Ñeå thuaän tieän cho thi coâng, choïn ñöôøng kính coát ñai khoâng ñoåi vaø böôùc ñai khoâng ñoåi.. Choïn ñöôøng kính coát ñai: 12 Böôùc ñai: S = 200 (mm)2[r]
Trang 11. Đề bài: 5B2B
Số liệu cụ thể như sau:
1 Chiều dài nhịp: L = 20000 mm
Kích thước mặt cắt ngang: B – K : 9500 – 1400 mm
Trong đó: B: là bề rộng lòng đường
K: là bề rộng 1 lề bộ hành (không tính kích thước lan can)
2 Vật liệu: Cấp bêtông: 28/40 Mpa
3 Loại thiết diện dầm chính: Dầm bản- lắp ghép
4 Hoạt tải: 0.75xHL93 + tải người
2. Yêu cầu:
+ Thiết kế dầm toàn bộ phần kết cấu thượng tầng
3. Chọn số liệu thiết kế và phương pháp thiết kế:
+ Số làn thết kế: 2 làn
+ Lớp phủ mặt cầu:
Lớp vải nhựa phòng nước : 5 mm
Lớp bê tông Atphan : 50 mm Lớp bê tông bảo vệ : 40 mm + Lan can:
Khoảng cách giữa 2 trụ lan can: 2000 mm
+ Bản mặt cầu : Tính theo khả năng chịu cắt
+ Dầm chính:
Chọn số dầm chính : 11 dầm
Khoảng cách giữa 2 dầm chính: S = 1160 mm
Dầm chính được thiết kế như dầm giản đơn
+ Kiểm toán:
Kích thước mặt cắt ngang cầu được thể hiện như hình vẽ:
MẶ T CẮ T NGANG CẦ U
TL 1:50
Lớ p bê tô ng nhựa 50mm Lớ p phò ng nướ c 3mm Bả n mặ t cầ u 180mm
12860
Trang 2+ Lan can, bản bê tông đổ sau:
Cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày: f c' 28Mpa
Môdun đàn hồi : E c =0.043 γ1.5c f c' =26752MPa
Môdun chống cắt : f r =0.63 f c' =3.33MPa
Tỷ số môdun đàn hồi của dầm/bản: n r =1.20
+ Dầm BTCT đúc sẵn,dầm ngang :
Cường độ bê tông ở tuổi 28 ngày: f c' 40Mpa
Cường độ bê tông khi cắt thép : f ci' 34Mpa
Tỷ trọng bê tông : (khi tính E c) : γ =c 2400 /kg m3
(Khi tính tĩnh tải) : γ =c 2500 /kg m3
Môdun đàn hồi : E c=0.043 γ1.5c f c' =31975MPa
Môdun chống cắt : f r =0.63 f c' =3.98MPa
Hệ số poisson : 0.2
* cốt thép thường :
Giới hạn chảy : f y 280Mpa
Môdun đàn hồi : E s =200000MPa
* Cốt thép DƯL:
Trong các khối bản sử dụng loại tao thép 7 sợi xoắn, đường kính danh định 12.7 mm loại có độ tự chùng thấp theo tiêu chuẩn AASHTO M-203 làm cốt thép dự ứng lực kéo trước, đặt theo dạng đường thẳng
Cường độ cực hạn : f pu 1860Mpa
Giới hạn chảy : f py 0.9f pu 1674Mpa
Môđun đàn hồi : E p 197000Mpa
Trang 3CH ƯƠ NG I LAN CAN – L B HÀNH Ề Ộ
1.1. Lan Can
1.1.1. Thanh lan can
Ch n thanh lan can thép ng dọ ố ường kính ngoài D = 100mm; đường kính trong d = 90mm
Kho ng cách gi a 2 c t lan can L = 2000mmả ữ ộ
S d ng thép cácbon s hi u CT3: fử ụ ố ệ y = 240Mpa
Kh i lố ượng riêng thép lan can : γs =7.85 10− 5N mm/ 3
1.1.1.1. T i tr ng tác d ng lên thanh lan can ả ọ ụ
w=0.37 N/mm w=0.37 N/mm
O
x
y
Hình 1.1 T i tr ng lên lan can ả ọ
Theo phương th ng đ ng :ẳ ứ
+ Tĩnh t i : tr ng lả ọ ượng tính toán c a b n thân lan can ủ ả
5 100 90 7.85 10 3.14 0.117 /
+ Ho t t i : t i phân b ạ ả ả ố 0.37N / mm
Theo phương ngang
+ Ho t t i : t i phân b ạ ả ả ố 0.37N / mm
Theo phương h p l c c a phợ ự ủ ương ngang và phương th ng đ ng:ẳ ứ
+ T i t p trung: P = 890 Nả ậ 1.1.1.2. N i l c c a thanh lan can :ộ ự ủ
Theo phương y :
+ Momen do tĩnh t i t i m t c t gi a nh pả ạ ặ ắ ữ ị
Trang 42 0.37 20002
185000
y w
L
Theo phương x :
+ momen do ho t t i t i m t c t gi a nh p :ạ ả ạ ặ ắ ữ ị
2 0.37 20002 185000
x w
L
Theo phương h p l c gi a l c ngang và l c th ng đ ngợ ự ữ ự ự ẳ ứ
890 2000 445000
p
P L
T h p n i l c tác d ng lên thanh lan canổ ợ ộ ự ụ
w
M =η �� γ M +γ M + γ M +γ M ��
Trong đó là h s đi u ch nh t i tr ngệ ố ề ỉ ả ọ
R I
D=1.00 h s d oệ ố ẻ
1.05
I
η = h s quan tr ngệ ố ọ
1.05
R
η = h s d th aệ ố ư ừ
1.00 1.05 1.05 1.1025
25 1
DC h s t i tr ng cho tĩnh t iệ ố ả ọ ả
75 1
LL h s t i tr ng cho ho t t iệ ố ả ọ ạ ả
1.1025 1.25 58500 1.75 185000 1.75 185000 1.75 445000
= 1423245.5 Nmm
1.1.1.3 Ki m tra kh năng ch u l c c a thanh lan canể ả ị ự ủ
M
M n
Trong đó
= 1 là h s s c kháng ệ ố ứ
M là momen l n nh t do tĩnh t i và ho t t iớ ấ ả ạ ả
Mn là s c kháng c a ti t di nứ ủ ế ệ
S f
S là momen khánh u n c a ti t di nố ủ ế ệ
(100 90 ) 26591.875
240 26591.875 6382050
n
6382050 1423245.456
n
v y thanh lan can đ m b o ch u l cậ ả ả ị ự
1.1.2 C t lan canộ
Ta tính cho c t lan can gi a, v i s đ t i tr ng tác d ng vào c t lan can :ộ ở ữ ớ ơ ồ ả ọ ụ ộ
Trang 5A A
B B
Hình 1.2
Đ i v i c t lan can ta ch c n ki m tra kh năng ch u l c xô ngang vào c t và ố ớ ộ ỉ ầ ể ả ị ự ộ
ki m tra đ mãnh, b qua l c th ng đ ng và tr ng lể ộ ỏ ự ẳ ứ ọ ượng b n thân.ả
* Ki m tra kh năng ch u l c xô ngang ể ả ị ự
kích thước : h=660mm ; h1 = 310 mm ; h2 = 350 mm
l c tác d ng : ự ụ + l c phân b w = 0.37N/mm 2 thanh lan can 2 bên c t truy n vào c t 1 l c ự ố ở ở ộ ề ộ ự
t p trung Pậ ’ = w.L = 0.37x2000 = 740 N
+ L c t p trung P = 890 Nự ậ
=> l c t p trung tác d ng vào c t là : Pự ậ ụ ộ ’’ = P + P’ =740+890=1630 N
ta ki m toán t i m t c t AAể ạ ặ ẳ
Hình 1.3:M t c t A A ặ ắ
Momen t i m t c t AA : ạ ặ ắ
'' ''
2
1630 660 1630 310 1581100
A A
M t c t AA đ m b o kh năng ch u l c khi ặ ắ ả ả ả ị ự
A A LL
M
S c kháng c a ti t di n ứ ủ ế ệ M n f y S
+ S : momen kháng u n c a ti t di nố ủ ế ệ
Trang 60.5 0.5( ).cot
v x
d
θ ε
=
+
Trong đó:
197000
p
31975
c
p
c
E
E
= + f pf = f pj− ∆f pT =1225.90MPa
3146223.314 3146223.314 249.07
838231.6 66620386365 6.68
= −
pc
f
MPa
po
f : ứng suất trong thép dự ứng lực khi ứng suất trong bê tông xung quanh nó bằng 0
197000 1225.9+6.68 1267.056
31975
p
c
E
E
0
A =N =V =
2
2566.46
ps
Vu = 554092.056 (N)
2056610602
u
Thay vào công thức tính x:
0
3
2056610602+0.5 (303922.5750) cotg40 2566.46 1267.056 777.6
2566.46 197000 0.000074 0.074 10 0
ε
−
=
x
* xác định và :
Tra bảng 5.8.3.4.2-1 => = 270
Lặp lại với = 270 :
0
3
2056610602+0.5 (303922.5750) cotg27 2566.46 1267.056
777.6
2566.46 197000 0.000306 0.306 10 0
ε
−
=
x
Tra bảng 5.8.3.4.2-1 => =6.32 và =290
Vậy chọn =6.32 và = 290
*Lực cắt yêu cầu cho thép đai:
'
0.083 303922.575
0 0.083 6.32 40 599.36 777.6 0.9
-1208520.729 N
u
V
V
φ
=
Vs < 0 => Đặt thép theo cấu tạo
Trang 7Để thuận tiện cho thi công, chọn đường kính cốt đai
không đổi và bước đai không đổi
Chọn đường kính cốt đai: 12
Bước đai: S = 200 (mm)
*Kiểm tra lại bước cốt đai đã chọn:
Diện tích cốt đai trong phạm vi S:
2
4 4 .12
452.16
4 4
V
d
Tính lại Vs:
452.16 280 cot 777.6 cot 29 888561.12 N
200
θ
A f
S
Kiểm tra bước cốt đai theo điều kiện cấu tạo:
Ta có: '
303922.056 0.016 0.1 u = 40 599.36 777.6= <
V
Suy ra:
v
452.16 280
402.39mm 0.083 0.083 40 599.36
200
min(0.8 d ;600 ) min(0.8 777.6;600) min(622.08 ;600 ) 600
=
A f
f b
Do đó việc bố trí cốt như thế là đã đạt
*Kiểm tra cáp: (bỏ qua thép dọc)
166.90 (1 ) 1860(1 0.28 ) 1761.40
881.54
ps
c
d
2
2556.46
=
ps
=2566.46 1757.25 4520562.64 =
ps ps
2056610602 303922.575 0.5 cot 0 0.5 888561.12 cot 29
2452410.436
θ
=
o
d
N
So sánh:
4520562.64 0,5 .cot 2452410.436
d
Do đó việc bố trí thép đai như trên là thoã mãn
Ta thấy chỉ có cáp DƯL cũng đã thoả điều kiện, do đó
ta chỉ chọn thép dọc với mục đích cấu tạo
Hai mặt cắt còn lại tính tương tự ta chọn thép đai theo cấu tạo φ12 200a