt thép

– Lớp trong: 4÷5 thanh/1m

– Lớp ngoài: 4÷5 thanh/1m

– Dọc theo phương dòng chảy bố trí 2 lớp thép cấu tạo 4÷5

thanh/1m

22

II VÁCH MÁNG

2.5 Kiểm tra nứt

• Kiểm tra cho trường hợp căng trong

• Điều kiện để tiết diện đáy máng không bị nứt:

nc Mc≤ Mn= γ1 Rkc Wqđ

• Nếu mặt cắt sát đáy máng bị nứt, tính toán an= an1+ an2

an1, an2- Bề rộng khe nứt do tải trọng tiêu chuẩn tác dụng dài

hạn và ngắn hạn gây ra:

ani= k.ci.η .7.(4 - 100 µ)

• Nếu an< angh→ Bề rộng khe nứt đảm bảo yêu cầu thiết kếa

ai E

0

σ

Trang 7

III - THIẾT KẾ ðÁY MÁNG

26

III ðÁY MÁNG

3.1 Sơ đồ tính toán

• Cắt 1m dài vuông góc với chiều dòng chảy, ñáy máng được tính như một dầm liên tục 2 nhịp có gối đỡ là các dầm dọc

– Chiều dày bản đáy: h đ = 20÷25 cm

– Bề rộng đáy máng: B

– Chiều dài nhịp: l = 0,5(B+2h4 -b d )

– Chọn sơ bộ bề rộng dầm đỡ: b d = 30÷35cm

III ðÁY MÁNG

3.2 Tải trọng tác dụng

Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên đáy máng gồm:

• Tải trọng bản thân đáy máng: qđ

• Tải trọng do trọng lượng bản thân lềtruyền xuống: M bt

• Áp lc nưc ng vi ct nưc H max : M n max

• Áp lc nưc ng vi ct nưc nguy him (H ngh ): M n ngh

Hnghlà cột nước gây ra mô men uốn căng trên lớn nhất tại mặt cắt trên gối giữa, Hngh=

• Ti trng gió: M gh , M gđ (2 TH: gió trái và gió phi)

• Ti trng do ngưi đi trên ltruyn xung: M ng

(3 TH: ngưi đi ltrái, lphi, c2 bên l)

2

l

Trang 8

III ðÁY MÁNG

3.3 Xác định nội lực

• Cách 1:

– Tra các phụ lục 18, 21 (Giáo trình Kết cấu Bê

tông cốt thép)

– V ẽ biểu đồ nội lực cho các tải trọng độc lập tác

d ụng lên đáy máng

– T ổ hợp lại thành các trường hợp tải trọng gây bất

lợi nhất cho các mặt cắt cần tính toán.

• Cách 2: (tham kh ảo) Dùng phần mềm Sap2000 vẽ

bi ểu đồ bao nội lực.

30

a, N ội lực do tải trọng bản thân đáy máng và tải trọng

do trọng lượng bản thân lề truyền xuống (qđ, Mbt):

31

b, Nội lực do áp lực nước ứng với Hmax(qmax, Mnmax):

32

c, Nội lực do áp lực nước ứng với Hngh(q ngh , M ngh):

Trang 9

d, N ội lực do tải trọng người đi lề bên trái (Mng):

34

e, N ội lực do tải trọng người đi lề bên phải (Mng):

35

f, Nội lực do áp lực gió thổi từ trái sang phải (M,

Mgh):

36

g, N ội lực do áp lực gió thổi từ phải sang trái (M,

Mgh):

Trang 10

1, TH tảảảải trọọọọng gây mô men căng trên lớớớớn nhấấấất tạạạại mặặặặt cắắắắt

sát vách:

(Dẫn nước trong máng với chiều cao H max , người đi lề

bên trái và có gió thi tphi sang trái)

→ M 1 = M a + M b + M d + M g

2, TH t ảảảải trọọọọng gây mô men căng dướớớới lớớớớn nhấấấất tạạạại mặặặặt

c ắắắắt giữữữữa nhịịịịp:

(Dn nưc trong máng vi chiu cao H ngh , ngưi đi

trên lề phải và có gió thổi từ trái sang phải)

→ M 2 = M a + M c + M e + M f

3, TH t ảảảải trọọọọng gây mô men căng trên lớớớớn nhấấấất tạạạại mặặặặt

c ắắắắt trên gốốốối giữữữữa:

(Dn nưc trong máng vi chiu cao H ngh , không có

ngưi đi trên lvà có gió thi tphi sang trái hoc

ngưc li)

III ðÁY MÁNG

3.4 Tính toán và bố trí cốt thép

• Tính toán và bố trí cốt thép cho 3 mặt cắt nguy hiểm trên đáy máng:

– Mặt cắt sát vách máng chịu mômen căng trên lớn nhất M 1 – Mặt cắt giữa nhịp chịu mômen căng dưới lớn nhất M 2 – Mặt cắt trên gối giữa chịu mômen căng trên lớn nhất M 3

• Tính toán như cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật: b=1m; h=h đ

• Kiểm tra cường độ trên mặt cắt nghiêng (chỉ ñặt cốt xiên nếu

cần): k n n c Q < k 1 m b4 R k bh 0→ 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 dòng chảy bố trí cấu tạo: 5 thanh/1m

Trang 11

III ðÁY MÁNG

3.5 Kiểm tra nứt

• Kiểm tra tại 2 mặt cắt: mặt cắt sát vách và giữa nhịp

• Điều kiện để cấu kiện không bị nứt:

nc Mc ≤ Mn= γ1 Rk Wqđ.

42

IV - THIẾT KẾ DẦM ĐỠ GIỮA

43

IV DẦM ĐỠ GIỮA

4.1 Sơ đồ tính toán

• Tách dầm giữa bằng 2 mặt

cắt dọc máng Sơ đồ tính là

dầm liên tục n nhịp tiết diện

chữ T có các gối tựa là các trụ

đỡ

• Chiều cao dầm: hd = 80 cm

• Chiều dài nhịp lnhịịịịp = L/n

• Bề rộng sườn: b = 30cm

• Bề rộng cánh dầm: B/2

44

IV DẦM ĐỠ GIỮA

4.2 Tải trọng tác dụng

Tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên dầm đỡ giữa gồm:

• Tải trọng bản 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 của dầm n nhịp

Trang 12

45 46

IV DẦM ĐỠ GIỮA

4.4 Tính toán cốt thép

• Tính toán cốt thép dọc chịu lực cho 2 mặt cắt có M

-max và M +

max

như cấu kiện chịu uốn

• Trưng hp căng trên ln nht ti mt ct trên gi th2: (M

-max )

Tiết diện chữ T cánh kéo → Tính toán như đối với tiết diện chữ

nhật b d x h d

• Trưng hp căng dưi ln nht ti mt ct gia nhp biên:

(M + max) Tiết diện tính toán hình chữ T cánh nén:

b = b d , h = h d , b c ’= B/2, h c ’=h đ

47

IV DẦM ĐỠ GIỮA

4.4 Tính toán cốt thép (tiếp)

• Kim tra cưng đtrên mt ct nghiêng và tính ct thép ngang:

(mt ct có Qmax)

k 1 m b4 R k b.h 0 < k n n c Q < 0,25.m b3 R n b.h 0→ Bố trí cốt ngang

• Tính toán cốt đai

Chọn đường kính cốt đai d = 8mm → fđ= 0,503cm2, số nhánh

nđ= 2 → Chọn u tk = max (u max ; u ct ; u tt )

• Tính toán ct xiên.

k n n c Q < Q đb→ Không cần đặt cốt xiên

4.4 Kiểm tra nứt và tính bề rộng vết nứt

• Điều kiện để dầm không bị nứt:

nc.Mc≤ Mn= γ1 Rkc Wqđ

• Kiểm tra cho 2 mặt cắt có M

-max (Tiết din chT cánh kéo) và

M +

IV DẦM ĐỠ GIỮA

4.6 Tính toán và kiểm tra độ võng

• Tính B dh

• Nhân biểu đồ Vêrêshagin: f = Mp = Mk p k

dh

y

1

500

1

=





<

l

f l

f → Dầm thoả mãn yêu cầu về ñộ võng

Ngày đăng: 12/04/2021, 09:39

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w