Hướng dẫn DA KCBTCT 11823 có excel

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: Thiết kế một dầm chủ mặt cắt chữ T, cầu nhịp giản đơn trên đường ô tô, bằng BTCT thường, thì công bằng phương pháp đúc riêng từng dầm tại công trường và lao kéo dọc và

I NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:

Thiết kế một dầm chủ mặt cắt chữ T, cầu nhịp giản đơn trên đường ô tô, bằng BTCT thường, thì công

bằng phương pháp đúc riêng từng dầm tại công trường và lao kéo dọc vào vị trí

II CÁC SỐ LIỆU CHO TRƯỚC

III NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

A Phần thuyết minh:

1 Sơ bộ tính toán chọn mặt cắt ngang dầm

2 Tính và vẽ biểu đồ nội lực bằng phương pháp đường ảnh hưởng

3 Tính toán và bố trí cốt thép dọc chịu lực tại mặt cắt giữa dầm

4 Xác định vị trí cắt cốt thép, vẽ biểu đồ bao vật liệu

5 Tính toán bố trí cốt đai

6 Tính toán kiểm soát nứt

7 Tính toán kiểm soát độ võng dầm do hoạt tải

B Phần bản vẽ:

1 Mặt chính dầm, các mặt cắt ngang đặc trưng

2 Biểu đồ bao vật liêu

3 Tách chi tiết các thanh cốt thép, bảng thông kê khối lượng vật liệu dầm, các ghi chú nếu có

4 Bản vẽ trên khổ A3 hoặc A1

1 SƠ BỘ TÍNH TOÁN, XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM

THIẾT KÊ MÔN HỌC

KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TCVN 11823-2017

Kỹ sư: Nguyễn Văn Khánh Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn A

Mặt cắt ngang dầm chữ T bằng BTCT thường, cầu nhịp giản đơn trên đường ô tô thường có các kích

thước tổng quát như sau:

1.1 Chiều cao dầm h:

Chiều cao của dầm chủ có ảnh hưởng rất lớn đến giá thành công trình, do đó phải cân nhắc kỹ khi chọn

giá trị này Ở đây, chiều cao dầm được chọn không thay đổi trên suốt chiều dai của nhịp Đối với cầu đường

nhịp giản đơn, ta có thể chọn sơ bộ theo kinh nghiệm như sau:

1.2 Bề rộng sườn dầm bw:

Tại mặt cắt trên gối của dầm, chiều rộng của sườn được định ra theo tính toán và ứng suất kéo chủ, tuy

nhiên ở đây ta chọn chiều rộng sừn dầm không đổi trên suốt chiều dài dầm Chiều rộng bw này được chọn

chủ yếu theo yêu cầu thi công sao cho dễ đổ bê tông chất lượng tốt

1.3 Chiều dày bản cánh hf:

Chiều dày bản cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục bộ của vị trí xe và sự tham gia chịu lực

tổng thể với các bộ phận khác

1.4 Chiều rônhj bản cánh chế tạo

1.5 Kích thước bầu dầm b1,h1:

Kích thước bầu dầm phải căn cứ vào việc bố trí cốt thép chủ trên mặt cắt dầm quyết định( số lượng thanh

khoảng cách giữa các thanh, bề dày lớp bê tông bảo vệ) Tuy nhiên ở đây chưa biết lượng thanh cốt thép dọc

chủ là bao nhiêu, nên ta phải chọn theo kinh nghiệm

Theo kinh nghiệm ta chọn:

bf

b1

bw

bv2

bv1

20 10

h1= 200mm Sẽ hiệu chỉnh lại sau khi tính ra cốt thép chủ

1.6 Kích thước các vút bv1, hv1, bv2, hv2:

Theo kinh nghiệm ta chọn:

Vậy ta có MCN dầm chủ đã chọn như sau:

1.7 Tính trọng lượng bản thân dầm:

Diện tích mặt cắt ngang dầm:

Trọng lượng bản thân 1m dài dầm:

trong đó:

1.8 Xác định mặt cắt ngang tính toán:

a) Xác định bề rộng cánh hữu hiệu be:

Bề rộng cánh tính toán đối với dầm trong không lấy quá giá trị nhỏ nhất trong ba giá trị sau:

b)Quy đổi mặt cắt tính toán:

Để đơn giản cho tính toán thiết kế, ta quy đổi tiết diện dầm có kích thước đơn giản hơn theo nguyên tác sau:

Giữ nguyên chiều cao dầm h, chiều rộng be, b1, và chiều dày bw.Do đó ta có chiều cao bầu dầm và

chiều dày bản cánh quy đổi như sau:

- Diện tích tam giác vát cánh S1= 11250 mm2

Vát 100x100

Vát 150x150

A S h   b h  h h   h b  h b  h b

2 1S

- Chiều dày bản cánh quy đổi 194,06 mm

- Diện tích tam giác vát bầu S2= 5000 mm2

Vậy ta có mặt cắt quy đổi sẽ là:

2 TÍNH VÀ VẼ BIỂU ĐÒ BAO NỘI LỰC:

2.1 Công thức tổng quát:

Mô men và lực cắt tại tiết diện bất kỳ được tính theo công sau:

Đối với TTGHCĐ1:

Đối với TTGHSD:

2.2 Tính mômen M:

Đánh số thứ tự các mặt cắt và vẽ Đah Mi tại các mặt cắt điểm chia như sau:

Bảng tung độ đườn ảnh hưởng

bf

b'1

bw





w

2 1

qd

S

b b



1 w

2 2



Công thức tính toán Mô men, Lực cắt theo TTGH CƯỜNG ĐỘ I

Công thức tính toán Mô men, Lực cắt theo TTGH SỬ DỤNG

Ta lập bảng tính Mi như sau:

AMi MiDC MiDW MiLane MiTruck MiTandem MCĐI

Biểu đồ Mô men THGH cường độ 1

2.3 Tính lực cắt V:

Đah V tại các mựt cắt tại các điểm chia như sau:

Mặt cắt

BẢNG GIÁ TRỊ MÔ MEN TTGH SD1

xi(m)

BẢNG GIÁ TRỊ MÔ MEN TTGH CĐ 1

xi(m)

MCĐ

0 -838,00 -1461,61 -1870,84 -2106,94 -2149,29 -2106,94-1870,84

-1461,61 -838,00 0,00

-2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500

Chart Title

Series2 Series1

Ta lập bảng tính Vi

Biểu đồ Lực cắt THGH cường độ 1

BẢNG GIÁ TRỊ LỰC CẮT THGH CĐ1

BẢNG GIÁ TRỊ LỰC CẮT THGH SD1

0 651,08

3 TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP DỌC CHỦ TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM:

Đây chính là bài toán tính As và bố trí của diện tích chữ T đặt cốt thép đơn, biết:

- Giả sử chiều cao có hiệu ds: Chiều cao hữu hiệu phụ thuộc vào lượng cốt thép dọc chủ và cách bố trí

Cách 1: TÍnh diện tich cốt thép cần thiết

Xác định chiều cao khối ứng suất tương đương

Tính Mf

8172,045861 kN.m

Nhận thấy Mu<Mf, do đó chiều cao khối ứng suất HCN nằm ở cánh chịu nén, ta tính như tiết diện HCN có kích thước bxh = 1800*1200

550,61 451,65 354,20 258,25 167,50

-167,50 -258,25 -354,20 -451,65 -550,61 -651,08

-800,00 -600,00 -400,00 -200,00 0,00 200,00 400,00 600,00

' ( ) 0,85* * * *

2

hf

M   f b h  d   

Với fc'= 28 Mpa Ta có: b1= 0,850

=0,002100

Hàm lượng cốt thép tối đa để có mặt cắt khống chế kéo

=0,0199

Giả sử mặt cắt khống chế đã kéo

=1,0237 Mpa

Mặt khác ta có

1,0237

Diện tích cốt thép yêu cầu

Act (yc) = p*b*ds = 5397 mm2

Cách 2: TÍnh diện tich cốt thép cần thiết

*420 0.9* *420* 1

1.7*30



Ta có phương trình 46267200 a -21420 a^2 = 2388101054

Giải phương trình ta có a1 = 52,91 mm

Chiều cao trục trung hòa c=a/B1 62,249 mm

Sơ bộ chọn một sô phương án cốt thép như sau:

Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đên thớ chịu kéo ngoài cùng

Chiều cao hữu hiệu của tiết diện ds = h - d1 1085 mm

TÍNH DUYỆT LẠI CỐT THÉP ĐÃ THIẾT KẾ

Ta tính lại giá trí a theo công thức trên

0.85 'c

s y

f ab A

f

Chiều cao vùng nén c= 70,58823529mm

- Kiểm tra lại điều kiện chảy dẻo của cốt thép:

0,0431125

Cốt thép đã chảy dẻo

0,002

Vậy giải thiết là đúng

Xem xét tiết diện là khống chế nén hoặc khống chế kéo hoặc khống chế chuyển tiếp

0,045875 >0.005 Do vậy > Tiết diện là mặt cắt khống chế kéo

Do đó hệ số sức kháng = 0,9 Tính sức kháng danh định

2,712E+09 N.mm = 2711,77 kN.m

Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu

3,333646652 Mpa

379,4807712

######### mm4

Mô men chống uốn của tiết diện bê tông đối với thớ chịu nén tại đáy dầm

100

0.003 s s

c

y y s

f E

110496017 mm3

Điều kiện kiểm tra cốt thép tối thiểu Mr>min(1,3Mu, Mcr)

4 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CỐT THÉP DỌC CHỦ, VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU:

Hiệu chỉnh biểu đồ Bao mô men

ds=h-d1

Xác định điểm cắt lý thuyết

Xác định điểm cắt thực tế

Giá trị lớn nhất của 3 thông số như sau:

Bảng phụ

Ta có

Ta có giá trị lớn nhất là 1106,7 Vậy chọn l1 = 1100 mm

Chiều dài phát triển lực Ld

1 1

1 0,508

5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP ĐAI ( TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT)

1 Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả năng chịu lực của vùng chịu nén

rl

  cf

 

lf

 

rc

 

Xác định nội lực cách gối 1 đoạn dv = 1091,67 mm

1376 kN > 577,96 kN.m ===> OK

2,941 N/mm2

Tính biên dạng cốt thép chịu lực theo công thức

0,001857229

2,005915842

35,50030232

192348,9685 N

Yêu cầu về khả năng chịu lực của cốt thép đai

449827 N

u

u v

x

s s

d







6 TÍNH TOÁN KIỂM SOÁT NỨT:

6.1 Kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không:

Mô men quán tính tiết diện chưa nứt

Tinh ứng suất kéo

Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông fr = 3,333646652 Mpa

Kiểm tra điều kiện nứt

Kiểm tra: Tiết diện có bị nứt

Kiểm tra điều kiện nứt theo 6.8

Ta có n = 6,801370612 Chọn n = 7

Kiểm tra điều kiện trục trung hòa: TTH qua sườn

Tính lại chiều cao TTH của tiết diện đã nứt

Nếu TTH qua cánh thì Icrr (chỉ việc thay bw=b)==> Ta có Icr= 38344334069 mm4

Kiểm tra điều kiện khống chế nứt: fs < 0.6fy OK

Ta có: = 1,0621

= 424,05

Kiểm soát nứt được đảm bảo

7 TÍNH TÓAN KIỂM SOÁT ĐỘ VÕNG DO HOẠT TẢI:

1/ Độ võng do tĩnh tải ở giữa nhịp

50782230852 mm4

Độ võng do tĩnh tải ở giữa nhịp là

9,33 mm

Trong đó, Ec = 29405,83765 2/Độ võng do hoạt tải ở giữa nhịp

Ta có:

Độ võng do tai trọng làn

Độ võng do xe tải khống chế: L/800 18,75 mm