α - góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc của cốt đai ( độ). Nếu cốt đai thẳng đứng thì α = 00
Av- diện tích cốt thép đai chịu cắt trong phạm vi s (mm2)
• Các điểm lu ý
1. Để tính đợc v cần phải có Vp vì vậy trong thiết kế sơ bộ có thể dự kiến trớc ứng suất trong các cốt thép dự ứng lực fpe
( pj pT)
pe f f
f = −∆
với:
fpj- ứng suất trong bó cốt thép ở thời điểm kích. Trị số này do ngời thiết kế quyết định và có thể kiểm soát đợc bằng thiết bị kích, đồng hồ và theo dõi độ dãn dài của cáp. Thông thờng có thể chọn fpj =(0.7−0.8)fpu
∆fpT-tổng các mất mát ứng suất trong cốt thép dự ứng lực. Trong thiết kế sơ bộ có thể dự kiến ∆fpT =(450 đến 550)MPa.
2. Để tra bảng xác định β và θ cần tính εx nhng trong công thức tính εx lại có cotg θ vì vậy cần chọn trớc β và θ đa vào tính toán, nếu thấy hợp lý thì chấp nhận nếu không cần chọn lại
Thông thờng chọn β = 2,0-3,0 θ = 25 -35 (độ)
2.2.3.2. Kiểm tra theo các trạng thái giới hạn sử dụng
Kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng bao gồm các vấn đề: trạng thái ứng suất trong bê tông, biến dạng (độ võng) và nứt.
2.2.3.2.1. Kiểm tra giới hạn ứng suất đối với bê tông:
•Kiểm tra giới hạn ứng suất nén của bê tông (5.9.4.2.1):
+ Phải khảo sát nén với tổ hợp tải trọng 1 của trạng thái giới hạn sử dụng qui định trong bảng 3.4.1-1 (22TCN -272-01).
+ Các trạng thái giới hạn về ứng suất theo trạng thái giới hạn sử dụng đợc lấy theo bảng 5.9.4.2.1-1 dới đây:
Bảng 5.9.4.2.1-1: Giới hạn ứng suất nén của bê tông dự ứng lực ở trạng thái giới hạn sử dụng sau mất mát cho các cấu kiện dự ứng lực toàn phần
Vị trí Giới hạn ứng suất
•
2.3. Thiết kế bản mặt cầu
Hình 2.3: Các sơ đồ tính toán bản mặt cầu • Các yêu cầu về cấu tạo bản mặt cầu:
+ Chiều dày tối thiểu của bản mặt cầu: Điều 5.13.1 chỉ dẫn các yêu cầu cầu về bản mặt cầu trong phần 5 của [1] phải tuân theo các qui định trong phần 9 của [1].
+ Chiều dày tối thiểu của bản mặt cầu BTCT qui định ở điều 9.7.1.1 là 175 mm ( không kể lớp hao mòn)
+ Khi chọn chiều dày bản phải cộng thêm lớp hao mòn 15 mm.
+ Đối với bản hẫng của dầm ngoài cùng do phải thiết kế chịu tải trọng va chạm vào rào chắn nên chiều dày bản phải tăng thêm 25 mm ( chiều dày tối thiểu ở mút hẫng bằng 200 mm ) (điều 13.7.3.5.1)
+ Chiều dày tối thiểu của bản còn chọn theo tỷ lệ với chiều dài nhịp tính toán của bản để đảm bảo yêu cầu về độ cứng qui định ở điều 2.5.2.6.3-1:
(mm) 30
3000
min = S+
h
trong đó S là khẩu độ nhịp của bản
+ Riêng đối với các dầm hộp và dầm chữ T BTCT đúc tại chỗ yêu cầu chiều dày bản cánh trên ( bản mặt cầu ) phải lớn hơn 1/20 lần khoảng cách giữa các nách dầm hoặc các sờn dầm.
• Sơ đồ tính toán
+ Xét các dải bản kê trên các cấu kiện đỡ. Các cấu kiện đỡ là dầm chủ hay các dầm ngang. Nhịp của dải bản đợc coi là song song với hớng chính ( hớng có khoảng cách các gối đỡ ngắn hơn). Các bản hẫng chiều dài hẫng đợc tính từ tim sờn dầm biên đến mút hẫng.
+ Các giải bản có thể tính theo hai sơ đồ: Sơ đồ bản hẫng ; Sơ đồ bản kiểu dầm liên tục kê trên các dầm chủ .
+ Trong thực tế bản mặt cầu đợc kê trên cả dầm chủ và các dầm ngang. Khi khoảng cách giữa các dầm ngang lớn hơn 1.5 lần khoảng cách giữa các dầm chủ thì hớng chịu lực chính của bản sẽ theo phơng ngang cầu. Dải bản tơng đơng sẽ đợc coi ngàm tại hai dầm chủ và chịu toàn bộ lực. Nếu tỷ lệ trên nhỏ hơn 1.5 thì phải xét mô hình bản giao nhau.
+ Lực tác dụng lên các sơ đồ tuỳ thuộc vào cấu tạo
2.2.2. Nguyên tắc tính toán
• Ph ơng pháp phân tích:
+ Phơng pháp chính xác
+ Phơng pháp gần đúng ( thờng dùng)
+ Phơng pháp kinh nghiệm theo điều 9.7.2 nội dung chính qui định chi tiết về kích thớc cấu tạo, số lớp cốt thép, số lợng cốt thép tối thiểu, cấp cốt thép…Sau khi các yêu cầu cấu tạo thỏa mãn có thể không cần tính toán.
+ Phơng pháp truyền thống (điều 9.7.3 [1]): qui định chiều dày, lớp cốt thép… tính lợng cốt thép chính để chịu mô men sau đó quy định phân bố cốt thép theo hớng phụ vuông góc với hớng chính
2.2.3. Thiết kế theo ph ơng pháp gần đúng
Sử dụng phơng pháp phân tích gần đúng để thiết kế bản mặt cầu BTCT đúc tại chỗ và đúc liền khối (Điều 4.6.2.1.6 [1]). Mô hình tính toán coi mặt cầu nh các dải bản vuông góc với các cấu kiện kê đỡ.
Khi tính toán hiệu ứng lực trong bản, phân tích môt dải rộng 1m theo chiều ngang cầu. Các cấu kiện kê đợc giả thiết là cứng tuyệt đối. Ta có hai sơ đồ tính, phần cánh hẫng ở dầm biên đợc tính theo sơ đồ công son, các bản mặt cầu phía trong tính theo sơ đồ dầm liên tục kê trên các gối cứng tại vị trí các dầm chủ. Cũng có thể sử dụng sơ đồ bản ngàm tại hai sờn dầm chủ với đờng lối phân tích gần đúng nh sơ đồ bản giản đơn kê 2 cạnh đ- ợc tính nh dầm giản đơn sau đó xét hệ số điều chỉnh cho ngàm.
Chiều rộng của dải bản chịu ảnh hởng của bánh xe đợc gọi là chiều rộng dải bản tơng đ- ơng đợc lấy nh trong bảng 4.6.2.1.3-1 [1]. Đối với cầu BTCT:
Ta có : + Đối với phần hẫng : E = 1140+0,833.x (mm) + Đối với vị trí có mô men dơng : E+ = 660+0,55.S (mm) + Đối với vị trí có mô men âm : E- = 1220+0,25.S (mm) Trong đó :