Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu bê tông cốt thép 1 - TS. Nguyễn Ngọc Tuyển (tt)

Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu bê tông cốt thép 1 cung cấp cho người học các kiến thức: Tính toán thiết kế tiết diện dầm BTCT, ví dụ kiểm toán độ võng dầm do hoạt tải,... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Trang 1

Website: http://www.nuce.edu.vn Bộ môn Cầu và Công trình ngầm

Website: http://bomoncau.tk/

THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG

CẦU BTCT 1

TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: http://caubetong1.tk/

Link dự phòng:

https://sites.google.com/site/tuyennguyenngoc/courses‐in‐

vietnamese/cau‐btct‐1

Hà Nội, 1‐2014

Tính toán thiết kế tiết diện dầm BTCT (t.theo)

6.6.7.2 Kiểm tra độ võng

– Biến dạng do tải trọng khai thác quá lớn sẽ gây hư hỏng các

lớp mặt cầu, nứt cục bộ trong bản mặt cầu…

– Ngoài ra, biến dạng lớn cũng gây cảm giác không an toàn cho

người qua cầu.

 Do vậy, điều 2.5.2.6.2 quy định như sau:

 Độ võng giới hạn khi kết cấu chịu hoạt tải xe:

• Với dầm (hoặc bản) đơn giản ≤ Lnhịp/800

• Với dầm hẫng ≤ Lhẫng/300

 Độ võng giới hạn khi kết cấu chịu hoạt tải xe và/hoặc người:

• Với dầm (hoặc bản) đơn giản ≤ Lnhịp/1000

• Với dầm hẫng ≤ Lhẫng/375

Trang 2

– Khi tính võng do hoạt tải có kể đến hệ số xung kích (1+IM) và

hệ số làn xe. Theo (3.6.1.3.2), hoạt tải phải lấy trị số lớn hơn

của 2 tổ hợp sau:

• Một xe tải 3 trục có xét IM

• Tải trọng làn + 25% hiệu ứng của xe tải 3 trục có xét IM

– Theo (2.5.2.6.2), tất cả các làn đều chất tải và các dầm chủ đều

giả thiết chịu tải bằng nhau. Nghĩa là hệ số phân phối ngang

của tải trọng bằng số làn xe chia cho số dầm chủ (g = nl/ndc).

– Theo (5.7.3.6.2), khi tính gần đúng độ võng tức thời (do hoạt

tải) có thể dùng mô đun đàn hồi của bê tông Ecvà mô men

quán tính của tiết diện nguyên Ig

– Độ võng giữa nhịp do tải phân bố q:

– Độ võng tại điểm bất kỳ cách gối trái 1 đoạn là x của dầm đơn

giản chịu tải trọng tập trung cách gối trái 1 đoạn là b:

q

P x

b

EI EI

x

4

q L

E I

 2 2 2

P b x

Trang 3

L tt = 32.2 m

Ví dụ kiểm toán độ võng dầm do hoạt tải

145KN 145KN 35KN 4.3m 4.3m

9.3 KN/m

Đề bài: Cho kết cấu nhịp có chiều dài Ltt= 32.2m. Mặt cắt ngang cầu gồm 5 dầm

chủ. Tổng bề rộng cầu B =12m, bề rộng chân lan can Blc= 0.5m. Giả thiết mô

đun đàn hồi của bê tông làm dầm là Ec= 3394kN/cm 2 và mô men quán tính quy

đổi trung bình của dầm là Jc= 46388502cm 4

Yêu cầu: Kiểm toán xem dầm có thỏa mãn yêu cầu về độ võng do hoạt tải?

Trang 4

Trang 5

• 6.6‐8. Kiểm tra sức kháng cắt

– Công thức kiểm tra:

Trong đó:

• Vu= lực cắt tính toán theo TTGH cường độ 1

• ɸ = hệ số sức kháng cắt (với kết cấu BTCT lấy ɸ = 0.9)

• Vn= sức kháng cắt danh định

'

min 0.25

n

c v v

V

f b d







Trang 6

• Vc= sức kháng cắt danh định của bê tông

• Vs= sức kháng cắt danh định của cốt thép trong sườn dầm

• dv= chiều cao chịu cắt hữu hiệu, là khoảng

cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến

trọng tâm vùng nén và không nhỏ hơn

2 giá trị (0.9dehoặc 0.72hdầm) – 5.8.2.7

Với de= khoảng cách từ trọng tâm của

cốt thép chịu kéo tới thớ chịu nén xa nhất

'

0.083

V   f b d

s

A f d V

s



0.9 max 0.72

2

e v

e

d

a d





 



• bv= bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao dv

cot cot sin

v y v s

A f d V

s



'

0.083

V   f b d

0.9 max 0.72

2

e v

e

d

a d





 



h h/2

de

a

bv

Trang 7

• s = cự ly cốt đai

• β = hệ số xét đến khả năng bê tông bị nứt chéo truyền lực

kéo ‐ 5.8.3.4

• θ = góc nghiêng của ứng suất nén chéo (độ) ‐ 5.8.3.4

• α = góc nghiêng của cốt thép đai so với trục dọc (độ)

• Av= diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly “s” (mm2)

cot cot sin

v y v s

A f d V

s



'

0.083

V   f b d

– Khi cốt đai bố trí thẳng đứng thì α = 90o, lúc đó công thức tính

sức kháng cắt danh định của cốt thép trong sườn dầm có thể

viết lại như sau:

s

A f d V

s





Trang 8

– Xác định β và θ bằng cách tra bảng và dựa vào hai thông số

(ν/f’c) và (εx), trong đó:

• ν = ứng suất cắt trong bê tông

với ɸ là hệ số sức kháng lấy theo 5.5.4.2

• εx= biến dạng dọc trục trong cốt thép ở phía chịu kéo khi

uốn của dầm

trong đó: Mu= mô men tính toán (N.mm)

Vu= lực cắt tính toán (N)

 /  0.5 cot

0.002

x

s s

E A



u

V v

b d





• Xác định thông số β (cho mặt cắt có cốt đai) ‐ điều 5.8.3.4.2 TCN272‐05

'c

v

f

Trang 9

• Xác định thông số θ (cho mặt cắt có cốt đai) ‐ điều 5.8.3.4.2 TCN272‐05

'c

v

'

o x

c

v

Ví dụ:

Trang 10

– Trình tự các bước kiểm toán dầm chịu cắt có cốt thép sườn:

• B1 Xác định các giá trị biểu đồ bao của Vu, Mutheo TTGH

cường độ 1

• B2 Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv

• B3 Xác định ứng suất cắt danh định v = Vu/(ɸdvbv) và sau

đó xác định tỷ số v/f’c. Nếu tỷ số này > 0.25 thì cần phải

tăng tiết diện chịu cắt

• B4 Giả thiết góc nghiêng ứng suất nén chéo θ = 40˚ => xác

định biến dạng dọc trục trong cốt thép vùng chịu kéo εx

• B5 Tra bảng xác định β và θ. So sánh giá trị θ tìm được với

giá trị giả thiết. Nếu có sai số lớn => cần phải tính lặp lại εx

• B6 Xác định Vc, Vs=> kiểm tra sức kháng cắt

– Chọn cốt đai chống cắt:

• Để thuận lợi cho thi công, thông thường chọn đường kính

cốt đai không đổi nhưng khoảng cách s thay đổi tăng dần

theo sự giảm dần của lực cắt dọc theo chiều dài của dầm

• Xác định cường độ chịu cắt yêu cầu của cốt thép đai (cốt

thép vách dầm):

'

0.083

Trang 11

• Xác định khoảng cách yêu cầu của cốt đai

Trong đó:

Av= diện tích của thanh cốt đai;

fy= cường độ chảy của cốt đai

cot cot sin

v y v

s

A f d s

V



– Ngoài ra, theo (5.8.2.7) bước cốt đai chống cắt phải thỏa mãn

các điều kiện sau:

• Khi Vu< 0.1f’cbvdvthì:

s ≤ 0.8 dvvà 600mm (5.8.2.7‐1)

• Khi Vu≥ 0.1f’cbvdvthì:

s ≤ 0.4 dvvà 300mm (5.8.2.7‐2)

Trang 12

– Chú ý:

• Điều 5.8.3.4.1 đề xuất phương pháp đơn giản hơn để xác

định β và θ cho những mặt cắt không dự ứng lực như sau:

Đối với các mặt cắt bê tông không dự ứng lực không chịu

kéo dọc trục và có ít nhất một lượng cốt thép đai tối thiểu

quy định trong Điều 5.8.2.5, hoặc khi có tổng chiều cao

thấp hơn 400 mm, có thể dùng các giá trị sau đây :

–β = 2,0

–θ = 45o

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	1,14 MB