Đồ Án Cầu Bê Tông TCVN 11823 2017 ( dùng sap200 : fie gồm có : bản vẽ thuyết mình + fie sap200 + excel tham khảo))

Lựa chọn kích thước và bố trí cốt thép: Bảng 1.Tải trọng thiết kế cho lan can đường ô tô cấp TL4 Các lực thiết kế Trị số quy định... H chiều cao nhỏ nhất của lan can 810Trong các

Trang 1

THIẾT KẾ MÔN HỌC CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

DẦM CHỮ I – CĂNG TRƯỚC

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

Kết cấu nhịp dầm BTCT DUL tiết diện I căng trước nhịp 31m với bản mặt cầu bằng BTCT mặt cắtngang tổng thể được thể hiện trên hình 1 Số liệu cơ bản như sau:

- Bề rộng phần xe chạy 7,5m

- Chiều dài nhịp dầm chính 31m

- Số dầm chính 5 dầm

- Khoảng cách hai dầm chính 1,8m

- Số dầm ngang 6 dầm

-Khoảng cách hai dầm ngang 6,2m

- Hoạt tải thiết kế HL93 và tải trọng bộ hành 300kg/m2

- Cấp bê tông, lan can, bản mặt cầu, dầm ngang fc= 35MPa

- Cấp bê tông dầm chính 60Mpa

- Cáp DUL sử dụng loại 15,2mm

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ LAN CAN 1.1 Lựa chọn kích thước và bố trí cốt thép:

Bảng 1.Tải trọng thiết kế cho lan can đường ô tô cấp TL4 Các lực thiết kế Trị số quy định

Trang 2

H chiều cao nhỏ nhất của lan can 810

Trong các cầu thông thường lực Fv và FL không gây nguy hiểm cho lan can nên chỉ xét tải trọng

Ft.Sử dụng lan can dạng tường kết hợp cột và thanh Các thông số thiết kế như sau:

Ø12

Ø12Ø12

Hình 1: Kích thước và bố trí cốt thép cho lan can

- Khoảng cách giữa hai cột L= 1650mm

-Thép thanh và cột sử dụng loại M270 cấp 250 được bố trí như hình 2

-Thép cho tường lan can AII (CB300-V) có fy = 300 Mpa

-Bê tông tường lan can cấp 35

-Tỷ trọng bê tông cốt thép s 78,5 10 N / mm6 3

1.2 Xác định khả năng chịu lực của tường lan can:

Chia tường lan can thành 3 đoạn để tính toán

Đoạn 1: Cốt thép bên trái và bên phải giống nhau nên sức kháng uốn dương và âm của đoạn 1 bằng nhau

Bề rộng tính toán b = 350mm

Cốt thép gồm hai thanh đường kính 12mm cho mỗi bên

2

2 s

Trang 3

Chiều cao vùng nén:

s y c

Đoạn 2: Do độ nghiêng bên phải lớn nên sức kháng momen âm và momen dương sẽ được tính

riêng, sau đó lấy trung bình

 Phần dương (căng thớ bên trái)

Cốt thép chịu kéo gồm 1 thanh bên trái, đường kính 12mm A = 113,1mms 2

Chiều cao làm việc

ds = dt = 250 500

50 325mm2



s y c

Trang 4

 Phần âm (căng thớ bên phải)

Cốt thép chịu kéo gồm 1 thanh bên phải, đường kính 12mm A = 113,1mms 2

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

Chiều cao vùng nén

s y c

Cốt thép chịu kéo gồm 1 thanh , đường kính 12mm cho mỗi phía A = 113,1mms 2

Chiều cao làm việc ds = dt = 500  50 = 450mm

Chiều cao vùng nén

Trang 5

Xét lực va từ bên phải mặt nghiêng, cốt thép chịu kéo là các thanh thép đứng có đường kính 12mm

2 s

A = 113,1mm và bố trí với khoảng cách 100mm Khi đó, diện tích thép chịu kéo trên 1 đơn vị

Trang 6

Chọn  0,9 để tính toán

Trang 7

3.1 Xác định khả năng chịu lực của thanh và cột lan can:

3.1.1 Khả năng chịu lực của thanh lan can:

Thanh lan can có tiết diện tròn rỗng với đường kính ngoài 100mm và chiều dày 5mm

Hình 2 Tiết diện thanh lan can

Khả năng chịu lực của thanh lan can: MR f Sy

Momen kháng uốn của tiết diện:

4 3

3.1.2 Khả năng chịu lực của cột lan can:

Chọn  0,9 để tính toán

Trang 8

Sức kháng của cột lan can: P P

R

MPH

Chiều cao cột lan can: HR 1000mm

Momen kháng uốn tại mặt cắt ngàm vào tường lan can: MP Sfy

S: momen kháng uốn của tiết diện đối với trục X-X

0 Hình 3 Tiết diện cột lan can tại mặt cắt ngàm vào tường

Moment kháng uốn của tiết diện

3.2.1 Va xe ở vị trí giữa tường:

Chiều dài tường xuất hiện cơ cấu chảy

Trang 9

c w c c w

Chương 4: Vị trí va tại cột

Với Lc = 2158,7mm nên chỉ có N= 2 nhịp tham gia chịu lực

Số cột tham gia chịu lực K=1

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

458685,855N800

 Lan can đảm bảo điều kiện va xe

Chương 5: Vị trí va tại giữa nhịp thanh lan can

Trang 10

   

t 6

423569,98N800

5.1.1 Va xe ở vị trí đầu tường (cột ngoài cùng):

Chiều dài tường xuất hiện cơ cấu chảy

Trang 11

 

t 6

313831,5N800

5.2 Xác định khả năng chống trượt của lan can khỏi bản mặt cầu:

Giả sử Ft phát triển theo góc nghiêng 30o bắt đầu từ Lc Lực cắt tại chân tường do va chạm xe cộ VCT

trờ thành lực kéo T trên 1 đơn vị chiều dài bản hẫng

Với X là khoảng cách từ mép lan can đết mặt cắt ngàm X=0

Sức kháng cắt danh định của mặt phẳng tiếp xúc giữa lan can và bản mặt cầu

A 500 1 500mm / mm 

Avf: Diện tích cốt thép chịu cắt đi qua mặt phẳng cắt 2 thanh, đường kính 12mm khoảng cách 100mm

2 vf

A  2 113,1/ 100 2,262mm / mm

P: Lực nén tĩnh thường xuyên với mặt phẳng cắt

Trang 12

P A 25 10 275000 6,87N / mm

Hệ số dính bám c = 0,52

Hệ số ma sát  0,6 l 0,6 1 0,6    (l=1 đối với bê tông có tỷ trọng thông thường)

6.1.1 Sơ đồ tính toán bản mặt cầu:

Khoảng cách 2 dầm chính là 1800mm

Khoảng cách 2 dầm ngang là 6200mm

Lớp bê tông bản mặt cầu dày 175mm

Chọn lớp phủ mặt cầu gồm các lớp sau:

-Lớp bê tông asphalt dày 80mm

-Lớp dính bám dày 0mm

-Lớp chống thấm dày 0mm

Trang 13

Đặc trưng của vật liệu:

-Bê tông bản mặt cầu cấp 35: fc' 35MPa

-Thép cho bản mặt cầu có fy = 300MPa

-Tỷ trọng bê tông cốt thép: γ = 25.10 N/mmc -6 3

-Tỷ trọng bê tông asphalt: γ = 22,5.10 N/mm-6 3

-Tỷ trọng lớp dính bám và chống thấm: γ = 15.10 N/mm-6 3

-Tỷ trọng trung bình của lớp phủ: γtbDW = 21,56.10 N/mm-6 3

6.2 Tính cho bản hẫng:

6.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản hẫng:

Chương 7: Tĩnh tải

Tính toán bản mặt cầu theo dải bản rộng 1mm

Trọng lượng bản thân bản mặt cầu:

0 Hình 4 Trọng lượng lan can truyền xuống bản mặt cầu

-Trọng lượng tường bê tông

Trang 14

-Trọng lượng thanh lan can

2 2

Chương 8: Hoạt tải do va xe từ lan can truyền xuống bản mặt cầu

Để đơn giản tính ta chỉ kiểm tra lực va ở trạng thái giới hạn đặc biệt cho trường hợp thiết kế 1 (chỉ xét lực ngang vì bình thường lực theo phương dọc và đứng không gây nguy hiểm cho cầu) mà không xét trường hợp thiết kế 2 Xét mặt cắt truyền lực tại trí ngàm bản congxol

M LM

L 2 tan 30 X

9,15 10 2158,7

9,15 10 Nmm / mm2158,7 2 tan 30 0

Trang 15

o c

o

RT

L 2H tan 30 X

514174, 425

123,64N / mm2158,7 2 1000 2 tan 30 0



Với X là khoảng cách từ mép lan can tới mặt cắt tính toán X=0

8.1.1 Tổ hợp tải trọng và tính toán nội lực trong bản hẫng:

150

DC3

1 Hình 5 Sơ đồ tính nội lực bản hẫng

Giá trị momen âm tại ngàm:

2 2

Trang 16

8.1.2 Tính toán cốt thép cho bản hẫng:

0 Hình 6 Sơ đồ tính cốt thép bản hẫng

r

M 101857,64Nmm / mm

Tiết diện tính toán: b h 1 175mm  

Chọn khoảng cách từ mép chịu kéo ngoài cùng của tiết diện đến trọng tâm cốt thép chịu kéo là'

Trang 17

Chọn  0,9 để tính toán và phù hợp với giá trị ban đầu.

Kiểm tra điều kiện

450 loại thép CB300-V có fy 300MPa fu 450MPa

Sc : Momen chống uốn tính cho thớ chịu kéo ngoài cùng

27,130,9 300 145

A A  thỏa điều kiện hàm lượng cốt thép tối thiểu

Chọn 16a200bố trí xen kẻ với 25a200 (tâm cốt thép cách mép trên bản mặt cầu 30mm)

2 s

A 1.005 2.45 3.455mm / mm 

Chiều dài neo: ld max k k l ;300mm 1 2 db  750mm

Trang 18

d  145    hàm lượng thiết kế phù hợp.

8.1.3 Kiểm tra nứt cho bản hẫng:

Ta sẽ kiểm tra nứt cho phần hẫng bản mặt cầu ở trạng thái giới hạn sử dụng

s

M 5507, 275Nmm / mm

2 s

Trang 19

giữa các thanh thép

Chương 10: Hoạt tải:

S 1800mm 4600mm  nên hoạt tải thiết kế cho bản mặt cầu chỉ xét xe 3 trục

10.1.1 Tổ hợp tải trọng và tính toán nội lực trong bản dầm:

Chương 11: Nội lực do tĩnh tải:

0 Hình 7 Sơ đồ tính nội lực do tĩnh tải gây ra trong bản dầm

Giá trị momen tại giữa nhịp ở TTGH cường độ 1:

Trang 20

Trạng thái giới hạn sử dụng:

 Nội lực do hoạt tải:

Vệt bánh xe theo phương ngang cầu: b2 = 510mm

Góc truyền lực 45o nên:

Trang 21

Momen do hoạt tải gây ra khi xếp 2 làn xe:

2 LL

Trang 22

 

2 LL

Chương 12: Tính toán cốt thép cho phần bản dầm chịu momen âm:

g

u

M 35039Nmm / mm

Tiết diện tính toán b h = 1 175mm 

a 30mm

Giả sử  0,9

Chiều cao làm việc của tiết diện:

Trang 23

Sc: Momen chống uốn tính cho thớ chịu kéo ngoài cùng

Trang 24

9,320,9 300 145

Chọn 16a200để bố trí (tâm cốt thép cách mép trên bản mặt cầu 30mm) As 1,0048mm / mm2

Kiểm tra điều kiện:

t

c 11,56

0,08 0,6

d  145    hàm lượng thiết kế phù hợp.

Chương 13: Tính toán cốt thép cho phần bản dầm chịu momen dương:

1/2

u

M 25310, 47Nmm / mm

Tiết diện tính toán b h = 1 175mm 

Trang 25

6,670,9 300 145

Chọn 16a200để bố trí (tâm cốt thép cách mép dưới bản mặt cầu 30mm)As 1.005mm / mm2

Trang 26

13.1.1 Kiểm tra nứt cho bản dầm:

Chương 14: Kiểm tra nứt cho phần bản dầm chịu momen âm:

Ta sẽ kiểm tra nứt cho phần bản dầm chịu momen âm ở trạng thái giới hạn sử dụng

g

s

M 19493,08Nmm / mm

2 s

E 0,0017 1 2320  35 29577,9MPa

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

Modun đàn hồi của thép:

Trang 27

   

g

2 s

S = 200mm < Smin  đảm bảo điều kiện chịu nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng

Chương 15: Kiểm tra nứt cho phần bản dầm chịu momen dương:

Ta sẽ kiểm tra nứt cho phần bản dầm chịu momen dương ở trạng thái giới hạn sử dụng

1/2

s

M 14077, 43Nmm / mm

2 s

E 0,0017 1 2320  35 29557,9MPa

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

Modun đàn hồi của thép:

Trang 28

S = 200mm < Smin  đảm bảo điều kiện chịu nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng.

15.1 Tính toán cốt thép phân bố theo phương dọc cầu cho bản mặt cầu:

Cốt thép phân bố theo phương dọc cầu đặt trong bản mặt cầu để phân bố tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt thép chịu lực theo phương ngang cầu Diện tích yêu cầu tính theo phần trăm cốt thép chịu lực Đối với cốt thép chính đặt vuông góc với hướng xe chạy:

Trang 29

0 Hình 10 Sơ bộ tiết diện dầm chính

Chiều cao dầm ngang: h = 2dc =2 1410 940mm

Số lượng dầm ngang: 6 dầm

Khoảng cách giữa 2 dầm ngang: L1 = 6200mm

Chiều dài dầm ngang: L2 = 8500mm

Khoảng cách 2 dầm chính: S = 1800mm

Sử dụng vật liệu:

-Bê tông dầm ngang cấp 35: fc' 35MPa

-Thép cho dầm ngang: AI(CB300-T) có fy = 300Mpa, AII(CB500-V) có fy = 500Mpa

-Tỷ trọng bê tông cốt thép: γ = 25.10 N/mmc -6 3

Dầm ngang tính như dầm liên tục kê lên các dầm chính

16.2 Xác định nội lực trong dầm ngang:

16.2.1 Phương dọc cầu:

Vì kết cấu nhịp gồm dầm chính nối với nhau bằng dầm ngang là mạng dầm đơn giản ( không có dầm dọc phụ ) nên đường ảnh hưởng áp lực lên dầm ngang được vẽ như sơ đồ sau:

Trang 30

1 Hình 11.Sơ đồ xác định áp lực trên phương dọc cầu

Áp lực tĩnh tải truyền lên dầm ngang:

-Lớp phủ bê tông nhựa DW

Trang 31

DC w  7,021 3174,4 22287,46N 

Áp lực hoạt tải tác dụng lên dầm ngang:

-Hoạt tải xe:

Nội suy giá trị đường ảnh hưởng cho xe 3 trục và xe 2 trục

16.2.2 Phương ngang cầu:

Chương 17: Giá trị đường ảnh hưởng phản lực gối:

Số dầm chính n = 5dầm

Khoảng cách hai dầm S = 1800mm

Trang 32

Chương 18: Đường ảnh hưởng trên phương ngang cầu:

Căn cứ giá trị đường ảnh hưởng R1, R2, R3 từ bảng 2 ta tính giá trị đường ảnh hưởng theo bảng sau:

Bảng 3 Tung độ đường ảnh hưởng momen và lực cắt

Trang 33

Momen âm lớn nhất tại gối 3 và momen dương lớn nhất tại gối 3 như hình 12.

Trang 35

Căn cứ vào sơ đồ xếp tải, tiến hành tính toán nội lực dầm ngang như sau:

Moment âm lớn nhất tại gối 3 và moment dương lớn nhất tại gối 3:

Trang 40

Hình 13 Sơ đồ xếp tải tính lực cắt lớn nhất tại gối 3 phải

Trang 41

18.1 Tính toán cốt thép cho dầm ngang:

max



Tiết diện tính toán b×h=200×1115mm

Trang 42

17.770.9 500 1045

Chọn 2 18 để bố trí ( tâm cốt thép cách mép trên dầm ngang 50mm), As 508.93mm2

Trang 43

18.1.2 Tính toán cốt thép cho dầm ngang chịu momen dương:

max

u

M  291613660.1Nmm



Tiết diện tính toán b×h=200×1115mm

Chọn  0,9 để tính toán và phù hợp với giá trị ban đầu

Trang 44

52.420.9 500 1065

Bố trí 2 22 cách đáy dầm ngang 50mm,khoảng cách giữa các thanh là 100mm, tổng diện tích cốt thép bố trí: As 760.26mm2

t

c 65.525

0,061 0,6

d  1065   hàm lượng thiết kế phù hợp.

18.2 Kiểm tra nứt cho dầm ngang:

18.2.1 Kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu momen âm:

Ta sẽ kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu momen âm ở trạng thái giới hạn sử dụng



2 s

Trang 45

K1: Hệ số điều chỉnh nguồn cốt liệu K1 = 1

 0,33

2 c

S = 100mm < Smin  đảm bảo điều kiện chịu nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng

Ta sẽ kiểm tra nứt cho dầm ngang chịu momen dương ở trạng thái giới hạn sử dụng



2 s

Trang 46

S = 100mm < Smin  đảm bảo điều kiện chịu nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng.

18.3 Tính toán cốt đai cho dầm ngang:

Giá trị nội lực tại mặt cắt gối 3:

Trang 47

d 0.5a 1065 0.5 52.42 1038.79mm

d max 0.72h 0.72 1115 802.8mm

0.9d 0.9 1065 958.5mm1038.79mm

f

    Tiết diện hợp lý để chịu lực cắt

Biến dạng trung bình:

Giả sử  35o

Diện tích cốt thép thường:

2 s

2A E291613660.1

Khoảng cách các bước đai:

Chọn cốt thép đai  12 ;fvy 500MPa, bố trí 2 nhánh

Trang 48

2 v

c w v

1151.55mm0.083 35 200

Kiểm tra cốt thép dọc:

Trang 49

Chương 19: THIẾT KẾ DẦM CHÍNH 19.1 Kích thước và vật liệu dầm chính:

200 200 200 600

Loại dầm: dầm I căng trước

Chiều dài nhịp tính toán: Ltt = 31000mm

Chiều dài dầm: L L tt 2a 31000 2 400 31800mm    ( Vì Ltt >30000mm nên

a 350 400mm  )

Số lượng dầm: 5 dầm

Khoảng cách giữa các dầm: S = 1800mm

 Tiết diện dầm chính:

+ Chiều cao dầm: Hdc = 1410 (mm)

+ Chiều cao bầu dầm dưới: H1 = 250 (mm)

+ Chiều cao vút dưới: H2 = 200 (mm)

+ Chiều cao sườn: H3 = 610 (mm)

+ Chều cao vút trên: H4 = 150 (mm)

+ Chiều cao bầu trên: H5 = 200 (mm)

+ Bề rộng bầu dầm dưới:b1 = 600 (mm)

+ Bề rộng bầu dầm trên: b3 = 500 (mm)

+ Bề rộng sườn: b2 = 200 (mm)

+ Bề rộng vút trên: b5 = 150 (mm)

+ Bề rộng vút dưới: b4 = 200 (mm

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	3,55 MB
File đính kèm	1-đồ án cầu bê tông.rar (4 MB)