đồ án kết cấu BTCT tiết diện dang T

Bộ mơn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn SỐ LIỆU THIẾT KẾ Khẩu độ DW(kN/m) (m) HL-93 10 4,5 Hoạt tải 1+IM h mgM mgV 1,15 0,55 0,6 fy f'c (Mpa) (Mpa) 0,55 380 30 mg THUYẾT MINH TÍNH TỐN Xác định sơ kích thước mặt cắt dầm 1.1 Chiều dài dầm (L) chiều dài nhịp tính tốn (l) l = 10,0 (m) L = l + ( 0,5 ÷ 0,6 ) = 10,5 (m) 1.2 Chiều cao dầm h - Chiều cao dầm chọn theo điều kiện cường độ điều kiện độ võng Chiều cao chọn sơ theo cơng thức sau: 1 h = ÷ xl 10 20 - Đối với cầu dầm giản đơn bêtông cốt thép thường chiều cao dầm khơng nhỏ 0,07ℓ Sau ta chọn h chẵn đến 5cm - Chiều cao dầm chọn không thay đổi suốt chiều dài nhịp Nên chọn : h = 50 ÷ 100 (cm) Giả sử, ta chọn chiều cao dầm: h = 100 cm m n 1.3 Bề rộng sườn dầm (bw) - Tại mặt cắt gối dầm, chiều rộng sườn dầm định theo tính toán ứng suất kéo chủ, nhiên ta chọn bề rộng sườn dầm không đổi suốt chiều dài dầm - Đối với dầm giản đơn nhịp nhỏ ,ta chọn bề rộng sườn dầm: bw = 20 ÷ 30 - Giả sử, chọn bề rộng sườn dầm: bw = 20 cm 1.4 Chiều dày cánh hf - Chiều dầy cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục vị trí xe tham gia chịu lực tổng thể với phận khác, cầu khơng có dầm ngang cánh nên chọn dầy Đối với dầm đúc chỗ chiều dầy cánh không nhỏ 1/20 lần khoảng cách trống đường gờ, nách dầm sườn dầm dầm đúc sẵn khơng bf + 3000 ≥ 165 mm Theo 22TCN-272-05 thì, hf = 30 ( bf : Khoảng cách trung bình tim dầm) Giả sử chọn chiều dày cánh : hf =16,5 cm SVTH:Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn 1.5 Chiều rộng cánh b - Bề rộng cánh hữu hiệu dầm bên không lấy lớn trị số nhỏ ba trị số sau: + x l với chiều dài nhịp hữu hiệu + 12hf + bw + Khoảng cách tim hai dầm - Bề rộng cánh tính toán dầm biên lấy 1/2 bề rộng hữu hiệu dầm kề bên, cộng thêm trị số nhỏ của: + x l với chiều dài nhịp hữu hiệu + 6hf + 0,5bw + Chiều dài phần cánh hẫng Khi tính bề rộng cánh dầm hữu hiệu, chiều dài nhịp hữu hiệu lấy độ tính tốn nhịp giản đơn khoảng cách điểm thay đổi mômen uốn (điểm uốn biểu đồ mômen) tải trọng thường xuyên nhịp liên tục, thích hợp mơmen âm dương - Ở đây,giả sử lấy: Chiều rộng cánh tính tốn: b = 130 cm Chiều rộng cánh hữu hiệu: bf = 70 cm 1.6 Chọn kích thước bầu dầm b1 h1 Kích thước phần bầu dầm phải vào việc bố trí cốt thép chủ mặt cắt dầm để định (số lượng thanh, khoảng cách thanh) Tuy nhiên chọn sơ ban đầu ta chưa biết cốt thép chủ nên phải tham khảo đồ án điển hình nên đảm bảo kích thước cho bề rộng bầu phải bố trí tối thiểu cột cốt thép chiều cao bầu phải bố trí tối thiểu hàng cốt thép Có thể chọn: - Bề rộng bầu dầm: b1= 30 ÷ 45cm - Chiều cao bầu dẩm (h1): Đối với dầm đúc chỗ chiều cao phần bầu dầm không nhỏ 140cm 1/16 khoảng cách trống đường gờ khoảng cách dầm ngang Đối với dầm đúc sẵn chiều cao phần bầu dầm khơng nhỏ 125 mm Có thể chọn: h1 = 20 ÷ 30cm Tiếp giáp sườn dầm bầu dầm, thường cấu tạo vát với tỉ lệ 1:1 - Giả sử chọn: b1 = 30 cm , h1 = 25 cm 1.7 Tính sơ trọng lượng thân dầm 1(m) dài Diện tích mặt cắt ngang dầm, (hình 2): 0,20 + 0,30 Ac = 1,30 x 0,165 + 0,1x + 0,435 x 0,2 0,20 + 0,30 + 0,05 x + 0,30 x 0,3 = 0,414 m2 2 DC = gc x Ac = 25 x 0,414 = 9,94 (kN/m ) Ở lấy trọng lượng thể tích bê tơnggc = 25 kN/m SVTH:Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ mơn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn 1.8 Quy đổi tiết diện tính tốn Để tính tốn đơn giản hơn, ta quy đổi dầm sau: Ta quy đổi phần diện tích S1 cánh dầm, phần diện tích S2 phần bầu dầm, số liệu khác khơng đổi có hf h1 thay đổi sau: + Phần S1 có cạnh góc vng 100 x 100mm, diện tích là: S1 = 5000 (mm 2) + Phần S2 có cạnh góc vng 50 x 50 mm, diện tích là: S2= 2500 (mm ) - Chiều dày cánh quy đổi: hf’ 2S1 x 5000 h f' = h f + = 165 + = 185,0 (mm) b - bw 700 - 200 - Chiều cao bầu dầm quy đổi: h1’ 2S2 x 2500 h 1' = h + = 300 + = 275,0 (mm) b - bw 700 - 200 Ta có tiết diện tính tốn sau: SVTH:Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn 27,5 100 18,5 70 20 30 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 2.1 Vẽ đường ảnh hưởng mômen tiết diện - Chiều dài nhịp tính tốn : l = 10,0 m - Chia dầm thành 10 đoạn với mặt cắt đánh số từ đến 10 , đoạn dầm dài1,00 m - Đường ảnh hưởng mômen tiết diện: SVTH:Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn 10,0 m 0,9 1,6 2,1 2,4 2,5 Đường ảnh hưởng momen SVTH:Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn 2.1.1 Tính tốn momen mặt cắt Để tính mơ men mặt cắt đó, ta tiến hành xếp tải bất lợi lên đường ảnh hưởng mơ men mặt cắt Tính diện tính đường ảnh hưởng tương ứng tải trọng rải tính tung độ đường ảnh hưởng tương ứng tải trọng tập trung a) Đối với TTGH cường độ, mơ men M mặt cắt thứ (i) dầm xác định theo công thức sau: Micd=h[(1,25DC+1,5DW+1,75.mgM.PLL)vM+1,75.k.mgM.(1+IM)ƩLLIM.yIM] b) Đối với TTGH sử dụng, mô men M mặt cắt thứ (i): Micd=h[(1,0DC+1,0DW+1,0.mgM.PLL)vM+1,0.k.mgM.(1+IM)ƩLLIM.yIM] Trong công thức trên: PLL : Tải trọng rải (9,3kN/m) LLIM : Tải trọng tập trung bánh xe hoạt tải thiết kế ứng với ĐAH mô men m/c i mgM : Hệ số phân bố ngang tính cho mơmen (đã tính hệ số xe m) 1+IM : Hệ số xung kích vM : Diện tích ĐAH mơ men mặt cắt thứ i, tương ứng tải trọng rải K : Hệ số cấp đường Ở đây, k = yIM : Tung độ ĐAH mô men tương ứng tải trọng bánh xe xét (tim bánh xe) Do biểu đồ có tính đối xứng nên ta xếp tải mặt cắt sau: 10 m 0,9 SVTH:Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ mơn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn 1,6 2,1 SVTH:Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn 2,4 2,5 Xếp tải lên đường ảnh hưởng momen SVTH:Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn Ta tính tốn bảng số liệu sau: Mặt cắt (1) Xi m (2) Y1 (3) 0,9 1,6 2,1 0,18 0,35 Y2 (4) 0,47 0,74 0,81 2,4 2,5 YiM Y3 (5) 0,04 0 0,68 0,35 Y4 (6) 0,9 1,6 2,1 2,4 2,5 Y5 (6) 0,78 1,36 1,74 1,92 1,9 vM (m ) (7) 4,5 10,5 12 12,5 truck Micd kN.m (8) 330,58 570,51 724,20 796,82 781,37 tand Micd kN.m (9) 314,54 556,10 724,68 820,27 842,88 truck Misd kN.m (10) 203,79 352,46 448,56 495,02 487,84 tand Micd kN.m (11) 194,62 344,23 448,83 508,42 522,99 So sánh giá trị ghiở cột (9) với cột (10), thấy hoạt tải TruckLoad gây hiệu ứng mô men lớn so với hoạt tải TandemLoad Ta lấy giá trị nàyđể thiết kế dầm Vẽ biểu đồ bao mômen cho dầm TTGH cường độ: 330,58 570,51 724,68 820,27 842,88 820,27 724,68 570,51 330,58 10 m Biểu đồ bao momen 2.2 Xác định lực cắt 2.2.1 Vẽ đường ảnh hưởng lực cắt tiết diện SVTH:Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn 10 m Đường ảnh hưởng lực cắt 2.2.2 Tính tốn lực cắt mặt cắt Để tính lực cắt mặt cắt đó, ta tiến hành xếp tải bất lợi lên đường ảnh hưởng lực cắt mặt cắt Tính diện tính đường ảnh hưởng tương ứng tải trọng rải tính tung độ đường ảnh hưởng tương ứng tải trọng tập trung SVTH:Trần Văn Du 10 Lớp 69DCCD22 GVHD: Trịnh Hoàng Sơn 250 50 150 250 Bộ môn Kết cấu Vật liệu 50 50 100 50 50 300 3.2 Kiểm tra lại tiết diện - Ta có As = 34,08 (cm ) Khoảng cách từ thớ chịu kéo đến trọng tâm cốt thép y A i yi  A i 150 (mm) Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén đến trọng tâm lớp cốt thép chịu kéo : Ds = h - y = 1000 - 150 = 850 (mm) Giả sử TTH qua sườn Lúc này, chiều cao vùng nén: c AS  f y  0,85 b1  f C'  (b f  bW )  h f 34,08 x 0,85 b1  f C'  bw 380 - 0,85 x 0,836 x 30 x ( 70 - 20) x 0,85 x 0,836 x 30 x 20 = 343,2 > hf = 185 (mm) Vậy trục trung hòa qua sườn  a = c x b1 = 0,85 x 343,2 = 286,792 (mm) - Kiểm tra chất lượng cốt thép tối đa 343,2 c = = 0,404 < 0,42 ds 850 Vậy cốt thép tối đa thỏa mãn - Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: f'c 30 rmin = 0,03 x = 0,03 x = 2,37 x 103 fy 380 Ta có Ag = bw × ds + (bf – bw)× hf = 2625 (cm2) SVTH:Trần Văn Du 17 165 Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn As 34,08 = = 0,013 > rmin Ag 2625  Thỏa mãn điều kiện lượng cốt thép tối thiểu Khi Mơ men kháng tính tốn: 34,08 x 100 x 380 - 0,85 x 0,836 x 30 x ( 700 - 200 ) x 185 Mr = 0,85 x 0,835714285714286 x 30 x 200 = 1015,41 (kN.m) Như Mr > Mu = 842,88  Dầm đủ khả chịu mômen r= VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU Để tiết kiệm thép, số lượng cốt thép chọn tính với mặt cắt có mơmen lớn cắt bớt cho phù hợp với hình bao mơmen Tại vị trí tiết diện có số thép cắt M r  Mu bớt đi, phải đảm bảo điều kiện: Số thép cắt bớt ln đảm bảo tính đối xứng phù hợp với u cầu cấu tạo Có 1/3 số cốt thép chủ kéo neo gối Không cắt uốn cốt thép góc cốt thép đai Khơng cắt cạnh mặt cắt Tại mặt cắt phải xác định lại diện tích cốt thép, vị trí trục trung hoà, chiều cao khối ứng suất tương đương mơmen kháng tính tốn tiết diện có cắt thép Hình 4.1 Phương án cắt cốt thép Ta có bảng phương án cắt cốt thép: Số Số lần cắt thép lại 12 10 SVTH:Trần Văn Du As (cm2) lại 34,08 28,4 22,72 17,04 y (cm) d (cm) 15 85 13 87 12,5 87,5 11,6667 88,3333 18 a (cm) Vị trí TTH Mr (KN.m) Mu(Kn.m) 39,78 6,15 4,92 3,69 Qua sườn Qua cánh Qua cánh Qua cánh 1015,4088 789,08439 672,07887 512,64343 842,88097 697,50685 524,64017 300,43986 Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn Dùng phương pháp nội suy, xác định vị trí mặt cắt, tức điểm cắt thép lý thuyết: Mặt cắt Vị trí M/c từ (m) Từ m Từ 1,32 m Từ 2,34 m Từ 3,24 m Số thép lại 12 10 Mr (KN.m) 1015,409 789,084 672,079 512,643 4.1 Hiệu chỉnh biểu đồ bao momen - Lượng cốt thép tối thiểu phải thỏa mãn:M r  1,2 M cr ;1,3M u  - Khi Mu ≤ 0,9Mcr điều kiện lượng cốt thép tối thiểu Mr ≥ 1,3Mu Điều có nghĩa khả chịu lực dầm phải bao đường 4/3 Mu Mu ≤ 0,9Mcr - Xác định momen kháng nứt: M cr  f r Ig yt + Diện tích mặt cắt ngang: Ag = 2625 (cm2) + Vị trí trục trung hịa: (so với thớ chịu kéo) yt   F y F i i = 45,3442 (cm) i + Cường độ chịu kéo uốn betong là: f r fr = 0,63 f c' = 3,451 MPa Vậy mômen nứt là: I 3935295,25 x 1000 x Mcr =fr × g = 3,451 x = 299,472 kN.m 45,3442 100 yt - Vị trí mà Mu = 1,2Mcr Mu = 0,9Mcr Ta dùng phương pháp nội suy tìm x1 x2 theo biểu đồ Mu Mu = 1,2Mcr = 1,2 x 299,47 = 359,367 kN  x1 = 0,544 (m) Mu = 0,9Mcr = 0,9 x 299,47 = 269,525 kN  x2 = 0,408 (m) - Tại đoạn Mr ≥ 1,2Mcr ta giữ nguyên biểu đồ M u - Trong đoạn 0,9Mcr ≤ Mr ≤ 1,2Mcr vẽ đườn nằm ngang với giá trị 1,2Mcr - Tại đoạn Mu ≤ 0,9Mcr vẽ đường M u'  M u SVTH:Trần Văn Du 19 Lớp 69DCCD22 GVHD: Trịnh Hồng Sơn 1m Bộ mơn Kết cấu Vật liệu 0,544 0,408 330,58 570,51 724,68 820,27 842,88 4.2 Biểu đồ bao mômen sau hiệu chỉnh 4.2.1 Xác định điểm cắt lý thuyết Điểm cắt lý thuyết điểm mà theo yêu cầu uốn không cần cốt thép dài Để xác định điểm cắt lý thuyết ta cần vẽ biểu đồ mơmen tính tốn Mu xác đinh điểm giao biểu đồ ΦMu 4.2.2 Xác định điểm cắt thực tế - Từ điểm cắt lý thuyết kéo dài phía momen nhỏ đoạn Chiều dài lấy giá trị lớn giá trị sau: - Chiều cao hữu hiệu tiết diện: ds = h – y = 1000 - 150 = 850 mm - 15 lần đừơng kính danh định = 15 x 19,1 = 286,5 mm 1 lần chiều dài nhịp = x 10000 = 500 mm 20 20  Chọn  l = 850 mm Chiều dài phát triển lực ld : Chiều dài khơng nhỏ tích số chiều dài triển khai cốt thép ldb với hệ số điều chỉnh, đồng thời khơng nhỏ 300mm Trong đó, ldb lấy giá trị lớn hai giá trị sau: 0, 02.A b f y ldb = = 707,65 mm f c' ldb = 0,06×db׃y = 579,12 mm Trong đó: Ab diện tích thanh: 284 SVTH:Trần Văn Du 20 Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn 1m db đường kính thanh: 19,1  Chọn ldb = 707,65 mm Chiều dài triển khai cốt thép phải nhân với hệ số thích hợp: Hệ số điều chỉnh làm tăng ld : Cốt thép nằm ngang đỉnh gần nằm ngang đặt cho 300 mm bê tông tươi đổ bê tông cốt thép: lấy hệ số 1,4 Với có lớp bảo vệ ld nhỏ với khoảng cách tĩnh ld nhỏ nữa: lấy hệ số Vậy hệ số điều chỉnh làm tăng ld (do không thỏa mãn trường hợp trên) - Hệ số điều chỉnh làm giảm ld + Cốt thép phát triển chiều dài xem xét đặt cách kkhông nhỏ 150mm từ tim đến lớp bảo vệ không nhỏ 75mm đo theo hương đạt cố thép: lấy hệ số 0,8 + Không yêu cầu khơng cần tăng cường với tốc độ chảy dẻo hồn toàn cốt thép, nơi cốt thép điều kiện chịu uốn vuợt q u cầu tính tốn hệ số lấy sau 30,4005 Act = = 0,89203 34,08 Att Với Act = 30,4005 (cm2) Att = 34,08 (cm2)  Vậy ld = 707,658 x x 0,89 = 631,25 mm Trên sở ta vẽ biểu đồ bao vật liệu sau: 0,544 0,408 330,58 570,51 724,68 820,3 512,64 672,08 789,08 631,25 631,25 850 631,25 631,25 850 SVTH:Trần Văn Du 842,9 1015,4 850 21 Lớp 69DCCD22 Bộ mơn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn TÍNH TỐN CHỐNG CẮT Điều kiện đảm bảo chịu cắt: Vr = f x Vn ≥ Vu Sức kháng cắt danh định: Vn  Vn  Vc  Vs Được lấy giá trị nhỏ biểu thức sau: '  Vn  0.25.f c b v d v Với: Vc  0,83b f c' b v d v Vs  + + + + + + + + + + + A v f y d v  cot   cot   sin  S Trong đó: bv : Bề rộng bụng hữu hiệu, lấy bề rộng bụng nhỏ chiều cao dv, bv = bw = 20 cm dv: Chiều cao hữu hiệu S(mm) : Cự ly cốt thép đai β: Hệ số khả bêtơng bị nứt chéo truyền lực kéo θ: Góc nghiêng ứng suất nén chéo β, θ: xác định cách tra đồ thị tra bảng α: Góc nghiêng cốt thép ngang với trục dọc, α =90 φ: Hệ số sức kháng cắt, với bêtông thường ta lấy φ = 0,9 Av: Diện tích cốt thép bị cắt cự ly, s (mm) Vs: Khả chịu lực cắt cốt thép (N) Vc: Khả chịu lực cắt bêtông (N) Vu: Lực cắt tính tốn (N) 5.1 Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu a dv = Max{0,9de ; 0,72h ; d  } Ta có bảng sau: Vị trí tính de (mm) a (m) 12 10 thanh 850,00 870,00 875,00 883,33 397,77 61,49 49,19 36,90 SVTH:Trần Văn Du 0,9.de (mm) 765,00 783,00 787,50 795,00 22 de-0,5a (mm) 651,12 839,25 850,40 864,89 0,72h (mm) dv (mm) 720 720 720 720 765,00 839,25 850,40 864,89 Lớp 69DCCD22 Bộ mơn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn 5.2 Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả chịu lực bêtông vùng nén Xét mặt cắt cánh gối đoạn dv, xác định nội lực đường bao phương pháp nội suy Điều kiện kiểm tra lực cắt Vu mặt cắt < sức kháng tính tốn Vr tương ứng mặt cắt Trong Vr = φ.Vn = f.(0, 25f c' b v d v ) Từ ta có bảng sau dv (mm) 765,000 839,254 850,403 864,885 Vu (KN) 355,011 350,236 349,519 348,588 5.3 Tính góc θ hệ số β Mu (KNm) 252,892 277,438 281,124 285,911 Vr (KNm) 1032,750 1132,992 1148,044 1167,595 Kết đạt đạt đạt đạt Vu v (N/mm ), tỉ số ứng suất ' < 0,25 fc .bv d v Ta có bảng tính ửng suất cắt v = dv (mm) v (N/mm2) v/f'c 765,000 2,578 0,086 839,254 2,318 0,077 850,403 2,283 0,076 864,885 2,239 0,075 Tại mặt cắt cách gối đoạn dv tương ứng, giả sử góc nghiêng ứng st nén θ tính biến dạng dọc cốt thép chịu uốn: Mu +0,5Vu ×cotθ dv εx =  0,002 E s ×A s Dùng giá trị v e x xác định θ cách tra bảng so sánh với giá trị θ giả định fc' Nếu sai số lớn tính lại ex lại xác định θ đến θ hội tụ dừng lại Sau xác định hệ số biểu thị khả truyền lực kéo bêtông β dv Mu Vu v f c' 765,00 839,25 850,40 864,89 252,89 277,44 281,12 285,91 355,01 350,24 349,52 348,59 0,0859 0,0773 0,0761 0,0746 Góc chọn  35 36 37,5 39,5 1000 x ex 0,86 1,01 1,23 1,59 Góc  nội suy 34,69 36,05 37,79 40,38 b 2,23 2,15 2,04 1,86 5.4 Tính tốn sức kháng cắt cần thiết cốt đai VS - Ta có: Vs  Vu V  Vc  u  0, 083  b  f 'c b v d v   SVTH:Trần Văn Du 23 Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn Với Vc sức kháng danh định bêtơng Ta có bảng sau: b 2,23 2,15 2,04 1,86 dv (mm) 765,00 839,25 850,40 864,89 Vu (KN) 355,01 350,24 349,52 348,59 Vc (KN) 155,22 164,07 157,40 145,92 Vs (KN) 199,79 186,16 192,12 202,67 5.5 Tính bước cốt đai s (mm) Ta có : s  A vf yd v Vs  cot g Trong đó: Av : diện tích cốt đai cự li s (mm ) fy : giới hạn chảy quy định cốt thép đai (MPa) Chọn cốt thép đai số 10 có d = 9,5mm Diện tích mặt cắt ngang thép đai cự li s là: A v = x 71 = 142 (mm ) Vậy ta có bảng sau: dv 765,00 839,25 850,40 864,89 Av 142 142 142 142 Vs 199,79 186,16 192,12 202,67 Cot 1,43 1,38 1,30 1,21 Smax 295,080 334,819 311,279 279,340 Chọn S(mm) 100 100 100 150 Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: Min Điều kiện kiểm tra : Av > Av Trong đó: Av = 142 (mm ) AMin  0,083 v f 'c bvs fy Do ta có bảng sau: Av(mm) S(mm) Av (mm ) 100 142 23,93 100 142 23,93 100 142 23,93 150 142 35,89 - Kiểm tra khoảng cách tối đa cốt thép đai, điều kiện kiểm tra: Nếu Vu < 0,1 fc'b v dv s ≤ 0,8dv Nếu Vu > 0,1 f c 'b v d vthì s ≤ 0,4dv SVTH:Trần Văn Du 24 Kết luận thỏa mãn thỏa mãn thỏa mãn thỏa mãn Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn Vậy ta có bảng sau: Vu(kN) dv(mm) 0,8dv 0,4dv 0,1f'cbvdv (kN) S(mm) Kết luận 355,01 350,24 349,52 348,59 765,00 839,25 850,40 864,89 612,00 671,40 680,32 691,91 306,00 335,70 340,16 345,95 459,00 503,55 510,24 518,93 100 100 100 150 Đạt Đạt Đạt Đạt 5.6 Kiểm tra điều kiện cốt thép dọc không bị chảy dẻo tác dụng tổ hợp mômen, lực dọc lực cắt Điều kiện kiểm tra: Asfy  Av f y dv cot g Trong đó: Vs = F= Mu V u    0.5Vs  cot g d v    s khả chịu cắt cốt thép đai M u  Vu     0.5Vs  cot g ( N ) d v    Vậy ta có bảng sau: Mu (kN.m) Vu (kN) dv (mm) As.fy (kN) Cot  Vs (kN) F (kN) Kết luận 252,89 277,44 281,12 285,91 355,01 350,24 349,52 348,59 765,00 839,25 850,40 864,89 1295,04 1079,2 863,36 647,52 1,43 1,38 1,30 1,21 589,53 623,31 598,02 377,43 509,68 473,97 483,74 558,24 Đạt Đạt Đạt Đạt - Vậy: Cốt thép đai bố trí sau: Từ gối đến vị trí cắt thép gần (vị trí 1) ta bố trí với bước cốt đai s =100 mm Từ vị trí cắt đến vị trí cắt (vị trí 2) ta bố trí bước cốt đai s=100 mm Từ vị trí cắt đến vị trí cắt (vị trí 3) ta bố trí bước cốt đai s = 100 mm Từ vị trí cắt đến nhịp ta bố trí bước cốt đai s=150 mm Tính tốn kiểm tốn nứt - Tại mặt cắt tuỳ vào giá trị nội lực bêtơng bị nứt hay khơng.Vì để tính tốn kiểm tốn nứt ta kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay khơng - Để tính tốn xem mặt cắt có bị nưt hay khơng người ta coi phân bố ứng suất mặt cắt ngang tuyến tính ứng suất kéo fc bêtơng Mặt cắt ngang tính tốn dầm: SVTH:Trần Văn Du 25 Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn 27,5 100 18,5 70 20 30 6.1 Kiểm tra tiết diện dầm có bị nứt hay khơng + Diện tích mặt cắt ngang: Ag = 2625 cm + Vị trí trục trung hịa: (so với thớ chịu kéo) yt   F y F i i = 45,34 cm i + Momen quán tính tiết diện nguyên Ig = 3,94E+06 cm4 + Tính ứng suất kéo bê tơng fc = Ma ×y t = 5621,1121 kN/m2 = 5,62 Mpa Ig Ma : Mômen lớn cấu kiện giai đoạn tính biến dạng (lấy theo trạng thái giới hạn sử dụng) Ma = 487,84 kN.m Cường độ chịu kéo uốn bêtông: f r f r = 0,63 f'c = 0,63× 30 = 3,45065  0,8fr = 2,76052 MPa Vậy mặt cắt bị nứt 6.2 Kiểm tra bề rộng vết nứt - Điều kiện kiểm tra: fs < fsa - Trong đó: SVTH:Trần Văn Du 26 Lớp 69DCCD22 Bộ mơn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn + fsa khả chịu kéo lớn cốt thép trạng thái giới hạn sử dụng:    Z  f sa  Min  ;0, 6f y   d cA 3    + dc: Chiều cao phần bêtơng tính từ thớ chịu kéo cho đên tâm gần nhất, theo bố trí cốt thép dọc ta có dc = 30 (mm) + A: Diện tích phần bêtơng có trọng tâm với cốt thép chịu kéo bao mặt cắt ngang đường thẳng song song với trục trung hồ chia số lượng Bằng cách tìm ngược giải phương trình: 30  40  ya  30 k  k    40  k   k    30   k    30  2  3  = 15 cm k 30  40   80  k    k = 1,34 Khi diện tích phần bêtơng có trọng tâm với trọng tâm cốt thép chịu kéo là: dtA = 788,40 cm2 d 788,40  A = tA = = 65,700 cm2 12 12 20 15 25 1,34 788,40 30 + Z: Thông số bề rộng vết nứt,xét điều kiện bình thường Z = 30000N/mm Suy : Z  dcA 3 SVTH:Trần Văn Du  515,496 MPa 27 Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn 0,6 f y = 0,6 x 380 = 228 Mpa  fsa = 228 Mpa 6.3 Tính tốn ứng suất sử dụng cốt thép Tính diện tích tương đương tiết diện bị nứt Es = 10 x 10 MPa E c  0, 043  g 1.5 f c' = 29440,087 MPa c  Tỷ lệ môđun đàn hồi cốt thép bêtông Es 200000 n= = = 6,79346 Chọn n = Ec 29440,087 Xác định vị trí trục trung hồ dựa vào phương trình mơmen tĩnh với trục trung hồ khơng: hf   h y S  h f ( b  bw )  h  y   nAs  y  d     bw  h  y    Thay giá trị có vào, giải y =65,78 Ma x (y -d1) Tính ứng suất cốt thép : fs = n x Icr Ma: Mơmen tính tốn trạng thái giới hạn sử dụng ( M a = 487,84 kN.m ) - Tính mơmen qn tính tiết diện bị nứt Icr   b  bw  h3f 12  fs  n hf  b  h  y    hf  b  bw   h  y    w  nAs  y  d1  = 1661176,92 cm4 2  Ma  y  d1   I cr Vậy fs = 134,214 < 134213,78 kN/m2 = 134,214 MPa 228  Thỏa mãn Tính tốn độ võng hoạt tải gây 7.1 Xác định vị trí bất lợi xe tải thiết kế 145KN 145KN 4.30m x 35KN 4.30m L/2 L/2 L Ðah y1/2 L3 48EI SVTH:Trần Văn Du 28 Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hồng Sơn Cơng thức kiểm tra Xác định mơ men qn tính tính tốn: Ta có: Ig = 0,039353 (m4) Icr = 0,0166118 (m4) Mcr = 299,47235 kN.m Ma = 487,84044 kN.m Xác định momen quán tính hữu hiệu I: I = Min(Ig ; Ie) Tính Ie : (Momen quán tính hữu hiệu cấu kiện nứt.) M I e   cr  Ma  M   I g  1   cr   M a      .I cr = 0,0218725 m4  => I = Min(Ig ; Ie) = 0,0218725 m4 Modun đàn hồi betong: Ec = 29440,087 MPa Xác định vị trí bất lợi xe tải thiết kế: Để tìm vị trí bất lợi ta cần xét nử nhịp < x < L/2 - Xét trường hợp ba trục nhịp Vị trí bất lợi xe xc định theo công thức: 1056,25 L2  10724 ,2 L  26810 ,5 36 L  184,9  x= 7 L = 10 m chiều dài nhịp x = 2,339 m L => < x = 2,339 < = m L - x - 8,6m = -0,94 m => trục xe nằm dầm Độ võng nhịp xe tải thiết kế trục đầu cách gối đoạn x = 2,339 m 3 35 3L2 L  x  8.6  4L  x  8.6 145.3L2 x  4x  145 3L2 L  x  4.3  4L  x  4.3  y  48EI 48EI 48EI  =    8,057 mm 7.2 Tính tốn độ võng nhịp dầm giản đơn hoạt tải gây Độ võng ta vừa tính chưa tính đến hệ số phân bố ngang hệ số xung kích.Bây ta phải xét đến hệ số Kết tính tốn độ võng xe tải thiết kế: f1  K  mg  1  IM   y = x 0,55 x 1,15 x 8,057 = 5,096 mm Xác định độ võng tải trọng làn: q = mgM.LLL =0,55 x 9,3 = 5,115 kN/m yL = 5qL4  384 EI 1,267 mm SVTH:Trần Văn Du 29 Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn Độ võng 25% xe tải thiết kế với tải trọng thiết kế: f2 = 0,25 x mg x (1+IM) x y + yL = 2,541 mm L fmax = 5,10 < = 12,50 mm 800 => Đạt yêu cầu độ võng SVTH:Trần Văn Du 30 Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn KẾT LUẬN Đồ án Kết cấu Bê tông cốt thép tập thực hành giúp sinh viên chúng em vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tế, thực hành thiết kế dầm BTCT thường Khi làm đồ án em hiểu nhiều vấn đề bổ xung thêm kiến thức bổ ích mơn học Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trịnh Hoàng Sơn bảo giúp đỡ em hoàn thành đồ án SVTH:Trần Văn Du 31 Lớp 69DCCD22 ... cắt đến 5: 10,0 m SVTH :Trần Văn Du 11 Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu SVTH :Trần Văn Du GVHD: Trịnh Hồng Sơn 12 Lớp 69DCCD22 Bộ mơn Kết cấu Vật liệu SVTH :Trần Văn Du GVHD: Trịnh Hoàng Sơn... đối xứng nên ta xếp tải mặt cắt sau: 10 m 0,9 SVTH :Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn 1,6 2,1 SVTH :Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh... hưởng mômen tiết diện: SVTH :Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ môn Kết cấu Vật liệu GVHD: Trịnh Hoàng Sơn 10,0 m 0,9 1,6 2,1 2,4 2,5 Đường ảnh hưởng momen SVTH :Trần Văn Du Lớp 69DCCD22 Bộ mơn Kết cấu