II YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG Thiết kế dầm BTCT chữ T theo tiêu chuẩn 11823 đầy đủ bản word cad và excel A Tính toán: 1. Chọn mặt cắt ngang dầm. 2. Vẽ biểu đồ bao mô men, lực cắt do tải trọng gây ra. 3. Tính mô men, lực cắt lớn nhất do tải trọng gây ra. 4. Tính và bố trí cốt thép dọc chủ tại mặt cắt giữa nhịp. 5. Tính và bố trí cốt thép đai 6. Tính kiểm soát nứt. 7. Tính độ võng do hoạt tải gây ra. 8. Xác định vị trí cắt cốt thép, vẽ biểu đồ bao vật liệu. B Bản vẽ: 1. Vẽ mặt chính dầm, vẽ các mặt cắt đại diện 2. Vẽ biểu đồ bao vật liệu. 3. Bóc tách cốt thép, thống kê vật liệu. 4. Khổ giấy A1.
Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Giáo viên hướng dẫn: Th.s Đào Đắc Lý - 0982148991 Sinh viên : Nguyễn Văn A Số thứ tự 27 Lớp : 69DBVV31 ĐỀ BÀI: Thiết kế dầm cầu đường ôtô nhịp giản đơn mặt cắt chữ T, bê tông cốt thép thi công phương pháp đúc riêng dầm công trường tải trọng cho trước I- SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH: Chiều dài nhịp: L = 13 m Hoạt tải: HL – 93 Hệ số cấp đường: k = 0,65 Bề rộng cánh chế tạo: bc = 1600 mm Khoảng cách tim hai dầm: bc + 400 (mm) = 2000 mm Tĩnh tải mặt cầu phận phụ rải đều: DW = kN/m Trọng lượng riêng bê tông: c = 24,0 kN/m3 Hệ số phân bố ngang tính cho mơ men: mgM = 0,85 Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt: mgQ = 0,77 Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng: mgD = 0,5 Độ võng cho phép hoạt tải: L/800 + Cốt thép chủ (theo ASTM 615M): fy = 250 Mpa + Cốt thép đai (theo ASTM 615M): fy= 250 Mpa + Bê tông: fc’ = 28 MPa Tiêu chuẩn thiết kế: Quy trình thiết kế cầu TCVN 11823- 2017 II- YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG A- Tính tốn: Chọn mặt cắt ngang dầm Vẽ biểu đồ bao mô men, lực cắt tải trọng gây Tính mơ men, lực cắt lớn tải trọng gây Tính bố trí cốt thép dọc chủ mặt cắt nhịp Tính bố trí cốt thép đai Tính kiểm sốt nứt Tính độ võng hoạt tải gây Xác định vị trí cắt cốt thép, vẽ biểu đồ bao vật liệu B - Bản vẽ: Vẽ mặt dầm, vẽ mặt cắt đại diện Vẽ biểu đồ bao vật liệu Bóc tách cốt thép, thống kê vật liệu Khổ giấy A1 C- Thời gian tuần nộp 14/5/2021 Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT I.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM 1.1 Chiều cao dầm h Chiều cao dầm h chọn theo điều kiện cường độ điều kiện độ võng,thông thường dầm BTCT chiều cao thỏa mãn điều kiện cường độ đạt yêu cầu độ võng Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp,chọn theo công thức kinh nghiệm: 1 h =( ÷ )l 10 20 h =(0,65÷1,3)m Chiều cao nhỏ theo quy định quy trình: hmin =0,07×13=0,91(m) Từ ta chọn chiều cao dầm h=1300(mm) Mặt cắt ngang dầm: Hình Kích thước mặt cắt ngang dầm 1.2 Bề rộng sườn dầm bw Tại mặt cắt gối dầm,chiều rộng sườn dầm định theo tính tốn ứng suất kéo chủ Chiều rộng bw chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công cho dễ đổ BT với chất lượng tốt Theo yêu cầu đó,ta chon chiều rộng sườn bw=200(mm) SVTH Nguyễn Văn A GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT 1.3 Chiều dày cánh hf Chiều dày cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác Theo kinh nghiệm hf=180(mm) 1.4 Chiều rộng cánh: b Theo số liệu đầu chiều rộng cánh: b=1600(mm) 1.5 Chọn kích thước bầu dầm bl,hl: hl=200(mm) bl=400 (cm) 1.6.Tính sơ trọng lượng thân dầm 1(m) dài: Diện tích mặt cắt dầm A=2000x180+400x200+(1300-180-200)+100x100+100x100=644000mm2 =0,644 m2 Trọng lượng thân dầm: Wdc=γ=0,644×24,0=15,456 (KN/m) Trong γ=24KN/m3: trọng lượng riêng bê tơng 1.7.Xác định bề rộng cánh tính tốn: - Bề rộng cánh tính tốn dầm bên không lấy trị số nhỏ ba trị số sau: 13000 + L= =3250 (mm) với L chiều dài nhịp hữu hiệu 4 + Khoảng cách tim dầm S:2000(m) + 12 lần bề dày cánh bể rộng sườn dầm: 12hf+bw=12×180+200=2360(cm) Và thiên an tồn bề rộng cánh tính tốn không lớn bề rộng cánh chế tạo bf=1600(mm) Vậy bề rộng cánh hữu hiệu b=1600(Mm) - Quy đổi tiết diện tính tốn: - Diện tích tam giác chỗ vát cánh: 100 S1=100 × =5000 (mm) - Chiều dày cánh quy đổi: S1 100 �100 qd h f =hf+ =180+ =187,143(mm) b bw 1600 200 - Diện tích tam giác chỗ vát bầu dầm: 100 S2 =100 × =5000 (mm) - Chiều cao bầu dầm mới: 2S 2 x5000 h 1qd =h1+ =200+ = 250 (mm) b1 bw 400 200 SVTH Nguyễn Văn A GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT Mặt cắt ngang tính tốn: Hình Mặt cắt tính tốn II.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 2.1 Xác định mô men: 2.1.1.Vẽ đ.a.h mômen xác định thông số +Chiều dài nhịp:l=13 (m) +Chia dầm thành 10 đoạn ứng với mặt cắt từ đến 10,mỗi đoạn dài 1,3 (m) SVTH Nguyễn Văn A GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT Đường ảnh hưởng mômen tiết diện: 10 Ðah M1 1,17 Ðah M2 2,08 Ðah M3 2,73 Ðah M4 3,12 Ðah M5 3,25 Hình Đường ảnh hưởng mơ men tiết diện 2.1.2.Các cơng thức tính tốn giá trị mơmen mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn: - TTGH Cường độ I: M i 1, 25.Wdc 1,5.Wdw M m.g M 1, 75.LLL M 1, 75.k IM �Pi yi - TTGH Sử dụng: M i , 1, Wdc Wdw M m.g M LLL M k IM �Pi yi Trong đó: w dw ;wdc wM LLM mgM �Pi yi LLL :Tĩnh tải rải trọng lượng thân dầm (KN/m) :Diện tích đường ảnh hưởng mô men mặt cắt thứ i :Hoạt tải tương ứng với đường ảnh hưởng mômen lực cắt mặt cắt thứ i :Hệ số phân bố ngang tinh cho mômen :Tổng tải trọng trục xe nhân với tung độ đường ảnh hưởng mặt cắt thứ i =9,3KN/m:tải trọng rải SVTH Nguyễn Văn A GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT (l+IM) η :Hệ số xung kích,lấy 1,25 :Hệ số điều chỉnh tải trọng xác định cơng thức: η=ηd×ηR×ηl≥0,95 Với trạng thái giới hạn cường độ I:ηd=0,95;ηR=1,05; ηl=0,95 Với trạng thái giới hạn sử dụng η=1 2.1.3 Xếp tải bất lợi lên dah xác định tung độ bê tải trọng trục xe Tại mặt cắt 0,1L 110kN 35kN 145kN 145kN 110kN 1.17 WDC;WDW;LLL tải bất lợi t¹i lên đường ảnh mơtmen mt ct 0,1L ĐHỡnh AH4 Xp mômen mặ t cắ 0,1L Tại mặt cắt 0,2L 110kN 35kN 145kN 145kN 110kN 2.08 WDC;WDW;LLL Hình Xếp tải bất lợi lên ng nh mụ men mt ct 0,2L Đ AH mômen mặ t cắ t 0,2L SVTH Nguyn Vn A GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT Tại mặt cắt 0,3L 110kN 35kN 145kN 145kN 110kN 2.73 WDC;WDW;LLL Hình Xếp tải bất lợi lên đường ảnh mô men mặt ct 0,3L Đ AH mômen mặ t cắ t 0,3L Tại mặt cắt 0,4L 110kN 35kN 145kN 110kN 145kN 3.12 WDC;WDW;LLL Hình Xếp tải bất lợi lên ng nh mụ men mt ct 0,4L Đ AH mômen mặ t cắ t 0,4L SVTH Nguyn Vn A GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT Tại mặt cắt 0,5L 110kN 35kN 110kN 145kN 145kN 3.25 WDC;WDW;LLL Xếp tải bt litại lờn ng men mt ct 0,5L Đ Hỡnh AH8mômen mặ tnh cắ tmụ0,5L 2.1.4.Bng giỏ tr mụ men biểu đồ mô men TTGH Cường độ I: AMi Mặt xi(m) cắt m2 y1 1,3 7,605 1,17 2,6 13,52 2,08 3,9 17,745 2,73 5,2 20,28 3,12 6,5 21,125 3,25 Xe tải y2 0,74 1,22 1,44 1,4 1,1 y3 0,31 0,36 0,15 0,54 1,1 Xe trục y4 y5 1,17 1,05 2,08 1,84 2,73 2,37 3,12 2,64 3,25 2,65 MiDC kNm 139,58 248,15 325,69 372,22 387,73 MiDW kNm 43,35 77,06 101,15 115,60 120,41 MiLane kNm 99,95 177,68 233,21 266,52 277,63 MiTruck MiTandem kNm kNm 351,59 298,33 599,95 526,77 745,08 685,34 823,76 774,04 817,59 792,85 MCĐI kNm 634,47 1102,84 1405,13 1578,09 1603,35 2.1.5 Bảng giá trị mô men biểu đồ mô men TTGH Sử dụng I: Mặt cắt xi (m) 1,3 2,6 3,9 5,2 6,5 AMi m2 7,605 13,52 17,745 20,28 21,125 Xe tải y1 y2 Xe trục y3 y4 y5 MiDC kNm 1,17 0,74 0,31 1,17 1,05 117,54 2,08 1,22 0,36 2,08 1,84 208,97 2,73 1,44 0,15 2,73 2,37 274,27 3,12 1,4 0,54 3,12 2,64 313,45 3,25 1,1 1,1 3,25 2,65 326,51 SVTH Nguyễn Văn A MiDW MiLane MiTruck MiTandem MSCI kNm kNm kNm kNm kNm 30,42 54,08 70,98 81,12 84,50 60,12 106,88 140,27 160,31 166,99 211,48 360,87 448,17 495,49 491,78 179,44 316,86 412,24 465,59 476,90 419,56 730,79 933,69 1050,37 1069,78 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT 2.1.6 Biểu đồ bao mô men TTGH cường độ I Hình Biểu đồ bao mơ men M (kN.m) - Vậy mô men dầm lớn mặt cắt nhịp, + Tại TTGH cường độ 1: Mu =1603,35 kN.m + Tại TTGH sử dụng: Ma =1069,78 kN.m 2.2 Xác định Lực cắt: 2.2.1.Vẽ đ.a.h lực cắt xác định thông số +Chiều dài nhịp:L=13 (m) +Chia dầm thành 10 đoạn ứng với mặt cắt từ đến 6,5m đoạn dài 1,3 (m) Đường ảnh hưởng lực cắt tiết diện SVTH Nguyễn Văn A GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT 10 § ah Q0 0,9 § ah Q1 0,1 0,8 § ah Q2 0,2 0,7 § ah Q3 0,3 0,6 § ah Q4 0,4 0,5 § ah Q5 0,5 Hình 10 Đường ảnh hưởng lực cắt tiết diện 2.2.2 Các cơng thức tính tốn giá trị lực cắt mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn: - TTGH cường độ I: Qi 1, 25.Wdc 1,5.Wdw Q m.gQ 1, 75.LLL 1Q 1, 75.k IM �Pi yi - TTGH sử dụng: Qi=1× ( wdc wdw ) wQ mg Q [ LLl LLQ k (1 IM )] w1Q Q 1, Wdc Wdw Q m.g Q LLL 1Q k IM �Pi yi Trong đó: w dw ;wdc :Tĩnh tải rải trọng lượng thân dầm(KNm) SVTH Nguyễn Văn A GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT 2 h3f � hf � h � h3 �h � � I g b bw b bw h f �x � bw bw h � x � b1 bw b1 bw h1 � hx � 12 12 12 2� �2 � � � � h3f 187,143 187,14 � 13003 � I g 1600 200 � 1600 200 �187,14 �� 441, 02 200 � � 12 � 12 � 1300 13003 200 � � � � 200 �1300 �� 441, 02 � 400 200 � 400 200 �200 �� 1300 441, 02 � 12 � �2 � � Ig=1,0756 x1011 mm4 +Mô men chống uốn tiết diện bê tông thớ chịu kéo đáy dầm: I 1, 0756 x1011 Sc g 1, 25 x108 mm3 h x 1300 441, 02 Mô men nứt tiết diện: M cr f r Sc =0,67x1,2x3,33x1,25x108=335,62 kN.m + 1,33 Mu=2084 kN.m M r =1667,24 �min M cr ;1,33M u =335,62 Vậy dầm đảm bảo điều hàm lượng cốt thép tối thiểu theo yêu cầu IV.VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU: 4.1 Lý nguyên tắc cắt cốt thép §Ĩ tiÕt kiƯm thÐp, sè lỵng cèt thÐp chän tính với mặt cắt có mômen lớn đợc lần lợt cần bớt cho phù hợp với hình bao mô men Công việc đợc tiến hành sở nguyên tắc sau đây: - Các cốt thép đợc cắt bớt nh cốt thép lại mặt cắt phải đối xứng qua mặt phẳng uốn dầm (tức mặt phẳng qua trục đối xứng tất mặt cắt dầm) - Đối với dầm giản đơn phải có mét phÇn ba sè sè cèt thÐp cần thiết mặt cắt nhịp đợc kéo neo gối dầm - Số lợng cốt thép cắt cho lần nên chọn (thờng đến thanh) - Không đợc cắt, uốn cốt thép góc cốt đai - Tại mặt cắt không đợc cắt hai cạnh 4.2 Phương án cắt cốt thép Tính tốn mơmen kháng tính tốn dầm bị cắt uốn cốt thép: Số Vị trí khối lần Số As lại ds a cắt lai mm2 mm mm ứng suất es 10 6450 1170 42,3451 Cánh nén 0,06746 5160 1200 33,8761 Cánh nén 0,08733 3870 1216,6667 25,407 Cánh nén 0,11911 SVTH Nguyễn Văn A 18 et 0,07 0,09 0,12 hệ số Mr kN.m 0,900 1667,2 0,900 1373,5 0,900 1048,4 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen Do điều kiện lượng cốt thép tối thiểu:Mr ≥ min{1,2Mcr;1,33Mu} nên Mu≤0,9Mcr điều kiện lượng cơt thép tối thiểu Mr≥ 1,33Mu.Điều có nghĩa khả chịu lực dầm phải bao đường Mu Mu≤0,9Mcr Mômen nứt trạn thái giới hạn sử dụng: M cr f r S c =3,33x1,25x108=417,442 kN.m fr sức kháng kéo bê tông chịu kéo uốn: f r 0, 63 f c' 2,22 Mpa Sc mô men chống uốn tiết diện chữ T chưa nứt không xét cốt thép: Sc=1,25x108 mm3 - Tìm vị trí mà Mu = 1,2Mcr Mu = 0,9Mcr Để tìm vị trí ta xác định khoảng cách x1 , x2 cách nội suy tung độ biểu đồ mô menban đầu: M u = 0,9 Mcr 0,9 �417,442 =375,698 (KNm) => x1 641 (mm) M u =1,2Mcr=1,2x417,442 =500,931 (KNm)=> x2 =855 (mm) -Tại đoạn M u �1, 2M cr ta giữ nguyên biểu đồ M u -Trong 0,9M cr �M u �1, M cr vẽ đường nằm ngang với giá trị 1,2 M cr Tại đoạn M u �0,9 M cr ' vẽ đường M u M u Hình 19 Biểu đồ Mơ men sau hiệu chỉnh Xác định điểm cắt lý thuyết: Điểm cắt lý thuyết mà theo yêu cầu uốn không cần cốt thép dài Để xác định điểm cắt lý thuyết ta cần vẽ biểu đồ mô mentính tốn Mu xác định điểm giao biểu đồ ΦMn Xác định điểm cắt thực tế: Từ điểm cắt lý thuyết cần kéo dài phía mơ men đoạn ll.chiều dài ll lấy trị số lớn trị số sau: SVTH Nguyễn Văn A 19 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT -chiều cao hữu hiệu tiết diện:ds= 1216,17 (mm) (lấy giá trị ds lớn sau lần cắt) -15 lần đường kính danh định: 15 29= 435 (mm) -1/20 lần nhịp: 1/20x13000= 650(mm) Max = 1216,7mm =>chọn ll=1250(mm) Đồng thời chiều dài không nhỏ chiều dài phát triển lực ld Chiều dài ld gọi chiều dài khai triển hay chiều dài phát triển lực đoạn mà cốt thép dính bám với bê tơng để đạt cường độ tính tốn Tính chiều dài triển khai cốt thép chịu kéo ld: + Chiều dài khai triển ld kéo lấy sau: ld ldb rl �cf �lW �rc �er Chiều dài triển khai cốt thép ldb(mm) fy 250 ldb= 0,91db = 0,91x 29, x =1234 (mm) ' 28 fc fy =250 MPa:cường độ chảy quy định cốt thép ' f c =28 MPa:cường độ chịu nén quy định bê tơng tuổi 28 ngày db =29,0 mm:đường kính thanh(mm) rl Hệ số điều chỉnh vị trí cốt thép: rl =1 cf Hệ số điều chỉnh sơn phủ cốt thép: cf =1,0 1W Hệ số điều chỉnh cốt thép đặt bê tông nhẹ: 1W =1,0 rc Hệ số điều chỉnh kiềm giữ cốt thép cốt thép đai: db 0, �rc �1, Cb ktr + db=29 mm Đường kính cốt thép + Cb=50mm lấy trị số nhỏ hai thông số khoảng cách từ tim triển khai đến mặt bê tông gần khoảng cách từ tim triển khai (theo bố trí cốt thép bầu) ktr số cho cốt thép đai 1,58 Atr ktr sn =0 Atr tổng diện tích mặt cắt cốt thép đai bố trí theo khoảng cách s cắt ngang qua mặt cắt có khả nứt tách dọc theo cốt thép triển khai Atr=0 (mm2) + s=200 (mm) khoảng cách lớn từ tim cốt thép ngang phạm vi ldb + n=2 Số triển khai mặt phẳng nứt tách rc 0,574 A 6198 cr Hệ số điều chỉnh bố trí thừa cốt thép cr ct = =0,9611 Att 6450 Với: Act=6198 (mm2): Diện tích cần thiết theo tính tốn Att=6450 (mm2) :Diện tích thực tế bố trí ld=1234×1×1×1×0,574×0,9611=680,64 (mm) SVTH Nguyễn Văn A 20 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT + Vậy ta chọn chiều dài triển khai cốt thép Ld=700 (mm) Từ ta xác định vị trí cắt cốt thép dọc chủ biểu đồ bao vật liệu sau: SVTH Nguyễn Văn A 21 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT Hình 20 Biểu đồ bao mơ men biểu đồ bao vật liệu SVTH Nguyễn Văn A 22 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT V.TÍNH TỐN CHỐNG CẮT Biểu thức kiểm toán φVn > Vu Vn :sức kháng danh định,được lấy giá trị nhỏ Vn=Vc+Vs (N) ' Hoặc Vn=0,25f c bvdv (N) Vc=0,083β f c' dvbv (N) Av f v d v (cot g cot g ) sin (N) s Trong đó: • Chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv,xác định khoảng cách cánh tay đòn nội ngẫu lực Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn a dv =ds Đồng thời dv= max{0,9d;0,72h} a Vậy dv=max{0,9de;0,72h;d } a d =1216,67-25,407= 1203,96(mm) 0,9de=0,9× 1216,67= 1095 (mm) 0,72h=0,72×1300=936 (mm) xét mặt cắt tính tốn chống cắt de=1216,67mm a= 25,407 mm +bv:bề rộng bụng hữu hiệu,lấy bụng nhỏ chiều cao dv,vậy bv=bw=20(cm) Từ ta thấy dv=1203,96 (mm) +s(mm):bước cốt thép đai +β:Hệ số khả BT bị nứt chéo truyền lực kéo + :góc nghiêng ứng suất nén chéo + β, xác định băng cách tra đồ thị tra bảng +α:góc nghiêng cốt thép ngang với trục dọc,bố trí cốt thép đai vng với trục dầm nên α=90 +Hệ số sức kháng cắt,với bê tơng thường Φ=0,9 Av:diện tích cốt thép bị cắt cự ly s(mm) Vs:Khả chịu lực cắt bê tơng (N) Vu:Lực cắt tính tốn(N) Vs= Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả chịu lực bê tôngvùng nén: +Xét mặt cắt cách gối khoảng dv=1203,96 mm.Xác định nội lực đường bao băng phương pháp nội suy Mu=587,60 (KNm) Vu=438,81 (KN) ' ΦVn=Φ(0,25f c bvdv)=0,9×0,25×28×200×1203,96=1517,00 (KN) Vu = 438,81 (KN) Đạt SVTH Nguyễn Văn A 23 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT Tính góc hệ số β: +Tính tốn ứng suất cắt Vu 438,81�103 v= = =2,025 (N/mm2) �d v �bv 0,9 �1216, 67 �200 v 2, 025 +Tính tỉ số ứng suất ' = =0,0723 < 0,25 fc 28 + tính biến dạng cốt thép chịu kéo theo công thức Mu 587, Vu 438,81 1203,96 εs= d v =0,0018 Es �As 2.10 �3870 4,8 4,8 =2,0426 750 s 750 x0, 0018 29 3500 s =29+3500x0,0018=35,3 Với: dv=1216,67 (mm) Es=2.105 N/mm2 As=3870 mm2 (khi kéo gối cắt lại thanh) Khả chịu lực cắt BT f c' ×dv×bv=0,083×2,0426× 28 ×200×1216,67=216,014×103(N) Yêu cầu khả chịu lực cắt cần thiết côt thép: 1517, 00 Vs=Vn-Vc= -216,014 =217,556 (KN) 0,9 Khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn nhất: Av f y d v cot g Smax= Vs fy=250 MPa:giới hạn chảy quy định với côt thép đai =35,3 :góc nghiêng với ứng suất nén chéo dv=1216,67 (mm) Vs=217,556 ×103(N) Av:diện tích cốt thép đai(mm2) Chọn côt thép đai số 10,đường kính danh định d=9,5mm, diện tích mặt cắt ngang cốt thép đai là: Av=2×171=142(mm2) 142 �250 �1216, 67 �cot g (35,3 ') Vậy ta tính được: Smax= =222,9 (mm) 217,556 �103 Vc=0,083×β Ta chọn khoảng cách bố trí cơt đai s=150(mm) Kiểm tra lượng cốt thép đai tối thiểu: SVTH Nguyễn Văn A 24 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Av = 0,083 f c' Đồ án Kết cấu BTCT bv s 200 �150 =0,083 28 � =35,14(mm2 ) fy 250 Mà Av=142mm2 > A v =35,14(mm2) Thỏa mãn Kiểm tra khoảng cách tối đa cơt thép đai Ta có: u 2, 025 0,125 fc' 0,125 28 0,5292 s =150 mm≤0,4dv=0,4*1216,67=481,59 mm s =150 mm≤300(mm) Thỏa mãn Kiểm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thép dọc không bị chảy tác dụng tổ hợp mô men, lực dọc trục lực cắt: Khả chịu lực cắt cốt thép đai: A �f xdv �cot g 142 �250 �1216, 67 �cot g (35,3) Vs= v y = = 603,65×103 (N) 150 s Asfy=3870 250=967,5 10 (N)=967,5 (KN) M u Vu 587,6 �106 438,81 0,5 �603, 65 �103 cot g (35,3) + 0,5Vs cotg = d v 0,9 �1216, 67 =804,62 ×103(N)= 804,62 (KN) M u Vu Asfy =967,25 (KN)> + 0,5Vs cotg =804,62 (KN) Đạt d v SVTH Nguyễn Văn A 25 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT VI.KIỂM SOÁT NỨT 6.1 Kiểm tra xem mặt cắt dầm có bị nứt hay khơng Tại mặt cắt tuỳ vào giá trị nội lực bê tơng bị nứt hay khơng Vì để tính tốn kiểm sốt nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay khơng Để tính tốn xem mặt cắt có bị nứt hay khơng người ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính tính ứng suất kéo fr bê tơng Mặt cắt ngang tính tốn Hình 21 Mặt cắt tính tốn Diện tích mặt cắt ngang: Ag =5720 ( cm ) Xác định vị trí trục trung hòa tiết diện nguyên: x= 441,02 mm yt=h-x=1300-441,02 =858,98 mm Mơ men qn tính tiết diện ngun: Vậy I g 10,7 �1010 (mm ) Tinh ứng suất kéo bê tông Ma 1069, 78 �858,98 �103 fc Yt 8,58 (Mpa) Ig 10, �1012 �1010 SVTH Nguyễn Văn A 26 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT Cường độ chịu kéo uốn bê tông : f r = 0,63 28 =3,33 (MPa) => fc=8,58 (MPa) > 0,8fr=0,8x3,33=2,67 (MPa) Vậy mặt cắt bị nứt 6.2 Tính tốn kiểm sốt nứt Kiểm tra nứt theo điều kiện khống chế 123000. e s 2d c s f ee dc 0, h d c a, Xác định ứng suất cốt thép chịu kéo trạng thái giới hạn sử dng: Mô đun đàn hồi cốt thép : E s 2.105 MPa s Mô đun đàn hồi bê tông : Ec 0, 0017.K1 Wc f c'0,33 0, 0017 x1x2400 x280,33 29405,84 (Mpa) đó: K1 hệ số điều chỉnh nguồn cốt liệu, lấy 1,0 Wc =2400 kg/m3 khối lượng riêng bê tơng tính bằng; f’c=28 Mpa giá trị tuyệt đối cường độ chịu nén danh định bê tông Hệ số quy đổi: n Es 2x105 6,8 chọn n= E c 29405,84 Xác định chiều cao vùng nén mặt cắt nứt: Giả sử TTH qua cánh dầm ta có: be 1600 x2 nA s ds x x2 7x6450x 1170 x 800.x2 45150.x 52825500 Giải phương trình x1= 230,3 > hfqd x2=-286,73 loại Vậy lấy x=230,3 mm Trục trung hòa qua sườn dầm Giả sử sai Xác định lại TTH SVTH Nguyễn Văn A 27 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT b bw Đồ án Kết cấu BTCT hf x2 bw nA s ds x 2 (1600-200)*187,14^2/2+100.x2=7*6450*(1170-x) 100.x2+45150.x-28309785,71=0 Giải phương trình x1= 352,23 > hfqd x2=-803,73 loại Vậy lấy x=352,23 mm Xác định mô men quán tính tiết diện nứt TTH: Icr Icr b bw h3f 12 h3 � hf � b b h x b nA s x ds w f � w � � 2� 1600 200 x187,143 12 187,14 � 187,14 1600 200 187,14� �352,23 � 20x 7x6450x 352,23 1170 � � Icr=4,89.1010 mm4 Ứng suất cốt thép chịu kéo trạng thái giới hạn sử dụng Tính ứng suất cốt thép f s =n Ma (ds-x) I cr �1069,78 �106 (1170 352, 23) 125,17( N / mm ) 125, MPa 10 ,89.10 => f s 125,17( MPa) f sa 0, f y 150( MPa) fs b, Xác định thông số e; s;de + Từ hình vẽ bố trí thép ta có: de=50mm + Theo đề kết cấu nằm điều kiện phơi nhiễm loại nên: e=1 + Suy s=1,06 dc 50 s 1 =1,057 0, h d c 0, x 1170 50 123000. e 123000 x1 s 2d e x50 =829,55 mm s f ee 1, 057 x125, + Khoảng cách cốt thép chịu kéo theo thiết kế 100mm f 0, 25 �11,50 1, 08 3, 43( mm) fmax = max{f1 ; f2} = 10,49 (mm) 7.4 Kiểm tra điều kiện độ võng �f � fmax < L � � 13000 � 16, 25(mm) 800 �l � Đạt SVTH Nguyễn Văn A 30 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT Mục Lục I.XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM .1 1.1 Chiều cao dầm h .1 1.2 Bề rộng sườn dầm bw 1.3 Chiều dày cánh hf 1.4 Chiều rộng cánh: b 1.5 Chọn kích thước bầu dầm bl,hl: 1.6.Tính sơ trọng lượng thân dầm 1(m) dài: 1.7.Xác định bề rộng cánh tính tốn: II.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 2.1 Xác định mô men: 2.1.1.Vẽ đ.a.h mômen xác định thông số 2.1.2.Các cơng thức tính tốn giá trị mơmen mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn: 2.1.3 Xếp tải bất lợi lên dah xác định tung độ bê tải trọng trục xe 2.1.4.Bảng giá trị mô men biểu đồ mô men TTGH Cường độ I: 2.1.5 Bảng giá trị mô men biểu đồ mô men TTGH Sử dụng I: 2.1.6 Biểu đồ bao mô men TTGH cường độ I 2.2 Xác định Lực cắt: 2.2.1.Vẽ đ.a.h lực cắt xác định thông số .8 2.2.2 Các cơng thức tính tốn giá trị lực cắt mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn: 2.2.3 Xếp tải bất lợi xác định giá trị tung độ bên tải trọng trục xe 2.2.4 bảng giá trị lực cắt theo TTGH biểu đồ lực cắt TTGH Cường độ I 12 2.2.5 bảng giá trị lực cắt theo TTGH biểu đồ lực cắt TTGH Sử dụng I .12 2.2.6 Biểu đồ bao lực cắt 13 III.TÍNH TỐN DIỆN TÍCH BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM 13 3.1.Tính mơ mentính tốn ứng với trạng thái giới hạn cường độ,tính mặt cắt nhịp: 13 3.2.Xác định diện tích cốt thép yêu cầu 13 3.3 Bố trí cốt thép chủ chịu lực dầm .14 3.4 Kiểm toán lại tiết diện thiết kế 15 IV.VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU: .17 4.1 Lý nguyên tắc cắt cốt thép 17 4.2 Phương án cắt cốt thép 17 V.TÍNH TỐN CHỐNG CẮT .21 VI.KIỂM SOÁT NỨT 24 6.1 Kiểm tra xem mặt cắt dầm có bị nứt hay không 24 6.2 Tính tốn kiểm sốt nứt 25 Kiểm tra nứt theo điều kiện khống chế 25 VII.TÍNH TOÁN ĐỘ VÕNG DO HOẠT TẢI GÂY RA: 27 7.1.Xác định vị trí bất lợi xe tải thiết kế: 27 7.2 Độ võng xe tải thiết kế 27 SVTH Nguyễn Văn A 31 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Cơng nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT 7.3.Tính tốn độ võng nhịp dầm giản đơn hoạt tải gây ra: .28 7.4 Kiểm tra điều kiện độ võng 28 Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình DANH MỤC HÌNH VẼ Kích thước mặt cắt ngang dầm Mặt cắt tính tốn 3 Đường ảnh hưởng mô men tiết diện .4 Xếp tải bất lợi lên đường ảnh mô men mặt cắt 0,1L 5 Xếp tải bất lợi lên đường ảnh mô men mặt cắt 0,2L Xếp tải bất lợi lên đường ảnh mô men mặt cắt 0,3L Xếp tải bất lợi lên đường ảnh mô men mặt cắt 0,4L Xếp tải bất lợi lên đường ảnh mô men mặt cắt 0,5L Biểu đồ bao mô men M (kN.m) 10 Đường ảnh hưởng lực cắt tiết diện 11 Xếp tải bất lợi lên đường ảnh hương lực cắt mặt cắt gối 12 Xếp tải bất lợi lên đường ảnh hương lực cắt mặt cắt 0,1L .10 13 Xếp tải bất lợi lên đường ảnh hương lực cắt mặt cắt 0,2L .10 14 Xếp tải bất lợi lên đường ảnh hương lực cắt mặt cắt 0,3L .11 15 Xếp tải bất lợi lên đường ảnh hương lực cắt mặt cắt 0,4L .11 16 Xếp tải bất lợi lên đường ảnh hương lực cắt mặt cắt 0,5L .12 17 Biểu đồ lực cắt Q (kN) 13 19 Bố trí cốt thép dọc chủ mặt cắt ngang 15 20 Biểu đồ Mô men sau hiệu chỉnh 18 21 Biểu đồ bao mô men biểu đồ bao vật liệu 20 22 Mặt cắt tính tốn 24 23 Xếp tải xác định vị trí bất lợi tính độ võng 27 SVTH Nguyễn Văn A 32 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý ... =1,0 1W Hệ số điều chỉnh cốt thép đặt bê tông nhẹ: 1W =1,0 rc Hệ số điều chỉnh kiềm giữ cốt thép cốt thép đai: db 0, �rc �1, Cb ktr + db=29 mm Đường kính cốt thép + Cb=50mm lấy trị số... Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT Hình 20 Biểu đồ bao mơ men biểu đồ bao vật liệu SVTH Nguyễn Văn A 22 GVHD: Th.s Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT V.TÍNH TỐN CHỐNG... Đào Đắc Lý Trường ĐH Công nghệ GTVT Đồ án Kết cấu BTCT + Vậy ta chọn chiều dài triển khai cốt thép Ld=700 (mm) Từ ta xác định vị trí cắt cốt thép dọc chủ biểu đồ bao vật liệu sau: SVTH Nguyễn Văn