ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP THEO TCVN11823-2017

SỐ LIỆU THIẾT KẾTRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP.HCM Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam KHOA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP - Cấp bê tông các

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TP.HCM Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

KHOA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

- Cấp bê tông các bộ phận khác : 30 (MPa)

- Thiết kế toàn bộ phần kết cấu thượng tầng

- Thuyết minh trên giấy A4, 2 mặt

- Tính toán từng bước rõ ràng, chỉ trình bày dạng bảng khi các bước tính lặp lại SV không được sửa số, nếu tính không đạt phải tính lại Trước ngày bảo vệ, GV sẽ kiểm tra số liệu tính toán bằng phần mềm Nếu phát hiện sửa số sẽ bị cấm bảo vệ

- Một bản vẽ trên giấy A1 Phải vẽ đúng kích thước và tỉ lệ, các hình chiếu mặt cắt rõ ràng

II.CHÚ Ý:

+ Nộp bài và bảo vệ: Theo lịch học của Phòng Đào tạo

Tp Hồ Chí Minh 10/2019 Giáo viên hướng dẫn

Tóm tắt

Đồ án bê tông cốt thép thiết kế sàn sườn toàn khối loại bản dầmbao gồm các chương sau:

CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LAN CAN VÀ LỀ BỘ HÀNH

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ DẦM NGANG

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH

Từng chương đã được trình bày rõ ràng về phương pháp tínhtoán, cách tiến hành, kết quả và bố trí thép cho từng cấu kiện (cóhình ảnh kèm theo)

Đồ án có một bản vẽ chi tiết cỡ A1 kèm theo

MỤC LỤ

CHƯƠNG 1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ 12

1.1 Số liệu đề bài 12

1.2 Lựa chọn số liệu thiết kế 12

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ LAN CAN 14

2.1 Số liệu tính toán 14

2.2 Thiết kế lan can đường ô tô 14

2.2.1 Sức kháng của tường với trục thẳng đứng: MwH 14

2.2.2 Sức kháng của tường với trục nằm ngang: Mc 18

2.2.3 Xác định khả năng chịu lực của thanh và cột lan cang 20

2.2.3.2 Khả năng chịu lực của thanh lan can: 23

2.2.3.3 Khả năng chịu lực của cột lan can: 24

2.2.4 Tổ hợp va xe 24

2.2.4.1 Va xe ở vị trí giữa tường 24

2.2.4.2 Va vị trí cột lan can 25

2.2.4.3 Va vị trí giữa nhịp thanh lan can 25

2.2.4.4 Va ở vị trí đầu tường (cột ngoài cùng) 26

2.2.5 Xác định khả năng chống trượt lan cang khỏi bản mặt cầu 27

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU 28

3.1 Số liệu thiết kế 28

3.1.1 Các tham số của bản mặt cầu 28

3.1.2 Các tham số đặc trưng của bản mặt cầu 28

3.2 Tính toán cho bản hẫng 28

3.2.1 Tĩnh tải tác dụng lên bản hẫng 28

3.2.1.1 Trọng lượng bản thân bản mặt cầu 28

3.2.1.2 Trọng lượng bản thân tường bê tông và cột lan cang 28

3.2.1.3 Trọng lượng riêng lớp phủ 30

3.2.2 Nội lực do tĩnh tải gây ra 30

3.2.3 Nội lực do hoạt tải gây ra 31

3.2.3.1 Do hoạt tải gây ra 31

3.2.3.2 Do lực va xe gây ra 32

3.2.4 Tổ hợp tải trọng tác dụng 33

3.2.4.1 Trạng thái giới hạn cượng độ I 33

3.2.4.2 Trạng thái giới hạn sử dụng I 33

3.2.4.3 Trạng thái giới hạn đặc biệt II 33

3.2.5 Tính toán cốt thép 34

3.2.5.1 Hệ số sức kháng 34

3.2.5.2 Phương trình cân bằng momen 35

3.2.5.3 Tiết diện khống chế kéo 36

3.2.5.4 Hàm lượng cốt thép tối thiểu 36

3.2.6 Kiểm tra nứt cho bản hẫng 36

3.3 Tính toán cho bản dầm 38

3.3.1 Tĩnh tải tác dụng lên bản dầm 38

3.3.1.1 Trọng lượng bản thân bản mặt cầu 38

3.3.1.2 Trọng lượng riêng lớp phủ 38

3.3.2 Nội lực do tĩnh tải gây ra 38

3.3.3 Tổ hợp các TTGH do tĩnh tải 38

3.3.3.1 Trạng thái giới hạn cường độ I 38

3.3.3.2 Trạng thái giới hạn sử dụng I 39

3.3.4 Nội lực do hoạt tải gây ra 39

3.3.4.1 Trường hợp đặt 1 xe 39

3.3.4.2 Trường hợp đặt 2 làn xe 41

3.3.4.3 Nội lực do hoạt tải gây ra cho sơ đồ giảng đơn 42

3.3.5 Xét tính liên tục của bản mặt cầu 42

3.3.6 Tính toán cốt thép cho bản dầm 43

3.3.6.1 Tính toán thép tại mặt cắt gối 43

3.3.6.2 Tính toán cốt thép tại nhịp 45

3.3.7 Kiểm tra nứt cho bản dầm 46

3.3.7.1 Kiểm tra nứt cho bản dầm chịu momen âm 46

3.3.7.2 Kiểm tra nứt cho bản dầm chịu momen dương 47

3.3.8 Tính toán cốt thép theo phương dọc cầu cho bản mặt cầu 48

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ DẦM NGANG 50

4.1 Số liệu tính toán 50

4.1.1 Các tham số cơ bản của dầm ngang 50

4.2 Các tham số đặc trưng của vật liệu dầm ngang 50

4.3 Xác định nội lực trong dầm ngang 50

4.3.1 Theo phương dọc cầu 50

4.3.1.1 Tĩnh tải tác dụng 52

4.3.1.2 Hoạt tải tác dụng 52

4.3.2 Theo phương ngang cầu 53

4.3.2.1 Hệ số tải trọng 53

4.3.2.2 Giá trị đường ảnh hưởng phản lực gối 53

4.3.2.3 Vẽ đường ảnh hưởng M2 và V2 55

4.3.2.4 Vẽ đường ảnh hưởng M23 và V23 60

4.3.2.5 Vẽ đường ảnh hưởng M3 và V3 64

4.3.3 Xếp tải và tính trên đường ảnh hưởng M2 và V2 69

4.3.4 Xếp tải và tính trên đường ảnh hưởng M23&V23 77

4.3.5 Xếp tải và tính trên đường ảnh hưởng M3&V3 84

4.4 Tính toán cốt thép dọc 90

4.4.1 Tính toán và bố trí cốt thép chịu momen dương 90

4.4.2 Tính toán và bố trí thép chịu momen âm 92

4.4.3 Kiểm tra nứt của tiết diện 94

4.4.3.1 Kiểm tra với momen dương 94

4.4.3.2 Kiểm tra với momen âm 95

4.5 Tính toán cốt đai cho dầm ngang 96

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ DẦM CHÍNH 100

5.1 Kích thước và số liệu dầm chính 100

5.1.1 Kích thước dầm chính: 100

5.1.2 Đặc trưng vật liệu dầm chính: 101

5.2 Đặc trưng hình học (không cáp): 102

5.2.1 ĐTHH giai đoạn chưa liên hợp (không cáp DUL) 102

5.2.1.1 Tiết diện giữa dầm 102

5.2.1.2 Tiết diện đầu dầm 104

5.2.2 ĐTHH giai đoạn liên hợp (không cáp) 105

5.2.2.1 Tiết diện giữa dầm 105

5.3 Tải trọng tác dụng 106

5.3.1 Xác định tải trọng tác dụng lên dầm 106

5.3.1.1 Dầm biên 106

5.3.1.2 Dầm giữa 107

5.4 Hệ số phân bố ngang 109

5.4.1 Phương pháp đòn bẫy 109

5.4.2 Phương pháp dầm đơn 111

5.4.2.1 Hệ số phân bố ngang cho dàm giữa 111

5.4.2.2 Hệ số phân bố ngang cho dàm biên 112

5.4.3 Phương pháp nén lệch tâm 113

5.5 Nội lực trong dầm chính 114

5.5.1 Nội lực tại mặt cắt I-I 114

5.5.2 Nội lực tại các mặt cắt còn lại và tổ hợp các trạng thái giới hạn 116

5.6 Tính toán và bố trí cáp dự ứng lực 123

5.6.1 Thông số về cáp dự ứng lực 123

5.6.2 Thông số về bê tông và cốt thép 123

5.6.2.1 Bê tông 123

5.6.2.2 Thép thường 124

5.6.3 Chọn sơ bộ cáp 124

5.6.4 Bố trí cáp 125

5.6.5 Tính tọa độ cáp dự ứng lực: 125

5.7 Đặc trưng hình học ( có cáp dự ứng lực) 128

5.7.2 Giai đoạn 1 (tiết diện rỗng) 129

5.7.3 Giai đoạn 2 (tiết diện đặc) 130

5.7.4 Giai đoạn 3 (tiết diện liên hợp) 131

5.8 Mất mát ứng suất 133

5.8.1 Mất mát ƯS tức thời 134

5.8.1.1 Mất mát do ma sát f pF 134

5.8.1.2 Mất mát ƯS do ép xích neo 135

5.8.1.3 Mất mát ứng suất do nến đàn hồi 136

5.8.2 Mất mát ứng suất theo thời gian 137

5.8.2.1 Mất mát ứng suất do co ngót trong giai đoạn 1:fpSR 141

5.8.2.2 Mất mát ƯS do từ biến giai đoạn 1fpCR 141

5.8.2.3 Mất mát ƯS do trùng nhão giai đoạn 1 fpR1 142

5.8.2.4 Mất mát ƯS do co ngót giai đoạn 2 fpSD 142

5.8.2.5 Mất mát ƯS do từ biến giai đoạn 2 fpCD 143

5.8.2.6 Mất mát ƯS do trùng nhão giai đoạn 2 fpR2 143

5.8.2.7 Gia tang ƯS của cáp do co ngót bảng mặt cầu fpSS 144

5.9 Kiểm toán ƯS trong cáp DƯL 145

5.9.1 Kiểm toán ƯS trong cáp DƯL 145

5.9.2 Kiểm toán trong giai đoạn truyền lực 146

5.9.3 Kiểm toán dầm ở trạng thái giới hạn sử dụng 147

5.9.4 Kiểm toán dầm ở trạng thái giới hạn cường độ 149

5.9.5 Kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu 151

5.10 Tính toán cốt đai: 152

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Các tham số thiết kế lan can đường ô tô cấp TL-4 14

Bảng 4.1: Hiệu ứng tải trọng len lên phương dọc 53

Bảng 4.2: Kết quả tính đường ảnh hưởng 53

Bảng 4.3: Bảng tính tung độ đường ảnh hưởng của dầm ngang 55

Bảng 4.4: Tổ hợp nội lực momen gây ra cho M2 (Nmm) 76

Bảng 4.5: Tổ hợp nội lực do lực cắt gây ra cho V2 (N) 76

Bảng 4.6: Tổ hợp nội lực momen gây ra cho M23 (Nmm) 83

Bảng 4.7: Tổ hợp nội lực do lực cắt gây ra cho V23 (N) 83

Bảng 4.8: Tổ hợp nội lực momen gây ra cho M3 (Nmm) 90

Bảng 4.9: Tổ hợp nội lực do lực cắt gây ra cho V3 (N) 90

Bảng 5.1: Tổng hợp tải trọng tác dụng lên dầm chính 108

Bảng 5.2: Hệ số phân bố ngang thep phương pháp đòn bẫy 111

Bảng 5.3: Tổng hợp hệ số phân bố ngang cho pp dầm đơn 114

Bảng 5.4: Bảng tổng hợp diện tích đường ảnh hưởng V và M 115

Bảng 5.5: Hệ số tải trọng cho các TTGH 119

Bảng 5.6: Hệ số phân bố ngang 119

Bảng 5.7: Tổ hợp momen dầm chính cho tĩnh tải (không hệ số-Nmm) 119

Bảng 5.8: Tổ hợp momen dầm chính cho hoạt tải (không hệ số-Nmm) 119

Bảng 5.9: Tổ hợp lực cắt dầm chính cho tĩnh tải (không hệ số-N) 120

Bảng 5.10: Tổ hợp lực cắt hoạt tải cho dầm chính (không hệ số-N) 120

Bảng 5.11: Tổ hợp momen tĩnh tải dầm biên (có hệ số - Nmm) 120

Bảng 5.12: Tổ hợp momen hoạt tải dầm biên (có hệ số - Nmm) 121

Bảng 5.13: Tổ hợp momen tĩnh tải dầm trong (có hệ số - Nmm) 121

Bảng 5.14: Tổ hợp momen hoạt tải dầm trong(có hệ số - Nmm) 121

Bảng 5.15: Tổ hợp lực cắt tĩnh tải cho dầm biên (có hệ số - N) 122

Bảng 5.16: Tổ hợp lực cắt cho hoạt tải và Vu cho dầm biên (có hệ số - N) 122

Bảng 5.17: Tổ hợp lực cắt cho tĩnh tải dầm trong (có hệ số - N) 122

Bảng 5.18: Tổ hợp lực cắt cho hoạt tải và Vu cho dầm trong (có hệ số - N) 122

Bảng 5.19: Bảng tính L1 và L2 128

Bảng 5.20: Bảng tính tọa độ cáp qua các mặt cắt 128

Bảng 5.21: Bảng chuyển góc (rad) sang độ 128

Bảng 5.22: ĐTHH giai đoạn 1 132

Bảng 5.23: ĐTHH giai đoạn 2 133

Bảng 5.24: ĐTHH giai đoạn 3 133

Bảng 5.25: Mất mát ứng suất do ma sát 135

Bảng 5.26: Tổng hợp co ngót và từ biến 141

Bảng 5.27: Bảng tổng hợp mất mát ƯS do co ngót giai đoạn 1 141

Bảng 5.28: Bảng tổng hợp mất mát ƯS do từ biến giai đoạn 1 142

Bảng 5.29: Bảng tổng hợp mất mát ƯS do co ngót giai đoạn 2 143

Bảng 5.30: Bảng tổng hợp gia tang ƯS do co ngót bản mặt cầu 144

Bảng 5.30: Bảng tổng hợp mất mát ƯS ở các giai đoạn và gia tang ứng suất 145

Bảng 5.31: Ứng suất trong cáp sau khi mất mát ứng suất 145

Bảng 5.32: Bảng kiểm tra trong giai đoạn truyền lực 147

Bảng 5.33: Kiểm toán dầm ở trạng thái giới hạn sử dụng 149

Bảng 5.34: Kiểm toán dầm ở trạng thái giới hạn cường độ 151

Bảng 5.35: Kiểm tra hàm lượngt thép trên từng MC 152

Bảng 5.36: Bảng tính dv cho từng MC 153

Bảng 5.37: Lực cắt do cáp DỨL 153

Bảng 5.38: Ứng suất trong cốt thép fpo 154

Bảng 5.39: Bảng tính  và  155

Bảng 5.40: Vs trên trừng mặt cắt 155

Bảng 5.41: Bảng tính bố trí cốt đai và kiểm tra lại Vs 157

Bảng 5.42: Kiểm tra cốt thép dọc 158

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Kích thước và bố trí thép tường lan can 15

Hình 2.2: Tiết diện cột lan can tại mặt cắt ngàm vào tường 23

Hình 2.3: Tiết diện cột lan can tại mặt cắt ngàm vào tường 24

Hình 3.1: Trọng lượng bản thân lan can truyền xuống bản mặt cầu 29

Hình 3.2: Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên bản hẫn 30

Hình 3.3: Sơ đồ hoạt tải tác dụng lên bản hẫn 31

Hình 3.4: Tải trọng tác dụng lên bản mặt cầu sơ đồ hẫng 32

Hình 3.5: Sơ đồ tính toán cốt thép bản hẫng 35

Hình 3.6: Sơ đồ tính nội lực do tĩnh tải gây ra cho bản dầm 38

Hình 3.7: Sơ đồ tính nội lực do hoạt tải gây ra cho bản dầm khi xếp 1 làn xe 40

Hình 3.8: Sơ đồ tính nội lực do hoạt tải gây ra cho bản dầm khi xếp 2 làn xe 41

Hình 3.9: Sơ đồ tính toán bản mặt cầu loại dầm 42

Hình 4.1: Sơ đồ xác định áp lực trên phương dọc cầu với mạng dầm giản đơn 51

Hình 4.2: Hiệu ứng tải trọng len lên phương dọc 51

Hình 4.3: Đường ảnh hưởng cho phản lực gối 54

Hình 4.4: Các vị trí đặc lực P =1 tại mặt cắt gối 2 55

Hình 4.5: Lực P1=1 tại vị trí gối 2 56

Hình 4.6: Lực P2=1 tại vị trí gối 2 57

Hình 4.7: Lực P3=1 tại vị trí gối 3 58

Hình 4.8: Đ.A.H momen và lực cắt mặt cắt tại gối 2 59

Hình 4.9: Các vị trí đặc lực P =1 tại mặt cắt giữa gối 2&3 60

Hình 4.10: Lực P1=1 tại vị trí giữa gối 2&3 61

Hình 4.11: Lực P2=1 tại vị trí giữa gối 2&3 62

Hình 4.12: Lực P3=1 tại vị trí giữa gối 2&3 63

Hình 4.13: Đ.A.H momen và lực cắt mặt cắt tại giữa gối 2&3 63

Hình 4.14: Các vị trí đặc lực P =1 tại mặt cắt gối 3 64

Hình 4.15: Lực P1=1 tại vị trí gối 3 65

Hình 4.16: Lực P1=1 tại vị trí gối 3 66

Hình 4.17: Lực P1=1 tại vị trí gối 3 67

Hình 4.18: Đ.A.H momen và lực cắt mặt cắt tại gối 3 68

Hình 4.19: Xếp tải trên Đ.A.H M2 (TH1) 69

Hình 4.20: Xếp tải trên Đ.A.H M2 (TH2) 70

Hình 4.21: Xếp tải trên Đ.A.H V2 73

Hình 4.22: Xếp tải trên Đ.A.H M23 (TH1) 77

Hình 4.23: Xếp tải trên Đ.A.H M23 (TH2) 78

Hình 4.24: Xếp tải trên Đ.A.H V23 81

Hình 4.25: Xếp tải trên Đ.A.H M3 (TH1) 84

Hình 4.26: Xếp tải trên Đ.A.H M3 (TH2) 85

Hình 4.27: Xếp tải trên Đ.A.H V3 88

Hình 4.28: Bố trí cốt thép trên dầm ngang 99

Hình 5.1: Kích thước tiết diện dầm chính 101

Hình 5.2: Quy đổi tiết diện dầm giữa 102

Hình 5.3: Quy đổi tiết diện đầu dầm 104

Hình 5.4: Kích thước tiết diện dầm liên hợp 105

Hình 5.5: Đường A.H cho phương pháp đòn bẫy 110

Hình 5.6: Hệ số pbn cho phương phấp nén lệch tâm (dầm biên) 113

Hình 5.7: Đường ảnh hưởng lực cắt MC I-I 114

Hình 5.8: Đường ảnh hưởng cho M và V tại MC II-II 116

Hình 5.9: Đường ảnh hưởng cho M và V tại MC III-III 117

Hình 5.10: Đường ảnh hưởng cho M và V tại MC IV-IV 117

Hình 5.11: Sơ đồ tính tọa độ cáp dự ứng lực 125

Hình 5.12: ĐTHH cho mặt cặt cắt số IV 129

CHƯƠNG 1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ1.1 Số liệu đề bài

Thiết kế dầm chủ: chữ I- căng sau

Lan can, cốt thép thường tự chọn

1.2 Lựa chọn số liệu thiết kế

- Khoảng cách tim các dầm ngang: L1 = 6000(mm)

- Số dầm ngang: 20400 / 6600 3, 09 khoang4dầm ngang

- Chiều cao dầm ngang:

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ LAN CAN2.1 Số liệu tính toán

- Loại lan can: lan can đường ô tô loại tường, cột và thanh kết hợp

- Các tham số của lan can: chọn cấp lan can TL-4

Các tham số thiết kế Trị số quy định

Bảng 2.1.1.1.a.1.1: Các tham số thiết kế lan can đường ô tô cấp TL-4

Lực Fv và FL không gây nguy hiểm cho lan can ở các cầu thôngthường nên chỉ xét tải trọng Ft.

- Khoảng cách giữa các cột lan can: L = 2000(mm)

- Thép thanh và cột lan can sử dụng loại M270 có y = 250(MPa)

- Thép cho tường lan can: AII (CB300-V) có y = 300 (MPa)

- Bê tông tường lan can cấp 30

- Tỷ trọng bê tông cốt thép: s = 78,5 x 10-6 (N/mm3)

2.2 Thiết kế lan can đường ô tô

2.2.1 Sức kháng của tường với trục thẳng đứng: MwH

Chọn lớp bê tông bảo vệ cốt thép dày 50(mm)

Thép dọc chọn:  = 14 (mm)

Thép đai chọn:  = 14(mm) với bước thép a = 150(mm)

Chọn kích thước và bố trí thép cho tường lan can như hình vẽ.Chia tường thành 3 đoạn để tính toán

Ø14

Đoạn (I):

Cốt thép bên trái và bên phải giống nhau nên sức kháng momen

âm và dương là như nhau

s y c

12,31997

td c

Chiều cao vùng làm việc: ds = dt = 250 - 50 = 200 mm.

Chiều cao vùng nén:

'

153,938 300

5,17439 0,85 0,85 30 350

s y c

2

13400527, 24 8205119,74

10802823, 49 2

tb n

Đoạn (III):

Bỏ qua thanh thép gần trục trung hòa

 Sức kháng uốn âm và dương là như nhau

s y c

21,55

td c

2.2.2 Sức kháng của tường với trục nằm ngang: Mc

Xét lực va từ bên phải mặt nghiêng

Cốt thép chịu lực là thanh thép đứng đường kính 14mm (As =153.9mm2) bố trí cách nhau 100mm

Diện tích thép chịu kéo trên một đơn vị chiều dài:

Chọn  = 0.9 để tính toán

18,11 0,9 1,539 300 214

2.2.3 Xác định khả năng chịu lực của thanh và cột lan cang

Xét lực va từ bên phải mặt nghiêng

Cốt thép chịu lực là thanh thép đứng đường kính 14mm (As =153.9mm2) bố trí cách nhau 100mm

Diện tích thép chịu kéo trên một đơn vị chiều dài:

Hình 2.2.3.1.a.1: Tiết diện cột lan can tại mặt cắt ngàm vào

tường

Cột lan can: chiều dài nhịp 20.4 m, bố trí khoảng cách 2 cột lancan là 2 m vậy mỗi bên cầu gồm 11 cột lan can, 10 cặp thanh liênkết, 10 cặp tay vịn

Dựa trên cad để tính thể tích của cột lan can

Chi tiết 1 : V1 = 5324,6681 x 100 =532466,81 mm3

Chi tiết 2 : V2 = (57326,9908 - 2 x6361,7251) x 5 =223017,703

mm3

Chi tiết 3 : V3 = 100 x 150 x 5 = 75000 mm3

2.2.3.2 Khả năng chịu lực của thanh lan can:

Chọn thanh lan can bằng thép tiết diện hình tròn rỗng với đườngkính ngoài D = 90mm độ dày 4mm

Khả năng chịu lực của thanh lan can:

2.2.3.3 Khả năng chịu lực của cột lan can:

P P

Sức kháng của tường:

W W

Với LC = 2173.95(mm) nên chỉ có N = 2 nhịp tham gia chịu lực

Số cột tham gia chịu lực K = 1

Sức kháng kết hợp của thanh và cột lan can:

 Lan can đảm bảo điều kiện va xe ở cột lan can

2.2.4.3 Va vị trí giữa nhịp thanh lan can

Với LC = 2173.95mm nên chỉ có N =3 nhịp tham gia chịu lực

Số cột tham gia chịu lực K = 2

-Sức kháng kết hợp của thanh và cột lan can:

2.2.4.4 Va ở vị trí đầu tường (cột ngoài cùng)

Chiều dài xuất hiện tường chảy:

2

00 10

59, 7

 {R=396270,57 N >F t=240000 N

 Lan can đảm bảo điều kiện va xe ở đầu tường

2.2.5 Xác định khả năng chống trượt lan cang khỏi bản mặt cầu

Giả định lực Ft phát triển theo góc nghiêng 30° bắt đầu từ LC Lựccắt do va chạm xe ở chân tường lan can VCT trở thành lực kéo T trênmột đơn vị chiều dài bản hẫng

(X- khoảng cách từ mép lan can đến mặt ngàm; X = 100)

Sức kháng cắt danh định của mặt phẳng tiếp xúc giữa lan can vàbản mặt cầu:

 - hệ số ma sát ( = 0.6l = 0.61 = 0.6; l = 1 với bê tông tỉtrọng thông thường)

Pc – lực nén tĩnh thường xuyên với mặt cắt

Pc = Ac = 2510-6268750 = 6.718(N/mm)

Vn = 0,52500 + 0.6(3,078300 + 6,718) = 818.208(N/mm).Điều kiện:

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU3.1 Số liệu thiết kế

3.1.1 Các tham số của bản mặt cầu

- Chiều dày bản mặt cầu : hf = 180 mm

- Chiều dày lớp bê tông asphalt: 70 mm

- Chiều dày lớp dính bám: 5 mm

- Chiều dày lớp chống thấm : 2 mm

- Bản hẫng: LC=600 mm

3.1.2 Các tham số đặc trưng của bản mặt cầu

- Bê tông bản mặt cầu cấp 30: ’c = 30 (MPa)

- Thép bản mặt cầu: AII (CB300-V): y = 300(MPa)

Ta tính toán cho dải bản rộng: b = 1(mm)

Tĩnh tải tác dụng lên bản hẫng gồm: trọng lượng bản thân bảnmặt cầu (DC2); trọng lượng của tường và cột lan can (DC3) và trọnglượng riêng lớp phủ (DW)

3.2.1.1 Trọng lượng bản thân bản mặt cầu

DC2 = chb = 2510-61801 = 4.510-3(N/mm)

3.2.1.2 Trọng lượng bản thân tường bê tông và cột lan cang

-Tĩnh tải lan can được chia thành các phần như hình 3.1:

- Số nhịp lan can 20400/2000 =10,2 10 nhịp  Có 11 cột lan

can thep theo phương dọc cầu

' 5 5

3.2.2 Nội lực do tĩnh tải gây ra

- Hệ số điều chỉnh tải trọng:

+ Đối với TTGHCĐ:  1, 05

+ Đôi với TTGHSD:  1, 00

3.2.3 Nội lực do hoạt tải gây ra

3.2.3.1 Do hoạt tải gây ra

Do khoảng các giữa hai dầm chủ là 1800mm < 4600mm nên HL93 tác dụng chỉ có

xe 3 trục

Thiết kế bản hẫng nên trục xe 3 trục cách mép bó vỉa là 300mm

Ta có lực phân bố thẳng đúng của bánh xe LL chỉ có b’1 = 100mm nằm trên cánhhẫng:

1 510 2 DW 510 2 77 664

TH1: Giả định lực Ft phát triển theo góc nghiêng 30° bắt đầu từ

LC(T1) Lực cắt do va chạm xe ở chân tường lan can VCT trở thành lựckéo T trên một đơn vị chiều dài bản hẫng

Ta có sơ đồ tải trọng tác dụng như hình 3.4 sau:

3.2.4.3 Trạng thái giới hạn đặc biệt II

Trong đó ta tham khảo Điều 7.3.5.1 Phần 13 trong TCVN11823-2017

+ Hệ số tải trọng hoat tải :  LL 0,5;

-Bố trí chiều dày bê tông bảo vệ : a = 30 mm

-Khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thépchịu kéo

3.2.5.2 Phương trình cân bằng momen

Chọn  0,9 là phù hợp giá trị ban đầu

-Kiểm tra điều kiện :

s

3.2.5.3 Tiết diện khống chế kéo

'

2 c

1: hệ số biến động momen nứt do uốn; 1 = 1.6

3: tỉ số cường độ chảy dẻo với cường độ kéo cực hạn thép

A A  Thỏa điều kiện hàm lượng cốt thép tối thiểu

3.2.6 Kiểm tra nứt cho bản hẫng

Ta kiểm tra nứt cho bản hẫng ở trạng thái giới hạn sử dụng I.

Ms = =5659,052 (Nmm/mm).

As = 3,875 (mm2/mm)

Điều kiện kiểm tra:

e c

+ dc: khoảng cách từ trọng tâm lớp thép chịu kéo đến mép ngoài cùng chịu kéo của

bê tông, dc = dt = 30 mm)

c s

K1: hệ số điều chỉnh nguồn cốt liệu; K1 = 1,0

wc: khối lượng riêng của bê tông; wc = 2320(Kg/m3)

2 0,33 c

S mm S  đảm bảo điều kiện chịu nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng

3.3 Tính toán cho bản dầm

3.3.1 Tĩnh tải tác dụng lên bản dầm

Ta tính toán cho dải bản rộng: b = 1(mm)

Tĩnh tải tác dụng lên bản hẫng gồm: trọng lượng bản thân bảnmặt cầu (DC2) và trọng lượng riêng lớp phủ (DW).

3.3.1.1 Trọng lượng bản thân bản mặt cầu

3.3.4 Nội lực do hoạt tải gây ra

Do khoảng các giữa hai dầm chủ là 1800mm < 4600mm nên HL93 tác dụng chỉ có

xe 3 trục.Nên dải bản ngang được thiết kế theo các bánh xe của trục 145 KN

3.3.4.1 Trường hợp đặt 1 xe

Xét trường hợp đặt 1 làn xe: hệ số làn xe m = 1,2

Hình 3.3.4.1.a.1: Sơ đồ tính nội lực do hoạt tải gây ra cho bản