Đặc trưng của vật liệu bê tông bản mặt cầuCường độ nén quy định của bê Trọng lượng riêng của bê tông bản Cốt thép thường theo tiêu chuẩn TCVN 1651-2:2018 “Thép cốt bê tông”... Để xác địn
Trang 2MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ, LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ 3
1.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ 3
1.1.1 Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế 3
1.1.2 Vật liệu 3
1.1.2.1 Bê tông 3
1.1.2.2 Cốt thép thường 4
1.1.2.3 Cáp dự ứng lực 4
1.2 LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CƠ BẢN 5
1.2.1 Lựa chọn số dầm chủ 5
1.2.2 Lựa chọn kích thước bản mặt cầu, lan can và lớp phủ 5
1.2.2.1 Bề dày bản mặt cầu 5
1.2.3 Lựa chọn tiết diện dầm chủ 6
1.2.3.1 Chọn chiều cao dầm chủ 6
1.2.3.2 Chọn tiết diện dầm chủ 6
1.2.4 Lựa chọn số lượng và kích thước dầm ngang 8
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 11
2.1 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU 11
2.1.1 Trọng Lượng Các Bộ Phận 11
2.1.1.1 Trọng lượng lan can 11
2.1.1.2 Lớp phủ mặt cầu 11
2.1.1.3 Bản mặt cầu dày 200mm 11
2.1.1.4 Bản hẫng 11
2.2. Xác định nội lực do tĩnh tải 11
2.2.1.1 Nội lực do bản mặt cầu Ws (trừ phần cánh hẫng) 16
2.2.1.2 Nội lực do trọng lượng bản hẫng Wo 16
2.2.1.3 Nội lực do lan can 17
2.2.1.4 Nội lực do lớp phủ bản mặt cầu Wdw 17
Trang 32.2.2.1 Momen dương lớn nhất do hoạt tải 18
2.2.2.2 Momen âm lớn nhất tại gối 300 do hoạt tải 20
2.2.2.3 Momen âm lớn nhất tại gối 200 do hoạt tải 21
2.2.3 Tổ hợp nội lực bản 21
2.2.3.1 TTGH cường độ I 22
2.2.3.2 TTGH sử dụng I 22
2.3 TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP BẢN MẶT CẦU 23
2.3.1 Thông số tính toán 23
2.3.2 Kiểm tra sức kháng Momen với thép đã chọn 24
2.4. KIỂM TOÁN DIỆN TÍCH BẢN MẶT CẦU 24
2.4.1 Cốt thép chịu momen dương 24
2.4.2 Cốt thép chịu momen âm 25
2.4.3 Cốt thép phân bố 26
2.4.4 Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ 26
2.5. KIỂM TRA NỨT VỚI TTGH SỬ DỤNG I 26
2.5.1 Kiểm tra cốt thép chịu Momen dương 27
2.5.2 Kiểm tra cốt thép chịu momen âm 28
CHƯƠNG 3 TÍNH NỘI LỰC DẦM CHỦ 31
3.1 Kích thước mặt cắt ngang dầm 31
3.1.1 Diện tích mặt cắt ngang dầm 32
3.1.1.1 Mặt cắt đầu dầm 32
3.1.1.2 Các mặt cắt khác của dầm 32
3.1.2 Khoảng cách đáy dầm đến trọng tâm mặt cắt 33
3.1.2.1 Mặt cắt đầu dầm 33
3.1.2.2 Các mặt khác của dầm 33
3.1.3 Momen quán tính đối với tọa độ địa phương 34
3.1.3.1 Mặt cắt đầu dầm 34
3.1.3.2 Các mặt cắt khác của dầm 35
3.2 TÍNH NỘI LỰC DẦM CHỦ CHƯA CÓ HỆ SỐ TẢI TRỌNG 35
3.2.1 Nội lực do tĩnh tải 35
3.2.1.1 Tĩnh tải giai đoạn 1(giai đoạn kéo căng cáp dự ứng lực ) 35
3.2.1.2 Tĩnh tải giai đoạn 2 (giai đoạn đổ bản mặt cầu) 36
3.2.1.3 Tĩnh tải giai đoạn 3 (Giai đoạn khai thác) 37
Trang 43.2.1.5 Tính nội lực do tĩnh tải 37
3.2.2 Nội lực do hoạt tải 39
3.2.2.1 Tính hệ số phân phối Momen và hệ số phân phối lực cắt 39
3.2.2.2 Tính hệ số phân phối Momen 40
3.2.2.3 Tính hệ số phân phối lực cắt 42
3.2.2.4 Tính nội lực do hoạt tải (không hệ số) 43
3.3 TỔ HỢP NỘI LỰC DẦM CHỦ THEO CÁC TTGH 49
3.3.1 TTGH cường độ I 49
3.3.2 TTGH sử dụng I 50
3.3.3 TTGH sử dụng III 50
3.4 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC 51
3.4.1 Chọn số lượng cáp dự ứng lực 51
3.4.2 Bố trí cáp dự ứng lực 52
3.5 TÍNH LẠI ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN 55
3.5.1 Tính lại chiều rộng có hiệu của bản 55
3.6 TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT TRONG CÁP DỰ ỨNG LỰC 59
3.6.1 Mất mát tức thời 59
3.6.1.1 Mất mát do ma sát 59
3.6.1.2 Mất mát do trượt neo 64
3.6.1.3 Mất mát do co ngắn đần hồi 65
3.6.2 Mất mát theo thời gian 66
3.6.3 Tổng hợp ứng suất mất mát 68
CHƯƠNG 4 KIỂM TOÁN DẦM CHỦ 69
4.1 KIỂM TRA THEO TRANG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ I 69
4.1.1 Kiểm tra sức kháng uốn mặt cắt Ls/2 69
4.1.2 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu 70
4.1.3 Kiểm tra sức kháng cắt 71
4.2 KIỂM TOÁN TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG 75
4.2.1 Kiểm toán ứng suất trong bê tông 75
4.2.1.1 Kiểm toán giai đoạn 1 (giai đoạn căng cáp dự ứng lực ) 75
4.2.1.2 Kiểm toán giai đoạn 2( giai đoạn đổ bản mặt cầu) 76
Trang 54.3 Kiểm toán võng 78
4.3.1 Độ võng của dầm giai đoạn 1 79
4.3.1.1 Độ võng của dầm do tĩnh tải giai đoạn 1 79
4.3.1.2 Độ võng của dầm do momen căng dự ứng lực tập trung 79
4.3.1.3 Độ võng của dầm do lực căng cáp phân bố đều 80
4.3.1.4 Độ võng của dầm trong giai đoạn 1 do tĩnh tải và DƯL 80
4.3.2 Độ võng của dầm trong giai đoạn đoạn 2 82
4.3.2.1 Độ võng của dầm do tĩnh tải giai đoạn 2 82
4.3.2.2 Độ võng của dầm giai đoạn 2 82
4.3.2.3 Độ võng của dầm trong giai đoạn 3 82
4.3.3 Độ võng của dầm do họa tải 83
4.3.3.1 Trường hợp 1 : Do chỉ một mình xe tải thiết kế 83
4.3.3.2 Trường hợp 2 : 25% xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế 83
4.3.3.3 Độ võng giới hạn của dầm khi chịu hoạt tải 83
CHƯƠNG 5 THI CÔNG KẾT CẤU NHỊP CẦU 84
5.1 TRÌNH TỰ CHẾ TẠO DẦM CHỦ 84
5.2 TRÌNH TỰ LAO LẮP DẦM CHỦ VÀ THI CÔNG BẢN MẶT CẦU 87
5.3 HOÀN THIỆN CẦU 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO 89
Trang 6MỤC LỤC HÌNH VẼ
Hình 1-1 Mặt cắt ngang cầu 5
Hình 1-2 Mặt cắt ngang dầm 7
Hình 1-3 Mặt cắt ngang lan can 8
Hình 1-4 Mặt cắt ngang dầm – đầu dầm 8
Hình 1-5 Mặt cắt ngang dầm – giữa nhịp 8
Hình 1-6 Khối dầm ngang tại gối 8
Hình 1-7 Khối dầm ngang trung gian 8
Hình 1-8 Kí hiệu kích thước và quy đổi mặt cắt ngang dầm 9
Hình 1-9 Mặt cắt dọc dầm 9
Hình 2-1 Tải trọng do bản mặt cầu tác dụng vào dải bản 16
Hình 2-2 Tải trọng do bản hẫng tác dụng vào dải bản 16
Hình 2-3 Tải trọng do lan can tác dụng lên dải bản 17
Hình 2-4 Tải trọng do lan can tác dụng lên dải bản 17
Hình 2-5 Sơ đồ xếp xe 1 làn lên đường ảnh hưởng M204 19
Hình 2-6 Sơ đồ xếp xe 2 làn xe lên đường ảnh hưởng M204 19
Hình 2-7 Sơ đồ xếp xe 3 làn xe lên đường ảnh hưởng M204 20
Hình 2-8 Sơ đồ xếp xe 1 làn lên đường ảnh hưởng M300 20
Hình 2-9 Sơ đồ xếp xe làn 1 lên đường ảnh hưởng M200 21
Hình 2-10 Chiều cao có hiệu của bản mặt cầu 24
Hình 2-11 Kiểm tra nứt 27
Hình 2-12 Tiết diện bản tại vị trí 204 28
Hình 2-13 Tiết diện bản tại vị trí 200 29
Hình 3-1 Kích thước dọc dầm 36
Hình 3-2 ĐAH Momen và lực cắt dầm chủ 37
Hình 3-3 Hoạt tải HL-93 40
Hình 3-4 Xếp 1 làn xe tính hệ số phân phối momen đối với dầm biên 41
Hình 3-5 Xếp hoạt tải lên ĐAH lực cắt tại tiết diện gối 44
Hình 3-6 Xếp hoạt tải lên ĐAH lực cắt tại tiết diện 0,1Ls 44
Hình 3-7 Xếp hoạt tải lên ĐAH momen tại tiết diện 0,1Ls 45
Trang 7Hình 3-8 Xếp hoạt tải lên ĐAH lực cắt trên tiết diện 0,2 Ls 45
Hình 3-9 Xếp hoạt tải lên ĐAH momen tại tiết diện 0,2Ls 46
Hình 3-10 Xếp hoạt tải lên ĐAH lực cắt trên tiết diện 0,3 Ls 46
Hình 3-11 Xếp hoạt tải lên ĐAH momen tại tiết diện 0,3Ls 47
Hình 3-12 Xếp hoạt tải lên ĐAH lực cắt trên tiết diện 0,4 Ls 47
Hình 3-13 Xếp hoạt tải lên ĐAH momen tại tiết diện 0,4Ls 48
Hình 3-14 Xếp hoạt tải lên ĐAH lực cắt trên tiết diện 0,5 Ls 48
Hình 3-15 Xếp hoạt tải lên ĐAH momen tại tiết diện 0,5Ls 49
Hình 5-1 Chuẩn bị mặt bằng 84
Hình 5-2 Tạo hố móng 84
Hình 5-3 Đổ cát vào hố móng 85
Hình 5-4 Đổ bê tông vào bệ đúc 85
Hình 5-5 Lớp đặt ván khuôn và đổ bê tông 86
Hình 5-6 Căng cáp dự lực 86
Hình 5-7 Vận chuyển dầm vào vị trí lao lắp 87
Hình 5-8 Vận chuyển dầm chủ lên công trình 87
Hình 5-9 Thi công bản mặt cầu 88
Trang 8MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1-1 Đặc trưng của vật liệu bê tông dầm 3
Bảng 1-2 Đặc trưng của vật liệu bê tông bản mặt cầu 4
Bảng 1-3 Đặc trưng vật liệu của cốt thép thường 4
Bảng 1-4 Thống kê các kích thước dầm chủ 6
Bảng 2-1.Diện tích đường ảnh hưởng phía trong 15
Bảng 2-2 Diện tích đường ảnh hưởng phần mút thừa 15
Bảng 2-3 Tổ hợp tải trọng theo các trạng thái giới hạn 23
Bảng 3-1 Diện tích mặt cắt ngang dầm I (m2) 32
Bảng 3-2 Khoảng cách đáy dầm đến trọng tâm các diện tích 34
Bảng 3-3 Momen quán tính đối với tọa độ địa phương các mặt cắt (𝑚4) 35
Bảng 3-4 Giá trị Momen do tĩnh tải tại các tiết diện 39
Bảng 3-5 Giá trị lực cắt do tĩnh tải tại các tiết diện 39
Bảng 3-6 Lực cắt,Momen lớn nhất do hoạt tải tại các tiết diện 49
Bảng 3-73-8 Tổ hợp nội lực theo TTGH cường độ I 50
Bảng 3-9 Tổ hợp nội lực theo TTGH sử dụng I 50
Bảng 3-10 Tổ hợp nội lực theo TTGH sử dụng III 50
Hình:3-11 Bố trí thép dự ứng lực trên mặt cắt giữa dầm và đầu dầm 52
Hình 3-12.Mặt bằng bố trí thép dự ứng lực trên chiều dài dầm 52
Hình 3-13 Đồ thị parabol biểu diễn tọa độ cáp dự ứng lực 52
Hình 3-14 Đồ thị parabol phương trình cáp dự ứng lực 54
Bảng 3-15 Chi tiết bố trí cáp dự ứng lực 54
Bảng 3-16 Bố trí cốt thép dự úng lực theo phương đứng Yi 55
Bảng 3-17 Bố trí cốt thép dự úng lực theo phương ngang 55
Bảng 3-18 Diện tích mặt cắt ngang 55
Bảng 3-19 Khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm tiết diện 56
Bảng 3-20 Momen quán tính với tọa độ địa phương và toàn bộ tiết diện 57
Bảng 3-21 Đặc trưng tiết diện ở các giai đoạn 58
Bảng 3-22 Tọa độ của cáp tại các mặt cắt theo phương đứng 59
Bảng 3-23 Chiều dài tích lũy l (m) bó cáp tại các tiết diện 60
Trang 9Hình 3-24 Góc 𝛼0, 𝛼𝑥 của bó cốt thép 60
Bảng 3-25 Góc α0 của các bó cốt thép 61
Bảng 3-26 Góc 𝛼𝑛 của các bó cốt thép 61
Bảng 3-27 Góc 𝛼𝑥, 𝛼 của các bó cốt thép tại tiết diện neo 63
Bảng.3-28 Góc 𝛼𝑥, 𝛼 của các bó cốt thép tại tiết diện gối 63
Bảng 3-29 Góc 𝛼𝑥, 𝛼 của các bó cốt thép tại tiết diện 0,1Ls 63
Bảng.3-30 Góc 𝛼𝑥, 𝛼 của các bó cốt thép tại tiết diện 0,2Ls 63
Bảng 3-31 Góc 𝛼𝑥, 𝛼 của các bó cốt thép tại tiết diện 0,3Ls 63
Bảng.3-32 Góc 𝛼𝑥, 𝛼 của các bó cốt thép tại tiết diện 0,4Ls 64
Bảng.3-33 Góc 𝛼𝑥, 𝛼 của các bó cốt thép tại tiết diện Ls/2 64
Bảng 3-34 Mất mát do ma sát (MPa) 64
Bảng 3-35 Lực căng 𝑃𝑖 tại các mặt cắt 66
Bảng 3-36 tính 𝑓𝑐𝑔𝑝 tại các mặt cắt 66
Bảng.3-37 Tính mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi 𝛥𝑓𝑝𝐸𝑆 66
Bảng 3-38 Mất mát theo thời gian tại các mặt cắt 68
Bảng 3-39 Tổng hợp ứng suất mất mát (MPa) 68
Hình 4-1 Bố trí cốt đai kháng cắt vị trí tính toán 73
Bảng 4-2 Bảng kiểm toán ứng suất giai đoạn 1 76
Bảng 4-3 Bảng kiểm toán ứng suất giai đoạn 2 77
Bảng 4-4 Bảng kiểm toán ứng suất giai đoạn 3 78
Hình 4-5 Sơ đồ kiểm toán võng 78
Hình 4-6 Sơ đồ xếp xe tính võng tại giữa nhịp 83
Trang 10LỜI MỞ ĐẦU
Trang 11CHƯƠNG 1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ, LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC
SƠ BỘ
1.1.1 Tiêu chuẩn và tải trọng thiết kế
- Tiêu chuẩn thiết kế: Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ TCVN 11823-2017
- Hoạt tải thiết kế: HL-93
Bảng 1-1 Đặc trưng của vật liệu bê tông dầm
Cường độ nén quy định của bê
Trang 12Bảng 1-2 Đặc trưng của vật liệu bê tông bản mặt cầu
Cường độ nén quy định của bê
Trọng lượng riêng của bê tông bản
Cốt thép thường theo tiêu chuẩn TCVN 1651-2:2018 “Thép cốt bê tông”
Bảng 1-3 Đặc trưng vật liệu của cốt thép thường
+ Diện tích một tao cáp 12.7mm : Apsi = 98,7mm2
+ Trọng lượng đơn vị của tao cáp 12.7mm : 1,1kg/m
+ Ứng suất trong cáp dự ứng lực khi kích : fpj = 0,75fpu
Trang 13Theo tiêu chuẩn TCVN 11823-9:2017, Điều (7.1.1) “Trừ bản mặt cầu người
đi, chiều dày bản mặt cầu bê tông, không kể bất kì dự phòng nào về mài mòn, xoi rãnh
và lớp mặt bỏ đi, không được nhỏ hơn 175 mm” Ngoài ra, chiều dày tối thiểu theođiều kiện chịu lực phụ thuộc vào nhịp bản S Đối với bản đúc tại chỗ liên tục
𝑆 + 3000 2360 + 3000
𝐻𝑚𝑖𝑛 =
Theo tiêu chuẩn 𝐻𝑚𝑖𝑛 ≥ 175 𝑚𝑚 nên ta chọn 𝐻𝑚𝑖𝑛 = 180 𝑚𝑚
Lựa chọn bản mặt cầu và lớp phủ mặt cầu như sau:
- Chọn chiều dày bản mặt cầu BTCT là hs = 200 mm
Trang 14𝑏6 Chiều rộng phần dốc của cánh trên 325 243 100
Chiều cao (mm)
Trang 16Hình 1-4 Mặt cắt ngang dầm – đầu dầm Hình 1-5 Mặt cắt ngang dầm – giữa nhịp
1.2.4 Lựa chọn số lượng và kích thước dầm ngang
Hình 1-6 Khối dầm ngang tại gối Hình 1-7 Khối dầm ngang trung gian
Trang 17+ Chiều dày sườn : 𝑑𝑑𝑛 = 200 𝑚𝑚
Khối dầm ngang trung gian :
+ Chiều cao :ℎ𝑑𝑛 = 1650 − 250 = 1400 𝑚𝑚
+ Bề rộng :𝑏𝑑𝑛 = 𝑆 − 𝑏2 = 2360 − 200 = 2160 𝑚𝑚
+ Chiều dày sườn :𝑑𝑑𝑛 = 200 𝑚𝑚
Hình 1-8 Kí hiệu kích thước và quy đổi mặt cắt ngang dầm
Hình 1-9 Mặt cắt dọc dầm
Trang 18CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU
kê lên các gối cứng là các dầm chủ, có nhịp bằng khoảng cách hai dầm chủ
Để xác định lực cắt và mômen uốn tại các vị trí ta lập đường ảnh hưởng nội lực củadầm liên tục với hai đầu hẫng Ta lập được các đah cho trường hợp có 6 dầm chủ :
Trang 19-0,99950,631
+ -
+ -
Đ.a.h M204
Đ.a.h M300
Đ.a.h R200
Trang 20- Chiều dài đoạn bản hẫng : 𝐿 = 1180 (𝑚𝑚)
- Khoảng cách từ trọng tâm lan can đến gối thứ nhất :
𝐿1 = 1180 − 191 = 989 (𝑚𝑚)
- Khoảng cách từ mép lan can đến gối thứ nhất :
𝐿2 = 1180 − 500 = 680 (𝑚𝑚)
Bảng 2-1.Diện tích đường ảnh hưởng phía trong
Bảng 2-2 Diện tích đường ảnh hưởng phần mút thừa
Trang 22500 680
2.2.1.3 Nội lực do lan can
Hình 2-3 Tải trọng do lan can tác dụng lên dải bản
𝑀𝑝𝑏 = 𝑃𝑏 ∗ 𝑦 ∗ 𝐿1
𝑅𝑝𝑏200 = 𝑃𝑏 ∗ 𝑦𝑝𝑏200989
Trang 232.2.2 Xác định nội lực do hoạt tải
Khi thiết kế bản mặt cầu theo phương pháp dải bản ngang với 𝑆 <= 4600
𝑚𝑚 chỉ cần tính với xe tải thiết kế có tải trọng trục là 145 KN Mỗi bánh xe trên trụcbằng 72,5kN và cách nhau 1800 mm Xe tải thiết kế được đặt theo phương ngangcầu để gây nội lực lớn nhất Tim của bánh xe cách lề đường không nhỏ hơn 300mmkhi thiết kế bản hẫng và 600mm khi thiết kế các bộ phận khác Với bản mặt cầu đổtại chỗ chiều rộng có hiệu của dải bản trong chịu tải trọng một dãy bánh xe theophương ngang cầu là:
- Khi tính bản hẫng: Swo = 1140 + 0,833* X
- Khi tính mômen dương: Swd = 660 + 0,55* 𝑆
- Khi tính mômen âm: Swa =1220 + 0,25* 𝑆
(X là khoảng cách từ bánh xe đến tim gối, S là khoảng cách giữa các dầm chủ)
2.2.2.1 Momen dương lớn nhất do hoạt tải.
Với các nhịp bằng nhau, momen dương lớn nhất gần đúng tại điểm 204.Chiều rộng làm việc dải bản :
𝑆𝑤𝑑 = 660 + 0,55 ∗ 𝑆 = 660 + 0,55 ∗ 2360 = 1958 (𝑚𝑚)
1800
Trang 25Hình 2-7 Sơ đồ xếp xe 3 làn xe lên đường ảnh hưởng M204
Một làn xe cho giá trị nội lực lớn hơn
Đối với bề rộng làn xe chạy là 11,8m ta có thể xếp tối đa là 3 làn xe chạy.Vậy Momen dương lớn nhất tại vị trí 204 :
𝑀204𝑀 = 𝑚 ∗ 𝑀𝑎𝑥(𝑀204𝑆 ; 𝑀204𝑀 , 𝑀204𝐾 ) = 𝑀𝑆204= 18717,886 (𝑁 𝑚𝑚/𝑚𝑚)
2.2.2.2 Momen âm lớn nhất tại gối 300 do hoạt tải
Chiều rộng làm việc dải bản
Trang 26dẫn tới việc giá trị momen sẽ bị triệt tiêu do có cả phần momen dương Làm giá trị momen khi xếp 2,3 làn sẽ bị giảm xuống
2.2.2.3 Momen âm lớn nhất tại gối 200 do hoạt tải
Khoảng cách từ bánh xe đến tim gối :
𝑋 = 1180 − 500 − 300 = 380 (𝑚𝑚)Chiều rộng làm việc của dải bản :
Trang 27- Nếu nội lực do tĩnh tải và hoạt tải cùng dấu :𝛾𝐷𝐶 = 1,25 𝑣à 𝛾𝐷𝑊 = 1,5
- Nếu nội lực do tĩnh tải và hoạt tải ngược dấu: 𝛾𝐷𝐶 = 0,9 𝑣à 𝛾𝐷𝑊 = 0,65
Trang 28Dùng cốt thép D14, 𝐴 = 154 (𝑚𝑚2), chịu momen dương
Dùng cốt thép D18, 𝐴 = 254 (𝑚𝑚2), chịu momen âm
Chiều cao có hiệu :
𝑑𝑑ươ𝑛𝑔 = 200 − 25 −
18
14
= 168(𝑚𝑚)2
𝑑â𝑚 = 200 − 35 − 2 = 156(𝑚𝑚)Diện tích cốt thép gần đúng theo công thức :
𝑀𝑢
𝐴𝑠 = 330𝑑
Trang 29�
2
Lop bê tông bao ve 35 mm
Lop bê tông bao ve 25 mm
Hình 2-10 Chiều cao có hiệu của bản mặt cầu
2.3.2 Kiểm tra sức kháng Momen với thép đã chọn
Hàm lượng cốt thép lớn nhất bị giới hạn bởi yêu cầu chống phá hoại dòn
𝑎 = 0,42 𝛽1 𝑑 = 0,351 ∗ 𝑑Trong đó :
𝑆𝑚𝑎𝑥 = 1,5 ∗ 200 = 300 (𝑚𝑚)
2.4.1 Cốt thép chịu momen dương
Trang 31𝑚𝑚 ) =≫ 𝑇ℎỏ𝑎 𝑚ã𝑛𝐶ℎọ𝑛 𝐷14𝑎200, 𝐴𝑠 = 0,77 (𝑚𝑚2/𝑚𝑚), 𝑑𝑑ươ𝑛𝑔 = 1638(𝑚𝑚)
= 44867,592 (𝑁 𝑚𝑚/𝑚𝑚)
∅ ∶ 𝐻ệ 𝑠ố 𝑠ứ𝑐 𝑘ℎá𝑛𝑔 = 0,9 đố𝑖 𝑣ớ𝑖 𝑏ê 𝑡ô𝑛𝑔 𝑐ố𝑡 𝑡ℎé𝑝 𝑡ℎườ𝑛𝑔
∅ ∗ 𝑀𝑛 = 44867,592 (𝑁 𝑚𝑚/𝑚𝑚) > 𝑀𝑢 = 38603,94 (𝑁 𝑚𝑚/𝑚𝑚) =≫𝑇ℎỏ𝑎 𝑚ã𝑛
𝑉ậ𝑦 𝐶ố𝑡 𝑡ℎé𝑝 𝑛𝑔𝑎𝑛𝑔 𝑏ê𝑛 𝑑ướ𝑖 𝑐ℎị𝑢 𝑚𝑜𝑚𝑒𝑛 𝑑ươ𝑛𝑔 𝑑ù𝑛𝑔 𝐷14𝑎200 𝑚𝑚
2.4.2 Cốt thép chịu momen âm
Kiểm tra sức kháng uốn :
Trang 32𝑆𝑐 ≤ 67%
𝑆𝑐: 𝐶ℎ𝑖ề𝑢 𝑑à𝑖 𝑛ℎị𝑝 ℎữ𝑢 ℎ𝑖ệ𝑢, 𝑆𝑐 = 𝑆 − 200 = 2360 − 200 = 2160 (𝑚𝑚)
3840 3840 = = 82,62% > 67% =≫ 𝐷ù𝑛𝑔 67
= 0,1716 (𝑚𝑚2/𝑚𝑚)
Cốt thép chính và phụ đều được chọn lớn hơn trị số này, tuy nhiên đối với bản dầyhơn 150 mm cốt thép chống co ngót và nhiệt độ phải được bố trí đều nhau trên cảhai mặt
Khoảng cách lớn nhất của cốt thép này là 3 lần chiều dày bản hoặc 450mm đối vớicốt dọc trên dùng ∅10𝑎200, 𝐴𝑠 = 0,392 (𝑚𝑚2/𝑚𝑚)
Để khống chế nứt, khoảng cách cốt thép thường trong lớp gần nhất với mặt chịu kéo phải thỏa mãn điều kiện TCVN 11823-5
123000𝛾𝑒
𝛽𝑠 𝑓𝑠𝑠Trong đó :
𝑑𝑐
𝛽𝑆 = 1 +
0,7 ∗ (ℎ − 𝑑 )
Trang 33� 2
2.5.1 Kiểm tra cốt thép chịu Momen dương.
Momen dương ở TTGH sử dụng tại vị trí 204 :
Trang 34Lấy tổng momen tĩnh đối với trục trung hòa, ta có :
0,5 𝑏 𝑥2 − 𝑛 𝐴𝑠′ (𝑑′ − 𝑥) − 𝑛 𝐴 (𝑑 − 𝑥) = 0𝑠𝑉ớ𝑖 𝑏 = 1𝑚𝑚 , 𝑑 = 𝑑𝑑ươ𝑛𝑔 = 168 𝑚𝑚, 𝑑′ = 44 𝑚𝑚, 𝐴𝑠 = 0,77 𝑚𝑚2, 𝐴′ =𝑠
1,4137 𝑚𝑚2 =≫ 𝐺𝑖ả𝑖 𝑝ℎươ𝑛𝑔 𝑡𝑟ì𝑛ℎ 𝑏ậ𝑐 2 đố𝑖 𝑣ớ𝑖 𝑥, 𝑡𝑎 𝑡ℎ𝑢 đượ𝑐
Thay số vào ta có:
𝑥 = 38,93 𝑚𝑚
𝑇𝑎 𝑡ℎấ𝑦 𝑥 = 38,93 < 𝑑 = 44 𝑚𝑚 =≫ 𝑉ậ𝑦 𝑡𝑟ụ𝑐 𝑡𝑟𝑢𝑛𝑔 ℎò𝑎 đú𝑛𝑔 𝑛ℎư 𝑔𝑖ả 𝑡ℎ𝑖ế𝑡Momen quán tính của tiết diện đàn hồi chuyển đổi là:
𝛽𝑠 𝑓𝑠𝑠 1,403 ∗ 166,04
=>> Thỏa mãn điều kiện chống nứt
2.5.2 Kiểm tra cốt thép chịu momen âm
Kiểm tra nứt tại tiết diện 200 hoặc 300, Momen tại các tiết diện này tínhtheo trang thái giới hạn sử dụng là:
Trang 35� 3
Tại vị trí 300, cốt thép phía dưới kí hiệu là 𝐴′ , cốt thép phía trên kí hiệu là
𝐴𝑠 Giả sử trục trung hòa đi qua vùng cốt thép chịu nén 𝐴′ như hình vẽ tức làchiều cao vùng nén 𝑥 > 37𝑚𝑚
Hình 2-13 Tiết diện bản tại vị trí 200
Lấy tổng momen tĩnh đối với trục trung hòa, ta có :
Trang 36𝛽𝑠 𝑓𝑠𝑠 1,272 ∗ 227,493
=>> Thỏa mãn điều kiện chống nứt
Trang 37b3 Chiều rộng cánh trên 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85b4 Chiều rộng phần trên của
h3 Chiều cao sườn dầm 1.166 0.991 0.89 0.89 0.89 0.89h4 Chiều cao nách dưới 0.034 0.082 0.11 0.11 0.11 0.11h5 Chiều cao cánh trên 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12h6 Chiều cao phần trên cánh 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08 0.08
Trang 39𝑦5 = ℎ1 + ℎ2 + ℎ3 + ℎ4 +
2 = 0,25 + 0 + 1,166 + 0,034 + 2 = 1,51 𝑚Khoảng cách đáy dầm đến trọng tâm diện tích 6
𝑦6 = ℎ1 + ℎ2 + ℎ3 + ℎ4 + ℎ5 +
2 = 0,25 + 0 + 1,166 + 0,034 + 0,12 + 2
= 1,61 𝑚Khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm toàn bộ mặt cắt đầu dầm