Tài liệu Dacbt

ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. CHƯƠNG I: SỐ LIỆU THIẾT KẾ I.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ - Quy trình thiết kế: 22TCN 272 – 05 1.1.1. Phương dọc cầu - Dạng kết cấu nhịp: hệ dầm giản đơn dầm chủ tiết diện chữ I DƯL căng sau. - Khẩu độ tính toán: Ltt = 27.3m - Khoảng cách đầu dầm đến tim gối: a = 0,3m - Chiều dài toàn dầm: L = Ltt + 2a = 27.3+2x0.3 = 27.9m 1.1.2. Phương ngang cầu - Mặt xe chạy: B1 = 6.3m - Lề người đi: B2 = 0.75m - Lan can: B3 = 0,3m Tổng bề rộng cầu: B = B1+2(B2+B3) = 8.4m 1.1.3. Tải trọng thiết kế - Tải trọng thiết kế: 1HL93 Tải trọng người 3Kpa 1.1.4. Vật liệu - Caùc loaïi theùp duøng thi coâng leà boä haønh, lan can, baûn maët caàu, daàm ngang, daàm chính ñöôïc quy ñònh theo ASTM A615M. - Thanh vaø coät lan can (phaàn theùp): + Theùp M270 caáp 250: f y  250 MPa - Leà boä haønh, lan can: + Beâtoâng: f 'c  30 MPa + Theùp AII : - fy  280 MPa Baûn maët caàu: + Beâtoâng: + Theùp AII: - Daàm ngang: + Beâtoâng: + Theùp chuû AII: - + Theùp doïc daàm ngang, theùp ñai AII: Daàm chính: + Beâ toâng: + Theùp doïc daàm, theùp ñai duøng AII: - Tỷ trọng bêtông: SVTH:………………………………. f 'c  30 MPa fy  280 MPa f 'c  30 MPa fy  280 MPa fy  280 MPa f 'c  30 MPa fy  280 MPa  = 2500kg/m3 Trang 1 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT - Trọng lượng riêng của thép: - GVHD: ………………. Loại cốt thép DUL tao cáp có độ chùng thấp:  s  7.85  10 5 N / mm 3 + Đường kính 1 tao: dps = 12.7 mm + Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn: fpu = 1860MPa + Cường độ chảy: fpy = 0,9fpu= 1674 Mpa + Ứng suất khi kích: fpj = 0,75fpu = 1395 MPa I.2. THIẾT KẾ CẤU TẠO 1.2.1.Mặt cắt ngang cầu  Số lượng dầm chủ: n = 5 dầmchính  Khoảng cách giữa 2 dầm chủ: S = 1750mm  Lề người đi khác mức với mặt cầu phần xe chạy  Số lượng dầm ngang: m = 7 dầm ngang  Chiều dày trung bình của bản: ts = 200mm  Lớp BT atphan: 75mm  Lớp phòng nước: 5mm SVTH:………………………………. Trang 2 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. CHƯƠNG II: LAN CAN – LỀ BỘ HÀNH II.1. LAN CAN: 2.1.1. Thanh lan can: - Choïn thanh lan can theùp oáng ñöôøng kính ngoaøi D = 100mm vaø ñöôøng kính trong d = 92mm - Khoaûng caùch 2 coät lan can laø: L = 2000 mm 5 3 - Khoái löôïng rieâng theùp lan can:  s  7.85  10 N / mm - Theùp M270 caáp 250: fy = 250 MPa a) Tải trọng tác dụng lên thanh lan can: 2000 P = 890 N g+w g = 0.095 N/mm w w = 0.37 N/mm 1000 P 1000 2000 Hình 2.1. Sô ñoà taûi troïng taùc duïng leân thanh lan can - Theo phöông thaúng ñöùng (y): + Tónh taûi: Troïng löôïng tính toaùn cuûa baûn thaân lan can D2 - d 2 1002 - 922 -5 g   7.85  10  3.14   0.095 N / mm 4 4 + Hoaït taûi: Taûi phaân boá: w = 0.37 N/mm - Theo phöông ngang (x): + Hoaït taûi: Taûi phaân boá: w = 0.37 N/mm - Taûi troïng taäp trung P hôïp vôùi caùc löïc theo phöông x vaø phöông y gaây nguy hieåm nhaát, P = 890 N. b) Nội lực của thanh lan can: * Theo phöông y: - Moâmen do tónh taûi taïi maët caét giöõa nhòp: g  L2 0.095  2000 2 y Mg    47350.084N.mm 8 8 - Moâmen do hoaït taûi taïi maët caét giöõa nhòp: + Taûi phaân boá: w  L2 0.37  2000 2 y Mw    185000N.mm 8 8 * Theo phöông x: SVTH:………………………………. Trang 3 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. - Moâmen do hoaït taûi taïi maët caét giöõa nhòp: + Taûi phaân boá: w  L2 0.37  2000 2 x Mw    185000N.mm 8 8 * Taûi taäp trung: P  L 890  2000 MP    445000N.mm 4 4 * Toå hôïp noäi löïc taùc duïng leân thanh lan can: y y 2 x 2 M u       DC  M g   LL  M w     LL  M w    LL  M P    Trong ñoù: +  : laø heä soá ñieàu chænh taûi troïng:    D   R  I Vôùi: D  0.95 : heä soá deûo. R  0.95 : heä soáù dö thöøa. I  1.05 : heä soá quan troïng.    0.95  0.95  1.05  0.95 +  DC  1.25 : heä soá taûi troïng cho tónh taûi +  LL  1.75 : heä soá taûi troïng cho hoaït taûi Thay soá:  M u  0.95     1.25  47350.084  1.75  185000  2   1.75  185000  2 1.75  445000   1216193 N.mm c) Kiểm tra khả năng chịu lực của thanh lan can: .M n  M u Trong ñoù: +  : laø heä soá söùc khaùng:  = 1 + M: laø moâmen lôùn nhaát do tónh vaø hoaït taûi + Mn: söùc khaùng cuûa tieát dieän M n  fy  S S laø moâmen khaùng uoán cuûa tieát dieän: 4   92 4   3 d    3 3 S  .D 1       100 1      27843.1 mm 32   D   32   100        M n  250  27843.1 = 6960764.011 N.mm M n  1  6960764.011 = 6960764.011 N.mm  M u  1216193 N.mm Vaäy thanh lan can ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc. SVTH:………………………………. Trang 4 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. 2.1.2. Cột lan can: a) Tải trọng tác dụng lên cột lan can: Ta tính toaùn vôùi coät lan can ôû giöõa, vôùi sô ñoà taûi troïng taùc duïng vaøo coät lan (hình 2.2) P, Pw 500 B 770 B 70 P, Pw Pw A 200 Pw A Hình 2.2. Sô ñoà hoaït taûi taùc duïng vaøo coät lan can Trong ñoù: P = 890N, löïc taäp trung taùc duïng treân ñænh truï lan can, theo phöông baát kyø. w = 0,37 N/mm, löïc phaân boá taùc duïng treân thanh tay vòn theo caû 2 phöông. Ñeå ñôn giaûn tính toaùn ta chæ kieåm tra khaû naêng chòu löïc löïc xoâ ngang vaøo coät vaø kieåm tra ñoä maûnh, boû qua löïc thaúng ñöùng vaø troïng löôïng baûn thaân. Choïn oáng theùp lieân keát giöõa thanh lan can vaøo truï coù tieát dieän nhö sau: - Coù ñöôøng kính ngoaøi: D1 = 110 mm. - Coù ñöôøng kính trong: d1 = 102 mm. * Taûi troïng taùc duïng leân truï lan can: - Tónh taûi: 70 190 110 120 110 110 102 + + + 130 = 692 500 770 110 102 200 4 22 T3 190 190 174 T1 T2 Hình 2.3. Caáu taïo truï lan can + Troïng löôïng baûn thaân truï: Ptr   s  Vtlc  Plk  7.85  105  (V1  V2  V3 )  Plk Trong ñoù: V1: Theå tích taám theùp T1 SVTH:………………………………. Trang 5 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT V1  2  130  692  8  130  3.14  140  GVHD: ………………. 1  8  1667952 mm 3 2 V2: Theå tích taám theùp T2 1 3.14  124 2 3.14  110 2 1 V2    (174  124)  692   2 2 4 4 2   8   1442337.3 mm 3 V3: Theå tích taám theùp T3 222 V3  (130  190  4    )  8  185435.7 mm 3 4 Plk: Troïng löôïng oáng lieân keát. 2 D 2  d1 1102  1022 Plk  2   s    1  120  2  7.85  10 5  3.14   120 4 4  25.1N Thay soá:  Ptr   s  Vtlc  Plk  7.85  10 5   1667952  1442337.3  185435.7   25.08  283.81N + Troïng löôïng 2 thanh tay vòn tính treân 2000 mm chieàu daøi:  Plc  2   s    D2  d 2   l 4 3.14  2  7.85  10 5   1002  922   2000  378.609 N 4 - Hoaït taûi: + P = 890 N + Pw  0.37  2000  740 N b) Nội lực của cột lan can: - Löïc neùn doïc truïc: Pu      LL   P  2Pw    DC   Ptr  Plc      0.95  1.75   890  2  740   1.25   283.794  378.609      4726.728 N - Löïc caét: Vu      LL   2Pw  P    0.95  1.75   2  740  890        3940.125 N - Momen uoán: M ux      LL  h   Pw  P    LL  h1  Pw     0.95  1.75  700   740  890   1.75  200  740     2142962.5Nmm SVTH:………………………………. Trang 6 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. c) Kiểm tra khả năng chịu lực của cột lan can: 190 8 8 130 61 8 61 174 y x Hình 2.4. Maët caét A-A - Caùc ñaëc tröng tieát dieän: + Dieän tích: A s  2  130  8  174  8  3472 mm 2 + Moâmen quaùn tính laáy ñoái vôùi truïc x-x: 2 130  83  174  8  8  1743 Ix  2   2  130  8     12 12  2   20747589.33 mm 4 + Moâmen quaùn tính laáy ñoái vôùi truïc y-y: 8  1303 174  83 Iy  2    2936757.33 mm 4 12 12 + Moâmen khaùng uoán ñoái vôùi truïc x-x: 2I 2  20747589.33 Sx  x   218395.7 mm 3 h 190 + Moâmen khaùng uoán ñoái vôùi truïc y-y: 2I 2  2936757.33 Sy  y   45180.9 mm 3 h 130 + Baùn kính quaùn tính ñoái vôùi truïc x-x: Ix 20747589.33 rx    77.3 mm As 3472 + Baùn kính quaùn tính ñoái vôùi truïc y-y: Iy 2936757.33 ry    29.08 mm As 3472 - Kieåm tra söùc khaùng neùn: 2  K  l  fy  (TCN/311)   rs    E  Trong ñoù : K: hệ số chiều daøi coù hiệu K = 0.875 [22TCN 272-05;4.6.2.5]. l: chiều daøi khoâng lieân keát kết l = 770 mm. rs: baùn kính quaùn tính ñoái vôùi truïc maát oån ñònh. rs = 29.08 mm SVTH:………………………………. Trang 7 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. 2  0.875  770  250  0.068 Vậy       29.08  3.14  200000 AÙp duïng coâng thöùc vôùi   2.25 [6.9.4.1] thì:TCN/310 Pn  0.66 fy A s  0.66 0.068  250  3472  843817.86 N Söùc khaùng neùn coù heä soá: Pr  c Pn  0.9  843817.86  759436.07 N  Pu  4726.97 N (Ñaït ) TCN/308 c  0.9 22TCN 272  05;6.5.4.2    - Kieåm tra söùc khaùng uoán: Söùc khaùng uoán ñöôïc tính theo coâng thöùc: với: f  1 22TCN 272  05;6.5.4.2 . TCN/321   M rx  f  fy  Sxx  1  250  218395.7  54598919 N.mm  M ux  2142962.5 N.mm (� t ) a� - Kieåm tra neùn uoán keát hôïp: Pu 4726.97   0.006  0.2 TCN/310 Ta coù: Pr 759436.07 Neân aùp duïng coâng thöùc: Pu  M ux M uy      1 TCN/306 2Pr  M rx M ry  Trong ñoù: M rx ,M ry :Söùc khaùng uoán coù heä soá ñoái vôùi truïc x,y M rx  f  fy  Sx  1  250  218395.7  54598925 N.mm M ry  f  fy  Sy  1  250  45180.9  11295225 N.mm M ux  2142962.5 N.mm M uy  0 N.mm Pu  M ux M uy  4726.97 2142962.5   (  0)  0.042  1 Ñaït  2Pr  M rx M ry  2  759436.07 54598925 * Kieåm tra ñoä maûnh cuûa coät lan can [6.3.9]: Kl  140 r TCN/310 Trong ñoù: + K = 0.875: heä soá chieàu daøi höõu hieäu [22TCN 272-05;4.6.2.5]. + l  770 mm : chieàu daøi khoâng ñöôïc giaèng ( l  h ). + r : baùn kính hoài chuyeån nhoû nhaát (ta tính cho tieát dieän taïi maët caét B - B vì tieát dieän nhoû nhaát). SVTH:………………………………. Trang 8 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. 144 8 8 130 61 8 61 128 y x Hình 2.5. Maët caét B-B °Moâmen quaùn tính laáy ñoái vôùi truïc x-x: 2 130  83 8  1283  128  8  Ix  2   2   130  8   12 12  2   11027114.67 mm 4 ° Moâmen quaùn tính laáy ñoái vôùi truïc y-y: 8  1303 128  83 Iy  2    2934794.67 mm 4 12 12 ° Dieän tích tieát dieän: A s  130  8  2  128  8  3104 mm 2 ° Baùn kính quaùn tính ñoái vôùi truïc x-x: Ix 11027114.67 rx    59.6 mm As 3104 ° Baùn kính quaùn tính ñoái vôùi truïc y-y: Iy 2934794.67 ry    30.75 mm As 3104  r  min  rx ; ry   min  59.6;30.75   30.75 mm Kl 0.875  770 . Vaäy thoûa maõn ñieàu kieän ñoä maûnh.   21.91  140 r 30.75 d) Bố trí bulông cho cột lan can: - Choïn buloâng coù ñöôøng kính d = 20 mm loaïi A307 ñeå lieân keát truï lan can vôùi töôøng beâ toâng.  Pu P P Vu 40 130 30 70 30 Mux 190 110 40 4Þ20 Hình 2.6. Sô ñoà tính söùc chòu nhoå cuûa buloâng  Kieåm tra khaû naêng chòu caét:  Söùc khaùng caét cuûa 1 buloâng: R n1  0.38A b Fub N s TCN/372 Trong ñoù: SVTH:………………………………. Trang 9 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. A b : Dieän tích buloâng theo ñöôøng kính danh ñònh. d 2 3.14  20 2   314.16 mm 2 4 4 Fub : Cöôøng ñoä chòu keùo nhoû nhaát cuûa buloâng A307 Fub  420MPa [22TCN 272-05; 6.4.3.1]. Ab  Ns : Soá maët phaúng caét cho buloâng Ns  1 Thay soá: R n1  0.38A b Fub N s  0.38  314.16  420  1  50139.9 N  Söùc khaùng eùp maët cuûa theùp taám: Rn2 = 2,4dtFu Trong ñoù: d = 20 mm : ñöôøng kính danh ñònh cuûa buloâng t = 8 mm : beà daøy nhoû nhaát cuûa taám theùp chòu caét Fu = 400Mpa : cöôøng ñoä chòu keùo ñöùt cuûa theùp taám Thay soá: Rn2 = 2.4 x 20 x 8x 400 = 153600 N Vaäy söùc khaùng caét cuûa buloâng laø: Rn =min(Rn1 ; Rn2) =min( 50139.9N ; 153600N ) =50139.9N Löïc caét taùc ñoäng leân 1 buloâng: Pu = Vu /4 = 3940.125/4 = 985.03N < 50139.9N = Rn (Thoûa) Kết luận: 4φ20 buloâng A307 boá trí nhö hình veõ thoûa ñieàu kieän chòu löïc. II.2. LỀ BỘ HÀNH: 2.2.1. Tải trọng tác dụng lên lề bộ hành: - Choïn chieàu daøy leà boä haønh:100mm * Xeùt treân 1000 mm daøi - Hoaït taûi ngöôøi: PL = 0.003 x 1000 = 3 N/mm - Tónh taûi: DC = 1000 x 100 x 0.25 x 10-4 = 2.5 N/mm 100 750 300 550 200 800 Pl=3 N/mm DC=3 N/mm 800 Hình 2.7. Sô ñoà tính noäi löïc leà boä haønh 2.2.2. Tính nội lực: * Giaû söû baûn daàm laøm vieäc daïng daàm giaûn ñôn. - Moâmen taïi maët caét giöõa nhòp: SVTH:………………………………. Trang 10 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. DC  L2 2.5  8002   200000 N.mm 8 8 PL  L2 3  8002 + Do hoaït taûi: M PL    240000 N.mm 8 8 - Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä: + Do tónh taûi: M DC  M u     DC  M DC   PL  M PL  Trong ñoù: +  : laø heä soá ñieàu chænh taûi troïng:   D  R  I Vôùi: D  0.95 : heä soá deûo. R  0.95 : heä soáù dö thöøa. I  1.05 : heä soá quan troïng.    0.95  0.95  1.05  0.95  M u  0.95  (1.25  200000  1.75  240000)  636500 N.mm - Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng: Ms  M DC  M PL  200000  240000  440000 N.mm * Chuyeån veà daïng daàm sieâu tónh hai ñaàu ngaøm. - Taïi goái: + Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä: M g  0.7  M u  0.7  636500  445550 N.mm u + Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng: g Ms  0.7  M s  0.7  440000  308000 N.mm - Giöõa nhòp: + Traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä: 1 2 u M  0.5  M u  0.5  636500  318250 N.mm + Traïng thaùi giôùi haïn söû duïng: 1 Ms2  0.5  Ms  0.5  440000  220000 N.mm 2.2.3. Tính toán cốt thép: a) Tính toán cốt thép cho moment âm(tại gối): - Tieát dieän chòu löïc b x h = 1000 mm x 100 mm - Lôùp beâ toâng baûo veä: 25 mm. - Giaû thieát duøng 10 AII coù db = 10 mm, Ab = 78.5mm2, fy = 280 Mpa. SVTH:………………………………. Trang 11 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. 10  70 mm 2 - Xaùc ñònh chieàu cao vuøng neùn a: - d s  100  25  a  ds  d  2 s 2  Mg u '   0.85  fc  b  70  702  2  445550 0.9  0.85  30  1000  0.278 mm - Baûn leà boä haønh coù 28 MPa < f'c = 30 Mpa < 56 Mpa 0.05 ' 0.05  1  0.85  .(fc  28)  0.85   (30  28)  0.836 7 7 - Khoaûng caùch töø thôù chòu neùn ngoaøi cuøng ñeán truïc trung hoaø: a 0.278 c   0.33mm 1 0.836 - Kieåm tra haøm löôïng coát theùp lôùn nhaát, töông ñöông vôùi ñieàu kieän sau: c 0.33   0.005  0.42 ds 70  thoûa ñieàu kieän haøm löôïng coát theùp lôùn nhaát. - Xaùc ñònh dieän tích coát theùp: 0.85  fc'  a  b 0.85  30  0.278  1000 As    25.32 mm 2 fy 280 - Kieåm tra haøm löôïng coát theùp toái thieåu: f' 30 A s min  0.03  b  h  c  0.03  1000  100   321.43 mm 2 fy 280 As = 25.32 mm2 < Asmin = 321.43 mm2. - Choïn 10a200  1000 mm coù 5 thanh theùp, dieän tích coát theùp: A s  78.5  5  392.5 mm 2  321.43 mm 2  tho� n  a ma� Vaäy theo phöông ngang caàu ta boá trí 10a200 chòu momen aâm. b) Tính toán cốt thép cho moment dương(giữa nhịp) - Tieát dieän chòu löïc b x h = 1000 mm x 100 mm - Lôùp beâ toâng baûo veä: 25 mm. - Giaû thieát duøng 10 AII coù db = 10 mm, Ab = 78.5mm2, fy = 280 Mpa. 10  70 mm - d s  100  25  2 - Xaùc ñònh chieàu cao vuøng neùn a: 2 a  ds  ds  2 M 1 2 u  0.85  fc  b '  70.25  70.252  2  318250 0.9  0.85  30  1000  0.2 mm - Baûn leà boä haønh coù 28 MPa < f'c = 30 Mpa < 56 Mpa SVTH:………………………………. Trang 12 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. 0.05 ' 0.05 .(fc  28)  0.85   (30  28)  0.836 7 7 - Khoaûng caùch töø thôù chòu neùn ngoaøi cuøng ñeán truïc trung hoaø: a 0.2 c   0.24 mm 1 0.836  1  0.85  - Kieåm tra haøm löôïng coát theùp lôùn nhaát, töông ñöông vôùi ñieàu kieän sau: c 0.24   0.003  0.42 ds 70  thoûa ñieàu kieän haøm löôïng coát theùp lôùn nhaát. - Xaùc ñònh dieän tích coát theùp: 0.85  fc'  a  b 0.85  30  0.2  1000 AS    18.21 mm 2 fy 280 - Kieåm tra haøm löôïng coát theùp toái thieåu: f' 30 A s min  0.03  b  h  c  0.03  1000  100   321.43 mm 2 fy 280 As = 18.21 mm2 < Asmin = 321.43 mm2. - Choïn 10a200  1000 mm coù 5 thanh theùp, dieän tích coát theùp: As  78.5  5  392.5 mm 2  321.43 mm 2  tho� n  a ma� Vaäy theo phöông ngang caàu ta boá trí 10a200 chòu momen döông. 30 40 30 Ta boá trí theùp chòu löïc cho leà boä haønh theo phöông ngang caàu nhö hình veõ: 100 200 200 200 200 100 1000 Hình 2.8. Boá trí coát theùp treân leà boä haønh treân 1000m 2.2.4. Kiểm toán ở trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm tra nứt): a) Kiểm toán tại gối: - Tieát dieän kieåm toaùn: Tieát dieän chöõ nhaät coù b x h = 1000 mm x 100 mm - Khoaûng caùch töø thôù chòu keùo ngoaøi cuøng ñeán troïng taâm coát theùp chòu keùo gaàn nhaát: 10 d c  25   30 mm < 50 mm 2 - Dieän tích cuûa vuøng beâ toâng boïc quanh 1 nhoùm theùp: A c  2  d c  b  2  30  1000  60000 mm 2 - Dieän tích trung bình cuûa beâ toâng boïc quanh 1 thanh theùp: SVTH:………………………………. Trang 13 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. A c 60000   12000 mm 2 n 5 - Moâmen do ngoaïi löïc taùc duïng vaøo tieát dieän: g Ms  308000 N.mm A 3 - Khoái löôïng rieâng cuûa beâtoâng:  c  2500 Kg / m - Moâñun ñaøn hoài cuûa beâtoâng: E c  0.043  1.5c  f 'c  0.043  25001.5  30  29440.09 MPa - Moâñun ñaøn hoài cuûa theùp: Es  200000 MPa Es 200000   6.79 - Heä soá tính ñoåi töø theùp sang beâ toâng: n  E c 29440.09 - Chieàu cao vuøng neùn cuûa beâtoâng khi tieát dieän nöùt:  A  2  ds  b x  n  s   1  1  b  n  As    392.5  2  70  1000  6.79    1  1  16.83 mm  1000  6.79  392.5   -Moâmen quaùn tính cuûa tieát dieän beâ toâng khi bò nöùt: b  x3 I cr   n  A s  (d s  x)2 3 1000  16.833   6.79  392.5  (70  16.83)2  9123323.68 mm 4 3 -ÖÙng suaát trong coát theùp do ngoaïi löïc gaây ra: g Ms 308000 fs    ds  x   n    70  16.83   6.79 I cr 9123323.68  12.19 MPa - Khí haäu khaéc nghieät: z  23000 N / mm - ÖÙng suaát cho pheùp trong coát theùp: z 23000 fsa   3  323.32 MPa 3 dc  A 30  12000 - So saùnh: fsa = 323.32 Mpa > 0.6 x fy = 0.6 x 280 = 168 Mpa choïn fy = 168 Mpa ñeå kieåm tra: fs  12.19 MPa  168 MPa Vaäy thoaû maõn ñieàu kieän veà nöùt. b) Kiểm toán tại giữa nhịp: - Tieát dieän kieåm toaùn: Tieát dieän chöõ nhaät coù b x h = 1000 mm x 100 mm - Khoaûng caùch töø thôù chòu keùo ngoaøi cuøng ñeán troïng taâm coát theùp chòu keùo gaàn nhaát: SVTH:………………………………. Trang 14 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. 10  30 mm < 50 mm 2 - Dieän tích cuûa vuøng beâ toâng boïc quanh 1 nhoùm theùp: A c  2  d c  b  2  30  1000  60000 mm 2 d c  25  - Dieän tích trung bình cuûa beâ toâng boïc quanh 1 thanh theùp: A 59500 A c   12000 mm 2 n 5 - Moâmen do ngoaïi löïc taùc duïng vaøo tieát dieän: 1 Ms2  220000 N.mm 3 - Khoái löôïng rieâng cuûa beâtoâng:  c  2500 Kg / m - Moâñun ñaøn hoài cuûa beâtoâng: E c  0.043  1.5c  f 'c  0.043  25001.5  30  29440.09 MPa - Moâñun ñaøn hoài cuûa theùp: Es  200000 MPa Es 200000   6.79 - Heä soá tính ñoåi töø theùp sang beâ toâng: n  E c 29440.09 - Chieàu cao vuøng neùn cuûa beâtoâng khi tieát dieän nöùt:  A  2  ds  b x  n  s   1  1  b  n  As    392.5  2  70  1000  6.79    1  1  16.83 mm  1000  6.79  392.5   -Moâmen quaùn tính cuûa tieát dieän beâ toâng khi bò nöùt: b  x3 I cr   n  A s  (d s  x)2 3 1000  16.833   6.79  392.5  (70  16.83)2  9123323.68 mm 4 3 -ÖÙng suaát trong coát theùp do ngoaïi löïc gaây ra: fs  1 2 s M 220000   ds  x   n    70  16.83  6.79 I cr 9123323.68  8.71 MPa - Khí haäu khaéc nghieät: z  23000 N / mm - ÖÙng suaát cho pheùp trong coát theùp: z 23000 fsa   3  323.32 MPa 3 dc  A 30  12000 - So saùnh: fsa = 323.32 Mpa > 0.6 x fy = 0.6 x 280 = 168 Mpa choïn fy = 168 Mpa ñeå kieåm tra: fs  8.71 MPa  168 MPa SVTH:………………………………. Trang 15 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. Vaäy thoaû maõn ñieàu kieän veà nöùt. II.3. BÓ VỈA: - Ta tieán haønh kieåm tra khaû naêng chòu löïc cuûa boù væa daïng töôøng nhö sau: + Sô ñoà tính toaùn cuûa lan can daïng töôøng laø sô ñoà deûo. + Choïn caáp lan can laø caáp 3 duøng cho caàu coù xe taûi. Baûng 2.1: Löïc taùc duïng vaøo lan can Chieàu daøi löïc taùc Phöông löïc taùc duïng Löïc taùc duïng (KN) duïng(mm) Phöông naèm ngang Ft = 240 Lt = 1070 Phöông thaúng ñöùng FV = 80 LV = 5500 Phöông doïc caàu FL = 80 LL = 1070 + Bieåu thöùc kieåm toaùn cöôøng ñoä cuûa lan can coù daïng R w  Ft Rw   M L2  2 8M b  8M w H  c c   2L c  L t  H    Khi xe va vaøo giöõa töôøng:  L  8H  M b  M w H  L Lc  t   t   2 Mc 2  Khi xe va vaøo ñaàu töôøng: 2  L  H  Mb  MwH  L Lc  t   t   2 Mc 2  Trong ñoù: R w : söùc khaùng cuûa boù væa. 2 M w : söùc khaùng moâmen treân moät ñôn vò chieàu daøi ñoái vôùi truïc thaúng ñöùng. M c : söùc khaùng moâmen treân moät ñôn vò chieàu daøi ñoái vôùi truïc naèm ngang. M b : söùc khaùng cuûa daàm ñænh. H : chieàu cao töôøng. L c : chieàu daøi ñöôøng chaûy. L t : chieàu daøi phaân boá cuûa löïc theo phöông doïc caàu. Ft : löïc xoâ ngang quy ñònh ôû baûng 2.1. 2.3.1. Xaùc ñònh M c : (Tính treân 1 mm daøi) - Tính toaùn vôùi baøi toaùn coát ñôn, tính coát theùp cho1 beân roài beân coøn laïi boá trí töông töï. - Ta tính Mc treân 1mm. Neân xeùt tieát dieän bxh = 1x200. - Giaû thieát duøng 16 AII coù db = 16 mm, Ab = 201.1 mm2, fy = 280 Mpa. Boá trí 16a200 mm, 1000 mm daøi coù 5 thanh. SVTH:………………………………. Trang 16 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. - Dieän tích coát theùp As treân 1mm: 5  201.1 As   1 mm 2 / mm 1000 - Kieåm tra löôïng coát theùp toái thieåu: f' 30 A s min  0.03  b  h  c  0.03  1  200   0.643 mm 2 / mm fy 280 As = 1 mm2/mm > Asmin = 0.643 mm2/mm Vaäy thoaû maûn ñieàu kieän haøm löôïng coát theùp nhoû nhaát. - Lôùp beâ toâng baûo veä: 50 mm. 16  142mm - d s  200  50  2 - Xaùc ñònh chieàu cao vuøng neùn a: A s  fy 1 280 a   10.98 mm 0.85  fc'  b 0.85  30  1 - Boù væa coù 28 MPa < f'c = 30 Mpa < 56 Mpa 0.05 ' 0.05  1  0.85  .(fc  28)  0.85   (30  28)  0.836 7 7 - Khoaûng caùch töø thôù chòu neùn ngoaøi cuøng ñeán truïc trung hoaø: a 10.98 c   13.13 mm 1 0.836 - Kieåm tra haøm löôïng coát theùp lôùn nhaát, töông ñöông vôùi ñieàu kieän sau: c 13.13   0.09  0.42 ds 142 a  10.98   M n  A s  fy  (d s  )  1  280  142   2  2   38222.8 N.mm / mm - Söùc khaùng uoán coát theùp ñöùng treân 1 mm: M c  M n  1  38222.8  38222.8 N.mm/mm 2.3.2. Xaùc ñònh M w H - M w H : Laø söùc khaùng moâmen treân toaøn chieàu cao töôøng ñoái vôùi truïc ñöùng: - Tieát dieän tính toaùn b x h = 300 mm x 200 mm - Tính toaùn vôùi baøi toaùn coát ñôn, tính coát theùp cho1 beân roài beân coøn laïi boá trí töông töï. - Giaû thieát duøng 14 AII coù db = 14 mm, Ab = 153.9 mm2. - Dieän tích coát theùp As: A s  2  153.9  307.8 mm 2 - Kieåm tra löôïng coát theùp toái thieåu: f' 30 A s min  0.03  b  h  c  0.03  300  200   192.86 mm 2 fy 280 SVTH:………………………………. Trang 17 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. As = 307.8 mm2 > Asmin = 192.86 mm2 Vaäy thoaû maûn ñieàu kieän haøm löôïng coát theùp nhoû nhaát. - Lôùp beâ toâng baûo veä: abv = 50 + 16 = 66 mm. 14  127 mm - d s  200  66  2 - Xaùc ñònh chieàu cao vuøng neùn: A s  fy 307.8  280 a   11.27 mm 0.85  fc'  b 0.85  30  300 - Khoaûng caùch töø thôù chòu neùn ñeán truïc trung hoaø: a 11.27 c   13.48 mm 1 0.836 - Kieåm tra haøm löôïng coát theùp lôùn nhaát, töông ñöông vôùi ñieàu kieän sau: c 13.48   0.11  0.42 ds 127 a  11.27   M n  A S  fy  (d s  )  307.8  280  127   2  2   10459721.16 N.mm - Söùc khaùng uoán coát theùp ngang treân toaøn boä chieàu cao boù væa: M w H  M n  1 10459721.16=10459721.16 N.mm c 2.3.3. Chieàu daøi ñöôøng chaûy (L ) Chieàu cao boù væa: H=300 mm, vì khoâng boá trí daàm ñænh neân M b  0 * Vôùi tröôøng hôïp xe va vaøo giöõa töôøng: - Chieàu daøi ñöôøng chaûy:  L  8H  M b  M w H  L Lc  t   t   2 Mc 2  2 2  1070  8  300   0  10459721.16  1070 Lc     1506 mm   2 38222.8  2  - Söùc khaùng cuûa töôøng:  M c L2c  2 Rw    8M b  8M w H   2  Lc  Lt  H     2 38222.8  15062  Rw    8  0  8  10459721.16   2  1506  1070  300   383776.23 N  Ft  240000 N  R w  383776.23 N (thoaû maõn) * Vôùi tröôøng hôïp xe va vaøo ñaàu töôøng:  L  H  Mb  MwH  L Lc  t   t   2 Mc 2  2 SVTH:………………………………. Trang 18 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. 2  1070  300   0  10459721.16  1070 Lc     1141.9 mm   2 2  38222.8  - Söùc khaùng cuûa töôøng:  M L2  2 Rw    M b  MwH  c c  2L c  L T  H     2 38222.8  1141.9 2  Rw    0  10459721.16   2  1141.9  1070  300   290975.9 N  Ft  240000 N  R w  290975.9 N (thoaû) SVTH:………………………………. Trang 19 ÑAMH THIEÁT KEÁ CAÀU BTCT GVHD: ………………. CHƯƠNG III: BẢN MẶT CẦU III.1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: - Khoaûng caùch giöõa 2 daàm chính laø: L2 = 1750 mm - Khoaûng caùch giöõa 2 daàm ngang laø: L1 = 4550 mm L1 4550   2.6  1.5 baûn laøm vieäc theo 1 phöông, maëc duø baûn ñöôïc - Xeùt tyû soá: L 2 1750 keâ treân 4 caïnh. - Baûn maët caàu keâ leân caû daàm chính vaø ngang. Khi khoaûng caùch giöõa caùc daàm ngang lôùn hôn 1,5 laàn khoaûng caùch giöõa caùc daàm chuû thì höôùng chòu löïc chính cuûa baûn theo phöông ngang caàu. Theo ñieàu 4.6.2.1.6 (22 TCN 272_05) cho pheùp söû duïng phöông phaùp phaân tích gaàn ñuùng laø phöông phaùp daûi baûn ñeå thieát keá baûn maët caàu. Ñeå söû duïng phöông phaùp naøy ta chaáp nhaän caùc giaû thieát sau: + Xem baûn maët caàu nhö caùc daûi baûn lieân tuïc töïa treân caùc goái cöùng laø caùc daàm ñôõ coù ñoä cöùng voâ cuøng. + Daûi baûn ñöôïc xem laø 1 taám coù chieàu roäng SW keâ vuoâng goùc vôùi daàm ñôõ. 200 80 - Chieàu daøy baûn maët caàu: hf = 200 mm. - Choïn lôùp phuû maët caàu goàm caùc lôùp sau: + Lôùp vaûi nhöïa phoøng nöôùc daøy 5 mm. + Lôùp beâtoâng asphalt töông lai daøy 75 mm. Hình 3.1. Caáu taïo baûn maët caàu - Ñoä doác ngang caàu: 2 % ñöôïc taïo baèng thay ñoåi ñoä cao ñaù keâ ôû taïi moãi goái. III.2. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU: - Baûn maët caàu seõ ñöôïc tính toaùn theo 2 sô ñoà: Baûn congxon vaø baûn loaïi daàm. Trong ñoù phaàn baûn loaïi daàm ñôn giaûn ñöôïc xaây döïng töø sô ñoà daàm lieân tuïc do ñoù sau khi tính toaùn daàm ñôn giaûn xong phaûi nhaân vôùi heä soá keå ñeán tính lieân tuïc cuûa baûn maët caàu. III.3. TÍNH NỘI LỰC CHO BẢN CÔNGXON 3.3.1. Tải trọng tác dụng lên bản côngxon: a) Tónh taûi: SVTH:………………………………. Trang 20