MỤC LỤC
PHẦN 1: CẦU BTCT DUL TIẾT DIỆN CHỮ T CĂNG TRƯỚC .
Chương I: SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1.1. KÍCH THƯỚC CƠ BẢN: 6
1.2. THÔNG SỐ VẬT LIỆU: 6
Chương II : LAN CAN - LỀ BỘ HÀNH
2.1. Lan can 8
2.2. Lề bộ hành 12
2.3. Bó vỉa 14
Chương III : BẢN MẶT CẦU
3.1. Số liệu tính toán 18
3.2. Sơ đồ tính toán bản mặt cầu 18
3.3. Tính nội lực cho bản congxon 19
3.4. Tính nội lực cho bản dầm cạnh dầm biên 22
3.5. Tính nội lực cho bản dầm giữa 26
3.6. Thiết kế cốt thép cho bản mặt cầu 30
3.7. Kiểm tra nứt cho bản mặt cầu 31
Chương IV : DẦM NGANG
4.1. Các số liệu về dầm ngang 33
4.2. Xác định nội lực tác dụng lên dầm ngang 33
4.3. Thiết kế cốt thép cho dầm ngang 38
Chương V : DẦM CHÍNH
5.1. Các số liệu ban đầu 47
5.2 Nội lực do tĩnh tải tác dụng lên dầm chủ 48
5.3. Nội lực do hoạt tải tác dụng lên dầm chủ 55
5.4. Tổng hơp hoạt tải và tĩnh tải 65
5.4.1 Mômen 65
5.4.2. Lực cắt 65
5.5. Bố trí cáp cho dầm chủ 67
5.6. Kiểm toán 77
Chương VI : TÍNH TOÁN CỐT ĐAI CHO DẦM CHÍNH
6.1. Số liệu thiết kế cốt đai 83
6.2. Thiết kế cốt đai cho mặt cắt gối 83
6.3. Thiết kế cốt đai cho mặt cắt giữ nhịp 87
PHẦN 2: CẦU BTCT DUL TIẾT DIỆN CHỮ T CĂNG SAU
Chương 1 : SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1.1 Kích thước hình học & vật liệu thi công cầu 96
1.2 Trình tự thi công 98
Chương 2 : LAN CAN
2.1 Thanh lan can 99
2.2 Cột lan can 100
2.3 Gờ chắn bánh 103
2.4 Bản lề bộ hành 108
Chương 3 : BẢN MẶT CẦU
3.1 Tính nội lực 110
3.2 Thiết kế cốt thép 117
Chương 4 : DẦM NGANG
4.1 Tính nội lực 121
4.2 Kiểm toán dầm ngang 124
Chương 5 : DẦM CHỦ
5.1 Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ 130
5.2 Tính hệ số phân ngang 132
5.3 Các trường hợp tải trọng tác dụng lên cầu 136
5.4 Xác định nội lực tại các mặt cắt nguy hiểm 139
5.5 Chọn và bố trí thép dự ứng lực 145
5.6 Đặc trưng hình học mặt cắt 145
5.7 Tính mất mát US 150
5.8 Kiểm toán dầm theo TGH SD 155
5.9 Kiểm toán dầm ở trạng thái sử dung 157
5.10 Kiểm toán lực cắt 160
5.11 Tính thép cẩu móc dầm 167
5.12 Tính độ vồng, độ võng 167
PHẦN 3: CẦU BTCT DUL TIẾT DIỆN CHỮ I CĂNG TRƯỚC
CHƯƠNG 1 :KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO
1.1 Số liệu đầu vào: 174
1.2 Lựa chọn kích thước hình học các bộ phận kết cấu nhịp : 174
CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN LAN CAN LỀ BỘ HÀNH
2.1 Kiểm toán thanh lan n1 178
2.2 Kiểm toán thanh lan can n2: 179
2.3 Kiểm toán trụ lan can thép 181
2.4 Thiết kế cốt thép cho lề bộ hành : 182
2.5. kiễm toán ở trạng thái giới hạn sữ dụng 184
2.6. Kiểm toán bó vỉa chịu tải trọng va xe : 185
CHƯƠNG 3 :THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP
3.1. Mô hình tính toán bản mặt cầu: 189
3.2. tải trọng tác dụng lên bản mặt cầu: 189
3.3. Hệ số tính 190
3.4. Tính toán nội lực bản mặt cầu 190
3.5. Tính toán cốt thép cho bản mặt cầu: 194
3.6.Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng : 197
CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ DẦM NGANG
4.1. Xác định nội lực tác dụng lên dầm ngang 201
4.2. Thiết kế cốt thép cho dầm ngang 207
4.3. Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sữ dụng 209
4.4. Thiết kế cốt đai cho dầm ngang 211
CHƯƠNG 5 :TÍNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG
5.1. Đặc trưng hình học của tiết diện ngang chưa liên hợp của dầm chủ: 215
5.2. Tính hệ số phân bố ngang cho các dầm trong 216
5.3. Hệ số phân bố ngang cho các dầm biên 217
CHƯƠNG 6 : TÍNH TÓAN NỘI LỰC DẦM CHỦ
6.1. Tải trọng tác dụng lên dầm chủ: 222
6.2. Xác định nội lực tại các mặt cắt đặc trưng : 224
CHƯƠNG 7 :KIỂM TỐN DẦM CHỦ
7.1. Các đặc trưng vật liệu của dầm chủ: 231
7.2 Chọn và bố trí cáp dự ứng lực : 231
7.3. Xác định đặc trưng hình học tại các mặt cắt : 234
7.4 Tính toán mất mát ứng suất của 1 sợi cáp : 237
7.5 Kiểm toán dầm: 240
7.6 Thiết kế cốt đai cho dầm chủ và kiểm toán khả năng chịu cắt 248
PHẦN 4: CẦU BTCT DUL TIẾT DIỆN CHỮ I CĂNG SAU
Chương 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1. Đề bài: 256
2. Yêu cầu 256
3. Chọn thêm số liệu. 256
4. Bố trí mặt cắt ngang cầu. 256
Chương 2: TÍNH TỐN LAN CAN VÀ TAY VỊN
1. Lựa chọn kích thước và bố trí thép trong lan can .257
2. Xác định khả năng chịu lực của tường lan can. 257
3. Xác định khả năng chịu lực của thanh và cột lan can .260
4. Tổ hợp va xe .261
5. Chứng minh công thức sử dụng trong phần tính lan can. 265
Chương 3 : TÍNH TỐN BẢN MẶT CẦU
1. Chọn lớp phủ mặt cầu: 267
2. Tính tốn bản hẫng. 267
2.1 Số liệu tính tốn. 267
2.2 Xác định nội lực. 268
2.3 Thiết kế cốt thép. 272
2.4 Kiểm tra vết nứt. 273
3. 3. Tính tốn bản loại dầm. 274
Chương 4 : TÍNH TỐN DẦM NGANG
1. Số liệu tính tốn. 280
2. Xác định nội lực tĩnh tải tác dụng lên dầm phụ : 280
3. Xác định nội lực do hoạt tải gây ra: 281
4. Thiết kế cốt thép 285
5. Kiểm tra vết nứt. 290
Chương 5 : TÍNH TỐN DẦM CHÍNH (DƯL )
1. Lựa chọn kích thước hình học của dầm 293
2. Tính toán hệ số phân bố ngang 294
3. Xác định nội lực. 297
4. 4. Lựa chọn số lượng cáp và bố trí cáp. 309
5. Xác định đặc trưng hình học của tiết diện qua từng giai đoạn làm việc. 313
6. Tính toán mất mát ứng suất. 319
7. Tính toán trong giai đoạn truyền lực căng. 323
8. Tính toán chịu nén ở trạng thái giới hạn sử dụng. 324
9. Tính toán chịu uốn ở trạng thái giới hạn cường độ. 326
10. Chọn cốt thép thường 329
11. Thiết kế lực cắt. 329
TÀI LIỆU THAM KHẢO 338
338 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 6882 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thiết kế cầu bê tông cốt thép dul theo 22tcn272 - 05, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
83620.23
Fpf laø öùng suaát treân caùp sau maát maùt fpf = 1009.75MPa
mm
> 0
Töø = 0.000377 vaø tra baûng ta ñöôïc : = 28.6330
Laëp laàn 1: töø = 28.6330 ta tìm laïi
Töø =-0.000647 vaø ø tra baûng ta ñöôïc : = 31.090
Laëp laàn 2: töø = 31.090 ta tìm laïi
Töø =-0.000556 vaø ø tra baûng ta ñöôïc : =30.34 0
Laëp laàn 3: töø = 30.340 ta tìm laïi
Töø =-0.00059545 vaø ø tra baûng ta ñöôïc : = 30.90 ,
Laëp laàn 4: töø = 30.90 ta tìm laïi
Töø =-0.00058 vaø ø tra baûng ta ñöôïc : = 30.70 ,
Vaäy =30.70
Choïn vaø ñeå tính toaùn
Xaùc ñònh khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng
N
Khaû naêng chòu caét cuûa theùp ñai
Duøng theùp ñai laø theùp AII. Coù fpy = 280MPa
Ñöôøng kính thanh theùp ñai laø
Duøng ñai hai nhaùnh. Dieän tích theùp ñai hai nhaùnh
=266.08mm2
Tính khoaûng caùch giöûa caùc ñai
mm
Böôùc 7: kieåm tra theùp ñai theo ñieàu kieän caáu taïo
Vaäy khoaûng caùch giöûa caùc ñai S = 457.45 < 600 boá trí coát ñai theo tính toaùn
Choïn khoaûng caùch giöûa caùc ñai S = 200 mm
Tính laïi khaû naêng chòu caét cuûa ñai
N
Böôùc 8: kieåm tra khaû naêng chòu keùo cuûa coát theùp doïc
fps laø öùng suaát trong caùp döï öùng löïc: fps = 1760.042 MPa
Apa laø dieän tích caùp döï öùng löïc: APS = 2566.46mm2
N
=N
N
Vaäy coát theùp doïc ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc
Tính toaùn töông töï cho caùc maët caét taïi giöõa nhòp vaø maët caét thay ñoåi tieát dieän (xem baûng)
Baûng 7.8. Baûng toång keát thieát keá löïc caét
TOÅNG KEÁT THIEÁT KEÁ LÖÏC CAÉT
Maët caét I-I
Maët caét II-II
Maët caét III-III
Maët caét IV-IV
VU (KN)
765429
670857
470516
188515
MU (KNm)
0
927865000
2342300000
3030389000
VP (KN)
95753.28
95753.28
95753.28
0
dv (mm)
864
864
864
864
v (Mpa)
1.747
3.76
2.471
1.212
v/f’c
0.044
0.094
0.062
0.03
fpo (Mpa)
1050.75
1072.3576
1072.358
1108.440
ex.103
-0.2235
-0.1570
0.595
1.547
q (ñoä)
27
27
30.7
41.189
b
6.78
6.06932
2.446
1.928
VS
-788974
96888.581
204276.254
33871.2168
S(tính)
CT
1247.8
457.451
1845.2195
S(caáu taïo)
600
S (choïn)(mm)
100
200
200
200
Ñöôøng kính ñai
12
12
12
12
VS (choïn)
1265739
682126.71
725889.512
704318.676
APS x fps
4504017
4504016.7
4504016.68
4504016.68
ff = 1, fv = 0,9
0
0
0
0
Mu/(ff.dv) + (Vu/fv - Vp - 0,5.Vs).cotg(q)
427879
1841832.1
3041474.49
3568201.28
Kieåm tra theùp doïc
ñaït
ñaït
ñaït
ñaït
Phần 4 :
THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL
TIẾT DIỆN I CĂNG SAU
Chương 1
SỐ LIỆU THIẾT KẾ
Yeâu caàu
Thieát keá lan can.
Thieát keá baûn maët caàu laø beâ toâng coát theùp thöôøng.
Thieát keá daàm ngang laø beâ toâng coát theùp thöôøng.
Thieát keá daàm chính laø beâ toâng coát theùp döï öùng löïc.
Choïn theâm soá lieäu.
Choïn kích thöôùc lan can: 400mm.
Choïn caùp döï öùng cuûa nhaø saûn xuaát VSL.
Choïn coát theùp thöôøng AI, AII.
Choïn beâ toâng laøm lan can, baûn maët caàu, daàm ngang caáp 30MPa.
Boá trí maët caét ngang caàu.
Vôùi soá lieäu ñaõ coù choïn phöông aùn boá trí maët caét ngang caàu nhö hình veõ:
Hình 4.1 Boá trí maët caét ngang caàu
Chöông 2
TÍNH TOAÙN LAN CAN VAØ TAY VOØN
Löïa choïn kích thöôùc vaø boá trí theùp trong lan can.
Löïa choïn vaø boá trí theùp nhö hình veõ:
Hình 4.2 Kích thöôùc vaø boá trí theùp lan can
Choïn lôùp baûo veä coát theùp laø: 30(mm).
Söû duïng theùp AII coù: fy = 280(MPa).
Söû duïng beâ toâng caáp 30 MPa coù: fc’ = 30(MPa).
Theùp thanh lan can duøng CT3 Caàu coù fy = 200(MPa).
Boá trí khoaûng caùch giöõa caùc coät lan can laø 1650(mm).
Boá trí khe giaõn nôû vì nhieät caùch nhau 8600(mm) vôùi beà roäng laø 20(mm).
2. Xaùc ñònh khaû naêng chòu löïc cuûa töôøng lan can.
2.1 Khaû naêng chòu löïc cuûa daàm ñænh Mb.
Do khoâng coù daàm ñænh neân Mb = 0.
2.2 Khaû naêng chòu löïc cuûa töôøng quanh truïc thaúng ñöùng MwH.
Do coát theùp boá trí ñoái xöùng neân ta coù momen aâm vaø döông ñeàu baèng nhau.
Ñoái vôùi tieát dieän thay ñoåi ta qui ñoåi veà tieát dieän chöõ nhaät töông ñöông coù dieän tích baèng vôùi dieän tích ban ñaàu nhöng khoâng laøm thay ñoåi chieàu cao cuûa lan lan.
Chia töôøng thaønh 3 phaàn taïi 3 vò trí thay ñoåi tieát dieän nhö hình veõ:
Hình 4.3 Phaân chia tieát dieän ngang cuûa lan can.
Phaàn 1
Tieát dieän phaàn 1 nhö hình veõ:
Hình 4.4 Boá trí theùp trong phaàn tieát dieän 1.
Tieát dieän laø b x h = 350 x 200.
Heä soá qui ñoåi chieàu cao vuøng neùn cuûa beâtoâng b1 laø:
Phaàn 2 , 3 tính töông töï.
Qui ñoåi phaàn tieát dieän thay ñoåi nhö hình veõ:
Hình 4.5 Qui ñoåi phaàn tieát dieän thay ñoåi.
Ta coù baûng toång hôïp sau:
Baûng 4.1 Toång hôïp khaû naêng chòu löïc theo phöông ñöùng.
Phaàn beâtoâng
Chieàu roäng b(mm)
Chieàu cao h(mm)
Dieän tích coát theùp As(mm2)
Chieàu cao coù hieäu ds(mm)
Chieàu cao vuøng neùn qui ñoåi a (mm)
MwH (N.mm)
1
350
200
226,19
150
7,1
9275147,14
2
300
300
226,19
250
8,28
15571100,55
3
150
400
226,19
350
16,56
21642221,1
Söùc khaùng cuûa töôøng lan can quanh truïc thaúng ñöùng laø:
MwH = (MwH)1 + (MwH)2 + (MwH)3
= 9257147,14 + 15571100,55 + 21642221,1
= 46488468,79 (N.mm)
= 46488,47 (kN.mm)
2.3. Khaû naêng chòu löïc cuûa töôøng theo truïc naèm ngang Mc.
Phaàn naøy chæ do coát theùp phía trong chòu vaø cuõng chia laøm 3 ñoaïn ñeå tính trung bình.
Khi tieát dieän thay ñoåi ta choïn tieát dieän lôùn nhaát ôû ngaøm ñeå xaùc ñònh khaû naêng chòu löïc.
Theùp ôû ñaây duøng theùp OÂ14 boá trí vôùi a = 200 theo phöông doïc caàu.
Phöông phaùp tính töông töï nhö MwH.
Caét 1 mm theo phöông doïc caàu ta coù 5 thanh neân dieän tích theùp treân 1mm daøi laø:
Ta coù baûng toång hôïp sau:
Baûng 4.2 Toång hôïp khaû naêng chòu löïc theo phöông ngang.
Phaàn beâtoâng
Beà roäng b(mm)
Chieàu cao h(mm)
Dieän tích theùp As(mm2)
Chieàu cao coù hieäu ds(mm)
Chieàu cao vuøng neùn qui ñoåi a (mm)
Mc (N.mm/mm)
1
1
200
0,77
163
8,45
34231,89
2
1
400
0,77
363
8,45
77351,89
3
1
200
0,77
363
8,45
77351,89
3. Xaùc ñònh khaû naêng chòu löïc cuûa thanh vaø coät lan can.
3.1 Coät lan can Pp.
Ta coù
Vôùi:
= 200 (mm): chieàu cao cuûa coät lan can.
Mp = f.S.fy: laø momen khaùng uoán taïi maët caét ngaøm vaøo töôøng lan can.
S: Momen khaùng uoán cuûa tieát dieän.
Momen quaùn tính cuûa tieát dieän:
Hình 4.6 Tieát dieän ngang taïi chaân coät lan can.
J = Jbuïng + 2Jcaùnh
3.2 Thanh lan can MR.
Hình 4.7 Tieát dieän ngang thanh lan can.
MR = f.S.fy
S : Momen khaùng uoán cuûa tieát dieän.
4. Toå hôïp va xe.
4.1 Va xe ôû vò trí giöõa töôøng.
Söùc khaùng cuûa töôøng:
Vôùi: Lt = 1070 lan can caáp L3
MwH = 46488,47 kNmm (tính ôû phaàn 2 )
Mc = 58,49 kNmm/mm (tính ôû phaàn 2 )
Mb = 0
4.1.1 Vò trí va taïi coät.
Vôùi giaù trò Lc =2853 (mm) ñaõ tính ôû treân neân chæ coù 2 nhòp tham gia chòu löïc vì n.L = 2.1600 = 3200 (mm).
Soá coät tham gia chòu löïc laø 1 coät.
Söùc khaùng keát hôïp cuûa thanh lan can vaø coät lan can:
Chieát giaûm khaû naêng chòu löïc cuûa töôøng.
Þ Söùc khaùng cuûa caû töôøng vaø lan can keát hôïp.
Chieàu cao ñaët hôïp löïc.
Ñoái vôùi lan can caáp L3 ta coù:
Ft = 240 (kN)
He = 810 (mm)
=> Ñaûm baûo chòu va xe.
4.1.2 Vò trí va taïi thanh lan can.
Vôùi Lc = 2853 (mm) coù 3 nhòp tham gia chòu löïc do L = 1650 (mm).
Soá coät tham gia chòu löïc laø 2 coät.
Söùc khaùng cuûa thanh vaø coät lan can:
Chieát giaûm nhö ôû 4.1.1 vaø ta coù:
Ñaûm baûo chòu va xe.
4.2 Va taïi ñaàu töôøng.
Söùc khaùng cuûa töôøng:
Söùc khaùng cuûa thanh vaø coät lan can:
Do Lc = 1506 < Lc = 1600 neân chæ coù 1 nhòp tham gia chòu löïc.
Chieát giaûm khaû naêng chòu löïc cuûa töôøng nhö phaàn 4.1.1 vaø ta coù:
Ñaûm baûo chòu va xe.
Vaäy lan can ñuû khaû naêng chòu löïc.
4.3 Va xe taïi khe giaõn nôû vì nhieät.
Khi va xe taïi khe giaõn nôû vì nhieät thì cuõng gioáng tröôøng hôïp va xe taïi ñaàu töôøng nhöng löïc Ft phaân boá cho hai beân töôøng. Do ñoù moãi beân töôøng chæ chòu moät nöûa löïc Ft neân chaéc chaén chòu ñöôïc va xe.
4.4 Kieåm tra choáng truôït cuûa lan can.
Löïc caét do va xe truyeàn xuoáng öùng vôùi lan can caáp L3 laø:
Söùc khaùng caét cuûa maët caét tieáp xuùc.
Vn = C.ACV + ì(AVf . fy + Pc ) (5.8.4)
ACV = 400.1 =400 (mm2/mm) dieän tích tieáp xuùc chòu caét.
AVf = 0,77 ( mm2/mm) dieän tích coát theùp chòu caét.
C = 0,52
ì = 0,6
Pc troïng löôïng tænh treân 1 ñôn vò chieàu daøi.
Ñeå an toaøn ta chæ laáy phaàn beâ toâng.
Pc = 1(400.150+300.300+200.350).0,2.45.10-4 = 5,39 (N/mm)
Fy = 280 (MPa)
Þ Vn = 0,52.400+0,6(0,77.280+5,39) = 340,59(N/mm)
Kieåm tra khaû naêng chòu löïc caét:
Vaäy Vn = 340,59> VCt = 89,22 (N/mm).
Vaäy lan can ñuû khaû naêng choáng tröôït.
5. Chöùng minh coâng thöùc söû duïng trong phaàn tính lan can.
Coâng thöùc chöùng minh ôû ñaây chæ daønh cho phaàn coät vaø thanh lan can ôû ñaàu töôøng:
Goïi : Khoaûng caùch giöõa hai coät laø: L
Soá coät tham gia chòu löïc laø : n
Ta coù hình veõ beân:
Hình 4.9 Daïng phaù hoaïi cuûa coät lan can
Hình 4.8 Daïng phaù huûy cuûa töôøng lan can.
Ta coù coâng cuûa ngoaïi löïc:
Coâng cuûa ngoaïi löïc
Coâng cuûa thanh lan can
Coâng cuûa coät lan can
Ta coù:
Vôùi
Maø ta coù:
Vôùi
Vaø aùp duïng nguyeân lyù baûo toaøn naêng löôïng ta coù :
Chöông 3:
TÍNH TOAÙN BAÛN MAËT CAÀU
Choïn lôùp phuû maët caàu:
Ta coù hai phöông phaùp taïo ñoä doác ngang caàu laø laøm lôùp mui luyeän hay duøng phöông phaùp naâng daàm. ÔÛ ñaây ta duøng phöông phaùp thöù hai vaø ta choïn caáu taïo lôùp phuû baûn maët caàu nhö hình veõ:
Baûng 4.3 Caáu taïo lôùp phuû maët caàu.
Lôùp
Teân
Chieàu daøi trung bình
g (N/mm3 )
DW (N/mm3 )
1
Lôùp choáng thaám
20
0,15.10-4
3.10-3
2
Lôùp phuû atphan
50
0,225.10-4
1,125.10-3
Baûn maët caàu daøy 200mm
Lôùp phuû beâtoâng asphalt daøy 50mm
Lôùp phoøng nöôùc daøy 20mm
Hình 4.10 Caáu taïo lôùp phuû maët caàu.
Vaäy ta coù chieàu daøy cuûa lôùp phuû laø 70 (mm) vaø troïng löôïng phaân boá ñeàu vôùi cöôøng ñoä 1.43.10-3 (N/mm2 ).
Tính toaùn baûn haãng.
Soá lieäu tính toaùn.
Phaàn baûn haãng Shaãng = 450 (mm).
Baûn maët caàu daøy 200 (mm).
Lôùp phuû phaân boá ñeàu p = 2,76.10-3 (N/mm2 ).
Troïng löôïng rieâng cuûa beâtoâng gc = 0,245.10-4 (N/mm3).
Cöôøng ñoä beâ toâng fc’ = 30 (MPa).
Troïng löôïng rieâng cuûa keát caáu theùp gs = 0,785.10-4 (N/mm3).
Theùp duøng theùp AII fy = 280 (MPa).
Xaùc ñònh noäi löïc.
Caét 1mm theo phöông doïc caàu ta coù noäi löïc trong baûn laø:
Noäi löïc do tónh taûi
Troïng löôïng cuûa töôøng beâtoâng chia laøm 3 phaàn:
Hình 4.11 Caùch qui taûi troïng cuûa lan can.
p1 = 800.200.1.0245.10-4 = 3,92 (N).
p2 = 150.200.1.0,245.10-4 = 0,735(N).
p3 = 1/2.200.300.1.0,245.10-4 = 0,735 (N).
Troïng löôïng cuûa coät vaø thanh lancan.
Thanh lan can:
=
Coät lan can coi nhö phaân boá ñeàu treân doïc theo chieàu daøi caàu vôùi cöôøng ñoä laø: p = 0,03(N/mm) Þ p5 = 0,03(N).
Troïng löôïng baûn maët caàu phaân boá ñeàu:
DC2 = hf .gc.1 = 200.0,245.10-4.1 = 4,9.10-3 (N/mm).
Troïng löôïng lôùp phuû maët caàu phaân boá ñeàu töø meùp lan can ñeán tim daàm chính:
DW = p.1 =1,43.10-3.1 =2,76.10-3 (N/mm3).
2.2.2. Noäi löïc do hoaït taûi.
Do khoaûng caùch giöõa hai daàm chuû laø 1,85 m < 4,6 m neân HL93 taùc duïng chæ coù xe 3 truïc ( Truck ).
Do thieát keá baûn haãng neân truïc xe 3 truïc caùch meùp laøm 0,3 m.
Truïc 3 xe truïc caùch tim daàm bieân 100mm ôù phía trong baûn loaïi daàm.
Ta coù cöôøng ñoä phaân boá cuûa baùnh xe laø:
Vôùi : P = 145.103 (N).
b1 = b2 + 2.hDW = 510+2.700 = 650 (mm).
Sw = 1140+0,833.X.
Taûi troïng va xe truyeàn töø baûn lan can xuoáng:
ÔÛ ñaây ta chæ thieát keá vôùi taûi troïng va xe laø Ft =240 (kN) phaân boá treân Lt = 1070 (mm) ( lan can caáp L3 ). Chöù khoâng thieát keá theo ñieàu kieän töông thích veà vaät lieäu vì khaû naêng chòu löïc cuûa töôøng ôû moãi vò trí khaùc nhau thì khaùc nhau.
Ta coù sô ñoà truyeàn taûi troïng va xe nhö hình veõ:
Hình 4.12 Qui taûi troïng va xe veà baûn maët caàu.
Löïc keùo taùc duïng leân baûn maët caàu:
Momen truyeàn xuoáng baûn haãng
Ta coù sô ñoà löïc ôû baûn haãng nhö hình veõ:
Hình 4.13 Sô ñoà löïc taùc duïng leân baûn haãng.
Toå hôïp taûi troïng
Do thieát keá baûn maët caàu boû qua thieát keá löïc caét neân ta chæ toå hôïp momen.
Momen lôùn nhaát taïi ngaøm ta coù:
Traïng thaùi giôùi haïng cöôøng ñoä:
Vôùi : Heä soá hieäu chænh taûi troïng laáy: h = 1.
Heä soá taûi troïng keát caáu: gDC = 1,25.
Heä soá taûi troïng lôùp phuû: gDW = 1,5.
Heä soá laøn xe: m=1,2 vì 1 laøn xe.
Heä soá xung kích: IM = 0,25.
Heä soá hoaït taûi: gLL = 1,75.
= 10250,84 (N.mm).
Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng:
Vôùi : h = 1
gDC = gDW = gLL = 1
m=1,2
IM =0,25
= 6821,85 (N.mm).
Traïng thaùi giôùi haïn ñaëc bieät:
Vôùi : h = 1
gDC = 1,25
gDW = 1,75
gLL = 0,5
gCT =1
m=1,2
= 78227,56 (N.mm).
Löïc keùo T = 89,22 (N).
Thieát keá coát theùp.
So saùnh giaù trò noäi löïc ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä vaø traïng thaùi giôùi haïn ñaëc bieät ta coù giaù trò momen ôû traïng thaùi giôùi haïn ñaëc bieät lôùn hôn raát nhieàu ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä. Do ñoù ta duøng toå hôïp taûi troïng ôû traïng thaùi giôùi haïn ñaëc bieät ñeå thieát keá coát theùp.
M = 78227,56 (N.mm).
N = 89,22 (N).
Giaû thuyeát toaøn boä löïc keùo chæ do coát theùp chòu vaø ta chæ coù momen aâm neân giaû thuyeát löïc keùo naøy do coát theùp chòu momen aâm.
Ta coù caùch tính nhö sau:
Choïn khoaûng caùch töø taâm coát theùp chòu löïc cho ñeán meùp beâtoâng laø 30 (mm) vì phía treân coøn coù lôùp phuû maët caàu daøy 70(mm).
Þ ds = h – 30 = 200 – 30 = 170 (cm)
Vôùi : Mu = M = 75069 (N.mm)
ds = 167(mm)
f = 1 do traïng thaùi giôùi haïn ñaëc bieät
fc’ = 30 (Mpa)
b = 1 (mm)
= 19,12 (mm)
Maø ta coù heá soá qui ñoåi beâtoâng vuøng neùn nhö sau:
Do ñoù ta tính theo baøi toaùn coát ñôn coù löïc keùo:
Dieän tích coát theùp treân 1 m daøi : 20,6 (mm2 )
Choïn 10 f16 coù As = 20,11 (cm2) nhoû hôn so vôùi löôïng theùp yeâu caàu 2,4% neân coá theùp ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc.
Boá trí 10 f16 vôùi a = 100 (mm).
Hình 4.14 Boá trí theùp ôû baûn haãng.
Kieåm tra veát nöùt.
Khi kieåm tra nöùt ta phaûi kieäm tra treân tieát dieän bxh = 1000x200 thì ta môùi xaùc ñònh ñöôïc soá thanh theùp tham gia choáng nöùt.
Ta coù momen kieåm tra nöùt laø Ms = 6821850 (N.mm).
Xaùc ñònh truïc trung hoaø cuûa tieát dieän khi bò nöùt:
Vôùi :
Es = 210000 (MPa) vì ta duøng theùp AI.
Do fc’ = 30 (Mpa)
As = 2011 (mm2)
b=1000 (mm)
ds = 170 (mm)
Maø öùng suaát thanh theùp khi bò nöùt laø:
Z = 30000 (N/mm) traïng thaùi bình thöôøng
dc = 30 (mm)
Hình 4.15 Tieát dieän tính nöùt baûn haãng.
Þ Tieát dieän ñaûm baûo choáng nöùt.
3. Tính toaùn baûn loaïi daàm.
3.1 Soá lieäu tính toaùn.
Khoaûng caùch giöõa hai daàm chính: S = 1850 (mm)
Beà daøy baûn maët caàu: hf = 200 (mm)
Troïng löôïng rieâng cuûa beâ toâng: gc = 0,245.10-4 (N/mm3)
Cöôøng ñoä beâ toâng: fc’ = 30 (MPa)
Cöôøng ñoä coát theùp: fy = 280 (MPa)
3.2 Xaùc ñònh noäi löïc do tónh taûi.
Caét 1 mm theo phöông doïc caàu ta coù troïng löôïng lôùp phuû maët caàu:
DW= 1,43.10-3 (N/mm)
Troïng baûn thaân baûn maët caàu:
DC2 = hf. gc = 200.0,245.10-4 = 4,9.10-3 (N/mm).
Momen ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä
Momen ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng:
3.3 Noäi löïc do hoaït taûi.
Do chaáp nhaän laán laøn neân ta coù 2 tröôøng hôïp nhö sau:
Tröôøng hôïp 1: Chæ coù 2 baùnh xe ñaët leân baûn maët caàu .
Cöôøng ñoä phaân boá cuûa hoaït taûi laø:
b1 = b2 + 2hDW = 510 + 2.700 = 650 (mm)
Vôùi: b1 laø beà roäng aûnh höôûng cuûa baùnh xe.
b2 laø b eà roäng veät baùnh xe.
P = 145.103 (N)
Momen ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä laø:
Momen ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng:
Tröôøng hôïp 2 : Hai baùnh xe ñaët leân treân baûn maët caàu.
Thì ta coù cöôøng ñoä phaân boá cuûa hoaït taûi laø:
Do b1”= b1 +1200 = 1850 (mm)
Do ñoù hoaït taûi phaân boá ñeàu treân toaøn baûn daàm vôùi cöôøng ñoä 78,38 (N/mm).
Momen ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä:
= 73351126,95 (N)
Momen ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng:
= 41914929,69 (N)
3.4 Noäi löïc coù xeùt ñeán tính lieân tuïc cuûa baûn:
Do noäi löïc ôû tröôøng hôïp 2 lôùn hôn neân duøng giaù trò noäi löïc ôû tröôøng hôïp 1 neân ta duøng hoaït taûi ôû tröôøng hôïp 2 ñeå thieát keá.
Ta coù beà roäng aûnh höôûng cuûa veät baùnh xe theo phöông doïc caàu:
SW+ = 660+0,55.S
= 660+0,55.1850
= 1677,5 (mm)
SW- = 1220+0,25.S
= 1220+0,25.1850
= 1682,5 (mm)
Ta coù caùch qui ñoåi momen töø baûn loaïi daàm sang baûn ngaøm nhö hình veõ:
Hình 4.16 Qui ñoåi töø baûn daàm sang baûn ngaøm.
Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä:
Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng:
3.5 Thieát keá coát theùp:
Ñoái vôùi coát theùp chòu momen aâm:
Xaùc ñònh chieàu cao vuøng neùn:
Vôùi : Mu = 39618,4 (N.mm)
ds = 170 (mm) töông töï ôû baûn haãng.
f = 0,9 traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä.
fc = 32 (MPa)
b = 1 (mm)
Maø
Þ Dieän tích coát theùp treân 1 m daøi : As = 7,91 (cm2 ) choïn 5f16 vôùi As = 10,05 (cm2) boá trí khoaûng caùch laø a = 200 ñeå deã boá trí vôùi coát theùp ôû baûn haãng.
Ñoái vôùi coát theùp chòu momen döông:
Caùch tính töông töï nhöng ta choïn ds = 160 vì phía döôùi betoâng tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi khoâng khí. Ta coù:
As = 0,598 (mm2 ) < Asmin = 0,643 (mm2)
Vaäy ta ñaët theùp theo coát theùp min vôùi dieän tích coát theùp treân 1 m daøi laø As = 6,43 (cm2).
Ñeå 2 lôùp coát theùp treân vaø döôùi song song vôùi nhau neân ta choïn 5f14 vôùi As = 769,69(cm2).
Boá trí theùp ôû baûn loaïi daàm nhö sau:
Hình 4.17 Boá trí theùp trong baûn loaïi daàm.
3.6 Kieåm tra nöùt :
Töông töï nhö kieåm tra nöùt ôû baûn congsol
Ñoái vôùi theùp chòu momen aâm ta coù:
Ñoái vôùi theùp chòu momen döông:
Vaäy tieát dieän ñaûm baûo choáng nöùt.
Chöông 4
TÍNH TOAÙN DAÀM NGANG
Soá lieäu tính toaùn.
Khoaûng caùch daàm chuû: S = l2 = 1850 (mm).
Khoaûng caùch daàm ngang: l1 = 8375 (mm).
Lôùp phuû phaân boá ñeàu vôùi cöôøng ñoä p = 1,43.10-3 (N/mm2).
Baûn maët caàu daøy: hf = 200 (mm)
Troïng löôïng rieâng beâtoâng: gc = 0,245.10-4 (n/mm3)
Cöôøng ñoä beâtoâng: fc’ = 30 (Mpa)
Cöôøng ñoä coát theùp: fy =280 (Mpa)
Kích thöôùc daàm: b x h = 1250 x 240 (mm)
Tæ soá modul :
2. Xaùc ñònh noäi löïc tónh taûi taùc duïng leân daàm phuï :
2.1 Xaùc ñònh caùc löïc taùc duïng.
+ Lôùp phuû maët caàu :
+ Lôùp phuû maët caàu :
+ Troïng löôïng baûn thaân daàm phuï:
Þ
2.2 Xaùc ñònh momen
Noäi löïc ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä:
Noäi löïc ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng:
2.3 Xaùc ñònh giaù trò löïc caét
Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä:
3. Xaùc ñònh noäi löïc do hoaït taûi gaây ra:
3.1 Hoaït taûi qui töø 2 baûn saøn laân caän veà daàm phuï:
Ta coù bieåu ñoà ñöôøng aûnh höôûng veà giaù trò x ñöôïc tính nhö sau:
3.1.1 Xe 3 truïc ( Truck )
Xaùc ñònh giaù trò caùc trung ñoä taïi caùc truïc cuûa xe truck
Hình 4.18 Qui ñoåi taûi xe 3 truïc veà daàm ngang.
Truïc 145 KN :
Truïc 145KN :y2 = 1
Truïc 35 KN :y3 = y1=0,0052
Giaù trò taûi troïng taâm trung laø :
3.1.2 Xe 2 truïc (Tandom)
Xaùc ñònh giaù trò trung ñoä taïi caùc truïc cuûa xe tendom:
y1 = 1
Hình 4.19 Qui taûi xe 2 truïc veà daàm ngang.
3.1.3 Taûi troïng laøn:
Hình 4.20 Qui taûi troïng laøn veà daàm ngang.
3.2 Xaùc ñònh Momen do hoaït taûi taùc duïng leân daàm phuï :
3.2.1 Toå hôïp 1: xe Truck vaø taûi troïng laøn (Lane).
Hình veõ taûi taùc duïng leân daàm phuï.
Hình 4.21 Toå hôïp momen xe 3 truïc vaø taûi troïng laøn cuûa daàm ngang.
Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä:
Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng:
3.2.2 Toå hôïp 2: xe Tandom vaø traûi troïng laøn (Lane).
Töông töï nhö treân vôùi giaù trò:
Vaäy ta nhaän thaáy giaù trò toå hôïp 2 lôùn hôn giaù trò toå hôïp 1. Noäi löïc tính toaùn cuoái cuøng laø laáy toå hôïp tröôøng hôïp 2.
3.3 Xaùc ñònh löïc caét do hoaït taûi taùc duïng leân daàm phuï
3.3.1Toå hôïp 1 : Xe Truck vaø taûi troïng laøn
Ta coù vò trí xeáp xe nhö hình veõ beân laø nguy hieåm nhaát.
Hình 4.22 Toå hôp löïc caét xe 2 truïc vaø taûi troïng laøn cuûa daàm ngang.
Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä:
3.3.2 Toå hôïp 2 : xe Tandom vaø taûi troïng laøn
Töông töï vôùi tröôøng hôïp 1 nhöng giaù trò
Þ
So saùnh hai giaù trò toå hôïp ta coù giaù trò toå hôïp 2 lôùn hôn neân giaù trò löïc caét cuoái cuøng laø :
4. Thieát keá coát theùp
4.1 Theùp doïc chòu Momen.
Do sô ñoà ta tính laø sô ñoà tónh ñònh maø thöïc teá daàm ngang laøm vieäc vôùii sô ñoà sieâu tónh neân ta coù heä soá qui ñoåi nhö sau:
Hình 4.23 Qui ñoåi sô ñoà daàm loaïi goái sang daàm loaïi ngaøm.
Thieát keá coát theùp chòu Momen döông:
Giaù trò M = 0,5.Mu = 0,5.159242958,7
= 79621479,35 ( N.mm)
Xem daàm ngang xaáp xæ laø hình chöõ nhaät bxh = 1100x250 (mm)
Choïn khoaûng caùch töø taâm coát theùp ñeán vuøng chòu beâtoâng chòu keùo laø 50 (mm).
Þ ds = 1250 – 50 = 1200 (mm)
Chieàu cao vuøng beâtoâng chòu neùn laø:
Do fc’ = 30 MPa Þ b1 = 0,836
Vaäy ñaûm baûo ñieàu kieän thieát keá coát ñôn.
Do As < Asmin choïn Asmin = 964,29(mm2) ñeå boá trí coát theùp.
Choïn 3f20 vôùi As = 942 (mm2) nhoû hôn 2,3% so vôùi löôïng theùp yeâu caàu neân keát caáu vaån ñaûm baûo chòu löïc.
Thieát keá coát theùp chòu Momen aâm:
Giaù trò M = 0,7.Mu = 0,7. 159242958,7
= 11470071,7 ( N.mm)
Khoaûng caùch töø taâm coát theùp ñeán vuøng chòu beâtoâng chòu keùo laø 50 (mm).
Þ ds = 1250 – 50 = 1200 (mm)
Chieàu cao vuøng beâtoâng chòu neùn laø:
Do fc’ = 30 MPa Þ b1 = 0,836
Vaäy ñaûm baûo ñieàu kieän thieát keá coát ñôn.
Do As < Asmin choïn Asmin = 964,29(mm2) ñeå boá trí coát theùp.
Choïn 3f20 vôùi As = 942 (mm2).
Vaäy theùp chòu momen aâm vaø döông nhö nhau vaø boá trí nhö hình veõ:
Hình 4.24 Boá trí theùp trong daàm ngang
4.2 Theùp ñai chòu löïc caét
4.2.1. Soá lieäu tính toaùn :
Tieát dieän chòu löïc caét: bxh = 240x1250 (mm)
Theùp doïc chòu Momen: 3f20
Beâtoâng Caáp 30MPa.
Löïc caét : Vu = 350994,4 (N)
4.2.2. Tính böôùc coát dai S
4.2.2.1 Xaùc ñònh dv
dv = ds – 0,5.a
Vôùi: ds = 1200 (mm)
Þ dv = 1200-43,12 = 1178,44
So saùnh vôùi: 0,9.ds = 0,9.1200 = 1080 (mm)
0,72.h = 0,72.1250 = 900 (mm)
Vaäy choïn dv = 1178,44 (mm)
4.2.2.2 Xaùc ñònh öùng suaát maët caét trung bình
Vaäy tieát dieän ñaûm baûo chòu löïc caét.
4.2.2.3 Giaû söû q = 400
Tính ex
4.2.2.4 Xaùc ñònh giaù trò q vaø b
Xaùc ñònh giaù trò q:
Vôùi vaø ex = 1,8.10-3 ta xaùc ñònh q:
Ta coù: ex = 1,5.10-3 Û q = 410
ex =2.10-3 Û q = 430
Laëp laàn 1 vôùi q = 42,20.
Þ ex = 1, 68.10-3
Þ q = 41,720
Laëp laàn 2 vôùi q = 41,720.
Þ ex = 1, 7.10-3
Þ q = 41,80
Laëp laàn 3 vôùi q = 41,80.
Þ ex = 1, 7.10-3
Þ q = 41,80
Giaù trò q ôû böôùc laëp naøy baèng vôùi giaù trò laëp ôû böôùc 2 neân ta coù q = 41,80.
Xaùc ñònh giaù trò b:
Ta coù
Vaäy vôùi
4.2.2.5 Xaùc ñònh Vc.
Khaû naêng chòu caét cuûa coát ñai:
4.2.2.6 Böôùc coát ñai laø
Choïn theùp ñai 2 nhaùnh f12 ta coù
4.2.2.7 Kieåm tra ñieàu kieän caáu taïo:
Ta coù:
Choïn S =150 (mm)
4.2.2.8 Kieåm tra theùp doïc.
Vaäy ñieàu kieän chòu löïc cuûa theùp doïc ñaûm baûo.
Do ñoù trong daàm ngang ta boá trí theùp ñai F12 vôùi böôùc ñai laø a 150 mm.
5. Kieåm tra veát nöùt.
Do coát theùp daàm ngang ñeàu ñaët theo caáu taïo laø Asmin neân ta chæ caàn kieåm tra taïi vò trí maø momen lôùn nhaát laø taïi ngaøm.
Giaù trò momen taïi ngaøm qui ñoåi nhö ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä:
M = 0,7.Ms = 0,7.97535948,75 = 68275164,13(N.mm).
Ta coù momen kieåm tra nöùt laø M = 68275164,13 (N.mm).
Xaùc ñònh truïc trung hoaø cuûa tieát dieän khi bò nöùt:
Vôùi :
Es = 210000 (MPa) vì ta duøng theùp AI.
Do fc’ = 30 (Mpa)
As = 942,48 (mm2)
b=240 (mm)
ds = 1200 (mm)
Maø öùng suaát thanh theùp khi bò nöùt laø:
Z = 30000 (N/mm) traïng thaùi bình thöôøng.
dc = 30 (mm)
Hình 4.25 Tieát dieän kieåm tra nöùt cuûa daàm ngang.
Þ Tieát dieän ñaûm baûo choáng nöùt.
Chöông 5
TÍNH TOAÙN DAÀM CHÍNH (DÖL )
Löïa choïn kích thöôùc hình hoïc cuûa daàm
Maët caét ngang tieát dieän daàm chính nhö hình veõ:
Hình 4.26 Tieát dieän ngang daàm chính.
Kích thöôùc cuûa 1/2 daàm chuû nhö hình veõ:
Hình 4.27 Kích thöôùc 1/2 daåm chính.
Tính toaùn heä soá phaân boá ngang
2.1 Heä soá phaân boá ngang cuûa momen ñoái vôùi daàm giöõa
Moät laøn xe
Vôùi :
S = 1850 (mm)
L = 33500 (mm)
ts = 200 (mm)
Ta xem tieát dieän qui ñoåi nhö hình veõ:
Hình 4.28 Qui ñoåi tieát dieän ngang cuûa daàm chuû.
A = 1500.225+(600-225).350 + (600-225).200
= 543750 (mm2)
Xaùc ñònh toaï ñoä troïng taâm cuûa tieát dieän
= 3381093750 (mm3).
= 1,39.1011 (mm4)
eg = 799,14 + 100 = 899,14
= 7,47.1011
= 0,392
Hai laøn xe
2.2 Heä soá phaân boá löïc caét ñoái vôùi daàm trong
Moät laøn xe
Hai laøn xe
2.3 Heä soá phaân boá momen dôùi vôùi daàm ngoaøi
Moät laøn xe
Duøng nguyeân taéc ñoøn baåy nhö hình veõ:
Hình 4.29 Sô ñoà tính theo nguyeân taéc ñoøn baãy.
Heä soá phaân boá ñoái vôùi xe taûi (Truck vaø Tandom):
y2 = 0
Do 1 laøn xe neân ta coù m= 1,2
Heä soá phaân boá ñoái vôù taûi troïng laøn:
Hai laøn xe
Vôùi:
choïn e = 1
Heä soá phaân boá löïc caét cho daàm beân
Moät laøn xe :
Hai laøn xe
3. Xaùc ñònh noäi löïc.
3.1 Ñoái vôùi daàm giöõa.
3.1.1 Taûi troïng taùc duïng.
Ñoái vôùi daàm giöõa.
Tónh taûi:
Troïng löôïng baûn thaân cuûa daàm:
Do tieát dieän cuûa daàm thay ñoåi theo chieàu daøi: ôû phaàn ñaàu daàm vôùi dieän tích A = 1500.600 = 900000(mm2) neân taûi troïng phaân boá vôùi cöôøng ñoä laø: 900000.0,245.10-4 = 22,05(N/mm) ôû phaàn giöõa daàm vôùi dieän tích A = 543750(mm2 ) neân taûi troïng phaân boá vôùi cöôøng ñoä laø: 543750.0,245.10-4 = 13,32 (N/mm).
Neân ta coù daïng phaân boá laø:
Hình 4.30 Sô ñoà tính toaùn taûi troïng baûn thaân.
Ñeå ñôn giaûn ta xem troïng löôïng baûn thaân nhö phaân boá ñeàu treân daàm vôùi cöôøng ñoä :
= 14,69(N/mm).
Troïng löôïng baûn maët caàu:
DC2’ = 1850.200.0,245.10-4 = 9,07 (N/mm).
Troïng löôïng daàm ngang xem nhö khoâng chính xaùc laø löïc taäp trung vôùi giaù trò:
DC2” = (1850-225).1050.240.0,245.10-4 = 10032,75 (N).
Lôùp phuû:
DW = 1850 . 1,43.10-3 = 2,65 (N/mm)
Troïng löôïng lan can tay vòn:
DC3 = 0.
Hoaït taûi laø toå hôïp cuûa xe taûi (Truck) hoaëc xe hai truïc (Tandom) vaø taûi troïng laøn.
3.1.2 Noäi löïc taïi caùc maët caét.
Duøng phöông phaùp ñöôøng aûnh höôûng ñeå xaùc ñònh noäi löïc taïi caùc maët caét.
Maët caét giöõa daàm:
Hình 4.31 Ñöôøng aûnh höôûng momen taïi maët caét giöõa nhòp.
Hình 4.32 Ñöôøng aûnh höôûng löïc caét taïi maët caét giöõa nhòp.
Maët caét 1/4
Hình 4.33 Ñöôøng aûnh höôûng momen taïi maët caét L/4.
Hình 4.34 Ñöôøng aûnh höôûng löïc caét taïi maët caét L/4.
Maët caét tieát dieän thay ñoåi
Hình 4.35 Ñöôøng aûnh höôûng momen taïi tieát dieän thay ñoåi.
Hình 4.36 Ñöôøng aûnh höôûng löïc caét taïi tieát di65n thay ñoåi.
Maët caét taïi goái
Do taïi vò trí naøy ñöôøng aûnh höôûng cuûa Momen naèm ngang neân taát caû caùc giaù trò Momen baèng 0.
Hình 4.37 Ñöôøng aûnh höôûng löïc caét taïi goái.
Toång hôïp noäi löïc taïi caùc maët caét:
Nhaän xeùt noäi löïc do xe ba truïc (Truck) lôùn hôn xe hai truïc (Tandom) neân ta laáy giaù trò noäi löïc do xe ba truïc toå hôïp vôùi taûi troïng laøn.
Tónh taûi vaãn giaù trò nhö tính toaùn nhöng hoaït taûi tính theo coâng thöùc:
Vôùi giaù trò IM = 0,25 laø heä soá xung kích.
Baûng 4.4 Toång hôïp Momen ôû daàm giöõa.
Maët caét
MDC1
MDC2
MDC3
MDW
MLL
L/2
2060731563
1440399500
0
371745312.5
2318541947
L/4
1545548672
1080299625
0
278808984.4
1779480991
Thay ñoåi
516445411,7
352727780
0
93164080,39
623735952
Goái
0
0
0
0
0
Baûng 4.5 Toång hôïp löïc caét ôû daàm giöõa.
Maët caét
VDC1
VDC2
VDC3
VDW
VLL
L/2
0
0
0
0
151151
L/4
123028,75
88502,1875
0
22193,75
260527,314
Thay ñoåi
213005
146564,125
0
38425
349559,438
Goái
246057,5
166971,625
0
44387,5
384079,15
3.2 Ñoái vôùi daàm bieân ta tính töông töï
Tónh taûi:
Lan can tay vòn:
DC3 = p1 + p2 + p3 + p4 + p5 = 3,92+0,735+0,735+0,095+0,03
= 5,515 (N.mm).
Baûn maët caàu:
DC2’ = (600 +925 ).200 .0,245.10-4 = 7,47 (N/mm).
Daàm ngang:
DC2” = (600+925-225).1050.240.0,245.10-4 = 8026,2 (N).
Troïng löôïng baûn thaân: (töông töï daàm trong )
DC1 = 14,69 (N/mm).
Lôùp phuû:
DW = (200+925) .1,43.10-3 = 1,16 (N/mm).
Hoaït taûi laø toå hôïp cuûa xe taûi (Truck) hoaëc xe hai truïc (Tandom) vaø taûi troïng laøn.
Ñoái vôùi daàm bieân do ta coù heä soá phaân boá ngang cuûa taûi troïng laøn ñoái vôùi 1 laøn vaø hai laøn khaùc nhau. Do ñoù ta phaûi laäp caû hai tröôøng hôïp1 laøn vaø hai laøn xe. Sau ñoù döïa vaøo toång hôïp noäi löïc cuoái cuøng xem giaù trò naøo lôùn nhaát daàm trong hay daàm ngoaøi 1 laøn hay daàm bieân 2 laøn.
Ñoái vôùi 1 laøn xe taûi troïng laøn laø 9,3/3000 coøn ñoái vôùi hai laøn thì taûi troïng laøn laø 9,3.
Ta coù baûng toång hôïp sau:
Baûng 4.6 Toång hôïp Momen ôû daàm bieân 1 laøn xe.
Maët caét
MDC1
MDC2
MDC3
MDW
MLL
L/2
2060731563
1182339788
775053906
225852812.5
1964456382
L/4
1545548672
886754840.6
581290430
169389609.4
1508078224
Thay ñoåi
527077310.2
295714046
198237041
57766812.08
523315287
Goái
0
0
0
0
0
Baûng 4.7 Toång hôïp Löïc caét ôû daàm bieän 1 laøn xe.
Maët caét
VDC1
VDC2
VDC3
VDW
VLL
L/2
0
0
0
0
96973.2418
L/4
123028.75
72594
46271.875
13483.75
166826.916
Thay ñoåi
212270.5
119980.8
80708.7052
23264.5
222939.466
Goái
246057.5
137161.8
92543.75
26967.5
212491401
Baûng 4.8 Toång hôïp Momen ôû daàm bieân 2 laøn xe.
Maët caét
MDC1
MDC2
MDC3
MDW
MLL
L/2
2060731563
1182339788
775053906.3
225852812.5
2318541947
L/4
1545548672
886754840.6
581290429.7
169389609.4
1779480991
Thay ñoåi
516445411.7
289705662.9
194238318.5
56601573.37
605001833
Goái
0
0
0
0
0
Baûng 4.9 Toång hôïp Löïc caét ôû daàm bieân 2 laøn xe.
Maët caét
VDC1
VDC2
VDC3
VDW
VLL
L/2
0
0
0
0
148244.253
L/4
123028.75
72594
46271.88
13483.75
255517.178
Thay ñoåi
213005
120354.3
80947.43
23345
342837.145
Goái
246057.5
137161.8
92543.75
26967.5
376693.013
Nhaän xeùt: Do daàm bieân coù tröôøng hôïp 1 laøn vaø hôn 2 laøn nhöng chuùng chæ khaùc nhau ôû heä soá phaân boá ngang cuûa hoaït taûi vaø giaù trò taûi troïng laøn. Vaäy ta so saùnh giaù trò noäi löïc do hoaït taûi gaây ra thì ta coù giaù trò momen ôû tröôøng hôïp 1 laøn laø: 1964456382 (N.mm) coøn ôû tröôøng hôïp hai laøn laø: 2318541947 (N.mm) vaø löïc caét töông töï. Keát luaän noäi löïc tröôøng hôïp hai laøn xe lôùn hôn.
3.3 Toå hôïp noäi löïc taïi caùc maët caét theo traïng thaùi giôùi haïn.
3.3.1 Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä.
Vôùi: h = 1
aõDC = 1,25
aõDW = 1,5
aõLL = 1,75
Ta coù baûng tính giaù trò taïi caùc maët caét nhö sau:
Baûng 4.10 Toång hôïp Momen traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä.
Maët caét
Goái
Tieát dieän thay ñoåi
L/4
L/2
Daàm giöõa
0
2317750525
6911044653
9117120683
Daàm bieân
0
2394142309
7135168577
9418884196
Baûng 4.11 Toång hôïp Löïc caét traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä.
Maët caét
Goái
Tieát dieän thay ñoåi
L/4
L/2
Daàm giöõa
1255006,17
1094481,1
753627,09
264514,3
Daàm bieân
1294367,83
1138074,1
769748,98
259427,4
Nhaän xeùt giaù trò momen ôû daàm bieân lôùn hôn neân ta thieát keá öùng vôùi daàm bieân.
3.3.2 Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng:
Vôùi: h = 1
aõDC = 1
aõDW = 1
aõLL = 1
Ta coù baûng tính giaù trò taïi caùc maët caét nhö sau:
Baûng 4.12 Toång hôïp Momen traïng thaùi giôùi haïn giôùi haïn söû duïng.
Maët caét
Goái
Tieát dieän thay ñoåi
L/4
L/2
Daàm giöõa
0
1586073224
3193814955
6263212881
Daàm bieân
0
1661992799
3417038900
6562520016
4. Löïa choïn soá löôïng caùp vaø boá trí caùp.
Theo VSL ta duøng caùp 12,7mm ñeå thieát keá cho daàm döï öùng löïc.
Do ta xaùc ñònh noäi löïc taùc duïng leân daàm ñeå xaùc ñònh löôïng caùp trong daàm theo coâng thöùc:
Ta coù giaù trò Mu = 9975176492 (MPa)
Þ soá caùp =
Choïn 55 taïo caùp boá trí thaønh 5 boù moãi boù 11 tao.
Choïn caùp boá trí caùp.
Choïn 55 tao 12.7mm ta boá trí thaønh 5 boù moãi boù 11 tao vaø boá trí nhö hình veõ:
Boá trí caùp treân maët caét doïc:
Hình 4.38 Boá trí caùp döï öùng löïc doïc daàm chính.
Boá trí caùp treân caùc maët caét ngang:
Hình 4.39 Boá trí caùp döï öùng löïc theo maët caét ngang.
Hình 4.40 Boá trí caùp döï öùng löïc theo maët caét ngang.
Tính toaï ñoä caùp vaø goùc höôùng chính.
Caùch thöùc xaùc ñònh toaï ñoä caùp döï öùng löïc.
Choïn goác toaï ñoä laø taïi vò trí meùp döôùi cuûa daàm, vaø ngay taïi vò trí neo.
Hình veõ ñeå xaùc ñònh toïa ñoä caùp:
Hình 4.41 Hình veõ xaùc ñònh toaï ñoä caùp döï öùng löïc.
Goïi h: laø vò trí neo caùp ôû ñaàu daàm.
h0: laø khoaûng caùch töø troïng taâm oáng gen ñeán meùp döôùi cuûa daàm ôû khu vöïc giöõa daàm.
L1: laø khoaûng caùch töø goùc toaï ñoä ñeán vò trí ñaàu tieân cuûa ñöôøng cong.
L2: laø khoaûng caùch töø goùc toaï ñoä ñeán ñieåm cuoái cuûa ñöôøng cong.
L: laø khoaûng caùch töø goùc toaï ñoä ñeán ñieåm gaõy cuûa caùp.
R: laø baùn kính cung duøng ñeå öôùn caùp.
b: laø goùc hôïp bôûi ñöôøng chuaån vôùi ñöôøng thaúng naèm ngang.
x: laø khoaûng caùch töø goùc toaï ñoä ñeán vò trí caàn xaùc ñònh toaï ñoä.
y: laø khoaûng caùch töø taâm oáng gen ñeán meùp döôùi cuûa daàm.
a: laø goùc hôïp bôûi phöông cuûa ñöôøng chuaån vôùi phöông cuûa ñöôøng thaúng taïi vò trí x.
Khi tính toaï ñoä ta coù : L, h, h0 , R, x.
Tính caùc giaù trò coøn laïi.
Xaùc ñònh goùc a vaø hx
Neáu 0< x £ L1
y = ho + (L –x ).tg b
Neáu L1 < x £ L2
Neáu x > L2
a = b
y = h0
AÙp duïng tính tieâu bieåu cho boù caùp soá 5.
Ta coù:
L = = 10100 (mm).
h = 1200 (mm).
h0 = 380 (mm).
R = 85000 (mm).
Maët caét taïi goái:
x = 200 < L1 = 6666,91
=> a = 0
y = 380+ (10100 – 200 ) .tg0,081 = 1183,66 (mm)
Maët caét tieát dieän thay ñoåi :
x = 2270 < L1 = 6666,91
=> a = 0
y = 380 + (10100 – 2300 ) .tg0,081 = 1021,3 (mm)
Maët caét ¼ nhòp :
L1 = 6666,91 < x = 8575 < L2 = 13544,38
Maët caét giöõa nhòp
x = 16750 > L2
=> a = b = 0,081
y = 380
Caùc boù caùp coøn laïi tính töông töï ta coù baûng keát quaû sau:
Baûng 4.13 Toång hôïp soá lieäu boá trí caùp.
Teân boù
Khoaûng caùch h0
Baùn kính cong
Ñieåm uoán
Ñieåm neo caùp
Goùc chuyeån
Khoaûng caùch L1
Khoaûng caùch L2
Chieàu daøi caùp
Boù 1
120
60000
5500
240
0,0218
6154,03
4846,13
33902,5
Boù 2
120
75000
7000
600
0,0685
9569,75
4436,27
33928,9
Boù 3
120
60000
5500
240
0,0218
6154,03
4846,13
33902,5
Boù 4
250
80000
9000
900
0,0721
11885,25
6122,25
33941,9
Boù 5
380
85000
10100
1200
0,081
13544,38
6666,91
33958,92
Baûng 4.14 Giaù trò goùc a.
Goùc aù (rad)
Maët caét taïi goái
Tieát dieän thay ñoåi
Maët caét L/4
Maët caét L/2
Boù 1
0
0
0,0218
0,0218
Boù 2
0
0
0,05524
0,0685
Boù 3
0
0
0,0218
0,0218
Boù 4
0
0
0,03071
0,0721
Boù 5
0
0
0,0225
0,081
Baûng 4.15 Giaù trò cao ñoä y.
Toaï ñoä y (mm)
Maët caét taïi goái
Tieát dieän TÑ
Maët caét L/4
Maët caét L/2
Boù 1
235,56
191,95
120
120
Boù 2
586,53
449,32
126,59
120
Boù 3
235,56
191,95
120
120
Boù 4
885,58
741,13
318,52
250
Boù 5
1183,66
1021,3
525,4
380
Xaùc ñònh ñaëc tröng hình hoïc cuûa tieát dieän qua töøng giai ñoaïn laøm vieäc.
Xeùt töôïng tröng cho maët caét giöõa nhòp:
h = 1500 (mm)
bw = 225 (mm)
bf = 600 (mm)
hf = 200 (mm)
b1 = 600 (mm)
h1 = 350 (mm)
dPo laø troïng taâm cuûa caùc oáng gen ñoái vôùi meùp treân cuûa daàm.
dPs laø troïng taâm caùc boù döï öùng löïc sau khi caêng caùp.
dPs = dPo – 11 = 1302-11 = 1291
11 : ñoä leäch taâm laáy theo VSL trang 14 . Ta laáy baèng - 10 vì caùc tao caùp ñeàu uoán leân phía treân nhö hình veõ:
Hình 4.42 Ñoä leäch taâm cuûa caùp DÖL vaø oáng gen.
Giai ñoaïn 1:
Hình 4.43 Tieát dieän qui ñoåi giai ñoaïn 1.
A0 = bw . h + (bf – bw ).hf + (b1 – bw ).h1 -APo
= 225.1500 + (600-225).200 + (600-225).350 – 22089,32
= 521660,68 (mm2)
Giai ñoaïn 2: Khi keùo caùp vaø phun vöõa beâ toâng laép loã roãng thì ta chæ tính phaàn caùp dö öùng löïc tham gia vaøo tieát dieän coøn phaàn beâ toâng vöõa phun vaøo chuû yeáu laø baûo veä caùp dö öùng löïc neân ta boû qua phaàn beâtoâng naøy. Ta coù:
Hình 4.44 Tieát dieän qui ñoåi giai ñoaïn 2.
Dieän tích:
Ag = Ao + n.APs
Giai ñoaïn naøy beâ toâng chöa ñaït ñöôïc cöôøng ñoä neân Ec phaûi laø Eci khi ñoù Eci < Ec . Ñeå ñaûm baûo cho an toaøn ta laáy luùc tieát dieän ñaûm baûo cöôøng ñoä 28 ngaøy ñeå cho tæ soá n nhoû ñi thì löôïng caùp tham gia chòu löïc giaûm ñi.
fc = 50 (Mpa)
g = 2450 (Kg/m3)
EPs = 180.103 (Mpa)
Momen tónh ñoái vôùi truïc 0-0:
Ko-o = n.APs .(dPs – yto)
= 4,88.5505,5.(1291 – 777,84) = 13786987,61 (mm3)
Momen quaùn tính cuûa tieát dieän
Ig = Io + Ao.c2 + n.APs.(dPs – ytg )
= 1,33.1011 + 521660,68.25,132 + 4,88.5505,5.(1291 - 802,97)2
= 1,4.1011 (mm4)
Giai ñoaïn 3 :
Hình 4.45 Tieát dieän qui ñoåi giai ñoaïn 3.
Ac = Ag + n’.b2.h2
vôùi
b2 = 1525 (mm)
h2 = 200 (mm)
=> Ac = 548527,52 + 0,7746.1525.200 = 784780,52 (mm2)
Momen quaùn tính ñoái vôùi truïc I-I
ybc = h – ytc = 1500 – 531,14= 968,86(mm)
Caùc maët caét coøn laïi tính töông töï ta coù baûng toång hôïp sau:
Baûng 4.16 Toång hôïp ñaëc tröng hình hoïc.
Ñaëc tröng
Maët caét taïi goái
Tieát dieän thay ñoåi
Maët caét L/4
Maët caét L/2
Giai ñoaïn 1
A0 (mm2)
877910,68
521660,68
521660,68
521660,68
Kx (mm3)
675000000
369626521,3
375745925,6
376720064,6
ybo(mm)
768,87
708,56
720,29
722,16
yto (mm)
731,13
791,44
779,71
777,84
Io (mm4)
1,69.1011
1,38.1011
1,34.1011
1,33.1011
Giai ñoaïn 2
Ag (mm2)
904777,52
548527,52
548527,52
548527,52
K0-0 (mm3)
3559587,63
4793850,26
12551918,98
13786987,61
c (mm)
3,93
8,74
22,88
25,13
ytg (mm)
735,06
800,18
802,59
802,97
ybg (mm)
764,94
699,82
697,41
697,03
Ig (mm4)
1,69.1011
1,39.1011
1,4.1011
1,4.1011
Giai ñoaïn 3
Ac (mm2)
1141030,52
784780,52
784780,52
784780,52
KI-I (mm3)
197285430,2
212670225,5
213239595,3
213329371,4
c (mm)
172,9
270,99
271,72
271,83
ytc (mm)
562,16
529,19
530,87
531,14
ybc (mm)
937,84
970,81
969,13
968,86
Ic (mm4)
3.1011
2,74.1011
2,75.1011
2,75.1011
Tính toaùn maát maùt öùng suaát.
6.1 Maát maùt öùng suaát töùc thôøi.
Maát maùt do ma saùt.
Döïa vaøo baûng toång hôïp toaï ñoä vaø goùc chuyeån höôùng taïi caùc maët caét ta aùp duïng coâng thöùc:
Vôùi:
Tính cho maët caét giöõa nhòp:
Boù 1,3 : a = 0,0218 (rad ), x = 16950 (mm)
= 20,95 (MPa)
Boù 2: a = 0,0685(rad ), x = 16950 (mm)
Boù 4: a = 0,0721(rad ), x = 16950 (mm)
Boù 5 : a = 0,081(rad ), x = 16950 (mm)
Töông t öï caùc maët caét coøn laïi ta coù baûng toång hôïp sau:
Baûng 4.17 Toång hôïp maát maùt öùng suaát do ma saùt.
#fPF
Maët caét taïi goái
Tieát dieän TÑ
L/4
L/2
Boù 1
0,18
1,97
13,54
20,95
Boù 2
0,18
1,97
22,5
33,38
Boù 3
0,18
1,97
13,54
20,95
Boù 4
0,18
1,97
15,93
34,33
Boù 5
0,18
1,97
13,73
36,69
ÔÛ giöõa daàm trung bình moãi sôïi caùp maát laø :
Caùc maët caét coøn laïi tính töông töï ta coù baûng sau
Maát maùt öùng suaát do eùp sít neo.
Xem nhö maát maùt öùng suaát do eùp sít neo treân toaøn boä chieàu daøi caùp:
D = 6 (mm) giaù trò kinh nghieäm.
Ep = 180.103 (Mpa)
Ta coù chieàu daøi cuûa caùc boù caùp laø
L1 = 33902,5 (mm )
Þ Maát maùt öùng suaát trung bình taïi moät maët caét laø :
DfpA = 31,83 (Mpa)
Maát maùt uùng suaát do neùn ñaøn hoài :
Vôùi N = 5 laø soá boù caùp
Ep = 180.103 (Mpa) (nhaø saûn xuaát VSL)
Eci = 34384,47 (Mpa)
Vôùi:
Ta giaû thuyeát laø bieán daïng co giaûn ñaøn hoài treân daàm ñeàu nhö nhau ôû caùc maët caét vaø ta tính ôû maët caét giöõa daàm.
Laëp laàn 1:
Laáy fpi = 0,7.fpu = 0,7.1835 = 1284,5 (MPa)
= -19,61 (Mpa) <0 chöùng toû beâtoâng chòu neùn.
Laëp laàn 2 vôùi DfpES = 41,06
Laëp laàn 3 vôùi DfpES = 39,76
Laëp laàn 4 vôùi DfpES = 39,83
Baèng vôùi giaù trò laëp ôû böôùc 3 vôùi böôùc laëp treân neùn ta nhaän.
Maátt maùt öùng suaát theo thôøi gian.
Maát maùt öùng suaát do co ngoùt.
Ñoái vôùi daàm caêng sau ta coù:
DfpSR = 93-0,85H
Laáy H = 70%
Þ DfpSR = 93-0,85.70
= 33,5 (MPa)
Maét maùt öùng suaát do töø bieán.
Theo tieâu chuaån 22TCN272-05 ta coù:
vôùi fcgp = 19,02 ñaõ tính ôû muïc 6.1.3
Maát maùt öùng suaát do chuøng nhaõo trong giai ñoaïn khai khaùc.
Ñoái vôùi daàm caêng sau ta coù:
= 138 -0,3.29,16 -0,4.39,83 -0,2.(33,5 + 180,01)
= 70,59 (MPa)
Baûng toång hôïp maát maùt öùng suaát.
Ta coù maát maùt öùng suaát do ma saùt thay ñoåi taïi caùc tieát dieän, coøn caùc maát maùt coøn laïi ôû caùc tieát dieän nhö nhau ta coù:
Baûng 4.18 Toång hôïp maát maùt öùng suaát.
Boù caùp
Maët caét goái
Thay ñoåi
L/4
L/2
1
355,97
357,76
369,33
376,74
2
355,94
357,73
378,26
389,14
3
355,97
357,76
369,33
376,74
4
355,93
357,72
371,68
390,08
5
355,91
357,7
369,46
392,42
Tính toaùn trong giai ñoaïn truyeàn löïc caêng.
Khi truyeàn löïc caêng caùp thì laøm cho daàm voàng leân neân beâtoâng ôû thôù döôùi taïi maët caét giöõa daàm chòu neùn vaø beâtoâng ôû thôù treân taïi maët caét goái chòu keùo, neân ta chæ kieåm tra ôû 2 tieát dieän naøy.
Ta coù baûng toång hôïp löïc caùp Pi ôû giai ñoaïn truyeàn löïc caêng:
Baûng 4.19 Giaù trò löïc caêng caùp ôû giai ñoaïn truyeàn löïc
Pi
Goái
Giöõa nhòp L/4
Boù 1
1415821,25
1393287,9
Boù 2
1412869,51
1379634,26
Boù 3
1415821,25
1393287,9
Boù 4
1412522,38
1378599,22
Boù 5
1411580,43
1376022,65
Pi
7068614,82
6920831,93
Taïi maët caét goái.
A0 = 877910,68 (mm2)
I0 = 1,69.1011 (mm4)
yt0 = 731,13 (mm)
Mg = 0
e = dpS - yt0 = 863,62 – 731,13 = 105,59 (mm)
= - 4 < 0 Þ chòu neùn
Maø öùng suaát neùn trong beâtoâng laø 0,6 fci’ = 26,09
Chòu ñöôïc löïc trong giai ñoaïn truyeàn löïc caêng.
Taïi maët caét giöõa nhòp
A0 = 521660,68 (mm2)
yb0 = 722,16 (mm)
I0 = 1,33.1011 (mm4)
e = dpS – yt0 = 1291– 777,84 = 513,16 (mm)
MDC1 = 2060731563 (N.mm)
= -21,36 Þ chòu neùn
ñaït.
Tính toaùn chòu neùn ôû traïng thaùi giôùi haïn söû duïng.
Baûng 4.20 Toång hôïp löïc caùp Pf sau khi maát maùt heát:
Pf
Goái
Tieát dieän TÑ
L/4
L/2
Boù 1
1103073,07
1100860,38
1088624,54
1080465,39
Boù 2
1100780,64
1098572,62
1078696,87
1066811,75
Boù 3
1103073,07
1100860,38
1088624,54
1080465,39
Boù 4
1100512,61
1098305,15
1085106,82
1065776,71
Boù 5
1099783,57
1097577,62
1086619,4
1063200,14
Pf
5507222,96
5496176,15
5427672,17
5356719,38
Kieåm tra taïi maët caét giöõa nhòp.
ÖÙng suaát taïi thôù treân cuûa tieát dieän.
Vôùi:
Pf = 5356719,38 (N)
e= dpS - yt0 = 1291 – 777,84 = 513,16.
A0 = 52160,68 (mm2).
I0 = 1,33.1011 (mm4).
yt0 = 777,84 (mm).
Ig = 1,4.1011 (mm4)
ytg = 802,97 (mm)
Ic = 2,75.1011 (mm4)
ytc = 531,14 (mm)
= -19,44 Þ chòu neùn
ñaït.
ÖÙng suaát taïi thôù döôùi cuûa tieát dieän
Vôùi: yb0 = 722,16 (mm).
ybg = 697,03 (mm).
ybc = 968,86 (mm).
= 3,58Þ Keùo
Maø öùng suaát keùo cho pheùp laø do ñoù fbvöôït neân löïc keùo vaãn ñaït.
Baûng 4.21 Toång hôïp giaù trò öùng suaát taïi thôù treân vaø thôù döôùi
Giaù trò
Goái
Tieát dieän thay ñoåi
L/4
L/2
ft
-3,12
-10,76
-5,62
-19,44
fb
-9,59
-8,82
-10,7
3,58
Töø baûng treân ta kieåm tra caùc giaù trò ñaàu naèm trong giôùi haïn cho pheùp.
Tính toaùn chòu uoán ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä.
Xaùc ñònh momen khaùng uoán danh ñònh cuûa tieát dieän ôû giöõa daàm:
Xaùc ñònh vò trí ruïc trung hoaø.
Do ta coù beâ toâng ñoå baûn maët caàu vaø beâ toâng daàm coù cöôøng ñoä khaùc nhau neân ta qui ñoåi beâ toâng maët caàu veà beâ toâng laøm daàm. Ta chæ qui ñoåi theo chieàu roäng cuûa baûn caùnh chöù khoâng qui ñoåi theo chieàu cao baûn caùnh.
Heä soá qui ñoåi
Xem tieát dieän laø tieát dieän chöõ T.
Vò trí truïc trung hoaø:
Aps = 5505,5 (mm2)
fpu = 1835 (Mpa)
hf = 400 (mm)
bf laø beà roäng caùnh sau khi qui ñoåi caùnh treân cuûa daàm vaø baûn maët caàu vôùi nguyeân taéc khoâng laøm thay ñoåi chieàu cao.
bw = 225 (mm)
fc’ = 50
dps = 1291 (mm)
= 261,09 < hf = 400 Þ tieát dieän chöõ nhaät.
Þ a = b1.c = 0,69.261,09 = 180,15 (mm)
= 11,45.109 (MPa).
Kieåm tra haøm löôïng coát theùp : max
Þ ñaït .
Kieåm tra haøm löôïng coát theùp min.
vôùi Mr = f. Mn = 11,45.109 (MPa).
Mu = 9418884196 (MPa).
Þ1,33.Mu = 1,33. 9418884196 = 12,53.109 (MPa).
MCr = MDC1 + MDC2 + MDC3 +MDW +M
Tìm momen phuï theâm M
Pf = 5356719,38 (N).
e = dps – yto = 1291 – 777,84 = 513,16 (mm).
Caùc giaù trò coøn laïi coù töø caùc baûng toång ôû treân.
Þ M = 2566470312 (MPa).
Þ Mcr = 6810448381 (MPa)
Þ 1,25.MCr = 8,51.109 (MPa)
Þ Ñieàu kieän
Û 11,45.109 > 8,51.109 Þ ñaït.
Ta coù baûng toång hôïp tính toaùn ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä taïi caùc maët caét nhö sau:
Baûng 4.22 Tính toaùn ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä.
Giaù trò
Goái
Tieát dieän thay ñoåi
L/4
L/2
hf qui ñoåi
200
400
400
400
bf qui ñoåi
1181,27
890,63
890,63
890,63
bw
600
225
225
225
dps
863,62
983,15
1246,9
1291
c
320,71
242,18
258,8
261,09
a
221,29
167,1
178,57
180,15
fps
1644,2
1708,44
1728,36
1731,09
Mn
6,87.109
8,46.109
1,1.109
1,15.109
c/dps
0,37
0,25
0,21
0,2
fr
4,45
4,45
4,45
4,45
M
4,49.109
4,35.109
6,08.109
2,57.109
Mcr
4,49.109
5,41.109
7,72.109
6,81.109
Döïa vaøo baûng treân ta kieåm tra caùc maât caét ñeàu ñaït.
Choïn coát theùp thöôøng
Löôïng coát theùp doïc baèng coát theùp thöôøng ñöôïc löïa choïn nhö sau:
Vôùi b = 600mm laø beà roäng baàu daàm.
h = 1700 chieàu cao daàm lieân hôïp.
Choïn 8f16 vôùi dieän tích laø As = 1608,5(mm2).
Thieát keá löïc caét.
Nhaän xeùt: Trong daàm beâtoâng coát theùp döï öùng löïc ta coù hai phaàn löïc caét. Moät laø do ngoaïi löïc taùc duïng bao goàm tónh taûi giai ñoaïn 1, giai ñoaïn 2, hoaït taûi vaø löïc caét ñ caùp döï öùng löïc taïo ra coù xu theá choáng laïi löïc caét treân. Vôùi giaù trò löïc caét do ngoaïi löïc ta daõ toång hôïp phaàn treân.
Baûng 4.23 Toång hôïp giaù trò löïc caét do caùp döï öùng löïc:
Vò trí
Maët caét goái
Maët caét thay ñoåi
Maët caét L/4
Maët caét L/2
Boù 1
24050,8
24002,56
0
0
Boù 2
75521,63
75370,15
14304,36
0
Boù 3
24050,8
24002,56
0
0
Boù 4
79484,74
79325,3
44938,24
0
Boù 5
89277,81
89098,73
63639,85
0
Vp
292385,78
291799,3
122882,44
0
11.1 Maët caét taïi goái.
Xaùc ñònh dv.
ÔÛ ñaây ta khoâng keå coát theùp thöôøng tham gia vaøo chòu löïc caét. Vì neáu keå coát theùp thöôøng vaøo thì chieàu cao vuøng neùn seõ thay ñoåi khoâng gioáng vôùi ôû traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä maø ta tính ôû treân.
dv = dps – 0,5a
= 863,62 -0,5.211,3
=757,97 (mm).
So saùnh vôùi : 0,9.dps = 0,9 .863,62 = 777,26 (mm).
Vaø: 0,72h = 0,72.1700 = 1224 (mm).
choïn : dv = 1224 (mm).
Tìm öùng suaát caét trung bình.
Þ Tieát dieän hôïp lyù ñeå chòu löïc caét.
Tính ex khoâng keå coát theùp thöôøng chòu löïc.
Giaû söû q = 400
Mu = 0
Nu = 0
Vu = 124367,83 (N).
fv = 0,9.
Vp = 292385,78 (N).
Aps = 5505,5 (mm2).
Ep = 180.103 (Mpa)
As = 0 do boû qua coát theùp thöôøng tham gia chòu löïc.
fpf = 1000,31 (Mpa).
e = dps –ytc.
ÔÛ ñaây ta duøng ytc vì daàm laøm vieäc ôû giai ñoaïn daàm laøm vieäc lieân hôïp vôùi baûn maët caàu.
Þ e = 929,1 – 587,82
=341,28 (mm).
= 9,44 (MPa).
= -5.10-3
Vaäy ex < 0 chöùng toû beâtoâng chòu neùn neân phaûi keå söï tham gia chòu neùn cuûa beâtoâng.
Keå beâtoâng chòu neùn
vôùi
Do ex < -0,2.10-3 neân ta laáy ex = -0,2.10-3.
Vaø tæ soá
Þ q =270.
Laëp laàn 1 vôùi q = 270
Þ ex = -3.10-4 choïn ex = -0,002
Þ q = 270 baèng vôùi giaù trò tröôùc neân choïn q = 270.
Vôùi vaø ex = -0,002 ta coù b = 6,78
Xaùc ñònh khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng.
Khaû naêng chòu caét cuûa theùp ñai
Tính khoaûng caùch theùp ñai
Choïn theùp ñai laø theùp AI coù cöoôøng ñoä chaûy laø fy = 240(MPa).
Duøng theùp ñai 2 nhaùnh f12.
Do Vs < 0 neân khoâng keå coát ñai tham gia chòu caét maø löïc caét toaøn boä beâtoâng chòu heát. Vaäy coát ñai ta chæ ñaët coát ñai theo ñieàu kieän caáu taïo sau:
Kieåm tra coát ñai theo caáu taïo
Ta coù:
Vaäy choïn S = 150 mm.
Do coát ñai ñaët theo caáu taïo neân khoâng tính laïi khaû naêng chòu löïc cuûa coát ñai.
Kieåm tra coát theùp doïc
Vaäy coát doïc ñuû khaû naêng chòu löïc.
Maët caét tieát dieän thay ñoåi.
Xaùc ñònh dv.
Töông töï nhö maët caét ñaàu daàm.
So saùnh vôùi 0,9dps = 0,9.969,87 = 872,88 (mm)
0,72.h = 0,72.1700 = 1224 (mm)
choïn dv = 1224 (mm).
Tính öùng suaát caét trung bình
Giaû söû q = 300
Vôùi e = dps -ytc +hf
= 969,87 -529,19 +200 = 640,98 (mm).
= -0,003 Þ chòu neùn
Keå söï tham gia cuûa beâ toâng chòu löïc
Xaùc ñònh ex.
Giaû söû q = 300
Vôùi: e = dps -ytc +hf
= 969,87 -529,19 +200 = 640,98 (mm).
= -0,003 Þ chòu neùn
Keå söï tham gia cuûa beâ toâng chòu löïc
Noäi suy ra : q
vôùi ex = -0,2.10-3 vaø
= 27,70
Laëp laàn 1 vôùi q = 27,70
Þ ex = -2,4.10-4 < -0,2.10-3
Þ ex = -0,2.10-3 Þ q = 27,70
Xaùc ñònh giaù trò b
vôùi ex = -0,2.10-3 vaø
= 6,84.
Xaùc ñònh khaû naêng chòu caét cuûa beâ toâng.
Khaû naêng chòu caét cuûa theùp ñai laø:
= -116463,43 (N).
Vì Vs < 0 chöùng toû phaàn beâ toâng ñaõ ñuû chòu löïc caét neân theùp ñai chæ ñaët theo caáu taïo.
Kieåm tra coát ñai theo ñieàu kieän caáu taïo
Vaäy choïn S = 400 (mm).
Kieåm tra coát theùp doïc.
Khoâng keå theùp ñai tham gia.
Þ 9651196,56 ³ 3897214,01
Vaäy coát doïc ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc.
Nhaän xeùt: Do löïc caét giaûm daàn veà giöõa daàm maø theo baûng toång hôïp ñaëc tröng hình hoïc thì giaù trò Ac khoâng ñoåi, coøn Ic thì lôùn hôn so vôùi maët caét tieát dieän thay ñoåi. Do ñoù töø maët caét tieát dieän thay ñoåi ta boá trí theùp ñai theo caáu taïo vôùi böôùc ñai laø a = 200 (mm).
TAØI LIỆU THAM KHẢO
Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN270-05.
GS. TS. Lê Đình Tâm. Cầu bêtông cốt thép trên đường ôtô.Nhà xuất bản Xây Dựng
GS. TS. Nguyễn Viết Trung – PGS.TS. Hoàng Hà – ThS. Đào Duy Lâm. Các ví dụ tính toán dầm cầu chữ I, T, SUPER-T, bêtông cốt thép dự ứng lực theo tiêu chuẩn 22TCN272-05 . NXB Xây Dựng.
GS. TS. Nguyễn Viết Trung – PGS.TS. Hoàng Hà – ThS. Đào Duy Lâm. Các ví dụ tính cẩu BTCT theo tiêu chuẩn mới 22TCN272-01 . NXB Xây Dựng.
Dr. Edward G.nawy. Prestressed Concrete.