đồ án cầu bê tông cốt thép

Tiết diện chữ nhật có b x h = 1000 mm x 100 mm- Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọngtâm cốt thép chịu kéo gần nhất: < 50 mm - Diện tích của vùng bê tông bọc quanh 1 nhóm thé

CHƯƠNG I: SỐ LIỆU THIẾT KẾI.1 SỐ LIỆU TÍNH TỐN THIẾT KẾ

- Quy trình thiết kế: 22TCN 272 – 05

1.1.1 Phương dọc cầu

- Dạng kết cấu nhịp: hệ dầm giản đơn dầm chủ tiết diện chữ I DƯL căng sau

- Khẩu độ tính tốn: Ltt = 27.3m

- Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a = 0,3m

- Chiều dài tồn dầm: L = Ltt + 2a = 27.3+2x0.3 = 27.9m

1.1.2 Phương ngang cầu

+ Thép chủ AII:

+ Thép dọc dầm ngang, thép đai AII:

- Dầm chính:

+ Bê tông: + Thép dọc dầm, thép đai dùng AII:

- Tỷ trọng bêtơng:  = 2500kg/m3

- Trọng lượng riêng của thép:

- Loại cốt thép DUL tao cáp có độ chùng thấp:

+ Đường kính 1 tao: dps = 12.7 mm

+ Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: fpu = 1860MPa

+ Cường độ chảy: fpy = 0,9fpu= 1674 Mpa

+ Ứng suất khi kích: fpj = 0,75fpu = 1395 MPa

I.2 THIẾT KẾ CẤU TẠO

1.2.1.Mặt cắt ngang cầu

 Số lượng dầm chủ: n = 5 dầmchính

 Khoảng cách giữa 2 dầm chủ: S = 1750mm

 Lề người đi khác mức với mặt cầu phần xe chạy

 Số lượng dầm ngang: m = 7 dầm ngang

 Chiều dày trung bình của bản: ts = 200mm

 Lớp BT atphan: 75mm

 Lớp phòng nước: 5mm

CHƯƠNG II: LAN CAN – LỀ BỘ HÀNHII.1 LAN CAN:

2.1.1 Thanh lan can:

- Chọn thanh lan can thép ống đường kính ngoài D = 100mm vàđường kính trong

d = 92mm

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

- Khối lượng riêng thép lan can:

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

+ 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 trọng tập trung P hợp với các lực theo phương x và phương

y gây nguy hiểm nhất, P = 890 N

b) Nội lực của thanh lan can :

* Theo phương y:

- Mômen do tĩnh tải tại mặt cắt giữa nhịp:

- Mômen do hoạt tải tại mặt cắt giữa nhịp:

+ Tải phân bố:

* Theo phương x:

- Mômen do hoạt tải tại mặt cắt giữa nhịp:

+ Tải phân bố:

* Tại taôp trung:

* Toơ hôïp noôi löïc taùc dúng leđn thanh lan can:

Trong ñoù:

+ : laø heô soâ ñieău chưnh tại tróng:

Vôùi:

: heô soâ dẹo

: heô soẫ dö thöøa

: heô soâ quan tróng

+ : heô soâ tại tróng cho tónh tại+ : heô soâ tại tróng cho hoát tạiThay soâ:

c) Kiểm tra khả năng chịu lực của thanh lan can:

Trong ñoù:

+ : laø heô soâ söùc khaùng: = 1

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

+ Mn: söùc khaùng cụa tieât dieôn

S laø mođmen khaùng uoân cụa tieât dieôn:

Vaôy thanh lan can ñạm bạo khạ naíng chòu löïc.

2.1.2 Cột lan can:

a) Tải trọng tâc dụng lín cột lan can :

Ta tính toaùn vôùi coôt lan can ôû giöõa, vôùi sô ñoă tại tróng taùcdúng vaøo coôt lan (hình 2.2)

Hình 2.2 Sơ đồ hoạt tải tác dụng vào cột lan can

Trong đó: P = 890N, lực tập trung tác dụng trên đỉnh trụ lan can, theo phương bất kỳ

w = 0,37 N/mm, lực phân bố tác dụng trên thanh tay vịn theo cả 2 phương

Để đơn giản tính toán ta chỉ kiểm tra khả năng chịu lực lựcxô ngang vào cột và kiểm tra độ mảnh, bỏ qua lực thẳngđứng và trọng lượng bản thân

Chọn ống thép liên kết giữa thanh lan can vào trụ có tiếtdiện như sau:

- Có đường kính ngoài: D1 = 110 mm

- Có đường kính trong: d1 = 102 mm

* Tải trọng tác dụng lên trụ lan can:

Hình 2.3 Cấu tạo trụ lan can

+ Trọng lượng bản thân trụ:

Trong đó:

V1: Thể tích tấm thép T1

V2: Thể tích tấm thép T2

V3: Thể tích tấm thép T3

Plk: Trọng lượng ống liên kết

Thay số:

+ Trọng lượng 2 thanh tay vịn tính trên 2000 mm chiều dài:

- Hoạt tải:

+ P = 890 N+

b) Nội lực của cột lan can :

- Lực nén dọc trục:

- Lực cắt:

- Momen uốn:

c) Kiểm tra khả năng chịu lực của cột lan can:

Hình 2.4 Mặt cắt A-A

- Các đặc trưng tiết diện:

+ Diện tích:

+ Mômen quán tính lấy đối với trục x-x:

+ Mômen quán tính lấy đối với trục y-y:

+ Mômen kháng uốn đối với trục x-x:

+ Mômen kháng uốn đối với trục y-y:

+ Bán kính quán tính đối với trục x-x:

+ Bán kính quán tính đối với trục y-y:

- Kiểm tra sức kháng nén:

(TCN/311)Trong đó :

K: hệ số chiều dài có hiệu K = 0.875 [22TCN 272-05;4.6.2.5].l: chiều dài không liên kết kết l = 770 mm

rs: bán kính quán tính đối với trục mất ổn định

rs = 29.08 mm

VậyÁp dụng công thức với [6.9.4.1] thì:TCN/310Sức kháng nén có hệ số:

TCN/308

- Kiểm tra sức kháng uốn:

Sức kháng uốn được tính theo công thức: với:

:Sức kháng uốn có hệ số đối với trục x,y

* Kiểm tra độ mảnh của cột lan can [6.3.9]:

TCN/310Trong đó:

+ K = 0.875: hệ số chiều dài hữu hiệu [22TCN 05;4.6.2.5]

272-+ : chiều dài không được giằng ( )

+ r : bán kính hồi chuyển nhỏ nhất (ta tính cho tiết diệntại mặt cắt B - B vì tiết diện nhỏ nhất)

°Mômen quán tính lấy đối với trục x-x:

° Mômen quán tính lấy đối với trục y-y:

° Diện tích tiết diện:

° Bán kính quán tính đối với trục x-x:

° Bán kính quán tính đối với trục y-y:

Vậy thỏa mãn điều kiệnđộ mảnh

d) Bố trí bulơng cho cột lan can :

- Chọn bulông có đường kính d = 20 mm loại A307 để liênkết trụ lan can với tường bê tông

Hình 2.6 Sơ đồ tính sức chịu nhổ của bulông

 Kiểm tra khả năng chịu cắt:

 Sức kháng cắt của 1 bulông: TCN/372Trong đó:

: Diện tích bulông theo đường kính danh định

: Cường độ chịu kéo nhỏ nhất của bulông A307

d = 20 mm : đường kính danh định của bulông

t = 8 mm : bề dày nhỏ nhất của tấm thép chịu cắt

Fu = 400Mpa : cường độ chịu kéo đứt của thép tấmThay số: Rn2 = 2.4 x 20 x 8x 400 = 153600 N

Vậy sức kháng cắt của bulông là:

Rn =min(Rn1 ; Rn2) =min( 50139.9N ; 153600N ) =50139.9NLực cắt tác động lên 1 bulông:

Pu = Vu /4 = 3940.125/4 = 985.03N < 50139.9N = Rn (Thỏa)

- Chọn chiều dày lề bộ hành:100mm

* Xét trên 1000 mm dài

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

- Tĩnh tải: DC = 1000 x 100 x 0.25 x 10-4 = 2.5 N/mm

DC=3 N/mm Pl=3 N/mm

* Giả sử bản dầm làm việc dạng dầm giản đơn

- Mômen tại mặt cắt giữa nhịp:

: heô soâ dẹo

: heô soẫ dö thöøa

: heô soâ quan tróng

- Tráng thaùi giôùi hán söû dúng:

* Chuyeơn veă dáng daăm sieđu tónh hai ñaău ngaøm

- Tái goâi:

+ Tráng thaùi giôùi hán cöôøng ñoô:

+ Tráng thaùi giôùi hán söû dúng:

- Giöõa nhòp:

+ Tráng thaùi giôùi hán cöôøng ñoô:

+ Tráng thaùi giôùi hán söû dúng:

2.2.3 Tính toân cốt thĩp :

a) Tính toân cốt thĩp cho moment đm(tại gối) :

- Tieât dieôn chòu löïc b x h = 1000 mm x 100 mm

- Lôùp beđ tođng bạo veô: 25 mm

- Giạ thieât duøng 10 AII coù db = 10 mm, Ab = 78.5mm2, fy = 280Mpa

-

- Xác định chiều cao vùng nén a:

- Bản lề bộ hành có 28 MPa < f'c = 30 Mpa < 56 Mpa

thỏa điều kiện hàm lượng cốt thép lớn nhất

- Xác định diện tích cốt thép:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:

b) Tính tốn cốt thép cho moment dương(giữa nhịp)

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

- Lớp bê tông bảo vệ: 25 mm

- Giả thiết dùng 10 AII có db = 10 mm, Ab = 78.5mm2, fy = 280Mpa

-

- Xác định chiều cao vùng nén a:

- Bản lề bộ hành có 28 MPa < f'c = 30 Mpa < 56 Mpa

thỏa điều kiện hàm lượng cốt thép lớn nhất.

- Xác định diện tích cốt thép:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:

Hình 2.8 Bố trí cốt thép trên lề bộ hành trên 1000m

2.2.4 Kiểm tốn ở trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm tra nứt) :

a) Kiểm tốn tại gối:

- Tiết diện kiểm toán:

Tiết diện chữ nhật có b x h = 1000 mm x 100 mm

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

< 50 mm

- Diện tích của vùng bê tông bọc quanh 1 nhóm thép:

- Diện tích trung bình của bê tông bọc quanh 1 thanh thép:

- Mômen do ngoại lực tác dụng vào tiết diện:

- Khối lượng riêng của bêtông:

- Môđun đàn hồi của bêtông:

- Môđun đàn hồi của thép:

- Hệ số tính đổi từ thép sang bê tông:

- Chiều cao vùng nén của bêtông khi tiết diện nứt:

-Mômen quán tính của tiết diện bê tông khi bị nứt:

-Ứng suất trong cốt thép do ngoại lực gây ra:

- Khí hậu khắc nghiệt:

- Ứng suất cho phép trong cốt thép:

- So sánh: fsa = 323.32 Mpa > 0.6 x fy = 0.6 x 280 = 168 Mpachọn fy = 168 Mpa để kiểm tra:

Vậy thoả mãn điều kiện về nứt

b) Kiểm tốn tại giữa nhịp:

- Tiết diện kiểm toán:

Tiết diện chữ nhật có b x h = 1000 mm x 100 mm

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

< 50 mm

- Diện tích của vùng bê tông bọc quanh 1 nhóm thép:

- Diện tích trung bình của bê tông bọc quanh 1 thanh thép:

- Mômen do ngoại lực tác dụng vào tiết diện:

- Khối lượng riêng của bêtông:

- Môđun đàn hồi của bêtông:

- Môđun đàn hồi của thép:

- Hệ số tính đổi từ thép sang bê tông:

- Chiều cao vùng nén của bêtông khi tiết diện nứt:

-Mômen quán tính của tiết diện bê tông khi bị nứt:

-Ứng suất trong cốt thép do ngoại lực gây ra:

- Khí hậu khắc nghiệt:

- Ứng suất cho phép trong cốt thép:

- So sánh: fsa = 323.32 Mpa > 0.6 x fy = 0.6 x 280 = 168 Mpachọn fy = 168 Mpa để kiểm tra:

Vậy thoả mãn điều kiện về nứt

đứng FV = 80 LV = 5500Phương dọc cầu FL = 80 LL = 1070

+ Biểu thức kiểm toán cường độ của lan can có dạng

Khi xe va vào giữa tường:

Khi xe va vào đầu tường:

Trong đó:

: sức kháng của bó vỉa

: sức kháng mômen trên một đơn vị chiều dài đốivới trục thẳng đứng

: sức kháng mômen trên một đơn vị chiều dài đốivới trục nằm ngang

: sức kháng của dầm đỉnh

H : chiều cao tường

: chiều dài đường chảy

: 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 : (Tính trên 1 mm dài)

- Tính toán với bài toán cốt đơn, tính cốt thép cho1 bênrồi bên còn lại bố trí tương tự.

- Ta tính Mc trên 1mm Nên xét tiết diện bxh = 1x200

- Giả thiết dùng 16 AII có db = 16 mm, Ab = 201.1 mm2, fy =

280 Mpa Bố trí mm, 1000 mm dài có 5 thanh

- Diện tích cốt thép As trên 1mm:

- Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu:

As = 1 mm2/mm > Asmin = 0.643 mm2/mmVậy thoả mản điều kiện hàm lượng cốt thép nhỏnhất

- Lớp bê tông bảo vệ: 50 mm

-

- Xác định chiều cao vùng nén a:

- Bó vỉa có 28 MPa < f'c = 30 Mpa < 56 Mpa

- Tiết diện tính toán b x h = 300 mm x 200 mm

- Tính toán với bài toán cốt đơn, tính cốt thép cho1 bênrồi bên còn lại bố trí tương tự

- Giả thiết dùng 14 AII có db = 14 mm, Ab = 153.9 mm2

- Diện tích cốt thép As:

- Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu:

- Xác định chiều cao vùng nén:

- Khoảng cách từ thớ chịu nén đến trục trung hoà:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép lớn nhất, tương đương vớiđiều kiện sau:

- Sức kháng uốn cốt thép ngang trên toàn bộ chiều caobó vỉa:

2.3.3 Chiều dài đường chảy (L c )

Chiều cao bó vỉa: H=300 mm, vì không bố trí dầm đỉnhnên

* Với trường hợp xe va vào giữa tường:

- Chiều dài đường chảy:

- Sức kháng của tường:

(thoả mãn)

* Với trường hợp xe va vào đầu tường:

- Sức kháng của tường:

CHƯƠNG III: BẢN MẶT CẦU

III.1 SỐ LIỆU TÍNH TỐN:

- Khoảng cách giữa 2 dầm chính là: L2 = 1750 mm

- Khoảng cách giữa 2 dầm ngang là: L1 = 4550 mm

- Xét tỷ số: bản làm việc theo 1 phương,mặc dù bản được kê trên 4 cạnh

- Bản mặt cầu kê lên cả dầm chính và ngang Khikhoảng cách giữa các dầm ngang lớn hơn 1,5 lần khoảngcách giữa các dầm chủ thì hướng chịu lực chính của bảntheo phương ngang cầu Theo điều 4.6.2.1.6 (22 TCN 272_05) chophép sử dụng phương pháp phân tích gần đúng là phươngpháp dải bản để thiết kế bản mặt cầu Để sử dụngphương pháp này ta chấp nhận các giả thiết sau:

+ Xem bản mặt cầu như các dải bản liên tục tựa trêncác gối cứng là các dầm đỡ có độ cứng vô cùng

+ Dải bản được xem là 1 tấm có chiều rộng SW kêvuông góc với dầm đỡ

- Chiều dày bản mặt cầu: hf = 200 mm

- Chọn lớp phủ mặt cầu gồm các lớp sau:

+ Lớp vải nhựa phòng nước dày 5 mm

+ Lớp bêtông asphalt tương lai dày 75 mm

Hình 3.1 Cấu tạo bản mặt cầu

- Độ dốc ngang cầu: 2 % được tạo bằng thay đổi độ caođá kê ở tại mỗi gối

III.2 SƠ ĐỒ TÍNH TỐN BẢN MẶT CẦU:

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

III.3 TÍNH NỘI LỰC CHO BẢN CƠNGXON

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên bản cơngxon:

* Trọng lượng bản thân:

* Trọng lượng lan can, lề bộ hành:

- Trọng lượng lan can phần bêtông:

Trong đó:

b1 = 250 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 đôibó vỉa nhận một nửa và lan can phần bê tông chịu mộtnửa)

- Trọng lượng cột và thanh lan can tay vịn:

+ Một nhịp thanh lan can có trọng lượng:

+ Trọng lượng cột lan can: Một cột lan can được tạo bởi 3tấm thép

T1; T2; T3 và 2 ống thép liên kết Ф 110 dày 8mm, dài 130mm

=>Trọng lượng bản thân của 1 trụ lan can:

Trên 1 nhịp cầu có 14 nhịp lan can, mỗi nhịp có 2 thanhvà 15 cột lan can, nên:

+ Trọng lượng toàn bộ thanh lan can và cột lan can là:

+ Ta sẽ quy một cách gần đúng toàn bộ trọng lượngnày thành lực phân bố dọc cầu có giá trị:

Suy ra: trọng lượng lan can phần thép trên 1000 mm chiềudài bản:

Vậy trọng lượng toàn bộ lan can lề bộ hành trên 1000 mmchiều dài bản mặt cầu tác dụng lên bản hẫng:

b) Hoạt tải:

- Hoạt tải tác dụng cho dải bản rộng 1000mm trong trườnghợp này chỉ có tải của người đi bộ truyền xuống (hoạt tảinày được chia đôi bó vỉa nhận một nửa và lan can phầnbê tông chịu một nửa, và tập trung tại đầu bản congxon)

(b = 750 mm: bề rộng phần lề bộ hành)

3.3.2 Nội lực trong bản cơngxon:

- Sơ đồ tính nội lực (hình 3.5):

P1+P2+P3,1

2PLDC''

700550

Hình 3.4 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên bản hẫng

- Xét hệ số điều chỉnh tải trọng:

+ Trạng thái giới hạn cường độ:

+ Trạng thái giới hạn sử dụng:

III.4 TÍNH NỘI LỰC CHO BẢN DẦM CẠNH DẦM BIÊN:

Bản đặt trên hai gối là hai dầm chủ, nhịp của bản làkhoảng cách giữa hai dầm S = 1750 mm, cách tính ta sẽ tínhnhư dầm đơn giản đặt trên hai gối, xét cho dải bản rộng

1000 mm

3.4.1 Nội lực do tĩnh tải tác dụng lên bản dầm cạnh dầm biên:

a) Tĩnh tải:

* Trọng lượng bản thân:

* Trọng lượng bó vỉa và lề bộ hành:

1750 100

Hình 3.5 Sơ đồ tính bản dầm

- Giá trị mômen dương tại giữa nhịp:

Ta sử dụng phương pháp đường ảnh hưởng để tính:

Gọi SDW là diện tích đường ảnh hưởng ứng với tĩnh tải DW

SDC2 là diện tích đường ảnh hưởng ứng với tĩnh tảiDC2

Y là tung độ đường ảnh hưởng ứng với tĩnh tải(P2+P4)

Ta tính được:

SDW= 352187.5mm2

SDC2= 382812.5 mm2Y= 125 mm

Momen tại giữa nhịp do tĩnh tải gây ra:

+ Trạng thái giới hạn cường độ:

+ Trạng thái giới hạn sử dụng:

3.4.2 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên bản dầm cạnh dầm biên

a) Hoạt tải:

- Tải trọng người đi bộ (1/2 tải trọng người đi bộtruyền vàobó vỉa):

- Tải trọng xe thiết kế: (A3.6.1.3.3)

+ Bề rộng bánh xe tiếp xúc với bản mặt cầu 510 mm+ Diện truyền tải của bánh xe xuống bản mặt cầu:+ Giá trị tải p:

- Chiều rộng làm việc của dải bản (A.4.6.2.1.3):

+ Khi tính mômen âm tại gối:

+ Khi tính mômen dương tại giữa nhịp:

1750 100

Hình 3.6 Tải trọng động tác dụng lên bản cạnh biên

b) Nội lực:

Để tính nội lực do hoạt tải gây ra tại mặt cắt giữa nhịp ta vẽ đường ảnh hưởng cho mặtcắt giữa nhịp

- Gọi SLL là diện tích đường ảnh hưởng ứng với hoạt tải xe

YPL là tung độ đường ảnh hưởng ứng với hoạt tải người

Ta tính được:

SLL= 182562.25mm2

YPL= 125 mmGiá trị mômen tại giữa nhịp do hoạt tải gây ra:

 Trạng thái giới hạn cường độ do hoạt tải gây ra :

 Trạng thái giới hạn sử dụng do hoạt tải gây ra:

3.4.3 Nội lực tác dụng lên bản dầm cạnh dầm biên:

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) được tính như sau:

- Trạng thái giới hạn cường độ:

+ Tại gối :

+ Tai giữa nhịp:

- Trạng thái giới hạn sử dụng:

+ Tại gối:

+ Tai giữa nhịp:

III.5 TÍNH NỘI LỰC CHO BẢN DẦM GIỮA:

3.5.1 Nội lực do tĩnh tải tác dụng lên bản dầm giữa:

a) Tĩnh tải

Tương tự như bản dầm biên, ta có:

* Trọng lượng bản thân:

* Trọng lượng lớp phủ mặt cầu:

b) Nội lực

- Sơ đồ tính như sau:

Hình 3.7 Sơ đồ tính tĩnh tải cho bản dầm giữa

Tương tự, ta cũng có:

- Giá trị mômen dương tại giữa nhịp:

+ Trạng thái giới hạn cường độ:

+ Trạng thái giới hạn sử dụng:

3.5.2 Nội lực do hoạt tải tác dụng lên bản dầm giữa:

- Chỉ có xe 3 trục, ta không xét tải trọng làn vì nhịp bản

L2 =1750mm < 4600mm theo quy định không cần xét tải trọnglàn (A3.6.1.3.3)

-Tương tự như trên ta cũng cĩ các tính chất của tải trọng xe 3 trục:

+ Bề rộng bánh xe tiếp xúc với bản mặt cầu 510 mm+ Diện truyền tải của bánh xe xuống bản mặt cầu:+ Giá trị tải p:

- Chiều rộng làm việc của dải bản (A.4.6.2.1.3):

+ Khi tính mômen âm tại gối:

+ Khi tính mômen dương tại giữa nhịp:

- Ở đây ta có 2 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 trongbản khi đó khoảng cách giữa 2 bánh xe là 1200 mm

*) Xét trường hợp 1 chỉ có 1 bánh xe:

Hình 3.8 Tải trọng động tác dụng lên bản

biên

- Giá trị mômen tại giữa nhịp giản đơn:

° Trạng thái giới hạn cường độ:

° Trạng thái giới hạn sử dụng:

*) Xét trường hợp 2: có 2 bánh xe cách nhau 1200mm

- Với trường hợp 2 bánh xe của 2 xe kề nhau thì chấp nhậnphân bố trên chiều rộng b1’

+ Diện truyền tải của bánh xe xuống bản mặt cầu:+ Giá trị tải p:

Hình 3.9 Tải trọng động tác dụng lên bản biên

-Giá trị mômen tại giữa nhịp giản đơn:

° Trạng thái giới hạn cường độ:

° Trạng thái giới hạn sử dụng:

Trong 2 trường hợp ta thấy, trường hợp xếp 1 bánh xe vào giữa nhịp gây bất lợicho bản dầm giữa, nên ta lấy moment ở giữa nhịp của trường hợp 1 để tính nội lực

tính tốn cho bản dầm giữa, tức là:

° Trạng thái giới hạn cường độ:

° Trạng thái giới hạn sử dụng:

3.5.3 Nội lực tác dụng lên bản dầm giữa

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

III.6 NỘI LỰC TÍNH TỐN CHO BẢN MẶT CẦU

BẢNG TỔNG HỢP GIÁ TRỊ NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN BẢNMẶT CẦU

BẢN HẪNG BẢN DẦMBIÊN BẢN DẦMGIỮA TÍNH TOÁNMu_go

- Trạng thái giới hạn cường độ:

III.7 THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO BẲN MẶT CẦU:

Ta sẽ thiết kế cốt thép tương ứng với các giá trị nội lực

ở TTGH cường độ vừa tính ở trên:

3.7.1 Thiết kế cốt thép cho phần bản chịu mơment âm (tại gối):

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:

- Chiều rộng tiết diện tính toán:

- Chiều cao tiết diện tính toán:

- Cường độ chảy cốt thép:

- Cấp bêtông:

- Lớp bê tông bảo vệ: 25 mm

- Giả thiết dùng 16 AII có φ = 16mm, Ab = 201.06 mm2

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

- Chiều cao làm việc của tiết diện:

- Chiều cao vùng bêtông chịu nén:

- Xác định : do nên:

- Chiều cao vùng bêtông chịu nén trong trường hợp cânbằng:

- Kiểm tra điều kiện:

- Diện tích cốt thép cho bởi công thức:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:

- Chọn 16 a200 để bố trí: trong 1000 mm có 516 và có:

3.7.2 Thiết kế cốt thép cho phần bản chịu mơment dương (giữa nhịp):

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:

- 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:

- Lớp bê tông bảo vệ: 25 mm

- Giả thiết dùng 16 AII(280) có φ = 16 mm, Ab = 201.6 mm2

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

- Chiều cao làm việc của tiết diện:

- Chiều cao vùng bêtông chịu nén:

-Xác định : do nên:

- Chiều cao vùng bêtông chịu nén trong trường hợp cânbằng:

- Kiểm tra điều kiện:

- Diện tích cốt thép cho bởi công thức:

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:

- Chọn 16a200 để bố trí: trong 1000 mm có 516 và có:

3.7.3 Cốt thép phân bố:

- Cốt thép phụ theo chiều dọc được đặt dưới đáy bản đểphân bố tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lựctheo phương ngang, trong đó diện tích cốt thép chính đặtvuông góc với hướng xe chạy [22TCN 272-05; A9.7.3.2], nên:

+ Trong đó Sc là chiều dài có hiệu của nhịp Đối vớidầm I liên hợp, Sc là khoảng cách giữa hai mặt vách (tatính tại gối dầm chính), Sc = 1750 – 200 = 1550 mm

+ Bố trí:

Dùng: 14a200,trong 1000mm có 5 thanh 14, có:

- Đối với cốt thép song song với hướng xe chạy được đặt ởphía trên, tương tự dùng 14a200, trong 1000mm có 514

III.8 KIỂM TRA NỨT CHO BẢN MẶT CẦU:

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

+ Mômen âm:

+ Mômen dương:

3.8.1 Kiểm tra nứt cho moment âm (tại gối):

- Các giá trị của đã có ở trên

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

- Diện tích của vùng bêtông bọc quanh 1 nhóm thép:

- Diện tích trung bình của bêtông bọc quanh 1 thanh thép:

- Mômen do ngoại lực tác dụng vào tiết diện:

- Khối lượng riêng của bêtông:

- Môdun đàn hồi của bêtông:

- Môdun đàn hồi của thép:

- Hệ số tính đổi từ thép sang bêtông:

- Chiều cao vùng nén của bêtông khi tiết diện bị nứt:

- Mômen quán tính của tiết diện bêtông khi bị nứt:

 Ứng suất trong cốt thép do ngoại lực gây ra:

- Khí hậu khắc nghiệt:

 Ứng suất cho phép trong cốt thép:

So sánh: fsa = 303.4Mpa > 0.6xfy = 0.6x280 = 168Mpa, chọn168Mpa để kiểm tra:

3.8.2 Kiểm tra nứt cho moment dương (giữa nhịp):

- Các giá trị của đã có ở trên

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

- Diện tích của vùng bêtông bọc quanh 1 nhóm thép:

- Diện tích trung bình của bêtông bọc quanh 1 thanh thép:

- Mômen do ngoại lực tác dụng vào tiết diện:

- Khối lượng riêng của bêtông:

- Môdun đàn hồi của bêtông:

- Môdun đàn hồi của thép:

- Hệ số tính đổi từ thép sang bêtông:

- Chiều cao vùng nén của bêtông khi tiết diện bị nứt:

- Mômen quán tính của tiết diện bêtông khi bị nứt:

 Ứng suất trong cốt thép do ngoại lực gây ra:

- Khí hậu khắc nghiệt:

 Ứng suất cho phép trong cốt thép:

-So sánh: fsa = 303.4 Mpa > 0.6xfy =0.6x280=168 Mpa chọn 168Mpa để kiểm tra:

Vậy thoả mãn điều kiện về nứt.

200 200

200 200

Hình 3.10 Bố trí thép cho bản mặt cầu trên 1m dài dọc

cầu

CHƯƠNG IV: DẦM NGANGIV.1 SỐ LIỆU DẦM NGANG:

- Nhịp tính toán Ltt = 27300mm

-Kết cấu nhịp có 7 dầm ngang, khoảng cách giữa hai dầmngang là L1 = 4550mm

- Khoảng cách giữa các dầm chủ: L2 = 1750mm

- Kích thước dầm ngang như sau: h = 1000mm; b = 200mm

- Cốt thép AII giới hạn chảy: fy = 420Mpa

- Bê tông có cường độ chịu nén: f

’ c

= 30Mpa

- Giả thiết dầm ngang là các dầm giản đơn có hai gối làhai dầm chính Khẩu độ tính toán của dầm ngang là khoảngcách tim giữa hai dầm dọc

IV.2 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DẦM NGANG:

4.2.1 Xác định nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm ngang:

- Tĩnh tải tác dụng lên dầm ngang bao gồm:

+ Bản mặt cầu:

- Trạng thái giới hạn cường độ:

- Trạng thái giới hạn sử dụng:

4.2.2 Xác định nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm ngang:

- Hoạt tải tác dụng lên dầm ngang gồm 0.65HL93 và tảitrọng người

4.2.2 1 Xác định hệ số phân bố tải trọng ( )

4.2 2 2 Xác định nội lực tác dụng lên dầm ngang do xe 2 trục hoặc xe 3 trục:

- Xếp xe lên đường ảnh theo phương dọc cầu để tìm nộilực lớn nhất tác dụng lên dầm ngang

Hình 4.1 ĐAH theo phương dọc cầu

+ Xếp xe 2 trục theo phương dọc

+ Xếp xe 3 trục theo phương dọc

Vì p’2trục = 81785N > p’3trục = 72770 N nên ta chọn p’2trục = 81785 N để xếp lên đ.a.h theo phương ngang cầu để tìm nội lực lớn nhất

Hình 4.2 Xe hai trục và ĐAH của dầm ngang( 1 xe)

Mômen lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp:

Hình 4.3 Xe hai trục và ĐAH của dầm ngang( 2 xe)

Mômen lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp:

4.2.2 3 Xác định nội lực tác dụng lên dầm ngang do tải trọng làn:

-Tải trọng làn tác dụng lên dầm ngang:

Hình 4.4 Tải trọng làn và ĐAH theo phương dọc cầu

- Với là diện tích đường ảnh hưởng áp lực lên dầmngang:

- Xếp tải q' lên đường ảnh hưởng dầm ngang để tìm nộilực lớn nhất:

1750 437.5 q'=7.43N/mm

Hình 4.5 Tải trọng làn và ĐAH của dầm ngang

Môment lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp:

+ 1 làn:

+ 2 làn:

4.2.2 4 Tổ hợp nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm ngang:

Tổ hợp của xe với tải trọng làn:

 Trạng thái giới hạn cường độ:

+ Xếp 1 làn xe chất tải:

+ Xếp 2 hay nhiều làn chất tải:

 Trạng thái giới hạn sử dụng:

+ Xếp 1 làn xe chất tải:

+ Xếp 2 hay nhiều làn chất tải: