Đồ án môn học cầu thép thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép

Đồ án môn học cầu thép thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép. Đồ án thiết kế cầu đại học giao thông vận tải. Đồ án môn học cầu thép thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép. Đồ án thiết kế cầu đại học giao thông vận tải.Đồ án môn học cầu thép thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép. Đồ án thiết kế cầu đại học giao thông vận tải.Đồ án môn học cầu thép thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép. Đồ án thiết kế cầu đại học giao thông vận tải.Đồ án môn học cầu thép thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép. Đồ án thiết kế cầu đại học giao thông vận tải.Đồ án môn học cầu thép thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép. Đồ án thiết kế cầu đại học giao thông vận tải.Đồ án môn học cầu thép thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép. Đồ án thiết kế cầu đại học giao thông vận tải.

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

- Loại dầm thép liên hợp có tiết diện chữ I

- Khổ cầu: B - K = 9 m – 1 m

- Chiều dài dầm chính: L = 42 m

- Số dầm chính: 6 dầm

- Khoảng cách 2 dầm chính: 1.88 m

- Số sườn tăng cường đứng (một dầm): 60

- Khoảng cách các sườn tăng cường: 1.5 m

- Số liên kết ngang: 15

- Khoảng cách 2 liên kết ngang: 3 m

- Khoảng cách 2 trụ lan can: 2m

1.2 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ:

- Bản mặt cầu tính theo bản hẫng và làm việc theo phương ngang cầu

- Dầm chính: Tính như dầm giản đơn Tiết diện dầm thép liên hợp, khoảng cách giữa các dầm 1.88 m

- Kiểm toán

1.3 VẬT LIỆU DÙNG TRONG THI CÔNG:

- Thanh và cột lan can (phần thép):

- Dầm chính, sườn tăng cường, liên kết ngang

Thép tấm M270M cấp 345: fy 345 MPa

1560 100

850 750

CHƯƠNG II LAN CAN - LỀ BỘ HÀNH

2.1 LAN CAN:

2.1.1 Thanh lan can:

- Chọn thanh lan can thép ống đường kính ngoài D =80 mm và đường kính trong d = 70 mm

- Khoảng cách 2 cột lan can là: L = 2000 mm

- Khối lượng riêng thép lan can: 

 S 7.85 10  5 N / mm3

- Thép cacbon số hiệu M270M cấp 250: f = 250 MPay

2.1.1.1 Tải trong tác dụng lên thanh lan can:

2000

2000 0

Hình 2.1: Sơ đồ tải trọng tác dụng lên thanh lan can

- Theo phương thẳng đứng (y):

+ Tĩnh tải: Trọng lượng tính toán của bản thân lan can

-5 S

+ Hoạt tải: tải phân bố: w = 0.37 N/mm

- Theo phương ngang (x):

+ Hoạt tải: tải phân bố: w = 0.37 N/mm

+ Tải tập trung P = 890 N được đặt theo 2 phương x và y

2.1.1.2 Nội lực của thanh lan can:

- Mômen do hoạt tải tại mặt cắt giữa nhịp:

+ Tải phân bố:

y w

y P

- Mođmen do hoát tại tái maịt caĩt giöõa nhòp:

+ Tại phađn boâ:

x w

 D 1.05 :heô soâ dẹo cho caùc boô phaôn vaø lieđn keât khođng dẹo

 I 1.05 :heô soâ quan tróng ñoâi vôùi caău quan tróng

 R 1.05 :heô soẫ dö thöøa ñoâi vôùi caùc boô phaôn khođng dö thöøa

  1.05 1.05 1.05  1.16

+ DC 1.25: heô soâ tại tróng cho tónh tại

+ LL 1.75: heô soâ tại tróng cho hoát tại

+f: laø heô soâ söùc khaùng: f = 1

+ M: laø mođmen lôùn nhaât do tónh vaø hoát tại

+ Mn: söùc khaùng cụa tieât dieôn

2.1.2 Cột lan can:

Ta tính toán với cột lan can ở giữa, với sơ đồ tải trọng tác dụng vào cột lan (hình 2.2)

Hình 2.2: Sơ đồ tải trọng tác dụng vào cột lan can

Tĩnh tải tác dụng lên trụ lan can gồm có tải trọng bản thân cột và trọng lượng của thanh lan can tay vịn truyền xuống

Thể tích các tấm thép và ống thép như sau:

+ Thể tích tấm thép T1: VT1 = 100 x 1740 x 5 =870000 mm3

+ Thể tích tấm thép T2: VT2 = 140 x 740 x 5 =518000 mm3

+ Thể tích tấm thép T3: VT3 = 100 x 150 x 5 = 75000 mm3

+ Thể tích 2 ống thép liê kết thanh tay vịn:

 2 2 3 tayvin

* Kiểm tra khả năng chịu lực của cột lan can chịu momen:

- Ta kiểm toán tại mặt cắt I-I:

Hình 2.3: Mặt cắt I-I

- Mặt cắt I-I đảm bảo khả năng chịu lực khi: Mr  fMn MI I

- Sức kháng của tiết diện: Mr  fMn   f fy S

+ S: mômen kháng uốn của tiết diện

Mặt Cắt I – I Đảm bảo khả năng chịu lực

* Kiểm tra độ mảnh của cột lan can:

+ K = 0.75: hệ số chiều dài hữu hiệu

+  695 mm: chiều dài không được giằng (  h)

+ r : bán kính hồi chuyển nhỏ nhất (ta tính cho tiết diện tại đỉnh cột vì tiết diện ở nay là nhỏ nhất)

I r A

A : diện tích tiết diện:

Vậy thỏa mãn điều kiện mảnh

 Kiểm tra cột chịu nén:

Xác định:

2 y S

FKlλ

Fy = 250 MPa: Cường độ chảy

E = 200000 MPa: Modul đàn hồi

Vậy thỏa điều kiện cột chịu nén

 Kiểm toán bulông neo cột thép:

Sơ đồ bố trí bulông như hình 2.5

Hình 2.5: Sơ đồ bố trí bulông

- Kiểm toán bulông chịu cắt:

Sức kháng cắt danh định của bulông lấy với trường hợp đường ren nằm trong mặt phẳng cắt:

Rn = 0.38AbFubNSTrong đó:

Ab: Diện tích bulông theo đường kính danh định

2 b

Fub = 420 MPa: Cường độ kéo nhỏ nhất của bulông

NS = 1: Số mặt phẳng cắt cho mỗi bulông

I I u

- Kiểm tra điều kiện ép mặt:

Do đây la lỗ tiêu chuẩn và khoảng cách giữa các bulông không nhỏ hơn 2dbvà khoảng cách tĩnh đến đầu thanh nhỏ hơn 2db nên sức kháng danh định được tính như sau:

Rn = 1.2LctFu Trong đó:

t = 5 mm: Chiều dày bản nối

Fu = 400 MPa: Cường độ chịu kéo của vật liệu liên kết

Lc = 74 mm: Khoảng cách tĩnh giữa các lỗ hoặc giữa lỗ và đầu thanh theo phương tác dụng lực

n

So sánh Rn = 177600 N > Pu = 815 N (thỏa)

Vậy bulông đảm bảo khả năng chịu lực

2.2 LỀ BỘ HÀNH:

2.2.1 Tải trọng tác dụng lên lề bộ hành gồm:

* Xét trên 1000 mm dài theo phương dọc cầu

- Hoạt tải người: PL = 0.003 x 1000 = 3 N/mm

- Tĩnh tải: DL = 1000 x 100 x 2.5 x 10-5 = 2.5 N/mm

820

820

PL DL

Hình 2.6: Sơ đồ tính nội lực lề bộ hành 2.2.2 Tính nội lực:

- Mômen tại mặt cắt giữa nhịp:

- Tiết diện chịu lực b x h = 1000 x 100 mm

- Chọn a’ = 20 mm: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép ngoài bê tông:

d 80  bài toán thuộc trường hợp phá hoại dẻo

- Xác định diện tích cốt thép:

200 200

200 100

Hình 2.7: Bố trí cốt thép trên lề bộ hành 2.2.4 Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng: (kiểm tra nứt)

- Tiết diện kiểm toán: tiết diện chữ nhật có b x h = 1000 x 100 mm

- Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo gần nhất:

- Khối lượng riêng của bêtông: c 2400 Kg / m3

- Môđun đàn hồi của bêtông:

1.5

E 0.043   f '

0.043 2400 1.5 30 27691.47 MPa

- Môđun đàn hồi của thép:ES  200000 MPa

- Hệ số tính đổi từ thép sang bê tông:  S  

- Ứng suất cho phép trong cốt thép:

- Giả thiết ta bố trí cốt thép cho bó vỉa như: hình 2.7 và hình 2.8

- Ta tiến hành kiểm tra khả năng chịu lực của bó vỉa dạng tường như sau:

+ Sơ đồ tính toán của bó vỉa dạng tường là sơ đồ dẻo

+ Chọn cấp lan can là cấp 3 dùng cho cầu có xe tải

Bảng 2.1: Lực tác dụng vào lan can

Phương lực tác dụng Lực tác dụng (KN) Chiều dài lực tác

dụng(mm)

+ Biểu thức kiểm toán cường độ của bó vỉa có dạng:

R F Sức kháng của bó vỉa dạng tường được xác định theo phương pháp đường chảy

Khi xe va vào giữa tường:

M : sức kháng của dầm đỉnh

H: chiều cao tường

c

L : chiều dài đường chảy

t

L : chiều dài phân bố của lực theo phương dọc cầu

Ft : lực xô ngang quy định ở bảng 2.1

2.3.1 Xác định Mc: (Tính trên 1000 mm dài theo phương dọc cầu)

- Tiết diện tính toán b x h = 1000 x 180 mm và bố trí cốât thép (hình 2.8)

Hình 2.8: Tiết diện và bố trí cốt thép bó vỉa the phương đứng

- Cốt thép dùng 14a200, 1000 mm dài có 5 thanh

- Tính toán với bài toán cốt đơn, tính cốt thép cho 1 bên rồi bên còn lại bố trí tương tự

- Diện tích cốt thép As:

2 S

- M HW : Là sức kháng mômen trên toàn chiều cao tường đối với trục đứng:

- Tiết diện tính toán b x h = 300 x 180 mm và bố trí cốt thép (hình 2.9)

180

Hình 2.9: Tiết diện và bố trí cốt thép theo phương dọc cầu

- Cốt thép dùng 214mm

- Tính toán với bài toán cốt đơn, tính cốt thép cho 1 bên rồi bên còn lại bố trí tương tự

- Diện tích cốt thép As:

2 S

Vậy thoả mản điều kiện cốt thép nhỏ nhất

2.3.3 Chiều dài đường chảy: (L )c

Chiều cao bó vỉa: H = 300 mm, vì không bố trí dầm đỉnh nên Mb 0

* Với trường hợp xe va vào giữa tường:

- Chiều dài đường chảy:

CHƯƠNG III BẢN MẶT CẦU

3.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

- Khoảng cách giữa 2 dầm chính là: S = 1880 mm

- Bản mặt cầu làm việc theo một phương

- Chiều dày bản mặt cầu: hf = 200 mm

- Chọn lớp phủ mặt cầu gồm các lớp sau:

+ Lớp bêtông Atphan dày 50 mm

+ Lớp vải nhựa phòng nước dày 30 mm

+ Lớp mui luyện dày 20 mm

- Độ dốc ngang cầu: 1.5 %

3.2 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU:

- Bản mặt cầu sẽ được tính toán theo 2 sơ đồ: Bản congxon và bản loại dầm Trong đó phần bản loại dầm đơn giản được xây dựng từ sơ đồ dầm liên tục do đó sau khi tính toán dầm đơn giản xong phải nhân với hệ số kể đến tính liên tục của bản mặt cầu

Để đơn giản ta tính theo sơ đồ

Hình 3.1: Sơ đồ tính bản mặt cầu

3.3 TÍNH NỘI LỰC CHO BẢN CONGXOL: (BẢN HẨNG)

Hình 3.4: Sơ đồ tĩnh tải lan can, lề bộ hành tác dụng lên bản mặt cầu

* Trọng lượng bản thân:



* Trọng lượng lan can, lề bộ hành:

- Trọng lượng tường bêtông:

b1 = 200 mm: bề rộng của lan can phần bê tông

h1 = 650 mm: chiều cao của lan can phần bê tông

- Trọng lượng lề bộ hành người đi: (tải này được chia đôi bó vỉa nhận một nửa và lan can phần bê tông chịu một nửa)

b2 = 820 mm: bề rộng của lề bộ hành

h2 = 100 mm: chiều cao của lề bộ hành

- Trong lượng thanh lan can tay vịn: trên 1 nhịp có hai thanh: Ф80 dày 5

- Trên toàn chiều dài dầm có 21 nhịp:

Trọng lượng toàn bộ thanh lan can:

Cột lan can=Tấm thép T1+ Tấm thép T2 +Tấm thép T3+ Ống liên kết

Hình 3.5: Chi tiết cột lan can

Trọng lượng tấm thép T1:68.3 N

Trọng lượng tấm thép T2: 40.66 N

Trọng lượng tấm thép T3: 5.89 N

Trọng lượng ống thép Ф90: 16.97 N

- Trọng lượng một cột lan can:

     3



3 PL

(b = 1000 mm: bề rộng phần lề bộ hành)

3.3.2 Nội lực trong bản congxol:

- Sơ đồ tính nội lực (hình 3.6):

PPL + DC3

DC"2

Shẫng

Hình 3.6: Sô ñoă tại tróng taùc dúng leđn bạn haêng

- Xeùt heô soâ ñieău chưnh tại tróng:

      Trong ñoù:

 D 1.05 :heô soâ dẹo cho caùc boô phaôn vaø lieđn keât khođng dẹo

 I 1.05 :heô soâ quan tróng cho caău quan tróng

 R 1.05 :heô soẫ dö thöøa cho caùc boô phaôn khođng dö thöøa

3.4 TÍNH NOÔI LÖÏC CHO BẠN DAĂM CÁNH DAĂM BIEĐN:

Bạn ñaịt tređn 2 goâi laø 2 daăm chụ, nhòp cụa bạn laø khoạng caùch giöõa hai daăm S =

1880 mm, caùch tính ta seõ tính nhö daăm ñôn giạn ñaịt tređn hai goâi, xeùt cho dại bạn roông 1000 mm theo phöông dóc caău

3.4.1 Tónh tại vaø noôi löïc do tónh tại taùc dúng leđn bạn daăm bieđn:

b2 = 820 mm: beă roông cụa leă boô haønh

h2 = 100 mm: chieău cao cụa leă boô haønh

- Tróng löôïng boù vưa:

- Vaôy tróng löôïng toaøn boô leă boô haønh vaø boù vưa tređn 1000mm chieău daøi bạn maịt caău taùc dúng leđn bạn daăm bieđn:

DC3  P2  P4  1025 1350 2375 N  

- Tróng löôïng lôùp phụ maịt caău:

+ Toơng chieău daøy lôùp phụ maịt caău: hDW  133.75 mm

+ Tróng löôïng rieđng lôùp phụ: 

Hình 3.7: Sô ñoă tính bạn daăm

-Vôùi L1 = 110 mm ; L2 =1680 mm ; S = 1880 mm

- Xeùt heô soâ ñieău chưnh tại tróng:       D R I

Trong ñoù:

 D 1.05 :heô soâ dẹo cho caùc boô phaôn vaø lieđn keât khođng dẹo

 I 1.05 :heô soâ quan tróng cho caău quan tróng

 R 1.05 :heô soẫ dö thöøa cho caùc boô phaôn khođng dö thöøa

(b = 1000 mm bề rộng lề bộ hành)

- Tải xe3 trục: đặt một bánh xe 3 trục (hình 3.8):

Hình 3.8: Tải trọng động tác dụng lên bản biên 3.4.2.2 Nội lực:

* Sơ đồ tính được thể hiện như trên hình vẽ

- Bề rộng bánh xe tiếp xúc với bản mặt cầu 510 mm

- Diện truyền tải của bánh xe xuống bản mặt cầu:

- Diện làm việc của bản:

+ Khi tính mômen âm tại gối:

- Giá trị mômen tại giữa nhịp:

+ Do tải xe3 trục:

Giá trị mômen tại giữa nhịp do tĩnh tải và hoạt tải gây ra có xét đến tính liên tục của bản mặt cầu (với dải bản 1000 mm theo phương dọc cầu) được tính như sau:

- Trạng thái giới hạn cường độ:

+ Tại gối :

- Trạng thái giới hạn sử dụng:

3.5 TÍNH NỘI LỰC CHO BẢN DẦM GIỮA:

3.5.1 Tĩnh tải và nội lực do tĩnh tải tác dụng lên bản dầm giữa:

3.5.1.1 Tĩnh tải:

- Cũng giống như trường hợp bản dầm cạnh dầm biên nhưng đối với bản dầm giữa thì sẽ không có tải trọng bó vỉa và tải trọng lớp phủ mặt cầu sẽ phân bố đầy dầm

- Trọng lượng bản thân:



- Trọng lượng lớp phủ mặt cầu:

+ Tổng chiều dày lớp phủ mặt cầu: hDW  133.75 mm

+ Khối lượng riêng lớp phủ: 

Hình 3.9 : Sơ đồ tính tĩnh tải cho bản dầm giữa

- Hệ số điều chỉnh tải trọng lấy như bản dầm biên

- Giá trị mômen dương tại giữa nhịp:

3567976.8 N.mm

3.5.2 Hoạt tải và nội lực do hoạt tải tác dụng lên bản dầm giữa:

- Chỉ có xe3 trục, ở đây ta không xét tải trọng làn vì nhịp bản S =1880 mm <

4600 mm theo quy định không cần xét tải trọng làn

- Ở đây sẽ có 3 trường hợp đặt tải:

+ Trường hợp chỉ có 1 bánh xe của 1 xe

+ Trường hợp có 2 bánh xe của 2 xe khác nhau đặt trong bản khi đó khoảng cách giữa 2 bánh xe là 1200 mm

+ Trường hợp có 2 bánh xe của cùng một xe đặt trong bản khi đó khoảng cách giữa 2 bánh xe là 1800 mm

3.5.2.1 Xét trường hợp 1 chỉ có 1 bánh xe:

Ta sẽ đặt bánh xe ngay tại giữa nhịp để tính toán

Hình 3.10: Tải trọng động tác dụng lên bản giữa

(Trường hợp đặt 1 bánh xe)

- Giá trị nội lực: Tương tự như trên ta có:

- Trạng thái giới hạn cường độ:

169021329385.87 N.mm

169415205874.34 N.mm

- Trạng thái giới hạn sử dụng:

169011084784.32 N.mm

16947903219.7 N.mm

3.5.2.2 Xét trường hợp 2: (có 2 bánh xe của 2 xe khác nhau)

Hình 3.11: Tải trọng động tác dụng lên bản giữa

(Trường hợp đặt 2 bánh xe)

- Giá trị nội lực: Tương tự như trên ta có:

u

51.06 695

231291506.68 N.mm

* Trạng thái giới hạn sử dụng:  1;LL 1;IM  0.25;m 1 

S

51.06 695

215414535.31 N.mm

Giá trị mômen tại giữa nhịp do tĩnh tải và hoạt tải gây ra có xét đến tính liên tục của bản mặt cầu (với dải tính toán 1000 mm theo phương dọc cầu) được tính như sau:

- Trạng thái giới hạn cường độ:

169016858347.84 N.mm

169412019816.72 N.mm

- Trạng thái giới hạn sử dụng:

16908882302.53 N.mm

16946333733.18 N.mm

3.5.2.3 Xét trường hợp 3: (có 2 bánh xe của cùng một xe)

Hình 3.12: Tải trọng động tác dụng lên bản giữa

(Trường hợp đặt 2 bánh xe)

- Giá trị nội lực: Tương tự như trên ta có:

u

51.06 395

212129204.07 N.mm

* Trạng thái giới hạn sử dụng:  1;LL 1;IM  0.25;m  1.2

S

51.06 395

25974977.38 N.mm

Giá trị mômen tại giữa nhịp do tĩnh tải và hoạt tải gây ra có xét đến tính liên tục của bản mặt cầu (với dải tính toán 1000 mm theo phương dọc cầu) được tính như sau:

- Trạng thái giới hạn cường độ:

16908921299.42 N.mm

16946363883.24 N.mm

- Trạng thái giới hạn sử dụng:

16904972426.46 N.mm

16943547559.05 N.mm

Vậy giá trị mômen âm và mômen dương lớn nhất ứng với trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái giới hạn sử dụng thuộc các trường hợp đặt bánh xe trên bản dầm là:

- Trạng thái giới hạn cường độ:

+ Mômen dương: 

 u

  u

- Trạng thái giới hạn sử dụng:

+ Mômen dương: 

 S

+ Mômen âm: 

  S

3.6 THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO BẢN MẶT CẦU:

Ta sẽ thiết kế cốt thép tương ứng với các giá trị nội lực ở TTGH cường độ vừa tính ở trên:

3.6.1 Thiết kế cho phần bản chịu mômen âm:

Thiết kế cốt thép cho 1000 mm chiều dài bản mặt cầu, khi đó giá trị nội lực trong 1000 mm bản mặt cầu như sau:

- Mômen âm: 

  u

- Chiều rộng tiết diện tính toán: b 1000 mm

- Chiều cao tiết diện tính toán: h 200 mm

- Cường độ cốt thép: fy 280 MPa

- Cấp bêtông: f 'c 30 MPa

- Tải trọng tác dụng: M  21329385.87 N.mm

- Chọn khoảng cách từ mép chịu kéo ngoài cùng của tiết diệân đến trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo là: a' 35 mm 

- Chiều cao làm việc của tiết diện: dsh a' 200 35 165 mm    

- Chiều cao vùng bêtông chịu nén của bêtông:

3.6.2 Thiết kế cho phần bản chịu mômen dương:

Thiết kế cốt thép cho 1000 mm chiều dài bản mặt cầu, khi đó giá trị nội lực trong 1000 mm bản mặt cầu như sau:

- Mômen dương: 

 u

- Chiều rộng tiết diện tính toán: b 1000 mm

- Chiều cao tiết diện tính toán: h 200 mm

- Cường độ cốt thép: fy 280 MPa

- Cấp bêtông: f 'c 30 MPa

- Tải trọng tác dụng: M 15205874.34 N.mm 

- Chọn khoảng cách từ mép chịu kéo ngoài cùng của tiết diệân đến trọng tâm vùng cốt thép chịu kéo là: a' 35 mm 

- Chiều cao làm việc của tiết diện: dsh a' 200 35 165 mm    

- Chiều cao vùng bêtông chịu nén của bêtông:

3.7 KIỂM TRA NỨT CHO BẢN MẶT CẦU:

Ta sẽ kiểm tra nứt của bản mặt cầu bằng trạng thái giới hạn sử dụng

+ Mômen dương: 

 S

+ Mômen âm: 

  S

3.7.1 Kiểm tra nứt với mômen âm:

- Các giá trị của b, h, a', ds đã có ở trên:

- Khối lượng riêng của bêtông: c 2400 Kg / m3

- Modul đàn hồi của bêtông:

1.5

E 0.043   f '

0.043 2400 1.5 30 27691.47 MPa

- Modul đàn hồi của thép:Es 200000 MPa

- Hệ số tính đổi từ thép sang bêtông:  s  

107895334.4

- Khí hậu khắc nghiệt: Z 23000 N / mm

- Ứng suất cho phép trong cốt thép:

- So sánh: fsa  291.74 MPa  0.6 f  y  168 MPa Chọn 2

168 N / mm để kiểm tra

s

f 94.51 MPa 168 MPa Vậy thoả mãn điều kiện về nứt

3.7.2 Kiểm tra nứt với mômen dương:

- Các giá trị của b, h, a', ds đã có ở trên:

- Khối lượng riêng của bêtông: c 2400 Kg / m3

- Modul đàn hồi của bêtông:

1.5

E 0.043   f '

0.043 2400 1.5 30 27691.47 MPa

- Modul đàn hồi của thép:Es 200000 MPa

- Hệ số tính đổi từ thép sang bêtông:  s  

107895334.4

- Khí hậu khắc nghiệt: Z 23000 N / mm

- Ứng suất cho phép trong cốt thép:

CHƯƠNG IV DẦM CHÍNH

4.1 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DẦM CHÍNH:

4.1.1 Phần dầm thép:

- Số hiệu thép dầm: M270M cấp 345 (A709M cấp 345 – ASTM) Thép hợp kim thấp cường độ cao (hình 4.1)

- Chiều rộng cánh trên: bc  350 mm

- Bề dày cánh trên: tc 20 mm

- Chiều cao dầm thép: d 1560 mm 

- Chiều cao sườn dầm: D 1500 mm 

- Chiều dày sườn: tw  15 mm

- Chiều rộng cánh dưới dầm: bf  450 mm

- Bề dày cánh đưới dầm: tf  20 mm

- Chiều rộng bản phủ: b 'f  550 mm

- Bề dày bản phủ: t 'f  20 mm

4.1.2 Phần bản bê tông cốt thép:

- Bản làm bằng bê tông có: f 'c  30 MPa

- Bề dày bản bê tông: ts  200 mm

- Chiều cao đoạn vút bê tông: th  100 mm

- Góc nghiêng phần vút: 0

- Sườn tăng cường:

+ Sườn tăng cường giữa: kích thước như hình 4.2:

Một dầm có: 14 x 2 = 28 sườn tăng cường giữa

Khoảng cách các sườn: do = 3000 mm

Khối lượng một sườn tăng cường: gs1 281.72 N

+ Sườn tăng cường gối: kích thước như hình 4.2:

Một dầm có: 4 x 2 = 8 sườn tăng cường gối

Khoảng cách các sườn: 150 mm

Khối lượng một sườn: gs2 296.2 N

+ Sườn tăng cường tại liên kết ngang: kích thước như hình 4.2:

Một dầm có: 13 x 2 = 26 sườn tăng cường

Khoảng cách các sườn: do = 3000 mm

Khối lượng một sườn tăng cường: gs3 296.2 N

- Liên kết ngang:

+ Khoảng cách giữa các liên kết ngang 3000 mm

+ Dùng thép L 102 x 76 x 12.7 (cho cả thanh xiên và thanh ngang)

+ Trọng lượng mỗi mét dài: glk 164 N

Thanh ngang dài: 1550 mm

Thanh xiên dài: 1055 mm

+ Mỗi liên kết ngang có: 2 x 1 = 2 thanh liên kết ngang 2 x 1 = 2 thanh liên kết xiên

+ Mỗi dầm có 15 liên kết ngang

4.2 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN DẦM:

4.2.1 Xác định đặc trưng hình học của tiết diện dầm giai đoạn 1:

(Tiết diện dầm thép) 4.2.1.1 Diện tích mặt cắt ngang phần dầm thép:

4.2.1.2 Xác định mômen quán tính của tiết diện đối với trục trung hòa:

+ Chọn trục X’-X đi qua mép trên của tiết diện như hình vẽ:

Hình 4.3: Chọn trục trung hòa cho dầm thép

+ Môđun tĩnh của dầm thép đối với trục X’-X:

Trong tiết diện dầm liên hợp thép-BTCT có hai loại vật liệu chính

- Thép: Thép dầm chủ + cốt thép dọc trong bản mặt cầu

- Bê tông: Bản bê tông

Hai loại vật liệu này có môđun đàn hồi khác nhau, vì vậy để xác định các đặc trưng hình học chung cho tiết diện, khi tính toán ta phải đưa vào hệ số tính đổi có giá trị bằng tỉ số môđun giữa hai vật liệu để qui đổi phần vật liệu bê tông trong tiết diện thành vật liệu thép:

Ởû đây bản làm bằng bê tông có f 'c  30 MPa.Theo điều 6.10.3.1.1.b-22TCN 272-05 ta có giá trị tỉ số môđun đàn hồi n = 8

4.2.2.1 Xác định chiều rộng có hiệu của bản cánh (bi):

- Chiều rộng của bản bê tông tham gia làm việc với dầm thép Theo điều 4.6.2.6.1 22TCN 272-05 qui định:

- Đối với dầm giữa: Bề rộng bản cánh hữu hiệu là trị số nhỏ nhất của:

4.2.2.2 Tiết diện liên hợp ngắn hạn:

* Xác định mặt cắt ngang dầm:

- Diện tích phần dầm thép:

- Xác định trục trung hòa của tiết diện liên hợp

+ Môđun mặt cắt (Mômen tĩnh) của dầm liên hợp đối với trục '