Mathcad CVII noi luc dam chu

+ Dầm biên chỉ chịu tác dụng của DC1, Pb, DC3, DCdn nên có nội lực là:+ Bảng tổng hợp tính toán: Lực dahmômen Diện tíchdah mômen Mômen kNmCường độ... - Mặt cắt L/4: tương tự ta có: bảng

Trang 1

VII.Tính toán dầm chính :

- Bao gồm: tính tải, hoạt tải, lực căng cáp và các tải trọng khác

VII.1.Tính toán nội lực dầm chủ do tĩnh tải:

VII.1.1.Tĩnh tải rải đều lên dầm chủ:

- Tải trọng bản thân dầm chủ:

DC1 = γc Ag⋅ = 2.4 10⋅ −5⋅870000 = 20.88 kN/m

trong đó Ag là diện tích mặt cắt ngang dầm chủ

- Tải trọng do dầm ngang :

DCdn = γc bdn hdn⋅( ⋅ ) = 2.4 10⋅ −5⋅200 650⋅ = 3.12 kN/m

- Tải trọng do bản mặt cầu :

+ Do bản mặt cầu liên hợp cùng với dầm chủ nên ta chỉ tính phần nối thêm là:

- Tải trọng do lan can (chỉ có ở dầm biên): Pb 2.65= kN/m

- Tải trọng do lề bộ hành (chỉ có ở dầm biên): DC3 8.10= kN/m

VII.1.2.Nội lực trong dầm chủ do tĩnh tải:

- Ta tính toán nội lực dầm chủ ở 4 mặt cắt: mặt cắt L/2, mặt cắt L/4, mặt cắt cách gối 0.8m,và mặt cắt gối

- Chiều dài tính toán của dầm: L = 28.3m

- Sử dụng đường ảnh hưởng để tính toán nội lực:

+ Mômen: M = η γp⋅ qγp⋅ ω⋅

trong đó η 0.95= : hệ số ảnh hưởng sẽ được nhân vào lúc tổng hợp tĩnh tải

ω : diện tích đường ảnh hưởng

q : tải phân bố tác dụng

Trang 2

VII 1.2.1.Mômen do tĩnh tải dầm chủ:

+ Mômen do tải trọng dầm chủ:

Mu = 1.25DC1 ω⋅ = 1.25 20.88⋅ ⋅100.18 = 2615 kNm

Ms DC1 ω= ⋅ = 20.88 100.18⋅ = 2092 kNm+ Mômen do tải trọng lan can:

Mu = 1.25Pb ω⋅ = 1.25 2.65⋅ ⋅100.18 = 331.8kNm

Ms Pb ω= ⋅ = 2.65 100.18⋅ = 265.5kNm+ Mômen do tải trọng bản mặt cầu: (thực chất là mối nối)

Mu = 1.25DC2 ω⋅ = 1.25 2.59⋅ ⋅100.18 = 324.3 kNm

Ms DC2 ω= ⋅ = 2.59 100.18⋅ = 259.5 kNm+ Mômen do tải trọng lớp phủ:

Mu = 1.5DW⋅ω = 1.5 5.53⋅ ⋅100.18 = 831.0 kNm

Ms DW ω= ⋅ = 5.53 100.18⋅ = 554.0kNm+ Mômen do tải trọng lề bộ hành:

Mu = 1.25DC3 ω⋅ = 1.25 8.1⋅ ⋅100.18 = 1014 kNm

Ms DC3 ω= ⋅ = 8.1 100.18⋅ = 811.5 kNm+ Mômen do tải trọng dầm ngang:

Mu = 1.25DCdn y1 y2⋅( + +y3+y4) = 1.25 3.12⋅ ⋅(2.577+5.579 +5.579+2.577)

63.6

Ms DCdn y1 y2= ⋅( + +y3+y4) = 3.12 2.577⋅( +5.579+5.579+2.577)

Trang 3

+ Dầm biên chỉ chịu tác dụng của DC1, Pb, DC3, DCdn nên có nội lực là:

+ Bảng tổng hợp tính toán:

Lực

dahmômen

Diện tíchdah mômen

Mômen (kNm)Cường độ

Trang 4

- Mặt cắt L/4: tương tự ta có: bảng tổng hợp

dahmômen

Mômen (kNm)

dụng

Trang 5

- Mặt cắt cách gối 1m: tương tự ta có: bảng tổng hợp

Lực

dahmômen

Mômen (kNm)Cường độ

VII 1.2.2.Lực cắt do tĩnh tải dầm chủ:

Trang 6

+ Lực cắt do tải trọng dầm chủ:

Vu = DC1 1.25 ω⋅( ⋅ −0.9⋅ω_) = 20.88 1.25 3.54⋅( ⋅ −0.9 3.54⋅ ) = 25.87kN

Vs DC1 ω ω_= ⋅( − ) = 20.88 3.54⋅( −3.54) = 0 kN+ Lực cắt do tải trọng lan can:

Vu = Pb 1.25 ω⋅( ⋅ −0.9⋅ω_) = 2.65 1.25 3.54⋅( ⋅ −0.9 3.54⋅ ) = 3.283 kN

Vs Pb ω ω_= ⋅( − ) = 2.65 3.54⋅( −3.54) = 0 kN+ Lực cắt do tải trọng bản mặt cầu: (thực chất là mối nối)

Vu = DC2 1.25 ω⋅( ⋅ −0.9⋅ω_) = 2.59 1.25 3.54⋅( ⋅ −0.9 3.54⋅ ) = 3.209 kN

Vs DC2 ω ω_= ⋅( − ) = 2.59 3.54⋅( −3.54) = 0 kN+ Lực cắt do tải trọng lớp phủ:

Vu = DW 1.5⋅( ⋅ω −0.65⋅ω_) = 5.53 1.5 3.54⋅( ⋅ −0.65 3.54⋅ ) = 16.64 kN

Vs DW ω ω_= ⋅( − ) = 5.53 3.54⋅( −3.54) = 0 kN+ Lực cắt do tải trọng lề bộ hành:

Vu = DC3 1.25 ω⋅( ⋅ −0.9⋅ω_) = 8.1 1.25 3.54⋅( ⋅ −0.9 3.54⋅ ) = 10.04 kN

Vs DC3 ω ω_= ⋅( − ) = DC3 3.54 3.54⋅( − ) = 0 kN+ Lực cắt do tải trọng dầm ngang:

Vu = DCdn y1 y2⋅( + +y3+y4)⋅(1.25−0.9)3.12⋅[(−0.182) +(−0.394)+0.394+0.182]⋅(1.25−0.9)

=0

= kN

Vs DCdn y1 y2= ⋅( + +y3+y4)⋅(0.9−0.9)3.12⋅[(−0.182)+(−0.394)+0.394 +0.182]⋅(0.9−0.9)

=0

= kN+ Dầm biên chỉ chịu tác dụng của DC1, Pb, DC3, DCdn nên có nội lực là:

Vu = 25.87+3.283+10.04+0 = 39.19 kN

Vs 0 0= + +0+0 = 0 kN+ Dầm biên chỉ chịu tác dụng của DC1, Pb, DC3, DCdn nên có nội lực là:

Vu = 25.87+3.209+16.64+0 = 45.72 kN

Vs 0 0= + +0+0 = 0 kN

Trang 7

+ Bảng tổng hợp tính toán:

Trang 8

- Mặt cắt L/4: tương tự ta có bảng tổng hợp

Diện tích

dụng

Trang 9

- Mặt cắt cách gối1m: tương tự ta có bảng tổng hợp

Diện tích

Trang 10

- Mặt cắt gối: tương tự ta có bảng tổng hợp

Trang 11

** Bảng tổng hợp nội lực dầm chủ do tĩnh tải: (chú ý là đã được nhân với hệ số η 0.95= )

TTGH cường độ 1

TTGH sử dụng

TTGH sử dụng Dầm biên 3823.259 3058.607 2835.094 2268.076 520.105 416.084

Dầm giữa 3641.959 2808.308 2700.648 2082.462 495.402 381.980

TTGH sử dụng

Trang 12

VII.2.Nội lực do hoạt tải:

VII.2.1.Xác định hệ số phân bố tỉ trọng theo phương ngang cầu:

- Các kích thước liên quan:

+ Chiều cao dầm: H = 1400mm

+ Khoảng cách của các dầm: S = 2240 mm

+ Chiều dài nhịp tính toán: Ltt 28300= mm

+ Khoảng cách từ tim dầm biên đến mép trong lan can là: de = −650 mm

+ Tuy nhiên de không nằm trong phạm vi áp dụng nên để tăng hệ số phân bố ta chọn:

de = −300 mm

VII.2.1.1.Hệ số phân bố cho mômen cho dầm giữa:

- Khi xếp 1 làn xe trên mặt cầu:

+ Trong đó:

ts 200= mm :chiều dày bản bê tông mặt cầu(mm)

Kg :tham số độ cứng dọc xác định theo 4.6.2.2.1:

Kg = n I A eg⋅ I+ ⋅ 2 

I :mômen quán tính của tiết diện phần dầm cơ bản

A :diện tích tiết diện phần dầm cơ bản

eg : khoảng cách giữa trọng tâm dầm cơ bản và trọng tâm bản mặt cầu

+ Tuy nhiên theo nhiều kết quả tính toán thì:

=

KgLtt ts⋅ 3

Trang 13

VII.2.1.2.Hệ số phân bố cho lực cắt cho dầm giữa:

- Khi xếp 1 làn xe trên mặt cầu:

7600

7600+

biên:

- Khi xếp 1 làn xe trên mặt cầu: tính theo nguyên tắc đòn bẩy

+ Xét cho xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế: do khoảng cách giữa các bánh xe của xetải và xe hai trục là như nhau.(1800mm)

Từ sơ đồ tính toán ta có:

yo 0=y1 0.352=Theo điều 3.6.1.1.2, trường hợp

trên cầu chỉ có 1 làn xe chất tải, ta

có hệ số làn xe tương ứng là:

+ Khi xét tải trọng làn:

yo 0=y1 0.620=

Trang 14

Theo điều 3.6.1.1.2, trường hợp trên cầu chỉ có 1 làn xe chất tải, ta có hệ số làn

xe tương ứng là: mlàn 1.20=

+ Khi xét tải người bộ hành:

yo 0.62=y1 1.245=

Theo điều 3.6.1.1.2, trường hợp trên cầu chỉ có 1 làn xe chất tải, ta có hệ số làn

xe tương ứng là: mlàn 1.20=

2800+

+ Vậy gme = e gmi⋅ = 0.663 0.42⋅ = 0.278

Trang 15

VII.2.1.4.Hệ số phân bố cho lực cắt cho dầm biên:

- Khi xếp 1 làn xe trên mặt cầu: tính theo nguyên tắc đòn bẩy thì giá trị hệ số phân bố ngangcho lực cắt tính toán được trùng với giá trị hệ số phân bố ngang cho mômen vừa tính được ởtrên

- Khi xếp >1 làn xe trên mặt cầu: áp dung công thức ở bảng 4.6.2.2.3b-1 TC 22TCN272-05:

gme = e gmi⋅+ Trong đó e :hệ số điều chỉnh (e >= 1)

3000+

+ Vậy gme = e gmi⋅ = 0.5 0.42⋅ = 0.21

* Bảng tổng hợp hệ phân bố ngang cho dầm chủ:

Xe tải thiết kế Xe 2 trục thiết kế Tải trọng làn Người bộ hành

Dầm giữa

VII.2.2.Xác định nội lực do hoạt tải trong các trường hợp tổ hợp tải trọng:

* Trường hợp tải trọng 1 bao gồm: tải trọng xe 3 trục + tải trọng làn + tải trọng người

- Chọn xe 3 trục có thông số sau:

+ Khoảng cách giữa các trục bánh xe là: 4.3 m

+ Tải trọng trục bánh xe lần lượt là: P1 = 35 kN, P2 = 145 kN , P3 = 145 kN

- Tải trọng người đi bộ 3 kN/m 2 phân bố trên 1.5 m tải trọng rải đều của người đi bộ là:

PL = 3 1.4⋅ = 4.2 kN/m

- Tải trọng làn là: Plàn = 9.3 kN/m

* Trường hợp tải trọng bao gồm: tải trọng xe 2 trục + tải trọng làn + tải trọng người

- Chọn xe 2 trục có thông số sau:

+ Khoảng cách giữa các trục bánh xe là: 1.2 m

+ Tải trọng trục bánh xe lần lượt là: P'1 = 110 kN, P'2 = 110 kN

Trang 16

- Tải trọng người đi bộ 3 kN/m 2 phân bố trên 1.5 m tải trọng rải đều của người đi bộ là:

PL = 3 1.4⋅ = 4.2 kN/m

- Tải trọng làn là: Plàn = 9.3 kN/m

* Mặt cắt L/2 có:

+ Mômen do tải trọng làn và tải trọng người gây ra:

Mlàn = Plàn ω⋅ = 9.3 100.18⋅ = 932.kNmMPL = PL⋅ω = 4.2 100.18⋅ = 421 kNm

Trang 17

+ Lực cắt do tải trọng làn và tải trọng người gây ra:

Mlàn = Plàn ω⋅ = 9.3 3.54⋅ = 32.9kNmMPL = PL⋅ω = 4.2 3.54⋅ = 14.9 kNm

Trang 18

- Tổng hợp lại ta có bảng sau:

Tên xe

Giá trịtừng

Mômentừng trục

Lực cắttừng trục

Tung đô đường ảnh hưởng

Diện tích đường ảnh hưởng

MômenkN

Lực cắtkN

Tải trọng làn và tải trọng người tác dụng xe lên mặt cắt L/2

* Mặt cắt L/4: thực hiện tương tự ta có

Trang 19

Mômentừng trục

MômenkN

Lực cắtkN

Tải trọng làn và tải trọng người tác dụng xe lên mặt cắt L/4

Trang 20

* Mặt cắt cách gối 1m: thực hiện tương tự ta có

Trang 21

- Bảng tổng hợp tính toán:

Tên xe

Giá trịtừng

Mômentừng trục

MômenkN

Lực cắtkN

Tải trọng làn và tải trọng người tác dụng xe lên mặt cắt cách gối 1m

* Mặt cắt gối: thực hiện tương tự ta có

- Xét mômen:

+ Đường ảnh hưởng mômen do xe 3 trục: bằng 0

+ Đường ảnh hưởng mômen do xe 2 trục: bằng 0

Trang 22

+ Đường ảnh hưởng lực cắt do xe 2 trục:

Mômentừng trục

MômenkN

Lực cắtkN

Tải trọng làn và tải trọng người tác dụng xe lên mặt cắt gối

** Từ số liệu các bảng đã tính toán, ta thấy tải trọng xe 2 trục luôn nhỏ hơn xe 3 trục Vậy tachỉ tổ hợp cho trường hợp tổ hợp tải trọng 1 (có xe 3 trục tham gia)

Trang 23

VII 3.Tổ hợp tải trọng cho dầm chủ:

* Tổ hợp theo TTGH cường độ 1:

- Tổ hợp mômen theo TTGH cường độ 1:

Mu = η 1.75⋅ ⋅(1.25gLL MLLgLL⋅ +glàn Mlàn⋅ +gPL MPL⋅ )

- Tổ hợp lực cắt theo TTGH cường độ 1:

Vu = η 1.75⋅ ⋅(1.25gLL VLLgLL⋅ +glàn Vlàn⋅ +gPL VPL⋅ )

trong đó :hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư, tính quan trọngη

MLL, Mlàn, MPL : mômen do tải xe, tải làn, tải người đi chưa nhân hệ

sốVLL, Vlàn, VPL : lực cắt do tải xe, tải làn, tải người đi chưa nhân hệ

sốgLL, glàn, gPL : hệ số phân bố ngang do tải xe, tải làn, tải người

đi

* Tổ hợp theo TTGH sử dụng I:

- Tổ hợp mômen theo TTGH cường độ 1:

Mu = η 1.25gLL MLL⋅( gLL⋅ +glàn Mlàn⋅ +gPL MPL⋅ )

- Tổ hợp lực cắt theo TTGH cường độ 1:

Vu = η 1.25gLL VLL⋅( gLL⋅ +glàn Vlàn⋅ +gPL VPL⋅ )

* Để thuận tiện cho việc tổ hợp, ta lập các bảng tính toán:

- Nhân các tải trọng với các hệ số của nó rồi tổng hợp lại theo từng mặt cắt, từng trạng thái

- Cần chú ý là kết quả tổng cộng đã được nhân với hệ số η 0.95=

- Mặt cắt L/2:

+ Dầm biên:

Mômen Lực cắt Mômen Lực cắt Cường độ Sử dụng Cường độ Sử dụng

Trang 24

- Mặt cắt L/4:

+ Dầm biên:

- Mặt cắt cách gối 1m:

+ Dầm biên:

- Mặt cắt gối:

+ Dầm biên:

Lực cắt nhân hệ sốTên

tải trọng

Trang 25

+ Dầm giữa:

** Bảng tổng hợp nội lực dầm chủ do hoạt tải:

TTGH sử dụng

Dầm giữa 3679.092 2102.338 2754.319 1573.897 785.348 448.770

TTGH sử dụng

Trang 26

*** Sau khi có được 2 bảng tổng hợp nội lực do tĩnh tải và hoạt tải, ta sẽ cộng lai để đượcbảng tổng hợp nội lực của dầm chủ.

TTGH sử dụng

Dầm giữa 6954.998 4910.646 5182.219 3473.541 1216.713 789.213

TTGH sử dụng

Tiêu đề	Thiết kế cầu bê tông cốt thép dul
Tác giả	Trương Quang Thắng
Người hướng dẫn	ThS. Mai Lưu
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
Chuyên ngành	Cầu
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	371,83 KB