ĐỒ án kết cấu bê TÔNG cốt THÉP,L=20,2m, TRƯỜNG đại học CÔNG NGHỆ GTVT

Trêng §¹i Häc C«ng NghÖ GTVT tkmh kÕt cÊu BTctI.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 t

Trang 1

Trêng §¹i Häc C«ng NghÖ GTVT tkmh kÕt cÊu BTct

I.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:

Tại mặt cắt trên gối 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=20(cm)

Trang 2

20

=5,05 (m) với L là chiều dài nhịp hữu hiệu

- Khoảng cách tim giữa 2 dầm giả sử :230(cm)

- 12 lần bề dày cánh và bể rộng sườn dầm: 12hf+bw=12×18+20=236(cm)

- Và bề rộng cánh tính toán cũng không được lớn hơn bề rộng cánh chê tạo bf=185(cm).Vậy bề rộng cánh hữu hiệu là b=185(cm)

Quy đổi tiết diện tính toán:

- Diện tích tam giác tại chỗ vát bản cánh:

S

12

S

1 22

Trang 3

II.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

Tính toán m«men và lực cắt tại vị trí bất kì.

Vẽ đ.a.h của m«men và lực cắt

+chiều dài nhịp:l=20,2 (m)

+chia dầm thành 10 đoạn ứng với các mặt cắt từ 0 đến 10,mỗi đoạn dài 2,02(m)

Đường ảnh hưởng m«men tại các tiết diện:

Trang 4

Hình 3 Đường ảnh hưởng mô men tại các tiết diện

Lª §øc Lu©n - 66DLCD32 - 4 - GVHD :trÞnh minh hoµng

Trang 5

Trờng Đại Học Công Nghệ GTVT tkmh kết cấu BTct

Cỏc cụng thức tớnh toỏn giỏ trị mụmen,lực cắt tại mặt cắt thứ i theo trạng thỏi giới hạn

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

wM :diện tớch đờng ảnh hởng mụmen tại mặt cắt thứ i

wQ :tổng đại số diện tớch đờng ảnh hởng lực cắt

wlQ:diện tớch phần lớn hơn trờn đờng ảnh hởng lực cắt

LLM:hoạt tải tương ứng với đờng ảnh hởng mụmen lực cắt tại mặt cắt thứ i

LLQ:hoạt tải tương ứng với đờng ảnh hởng lực cắt tại mặt cắt thứ i

mgM;mgQ:hệ số phõn bố ngang tinh cho mụmen lực cắt

LLL=9,3KN/m:tải trọng làn rải đều

(l+IM):hệ số xung kớch,lấy bằng 1,25

η:hệ số điều chỉnh tải trọng xỏc định bằng cụng thức:

η=ηdìηRìηl≥0,95 Với đường quốc lộ và trạng thỏi giới hạn cường độ I:ηd=0,95;ηR=1,05; ηl=0,95.Với trạng

M i cd (kNm)

M i sd (kNm)

Trang 6

Lª §øc Lu©n - 66DLCD32 - 6 - GVHD :trÞnh minh hoµng

Trang 7

§êng ¶nh hëng lùc c¾t t¹i c¸c tiÕt diÖn:

Trang 8

B¶ng gi¸ trÞ lùc c¾t:

MÆt

c¾t

x i (m)

l i

(kN/m)

LL Mi tan dem (kN/m)

Q i cd (kN)

Q i sd (kN)

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

Tính m«men tính toán ứng với trạng thái giới hạn cường độ,tính tại mặt cắt giữa nhịp:

M= {(1,25w dc +1,5w dw) + mg M[1,75LL L1,75 k LL M (1 IM)]} M

Trong đó:

η:hệ số điều chỉnh tải trọng η= 0,95

LL : Tải trọng làn rải đều (9,3KN/m) L

LL tan dem M = 20,5 : Hoạt tải tương đương của xe hai trục thiết kế ứng với đ.ả.h M

w = 15,93 : Trọng lượng dầm trên một đơn vị chiều dài (KN/m) dc

w = 5,3 : Trọng lượng các lớp mặt cầu và các tiện ích công cộng trên dw

một đơn vị chiều dài ( tính cho một dầm,(KN/m))

Trang 9

Trêng §¹i Häc C«ng NghÖ GTVT tkmh kÕt cÊu BTctThay số:

Trong đó:

Mn:Mômen kháng danh định

Mu=2456,889 (KNm)

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

As:Diện tích cốt thép chịu kéo

fy=500Mpa:Giới hạn chảy của cốt thép dọc chủ

hf =0,186 (m):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×βl(b-bw)×hf×f'

c(d-hf/2)Thay các số liệu vào ta có:

21

1

d b f

M c

u



=1350

6 2

Trang 10

Trang 11

Trờng Đại Học Công Nghệ GTVT tkmh kết cấu BTctd:Khoảng cỏch hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nộn ngoài cựng đến trọng tõm cốt thộp chịu kộo: d s  h y1=1500-115=1385(mm)

Giả sử trục trung hũa đi qua bản cỏnh

Tớnh toỏn chiều cao vựng nộn quy đổi:



  =49,2 (mm) <βlhf=0,836.186=155,4 (mm)Vậy điều giả sử là đỳng

Mụ men khỏng tớnh toỏn:

a d

Mr=0,9ì0,85ì49,2ì1850::24ù24:: (1385 49, 2)

2

 =2842,9410 3(Nmm)=2842,94 (KNm)Như vậy Mr =2842,94 (KNm) >Mu=2456,889 (KNm)

=>Dầm đủ khả năng chịu mômen.

Kiểm tra lượng cốt thộp tối đa:

Vậy cốt thộp tối đa thỏa món.

Kiểm tra lượng cốt thộp tối thiểu:

.Vẽ biểu đồ bao vật liệu:

Tớnh toỏn mụmen khỏng tớnh toỏn của dầm khi bị cắt hoặc uốn cốt thộp:

Kết quả tớnh toỏn được thể hiện trong bảng sau:

Số lần

cắt Số thanhcòn lại còn lại (mm2)Diện tích As ds(mm) a(mm) trung hòa cVị trí trục Mn(kNm) (kNm)Mr

Trang 12

Hiệu chỉnh biểu đồ bao mụmen

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

Mu≤0,9Mcr thỡ điều kiện lượng cụt thộp tối thiểu là Mr≥ 1,33Mu.Điều này cú nghĩa là khả năngchịu lực của dầm phải bao ngoài đường

x mm

y

 3,45

11

1, 49662 101036,3

-Tại đoạn M u 1, 2M cr ta giữ nguyờn biểu đồ M u

-Trong đoạn 0,9M cr M u 1, 2M crvẽ đờng nằm ngang với giỏ trị 1,2M Tạiđoạn cr

Trang 13

1460,56

L/2 = 10200 mm

0,9.Mcr = 492,59 1,2.Mcr = 656,79

4/3Mu

Mu 1095,42

Biểu đồ mômen sau khi đ hiệu chỉnh ã hiệu chỉnhXỏc định điểm cắt lý thuyết:

Điểm cắt lý thuyết mà tại đú theo yờu cầu về uốn khụng cần cốt thộp dài hơn.Để xỏc định điểm

cắt lý thuyết ta chỉ cần vẽ biểu đồ mômen tớnh toỏn Mu và xỏc định điểm giao biểu đồ ΦMMn.

Đồng thời chiều dài này cũng khụng nhỏ hơn chiều dài phỏt triển lực ld.Chiều dài ld gọi là chiều

dài khai triển hay chiều dài phỏt triển lực đú là đoạn mà cốt thộp dớnh bỏm với bê tông để nú đạt

được cường độ như tớnh toỏn

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

Chiều dài triển khai cốt thộp kộo ld,phải khụng được nhỏ hơn tớch số chiều dài triển khai cốt thộp

kộo cơ bản ldb được quy định ở đõy,nhõn với cỏc hệ số điều chỉnh hoặc hệ số như được quy định

của quy trỡnh.Chiều dài triển khai cốt thộp kộo khụng được nhỏ hơn 300mm

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

thộp sụ 22

ldb=0,02 '

c

y b

Trong đú:

Ab =387 :diện tớch thanh số 22(mm2)

fy =500MPa:cường độ chảy được quy định của cỏc thanh cốt thộp

Trang 14

10350

1150 1400

1150 1400 1400

D19

2126 5850

L/2=10100 250

0,9 Mcr=492,59 1,2 Mcr=656,79

4/3 Mu

Lª §øc Lu©n - 66DLCD32 - 14 - GVHD :trÞnh minh

hoµng

Trang 15

V.TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT

Biểu thức kiểm toán φVVn > Vu

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

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

+ :góc nghiêng của ứng suất nén chéo

+ β,  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

+Hệ số sức kháng cắt,với bª t«ng thường ΦM=0,9

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

Vs:Khả năng chịu lực cắt của bª t«ng (N)

Vu:Lực cắt tính toán(N)

Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả năng chịu lực của bª t«ng vùng nén:

+Xét mặt cắt cách gối một khoảng dv=1386mm.Xác định nội lực trên đường bao băng phương pháp nội suy

Trang 16

v=

v v

u

b d

u v

u

A E

g V

As=3060 mm2 (khi kéo về gối cắt 4 thanh còn lại 6 thanh)

Giá trị của , εx hội tụ

v

V

g d

Ta chọn khoảng cách bố trí côt đai s=200(mm)

Kiểm tra lượng cốt thép đai tối thiểu:

Trang 17

Trêng §¹i Häc C«ng NghÖ GTVT tkmh kÕt cÊu BTctNên ta kiểm tra theo các điều kiện sau:

Trang 18

x mm

Trang 19

dc : chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùngcho đến tâm thanh gần nhất, theo bốtrí cốt thép dọc ta có dc=50 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 diện tích nằm trong phần bầu dầm quy đổi

=> Ta lấy giỏ trị f sa = 300(Mpa)

Tính toán ứng suất sử dụng trong cốt thép:

-Tính diện tích tơng đơng của tiết diện khi bị nứt:

) (

Trang 20

Xỏc định vị trớ bất lợi nhất của xe tải thiết kế:

Để tìm vị trí bất lợi ta chỉ cần xét trong nửa nhịp 0<x<L/2

4,3m

L/48EJ3

L L/2

Đah y1/2

35kN 145kN

, 10724 25

, 1056 7

9 , 184

5 , 26810 20

2 , 10724 20

25 , 1056 7

9 , 184 20

L L P EI

x L x

L L P EI

x x L

P

y

48

) 3 ) 6 , 8 (

4 ) 6 , 8 (

2 3 ( 2 48

) 3 ) 3 , 4 (

4 ) 3 , 4 (

2 3 ( 1 48

) 3 4 2 3

E=Ec=29440087,47 kN/m2 Môđun đàn hồi của bêtông

Xỏc định mụmen quỏn tớnh hữu hiệu I

10 497 , 1 30 063 , 0

11

KNm y

Ig f

t r

Lê Đức Luân - 66DLCD32 - 20 - GVHD :trịnh minh

hoàng

Trang 21



3 cr a

M M

= 498, 25 3 0,023141748,59

Tớnh toỏn độ vừng tại giữa nhịp dầm giản đơn do hoạt tải gõy ra:

Độ vừng ta vừa tớnh ở trờn chưa tớnh đến hệ số phõn bố ngang và hệ số xung kớch.Bõy giờ

 fmax < L l f  202008001 25,25(mm) Đạt

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	696,5 KB