Đồ án thiết kế cầu bê tông cốt thép

Một số hướng dẫn khi làm đồ án thiết kế cầu bê tông cốt thép theo 22 TCN 272 05, các quy định chung về kết cấu và nội dung đồ án. Quy định trong nội dung thuyết minh đồ án gồm lời mở đầu, giới thiệu về đề án thiết kế, đề xuất các phương án thiết kế cầu. Đưa ra một số câu hỏi thường gặp khi bảo vệ đồ án.

PHẦN I: THIẾT KẾ SƠ BỘ

1.1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

+ Lớp 3: Cát hạt trung lẫn săm sạn (e=0,3)

1.2: CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ SƠ BỘ:

Qua việc khảo sát các điều kiện địa chất thủy văn cũng như điều kiện khí hậu trongvùng, ta kiến nghị các phương án thiết kế cầu qua sông như sau:

• Kết cấu móng : Dùng loại móng cọc ma sát đóng xuống lớp đất á cát

• Trụ: Dùng loại trụ đặc, thẳng dễ thi công Bệ trụ đặt dưới mực nước thấp nhất

• Mố: Dùng mố mố chữ U

• Kết cấu nhịp: Do thành phần nước sông không bị nhiễm mặn và các thành phần hóa chấtkhác nên ta có thể chọn kết cấu nhịp là BTCT hoặc thép liên hợp Các phương án cụ thể nhưsau:

1.2.1 - Phương án I:

Cầu dầm đơn giản, chon 5 x 33m

- Chiều dài cầu: L = 165m

+ Mui luyện dày 5 cm

- Khe co giản làm bằng cao su có cốt thép bản

1.2.2: Phương án II:

CHƯƠNG 1: PHƯƠNG ÁN I CẦU DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC

TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG VẬT LIỆU

CHO PHƯƠNG ÁN I

Gồm 5 nhịp 33m BTCT ƯST Mặt cắt ngang gồm 5 dầm I mở rộng cánh

1.1: TÍNH KHỐI LƯỢNG CHO MỐ:

Hình 2.1.2.1 - Sơ hoạ kích thước mố I

BẢNG TÍNH KHỐI LƯỢNG CHO MỐ ĐẦU CẦU

Khối lượng toàn trụ(T) 418,37 483,57 510,73 418,37 18310,4

1.3: KHỐI LƯỢNG LAN CAN VÀ CÁC LỚP PHỦ MẶT CẦU:

1.3.1: Khối lượng lớp phủ mặt cầu:

Khối lượng lớp phủ mặt cầu tính cho 1m theo phương dọc cầu:

- Bê tông nhựa hạt mịn dày 5cm

Hình 2-3: Kích thước mặt cắt ngang cầu tại gối và tại giữa nhịp

1.3.2:Trọng lượng lan can, tay vịn và gờ chắn bánh:

a) lan can, tay vịn:

Kết cấu lan can có kích thước như hình vẽ:

Trọng lượng bê tông của lan can tính cho một mét dài cầu :

DWlan can =2.A.2,5=2.0,2041.2,5 =1,02 (T/m) =10,2(kN/m)

b) gờ chắn bánh:

- Gờ chắn bánh dùng bêtông mác 250#

- Số lượng gờ chắn bánh trên 1 nhịp 30 m :15(đoạn)

- Khối lượng bê tông của gờ chắn bánh trên 1 nhịp 33,0 m :

V = (0,2+0,3)x0,35x15/2=2,8 (m3)

- Trọng lượng bê tông:

DCg = 24xV/31=24x2,8/31 = 2,17 (KN/m)

2.4: XÁC ĐỊNH TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN DẦM CHỦ:

Mặt cắt ngang cầu gồm có 5 dầm, các dầm đặt cách nhau 2,33,0 m

- Chiều dài toàn dầm loại : 33,0 m

- Chiều cao dầm loại I 1,60 m

+Kích thước mặt cắt ngang như hình vẽ dưới đây:

Agoi=1.1793 m2

Agiua=0.6490 m2 20

+ Tính toán đặc trưng hình học của các tiết diện

Tại mặt cắt giữa nhịp: Agiữa nhịp= 0,6490(m2)

Tại mặt cắt ở gối: A gối= 1,1793(m2)

+ Thể tích bê tông của 1 dầm chủ BTCT DƯL loại I 33,0m :

Dầm ngang có kích thước như hình vẽ được bố trí ở các vị trí hai đầu, 1/2, 1/4 của dầmchủ Mổi nhịp có 5 dầm ngang Tính diện tích dầm ngang như sau.

Hình 2-5:Kích thước dầm ngang tại gối và tại giữa nhịp.

+Thể tích và khối lượng bê tông 1 dãy gồm 4 dầm ngang loại (đặt tại gối)

2.6: XÁC ĐỊNH TRỌNG LƯỢNG BẢN MẶT CẦU VÀ VÁN KHUÔN BTCT :

Chọn bản mặt cầu dày 20cm phần cánh hẫng dày trung bình 24.5 cm như hình vẽ:

Hình 2-6:Kích thước bản mặt cầu và ván khuôn BTCT lắp ghép.

- Khối lượng của 1m dài bản mặt cầu là:

DWbản = 0,2 2,4 = 4,8 (kN/m)

2.7: XÁC ĐỊNH TRỌNG LƯỢNG CÁC CẤU KIỆN PHỤ NHƯ ỐNG NƯỚC, ĐÈN CHIẾU SÁNG :

Do các cấu kiện này có khối lượng nhỏ nên có thể bỏ qua

Kết quả tính toán được tổng hợp theo bảng sau:

Dầm DCdamI 2738,8 109.60 0.155 169.81

2.8: TÍNH TOÁN SỐ CỌC CHO MỐ VÀ TRỤ:

- Cọc mố chọn cọc BTCT dài 16 m (dùng cọc nối) mặt cắt hình vuông 35cm x 35cm

- Cọc trụ chọn cọc BTCT dài 16 m (dùng cọc nối) mặt cắt hình vuông 35cm x 35cm

2.8.1: Xác định sức chịu tải tính toán của cọc:

Sức chịu tải tính toán của cọc được lấy như sau:

fy: Giới hạn chảy của cốt thép chủ (Mpa); fy = 420Mpa

Thay vào ta được:

8

L

(N) Trong đó:

Ks,c: Các hệ số hiệu chỉnh: Ks cho các đất sét và Kc cho đất cát

Li :Chiều sâu đến điểm giữa khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm)

D : Chiều rộng hoặc đường kính cọc xem xét (mm)

fsi: Sức kháng ma sát đơn vị thành ống cục bộ lấy từ CPT tại điểm xem xét (MPa)

asi : Chu vi cọc tại điểm xem xét (mm)

hi : Khoảng chiều dài tại điểm xem xét (mm)

N1 : Số khoảng giữa mặt đất và điểm cách dười mặt đất 8D N1=3

N2 : Số khoảng giữa điểm cách dưới mặt đất 8D và mũi cọc N2=6

*Tại vị trí mố trái và phải:

Chọn cọc BTCT dài 16 m; 35cm x 35cm

BẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC Tên lớp Lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D fsi(Mpa) asi (mm) hi (mm) Qsi(N) Cát hạt nho

1 7.14 1.31 2000 0.714286 0.019 1400 1000 59736

2 12.86 0.82 3500 1.25 0.024 1400 2000 123984

3 18.57 0.72 5500 1.964286 0.027 1400 2000 161352

φqp : hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc

φqs : hệ số sức kháng đối với sức kháng than cọc

ẢNG TÍNH SỨC KHÁNG BỀ MẶT DANH ĐỊNH CỦA CỌC Tên lớp Lớp Z/D Kc,s Li(mm) Li/8D fsi(Mpa) asi (mm) hi (mm) Qsi(N) Cát hạt nho

Vậy Ptt= min(Qr, Pr}=min(1278,960;2623)= 1278,960(kN)

2.8.2: Xác định các tải trọng tác dụng lên mố, trụ:

a.Các tải trọng tác dụng lên mố:

+ Trọng lượng do hoạt tải:

9,3 kN/m

Hình 2.8: Đường ảnh hưởng lực cắt tại mố:

• Tải trọng do xe tải thiết kế + tải trọng làn + người:



Trong đó :

-γn : Hệ số tải trọng của hoạt tải xe tải thiết kế, γn= 1.75

- γl: : Hệ số vượt tải của tải trọng làn, γl= 1.75

- γpl: : Hệ số vượt tải của tải của người, γpl=1.75

- yi : Tung độ đường ảnh hưởng tương ứng dưới trục bánh xe pi

- ω : Diện tích đương ảnh hưởng, ω = 16.2

- T : Bề rộng đường người đi, T = 1,5m

Trong đó :

- γn : Hệ số tải trọng của hoạt tải xe tải thiết kế: γn= 1.75

- γl : Hệ số vượt tải của tải của tải trọng làn: γl= 1.75

- γpl : Hệ số vượt tải của tải trọng người: γpl=1.75

- yi :Tung độ đường ảnh hưởng tương ứng dưới trục bánh xe pi

- ω : Diện tích đương ảnh hưởng, ω= 16,2 m

-T : Bề rộng đường người đi, T = 1,5m

Hoạt tải(kN)

Do xe tải

Do xe hai trục thiết

Dầm giữa: DCbmg =γc.hbg.S=2,5.0,2.2,3=1,1(T/m)=11 (kN/m).

Dầm biên:DCbmb =γc.(hbb1+hbb2)/2.(Sk0,69+2,3/2))=1,303 (T/m)=13,03(kN/m)

Hình 2.10: Đường ảnh hưởng mômen tại vị trí giữa nhip.

Mô men tại vị trí giữa nhịp của dầm giữa:

Trường

hợp tải

Diên tích đah (ω)

*Nội Lực Do Hoạt Tải Tác Dụng Lên Dầm Giữa:

+ Xác định hệ số phân bố mômen cho dầm giữa :

-Với 1 làn thiết kế chịu tải:

0,13sL.t

gK0,3LS0,44300

S0.06

Ltt : Chiều dài nhịp, L1 = 324000mm

Kg : Tham số độ cứng dọc (m4).

hf : Chiều dày của bản bê tông (mm)

Trong thiết kế sơ bộ có thể cho các số hạng

1 0

g

h L

K

=1

3240023000,4

4300

23000.06

2 0 6 0

2900075

g tt

mg

h L

K L

S S

g

32400

2300 6 0 2900

2300 075

, 0

Chọn gmg =max ( gmg2 ; gmg1 ) = max( 0,579 ; 0.411) = 0.579 để tính toán

*Vậy giá trị momen do các loại hoạt tải gây ra:

MLLg = MHLtt + Mlantt = 1448,767 + 581,79=2030,577 (kN.m)

2.9.a : Tổ hợp nội lực theo các trạng thái giới hạn:

Trạng thái giới hạn cường độ xem xét để đảm bảo yêu cầu giới hạn về độ bền và độ ổn định.Mỗi bộ phận kết cấu hoặc liên kết sẽ phải thoả mãn công thức sau ứng với mỗi trạng thái giớihạn:

 i Q i.R n R r

Trong đó:

Hệ số sức kháng:  = 1.0 khi tính khả năng chịu uốn của kết cấu bê tông cốt thép DƯL

 = D.R.I =0.95: hệ số điều chỉnh tải trọng

Trong đó :

+ D = 0.95: Hệ số xét đến tính dẻo của kết cấu (chỉ áp dụng cho trạng thái giới hạn cường độ).+ R = 0.95: Hệ số xét đến tính dư của kết cấu (chỉ áp dụng cho trạng thái giới hạn cường độ).+ I =1.05: Hệ số liên quan đến tầm quan trọng khi khai thác

Tổ hợp các hệ số :  = 0.95 0.95 1.05 = 0.95

  = 0.95

Đối với trạng thái giới hạn sử dụng thì tất cả tải trọng lấy theo giá trị danh định Theo qui trình22TCN 272-05 đối với các trạng thái giới hạn khác ( ngoài trạng thái giới hạn cường độ) thìcác hệ số: D, R, I lấy bằng 1

Do vậy hệ số điều chỉnh tải trọng:  = 1

*Trạng thái giới hạn cường độ I:

Tổ hợp cơ bản có xe trên cầu không xét gió Hiệu ứng lực do nhiệt độ, co ngót và từ biến trongdầm giản đơn coi như bằng 0

Hệ số tải trọng : Tỉnh tải giai đoạn 1 : p = 1.25

Tỉnh tải giai đoạn 2 : p = 1.5 Hoạt tải : LL = 1.75Hiệu ứng tải: Q = (i.Qi)

- Dầm biên:

2.9.3a: Tính diện tích cốt thép Dự Ứng Lực:

+ Ứng suất giới hạn tao thép dự ứng lực :

Chọn sử dụng loại tao thép đường kính 15,2mm có độ tự chùng thấp theo tiêu chuẩnASTM A416M với các chỉ tiêu cơ lý như sau:

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn qui định của cốt thép dự ứng lực: fpu = 1860 MPa

- Giới hạn chảy của cốt thép dự ứng lực : fpy = 0,9fpu = 1674 MPa

- Môđun đàn hồi : EP = 197000 MPa

- Ứng suất khi căng tại đầu kích : fpj = 0,75fpu = 1395 MPa

- Ứng suất trong thép DƯL ngay sau khi truyền lực: fpt = 0,74fpu = 1376 MPa

- Ứng suất ở trạng thái giới hạn sử dụng fpe = 0,8fpy = 1339 Mpa

- Diện tích một tao cáp: Aps1= 140mm2

- Cường độ chịu nén của bê tông dầm: fc= 40MPa

- Lấy hệ số sức kháng Φ=1,0 đối với cấu kiện BTCT chịu uốn và chịu kéo DƯL

Có thể tính sơ bộ diện tích cáp dự ứng lực dựa vào gới hạn ứng suất kéo trong bê tông và giảthuyết tổng mất mát ứng suất trong cáp

Giới hạn ứng suất kéo trong bê tông tại thớ dưới ở TTGH sữ dụng (theo TCN 5.9.4.2.2-1):

I: là mô men quán tính của mặt cắt tính đổi tại tiết diện giữa nhịp

yd: khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ dưới của mặt cắt tính đổi Ta giả thiết lấy mặt cắtkhông có cốt thép

Ag: diện tích nguyên của mặt cắt tính đổi tại tiết diện giữa nhịp

Ta có:Diện tích mặt cắt: Ag=6490,43cm2

Toạ độ trọng tâm mặt cắt:Yco=81,10 cm

Mômen quán tính đối với trục x: Jxo=63989643 cm4

Mômen quán tính đối với trục trung hoà: Ido =21292643 cm4

MPa I

y M I

y e F A

F

g P

Giả định khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm cốt thép DƯL là a=200mm, suy ra độ lệchtâm e=yd-a=0,811-0,2=0,611 m.

MPa I

y M

M I

y e F

811.8,87860564000000

811.1,61

F P 11609,552 11,6096



Theo (TCN 5.9.3-1) giới hạn ứng suất cho các bó thép dự ứng lực ở TTGH sữ dụng sau toàn

bộ mất mát là 0,8fpy=0,8.1674=1339MPa=1,339KN/mm2

+ Tính toán cốt thép,kiểm tra tiết diện dầm BTCT DƯL 33,0 m.

*Xác định sơ bộ diện tích cốt thép ứng suất trước:

Mỗi bó gồm có n= 7 tao

Vậy số bó thép là : N = 8,8

1407

8670 str   

PS

A n A

Thử chọn số bó thép là : N =7 bó và bố trí như hình vẽ dưới đây:

331223113

Trong thực tiễn thiết kế, biểu đồ ứng suất bê tông chịu nén được quy ước coi như một khốihình chữ nhật, có cạnh là 0,85 /

C

f phân bố trên một vùng giới hạn bởi mặt ngoài cùng chịunén của mặt cắt và đường thẳng song song với trục trung hoà, cách thớ chịu nén ngoài cùngmột khoảng: a = 1.c Khoảng cách c phải tính vuông góc với trục trung hoà

Với bê tông có cường độ chịu nén khi uốn f C = 40 ( MPa ) > 28(MPa) thì hệ số:

7

2805

,0

.02

f w c

p ps

ps

h a h b b f

a d f

( giả thiết As, A's =0)

Với cốt thép DƯL có dính bám với bê tông (với mặt cắt chữ T)

c =

 

p

pu ps w c

f w c

pu

ps

d

f kA b f

h b b f f

A

.85

,

0

85,0

/ 1

/ 1

+ fpu : Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn của thép dự ứng lực, fpu = 1860 MPa

+ As : Diện tích cốt thép thường chịu kéo, có thể chọn As = 0

+ A's: Diện tích cốt thép thường chịu nén, có thể chọn A's = 0

c k f

mm h

d

f kA b f

f A c

f

p

pu ps c

pu ps

215419

1411

1860.6860.28.01080.40.76.0.85.0

18606860

85

0

., 1

0

215.2001080.76.0.40.85.01860

197.28.01

197.215.76,0.2001080

.40.85.02

1971411

.29,1787.6860

Sức kháng uốn tính toán: Mr=Ф.Mn=16048( kN.m )> Mu = MuCĐ = 12294,716(KN.m)

Vậy kiểm toán đạt yêu cầu

+Tính toán cốt thép,kiểm tra tiết diện dầm BTCT DƯL 33m

*Xác định sơ bộ diện tích cốt thép ứng suất trước:

11487 str   

PS

A n A

Thử chọn số bó thép là : N =8 bó và bố trí như hình vẽ dưới đây:

4 7

2 5

1860.7840.28.01080.40.76.0.85

0

215.2001080.76.0.40.85.01860

238.28.01

238.215.76,0.2001080

.40.85.02

2381380

.92,1769

Sức kháng uốn tính toán: Mr=Ф.Mn=17554( kN.m )> Mu = MuCĐ = 16064(KN.m)

Vậy kiểm toán đạt yêu cầu

2.10:BẢNG THỐNG KÊ KHỐI LƯỢNG PHƯƠNG ÁN I

Bảng thống kê khối lượng phương án I

Tổng khối lượng cốt thép dự ứng

PHẦN II: THIẾT KẾ KỸ THUẬT

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU

1.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU

- Nguyên lý tính toán: dùng phương pháp dải gần đúng, hoặc nội suy từ các tài liệu khác

- Bề rộng dải tương đương theo bảng 4.6.2.1.3-1:

+ Đối với mômen dương: b= 660+0,55S

+ Đối với mômen âm: b= 1220+0,25S

1.2 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

- Khoảng cách giữa 2 dầm ngang là: L1 = 7350 mm

- Khoảng cách giữa 2 dầm chính là: L2 = 2700 mm

- Xét tỉ số:

L1/L2 = 7350/2700 = 3,34 > 2

=> Bản làm việc theo 1 phương mặc dù bản được kê trên 4 cạnh

- Do dải cơ bản nằm ngang và nhịp là S=2700 < 4600 nên ta thiết kế theo các bánh xe của trục

+ Khối lượng lớp phủ tạo độ dốc có chiều dày trung bình 6 cm

1.3 SƠ ĐỒ TÍNH BẢN MẶT CẦU

Bản mặt cầu được tính toán theo 2 sơ đồ: Bản congxon và bản loại dầm Trong đó phầnbản loại dầm đơn giản được xây dựng từ sơ đồ liên tục, do đó sau khi tính toán dầm đơn giảnxong phải nhân với hệ số kể đến tính liên tục của bản mặt cầu

Bản mặt cầu làm việc theo phương cạnh ngắn nên cắt 1 dải bản rộng 1m như hình vẽ đểtính toán

1.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC BẢN CONGXON

1.4.1 Xác định nội lực do tĩnh tải

Tỷ trọng của các cấu kiện lấy theo bảng 3.5.1.1 của 22TCN275-05

Tĩnh tải tác dụng lên bản mặt cầu gồm các tĩnh tải rãi đều do TTBT của bản mặt cầu,TTBT của lớp phủ, lực tập trung do lan can tác dụng lên phần hẫng

Chọn bề dày bản mặt cầu là 215 mm đã bao gồm 15 mm lớp hao mòn Khi tính sứckháng, lớp phủ bề mặt không được tính toán, bề dày mặt cắt tính toán sức kháng là 200mm.Đối với tĩnh tải, ta tính cho 1m dài bản mặt cầu

+ Bản mặt cầu dày 200mm, tĩnh tải rải đều cho TTBT bản mặt cầu:

DCmc = 0,2.24 = 4,8 kN/m

+ Thiết kế lớp phủ dày 170 mm, tĩnh tải rải đề do TTBT lớp phủ:

DW = 0,17.22,5 = 3,825 kN/m + Tải trọng lan can cho phần hẫng, tập trung quy đổi của lan can không đặt ở mép bảnmặt cầu nhưng để đơn giản tính toán và thiên về an toàn ta coi đặt ở mép

DClc = 1,74 kN/m + Trọng lượng bê tông gờ chắn bánh: DCgcb = 0,25.0,25.24 = 1,5 (KN/m)

Công thức xác định nội lực tính toán:

1.4.2 Xác định nội lực do tĩnh tải

Mômen tại ngàm là mômen phần hẫng Sơ đồ tính là dạng congxon chịu uốn

550 1280

kN/m8,08 -28,1.74,1.12

1,1.1,1.925,2.12

28,1.28,1.8,4.195,

1.5 TÍNH CHO NHỊP GIỮA

Có 2 nhịp giữa cần phải xét đến đó là nhịp giữa có đặt bó vỉa và nhịp không có bó vỉa:

1.5.1 xét nhịp giữa thứ biên (có đặt bó vỉa)

a tĩnh tải:

DWDC

RB

TÜnh t¶i t¸c dông lªn nhÞp gi÷a

Pbv

275

Giá trị mômen dương tại giữa nhịp:

+ Trạng thái giới hạn cường độ:

Gồm có 2 hoạt tải: tải trọng người, tải trọng xe tải thiết kế đặt như hình vẽ

+ Tải trọng người: lực tập trung có giá trị như sau:

PL = 1x3=3 kN/m

(b = 1500 mm bề rộng lề bộ hành)

+ Tải trọng xe tải thiết kế: đặt một bánh xe tải thiết kế:

Tải trọng đông tác dụng lên bản biên

815

P PL

+ Bề rộng bỏnh xe tiếp xỳc với bản mặt cầu 510 mm

+ Diện truyền tải của bỏnh xe xuống bản mặt cầu:

mm h

Diện làm việc của bản:

* Khi tớnh mụmen õm tại gối:

1.6 TÍNH NỘI LỰC CHO BẢN DẦM GIỮA

1.6.1 Tĩnh tải và nội lực do tĩnh tải tác dụng lên bản dầm

a Tĩnh tải:

Cũng giống như trường hợp bản dầm cạnh dầm biên nhưng đối với bản dầm giữa thì sẽkhông có tải trọng bó vỉa và tải trọng lớp phủ mặt cầu sẽ phân bố đầy dầm

Hệ số điều chỉnh tải trọng lấy như bản dầm biên

* Sơ đồ tính như sau:

- Giá trị mômen dương tại giữa nhịp:

Ở đây ta xét trường hợp chỉ có một bánh xe của một xe

Ta đặt bánh xe ngay tại giữa nhịp để tích toán

+ Trạng thái giới hạn cường độ:

1.7 THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO BẢN MẶT CẦU

Ta sẽ thiết kế cốt thép tương ứng với các giá trị nội lực ở TTGH cường độ vừa tính ởtrên:

1.7.1 Thiết kế cho phần bản chịu mômen âm

Thiết kế cốt thép cho 1000 mm chiều dài bản mặt cầu, khi đó giá trị nội lực trong 1000

mm bản mặt cầu như sau:

- Mômen âm : -53,42

- Chiều rộng tiết diện tính toán: 1000 mm

- Chiều cao tiết diện tính toán: 200 mm

1.7.2 Thiết kế cho phần bản chịu mômen dương

Quá trình tính toán tương tự như trên, ta có kết quả và chọn thép: Ф16a250

1.8 KIỂM TRA NỨT CHO BẢN MẶT CẦU

Ta sẽ kiểm tra nứt cho bản mặt cầu bằng trạng thía giới hạn sử dụng

1.8.1 Kiểm tra nứt với mômen âm:

- Khoảng cách từ cốt thép chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo gần nhất:

Vậy thõa mãn điều kiện vết vứt.

1.8.2 Kiểm tra nứt với mômen dương

Làm tương tự như với mômen âm ta được:

�

7 s

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ DẦM CHỦ

I: Số liệu thiết kế:

- Chiều dài toàn dầm: L = 33 m

- Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a=0,3m

- Chiều dài nhịp tính toán: L tt 33m

- Số làn xe thiết kế: n=2

- Dạng kết cấu nhịp: cầu dầm

- Dạng mặt cắt: chữ I

- Vật liệu kết cấu: BTCT dự ứng lực

- Công nghệ chế tạo: căng sau

- Loại cốt thép dự ứng lực: Tao thép tao 7 sợi xoắn đường kính 12,7 mm

- Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: f pu 1860MPa ( theo ASTM A461M)

- Thép thường: G60 f u 620MPa; f y 420MPa

- Số lượng dầm chủ: Nb= 5

- Khoảng cách giữa hai dầm chủ: S= 2,7 m

- Đặc điểm mặt cắt ngang cầu có phần lề bộ hành rộng 1,5m

- Vật liệu bê tông:

+ Tỉ trọng bê tông:  c 2400 T/m3

+ Cường độ nén ở 28 ngày tuổi: f’c = 28

Mpa+ Cường độ nén khi uốn: f’cu = 40

- Bố trí dầm ngang tại các vị trí gối cầu, mặt cắt thay đổi TD, Ltt/4; 3Ltt/8; Ltt/2: 5 mặt cắt.

- Số lượng dầm ngang: Nn= (Nb-1).5 = 20

- Phần cánh hẫng: Sk= 1,35 m

- Chiều dày trung bình của bản: ts = 20cm

- Tiêu chuẩn thiết kế: 22TCN 272 – 05

7.5 6

Toạ độtrọng tâmmặt cắt

YCO(cm)

Mômentĩnh đối vớitrục x

Sox(cm3)

Mômenquán tínhđối với trục

X Jx (cm4)

Mômenquán tínhđối với trụctrung hoà

Io(cm4)Mặt cắt

Mặt cắt

tại giữa

II.1:Các hệ số dùng trong tính toán:

II.1.1:Hệ số làn xe:

II.1.2:Phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men:

Hệ số phân bố hoạt tải đối với mô men trong các dầm giữa:

Phạm vi áp dụng: Mặt cắt loại (a) trong bảng 4.6.2.2.2.1 (22TCN 272-05)

-Khoảng cách giữa trọng tâm dầm không liên hợp và trọng tâm bản mặt cầu:

gK0,3LS0,44300

S0.06

0,1329400.200

87697.100,3

2940023000,4

4300

23000.06

gK0,2LS0,62900

S0.075

0,1329400.200

87697.10

0,223000,6

2900

23000.075

II.1.3:Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt:

Hệ số phân bố hoạt tải đối với lực cắt trong các dầm giữa:

- Với 1 làn chịu tải thiết kế:

270036

,07600

210700

27003600

23002

,00,2107003600

Chọn giá trị cực đại làm hệ số phân bố lực cắt thiết kế của các dầm giữa:

gvg=max(gvg1,gvg2)=0,769

II.1.4:Hệ số điều chỉnh tải trọng:

Hệ số điều chỉnh Chỉ dẫn TTGH cường độ TTGH sử dụng

II.2: Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng:

II.2.1 Xác định tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ:

Như đã tính trong mục 2.1.9.1 tính được tổng cộng tỉnh tải tác dụng lên các dầm chủ:

+ Giai đoạn chưa liên hợp:

II.2.2: Đường ảnh hưởng mô men, lực cắt và sơ đồ xếp tải lên đường ảnh hưởng tại các

mặt cắt đặc trưng:

+ Mặt cắt Ltt/2: x4=16.2 m