Thiết kế cầu bê tông cốt thép - Chương 11

11.1.TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN TỔNG QUÁTĐàn hồi T/chuẩn Tính võng do hoạt tải 10 Đ/hồi & p.hoại T/c & T/t Cường độ và ổn định khi vận chuyển và lắp ráp 9 Đàn hồi T/chuẩn Ứng suất cục bộ tai v

CHƯƠNG 11

TÍNH TOÁN KẾT CẤU

BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC

11.1.TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN TỔNG QUÁT

Đàn hồi T/chuẩn

Tính võng do hoạt tải 10

Đ/hồi &

p.hoại

T/c & T/t

Cường độ và ổn định khi vận chuyển và lắp ráp

9

Đàn hồi T/chuẩn

Ứng suất cục bộ tai vị trí neo 8

Phá hoại Tính toán

Cường độ và ổn định khi căng CT 7

Đàn hồi T/chuẩn

K/tra ứ/suất cốt thép trong khai thác 6

Đàn hồi T/chuẩn

Ổn định chống nứt do ứ/s kéo chính 5

Đàn hồi T/chuẩn

Ổn định chống nứt do ứ/s pháp 4

Đàn hồi Tính toán

Cường độ do ứ/s cắt, nén chính 3

Phá hoại Tính toán

Cường độ TD nghiên trong khai thác 2

Phá hoại Tính toán

Cường độ theo M trong khai thác 1

G/đ chịu lực Nội lực

Các hạng mục tính toán STT

11.2.KIỂM TRA CƯỜNG ĐỘ TIẾT DIỆN DẦM THEO M

I.Trục trung hòa đi qua cánh dầm:

-Trục trung hòa đi qua cánh khi thỏa ĐK:

t t

T T

T T

T t

t c

σ

RT’: Cường độ tính toán của cốt thép FT’ (ứng với sự

giảm ứng suất trong FT’ do biến dạng dẻo khá lớn

của bê tông trước khi phá hoại)

2 6

'

/ 3600

10

8 , 1 002

, 0

FT

Ft

) (

.

) ).(

.(

) 5 0 (

.

' '

' '

' '

2

t o

t t

T o

T T

T

o c

u

a h

R F

a h

R F

x h

x b R m

M

− +

−

− +

−

≤

σ

) (

) (

.

II.Trục trung hòa đi qua cánh dầm:

-Trục trung hòa đi qua cánh khi thỏa ĐK:

t t

T T

T T

T t

t c

FT

Ft

t t T

T T

T T

t t c

c LT

u b x R b b h R F F R R F R F

R + ( − ) + ' + ' ( ' − σ ' ) = +

) (

.

) ).(

.(

) 5 0 (

).

.(

) 5 0 (

.

' '

' '

' '

2

t o

t t

T o

T T

T

c o

c c

LT

o u

a h

R F

a h

R F

h h

h b b

R

x h

x b R m

M

− +

−

− +

−

− +

−

≤

σ

11.3.XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT

DIỆN DẦM

I.Tiết diện nguyên khối có CT căng trước khi đổ BT:

Tiết diện làm việc một giai đoạn

b c

hca' t

) (

).

( ).

(

' '

1 1

t t

t T

T T

c c

td

F F

n F

F n

h b b

h b b

h b F

+ +

+ +

− +

− +

.

2

).

( )

2

( ).

( 2

.

' '

' '

2 1 1

2

t t

t t t

T T

T T

T

c c

c

a h

F a

F n

a h

F a

F n

h b b

h h

h b b

h

b S

− +

+

− +

+

− +

−

− +

=

Vị trí của trục trung hòa:

Mô men quán tính của tiết diện tương đương:

I d

I t td

2

2 1 1

1

3 1 1

2 3

2 3

) (

) (

.

) (

) (

.

) 2

( ).

( 12

).

(

) 2

( ).

( ).

( 12

1 )

2

.(

12

.

t

I t t

t

I d t

t

T

I t T

T

I d T

T

I d

c I

t c

c c

c

I d

a y

F a

y F n

a y

F a

y F

n

h y

h b b

h b b

h y

h b b

h b b

h y

h b

h

b

J

− +

− +

− +

− +

−

− +

− +

−

− +

− +

− +

=

II.Tiết diện nguyên khối có CT căng sau khi đổ BT:

Tiết diện hình thành cường độ theo 2 giai đoạn

1.Giai đoạn I (chưa căng kéo cốt thép): TD bê tông

Diện tích TD (đã trừ lổ):

' '

1 1

) (

).

( ).

(

o o

t t

t

c c

o

F F

F F

n

h b b

h b b

h b

F

Δ

− Δ

− +

+

− +

− +

2

( ).

( 2

.

' '

' '

2 1 1

2

T o

T o

t t

t t t

c c

c

a h

F a

F a

h F

a F n

h b

b

h h

h b

b

h

b S

− Δ

− Δ

−

− +

+

− +

−

− +

=

Vị trí của trục trung hòa:

Mô men quán tính của tiết diện không kể lổ:

I d t

2

2 ' '

2

2 1 1

3 1 1

2 3

2 3

) (

) (

) (

) (

.

) 2

( ).

( 12

).

(

) 2

( ).

( ).

( 12

1 )

2

.(

12

.

T t

o T

d o

t

I t t

t

I d t

t

I d c

c I

t c

c c

c

I d

a y

F a

y F

a y

F a

y F n

h y

h b b

h b b

h y

h b b

h b b

h y

h b

h

b

J

− Δ

−

− Δ

−

− +

− +

−

− +

− +

−

− +

− +

− +

=

2.Giai đoạn II (đã căng kéo cốt thép+bơm vữa):

) (

) (

.

;

T

I t T

T

I d T

T o

o td

t

I t d

I d td

a y

F a

y F

n c

F J

J

c y

y c

y

y F

S

c

− +

− +

III.Tiết diện liên hợp có CT căng sau khi đổ BT:

Tiết diện hình thành cường độ theo 2 giai đoạn

1.Giai đoạn I : TD làm việc

Dạng chữ I (đúc trước) Các

Trị số Ftđ, Jtđ, yd,yt tính như

TD nguyên khối căng trước

2.Giai đoạn II:

Tiết diện quy đổi:

Vị trí trục I-I cách trục II-II :

2 2 2

2

3 2 2

2 ' '

' '

) 5

0 (

.

.

12

1

;

h y

h b

n

h b

n c

F J

J

c y

y c

y

y F

S c

II tr

td td

td

t

I t d

I d td

T I

+ +

+ +

=

−

= +

=

→

I I

IV.Tiết diện liên hợp có CT căng sau khi đổ BT:

Tiết diện hình thành cường độ theo 3 giai đoạn

1.Giai đoạn I:

TD đã trừ lổ, Tính toán

tương tự như g/đ I của TD

nguyên khối căng sau

2.Giai đoạn II:

TD có thêm FT,F’T, Tính toán tương tự như g/đ II của TDnguyên khối căng sau

2.Giai đoạn III:

TD có thêm bản bê tông cốt thép

3 2 2

2 ' '

'

2 2

2 '

2 2 '

)5

.0.(

.12

1

'

;'

)5

.0(

.'

h y

h b n h

b n c

F J

J

c y

y c

y

y F

h y

h b n F

S

c

h b n F

F

II t td

td td

I t

II t

I d

II d td

I t td

T I

td td

++

++

=

−

=+

11.2.XÁC ĐỊNH SỰ HAO HỤT ỨNG SUẤT TRƯỚC

TRONG CỐT THÉP CƯỜNG ĐỘ CAO

Trong q/trình chế tạo cũng như khai thác ứ/s trước trong

CT bị mất mát một phần do một số n/nhân sau:

+Do co ngót trong bê tông : σ1

+Do từ biến trong bê tông : σ2

+Do sự chùng nhão của CTCĐC: σ3

+Do biến dạng neo & ép sít mối nối: σ4

+Do bê tông bị nén đàn hồi : σ7

Theo quy trình 22TCN18-79 sự mất mát ứng suất có thể

lấy đối với từng kết cấu như sau:

σ7-

11.2.KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CHỐNG NỨT THEO ƯSP.

Ổn định chống nứt theo ứng suất pháp: gồm 4 nội dung

+ Hai nội dung trong quá trình khai thác: I & II

+ Hai nội dung trong quá trình thi công : III & VI

I.Kiểm tra ổn định chống nứt theo nội dung I:

N T

NT

I IV

P

*Nội dung kiểm tra: (giai đoạn khai thác)

Ứ/S tại thớ dưới không được phép xuất hiện Ư/S kéo

*Yêu cầu kiểm tra:

P

*công thức kiểm tra:

0

0

0

0

'

1 max

1

1 max

1

max max

c c

bt

c I

d td

c

d o

c bt d

bT

d b

I d td

c c

bt c

d o

c c

bt d

bT

d b

I d td

c bt c

d o

c bt d

bT

d b

I d td

c d

bT

d b

y J

M M

M y

J

M y

J M tdnk

y J

M M

M y

J

M M

tdnk

y J

M

M y

J M tdnk

y J

M tdnk

σσ

σσ

σσ

σσ

+TD nguyên khối, có cốt thép căng trước khi đổ BT

+TD nguyên khối, có cốt thép căng sau khi đổ BT

+TD liên hợp, có cốt thép căng trước khi đổ bê tông

+TD liên hợp, có cốt thép căng sau khi đổ bê tông

II.Kiểm tra ổn định chống nứt theo nội dung II:

*Nội dung kiểm tra: (giai đoạn khai thác)

Ứ/S tại thớ trên không được phép xuất hiện Ư/S kéo

*Yêu cầu kiểm tra:

*công thức kiểm tra:

0

0

0

0

'

1 min

1

1 min

1

min min

≥

−

−+

++

=

≥

−

−+

++

=

≥

−+

+

=

≥+

=

II t td

c c

bt

c I

t td

c

t o

c bt t

bT

t b

I t td

c c

bt c

t o

c c

bt t

bT

t b

I t td

c bt c

t o

c bt t

bT

t b

I t td

c t

bT

t b

y J

M M

M y

J

M y

J M tdnk

y J

M M

M y

J

M M

tdnk

y J

M

M y

J M tdnk

y J

M tdnk

σσ

σσ

σσ

σσ

+TD nguyên khối, có cốt thép căng trước khi đổ BT

+TD nguyên khối, có cốt thép căng sau khi đổ BT

+TD liên hợp, có cốt thép căng trước khi đổ bê tông

+TD liên hợp, có cốt thép căng sau khi đổ bê tông

III.Kiểm tra ổn định chống nứt theo nội dung III:

*Nội dung kiểm tra: (giai đoạn thi công)

Ứ/S tại thớ trên không được phép xuất hiện Ư/S kéo

*Yêu cầu kiểm tra:

*công thức kiểm tra:

t b

I t td

c bt

t bT

+TD nguyên khối, có cốt thép căng trước khi đổ BT

+TD nguyên khối, có cốt thép căng sau khi đổ BT

t b t

o

c bt

t bT

IV.Kiểm tra ổn định chống nứt theo nội dung IV:

*Nội dung kiểm tra: (giai đoạn thi công)

Kiểm tra Ứ/S nén tại miền tập trung nhiều cốt thép cường độ cao → chống nứt dọc theo cốt thép

*Yêu cầu kiểm tra:

*công thức kiểm tra:

N

I d td

c bt

d bT

+TD nguyên khối, có cốt thép căng sau khi đổ BT

N d

o

c bt

d bT

Lt : nếu σmin ≥ 0.85σmax

σmax;σmin: ứng suất max, min tại các thớ của TD