- Gờ chắn bánh chịu tác dụng của lực va xe... * Kết luận điều kiện chống nứt bản đỡ được đảm bảo.
Trang 1- Gờ chắn bánh chịu tác dụng của lực va xe
- Chọn trước kết cấu gờ chắn như hình vẽ sau:
+ Cốt thép ngang có đường kính: φn 12=
+ Cốt thép đứng có đường kính: φd 14=
- Ta tính toán gờ này như lan can dạng tường cấp L3 có:
+ Lực ngang tác dụng vuông góc gờ chắn: Ft 240000= N
+ Chiều dài lực tác dụng lên gờ chắn: Lt 1070= mm
+ Theo kết cấu đã chọn ta có thêm: a = 250 mm
H = 300mm
- Vật liệu dùng thiết kế:
+ Bê tông cấp 40 có : f'c 40= MPa
+ cốt thép AII có: fy 280= MPa
- Nội dung tính toán cần phải đảm bảo điều kiện:
Rw Ft≥ trong đó: Rw là sức kháng của gờ chắn V.1.Xác định sức kháng của thép đứng Mc và thép ngang Mw (bỏ qua sức kháng ở đỉnh tường Mb):
V.1.1.Xác định Mc:
Mc :sức kháng của thép đứng trên 1 đơn vị chiều dài đối với trục ngang
- Xét dầm hình chữ nhật có: b h× = 1000 200⋅
- Chọn lớp bê tông bảo vệ: abv = 25 mm
- Chiều cao có hiệu của tiết diện :
ds h abv φd
2 +
2 +
−
- Diện tích cốt thép trên tiết diện đang xét là: As 769= mm2
- Chiều cao vùng nén: a As fy⋅
0.85 f'c⋅ b⋅
769 280⋅ 0.85 40⋅ ⋅1000
Trang 2β1 = 0.764 =
=
- Vì c
ds
8.289
168
= = 0.049 < 0.45 nên sức kháng tính toán của mặt cắt là:
Mn As fy⋅ ⋅ ds− a2 769 280⋅ 168 6.333
2
−
⋅
- Sau khi đạt được cường độ ta kiểm tra các điều kiện về cốt thép :
+ Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: c
ds = 0.049 < 0.45 đạt + Lượng cốt thép tối thiểu:
As
b ds⋅
769
1000 168.⋅
= = 0.0046 > 0.03 f'c
fy
⋅ = 0.0043 đạt
+ Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép :
Smax 1.5 hf≤ ⋅ → Smax 1.5 hf≤ ⋅ → Smax 1.5 hf≤ ⋅ và Smax <450 mm đạt
- Hệ số sức kháng: φ = 0.9
- Sức kháng tính toán của thép đứng:
Mc φ Mn⋅
1000
0.9 35491949.⋅ 1000
mm V.1.2.Xác định Mw:
- Gọi: Mw :sức kháng của thép đứng trên đơn vị chiều dài đối với trục đứng
- Xét dầm hình chữ nhật có: b h× = 300 250⋅
- Chọn lớp bê tông bảo vệ: abv = 25 mm
- Chiều cao có hiệu của tiết diện :
ds h abv φn
2 +
2 +
−
- Diện tích cốt thép trên tiết diện đang xét là: As 462= mm2
As fy⋅
Trang 3c a β1
12.68 0.764
= = 16.60
- Vì c
ds
16.60
219
= = 0.076 < 0.45 nên sức kháng tính toán của mặt cắt là:
Mn As fy⋅ ⋅ ds− a2 462 280⋅ 219 12.68
2
−
⋅
- Sau khi đạt được cường độ ta kiểm tra các điều kiện về cốt thép :
+ Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: c
ds = 0.076 < 0.45 đạt + Lượng cốt thép tối thiểu:
ρmin As
b ds⋅
462
300 219.⋅
=
= = 0.0048 > 0.03 f'c
fy
⋅ = 0.0043 đạt
+ Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép :
Smax 1.5 hf≤ ⋅ → Smax 1.5 hf≤ ⋅ → Smax 1.5 hf≤ ⋅ và Smax <450 mm đạt
- Hệ số sức kháng: φ = 0.9
- Sức kháng tính toán của thép ngang:
Mw φ Mn⋅
1000
0.9 27509698.⋅ 1000
mm V.2.Kiểm tra khả năng chịu lực của gờ chắn khi xe va chạm vào giữa gờ chắn:
- Chiều dài đường chảy được xác định theo công thức:
Lc Lt2 Lt2
2
8 Mw⋅ ⋅H2 Mc +
=
1454
- Tổng sức kháng đá vỉa được xác định như sau:
2Lc Lt− 8Mw H⋅
Mc Lc⋅ 2 H +
⋅
=
Trang 42 1454⋅ −1070⋅8 24758.728⋅ ⋅300 + 300
=
309601
= N > Ft 240000=
N
V.3.Kiểm tra khả năng chịu lực của gờ chắn khi xe va chạm vào đầu gờ chắn:
- Chiều dài đường chảy được xác định theo công thức:
Lc Lt2 Lt2
2
Mw H⋅ 2 Mc +
2
1070 2
2 24758.728 300⋅ 2
31942.754 +
+
=
=
1132
- Tổng sức kháng đá vỉa được xác định như sau:
2Lc Lt− Mw H⋅
Mc Lc⋅ 2 H +
⋅
=
2
2 1132⋅ −1070 24758.728 300⋅
31942.754 1132⋅ 2
300 +
⋅
=
240985.467
= N > Ft 240000=
N
* Vậy tiết diện đủ khả năng chịu lực va xe
VI.Thiết kế lề bộ hành:
- Bản được xem như là bản dầm hai đầu ngàm
- Ta cắt lề với bề dày 1m để tính toán nội lực
VI.1.Xác định lực tác dụng lên bản đỡ người đi bộ:
- Tải trọng bản thân DClề được tính toán với tiết diện b h× = 1000 100⋅ :
DClề = γc b⋅ h⋅ = 2.4 10⋅ −5⋅1000⋅100 = 2.4 N/mm
- Hoạt tải người đi bộ: PL = 3 N/mm
- Sơ đồ tính toán : L = 1200 mm
VI2.Nội lực trong bản đỡ:
- Tại vị trí giữa dầm:
+ Xét ở TTGH cường độ 1 :
Trang 50.5 0.95⋅ 1.25 2.4⋅ 1200
2
8
⋅ 1.75 1.25⋅ ⋅3 1200
2
8
⋅ +
⋅
=
817593.8
+ Xét ở TTGH sử dụng:
Ms 0.5 η⋅ DClề L
2
8
⋅ 1.25 PL⋅ L
2
8
⋅ +
2
8
⋅ 1.25 3⋅ 1200
2
8
⋅ +
⋅
=
=
525825.0
- Tại vị trí gối:
+ Xét ở TTGH cường độ 1 :
Mu_ −0.7⋅η 1.25 DClề⋅ L
2
8
⋅ 1.75 1.25⋅ ⋅PL L
2
8
⋅ +
⋅
=
0.7
−
( ) 0.95⋅ 1.25 2.4⋅ 1200
2
8
⋅ 1.75 1.25⋅ ⋅3 1200
2
8
⋅ +
⋅
=
1144631
−
+ Xét ở TTGH sử dụng:
Ms_ −0.7⋅η DClề L
2
8
⋅ 1.25 PL⋅ L
2
8
⋅ +
2
8
⋅ 1.25 3⋅ 1200
2
8
⋅ +
⋅
=
=
736155.0
−
* Vậy mômen dùng để thiết kế là: M = 1144631 N.mm
VI3.Bố trí cốt thép trong bản đỡ:
- Xét dầm hình chữ nhật co ùmặt cắt tiết diện : b h× = 1000 100⋅
- Chọn lớp bê tông bảo vệ: abv = 10 mm
- Chiều cao có hiệu của tiết diện :
ds h abv φn
2 +
2 +
−
- Diện tích cốt thép trên tiết diện đang xét là: As 387= mm2
- Chiều cao vùng nén: a As fy⋅
0.85 f'c⋅ b⋅
387 280⋅ 0.85 40⋅ ⋅1000
Trang 6β1 = 0.764 =
=
- Vì c
ds
4.171
84
= = 0.050 < 0.45 nên sức kháng tính toán của mặt cắt là:
Mn As fy⋅ ⋅ ds− a2 387 280⋅ 84 3.187
2
−
⋅
- Sau khi đạt được cường độ ta kiểm tra các điều kiện về cốt thép :
+ Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: c
ds = 0.050 < 0.45 đạt + Lượng cốt thép tối thiểu:
As
b ds⋅
387
1000 84.⋅
= = 0.0046 > 0.03 f'c
fy
⋅ = 0.0043 đạt
+ Cự ly tối đa giữa các thanh cốt thép :
Smax = 1.5 h⋅ = 1.5 100⋅ = 150 mm
* Vậy ta bố trí cốt thép là:
+ φ8a130 cho mặt trên và mặt dưới của bản đỡ
+ φ8a200 cho cốt thép cấu tạo bản đỡ
VI4.Kiểm tra nứt cho bản đỡ:
- Mômen dùng để kiểm tra nứt là: Ms 963900= N.mm
- Xác định vị trí trục trung hoà tính từ mép trên của mặt cắt :
x n As⋅
2 ds⋅ b⋅
n As⋅
1000 1
2 84.⋅ ⋅1000
6 387⋅
⋅
- Tính mômen quán tính nứt (tức là mômen quán tính cho tiết diện đã bỏ đi phần nứt):
Icr b x
3
⋅
3 +n As ds x⋅ ⋅( )− 2
=
1000 15.243⋅ 3
3 +6 387 84.⋅ ⋅( −15.243)2
=
12157879
Trang 7- Ứng suất trung bình lấy tại tâm nhóm cốt thép :
fs Ms
Icr⋅( )ds x− ⋅n 963900
12157879 ⋅(84. −15.243)⋅6
mm2
- Điều kiện hạn chế mở rộng vết nứt:
fs fsmax≤ = Z
3
dc A⋅ 0.6 fy
⋅
≤
trong đó Z = 23000: cho điều kiện môi trường khắc nghiệt
khoảng cách từ thớ ngoài chịu kéo đến mép chịu kéo ngoài cùng < =50 mm
dc abv= + 162 = 18mm
A = 2 dc⋅ 28⋅ = 2 18⋅ ⋅28 = 1008 mm2
- Ta có:
fsmax 3 Z
dc A⋅
23000
3 18 1008.⋅
mm2 ≥ 0.6 fy⋅ = 0.6 fy⋅ = 0.6 280⋅ = 168 N
mm2
- Chọn fsmax = 0.6fy 168.0= N
mm2 < fs 32.71= N
mm2
- Vậy điều kiện hạn chế thoả mãn
* Kết luận điều kiện chống nứt bản đỡ được đảm bảo