Tài liệu Phương án cầu dầm bản rỗng 20m (giầm giữa): GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
II.1. CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN.
- Quy mô công trình: Cầu vĩnh cửu BTCT dự ứng lực
- Tải trọng thiết kế
+ Tải trọng xe: HL - 93
- Tĩnh không: BxH = 20x5.5m
II.1.1. Đặc trưng kết cấu nhịp.
K
L
Kí hiệu
4
Nb
i
tc
dầm 17
m
Lg
de m
Số làn xe thiết kế
19.4
0.984
0.75
m
%
17.10
2
NL m
b m
H m
m 1
S
2
m
0.81
0.12
0.07
0.50
Chiều dầy bản mặt cầu
Chiều dầy lớp phủ mặt cầu
Chiều rộng bản mặt cầu
Dđộ dốc ngang cầu hai mái
Số lượng dầm chủ
Khoảng cách giữa 2 dầm chủ
Khoảng cách tim dầm biên đên mép ngoài
Khoảng cách từ dầu dầm đến tim gối
Chiều dài dầm tính toán
Chiều rộng dầm
Chiều cao dầm
Giá trị
20.00
16.10
Đơn vị
Số
lượng
m
m 1
m 1
m 2
1
m
Ls m
Lan can
Bản mặt cầu
Dầm bản
0.994
0.492
0.30
ts
CHƯƠNG II
MẶT CẮT NGANG KẾT CẤU NHỊP
Kết cấu
Chiều dài kết cấu nhịp
Khổ cầu
Chiều rộng lan can
Chiều cao lan can
P...
18 trang |
Chia sẻ: hunglv | Lượt xem: 1533 | Lượt tải: 4
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phương án cầu dầm bản rỗng 20m (giầm giữa), để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
II.1. CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN.
- Quy mô công trình: Cầu vĩnh cửu BTCT dự ứng lực
- Tải trọng thiết kế
+ Tải trọng xe: HL - 93
- Tĩnh không: BxH = 20x5.5m
II.1.1. Đặc trưng kết cấu nhịp.
K
L
Kí hiệu
4
Nb
i
tc
dầm 17
m
Lg
de m
Số làn xe thiết kế
19.4
0.984
0.75
m
%
17.10
2
NL m
b m
H m
m 1
S
2
m
0.81
0.12
0.07
0.50
Chiều dầy bản mặt cầu
Chiều dầy lớp phủ mặt cầu
Chiều rộng bản mặt cầu
Dđộ dốc ngang cầu hai mái
Số lượng dầm chủ
Khoảng cách giữa 2 dầm chủ
Khoảng cách tim dầm biên đên mép ngoài
Khoảng cách từ dầu dầm đến tim gối
Chiều dài dầm tính toán
Chiều rộng dầm
Chiều cao dầm
Giá trị
20.00
16.10
Đơn vị
Số
lượng
m
m 1
m 1
m 2
1
m
Ls m
Lan can
Bản mặt cầu
Dầm bản
0.994
0.492
0.30
ts
CHƯƠNG II
MẶT CẮT NGANG KẾT CẤU NHỊP
Kết cấu
Chiều dài kết cấu nhịp
Khổ cầu
Chiều rộng lan can
Chiều cao lan can
PHƯƠNG ÁN CẦU DẦM BẢN RỖNG 20M (GIẦM GIỮA)
Bảng 2.1: Đặc trưng kết cấu nhịp
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 79 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
II.1.2. Các đặt trưng vật liệu:
- Cốât thép dự ứng lực: Loại cốt thép ASTM A416M mác thép 270
Đường kính danh định
d = mm
Diện tích một tao thép
Aps = mm
2
Cường độ chịu kéo
fpu = Mpa = KN/m
2 (TCN 5.4.4.1)
Cường độ chảy
fpy = 0.9*fpu = Mpa = KN/m
2 (TCN 5.4.4.1)
Trọng lượng riêng của thép
ys = Kg/m
3 = KN/m3
Modun đàn hồi
Es = Mpa = KN/m
2
- Côt thép thường
Giới hạn chảy cốt thép dọc dẩm chủ chịu kéo
fy = Mpa = KN/m
3
Giới hạn chảy cốt thép dọc chủ chịu nén
f'y = Mpa = KN/m
3
Giới hạn chảy các loại thép khác
fy = Mpa = KN/m
3
Modun đàn hồi
Es = Mpa
- Bêtông dầm ở 28 ngày tuổi
Cường độ chịu nén
f'c = Mpa = KN/m
2
Trọng lượng riêng của bêtông
yc = Kg/m
3 = KN/m3
Modun đàn hồi khi tính cho tĩnh tải
= Mpa (TCN 5.4.2.4-1)
Modun đàn hồi khi tính cho Ec
= Mpa
- Bêtông dầm ở 4 ngày tuổi
Cường độ chịu nén
f'c = Mpa = KN/m
2
Trọng lượng riêng của bêtông
yc = Kg/m
3 = KN/m3
Modun đàn hồi
= Mpa
- Bêtông BMC ở 28 này tuổi
Cường độ chịu nén
f'c = Mpa = KN/m
2
Trọng lượng riêng của bêtông
33914.981
420
240
200000
45
197000
1674
7850
420
2500
12.7
140.00
1860 1860000
1674000
78.5
197000000
4.2
4.2
2.4
45000
25
36056.596
3000030
34 34000
2500 25
31341.366
'5.1 **043.0 cc fyE =
'5.1 **043.0 cc fyE =
'5.1 **043.0 cc fyE =
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 80 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
yc = Kg/m
3 = KN/m3
Modun đàn hồi
= Mpa
- Bêtông nhựa
Trọng lượng riêng của bêtông nhựa
yf = Kg/m
3 = KN/m3
- Hệ số poisson
m = 0.2
II.2 ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM
MẶT CẮT NGANG DẦM TRONG
184981.7
601.82
1058.75
1660.57
36.77
37.50
Bảng 2.3: Tổng hợp đặc trưng hình học của I x tại mặt cắt L/4
36.47
Mặt cắt
Diện tích
A(cm2)
Ax di
(cm3)
Ii=Axyi
2
(cm4)
7085.25
1006.86
5071.53
Dầm nguyên
Lỗ rỗng
Tổng cộng
260496.2
Chiều cao vát
Khoảng cách
di(cm)
Ký hiệu Đơn vị
Mặt cắt
đầu dầm
Mặt cắt
L/2
750
914
984
0
0
Chiều cao dầm
Chiều rộng dầm trên
Chiều rộng dầm dưới
bán kính lỗ rỗõng
chiều cao lỗ rỗng
Chiều dầy vát dầm 25
25
750
914
984
150
h3
H
b1
b2
r mm
mm
mm
mm
h4
mm
mm
37757.3
400
25
25
h1
b3
h2
Kích thước
mm
mm
mm
22.5
Bảng 2.2: Kích thước hình học của dầm
5
60
50
60
25
29440.087
2250
2500
I=Io+Ii
(cm4)
3330818.3
63319.5
3204179.2
Io
(cm4)
3330216.5
62260.8
3205694.9
'5.1 **043.0 cc fyE =
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 81 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
II.3. HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG
Hệ số phân bố cho dầm biên
Đối với moment
- Một làn thiết kế (dùng quy tắc đòn bẩy)
Lực tác dụng của tải trọng bánh xe lên dầm chủ.
R1 = 1/2 x y1 = y1/2 = 0.19
Khi có một làn xe hệ số làn m = 1.2
gex-M-1 = =
- Hai làn thiết kế
gex-M-2 = e x gin-M-2
Hệ số điều chỉnh:
-300 ≤ de ≤ 600 de = mm Đúng
⇒ e =
gex-M-1 = e x gex-M-1 1.12 x 0.233 =
Hai hoăc hơn hai làn chịu tải:
gex-M-2 = e gbên trong = 1.12 x 0.233 =
Đối với lực cắt
- Một làn thiết kế (dùng quy tắc đòn bẩy)
Tương tự như khi tính trong một làn moment
R1 = 0.19 Sơ đồ xếp tải tính HSPB cho dâm biên
Khi có một làn xe hệ số làn m = 1.2
gex-V-1 = 1.2 x 0.194
gin-V-1 =
- Hai làn thiết kế
gex-V-2 = e x gin-V-2
Hệ số điều chỉnh:
-300 ≤ de ≤ 600 de = mm OK
⇒ e =
gex-M-1 = e x gex-M-1 1.06 x 0.233 =
Hệ số phân bố cho dầm trong
Đối với moment
- Một làn thiết kế (dùng quy tắc đòn bẩy)
Lực tác dụng của tải trọng bánh xe lên dầm chủ.
R1 = 1/2 x y1 = y1/2 = 0.5
Khi có một làn xe hệ số làn m = 1.2
gex-M-1 = =
- Hai làn thiết kế
gex-M-2 = e x gin-M-2
Hệ số điều chỉnh:
Sơ đồ xếp tải tính HSPB cho dầm trong
-300 ≤ de ≤ 600 de = mm OK
1.2 x 0.194 0.233
0.233
592
1.06
0.247
1.2 x 0.5 0.600
592
592
1.12
0.260
0.260
7600
04.1 ede +=
15000
02.1 e
de +=
7600
04.1 e
de +=
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 82 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
⇒ e =
⇒ gex-M-2 = e x gex-M-1 1.12 x 0.6 =
Đối với lực cắt
- Một làn thiết kế (dùng quy tắc đòn bẩy)
Tương tự như khi tính trong một làn moment
R1 = 0.50
Khi có một làn xe hệ số làn m = 1.2
gex-V-1 = 1.2 x 0.5
gin-V-1 =
- Hai làn thiết kế
gex-V-2 = e x gin-V-2
Hệ số điều chỉnh:
-300 ≤ de ≤ 600 de = mm OK
⇒ e =
gex-M-1 = e x gex-M-1 1.06 x 0.6 =
II.4 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM
II.4.1. Tĩnh tải:
- Dầm chủ
Diện tích dầm chủ = m2
Trọng lượng trên 1m dài dầm
DCg = KN/m
- Bản mặt cầu
Chiều rộng bản
B = m
Chiều dày trung bình bản
ts = m
= KN/m
- Lớp phủ mặt cầu
Chiều dày trung bình lớp phủ: = 0.07 m
Trọng lượng bản trên 1m dài dầm chủ
= 1.49 KN/m
- Lan can tay vịn
Lan can: 1.4 KN/m
0.600
592
1.06
0.636
0.600
0.671
0.671
3.02
0.527
DCgd
DWgf
13.18
17.1
0.12
Bảng 2.4: Hệ số phân bố
0.233
0.260
1.12
0.600
0.636
0.233
0.247
Dầm trong Dầm biên
Lực cắt
1
2
Moment
1
2
Hệ số
phân bố
Số làn
chất tải
15000
02.1 e
de +=
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 83 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
II.4.2. Hoạt tải tác dụng lên kết cấu nhịp
Xe tải thiết kế
Xe hai trục thiết kế
Tải trọng làn thiết kế
Tải trọng thiết kế phân bố theo phương ngang cầu theo chiều rồng 3m/làn
Wl = 0.93 T/m
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 84 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
II.5. TÍNH TOÁN NỘI LỰC MẶT CẮT DẦM
II.5.1Do tĩnh tải gây ra
Xác định diện tích đường ảnh hưởng tại các tiết diện tính toán
Chia dầm thành 16 đoạn, mỗi đoạn có L = 1.2125m, tính cho mặt cắt của 1/2 dầm
WM W(+) W(-) Wv
W(+)
W(+)
WM W(-)
W(+)
WM W(-)
W(+)
WM W(-)
W(+)
WM W(-)
W(+)
WM W(-)
W(+)
WM W(-)
W(+)
WM W(-)
W(+)
WM W(-)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0 11 21 29 35 40 44 46 47
0 145 271 378 465 533 581 610 620
0 33.3 62.1 86.5 106 122 133 140 142
0 16.4 30.7 42.8 52.6 60.3 65.8 69.1 70.2
0 15.7 29.2 40.7 50.1 57.4 62.7 65.8 66.8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
9.7 8.5 7.3 6.1 4.9 3.6 2.4 1.2 0
128 112 96 80 64 48 32 16 0
29.3 25.6 22.0 18.3 14.6 11.0 7.3 3.7 0.0
14.5 12.7 10.9 9.0 7.2 5.4 3.6 1.8 0.0
13.8 12.1 10.3 8.6 6.9 5.2 3.4 1.7 0.0
Tải trọng kết cấu
Dầm chủ
Bản mặt cầu
Lớp phủ mặt cầu
44 3.79
Giá trị
D
(KN/m)
13.18
3.02
1.49
1.42
2.43
7 19.4 8.49 10.9 46 3.07 1.86 1.21
Mặt cắt
Mặt cắt
WM
8 19.4 9.70 9.7 47 2.43 2.43 0.00
Bảng 2.6: - Tổng hợp giátrị moment và lực cắt do tĩnh tải gây ra tại các mặt cắt
Giá trị
D
(KN/m)
Tải trọng kết cấu
Moment do tĩnh tải kết cấu M = DxWM (KNm)
Bảng 2.7: Lực cắt do tĩnh tải kết cấu V = D x W v (KN)
Lan can + gờ chắn
6 19.4 7.28 12.1
WV
1.36
3 19.4 3.64 15.8 29 6.40 0.34 6.06
4 19.4 4.85 14.6 35 5.46 0.61 4.85
5 19.4 6.06 13.3 40 4.58 0.95 3.64
0 19.4 0.00 19.4 0 9.70 0 9.70
1 19.4 1.21 18.2 11 8.53 0.04 8.49
2 19.4 2.43 17.0 21 7.43 0.15 7.28
Mặt
cắt
Ltt
(m)
x
(m)
Ltt-x
(m)
Moment Lực cắt
Đường ảnh hưởng Đường ảnh hưởng
13.18
3.02
1.49
1.42
Dầm chủ
Bản mặt cầu
Lớp phủ mặt cầu
Lan can + gờ chắn
Bảng 2.5: - Tổng hợp các giá trị diệnt ích đường ảnh hưởng tại các mặt cắt
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 85 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Trong đó:
D là giá trị tĩnh tải của các cấu kiện được tính cho 1m dài dầm
II.5.2 . Do hoạt tải gây ra
a. Moment do tải trọng xe thiết kế, xe 2 trục thiết kế và tải trọng làn gây ra
Moment do xe tải thiết kế Moment do xe 2 trục thiết kế
MllTr = Y1P1 +Y2P2 + Y3P3 MllTa = Y1P1 +Y2P2
Moment do tải trọng làn xe thiết kế
M1 = W1WM
Y1, Y2, Y3,là tung độ đường ảnh hưởng dưới tải trọng các bánh xe P1, P2, P3
W1 là tải trọng làn xe thiết kế
WM là diệnt tích đường ảnh hưởng moment tại mặt cắt đang xét
Y1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
9.3 47.0 437.58 P 1 P2 P3 2.70 4.85 2.70 145 145 35 1189
9.3 44.1 410.2
7 P1 P2 P3 2.36 4.77 2.89 145 145 35 1135 9.3 46.3 430.7
6 P 1 P2 P3 1.86 4.55 2.93 145 145 35 1032
9.3 35.3 328.1
5 P 1 P2 P3 1.21 4.17 2.49 145 145 35 867.4 9.3 40.4 376.0
4 P 1 P2 P3 3.64 2.56 1.49 145 145 35 951.1
9.3 20.6 191.4
3 P1 P2 P 2.96 2.15 1.34 145 145 35 787.2 9.3 28.7 266.6
2 P1 P2 P3 2.12 1.58 1.05 145 145 35 574.0
P1 P2 P3 1.14 0.87 0.60 145 145 35 311.7 9.3 11.0 102.5
0 0 0 0 145 145 35 0 9.3
P1
K
P2
K
P3
K
MllTr
KNm
W1
KN/
WM
Ml
KNm
0 0
1
Mặt
cắt
Đường ảnh hưởng
Xe tải thiết kế Tải trọng làn
Y1
m
Y2
m
Y3
m
Bảng 2.8: Tổng hợp giá trị moment do xe tải thiết kế và tải trọng làn gây ra tại các mặt cắt
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 86 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Y1 Y2
Y 1 Y2
Y 1 Y2
Y 1 Y2
Y 1 Y2
Y1 Y2
Y 1 Y2
Y 1 Y2
b. Lực cắt do tải tọng xe thiết kế, xe 2 trụ thiết kế, tải trọng làn và người đi bộ gây ra
Lực cắt do xe tải thiết kế Lực cắt do xe 2 trục thiết kế
VllTr = Y1P1 +Y2P2 + Y3P3 VllTa = Y1P1 +Y2P2
Lực cắt do tải trọng làn thiết kế
V1 = W1WV(+)
Y1, Y2, Y3, là tung độ đường ảnh hưởng dưới tải trọng các bánh xe P1, P2, P3
W1, là tải trọng làn xe thiết kế
WV(+) là diện tích đường ảnh hưởng moment tại mặt cắt đang xét
8 P 1 P2 4.31 4.31 110 110 948.75
7 P 1 P2 4.25 4.25 110 110 933.93
4 P 1 P2 3.64 3.34 110 110 767.25
3 P1 P2 2.96 2.73 110 110 625.45
6 P 1 P2 4.04 4.04 110 110 889.45
5 P 1 P2 3.71 3.71 110 110 815.33
0 0 0 110 110 0
2 P1 P2 2.12 1.97 110 110 450.31
1 P1 P2 1.14 1.06 110 110 241.83
Mặt
cắt
Đường ảnh hưởng
Xe 2 trục thiết kế
Y1
m
Y2
m
P1
KN
P2
KN
MllTr
KNm
Bảng 2.9: Tổng hợp giá trị moment do xe 2 trục thiết kế gây ra tại các mặt cắt
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 87 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Y1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Y 1 Y2 Y3
Bảng 2.11: Tổng hợp lực cắt do xe 2 trục thiết kế gây ra tại các mặt cắt
Y1 Y 2
Y1 Y2
Y 1 Y2
Y 1 Y2
Y 1 Y2
Y 1 Y 2
Y 1 Y 2
Y 1 Y 2
Y 1 Y 2
110 199.45
158.20
P1 P2 0.81
0.69 0.63
110
4 P 1 P2 0.75
145 145 35
1.00 0.94
9.3
0.50 110 110 116.95
6
1 P1 P2 0.94 0.88 110
0
P 1 P2
110 110
0.56
8
3
0.69
P 1 P2 P3 0.50 0.28 0.06 145 145 35 114.8 9.3
0.75 110 110 171.95
110 144.45
2.43
185.70
Mặt
cắt
Đường ảnh hưởng
Xe 2 trục thiết kế
Y1
(m)
Y2
(m)
P1
(KN)
P2
(KN)
VllTa
(KN)
P1 P2
22.6
110 110 213.20
2 P1 P2 0.88 0.81
110
P 1 P 0.63 0.56 110
110
110 130.70
145 145 35 135.2 9.3 3.07 28.5
6 P 1 P2 P3 0.63 0.40 0.18 155.5
8 P 1 P2 0.50 0.44 110 110 103.20
7 P 1
5
5.46 50.7
5 P 1 P2 P3 0.69 0.47 0.24 145 145 35 175.8 9.3 4.58 42.6
4 P 1 P2 P3 0.75 0.53 0.31 145 145 35 196.1
3.79 35.2
7 P 1 P2 0.56 0.34 0.12
9.3 7.43 69.1
3 P1 P2 P3 0.81 0.59 0.37 145 145 35 216.4 9.3 6.40 59.6
2 P1 P2 P3 0.88 0.65 0.43 145 145 35 236.7
9.3
9.3 9.70 90.2
1 P1 P2 P3 0.94 0.72 0.49 145 145 35 257.0 9.3 8.53 79.3
0 P1 P2 P3 1.00 0.78 0.56 145 277.3
Mặt
cắt
Đường ảnh hưởng
Xe tải thiết kế
145 35
Bảng 2.10: Tổng hợp giá trị lực cắt do xe tải thiết kế và tải trọng làn gây ra tại các mặt cắt
Tải trọng làn
Y1
m
Y2
m
Y3
m
P1
KN
P2
KN
P3
KN
VllTr
KN/m
W1
KN/
WV
(+)
Vl
KN
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 88 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
d. Tổng hợp nội lực do hoạt tải gây ra (xét đến hệ số phân bố tải trọng)
Moment do hoạt tải gây ra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Mll.Tr, Mll.Ta, M1, Mp là moment do xe tải, xe 2 trục, tải trọng làn và người đi bộ gây ra
gM là hệ số phân bố tải trọng theo moment
Lực cắt do hoạt tải gây ra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Vll.Tr, Vll.Ta, V1, là lực cắt do xe tải, xe 2 trục và tải trọng làn
gV là hệ số phan bố tải trọng theo lực cắt
Từ bảng tổng hợp nội lực do hoạt tải sinh ra cho thấy tổ hợp xe tải thiết + tải trọng làn
là tổ hợp khống chế để tính
- Moment do hoạt tải sinh ra
MLL = MllTr x 1.25 + M1
- Lực cắt do hoạt tải sinh ra
VLL = VllTr x 1.25 + V1
Trong đo:ù
1.25 : là hệ số xung kích, đối với tải trọng làn không xét đến hệ số xung kích
Bảng 2.12: Tổng hợp moment do hoạt tải
0
242
1032 889
V (có xét đến hệ số gM)V (tiêu chuẩn)
312
00 0 0.671
419.51 178.83
103 0.671 209.04 162.20
0
257.03 199.45 163.39 126.78 50.40
(3)*gM
574 450 191 0.671 385.03 302.04 128.39
1189 949 438 0.671
277.35
581.77 546.87 252.19
68.78
691.94 596.59
0
951 767 328 0.671 637.91 514.62 220.09
787 625 267 0.671 527.99
410 0.671 275.12
867 815 376 0.671
1135
M (tiêu chuẩn) M (có xét đến hệ gố gM)
Mặt
cắt
Hệ số
gV
Vll.Tr
(KN)
Vll.Ta
(KN)
V1
(KN)
Vl.Tr
(KN)
Vll.Ta
(KN)
V1
(KN)
(1) (2) (3)
Mặt
cắt
Hệ số
gM
Mll.Tr
(KNm)
Mll.Ta
(KNm)
M1
(KNm)
Mll.Tr
(KNm)
Mll.Ta
(KNm)
M1
(KNm)
(1) (2) (3) gM (1)*gM (2)*gM
213.20 90.21 0.636 176.30 135.52 57.34
171.95 59.55 0.636 137.57 109.30 37.86
(2)*gV (3)*gVgV (1)*gV
934 431 0.671 761.33 626.42 288.87
636.36 293.46797.67
236.72 185.70 69.07 0.636 150.48 118.04 43.90
79.29 0.636
155.47 130.70 35.24 0.636 98.83 83.08 22.40
175.78 144.45 42.64 0.636 111.74 91.82 27.10
196.10 158.20 50.74 0.636 124.65 100.56 32.26
216.41
114.85 103.20 22.55 0.636 73.00 65.60 14.34
135.16 116.95 28.54 0.636 85.92 74.34 18.14
Bảng 2.13: Tổng hợp lực cắt do hoạt tải
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 89 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
II.6. TỔ HỢP NÔI LỰC CÁC MẶT CẮT DẦM
II.6.1 .Hệ số sử dụng trong tổ hợp tải trọng
Hệ số điều chỉnh tải trọng
η : hệ số điều chỉnh tải trọng
Hệ số có liên quân đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng trong khai thác
η = ηDηRηI>0.95
IM
(Lực xung
Hệ số tải trọng
17.66
14.12
10.59
7.06
0 0 0 0 176.30 57.34 277.72
Mặt cắt
Mll.Tr M1 MLL Vll.Tr V1 VLL
Moment ( KNm ) Lực cắt (KN)
2 385.03 128.39 609.68 150.48 43.90 232.00
1 209.04 68.78 330.08 163.39 50.40 254.64
4 637.91 220.09 1017.49 124.65 32.26 188.07
3 527.99 178.83 838.82 137.57 37.86 209.81
6 691.94 275.12 1140.04 98.83 22.40 145.94
5 581.77 252.19 979.41 111.74 27.10 166.78
8 797.67 293.46 1290.55 73.00 14.34 105.59
7 761.33 288.87 1240.53 85.92 18.14 125.54
1 179 32 137.497 24.72
2 333 60 117.854 21.19
Mặt
cắt
Moment ( KNm ) Lực cắt (KN)
MDC MDW VDC VDW
0 0 0 157.139 28.25
5 655 118 58.927
6 714 128 39.285
3 464 83 98.212
4 572 103 78.570
Trạng thái
giới hạn
DC
(Bảng
DW
(Lơp phủ,
LL
(Hoạt tải
Cường độ I
7 750 135 19.642 3.53
8 762 137 0.000 0.00
Sử dụng
Mỏi
1.25
1
-
1.5
1
-
1.75
1
0.75
1
0.75
1.75
Bảng 2.15: Tổng hợp hoạt tải khống chế sinh ra
Bảng 2.16: Thống kê hệ số tải trọng trong các tổ hợp
Bảng 2.14: Tổng hợp nội lực do hoạt tải khống chế sinh ra
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 90 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
II.6.2 .Tổ hợp tải trọng
Trạng thái giới hạn cường dộ
Moment do tĩnh tải vào hoạt tải sinh ra
M = 1.25xMDC + 1.5xMDW + 1.75xMLL
Lực cắt do tĩnh tải và hoạt tải sinh ra
V = 1.25xVDC + 1.5xVDW + 1.75xVLL
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Trạng thái giới hạn sử dụng
Moment do dĩnh tải và hoạt tải sinh ra
M = 1.0xMDC +1.0xMDW + 1xMLL
Lực cắt do tĩnh tải và hoạt tải sinh ra
V = 1.0xVDC + 1.0xVDW + 1xVLL
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Mặt
cắt
Cường độ Sử dụng Mỏi
ηD hệ số dẻo 0.95 1 1
Bảng 2.17: Thống kê hệ số điều chỉnh tải trọng
KAD
η= ηDηRηI
Mặt
cắt
209.81 516.42
714.49 128.44 1140.04 3080.85 39.28 7.06 145.94 315.09
654.95 117.74 979.41 2709.26 58.93 10.59 166.78 381.42
232.00 585.10
178.62 32.11 330.08 849.08 137.50 24.72
571.59 102.75
0 157.14 28.25 277.72 724.81
M VDC VDW VLL V
ηR hệ số dẻ 0.95 1 1
ηI hệ số dẻo 1.05 KAD
254.64 654.56
0 0 0
0.95 1 1
125.54 249.55
572 103 1017 1692 78.57 14.12 188.07 280.77
655
333.43 59.94 609.68 1573.64 117.85 21.19
Moment ( KNm ) Lực căt (KN)
MDC
254.64 416.85
333 60
463.11
MDW MLL
0.00 105.59
610 1003 117.85 21.19 232.00
1017.49 2649.22 78.57 14.12
371.04
762.12 137.00 1290.55
464 83 839 1387 98.21 17.66 209.81 325.68
330 541 137.50 24.72
3416.63 0.00
179 32
2173.69 98.21 17.66464.42 83.49 838.82
750.22 134.86 1240.53 3311.00 19.64
118 979
Bảng 2.19: Tổ hợp nội lực do tĩnh tải và hoạt tải sinh ra (TTGHSD)
Moment ( KNm ) Lực cắt (KN)
MDC MDW MLL M VDC VDW VLL V
0 0 0 0 157.14 28.25 277.72
Bảng 2.18: Tổ hợp nội lực tĩnh tải và hoạt tải sinh ra (TTGHCĐ)
188.07 448.53
184.79
3.53
1752 58.93 10.59 166.78 236.30
714 128 1140 1983 39.28 7.06 145.94 192.28
148.71
762 137 1291 2190 0.00 0.00 105.59 105.59
1241 2126 19.64 3.53 125.54750 135
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 91 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Trạng thái giới hạn mỏi
Dùng xe tải đơn chiếc, chọn xe tải thiết kế để tính toán
Moment do hoạt tải sinh ra
M = 0.75xMllTrx1.15/1.2
Lực cắt do hoạt tải sinh ra
V = 0.75xVllTrx1.15/1.2
Trong đó:
1.15 là hệ số sung kích khi tổng hợp trạng thái giới hạn mỏi.
1.2 hệ số làn xe, do nội lực tính cho 2 làn khi tính cho 1 làn phải chia lại cho 1.2
ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM
Bảng 2.21: Tổng hợp đặc trưng hình học
0.1077 0.1409
0.5867 0.0458 0.4251 0.3249 0.1077 0.1409
0.5867 0.0458 0.4251 0.3249 0.1077 0.1409
0.0458 0.4251
0.3853
0.365 0.3853 0.0878 0.0832
0.1409
0.1380
0.3677
0.365
0.365
0.365
0.4251 0.3249 0.1077 0.1409
0.5867 0.0458 0.4251 0.3249
0.4123
0.1409
0.4251 0.3249 0.1077 0.1409
0.5867 0.0458 0.4251 0.3249 0.1077 0.1409
0.5867 0.0458 0.4251 0.3249
0.0871
0.0832
0.0832
0.0832
0.0832
0.0832
0.0832
0.0832
0.7880 0.0466
0.5072 0.032
0.365
0.365
0.38530.365
0.0878
0.0878
0.0878
0.1077
0.5072
0.5072
0.5072
0.5072
0.5072
0.0333
0.032
0.032
0.032
0.032
0.032
0.032
0.032
0.7085
0.5072
0.5072
0.3377 0.1130
0.5867 0.0458
0.5867 0.0458
0.365
0.3823
0.3853
0.3853
0.3249 0.1077
162 117 126.78 91.13
78.56
5 547 393 91.82 66.00
6 597 429 83.08 59.71
2 302 217 118.04 84.84
3 420 302 109.30
100.56 72.28
8 636 457 65.60 47.15
4 515 370
7 626 450 74.34 53.43
0.3853
0.3853
V
Bảng 2.20 - Tổ hợp nội lực do hoạt tải sinh ra (TTGHM)
Mặt cắt
Moment ( Tm ) Lực cắt (T)
MllTr M VllTr
0 0 0 135.52 97.41
1
Mặt cắt
0.5867
6
7
8
Giai đoạn thi công
Giai đoạn khai thác
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0
1
2
3
4
5
A
m2
Ix
m4
yb
m
yt
m
Sb
m3
St
m3
0.3853
0.0906
0.0878
0.0878
0.0878
0.0878
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 92 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Tỷ số modul đàn hồi của dầm/bản mặt cầu n = 1.50
Trong đó:
yb, yt : khoảng cách từ trọng tâm đến thớ dưới và trên mặt cắt.
sb, st : moment tĩnh đối với thớ trên mặt cắt.
II.7. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP
II.7.11. Tính toán diện tích cốt thép
Cường độ chịu nén của bê tông khi truyền lực căng
f'ci = 0.75f'c = 33.8 MPa
Giới hạn ứng suất trong bê tông dự ứng lực trước khi mất mát
Ứng suất nén
f'c = 0.6f'ci = 20.3 MPa
Ứng suất kéo
ft = = 1.45 MPa
Dùng loại tao thép dự ứng lực, tao thép khử ứng suất trước
Diện tích danh định một tao cáp Aps = mm2
Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn fpu = MPa
Giới hạn chảy của thép fpy = = MPa
Ứng suất trong thép DƯL khi kích fpj = = MPa
Sau khi truyền ứng suất fpt = = MPa
Trạng thái giới hạn sử dụng fpe = = MPa
Modul đàn hồi của tao thép Ep = MPa (Theo điều 5.4.4.2)
Moment tính toán lấy giá trị max trong các mặt cắt
Mu = KNm
Diện tích cốt thép tối thiểu
Số tao cáp cần thiết
Apsg
Aps1
⇒ 32 tao để thiết kế
Sơ đồ bố trí cáp DƯL
3201.56=
0.75 x fpu
0.74 x fpu
0.80 x fpu
Chọn
3416.63
mm2
ncg = =
3201.56
= 22.9 tao
140.00
3416.63
0.85 x 1860000 x 0.9 x 0.75
197000
140.00
1860
0.9 x fpu 1674
1395
1376.4
1488
'25.0 cif
==
Hf
MA
pu
u
psg *9.0**85.0
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 93 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
II.8. MẤT MÁT ỨNG SUẤT
( - ) ứng suất kéo
Tổng mất mát ứng suất ở giai đoạn khai thác được tạo ra ( + ) ứng suất nén
ΔfpT = ΔfpES + ΔfpSR + ΔfpCR + ΔfpR2 (A.5.9.5.1-2)
Trong đó:
: tổng mất mát ứng suất (Mpa)
: mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi của bê tông (Mpa)
: mất mát do co ngót (Mpa)
: mất mát ứng suất do từ biến của bê tông (Mpa)
: mất mát ứng suất do tự chùng cốt thép (Mpa)
II.8.1. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi.
Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi trong từn bó cốt thép DƯL
ΔfpES = E p x fcgp/Eci (A.5.9.5.2.3)
Modul đàn hồi của cốt thép DƯL
Ep = Mpa
Modul đàn hồi của bê tông lúc truyền lực
Eci = Mpa
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Ứng suất trong cốt thép DƯL b Giới hạn kéo
Ứng suất trong bê tông tại trọng tâm cốt thép DƯL tại lúc truyền lực và tải trọng bản
thân của mặt cắt có moment lớn nhất (Mpa)
Tính giá trị fcgp:
fcgp =( P / Ag)+(Pi x e^2/ Ig) - (Mg x e/ Ig)
Trong đó:
P : lực dọc trong cốt thép DƯL tại mặt cắt giữa nhịp
Mg : moment do tải trọng bản thân tại mặt cắt giữa nhịp
Ag : diện tích mặt cắt ngnag dầm chính
Ig : moment quán tính của mặt cắt ngang dầm
yb : khoảng cách từ trục trung hòa đến phía dưới mặt cắt dầm
e : khoảng cách từ trọng tâm cốt thép DƯL đến trục trung hòa
1395
1395
1395
1395
1395
4760.00
4900.00
5040.00
5180.00
5320.00
5460.00
5600.00
1860
1860
1860
1860
7226100
7421400
34
35
36
37
38
39
40
Mặt
cắt
32
33
Số tao
4480.00
4620.00
Ứng suất
(Mpa)
P
(Mpa)
1395
1395
1395
1395
6249600
6444900
6640200
6835500
7030800
7616700
7812000
Bảng 2.22 : Lực do thép DƯL tác dụng lên mặt cắt
1860
1860
1860
1860
1860
fpu
(Mpa)
197000
31341.37
Ac
(mm2)
ΔfpSR
ΔfpCR
ΔfpR2
75%
ΔfpT
ΔfpES
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 94 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
II.8.2. Mất mát do từ biến:
ΔfpCR = 12 x fcgp - 7 x Δfcdp (A.5.9.5.4.3-1)
Trong đó:
fcgp: ứng suất bê tông tại trọng tâm cốt thép DƯL lúc truyền lực
Δfcdp: Thay đổi ứng suất bê tông tại trọng tâm cốt thép DƯL do tải trọng thường xuyên
đối với từng mặt cắt:
Δfcdp = Mp-Iie-II/Ig-II+Mp-IIIe-III/Ig-III
Trong đó:
Mp: moment gây ra tại trọng tâm cốt thép do tải trọng thường xuyên làm thay đổi ứng
suất
0
1
2
3
4
5
6
7
8
II.8.3. Mất mát do co ngót bê tông
ΔfpSR= (117 - 1.03 x H) = Mpa (A.5.9.5.4.2-1)
Trong đó:
H: độ ẩm tương đối bao quanh kết cấu = 80%
II.8.4. Mất mát do tự chùng cốt thép
Mất măt do chùng khi căng:
Bảng 2.24: Mất mát ứng suất do từ biến
Bảng 2.23: Tổng hợp mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi
367.66 159.937
140.619
104.474
75.528
53.781
34.60
6.4150
5.2126
5.1555
yb
(mm)
e
(mm)
Mg
(N.mm)
Ag
(mm2)
Ig
(mm4)
fcgp
(Mpa)
294.75
385.90
385.90
385.90
385.90
385.90
385.90
0.00E+00
8.49E+08
1.57E+09
2.17E+09
2.65E+09
2.71E+09
Mặt
cắt
7.6E+08
3.20E+10
3.20E+10
3.20E+10
3.20E+10
3.20E+10
3.20E+10
3.20E+10
56.059
40.322
32.764
32.405
3.08E+09
3.31E+09
3.42E+09
708524.80
507152.80
507152.80
507152.80
507152.80
507152.80
507152.80
507152.80
507152.80
3.33E+10
3.20E+10
3.20E+10
3.20E+10
3.20E+10
3.20E+10
3.20E+10
25.4448
3.20E+10
3.20E+10
8.9186
22.3716
16.6211
12.0160
8.5563
364.75
364.75
364.75
364.75
364.75
364.75
364.75
364.75
297.66
294.75
294.75
294.75
294.75
294.75
294.75
294.75
294.75
ΔfpES
(Mpa)
Mặt
cắt
297.66
294.75
294.75
294.75
294.75
294.75
294.75
294.75
0.0E+00
3.2E+07
6.0E+07
8.3E+07
1.0E+08
1.2E+08
1.3E+08
1.3E+08
409.74
7.5E+08
3.20E+10
0.000
1.853
3.460
4.819
5.931
6.796
7.413
5.89E+10
5.89E+10
5.89E+10
5.89E+10
7.1E+08
7.784
7.908
305.34
255.49
175.24
110.46
61.16
59.45
25.09
8.06
6.51
e-II
(mm)
385.90
385.90
0.0E+00
1.8E+08
3.3E+08
4.6E+08
5.7E+08
6.5E+08
5.98E+10
5.89E+10
5.89E+10
5.89E+10
5.89E+10
e-III
(mm)
Mp-II
(Nmm)
Mp-III
(Nmm)
Ig-II
(mm4)
Ig-III
(mm4)
Δfcdp
(Mpa)
ΔfpCR
(Mpa)
1.4E+08
3.33E+10
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 95 THIẾT KẾ DẦM TRONG
GVHD: Th.S TRẦN NHẬT LÂM THIẾT KẾ KỸ THUẬT
Trong đó:
t : thời gian tính theo ngày từ khi căng đến khi truyền lực = 4 ngày
fpy : cường độ chảy quy định của cốt thép kéo trước = 1674 Mpa
fpj : ứng suất ban đầu trong bó cốt thép ở cuối giai đoạn căng = Mpa
ΔfpR1 = Mpa
Mất mát do chùng sau khi căng (A.5.9.5.4.4c-1)
ΔfpR2 = 30% x [138 - 0.4 x ΔfpES - 0.2 x (ΔfpSR + ΔfpCR)] Mpa
Trị số 30% là hệ số chiết giảm cho cáp có độ tự chùng thấp (theo ASTM A416M)
Tổng mất mát ứng suất
ΔfpT = ΔfpES + ΔfpsR + ΔfpCR + ΔfpCR2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1215.86
1262.01
1284.66
1286.44
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
OK
59.45
25.09
8.06
6.51
1.81
7.12
16.27
23.63
29.20
29.03
32.98
34.91
35.04
501.69
437.83
330.58
244.22
178.74
179.14
132.99
110.34
108.56
159.94
140.62
104.47
75.53
53.78
56.06
40.32
32.76
32.41
34.60
34.60
34.60
34.60
34.60
34.60
34.60
34.60
34.60
305.34
255.49
175.24
110.46
61.16
893.31
957.17
1064.42
1150.78
1216.26
Bảng 2.25 : Tổng hợp mất mát ứng suất
1395
1.96E+01
Mặt
cắt
ΔfpES
(Mpa)
ΔfpSR
(Mpa)
ΔfpCR
(Mpa)
ΔfpR2
(Mpa)
ΔfpT
(Mpa)
fpe
(Mpa)
check fpe
( )
pj
py
pj
pR ff
ftf ⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡ −=Δ 55.0
40
24log
1
SVTH: NÔNG THỊ NGỌC HOA Trang 96 THIẾT KẾ DẦM TRONG
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 7 thiet ke ky thuat dam trong.pdf