›
›

Thiết kế môn học Cầu bê tông cốt thép DƯL- Nguyễn Văn Nhật

doc 71 trang hoanguyen 2810
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Thiết kế môn học Cầu bê tông cốt thép DƯL- Nguyễn Văn Nhật", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • docthiet_ke_mon_hoc_cau_be_tong_cot_thep_dul_nguyen_van_nhat.doc

Nội dung text: Thiết kế môn học Cầu bê tông cốt thép DƯL- Nguyễn Văn Nhật

  1. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L ThiÕt kÕ cÇu Bª t«ng cèt thÐp D¦L 1* C¸c sè liÖu cho tr­íc: - DÇm T, chiÒu dµi toµn dÇm L=26m, kÕt cÊu kÐo tr­íc. - Khæ cÇu K8+2 x1,5m > W=8+2x1,5 - T¶i träng thiÕt kÕ: HL93. - Tao c¸p D¦L:15,2mm. 2*Tiªu chuÈn thiÕt kÕ: - Quy tr×nh thiÕt kÕ : 22TCN – 272 - 01 Bé Giao th«ng vËn t¶i. - T¶i träng thiÕt kÕ: HL93 , ®oµn Ng­êi ®i bé. 3* VËt liÖu sö dông: -ThÐp D¦L: .C­êng ®é quy ®Þnh cña thÐp øng suÊt tr­íc fpu=1860 Mpa .Giíi h¹n ch¶y cña thÐp øng suÊt tr­íc fpy=0,9. fpu=1764Mpa .HÖ sè ma s¸t  =0,23 .øng suÊt cho phÐp khi kÝch fpj=0,7. fpu=1302Mpa 2 .C­êng ®é tÝnh to¸n khi chÕ t¹o Rd1=13280 Kg/cm 2 .C­êng ®é tÝnh to¸n khi sö dông Rd2=12800 Kg/cm .M«®un ®µn håi Et=197000Mpa -VËt liÖu bªt«ng: .C­êng ®é chÞu nÐn cña bªt«ng ë tuæi 28 ngµy fc’=40Mpa. .C­êng ®é chÞu nÐn cña bªt«ng khi t¹o øng suÊt tr­íc fci’=0,9.fc’=36Ma. .M«®un ®µn håi cña bªt«ng Ec=4800 fc' 30357,8Mpa .C­êng ®é chÞu kÐo khi uèn fr=0.63 fc' 3,98Mpa 4* Yªu cÇu: - Néi dung b¶n thuyÕt minh ®Çy ®ñ râ rµng - B¶n vÏ thÓ hiÖn mÆt chÝnh dÇm, mÆt c¾t ngang, bè trÝ cèt thÐp ( b¶n vÏ trªn giÊy A1) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 1 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  2. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L PhÇn 1: Néi dung thuyÕt minh 1. Chän tiÕt diÖn mÆt c¾t dÇm chñ 1.1 Bè trÝ chung mÆt c¾t ngang cÇu Tæng chiÒu dµi toµn dÇm lµ 26 mÐt, ®Ó hai ®Çu dÇm mçi bªn 0,4 mÐt ®Ó kª gèi. Nh­ vËy chiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n cña nhÞp cÇu lµ 25,2 mÐt. CÇu gåm 5 dÇm cã mÆt c¾t ch÷ T chÕ t¹o b»ng bªt«ng cã fc’=40MPa. Líp phñ mÆt cÇu gåm cã 2 líp: líp phßng n­íc cã chiÒu dµy 0,4cm,, líp bªt«ng Asphalt trªn cïng cã chiÒu dµy 7cm. Líp phñ ®­îc t¹o ®é dèc ngang b»ng c¸ch kª cao c¸c gèi cÇu. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c dÇm chñ S=2400 mm Gi÷a phÇn xe ch¹y vµ lÒ ng­êi ®i ph©n c¸ch b»ng gi¶i ph©n c¸ch mÒm 1.2 Chän mÆt c¾t ngang dÇm chñ. DÇm chñ cã tiÕt diÖn h×nh ch÷ T víi c¸c kÝch th­íc sau: - ChiÒu dµy b¶n: ts=20cm - ChiÒu cao toµn dÇm: H=120cm - ChiÒu réng bÇu dÇm: bb=60cm - ChiÒu cao bÇu dÇm: hb=32cm - ChiÒu dµy bông: bw=20cm - ChiÒu réng b¶n c¸nh: b1=180cm - Réng v¸t c¸nh: 20cm - Cao v¸t c¸nh: 10cm - B¸n kÝnh cong: Rc=20cm - Réng v¸t bÇu: 20cm - Cao v¸t bÇu: 20cm - PhÇn hÉng: 120cm Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 2 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  3. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L C¸c kÝch th­íc kh¸c nh­ h×nh vÏ: MÆt c¸t dÇm chñ MÆt c¾t t¹i gèi (Më réng s­ên dÇm) 2. ChiÒu cao kÕt cÊu nhÞp tèi thiÓu (A2.5.2.6.3-1) Yªu cÇu: hmin=0,045.L Trong ®ã ta cã: L: ChiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n L=25200mm hmin: chiÒu cao tèi thiÓu cña kÕt cÊu nhÞp kÓ c¶ b¶n mÆt cÇu, hmin=1200mm suy ra: hmin=0,045.L=0,045.25200=1134mm Tháa m·n 3. X¸c ®Þnh chiÒu réng b¶n c¸nh h÷u hiÖu (A.4.6.2.6) 3.1 §èi víi dÇm gi÷a BÒ réng b¶n c¸nh h÷u hiÖu cã thÓ lÊy gi¸ trÞ nhá nhÊt cña 25200 + 1/4 chiÒu dµi nhÞp (= 6300 mm) 4 + 12 lÇn ®é dµy trung b×nh cña b¶n céng víi sè lín nhÊt cña bÒ dµy b¶n bông dÇm hoÆc 1/2 bÒ réng b¶n c¸nh trªn cña dÇm 200 =12.200+max = 3300mm 1800/ 2 + Kho¶ng c¸ch trung b×nh gi÷a c¸c dÇm kÒ nhau (S= 2400)->bi=2400mm Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 3 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  4. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L 3.2 §èi víi dÇm biªn BÒ réng c¸nh dÇm h÷u hiÖu cã thÓ ®­îc lÊy b»ng 1/2 bÒ réng h÷u hiÖu cña dÇm kÒ trong(=2400/2=1200) céng trÞ sè nhá nhÊt cña 25200 + 1/8 chiÒu dµi nhÞp h÷u hiÖu(= 3150 mm) 8 + 6 lÇn chiÒu dµy trung b×nh cña b¶n céng víi sè lín h¬n gi÷a 1/2 ®é dµy b¶n bông hoÆc 1/4 bÒ réng b¶n c¸nh trªn cña dÇm chÝnh 200/ 2 =6.200+max =1650 mm 1800/ 4 + BÒ réng phÇn hÉng( =1200 mm) ->be=1200+1200=2400 mm KÕt luËn: BÒ réng b¶n c¸nh dÇm h÷u hiÖu B¶ng 3 DÇm gi÷a (bi) 2400 mm DÇm biªn (be) 2400 mm 4. TÝnh to¸n b¶n mÆt cÇu 4.1 Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n néi lùc b¶n mÆt cÇu ¸p dông ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n gÇn ®óng theo §iÒu 4.6.2(AASHTO98). MÆt cÇu cã thÓ ph©n tÝch nh­ mét dÇm liªn tôc trªn c¸c gèi ®µn håi lµ c¸c dÇm chñ. 4.2 X¸c ®Þnh néi lùc b¶n mÆt cÇu do tÜnh t¶i S¬ ®å tÝnh vµ vÞ trÝ tÝnh néi lùc Theo §iÒu (A.4.6.2.1) : Khi ¸p dông theo ph­¬ng ph¸p gi¶i ph¶i lÊy m« men d­¬ng cùc trÞ ®Ó ®Æt t¶i cho tÊt c¶ c¸c vïng cã m« men d­¬ng, t­¬ng tù ®èi víi m« men ©m do ®ã ta chØ cÇn Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 4 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  5. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L x¸c ®Þnh néi lùc lín nhÊt cña s¬ ®å. Trong dÇm liªn tôc néi lùc lín nhÊt t¹i gèi vµ gi÷a nhÞp. Do s¬ ®å tÝnh lµ dÇm liªn tôc 3 nhÞp ®èi xøng, vÞ trÝ tÝnh to¸n néi lùc lµ: a, b, c, d, e nh­ hÝnh vÏ. Theo §iÒu (A.4.6.2.1.6): “C¸c d¶i ph¶i ®­îc coi nh­ c¸c dÇm liªn tôc hoÆc dÇm gi¶n ®¬n. chiÒu dµi nhÞp ph¶i ®­îc lÊy b»ng kho¶ng c¸ch t©m ®Õn t©m gi÷a c¸c cÊu kiÖn ®ì. Nh»m x¸c ®Þnh hiÖu øng lùc trong c¸c d¶i , c¸c cÊu kiÖn ®ì ph¶i ®­îc gi¶ thiÕt lµ cøng v« h¹n . C¸c t¶i träng b¸nh xe cã thÓ ®­îc m« h×nh ho¸ nh­ t¶i träng tËp trung hoÆc nh­ t¶i träng vÖt mµ chiÒu dµi däc theo nhÞp sÏ lµ chiÒu dµi cña diÖn tÝch tiÕp xóc ®­îc chØ trong ®iÒu (A.3.6.1.2.5) céng víi chiÒu cao cña b¶n mÆt cÇu, ë ®å ¸n nµy coi c¸c t¶i träng b¸nh xe nh­ t¶i träng tËp trung. X¸c ®Þnh néi lùc do tÜnh t¶i Tû träng cña c¸c cÊu kiÖn lÊy theo B¶ng (A.3.5.1.1) AASSHTO TÜnh t¶i t¸c dông lªn b¶n mÆt cÇu gåm c¸c tÜnh t¶i r¶i ®Òu do TTBT cña b¶n mÆt cÇu, TTBT cña líp phñ, lùc tËp trung do lan can t¸c dông lªn phÇn hÉng. §èi víi tÜnh t¶i, ta tÝnh cho 1 mÐt dµi b¶n mÆt cÇu ThiÕt kÕ b¶n mÆt cÇu dµy 200mm, tÜnh t¶i r¶i ®Òu do TTBT b¶n mÆt cÇu: -6 gDC(bmc)=200.1800.24.10 = 8,64 KN/m ThiÕt kÕ líp phñ dµy 74mm, tÜnh t¶i r¶i ®Òu do TTBT líp phñ: -4 gDW=74.2250.10 =1,665 KN/m T¶i träng do lan can cho phÇn hÉng: Thùc chÊt lùc tËp trung quy ®æi cña lan can kh«ng ®Æt ë mÐp b¶n mÆt cÇu nh­ng ®Ó ®¬n gi¶n tÝnh to¸n vµ thiªn vÒ an toµn ta coi ®Æt ë mÐp. gDC(Lan can)= 4,564 KN/m + §Ó tÝnh néi lùc cho c¸c mÆt c¾t a, b, c, d, e ta vÏ ®­êng ¶nh h­ëng cña c¸c mÆt c¾t råi xÕp t¶i lªn ®­¬ng ¶nh h­ëng. Do s¬ ®å tÝnh to¸n b¶n mÆt cÇu lµ hÖ siªu tÜnh bËc cao nªn ta sÏ dïng ch­¬ng tr×nh Sap2000 ®Ó vÏ DAH vµ tõ ®ã tÝnh to¸n néi lùc t¸c dông lªn b¶n mÆt cÇu. + C«ng thøc x¸c ®Þnh néi lùc tÝnh to¸n: MU= (P.M DC1 + P M DC2 +P M DW )  : HÖ sè liªn quan ®Õn tÝnh dÎo, tÝnh d­, vµ sù quan träng trong khai th¸c x¸c ®Þnh theo §iÒu 1.3.2 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 5 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  6. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L =i.D.R 0,95 HÖ sè liªn quan ®Õn tÝnh dÎo D = 0,95 (theo §iÒu 1.3.3) HÖ sè liªn quan ®Õn tÝnh d­ R = 0,95 (theo §iÒu 1.3.4) HÖ sè liªn quan ®Õn tÇm quan träng trong khai th¸c i = 1,05 (theo §iÒu 1.3.5) =>  = 0,95 p: HÖ sè tÜnh t¶i (B¶ng A.3.4.1-2) Lo¹i t¶i träng TTGH C­êng ®é1 TTGH Sö dông DC: CÊu kiÖn vµ c¸c thiÕt bÞ phô 1,25/0,9 1 DW: Líp phñ mÆt cÇu vµ c¸c tiÖn Ých 1,5/0,65 1 4.2.1 N«i lùc mÆt c¾t a M«men t¹i mÆt c¾t a lµ m«men phÇn hÉng. S¬ ®å tÝnh d¹ng c«ng xon chÞu uèn g DC(bmc) .1200.1200 g D¦W .900.900.1,5 3 Ma=[. p . 6 . p . . p .g DC(lcncan) .1200.1,25.10 ] 2.10 2.106 Trong THGH C§1 4,8.1200.1200.1,25 1,665.900.900.1,5 3 Ma=-0,95.[ 4,564.1200.1,25.10 ] =-11,71kNm 2.106 2.106 Trong THGH SD 4,8.1200.1200.1 1,665.900.900.1 3 Ma=-0,95.[ 4,564.1200.1.10 ] =-9,24 kNm 2.106 2.106 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 6 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  7. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L 4.2.2 Néi lùc mÆt c¾t b + - §­êng ¶nh h­ëng Mb §Ó t¹o ra øng lùc lín nhÊt tÜnh t¶i, trªn phÇn §ah d­¬ng ta xÕp tÜnh t¶i víi hÖ sè lín h¬n 1, trªn phÇn §ah ©m ta xÕp tÜnh t¶i víi hÖ sè nhá h¬n 1.Cô thÓ xÕp nh­ sau: Bmc Phñ + - XÕp t¶i lªn phÇn §ah d­¬ng Bmc Phñ + - XÕp t¶i lªn phÇn §ah ©m TÝnh néi lùc theo c«ng thøc: MU= (P.M DC1 + P M DC2 +P M DW ) Trªn phÇn §ah d­¬ng: Víi b¶n mÆt cÇu lÊy hÖ sè p= 1,25 trong THGH C§1, b»ng 1 trong THGH SD Víi líp phñ lÊy hÖ sè p= 1,5 trong THGH C§1, b»ng 1 trong THGH SD Trªn phÇn §ah ©m: Víi b¶n mÆt cÇu lÊy hÖ sè p= 0,9 trong THGH C§1, b»ng 1 trong THGH SD Víi líp phñ lÊy hÖ s« p= 0,65 trong THGH C§1, b»ng 1 trong THGH SD Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 7 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  8. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Sau khi gi¶i s¬ ®å b»ng Sap2000 kÕt qu¶ m« men Mb trong b¶ng d­íi ®©y B¶ng 4.2.2 Phần Đah TTGH Cường độ 1 TTGH Sử dụng Bản mặt cầu Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ Dương 3,621 1,484 2,880 0,992 Âm -0,441 -0,222 -1,526 -0,334  1,992 1,2243 1,2334 0,3658 Tổng nội lực 3,1075 1,92435 4.2.3 Néi lùc mÆt c¾t Mc + + - - §­êng ¶nh h­ëng Mc Lµm t­¬ng tù nh­ trªn , ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau: B¶ng 4.2.3 Phần Đah TTGH Cường độ 1 TTGH Sử dụng Bản mặt cầu Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ Dương -4,123 -1,1813 -3,329 -1,16 Âm 0,613 0,2035 0,913 0,1742  -3,35 -1,5276 -2,4223 -0,990 Tổng nội lực -4,8772 -3,4212 4.2.4 Néi lùc mÆt c¾t Md Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 8 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  9. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L + + - - §­êng ¶nh h­ëng Md B¶ng 4.2.4 Phần Đah TTGH Cường độ 1 TTGH Sử dụng Bản mặt cầu Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ Dương 3,137 1,5014 2,5101 0,853 Âm -1,20 -0,2901 -1,3253 -0,443  1,95 0,923 1,1823 0,4012 Tổng nội lực 2,8723 1,5864 4.2.5 Néi lùc mÆt c¾t e + + - - - - §­êng ¶nh h­ëng Me B¶ng 4.2.5 Phần Đah TTGH Cường độ 1 TTGH Sử dụng Bản mặt cầu Lớp phủ Bản mặt cầu Lớp phủ Dương -4,056 -1,5902 -3,2451 -1,0625 Âm 0,7823 0,2007 0,8722 0,3235  -3,2703 -1,4025 -2,3725 -0,7812 Tổng nội lực -4,3724 -3,1452 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 9 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  10. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L 4.3 X¸c ®Þnh néi do ho¹t t¶i vµ ng­êi ®i bé . T¶i träng thiÕt kÕ dïng cho b¶n mÆt cÇu vµ quy t¾c xÕp t¶i ¸p dông quy ®Þnh cña §iÒu 3.6.1.3.3 (AASHTO98) : Do nhÞp cña b¶n S=2400<4600mm ph¶i ®­îc thiÕt kÕ theo c¸c b¸nh xe cña trôc 145KN. Xe t¶i thiÕt kÕ hoÆc xe hai b¸nh thiÕt kÕ ph¶i bè trÝ trªn chiÒu ngang sao cho tim cña bÊt kú t¶i träng b¸nh xe nµo còng kh«ng gÇn h¬n (3.6.1.3.1) : + 300mm tÝnh tõ mÐp ®¸ vØa hay lan can: Khi thiÕt kÕ b¶n mót thõa + 600mm tÝnh tõ mÐp lµn xe thiÕt kÕ: Khi thiÕt kÕ c¸c bé phËn kh¸c. Do cÇu kh«ng cã d¶i ph©n c¸ch xe thiÕt kÕ cã thÓ ®i vµo phÇn bé hµnh. Khi xÕp xe lªn ®­êng ¶nh h­ëng sao cho g©y ra hiÖu øng lùc cùc h¹n c¶ ©m vµ d­¬ng BÒ réng d¶i t­¬ng ®­¬ng :¸p dông §iÒu 4.6.2.1.3 M« men d­¬ng M+: SW = 660 + 0,55S = 660+0,55.2400=1980 mm M« men ©m M : SW = 1220 + 0,25S =1220+0,25.2400=1820 mm PhÇn hÉng: SW = 1140 + 0,833X X=1000-500-200=300mm SW=1140+0,083.300=1389,9 mm Trong ®ã X = Kho¶ng c¸ch tõ t¶i träng ®Õn ®iÓm gèi tùa (mm), X=300 mm S = Kho¶ng c¸ch cña trôc cÊu kiÖn ®ì SW = BÒ réng d¶i t­¬ng ®­¬ng P = T¶i träng trôc xe (N) T¶i träng bé hµnh Theo §iÒu 3.6.1.5 lÊy t¶i träng ng­êi ®i bé 3x10-3 Mpa vµ ph¶i tÝnh ®ång thêi cïng ho¹t t¶i xe thiÕt kÕ. 4.3.1 Néi lùc do Truck Load Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 10 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  11. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Do TruckLoad vµ TendomLoad cã kho¶ng c¸ch 2 trôc theo chiÒu ngang cÇu nh­ nhau(1800mm) nh­ng TruckLoad cã trôc sau(145 KN) nÆng h¬n TendomLoad(110 KN) nªn ta chØ tÝnh néi lùc trong b¶n mÆt cÇu do TruckLoad. VÏ §­êng ¶nh h­ëng vµ xÕp t¶i §­êng ¶nh h­ëng Mb Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 11 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  12. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L S¬ ®å tÝnh m«men phÇn hÉng cña b¶n mÆt cÇu + C«ng thøc x¸c ®Þnh m«men trong THGH C§1 cho 1 mÐt dµi b¶n mÆt cÇu: +  .(Pi IM ). yi 1,75.72,5.1,25. yi MTruckLoad =  0,95 SW 1,980 -  .(Pi IM ). yi 1,75.72,5.1,25. yi MTruckLoad =  0,95 SW 1,820 hÉng  .(Pi IM ).x 1,75.1,25.72,5.x MTruckLoad =  0,95 2.SW 2.1,3899 Trong ®ã =1,75 (Xem phÇn 7), =0,95 yi: Tung ®é ®­êng ¶nh h­ëng 1,75.72,5.1,25.0.3 Ma 0,95 15,609 KNm 2.1,3066 1,75.72,5.1,25.(0,494 0,04781) Mb= 0,95 32,59384 KNm 1,980 1,75.72,5.1,25.(0 0,198 0,164 0) Mc= 0,95 28,7686 KNm 1,820 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 12 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  13. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L 1,75.72,5.1,25.(0,4 0,00,0353) Md= 0,95 26,641 KNm 1,980 1,75.72,5.1,25.(0 0,175 0,175 0) Mc= 0,95 27,5765 KNm 1,820 B¶ng kÕt qu¶ m«men t¹i c¸c mÆt c¾t do TruckLoad B¶ng 4.3.1-a MÆt c¾t Tr¹ng th¸i gíi h¹n c­êng ®é 1 a b c d e Gi¸ trÞ(KNm) -15,609 32,59384 -28,7686 26,641 -27,5765 + C«ng thøc x¸c ®Þnh m«men trong THGH SD cho 1 mÐt dµi b¶n mÆt cÇu: +  .(Pi IM ). yi 1.72,5.1,25. yi MTruckLoad =  0,95 SW 1,980 -  .(Pi IM ). yi 1.72,5.1,25. yi MTruckLoad =  0,95 SW 1,820 hÉng  .(Pi IM ).x 1.1,25.72,5.x MTruckLoad =  0,95 2.SW 2.1,3899 Trong ®ã =1(B¶ng A3.4.1-2), =0,95, yi: tung ®é ®­êng ¶nh h­ëng 1.72,5.1,25.0,3 Ma 0,95 8,91871KNm 2.1,3899 1.72,5.1,25.(0,494 0,04781) Mb= 0,95 18,62505 KNm 1,980 1.72,5.1,25.(0 0,198 0,164 0) Mc= 0,95 16,4392 KNm 1,820 1.72,5.1,25.(0,4 0,0353) Md= 0,95 15,22346 KNm 1,980 1.72,5.1,25.(0 0,175 0,175 0) Mc= 0,95 15,758 KNm 1,820 B¶ng kÕt qu¶ m«men t¹i c¸c mÆt c¾t do TruckLoad B¶ng 4.3.1-b Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 13 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  14. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L MÆt c¾t Tr¹ng th¸i gíi h¹n sö dông a b C d e Gi¸ trÞ(KNm) -8,91971 18,62505 -16,4392 15,22346 -15,758 4.3.2 Néi lùc do PeopleLoad XÕp t¶i träng ng­êi lªn §ah c¸c mÆt c¾t a, b, c, d, e ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau B¶ng 4.3.2 THGH MÆt c¾t a b C d e C­êng ®é1 -0,97 1,15 -0,73 0,191 -0,332 Sö dông -0,55 0,632 -0,412 0,107 -0,183 Tổ nội lực do các tải trọng cho bản mặt cầu dưới bảng sau: Bảng 4.a THGH MÆt c¾t a b C d e C­êng ®é1 -28,29 36,85134 -34,3758 29,70346 -32,2809 Sö dông -18,1597 21,1814 -20,274 16,91686 -19,062 VËy néi lùc ®Ó thiÕt kÕ b¶n mÆt cÇu lµ: Bảng 4.b M«men (KNm) ¢m D­¬ng HÉng TTGH C­êng ®é1 -34,3758 36,85134 -28,29 TTGH Sö dông -20,274 21,1814 -18,1597 4.4 VËt liÖu thiÕt kÕ cho b¶n mÆt cÇu + Bª t«ng b¶n mÆt cÇu ’ f C = 40 Mpa C­êng ®é nÐn quy ®Þnh ë tuæi ë tuæi 28 ngµy 1,5 ' Ec = 0,043.yc . fc (A5.4.2.4-1) => Ec= 33994,48 MPa + Cèt thÐp fy= 420 Mpa Giíi h¹n ch¶y tèi thiÓu quy ®Þnh cña thanh cèt thÐp Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 14 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  15. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Es= 200000 MPa 4.5 TÝnh to¸n cèt thÐp chiu lùc + Líp b¶o vÖ Theo b¶ng (A.5.12.3-1) MÐp trªn b¶n : a = 60 mm v× b¶n chÞu mµi mßn cña vÊu lèp xe MÐp d­íi b¶n : a= 25 mm + Søc kh¸ng uèn cña B¶n Mr = .Mn  : HÖ sè søc kh¸ng quy ®Þnh theo §iÒu (A.5.5.4.2.1) ta cã  = 0,9 §èi víi tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é 1 (Cho BTCT th­êng) Mr : Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n Mn : søc kh¸ng uèn dang ®Þnh §èi víi cÊu kiÖn chÞu uèn khi sù ph©n bè øng suÊt gÇn ®óng theo h×nh ch÷ nhËt nh­ quy ®Þnh cña §iÒu 5.7.2.2 th× Mn x¸c ®Þnh §iÒu 5.7.3.2.3 a a ' ' a ' a hr M n a ps f ps d As f y ds A s f 'y ds 0.85 fc (b bw )1hr p 2 2 2 2 2 ’ V× kh«ng cã cèt thÐp øng suÊt tr­íc ,b=bW vµ coi As = 0 a M n As f y ds 2 Trong ®ã: 2 AS = DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu kÐo kh«ng øng suÊt tr­íc (mm ) fy = Giíi h¹n ch¶y qui ®Þnh cña cèt thÐp (Mpa). dS = Kho¶ng c¸ch t¶i träng tõ thí nÐn ngoµi cïng ®Õn träng t©m cèt thÐp chÞu kÐo kh«ng øng suÊt tr­íc (mm) 2 A'S = DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu nÐn (mm ) f'y = Giíi h¹n ch¶y qui ®Þnh cña cèt thÐp chÞu nÐn (Mpa). Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 15 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  16. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L d'p = Kho¶ng c¸ch tõ thí ngoµi cïng chÞu nÐn ®Õn träng t©m cèt thÐp chÞu nÐn (mm) ' f c = C­êng ®é chÞu nÐn qui ®Þnh cña bª t«ng ë tuæi 28 ngµy (Mpa) b = BÒ réng cña mÆt chÞu nÐn cña cÊu kiÖn (mm) bw = ChiÒu dµy cña b¶n bông hoÆc mÆt c¾t trßn (mm) 1 = HÖ sè chuyÓn ®æi biÓu ®å øng suÊt qui ®Þnh trong ®iÒu (A.5.7.2.2) h1 = ChiÒu dµy c¸nh chÞu nÐn cña cÊu kiÖn dÇm I hoÆc T(mm) a = c1 ; chiÒu dµy cña khèi øng suÊt t­¬ng ®­¬ng (mm) ®iÒu (A.5.7.2.2) ' ' Aps f ps As f y Ac f y As f y a c1 ' 1 ' 0.85 f c 1bw 0.85 f c b Theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é I Cèt thÐp ph¶i bè trÝ sao cho mÆt c¾t ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc 4.5.1 Bè trÝ cèt thÐp chÞu m«men ©m cña b¶n mÆt cÇu(cho 1 mÐt dµi bmc) vµ kiÓm to¸n theo THGH C­êng ®é 1. + Kh«ng xÐt ®Õn cèt thÐp chÞu nÐn (sÏ bè trÝ cho m«men d­¬ng cña b¶n mÆt cÇu) + M«men tÝnh to¸n cho m«men ©m cña b¶n mÆt cÇu Mu= 34,3758 KNm (B¶ng 4.b) + Ta chän tr­íc sè thanh råi kiÓm to¸n c­êng ®é + Bè trÝ 6 thanh cèt thÐp 16 2 3,1416.16 2 => DiÖn tÝch cèt thÐp As=6. =1206,3744mm 4 d 0 16 dp=ts- 60- = 200 - 60- =132 mm 2 2 1=0,85-(12/7)0,05=0,764 > 0.65 thoả mãn theo A5.7.2.2 As f y 1206,374.420 c ' = 18,2796 mm 0.85 fc 1b f 0,85.40.0,764.2400 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 16 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  17. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L a=.c=0,764. 18,2796 =13,966 mm a 11,638 -6 Mn=As.fs.(dp- )=1206,374.420.(132- ).10 = 63,343 KNm 2 2 Mr=.Mn=0,9. 63,343 = 57,009 KNm > Mu=34,3758KNm => (Tho¶ m·n) VËy mÆt c¾t tho¶ m·n vÒ c­êng ®é. + KiÓm tra l­îng cèt thÐp tèi ®a (A.5.7.3.3.1) c Ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 0.42 de de = dP =132 mm (Do coi Aps = 0 (A.5.7.3.3.1-2)) c: kho¶ng c¸ch tõ thí chÞu nÐn ngoµi cïng ®Õn trôc TH, c=18,2796 mm c 18,2796 = = 0,1385 Tho¶ m·n d e 132 VËy mÆt c¾t gi÷a nhÞp tho¶ m·n vÒ hµm l­îng thÐp tèi ®a. + L­îng cèt thÐp tèi thiÓu fc' Phải thoả mãn min 0.03 fy Trong đó min tỉ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên 1206,374 min =0,00335 1800*200 fc' 40 0,03 0,03 =0,03*0,095=0,00285 fy 420 fc' min 0,03 fy VËy mÆt c¾t tho¶ m·n vÒ hµm l­îng thÐp t«i thiÓu Cù ly tèi ®a gi÷a c¸c thanh cèt thÐp Theo §iÒu (A.5.10.3.2) Trong b¶n cù ly gi÷a c¸c cèt thÐp kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 1,5 chiÒu dµy cÊu kiÖn hoÆc 450mm Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 17 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  18. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Smax 1,5x200=300 (mm) 4.5.2 Bè trÝ cèt thÐp d­¬ng cho b¶n mÆt cÇu( cho 1 mÐt dµi bmc) vµ kiÓm to¸n theo THGH C­êng ®é 1. + Kh«ng xÐt ®Õn cèt thÐp chÞu nÐn (bè trÝ cho m«men ©m cña b¶n mÆt cÇu) + M«men tÝnh to¸n cho m«men d­¬ng cña b¶n mÆt cÇu Mu=36,85134 KNm (Xem b¶ng 4.b) + Ta chän tr­íc sè thanh råi kiÓm to¸n c­êng ®é + Bè trÝ 5 thanh cèt thÐp 14 2 3,1416.14 2 => DiÖn tÝch cèt thÐp As=5. =796,69mm 4 d 0 14 dp=ts- 25- = 200 - 25- =168 mm 2 2 1=0,85-(12/7)0,05=0,764 > 0.65 As f y 769,69.420 c ' = 12,44 mm 0.85 fc 1b f 0,85.40.0,764.2250 a=1.c=0,764. 12,44 =9,50416 mm a 9,50416 -6 Mn=As.fs.(dp- )=769,69.420.(168- ).10 = 52,773 KNm 2 2 Mr=.Mn=0,9. 52,773 = 47,495 KNm > Mu=36,85134 KNm => (Tho¶ m·n) VËy mÆt c¾t tho¶ m·n vÒ c­êng ®é. + KiÓm tra l­îng cèt thÐp tèi ®a (A.5.7.3.3.1) c Ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 0.42 de de =dP =168 mm (Do coi Aps = 0 (A.5.7.3.3.1-2)) c: kho¶ng c¸ch tõ thí chÞu nÐn ngoµi cïng ®Õn trôc TH, c=9,952 c 9,952 = =0,059<0,42 Tho¶ m·n d e 1168 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 18 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  19. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L VËy mÆt c¾t tho¶ m·n vÒ hµm l­îng thÐp tèi ®a. + L­îng cèt thÐp tèi thiÓu fc' Phải thoả mãn min 0.03 fy Trong đó min tỉ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên 769,69 min =0,0029 1800*200 fc' 40 0,03 0,03 =0,03*0,095=0,00285 fy 420 fc' min 0,03 fy VËy mÆt c¾t tho¶ m·n vÒ hµm l­îng thÐp t«i thiÓu Cù ly tèi ®a gi÷a c¸c thanh cèt thÐp Theo §iÒu 5.10.3.2 Trong b¶n cù ly gi÷a c¸c cèt thÐp kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 1.5 chiÒu dµy cÊu kiÖn hoÆc 450mm Smax 1,5x200=300 (mm) 4.5.3 Bè trÝ cèt thÐp ©m cho phÇn hÉng cña b¶n mÆt cÇu( cho 1m dµi bmc) vµ kiÓm to¸n theo THGH C§ 1. §Ó thËn tiªn cho thi c«ng: Bè trÝ 2 mÆt ph¼ng l­íi cèt thÐp cho b¶n mÆt cÇu nªn cèt thÐp ©m cho phÇn hÉng ®­îc bè trÝ gièng cèt thÐp ©m(6 thanh 16). ChØ tiÕn hµnh kiÓm to¸n. + M«men tÝnh to¸n cho m«men ©m cña b¶n mÆt cÇu Mu=28,29 (Xem b¶ng 4.b) Do m«men tÝnh to¸n Mu < M«men tÝnh to¸n cña m«men ©m cña b¶n mÆt cÇu nªn ch¾c ch¾n c¸c kiÓm to¸n trong kiÓm to¸n vÒ c­êng dé tho¶ m·n. 4.5.4 Bè trÝ cèt thÐp co ngãt vµ nhiÖt ®é Theo §iÒu A.5.10.8 cèt thÐp cho c¸c øng suÊt co ngãt vµ nhiÖt ®é ph¶i ®­îc ®Æt gÇn bÒ mÆt bª t«ng lé ra tr­íc c¸c thay ®æi nhiÖt ®é hµng ngµy. §èi víi c¸c cÊu kiÖn máng h¬n 1200mm diÖn tÝch cèt thÐp mçi h­íng kh«ng ®­îc nhá h¬n: Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 19 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  20. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Ag AS 0,75 f y Ag = Tæng diÖn tÝch mÆt c¾t 2 ChiÒu dµy cã hiÖu 200mm => ChiÒu dµy thùc =200+30 =230mm => Ag=230x1 = 230mm Ag 230 2 AS 0,75 0,75 0.431mm / mm f y 400 Cèt thÐp do co ngãt vµ nhiÖt ®é kh«ng ®­îc ®Æt réng h¬n hoÆc 3.0 lÇn chiÒu dµy cÊu kiÖn (3.200=600mm) hoÆc 450 mm. Cèt thÐp co ngãt vµ nhiÖt ®é theo ph­¬ng däc cÇu 0.5AS =0.2065 2 Sö dông NO10 @450 cã As=0,22mm /mm 4.5.5 KiÓm tra b¶n mÆt cÇu theo tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông (kiÓm to¸n nøt) Theo §iÒu A.5.5.2 c¸c vÊn ®Ò ph¶i kiÓm tra theo tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông lµ nøt , biÕn d¹ng vµ øng suÊt trong bª t«ng Do nhÞp cña b¶n nhá vµ kh«ng cã thÐp dù øng lùc nªn trong ®å ¸n nµy chØ kiÓm to¸n nøt ®çi víi b¶n mÆt cÇu theo §iÒu 5.7.3.4 C¸c cÊu kiÖn ph¶i ®­îc cÊu t¹o sao cho øng suÊt kÐo trong cèt thÐp ë tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông fsa kh«ng ®­îc v­ît qu¸ Z fs fsa 1 / 3 0,6 f (A.5.7.3.4-1) dc A Trong ®ã : dc =chiÒu cao phÇn bª t«ng tÝnh tõ thí ngoµi cïng chÞu kÐo cho ®Õn t©m cña thanh hay sîi ®Æt gÇn nhÊt ; nh»m môc ®Ých tÝnh to¸n ph¶i lÊy chiÒu dµy tÜnh cña líp bª t«ng b¶o vÖ dc kh«ng lín h¬n 50 mm . Z = Th«ng sè bÒ réng vÕt nøt (N/mm). LÊy Z= 23000 N/mm ®èi víi c¸c cÊu kiÖn trong m«i tr­êng kh¸c nghiÖt vµ khi thiÕt kÕ theo ph­¬ng ngang +fsa = øng suÊt kÐo trong cèt thÐp ë tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 20 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  21. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L +A = DiÖn tÝch phÇn bª t«ng cã cïng träng t©m víi cèt thÐp chñ chÞu kÐo vµ ®­îc bao bëi c¸c mÆt c¾t cu¶ mÆt c¾t ngang vµ ®­êng th¼ng song song víi trôc trung hoµ, chia cho sè l­îng cña c¸c thanh hay sîi (mm2) 4.5.5.1 KiÓm tra nøt ®èi víi m« men d­¬ng M« men d­¬ng lín nhÊt lµ M = 21,1814KNm/m (Xem b¶ng 4-b) TÝnh fs: X¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ : + LÊy m«men tÜnh víi trôc qua c¹nh d­íi cña mÆt c¾t: h S b.h. n.As.d n.As'.d' 2 =531492,18 mm3 Trong đó n là hệ số chuyển từ cốt thép sang bê tông + DiÖn tÝch mÆt c¾t A b.h. n.As. n.As' 7324,444mm2 S 531492,2 + Kho¶ng c¸ch tõ THH ®Õn mÐp d­íi cña mÆt c¾t: y =72,564 mm A 7324,444 X¸c ®Þnh m« men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t I=281276,76+368575,32+412550,34=1062475mm4 Ứng suÊt trong cèt thÐp ë mÐp d­íi b¶n : My 200000 21,1814.72,564.105 f n 85,109Mpa s I 33994,48 10624750 dc = 25 +14/2 = 32mm < 50 mm 2.32.1800 A = =28800 mm2(DiÖn tÝch phÇn bª t«ng cã cïng träng t©m víi cèt thÐp chñ 4 chÞu kÐo vµ ®­îc bao bëi c¸c mÆt c¾t cu¶ mÆt c¾t ngang vµ ®­êng th¼ng song song víi trôc trung hoµ, chia cho sè l­îng cña c¸c thanh hay sîi ) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 21 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  22. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Z 23000 => f sa 1/ 3 1/ 3 256,345Mpa 0,6 f y 0.6x420 252Mpa dc A (32.28800) do vËy lÊy fsa=0.6fy =252 Mpa > fS = 85,109 Mpa (Tho¶ m·n) 4.5.5.2 KiÓm tra nøt ®èi víi m« men ©m M« men ©m lín nhÊt lµ M= -20,2724 KNm/m Kho¶ng c¸ch tõ TTH ®Õn mÐp trªn cña mÆt c¾t: y=200-72,564=127,436 mm øng suÊt trong cèt thÐp ë mÐp trªn b¶n : My 200000 22,2724.(127,436 68).105 f s n 66,72Mpa I cr 33994,48 10624750 dc = 60 +16/2 = 68mm dC = 50 mm(theo ®iÒu trªn) 2.50.1800 A = =36000 mm2 5 Z 23000 => f sa 1/ 3 1/ 3 189Mpa 0,6 f y 0.6x420 252Mpa dc A (50x36000) do vËy lÊy fsa=189 Mpa > fS = 66,72 Mpa Tho¶ m·n VËy b¶n mÆt cÇu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn kiÓm to¸n nøt ë tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông. 4.5.6 KiÓm tra bè tri’ thÐp theo thiÕt kÕ kinh nghiÖm Ph¶i ®Æt líp cèt thÐp ®ẳng h­íng ,fy 400Mpa Cèt thÐp ph¶i cµng gÇn c¸c mÆt ngoµi cµng tèt Líp ®¸y : Sè l­îng thÐp tèi thiÓu cho mçi líp b»ng 0,57 mm2/mm. Theo thiÕt kÕ trªn cèt thÐp theo ph­¬ng chÝnh 1,11mm2/mm vµ theo ph­¬ng däc lµ 0,8 mm2/mm > 0,57mm2/mm ( tho¶ m·n) Líp ®Ønh : Sè l­îng thÐp tèi thiÓu cho mçi líp b»ng 0,38 mm2/mm .Theo thiÕt kÕ trªn cèt thÐp theo ph­¬ng chÝnh 1,11mm 2/mm vµ theo ph­¬ng däc lµ 0,22 mm 2/mm ph¶i bè trÝ cèt thÐp theo ph­¬ng däc, chän No10 @200 As= 0.5mm /mm Kho¶ng c¸ch lín nhÊt gi÷a cèt thÐp lµ 450mm 5. TÝnh to¸n néi lùc dÇm chñ do tÜnh t¶i Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 22 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  23. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L T¶i träng t¸c dông nªn dÇm chñ TÜnh t¶i : TÜnh t¶i giai ®o¹n 1 DC1vµ tÜnh t¶i giai ®o¹n 2 (DC2+ DW) Ho¹t t¶i gåm c¶ lùc xung kÝch(IL+IM) : Xe HL 93 Néi lùc do c¨ng c¸p øng suÊt tr­íc Ngoµi ra cßn c¸c t¶i träng: Co ngãt, tõ biÕn, nhiÖt ®é, lón, giã, ®éng ®Êt (không xét). 5.1 TÜnh t¶i r¶i ®Òu lªn 1 dÇm chñ Tû träng cña c¸c cÊu kiÖn lÊy theo b¶ng (A.3.5.1.1) AASHTO,gi¶ thuyÕt tÜnh tÜnh t¶i ph©n bè ®Òu cho mçi dÇm, riªng lan can th× mét m×nh dÇm biªn chÞu. + T¶i träng b¶n th©n dÇm DCdc Thµnh phÇn tÜnh t¶i DC bªn trªn bao gåm toµn bé tÜnh t¶i kÕt cÊu trõ tÜnh t¶i líp mÆt hao mßn dù phßng vµ t¶i träng dù chuyªn dông . Do môc ®Ých thiÕt kÕ 2 phÇn cña tÜnh t¶i ®­îc ®Þnh nghÜa nh­ sau: TÜnh t¶i r¶i ®Òu lªn dÇm chñ xuÊt hiÖn ë giai ®o¹n c¨ng øng suÊt tr­íc. gDC1(dc) = .Ag Trong ®ã:  - Träng l­îng riªng cña dÇm, =24 KN/m3 Ag – DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña dÇm khi ch­a më réng. Víi kÝch 2 th­íc ®· chän nh­ trªn, ta tÝnh ®­îc Ag=7324,444c m . Do dÇm cã më réng vÒ 2 phÝa gèi(xem b¶n vÏ) nªn tÝnh thªm phÇn më rộng ta cã ®­îc träng l­îng b¶n th©n cña d©m chñ gDC1(dc) = 20,23 KN/m + T¶i träng do dÇm ngang: DC1dn Theo chiÒu däc cÇu bè trÝ 5 dÇm ngang(xem b¶n vÏ), theo chiÒu ngang cÇu bè trÝ 4 dÇm ngang, suy ra tæng sè dÇm ngang = 4.5=20 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 23 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  24. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L -9 Träng l­îng mét dÇm ngang: DC1dn= 2200.850.200.10 .24=8,976 KN TÜnh t¶i r¶i ®Òu lªn 1 dÇm chñ do dÇm ngang: 20.8,976 gDC1(dn)= =1,47 KN/m 25,2.5 + T¶i träng do c¸c tÊm ®ì BTCT(khi ®æ BT b¶n mÆt cÇu) TÜnh t¶i r¶i ®Òu lªn 1 dÇm chñ do c¸c tÊm ®ì: (1900.80.4 800.80).26000.10 9.24 gDC!(®ì)= = 2,92 KN/m 5.26000 + T¶i träng do b¶n mÆt cÇu B¶n mÆt cÇu dµy 200mm, réng 12000mm 200.12000.25,2.10 6 gDC(bmc)= =10,736 KN/m 5 + T¶i träng do lan can DC2 : Träng l­îng lan can xuÊt hiÖn ë giai ®o¹n khai th¸c sau c¸c mÊt m¸t Ta sö dông lo¹i lan can theo tiªu chuÈn AASHTO => TÜnh t¶i DC2 t¸c dông cho dÇm biªn gDC2 = 4,654 KN/m + T¶i träng cña líp phñ Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 24 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  25. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Líp phñ dµy 75mm tû träng 22,5 KN/m3 -3 gDW= (12000-2.500).0,075x22,5.10 = 18,5625KN/m => ph©n bè cho 1 dÇm : gDW = 18,5625/5 = 3,7125KN/m B¶ng tæng kÕt B¶ng 5.1 Do b¶n mÆt cÇu gDC1(bmc) 10.736 KN/m Do TLBT dÇm chñ gDC1(dc) 20.23 KN/m Do TLBT dÇm ngang gDC1(dn) 1.23 KN/m Do líp phñ mÆt cÇu gDW 3.7125 KN/m Do tÊm dì b»ng BTCT gDC1(dì) 2.92 KN/m Do lan can gDC2 4.564 KN/m 5.2 C¸c hÖ sè cho tÜnh t¶i p (B¶ng A3.4.1-2) B¶ng 5.2 Lo¹i t¶i träng TTGH C­êng ®é1 TTGH Sö dông DC: CÊu kiÖn vµ c¸c thiÕt bÞ phô 1,25/0,9 1 DW: Líp phñ mÆt cÇu vµ c¸c tiÖn Ých 1,5/0,65 1 5.3 X¸c ®Þnh néi lùc Ta tÝnh to¸n néi lùc dÇm chñ t¹i 4 mÆt c¾t: MC gi÷a nhÞp, MC 1/4 nhÞp, MC c¸ch gèi 0,8m vµ MC gèi §Ó x¸c ®Þnh néi lùc, ta vÏ ®­êng ¶nh h­ëng cho c¸c MC cÇn tÝnh råi xÕp tÜnh t¶i r¶i ®Òu lªn ®­êng ¶nh h­ëng. Néi lùc ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: + M«men: Mu= .p..g + - + Lùc c¾t: Vu= .g(p. -.p. ) (T­¬ng tù nh­ tÝnh to¸n b¶n mÆt cÇu víi môc ®Ých t¹o ra hiÖu øng t¶i lín nhÊt) Trong ®ã: - DiÖn tÝch ®­êng ¶nh h­ëng m«men t¹i mÆt c¾t ®ang xÐt +-DiÖn tÝch ®­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t d­¬ng t¹i mÆt c¾t ®ang xÐt +-DiÖn tÝch ®­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t ©m t¹i mÆt c¾t ®ang xÐt : HÖ sè liªn quan ®Õn tÝnh dÎo, tÝnh d­, vµ sù quan träng trong khai th¸c x¸c ®Þnh theo §iÒu (A.1.3.2) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 25 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  26. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L =iDR 0,95 HÖ sè liªn quan ®Õn tÝnh dÎo D = 0,95 theo §iÒu (A.1.3.3) HÖ sè liªn quan ®Õn tÝnh d­ R = 0,95 theo §iÒu (A.1.3.4) HÖ sè liªn quan ®Õn tÇm quan träng khi khai th¸c i = 1,05theo §iÒu (A.1.3.5) VËy:  = 0,95 5.3.1 TÝnh M«men + §­êng ¶nh h­ëng m«men mÆt c¾t gi÷a nhÞp =79,38m2 - Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é 1 DÇm trong (kh«ng cã tÜnh t¶i do lan can) Mu=0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(®ì)+1,5.gDW). =0,95.(1,25.10,736+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125).79,38 = 3730,11 KNm DÇm ngoµi (chÞu toµn bé t¶i träng do lan can) Mu=0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(®ì)+1,5.gDW+1,25.gDC2). =0,95.(1,25.10,736+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125+1,25.4,564).79,38 = 4160,33 KNm - Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông DÇm trong (kh«ng cã tÜnh t¶i do lan can) Mu=0,95.(1.gDC1(bmc)+1.gDC1(dc)+1.DC1(dn)+1.gDC1(®ì)+1.gDW). =0,95.(1.10,376+1.20,23+1.1,23+1.2,92+1.3,7125).79,38 = 2928,096 KNm DÇm ngoµi (chÞu toµn bé t¶i träng do lan can) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 26 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  27. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Mu=0,95.(1.gDC1(bmc)+1.gDC1(dc)+1.DC1(dn)+1.gDC1(®ì)+1.gDW+1.gDC2). =0,95.(1.10,736+1.20,23+1.1,23+1.2,92+1.3,7125+1.4,564).79,38 = 3272,271 KNm + §­êng ¶nh h­ëng m«men mÆt c¾t 1/4 nhÞp =59,535 m2 - Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é 1 DÇm trong (kh«ng cã tÜnh t¶i do lan can) Mu=0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(®ì)+1,5.gDW). =0,95.( 1,25.10,736+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125).59,535 = 2797,58 KNm DÇm ngoµi(chÞu toµn bé t¶i träng do lan can) Mu= 0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(®ì)+1,5.gDW+1,25.gDC2). = 0,95.( 1,25.10,736+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125+1,25.4,564).59,535 = 3119,98 KNm - Tr¹ng th¸i giíi h¹n sñ dông DÇm trong (kh«ng cã tÜnh t¶i do lan can) Mu=0,95.(1.gDC1(bmc)+1.gDC1(dc)+1.DC1(dn)+1.gDC1(®ì)+1.gDW). = 0,95.( 1.10,376+1.20,23+1.1,23+1.2,92+1.3,7125).59,535 = 2196,072 KNm DÇm ngoµi(chÞu toµn bé t¶i träng do lan can) Mu=0,95.(1.gDC1(bmc)+1.gDC1(dc)+1.DC1(dn)+1.gDC1(®ì)+1.gDW+1.gDC2). = 0,95.( 1.10,376+1.20,23+1.1,23+1.2,92+1.3,7125+1.4,564).59,535 = 2454,203KNm Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 27 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  28. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L + §­êng ¶nh h­ëng mémen mÆt c¾t c¸h gèi 0,8 m =9,76 m2 - Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é 1 DÇm trong (kh«ng cã tÜnh t¶i do lan can) Mu= 0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(®ì)+1,5.gDW). = 0,95.(1,25.10,376+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125).7,96 = 458,628 KNm DÇm ngoµi(chÞu toµn bé t¶i träng do lan can) Mu=0,95.(1,25.gDC1(bmc)+1,25.gDC1(dc)+1,25.DC1(dn)+1,25.gDC1(®ì)+1,5.gDW+1,25.gDC2). = 0,95.( 1,25.10,376+1,25.20,23+1,25.1,23+1,25.2,92+1,5.3,7125+1,25.4,564).9,76 = 511,52 KNm - Tr¹ng th¸i giíi h¹n sñ dông DÇm trong (kh«ng cã tÜnh t¶i do lan can) Mu= 0,95.(1.gDC1(bmc)+1.gDC1(dc)+1.DC1(dn)+1.gDC1(®ì)+1.gDW). = 0,95.(1.10,376+1.20,23+1.1,23+1,25.2,92+1.3,7125).9,76 = 360,018 KNm DÇm ngoµi(chÞu toµn bé t¶i träng do lan can) Mu=0,95.(1.gDC1(bmc)+1.gDC1(dc)+1.DC1(dn)+1.gDC1(®ì)+1.gDW+1.gDC2). =0,95.( 1.10,376+1.20,23+1.1,23+1,25.2,92+1.3,7125+1.4,564).9,76 = 402,335 KNm 5.3.2 TÝnh lùc c¾t do tÜnh t¶i + §­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t mÆt c¾t gi÷a nhÞp Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 28 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  29. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L - Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é 1 DÇm trong (kh«ng cã tÜnh t¶i do lan can) + Vu=0,95[1,25(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)+gDC1(®ì)) - - - - - 0,9(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)+gDC1(®ì)) + (1,5.gDW.+ - 0,65.gDW. )] Vu= 0,95[1,25(10,736+20,23+1,23+2,92)3,15 -0,9(10,736+20,23+1,23+2,92)3,15+ (1,5.3,7125.3,15 - 0,65.3,7125.3,15)] = 45,872 KN DÇm ngoµi(chÞu toµn bé t¶i träng do lan can) + Vu=0,95[1,25(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)+gDC1(®ì)+gDC2) - 0,9(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+ - + - +gDC1(dn)+gDC1(®ì)+gDC2) + (1,5.gDW. - 0,65.gDW. )] Vu=0,95[1,25(10,736+20,23+1,23+2,92+4,564)3,15- - 0,9(10,736+20,23+1,23+2,92+4,564)3,15+ + (1,5.3,7125.3,15-0,65.3,7125.3,15)] = 51,219KN - Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông DÇm trong (kh«ng cã tÜnh t¶i do lan can) + Vu=0,95[1.(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)+gDC1(®ì)) - 1.(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)+ - + - +gDC1(®ì)) + (1.gDW. - 1.gDW. )] Vu= 0,95[1.( 10,736+20,23+1,23+2,92)3,15 – - 1.( 10,736+20,23+1,23+2,92)3,15+(1.3,7125.3,15 -1.3,7125.3,15)] = 0 KN DÇm ngoµi (chÞu toµn bé t¶i träng do lan can) + Vu=0,95[1.(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+gDC1(dn)+gDC1(®ì)+gDC2) - 1.(gDC1(bmc)+gDC1(dc)+ Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 29 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  30. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L - + - +gDC1(dn)+gDC1(®ì)+gDC2) + (1.gDW. - 1.gDW. )] Vu=0,95[1.( 10,736+20,23+1,23+2,92+4,564)3,15 – - 1.( 10,736+20,23+1,23+2,92+4,564)3,15 + (1.3,7125.3,15-1.3,7125.3,15)] = 0 KN + §­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t mÆt c¾t 1/4 nhÞp + §­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t mÆt c¾t c¸ch gèi 0,8m + §­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t mÆt c¾t gèi Lµm t­¬ng tù nh­ trªn, ta cã b¶ng tæng kÕt sau: M«men do tÜnh t¶i B¶ng 5.3.1 L/2 L/4 0,8 m TTGH TTGH C§1 TTGH SD TTGH C§1 TTGH SD C§1 TTGH SD DÇm trong 3730,11 2928,096 2797,58 2196,072 458,628 360,018 DÇm ngoµi 4160,33 3272,271 3119,98 2454,203 511,52 402,335 Lùc c¾t do tÜnh t¶i B¶ng 5.3.2 L/2 L/4 0.8 Gèi TTGH TTGH TTGH TTGH TTGH TTGH TTGH TTGH C§1 SD C§1 SD C§1 SD C§1 SD DÇm 45,872 0 267,692 205,78 474,210 379,796 509,921 410,972 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 30 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  31. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L trong DÇm ngoµi 51,219 0 300,716 280,976 536,749 400,721 535,726 461,872 6. Néi lùc dÇm chñ do ho¹t t¶i 6.1. TÝnh to¸n hÖ sè ph©n phèi ho¹t t¶i theo lµn Quy tr×nh AASHTO (1998) ®Ò cËp ®Õn ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng ®­îc dïng ®Ó ph©n bè ho¹t t¶i cho tõng dÇm (AASHTO LRFD 4.6.2.2.2). Kh«ng dïng hÖ sè lµn cña §iÒu 3.6.1.1.2 víi ph­¬ng ph¸p v× c¸c hÖ sè ®ã ®· ®­îc ®­a vµo trong hÖ sè ph©n phèi ,trõ khi dïng ph­¬ng ph¸p m« men tÜnh hoÆc c¸c ph­¬ng ph¸p ®ßn bÈy. Nh÷ng kÝch th­íc liªn quan : ChiÒu cao dÇm: H = 1200mm; Kho¶ng c¸ch cña c¸c dÇm: S=2400mm; ChiÒu dµi nhÞp: L=25200mm; Kho¶ng c¸ch tõ tim cña dÇm biªn ®Õn mÐp trong cña lan can: de=1200- 300 = 900mm DÇm I thuéc ph¹m vi ¸p dông nh÷ng c«ng thøc gÇn ®óng cña qui ®Þnh AASHTO(Theo b¶ng 4.6.2.21 vµ 4.6.2.2a-1). HÖ sè ph©n bè ho¹t t¶i ®­îc tÝnh nh­ sau a. HÖ sè ph©n phèi ho¹t t¶i theo lµn ®èi víi m« men uèn + §èi víi dÇm gi÷a (AASHTO b¶ng 4.6.2.2.2b-1): Mét lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i : 0,4 0,3 0,1 0,4 0,3 S S K g 2400 2400 g =0,06 =0,06 .1 =0,451 m 3 4300 L Lts 4300 25200 Hai lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i 0,6 0,2 0,1 0,6 0,2 S S K g 250 2500 g =0,075 =0,075 .1 =0,633 m 3 2900 L Lts 2900 25200 + §èi víi dÇm biªn (AASHTO B¶ng 4.6.2.2.2.c-1) Mét lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 31 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  32. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Sö dông quy t¾c ®ßn bÈy Do cù ly theo chiÒu ngang cÇu cña xe Truck vµ Tendom ®Òu lµ 1800mm nªn ta cã s¬ ®å xÕp t¶i nh­ h×nh vÏ cho c¶ 2 xe 1,2.(0,417 1,167) gm= = 0,95 Khèng chÕ 2 Hai lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i de 900 gm=e gbªn trong trong ®ã e 0,6 =0,6 = 0.9 3000 3000 gm=0,9.0,95= 0,855 b. HÖ sè ph©n phèi ho¹t t¶i theo lµn ®èi víi lùc c¾t + §èi víi dÇm gi÷a (ASSHTO B¶ng 4.6.2.2.3a-1): Mét lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i S 2400 gv=0,36 =0,36 = 0,676 7600 7600 Hai lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i S S 2400 2400 gv=0,2 =0,2 =0,465 Khèng chÕ 7600 10700 7600 10700 + §èi víi dÇm biªn (AASHTO b¶ng 4.6.2.2.3b-1): Mét lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i Sö dông quy t¾c ®ßn bÈy, t­¬ng tù nh­ tÝnh hÖ sè ph©n bè cho m«men ë trªn ,ta cã gv=0,455 Khèng chÕ Hai lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 32 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  33. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L de 900 gv = e gbªn trong Trong ®ã e 0,6 => e 0,6 =0,9 3000 3000 Theo quy trình AASHTO (4.6.2.2.1) khi dùng phương pháp đòn bẩy phải đưa vào hệ số làn m. Đối với một làn chịu tải m=1,2 , mô hình nguyên tắc đòn bẩy cho dầm biên được chỉ ra trên hình vẽ. 6.2 TÝnh to¸n hÖ sè ph©n phèi cña t¶i träng ng­êi ®i bé Sö dông ph­¬ng ph¸p ®ßn bÈy, tÝnh cho c¶ m«men vµ lùc c¾t, coi t¶i träng ph©n bè ng­êi lµ lùc tËp trung: g= 11,0625.1,5=1,594 V©y hÖ sè ph©n phèi cña ho¹t t¶i vµ ng­êi ®i bé: B¶ng 6.2 DÇm gi÷a DÇm biªn M« men uèn 0,633 0,855 Lùcc¾t 0,461 0,9 Ng­êi ®i bé 1,594 1,594 6.3 X¸c ®Þnh néi lùc. Ho¹t t¶i xe «t« thiÕt kÕ vµ quy t¾c xÕp t¶i (§iÒu 3.6.1.3) . Ho¹t t¶i xe HL93 - Ho¹t t¶i xe «t« trªn mÆt cÇu hay kÕt cÊu phô trî (HL- 93) sÏ gåm mét tæ hîp cña : + Xe t¶i thiÕt kÕ hoÆc hai trôc thiÕt kÕ. + T¶i träng lµn thiÕt kÕ. - HiÖu øng lùc cña t¶i träng lµn thiÕt kÕ kh«ng xÐt lùc xung kÝch. - Quy t¾c xÕp t¶i (A.3.6.1.3) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 33 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  34. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L HiÖu øng lùc lín nhÊt ph¶i ®­îc lÊy theo gi¸ trÞ lín h¬n cña c¸c tr­êng hîp sau : + HiÖu øng cña xe hai trôc thiÕt kÕ tæ hîp víi hiÖu øng t¶i träng lµn thiÕt kÕ(HL93M). + HiÖu øng cña mét xe t¶i thiÕt kÕ cã cù ly trôc b¸nh thay ®æi nh­ trong ®iÒu (A.3.6.1.2.2) tæ hîp víi hiÖu øng cña t¶i träng lµn thiÕt kÕ. (HL93K) §èi víi c¸c m«men ©m gi÷a c¸c ®iÓm uèn ng­îc chiÒu khi chÞu t¶i träng r¶i ®Òu trªn c¸c nhÞp vµ ®èi ph¶n lùc gèi gi÷a th× lÊy 90% hiÖu øng cña hai xe t¶i thiÕt kÕ cã kho¶ng c¸ch trôc b¸nh tr­íc xe nµy ®Õn trôc b¸nh sau xe kia lµ 15000mm tæ hîp 90% hiÖu øng cña t¶i träng lµn thiÕt kÕ ; kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trôc 145KN cña mçt xe t¶i ph¶i lÊy b»ng 4300mm(HL93S). C¸c trôc b¸nh xe kh«ng g©y hiÖu øng lùc lín nhÊt ®ang xem xÐt ph¶i bá qua ChiÒu dµi cña lµn xe thiÕt kÕ hoÆc mét phÇn cña nã mµ g©y ra hiÖu øng lùc lín nhÊt ph¶i ®­îc chÊt t¶i träng lµn thiÕt kÕ. . T¶i träng ng­êi ®i bé (PL) - T¶i träng ng­êi ®i bé 3 KN/m2 (§iÒu A.3.6.1.5) ph©n bè trªn 1,5m nªn t¶i träng r¶i ®Òu cña ng­êi ®i bé lµ 3.1,5 = 4,5 KN/m vµ ph¶i tÝnh ®ång thêi cïng ho¹t t¶i xe thiÕt kÕ * S¬ ®å tÝnh: S¬ ®å tÝnh cña dÇm chñ lµ dÇm gi¶n ®¬n nªn kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trôc cña xe t¶i thiÕt kÕ Truck ®Òu lÊy = 4,3 m * C¸ch xÕp xe t¶i lªn ®­êng ¶nh h­ëng: XÕp xe sao cho hîp lùc cña c¸c trôc xe vµ trôc xe gÇn nhÊt c¸ch ®Òu tung ®é lín nhÊt cña ®­êng ¶nh h­ëng. Víi Truck Hîp lùc x=1,455m 35(x+4,3)+145.x=145.(4,3-x) 4,3m 4,3m => x= 1,455 m Víi Tendom 35 KN 145 KN 145 KN - XÕp TruckLoad+LaneLoad lªn ®­êng ¶nh h­ëng m«men Hîp lùc 1,2m 6.3.1 M«men x=0,6m + §­êng ¶nh h­ëng m«men mÆt c¾t 110 KN 110 KN Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 34 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  35. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L gi÷a nhÞp M«men t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp ch­a tÝnh c¸c hÖ sè MTruck= pi.yi trong ®ã Pi: Träng l­îng c¸c trôc xe yi: Tung ®é ®­¬ng ¶nh h­ëng MTruck= 35.3,5967+145.5,9382+145.4,51375 =1641,269 KNm MLane= 9,3. trong ®ã : DiÖn tÝch ®­êng ¶nh h­ëng MLane= 9,3.79,38 = 738,234 KNm T­¬ng tù xÕp: T¶i träng ng­êi PL lªn ®­êng ¶nh h­ëng m«men (t¶i träng ph©n bè ®Òu 4,5(kN/m)),TendomLoad +LaneLoad lªn ®­êng ¶nh h­ëng m«men, ta cã: + §­êng ¶nh h­ëng m«men t¹i c¸c mÆt c¾t 1/4 nhÞp vµ mÆt c¾t c¸ch gèi 0,8 m Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 35 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  36. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Tại mặt cắt L/2 Tung độ y1 3,5967 Mtruck 1641,269 Tung độ y2 5,9382 Mlane 738,234 Tung độ y3 4,51375 Mtendom 1278 Xe tendom Mpl 337,89 Tung độ yt1 5,8 Tung độ yt2 5,8 Tại mặt cắt L/4 Tung độ y1 0,8712 Mtruck 1241,594 Tung độ y2 4,06 Mlane 551,05 Tung độ y3 3,875 Mtendom 942,5 Xe tendom Mpl 264,6675 Tung độ yt1 4,425 Tung độ yt2 4,125 Tại mặt cắt 0,8 Tung độ y1 0,75 Mtruck 121,515 Tung độ y2 0,657 Mlane 87,792 Tung độ y3 0 Mtendom 104,2195 Xe tendom Mpl 42,48 Tung độ yt1 0,754 Tung độ yt1 0,19345 Lµm t­¬ng tù mÆt c¾t gi÷a nhÞp ®èi víi mÆt c¾t 1/4 nhÞp vµ mÆt c¾t c¸ch gèi 0,8 m, ta cã: Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®­îc M«men t¹i c¸c mÆt c¾t (ch­a tÝnh c¸c hÖ sè)-KNm B¶ng 6.3.1 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 36 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  37. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L MÆt c¾t Gi÷a nhÞp 1/4 nhÞp C¸ch gèi 0,8m Truck 1641,269 1241,594 121,515 Tendom 1278 942,5 104,2195 PL 337,89 264,6675 42,48 LaneLoad 738,234 551,05 87,792 6.3.2 Lùc c¾t + §­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp XÕp TruckLoad+LaneLoad lªn ®­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t Lùc c¾t t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp ch­a tÝnh c¸c hÖ sè VTruck=pi.yi trong ®ã Pi: Träng l­îng c¸c trôc xe Yi: Tung ®é ®­¬ng ¶nh h­ëng VTruck= 35.0,158 +145.0,329 + 145.0,5 =125,725 KN VLane= 9,3. trong ®ã : DiÖn tÝch ®­êng ¶nh h­ëng VTruck= 9,3.3,15 = 29,296 KN T­¬ng tù xÕp: T¶i träng ng­êi PL lªn ®­êng ¶nh h­ëng m«men (t¶i träng ph©n bè ®Òu 4,5KN/m), TendomLoad lªn ®­êng ¶nh h­ëng m«men ta cã: + §­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t t¹i mÆt c¾t 1/4 nhÞp Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 37 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  38. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L + §­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t t¹i mÆt c¾t c¸ch gèi 0,8m + §­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t t¹i mÆt c¾t gèi TÝnh to¸n t­¬ng tù mÆt c¾t gi÷a nhÞp ®èi víi mÆt c¾t 1/4 nhÞp vµ mÆt c¾t c¸ch gèi 0,8 m, ta cã: Tại mặt cắt L/2 Truck Tung độ y35 0,158 Vtruck 125,735 Tung độ y145 0,329 Vlane 29,296 Tung độ y145 0,5 Vtendom 101,75 Xe tendom Vpl 13,725 Tung độ yt1 0,475 Tung độ yt2 0,45 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 38 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  39. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Tại mặt cắt L/2 Truck Tung độ y35 0,342 Vtruck 206,765 Tung độ y145 0,576 Vlane 63,8719 Tung độ y145 0,75 Vtendom 156,75 Xe tendom Vpl 30,88125 Tung độ yt1 0,725 Tung độ yt2 0,7 Tại mặt cắt 0,8 Truck Tung độ y35 0,611 Vtruck 274,7 Tung độ y145 0,965 Vlane 105,4601 Tung độ y145 0.786 Vtendom 203,39 Xe tendom Vpl 51,0291 Tung độ yt1 0,937 Tung độ yt2 0,912 Tại mặt cắt gối Truck Tung độ y35 0,619 Vtruck 286,76 Tung độ y145 0,829 Vlane 113,96 Tung độ y145 1 Vtendom 218,13 Xe tendom Vpl 54,9 Tung độ yt1 1 Tung độ yt2 0,983 - NhËn xÐt: Néi lùc t¹i c¸c mÆt c¾t d­íi t¸c dông cña Tendom lu«n lu«n nhá h¬n Truck. VËy ta chØ tÝnh to¸n néi lùc cña dÇm chñ d­íi t¸c dông cña DeadLoad+TruckLoad+LaneLoad+PeopleLoad Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 39 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  40. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L 6.3.3 Tæ hîp néi lùc * Tæ hîp theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é I + Tæ hîp M« men theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é I(§iÒu 3.4.1.1) MU= (P.M DC1 + P M DC2 +P M DW +1.75MLL+IM +1.75 MLP ) + Tæ hîp Lùc c¾t theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é I(§iÒu 3.4.1.1) VU= (P V DC1 + P V DC2 +P V DW +1.75VLL+IM +1.75 VLP) Trong ®ã : MLL: M«men do ho¹t t¶i t¸c dông lªn 1 dÇm chñ (®· tÝnh hÖ sè ph©n bè ngang) MU : M« men tÝnh to¸n theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é I cña dÇm gi÷a VU : Lùc c¾t tÝnh to¸n theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é I cña dÇm gi÷a P : X¸c ®Þnh ë môc1.3.2  : HÖ sè liªn quan ®Õn tÝnh dÎo, tÝnh d­, vµ sù quan träng trong khai th¸c x¸c ®Þnh theo §iÒu 1.3.2 =iDR 0.95 HÖ sè liªn quan ®Õn tÝnh dÎo D = 0.95 (theo §iÒu 1.3.3) HÖ sè liªn quan ®Õn tÝnh d­ R = 0.95(theo §iÒu 1.3.4) HÖ sè liªn quan ®Õn tÇm quan träng trong khai th¸c i = 1.05 (theo §iÒu 1.3.5)  = 0,95 IM = HÖ sè xung kÝch IM = 25% Theo §iÒu 3.4.1-1. * HÖ sè t¶i träng vµ tæ hîp theo tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông I MU=M DC1 + M DC2 + M DW +MLL+IM + MDN VU= VDC1 + V DC2 + V DW +VLL+IM + VDN B¶ng néi lùc do ho¹t t¶i (TruckLoad+PeopleLoad+LaneLoad) Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­ßng ®é 1 B¶ng 6.3.3.1 MÆt c¾t L/2 L/4 Cách gối 0,8 m Gèi Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 40 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  41. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L M«men DÇm trong 3511,48 2647,8 346,741 0 (KNm) DÇm ngoµi 4431,12 3330,7 429,415 0 Lùc c¾t DÇm trong 169,353 312,64 456,827 483,81 (KN) DÇm ngoµi 295,547 532,59 764,335 807,47 Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông B¶ng 6.3.3.2 MÆt c¾t L/2 L/4 0,8 m Gèi M«men DÇm trong 2229,51 1681,1 220,153 0 (KNm) DÇm ngoµi 2813,41 2114,8 272,644 0 Lùc c¾t DÇm trong 107,526 198,15 290,049 307,181 (KN) DÇm ngoµi 187,649 338,15 485,292 512,680 B¶ng tæng kÕt néi lùc trong dÇm chñ Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­ßng ®é 1 B¶ng 6-a MÆt c¾t L/2 L/4 0,8 m Gèi M«men DÇm trong 7008,52 5411,5 790,332 0 (KNm) DÇm ngoµi 8331,49 6413,3 924,168 0 Lùc c¾t DÇm trong 214109 578,2 929,170 992,554 (KN) DÇm ngoµi 344,931 832,36 1298,060 1341,196 Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông B¶ng 6-b MÆt c¾t L/2 L/4 0,8 m Gèi M«men DÇm trong 4974,65 3850,7 568,367 0 (KNm) DÇm ngoµi 5881,22 4539,3 661,788 0 Lùc c¾t DÇm trong 107,526 402 667,693 714,176 (KN) DÇm ngoµi 187,649 568,1 884,014 972,571 7. C¸c ®Æc tr­ng vËt liÖu cho dÇm chñ 7.1 ThÐp 7.1.1 ThÐp øng suÊt tr­íc. 2 Sö dông tao thÐp 15,2mm. Diện tích một tao 140 mm . Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 41 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  42. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L - C­êng ®é kÐo quy ®Þnh cña thÐp øng suÊt tr­íc :f pu 1860MPa (A.5.4.4.1) - Giíi h¹n ch¶y cña thÐp øng suÊt tr­íc : f py 0,9. f pu 1670MPa (A.5.4.4.1) - M«dun ®µn håi cña thÐp øng suÊt tr­íc : E p 197000MPa - Sö dông thÐp cã ®é chïng d·o thÊp cña h¶ng VSL: ASTM A416 Grade 270. - HÖ sè ma s¸t  = 0,23 - HÖ sè ma s¸t l¾c trªn 1mm bã c¸p K = 6,6 10-7 (mm-1) (A.5.9.5.2.2b) - øng suÊt trong thÐp øng suÊt khi kÝch f pj 0,8. f pu 1488MPa - øng suÊt trong thÐp sau c¸c mÊt m¸t trong giai ®o¹n sö dông : 0,83.fpy=0,83.1670=1386,1 MPa - øng suÊt trong thÐp sau c¸c mÊt m¸t trong giai ®o¹n khai th¸c : 0,8.fpy=0,8.1670=1336 MPa - ChiÒu dµi tôt neo : L 0.002m/1neo 7.1.2 ThÐp th­êng - Giíi h¹n ch¶y tèi thiÓu cña cèt thÐp thanh: f y 400MPa E 200000MPa - M«dun ®µn håi : s 7.2 Bªt«ng 3 - Tû träng cña bªt«ng:  c 24KN / m - C­êng ®é chÞu nÐn cña bªt«ng quy ®Þnh ë tuæi 28 ngµy f 'c 40MPa - C­êng ®é chÞu nÐn cña bªt«ng lóc b¾t ®Çu ®Æt t¶i hoÆc t¹o øng suÊt tr­íc : f 'ci 0,85 f 'c 34MPa 1,5 - M«dun ®µn håi cña bªt«ng lµm dÇm : Ec 0,043. c f 'c 33994,48MPa - M«dun ®µn håi cña bªt«ng lµm dÇm lóc c¨ng kÐo: Eci 0,85Ec 0,85.33994,48 28895,3MPa f ' 28 - HÖ sè quy ®æi h×nh khèi øng suÊt (5.7.2.2):  0,85 0,05 c 0,764 1 7 - C­êng ®é chÞu kÐo khi uèn: f r 0,63 f 'c 3,89MPa (A.5.4.2.6) 8. Chän vµ bè trÝ c¸p dù øng lùc 8.1 Chän c¸p dù øng lùc Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 42 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  43. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Cã thÓ tÝnh s¬ bé diÖn tÝch c¸p óng suÊt tr­íc dùa vµo giíi h¹n øng suÊt kÐo trong bª t«ng, vµ gi¶ thuyÕt tæng mÊt m¸t. ë ®©y ta tÝnh cho dÇm biªn v× dÇm biªn chÞu m«men uèn vµ lùc c¾t lín h¬n dÇm trong. Giíi h¹n øng suÊt kÐo trong bª t«ng(¦S t¹i thí d­íi) ë THGH Sö dông lµ ' 0,5 fc = 0,5 40 3.162Mpa (§iÒu 5.9.4.2.2-1) Trị số nhỏ nhất của lực kéo tước F f để đảm bảo ứng suất kéo thớ dưới không vượt quá giới hạn 3,162 Mpa biểu diễn như sau: Ff Ff *eg * yd (M DC M LL IM )yd f bg 3,162Mpa Ag I I Trong ®ã I: M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t tính đổi. yd: Kho¶ng c¸ch tõ trôc trung hoµ ®Õn thí d­íi cña mÆt c¾t tính đổi. (Gi¶ thiÕt lÊy mÆt c¾t kh«ng cã cèt thÐp D¦L) Ta có mặt cắt chữ T tính đổi như sau: TÝnh ®­îc c¸c ®Æc tr­ng h×nh häc. 2 Diện tích quy đổi Ag=7324,44 cm Mômen quán tính mặt cắt quy đổi. S0=531492 cm3 yd= 72,5642 cm Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 43 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  44. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Iphần cánh = 281277 cm4 Iphần bụng = 368575 cm4 Iphần bầu= 412550 cm4 I=1062475 cm4 MDC :Mômen tại mặt cắt giữa nhịp trong TTGH sử dụng do tĩnh tải giai đoạn 1 và tĩnh tải giai đoạn 2 gây ra. MDC= MDC1+ MDC2+ MDw=3067,806 KNm MLL+IM: M«men t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp trong THGH Sö dông do ho¹t t¶i + xung kích gây ra. MLL+IM= 2229.51 KNm Thay vµo c«ng thøc trªn: Lùc c¨ng Ff 652 KN 2 GØa thiÕt ¦S trong bã sau c¸c mÊt m¸t = 0,6fpu=0,6.1860=1116 Mpa =1116N/mm 6 Ff 5,548.10 2 Aps 4971mm 0,6. f pu 1116 §Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn c­êng ®é cã thÓ dïng c«ng thøc gÇn ®óng sau: M n (Aps. 0,95 f pu AS f y ).0,9h M u Trong ®ã  1,0 Ppr=1,0 (hÖ sè øng suÊt) {A.5.5.4.2} h :chiÒu cao dÇm =1200 mm Mu:M«men uèn t¹i gi÷a nhÞp theo tr¹ng th¸I giíi h¹n c­êng ®é 1 6 M u 8331,49.10 Ta cã: Aps .0,95. f pu (0,9h) 1.0(0,95)(1860)(0,9)(1200) 2 2 APS 4365,78mm TTGH c­êng ®é kh«ng nguy hiÓm §èi víi lo¹i c¸p tao 15,2 mçi tao cã tiÕt diÖn 1,4 cm2 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 44 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  45. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L A 4971 Sè tao c¸p n= PS 35,504 tao a¸ p 140 2 Chän sè tao c¸p n=36 tao Aps =5040mm 8.2 Bè trÝ c¸p dù øng lùc + Bè trÝ trong mÆt ph¼ng ®øng C¸c bã c¸p ®­îc bè trÝ trong mÆt ph¼ng ®øng theo ®­êng gÊp khóc. Ta bè trÝ c¸c bã c¸p t¹i mÆt c¾t ®Çu dÇm vµ gi÷a dÇm nh­ sau: Ta cã : Víi mÆt c¾t gi÷a nhÞp Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m cèt thÐp chÞu kÐo tíi ®¸y dÇm Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 45 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  46. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L 8.6,5 8.13 8.19,5 8.26 2.32,5 2.39 y= =18,42 cm 36 Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m mÆt c¾t tíi träng t©m cèt thÐp chÞu kÐo Ecl=yd-18,42=54,15 cm Víi mÆt c¾t gèi 6.6,5 6.13 6.19,5 6.26 2.39 2.48 2.74 2.87 2.100 y= =33,5 cm 36 ecl=yd-33,5=39,06 cm 8.3 TÝnh tÝnh c¸c ®Æc tr­ng h×nh häc mÆt c¾t tÝnh ®æi. HÖ sè tÝnh ®æi tõ thÐp sang bªt«ng. E 197000 n= athep 5,795 Ebetong 33994,48 Víi mÆt c¾t gi÷a nhÞp: +X¸c ®Þnh Atd:diÖn tÝch mÆt c¾t tÝnh ®æi 2 Atd =A0+n.Ap=732444+5,795.5040=761655,84 mm +X¸c ®Þnh Std:M«men tÜnh cña mÆt c¾t tÝnh ®æi Träng t©m c¸c bã cèt thÐp y=184,2mm 3 Std =S0+n.A¸.YPS=531492181+5,795.5040.123,3=535093379 mm +X¸c ®Þnh ytd S ytd=td =704,54 mm Atd t +X¸c ®Þnh y 1 t d y 1=h-ytd =1200-704,07=495,93 mm +X¸c ®Þnh Itd :M«men qu¸n tÝnh cña m¹et c¾t tÝnh ®æi 2 10 4 Itd= I0+5,795.5040.(704,07-18,42) =2,50910 mm 10 4 I0=1,699278.10 mm Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 46 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  47. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L §èi víi c¸c mÆt c¾t kh¸c (mÆt c¾t gèi) còng lµm t­¬ng tù. KÕt qu¶ tÝnh to¸n thÓ hioÖn ë b¶ng sau: (tÝnh cho dÇm biªn) B¶ng 8.3 §Æc tr­ng MÆt c¾t gi÷a MÆt c¾t gèi §¬n vÞ A 763274,15 978724,15 mm2 MÆt c¾t S 537398504 57922717 mm3 tÝnh ®æi yd 704,07009 586,39885 mm yt 495,92991 613,60115 mm I 2,509+10 2,89E+10 mm4 9. TÝnh to¸n c¸c mÊt m¸t øng suÊt §èi víi dÇm T kÐo tr­íc ta cã c¸c mÊt m¸t sau: {A.5.9.5} f pt f pES fPsr+ fPCR+ fPR 9.1 MÊt m©t do nÐn ng¾n ®µn håi { A.5.9.5.2.3.a} KÕt cÊu kÐo tr­íc EP fPes= fcgp E Ci Trong ®ã Fcgp=tæng øng suÊt bªt«ng ë träng t©m cña c¸c bã thÐp øng suÊt do dù øng lùc khi truyÒn vµ tù träng cña bé phËn ë c¸c mÆt c¾t m«me gi÷a dÇm (Mpa) EP=M«®un ®µn håi cña thÐp dù øng lùc.(Mpa) Eci= m«®un ®µn håi cña bªt«ng lóc truyÒn lùc(Mpa) Fi=0.70fPuAps=0,7.1860. 5040=6927 KN Mdg=1579,296 KNm Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 47 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  48. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Fi Fi 2 M dg ecl fcgp=- ecl Ag I G I g 6,927.106 6,927.106.5342 1579,296.106.534 fcgp=- 763274,15 2,509.1010 2,509.1010 Ep=197000 Mpa Eci=480040 =30360 Mpa EP 197000 f pES f pgp .29,6 192,06MPa Eci 30360 9.2 MÊt m¸t do trïng cèt thÐp lóc truyÒn lùc. log(24t) f pi R pR1 ( 0,55) f pi 40.0 f py t:thêi gian gi¶ ®Þnh tõ lóc c¨ng ®Ðn lóc c¾t cèt thÐp = 4 ngµy fpi: øng suÊt ban ®Çu trong bã c«ts thÐp ë cuooÝ giai ®o¹n c¨ng. -LÆp lÇn ®Çu: f pi f pt f pES 0,74.1860 146.13 1184,34MPa f py 0,9 f pu 0,9.1860 1674MPa log(24.4) 1184,34 f ( 0,55).1184,34 9,24MPa pR1 40 1674 TÝnh l¹i fpi vµ f pR1 fpi=1184,34-9,24=1175,1 log(24.4) 1175,2 f ( 0,55).1175,1 8,85MPa pR1 40 1674 -LÆp lÇn 2: Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 48 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  49. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L fpi fpt-( f pES fPR1)=0,74.1860-(192,06+8,85) =1175,46 Mpa Fi=5040.1175,49=6253,6 KN Fpgp=30,22 Mpa 197000 f 30,22 196,09MPa pES 30360 9.3 Co ngãt f pSP 117 1,03H 0 H: lµ ®é Èm t­¬ng ®èi=70 /0 f pSP 117 1,03.70 44,9MPa 9.4 Tõ biÕn f pCR 12. f cgp 7. f cdp 12.29,6 7.8,8 293,6MPa 9.5 TÝnh gÇn ®óng tæng sè mÊt m¸t theo thêi gian (A.5.9.5.3.1) 55 41 f fp 230 1 0,15 41PPR 41 trong dè PPR =1,0 tØ lÖ dù øng lùc mét phÇn 55 41 f fp 230 1 0,15 41 =259,2 Mpa 41 §èi víi tao c¸p cã ®é tù trïng thÊp. f fp 259,2 41 218,2MPa 9.6 Tæng mÊt m¸t: f pT (mÊt m¸t ban ®Çu)+(mÊt m¸t theo thêi gian). f pT (192,06 8,69) 218,2 418,95MPa 10. KiÓm to¸n theo - Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é I Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é ph¶i ®­îc xem xÐt ®Õn ®Ó ®¶m b¶o c­êng ®é vµ sù æn ®Þnh c¶ vÒ côc bé vµ toµn thÓ ®­îc dù phßng ®Ó chÞu ®­îc c¸c tæ hîp t¶i träng quan träng theo thèng kª ®­îc ®Þnh ra ®Ó cÇu chÞu ®­îc trong tuæi thä thiÕt kÕ cña nã. Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é dïng ®Ó kiÓm to¸n c¸c mÆt c­êng ®é vµ æn ®Þnh . Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 49 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  50. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L 10.1 KiÓm to¸n C­êng ®é chÞu uèn Quy tr×nh AASHTO[4] qui ®Þnh ®èi víi tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é 1: M u M n M« men tÝnh to¸n (Mu) Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é I Mu =iMi KÕt qu¶ (Mu) cña dÇm gi÷a ®­îc tÝnh to¸n b¶ng trªn Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n M r M n Trong ®ã:  : lµ hÖ sè kh¸ng uèn ®­îc quy ®Þnh ë §iÒu A.5.5.4.2, dïng cho uèn vµ kÐo bª t«ng cèt thÐp øng suÊt tr­íc  = 1,0 Mn : Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh TÝnh to¸n søc kh¸ng uèn danh ®Þnh (A.5.7.3.2) Ph©n bè øng suÊt theo h×nh ch÷ nhËt (A.5.7.2.2) Quan hÖ tù nhiªn gi÷a øng suÊt bª t«ng chÞu nÐn vµ øng biÕn cã thÓ coi nh­ mét khèi h×nh ch÷ nhËt t­¬ng ®­îng b»ng 0,85f'c ph©n bè trªn mét giíi h¹n bëi mÆt ngoµi cïng chÞu nÐn cña mÆt c¾t vµ ®­êng th¼ng song song víi trôc trung hoµ c¸ch thí chÞu nÐn ngoµi cïng mét kho¶ng c¸ch a = 1c . Kho¶ng c¸ch c ph¶i tÝnh vu«ng gãc víi trôc trung hoµ. HÖ sè 1lÊy b»ng 0,85 ®èi víi bª t«ng cã c­êng ®é kh«ng lín h¬n 28 Mpa.Víi bª t«ng cã c­êng ®é lín h¬n 28 Mpa , hÖ sè 1 gi¶m theo tû lÖ 0,05 cho tõng 7 Mpa v­ît qu¸ 28 Mpa, nh­ng kh«ng nhá h¬n trÞ sè 0,65 . C«ng thøc tÝnh to¸n søc kh¸ng uèn (A.5.7.3.2.2.1) 0.85f'c bc c h 0.85f'c(bc -b) A'sf'y a s ' d b A's 0.85f'cbhc p e d s d d Aps Apsfps Asfy As Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 50 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  51. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L a a a a hf M A f d A f d A ' f ' d ' 0,85. f (b b ) h n ps ps p s y s s y s c' w 1 f 2 2 2 2 2 Coi mÆt c¾t chØ cã cèt thÐp øng suÊt tr­íc chÞu lùc khi ®ã : a a h f M A f d 0,85. f (b b ) h n ps ps p c' w 1 f 2 2 2 Trong ®ã : 2 Aps = DiÖn tÝch thÐp øng suÊt tr­íc (mm ) fps = øng suÊt trung b×nh trong thÐp øng suÊt tr­íc ë søc kh¸ng uèn danh ®Þnh ,tÝnh theo ph­¬ng tr×nh 5.7.3.1-1(Mpa) dp = kho¶ng c¸ch tõ thí nÐn ngoµi cïng ®Õn träng t©m cèt thÐp chÞu kÐo kh«ng øng suÊt tr­íc (mm) 2 As = DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu kÐo kh«ng øng suÊt tr­íc (mm ) fy = Giíi h¹n ch¶y qui ®Þnh cña cèt thÐp (Mpa). ds = Kho¶ng c¸ch t¶i träng tõ thí nÐn ngoµi cïng ®Õn träng t©m cèt thÐp chÞu kÐo kh«ng øng suÊt tr­íc (mm) 2 A's = DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu nÐn (mm ) f'y = Giíi h¹n ch¶y qui ®Þnh cña cèt thÐp chÞu nÐn (Mpa). d'p = Kho¶ng c¸ch tõ thí ngoµi cïng chÞu nÐn ®Õn träng t©m cèt thÐp chÞu nÐn (mm) ' f c = C­êng ®é chÞu nÐn qui ®Þnh cña bª t«ng ë tuæi 28 ngµy (Mpa) bc = BÒ réng cña mÆt chÞu nÐn cña cÊu kiÖn (mm) bw = ChiÒu dµy cña b¶n bông (mm) 1 = HÖ sè chuyÓn ®æi biÓu ®å øng suÊt qui ®Þnh trong §iÒu 5.7.2.2 1=0,85-(12/7)0,05=0,764 > 0,65 h1 = ChiÒu dµy c¸nh chÞu nÐn cña cÊu kiÖn dÇm I hoÆc T(mm) c = Kho¶ng c¸ch tõ trôc trung hoµ ®Õn mÆt chÞu nÐn (mm) a = c.1 ; chiÒu dµy cña khèi øng suÊt t­¬ng ®­¬ng (mm) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 51 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  52. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L TÝnh to¸n øng suÊt trong thÐp øng suÊt tr­íc ë møc søc kh¸ng uèn danh ®Þnh (A.5.7.3.1) §èi víi cèt thÐp øng suÊt tr­íc dÝnh b¸m mÆt c¾t h×nh ch÷ T chÞu uèn quanh mét trôc, cã øng suÊt ph©n bè nh­ quy ®Þnh cña §iÒu 5.7.2.2vµ fPe(øng suÊt cã hiÖu cßn l¹i trong thÐp øng suÊt tr­íc) = 0,7428fPu c x¸c ®Þnh theo ph­¬ng tr×nh trªn th× søc kh¸ng uèn danh ®Þnh Mn cã thÓ x¸c ®Þnh theo c¸c ph­¬ng tr×nh trªn(5.7.3.1.1-1 ®Õn 5.7.3.2.2-1)trong ®ã b ph¶i thay b»ng bf ' ' A f A f A f y C«ng thøc x¸c ®Þnh c ®­îc viÕt l¹i: c ps pu s y c ' f pu 0.85 fc 1bf kAps d p * KiÓm tra c­êng ®é uèn Trong khu«n khæ ®å ¸n TKMH chØ yªu cÇu kiÓm tra t¹i 3 mÆt c¾t:MÆt c¾t gi÷a nhÞp, mÆt c¾t 1/4 nhÞp, mÆt c¾t c¸ch gèi 0,8m vµ mÆt c¾t gèi. 10.1.1 T¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp. 5040.1860 0 0 0,85.0,764.40.(2400 200).211,1 2168574 Thay sè vµo: c = <0 1860 3267,039 0,85.45.0,764.20 0,28.5040. 1008,4 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 52 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  53. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L c c x¸c ®Þnh theo ph­¬ng tr×nh trªn th× søc kh¸ng uèn danh ®Þnh Mn cã thÓ x¸c ®Þnh theo c¸c ph­¬ng tr×nh trªn(5.7.3.1.1-1 ®Õn 5.7.3.2.2- 1) trong ®ã b ph¶i thay b»ng bf C«ng thøc x¸c ®Þnh c ®­îc viÕt l¹i ' ' A f A f A f y 5040.1860 0 0 c ps pu s y c =152,02 mm f 1860 0.85 f '  b kA pu 0,85.40.0,764.2400 0,28.5040 c 1 f ps 1008,4 d p dp=h -y=1200- 191.6 =1008,4 mm c 152,02 fps=fpu.(1-k )=1860.(1-0,28. )=1781,48 Mpa d p 1008,4 a=.c=0,764.152,02 = 116,146 mm a 116,146 -6 Mn=Aps.fpu.(dp- )=5040.1860.(1008,4- ).10 = 9403,884 KNm 2 2 Mr= .Mn=1.9403,884 = 9403,884 KNm > Mu=8331,49 KNm (Tho¶ m·n) VËy mÆt c¾t gi÷a nhÞp tho¶ m·n vÒ c­êng ®é. 10.1.2 T¹i c¸c mÆt c¾t L/4 tÝnh to¸n t­¬ng tù ta cã kÕt qu¶ ' ' A f A f A f y 5040.1860 0 0 c ps pu s y c =151,678 mm f 1860 0.85 f '  b kA pu 0,85.40.0,764.2400 0,28.5040 c 1 f ps 956,8 d p dp=h -y=1200- 243,2 =956,8 mm c 152,02 fps=fpu.(1-k )=1860.(1-0,28. )=1777,44 Mpa d p 956,8 a=.c=0,764.151,678 = 115,882 mm a 115,882 -6 Mn=Aps.fpu.(dp- )=5040.1860.(956,8- ).10 = 8894,39 KNm 2 2 Mr= .Mn=1.8894,39 = 8894,39 KNm > Mu=8331,49 KNm (Tho¶ m·n) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 53 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  54. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L VËy mÆt c¾t L/4 tho¶ m·n vÒ c­êng ®é. 10.1.3 T¹i c¸c mÆt c¾t c¸ch gèi 0,8 m tÝnh to¸n t­¬ng tù ta cã kÕt qu¶ ' ' A f A f A f y 5040.1860 0 0 c ps pu s y c =151,32mm f 1860 0.85 f '  b kA pu 0,85.40.0,764.2400 0,28.5040 c 1 f ps 908 d p dp=h -y=1200- 292 =908 mm c 152,02 fps=fpu.(1-k )=1860.(1-0,28. )=1773,21 Mpa d p 908 a=.c=0,764.151,678 = 115,882 mm a 115,882 -6 Mn=Aps.fpu.(dp- )=5040.1860.(908- ).10 = 8412,87 KNm 2 2 Mr= .Mn=1.8412,87 = 8412,87 KNm > Mu=8331,49 KNm (Tho¶ m·n) VËy mÆt c¾t cc¸ch gèi 0,8 m tho¶ m·n vÒ c­êng ®é. 10.2 KiÓm tra hµm l­îng cèt thÐp øng suÊt tr­íc + L­îng cèt thÐp tèi ®a (A.5.7.3.3.1) c Ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 0.42 de de = dP =1008,4 mm (Do coi As = 0 (A.5.7.3.3.1-2)) c: kho¶ng c¸ch tõ thí chÞu nÐn ngoµi cïng ®Õn trôc TH c=152,02 mm c 152,02 = =0,150754 Tho¶ m·n d e 1008,4 VËy mÆt c¾t gi÷a nhÞp tho¶ m·n vÒ hµm l­îng thÐp tèi ®a. + L­îng cèt thÐp tèi thiÓu Mr > min ( 1,2Mcr, 1,33Mu) (§iÒu A,5.7.3.3.2)(b¶ng 23 vµ 24) Trong ®ã Mcr : M«men nøt ®­îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së ph©n bè ph©n bè øng suÊt ®µn håi vµ c­êng ®é chÞu kÐo khi uèn, fr (A.5.4.2.6) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 54 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  55. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L ' fr 0.63 f c 3,984Mpa Trong tr¹ng th¸i GHSD, ¦S kÐo BT ë ®¸y dÇm do c¸c lo¹i t¶i träng lµ: d M y d M y d M y d M y d P (P e)y M .y d f = DC1 1 DC 2 1 DW 2 LL IM 2 j j 0 ttbt o Itd Itd Itd Itd A0 I 0 I 0 trong ®ã 2 Pj=Aps.(0,8fpy-matmat )=5040.(0,8.1674- 418,95)=4638060 Mpa.mm Thay c¸c gi¸ trÞ vµo ta ®­îc f= 2,832 MPa Nh­ vËy Mcr lµ m«men g©y thªm cho dÇm ®Ó ¦S thí d­íi cña bªt«ng ®¹t ®Õn ¦S suÊt keã: d M cr .y 2 6 .10 = fr - f = 3,984-2,832=1,152 MPa I 2 1,152.2,509 010.10 6 Mcr= = 410,056 KNm 704,07009 Min ( 1,2Mcr, 1,33Mu)=min(492,67; 11080,56)= 492,67 KNm => Mr > 492,67 KNm => Tho¶ m·n VËy mÆt c¾t gi÷a nhÞp tho¶ m·n vÒ hµm l­îng thÐp t«i thiÓu 10.3 TÝnh cèt ®ai vµ kiÓm to¸n c¾t theo tr¹ng th¸i giíi h¹n C§1: 10.3.1 T¹i ®o¹n dÇm gÇn gèi C«ng thøc tÝnh søc kh¸ng c¾t Vr = Vn Trong ®ã :  = HÖ sè søc kh¸ng quy ®Þnh trong §iÒu (A.5.5.4.2),  = 0.9 VN = søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh quy ®Þnh trong §iÒu (A.5.8.3.3) Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh ph¶i ®­îc x¸c ®Þnh b»ng trÞ sè nhá h¬n cña : Vn1 Vc Vs Vp Vn min Vn2 0.25f'cbvdv Vp Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 55 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  56. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Trong ®ã : Bá qua cèt thÐp th­êng Vs=0 ' Vc=0.083b f c vdv: Lùc c¾t do bªt«ng Vp=Thµnh phÇn lùc øng suÊt tr­íc cã hiÖu trªn h­íng lùc c¾t t¸c dông – lµ d­¬ng nÕu ng­îc chiÒu lùc c¾t (N) Vp=(Pe)sin (gãc hîp bëi ph­¬ng n»m ngang vµ h­íng c¸p ),Vp.0 nÕu ng­îc chiÒu víi lùc c¾t. ë ®©y :Lùc c¾t gÇn gèi lµ lín nhÊt nªn ta chØ cÇn duyÖt cho mÆt c¾t nµy. = gãc nghiªng cña cèt thÐp ngang ®èi víi ph­¬ng trôc däc =90o bv = BÒ réng bông cã hiÖu bv=400 mmm dv = ChiÒu cao chÞu c¾t cã hiÖu ®­îc lÊy b»ng cù ly ®o th¼ng gãc víi trôc trung hoµ gi÷a hîp kÐo do uèn (d’v), nh­ng kh«ng lÊy Ýt h¬n trÞ sè lín h¬n cña (0,9de)vµ (0,72h) M¹t c¾t Dp-a/2 0,9dp(cm) 0,72h dv(cm) 0,8 m 85,02 81,72 86,4 86,4 L/4 89,885 86,112 86,4 89,885 L/2 89,925 90,756 86,4 90,756 S: Cù ly cèt thÐp ®ai (mm) , Cù ly cèt thÐp ngang kh«ng ®­îc v­ît qu¸ trÞ sè sau ' NÕu Vu chän s 0,8dv = 0,8.864= 691,2 mm => s = min( bv ; 0,8dv ) s 600 mm Chän s=120 mm 2 Av =DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu c¾t trong cù ly S (mm ).Av =2.As (®ai 2 nh¸nh ) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 56 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  57. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L = 2.3,1415.1,42/4 =3,079cm2  =HÖ sè chØ kh¶ n¨ng cña bª t«ng bÞ nøt chÐo truyÒn lùc kÐo tra b¶ng 5.8.3.4.2  =gãc nghiªng cña øng suÊt nÐn chÐo ®­îc x¸c ®Þnh trong §iÒu 5.8.3.4 ( Tuy nhiªn trong khu«n khæ cña ®å ¸n TKMH cã thÓ cho lu«n =2, =45o) +X¸c ®Þnh Vp: 6 Vp=A .f cable p sin i i 1 2 Trong ®ã Acable:diÖn tÝch c¸c tao c¸p=5040 mm Fp:øng suÊt trong c¸p sau khi mÊt m¸t, gi¸ trÞ øng víi mçi mÆt c¸t. Pj=Aps.(0,8fpy-  matmat) Mc Pj (Mpa.m2) 0,8 3,769 L/4 3,660 L/2 3,820  i : gãc lÖch cña c¸p I so víi ph­¬ng ngang. Mc Bã1 (sin Bã2 (sin Bã3 (sin Bã4 (sin Bã5 (sin Bã6 (sin  sin  )  )  )  )  )  ) 0,8 0,1280 0,0900 0,0515 0,0129 0,0129 0,0129 0,3082 L/4 0,1215 0,0853 0,0489 0,0122 0,0122 0,0122 0,2924 L/2 0,0644 0,0451 0,0258 0,0002 0,0002 0,0002 0,1359 Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc Vp ta ®­îc. Mc Pj(Mpa.m2) Vp (KN) 0,8 3,769 7,540 L/4 3,660 6,825 L/2 3,820 3,223 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 57 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  58. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L B¶ng duyÖt: Mc Vp Vc 0,25fc’.bv.dÞch vô Vs Vn1 Vn2 Min (KN) (KN) (KN) (KN) (Vn1,Vn2) 0,8 7,540 16,85 4608,0 1241,356 1425,85 4723,62 1425,85 L/4 6,825 9,542 2381,4 1386,031 1386,031 3215,521 1386,031 L/2 3,223 10,256 2570,4 1420,123 1420,123 3325,562 1420,123 0,9Min(Vn1,Vn2) Vr(KN) KÕt luËn 1283,265 1123,25 Tho¶ m·n 1247,428 865,235 Tho¶ m·n 1278,110 245,124 Tho¶ m·n 10.4 KiÓm to¸n dÇm theo tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông C¸c vÊn ®Ò ph¶i kiÓm tra theo tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông cña bª t«ng øng suÊt tr­íc lµ øng suÊt trong bª t«ng(5.9.4), biÕn d¹ng(®é vâng). 10.4.1 C¸c giíi h¹n øng suÊt trong bª t«ng øng suÊt trong bª t«ng ®­îc tÝnh ë tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông I C¸c giíi h¹n ®èi víi c¸c møc øng suÊt trong bª t«ng khi tÝnh to¸n c­êng ®é bª t«ng yªu cÇu (Môc 5.9.4.2 Quy tr×nh AASHTO) lµ : + Lóc c¨ng kÐo ' Giíi h¹n øng suÊt kÐo:0,25 f ci 0,25 40 1,581 1.38MPa => giíi h¹n øng suÊt kÐo 1,38MPa theo ®iÒu (A.5.9.4.1.2-1) fDC1+ fPSI 1.38Mpa ' Giíi h¹n øng suÊt nÐn : 0,55. f ci 0,55.40 22Mpa fDC1+ fPSI 20,4 Mpa Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 58 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  59. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Lóc c¨ng kÐo chØ cã t¶i träng DC1 vµ lùc do øng suÊt tr­íc kiÓm tra ë b¶ng 27 + Lóc khai th¸c sau c¸c mÊt m¸t Giíi h¹n øng suÊt kÐo trong bª t«ng lµ ' 0,5 fc = 0,5 40 3,162Mpa (§iÒu 5.9.4.2.2-1) ' fDC1+ fDC2+ fDW+ fLL+IM+fDN+ fPSF 0.5 f c = 3,162 MPa Giíi h¹n øng suÊt nÐn trong bª t«ng (§iÒu 5.9.4.2.1-1) * Do D¦L vµ c¸c t¶i träng th­êng xuyªn ’ 0,45f c=0,45.40 = 18 Mpa f DC1 f DC 2 f D¦W f psF 18 MPa * Do tæng D¦L h÷u hiÖu, t¶i träng th­êng xuyªn, c¸c t¶i träng nhÊt thêi, vµ t¶i träng t¸c dông khi vËn chuyÓn vµ bèc xÕp 0,6fc’=0,6.40=24 MPa f DC1 f DC 2 f D¦W f LL DM f DN f psF 24 MPa 10.4.2 TÝnh to¸n c¸c øng suÊt mÐp trªn (nÐn lµ ©m) 10.4.2.1 Lóc c¨ng kÐo t Pi Pi.e.y0 øng suÊt do lùc D¦L : fD¦L= A0 I0 t M ttbt .y0 Do tù träng b¶n th©n: fttbt=- I0 Trong ®ã Pi=Apa.(0,8fpu-fmÊt m¸t) víi fmÊt m¸t= fpF+ fpA+ fpES 10.4.2.2 Lóc khai th¸c t Pi Pi.e.y0 øng suÊt do lùc D¦L : fD¦L= A0 I0 t M ttbt .y0 Do tù träng b¶n th©n: fttbt=- I0 Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 59 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  60. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Trong ®ã Pi=Apa.(0,8fpu-fmÊt m¸t) víi fmÊt m¸t= fpF+ fpA+ fpES+ pCR+ pSR+ pR t M DC1 y1 Do tÜnh t¶i giai ®o¹n mét: fDC1= I1 Trong ®ã MDC1=(gDC1(bmc)+ gDC1(®ì)+ gDC1(dn)).m t (M DC1 M D¦W )y Do tÜnh t¶i giai ®o¹n hai: fDC1= I td Trong ®ã MDC1= (gDC2(lan can)+ gDW).m t M LL IM y2 Do ho¹t t¶i: fLL+IM= I2 10.4.3 TÝnh to¸n c¸c øng suÊt mÐp d­íi (nÐn lµ ©m) 10.4.3.1 Lóc c¨ng kÐo d Pi Pi.e.y0 øng suÊt do lùc D¦L : fD¦L= A0 I0 d M ttbt .y0 Do tù träng b¶n th©n: fttbt= I0 Trong ®ã Pi=Apa.(0,8fpu- fmÊt m¸t) víi fmÊt m¸t= fpF+ fpA+ fpES 10.4.3.2 Lóc khai th¸c d Pi Pi.e.y0 øng suÊt do lùc D¦L : fD¦L= A0 I0 d M ttbt .y0 Do tù träng b¶n th©n: fttbt=- I0 Trong ®ã: Pi=Apa.(0,8fpu- fmÊtm¸t) víi fmÊt m¸t= fpF+ fpA+ fpES+ pCR+ pSR+ pR d M DC1 y1 Do tÜnh t¶i giai ®o¹n mét: fDC1= I1 Trong ®ã MDC1=(gDC1(bmc)+ gDC1(®ì)+ gDC1(dn)).m Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 60 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  61. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L d (M DC1 M D¦W )y Do tÜnh t¶i giai ®o¹n hai: fDC1= I td Trong ®ã MDC1=(gDC2(lan can)+ gDW).m d M LL IM y Do ho¹t t¶i: fLL+IM= I td C¸c sè liÖu: d e=y0 -yps ; yps xem b¶ng 9.1.1 d t d t d t I0, I1, I2, y0 , y0 , y1 , y1 , y2 , y2 : xem b¶ng 8.3 gDC1(dc), gDC1(bmc), gDC1(dn), gDC1(®ì), gDC2(lan can), gDW: Xem b¶ng 5.1 m: DiÖn tÝch ®­êng ¶nh h­ëng m«men t¹i mÆt c¾t ph¶i tÝnh. Xem phÇn 5.3 MLL+IM: Xem b¶ng 6.3.3.1; b¶ng 6.3.3.2 Thay sè liÖu vµo c¸c c«ng thøc trªn , kiÓm to¸n giíi h¹n øng suÊt cho ë trªn trong b¶ng sau: + Lóc c¨ng kÐo B¶ng 10.3.1 MC gèi MC 0.8 MC L/4 MC L/2 Pi= 5146320 5146302 5146302 5146302 Mpa.mm2 e= 98,830 177,1612 403,835 498,394 mm Mttbt= 0 103,2445 513,786 658,7104 KNm ¦S thí trªn 1,274210 -4,78749 0,28059 1,233921 Mpa §¹t §¹t §¹t §¹t ¦S thí d­íi -10,263 -15,837 -18,24 -17,52 Mpa §¹t §¹t §¹t §¹t + Lóc khai th¸c B¶ng 10.3.2 Pi= 387844,091 3742382 3763992 3741404 MPa.mm2 e= 98,830 177,161 403,835 498,394 Mm Mttbt 0 103,244 513,786 658,710 KNm M1 0 128,811 641,014 821,8251 KNm M2 0 308,586 1962,61 2624,957 KNm Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 61 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  62. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L ¦S thí trªn -2,818 -5,106 -8,6276 -9,355 Mpa §¹t §¹t §¹t §¹t ¦S thí d­íi -7,72539898 -9,02452 -1,4745 1,311838 Mpa §¹t §¹t §¹t §¹t 11.§é vâng cÇu. 11,5 Sè lµn xe thiÕt kÕ NL=Nguyªn 3 lµn 3 11.1 TÝnh ®é vâng lùc D¦L (®é vång do D¦L) e  2 F .L c i PI ec eª 8 6 EI víi  0,333 EI=8,53.106KNm2 PI 62,5 mm  11.2 TÝnh ®é vâng do t¶i träng th­êng xuyªn. 11.2.1 §é vâng do träng l­îng b¶n th©n dÇm. TiÕt diÖn ®Ó tÝnh lµ mÆt c¾t gi¶n yÕu. I=1,062474.1010 mm4 E=33994,48Mpa EI=1,062474.1010. 33994,48.10-9=3,61.106 KNm2 5 g L4 5 20,23.25.24 DC(dc). =0,02943m=29,43mm  gi 384 EI 384 3,61.106 Trong ®ã gDC=20,23 KN/m (Xem b¶ng 3.1) 11.2.2 §é vâng do träng l­îng b¶n mÆt cÇu ,dÇm ngang,tÊm ®ì , líp phñ. lan can TiÕt diÖn ®Ó tÝnh lµ mÆt c¾t tÝnh ®æi EI=8,53.106 KNm2 5 (g g g g g ).L4 DC1(dc) DC1(bmc) DC1(do) DC(lancan) DW ) gi 384 EI Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 62 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  63. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L 5 (10,376 1,23 2,92 4,564 3,713).25,24 = =0,01253m=12,53mm 384 8,53.106 Trong ®ã gDC1(dn), gDC1(bmc), gDC1(®ì), gDC2(lancan),gDW xem b¶ng 3.1 Cã xÐt ®Õn hÖ sè do tõ biÕn ,nh­ vËy ®é vång cßn d­ < 20,54 mm 11.2.3 TÝnh ®é vâng tøc thíi do ho¹t t¶i cã xÐt lùc xung kÝch. x P b a L + §é vâng tÝnh cho dÇm gi¶n ®¬n: §é vâng t¹i mÆt c¾t x do lùc tËp trung P ®Æt c¸ch 2 ®Çu dÇm a vµ b: P.b.x 2 2 2 x=(L b x ) (x<a) 6.E.I.L P.L3 Víi x= L/2 x= 48EI + §é vâng gi÷a dÇm do TruckLoad (x=12,6 m) S¬ ®å ®Æt t¶i tÝnh ®é vâng: 4,3 m 4,3 m 35 KN 145 KN 145 KN TiÕt diÖn ®Ó tÝnh ®é vâng lµ toµn bé mÆt c¾t ngang cña cÇu Ta tÝnh cho mét dÇm ,c¸c dÇm vâng nh­ nhau, tÊt c¶ c¸c lµn xe thiÕt kÕ ®Òu ®­îc xÕp t¶i víi hÖ sè ph©n bè 3/5. EI= 8,53.106 KNm2 Trôc 35 KN: x= 12,6m, a= 16,9m, b=8,3m 35 35.8,3.12,6 2 2 2 x =(25,2 8,3 12,6 ) =1,2 mm 6.8,53.106.25,2 Trôc 145 KN: x=12,6m, a=12,6 m, b=12,6 m Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 63 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  64. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L 3 145 145.12,6 x = = 5,7 mm 48.8,53.106 Trôc 145 KN: x= 12,6m, a= 8,3m, b=16,9m 145 145.16,9.12,6 2 2 2 x =(25,2 16,9 12,6 ) =4,27mm 6.8,53.106.25,2 Tæng ®é vâng do häat t¶i: LL+IM=(1,2+5,7+4,27).1,25=13,963mm  L 25200 §é vâng cho phÐp = =31,5 mm 800 800 VËy ®é vâng do ho¹t t¶i ®¹t yªu cÇu. KiÓm tra ®é vång vµ ®é vßng cña dÇm: D¦L- gi- LL+IM 0 => 62,5-29,43-12,53-13,963=6,577 mm > 0 VËy ®é vång vµ ®é vßng cña dÇm tho¶ m·n ®iªï kiÖn thiÕt kÕ. 12. TÝnh to¸n dÇm ngang - Toµn cÇu cã 4 dÇm ngang , tùa trªn 5 dÇm chñ , s¬ ®å lµ dÇm liªn tôc nhiÒu nhÞp kª trªn dÇm chñ ,ta tÝnh to¸n trªn dÇm gi¶n ®¬n sau ®ã xÐt ®Õn tÝnh liªn tôc 12.1. Néi lùc do t¶i träng côc bé (ho¹t t¶i) g©y ra ChiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n dÇm ngang ln = 2,4 m 1 TÝnh ¸p lùc do 1 b¸nh xe : Ai = . P.y 2 i i Pi - ¸p lùc 1 trôc b¸nh xe yi – Tung ®é ®­êng ¶nh h­ëng TÝnh dÇm ngang sè 2 l1=6,3m ; l2=2,4m Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 64 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  65. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L ? ? 3 3 l2 2,4  = 0,5. = 0,5.3 3 = 0,02623 3 l1 l2 6.3 2.4 (khi tÝnh coi nh­ ®­êng gÉy khóc) ’ - M« men do t¶i träng côc bé Mr sÏ ®­îc tÝnh b»ng c¸ch xÕp Ai lªn ®ah , sau ®ã nh©n víi c¸c hÖ sè xÐt ®Õn tÝnh liªn tôc - M« men tÝnh to¸n trong dÇm ngang nhiÒu nhÞp do TruckLoad vµ TendomLoad + ë gi÷a nhÞp : ’ MaxM 0.5 = .0,7.M0 ’ MinM 0.5 = - .0,3.M0 (trong ®ã =1,75) + T¹i c¸c gèi gi÷a: ’ MaxM gèi = .0,2.M0 ’ MinM gèi = - .0,9.M0 M0 = (1+).A. zi Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 65 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  66. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L - Lùc c¾t : ’ gèi + ë mÆt c¾t gèi Q gèi = .1,15.Q0 ’ 0.5 + ë mÆt c¾t gi÷a nhÞp : Q 0,5 = .1,15.Q0 Q0 =(1+).A.zi a – Khi ®Æt TruckLoad (néi suy c¸c yi) 1 A = .(145.1 145.0,0265 35.0,0265) 74,885KN 2 M0 = 1,25.74,885.0,625 = 56,12 KNm gèi Q0 = 1,25. 74,885.(1+0,28) = 119,724 KN 0.5 Q0 = 1,25. 74,885.0,5 = 46,77 KN ’ MaxM gèi = 1,75.0,2. 56,12 = 19,6422 KNm ’ MinM gèi = -1,75.0,9.56,12 = - 88,39 KNm ’ MaxM 0.5 = 1,75.0,7.56,12 = 68,75 KNm ’ MinM 0.5 = -1,75.0,3.56,12 = - 29,463 KNm ’ Q gèi = 1,75.1,15. 119,724 = 240,944 KN ’ Q 0.5 = 1,75.1,6. 46,77= 130,948 KN b – Khi ®Æt TendomLoad (néi suy c¸c yi) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 66 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  67. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L 1 A = .(110.1 110.0,2795) 70,21KN 2 M0 = 1,25.70,21.0,6 = 52,6556 KNm gèi Q0 = 1,25.70,21.(1+0,28) = 112,332 KN 0.5 Q0 = 1,25.70,21.0.5= 43,88 KN ’ MaxM gèi = 1,75.0,2.52,6556 = 18,429 KNm ’ MinM gèi = -1,75.0,9.52,6556 = -82,932 KNm ’ MaxM 0.5 = 1,75.0,7.52,6556 = 64,503 KNm ’ MinM 0.5 = -1,75.0,3 52,6556= -27,644 KNm ’ Q gèi = 1,75.1,15.112,322 = 226,048 KN ’ Q 0.5 = 1,75.1,6.43,879 = 122,8612 KN 12.2 Néi lùc do tÜnh t¶i dÇm ngang Hoµn toµn t­¬ng tù ta x¸c ®Þnh néi lùc do tÜnh t¶I do träng l­îng b¶n th©n dÇm ngang g©y ra. Mmax=72,68 KNm Qmax=120 KN 13.DuyÖt dÇm ngang: So s¸nh c¸c gi¸ trÞ lùc ë trªn ta cã cÆp néi lôc dïng ®Ó tÝnh duyÖt : Mmax= 156,845 KNm Mmin=-137,372 KNm Qmax=259,345 KN Qmin=-137,372 KN 14.VËt liÖu cho dÇm ngang. +bªt«ng dÇm ngang fc’=40Mpa c­êng ®é quy ®Þnh ë tuái 28 ngµy Ec=33994,48 Mpa Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 67 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  68. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L +cèt thÐp fy=420Mpa giíi h¹n ch¶y tèi thiÓu quy ®Þnh cña thanh cèt thÐp Es=200000Mpa 14.1 TÝnh to¸n cèt thÐp chÞu lùc +Líp b¶o vÖ Theo b¶ng 5.12.3-1 MÐp trªn b¶n : a= 25mm MÐp d­íi b¶n : a=25 mm +Søc kh¸ng uèn cña b¶n Mr=Mn  :HÖ sè søc kh¸ng quy ®Þnh theo ®iÒu 5.5.4.2.1  =0,9 ®èi víi tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é 1 Mr:Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n Mn:Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh §èi víi cÊu kiÖn chÞu uèn khi sù ph©n bè øng su©t gÇn ®óng theo h×nh ch÷ nhËt nh­ quy ®Þnh cña ®iÒu 5.7.2.2 thi M n x¸c ®Þnh ®iÒu 5.7.3.2.3 a a a a hr Mn= a ps f ps d p As f y d s A'S f ' y d's 0,85 f 'c b bw 1hr 2 2 2 2 2 V× kh«ng cã cèt thÐp øng suÊt truíc ,b=bw vµ coi As’=0 a Mn= As f y ds 2 Trong ®ã AS= diÖn tÝch c«t thÐp chÞu kÐo kh«ng øng suÊt tr­íc. fy= giíi h¹n ch¶y quy ®Þnh cña cèt thÐp(Mpa) ds= kho¶ng c¸ch t¶i träng tõ thí nÐn ngoµi cïng ®Õn träng t©m cèt thÐp chÞu kÐo kh«ng øng suÊt tr­íc (mm) Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 68 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  69. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L As’= diÖn tÝch cèt thÐp chÞu nÐn f’y= giíi h¹n ch¶y quy ®Þnh cña cèt thÐp chÞu nÐn (Mpa) d’p= kho¶ng c¸ch tõ thí ngoµi cïng chÞu nÐn ®Õn träng t©m cèt thÐp chÞu nÐn (mm) fc= c­êng ®ä chÞu nÐn quy ®Þnh cña bªt«ng ë tuæi 28 ngµy (MPa) b= bÒ réng cña mÆt chÞu nÐn cña cÊu kiÖn (mm) bw= chiÒu dµy cña b¶n bông hoÆc mÆt c¾t trßn 1 = hÖ sè chuyÓn ®æi biÓu ®å øng suÊt quy ®Þnh trong ®iÒu 5.7.2.2 h1= chiÒu dµy c¸nh chÞu nÐn cña cÊu kiÖn dÇm I hoÆc T (mm) a= c. 1 chiÒu dµy cña khèi øng suÊt t­¬ng d­¬ng (mm) xem ®iÒu 5.7.2.2 Aps f ps As f y A'c f ' y As f y a c1 1 0,85 f 'c 1bw 0,85 f 'c b Theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é 1 cèt thÐp ph¶i bè trÝ sao cho mÆt c¾t ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc Ta chän tr­íc sè thanh råi kiÓm to¸n c­êng ®é +TÝnh to¸n bè trÝ cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng: Bè trÝ 8 thanh cèt thÐp 18 3,1416.182 -> diÖn tÝch cèt thÐp As=8 2035,757mm 2 4 dp=h-25-5.18=1150-25-90=1035 mm 1 =0,85-(12/7).0,05=0,764>0,65 A f 2035,757.420 c S y 164,578mm 0,85. f c 1b f 0,85.40.0,764.200 a=1 .c=0,764.164,578=125,74 mm 125,74 6 Mn=As.fs(dp-a/2)=2035,757.420.(1035-).10 =831,2 KNm 2 Mr= .Mn=0,9.831,2=748 KNm>Mu=156,845 KNm Tho¶ m·n Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 69 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  70. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L VËy mÆt c¾t th¶o m·n vÒ c­êng ®é +KiÓm tra l­îng cèt thÐp tèi ®a (A.5.7.3.3.1) c Ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 0,42 d e de=dp =1035 mm (Do coi Aps=0(a5.7.3.3.1-2)) c:kho¶ng c¸ch tõ thí ngoµi cïng ®Õn TTH , c=164,578 mm c 164,578 0,156 0,42 Tho¶ m·n d 1035 e VËy mÆt c¾t gi÷a nhÞp tho¶ m·n hµm l­îng thÐp tèi ®a. +KiÓm to¸n hµm l­îng thÐp tèi thiÓu: Víi b¶n kh«ng cã thÐp D¦L ta cã c«ng thøc kiÓm tra lµ : theo ®iÒu 5.7.3.3.2 f 'c min 0,03 f y Trong ®ã : fc= søc kh¸ng bªt«ng quy ®Þnh (Mpa) fy= søc kh¸ng ch¶y dÎo cña cèt thÐp chÞu keo (Mpa) Pmin= tû lÖ gi÷a thep chÞu kÐo vµ diÖn tÝch nguyªn A 2035,758 Pmin= S 0,00983 b.d S 200.1035 f ' 40 0,03 C 0,03 0,0286 f 'Y 420 VËy tho¶ m·n +TÝnh to¸n bè trÝ cèt thÐp chÞu m«men ©m M«men tÝnh to¸n :M=137,372 KNm TÝnh to¸n vµ bè trÝ t­¬ng tù víi cèt thÐp chÞu m«men d­¬ng ta còng cã l­îng cèt thÐp cÇn thiÕt lµ 8 thanh 18 . Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 70 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42
  71. ThiÕt KÕ M«n Häc CÇu Bªt«ng Cèt ThÐp D¦L Sinh viªn: NguyÔn V¨n NhËt 71 Líp: Cçu-§­êng Bé A-K42