Tải bản đầy đủ

ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG DẦM T CĂNG TRƯỚC 11823 ( gồm thuyết minh + fie bản vẻ + excel )

ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

BẢNG VIẾT TẮT
DƯL : Dự ứng lực
TTGH : Trạng thái giới hạn
ĐAH

: Đường ảnh hưởng

BTCT : Bêtông cốt thép
MMƯS: Mất mát ứng suất

I


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU


CHƯƠNG 1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1.1

KÍCH THƯỚC CƠ BẢN

1.1.1. Số liệu thiết kế:
Đề bài: 884212
- Khổ cầu: B - K = 10.5 m – 1.25 m
- Chiều dài nhịp tính toán dầm chính: Ltt = 32.8 m
- Loại dầm: chữ T
- Phương pháp: căng sau
- Tải trọng : 0.65 x HL93
- Hoạt tải người đi bộ : 3 x 10-3 (Mpa)
1.1.2. Chọn số lượng dầm,khoảng cách giữa các dầm, chiều dài cánh hẫng
Chọn bề rộng chân lan can: Bclc=250 (mm)
=>Bề rộng toàn cầu: Bcầu= 10.5 +2x1.25+ 2x0.25= 13.5 (m)= 13500 (mm)
Số làn xe thiết kế:

n

w
10500

�2.92
3600 3600

=>Chọn n=2 (làn)
Khoảng cách giữa các dầm chủ chọn trong khoảng: S= (1700  2200) (mm)
Ta có:
Btc  ( ndam  1) S  2 Lc �

� Btc
1
Lc � S

2


� ndam 

ndam
 S

, với Lc là chiều dài phần cánh hẫng.

Bcau
B
13500 13500
� cau 

  6.14 �7.94 
2200 1700 2200 1700

Vì n nguyên nên chọn n= 7 (dầm)
Khi ndam=7 (dầm) thì
� LC 

�S 

Bcau 13500

 1928mm
n
7
. Chọn S= 2000 (mm).

BTC  (n  1)S 13500  (7 1) �2000

 750mm
2
2

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 1


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

1.2. THÔNG SỐ VẬT LIỆU
Chọn thông số vật liệu cho các bộ phận như sau:
=>Bêtông :
+ Cấp bêtông lan can, lề bộ hành, bó vỉa, dầm ngang f’c = 32 MPa
+ Cấp bêtông dầm chính, mối nối
f’c = 55 MPa
+ Tỷ trọng của bêtông
γ c = 2.5x10-5 N/mm3
+ Tỷ trọng của bêtông cốt thép
γ’c = 2.5x10-5 N/mm3
=>Cốt thép thường
+ Thép cho dầm chính, lan can, lề bộ hành chọn thép CB-300V có fy = 300 Mpa
+ Thép thanh, cột lan can M20 cấp 250
f y = 250 Mpa
+ Tỷ trọng của thép
γ s = 7.85x10-5 N/mm3
=>Cáp dự ứng lực theo VSL


+ Đường kính danh định
D= 15.24 mm
+Diện tích danh định
A ps = 140 mm2
+Cường độ kéo đứt
f pu = 1860 MPa
+Môđun đàn hồi
E ps = 197000 Mpa

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 2


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

CHƯƠNG 2. LAN CAN
2.1. TAY VỊN
2.1.1. Thanh lan can tay vịn
- Chọn thanh lan can thép ống
+ Đường kính ngoài: D = 100 mm
+ Đường kính trong: d = 90 mm
- Khoảng cách 2 cột lan can là: 2000 mm
4
3
- Khối lượng riêng của thép lan can:  s  0.785 �10 N / mm

- Thép cacbon số hiệu M270 cấp 250, có fy = 250 MPa
2.1.1.1 Tải trọng tác dụng lên thanh lan can
- Theo phương thẳng đứng :
+ Tĩnh tải : Trọng lượng tính toán của bản thân lan can
g 

D2  d 2
100 2  902
  7.85 �105 �
�3.14  0.117 N / mm
4
4

+ Hoạt tải : Tải phân bố
- Theo phương ngang
+ Hoạt tải : Tải phân bố
- Theo phương hợp lực của phương ngang và phương thẳng đứng:
+ Tải tập trung: P = 890 N
- Sơ đồ truyền tải

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 3


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

Hình 1.1 Sơ đồ tính thanh lan can
2.1.1.2 Nội lực lớn nhất ở giữa nhịp
-  là hệ số điều chỉnh tải trọng
  D �R �I  0.95 �1.05 �1.05  1.05

Với: D  0.95 hệ số dẻo
R  1.05

hệ số dư thừa

I  1.05

hệ số quan trọng

- γDC = 1.25 hệ số tải trọng cho tĩnh tải
- γLL = 1.75 hệ số tải trọng cho hoạt tải
Trạng thái giới hạn cường độ


g �L2 �
0.117 �20002 �
M g   �� DC �

1.05

1.25



� 76781.25 N.mm
8 �
8



2
2
W �L
0.37 �2000
M W   � LL �
 1.05 �1.75 �
 339937.5 N.mm
8
8
P �L
890 �2000
M P   � LL �
 1.05 �1.75 �
 817687.5 N.mm
4
4

- Theo phương x-x (phương đứng)
Mx-x = Mg + MW = 416718.75 N.mm
- Theo phương y-y (phương ngang)

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 4


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

My-y = MW = 339937.5 N.mm
- Tổng hợp mômen tác dụng theo phương hợp lực của P
M u  M 2x  x  M 2y  y  M P  416718.752  339937.52  817687.5  1355471.86 Nmm

2.1.1.3 Kiểm tra tiết diện thanh
- Dùng nội lực TTGHCĐ để kiểm tra
- Mômen kháng uốn của tiết diện
4
4
D3 � �d �� �1003 � �90 ��
S
��
1  � ��
��
1
 33762.3 mm 3
��

� �

32 �
D
32
100









- Lan can làm bằng thép M270 cấp 250 , có fy = 250 MPa
 M R   �S �f y  0.9 �33762.3 �250  7596517.5 N.mm  M u  1355471.86 N.mm

Vậy thanh lan can đủ khả năng chịu lực
2.1.2. Trụ lan can
- Chọn trụ lan can là thép bản làm từ thép M270 cấp 250. Sơ đồ tính của trụ là 1 dầm
congsol ngàm tại mặt bêtông tường chắn

Hình Cột lan can
- Đối với cột lan can ta chỉ cần kiểm tra khả năng chịu lực xô ngang vào cột và kiểm tra độ
mãnh, bỏ qua lực thẳng đứng và trọng lượng bản thân.

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 5


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

* Kiểm tra khả năng chịu lực xô ngang
- Kích thước :
h=770mm ; h1 = 200 mm ; h2 = 450 mm; h3 = 700 mm
- Lực tác dụng :
+ Lực phân bố w = 0.37N/mm ở 2 thanh lan can ở 2 bên cột truyền vào cột 1 lực tập trung
P’ = w.L = 0.37x2000 = 740 N
+ Lực tập trung P = 890 N
=> Lực tập trung tác dụng vào cột là : P’’ = P + P’ =740+890=1630 N
- Ta kiểm toán tại mặt cẳt A-A

Hình 2.1.3:Mặt cắt A - A
- Momen tại mặt cắt A-A :

M A A  P '' .h1  P '' .h2  P '' .h3  1630 �200  1630 �450  1630 �700  2200500 Nmm
- Mặt cắt A-A đảm bảo khả năng chịu lực khi

- Sức kháng của tiết diện
+ S : momen kháng uốn của tiết diện

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 6


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU


� 8 �1843
150 �83
2
2 ��
 96 �150 �8 �
12
I

� 12  262842.02 mm3
S 
Y
100

=>

 M n  250 �262842.02  65710505 Nmm

�  M n  65710505 Nmm � LL M A A  1.05 �1.75 �2200500  4043418.75 Nmm
=> Mặt cắt A-A đảm bảo khả năng chịu lực
2.2. LỀ BỘ HÀNH
2.2.1. Tải trọng tác dụng lên lề bộ hành
* Xét trên 1000mm dài
- Hoạt tải người : PL = 0.003 x 1000 = 3 N/mm
- Tĩnh tải :
+ Trọng lượng bản thân bản bê tông lề bộ hành:
DCbản thân = 1000 x 100 x 0.25 x 10-4 = 2.5 N/mm
+ Trọng lượng bê tông tạo vút 1%:
DCvut1% 

1% �1250
�1000 �0.25 �104  0.16 N / mm
2

+ Trọng lượng viên gạch terazo cạnh 300mm x 300mm chiều dày 30mm có trọng lượng
mối viên là 4,5 kg.
DCterazo 

45
�1000 �30  0.5 N / mm
300 �300 �30

=> Tổng trọng lượng tĩnh tải:
DC  2.5  0.16  0.5  3.16 N / mm

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 7


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

Hình 2.2.1 Tải trọng tác dụng lên lề bộ hành
2.2.2. Tính nội lực
- Momen tại mặt cắt giữa nhịp :
+ Do tĩnh tải :
M DC 

DC.L2 3.16 �12752

 642121.88 N .mm
8
8

M PL 

PL.L2 3 �12752

 609609.38 N .mm
8
8

+ Do hoạt tải :

- Trạng thái giới hạn cường độ:
+Tại gối:
M U  0.7 �.  DC �M DC   PL �M PL 
 0.7 �1.05 �(1.25 �642121.88  1.75 �609609.38)  1374059.5 N .mm

+Tại nhịp:
M U  0.5 �.  DC �M DC   PL �M PL 
 0.5 �1.05 �(1.25 �642121.88  1.75 �609609.38)  981471.1 N .mm

- Trạng thái giới hạn sử dụng:
+Tại gối:

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 8


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

M S  0.7 � M DC  M PL   0.7 �[642121.88  609609.38]  876211.88 N .mm

+Tại nhịp:
M S  0.5 � M DC  M PL   0.5 �[642121.88  609609.38]  625865.63 N .mm

2.2.3. Tính cốt thép
- Tiết diện chịu lực : b x h = 1000 x 100 (mm)
- Chọn aS= 20 mm: Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép ngoài vùng bê
tông chịu kéo
=> Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo:
ds = h – aS = 100 – 20 = 80 mm
- Xác định chiều cao vùng nén a :
a  d s  d s2 

2M u
2 �1374059.5
 80  802 
 0.7 mm
'
 �0.85 �f c �b
0.9 �0.85 �32 �1000

- Bản lề bộ hành có = 32 MPa
� 1  0.85 

0.05 '
0.05
f c  28   0.85 
 32  28   0.82

7
7

- Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà c :
c

a
0.7

 0.85 mm
 1 0.82

c 0.85

 0.01  0.6
d
80
s
- Ta có :
=> Bài toán thuộc trường hợp phá hoại dẻo

- Xác định diện tích cốt thép :
As 

0.85 f c' .a.b 0.85 �32 �0.7 �1000

 63.47 mm 2
fy
300

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu :
M cr   1 3 Sc f r

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 9


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

Trong đó:
 1 : Hệ số biến động momen nứt do uốn,  1 =1.6
 2 : Tỉ số giữa cường độ chảy dẻo và cường độ kéo cực hạn của thép.

Thép có:
=>

3 

fy

=300 MPa; fu =450 MPa

300
 0.67
450

SC: Momen chống uốn tính cho thớ chịu kéo ngoài cùng:
1
1
SC  bh 2  �1000 �100 2  1666666.67 mm 3
6
6
fr

: Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông

f r  0.63 f c'  0.63 � 32  3.56 MPa

 M cr  1.6 �0.67 �1666666.67 �3.56  6360533.35 Nmm
min  1.2 M cr ;1.33M u  min  1.2 �6360533.35;1.33 �1374059.5 
As �

 84.98 mm 2
� a�
� 0.7 �
 fy �
ds  �
0.9 �300 ��
80 

2 �
� 2�


=> chọn 10a 200 => Trên 1000mm có 5 thanh thép (Diện tích As = 392.7mm2) bố trí dọc
lề bộ hành như hình vẽ.

Hình 2.2.2 Cốt thép lề bộ hành
c 0.85

 0.01  0.6
80
Kiểm tra điều kiện: dt

=> Hàm lượng thiết kế phù hợp.

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 10


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

2.2.4. Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng :
- Tiết diện kiểm toán : tiết diện chữ nhật có : b x h = 1000x100
- Kiểm tra nứt cho phần chịu momen âm ở trạng thái giới hạn sử dụng.
�M s  876211.88 Nmm

2
�As  392.7 mm

-Điều kiện kiểm tra:
123000 e
S�
 2d c
s fs

Trong đó:
 e : Hệ số xét đến điều kiện tiếp xúc giữa kết cấu với môi trường,  e  1
dc

: Khoảng cách từ trọng tâm của lớp thép chịu kéo ngoài cùng đến mép ngoài bê

tông chịu kéo, d c  20 mm
S  1

dc
20
 1
 1.36
0.7  h  d c 
0.7 � 100  20 

Modun đàn hồi của bê tông:

 

Ec  0.0017 K1w c2 f c'

0.33

Trong đó:
K1: Hệ số điều chỉnh nguồn cốt liệu, K1=1.0.
Ta có:

Ec  0.0017 K1w c2  f c' 

0.33

 0.0017 �1.0 �23202 �320.33  28716.03MPa

Modun đàn hồi của thép: ES  210000MPa
Tỷ số modun đàn hồi:
n

ES
210000

 7.31
Ec 28716.03

Chiều dày của bê tông vùng nén sau khi nứt:

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 11


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

� 2d s b
� 7.31�392.7 � 2 �80 �1000

1
 1�
1
 1�






nAs
1000
7.31�392.7




 18.75mm
x

nAs
b

Momen quán tính của tiết diện nứt:
bx3
1000 �18.753
2
2
 nAs  d s  x  
 7.31�392.7 � 80  18.75 
3
3
4
 12966639.75mm
I cr 

Ứng suất trong cốt thép do tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng gây ra:
fs 

M sg
876211.88
� 80  18.75  �7.31  30.26 N / mm 2
 ds  x  n 
I cr
12966639.75

Khoảng cách tối thiểu giữa các thanh thép:

 S 

123000 e
123000 �1.0
 2d c 
 2 �20  2948.8 mm
s fs
1.36 �30.26

S  200mm   S  

Đảm bảo diều kiện chịu nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng.

- Kiểm tra nứt cho phần chịu momen dương ở trạng thái giới hạn sử dụng.
�M s  625865.63 Nmm

2
�As  392.7 mm

-Điều kiện kiểm tra:
123000 e
S�
 2d c
s fs

Trong đó:
 e : Hệ số xét đến điều kiện tiếp xúc giữa kết cấu với môi trường,  e  1
dc

: Khoảng cách từ trọng tâm của lớp thép chịu kéo ngoài cùng đến mép ngoài bê

tông chịu kéo, d c  20mm
S  1

dc
20
 1
 1.36
0.7  h  d c 
0.7 � 100  20 

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 12


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

Tỷ số modun đàn hồi n  7.31
Chiều dày của bê tông vùng nén sau khi nứt:
� 2d s b
� 7.31�392.7 � 2 �80 �1000

1
 1�
1
 1�






nAs
1000
7.31�392.7




 18.75mm
x

nAs
b

Momen quán tính của tiết diện nứt:
bx3
1000 �18.753
2
2
 nAs  d s  x  
 7.31�392.7 � 80  18.75 
3
3
4
 12966639.75mm
I cr 

Ứng suất trong cốt thép do tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng gây ra:
fs 

M sg
625865.63
� 80  18.75  �7.31  21.61 N / mm 2
 ds  x  n 
I cr
12966639.75

Khoảng cách tối thiểu giữa các thanh thép:

 S 

123000 e
123000 �1.0
 2d c 
 2 �20  4145.15 mm
s fs
1.36 �21.61

S  200mm   S  

Đảm bảo diều kiện chịu nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng.

2.3. BÓ VỈA
- Giả thiết ta bố trí cốt thép cho bó vỉa như hình sau :

Hình 2.3.1 Bố trí cốt thép bó vỉa theo phương đứng

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 13


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

Hình 2.3.2 Bố trí cốt thép theo phương dọc cầu
- Ta tiến hành kiểm tra khả năng chịu lực của bó vỉa dạng tường như sau :
+ Sơ đồ tính toán của lan can dạng tường là sơ đồ dẻo
+ Chọn cấp lan can là cấp 4 dùng cho cầu có xe tải
Lực tác dụng vào lan can :
Phương lực tác dụng

Lực tác dụng (KN)

Chiều dài lực tác dụng (mm)

Phương nằm ngang

Ft = 240

Lt = 1070

Phương thẳng đứng

Fv = 80

Lv = 5500

Phương dọc cầu

FL = 80

LL = 1070

* Biểu thức kiểm toán của lan can có dạng:

Trong đó:
Rw 

2
2 Lc  Lt


M c L2c �
M
H

� w

H �


+ Khi xe va vào giữa tường
L
�L � 8 H  M w H 
Lc  t  � t �
2
Mc
�2 �
2

+ Khi xe va vào đầu tường

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 14


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

L
�L � H  M w H 
Lc  t  � t �
2
Mc
�2 �
2

Trong đó :
Rw : sức kháng của lan can
Mw : sức kháng moment trên một đơn vị chiều dài đối với trục thẳng đứng
Mc : sức kháng moment trên một đơn vị chiều dài đối với trục nằm ngang
Mb : sức kháng của dầm đỉnh
H : chiều cao tường đỉnh
Lc : chiều dài đường chảy
Lt : chiều dài phân bố của lực theo phương dọc cầu
Ft : lực xô ngang
2.3.1. Xác định sức kháng uốn của tường đối với trục ngang M c (tính cho 1000 mm
dài)
- Tiết diện tính toán b x h = 1000mm x 200mm và bố trí thép

Hình 2.3.3. Tiết diện và bố trí cốt thép bó vỉa theo phương đứng

- Cốt thép dùng 14a 200 , trong 1000mm có 5 thanh
- Tính toán cho bài toán cốt đơn, tính cốt thép cho 1 bên rồi bên còn lại lấy tương tự
- Diện tích cốt thép As :
 . 2
3.14 �142
As  5 �
 5�
 769.3 mm 2
4
4
d S  175 mm

- Xác định chiều cao vùng nén a:

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 15


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP
a

As . f y
'
c

0.85 �f .b



GVHD: TS. MAI LỰU

769.3 �300
 8.48 mm
0.85 �32 �1000

f C'  32  1  0.85 

0.05 '
0.05
fC  28  0.85 
 32  28  0.82
7
7





- Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà:
c

a 8.48

 10.34 mm
1 0.82

Hệ số sức kháng:
�d

�175

  0.65  0.15 � t  1� 0.65  0.15 �
 1� 3.04  0.9
10.34 �

�c


Chọn   0.9
- Xác định trường hợp phá hoại của tiết diện:
c 10.34

 0.059 �0.6 �
d s 175
Tiết diện thuộc trường hợp phá hoại dẻo.
a
8.48 �
� M n   �AS �f y �(d s  )  0.9 �769.3 �300 ��
175 

� 35468730.36 N .mm
2

2 �

- Sức kháng uốn cốt thép đứng trên 1mm:
Mc 

Mn
35468730.36

 35468.73 N .mm / mm
1000
1000

2.3.2. Xác định sức kháng của tường đối với trục thẳng đứng MwH :
- MwH : là sức kháng mômen trên toàn chiều cao tường đối với trục đứng :
- Tiết diện tính toán b x h = 200x200 mm và bố trí cốt thép :

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 16


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

Hình 2.3.4. Tiết diện và bố trí cốt thép theo phương dọc cầu

- Cốt thép dùng 4 14 :
- Diện tích cốt thép AS:
d2
 �142
AS  4 �
 4�
 615.75 mm2
4
4

- Chọn a’ = 50 mm (Khoảng cách từ trọng tâm thép nằm ngang đến mép ngoài bêtông)
ds = dt = h-a’ = 200 – 50 = 150 mm
- Xác định chiều cao vùng nén a :
a

As . f y
'
c

0.85 �f .b



615.75 �300
 33.96 mm
0.85 �32 �200

f C'  32  1  0.85 

0.05 '
0.05
f C  28  0.85 
 32  28  0.82
7
7





- Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà
c

a 33.96

 41.41 mm
1 0.82

- Hệ số sức kháng:
�d

�150

  0.65  0.15 � t  1� 0.65  0.15 �
 1� 1.04  0.9
�41.41 �
�c


- Chọn   0.9 để tính toán:
- Xác định trường hợp phá hoại của tiết diện:
c 41.41

 0.28 �0.6 �
d s 150
Tiết diện thuộc trường hợp phá hoại dẻo.
a
33.96 �
� M w H  M n   �AS �f y �(d s  )  0.9 �615.75 �300 ��
150 

� 22114907.55 N .mm
2

2 �

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 17


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP
2.3.3. Chiều dài đường chảy

(L c )

GVHD: TS. MAI LỰU

:

Chiều cao bó vỉa: H=300 mm, vì không bố trí dầm đỉnh nên
* Với trường hợp xe va vào giữa tường:
- Chiều dài tường chảy:

Mb  0

L
1070 � 8 �200 �22114907.55
�L � 8 H  M w H  1070

Lc  t  � t �

 �
�
2
Mc
2
35468.73
�2 �
�2 �
2

2

 1668.1 mm

- Sức kháng của tường:
Rw 

2 LC �8M w H M C LC �
2 �1668.1
�8 �22114907.55 35468.73 �1668.1 �

��


�

2 LC  Lt � LC
H � 2 �1668.1  1070 � 1668.1
200


 591640.79 N  591.6 kN

� Rw  591.6 kN  Ft  240 kN  Đạt

* Với trường hợp xe va vào đầu tường:
L
1070 � 200 �22114907.55
�L � H  M w H  1070

Lc  t  � t �

 �
�
2
Mc
2
35468.73
�2 �
�2 �
2

2

 1176 mm

- Sức kháng của tường:
Rw 

2 LC
2 LC  Lt

�M w H M C LC


L
H
� C


2 �1176
�22114907.55 35468.73 �1176 �
��

�

2

1176

1070
1176
200




 417124.68 N  417.12 kN

� Rw  417.12 kN  Ft  240 kN  Đạt

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 18


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

CHƯƠNG 3.

GVHD: TS. MAI LỰU

BẢN MẶT CẦU

3.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
- Khoảng cách 2 dầm chính L2 = 2000 mm
- Khoảng cách 2 dầm ngang L1= 6560 mm
L1 6560

 3, 28  1.5
L
2000
- Xét tỷ số 2
bản làm việc 1 phương mặc dù được kê lên 4 cạnh.

- Chiều dày bản mặt cầu:
�1 1 �
hf  � � �
.2000   166 �250 �
�8 12 �
Chọn hf = 200 mm

- Sử dụng cốt thép AII (CB300-V) có fy= 300 MPa.
- Bản mặt cầu sử dụng bêtông có f’c = 55 MPa.
- Chiều dày bản mặt cầu 200 mm , γc = 25.10-6 N/mm3.
- Ta sử dụng lớp mui luyện để tạo độ dốc ngang cho cầu.
- Chọn lớp phủ bản mặt cầu gồm các lớp từ trên xuống như sau:
+ Lớp bêtông nhựa (asphalt) hạt mịn dày: 70 mm , γ1 = 22,5.10-6 N/mm3.
+ Lớp dính bám (6mm) và chống thấm (4mm) dày: 10 mm , γ2 = 15.10-6 N/mm3
+ Chiều dày trung bình lớp mui luyện
N/mm3.

tb
hml


h1  h2 10  115

 62.5 mm
2
2
, γc = 22,5.10-6

- Trọng lượng trung bình của lớp phủ:
γ tbDW =

γ×h
1
1+γ×h
2
h1 +h 2

2

6
6
= 22.5 �10 ×  62.5  70  +15 �10 ×10 =2.2 �10 5
142.5
N/mm3

- Độ dốc ngang cầu là: 2%
- Ta chọn bề rộng tính toán của bản theo phương dọc cầu là 1000 mm
- Bề rộng phần xe chạy: 10500 mm

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 19


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

- Bề rộng mặt cắt ngang cầu: Bmcn = 10500 + 2 x 1500 = 13500 mm
- Bề rộng bản hẫng: Bhẫng = 750 mm
Sơ đồ tính: Bản mặt cầu sẽ được tính toán theo 2 sơ đồ: Bản congsol và bản loại dầm.
Trong đó phần bản loại dầm đơn giản được xây dựng từ sơ đồ dầm liên tục do đó sau khi
tính toán dầm đơn giản xong phải nhân với hệ số kể đến tính liên tục của bản mặt cầu.

Hình 3.1.1 Sơ đồ tính bản mặt cầu
3.2. TÍNH TOÁN NỘI LỰC TRONG BẢN HẪNG
3.2.1. Tải trọng tác dụng lên bản congxon
3.2.1.1 Tĩnh tải
Xét tĩnh tải tác dụng lên dải bản rộng 1000 mm theo phương dọc cầu:

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 20


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

Hình 3.2.1. Tĩnh tải tác dụng lên bản congxon
* Trọng lượng bản thân:
DC2  1000h f  C  1000 �200 �2.5 �105  5 N / mm
* Trọng lượng lan can, lề bộ hành:
- Trọng lượng tường bêtông:
P1  1000b1h1 C  1000 �250 �530 �2.5 �105  3312.5 N
Trong đó:
b1 = 250 mm: Bề rộng của lan can phần bê tông.
h1 = 530 mm: Chiều cao của lan can phần bê tông.
- Trọng lượng lề bộ hành người đi: (Tải này được chia đôi bó vỉa nhận một nửa và lan can
phần bê tông chịu một nửa)
b2 h2 C 1000 1050 �100 �2.5 �105 �1000

 1312.5 N
2
2
- Trọng lượng thanh lan can tay vịn (P3): Trên 1 phía kéo dài suốt toàn bộ nhịp có 16 x 3 =
48 thanh dài 2000 mm, 2 x 3 = 6 thanh dài 750 mm.
+ Trọng lượng một thanh có chiều dài 2000 mm, Ø100 dày 5 mm:


P3'   D 2  d 2   S L  � 1002  902  �78.5 �106 �2000  234.28 N
4
4
+ Trọng lượng một thanh có chiều dài 750 mm, Ø100 dày 5 mm:
P2 

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 21


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

 2

D  d 2   S L  � 1002  902  �78.5 �106 �750  87.86 N

4
4
� Trọng lượng toàn bộ thanh lan can trên một phía của cầu:
P3'' 

�P  48P  6P
3

'
3

"
3

 48 �234.28  6 �87.86  11772.6 N

- Trọng lượng cột lan can(P4): Một cột lan can được tạo bởi 3 tấm thép T1; T2 ; T3 và 3 ống
thép liên kết T4  90 dày 4mm, dài 120 mm (hình 3.3)

T

T

T

Cột lan can=Tấm thép 1 + Tấm thép 2 +Tấm thép 3 + Ống liên kết
Hình 3.2.2. Chi tiết cột lan can
6
* Trọng lượng tấm thép T1 : T1  1820 �150 �8 �78.5 �10  171.44 N

* Trọng lượng tấm thép T2 :


184  124  �690 1  �1242
� �902 �

6
T2  �
 �
 3 ��
��8 �78.5 �10  58.54 N

2
2
4
� 4 �


6
* Trọng lượng tấm thép T3 : T3  150 �200 �10 �78.5 �10  23.55 N
  902  822 
T4 
�120 �78.5 �106  10.18 N
T4
4
* Trọng lượng ống thép nối
:

+ Trọng lượng một cột lan can:
P4  T1  T2  T3  3T4  171.44  58.54  23.55  3 �10.18  284.07 N

Khoảng cách giữa hai cột lan can là 2000 mm, trên chiều dài nhịp 32800 mm có 17 cột
+ Trọng lượng toàn bộ cột lan can:

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 22


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

�P  17 �284.07  4829.19 N
4

=> Trọng lượng toàn bộ thanh lan can và cột lan can là:

�P  �P
3

4

 11772.6  4829.19  16601.79 N

- Ta sẽ quy một cách gần đúng toàn bộ trọng lượng này thành lực phân bố dọc cầu có giá
trị:

�P  �P
3

4

Ltt



16601.79
 0.506 N / mm
32800

Suy ra: Trọng lượng lan can phần thép trên 1000 mm chiều dài bản:
P5  0.506 �1000  506 N

- Vậy trọng lượng toàn bộ lan can lề bộ hành trên 1000 mm chiều dài bản mặt cầu tác
dụng lên bản hẫng:
DC3  P1  P2  P5  3312.5  1312.5  506  5131 N

3.2.1.2 Hoạt tải
- Hoạt tải tác dụng cho dải bản rộng 1000 mm trong trường hợp này chỉ có
tải trọng người đi bộ truyền xuống (hoạt tải này được chia đôi bó vỉa nhận một nửa và lan
can phần bê tông chịu một nửa, là lực tập trung tại đầu bản congxon).
PPL 

PL �1000 �b 3 �10 3 �1000 �1250

 1875 N
2
2

Trong đó: b = 1250 mm: Bề rộng phần lề bộ hành.
3.2.2. Tổ hợp tải trọng

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 23


ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS. MAI LỰU

Hình 3.2.3 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên bản hẫng
- Do thiết kế bản mặt cầu bỏ qua lực cắt nên ta chỉ tổ hợp mômen
- Mômen lớn nhất tại ngàm ta có
MDC3 = DC3.L3 = 5131 x 750 = 3848250 Nmm
M DC2 

DC 2 .L 2 2 5 �7502

 1406250 Nmm
2
2

- Trạng thái giới hạn cường độ 1
M u   �  DC �M DC 2   DC �M DC 3   PL �PL �Lb 
 1.05 � 1.25 �1406250  1.25 �3848250  1.75 �1875 �750 
 9480515.63 Nmm

Bảng 2.1 Hệ số điều chỉnh tải trọng
Trạng thái
Cường độ I
TG GHSD

DC
1.25
1

DW
1.5
1

LL
1.75
1

- Xét hệ số điều chỉnh tải trọng:    D � R � I
+  D : Hệ số độ dẻo, trường hợp thiết kế thông thường  D  1
+  R : Hệ số dư thừa, bản dầm có tính dư  R  1.05
+  I : Hệ số quan trọng,  I  1.05
→   1.05
- Trạng thái giới hạn sử dụng:
M s   �  DC �M DC 2   DC �M DC 3   PL �PL �Lb 
 1� 1�1406250  1 �3848250  1�1875 �750 
 6660750 Nmm

SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG

MSSV: 1551090007

Trang: 24


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×