ilovepdf_merged

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP GVHD : Ths LÊ VĂN LẠC Tên SV : LÊ TẤN KIÊN Lớp : 17THXD Đề : 15 Đà Nẵng, tháng 08/2021 THIẾT KẾ DẦM CHỦ BTCT ỨST CHỮ T BẰNG PP CĂNG SAU Tác giả LÊ TẤN KIÊN Giảng viên hướng dẫn Ths LÊ VĂN LẠC LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn, khoa tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em trình học tập trường năm học vừa qua thực đồ án để em có kiến thức kinh nghiệp quý báu cho bước đường tương lai sau Đặc biệt gửi lời cảm ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn đề tài Thầy Lê Văn Lạc hướng dẫn cách chi tiết tận tình để báo cáo em hướng đạt kết tốt suốt thời gian qua Thuyết Minh Đồ Án Môn Học  Cầu Bê Tông Cốt Thép 1400 CHƯƠNG I : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU Sơ đồ tính mặt cầu Phương án : Thiết kế kỉ thuật nhịp 27,5 m + Thiết kế mặt cầu + Thiết kế dầm theo phương pháp căng sau CHIỀU DÀY BẢN MẶT CẦU: * Nhận xét: Gọi L1 chiều dài tính toán nhịp 27,5 m  L1 = 26,9 m Gọi L2 chiều dài tính tốn theo phương ngang cầu  L2 = 2,3 m 𝐿1 26.9 = 𝐿2 2,3 =11,7 m >>1,5m (theo AASHTO) làm việc theo kiểu loại dầm Để tính tốn ta cắt 1m rộng theo phương dọc cầu Chiều dày tối thiểu BTCT theo AASHTO 175mm Chiều dày tối thiểu hẫng 200 mm Chọn chiều dày 200 mm Trang SVTH:LÊ TẤN KIÊN GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC Thuyết Minh Đồ Án Môn Học  Cầu Bê Tông Cốt Thép CHƯƠNG II: THIẾT KẾ DẦM CHỦ BTCT ƯST CHỮ T L = 27.5M BẰNG PHƯƠNG PHÁP CĂNG SAU CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ Chiều dài toàn dầm : Lnhịp =27,5 m Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a = 0,3 m Khẩu độ tính tốn : L = Lnhịp – 2a = 27,5– 2×0,3 = 26,9 m Tải trọng thiết kế : + Hoạt tải HL 93 + Tải trọng ngưới : 4,1 kN/m2 Bề rộng cầu: + Mặt xe chạy: B1 = 9,0 m + Lề người : B2 = 1,5 m + Lan can : B3 = 0,45 m + Vạch sơn phân làn: B4 = 0,3 m  Tổng bề rộng cầu: B = B1 + 2B2 + 2B3 + 2B4 = 13,5 m Dạng kết cấu nhịp : Cầu dầm Dạng mặt cắt : Chữ T Vật liệu kết cấu : Bêtông cốt thép dự ứng lực Công nghệ chế tạo : Căng sau Quy trình thiết kế: TCVN 11823-2017 Cấp bêtông dầm chủ : f c' = 45 Mpa Tỷ trọng bêtông :  c = 2400 kg/m3 Tỷ trọng BTCT :  c = 2500 kg/m3 Loại cốt thép ứng suất trước : Tao thép Tao sợi xoắn đường kính : Dps = 15.2 mm Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn : f pu = 1860 Mpa Cốt thép thường : G60 có f u = 620 Mpa, f y = 480 Mpa Quy trình thiết kế : TCVN 11823- 2017 CHIỀU CAO DẦM TỐI THIỂU Tởng chiều dài tồn dầm 27,5m, đầu dầm kê lên gối bên 0,3 m ; chiều dài nhịp tính tốn L = 26,9m Cầu gồm dầm chữ T , chế tạo BT có f’c = 45 Mpa ➢ Chọn mặt cắt ngang dầm chủ : chọn phần sơ Kiểm tra điều kiện chiều cao tối thiếu: (TCN 2.5.2.6.3) hmin= 0,05.L =0,05* 26,9= 1,345(m) ➢ Chiều rộng cánh có hiệu (TCVN 4.6.2.6.1): Chiều dài nhịp có hiệu L= 26900 mm Đối với bề rộng cánh dầm hữu hiệu dầm lấy giá trị nhỏ : +1/4 chiều dài nhịp hữu hiệu = 26900 = 6725mm Trang SVTH:LÊ TẤN KIÊN GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC Thuyết Minh Đồ Án Môn Học  Cầu Bê Tơng Cốt Thép +12 lần độ dày trung bình cộng với số lớn bề dày bụng dầm ½ bề rộng cánh dầm: 12.200 + max(200;0,5.2000) = 3400 mm +Khoảng cách trung bình dầm liền kề nhau: 2300 mm  Bề rộng cánh dầm hữu hiệu dầm 2300 mm LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ 3.1 Hệ số sức kháng : Trạng thái giới hạn cường độ :  ( TCN 5.5.4.2.1) • uốn kéo : 1,00 • cắt xoắn : 0,90 • nén neo : 0,80 Trạng thái giới hạn khác : 1,00 3.2 Các hệ số cho tĩnh tải: Loại tải trọng TTGH cường độ TTGH sử dụng DC 1,25/0,9 DW 1,5/0,65 + Hệ số điều chỉnh tải trọng {1.3.3} TTGH cường độ 1,05 TTGH sử dụng 1,00 TTGH mỏi 1,00 R {1.3.4} 1,00 1,00 I {1.3.5} 1,05 1,00 1,00 {1.3.2.1} 0,907 1,00 1,00 Hệ số điều chỉnh Tiêu chuẩn D =  D R I + Hệ số tải trọng cho hoạt tải: - Hệ số xung kích: IM = 0,33 - Hệ số tải trọng: Loại tải trọng TTGH cường độ TTGH sử dụng LL 1,75 PL 1,75 - Hệ số xe: - Đường xe: m = 1,2 - Đường xe: m = 1,0 - Đường xe: m = 0,85 Trang SVTH:LÊ TẤN KIÊN GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC Thuyết Minh Đồ Án Môn Học  Cầu Bê Tông Cốt Thép 3.3 Hệ số phân bố tải trọng động: ❖ Xác định thông số dầm T: Để thuận lợi cho việc tính tốn thơng số ta đưa tiết diện dầm chủ (phần nhịp) tiết diện tính tốn hình vẽ: x Chuyển đổi tiết diện tính tốn Diện tích tiết diện dầm chủ: A = b1.h1 + b2 h2 + bw (h − h1 − h2 ) = 2300.225+620.300+200.(1400-225-300) = 878500(mm2) Chọn gốc toạ độ điểm mép dầm nên: Tọa độ trọng tâm tiết diện: x = –Mô men tĩnh mặt cắt ngang dầm trục xo : ℎ1 ℎ2 ℎ − ℎ1 + ℎ2 𝑆𝑥0 = 𝑏1 ℎ1 (ℎ − ) + 𝑏2 ℎ2 + 𝑏𝑤 (ℎ − ℎ1 − ℎ2 ) ( ) 2 225 300 1400−225+300 = 2300.225 (1400 − ) + 620.300 + 200 (1400 − 225 − 300)( ) 2 = 823243 cm -Khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm dầm : 𝑦𝑏 = 𝑆𝑥0 𝐴 = 823243 8785 = 93,7𝑐𝑚 Momen qn tính trục trung hịa tiết diện: 𝑏2 ℎ2 ℎ2 𝑏1 ℎ1 ℎ1 ( + 𝑏2 ℎ2 (𝑦𝑏 − ) ) + ( + 𝑏1 ℎ1 (𝑦𝑡 − ) 12 12 𝐼= 𝑏𝑤 (ℎ − ℎ1 − ℎ2 )3 ℎ − ℎ1 + ℎ2 +( + 𝑏𝑤 (ℎ − ℎ1 − ℎ2 ) (𝑦𝑏 − ) 12 [ ] 620.3003 300 2252 2000.2253 ( ) + 620.300 (937 − )2 ) + ( + 2300.225 (463 − 12 12 =[ 2] 200.(1400−225−300)3 1400−225+300 ) +( + 200 (1400 − 225 − 300) (937 − 12 11 I = 1,237.10 mm Tham số độ cứng dọc Kg: Kg = n.( I + A.eg2 ) Với : n= Eb =1 Es Trang SVTH:LÊ TẤN KIÊN GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC Thuyết Minh Đồ Án Môn Học  Cầu Bê Tơng Cốt Thép A, I diện tích momen quán tính tiết diện dầm chủ (Tiết diện quy đổi) eg = y t - h1 225 =463=350,5 mm khoảng cách trọng tâm dầm 2 chủ với trọng tâm mặt cầu  Kg = 1.(1,237.1011 + 878500.350,52) = 2,31.1011 mm4 3.4 Hệ số phân bố hoạt tải dầm : Khi số dầm chủ lớn dầm dùng cơng thức AASHTO 3.4.1: Đối với momen: (TCN 4.6.2.2.2a-1) Phạm vi áp dụng: 1100  S  4900 110  t  300  s  6000  Ltt  73000  N b  Khi xe chất tải: MI (1lan ) mg LL = 0,06 + ( S 0,4 S 0,3 K g 0,1 ) ( ) ( ) 4300 Ltt Ltt t 3s 2300 2,31.1011 2300 = 0,06 + ( )0,4 ( )0,3 ( )0,1 = 0,53 4300 26900 26900.2003 Khi nhiều xe chất tải: MI (  2lan ) mg LL = 0,075 + ( S 0,6 S 0,2 K g 0,1 ) ( ) ( ) 2900 Ltt Ltt t 3s 2300 2300 2,31.1011 = 0,075 + ( )0,6 ( )0,2 ( )0,1 = 0,64 2900 26900 26900.2003 Chọn giá trị cực đại làm hệ số phân bố mômen thiết kế dầm MI mgLL = max(mgLLMI(1 làn); mgLLMI(≥2 làn)) = max(0,53; 0,64) = 0,64 3.4.2: Đối với lực cắt: Phạm vi áp dụng: 1100  S  4900  110  ts  300  6000  Ltt  73000  12 4.10  K g  3.10 N   b Ta có: mgVLL = max(mgVLL(1lan) ; mgVLL(2lan) ) Xét dầm trong: Khi xe chất tải: ( TCN 4.6.2.3a-1) 𝑆 2300 𝑉(1𝑙à𝑛) 𝑚𝑔𝐿𝐿 = 0,36 + = 0,36 + = 0,662 7600 7600 Khi nhiều xe chất tải: (TCN 4.6.3.2a-1) 𝑉(≥2𝑙à𝑛) 𝑚𝑔𝐿𝐿 = 0.2 + 𝑆 3600 −( 𝑆 10700 ) = 0,2 + 2300 3600 −( 2300 10700 𝑉(1𝑙à𝑛) 𝑉 Vậy hệ số phân bố ngang cho lực cắt: 𝑚𝑔𝐿𝐿 = 𝑚𝑎𝑥( 𝑚𝑔𝐿𝐿 ) = 0,793 𝑉(≥2𝑙à𝑛) ; 𝑚𝑔𝐿𝐿 ) = 0,793 Trang SVTH:LÊ TẤN KIÊN GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC Thuyết Minh Đồ Án Môn Học  Cầu Bê Tông Cốt Thép 3.5 Xác định hệ số ngang hoạt tải đoàn người gây Đối với dầm trong: 2𝑇 2.1,5 𝑀 𝑔𝑃𝐿 = = = 0,5 𝑁𝑑𝑐 TÍNH NỘI LỰC TRONG DẦM CHỦ 4.1 Xác định tải trọng: + Tỉnh tải: (kN/1m dầm chủ) DCdc : Trọng lượng thân dầm chủ DCdn : Trọng lượng dầm ngang DCmn : Trọng lượng mối nối dầm DClctv : Trọng lượng lan can tay vịn DW : Trọng lượng lớp phủ mặt cầu + Hoạt tải: HL93; PL 4.1.1 Tĩnh tải dải lên dầm chủ: - Tĩnh tải dải lên dầm chủ bao gồm: tĩnh tải giai đoạn I tĩnh tải giai đoạn II + Tĩnh tải giai đoạn I: • Trọng lượng thân dầm chủ • Trọng lượng bêtơng mối nối mặt cầu • Trọng lượng dầm ngang  Trọng lượng phận tính cho 1m chiều dài dầm chủ, ta gọi tĩnh tải giai đoạn I dải + Tĩnh tải giai đoạn II: • Trọng lượng lớp phủ mặt cầu • Trọng lượng lan can (do dầm biên chịu hoàn toàn)  Trọng lượng phận tính cho 1m chiều dài dầm chủ, ta gọi tĩnh tải giai đoạn II dải 4.1.2 Trọng lượng thân dầm: - Do mặt cắt dầm chủ thay đởi tiết diện từ mặt cắt gối đến mặt cắt nhịp nên trọng lượng thân dầm chủ xác định với phần Chiều dài mặt cắt thay đổi sau: 1000 - Mặt cắt sườn dầm thay đổi tiết diện Diện tích mặt cắt ngang dầm gối: Agối = 1280000 mm2 + Chiều dài đoạn dầm có mặt cắt ngang Agối: x1 = 2*1500 = 3000 mm Trang SVTH:LÊ TẤN KIÊN GVHD: GVC.THS.LÊ VĂN LẠC