Đồ Án Cầu Bê Tông Cốt Thép- Bách khoa TP.HCM

Đồ Án Mẫu của Bộ môn cầu đường, Khoa Xây Dựng, Đại Học Bách Khoa TP HCM. Cách thiết kế một cầu Bê Tông và các yêu cầu tính toán của những bộ phận chính trong cầu Bê Tông theo tiêu chuẩn mới của Việt Nam. SV: Trịnh Thành Linh K09XDCD

BỘ MÔN CẦU ðƯỜNG

ðỒ ÁN MÔN HỌC

THIẾ KẾ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

GVHD: TS LÊ BÁ KHÁNH SVTT: TRỊNH THÀNH LINH MSSV: 80901409

LỚP: XD09CD01 NHÓM: A02

Mục lục

CHƯƠNG 1 : BỐ TRÍ CHUNG 2

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ LAN CAN 3

2.1 Giới thiệu 3

2.2 Cấu tạo lan can 3

2.3 Tải trọng và hiệu ứng tải trọng 4

2.4 Kiểm toán lan can 5

2.5 Kết luận 9

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 19

3.1 GIỚI THIỆU 19

3.2 CẤU TẠO 19

3.2.1 Vật liệu 19

3.2.2 Cấu tạo 19

3.3 TẢI TRỌNG VÀ HIỆU ỨNG TẢI TRỌNG 20

3.3.1 Hệ số tải trọng 20

3.3.2 Nguyên tắc tính toán 21

3.3.3 Bản kê hai cạnh 21

3.3.4 Bảng hẫng 29

3.4 KIỂM TOÁN 31

3.4.1 Bản kê 2 cạnh 31

3.4.2 Bản hẫng 40

3.5 KẾT LUẬN 42

CHƯƠNG 5 : THIẾT KẾ DẦM CHÍNH 66

5.1 GIỚI THIỆU 66

5.2 CẤU TẠO 66

5.2.1 Vật liệu 66

5.2.2 Kích thước cơ bản 66

5.2.3 Tính toán các ñặc trưng hình học 68

5.3 TẢI TRỌNG VÀ HIỆU ỨNG TẢI TRỌNG 72

5.3.1 Hệ số tải trọng 72

5.3.2 Xác ñịnh nội lực do tĩnh tải 73

5.3.3 Xác ñịnh nội lực do hoạt tải (HL_93) 77

5.3.4 Tổ hợp Moment (có xét hệ số tải trọng) 84

5.3.5 Tổ hợp lực cắt 85

5.4 KIỂM TOÁN 86

5.4.1 Tính toán bố trí cốt thép 86

5.4.2 Tính toán ñặc trưng hình học của dầm tại các mặt cắt ñặc trưng 89

5.4.3 Tính toán mất mát ứng suất 93

5.4.4 Kiểm toán Moment 98

5.4.5 Kiểm toán lực cắt V 114

5.5 KẾT LUẬN 117

TÀI LIỆU THAM KHẢO 118

6000 5500

250 200 250

D

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ LAN CAN 2.1 Giới thiệu

Lan can là kết cấu bố trí dọc theo lề cầu ñể bảo vệ cho xe cộ và người

ñi bộ Lan can còn là công trình thẩm mỹ, tạo thành hình thái hài hòa của công trình và cảnh quan xung quanh

Mục ñích chủ yếu của lan can ñường ô tô là phải chặn giữ và chỉnh hướng các xe cộ ñi trên cầu Khi va chạm, lan can phải chịu ñược lực xung kích của xe, xe không bị bật lại luồng giao thông, nhưng xe cũng không thể vượt qua lan can

Các lan can phải ñược thiết kế thỏa ñiều kiện :

t e

≥

≥Trong ñó:

• R: sức kháng cực hạn (sức kháng danh ñịnh) của tổ hợp thanh lan can

và tường phòng hộ

• F t: lực va ngang của xe phân bố trên chiều dài Lt tại chiều cao He ở phía trên bản mặt cầu

• Y : chiều cao hữu hiệu của Rvề phía trên của bản mặt cầu

• H e: chiều cao lực va ngang của xe phía trên bản mặt cầu

2.2 Cấu tạo lan can

2.2.1 Loại lan can

Chọn mức ñộ thiết kế của lan can là L3 – Mức cấp 3 – ñược chấp nhận

áp dụng chung cho hầu hết các ñường tốc ñộ cao với hỗn hợp các xe tải và xe tải nặng (mục 13.7.2 trong 22TCN 272-05)

Các bộ phận của lan can thiết kế gồm có: tổ hợp tường phòng hộ bê tông và thanh lan can kim loại

2.2.2 Vật liệu dùng cho lan can

• ðường kính cốt thép dọc 14 mm

Bê tông

• Cường ñộ chịu nén của bê tông 28 Mpa

2.2.3 Kích thước sơ bộ của lan can

Bảng 2-1 Bảng kích thước của phần tường chắn bê tông

Hình 2-1 Kích thước của phần tường chắn bê tông Chia phần tường chắn bằng bê tông thành 3 phần A, B, C như hình vẽ Khoảng cách giữa các cột lan can L = 2400mm

Khe biến dạng nhiệt cách nhau 8600mm, bề rộng khe là 20mm

2.3 Tải trọng và hiệu ứng tải trọng

Lan can phải ñược thiết kế ñể chịu ñược lực va xe như bảng 2.2

Trong tính toán dưới ñây, không xét tác dụng của lực ñứng FV và lực dọc FL

Bảng 2-2 Bảng lực thiết kế ñối với lan can ñường ô tô

Các lực thiết kế và ký hiệu Mức ñộ thiết kế L3

Fv thẳng ñứng (kN) hướng xuống dưới 80

Chiều cao lan can nhỏ nhất H (mm) 810

2.4 Kiểm toán lan can

2.4.1 Cơ sở lý thuyết

Sức kháng của từng bộ phận của tổ hợp thanh lan can ñược xác ñịnh theo quy ñịnh trong các ñiều 13.7.3.4.1 (lan can bê tông) và 13.7.3.4.2 (lan can dạng cột và dầm)

Sức kháng của tổ hợp tường phòng hộ và thanh lan can phải lấy theo sức kháng nhỏ hơn ñược xác ñịnh theo 2 phương thức phá hoại sau:

Va tại giữa nhịp thanh lan can Va tại cột

W

P H R H R H Y

R

R H P H R

HW : chiều cao của tường (mm)

HR : chiều cao của thanh lan can

(mm)

Trong ñó:

RR’ : sức kháng cực hạn theo hướng ngang của thanh lan can qua 2 nhịp (N)

RW’ : khả năng chịu lực bị giảm do phải chịu tải trọng của cột và lan can (N)

PP : sức kháng cực hạn theo hướng ngang của cột (N)

2.4.2 Sức kháng uốn của tường bê tông

Chiều cao khối ứng suất tương ñương :

' 0.85

s y c

A f a

f b

=Momen kháng uốn của từng ñoạn tường :

Với Φ = 1 là hệ số sức kháng ở trạng thái giới hạn ñặc biệt

Bảng 2-3 Sức kháng uốn của tường bê tông theo cốt thép ngang

A

A =

Công thức tính toán :

' 0.85

s y c

A f a

M ci (N.mm/mm)

H wi (mm)

Mc = 74 652.16 810

2.4.2.3 Sức kháng danh ñịnh của tường ñối với tải trọng ngang RW (22 TCN272-05, ñiều 13.7.3.4.1)

ðối với va xô trong một phần ñoạn tường

Rw : sức kháng của gờ chắn

Lt : chiều dài phân bố của lực theo hướng dọc

Lc : chiều dài tới hạn của kiểu phá hoại theo ñường chảy

Mb : sức kháng uốn phụ thêm của dầm cộng thêm với Mw tại ñỉnh tường

(Mb=0)

H = HW : chiều cao của tường chắn bê tông

ðối với va xô ở ñầu tường hoặc mối nối

H = mm=H −

2.4.3 Sức kháng của phần dầm và cột (22 TCN272-05, ñiều 13.7.3.4.2) 2.4.3.1 Khi xe va vào giữa nhịp thanh lan can

Chọn thép thanh lan can là thép ống loại M 270M Grade 250 có :

Fy = 250 MPa Fu = 450 MPa Khoảng cách giữa các cột lan can L = 2400 mm

Chiều cao của thanh lan can 600mm → HR = 1410 mm

Kích thước thanh lan can: D = 100 mm

d = 90 mm

Hình 2-2 Mặt cắt ngang của thanh lan can kim loại

Với giá trị Lc = 3179.4 mm, chỉ có 3 nhịp thanh lan can (N=3) và 2 cột tham gia chịu lực

Sức kháng ñường chảy của thanh lan can:

( 3 3)

11291667 6

y p

2.4.3.2 Khi xe va vào cột của lan can

Hình 2-3 Mô hình chịu lực khi va xe vào cột Với Lc = 3179.4 mm có 2 nhịp lan can (N=2) và 1 cột tham gia chịu lực Sức kháng cực hạn của thanh lan can ñối với số nhịp lan can là chẵn :

2 16

249 393 2

p p R

Pp : sức kháng tải trọng ngang của cột ñứng ñơn lẻ ở ñộ cao HR phía trên mặt cầu

D d

P P

1

Giữa nhịp lan can +

ñầu tường hoặc mối

3 Cột lan can + ñầu

tường hoặc mối nối 245.609 249.393 573.081 1152.85 Thỏa

4 Cột lan can + một

phần ñoạn tường 450.133 249.393 777.606 1062.68 Thỏa

→ Lan can với các thông số như trên thỏa yêu cầu thiết kế

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU

3.1 GIỚI THIỆU

Mặt cầu là bộ phận trực tiếp chịu tải trọng giao thông và chủ yếu quyết ñịnh chất lượng khai thác của cầu Mặt cầu có chức năng tạo mặt phẳng và

truyền tải trọng xuống kết cấu kệ dầm bên dưới Vì vậy mặt cầu cần bằng

phẳng, ñủ ñộ nhám, ñảm bảo thoát nước, khai thác thuận tiện, ít hư hỏng nhất

và an toàn tối ña cho các phương tiện tham gia giao thông

Bản mặt cầu là kết cấu có dạng bản kê trên hệ dầm gồm các dầm chủ,

dầm ngang và dầm dọc phụ Vì vậy bản mặt cầu chủ yếu làm việc chịu uốn

cục bộ như bản kê trên hệ dầm mặt cầu Ngoài ra bản còn là cánh trên của dầm

T, dầm hộp nên còn tham gia chịu nén hoặc chịu kéo khi chịu uốn tổng thể của cầu

3.2 CẤU TẠO

3.2.1 Vật liệu

Bê tông

Khối lượng riêng của bê tông Wc = 2400 kg/m3

Moñun ñàn hồi, Ec = 0.043 (WC)1.5 (f 'C)0.5 Ec = 26752.4976 MPa

Cốt thép

Mác thép chịu lực của bản mặt cầu TCVN 1651-2008 CB400-V

Số dầm chính Nb = 6

Khối lượng riêng của lớp phủ Wfsw = 2250 kg/m3

3.3 TẢI TRỌNG VÀ HIỆU ỨNG TẢI TRỌNG

3.3.1 Hệ số tải trọng

Bảng 3-1 Hệ số tải trọng của hoạt tải (22TCN 272-05, bảng 3.4.1-2)

Trạng thái giới hạn Cho bản mặt cầu và lan can Cho lớp phủ bề mặt

Cường ñộ Maximum γDC max = 1.25 γDW max = 1.5

Minimum γDC min = 0.9 γDW min = 0.65

Bảng 3-2 Hệ số tải trọng của tĩnh tải (22TCN 272-05, phần 3)

Loại tải trọng Ký hiệu Hệ số tải

trọng

• Phần cánh hẫng ở dầm biên ñược tính theo sơ ñồ console

• Các bản mặt cầu ở phía trong tính theo sơ ñồ dầm liên tục kê trên các gối cứng tại các vị trí dầm chủ

3.3.3 Bản kê hai cạnh

Tính toán theo sơ ñồ dầm ñơn giản có xét ñến hệ số ngàm k

3.3.3.1 Tĩnh tải

Bảng 3-3 Tĩnh tải tác dụng lên bản kê 2 cạnh

Tải trọng Ký hiệu Giá trị Kiểu tác dụng

Trọng lượng bản thân DC1 (N/mm) 4.69 Phân bố

Lớp phủ mặt cầu DW (N/mm) 1.58 Phân bố

3.3.3.2 Hoạt tải

Dải bản ngang có chiều dài nhịp tính toán S = 1780mm < 4600mm, hoạt tải phải ñược thiết kế cho xe tải thiết kế hoặc xe 2 trục, không xét tải trọng làn (22 TCN272-05, mục 3.6.1.3.3)

Vị trí tác ñộng của bánh xe lên bản : tim bánh xe cách mép ñá vỉa

300mm và cách mép làn 600mm (22 TCN272-05, ñiều 3.6.1.3.1)

Chiều rộng dải bản tương ñương (22 TCN272-05, ñiều 4.6.2.1.3)

• ðối với vị trí có Moment dương : E = 660 + 0.55 S

• ðối với vị trí có Moment âm : E = 1220 + 0.25 S

Tính toán hoạt tải xe:

( f) tt

P LL

b h E

=+

Trong ñó:

P : tải trọng bánh xe

b = 510 mm : chiều rộng bánh xe (ngang cầu)

hf = ts : chiều dày trung bình bản mặt cầu

Bảng 3-4 Giá trị hoạt tải (LL) ứng với M+ và M- khi ñặt 1 hàng bánh xe

Nội lực của bản kê 2 cạnh ñược tính theo phương pháp gần ñúng với

mô hình dầm giản ñơn kê trên 2 gối

Do tính chất ngàm của bản, moment ñược suy ra nhờ xét tới hệ hiệu chỉnh k Khi tính moment dương ở giữa nhịp k = 0.5 và khi tính moment âm ở gối k = 0.8

ðối với moment dương tại mặt cắt giữa nhịp:

3.3.3.3.1 Trường hợp 1: ñặt 1 xe, có 1cặp bánh xe ñặt ngay tại giữa nhịp

Hình 3-1 Sơ ñồ tính toán trong trường hợp 1 Trường hợp này, moment gây ra tại giữa nhịp là lớn nhất Nên ta chọn moment của trường hợp 1 ñể tính moment của bản mặt cầu Hệ số làn m = 1.2

3.3.3.3.2 Trường hợp 2: ñặt 1xe, có 1 cặp bánh xe ngay sát gối

Hình 3-2 Sơ ñồ tính toán của trường hợp 3

Do khoảng cách giữa 2 dầm chính S = 1780 < 1800mm, nên trường hợp này chỉ có 1 bánh xe ñặt trên nhịp Trường hợp này, moment gây ra tại giữa nhịp không phải là lớn nhất, nhưng lực cắt gây ra tại gối là lớn nhất Ta tính lực cắt của trường hợp 3 ñể tính toán cho bản mặt cầu Hệ số làn m = 1.2

1800

LL

b+t b+t

1ðah V

DW

DC 1

3.3.3.3.3 Trường hợp 3: ñặt 2 xe, có 1 cặp bánh xe ñặt tại giữa nhịp

Hình 3-3 Sơ ñố tính toán trong trường hợp 5 Khoảng cách giữa 2 dầm chính S = 1780mm

→ S/2 = 890mm < 1200mm , vậy tải trọng lúc này chỉ còn 1 cặp bánh xe giống như trường hợp 1

18001200

3.3.3.3.4 Trường hợp 4: ñặt 2 xe, có 1 cặp bánh xe ñặt ngay sát gối

Hình 3-4 Sơ ñồ tính toán trường hợp 6 Trường hợp này tính toán tương tự như trên:

3.3.3.4 Tổng hợp nội lực trong bảng kê 2 cạnh

Bảng 3-5 Bảng nội lực dùng ñể tính toán bản kê 2 cạnh

Bảng 3-6 Tĩnh tải tác dụng lên bản hẫng trên 1mm theo phương ngang cầu

Tải trọng Ký hiệu Giá trị Kiểu tác dụng

Trọng lượng bản thân DC1 (N/mm) 0.005063 Phân bố

x : khoảng cách từ tâm gối ñến ñiểm ñặt tải

Tính toán hoạt tải tương tự như phần tính cho bản kê 2 cạnh

Vị trí tác ñộng của bánh xe lên bản hẫng theo mục 3.6.1.3.1 trong 22TCN 272-05 : Tim bánh xe cách mép ñá vỉa 300mm

Tính toán hoạt tải tương tự như ở bản kê 2 cạnh

Tác dụng của tải trọng bánh xe ñược quy về một băng tải chiều dài (b+hf) theo phương ngang cầu có cường ñộ phân bố cho 1m chiều rộng bản :

( S) tt

P LL

b t E

=+

Bảng 3-7 Hoạt tải tác dụng lên bản hẫng

Các ñơn vị cúa bảng trên ñược tính trên 1mm theo phương ngang cầu

3.3.4.3 Nội lực theo TTGH Cường ðộ 1

Moment ở bản hẫng :

2 2

3 1

L L

3.3.4.4 Nội lực theo TTGH Sử Dụng

Moment ở bản hẫng :

2 2

3 1

L L

3.4.1.1 Thiết kế bản chịu moment dương

- Theo biểu thức của triết lý thiết kế:

f M n M u

Trong ñó:

• Mn : moment kháng uốn danh ñịnh

• Mu : moment do tải trọng gây ra

• φ : hệ số sức kháng

- Tính cốt thép:

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ Coverb = 25 mm

ðường kính danh ñịnh cốt thép chịu lực bar_Dia 14 mm

Diện tích mặt cắt ngang cốt thép bar_Area 153.94 mm2 Chiều cao làm việc của tiết diện de 143 mm

0.005068

/2 1

L n

Lượng cốt thép cần thiết trên 1mm bản mặt cầu

0.724706 N/mm2 Khoảng cách giữa các thanh cốt thép

bar_spacett = bar_Area / As 212.41 mm Chọn bước cốt thép theo hướng chính 210 mm

o 1.5 lần ñường kính danh ñịnh của thanh

o 1.5 lần kích thước tối ña của cấp phối thô

o 38mm Kết luận : bước cốt thép ñã chọn thỏa cự ly tối thiểu giữa các thanh cốt thép

+ Cự ly tối ña giữa các thanh cốt thép(22 TCN272-05, ñiều

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối ña

Lượng thép DƯL và thép không DƯL tối ña phải ñược giới hạn sao cho

0.42

e

c

d ≤ (22 TCN272-05, ñiều 5.7.3.3.1) Kiểm tra :

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu

ðối với các cấu kiện không có thép DƯL thì lượng cốt thép tối thiểu quy ñịnh ở ñây có thể coi là thỏa mãn nếu :

* 0.003f c' / f y

ρ ≥ (22 TCN272-05, ñiều 5.7.3.3.2) Trong ñó :

• ρ : tỷ lệ giữa cốt thép chịu kéo và diện tích bê tông nguyên (b×h) *

• '

c

f : cường ñộ chịu nén quy ñịnh của bê tông (MPa)

• f y : cường ñộ chảy dẻo của thép chịu kéo (MPa)

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ Covert = 50 mm

ðường kính danh ñịnh cốt thép chịu lực bar_Dia 14 mm

Diện tích mặt cắt ngang cốt thép bar_Area 153.94 mm2 Chiều cao làm việc của tiết diện de 118 mm

≥ ቐ1.5 lần kích thước tối ña của cấp phối thô1.5 lần ñường kính danh ñịnh của thanh

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối ña

Lượng thép DƯL và thép không DƯL tối ña phải ñược giới hạn sao cho

0.42

e

c

d ≤ (22 TCN272-05, ñiều 5.7.3.3.1) Kiểm tra :

Kết luận : hàm lượng cốt thép thỏa ñiều kiện hàm lượng cốt thép tối ña

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu

ðối với các cấu kiện không có thép DƯL thì lượng cốt thép tối thiểu quy ñịnh ở ñây có thể coi là thỏa mãn nếu :

* 0.003f c' / f y

ρ ≥ (22 TCN272-05, ñiều 5.7.3.3.2) Trong ñó :

0.03×f 'c /fy = 0.002

ρ* = bar_Area / (ts×bar_sp) 0.005174

Kết luận : hàm lượng cốt thép thỏa ñiều kiện hàm lượng cốt thép tối thiểu

3.4.1.3 Kiểm tra khống chế nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng

ðiều kiện kiểm tra (22 TCN272-05, ñiều 5.7.3.4):

• fs : là ứng suất kéo trong cốt thép thường ở TTGH Sử Dụng

• fsa : giới hạn ứng suất kéo của cốt thép

• dc : chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng ñến tâm của thanh hay sợi ñặt gần nhất Nhằm mục ñích tính toán phải lấy chiều dày tịnh của lớp bê tông bảo vệ dc không ñược lớn hơn 50mm

• A : diện tích phần bê tông có cùng trong tâm với cốt thép chủ chịu kéo

và ñược bao bởi các mặt cắt ngang, ñường thẳng song song với trục trung hòa

• Z : thông số bề rộng vết nứt (N/mm)

3.4.1.3.1 Khống chế vết nứt ở vùng chịu uốn dương

Các thông số thiết kế

ðường kính danh ñịnh cốt thép chịu lực bar_Dia 14 mm

Diện tích mặt cắt ngang cốt thép bar_Area 153.94 mm2

Chiều cao làm việc của tiết diện de 143 mm

Khoảng cách giữa các thanh cốt thép bar_sp 210 mm

Tỷ lệ Module ñàn hồi giữa cốt thép và BT n=Es / Ec 7.48

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cover = 25 mm

Giới hạn chảy của cốt thép fy = 420 MPa

f sa > f s → Bản mặt cầu thỏa ñiều kiện khống chế nứt

3.4.1.3.2 Khống chế vết nứt ở vùng chịu uốn âm

Các thông số thiết kế

ðường kính danh ñịnh cốt thép chịu lực bar_Dia 14 mm

Diện tích mặt cắt ngang cốt thép bar_Area 153.94 mm2

Chiều cao làm việc của tiết diện de 118 mm

Khoảng cách giữa các thanh cốt thép bar_sp 170 mm

Tỷ lệ Module ñàn hồi giữa cốt thép và BT n=Es / Ec 7.48

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cover = 50 mm

Giới hạn chảy của cốt thép fy = 420 MPa

f sa > f s → Bản mặt cầu thỏa ñiều kiện khống chế nứt

3.4.1.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản mặt cầu

min

0.25

n C S P n

VS : cường ñộ kháng cắt danh ñịnh của cốt thép sườn

(cot cot )sin

v y v S

VP : thành phần dự ứng lực hữu hiệu trên hướng lực cắt tác dụng

Vp = 0 (do bản mặt cầu dùng cốt thép thường)

Trong ñó:

• bv : chiều rộng bản bụng hữu hiệu lấy bằng bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao dv, ñược ñiều chỉnh bởi sự có mặt của ống bọc khi thích hợp (22 TCN272-05, ñiều 5.8.2.7)

• dv : chiều cao chịu cắt hữu hiệu ñược lấy bằng cự ly ño thẳng góc với trục trung hòa giữa hợp lực kéo và lực nén do uốn, nhưng không cần ít hơn 0.9de hoặc 0.72h (mm) (22 TCN272-05, ñiều 5.8.2.7)

2 max 0.9 0.72

e

a d

• α : góc nghiêng của cốt thép ngang ñối với trục dọc

• Av : diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s

V = N< ΦV = N →bản kê 2 cạnh thỏa ñiều kiện chịu cắt

3.4.1.5 Thiết kế cốt thép phân bố (theo hướng phụ) cho lưới dưới

Dùng phương pháp kinh nghiệm, chiều dài hữu hiệu của bản ñược lấy như sau :

Với bản tựa trên dầm thép hoặc dầm bê tông : cự ly giữa ñỉnh và nách cộng thêm phần nách, có nghĩa là cự ly từ ñỉnh nách bên kia ñến bản bụng bên này bất kể góc lượn thế nào

As = %As*Asm = 0.491136 mm2/mm ðường kính và diện tích cốt thép hướng phụ mm

3.4.1.6 Thiết kế cốt thép phân bố cho lưới trên

Cốt thép ñược bố trí theo ñiều kiện co ngót và nhiệt ñộ (22 TCN272-05, ñiều 5.10.8.2) :

As ≥ 0.75Ag / fy Trong ñó:

0.75Ag / fy = 0.312500 mm2/mm Lượng cốt thép yêu cầu (ở hướng phụ) lưới trên

(0.75Ag / fy) / 2 = 0.156250 mm2/mm ðường kính và diện tích cốt thép hướng phụ

3.4.2.1 Thiết kế bản chịu moment âm của bản hẫng

ðể thuận tiên cho thi công, bố trí cốt thép phần hẫng giống bố trí cốt thép ở bản chịu moment âm

3.4.2.2 Kiểm tra lại khả năng chịu moment âm của bản hẫng :

Bước cốt ñai @ = 170 mm

Bề dày nhỏ nhất tại mép phần hẫng mặt cầu bê tông, ñối với phần hẫng mặt cầu bê tông ñỡ hệ thống nhô cao là 200 mm (22 TCN272-05, ñiều

13.7.3.5.1)

Chọn bề dày chịu lực của bản hẫng t0 = 200 mm

Sức kháng uốn Mn ñược tính theo chiều rộng b = 1mm chiều rộng của bản dọc theo phương chiều dài cầu

Diện tích cốt ñai :

@

d s

A f a

f b

=

Momen kháng uốn ở TTGH cường ñộ:

( / 2)

ni s y e

Với Φ = 0.9 là hệ số sức kháng ở trạng thái giới hạn cường ñộ

Bảng 3-8 Tính toán khả năng kháng uốn của bản hẫng

Φ M n

(N.mm/mm)

Mn = 46 212 N.mm/mm > M- = 39 148 N.mm/mm → bản hẫng ñủ khả năng chịu lực

3.4.2.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản hẫng

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bản hẫng tiến hành tương tự bản kê 2 cạnh:

3.5 KẾT LUẬN

Cấu tạo của bản mặt cầu ñã ñược kiểm tra thỏa các ñiều kiện:

- Khả năng kháng uốn của moment dương và moment âm

- Khống chế nứt ở TTGH Sử Dụng

- Hàm lượng cốt thép tối thiểu và tối ña

- Khả năng chịu cắt

Bố trí cốt ñịnh vị cho bản mặt cầu theo cấu tạo, Ø10@500

Hình 3-6 Cấu tạo và bố trí cốt thép bản mặt cầu

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ DẦM NGANG

4.1 GIỚI THIỆU

Có 2 loại dầm ngang : ở ñầu dầm và trung gian ðối với các loại cầu

dầm, phải có dầm ngang ñể ñảm bảo ổn ñịnh ngang cho dầm

Dầm ngang trung gian ñảm bảo ñộ cứng ngang, giúp phân bố tải trọng

giữa các dầm chính tốt hơn

4.2 CẤU TẠO

4.2.1 Vật liệu

Bê tông

Khối lượng riêng của bê tông Wc = 2400 kg/m3Khối lượng riêng của BTCT WRC = 2500 kg/m3Moñun ñàn hồi, Ec = 0.043 (WC)1.5 (f 'C)0.5 Ec = 26752.49 MPa

Cốt thép

Mác thép chịu lực của bản mặt cầu TCVN 1651-2008 CB400-V

Khối lượng riêng của thép Ws = 7850 kg/m3 Chọn sơ bộ ñường kính cốt thép d = 20 mm

Số thanh cốt thép chịu uốn dương 2 thanh

Khoảng cách giữa dầm ngang ñầu dầm

Khoảng cách giữa 2 dầm ngang trung gian l2 = 6000 mm

4.3 TẢI TRỌNG VÀ HIỆU ỨNG TẢI TRỌNG

4.3.1 Hệ số tải trọng

Bảng 4-1 Hệ số tải trọng của hoạt tải (22TCN 272-05, bảng 3.4.1-2)

Trạng thái giới hạn Cho bản mặt cầu và lan can Cho lớp phủ bề mặt

Cường ñộ Maximum γDC max = 1.25 γDW max = 1.5

Minimum γDC min = 0.9 γDW min = 0.65

Bảng 4-2 Hệ số tải trọng của tĩnh tải (22TCN 272-05, phần 3)

Loại tải trọng Ký hiệu Hệ số tải