Thiết kế dầm chủ

6 PHẦN 2: DẦM CHỦ Dựng dầm I bỏn lắp ghộp căng sau .lien hợp với bản mặt cầu. 1.Chiều dày tối thiểu: Cỏnh trờn>50mm Đạt Vỏch>125mm Đạt Cỏnh dưới>125 mm Đạt 2.Chiều cao tối thiểu(gồm cả chiều dày bản) Hmin=0.045L=0.045x24000=1080 mmĐạt. Chiều rộng bản cỏnh cú hiệu: chiều rộng cú hiệu của dầm: = 2200 mm Dầm trong : bi Dầm ngoài: bi bc = Dầm căng sau cao 1250mm, Ag=583000mm2. A.Hệ số sức khỏng: 1. Trạng thỏi giớI hạn cường độ Uốn và kộo 1.00 Cắt và xoắn 0.90 Nộn tại 0.80 2. Trạng thỏi giới hạn khỏc 1.00 B. Hệ số thay đổi tải trọng: Cường độ Sử dụng Mỏi Dẻo dai, 0.9 1.0 1.0 Dư thừa, 0.95 1.0 1.0 Quan trọng 1.05 KAD KAD 0.95 1.0 1.0 C. Tổ hợp tải trọng: Trạng thỏi giới hạn cường độ I: U = [1.25DC + 1.50DW + 1.75(LL + IM) +1.0FR + TG ] Trạng thỏi giới hạn sử dụng I: U = 1.0(DC +DW) +1.0(LL + IM) +0.3WS + WL +1.0FR Trạng thỏi giới hạn mỏi: U = 0.75(LL + IM) D. Tớnh nội lực do hoạt tải: Số làn xe: NL = [] = [] = 2 Hệ số làn xe: Số làn xe chất tải m 1.2 1.0 Hệ số xung kớch khụng dựng với tải trọng làn: Cỏc bộ phận cụng trỡnh IM% Mối nối mặt cầu 75 Mỏi 15 Cỏc loại khỏc 25 Hệ số phõn phổi cho momen: Tiết diện ngang loại k Bảng A4.6.2.2.1.1 Bờtụng dầm 55MPa Bờtụng mặt cầu 30Pma n - tỷ số modun đàn hồi giữa vật liệu và mặt cầu: n = Khoảng cỏch từ trọng tõm dầm và bản mặt cầu: eg = 1250/2 +185/2 =717.5 Hệ số độ cứng Kg dọc: Kg = n(Ig + Ae2g) = 1.352(149x109 + 583000x717.52) = 4x1011mm4. = = 2.1 S = 2500mm L = 24000mm Dầm trong cú bản bờtụng cốt thộp: Một làn chất tải : = 0.06 + = 0.06 + = 0.5 Hai làn chất tải: = 0.075 + = 0.075 + = 0.573 Dầm ngoài: 189 Một làn chất tải - Nguyờn tắc đũn bẩy P=1 Y1=1890/2500=0.756 Y2=90/2500=0.036 =0.5x(Y1+ Y2)=0.5x(0.756+0.036)=0.396 =1.2(0.396)=0.475 Hai làn chất tải: Trong tõm của dầm ngoài đến mộp đỏ vỉa lan can: de= 1250 – 1500 =-250 e = 0.77 + = 0.77 - = 0.68 <1 Dựng e =1.0 mgME =emgMI = 0.573x1=0.573. Phần bản dành cho người đi: Dựng phương phỏp đũn bẩy Y1=1 Y2=1.484 =0.5(Y1+ Y2)=0.5(1+1.484)=1.242 =1.242. Hệ số phõn bố lực cắt: Dầm trong: Một làn chất tải: = 0.36 + =0.689 Hai làn chất tải: = 0.2 + - =0.84 Dầm ngoài: 1 Làn chất tải - nguyờn tắc đũn bẩy : = 0.475 Hai làn chất tải: de =-250 e =0.6 + = 0.6 - = 0.52 = e = (0.52)(0.84) =0.4368 Tớnh lực cắt và momen do hoạt tải: Tớnh cho 5 vị trớ 0.1L, 0.2L, 0.3L, 0.4L 0.5L Vị trớ 100: Xe tải HL93: VTR = 145 (1+ ) + 35 = 286.5 kN MTR = 0 Tải trọng làn VLn = =111.6kN MLn = 0 Vị Trớ 101: Xe tải HL93: VTR = 145() +35() =254kN MTR = = 609.6kNm Tandem: VTa = 110() =177.8kN MTa = = 426.7kNm Tải trọng làn VLn = =90.4kN MLn = =0.5x=241.1 kNm Vị Trớ 102: Xe tải HL93: VTR = 145() +35() = 221.48 kN MTR =221.48*4.8=1063.1 kNm Tải trọng làn VLn = 0.5=71.42 kN MLn = = 0.5 x9.3x= 428.54 kNm Vị Trớ 103: Xe tải HL93: VTR = 145() +35() = 189 kN MTR = 189*7.2=1360.8 kNm Tải trọng làn VLn = =54.68 kN MLn = = 0.5 x9.3x= 562.46 kNm Vị Trớ 104: Xe tải HL93: VTR = 145() +35() = 156.48kN MTR = 156.48*9.6=1502.2kN Tải trọng làn VLn = 0.5=40.18 kN MLn = = 0.5 x9.3x= 642.82 kNm Vị Trớ 105: Xe tải HL93: VTR = 145() +35() = 124kN MTR = 124*12=1488kNm Tải trọng làn VLn = =27.9kN MLn = = 0.125 x9.3x=669.6kNm Tớnh nội lực do cỏc tải trọng khỏc: Dầm trong: DC – Trọng lượn betong=2400x9.81x10-9=2.3544x10-5 N/mm3 Bản =2.3544x10-5x200x2500=11.772 N/mm Dầm chủ =2.3544x10-5x583000=13.73 N/mm Tổng =25.5N/mm Kớch thước dầm ngang dầy 300mm cao 1000mm Dầm ngang đặt tại 1/3 nhịp: 2.3544x10-5x300x1000x2300=16245.36N DW: 75mm lớp phủ bờtụng nhựa=2250x9.81x10-9x2500x75=4.1N/mm Dầm ngoài: DC1 - Bản hẫng: 4.71 x 10-3x1250=5.89N/mm Bản 4.71 x 10-3x2500/2=5.89N/mm Dầm chủ 13.73 N/mm Tổng 25.51N/m Dầm ngang tại 1/3 nhịp:16245.36/2=8122.6N/mm DC2 – Lan can=2.355 N/mm DW 75mm lớp phủ bờtong nhựa =1.66 x 10-3x(1250-1500+2500/2)=1.66N/mm Vx = w() = wL (0.5 - ) Mx = = Với =0 =0.1 =0.2 =0.3 =0.4 =0.5 Vx 12 9.6 7.2 4.8 2.4 0 Mx 0 25.92 46.08 60.48 69.12 72 Tổng hợp nội lực: Dầm trong: mgM =0.573 mgV =0.84 IMTr =25% IMLn =0 gMSE=1.242 wg =13.73 DC1 =25.5N/mm,Dầm ngang =16245.36N DW =4.1N/mm Dầm ngoài: mgM =0.475, mgV = 0.475, IMTr = 25%, IMLn =0, DC1 =25.51N/m DC2 =2.355 N/mm DW =1.66N/mm Bảng Tổng hợp nội lực dầm trong Loại tải trọng Khoảng cỏch đến gối 0 0.1L 0.2L 0.3L 0.4L 0.5L Tải trọng sử dụng Ms (kNm) Bản thõn 0 355.88 632.68 830.39 949.02 988.56 DC1 (Cả dầm ngang trờn một dầm) 0 699.96 1253.04 1659.24 1918.56 2031 DW lờn tiết diện liờn hợp 0.00 106.27 188.93 247.97 283.39 295.20 mgM(LL + IM) 0.00 436.63 761.45 974.67 1075.95 1065.78 Vs (kN) DC1 (cả dầm ngang trờn một dầm) 244.22 186.08 134.06 88.16 48.38 0.00 DW lờn tiết diện liờn hợp 65.45 56.09 47.72 40.35 33.95 0.00 mgV(LL + IM) Cường độ I 300.83 266.70 232.55 198.45 164.30 130.20 Mu (kNm) [1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL + IM)] 0.00 2131.14 3774.42 4930.18 5597.85 5778.25 Vu (kN) [1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL + IM)] 1079.05 900.80 731.22 570.37 418.12 216.46 Bảng Tổng hợp nội lực dầm ngoài Noi luc  Loại tải trọng Khoảng cỏch đến gối 0.00 0.1L 0.2L 0.3L 0.4L 0.5L Tải trọng sử dụng Ms (kNm) Bản thõn 0.00 355.88 632.68 830.39 949.02 988.56 DC1 (Cả dầm ngang trờn một dầm) 0.00 666.31 1185.69 1558.12 1783.62 1862.18 DC2(lan can) len tiet dien lien hop 0.00 61.04 108.52 142.43 162.78 169.56 DW (lờn tiết diện liờn hợp) 43.03 76.49 100.40 114.74 119.52 mgM(LL + IM) 0.00 361.95 631.22 807.98 891.93 883.50 Vs (kN) DC1 (cả dầm ngang trờn một dầm) 308.23 249.94 197.52 150.96 110.27 0.00 DC2(lan can) len tiet dien lien hop 28.26 22.88 18.04 13.74 9.99 0.00 DW lờn tiết diện liờn hợp 19.92 16.13 12.72 9.69 7.04 0.00 mgV(LL + IM) Cường độ I 170.11 150.81 131.50 112.22 92.91 73.63 Mu (kNm) [1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL + IM)] 0.00 1949.40 3446.57 4491.82 5084.65 5225.75 Vu (kN) [1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL + IM)] 906.43 754.20 610.11 474.21 346.43 122.40 Trạng thỏi giới hạn sử dụng: Giới hạn ứng suất cho bú cốt thộp kộo sau: fpu =1860 Mpa độ trựng thấp 12.7mm tao 7 sợi A =98.71mm2; Ep =197000 MPa Kết cấu kộo sau: Khi đúng neo: fpj =0.7fpu =0.7 (1860) =1302MPa Sau truyền lực: fpi = 0.7fpu =0.7 (1860) = 1302 MPa fpy = 0.90fpu = 0.9(1860) = 1674 MPa Sau khi mất mỏt: fpe = 0.8fpy = 0.8(1674) = 1339 MPa Giới hạn ứng suất cho bờtụng: f’c = 55MPa cường độ chịu nộn 28 ngày f’ci = 0.75f’c = 40MPA cường độ lỳc căng cốt thộp Ứng suất tạm mất mỏt - kết cấu dự ứng lực toàn phần: Ứng suất nộn: fct= 0.6f’ci = 0.6(40) = 24 MPa Ứng suất kộo: fti = 0.25 = 0.25 = 1.58 MPa Ứng suất ở trạng thỏi gới hạn sử dụng sau mất mỏt - kết cấu dự ứng lực toàn phần: Ứng suất nộn: fc = 0.45 f’c = 0.45 (55) =24.75 MPa Ứng suất kộo: ft = 0.5 = 0.5 =3.71 MPa Mụdun đàn hồi:Eci = 4800 = 4800 = 30360 MPa Ec = 4800 = 4800 = 35600 MPa Sơ bộ chọn cốt thộp căng sau. Kiểm tra ứng suất nộn giới hạn bờtụng do tải trọng sử dụng hoặc kiểm tra cường độ tiết diện chịu tải trọng cú hệ số. Khi chịu tất cả tải trọng, cần tớnh với cỏc đặc trưng tiết diện liờn hợp. Để chuyển bản bờ tụng đổ tại chỗ thành bờ tụng dầm tương đương, tỷ số Modun n =0.74 Giải thiết chiều cao vỳt 50mm và dựng chiều rộngh bản cỏnh cú hiệu 2530mm cho dầm ngoài. Ag = A1=583000mm2. Ig =149x109 mm4 Stg = 9/600.2=248.3x106mm3 Sbg =S1=S2= =149x109/649.8=229.3x106 mm3 Khoảng cỏch từ trục trung hoà đến đỉnh bản mặt cầu: =496.3mm Ic =149x109+543000x321.42+2100x1853/12+388500x371.32=259.1x109mm4 Stc =558.6x106mm3 Sic =929.3x106mm3 Sbc =S3=266.7x106mm3 Tớnh sơ bộ giữa nhịp dầm ngoài: Trị số nhỏ nhất của lực kộo sau Ff để đảm bảo ứng suất ở thớ dưới của dầm khụng vượt quỏ giới hạn 3.71MPA trong tiế diện liờn hợp ở giai đoạn khai thỏc cú thể biểu diễn như sau: fbg = Trong đú: Mdg – Momen do trọng lượng bản thõn dầm =988.56kNm Mds – Mụmen do tĩnh tải của bờtụng + dầm ngang =1862.18kNm Mda - Momen do tĩnh tải chất thờm =289.1kNm ML - Momen do hoạt tải + Xung kớch (Trạng thỏi giới hạn sử dụng) =883.5x0.8=706.8kNm eg - Khoảng cỏch từ trọng tõm dầm đến trọng tõm cốt theo kộo sau: fbg = Ff 4.52x106N=4520kN Giỏ thiết ứng suất trong bú sau tất cả mất mỏt là 0.6fpu =0.6(1860) = 1116 MPa Aps =4047.1mm2 Để thoải món điều kiện cường độ: M = Aps x 0.95fpu Mu Trong đú: =1.0 PPR =1.0 (Hệ số dự ứng lực) M – Momen cú hệ số trạng thỏi tiết diện cuờng độ I: h - Chiều cao toàn phần của tiết tiện liờn hợp = 1450mm Aps =2266.22mm2 <4047.1mm2 chọn tao thộp: Thư chọn 42 tao 12,7 ;Aps=42x98,71=4145.8mm2 Chọn 6 bú,mỗi bú 7 tao, đường kớnh ống gen,phớa trong la 55mm,phớa ngoài là 60mm. Bố trớ cốt thộp và độ lờch tõm cỏc bú thộp tiết diện TIẾT DIỆN GIỮA NHỊP TIẾT DIỆN 1/4 NHỊP TIẾT DIỆN ĐẦU NHỊP Bể N Y NxY Bể N Y NxY Bể N Y NxY 1 1 210 210 1 1 730 730 1 1 950 950 2 1 80 80 2 1 520 520 2 1 700 700 3 1 210 210 3 1 250 250 3 1 450 450 4 1 210 210 4 1 250 250 4 1 450 450 5 1 80 80 5 1 110 110 5 1 200 200 6 1 80 80 6 1 110 110 6 1 200 200 TỔNG 6 870 TỔNG 6 1970 TỔNG 6 2950 VI ) . kiểm toán dầm chủ A- Tính mất mát ứng suất Trong các cấu kiện kéo sau : DfpT = DfpF + DfpES + DfpSR + DfpCR + DfpR2 (5.9.5.1-2) ở đây : DfpT = tổng mất mát (MPa) DfpF = mất mát do ma sát (MPa) DfpES = mất mát do co ngắn đàn hồi (MPa) DfpSR = mất mát do co ngót (MPa) DfpCR = mất mát do từ biến của bê tông (MPa) DfpR2 = mất mát do tự chùng (dão) của cốt thép dự ứng lực (MPa) a) Tính mất mát do tụt neo Bó 1 2 3 4 5 6  (mm) 6 6 6 6 6 6  (mm) 24000 24000 24010 24020 24050 24080  (Mpa) 43.546 43.546 43.474 43.412 43.386 43.324 b) Tính mất mát do ma sát Mất mát do ma sát giữa bó thép dự ứng lực và ống bọc có thể lấy như sau : DfpF = fpj (1 - e -(Kx + m a) ) - f- ứng suất trong cốt thép khi kích . Ta có thể lấy f=1336 Mpa - Với vật liệu bằng ống bọc polyethylene thì K = 6.6*10 , =0.23 Từ đó ta có bảng tính mất mát ứng suất do ma sát như sau Tính cho bó 6 mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối k/c tính từ điểm đặt kích (cm) 1200 900 600 25 x (mm) 12040 9426 6234 25 α (radian) 0.1024 0.0487 0.0368 0 kx + àα 0.031498 0.017422 0.012578 0.000017 A = 1- e^(-(kx+àα)) 0.030914 0.017219 0.012462 0.000016 fpj 1302 1302 1302 1302 D (Mpa) 40.2504 22.4191 16.2252 0.0214 Tính cho bó 5 mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối k/c tính từ điểm đặt kích (cm) 1200 900 600 25 x (mm) 12025 9512 6278 25 α (radian) 0.0843 0.0687 0.0351 0 kx + àα 0.027326 0.022079 0.012216 0.000017 A = 1- e^(-(kx+àα)) 0.026874 0.021771 0.012105 0.000016 fpj 1302 1302 1302 1302 D (Mpa) 34.9905 28.3459 15.7611 0.0214 Tính cho bó 3 và 4 mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối k/c tính từ điểm đặt kích (cm) 1200 900 600 25 x (mm) 12005 9547 6215 25 α (radian) 0.0347 0.0347 0.0175 0 kx + àα 0.015904 0.014282 0.008127 0.000017 A = 1- e^(-(kx+àα)) 0.015731 0.014138 0.008069 0.000016 fpj 1302 1302 1302 1302 DfpF 20.4814 18.4071 10.5063 0.0214 Tính cho bó 1 và 2 mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối k/c tính từ điểm đặt kích (cm) 1200 900 600 25 x (mm) 12004 9513 6237 25 α (radian) 0.0175 0.0175 0.00873 0 kx + àα 0.011948 0.010304 0.006124 0.000017 A = 1- e^(-(kx+àα)) 0.011841 0.010220 0.006087 0.000016 fpj 1302 1302 1302 1302 DfpF 15.4164 13.3059 7.9253 0.0214 Bảng tổng hợp mất mát do ma sát Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối DfpF 24.5 19.03 11.47 0.0214 c) Tính mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi Mất mát do co ngắn đàn hồi trong các cấu kiện kéo sau, ngoài hệ thống bản ra, có thể lấy bằng : - N = 6 bó - fcgp = tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép dự ứng lực do lực dự ứng lực sau khi kích và tự trọng của cấu kiện ở các mặt cắt mô men max (MPa). - M= 1200 kNm - Bảng tính toán mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối N 6 6 6 6 Ep/Eci 5.8 5.8 5.8 5.8 A(mm2) 583000 583000 583000 583000 Ix10^6(mm4) 149000 149000 149000 149000 M(kNm) 1200 1124.9 900 0 F 5402840 5428693 5466293 5515716 e(mm) 641.5 605.7 511 224.5 (Mpa) 17.46 16.67 14.72 10.77 (Mpa) 42.20 40.28 35.58 26.04 d) Tính mất mát do co ngót Với các cấu kiện kéo sau : DfpSR = (93 - 0.85 H) (MPa) trong đó : H - độ ẩm tương đối của môi trường, lấy trung bình hàng năm (%) , H = 80% Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối (Mpa) 25 25 25 25 e). Tính mất mát do từ biến của bêtông Mất mát dự ứng suất do từ biến có thể lấy bằng : DfpCR = 12,0 fcgp - 7,0 Dfcdp ³ 0 (5.9.5.4.3-1) trong đó : fcgp = ứng suất bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực lúc truyền lực (MPa) Dfcdp = thay đổi ứng suất bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực do tải trọng thường xuyên, trừ tải trọng tác động vào lúc thực hiện lực dự ứng lực. Giá trị Dfcdp cần được tính ở cùng mặt cắt hoặc các mặt cắt được tính fcgp (MPa) mặt cắt L/2 3L/8 L/4 gối A(mm2) 603000 603000 603000 603000 Ix10^6(mm4) 170953.38 170953.38 170953.38 170953.38 M(kNm) 1200 1124.9 900 0 F(N) 5402840 5428693 5466293 5515716 e(mm) 641.5 605.7 511 224.5 (Mpa) 17.46 16.67 14.72 10.77 (Mpa) -2.91 -2.81 -2.59 0.00  (Mpa) 189.18 180.34 158.53 129.28 f) . Mất mát do chùng dão cốt thép DfpR2 = 0.3[138 - 0,3DfpF - 0,4DfpES - 0,2(DfpSR+ DfpCR) ] (MPa) ở đây : DfpF = mất mát do ma sát dưới mức 0.70fpy ở điểm xem xét DfpES = mất mát do co ngắn đàn hồi (MPa) DfpSR = mất mát do co ngót (MPa) DfpCR = mất mát do từ biến (MPa) Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối DfpF 27.25 21.02 11.95 0.022 DfpES 42.20 40.28 35.58 26.04 DfpSR 25 25 25 25 DfpCR 189.18 180.34 158.53 129.28 DfpR2 21.03 22.35 25.04 29.02 f) Tổng mất mát DfpT = DfpF + DfpES + DfpSR + DfpCR + DfpR2 Bảng tổng hợp mất mát Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối DfpA 45.41 45.41 45.41 45.41 DfpF 27.25 21.02 11.95 0.022 DfpES 42.20 40.28 35.58 26.04 DfpSR 25 25 25 25 DfpCR 189.18 180.34 158.53 129.28 DfpR2 21.03 22.35 25.04 29.02 (Mpa) 350.07 334.4 301.51 254.77 B- kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng 1) Giới hạn ứng suất trong bêtông và thép dự ứng lực a) Giới hạn ứng suất trong bêtông a.1) Giới hạn ứng suất kéo a.1.1) Trong giai đoạn căng kéo Giới hạn ứng suất nén : - 27 (Mpa) Giới hạn ứng suất kéo : 1.67 (Mpa) Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối F(kN) 5230 5263 5320 5409 A(mm2) 603000 603000 603000 603000 Ix10^6(mm4) 170953.38 170953.38 170953.38 170953.38 M(kNm) 1200 1124.9 900 0 e(mm) 641.5 605.7 511 224.5 f -18.24 -17.88 -16.89 -14.36 Đánh giá Đạt Đạt Đạt Đạt f 0.89 0.42 -0.75 -3.58 Đánh giá Đạt Đạt Đạt Đạt a.1.2) Trong giai đoạn khai thác Giới hạn ứng suất nén : Mpa Giới hạn ứng suất kéo : Mpa Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối F(kN) 4254.4 4320 4456.3 4650 A(mm2) 603000 603000 603000 603000 Ix10^6(mm4) 170953.38 170953.4 170953.4 170953.4 M(kNm) 1200 1124.9 900 0 M(kNm) 1086 1051.7 805.85 0 M(kNm) 853 819 630.8 0 M(kNm) 2300 2274 1800 0 e(mm) 641.5 605.7 511 224.5 f -9.38 -9.42 -8.12 -2.88 Đánh giá Đạt Đạt Đạt Đạt f 2.12 2.88 3.93 -7.71 Đánh giá Đạt Đạt Không đạt Đạt 0 b) Kiểm tra độ võng Hệ dầm đã cho là dầm đơn giản , do đó độ võng giới hạn là : 32.5 mm Để kiểm ra độ võng của dầm chủ , ta xếp tải lên tất cả các làn Sơ đồ xếp tải kiểm tra võng như hình sau : Khi tính toán độ võng , các giá trị mômen ở trên cần được nhân với hệ số mg = 1.2*1/n = 1.2* 1/4 = 0.3 + Công thức tính độ võng : Với ; I = 170953.38x10mm - Với xe Tandem : = 4 mm - Với xe Truck +Lane : + = 6.1 mm So sánh với trị số giới hạn của độ võng ở trên ta thấy đều thoả -> Điều kiện về độ võng là đạt c) Trạng thái giới hạn mỏi Sơ đồ xếp tải như hình sau : Mômen do tải trọng mỏi tại giữa nhịp : Tính cho dầm ngoài , bỏ hệ số làn xe m=1.2 ta có := 0.586 Mômen có kể đến các hệ số : = 700 kNm ứng suất tạiửtọng tâm bó cốt thép do tải trọng mỏi : = 2.26 Mpa ứng suất trong bó cốt thép do tải trọng mỏi : =13.13 Mpa < 70 Mpa -> Trạng thái giới hạn mỏi được thoả mãn C) Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ I 1) Sức kháng uốn Điều kiện kiểm toán : Trong đó : M- sức kháng uốn danh định tiết diện chữ I : Với - ứng suất trung bình trong bó thép ứng suất trước ở sức kháng danh định Kết quả tính toán cho trong bảng sau : Tham số Đơn vị M/c L/2 M/c 3L/8 M/c L/4 M/c gối Mpa 45 45 45 45 0.73 0.73 0.73 0.73 A Mm 4145.4 4145.4 4145.4 4145.4 Mpa 1860 1860 1860 1860 b mm 1600 1600 1600 1600 mm 200 200 200 600 mm 190 190 190 190 mm 1640 1604.2 1509.5 1223 k 0.28 0.28 0.28 0.28 Vị trí trục trung hoà cánh cánh cánh cánh c mm 41.02 40.84 40.35 129.88 a mm 29.94 29.82 29.46 94.81 Mpa 1304.59 1292.14 1256.35 1804.69 Nmm 8108923465 7833088169 7103471290 8491826739 Nmm 7593000000 7409000000 6538000000 0 Kết luận Đạt Đạt Đạt Đạt 2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước a) Hàm lượng cốt thép tối đa - Công thức kiểm tra : ở đây ta sử dụng cốt thép DƯL toàn phần nên b) Hàm lượng cốt thép tối thiểu - Điều kiện kiểm tra : Trong đó : - sức kháng nứt : - cường độ chịu kéo khi uốn , với bêtông tỷ trọng trung bình : = 4.23 Mpa Kết quả tính toán Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối Tối đa c mm 41.02 40.84 40.35 129.88 mm 1640 1604.2 1509.5 1223 c/ 0.0250122 0.02546 0.02673 0.1062 Kết quả Đạt Đạt Đạt Đạt Tối thiểu Mpa 4.23 4.23 4.23 4.23 mm 170953.38 170953.4 170953.4 170953.4 mm 1100.4 1100.4 1100.4 1100.4 Nmm 788585384 7.9E+08 7.9E+08 7.9E+08 8108923465 7.8E+09 7.1E+09 8.5E+09 Kết quả Đạt Đạt Đạt Đạt 3) Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện Kiểm toán theo công thức : Với : - hệ số sức kháng cắt , =0.9 - sức kháng cắt danh định , được lấy theo trị số nhỏ hơn trong hai trị số sau : và Xác định Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối A mm 690.9 690.9 690.9 690.9 f Mpa 1026.33 1042 1074.89 1121.63 sin Bó 1 0 0 0 0 Bó 2 0 0 0 0 Bó 3 0 0 0.0175 0.0349 Bó 4 0 0.00873 0.0349 0.0523 Bó 5 0 0.0175 0.0523 0.0872 Bó 6 0 0.0523 0.0698 0.1045 0 0.07853 0.1745 0.2789 V N 0 56535.1 129590.942 216129 Lực nén dọc trục do cốt thép DƯL gây ra Cos() Bó 1 1 1 1 1 Bó 2 1 1 1 1 Bó3 1 1 0.99984686 0.99939 Bó 4 1 0.99996 0.99939081 0.99863 Bó 5 1 0.99985 0.99863142 0.99619 Bó 6 1 0.99863 0.99756101 0.99452 6 5.99844 5.9954301 5.98874 6157.98 6250.37 6444.42786 6717.15 b) Tính và + Chiều cao chịu cắt : = max Kết quả tính toám như sau : Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối 0.9 mm 1476 1443.78 1358.55 1100.7 0.72h mm 1116 1116 1116 1116 Chọn mm 1476 1443.78 1358.55 1116 + Bề rộng chịu cắt có hiệu : ta lấy bằng chiều rộng của bản bụng Kết quả tính toán như sau : Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối mm 200 200 200 600 c) Xác định và Để xác định được và , ta phải xác định thông qua và với : ứng biến trong cốt thép ở phía chịu kéo do uốn của cấu kiện : Nếu giá trị tính từ phương trình trên là âm thì giá trị tuyệt đối của nó phải được giảm đi bằng cách nhân với hệ số lấy theo : Ngoài ra thì : và , Kết quả tính toán Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối kN 173 330 593.5 1041 N 0 56535.1 129590.942 216129 0.9 0.9 0.9 0.9 mm 200 200 200 600 mm 1476 1443.78 1358.55 1116 v N 0.651159 1.074026 1.950070 1.404626 0.014470 0.023867 0.043335 0.031214 Để xác định được ta giả định : , Mpa , Kết quả tính toán Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối F N 5408047 5356437 5208073 7481162 A mm 603000 603000 603000 973666 Mpa 8.968568823 8.88298 8.63694 7.6835 Mpa 1391.295181 1390.8 1389.37 1383.83 Nmm 7593000000 7.4E+09 6.5E+09 0 mm 1476 1443.78 1358.55 1116 N 173000 330000 593500 1041000 1.7321 1.7321 1.7321 1.7321 mm 4145.4 4145.4 4145.4 4145.4 Mpa 200000 200000 200000 200000 mm 0 0 0 0 Mpa 197000 197000 197000 197000 N 0 0 0 0 -0.00057962 -0.0004 -0.0005 -0.0059 Tất cả các mặt cắt đều có nên giá trị tuyệt đối của nó phải được lấy như sau: Kết quả tính toán Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối ( mm) 301200 301200 301200 465000 0.074026062 0.074026 0.07403 0.04923 0.000043 0.000030 0.000037 0.000290 Tra hình 5.8.3.4.2-1 ta được : Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 Gối 27 27 27 29 4.57 4.67 4.62 3.33 Các giá trị trên gần sát với tính toán nên có thể lấy nó để tính toán