Đồ án môn học cầu bê tông cốt thép T căng sau trường đại học Giao Thông Vận Tải(kèm bản vẽ cad đầy đủ )

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

KÍCH THƯỚC CƠ BẢN: ĐỀ BÀI: 4A1D

- Chiều dài nhịp dầm chính: L = 18,6 m.

- Khoảng cách 2 trụ lan can: 2.0 m

- Tải trọng : HL93 ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU:

+ Cấp Bê tông lan can f ’ c = 28 MPa

+ Cấp Bê tông BMC: f ’ c = 42 MPa

+ Cấp Bê tông dầm chính, dầm ngang, mối nối: f ’ c = 42 MPa

+ Tỷ trọng của Bê tông: γc = 2.45x10 -5 (N/mm 3 )

+ Tỷ trọng của Bê tông cốt thép: γ’c = 2.45x10 -5 (N/mm 3 )

+ Thép AII có gờ: fy = 420 Mpa

+ Thép AI trơn: fy = 240 Mpa

+ Thép thanh, cột lan can: fy = 240 Mpa

+ Tỷ trọng của thép: γs = 7.85x10 -5 (N/mm 3 )

- Cáp dự ứng lực theo VSL:

+ Đường kính danh định 12,7 mm Aps = 100,1 mm 2 , fpu = 1389 MPa

LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ: ị12 2

Hình 1.1: Mặt cắt ngang cầu

- Mối nối 2 dầm chủ Wb = 300 mm

- Chọn số dầm chủ N = 5 daàm

- Chọn khoảng cách giữa các dầm chủ S =1,700 mm

- Khoảng cách giữa các dầm ngang: L1 = 6200 mm

- Chiều dài toàn dầm chính : L = 18600 2 200 19000mm � 

- Chiều dài phần mở rộng : L’= 1400 mm

- Chiều dài phần vát : L " 700  mm

Hình:1.2 – Các kích thước đầu dầm.

LAN CAN

Thanh và cột lan can

- Chọn lan can ống thép có đường kính ngoài D = 100 mm và đường kính trong d = 92 mm.

- Khoảng cách 2 cột lan can là 2000 mm

- Khối lượng riêng của thép lan can: γs = 7.85x10 -5 (N/mm 3 )

- Thép cacbon số hiệu CT3: fy = 240 Mpa

1: Sức kháng của thanh lan can M R

2:Sức kháng của cột lan can

Với Y 0(mm): chiều cao cột lan can

: là momen kháng uốn tại mặt cắt ngàm vào tường lan can là momen kháng uốn của tiết diện

Mômen quán tính tiết diện:

Phần tường chắn

Phần tường chắn được chia làm 3 đoạn, và kích thước mỗi đoạn được cho như hình vẽ

1: Kích thước từng đoạn tường chắn

- Cốt thép gồm 2 thanh, đường kích 12mm cho mỗi bên, A s 226,3mm 2 ds00-50%0mm s y ' c

Hệ số sức kháng ds 250

3: Đoạn II: có độ nghiêng lớn nên sức kháng mômen âm và mômen dương được tính riêng

* Phần dương (căng thớ bên trái)

Cốt thép chiụ lực gồm 1 thanh đường kính 12mm với

As 113,1mm b00mm; ds=(300+600)/2-50@0mm s y ' c

Hệ số sức kháng: ds 400

* Phần âm (căng thớ bên phải)

Cốt thép chiụ lực gồm 1 thanh đường kính 12mm với

Sức kháng trung bình của đoạn II

_ b0mm, cốt thép gồm 1 thanh 12mm ,

Vậy sức kháng tổng cộng của tường đối với trục thẳng đứng là:

5: Tính sức kháng uốn của tường đối với trục ngang Mc

Cốt thép chịu kéo là các thanh thép đứng có đường kích D14mm với diện tích

As 153,9mm và bố trí khoảng cách 200mm ,khi đó diện tích thép chịu kéo trên 1 đơn vị chiều dài As=0,77/mm

Tất cả các đoạn sẽ tính với chiều rộng đơn vị b=1mm

Cốt thép chọn As=0,77/mm s

5.2: Đoạn II và III: chỉ xét thanh thép chịu kéo (xét lực va từ bên phải - mặt nghiêng) có thép neo xuống bản mặt cầu. s

Trị số trung bình của sức kháng mômen đối với trục ngang là:

6: Các trường hợp va xe vào lan can

Chiều dài đường chảy Lc:

Sức kháng của tường lan can:

KIỂM TRA VA XE

Với giá trị Lc(27mm đã tính trên thì có 2 nhịp thì có 2 nhịp tham gia chịu lực vì

L 00mm, số cột tham gia chịu lực là 1 cột

+ Sức kháng thanh và cột kết hợp là

+ Chiết giảm khả năng chịu lực của tường

+ Sức kháng của tường và lan can kết hợp

=> Đảm bảo điều kiện va xe tại cột lan can 2: Va xe tại giữa tường

Với Lc(27mm có 3 nhịp tham gia chịu lực do L 00mm

Số cột tham gia chịu lực là 2 cột

Sức kháng của thanh và cột kết hợp

Chiết giảm khả năng chịu lực của tường

Sức kháng của tường và lan can kết hợp

=> Đảm bảo điều kiện va xe tại giữa thanh lan can 3: Va xe tại đầu tường

Sức kháng của thanh và cột lan can

Chiết giảm khả năng chịu lực của tường

Sức kháng của tường và lan can kết hợp

KIỂM TRA CHỐNG TRƯỢT CỦA LAN CAN

Giả định rằng Rw phát triển theo góc nghiêng 1:1 từ Lc, lực cắt tại chân tường do va chạm xe cộ (VCT) chuyển thành lực kéo T trên mỗi đơn vị chiều dài của bản hẫng.

Sức cắt kháng danh định của mặt phẳng tiếp xúc giữa lan can và bản mặt cầu cần được tính toán dựa trên phương thức truyền lực cắt tiếp xúc và ma sát cắt.

V cAμ A f �� P  �� Sức kháng cắt danh định dùng trong thiết kế không vượt quá

V �0,2f A hoặc V n 5,5A cv Trong đó Acv diện tích bê tông tham gia truyền lực cắt (diện tích tiếp xúc)

Avf: Diện tích cốt thép chịu lực cắt đi qua mặt phẳng cắt 1 thanh, đường kính 14mm, khoảng cách 200mm

Pc: Lực nén tĩnh thường xuyên với mặt phẳng cắt

Hệ số ma sát m=0,6l=0,6(với l=1 bê tông tỉ trọng thông thường)

Vây Vn Q1 N/mm >VCT 9,05 N/mm

Kiểm tra hàm lượng cốt thép v 2 vf y

AvfP mm 2 1700mm

Vậy phạm vi đặt 2 bánh xe là

Trạng thái giới hạn cường độ I

Trạng thái giới hạn sử dụng

3.4: Tổng hợp nội lực do hoạt tải.

Trạng thái giới hạn cường độ I

4: Tổng hợp nội lực tác dụng vào dầm giữa

* Xét tính liên tục của bản mặt cầu

Trạng thái giới hạn cường độ:

BẢNG TỔNG HỢP NỘI LỰC CHO BẢN MẶT CẦU

TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO BẢN MẶT CẦU

1: Thiết kế cốt thép cho phần bản chịu Moment âm

Thiết kế cốt thép cho 1 m chiều dài bản mặt cầu, khi đó giá trị nội lực trong 1 m bản mặt cầu như sau:

- Chiều rộng tiết diện tính toán: b 1000mm 

- Chiều cao tiết diện tính toán: h f 175mm

- Cường độ cốt thép: f y 420MPa

- Lớp bê tông bảo vệ: 35 mm.

- Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng của tiết diện đến trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo gần nhất là: d s h 35 175 35 140mm f    

- Giả sử hệ số sức kháng   0,9

- Chiều cao vùng bêtông chịu nén:

- Xác định  1 :vì fc 42MPa

- Chiều cao vùng bêtông chịu nén trong trường hợp cân bằng:

-Chọn =0.9 và phù hợp với giá trị ban đầu

   s c 10,06 0,072 0,6 d 140 (thỏa điều kiện cốt thép tối đa)

- Tiết diện khống chế nên diện tích thép được xác định:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu

Thỏa mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu

Do đó: Ta chọn 5 ɸ14 có As = 770 mm2 , với khoảng cách giữa các thanh thép: a= 200 mm để bố trí thép cho phần bản chịu moment âm.

2: Thiết kế cốt thép cho phần bản chịu Moment dương.

Thiết kế cốt thép cho 1000 mm chiều dài bản mặt cầu, khi đó giá trị nội lực trong

1000mm bản mặt cầu như sau:

- Chiều cao tiết diện tính toán: h 175mm

- Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng của tiết diện đến trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo gần nhất là: d s   h a 175 35 140mm f  

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:

Không thỏa mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu

Do đó: Ta chọn 5 ɸ12 có As = 566 mm2 > Asmin = 516 mm2, với khoảng cách giữa các thanh thép: a= 200 mm để bố trí thép cho phần bản chịu moment dương.

3: Tính cốt thép cho bản hẫng.

Thiết kế cốt thép cho 1000 mm chiều dài bản mặt cầu, khi đó giá trị nội lực trong

1000mm bản mặt cầu như sau:

- Chiều rộng tiết diện tính toán: b 1000mm

- Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng của tiết diện đến trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo gần nhất là: d s   h a 175 35 140mm f  

2 T hỏa mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu Tính toán bố trí cho 1000m bề rộng bản loại dầm

Do đó:Ta bố trí 5ɸ16, a 200, có As= 1006 mm2,xen kẽ với các thanh thép chịu moment âm.

Bản mặt cầu phần bản hẫng thép được liên kết với thép bản trong, giúp thép chịu momen âm hiệu quả Để đảm bảo tính toán chính xác, cần bổ sung lượng cốt thép phù hợp cho bản hẫng và xác định khoảng cách thanh thép hợp lý.

4: Tính toán cốt thép phân bố.

Cốt thép phụ theo chiều dọc được bố trí dưới y bản nhằm phân phối tải trọng từ bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lực theo phương ngang Diện tích cốt thép chính được đặt vuông góc với hướng di chuyển của xe, theo quy định [22TCN 272-05; 9.7.3.2].

So�pha�ntra�m 93,13% 67% du�ng 67%

4.1: Thép phân bố lớp dưới.

- Đối với cốt thép phân bố bên dưới dùng 5 d10 a200, trong 1000mm.

Asc 5 78,53 393mm /1000mm 380mm /1000mm

4.2: Thép phân bố lớp trên.

- Đối với cốt thép phân bố bên trên dùng 5 d12 a200, trong 1000mm.

Asc 5 113,1 566mm /1000mm 516 mm /1000mm

KIỂM TRA NỨT BẢN MẶT CẦU Ở TTGH SỬ DỤNG

1:Kiểm tra nứt ở momen âm

Mômen âm tại gối ở TTGH sử dụng

Tiết diện tính toán b00mm , hf5mm

Hệ số xét tới điều kiện tiếp xúc giữa kết cấu và môi trường xung quanh   e 1

Khoảng cách từ trọng tâm lớp thép chịu kéo ngoài cùng đến mép ngoài bê tông cốt chịu kéo gần nhất d c 35mm

- Môdun đàn hồi của bêtông:

- Môdun đàn hồi của thép:E s 200000MPa

- Hệ số tính đổi từ thép sang bêtông:

-Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ ngoài cùng chịu nén

- Mômen quán tính của tiết diện bêtông khi bị nứt:

- Ứng suất trong cốt thép do ngoại lực gây ra:

182,8N / mm -Khoảng cách tối thiểu giữa các thanh thép

=> Đảm bảo điều kiện nứt ở TTGH sử dụng

2: Kiểm tra nứt ở momen dương

- Mômen dương tại nhịp ở TTGH sử dụng

Tiết diện tính toán b00mm , hf5mm

Khoảng cách từ trọng tâm lớp thép chịu kéo ngoài cùng đến mép ngoài bê tông cốt chịu kéo gần nhất d c 35mm

- Mômen quán tính của tiết diện bê tông khi bị nứt:

-Khoảng cách tối thiểu giữa các thanh thép

0,91 m s 430mm Đảm bảo điều kiện nứt ở TTGH sử dụng ị14

Hình 3.5 : Bố trí thép cho bản mặt cầu. ị12

Hình 3.6: Bố trí cốt thép phân bố.

DẦM NGANG

Sơ đồ tính của dầm ngang

Để thuận tiện cho việc tính toán cho phép dầm ngang như dầm giản đơn.

Tính toán theo phương dọc cầu

Hoạt tải tác dụng lên dầm ngang: HL93.

Xe 2 trục và xe 3 trục

* Hệ số phân bố tải trọng

Hình 4.1: Hiệu ứng tải trọng theo phương dọc cầu

Diện tích đường ảnh hưởng:

NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM NGANG

1: Áp lực tĩnh tải tác dụng lên dầm ngang

Lớp phủ bê tông nhựa DW

Lớp chống thấm và ma sát

Vậy DW DW 1 DW 2 5,42 0,52 5,94N / mm 

2: Áp lực do hoạt tải tác dụng lên dầm ngang.

Nội suy đường ảnh hưởng cho xe 2 trục

21 22 y 0,603; y 1 Áp lực của bánh xe 2 trục lên dầm

Nội suy đường ảnh hưởng cho xe 3 trục y31=0,0061 ;y32= 1 ;y31=0,0061 Áp lực của bánh xe 3 trục lên dầm

P 0,5�P y 0,5 (0,0061 35 1 145 0,0061 145) 10� �  �  � � 73049(N) Áp lực lên dầm do 1 dãy bánh xe gây ra là max(P ;P ) chọn 02 ' 03 '

Tải trọng làn lan q 9,3 Ω 3441 10,67Nmm

Bảng 4.1: Giá trị đường ảnh hưởng phản lực gối

Nội lực Giá trị tung độ

Bảng 4.2: Tung độ đường ảnh hưởng momen M theo phương pháp nén lệch tâm

Bảng 4.3: Tính tung độ đường ảnh hưởng lực cắt theo phương pháp nén lệch tâm

Dựa vào bảng giá trị tung độ nội lực, việc vẽ đường ảnh hưởng M2 và V3 ph cùng với việc xếp tải tĩnh và hoạt tải HL93 lên đường ảnh hưởng cho thấy rõ ràng các đường ảnh hưởng M và M.

Z 5 = y 1 n � �1,5 S y n 2 � �0,5 S 0, 2 1,5 1700 0 0,5 1700� �  � �  510 có nội lực xuất hiện lớn nhất tiến hành kiểm toán tại 2 vị trí đó.

3.1: Tính Moment âm lớn nhất đặt tại gối 2.

Trường hợp đường ảnh hưởng M2 bố trí 1 làn xe trên cầu sẽ cho Moment âm lớn nhất , do đó ta chỉ tổng hợp nội lực tại gối 2.

Tung độ đường ảnh hưởng tại đầu mút thừa được xác định từ tỉ lệ đường thẳng

Bảng 4.4: Các hệ số tải trọng.

Căn cứ trên sơ đồ xếp tải , tính toán nội lực dầm ngang :

Hình 4.2 : Đường ảnh hưởng Moment âm tại gối 2.

3.1.1: Lớp phủ + Lớp chống thấm max

3.1.3: Tải trọng Lan Can DC 3

Lane LL lane M lane M lane

3.2: Tính Moment dương lớn nhất.

Hình 4.3 : Đường ảnh hưởng tại nhịp 2-3.

Trường hợp đường ảnh hưởng M 2-3 bố trí 2 làn xe trên cầu sẽ cho Moment dương lớn nhất , do đó ta chỉ tổng hợp nội lực tại nhịp 2-3.

3.2.1: Lớp phủ + Lớp chống thấm max

3.1.3: Tải trọng Lan Can DC 3

Lane LL lane M lane M lane

Hình 4.4 : Đường ảnh hưởng của lực cắt tại gối 3

Trường hợp đường ảnh hưởng của lực cắt tại gối 3 bố trí 1 làn xe trên cầu sẽ cho lực cắt dương lớn nhất.

Trường hợp đường ảnh hưởng của lực cắt tại nhịp 2-3 bố trí 1 làn xe trên cầu sẽ cho lực cắt âm lớn nhất.

Khi tính toán lực cắt để bố trí cốt đai cho dầm ngang, chỉ cần xem xét trường hợp có lực cắt lớn nhất Do đó, lực cắt tại gối 3 được chọn làm giá trị tính toán.

3.3.1: Lớp phủ + lớp chống thấm max

3.3.2: Tải trọng bản mặt cầu DC 2

3.3.4: Tải trọng làn w ( ) 1,75 1, 2 10,67 (1005 0) 2111N u Lane LL lane V lane V lane

4: Tổng hợp nội lực tác dụng lên dầm ngang.

Bảng 4.5: Moment dương lớn nhất

2 3 max max max min max max

DC DW DC lan xe

Bảng 4.6: Moment âm lớn nhất

DC DW DC lan xe

Bảng 4.7: Giá trị lực cắt lớn nhất.

17655 6255 6567 2111 172372 204960 u u u DC DW DC lan xe

Bảng 4.8: Tổng hợp các giá trị nội lực

TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO DẦM NGANG

1: Tính cốt thếp chịu moment dương.

- Lớp bê tông bảo vệ:75 mm.

- Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng của tiết diện đến trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo gần nhất là: d s  h 50 700 75 625mm  

(thỏa điều kiện cốt thép tối đa)

2 T hỏa mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu

Do đó: Ta chọn 3ɸ22 có As 41 mm2 , với khoảng cách giữa các thanh thép: a= 50 mm để bố trí thép cho phần dầm chịu moment dương.

2: Tính cốt thếp chịu moment âm.

- Lớp bê tông bảo vệ:75 mm.

- Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng của tiết diện đến trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo gần nhất là: d s  h 50 700 75 625mm  

(thỏa điều kiện cốt thép tối đa)

2 T hỏa mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu

Do đó: Ta chọn 3ɸ14có As = 462 mm2 , với khoảng cách giữa các thanh thép: a= 50mm để bố trí thép cho phần dầm chịu moment âm.

3: Tính cốt đai cho dầm ngang.

* Sử dụng lực cắt tại mặt cắt tại gối 3 đã tính ở phía trên để thiết kế cốt dai cho dầm ngang.

Bố trí cốt đai 2 nhánh Φ10.

Giá trị nội lực: V 3 max 204960 N

-Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv:

04mm -Tìm ứng suất cắt trung bình: u

- Giả sử ước tính trị số θ 30 o và tính biến dạng dọc theo phương trình sau:ε x

- Dùng các giá trị tính được và xác định

Tra bảng 6.3 giáo trình ta được: θ 36, 4 o

- Dùng các giá trị tính được

' c vf và  x xác định  Tra bảng 6.3 giáo trình ta được: θ 35,43 o

Giá trị tra được chênh lệch không quá 5% so với giá trị giả sử ban đầu nên ta chọn θ 35,43 o

Và tra được giá trị   2, 28

-Xác định cường độ yêu cầu của cốt thép vách theo phương trình sau:

+Khả năng chịu cắt của cốt đai: u ' s c w v

- Tính khoảng cách các bước đai:

- Kiểm tra bước đai theo điều kiện cấu tạo:

S min min (0.8 d ;600) ne� u V 0,125 f ' b d min (0.4 d ;600) ne� u V 0.125 f ' b d

Chọn khoảng cách giữa các bước đai là 200mm.

- Kiểm tra khả năng chịu kéo của cốt dọc khi có lực cắt.

Kiểm tra khả năng chịu kéo của thép dọc khi có lực cắt:

Phải thoả mãn phương trình:

A � f : Sức kháng cắt của vật liệu

 � �  � : Lực cắt do ngoại lực tác dụng

So sánh kết quả tính được VT VP  Vậy thoả mãn điều kiện sức kháng cắt của vật liệu

KIỂM TRA NỨT DẦM NGANG Ở TRẠNG THÁI GIỚ HẠN SỬ DỤNG

1: Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu monment dương.

- Mômen dương tại nhịp ở TTGH sử dụng s80003

Tiết diện tính toán b 0 mm , hfp0 mm

Khoảng cách từ trọng tâm lớp thép chịu kéo ngoài cùng đến mép ngoài bê tông cốt chịu kéo gần nhất d c  75mm

- Môdun đàn hồi của thép:Es 200000MPa

N / mm -Khoảng cách tối thiểu giữa các thanh thép

23,7 m s 693mm Đảm bảo điều kiện nứt ở TTGH sử dụng

2: Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu monment âm.

- Mômen âm tại gối 2 ở TTGH sử dụng s56595

Tiết diện tính toán b 0 mm , hfp0 mm

Khoảng cách từ trọng tâm lớp thép chịu kéo ngoài cùng đến mép ngoài bê tông cốt chịu kéo gần nhất d c  75mm

N / mm -Khoảng cách tối thiểu giữa các thanh thép

09.14 3 mm s 49mm Đảm bảo điều kiện nứt ở TTGH sử dụng

Hình 4 : Bố trí cốt thép cho dầm ngang.

DẦM CHÍNH

KÍCH THƯỚC SƠ BỘ DẦM CHÍNH

- Mặt cắt ngang dầm chính:

Chiều dày bản cánh: h f  175mm

Chiều rộng vát cánh: b vc  100mm

Chiều cao vát cánh: h vc  100 mm

Chiều rộng vút bầu: b vb  100 mm

Chiều cao vút bầu: h vb  145mm

Chiều rộng bản cánh: b c  1400mm

- Số dầm chính: 5 dầm (3 dầm giữa 2 dầm biên)

- Khoảng cách giữa các dầm: L2 00 mm Hình 5.1: Tiết diện dầm chủ

- Chiều dài nhịp tính toán: L tt  18600mm

Chiều dài thực tế: L L  tt  2 a �

+ Với nhịp dầm tính toán L tt  18600mm 25000mm  , chọn a = 200 mm

- Độ mở rộng hai đầu dầm như hình vẽ:

Hình 5.2: Tiết diện mở rộng dầm chủ

- Nối các dầm bằng mối nối ướt với bề rộng mối nối: b' 300 mm 

- Trọng lượng riêng của bê tông:

CHỌN VÀ BỐ TRÍ CÁP DƯL

- Tiết diện ở đầu đầm không cần quy đổi.

Hình 5.3: Tiết diện giữa dầm được quy đổi.

Theo catalog của hãng VSL ứng với loại cáp 12.7 mm ta có:

+ Đường kính danh định: D = 12.7 mm

+ Diện tích danh định: Ap= 100,1 mm 2

+ Cường độ kéo đứt: f = pu = , 39 Mpa

+ Môđun đàn hồi: Ep= 197,000 Mpa

+ Cường độ chảy dẻo: f =0.9�f =0.9�183955 Mpa py pu

Cường độ chịu nén của bê tông đủ 28 ngày: f ' c 42MPa

Khối lượng riêng của bê tông:   c 2450 Kg/m 3

Cường độ chịu kéo khi uốn: f =0.63 r � f c ' = 0.63� 42 = 4,08 Mpa

Môdun đàn hồi của bê tông theo thời gian:

Cường độ của bê tông sau 1 ngày, có sử dụng phụ gia:

4:Chọn sơ bộ số bó cáp và bố trí trên mặt cắt.

Mỗi bó có 6 tao Aps= 6x100,1`0,6mm2

Chọn đường kính ống gen: D = 54 mm

4 Độ lệch tâm từ tâm ống gen đến tâm bó cáp: e= 8mm

Hình 5.4 : Sơ đồ bố trí cáp DUL

Bố trí cáp thành 2 lớp: Lớp cáp đi thẳng ( 3 bó), lớp cáp uốn cong (1 bó).

Bán khính uốn cong bó cáp: R= 6000mm

Vị trí uốn cáp cách gối 1 đoạn 0,3L= 5580 mm

Sơ đồ bố trí cáp như hình vẽ.

Từ sơ đồ, ta xác định được góc hợp bởi đường cáp và phương ngang ( đối với các vị trí mà bó cáp chuyển hướng)  � � 5 o 0.09rad

Góc hợp bỏi đường chuẩn với phuong của bó cáp, αo.

Góc hợp bởi đường chuẩn và phương ngang.

Tại vị trí L/2, Góc αo = β= 0,09 rad.

Bảng 5 : Bảng tổng hợp các giá trị của cáp DUL.

4.3: Tính trọng tâm nhóm cáp D.Ư.L.

Trọng tâm bó cáp được xác định đến đáy trên của dầm, trong khi trọng tâm của ống gen cũng được đo từ đáy trên của dầm Độ lệch tâm giữa bó cáp và ống gen được lấy theo thông số trong Catalog VSL.

* Mặt cắt II-II( tại TDTD)

* Mặt cát III-III ( tại L/4)

* Mặt cắt IV-IV ( tại nhịp L/2)

ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA CÁC GIAI ĐOẠN

Các giai đoạn của đặc trưng hình hình tiết diện dầm chính:

+ Giai đoạn 1: Tiết diện bị khoét lỗ, có các ống gen, chịu các tải trọng: Tải trọng bản thân DC1, và lực cáp Pi.

+ Giai đoạn 2: dầm đặc Tiết diện có cáp DUL, đã được bơm vữa bê tông bịt lỗ rỗng.

Giai đoạn 3 của dự án liên quan đến dầm nguyên khối, trong đó tiết diện đã được bịt lỗ rỗng Đồng thời, tải trọng bao gồm mối nối ướt, trọng lượng lan can DC3, lớp phủ DW và hoạt tải LL cũng được tính toán và đưa vào xem xét.

1: Tính toán cho tiết diện ở giữa dầm L/2

1.1: Giai đoạn 1: Dầm bị khoét lỗ

Hình 5.5: Tiết diện giữa dầm bị khoét lỗ.

- Mômen tĩnh đối với trục x - x:

- Khoảng cách từ mép dưới của bầu dầm đến trọng tâm mặt cắt thiết diện:

- Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt thiết dầm đến mép trên của cánh dầm:

- Mômen quán tính của tiết diện là:

1.2: Giai đoạn 2: Dầm đã được bơm vữa.

Hình 5.6: Tiết diện đã được bơm vữa.

Hệ số quy đổi cáp DUWL sang bê tông:

Ec Diện tích các bó cáp DUL trên mặt cắt ngang:

3 Moment tĩnh đối vói trục 0-0

Khoảng cách từ trục trung hòa tiết diện giai đoạn 2 (trục I-I) đến trục 0-0:

Khoảng cách từ trục trung hoà I-I của tiết diện đến mép trên của dầm:

Khoảng cách từ trục trung hoà I-I đến mép dưới dầm:

Mômen quán tính của thiết diện:

1.3: Giai đoạn 3: Nguyên khối Có thêm mối nối ướt.

Hình 5.7: Tiết diện có thêm mối nối ướt.

Hệ số quy đổi bê tông mối nối ƣớt sang bê tông dầm chính: n=1

Wbxh mm Moment tĩnh đối vói trục I-I

Khoảng cách từ trục trung hòa tiết diện giai đoạn 3 (trục I-I) đến trục I-I:

2.1:Giai đoạn 1: Dầm có lỗ rỗng

Hình 5.8: TD đầu dầm bị khoét lỗ.

1 mm 1.2: Giai đoạn 2: Dầm đã được bơm vữa.

Hình 5.9: TD đầu dầm đã được bơm vữa.

EcDiện tích các bó cáp DUL trên mặt cắt ngang:

Hình 5.10: TD đầu dầm có thêm mối nối ướt.

Hệ số quy đổi bê tông mối nối ướt sang bê tông dầm chính: n=1

* các mặt cắt còn lại tính tương tự.

1: Tính toán cho tiết diện ở giữa dầm L/2

1.1: Giai đoạn 1: Dầm bị khoét lỗ

Hình 5.5: Tiết diện giữa dầm bị khoét lỗ.

1.2: Giai đoạn 2: Dầm đã được bơm vữa.

Hình 5.6: Tiết diện đã được bơm vữa.

Ec Diện tích các bó cáp DUL trên mặt cắt ngang:

Hình 5.7a: Tiết diện có thêm mối nối ướt.

Hệ số quy đổi bê tông mối nối ƣớt sang bê tông dầm chính: n=1

2.1:Giai đoạn 1: Dầm có lỗ rỗng

Hình 5.8: TD đầu dầm bị khoét lỗ.

1 mm 1.2: Giai đoạn 2: Dầm đã được bơm vữa.

Hình 5.9: TD đầu dầm đã được bơm vữa.

EcDiện tích các bó cáp DUL trên mặt cắt ngang:

Hình 5.10a: TD đầu dầm có thêm mối nối ướt.

Hệ số quy đổi bê tông mối nối ướt sang bê tông dầm chính: n=1

* các mặt cắt còn lại tính tương tự. Ở đây, ta chọn dầm biên để tính toán, vì dầm biên có nội lực lớn hơn.

NỘI LỰC DO TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ

1: giai đoạn 1: Dầm đặc chưa có mối nối

Dầm chủ ở giai đoạn 1 bao gồm trọng lượng của bản thân dầm, trọng lượng của phần mở rộng ở hai đầu dầm, cùng với trọng lượng của các dầm ngang được đúc nguyên khối với dầm chính.

Tĩnh tải rải đều lên dầm chính xuất hiện ở giai đoạn căng trước

DC DC ' DC '' Trong đó:

A g: Diện tích mặt cắt ngang dầm chính tại vị trí giũa dầm

+ Chiều dài tính toán khu vực giữa đầm:

A Diện tích mặt cắt tại đầu dầm

Chiều dài khu vực đầu dầm:

Diện tích tại phần vát tiết diện:

Ad Ld Av Lv Ag Lg

DC ''1 : tĩnh tải phần dầm ngang rải đều trên dầm chính:

Một dầm chủ có 4 phần dầm ngang gắn vào 2 bên sườn dầm chủ

Kích thước 1 phần dầm ngang

Chiều cao (không kể bản mặt cầu): h 525mm 

Diện tích mỗi phần dầm ngang:

+ Trọng lượng dầm ngang rải đều lên chiều dài dầm chính:

2: Giai đoạn nguyên khối: Đã có mối nối ướt

2.1: Tải trọng do mối nối ướt tác dụng vào dầm chủ DC2

Mối nối ướt chia ra làm 2 phần mối nối cánh trên của dầm chính và mối nối của dầm ngang (khồng kể bản mặt cầu)

DC '2 : tĩnh tải phần mối nối bản cánh

DC ''2 : tĩnh tải phần mối nối dầm ngang không kể bản cánh

* Phần mối nối cánh trên dầm chính: (bản mặt cầu)

Có 4 mối nối kích thước:

Chiều dày bằng chiều dày bản cánh trên: hf = 175 mm

Trọng lượng phần mối nối cánh trên trên một đơn vị chiều dài dầm chính:

*Phần mối nối dầm ngang:

+ Có 16 mối nối kích thước:

Chiều dài (chiều rộng mối nối): b’ = 300 mm

+ Trọng lượng phần mối nối dầm ngang trên trên một đơn vị chiều dài dầm chính:

2.2: Tải trọng lớp phủ DW:

DW  h 70mm: chiều dày lớp phủ

2 : bề rộng phần xe chạy

2.3: Tải trọng lan can và lề bộ hành DC 3 :

Lấy kết quả ở chương III

2.4: Tổ hợp tĩnh tải tác dụng lên dầm biên và dầm giữa:

Tải trọng bản thân dầm: DC 1  15,18N / mm

Tải trọng mối nối: DC 2  1,16N / mm

Tải trọng lớp phủ: DW 1,65N / mm

Tải trọng lan can: DC 3  8,04N / mm

Tải trọng bản thân dầm: DC 1  15,18N / mm

Tải trọng mối nối: DC 2  1,16N / mm

Tải trọng lớp phủ: DW 2,93N / mm

Tải trọng lan can: DC 3  0N / mm

3: Xác định nội lực do tĩnh tải tác dụng

Ta tính toán nội lực dầm chủ tại 4 mặt cắt :

+ Mặt cắt I-I : Mặt cắt tại gối

+ Mặt cắt II-II: Mặt cắt cách gối một đoạn = 1900 mm

+ Mặt cắt III-III : Mặt cắt cách gối một đoạn Ltt/4 = 4650 mm

+ Mặt cắt IV-IV : Mặt cắt cách gối một đoạn Ltt/2 00 mm

Xét cho 4 mặt cắt: Dầm biên

3.1.2: Mặt cắt IV-IV, L/2 (giữa nhịp)

Trạng thái giới hạn cường độ:

: là hệ số điều chỉnh tải trọng:

 DC1   DC2   DC3  1.25 ;  DW  1.5 diện tích đường ảnh hưởng

+ Mômen do trọng lượng bản thân dầm biên: (DC1)

+ Mômen do trọng lượng mối nối: (DC2)

+ Mômen do trọng lượng lan can, lề bộ hành, bó vỉa: (DC3)

+ Mômen do trọng lượng lớp phủ: (DW)

+ Tổng mômen do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên:

DC DW DC1 DC2 DC3 DW u u u u u

DC DW DC1 DC2 DC3 DW s s s s s

3.1.3: Các mặt cắt còn lại của dầm biên và dầm giữa tính như trên.

Bảng 4.2: Hệ số tải trọng.

Diện tích ĐAH lực cắt dương tại vị trí mặt cắt:    9300

Diện tích ĐAH lực cắt âm tại vị trí mặt cắt:    0

+ Lực cắt do trọng lượng bản thân dầm biên: (DC1)

+ Lực cắt do trọng lượng mối nối: (DC2)

1 1.16 9300 0 10788 N + Lực cắt do trọng lượng lan can (DC3)

1 8,04 9300 0 74772 N+ Lực cắt do trọng lượng lớp phủ: (DW)

1 65 9300 0 N + Tổng lực cắt do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên:

DC DW DC1 DC2 DC3 DW u u u u u

DC DW DC1 DC2 DC3 DW s s s s s

3.3.2: Các mặt cắt còn lại của dầm biên và dầm giữa tính tương tự.

4: Xác định nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm chủ:

4.1: Xác đinh hệ số phân bố ngang:

110 170 300 tt f n mm S mm mm mm L smm mm mm h mm mm

Thỏa phương pháp dầm đơn

 Tham số độ cứng dọc:

+ Kg là tham số độ cứng dọc (mm 4 )

+ Ig , Ag là moment quán tính và tiết diện dầm chủ.

+ n là tỉ số giữa Ed/Eb ; n=1

+eg là độ lệch tâm của dầm chủ với bản mặt cầu; eg=0

4.1.2: Tính hệ số phân bố ngang cho dầm giữa:

4.1.2.2: Hệ số phân bố moment:

4.1.2.3: Hệ số phân bố lực cắt:

4.1.3: Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên:

4.1.3.1: Hệ số phân bố moment

+ Tính theo phương pháp đòn bẩy

Hình 5.11 : Đường ảnh hưởng dầm biên theo pp đòn bẩy.

+ tính theo phương pháp Nén lệc tâm

Hình 5.12 : tính theo phương páp nén lệch tâm Một làn chất tải

+ Theo phương pháp nén lệch tâm

Hình 5.13 : tính theo phương páp nén lệch tâm nhiều làn chất tải

=> mg M lan SE , max(0,38;0,5,0,522;0, 457) 0,522 max(0, 426;0,522;0,5;0, 46) 0,522 mg xe  

4.1.3.2: Hệ số phân bố lực cắt:

Giá trị giống với hệ số phân bố moment 1 làn chất tải dầm biên.

4.2: Nội lực do hoạt tải gây ra trên dầm chính

Hoạt tải tác dụng lên dầm chủ:

Khoảng cách giữa các trục 43000 mm trọng lượng các trục:

Khoảng cách giữa 2 trục 1200 mm trọng lượng các trục: P1 = P2 = 110,000 N

+ Tải trọng làn là tải trọng phân bố dọc dầm với độ lớn: q = 9.3 N/mm

Hình 5.14: Đường ảnh hương Moment tại các mặt cắt

4.2.1.1: Xét mặt cắt IV-IV, tại L/2

Xét tải trọng làn lan M 43245000

4.2.1.2: Các mặt cắt còn lại tính toán tương tự.

Hình 5.15 : Đường ảnh hưởng lực cắt

4.2.2.1: Xét tại mạt cắt IV-IV , vị trí L/2

Xét cho tải trọng làn

Diện tích đường ảnh hưởng:   v 2325 lan v

4.2.2.2: Các mặt cát còn lại tính toán tương tự

4.3: Tổng hợp giá trị Nội lực do hoạt tải gây ra

Nhận thấy rằng nội lực do hoạt tải xe 3 trục tạo ra lớn hơn nội lực do hoạt tải xe 2 trục, chúng ta sẽ sử dụng nội lực của xe 3 trục để tiến hành tổ hợp Như vậy, nội lực do hoạt tải sẽ bao gồm nội lực từ xe 3 trục cộng với nội lực do hoạt tải làn.

Ta lấy mặt cắt giữa dầm biên (IV-IV) để tổ hợp, các mặt cắt còn lại ta tính toán và điền vào bảng

Trạng thái giới hạn cường độ

LL E E u LL M 3tru� c M la� n la� n

- Trạng thái giới hạn sử dụng

LL E E s LL M 3tru� c M la� n la� n

Các mặt cắt còn lại tính toán tương tự:

- Trạng thái giới hạn cường độ

LL E E u LL V 3tru� c V la� n la� n

- Trạng thái giới hạn sử dụng

LL E E u LL V 3tru� c V la� n la� n

Các mặt cắt còn lại tính toán tương tự:

5: BẢNG TỔNG HỢP NỘI LỰC DO TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI.

TÍNH TOÁN CÁC MẤT MÁT ỨNG SUẤT

Nhận xét rằng, do dầm căng sau sẽ dẫn đến sự phân bố ứng suất đồng đều trên mọi mặt cắt, nên để đơn giản hóa quá trình tính toán, chúng ta chỉ cần xem xét mặt cắt giữa nhịp của dầm biên, nơi có nội lực lớn hơn.

Các mất ứng suất xảy ra đối với dầm căng sau gồm :

PT pES pA pF pLT f f f f f

1: Các mất mát tức thời

1.1: Mất mát do ma sát Δf PA

L Trong đó: ΔA: độ tụt neo, và được lấy bằng 6 mm

Eps: Modun đàn hồi của cốt thép DƯL L: chiều dài của bó cáp

Chiều dài của các bó cáp được cho trong bảng sau:

Do đó: Mất mát do ma sát:

1.2: Mất mát do ma sát Δf PF

Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét các thông số quan trọng liên quan đến ứng suất trong cáp DUL Cụ thể, fpj là ứng suất trong cáp khi kích x, với x là chiều dài bố cáp từ vị trí kích đến điểm đang xét Góc của đường cáp DUL tại đầu kích đến điểm xét được ký hiệu là α Hệ số bỏm được xác định là à = 0,23, trong khi hệ số ma sát lắc k có giá trị k = 6,6 x 10^-7 Các hệ số k và à được lấy theo Catalog của nhà sản xuất VSL.

Ta tính tại mặt cát IV-IV, vị trí L/2, cho bó cáp số 1 đi thẳng.

   pj pu f 0,75xf 0,75x1839 1379,25Mpa α= 0.09 rad x= 9323 mm

Ta tính thêm 3 bó còn lại, rồi lấy giá trị trung bình:

* Các mặt cắt còn lại tính toán tương tự:

1.3: Mất mát do co nén đàn hồi Δf pES

Trong đó: N= 4: số lần căng cáp

        pj pj pA pF f ' ff f 1379,25 64,03 36,51 1278.71Mpa ứng suất trrong cáp khi đã trừ đi mất mát do ma sát và ép sít neo.

MDC1 = 652134600 N.mm: Moment do TLBT dầm chủ gây ra.

Ao= 539239 mm 2 : Diện tích tiết diện giai đoạn đàm khoét lỗ dps 2.01 mm yto= 394.79mm

2 ps pj o ps to o ps DC1 o pES 2 ci o ps o o ps

2: Các mất mát theo thời gian Δf LT

PLT pSR pCR pR1 id pSD pCD pR 2 pSS df f f f f f f f f

Trong giai đoạn 1 của quá trình thi công cầu, khi tính toán mất mát theo thời gian, các hệ số ε bid và Ψ bid được xác định là 0 do dầm chữ T căng sau Thời gian cắt cáp diễn ra sau khi hoàn thành thi công bản mặt cầu, với t1 là thời gian thi công và ti là thời gian cắt cáp.

Do đó:   f pSR   f pCR   f pR1 id   0

2.1: Các hệ số biến dạng, từ biến.

Giả sử, tuổi bê tông khi bắt đầu chịu lực là 1 ngày và có sử dụng phụ gia tăng cường độ, bê tông đạt được cường độ f’ci = 0,8.f’c = 0,8.42 = 33,6 MPa Độ ẩm môi trường tại công trình là 75%, từ đó tỉ lệ V/S được tính toán là 141,1 mm.

* Biến dạng co ngót của dầm từ lúc thi công bản mặt cầu đếnddeekeets thúc thời gian khai thác bdf bif bid bif 0 bif

* Hệ số từ biến của dầm từ lúc thi công bản mặt cầu đến hết thời kì khia thác

Do đó chọn kc= 1 để tính toán. k hc  1,56 0,008xH 1,56 0,008.75 0,96    

Tương tự: Các hệ số từ biến: Ψbif = Ψbdf = 1,572

2.2: Mất mát ứng suất do co ngót giai đoạn 2 Δ pfSD

6 fpSD bdf Eps Kdf 384x10 x197000 0.87 65,81Mpa 

2.3: Mất mát do từ biến giai đoạn 2 Δf pCD

DC2 pg DC3 DW pg pg fCD pSR pCR pR1

Do là dầm T căng sau, nên các mất mát ở giai đoạn 1 :

DC2 pg DC3 DW pg fCD

  ps ps fCD cgp bif bid df cd bdf df ci ci

        pj fpA fpF fpES ps

2 ps to DC1 cgp ps to o o o

  ps ps fCD cgp bif bid df cd bdf df ci ci

2.4: Mất mát do chùng nhão giai đoạn 2: Δf PR2 pj pj fpR 2

Trong đó: KL = 30: cho cáp DUL có độ chùng thấp. fpj = 1379,25 Mpa fpy = 0,9.fpu= 0,9.183955 Mpa 2.5: Độ gia tăng ứng suất trong cáp do co ngót bản mặt cầu

 ddf d cd  pg d fcdf ddf e' e

Diện tích Ad là diện tích có hiệu của bản mặt cầu liên hợp với dầm chính, trong trường hợp dầm chữ T, bản mặt cầu chính là cánh trên của dầm chính Do đó, Ad bằng 0, dẫn đến độ tăng ứng suất do co ngót của bản mặt cầu cũng bằng 0.

2.6: Tổng mất mát ứng suất theo thời gian Δf Plt

PLT pSR pCR pR1 id pSD pCD pR 2 pSS df f f f f f f f f

KIỂM TOÁN DẦM CHÍNH

1: Kiểm toán dầm chính ở giai đoạn truyền lực.

Để đảm bảo khả năng chịu lực của dầm, các giá trị ứng suất tại các thớ ở các mặt cắt cần phải đáp ứng các tiêu chuẩn về ứng suất kéo và nén cho phép.

Các giá trị momen được lấy ở TTGH sử dụng, ở giai đoạn truyền lực chỉ có momen do trọng lượng bản thân dầm gây ra M s DC1

- Ứng suất nén cho phép :

- Ứng suất kéo cho phép :

      k ci f min 0.25 f ' ;1.38MPa min 0.25� 33,6;1.38 1.38 MPa

Vì phương pháp tính toán các mặt cắt tương tự nhau, chúng ta chỉ cần tính cho mặt cắt giữa nhịp Đối với các mặt cắt ở nhịp dầm và khi thay đổi tiết diện, sẽ lập bảng tính riêng.

Cường độ truyền vào cáp trong giai đoạn truyền lực là:

  pi pj PA pES pF 1379.2 f   f f  f   f 5 64,03 0,14-23,99 1291.09 MPa

Lực truyền vào cáp là :

 i ps to DC 1 i t to to o o o

Giá trị ứng suất dương cho thấy thớ đang xét chịu kéo, cần so sánh với ứng suất kéo cho phép Theo đó, ứng suất nén cho phép được tính là fk = 1,38 Mpa.

� , và nhỏ hơn không quá 10% ft giới hạn, nên thỏa mã ĐK chịu kéo

� Thoả điều kiện trong giai đoạn truyền lực của thớ trên. Ứng suất thớ dưới :

  i ps to DC 1 i b bo bo o o o

�Thoả điều kiện trong giai đoạn truyền lực của thớ dưới.

1.2: Mặt cắt tại giữ nhịp IV-IV:

Cường độ truyền vào cáp trong giai đoạn truyền lực là:

  pi pj PA pES pF 1379.25 64,03 36,51 f   f f  f   f   -23,991254.72 MPa

Lực truyền vào cáp là:

 i ps to DC 1 i t to to o o o

Áp lực 37 MPa với dấu (-) cho thấy thớ trên đang chịu nén, do đó cần so sánh với ứng suất nén cho phép f 1,37 MPa 20,16 MPa t   Điều này đảm bảo thỏa mãn các điều kiện trong giai đoạn truyền lực của thớ trên.

  i ps to DC 1 i b bo bo o o o

  f b 12,06 MPa 20,1 6MPa Thoả mãn điều kiện trong giai đoạn truyền lực của thớ dưới.

*Các mặt cắt còn lại tính tương tự và tổng hợp kết quả.

2: Kiểm toán dầm chính ở trạng thái giới hạn sử dụng.

*Tải trọng: Lúc này tải trọng tác dụng gồm cả tĩnh tải và hoạt tải, các giá trị momen được lấy ở TTGH sử dụng.

- Ứng suất nén cho phép:

- Ứng suất kéo cho phép:

2.1: Mặt cắt giữa nhịp (IV-IV):

Cường độ truyền vào cáp ( sau khi đã trừ hết mất mát):

         pf pj pT 1379.25 64.03 36 ff f ,51 23,99 142,51 1112.21 MPa

  f ps to DC DC DC DW LL f t to to tg tg o o o g g

Ta thấy thớ trên chịu nén, nên so sánh với ứng suất nén cho phép

� 10,18 MPa     f n 18,9 MPa   Thoả điều kiện.

  f ps to DC DC DC DW LL f b bo bo bg bg o o o g g

Ta thấy thớ dưới chịu kéo, nên ta so sánh với ứng suất kéo cho phép

� f b  3,22 MPa     f k 3.24 MPa   Thoả điều kiện không nhỏ hơn 10% giá trị fk giới hạn, và đảm bảo điều kiện kinh tế.

Cường độ truyền vào cáp ( sau khi đã trừ hết mất mát):

  f ps to DC DC DC DW LL f t to to tg tg o o o g g

Ta thấy thớ trên chịu nén, nên so sánh với ứng suất nén cho phép

� 1,11 MPa     f k 3,24 MPa   Thoả điều kiện.

  f ps to DC DC DC DW LL f b bo bo bg bg o o o g g

Ta thấy thớ dưới chịu kéo, nên ta so sánh với ứng suất kéo cho phép

� fb 10,55 MPa   fn 18,9 MPa  Thoả điều kiện

* Các mặt cắt còn lại tính tương tự, và được cập nhật kết quả trong bảng.

3: Kiểm toán dầm ở TTGH CĐ1: n u

Mn- Sức kháng uốn danh định của bản thân tiết diện

Mu- Mômen ngoại lực tác dụng.

- Cường độ chảy của thép D.Ư.L là: f =0.9�f =0.9�183955 Mpa py pu

- Cường độ kéo dứt của thép D.Ư.L là: f pu 1839MPa

- Hệ số quy đổi vùng nén:

Chúng tôi nhận thấy rằng việc tính toán sức kháng danh định cho mặt cắt giữa nhịp là cần thiết, vì đây là vị trí mà ứng suất trong giai đoạn sử dụng đạt giá trị lớn nhất, đồng thời nội lực tại mặt cắt này cũng có giá trị tối đa.

- Tiết diện tính toán lúc này là tiết diện chữ T.

1 f b 250mm h 248mm h 1000 mm h 184mm b 600mm b 1400mm

- Qua biến đổi ta tính được khoảng cách từ trục trung hòa của tiết diện đến mép trên của dầm là:

 ps pu 1 f w f c ps c 1 w pu ps

- Trong đó: dps 2.01 mm - Khoảng cách từ trọng tâm nhóm cáp đến trọng tâm của mặt cắt.

- Suy ra: c = -152,49mm < hf = 184 mm Lúc này trục trung hòa đi qua cánh, tiết diện tính toán hình chữ nhật có kích thước bxh = 1400x1000.

Hình 5.16 Sơ đồ tính mặt cắt TTGH CĐ

Tính lại chiều cao vùng nén c:

� � � � � ps pu ps c 1 f pu ps

Suy ra moment danh định là: ps

Chiều cao vùng chịu nén của bê tông:

75 85,02mm a c   �  + Cường độ chịu kéo của cáp DƯL:

Theo bảng tổng hợp mômen tác dụng vào dầm chính ta có: u 3310461362

Thoả điều kiện sức kháng uốn danh định.

* Các mặt cắt còn lại tính toán tương tự ta được bảng kết quả sau:

4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu.

 Kiểm toán cho mặt cắt IV-IV: Điều kiện: M > Min (1.2 M , 1.33 M ) r � cr � u

M u :Mômen do tải trọng tác dụng ở trạng thái giới hạn cường độ.

M cr :Mômen nứt mômen làm cho ứng suất kéo lớn nhất trong dầm.

- Xác định mô men gây nứt Mcr:

M cr = M DC1 + M DC2 +M DC3 +M DW +M

I‘g :Mômen quán tính của tiết diện kể cả mối nối ướt

 Xác định moment phụ thêm M:

+ Cường độ chịu kéo khi uốn:

+ Mômen giai đoạn1: (chỉ có tĩnh tải dầm chủ):

M DC1 s  652134600 N.mm + Mômen giai đoạn 2: (gồm mối nối, lan can lề bộ hành, lớp phủ):

- Để xác định được mômen tác dụng lên thớ dưới của dầm gây nứt thì ta cần tính thêm một mômen phụ thêm

DC1 DC2 g DC3 DW ff s s

DC1 DC2 DC3 DW cr s s s s

- Sức kháng uốn tính toán: r 3354911696

Vậy mặt cắt IV-IV thoả mãn hàm lượng cốt thép tối thiểu.

Kiểm tra tương tự cho các mặt cắt còn lại, ta có bảng kết quả sau:

TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO DẦM CHỦ

1: Chọn số liệu thiết kế

* Chọn cốt thép dọc: 10 thanh d 14

Có: As= 1539.38mm2 : Diện tích của thép chiuj lực.

Fy= 420Mpa : Cường độ chịu kéo của thép.

Ey= 200000 Mpa : Modun đàn hồi của thép.

* Chọn thép làm cốt đai theo tiêu chuẩn TCVN 1651-2008 có f y  240 MPa , đường kính  10

Ta tính toán cho mặt cắt tại gối những mặt cắt còn lại tính toán tương tự.

2: TÍNH TOÁN CHO MẶT CẮT I-I: TẠI GỐI

2.1: Nội lực tại mặt cắt gối:

Trong đó: d’ ps = 709,52 mm: khoảng cách từ trọng tâm nhóm cáp đến trọng tâm mặt cắt. a: chiều cao vùng bê tông chịu nén

2.3: Ứng suất cắt trung bình:

- Lực cắt do thành phần cáp xiên sinh ra là:

: diện tích một tao cáp. pf  1148 f 58 MPa

: ứng suất trong cáp khi đã trừ hết mất mát ứng suất

: góc uốn của cáp xiên.

Hệ số sức kháng của lực cắt là: ɸ = 0,9

- ứng suất cắt trung bình:

- Xác định ứng suất fpo trong cáp sau mất máp (  f pT ) mà ứng suất trong bê tông bọc quanh nó bằng không.

+ Ứng suất trong bê tông tại trọng tâm cáp D.Ư.L:

+ Ứng suất trong cáp sau khi dã trừ hết mất mát ứng suất:

Sơ đồ tính là dầm đơn giản nên không tồng tại lực dọc: N u 0

Ta có  x 0 nên ta cần hiệu chỉnh

;và x �F  0.0014 0.0793 1000� �  0.11ta tra biểu đồ 20.59o

� Chưa giống giả thiết ban đầu.

Tính lại x tương ứng với góc mới là:  20.59 0

Ta có  x 0 nên ta cần hiệu chỉnh

; và  x �F  0 0, 9 ta tra biểu đồ�   20.52 0

Giống góc ban đầu, vậy �   20.52 0 tra biểu đố ta tìm được   4.64

2.5: Xác định khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai:

- Khả năng chịu cắt của bê tông:

- Khả năng chịu cắt của cốt đai:

2.6: Tính khoảng cách các bước đai:

2.7: Xác định khoảng cách các bước đai:

Kiểm tra bước đai theo điều kiện cấu tạo:

S Min(0.8d ;600mm) ne�u V 0.125 f ' b d Min(0.4d ;300mm) ne�u V 0.125 f ' b d

Tính giá trị của các biểu thức:

 �   min(0.8d ;600mm) min(0.8 720 576 mm;600 mm) 576 mmv

11 1 Đầu dầm chịu lực cắt lớn nên thiên về an toàn ta chọn bước cốt đai đầu dầm là

2.8: Kiểm tra cốt thép dọc

Suy ra thỏa điều kiện.

Các mặt cắt còn lại được tính toán tương tự với bước cốt đai từ đầu dầm đến mặt cắt thay đổi tiết diện S = 150 mm, trong khi phần còn lại là S = 200 mm Tại đầu dầm, để đảm bảo dầm chịu được ứng suất cục bộ do cáp DUL gây ra, cần bố trí 3 lưới thép ɸ 10a50, với khoảng cách giữa các lưới thép là a = 100 mm.

Hình 6.: Bố trí cốt thép cho dầm chính.

CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ 1

KÍCH THƯỚC CƠ BẢN: 1 ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU: 1

LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ: 2

I:Thanh và cột lan can: 4

1: Sức kháng của thanh lan can MR 4

2:Sức kháng của cột lan can 4

5: Tính sức kháng uốn của tường đối với trục ngang Mc 9

6: Các trường hợp va xe vào lan can 10

III: KIỂM TRA VA XE 10

2: Va xe tại giữa tường 11

3: Va xe tại đầu tường 12

IV: KIỂM TRA CHỐNG TRƯỢT CỦA LAN CAN 13

V: TẢI TRỌNG VA XE TỪ LAN CAN VÀO BÃN HẪNG 14

CHƯƠNG III : TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU 15

I: Số liệu tính toán bản mặt cầu 15

1: Chọn kích thước các lớp 15

II: TÍNH NỘI LỰC CHO BẢN CONGSOL (BẢN HẨNG) 17

1: Sơ đồ tính toán bản hẫng 17

2: Nội lực trong bản hẫng 17

III: TÍNH TOÁN CHO DẦM GIỮA 18

2: Nội lực trong dầm giữa 18

4: Tổng hợp nội lực tác dụng vào dầm giữa 22

IV: TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO BẢN MẶT CẦU 23

1: Thiết kế cốt thép cho phần bản chịu Moment âm 23

2: Thiết kế cốt thép cho phần bản chịu Moment dương 24

3: Tính cốt thép cho bản hẫng 26

4: Tính toán cốt thép phân bố 28

V: KIỂM TRA NỨT BẢN MẶT CẦU Ở TTGH SỬ DỤNG 29

1:Kiểm tra nứt ở momen âm 29

2: Kiểm tra nứt ở momen dương 30

I CÁC SỐ LIỆU TÍNH TOÁN 33

1: Sơ đồ tính của dầm ngang 33

2: Tính toán theo phương dọc cầu 33

II: NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM NGANG 34

1: Áp lực tĩnh tải tác dụng lên dầm ngang 34

2: Áp lực do hoạt tải tác dụng lên dầm ngang 34

4: Tổng hợp nội lực tác dụng lên dầm ngang 42

III: TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO DẦM NGANG 44

1: Tính cốt thếp chịu moment dương 44

2: Tính cốt thếp chịu moment âm 45

3: Tính cốt đai cho dầm ngang 47

IV: KIỂM TRA NỨT DẦM NGANG Ở TRẠNG THÁI GIỚ HẠN SỬ DỤNG 50

1: Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu monment dương 50

2: Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu monment âm 51

I: KÍCH THƯỚC SƠ BỘ DẦM CHÍNH 54

II: CHỌN VÀ BỐ TRÍ CÁP DƯL 55

Định dạng
Số trang	125
Dung lượng	2,24 MB