Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép " Thiết kế một dầm cho cầu dường ô tô nhịp giản đơn,bằng BTCT,thi công bằng phương pháp đúc rieng từng dầm tại công trường và tải trọng cho trước " pot

Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP ---*---*---*---Giáo viên hướng dẫn ĐÀO VĂN THƯỜNG:Nguyễn V¨n TuÊn Sinh viên :NGUY N V N ỄN VĂN ĂN NguyÔn V¨

Trang 1

Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP

-* -* -* -Giáo viên hướng dẫn ĐÀO VĂN THƯỜNG:Nguyễn V¨n TuÊn

Sinh viên :NGUY N V N ỄN VĂN ĂN NguyÔn V¨n T©TUẤNn

ĐỀ BÀI: Thiết kế một dầm cho cầu dường ô tô nhịp giản đơn,bằng BTCT,thi công bằng phương

pháp đúc rieng từng dầm tại công trường và tải trọng cho trước

Hệ số phân bố ngang tính cho mômen mgM =0,78

Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt mgQ =0,67

Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng Mg =0,56

Độ võng cho phép của hoạt tải 1/800

Vật liệu(cốt thép theo ASTM 615M): Cốt thép chịu lực: fy =280 Mpa

2 Tính mômen,lực cắt lớn nhất do tải trong gây ra

3 Vẽ biểu đồ bao moomen,lực cắt do tải trong gây ra

4 Tính,bố trí cốt thép dọc chủ tại mặt cắt giữa nhịp

5 Tinh,bố trí cốt thép đa

6 Tính toán kiểm soát nứt

7 Tính độ võng do hoạt tải gây ra

8 Xác đinh vị trí cốt thép,vẽ biểu đồ bao vật liệu

B-BẢN VẼ:

9 Thể hiện trên giấp A1

10 Vẽ mặt chính dầm,vẽ các mặt cắt đại diện

Trang 2

11 Vẽ biểu đồ bao vật liệu

12 Bóc tách cốt thép,thống kê vật liệu

1 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM:

1.1

Chiều cao dầm h.

Chiều cao dầm h được chọn theo điều kiện cường độ và điều kiện độ võng,thông thường đối với

dầm BTCT khi chiều cao đã thỏa mãn điều kiện cường độ thì cũng đã đạt yêu cầu về độ võng.Chiều cao dầm được chọn không thay đổi trên suốt chiều dài của nhịp,chọn theo công thức kinh nghiệm:

Trang 3

1.2 Bề rộng sườn dầm b w

Tại mặt cắt trên gôi của dầm,chiều rộng của sườn dầm được định ra theo tính toán và ứng suất kéo chủ Chiều rộng bw này được chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công sao cho dễ đổ BT với chất lượng tốt

Theo yêu cầu đó,ta chon chiều rộng sườn bw=20cm

Trang 4

-4

1

L=2318/4=5,754,5m với L là chiều dài nhịp hữu hiệu

- Khoảng cách tim giữa 2 dầm:21400cm

- 12 lần bề dày cánh và bể rộng sườn dầm: 12hf+bw=12x18+20=236cm

- Và bề rộng cánh tính toán cũng không được lớn hơn bề rộng cánh chê tạo bf=1960cm.Vậy bề rộng cánh hữu hiệu là b=17960cm

Quy đổi tiết diện tính toán:

- Diện tích tam giác tại chỗ vát bản cánh:

S



1 2

Trang 5

2.

TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM.

Tính moomen tính toán ứng với trạng thái giới hạn cường độ,tính tại mặt cắt giữa nhịp;M=η{(1,25×γ=0,wdc+1,5×γ=0,wdw)+mgM[1,75×LL 1 +1,75×k×LL M ×(1+IM)]}×w}×w M

Trong đó:

LLL :Tải trọng làn rải đều (9,3kn/m)

Trang 6

LL Mtan dem =18,16526,99 : Hoạt tải tương đương của xe 2 trục thiết kế

ứng với đ.a.h M tại mặt cắt giữa nhịp(KN/m)

M =22,439,57 :Hoạt tải tương đương của xe tải thiết kế ứng với đ.a.h M tại mặt cắt

giữa nhịp(KN/m)

mg =0, m 785 Hệ số phân bố ngang tính cho moomen(đã tính cả hệ số làn xe m)

Wdc=16,187,042,29 :Trọng lượng dầm trên 1 đơn vị chiều dài(KN/m)

Wdw= 5,554 :Trọng lượng các lớp mặt cầu và các tiện ích công cộng trên 1 đơn vị

chiều dài(tính cho 1 dầm(KN/m))

ΦM:Hệ số kháng(với dầm chịu kéo khi uốn lấy:ΦM=0,9

As:Diện tích cốt thép chịu kéo

Fy=280Mpa:Giới hạn chảy của cốt thép dọc chủ

f'

c=283028 Mpa:Cường độ chịu nén của BT ở tuổi 28 ngày

Βl:Hệ số quy đổi chiều cao vùng nén được xác định

c≥56MPaVậy theo điều kiện đầu bài f'

c =283028MPa nên ta có βl=0,85365

hf=0,1858818714m:chiều dày bản cánh sau khi quy đổi

a=βlc:Chiều cao khối ứng suất chữ nhật tương đương

d b f

M M

w c

f u



Với Mf=0,85×γ=0,βl(b-bw)×γ=0,hf×γ=0,f'

c(d-hf/2)Thay các số liệu vào ta có:

Mf =0,85x0,85365x(1,79 6-0,2)x0,18588714x283028x103x(1,530,99

-0,18588714/2)=8105,779680,614751,23(KNm)

Trang 7

21

1

d b f

M c

Trang 8

Kiểm tra lại tiết diện:

Trang 9

d:Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo:d=h-dl=1710 -– 14,932,36 == 155,0797,64cm

Giả sử trục trung hòa đí qua bản cánh

Tính toán chiều cao vùng nén quy đổi:



  = 6,633,98cm<βlhf = 15,5415,91

vậy điều giả sử là đúng

Mô men kháng tính toán:

Mr=ΦMMn=0,9x0,85abf'

c(d-a/2)

Mr=0,9x0,85x66,339,8x1960030x28x(1550,7 976,4- 66,339,8/2)=

4387254502130469048(Nmm)=43871304,69(KNm)

Như vậy Mr>Mu= 4229,8456(KNm) 1192,58=>Dầm đủ khả năng chịu mômen

Kiểm tra lượng cốt thép tối đa:

Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu:

1.71/Tính toán mômen và lực cắt tại vị trí bất kì

Vẽ đ.a.h của mômen và lực cắt

+chiều dại nhịp:l=2314m

+chia dầm thành 10 đoạn ứng với các mặt cắt từ 0 đến 10,mỗi đoạn dài 2,31,5m

Đường ảnh hưởng mômen tại các tiết diện:

Trang 10

Các công thức tính toán giá trị moomen,lực cắt tại mặt cắt thứ i theotrạng thái giới hạn cường độ:

wdw;wdc :tĩnh tải rải đều và trọng lượng bản thân của dầm(KNm)

wM :diện tích đ.a.h moomen tại mặt cắt thứ i

wQ:tổng đại số diện tích đ.a.h lực cắt

wlQ:diện tích phần lớn hơn trên đ.a.h lực cắt

LL:hoạt tải tương ứng với đ.a.h moomen lực cắt tại mặt cắt thứ i

LLQ:hoạt tải tương ứng với đ.a.h lực cắt tại mặt cắt thứ i

mgM;mgQ:hệ số phân bố ngang tinh cho mômen lực cắt

LLL=9,3KN/m:tải trọng làn rải đều

(l+IM):hệ số xung kích,lấy=1,25

η:hệ số điều chỉnh tải trọng xác định bằng công thức

Trang 11

η=ηd×γ=0,ηR×γ=0,ηl≥0,95

với đường quốc lộ và trạng thái giới hạn cường độ I:ηd=0,95;ηR=1,05; ηl=0,95

với trạng thái giới hạn sử dụng η=1

LL tan

(KN/

m)

cd i

)

sd i

)

2,31,

4 0,1 23,8110,13 24,3734,02 18,628,00 1576,01462,93 1079,08319,814,62,

8 0,2 42,3218,0 23,8632,92 18,5327,85 2777,77812,3 1903,93562,0956,94,

Ta vẽ biểu đồ bao moomen cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ:

Trang 12

w Q

( / )

truck Qi LL

kN m

tan

( / )

dem Qi LL

490,53262,82,31,5 20,713,

5

9,326,08 9,216,0 27,1338,0

3

20,6831,18

623,09322,32

407,47218,374,63 18,412 7,364,8 6,94,5 29,941,33 23,1734,8

3

476,52259,53

325,15274,486,94,4 16,110,

5

5,643,68 4,63,0 33,2545,1

6

26,3339,59

364,22198,63

244,75131,7259,26 13,89 4,142,7 2,31,5 37,449,40 30,5245,6

3 254,14138,64 164,5789,5111,57,

5 11,57,5 2,861,88 0.0 42,5755,21 36,3354,17 146,0782,14 87,8649.41

Trang 13

Đồ ỏn mụn học kết cấu bờ tụng cốt thộp

1Biểu đồ bao lực cắt ở trạng thái giới hạn cờng độ

Tớnh toỏn moomen khỏng tớnh toỏn của dầm khi bị cắt hoặc uốn cụt thộp:

Kết quả tớnh toỏn được thể hiệ trong bảng sau:

Qua cánh 4387,251305,6

1 12 98284644 12,50, 5,683, Qua cánh 3830,561144,2

Trang 14

Qua c¸nh 2606,69779,93

,333

2,841,707

Qua c¸nh 1967,95589,79

Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen

Do điều kiện về lượng cốt thép tối thiểu:Mr ≥ min{1,2Mcr;1,33Mu} nên khi

Mu≤0,9Mcr thì điều kiện lượng côt thép tối thiểu là Mr≥ 1,33Mu.Điều này có nghĩa là khả năng chịulực của dầm phải bao ngoài đường

Trang 15

M = 4 3 M

M

BIỂU ĐỒ BAO MÔ MEN SAU KHI ĐÃ HIỆU CHỈNH

Trang 16

*Xác định điểm cắt lý thuyết

Điểm cắt lý thuyết mà tại đó theo yêu cầu về uốn không cần cốt thép dài hơn

Để xác định điểm cắt lý thuyết ta chỉ cần vẽ biểu đồ moomen tính toán Mu và xác định điểm giao biểu đồ ΦMMn

Chiều dài khai triển ld của thanh kéo được lấy như sau:

Chiều dài triển khai cốt thép kéo ld,phải không được nhỏ hơn tích số chiều dài triển khai cốt thép kéo cơ bản ldb được quy định ở đây,nhân với các hệ số điều chỉnh hoặc hệ số như được quy định của quy trình.Chiều dài triển khai cốt thép kéo không được nhỏ hơn 300mm

Trang 17

Chiều dài triển khai cốt thép cơ bản ldb(mm) được sử dụng với cốt thép dọc sử dụng trong bài là thép sô 322

ldb=0,02 '

c

y b

Trang 18

Trang 19

1115,8 816,49

1064,62

[1305,6] [1144,2] [968,97] [779,93]

Mr(kN.m) [589,79]

Mu(kN.m) 1220,79

1187,17 1052,86

812,30 462,95

3:TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT.

Biểu thức kiểm toán φVVn > Vu

Vn sức kháng danh định,được lấy bằng giá trị nhỏ hơn của

d f

A v v v(cot  cot )sin

(N)

Trong đó:

• Chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv,xác định bằng khoảng cách cánh tay đòn của nội ngẫu

lực Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn thì

dv =d-a/2.Đồng thời dv=max{0,9d;0,72h}

Vậy dv=max{0,9d;0,72h;d-a/2}

0,9de=0,9x 1550,7976,4 = 1395,63878,76 mm0,72h=0,72x17100= 1224 792mm

d-a/2= 1550,7 976,4- 66,3

2 39,8/2 = 1517,55 956,48mm+bv:bề rộng bản bụng hữu hiệu,lấy băng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao dv,vậy

bv=bw=20cm

Từ trên ta thấy dv= 1517,55956,48 mm

+s(mm):bước cốt thép đai

+β:Hệ số chỉ khả năng của BT bị nứt chéo truyền lực kéo

+ Ө:góc nghiêng của ứng suất nén chéo

Trang 20

+ β, Ө được xác định băng cách tra đồ thị và tra bảng

+α:góc nghiêng của cốt thép ngang với trục dọc,bố trí cốt thép đai vuông với trục dầm nên α=90

+ ΦM:Hệ số sức kháng cắt,với BT thường ΦM=0,9

Av:diện tích cốt thép bị cắt trong cự ly s(mm)

Vs:Khả năng chịu lực cắt của BT (N)

Vu:Lực cắt tính toán(N)

Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả năng chịu lực của BT vùng nén:

+Xét mặt cắt cách gối một khoảng dv= 1517,55956,48mm.Xác định nội lực trên đường bao băng phương pháp nội suy

u

b d



3

492, 26 100,9 1517,55 200

2, 244

30 =0,06 ,0612<0,25+Giả sử trị số góc Ө=45 tính biến dạng cốt thép chịu kéo theo công thức

u

u v

Tra bảng ta được Ө = 35,4437,138 Tính lại εx=1,04 ,22.10-3

Tiếp tục tra bảng ta được Ө = 36,4538,057 .Tính lại εx=1,0322.10-3

Tiếp tục tra bảng ta được Ө =368,33057 Tính lại εx=1,0322.10-3

Giá trị của Ө, εx hội tụ

Trang 21

Vs=Vn-Vc=

3

492, 26 100,9

- 301,48 173,15.103 = 245,47114,064 .103(N)Khoảng cách bố trí cốt thép đai lớn nhất

Smax=

s

v y v

V

g d

f

A    cot 

fy= 280280MpPa:giới hạn chảy quy định với côt thép đai

 =36,33 8,057 :góc nghiêng ứng với ung suÊtUWSS nén chéo

Ta chọn khoảng cách bố trí côt đai s= 33 430cm

Kiểm tra lượng cốt thép đai tối thiểu

5

1039,86 101517,55 0,9



 956 , 48 0 , 9

10 5 ,

10 29518

cotg(36,338,057 )

= 819,742387,741x103N

Trang 22

Trang 23

3

2 8

2822, 45 10

100,645 10 11,824047138,17 10

2783,86 10

120,57 10 15,8721143368,98 10

min 1/3

+Trong đó:

dc : chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùngcho đến tâm thanh gần nhất, theo bố trí cốt thép dọc ta có dc =40 mm

+A : Diện tích phần bê tông có trọng tâm với cốt thep chủ chịu kéo và đợc bao bởi các mặt cắt

ngang và đờng thẳng song song với trục trung hoà chia số lựơng thanh

Để tìm A ta giả sử đờng giới hạn trên của miền A tại sờn dầm Trọng tâm của miền A tính nh sau:

2 2

Trang 24

Z : thông số bề rộng vết nứt sét trong điều kiện bình thờng Z= 30000 N/mm

30000

486,98 / 486,98( )c (40.5844,64)

Tính toán ứng suất sử dụng trong cốt thép:

_Tính diện tích tơng đơng của tiết diện khi bị nứt:

*Tớnh toỏn ứng suất sử dụng trong cốt thộp

- Tớnh diện tớch tương đương của tiết diện khi bị nứt

Trang 25

Xác định vị trí bất lợi của xe tải thiết kế

Xét trường hợp cả ba trục đều ở trong nhịp.vị trí bất lợi của xe được xác định theo công thức:

Trang 26

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	0,93 MB