300 DW.( hang tron g)
6.2.2.5. Tính toán cốt thép bản mặt cầu và kiểm tra:
a. Tính cốt thép chịu mơ men từ điều kiện sức kháng uốn: - Sơ đồ tính cốt thép bản mặt cầu:
Khi tiết diện chịu uốn đạt đến trạng thái làm việc dẻo:
Vùng cốt thép chịu kéo As đạt đến ứng suất dẻo fy
Vùng bê tơng chịu nén có diện tích (a × b) đạt cường độ (0.85f’c).
Nếu khơng có lớp phủ mặt cầu và xe chạy trực tiếp trên bản mặt cầu thì cần phải trừ đi 15mm chiều dày bản phía trên không kể vào tiết diện chịu lực (để kể tới hao mòn).
Bỏ qua cốt thép ở miền chịu nén, sức kháng uốn tính tốn Mr của tiết diện được tính như sau:
M = ϕM Trong đó:
hệ số sức kháng lấy bằng 0,9 đối với BTCT thường (mục 5.4.2, phần 5)
Mn là sức kháng uốn danh định được xác định bằng công thức:
M = −
Với:
As- diện tích cốt thép chịu kéo
fy- giới hạn cường độ của cốt thép
d- khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mặt trên bản bê tơng có hiệu.
a- chiều cao quy ước của vùng bê tông chịu nén.
= 0,85
b- chiều rộng bản chịu nén, ở đây ta lấy bằng 1m dải bản tương đương. Khi tính tốn cốt thép cho bản mặt cầu, ta sử dụng mô men nội lực cực trị tại một mặt cắt để thiết kế chung cho các mặt cắt cịn lại. Theo kết quả tính tốn nêu trên ta có mơ men dương cực trị Mu+ = M204 và mô men âm cực trị Mu- = max(M200; M300).
Như vậy, sơ bộ ta có lượng cốt thép cần bố trí cho bản mặt cầu như sau:
Cốt thép lưới trên: = 0,9. . −2 Cốt thép lưới dưới: = 0,9. . −2
b. Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu (mục 7.3.3, phần 5):
Với cấu kiện chịu uốn khơng khống chế nén, khơng bố trí cốt thép dự ứng lực, lượng cốt thép thường chịu kéo phải đủ để phát triển sức kháng uốn tính tốn Mr tối thiểu phải lớn hơn min(1,33.Mu; Mcr). Với Mu là mơ men tính tốn lớn nhất theo tổ hợp tải trọng cường độ và Mcr xác định theo công thức sau:
= . . . Trong đó:
= 0,63 ′ là mô đun phá hoại đối với BTCT thường (4.2.6, phần 5)
Snc là mô đun tiết diện đối với đối với thớ biên của mặt cắt liền khối tại đó xuất hiện ứng suất kéo do tác dụng của tải trọng ngoài. Snc = hf.b.(hf-c)
Với = . là khoảng cách từ thớ chịu nén ngồi cùng đến trục trung hịa của tiết diện, ở đây,
1 = 0,85 nếu f’c ≤ 70MPa
α = 0,85 − 0,02. ≥ 0,75 nếu f’c > 70MPa
1 = 0,85 nếu f’c ≤ 28Mpa
1 là hệ số biến động mô men nứt do uốn lấy bằng 1,6 cho các loại bê tông
3 là tỷ lệ cường độ chảy danh định với cường độ bền chịu kéo của cốt thép, lấy bằng 0,75 cho cốt thép A706 cấp 420 hoặc 0,67 cho cốt thép A615 cấp 420.
c. Cốt thép phân bố (mục 7.3.2, phần 9):
Cốt thép phân bố là cốt thép bố trí vng góc và cùng lưới với cốt thép chịu mơ men. Nếu nhịp chính vng góc với hướng xe chạy, tỷ lệ cốt phân bố tính theo % diện tích cốt thép chính chịu mơ men dương sẽ là:
Số phần trăm = 3840 67%
c
S
Trường hợp nhịp chính song song với làn xe chạy:
Số phần trăm = 1750 50%
c
S
d. Cốt thép chịu co ngót và nhiệt độ (mục 10.8, phần 5):
Cốt thép để chịu các ứng suất co ngót và nhiệt độ phải được đặt gần các bề mặt bê tông phơi lộ trước các thay đổi nhiệt độ hàng ngày. Cốt thép chịu nhiệt độ và co ngót phải được bố trí để đảm bảo tổng cốt thép ở các bề mặt phơi lộ không nhỏ hơn quy định dưới đây.
Trong bản mặt cầu, diện tích cốt thép trên mỗi mm, trên mỗi mặt và trong mỗi hướng phải thỏa mãn:
≥ 0,75 ℎ 2( + ℎ) 0,233 ≤ As ≤ 1,27 Trong đó:
As là diện tích cốt thép trong mỗi hướng và mỗi mặt (mm2/mm)
b là bề rộng tối thiểu mặt cắt cấu kiện (mm)
h là bề dày tối thiểu mặt cắt cấu kiện (mm)
fy là cường độ chảy quy định của thanh cốt thép ≤ 520 Mpa.
Ngồi ra, bố trí thép chống co ngót và nhiệt độ cần thỏa mãn các yêu cầu sau:
Khi bản dày hơn 150mm cốt thép chống co ngót phải bố trí đều nhau cả ở mặt trên và mặt dưới.
Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt thép co ngót và nhiệt độ bằng 3 lần chiều dày bản và không vượt quá 450mm.
e. Khống chế nứt bằng phân bố cốt thép:
Để khống chế nứt, khoảng cách cốt thép thường trong lớp gần nhất với mặt chịu kéo phải thỏa mãn điều kiện:
≤123000 − 2 Trong đó:
= 1 +
0,7(ℎ − ) Ở đây:
dc là bề dày lớp bê tông bảo vệ đo từ thớ chịu kéo ngoài cùng tới trọng tâm cốt thép chịu uốn gần nhất (mm).
h là tổng chiều dày của bản mặt cầu (mm)
fss là ứng suất kéo xuất hiện trong cốt thép thường ở trạng thái giới hạn sử dụng không vượt quá 0,6fy (Mpa).
e là hệ số phơi lộ bề mặt, lấy bằng 0,75 khi tính bản mặt cầu.