Tính toán cầu thép liên hợp bản BTCT

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

Hình 4.1: M t c t ngang c u 4.1 L A CH N TI T DI N D M CHÍNH:

2112

B n biên trên

B n b ng

1428450

A

∑

+ Kho ng cách t đ nh d m thép đ n tr c trung hòa (TTH):

mm+ Moment quán tính c a d m thép:

+ Moment ch ng u n c a ti t di n d m thép t i đ nh d m:

+ Moment ch ng u n c a ti t di n thép d m t i đáy d m:

4.1.3 B r ng làm vi c c a BMC:

- Chi u dài tính toán c a d m chính: Ltt = mm

- Chi u dài nh p h u hi u, Leff = Ltt Leff = mm

D m biên

1237

10504325

8min 6

s

s t

s t

I S y

, ,

s

s b

s b

I S y

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

4.1.4.1 c tr ng hình h c c a d m liên h p ng n h n:

- c tr ng hình h c c a d m liên h p ng n h n (n) đ c th hi n trong b ng d i đây:

n: h s mudul đàn h i: n = 7+ Kho ng cách t đáy d m thép đ n tr c trung hòa (TTH):

+ Kho ng cách t đ nh d m thép đ n tr c trung hòa (TTH):

mm+ Moment quán tính c a d m liên h p:

+ Moment ch ng u n c a ti t di n d m liên hp t i đ nh d m thép:

+ Moment ch ng u n c a ti t di n liên hp d m t i đáy d m thép:

4.1.4.2 c tr ng hình h c c a d m liên h p dài h n:

- c tr ng hình h c c a d m liên h p dài h n (3n) đ c th hi n trong b ng d i đây:

+ Kho ng cách t đáy d m thép đ n tr c trung hòa (TTH):

-667

Thành ph n

1.11E+08

4.43E+10235.53

Aiyi yi - y3n,b Ai*(yi - y3n,b)2 Io

(mm4)

2.95E+10 1.48E+101.13E+10

1.46E+102.40E+07

Ai

4113666786

B n m t c u2338/n x 200

n

n t

n t

I S y

, ,

n

n b

n b

I S y

A

∑

+ Kho ng cách t đ nh d m thép đ n tr c trung hòa (TTH):

mm+ Moment quán tính c a d m liên h p:

y

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

- H s phân b t i tr ng ngang đ i v i moment:

Do t i tr ng m i đ c tính toán v i 1 xe t i nên h s phân b t i tr ng trên

đ c chia cho 1.2 (h s làn khi có 1 làn ch t t i) đ xác đ nh h s phân b

4300

g M

2900

g M

- H s phân b t i tr ng ngang đ i v i moment:

* T ng h p k t qu tính toán h s phân b ngang:

*Ghi chú: đ n gi n vi c tính toán thi t k và ch t o, đ ng th i thiên v an toàn, d m

s đ c tính toán thi t k v i h s phân b ngang l n h n c a 2 tr ng h p

d m trong và d m ngoài

0.6540.785

0.984

0.695

0.6540.785

=

280077

e

=+

=

30006

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

1.251.50

0.000.75

0.000.00

T i làn

0.900.651.751.751.75

DCDW

1.901

12.671

đahTTGH m i

ωQ

(m)TTGH khác

-2.012

M (m)

M (m)

-1.081

M (m)

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

* Nguyên t c x p t i lên đah:

- T nh t i: T nh t i ph i đ c ch t đ y trên đah, k c ph n đah d ng và âm

- Ho t t i: Các tr c xe bánh xe không gây ra ng l c l n nh t đang xem xét ph i b qua

T i tr ng làn ch c n ch t lên đah d ng ho c đah âm đ gây ra ng l c l n nh t

4.4.2 Do t nh t i:

- N i l c do t nh t i gây ra trong 1 d m chính đ c trình bày trong các b ng sau:

* Ghi chú: Các giá tr trên ch a xét đ n h s t i tr ng

M (m)

0.000

M (m)

B ng 4.11: L c c t do t nh t i gây ra trong d m chính

(KN)

113.19 (KN)

1/4 nh p

(KN)âm

4.4.3 Do ho t t i:

- N i l c do ho t t i gây ra trong 1 d m chính đ c trình bày trong các b ng sau:

- Ghi chú: Các giá tr trên ch a xét đ n b t k h s nào

- T ng h p n i l c do ho t t i tác d ng lên 1 d m đ c trình bày trong b ng d i đây:

M

Q(KN.m)

Xe t i

Xe 2 tr cLàn

B ng 4.12: Moment do ho t t i gây ra trong d m chính

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

203.59154.68

S d ng

1174.97

229.14179.736.25

y

yc I I

312

t t yc

Kho ng cách (m)

TTGH C ng đ I TTGH S d ng TTGH M i

0 2 4 6 8 10 12Kho ng cách (m)14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

V-max V-min V-max V-min V-max V-min

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

+ K t lu n:

Hình 4.7: Chi u cao b n b ng ch u nén t i moment đàn h i

nh p (có th l y các m t c t khác)

148621229.14

I

I =

4.5.2 Tính toán moment ch y M y và moment d o M p :

MD1 : Moment do t nh t i giai đo n 1

MD2 : Moment do t nh t i dài h n giai đo n 2

+ Moment t ng thêm do ho t t i gây ra gi i h n ch y b n biên trên:

+ Moment t ng thêm do ho t t i gây ra gi i h n ch y b n biên d i:

V trí c a TTH đ c xác đ nh theo đi u ki n cân b ng l c d c tr c do u n gây ra các

b ph n c a d m liên h p (không xét ph n bê tông ch u kéo và l c d c tr c thu n túy)

M = M + M + M

n AD n

D S

D y

S

M S

M S

M

3

2 1

D y n AD

S

M S

M F S M

3

2 1

P = f b t =

'0.85

P = f b t =

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

Trong đó:

b eff : b r ng h u hi u c a b n m t c u, beff = mm

t s : chi u dày b n m t c u, ts = mm

b hut : b r ng c a vút d m, bhut = mm

t hut : chi u dày c a vút d m, thut = mm

A rt : di n tích c t thép l p trên phân b trong b r ng h u hi u c a BMC

=> V y TTH qua b n biên trên d m:

+ Tr c trung hoàn cách đáy b n biên trên 1 đo n:

230.1729.9 0.0 42.6

73501713616650

2337.5200

1028

1199

B ng 4.18: Tính toán moment d o M p

420345

* Ki m tra xem b n b ng d m có đ c ch c không?

+ i u ki n:

Trong đó:

D cp : chi u cao b n b ng ch u nén t i moment d o: (xem l i ph n 4.5.2.2)

Do TTH qua b n biên trên d m nên:

D' : Kho ng cách đ c quy đ nh nh sau:

t h : chi u dày c a vút d m, th = t hut = mm+ Ki m tra:

−

=

'4

85.04

85.05

D

D M M M

MPa F

y

y

345cho

7.0

250cho

9.0

β

Tính tốn, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

* S c kháng c t c a b n b ng khi khơng cĩ s n t ng c ng ngang:

- S c kháng c t danh đ nh c a b n b ng khi khơng cĩ s n t ng c ng (STC) ngang:

1218.73

13943.21

119.059.2

>

13943.21

0.951.00

cho trường hợp 1:

1.48t cho trường hợp 2:

cho trường hợp 3: .07

D

t =2.46 s

* S c kháng c t c a b n b ng khi có s n t ng c ng ngang trung gian:

- Kho ng cách gi a các STC ngang trung gian:

Kho ng cách gi a các STC ngang trung gian ph i đ m b o yêu c u v b c x p

Ngoài ra, kho ng cách t STC đ ng t i g i đ n STC ngang đ u tiên không đ c

=> Ch n: d0 = mm+ Xác đ nh t s c a ng su t o n c t v i c ng đ ch y c t:

260/

−+

=

2 01

187.0

w

p n

D d

C C

V V

( )2 0

55

D

s yw

kE

F 1.38

s yw

kE F

( )2

1.1

1w

w

1 khi:

1.1

khi: .1/t

1.52

khi: .38/t

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

V i:

Mu :

i v i các panen trong đo n d m 1, moment Mu l y b ng moment t i 1/4 nh p

i v i các panen trong đo n d m 2, moment Mu l y b ng moment t i 1/2 nh p

10222.40

không xét không xét

Mr(KN.m)

My(KN.m)

C C

−+

=

2 01

187.0

=

w w yw p

y f r

u r

t D F V

M M

M M R

58.0

0.175

.04

.06.0

φ

0.5φf M p

i V i v V n

η∑γ ≤φ

i v i các panen trong đo n d m 1, l c c t Vu l y b ng l c c t t i g i

i v i các panen trong đo n d m 2, l c c t Vu l y b ng l c c t t i 1/4 nh p

+ K t lu n:

- Tính toán l a ch n kích th c STC ngang trung gian:

+ L a ch n kích th c STC ngang trung gian:

+ Ki m tra kích th c STC ngang trung gian:

n

(mm)11

(mm)120

(KN.m)

2529.87

0.951.00

girder st

f

D b

b

⎧+

st st yst st

st

E t F b

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

Trong đó:

b f : Chi u r ng l n h n c a 2 b n biên d m, bf = mm

E st : Modul đàn h i c a thép làm STC ngang, Est = MPa

F yst : C ng đ ch y nh nh t c a thép làm STC ngang, Fyst = MPa

B ng 4.25: Moment quán tính c a STC ngang trung gian

Ist(mm4)(mm4)

Moment quán tính c a STC ngang quanh mép ti p xúc v i b n b ng đ i

v i các STC đ n và quanh tr c gi a chi u dày b n b ng đ i v i các STC đôi

st

⎩

5030

girder

D

st yst

E t F

16t st b st

3 0

w

D J

d J

(ΚΝ)

2529.871310.26

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

0.95

STC đ ng t i g i có vai trò nh m t c t đ ph n l c g i, ti t di n h u hi u c a c t bao g m ti t di n c a STC đ ng và 18 l n b r ng b n b ng

=>Kích th c STC đ ng th a mãn t s gi a chi u r ng/chi u dày nên s c kháng nén d c tr c danh đ nh c a STC đ ng đ c xác đ nh nh sau:

sv

I r A

s ysv

E b

Neáu 2.25 thì Neáu 2.25 thì

ysv sv n

F A P

λ

λλ

F KL

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

1.201.00

E f

21

A

t D

a = 2

fc ft

fc ft

5.67 if A 4.64 if A

b b

A A

λλ

+ Do đ võng t i gi a nh p là l n nh t nên ta s ki m tra đ võng t i ti t di n này.

+ võng do xe t i thi t k : võng gi a nh p do t i tr ng các tr c bánh xe t i đ c xác đ nh nh sau:

mm6.46

5384

γγ

tt def P

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

MPa

- ng su t gi i h n trong b n cánh TTGH M i:

chu k9.93E+07

<

3.1388E+10 mm4

mm8.77 mm

33.166.25

96.57 mm

1.4558E+10 mm4

116

11610.33

L

4 _ 1

15384

tt def DC

3

25384

tt def DC

3

5384

tt def DW

SL

(ADTT) SL : S xe t i/ngày trong 1 làn xe đ n tính trung bình trong tu i th thi t k

ADTT : S xe t i/ngày theo m t chi u tính trung bình trong tu i th thi t k

(MPa)3

82.7 MPa2E+12

( )_

botgdr

Tính toán, Thi t k c u Thép - BTCT liên h p Th c hi n: Nguy n V n S n

ng su t nén b n biên trên:

MPa

ng su t kéo b n biên d i:

MPa+ Ki m tra s c kháng m i c a b n b ng:

m i theo quy đ nh trong i u S.6.10.6.2

Hình 4.12: Chi u cao b n b ng ch u nén t i moment đàn h i

25.70

E F

B ng 4.31: ng su t do l c c t gây ra trong b n b ng

+ T i tr ng m i gây ra hi n t ng m t n đ nh khi ch u c t c a b n b ng nên c n ph i

ki m tra xem b n b ng có đ kh n ng ch ng l i s m t n đ nh không

Bao g m l c c t do t i tr ng dài (t nh t i) không h s c ng v i 2 l n t i tr ng

m i theo quy đ nh trong i u S.6.10.6.2