ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG DẦM SUPERT

Hệ số phân bố hoạt tải đối với moment trong các dầm giữa: Với dầm Super T, hệ số phân bố ngang được tính theo công thức: S H L N... Hệ số phân bố hoạt tải của moment đối với dầm biên:

Trang 1

SVTH: Bùi Công Danh 81100487 41

n

i mc

Trang 2

- Moment tĩnh đối với đáy dầm: S b  A y mc b

- Moment tĩnh đối với thớ trên dầm: S t  A y mc t

- Moment quán tính đối với đáy dầm:

Trang 3

- Cường độ chịu nén của bê tông làn dầm: f’

c1 = 50Mpa

- Mô đun đàn hồi của dầm: = 0.043 . = 3.8x104 Mpa

- Cường độ chịu nén của bê tông làm bản mặt: f’c2 = 35Mpa

- Mô đun đàn hồi của bản mặt: = 0.043 . = 3.18x104 Mpa

2.3.1 Hệ số phân bố hoạt tải đối với moment trong các dầm giữa:

Với dầm Super T, hệ số phân bố ngang được tính theo công thức:

S H L N

Trang 4

' 2

2.3.2 Hệ số phân bố hoạt tải của moment đối với dầm biên:

- Một làn thiết kế dùng phương pháp đòn bẩy

Trang 5

- Hai hay nhiều làn thiết kế:

- Khoảng cách giữa tim bản bụng phía ngoài của dầm biên và mép trong

bó vỉa hoặc lan can chắn xe:

2.4 Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt:

2.4.1 Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm dọc giữa:

S H L N

2.4.2 Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt của dầm dọc biên:

- Một làn thiết kế: Dùng phương pháp đòn bẩy

- Đã tính trong phần trên:

Trang 6

o Trọng lượng đoạn dầm: DCd1 = γc A1 2Ldac = 102.36 kN

- Xét đoạn còn lại:

Trang 7

o Trọng lượng đoạn dầm: DCd = γc A.[L – 2(Lck + Ldac)]= 520.575 kN

- Tĩnh tải dầm chủ coi là tải trọng rải đều trên suốt chiều dài dầm

3.1.5 Lan can có tay vịn:

- Trọng lượng lan can: DC lc 0.29kN m/

Trang 8

Trang 9

71.5kN

3.0m9.3kN/m

Trang 10

3.3.2 Xác định đường ảnh hưởng nội lực tại các mặt cắt:

Phương trình đường ảnh hưởng:

- Phương trình đường ảnh hưởng moment tại mặt cắt x k như sau:

Trang 11

Đường ảnh hưởng lực cắt mặt cắt x k Bảng giá trị diện tích ĐAH tại các mặt cắt đặc trưng

3.4 Tính nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên:

3.4.1 Moment do tĩnh tải tác dụng lên dầm biên:

3.4.1.1 Giai đoạn chưa đổ bản bê tông:

2

f3

f4

Trang 12

3.4.2 Moment tác dụng lên dầm giữa do tĩnh tải:

3.4.2.1 Giai đoạn chưa đổ bản bê tông:

3.4.3 Lực cắt của dầm biên do tĩnh tải:

3.4.3.1 Giai đoạn chưa đổ bê tông:

Trang 13

3.5 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm giữa và dầm biên:

3.5.1 Moment do hoạt tải 0.65HL93 và PL tác dụng tại các mặt cắt dầm:

Bảng giá trị tung độ ĐAH moment tại vị trí x k (TH1)

xk

yM1 yM2

Trang 14

Bảng giá trị tung độ ĐAH moment tại vị trí x k (TH2)

Trang 15

3.5.1.3 Moment gây ra do tải trọng làn:

- Theo 3.6.1.2.4 tải trọng làn rải đều suốt chiều dài cầu và có độ lớn như sau:

3.5.1.4 Moment gây ra do người đi bộ ở dầm biên:

- Coi như dầm biên chịu toàn bộ tải trọng người đi: PL = 3000Pa = 3kN/m2

Trang 16

3

3.5.1.5 Tổ hợp moment do hoạt tải (đã nhân hệ số phân bố g m )

- Tại các mặt cắt của dầm biên:

Trang 17

3.5.2.1 Lực cắt chưa nhân hệ số tại các mặt cắt do xe thiết kế gây ra:

- Lực cắt do xe tải thiết kế: V truck 0.65 145x y V1 0.65 145x y V3 0.65 35x y V4

- Lực cắt do xe hai trục thiết kế: Vtandem  0.65 110x y V1  y V2

- Lực cắt xe thiết kế: V xetk  maxV truck;Vtandem

Trang 18

x k (m) V truck (kN) V tandem (kN) V xetk (kN)

3.5.2.3 Lực cắt do người đi bộ gây ra ở dầm biên:

- Coi như dầm biên chịu toàn bộ tải trọng người đi: PL = 3000Pa = 3kN/m2

3

3.5.2.4 Tổ hợp lực cắt do hoạt tải (đã nhân với hệ số phân bố g v ):

- Tại các mặt cắt của dầm biên:

Trang 19

o IM = 25%

o V LLb g vbHL(1IM V) xetk g Vblan V lanx g VbPL V PLx

- Tại các mặt cắt của dầm giữa:

3.6 Tổ hợp tải trọng tại các mặt cắt đặc trưng:

3.6.1 Tổ hợp nội lực theo các TTGH tại các mặt cắt dầm giữa:

- Trạng thái giới hạn cường độ I:

Trang 20

3.6.2 Tổ hợp nội lực theo các TTGH tại các mặt cắt dầm biên:

- Trạng thái giới hạn cường độ I:

Trang 21

Bảng tổ hợp lực cắt tại các mặt cắt đặc trưng dầm biên:

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: fpu = 1860 Mpa

- Hệ số quy đổi ứng suất: ∅1 = 0.9

- Cấp của thép: 270

- Giới hạn chảy: fpy = 0.9fpu = 0.9 x 1860 = 1674 MPa

- Ứng suất trong thép DUL khi kích: fpj = 0.75fpu = 1395 MPa

- Diện tích một tao cáp: Aps1 = 140 mm2

- Modul đàn hồi cáp: Ep = 197000 MPa

- Bê tông dầm cấp: fc1’ = 50 MPa

- Moment tính toán: Mu = max (MuDCIg ; MuCDIb) = 12367.02 kNm

- Đối với cấu kiện BTCT chịu uốn và chịu kéo DUL thì hệ số sức kháng: ∅ = 1.0

- Ta có:

o Aps : diện tích mặt cắt ngang cốt thép DUL

o Apsg : diện tích mặt cắt ngang cốt thép DUL tính theo kinh nghiệm

psg cg ps

A n A

Trang 22

- Vậy chọn nc = 40

4.2 Bố trí cốt thép DUL:

4.2.1 Bố trí cốt thép DUL tại mặt cắt ngang dầm:

Tại mặt cắt giữa dầm bố trí cốt thép DUL như sau:

Bố trí cốt thép DUL

4.2.2 Bố trí cốt thép DUL theo phương dọc dầm:

Trang 23

- Theo phương dọc cầu cốt thép DUL được kéo thẳng, để tránh xuất hiện ứng suất kéo gây nứt ở thớ trên do DUL, vị trí đầu dầm ta bố trí một số tao bọc không dính bám và 2 tao ở thớ trên dầm

- Mặt cắt trên gối và đoạn cắt khấc: không bố trí cốt thép DUL bầu dầm dưới

- Mặt cắt dv các tao không dính bám là: 2, 10, 4, 8, 17, 19, 15, 21, 26, 35, 29, 32

- Mặt cắt không dính bám 1 các tao không dính bám là: 2, 10, 4, 8, 17, 19, 29, 32

- Mặt cắt không dính bám 2 các tao không dính bám là: 2, 10, 17, 19

Tính tọa độ trọng tâm cốt thép DUL tại các mặt cắt:

- Diện tích cốt thép DUL bầu dầm tại mặt cắt: 4  1 

Trang 24

Đặc trưng hình học mặt cắt dầm Super T giai đoạn I:

- Modul đàn hồi của bê tông: Ecdam = 3.678 x 104 MPa

- Modul đàn hồi của thép: Ep = 1.97 x 105 Mpa

- Hệ số quy đổi thép sang bê tông:

5 4

1.97 10

5.3433.687 10

p I cdam

Trang 25

eq beq eq

S y A

L

o 12 lần bề dày trung bình của bản cộng giá trị lớn hơn trong 2 giá trị

bề rộng sườn dầm và nửa bề rộng bản trên dầm

o Khoảng cách trung bình giữa các dầm: B ban3 S 2.4m

o Bề rộng hữu hiệu của dầm giữa: b hhg  minB ban1 ;B ban2 ;B ban3

x k (m) b w b 6 /2 h f B ban1 B ban2 B ban3 b hhg (m)

Trang 26

5.2.2 Dầm biên:

- Đối với dầm biên, bề rộng hữu hiệu của bản có thể lấy bằng nửa bề rộng

hữu hiệu dầm giữa cộng giá trị nhỏ hơn trong các giá trị sau:

o 1/8 chiều dài nhịp: 1 36.3 4.54

tt ban

4

3.085 10

0.8373.687 10

cban cdam

Trang 27

- Chiều dày của bản: hf = 0.18m

- Khoảng cách từ trọng tâm của bản tới thớ dưới của dầm là:

0.18

f bm

h

- Bề rộng tính toán của bản: lấy bằng bề rộng hữu hiệu cho dầm giữa

- Diện tích phần bản mặt cầu: A bm h b f bang

- Moment quán tính của bản đối với TTH của bản:

312

bang f bm

- Diện tích tiết diện mặt cắt liên hợp:

o Mặt cắt nguyên không kể cốt thép DUL: A lh bt.  A mc  A bm

o Mặt cắt quy đổi (có cốt thép DUL): A lh  A eq A bm

Trang 28

- Ep =1.97x105 Mpa : modul đàn hồi của thép DUL

- Eci : modul đàn hồi của bê tông lúc truyền lực

' 1

Trang 29

- nc = 36 : số lượng các tao thép ứng suất trước giống nhau

- fcgp = tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép DUL do lực dự ứng lực sau khi truyền và tự trọng của cấu kiện ở các mặt cắt có moment max

- Ứng suất trong cốt thép DUL do lực DUL: fps = 0.7fpy = 1172 Mpa

- Độ lệch tâm của cốt thép DUL đối với mặt cắt dầm chưa liên hợp bản bê tông:

e  y C

- Moment tĩnh tại trọng tâm cốt thép DUL của mặt cắt dầm chưa liên hợp bản:

d psI psl

I S

Trang 30

.

lh bt pslh bt

pslh bt

I S

- f cdp: thay đổi ứng suất bê tông tại trọng tâm cốt thép DUL do tải trọng thường

xuyên, trừ tải trọng tác dụng vào lúc thực hiện DUL :

.

Trong đó t = 3 ngày: thời gian từ lúc căng cốt thép đến lúc truyền lực

6.4.2 Mất mác do chùng ứng suất sau khi truyền lực:

Trang 31

7.1.1 Điều kiện kiểm toán ứng suất trong bê tông:

- Moment do tải trọng thường xuyên có xét đén bản mặt cầu và dầm ngang tác dụng lên dầm biên

1

M  DC DC DC DC 

Trang 32

- Moment do tải trọng thường xuyên giai đoạn sau khi liên hợp tác dụng lên bản mặt cầu:

- Điều kiện về ứng suất trong bê tông: Bảng TCN 5.9.4.2.1-1 & 5.9.2.4.2.2-1

Quy ước ứng suất kéo mang dấu - ; ứng suất nén mang dấu +

o Do tổng dự ứng lực hữu hiệu và tải trọng thường xuyên:

 Giới hạn ứng suất nén của bản mặt cầu:

o Do tổng hoạt tải, DUL hữu hiệu và 50% tải trọng thường xuyên:

 Giới hạn ứng suất nén của bản mặt cầu:

Trang 33

o Do tổng DUL hữu hiệu, tải trọng thường xuyên, nhất thời và vạn

- Lực trong tao cáp thớ trên dầm: F pe'  f A pe ps'

 maxf pe f pe cf kiểm tra đạt

- Độ lệch tâm của cốt thép DUL thớ trên: e psI  y b y ps

Trang 34

- Ứng suất thớ trên dầm do DUL:

7.1.2 Kiểm tra ứng suất nén trong bê tông khi khai thác:

7.1.2.1 Do tác động của ứng suất do DUL và tải trọng thường xuyên:

Trang 35

- Kiểm tra ứng suất thớ trên dầm: KTban1: σ1td ≤ fcf1.nd = 22.5 Mpa (Đạt)

7.1.2.2 Do tác động của hoạt tải và 50% tải trọng thường xuyên:

- Ứng suất thớ trên bản:

lh

M y I

- Kiểm tra ứng suất thớ trên bản: KTban2: σ2tb ≤ fcf2.nb = 14 Mpa (Đạt)

- Kiểm tra ứng suất thớ trên dầm: KTban2: σ2td ≤ fcf2.nd = 20 Mpa (Đạt)

7.1.2.3 Do tổng DUL hữu hiệu, tải trọng thường xuyên và tải trọng nhất thời:

x k (m) σ3 tb (MPa) f cf3.nb (Mpa) σ3 td (MPa) f cf3.nd (Mpa)

Trang 36

- Kiểm tra ứng suất thớ trên bản: KTban3: σ3tb ≤ fcf3.nb = 21 Mpa (Đạt)

- Kiểm tra ứng suất thớ trên dầm: KTban3: σ3td ≤ fcf3.nd = 30 Mpa (Đạt)

- Đề phòng trường hợp thớ trên dầm các mặt cắt gần gối có thể bị kéo ta kiểm tra ứng suất kéo: min(σ1tb, σ1td, σ2tb, σ2td, σ3tb, σ3td) ≥ fcf4.kd

 min(σ1tb, σ1td, σ2tb, σ2td, σ3tb, σ3td) = -2.1528 MPa ≥ -3.536 Mpa (Đạt)

7.1.3 Kiểm tra ứng suất kéo trong bê tông khi khai thác:

- Điều kiện để dầm không bị nứt là ứng suất kéo không vượt quá ngưỡng cho

- Kiểm tra ứng suất thớ dưới dầm: KTdam4: σ4dd ≥ fcf4.kd = -3.536 Mpa (Đạt)

7.1.4 Kiểm toán ứng suất trong bê tông giai đoạn thi công:

7.1.4.1 Kiểm toán ứng suất thớ trên trong quá trình thi công:

- Khi dầm vừa chế tạo xong, lúc này DUL trong cốt thép là lớn nhất trong khi chưa có hoạt tải mà mới chỉ có tải trọng bản thân của dầm chống lại lực nén của DUL Dầm có khả năng bị nứt thớ trên

- Điều kiện: f t  0.58 f 'ci  3.668MPa

- ft : ứng suất thớ trên của dầm (có thể là ứng suất kéo do DUL)

Trang 37

- f’ci : cường độ chịu nén của bê tông dầm khi truyền lực

7.1.4.2 Kiểm toán ứng suất thớ dưới trong giai đoạn thi công:

- Đồng thời với khả năng nứt thớ trên, nếu như ta DUL vượt quá khả năng chịu nén của bê tông thì bê tông sẽ bị nứt dọc ở thớ dưới

Trang 38

- Xét tại mặt cắt giữa nhịp (có đọ võng lớn nhất)

- Quy ước: độ võng xuống mang dấu dương, vồng lên mang dấu âm

- Moment quán tính của mặt cắt nguyên đối với trọng tâm (không xét cốt thép):

- Tại mặt cắt giữa nhịp:

o Đối với dầm Super T chưa liên hợp: Id4 = 0.258 m4

o Đối với dầm liên hợp: Ig = 0.467m4

7.1.5.1 Độ vồng do DUL:

2 4

5

42.49384

4

5

29.24 384

5

0.55 384

5

3.93 384

Trang 39

- Điều kiện kiểm toán: .

o Ltt = 36.3 : chiều dài nhịp tính toán

o fv.LL : độ võng lớn nhất tại giữa nhịp do xe Lấy bằng trị số lớn hơn của:

Kết quả tính của xe tải đơn; 25% của xe tải thiết kế cũng tải trọng làn

o fv.LLvPL : độ võng lớn nhất tại giữa nhịp do xe và người đi

- Hệ số phân bố độ võng có thể lấy bằng số làn/số dầm, vì tất cả các làn

thiết kế đều chất tải và tất cả các dầm đỡ đều giả thiết võng như nhau

0.4

lan b

n Df N

c2=Ltt/2

Trang 40

5

12.24 384

5.92 384

- Kiểm tra độ võng xe: KTvong1: fv.kt < Ltt /800 = 45.375 (Đạt)

- Kiểm tra độ võng do xe tải và tải trọng người đi:

o fv.kt + fv.PL = 19.4mm

o KTvong.2 : fv.kt + fv.PL < Ltt / 1000 = 36.3 mm (Đạt)

7.2 Tính duyệt theo TTGH cường độ:

7.2.1 Tính duyệt moment uốn:

Trang 41

- Bỏ qua diện tích cốt thép thường: As = 0m2 A’s = 0 m2

- dp khoảng cách từ thớ nén mép trên dầm liên hợp đến trọng tâm cốt thép DUL

- b: bề rộng mặt cắt chịu nén của cấu kiện b = bban.b

- bw : bề dày bản bụng

- hf : chiều dày cánh chịu nén hf = 0.18m

- β1 = 0.693 hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất

- Hệ số 2 1.04 py 0.28

pu

f k

- Chiều dày của khối ứng suất tương đương: atd = cβ1

- fps : ứng suất trung bình trong cốt thép DUL với sức kháng uốn danh định:

7.2.1.2 Moment uốn tính duyệt:

- Ta lấy giá trị lớn nhất của moment uốn tính toán

Trang 42

- Kiểm tra (M utd <M r )

- Sức kháng cắt danh định của mặt cắt bê tông: V c 0.0316 f b d c v v

- Sức kháng cắt danh định do cốt thép chịu cắt: v y vcot 

s

A f d V

- Tra bảng TCN để xác định β từ thông số ứng suất cắt v/f’c

- Ứng biến dọc trong cốt thép phía chịu uốn:

- Chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv = 1.26m

- Ứng suất cắt trong bê tông xác định theo công thức:

Trang 43

- Hệ số sức kháng cắt: v 0.9

-

1

0.23 'c

- Moment có nhân hệ số tại mặt cắt: Mu = max(MuCD1g1,Vu.dv) = 1675.94kN.m2

- Để xác định ứng biến trong trong thép dọc ta giả thiết θ= 27deg

Trang 44

8.2 Tính duyệt lực cắt theo TTGH cường độ:

Vn = Vc + Vp + Vs = 1458 kN

Vn ∅v = 1458×0.9 = 1312.2 > 1292.26 (Đạt)

8.3 Tính duyệt cốt thép dọc chịu xoắn:

8.3.1 Tại mặt cắt kiểm tra lực cắt:

d M

Định dạng
Số trang	44
Dung lượng	808,91 KB