ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
ThiÕt kÕ m«n häc cÇu thÐp F1
1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
1.1. Số liệu chung
-
Quy mô thiết kế: Cầu dầm giản đơn liên hợp thép - BTCT
Quy trình thiết kế:
22TCN 272-05
Chiều dài nhịp:
L = 25 m
Khổ cầu: 10+2x2m:
+ Bề rộng phần xe chạy:
Bxe = 10 m
+ Lề người đi bộ: 2x2,0m:
ble = 2,0 m
+ Chân lan can: 2x0,5m:
blc = 0,5 m
+ Bề rộng toàn cầu: Bcau= 10+2x2+2x0,5
Bcau = 15 m
- Hoạt tải thiết kế:
HL-93 + 3.10-3 MPa
1.2. Vật liệu chế tạo dầm
- Thép chế tạo neo liên hợp:
+ Cường độ chảy quy định nhỏ nhất:
- Cốt thép chịu lực bản mặt cầu:
+ Cường độ chảy quy định nhỏ nhất:
- Vật liệu bê tông chế tạo bản mặt cầu:
fy
=
420 MPa
fy
=
420 MPa
fc =
γc =
30 MPa
'
+ Cường độ chịu nén của bêtông tuổi 28 ngày:
+ Trọng lượng riêng của bêtông:
+ Môđun đàn hồi của bêtông:
25 kN/m3
'
Ec =0 , 043 . γ 1,5
c √fc
= 29440MPa
Thép các bon
fy = 345 MPa
fu = 450 MPa
Es = 200000 MPa
- Vật liệu thép chế tạo dầm:
+ Giới hạn chảy của thép:
+ Giới hạn kéo đứt của thép:
+ Môđun đàn hồi của thép:
- Liên kết dầm:
+ Liên kết dầm chủ bằng đường hàn.
+ Liên kết mối nối dầm bằng bu lông cường độ cao.
NGUYỄN THẾ HUY
1
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
1.3. Các hệ số tính toán
- Hệ số tải trọng:
γ1 =
γ2
+ Tĩnh tải giai đoạn I:
+ Tĩnh tải giai đoạn II:
-
γh
+ Hoạt tải HL93 và đoàn người:
Hệ số điều chỉnh tải trọng ηi :
1,25 và 0,9
=1,5 và 0,65
=1,75 và 1,0
Hệ số điều chỉnh tải trọng lấy như sau:
Hệ số
Độ dẻo ηd
Độ dư ηr
Tầm quan trọng ηi
η = ηi . η i . η i
Cường độ
1
Trạng thái giới hạn
Sử dụng
1
Mỏi
1
1,05
không áp dụng
không áp dụng
1
1
1
1,05
1
1
- Hệ số làn:
Bề rộng mặt cầu của phần xe chạy là 10m nên cầu có 2 làn xe. Theo bảng
3.6.1.1.2.1 (22TCN272-05), ta có hệ số làn xe như bảng dưới đây. Hệ số làn xe này
không áp dụng kết hợp với hệ số phân bố tải trọng gần đúng trừ khi dùng qui tắc đòn
bẩy, đồng thời cũng không áp dụng cho trạng thái mỏi.
Số làn
m
1
1,2
2
1
- Hệ số xung kích (1 + IM/100):
Chỉ xét hệ số xung kích cho xe tải thiết kế và xe hai trục thiết kế không kể lực ly
tâm và lực hãm.Không áp dụng hệ số xung kích cho tải trọng làn và tải trọng người đi.
Trạng thái giới hạn
Tên hệ số
Cường độ
Sử dụng
Mỏi
1 + IM/100
1,25
1,25
1,15
NGUYỄN THẾ HUY
2
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
2. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP
2.1. Chiều dài tính toán KCN
- Kết cấu nhịp giản đơn có chiều dài nhịp:
- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối:
- Chiều dài tính toán nhịp: Ltt= Lnh - 2.a
Lnh =
a =
Ltt =
25 m
0,3 m
24,4 m
n
6
2.2. Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang
- Số dầm chủ :
=
dầm
2.3. Quy mô mặt cắt ngang cầu
V¹ch s¬n
Líp bª t«ng asphan dµy 5cm
Líp phßng n íc dµy 1cm
Líp mui luyÖn dµy 2cm
2%
2%
V¹ch s¬n
Hình 1. Cấu tạo kết cấu nhịp
- Các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang cầu:
+ Bề rộng phần xe chạy:
+ Số làn xe thiết kế:
+ Bề rộng lề đi bộ:
+ Bề rộng gờ chắn bánh:
+ Chiều cao gờ chắn bánh:
+ Bề rộng chân lan can:
+ Chiều cao chân lan can:
+ Bề rộng toàn cầu:
+ Số dầm chủ thiết kế:
+ Khoảng cách giữa các dầm chủ:
Bxe
nl
ble
bgc
hgc
bclc
hclc
Bcau
n
S
d oe
+ Chiều dài phần cánh hẫng:
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
10m
2 làn
2x2m
0m
0m
2x0,50m
0,5m
15m
6 dầm
2,5m
=
1,25m
2.4. Chiều cao dầm chủ
- Chiều cao dầm chủ được lựa chọn phụ thuộc vào:
+ Chiều dài nhịp tính toán.
+ Số lượng dầm chủ trên mặt cắt ngang.
NGUYỄN THẾ HUY
3
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
+ Quy mô tải trọng khai thác.
- Xác định theo điều kiện cường độ.
- Xác định theo kinh nghiệm.
- Ngoài ra việc lựa chọn dầm thép cần phải phù hợp với bề rộng của các bản thép
hiện có trên thị trường để tránh việc phải cắt bản thép một cách hợp lý.
- Trong bước tính toán sơ bộ ta chọn chiều cao dầm thép theo công thức:
H sb 1
1
H sb .24, 4 0,813m.
L
30
30
=> Chọn chiều cao dầm thép:
+ Chiều cao bản bụng:
+ Chiều dày bản cánh trên:
+ Chiều dảy bản cánh dưới:
+ Chiều cao toàn bộ dầm thép:
Dw =
tt =
tb =
Hsb = 124 + 3 + 3 =
124cm
2 cm
2 cm
130 cm
2.5. Cấu tạo bản bêtông mặt cầu
- Kích thước của bản bêtông mặt cầu được xác định theo điều kiện bản chịu uốn
dưới tác dụng của tải trọng cục bộ.
- Chiều dày bản thường chọn ts = (16 ¿ 25) cm
- Theo quy định của 22 TCN 272 - 05 thì chiều dày bản bêtông mặt cầu phải lớn
hơn 175 mm, đồng thời còn phải đảm bảo theo điều kiện chịu lực.
=> Ở đây ta chọn ts = 20 cm.
- Bản bêtông cấu tạo vút dạng đường vát chéo để tăng khả năng chịu lực của dầm và
tạo ra chỗ để bố trí neo liên kết.
- Kích thước cấu tạo bản bêtông mặt cầu:
+ Chiều dày bản bê tông:
ts = 20 cm
+ Chiều cao vút bản:
th = 12 cm
+ Bề rộng vút bản:
bh = 12 cm
+ Chiều dài phần cánh hẫng:
+ Chiều dài phần cánh phía trong:
d oe =
S/2 =
125 cm
125 cm
Hình 2. Cấu tạo bản bêtông mặt cầu
NGUYỄN THẾ HUY
4
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
2.6. Tổng hợp kích thước thiết kế dầm chủ
Hình 3. Cấu tạo mặt cắt ngang dầm chủ
- Cấu tạo bản bụng:
+ Chiều cao bản bụng:
Dw =
+ Chiều dày bản bụng:
tw =
- Cấu tạo bản cánh trên hay bản cánh chịu nén:
+ Bề rộng bản cánh chịu nén:
bc =
+ Số tập bản:
n =
+ Chiều dày 1 bản:
t =
+ Tổng chiều dày bản cánh chịu nén:
tc =
- Cấu tạo bản cánh dưới hay bản cánh chịu kéo:
+ Bề rộng bản cánh chịu kéo:
bt =
+ Số tập bản:
n =
+ Chiều dày 1 bản:
t =
+ Tổng chiều dày bản cánh chịu kéo:
tt
=
- Tổng chiều cao dầm thép:
Hsb =
- Cấu tạo bản bêtông:
+ Chiều dày bản bêtông:
ts =
+ Chiều cao vút bản:
th =
- Chiều cao toàn bộ dầm liên hợp:
Hcb = 130+20+12 =
NGUYỄN THẾ HUY
5
124 cm
2,4 cm
30cm
1 tập
3 cm
3 cm
50cm
1 tập
3 cm
3 cm
130 cm
20cm
12cm
162 cm
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
3. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT DẦM CHỦ
3.1. Các giai đoạn làm việc của cầu dầm liên hợp
3.1.1. Trường hợp 1: Cầu dầm liên hợp thi công theo phương pháp lắp ghép hay lao
kéo dọc không có đà giáo hay trụ đỡ ở dưới. Trong trường hợp này dầm làm việc theo
2 giai đoạn:
Hình 4: Thi công kết cấu nhịp theo phương pháp lao kéo dọc
- Mặt cắt làm việc:
Hình 5a. Mặt cắt dầm tính toán giai đoạn I
- Giai đoạn I: Sau khi thi công xong dầm thép.
+ Mặt cắt tính toán: Là mặt cắt dầm thép.
+ Tải trọng tính toán:
1. Trọng lượng bản thân dầm.
NGUYỄN THẾ HUY
6
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
2. Trọng lượng hệ liên kết dọc và hệ liên kết ngang.
3. Trọng lượng bản bêtông và những phần bêtông được đổ cùng với bản
- Giai đoạn II: Khi bản mặt cầu đã đạt cường độ và tham gia làm việc tạo hiệu ứng
liên hợp giữa thép và bản BTCT.
+ Mặt cắt tính toán: Là mặt cắt liên hợp thép – BTCT.
+ Tải trọng tính toán:
1. Tĩnh tải giai đoạn II bao gồm: Trọng lượng lớp phủ mặt cầu, chân lan can,
gờ chắn bánh.
2. Hoạt tải.
Hình 5b. Mặt cắt dầm tính toán giai đoạn II
3.1.2. Trường hợp 2
- Cầu dầm liên hợp thi công bằng phương pháp lắp ghép trên đà giáo cố định hoặc
có trụ tạm đỡ dưới.
Hình 6. Thi công kết cấu nhịp trên đà giáo cố định
NGUYỄN THẾ HUY
7
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
- Giai đoạn 1: Trong quá trình thi công thì toàn bộ trọng lượng của kết cấu nhịp và
tải trọng thi công sẽ do đà giáo chịu, như vậy giai đoạn này mặt cắt chưa làm việc.
- Giai đoạn 2: Sau khi dỡ đà giáo thì trọng lượng của kết cấu nhịp mới truyền lên
các dầm chủ, mặt cắt làm việc trong giai đoạn này là mặt cắt liên hợp. Như vậy tải
trọng tác dụng lên dầm gồm:
+ Tĩnh tải giai đoạn I.
+ Tĩnh tải giai đoạn II
+ Hoạt tải.
Kết luận:
Giả thiết cầu được thi công bằng phương pháp lắp ghép bằng cần cẩu nên dầm làm
việc theo hai giai đoạn ở trong trường hợp 1.
3.2. Xác định ĐTHH mặt cắt giai đoạn I
- Giai đoạn I: Khi thi công xong dầm thép đã đổ bản bêtông mặt cầu, tuy nhiên giữa
dầm thép và bản bêtông chưa tạo ra hiệu ứng liên hợp.
Hình 7. Mặt cắt dầm giai đoạn I
- Mặt cắt tính toán là mặt cắt dầm thép:
- Diện tích mặt cắt dầm thép (diện tích mặt cắt nguyên):
ANC = bc.tc + Dw.tw + bt.tt = 30.3 + 130.2,4 + 50.3 = 537,6cm2
- Xác định mômen tĩnh của mặt cắt đối với trục 0-0 đi qua đáy dầm thép:
t
D
t
S o =b c .t c . H sb − c + D w . t w . w +t t +b t . t t . t
2
2
2
(
)
(
)
3
3
124
30.3. 130 124.2, 4.
3 50.3.
2
2
2
=31134cm3
- Khoảng cách từ đáy dầm đến TTH mặt cắt giai đoạn I:
NGUYỄN THẾ HUY
8
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Y1
Bé m«n cÇu HÇm
So
31134
57,91cm
A NC 537,6
- Chiều cao phần sườn dầm chịu nén:
Dc1 = Hsb – tc – Y1 = 130 – 3 – 57,91 = 69,09cm
- Khoảng cách từ mép trên dầm thép đến trục I-I :
Yt1 H sb Y1 130 57,91 72,09cm
- Khoảng cách từ mép dưới dầm thép đến trục I-I:
Yb1 Y1 57,91cm
- Xác định mômen quán tính của mặt cắt dầm đối với TTH I-I:
+ Mômen quán tính bản bụng:
2
t w .D3w
2,4.1243
Dw
124
Iw
t w .D w
t t Y1
2,4.124.
3 57,91
12
12
2
2
4
= 396272,2cm
+ Mômen quán tính bản cánh chịu nén:
2
b c .t 3c
t c 30.33
3
Icf
bc .t c Hsb Y1
30.3. 130 57,91
12
2
12
2
4
= 448495,4cm
+ Mômen quán tính bản cánh chịu kéo:
2
2
2
2
b t .t 3t
t t 50.33
3
I tf
b t .t t Y1
50.3. 57,91
12
2
12
2
4
= 477475,6cm
+ Mômen quán tính của tiết diện dầm thép đối với TTH I-I:
INC = Iw + Icf + Itf = 396272,2+448495,4+477475,6= 1322243,13 cm4
- Xác định mômen tĩnh của phần trên mặt cắt dầm thép đối với trục I-I:
2
tc
( H sb −Y 1−t c )
S NC =bc . t c H sb −Y 1− +t w .
2
2
(
)
2
3
130 57,91 3 12080, 46cm3
30.3. 130 57,91 2,4.
2
2
- Mômen quán tính của mặt cắt dầm thép đối với trục Oy:
t c .b3c D w .t 3w t t .b 3t 3.303 124.2, 43 3.503
Iy
38142,85cm 4
12
12
12
12
12
12
NGUYỄN THẾ HUY
9
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
Bảng tổng hợp kết quả tính toán ĐTHH mặt cắt dầm thép giai đoạn I
Các đại lượng
Diện tích mặt cắt dầm thép
Mômen tĩnh mặt cắt đối với đáy dầm
Khoảng cách từ đáy dầm đến TTH I-I
KC từ mép trên dầm thép đến TTH I-I
KC từ mép dưới dầm thép đến TTH I-I
Mômen quán tính phần bản bụng
Mômen quán tính phần cánh trên
Mômen quán tính phần cánh dưới
Mômen quán tính của dầm thép
Mômen tĩnh mặt cắt đối với TTH I-I
MMQT của mặt cắt dầm đối với trục Oy
Kí hiệu
ANC
So
Y1
1
Yt
1
Yb
Iw
Icf
Itf
INc
SNc
Iy
Giá trị
537.6
31134
57.91
72.09
57.91
396272.16
448495.39
477475.58
1322243.13
12080.46
38142.85
Đơn vị
cm2
cm3
cm
cm
cm
cm4
cm4
cm4
cm4
cm3
cm4
3.3. Xác định đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn II
3.3.1 Mặt cắt tính toán
- Giai đoạn II: Khi bản mặt cầu đã đạt được 80% cường độ và tham gia làm việc tạo
ra hiệu ứng liên hợp giữa dầm thép và bản BTCT.
- Mặt cắt tính toán là: Mặt cắt liên hợp. Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn II là
ĐTHH của tiết diện liên hợp.
Hình 8. Mặt cắt dầm giai đoạn II
3.3.2. Xác định bề rộng tính toán của bản bêtông (A.4.6.2.6)
NGUYỄN THẾ HUY
10
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
Hình 9. Xác định bề rộng tính toán của bản cánh
- Xác định bề rộng tính toán với dầm trong: b1
Lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:
1
1
L tt .24400 6100mm 610cm
4
+ 4
tw
1
.bc
+ 6.ts + max 2 = 12.20 +
1
.30
2
= 255cm
+ S = 250cm
=> b1 = 250cm
- Xác định bề rộng tính toán với dầm biên: b2:
Bề rộng tính toán với dầm biên có thể được lấy bằng 1/2 bề rộng tính toán của
dầm kề trong(=250/2=125cm) cộng với giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:
1
1
Ltt .2440 305cm
8
+ 8
1
.tw ¿ ¿ {}
2
{}
+ 6.ts + max
d
+ e = 125cm
1
.30
= 6.20 + 4
= 127,5cm.
=> b2 = 125+125=250cm
Vậy:
- Bề rộng tính toán của bản bêtông dầm trong: bs1 = 250cm
- Bề rộng tính toán của bản bêtông dầm biên : bs2 = 250cm
NGUYỄN THẾ HUY
11
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
3.3.3. Xác định hệ số quy đổi từ bêtông sang thép
- Vì tiết diện liên hợp có hai vật liệu thép và bê tông nên khi tính đặc trưng hình học
ta phải tính đổi về một loại vật liệu. Tính đổi bêtông sang thép dựa vào hệ số n là tỷ số
giữa môđun đàn hồi của thép và bêtông. (A.6.10.3.1.1-b)
+ Trường hợp mặt cắt chịu lực ngắn hạn : n
+ Trường hợp mặt cắt chịu lực dài hạn : n = 3n
'
- Tra bảng hệ số quy đổi từ bêtông sang thép với f c = 30 Mpa.
Ta có: n= 8 và n’=24
=> Khi tính toán phần bêtông bản mặt cầu được tính đổi sang thép bằng cách chia
ĐTHH của phần bêtông cho hệ số n (khi không xét từ biến) hoặc n’(khi xét đến từ
biến).
3.3.4. Xác định ĐTHH mặt cắt dầm biên
3.3.4.1. Mặt cắt tính toán
Hình 10. Mặt cắt dầm biên
3.3.4.2. ĐTHH của cốt thép trong bản bêtông
- Cốt thép trong bản bêtông mặt cầu được bố trí thành hai lưới là lưới cốt thép phía
trên và lưới cốt thép phía dưới của bản. Để đơn giản chỉ tính cốt thép theo phương dọc
cầu.
NGUYỄN THẾ HUY
12
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
13Ø12
L = 25020
NGUYỄN THẾ HUY
13
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
Hình 11. Bố trí cốt thép trong bản bêtông dầm biên
- Lưới cốt thép phía trên:
+ Đường kính cốt thép:
φ = 12 mm.
2
3. 1416 .1 . 2
α=
4
+ Diện tích mặt cắt ngang 1 thanh:
= 1,131cm2
+ Số thanh trên mặt cắt ngang dầm: nrt = 13 thanh
+ Khoảng cách giữa các thanh: @ = 20mm.
+ Tổng diện tích cốt thép phía trên: Art = 13.1,131 = 14,70cm2
+ Khoảng cách từ tim cốt thép phía trên đến mép trên bản bêtông: art = 5cm.
- Lưới cốt thép phía dưới:
+ Đường kính cốt thép:
φ = 12 mm.
3. 1416 .1 . 22
α=
4
+ Diện tích mặt cắt ngang 1 thanh:
= 1,131cm2
+ Số thanh trên mặt cắt ngang dầm: nrt = 13 thanh.
+ Khoảng cách giữa các thanh: @ = 20cm.
+ Tổng diện tích cốt thép phía dưới: Arb = 13.1,131 = 14,70cm2
+ Khoảng cách từ tim cốt thép phía dưới đến mép dưới bản bêtông: arb = 5cm.
- Tổng diện tích cốt thép trong bản bêtông:
Ar = Art + Arb = 2.14,70 = 29,40 cm2
- Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép bản đến mép trên của bản bêtông:
A .(t t a rt ) A rb .(a rb t h ) 14,7.(20 12 5) 14,7.(5 12)
Yr rt s h
Ar
29,40
= 22cm
Trong đó:
+ ts: Chiều dày bản bêtông.
+ th: chiều dầy bản vút dầm.
NGUYỄN THẾ HUY
14
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
3.3.4.3. ĐTHH của mặt cắt liên hợp ngắn hạn
- Mặt cắt liên hợp ngắn hạn được sử dụng để tính toán đối với các tải trọng ngắn
hạn như hoạt tải, trong giai đoạn này ta không xét đến ảnh hưởng của hiện tượng từ
biến.
- Diện tích mặt cắt:
+ Diện tích bản bêtông:
Aso = bs.ts = 250.20 = 5000cm2
+ Diện tích phần vút của bản bêtông:
1
A h bc .t h 2. .b h .t h 30.12 12.12 504cm 2
2
+ Diện tích toàn bộ bản bêtông:
As = Aso + Ah = 5000 + 504 = 5504 cm2
+ Diện tích của mặt cắt liên hợp ngắn hạn:
A
5504
AST A NC s A r 537,6
29,40 1255,01cm 2
n
8
Trong đó:
+ n: Tỷ số giữa môđun đàn hồi của thép và bêtông.
+ Ar : Diện tích cốt thép bố trí trong bản bêtông.
+ ANC : Diện tích dầm thép.
- Mômen tĩnh của bản bêtông và cốt thép bản đối với TTH I-I của tiết diện thép:
t
t
2
2 2
2
s
h 1
11
¿¿
S x= .{bs . ts . H sb−Y 1+th+ +bc .th. Hsb−Y 1+ + 2. .th.bh. Hsb−Y 1− .th }+Ar .( Hsb−Y 1+Y r )¿
n
( )( ) ( )
3
1
20
12
S1x .{250.20. 130 57,91 12 30.12. 130 57,91
8
2
2
1
2
2. .12.12. 130 57,91 .12 } 29,4.(130 57,91 22) 66526,6cm3
2
3
- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện dầm thép đến trọng tâm tiết diện liên hợp
(khoảng cách từ I-I đến II-II):
S1x
66526,6
Z1
53,01cm
AST 1255,01
- Chiều cao phần sườn dầm chịu nén đàn hồi:
Dc2 = Hsb – tc – Y1 – Z1 = 130 – 3 – 57,91– 53,01 = 16,08cm
- Khoảng cách từ mép trên dầm thép đến trục II-II:
YtII H sb Y 1 Z1 130 57,91 53,01 19,08cm
NGUYỄN THẾ HUY
15
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
- Khoảng cách từ mép dưới dầm thép đến trục II-II:
YbII Y 1 Z1 57,91 53,01 110,92cm
- Xác định mômen quán tính của tiết diện liên hợp:
+ Mômen quán tính của phần dầm thép:
I IINC IINC A NC .Z1 2 1322243,126 537,6.53,012 2832873,4cm 4
+ Mômen quán tính của phần bản bêtông:
bs . t 3
ts 2
1
s
I s= .
+ bs . t s . H sb −Y 1 −Z 1 + t h +
n 12
2
(
))
(
2
1 250.203
20
.
250.20. 125 57,91 53,01 12
8 12
2
1075463,3cm 4
+ Mômen quán tính của phần vút bản cánh:
2 b .t
bc .t 3
2
t s h h3 1
1 h
2
I h= { +bc .th . H sb−Y 1−Z1+t h+ +2. ¿¿ 2. .bh .th . H sb−Y 1−Z1− th }¿
n 12
2 36 2
3
(
)
(
)
2
1 30.123
20
12.123
{
30.12. 130 57,91 53,01 12
2.
8 12
2
36
2
1
2
2. .12.12. 130 57,91 53,01 .12 } 42182,9cm 4
2
3
+ Mômen quán tính của phần cốt thép trong bản:
2
Ir A r . H sb Y1 Z1 Yr 29,4.(130 57,91 53,01 22) 2 = 49618,9cm 4
+ Mômen quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn:
II
I ST =I NC + I s + I h + I r
2832873,4 1075463,3 42182,9 49618,9=4000138,5cm 4
- Mômen tính của bản bêtông với TTH II-II của tiết diện liên hợp:
1
t
t
Ss .{bs .t s . H sb Y1 Z1 t h s b c .t h . H sb Y1 Z1 h
n
2
2
1
2
2. .t h .b h . H sb Y1 Z1 .t h } A r .(H sb Y1 Z1 Yr )
2
3
1
20
12
Ss .{250.20. 130 57,91 53,01 12
30.12. 130 57,91 53,01
8
2
2
1
2
2. .12.12. 130 57,91 53,01 .12 } 29, 4.(130 57,91 53,01 22)
2
3
28497,6cm3
NGUYỄN THẾ HUY
16
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
3.3.4.4. ĐTHH của mặt cắt liên hợp dài hạn
- Mặt cắt liên hợp ngắn hạn được sử dụng để tính toán đối với các tải trọng dài hạn
như tĩnh tải giai đoạn II, co ngót, trong giai đoạn này ta phải xét đến ảnh hưởng của
hiện tượng từ biến.
- Diện tích mặt cắt:
+ Diện tích bản bêtông:
A 'so = b .t = 250.20 = 5000cm2
s s
+ Diện tích phần vút của bản bêtông:
1
A h ' bc .t h 2. .b h .t h 30.12 12.12 504cm 2
2
+ Diện tích toàn bộ bản bêtông:
As’ = Aso + Ah = 5000 + 504 = 5504 cm2
+ Diện tích của mặt cắt liên hợp dài hạn:
A LT
A 's
5504
A NC ' A r 537,6
29,4 796,34cm 2
n
24
Trong đó:
'
+ n : Tỷ số giữa môđun đàn hồi của thép và bêtông.
+ Ar : Diện tích cốt thép bố trí trong bản bêtông.
+ ANC : Diện tích dầm thép.
- Mômen tĩnh của bản bêtông và cốt thép bản đối với TTH I-I của tiết diện thép:
ts
t
1
S 1'
bc .th . H sb Y1 h
x ' .{bs .t s . H sb Y1 t h
n
2
2
2.
1
2
.th .bh . H sb Y1 .th } Ar .( H sb Y1 Yr )
2
3
S1x '
1
20
12
.{250.20. 130 57,91 12 30.12. 130 57,91
24
2
2
1
2
2. .12.12. 130 57,91 .12 } 29,4.(130 57,91 22) 24019,96cm 3
2
3
- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện dầm thép đến trọng tâm tiết diện liên hợp
(khoảng cách từ I-I đến II-II):
Z1'
S1x ' 24019,96
30,16cm
A LT
796,34
- Chiều cao phần sườn dầm chịu nén đàn hồi:
D'c2 = Hsb – tc – Y1 – Z '1 = 130 – 3 – 57,91 – 30,16 = 38,92cm
- Khoảng cách từ mép trên dầm thép đến trục II-II:
NGUYỄN THẾ HUY
17
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
YtII' H sb Y 1 Z1' 130 57,91 30,16 41,92cm
- Khoảng cách từ mép dưới dầm thép đến trục II-II:
YbII ' Y 1 Z1' 57,91 30,16 88,08cm
- Xác định mômen quán tính của tiết diện liên hợp:
+ Mômen quán tính của phần dầm thép:
IIINC' IINC A NC .Z1' 2 1322243,13 537,6.30,162 1811355,1cm 4
+ Mômen quán tính của phần bản bêtông:
2
ts
1 bs .ts 3
'
I ' .
bs .ts . H sb Y1 Z1 th
n 12
2
'
s
2
1 250.203
20
.
250.20. 130 57,91 30,16 12 858253,8cm 4
24 12
2
+ Mômen quán tính của phần vút bản cánh:
2
t
b .t 3
1 b .t 3
I ' { c h bc .th . H sb Y1 Z '1 th s 2. h h
n 12
2
36
'
h
2
1
2
2. .bh .th . H sb Y1 Z '1 t h }
2
3
2
1 30.123
20
12.123
{
30.12. 130 57,91 30,16 12 2.
24 12
2
36
2
1
2
2. .12.12. 130 57,91 30,16 .12 } 49633,2cm 4
2
3
+ Mômen quán tính của phần cốt thép trong bản:
2
Ir ' A r . H sb Y1 Z1 Yr 29,4.(130 57,91 30,16 22) 2 = 120158,7cm 4
+ Mômen quán tính của mặt cắt liên hợp ngắn hạn:
II '
I LT I NC
I s' I h' I r'
= 1811355,1 + 858253,8 + 49633, 2 + 120158,7
= 2839400,8cm4
- Mômen tính của bản bêtông với TTH II-II của tiết diện liên hợp:
1
t
t
Ss' ' .{b s .t s . H sb Y1 Z'1 t h s b c .t h . H sb Y1 Z '1 h
n
2
2
1
2
2. .t h .b h . H sb Y1 Z'1 .t h } A r .(H sb Y1 Z'1 Yr )
2
3
NGUYỄN THẾ HUY
18
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Ss'
Bé m«n cÇu HÇm
1
20
12
.{250.20. 130 57,91 30,16 12 30.12. 130 57,91 30,16
24
2
2
1
2
2. .12.12. 130 57,91 30,16 .12 } 29,4.(130 57,91 30,16 22)
2
3
16215,6cm3
Bảng tổng hợp kết quả tính ĐTHH của mặt cắt dầm biên
Diện tích phần vút bản
MC ngắn hạn
MC dài hạn
Kí
Giá
Kí
Giá
hiệu
trị
hiệu
trị
bs
250 bs
250
'
Aso
5000 A so
5000
'
Ah
504 A h
504
Diện tích toàn bộ bản bêtông
Diện tích cốt thép trong bản bêtông
Diện tích mặt cắt tính đổi
Mômen tĩnh của MC đv trục I-I
As
Ar
AST
S 1x
5504 A s
29.41 Ar
1255.01 ALT
1
66526.6 S x
Khoảng cách từ TTH I-I đến II-II
Z1
53.01 Z 1
2832873.
I IINC'
4
'
1075463.
3 I s
'
42183 I h
'
49619 I r
4000138.
I
5 LT
'
28497.6 S s
Đặc trưng hình học của
dầm biên
Bề rộng cánh tính toán của bản BT
Diện tích bản bêtông
I IINC
MMQT của dầm thép với trục II-II
MMQT của bản với trục II-II
Is
MMQT phần vút bản với trục II-II
Ih
MMQT của cốt thép trong bản
Ir
MMQT mặt cắt liên hợp với trục II-II
IST
MM tĩnh của bản vơi trục II-II
Ss
NGUYỄN THẾ HUY
19
'
'
5504
29.41
796.34
24020.0
Đơ
n vị
cm
cm2
cm2
cm2
cm2
cm2
cm3
30.16 cm
1811355.
cm4
1
858253.8 cm4
49633 cm4
120159 cm4
2839400.
cm4
8
16215.6 cm4
CẦU - HẦM K48
ThiÕt kÕ m«n häc CÇu ThÐp F1
Bé m«n cÇu HÇm
3.3.5. Xác định ĐTHH của mặt cắt dầm trong (giống dầm biên)
Bảng tổng hợp kết quả tính ĐTHH của mặt cắt dầm trong
Diện tích phần vút bản
MC ngắn hạn
MC dài hạn
Kí
Giá
Kí
Giá
hiệu
trị
hiệu
trị
bs
250 bs
250
'
Aso
5000 A so
5000
'
Ah
504 A h
504
Diện tích toàn bộ bản bêtông
Diện tích cốt thép trong bản bêtông
Diện tích mặt cắt tính đổi
Mômen tĩnh của MC đv trục I-I
As
Ar
AST
S 1x
5504 A s
29.41 Ar
1255.01 ALT
1
66526.6 S x
Khoảng cách từ TTH I-I đến II-II
Z1
53.01 Z 1
2832873.
I IINC'
4
'
1075463.
s
I
3
'
42183 I h
'
49619 I r
4000138.
I
5 LT
'
28497.6 S s
Đặc trưng hình học của
dầm trong
Bề rộng cánh tính toán của bản BT
Diện tích bản bêtông
I IINC
MMQT của dầm thép với trục II-II
MMQT của bản với trục II-II
Is
MMQT phần vút bản với trục II-II
Ih
MMQT của cốt thép trong bản
Ir
MMQT mặt cắt liên hợp với trục II-II
IST
MM tĩnh của bản với trục II-II
Ss
NGUYỄN THẾ HUY
20
'
'
5504
29.41
796.34
24020.0
Đơ
n vị
cm
cm2
cm2
cm2
cm2
cm2
cm3
30.16 cm
1811355.
cm4
1
858253.8 cm4
49633 cm4
120159 cm4
2839400.
cm4
8
16215.6 cm4
CẦU - HẦM K48
- Xem thêm -
.DOCX 
109 
118 
136 
