Thiết kế cầu Kỳ Hà

cầu đổ toản khối với dầm ngang và dầm chính nên sơ đồ tính toán của nó là ngàm 2 dầu , để đơn giản trong quá trình tính toán ta đưa về mô hình bản giản đơn kê trên 2 gối khớp để tính toán momen sau đó nhân với hệ số điều chỉnh. Tại gối : -0.7 Tại giữa nhịp : 0.5 I. Đặc trưng vật liệu Cốt thép: Cường độ giới hạn chảy fy = MPa = T/m 2 Mođun đàn hồi Es = Mpa = T/m 2 Bê tông: Bê tông cấp 50 Cường độ chịu nén f 'c = T/m 2 Trọng lượng riêng của bê tông g = T/m3 Mođun đàn hồi : MPa II. Tính toán bản mặt cầu phần hẫng 5000 2.4 35749.5 2000 200 CHƯƠNG II BẢN MẶT CẦU 200 420 42000 200000 20000000  '5.1043.0 ccc fE  30 3000 2.1min  Sh  30 30002000 2.1minh SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 68 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH 1. Tải trọng tác dụng a. Tĩnh tải Trọng lượng bản thân: T/m Trọng lượng lan can: T Trọng lượng lớp phủ: T/m b. Hoạt tải (xét dải bản rộng 1m) Chiều rộng giải tương đương: mm = m > 1.00 m T/m 2. Tính toán nội lực Nội lực tại ngàm: Xét hệ số điều chỉnh tải trọng trường hợp sử dụng các giá trị cực đại của Trong đó: hD: tính dẻo trong trường hợp thiết kế thông thường hD = 1 hR: tính dư, bảng hẫng không có tính dư hR = 1.05 hI: tầm quan trọng, hI = 1.05 8.0725 0.613 0.145 1264.95 1.26495 0.48 4.22.0111 fhDC 2DC DW  150833.01140833.01140 XE      26495.1)2.051.0( 25.7 )( Ehb P LL f tr DC1 +DW DC2 800 i 11  IRD   SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 69 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH  1 Hệ số tải trọng Monen tại ngàm: T.m Lực cắt tại ngàm: T III. Tính toán bản mặt cầu nhịp giữa Bản mặt cầu nhip giữa được xem là bản kiểu dầm Chiều rộng dải tương đương: (4.6.2.1.3) Đối với vị trí momen dương: mm Đối với vị trí momen âm: mm 1. Tải trọng tác dụng a. Tĩnh tải T/m T/m b. Hoạt tải (xét dải bản rộng 1m) Đối với vị trí momen dương: T/m Đối với vị trí momen âm: T/m 2. Tính toán nội lực a. Đối với vị trí momen dương: 0.907 Sử dụng Cường độ I 1.25 1.5 1.75 DCTTGH DW LL 1 1 1 9.8682 2.6963 1760 1720 0.48 0.145 5.8019 5.9368    05.105.11 1          222 2 4 2 3 2221 2 1 11 LIMLLm L DWLDCLDCM nPPP    2 45.0 0725.8)25.01(75.12.1 2         2 45.0 145.05.18.0613.0 2 8.0 48.025.1907.0 22  43221111 )( LIMLLmDWLDCLDCV nPPP    45.00725.8)25.01(75.12.1  200055.066055.0660 SE DC DW    760.1)2.051.0( 25.7 )( Ehb P LL f tr       720.1)2.051.0( 25.7 )( Ehb P LL f tr  200025.0122025.01220 SE   45.0145.05.1)613.08.048.0(25.1907.0 SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 70 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Đường ảnh hưởng cho dầm giản đơn Tổng hợp nội lực theo trạng thái giới hạn cường độ I TTGH DC DW LL Cường độ I 1.25 1.5 1.75 Sử dụng 1 1 1 Cường độ Sử dụng mỏi 1.00 1 1hD hệ số dẻo 1.00 1 1hR hệ số dư thừa 1.05 KAD KADhi hệ số quan trọng 1.05 1 1h=hDhRhi  MpnMDPMDP IMLLmDWDCM  )(211   VpnVDPVDP IMLLmDWDCV  )(211  DW=0.145(T/m) DC=0.48(T/m) 710 LL =5.8019(T/m) 2000 LL =5.8019(T/m) DC=0.48(T/m) 0. 64 5 1 0. 32 25 0. 32 25 DC=0.48(T/m) 710 LL =5.8019(T/m) 2000 0. 50 0 DW=0.145(T/m) 710 M V DW=0.145(T/m) SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 71 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Momen tại mặt cắt giữa nhịp: = T.m Momen tại mặt cắt giửa nhịp khi xét tới hiệu ứng ngàm tại 2 đầu bản: = T.m Lực cắt tại mặt cắt gối: = T b. Đối với vị trí momen âm: Tương tự momen dương ta có: Momen tại mặt cắt giữa nhịp: = T.m Momen tại mặt cắt giửa nhịp khi xét tới hiệu ứng ngàm tại 2 đầu bản: = T.m Lực cắt tại mặt cắt gối: = T Qua tính toán ở phần trên số liệu để tính toán là: M+ = T.m M- = T.m V = T IV. Tính toán cốt thép và kiểm toán bản Chọn lớp bê tông bảo vệ phía trên : 50 mm Chọn lớp bê tông bảo vệ phía dưới : 25 mm 1. Kiểm toán điều kiện momen kháng uốn 6.9662 3.4831 10.1969 5.2071 -3.6449 10.4141 3.4831 -3.6449 10.4141    25.0 2 1 145.05.125.0 2 1 48.025.105.1M MM L 5.0 2     21 2 1 145.05.121 2 1 48.025.105.1V    25.0 2 1 145.05.125.0 2 1 48.025.105.1M    21 2 1 145.05.121 2 1 48.025.105.1V MMgoi 7.0   71.0 2 1645.0 8019.5)25.01(75.12.1   )355.0 2 5.03225.0 2(9368.5)25.01(75.12.1   71.0 2 1645.0 9368.5)25.01(75.12.1   71.0 2 1645.0 8019.5)75.01(75.12.1 SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 72 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Chọn 6f14 để bố trí cho vùng chịu kéo: As = cm 2 Chọn 6f14 để bố trí cho vùng chịu nén: A's = cm 2 a. Mặt cắt giữa nhịp M = T.m Khoảng cách từ trục trung hoà đến vùng chịu nén: Trong đó: b1 Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (5.7.2.2) fy = T/m 2 giới hạn chảy của cốt thép As diện tích cốt thép  c = m Momen kháng uốn danh định: Trong đó: ds = 20-2.5-1.4/2 = cm m chiều dày của khối ứng suất tương đương T.m Momen kháng uốn thực tế của mặt cắt : T.m f = 1 hệ số sức kháng Vậy M = 6.3359 > 3.4831 T.m  Đạt b. Mặt cắt tại ngàm M = T.m Khoảng cách từ trục trung hoà đến vùng chịu nén: Trong đó: b1 Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (5.7.2.2) f 'y = T/m 2 giới hạn chảy của cốt thép A 's diện tích cốt thép  c = m 9.23 9.23 0.693 42000 16.8 0.693 42000 0.0131649 3.4831 0.0131649 0.0091214 3.6449 6.3359 6.3359  )2850( 7 05.0 85.01  ca 1  nM  nMM  Wc ys bf fA c 1 '85.0         2 a dfAM sysn  )2850( 7 05.0 85.01 Wc ys bf fA c 1 ' '' 85.0   SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 73 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Momen kháng uốn danh định: Trong đó: d's = 20-5-1.4/2 = cm m chiều dày của khối ứng suất tương đương T.m Momen kháng uốn thực tế của mặt cắt : T.m f = 1 hệ số sức kháng Vậy M = 5.3667 > 3.4831 T.m  Đạt 2. Kiểm toán bản theo các giới hạn cốt thép a. Lượng cốt thép tối đa: (5.7.3.3.1-1) (5.7.3.3.1-2) de = ds = cm (không có thép dự ứng lực) 0.08 < 0.42 Vậy thoả mãn b. Lượng cốt thép tối thiểu: (5.7.3.3.2-1) Trong đó: Pmin tỷ lệ giữa cốt thép chịu kéo và diện tích nguyên Vậy  Thoả mãn 3. Kiểm toán bản theo điều kiện kháng cắt Kiểm toán theo công thức: Trong đó : V :Lực cắt tính toán f :Hệ số sức kháng cắt đưỡc lấy theo bảng 5.5.4.2-1 , f = 0.9 Vn Sức kháng cắt danh định (5.8.3.3) 16.8 14.3 0.0091214 5.3667 5.3667 0.0046 0.0036 42.0 ed c ySPsPs sysPPsPs e fAfA dfAdfA d     ed c y c f f P ' min 03.0  10020 23.9 min g s A A P  420 5003.003.0 ' y c f f y c f f P ' min 03.0 nVV   ca 1       2 '''' adfAM sysn  'nM  'nMM  SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 74 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Sức kháng cắt danh định Vn phải được xác định bằng trị số nhỏ hơn của: (5.8.3.3-1) (5.8.3.3-2) Trong đó: (5.8.3.3-3) (5.8.3.3-4) bV : bề rộng bản bụng hữu hiệu lấy bằng bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao dV (5.8.2.7) (mm) dV : Chiều cao chịu cắt hữu hiệu (5.8.2.7) (mm) s : Cự ly cốt thép đai (mm) b : hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo (5.8.3.4) q : góc nghiêng của ứng suất nén chéo (5.8.3.4) (độ) a :góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ) AV :diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm 2) VP thành phần lực dự ứng lực hữu hiệu trên hướng lực cắt tác dụng, là dương nếu ngược chiều lực cắt (N) Vì bản không bố trí cốt thép DƯL nên ta bỏ qua thành phần V P bV = mm = m dV = chiều cao chịu cắt hữu hiệu, được lấy bằng cự ly đo thẳng góc với trục trung hoà giữa hợp lực kéo và lực nén do uốn, nhưng không cần lấy ít hơn trị số lớn hơn cũa 0.9d e hoặc 0.72h (mm) Chọn dV max từ 3 giá trị sau : mm mm 200-50-25-14 = mm Vậy dV = mm = m Ta có Vn xác định theo 5.8.3.3-3 là: T Xác định b và q Phương pháp đơn giản đối với những mặt cắt không dự ứng lực Đối với các mặt cắt bê tông không dự ứng lực không chịu kéo dọc trục và có ít nhất một lượng cốt thép ngang tối thiểu quy định trong điều (5.8.2.5) hoặc khi có tổng chiều cao thấp hơn 400 mm , có thể dùng các số liệu sau đây: b = 2 111 180 144 0.144 1000 1 128.7 144 Pscn VVVV  PVVcn VdbfV  '25.0 VVcc dbfV '083.0  s ggdfA V VyVS  sin)cot(cot   20072.072.0 h  144.01500025.025.0 '1 VVcn dbfV  ) 2 14 50200(9.09.0 ed SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 75 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH q = 45o Ta có h=200 mm nên b = 2 ; q = 45o a = 90o N = T VC = 16.903 > VU =10.2014 T Không phải tính Vs nữa Vậy đạt về sức kháng cắt 16.903169026.8 1441000502083.0CV SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 76 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH I. Giả thuyết tính toán Dầm ngang chịu lực rất phức tạp. Mối nối giữa dầm dọc và dầm ngang có tính ngàm chặt, tính chất này có phụ thuộc vào độ cứng chống xoắn của dầm dọc. Dầm ngang làm việc như một dầm hai đầu ngàm chịu uốn dưới tác dụng của lực thẳng đứng. Khẩu độ tính toán của dấm ngang là khoảng cách tim giữa 2 dầm dọc. II. Đặc trưng vật liệu Cốt thép: Cường độ giới hạn chảy fy = MPa = T/m 2 Mođun đàn hồi Es = Mpa = T/m 2 Bê tông: Bê tông cấp 50 Cường độ chịu nén f 'c = T/m 2 Trọng lượng riêng của bê tông g = T/m3 Mođun đàn hồi : MPa III. Kích thước dầm ngang Chiều cao dầm ngang: m Bề rộng dầm ngang : m Chiều dài nhịp tính toán: 2 m Khoảng cách giữa 2 dầm ngang : m IV. Tính toán dầm ngang 1. Tải trọng tác dụng a. Tĩnh tải Để thiên về an toàn ta giả thiết mỗi dầm ngang chịu tĩnh tải của bản mặt cầu và lớp phủ mặt cầu trong 1 khoang dầm ngang . Trọng lượng bản thân: T/m Trọng lượng bản mặt cầu: T/m Trọng lượng lớp phủ: 420 42000 CHƯƠNG III DẦM NGANG 200000 20000000 5000 2.4 35749.5 0.8 0.2 6.625 0.48 3.18  '5.1043.0 ccc fE   4.22.01dndn ADC  625.64.22.0mcDC SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 77 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH T/m b. Phản lực truyền xuống dầm ngang do hoạt tải Vẽ đường ảnh hưởng truyền xuống dầm ngang theo phương dọc cầu, chất tải lên đường ảnh hưởng. Đường ảnh hưởng áp lực lên dầm ngang khi không có dầm dọc phụ và bản không có khe nối. Phản lực do tải trọng làn: N/mm = T/m Phản lực do bánh xe tải thiết kế: T Phản lực do bánh xe 2 trục thiết kế: T (Chọn thiết kế) Đường ảnh hưởng momen và lực cắt theo phương ngang cầu: 0.01339 0.9606 10.544 1.0544 9.031 7.3347  625.6)02.05.105.03.2(DW  33 3 3 2 3 1 3 2 2625.6 2 5.05.0 ll l  3000 21.3401 3.9 3000  Llan wR )( 2 1 332211 yPyPyPRtr   )00941.05.300941.05.1415.14( 2 1  2 )642.01(11 2 )( 21 yyPRta SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 78 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Momen do hoạt tải gây ra ở giữa nhịp: T.m Lực cắt do hoạt tải dây ra tại gối: T 2. Tính nội lực Sử dụng công thức gần đúng để xác định nội lực nguy hiểm nhất tại các tiết diện dầm ngang là dầm liên tục như sau: Ta có: Sử dụng 1 1 1 Cường độ I 1.25 1.5 1.75 5.0427 10.0854 TTGH DC DW LL yRRM taMlanHT HT  5.05.0  yRRQ taHTgoilanHTgoi    5.0031.95.00544.1  1031.910544.1 SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 79 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Momen ở giữa nhịp: = = T.m Momen tại gối: = T.m Lực cắt tại gối: = T V. Tính toán cốt thép và kiểm toán bản Chọn lớp bê tông bảo vệ phía trên : 50 mm Chọn lớp bê tông bảo vệ phía dưới : 50 mm 1. Kiểm toán điều kiện momen kháng uốn Chọn 2f20 để bố trí cho vùng chịu kéo: As = cm 2 Chọn 2f20 để bố trí cho vùng chịu nén: A's = cm 2 a. Mặt cắt giữa nhịp M = T.m Khoảng cách từ trục trung hoà đến vùng chịu nén: Trong đó: b1 Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (5.7.2.2) fy = T/m 2 giới hạn chảy của cốt thép As diện tích cốt thép  c = m hD hệ số dẻo hR hệ số dư thừa hi hệ số quan trọng 0.0447864 6.28 6.28 0.693 42000 9.37104 -12.44554 -40.53639 1.05 1 1h=hDhRhi 1.05 KAD KAD 1.00 1 1 1.00 1 1 Cường độ Sử dụng mỏi 9.37104     HTLLPP MIMSDWDCM 5.025.0 7.0105.0       HTLLPPg MIMSDWDCM 5.02 9.0108.0       HTgoiLLPPg QIMSDWDCV 15.1155.0 2       0427.50725.0175.129609.05.166.325.105.005.1 2      0427.59.025.0175.129609.05.166.325.108.005.1 2      0854.1015.125.0175.129609.05.166.325.155.005.1 2  Wc ys bf fA c 1 '85.0    )2850( 7 05.085.01 SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 80 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Momen kháng uốn danh định: Trong đó: ds = 80-5-2/2 = cm m chiều dày của khối ứng suất tương đương T.m Momen kháng uốn thực tế của mặt cắt : T.m f = 1 hệ số sức kháng Vậy M = 19.1090 > 9.37104 T.m  Đạt b. Mặt cắt tại gối M = T.m Khoảng cách từ trục trung hoà đến vùng chịu nén: Trong đó: b1 Hệ số quy đổi hình khối ứng suất (5.7.2.2) f 'y = T/m 2 giới hạn chảy của cốt thép A 's diện tích cốt thép  c = m Momen kháng uốn danh định: Trong đó: d's = 80-5-2/2 = cm m chiều dày của khối ứng suất tương đương T.m Momen kháng uốn thực tế của mặt cắt : T.m f = 1 hệ số sức kháng Vậy M = 19.1090 > 12.44554 T.m  Đạt 2. Kiểm toán bản theo các giới hạn cốt thép a. Lượng cốt thép tối đa: (5.7.3.3.1-1) (5.7.3.3.1-2) 74 74 19.1090 19.1090 0.03103 12.44554 0.693 42000 0.0447864 0.03103 19.1090 19.1090  ca 1  nM  nMM  42.0 ed c ySPsPs sysPPsPs e fAfA dfAdfA d          2 a dfAM sysn  ca 1  )2850( 7 05.0 85.01 Wc ys bf fA c 1 ' '' 85.0         2 '''' adfAM sysn  'nM  'nMM  SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 81 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH de = ds = cm (không có thép dự ứng lực) < 0.42 Vậy thỏa mãn b. Lượng cốt thép tối thiểu: (5.7.3.3.2-1) Trong đó: Pmin tỷ lệ giữa cốt thép chịu kéo và diện tích nguyên Vậy  Thỏa mãn 3. Kiểm toán bản theo điều kiện kháng cắt Kiểm toán theo công thức: Trong đó : V :Lực cắt tính toán f :Hệ số sức kháng cắt đưỡc lấy theo bảng 5.5.4.2-1 , f = 0.9 Vn Sức kháng cắt danh định (5.8.3.3) Sức kháng cắt danh định Vn phải được xác định bằng trị số nhỏ hơn của: (5.8.3.3-1) (5.8.3.3-2) Trong đó: (5.8.3.3-3) (5.8.3.3-4) bV : bề rộng bản bụng hữu hiệu lấy bằng bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao dV (5.8.2.7) (mm) dV : Chiều cao chịu cắt hữu hiệu (5.8.2.7) (mm) s : Cự ly cốt thép đai (mm) b : hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo (5.8.3.4) q : góc nghiêng của ứng suất nén chéo (5.8.3.4) (độ) a :góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ) 0.0039 0.0036 0.061 74  ed c y c f f P ' min 03.0 y c f f P ' min 03.0 nVV  Pscn VVVV  PVVcn VdbfV  '25.0 VVcc dbfV '083.0  s ggdfA V VyVS  sin)cot(cot   420 50 03.003.0 ' y c f f    2080 28.6 min g s A A P SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 82 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH AV :diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm 2) VP thành phần lực dự ứng lực hữu hiệu trên hướng lực cắt tác dụng, là dương nếu ngược chiều lực cắt (N) Vì bản không bố trí cốt thép DƯL nên ta bỏ qua thành phần V P bV = mm = m dV = chiều cao chịu cắt hữu hiệu, được lấy bằng cự ly đo thẳng góc với trục trung hoà giữa hợp lực kéo và lực nén do uốn, nhưng không cần lấy ít hơn trị số lớn hơn cũa 0.9d e hoặc 0.72h (mm) Chọn dV max từ 3 giá trị sau : mm mm 600-50-50-22 = mm Vậy dV = mm = m Ta có Vn xác định theo 5.8.3.3-3 là: T Xác định b và q (Bảng 5.8.3.4.2-1) Ứng suất cắt trong bê tông: (5.8.3.4.2-1) T/m2 = MPa Ứng biến trong cốt thép ở phía chịu kéo do uốn của cấu kiện: (5.8.3.4.2-2) Thử chọn q = 40o Từ ex = 0.00124 và v/f’c = 0.0676 tra bảng 5.8.3.4.2.1 tìm được q = 39.5 o Từ q = 39.5o  eX = Tiếp tục tra bảng Ta có: 0.51 % < 5% (Thỏa) Có q = 39.3o  1.55 N = T 0.00124 0.00111 39.3o 121171.09 12.1171 338.14 3.3814 0.0676 166.5 200 0.2 666 576 0.666 478 666  20072.072.0 h  VV u db V v   ' cf v 002.0 cot5.0    ss u V u X AE V d M    X s ggdfA V VyVs  sin)cot(cot   5.39 3.395.39  1.4852005055.1083.0cV  ) 2 20 50800(9.09.0 ed  666.02.0500025.025.0 '1 VVcn dbfV SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 83 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH a = 0 ; q = 39.3o Chọn bước cốt đai s = mm  AV = cm 2 T T Vậy Vn = min(Vn1 ,Vn2) = T (Đạt về sức kháng cắt) 4. Kiểm toán theo TTGH sử dụng Momen ở trạng TTGH sử dụng: = T.m Điều kiện kiểm tra khống chế nứt bằng phân bố cốt thép: (5.7.3.4) Trong đó: fsa :ứng suất kéo cho phép trong cốt thép thường. dc :chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng cho đến tâm cốt thép gần nhất và không được lớn hơn 50mm  dc = mm A: diện tích có hiệu của bê tông chịu kéo trên thanh có cùng trọng tâm với cốt thép mm2 Ta có: Trong đó: Icr = momen quán tính của tiết diện nứt chuyển đổi (mm4/mm) b: bề rộng bụng dầm d': khoảng cách từ mép chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu nén x: chiều cao vùng bê tông chịu nén(mm) Tổng momen tĩnh đối với vị trí trục trung hoà ta có: 0.5bx2 = nA's(d' – x) + nAs(d – x) 150 12.56 234.219 246.3360 166.5 -5.8910 50 10000 5.59 d: khoảng cách từ mép chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo  sV  scn VVV 2     HTLLPPg MIMSDWDCM 5.02 9.0108.0   y c SaS f Ad Zff 6.0 )( 3 1  cr u s I M nf   c s E E n 22' 3 )()( 3 xdnAxdnA bx I sscr      0427.59.025.01129609.0166.3108.01 2   2 502002 A TVTV ur 54.4085.1495.1669.0  SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 84 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH 10x2 + nx(A's + As) – n(A'sd + As d') = 0 10x2 +70.2104x-5195.5696 =0 x= cm = mm mm4/mm N/mm2 = MPa MPa MPa Do fsa > 0.6 fy nên dùng 0.6fy Vậy ta có fs < 0.6fy (Thoả mãn) 0.972 290 252 19.552 195.52 1.847E+11 0.972  crI  4206.06.0 yf      3 1 3 1 )1000050( 23000 )( Ad Z f c sa    11 7 10847.1 )52.195740(108910.5 59.5sf SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 85 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH I. Kích thước hình học Mặt cắt giữa nhịp Mặt cắt tại gối Kiểm tra điều kiện về chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu( 2.5.2.6.3-1) h = 0.045L L-Chiều dài nhịp tính toán L = mm h = mm < mm (Thoả mãn) II. Bản cánh hữu hiệu (4.6.2.6) Đối với dầm giữa: Bề rộng hữu hiệu phải nhỏ hơn các trị số sau: be < L/4 = 26500/4 = mm be < mm CHƯƠNG IV DẦM CHÍNH ts 200 mm H 1400 mm bb 550 mm hb 200 mm 175 mm 175 mm mm bt 1700 mm Rộng vát cánh Cao vát cánh bw 200 mm 100 mm 100 mm Chiều dày bản Chiều cao dầm Chiều rộng bầu Chiều cao bầu Chiều rộng vút bầu Chiều cao vút bầu Chiều dày bụng Chiều rộng bản cánh Phần hẫng 26500 800 6625 3250 1192.5 1400          17002/1 200 max20012 2/1 max12 t w s b b t SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 86 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH be < S = mm Chọn be(min) = mm Đối với dầm biên: Bề rộng cánh hữu hiệu có thể được lấy bằng 1/2 bề rộng hữu hiệu của dầm kề trong (=2000/2=1000 mm)cộng với trị số nhỏ nhất của: L/8 = 26500/8 = mm mm Bề rộng phần hẫng = 800 mm  be = 1000+800= mm Kết luận: Bề rộng bản cánh hữu hiệu III. Đặc trưng hình học Mặt cắt giữa nhịp: di là khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm các tiết diện đang tính yi là khoảng cách từ trục trung hoà đến tim các tiết diện đang tính Momen chống uốn của dầm: Dầm biên 1800 mm 3312.5 1625 1800 Dầm giữa 2000 mm 2000 2000 Mặt cắt Diện tích A(mm2) Khoảng Io (mm4) A*di (mm3) Vút bản Sườn dầm Vút bầu Bầu 200000 637.5 127500000 110000 Ii=A*yi 2 (mm4) I=Io+Ii (mm4) Bản 340000 1100 374000000 1.133E+09 9.602E+10 9.715E+10 100 11000000 10000 950 9500000 5555555.6 2.91E+09 2.915E+09 8804687.5 52105035 1.418E+10 1.423E+10 4.4E+09 4.917E+10 5.357E+10 Cách di(mm) 6.351E+09 940807134 7.292E+09 30625 287.5 1.632E+11 1.752E+11Tổng cộng 690625 768.59 530804688 1.194E+10          17004/1 2002/1 max2006 4/1 2/1 max6 t w s b b t SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 87 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH mm3 (mép trên dầm) mm3 (mép dưới dầm) Mặt cắt tại gối dầm: di là khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm các tiết diện đang tính yi là khoảng cách từ trục trung hoà đến tim các tiết diện đang tính Momen chống uốn của dầm: mm3 (mép trên dầm) mm3 (mép dưới dầm) IV. Tải trọng tác dụng lên dầm 1. Tĩnh tải (Theo II.2.-Phương án I) a. Dầm chủ: T/m b. Dầm ngang: T/m c. Mối nối BMC: T/m d. Lớp phủ mặt cầu: T/m0.145 227893375 277402218 Ii=A*yi 2 (mm4) I=Io+Ii (mm4)Cách di(mm) Mặt cắt Diện tích A(mm2) Khoảng A*di (mm3) 1.208E+11 1.219E+11Bản 340000 1100 374000000 Sườn dầm 660000 500 330000000 2.747E+10 1.067E+11 8.033E+10 1.482E+11 2.286E+111000000 704.00 704000000 7.92E+10 Tổng cộng 0.128 0.1234 324678030 328409962 1.6575 1.133E+09 Io (mm4) dcDC dnDC gdDC glDW  41.631 10752.1 11 tgS  59.768 10752.1 11 dgS  696 10286.2 11 tgS  704 10286.2 11 dgS SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 88 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH e. Lan can ,LBH, gờ chắn: T/m 2. Hoạt tải Số làn xe thiết kế : = K/3.5 = 11.25/3.5=3 làn Xe tải thiết kế: Xe 2 trục thiết kế: Tải trọng làn thiết kế Tải trọng làn thiết kế phân bố đều theo phương ngang cầu theo chiều rộng 3m/1làn w1= T/m Tải trọng người đi bộ: T/m2 Lề người đi bộ rộng : m T/m V. Tính nội lực các mặt cắt 1. Tĩnh tải Xác định diện tích đường ảnh hưởng tại các tiết diện tính toán 0.2347 0.93 0.3 1.65 0.495 gpDW 14.5T3.5T 14.5T 4.3m 4.3->9.0m 11T11T 1.2m  65.13.0pw SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 89 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Bảng 5.1-Tổng hợp giá trị đường ảnh hưởng tại các mặt cắt WM W(+) W(-) WV Bảng 5.2 -Tổng hợp giá trị momen do tĩnh tải gây ra tại các mặt cắt Tải trọng kết cấu 0 0.72H 0.2Ltt Ltt/4 0.00 12.85 56.18 65.84 0.00 1.59 6.93 8.12 0.00 1.86 8.15 9.55 Bảng 5.3-Tổng hợp giá trị lực cắt do tĩnh tải gây ra tại các mặt cắt Tải trọng kết cấu 0 0.72H 0.2Ltt Ltt/4 13.25 12.24 7.95 6.63 1.64 1.51 0.98 0.82 1.92 1.78 1.15 0.96 0.00 Lan can+LBH+ gờ chắn 0.2347 1.24 0.00 Lớp phủ 1.87 1.55 0.77 0.00 Mối nối BMC 0.1234 0.65 0.00 Dầm chủ + Dầm ngang 1.7855 23.66 21.86 0.3Ltt L tt/2 5.30 0.00 9.46 Mặt cắt 17.31 20.60 Lan can+LBH+ gờ chắn 0.2347 13.18 15.45 Lực cắt do tĩnh tải kết cấu Giá trị Giá trị D (T/m) 117.6 14.19 11.83 3.11 2.87 10.69 156.73 Lớp phủ 0.1234 0.145 10.83 12.73 9.10 100.3 Mối nối BMC D WM(T/m) 0.145 3.3126.5 13.25 13.25 Dầm chủ + Dầm ngang 1.7855 131.66 73.74 22.94 7.95 6.49 87.78 Momen do tĩnh tải kết cấu Mặt cắt WM 0.3Ltt L tt/2 87.78 1.008 25.49 3.31 13.25 12.26 0.02 12.24 0.00 8.48 0.535.30 7.950 21.20 18.55 6.625 19.88 L tt/2 13.25 0.00 L tt/4 0.72H 0 26.50 0.00 Lực cắtL tt (m) Đường ảnh hưởng Đường ảnh hưởng x (m) L tt-x (m) Momen 12.85 65.84 0.2Ltt 0.3Ltt 26.5 26.5 0 26.5 Mặt cắt 26.5 26.5 56.18 73.74 1.19 5.30 7.45 0.83 6.63 3.02 0.00 0.00 )(* TmDM M )(* TDV V SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 90 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Trong đó : D là giá trị tĩnh tải của các cấu kiện được tính cho 1m dài dầm chủ 2. Hoạt tải a. Momen do tải trọng xe thiết kế , xe 2 trục thiết kế ,tải trọng làn và người đi bộ gây ra Momen do tải trọng xe thiết kế Momen do xe 2 trục thiết kế Momen do tải trọng làn thiết kế Momen do tải trọng người đi bộ Y1, Y2, Y3, là tung độ đường ảnh hưởng dưới tải trọng các bánh xe P1,P2,P3 wl, wp là tải trọng làn xe thiết kế và tải trọng người đi bộ WM là diện tích đường ảnh hưởng momen tại măt cắt đang xét Bảng 5.4-Tổng hợp giá trị momen do xe tải thiết kế ra tại các mặt cắt 3.5 119.31 0.3Ltt 5.57 4.28 2.99 14.5 14.5 3.5 3.380 2.520 14.5 14.5 0.00 28.00 138.38 176.61 153.13 3.5 6.63 4.48 14.5 14.5 3.5 3.89 2.82 14.5 14.5 3.5 0 0 14.5 14.5 0.81 0.64 14.5 14.5 L tt/4 L tt/2 0.2Ltt 0 0.97 4.97 4.48 4.240 3.5 P2 (T) P3 (T) (T.m) Xe tải thiết kế Y1 (m) Y2 (m) Y3 (m) P1 (T) Đường ảnh hưởngMặt cắt 0 0.72H 332211 PYPYPYM llTr  2211 PYPYM llTa  Ml wM  1 MPP wM  LLTrM p3p 2p1 y1 y2 y3 p3p2p1 y1 y2 y3 p3p2p1 y1 y2 y3 p1 p2 p3 y1 y2 y3 p3p2p1 y1 y2 y3 SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 91 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Bảng 5.5-Tổng hợp giá trị momen do xe 2 trục thiết kế ra tại các mặt cắt Bảng 5.6-Tổng hợp giá trị tải trọng làn và người đi bộ gây ra tại các mặt cắt b. Lực cắt do tải trọng xe thiết kế ,xe 2 trục thiế kế , tải trọng làn và người đi bộ gây ra Lực cắt do xe tải thiết kế Lực cắt do xe 2 trục thiết kế 68.57 0.495 73.74 36.500.3Ltt 0.93 73.74 52.25 0.495 56.18 27.810.2Ltt 0.93 56.18 11 11 90.64 0.3Ltt 5.565 5.205 11 11 118.47 0.2Ltt 4.240 4.000 6.3611.95 105.99 L tt/2 11 11 139.15 0.495 11 11 12.850.72H 0.93 12.85 0.93 0.00 Tải trọng làn (T.m) 11 11 0.495 0.00 Người đi bộ 0.00 11 11 20.83 0.000.00 0 0 0.72H L tt/4 w1 (T/m Mặt cắt Đường ảnh hưởng Xe 2 trục thiết kế P1 (T) P2 (T) (T.m) (T.m) WM wP (T/m WM 6.325 Y2 (m) 0 0.924 4.669 Mặt cắt Đường ảnh hưởng 6.325 Y1 (m) 0 0.970 4.9669 65.8461.23L tt/4 0.93 65.84 81.64 32.59 L tt/2 0.93 87.78 0.495 87.78 43.45 0.495 LLTaM p2p1 y1 y2 p2p1 y1 y2 lM PM y2y 1 p2p1 1 1 2 2 3 3llTrV Y P Y P Y P   1 1 2 2llTaV Y P Y P  y2y1 p2p1 p2p1 y1 y2 SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 92 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Lực cắt do tải trọng làn thiết kế Lực cắt do tải trọng người đi bộ Y1, Y2, Y3, là tung độ đường ảnh hưởng dưới tải trọng các bánh xe P1,P2,P3 wl, wp là tải trọng làn xe thiết kế và tải trọng người đi bộ WV(+)ødiện tích đường ảnh hưởng lực cắt(phần lớn hơn)tại măt cắt đang xét Bảng 5.7-Tổng hợp giá trị lực cắt do xe tải thiết kế ra tại các mặt cắt Bảng5. 8-Tổng hợp giá trị lực cắt do xe 2 trục thiết kế ra tại các mặt cắt 11 11 17.10 0.3Ltt 0.7 0.6548 11 11 14.90 0.2Ltt 0.8 0.7548 22.48 0.3Ltt 19.260.7 0.54 0.38 14.5 14.5 3.5 0.465 14.5 14.5 3.50.2Ltt 0.800 0.638 11 11 16.00 L tt/2 0.5 0.4548 11 11 10.50 L tt/4 0.75 0.7048 11 11 21.50 0.72H 0.962 0.9166 11 11 20.66 0 1 0.9548 Mặt cắt Đường ảnh hưởng Xe 2 trục thiết kế Y1 (m) Y2 (m) P1 (T) P2 (T) (T) 20.89 L tt/2 0.5 0.34 0.18 14.5 14.5 3.5 12.76 0.43 14.5 14.5 3.5L tt/4 0.75 0.59 29.01 0.72H 0.962 0.800 0.64 14.5 14.5 3.5 27.77 0.68 14.5 14.5 3.50 1 0.84 Mặt cắt Đường ảnh hưởng Xe tải thiết kế Y1 Y2 Y3 P1 (T) P2 (T) P3 (T) (T) ( )l l VV w   )( VpP wV LLTrV y3y2y1 p1 p2 p3 p1 p2 p3 y1 y2 y3 p1 p2 p3 y1 y2 y3 p1 p2 p3 y1 y2 y3 p2p1 y1 y2 p1 p2 y1 y2 p1 p2 y1 y2 p1 p2 y1 y2 LLTaV p1 p2 p3 y1 y2 y3 p1 p2 p3 y1 y2 y3 p1 p2 y1 y2 p1 p2 y1 y2 SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 93 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Bảng 5.9-Tổng hợp giá trị tải trọng làn và người đi bộ gây ra tại các mặt cắt c. Tính hệ số phân bố tải trọng Kiểm tra các thông số: Phạm vi áp dụng:(4.6.2.2.2a-1) S= mm ts = mm L= mm Nb = mm  Thoả mãn Tính tham số độ cứng dọc n = tỷ số mođun đàn hồi giữa vật liệu bản và vật liệu dầm n= I =momen quán tính của dầm I= mm4 A= Diện tích dầm A= mm2 eg= Khoảng cách từ trọng tâm dầm đến trọng tâm bản mặt cầu eg = mm Kg = mm 4 Hệ số phân bố cho dầâm trong: +Đối với momen Một làn thiết kế 6.04 0.495 6.49 3.210.3Ltt 0.93 6.49 7.89 0.495 8.48 4.200.2Ltt 0.93 8.48 3.70E+11 1 1.752E+11 690625 531.414 2000 200 26500 7 3.08 0.495 3.31 1.64L tt/2 0.93 3.31 6.93 0.495 7.45 3.69L tt/4 0.93 7.45 11.40 0.495 12.26 6.070.72H 0.93 12.26 12.32 0.495 13.25 6.560 0.93 13.25 Mặt cắt Đường ảnh hưởng Tải trọng làn Người đi bộ w1 (T/m WV (+) (T) wP (T/m WV (+) (T.m) lV PV 49001100 S 300110  st 730006000 L 4bN )( 2gg AeInK  SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 94 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Hai làn xe thiết kế (Chọn thiết kế) +Đối với lực cắt Một làn thiết kế Hai làn xe thiết kế (Chọn thiết kế) Hệ số phân bố cho dầâm biên: +Đối với momen Một làn thiết kế(dùng quy tắc đòn bẩy): Tính phản lực tại A 0.419 0.580 0.623 0.721  7600 200036.01Vinmg 7600 36.01 S mg Vin  1.0 3 3.04.0 1 4300 06.0              s g Min Lt K L SS mg 1.0 3 2.06.0 2 2900 075.0              s g Min Lt K L SSm g 0.2 2 107003600 2.0      SS mg Vin      0.2 2 10700 2000 3600 2000 2.0Vinmg               1.0 3 113.04.0 1 20026500 1070.3 26500 2000 4300 2000 06.0Minm g               1.0 3 112.06.0 2 20026500 1070.3 26500 2000 2900 2000 075.0Minm g SVTH: NGUYỄN ĐỨC THUẬN 95 MSSV: 103104165 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S DƯƠNG KIM ANH Thiết lập phương trình cân bằng momen tại (1) RA = Hai làn thiết kế: với de : khoảng cách tim dầm biên đến gờ chắn ; mm (Chọn thiết kế) +Đối với lực cắt Một làn thiết kế(dùng quy tắc đòn bẩy): RA = Hai làn thiết kế: với (Chọn để thiết kế) d. Tổng hợp nội lực do hoạt tải gây ra( Xét đến hệ số phân bố tải trọng) Momen do hoạt tải gây ra Bảng 5.10-Tổng hợp momen do hoạt tải 3 4 gM 3*gM 4*gM 0 0.00 0.00 0.580 0.00 0.00 0.72H 11.95 6.36 0.580 6.93 3.69 0.2Ltt 52.25 27.81 0.580 30.28 16.12 L tt/4 61.2 32.59 0.580 35.49 18.89 0.3Ltt 68.6 36.50 0.580 39.75 21.15 L tt/2 81.6 43.45 0.580 4._.