Tài liệu PHẦN II:THIẾT KẾ KỸ THUẬT docx

Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT  50% SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 99 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường Chương I: THIẾT KẾ KẾT CẤU NHỊP I.Tính toán dầm theo phương ngang cầu I.1 Cấu tạo dầm Dầm thuộc dạng hộp đơn thành xiên, có cấu tạo như hình vẽ bên dưới. Bê tông dầm là loại có cường độ chịu nén ở 28 ngày f’ c = 50Mpa 1/2 Mặt cắt tại gối trên trụ 1/2 Mặt cắt tại gối trên mố 12000 250 5000 250 250 1250 250 12502800 5 0 0 3125 800 2200 1000 250 250 5 0 0 2200 300 1650 250500250 200 100 100 200 1500 150 250 200 4000 1500150 250 200 4000 750 750500750 I.2 Nguyên lý tính toán Trong thực tế thì BMC làm việc rất phức tạp, nếu xét điều kiện làm việc thực tế của dầm thì phải tính theo mô hình không gian. Do vậy, để đơn giản hoá trong quá trình tính toán người ta chuyển đổi từ mô hình không gian về mô hình phẳng với giả thiết các kết cấu của bản làm việc cục bộ. Do mặt cầu đúc liền khối với dầm đỡ, nên độ cứng uốn hoặc xoắn của vách và bản đáy dầm hộp ảnh hưởng đến nội lực trong bản. Do vậy, khi tính bản mặt cầu ta phải kể đến ảnh hưởng của các yếu tố này. I.3 Xác định nội lực trong dầm theo phương ngang cầu Từ nguyên lý tính toán ở trên, để xác định nội lực trong BMC ta mô hình hóa mặt cắt ngang dầm thành một khung kín. SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 100 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường 4475 2250 3750 3750 2250 5905 4 5 6 9 4 5 6 9 1 2 3 4 5 7 6 8 9 10 Sơ đồ xác định theo phương ngang cầu tại trụ 2250 3750 3750 2250 1 9 6 5 1 9 6 5 6950 8 9 10 1 2 3 4 5 7 6 Sơ đồ xác định theo phương ngang cầu tại hợp long I.3.1 Xác định tải trọng tác dụng I.3.1.1 Tĩnh tải + Trọng lượng bản thân kết cấu : do chương trình tính toán trong quá trình khai báo + Trọng lượng các lớp mặt cầu: - Giá trị này được lấy trong tính toán sơ bộ: - Trọng lượng các lớp mặt cầu xem là phân bố đều trên 1m ngang bản có giá trị DW lmc 01,2 12 15,24 == (KN/m) + Trọng lượng lan can tay vịn - Từ số liệu trong tính toán sơ bộ ta có: DW lc+tv+bc 95,0 2 9,1 == (KN) + Trọng lượng đá vỉa - Từ số liệu trong tính toán sơ bộ ta có: DW gcb 25,1 2 5,2 == (KN) I.3.1.2 Hoạt tải Hoạt tải HL-93: (Ta chỉ tính đối với xe tải thiết kế). SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 101 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường Diên tích tiếp xúc của bánh xe được giả thiết là một hình chữ nhật có chiều rộng b 2 = 510mm và chiều dài được xác định theo công thức: ( ) PIMa += − 1.10.28,2 3 2 γ (3.6.1.2.5-1) Trong đó: b 2 : Chiều dài tiếp xúc của bánh xe (mm); γ: Hệ số tải trọng, γ = 1.75; IM: Lực xung kích lấy theo phần trăm, IM = 25%; P = 72500N cho xe tải thiết kế và 55000N cho xe hai trục thiết kế. + Với xe tải thiết kế: ( ) mmm a 36,001,3607250025,0175,1.10.28,2 3 2 ==+= − b 1 b 2 a 1 45 o 45 o a 2 Diện tích tiếp xúc và truyền lực của bánh xe lên BMC. + Xác định tải trọng phân bố ngang - Chiều rộng phân bố của tải trọng bánh xe dọc theo nhịp tính toán của bản: b 1 = b 2 + 2∆h = 0.51 + 2.0,075 = 0,66 m . - Chiều dài phân bố của tải trọng theo hướng ngang nhịp tính toán của bản: a 1 = a 2 + 2∆h = 0,36 + 2.0,075 = 0,51 m . a = a 2 + 2∆h + L/3 = 0,36 + 2.0,075 + 6,0/3 = 2,51 m . + Trị số của tải trọng phân bố ngang )/(76,43 66,0.51,2 5,72 . 1 mKN ba P p === I.3.2 Tính toán nội lực trong dầm tại các tiết diện đặc biệt Công thức tính toán: ( ) ( ) [ ] PLhlliihpptt PLnqpIMnmDWDCS ϖωωωγγ 1. 21 ++++∑+= Trong đó: : 1 p γ Hệ số tải trọng của các bộ phận và liên kết, 25.1 1 p =γ hoặc 0.9; : 2 p γ Hệ số tải trọng của lớp áo đường và thiết bị, 5.1 2 p =γ hoặc 0.65; DC: Trọng lượng bản thân các bộ phận và liên kết; DW: Trọng lượng của lớp áo đường và thiết bị; m: hệ số làn xe = 1,2 ; 1,0 ; 0,85 tương ứng cho 1, 2 , 3 làn chất tải. 1+IM = 1 + 0.25 = 1.25: Hệ số xung kích; SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 102 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường n h : Hệ số tải trọng, n h = 1.75; P i : Tải trọng phân bố ngang trên chiều dài nhịp bản; ω i : Diện tích ĐAH tương ứng với P i ; q l : Tải trọng làn, q l = 9,3/3=3,1KN/m; ω l : Diện tích ĐAH tương ứng với q l PL: tải trọng người = 3 KN/m. ω PL : diện tích ĐAH tương ứng với PL Để đơn giản cho việc áp dụng, hệ số tải trọng, hệ số xung kích được nhân trực tiếp vào tải trọng bánh xe: p = 43,76.(1+0.25) = 54,7 KN/m I.3.2.1 Đối với mặt cắt tại trụ I.3.2.1.1 Nội lực do tĩnh tải gây ra Để xác định nội lực do tỉnh tải gây ra theo phương ngang cầu, ta dùng chương trình Midas/Civil để tính toán Bảng tổ hợp tải trọng Tên tổ hợp Loại Hệ số Mô tả max min Tổ hợp 1 Add 1,25 Trọng lượng bản thân dầm. 1,25 Trọng lượng DPC, LCTV. 1,5 Trọng lượng lớp BMC. Tổ hợp 2 Add 0,9 Trọng lượng bản thân dầm. 0,9 Trọng lượng DPC, LCTV. 0,65 Trọng lượng lớp BMC. 4475 2250 3750 3750 2250 5900 4 5 6 9 4 5 6 9 1 2 3 4 5 7 6 8 9 10 P lctv P dv P lctv P dv DW lmc SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 103 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường Sơ đồ lực tác dụng lên bản mặt cầu - Kết quả tính toán do tĩnh tải gây ra tại các tiết diện tính toán - Biểu đồ momen do tổ hợp 1 gây ra. 68,66 24,91 -26,27 21,79 -33,86 -48,06 - Biểu đồ momen do tổ hợp 2 gây ra 15,84 -16,73 -30,63 50,05 -23,77 13,90 - Biểu đồ lực cắt do tổ hợp 1 gây ra SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 104 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường 23,35 -38,92 -6,35 0,00 0,00 -69,51 69,51 - Biểu đồ lực cắt do tổ hợp 2 gây ra -24.78 24.78 0.00 -14.87 0.00 -7.43 4.05 12.5 3 8.29 -50.05 50.05 0.00 -12. 53 -4. 05 -8.2 9 0.00 14 .87 7.43 14,78 -24,78 0,00 24,78 -4,05 0,00 -50,05 50,05 - Nội lực do tĩnh tải gây ra tại các tiết diện Tiết diện Tổ hợp 1 Tổ hợp 2 M (KN.m) Q (KN) M (KN.m) Q (KN) 1 -26,27 23,35 -16,73 14,87 2 -48,06 -38,92 -30,63 -24,78 3 24,91 0 15,84 0 4 -48,06 38,92 -30,63 24,78 5 -26,27 -23,35 -16,73 -14,87 6 -21,79 6,35 -13,90 4,05 7 -21,79 -6,35 -13,90 -4,05 8 -33,86 -69,51 -23,77 -50,05 9 68,66 0 50,05 0 10 -33,86 69,51 -23,77 50,05 I.3.2.1.2 Nội lực do hoạt tải gây ra SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 105 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường KẾT QUẢ TÍNH TOÁN: 1 Tại tiết diện 1_1 - ĐAH M1_1 - ĐAH Q1_1 - Xếp tải lên ĐAH M,Q1_1 2 Tại tiết diện 2_2 - ĐAH M2_2 SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 106 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường - ĐAH Q2_2 - Xếp tải lên ĐAH M2_2 âm - Xếp tải lên ĐAH M2_2 dương - Xếp tải lên ĐAH Q2_2 âm SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 107 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Xếp tải lên ĐAH Q2_2 dương 3 Tại tiết diện 3_3 - ĐAH M3_3 - ĐAH Q3_3 - Xếp tải lên ĐAH M3_3 âm SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 108 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh [...]... KQ 1 : là kết quả kiểm tra lượng cốt thép tối đa KQ 2 : là kết quả kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu I.4.2.4 Tính toán cốt thép phân bố: - Cốt thép phụ được đặt theo chiều dọc dưới đáy bản để phân bố tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lực theo phương ngang Diện tích yêu cầu được tính theo phần trăm cốt thép chịu mômen dương - Đối với cốt thép chính đặt vuông góc với làn xe 3840 Số phần trăm=... tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lực theo phương ngang Diện tích yêu cầu được tính theo phần trăm cốt thép chịu mômen dương - Đối với cốt thép chính đặt vuông góc với làn xe 3840 Số phần trăm = S ≤ 67% c (9.7.3.2) - Với: Sc là chiều dài có hiệu của nhịp (khoảng cách giữa hai mặt vách),Sc=8,5m Số phần trăm = 3840 = 41,65% ≤ 67% 8500 - Đối với cốt thép phân bố momen dương: As = 0,4165.2545,0... dọc (độ) θ : góc nghiêng của ứng suất nén chéo được xác định trong 5.8.3.4 (độ) Av : diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm2) V p : thành phần lực dự ứng lực hữu hiệu trên hướng lực cắt tác dụng Vì bản không bố trí cốt thép dự ứng lực nên ta bỏ qua thành phần này dv: Chiều cao chịu cắt hữu hiệu, được lấy bằng cự ly đo thẳng góc với trục trung hòa giữa hợp lực kéo và lực nén do uốn, nhưng không... 41,006 189,00 1285,71 OK OK Bên ngoài 2290,5 41,006 189,00 1285,71 OK OK Trên 3142,0 56,25 323,40 2200,00 OK OK Dưới 3142,0 56,25 323,40 2200,00 OK OK Sườn dầm Bản đáy KQ 1 : là kết quả kiểm tra lượng cốt thép tối đa KQ 2 : là kết quả kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu I.4.1.4 Tính toán cốt thép phân bố: SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 128 GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh  Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp... Dưới Asf y 0.85f β1b ' c As (mm2) 4181,1 2290,5 SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 β1 = a (mm) 51,65 31,44 Asf y 0.85f c' b ds (mm) 190 220 Trang 129 Mr=φMn (KN.m) 259,5 196,5 Mmax (KN.m) 259,46 148,97 Kết quả OK OK GVHD : Ths.Nguyễn Tiến Oanh  Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp Bên trong Bên ngoài Trên Dưới Sườn dầm Bản đáy 2290,5 2290,5 3142,0 3142,0 28,29 28,29 38,81 38,81 Khoa Xây Dựng Cầu Đường 450... Ths.Nguyễn Tiến Oanh  Plctv 2250 3750 Pdv 1 Khoa Xây Dựng Cầu Đường 3750 DWlmc 4 7 1965 9 Pl ctv 5 1965 3 8 2250 Pdv 2 6 1925 Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp 10 6950 Sơ đồ lực tác dụng lên bản mặt cầu - Kết quả tính toán do tĩnh tải gây ra tại các tiết diện tính toán - Biểu đồ momen do tổ hợp 1 gây ra -26,27 -26,27 22,33 22,33 24,38 -53,80 -53,80 88,46 - Biểu đồ momen do tổ hợp 2 gây ra - 30,98 -16,73... 81,88 Tổ hợp 2 M (KN.m) -16,73 -30,98 15,48 -30,98 -16,73 14,25 14,25 -38,36 64,07 -38,36 Q (KN) 14,87 -24,78 0 24,78 -14,87 22,27 -22,27 -58,95 0 58,95 Tính toán tương tự như trường hợp tại trụ ta có kết quả sau: - Nội lực do hoạt tải gây ra tại các tiết diện ( chưa nhân nh ) NỘI LỰC DO HOẠT TẢI GÂY RA TẠI CÁC TIẾT DIỆN Nội lực max Nội lực min Tiết M Q M Q diện (KN.m) (KN) (KN.m) (KN) 1 2 0,00 0,55... trăm cốt thép chịu mômen dương - Đối với cốt thép chính đặt vuông góc với làn xe 3840 Số phần trăm= S ≤ 67% c (9.7.3.2) - Với: Sc là chiều dài có hiệu của nhịp (khoảng cách giữa hai mặt vách),Sc=5,0m Số phần trăm = 3840 = 54,3% ≤ 67% 5000 - Đối với cốt thép phân bố momen dương: As = 0,54.1500 = 810 mm2 Chọn 9 No10@125mm I.4.1.5 Tính toán cốt thép chống co ngót và nhiệt độ: - Diện tích cốt thép tối thiểu . Thuyết Minh Đồ Án Tốt Nghiệp  Khoa Xây Dựng Cầu Đường PHẦN II THIẾT KẾ KỸ THUẬT  50% SVTH : Hồ Xuân Trình –MSSV: 0447 Trang 99 GVHD : Ths.Nguyễn. Lực xung kích lấy theo phần trăm, IM = 25%; P = 72500N cho xe tải thiết kế và 55000N cho xe hai trục thiết kế. + Với xe tải thiết kế: ( ) mmm a 36,001,3607250025,0175,1.10.28,2