Bản tính này do anh Hoàng trung Hậu lập và tôi đã sửa một số chỗ
TÍNH TOÁN DẦM I BTCT DƯL TÊN DỰ ÁN: TÊN CẦU: 1.CƠ SỞ THIẾT KẾ: Tham số Dầm thiết kế Chiều dài nhịp Khẩu độ tính toán Tải trọng HL93 Tổng bề rộng cầu Mặt đường xe chạy Gờ chắn bánh Lề người đi Lan can
Đơn vị
Kí hiệu
m m
L Ltt
Trị số Dầm biên 33 32.2
m m m m m
B B1 B2 B3 m
11.1 8 0.25 1 0.3
2.ĐẶC ĐIỂM PHIẾN DẦM: Chia dầm ra làm 8 phần bằng nhau, do tính đối xứng ta xét tại 5 mặt cắt : Gối, L/8, L/4, 3L/8, L/2.
h4 h5 h6
b3 b4
b6
b5 b2 b5
Trị số
Đơn vị 65 cm 20 cm 85 cm 65 cm 22.5 cm 32.5 cm cm
h1
h2
H
h3
b6
Ký hiệu H h1 h2 h3 h4 h5 h6
Số liệu tiết diện đặc trưng Trị số Đơn vị Ký hiệu 165 cm b1 25 cm b2 20 cm b3 89 cm b4 11 cm b5 12 cm b6 8 cm
b1
Hình 1: Mặt cắt ngang dầm Chi tiết đặc trưng hình học của từng mặt cắt Tham số Ký hiệu L/2 3L/8 không không Tại tiết diện này, dầm ngang: Chiều cao dầm H(cm) 165 165 Chiều cao bầu dưới h1(cm) 25 25 Chiều cao vút dưới h2(cm) 20 20 Bề rộng vút dưới b5(cm) 22.5 22.5 Chiều cao sườn h3(cm) 89 89 Chiều cao gờ trên h5(cm) 12 12 Chiều cao gờ trên cùng h6(cm) 8 8 Bề rộng bầu dưới b1(cm) 65 65 Bề rộng sườn b2(cm) 20 20 Chiều cao vút trên h4(cm) 11 11 Bề rộng vút trên b6(cm) 32.5 32.5 Bề rộng bản MC b3(cm) 85 85 Độ mở rộng sườn (1 bên) so với 0 0 mặt cắt không có Dngang
L/4 không 165 25 20 22.5 89 12 8 65 20 11 32.5 85
L/8 không 165 25 16.04 18.05 94.47 12 8 65 28.9 9.49 28.05 85
Gối Có 165 25 0 0 116.62 12 8 65 65 3.39 10 85
0
4.45
22.5
Cự ly giữa các dầm chủ Trọng lượng dầm chủ Số lượng dầm chủ Tổng số dầm ngang cho 1 nhịp Bề rộng dầm ngang Chiều cao dầm ngang Bề rộng vuốt ra của dầm ngang (theo 1:1) Chiều dày lớp phủ mặt cầu Tĩnh tải gờ chắn xe(toàn bộ) Tĩnh tải lan can+lề người đi 2 bên Hệ số làn xe : (m) Số làn chất tải Hệ số làn
2.2 1855.11 5 20 0.12 1.09 0.23 BTXM Atphan
1 1.20
m KG/m dầm dầm m m m 0.18 m 0.07 m 120 KG/m 502.9 KG/m
2 1.00
3 >3 0.85 Thông số a b Lvn
0.65
Trị số
Đơn vị 40 cm 87.5 cm 490 cm
Hình 2 : Kích thướt đầu dọc dầm Đặc trưng hình học của từng mặt cắt được thể hiện trong bảng sau: Mặt cắt F (cm2) Yc (cm) Jz (cm4) Jth (cm4)
Gối L/8 L/4 3L/8 L/2 10998.85 7188.83 6372.5 6372.5 6372.5 84.18 83.38 82.67 82.67 82.67 1.04E+008 7.19E+07 6.49E+007 6.49E+07 6.49E+007 2.6E+07
2.2E+07
2.1E+07
2.1E+07
2.1E+07
3.VẬT LIỆU : 3.1. Bê tông: Cấp BT Tỷ trọng của BT Cấp BT (cường độ đặc trưng,xác suất 0,95) Cường độ mục tiêu (để kiểm tra mẫu thử) Cường độ chịu nén của BT lúc bắt đầu đặt tải hoặc tạo ứng suất trước CĐ chịu kéo khi uốn của BT (MĐ phá hoại) Mô đun đàn hồi Ec= 0.043 xγc1.5 x căn (f'c) Cấp BT bản (cường độ đặc trưng,xác suất 0,95) Mô đun đàn hồi của bản Eb 3.2. Thép cường độ cao: Cáp 15.2 mm, tiêu chuẩn ASTM Cường độ chịu kéo
Ký hiệu γc
Trị số 2400
f'c
40 48.2
Mpa Mpa
f'ci
38.56
Mpa
fr
3.98
Mpa
Ec
31975.35 25.00 25278.73
Mpa MPa Mpa
Eb
Ký hiệu fpu
Trị số 1860
Đơn vị Mpa
fpj
1336 Cấp 270 1674 5 1.4
Mpa
Cấp thép: Giới hạn chảy của cốt thép DƯL Số bó cáp CĐC Diện tích 1 tao cáp
Đơn vị kg/m3
fpy
Mpa cm2
Tham khảo 2500(BTCT) 28 (thng)
3.98
Cấp 25
Đường kính ống tạo lỗ
6.5 197000
Ep
Mô đun đàn hồi cáp
cm Mpa
Thép có độ chùng dão thấp theo:
ASTM A416M : Loại tao thép 7 sợi DƯL. µ= Hệ số ma sát: 0.2 Hệ số ma sát lắc trên 1mm bó cáp: K= 6.60E-07 (mm-1) fpj= Ứng suất trong thép DƯL khi kích: 1336 Mpa ∆L= Chiều dài tụt neo: 0.01 m Hệ số qui đổi ứng suất: 3.3. Thép thường: Giới hạn chảy tối thiểu của thép thanh Mô đun đàn hồi
Φ=
0.9
fy= Es=
400 Mpa 200000 Mpa
Khoảng cách từ đáy dầm (cm)
Bảng tung độ đường trục các bó cốt thép Toạ độ x N1 N2 Mặt cắt (cm) f y f y f L/2 1650 101 132 85.5 144 3L/8 1237.5 101 125.99 85.5 138.91 L/4 825 101 107.96 85.5 123.65 L/8 412.5 101 77.91 85.5 98.21 Gối 40 101 35.84 85.5 62.6 Đầu dầm 0 101 31 85.5 58.5 y là tung độ tính từ đỉnh dầm đến tim bó cáp a là khoảng cách từ đỉnh dầm tới điểm đặt kích f là khoảng cách từ điểm đặt kích đến tim bó cáp tại giữa nhịp(f = y L/2-a) Đường cong các bó cáp 160.00 140.00 120.00 100.00 80.00 60.00 40.00 20.00 0.00 Row 18
N3 y 70 70 70 70 70 70
N4 f 156 151.83 139.34 118.51 89.35 86
42.5 42.5 42.5 42.5 42.5 42.5
Column R Column S Column T Column U Column V Row 19
Row 20
Row 21
Row 22
Row 23
L (cm)
Bảng đặc trưng các góc α Số hiệu bó Mặt cắt N1 N2 N3 L/2 N4 N5 N1 N2 N3 3L/8 N4 N5 N1 N2 N3 L/4 N4 N5
x (cm) 1650 1650 1650 1650 1650 1237.5 1237.5 1237.5 1237.5 1237.5 825 825 825 825 825
L(cm)
tgα
f(cm) 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300
101 85.5 70 42.5 15 101 85.5 70 42.5 15 101 85.5 70 42.5 15
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0299 0.0253 0.0207 0.0126 0.0044 0.0598 0.0506 0.0414 0.0251 0.0089
α(rad) α(độ) 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0299 0.0253 0.0207 0.0126 0.0044 0.0597 0.0506 0.0414 0.0251 0.0089
0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.713 1.450 1.186 0.722 0.252 3.421 2.899 2.372 1.438 0.510
sinα 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0299 0.0253 0.0207 0.0126 0.0044 0.0597 0.0506 0.0414 0.0251 0.0089
N1 N2 N3 N4 N5 N1 N2 N3 N4 N5 N1 N2 N3 N4 N5
L/8
Gối
Đầu dầm
412.5 412.5 412.5 412.5 412.5 40 40 40 40 40 0 0 0 0 0
3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300 3300
101 85.5 70 42.5 15 101 85.5 70 42.5 15 101 85.5 70 42.5 15
0.0896 0.0758 0.0621 0.0377 0.0133 0.1195 0.1011 0.0828 0.0502 0.0177 0.1224 0.1037 0.0848 0.0515 0.0182
0.0894 0.0757 0.0620 0.0377 0.0133 0.1189 0.1008 0.0826 0.0502 0.0177 0.1218 0.1033 0.0846 0.0515 0.0182
5.122 4.337 3.552 2.160 0.762 6.812 5.775 4.733 2.876 1.014 6.979 5.919 4.847 2.951 1.043
0.0893 0.0756 0.0620 0.0377 0.0133 0.1186 0.1006 0.0825 0.0502 0.0177 0.1215 0.1031 0.0845 0.0515 0.0182
4. TOẠ ĐỘ CÁC BÓ CÁP (TÍNH TỪ ĐÁY DẦM) Số sợi Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đầu dầm S cáp 1 bó Kc X(cm) 1650 1237.5 825 412.5 40 0 (cm2) 7 Bó 1 33.00 39.01 57.04 87.09 129.16 134.00 7 Bó 2 21.00 26.09 41.35 66.79 102.40 106.50 7 Bó 3 9.00 13.17 25.66 46.49 75.65 79.00 7 Bó 4 9.00 11.53 19.12 31.76 49.46 51.50 7 Bó 5 9.00 9.89 12.57 17.03 23.28 24.00 Trọng tâm 16.2 19.94 31.15 49.83 75.99 79 Trọng tâm tính từ 148.8 145.06 133.85 115.17 89.01 86 trên xuống Khoảng cách từ giữa mặt cắt tới trọng tâm cốt thép 66.3 62.56 51.35 32.67 6.51 3.5 5. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC GIAI ĐOẠN 1 ( MẶT CẮT BỊ GIẢM YẾU ĐỂ ĐẶT CÁC ỐNG DƯL) 5.1 Diện tích tiết diện Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị b 20 20 20 28.9 65 (cm) Khối K1 Sườn h 120 120 120 120 120 (cm) f1 2400 2400 2400 3468 7800 (cm2) b 85 85 85 85 85 (cm) Khối K2 Chiều cao h 12 12 12 12 12 (cm) gờ trên f2 1020 1020 1020 1020 1020 (cm2) Chiều cao b' 65 65 65 65 65 (cm) Khối K2' gờ trên h' 8 8 8 8 8 (cm) cùng f2' 520 520 520 520 520 (cm2) b 65 65 65 65 65 (cm) Khối K3 Bầu dưới h 25 25 25 25 25 (cm) f3 1625 1625 1625 1625 1625 (cm2) b 32.5 32.5 32.5 28.05 10 (cm) Khối K4 Vút trên h 11.000 11 11 9.49 3.39 (cm) f4 357.500 357.5 357.5 266.31 33.85 (cm2) b 22.5 22.5 22.5 18.05 0 (cm) Khối K5 Vút dưới h 20 20 20 16.04 0 (cm) f5 450 450 450 289.52 0 (cm2) Khối K6 Lỗ luồn cáp f6 -165.92 -165.92 -165.92 -165.92 -165.92 (cm2) F1 6206.585 6206.585 6206.585 7022.913 10832.935 (cm2)
9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 49
5.2 Mô men tĩnh Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị a1 85 85 85 85 85 (cm) a2 151 151 151 151 151 (cm) a2' 161 161 161 161 161 (cm) a3 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 (cm) a4 141.33 141.33 141.33 141.84 143.87 (cm) a5 31.67 31.67 31.67 30.35 25 (cm) a6 16.2 19.94 31.15 49.83 75.99 (cm) s1 204000 204000 204000 294780 663000 (cm3) s2 154020 154020 154020 154020 154020 (cm3) s2' 83720 83720 83720 83720 83720 (cm3) s3 20312.5 20312.5 20312.5 20312.5 20312.5 (cm3) s4 50526.67 50526.67 50526.67 37771.7 4870.06 (cm3) s5 14250 14250 14250 8786.03 0 (cm3) s6 -2687.83 -3308.02 -5167.93 -8267.89 -12607.91 (cm3) S 524141.34 523521.15 521661.23 591122.33 913314.65 (cm3) Ghi chú: +ai: trọng tâm từ khối thứ i đến mép dầm dưới 5.3 Trọng tâm Mặt cắt Với thớ dưới YdI Với thớ trên YtI Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến eI trục mặt cắt
L/2 84.45 80.55
3L/8 84.35 80.65
L/4 84.05 80.95
L/8 84.17 80.83
Gối
Đơn vị 84.31 (cm) 80.69 (cm)
68.25
64.41
52.9
34.34
8.32 (cm)
5.4. Mô men quán tính Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị I01 2880000 2880000 2880000 4161600 9360000 (cm4) I02 12240 12240 12240 12240 12240 (cm4) I'02 2773.33 2773.33 2773.33 2773.33 2773.33 (cm4) I03 84635.42 84635.42 84635.42 84635.42 84635.42 (cm4) I04 901.2 901.2 901.2 500.08 8.08 (cm4) I05 3750 3750 3750 1551.85 0 (cm4) I06 0 0 0 0 0 (cm4) I1=f1*a1^2 728.02 1016.15 2167.62 2386.06 3723.59 (cm4) I2 ### ### ### 4555501.72 ### (cm4) I'2 ### ### ### 3069439.14 ### (cm4) I3 ### ### ### 8347080.25 ### (cm4) I4 ### ### ### 885530.93 120089.74 (cm4) I5 ### ### ### 838747.6 0 (cm4) I6 -772826.85 -688352.5 -464328.08 -195636.54 -11482.49 (cm4) I 2.06E+07 2.07E+07 2.09E+07 2.18E+07 2.55E+07 (cm4) 5.5. Mô men kháng uốn Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị WdI 243929.02 245193.4 248663.59 258598.23 303008.71 (cm3) WtI 255734.63 256437.92 258184 269287.3 316595.46 (cm3) WeI 301829.3 321091.03 395074.41 633875.42 ### (cm3)
6. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC GIAI ĐOẠN 2 (MẶT CẮT NGUYÊN CÓ KỂ CẢ Fd)
Mặt cắt F1 nd *Fd F2 SII c YdII YtII eII I1 F1*c^2 nd *Fd* eII^2 I2 WdII WtII WeII
L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị 6206.585 6206.585 6206.58 7022.913 10832.93 (cm2) 301.89 360.83 360.83 360.83 360.83 (cm2) 6508.473 6567.411 6567.411 7383.739 11193.761 (cm2) 20603.68 23241.28 19088.3 12390.24 3001.74 (cm3) 3.17 3.54 2.91 1.68 0.27 (cm) 81.28 80.81 81.14 82.49 84.04 (cm) 83.72 84.19 83.86 82.51 80.96 (cm) 65.08 60.87 50 32.66 8.05 (cm) 2.06E+07 2.07E+07 2.09E+07 2.18E+07 2.55E+07 (cm4) 62199.09 77729.26 52432.26 19775.34 779 (cm4) ### 1337024.2 901889.49 384895.86 23387.71 (cm4) ### ### ### ### ### (cm4) 269926.4 273438.06 269331.59 268764.13 304263.12 (cm3) 262082.12 262463.01 260615.58 268715.17 315845.31 (cm3) 337113.98 362999.26 437130.76 678833.17 ### (cm3)
7. ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC GIAI ĐOẠN II' (MẶT CẮT LIÊN HỢP) Mặt cắt I nguyên Chiều cao dầm Chiều cao phần trên đã qui đổi Chiều rộng phần trên đã qui đổi Chiều cao bản mặt cầu Chiều rộng bản mặt cầu Chiều rộng sườn dầm
h h'1 b'1 hb bb b2
Mặt cắt Mô men F2 tĩnh với nb *Fb trục TH F'2 I-I (GĐ II) S'II K.cách c' giữa 2 trục Yd'II TH Yt'II e'II I2 F2*c'^2 Ib nb *Fb(c")^2 I'2 Wd'II Wt'II We'II
L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị 6508.473 6567.411 6567.411 7383.739 11193.761 (cm2) 3130.65 3130.65 3130.65 3130.65 3130.65 (cm2) 9639.128 9698.066 9698.066 10514.394 14324.416 (cm2) 290263.15 291744.38 290702.82 286478.45 281630.87 (cm3) 30.11 30.08 29.98 27.25 19.66 (cm) 111.4 110.89 111.12 109.74 103.7 (cm) 53.6 54.11 53.88 55.26 61.3 (cm) 95.2 90.96 79.97 59.91 27.71 (cm) ### 22096647.9 ### ### ### (cm4) ### 5943317.51 ### ### ### (cm4) 84527.68 84527.68 84527.68 84527.68 84527.68 (cm4) ### ### ### ### ### (cm4) ### ### ### ### ### (cm4) 360842.11 366048.14 361945 370561.74 438306.91 (cm3) 749888.2 750223.93 746429.67 735868.85 741509.91 (cm3) 422248.12 446288.41 502920.33 678804.44 ### (cm3)
8.CÁC HỆ SỐ VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC Tổng ứng lực tính toán phải được lấy như sau: Trong đó:
Q = ∑(ηi .γ i .Qi )
ηi- hệ số điều chỉnh tải trọng lấy theo điều 1.3.2
h
b
bb b' 1
h 1'
165 cm 23.04 cm 85 cm 18 cm 220 cm tuỳ theo mặt cắt
Qi- tải trọng qui định ở đây γi- hệ số tải trọng lấy theo bảng 3.4.1-1 và 3.4.1-2 (22TCN 272-01) Các cấu kiện và các liên kết của cầu phải thoả mãn phương trình TCN 1.3.2.1.1 cho các tổ hợp thích hợp của ứng lực cực hạn tính toán được qui định cho từng trạng thái giới hạn : ηi .Yi .Qi ≤ Φ.Rn (TCN 1.3.2.1-1) với : ηD.ηR.ηI >=0.95 (TCN 1.3.2.1-2)
∑(
)
Đối với tải trọng dùng giá trị cực đại của γi : (TCN 1.3.2.1-3) 1/(ηD.ηR.ηI )<= 1.0 Trong đó : Yi- hệ số tải trọng (hệ số nhân) dựa trên thống kê dùng cho ứng lực. Φ- hệ số sức kháng (hệ số nhân) dựa trên thống kê dùng cho sức kháng danh định được ghi ở các phần 5,6,10,11 và 12. ηi- hệ số điều chỉnh tải trọng; hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng trong khai thác Qi- ứng lực Rn- sức kháng danh định Rr- sức kháng tính toán 8.1. Hệ số điều chỉnh tải trọng 8.1.1. Tính dẻo Hệ kết cấu của cầu phải được định kích thướt và cấu tạo để đảm bảo sự phát triển đáng kể và có thể nhìn thấy được của các biến dạng không đàn hồi ở trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái giới hạn đặc biệt trước khi phá hoại. Có thể giả định rằng các yêu cầu về tính dẻo được thoả mãn đối với 1 kết cấu bê tông, ở đó sức kháng của liên kết không thấp hơn 1.3 lần ứng lực lớn nhất do tác dụng không đàn hồi của các cấu kiện liền kề đó. Đối với trạng thái giới hạn cường độ: ηD= 1.05 cho cấu kiện và liên kết không dẻo. 1 cho các thiết kế thông thường và các chi tiết theo đúng tiêu chuẩn 0.95 cho các cấu kiện và liên kết có các biện pháp tăng thêm tính dẻo. Đối với các trạng thái giới hạn khác :ηD= 1 8.1.2. Tính dư Các kết cấu có nhiều đường truyền lực và kết cấu liên tục cần được sử dụng trừ khi có những lí do bắt buột khác. Các bộ phận hoặc cấu kiện chính mà sự hư hỏng của chúng gây ra sụp đổ cầu phải được coi là có nguy cơ hư hỏng có thể được xem là phá hoại giòn. Các bộ phận hoặc cấu kiện mà sự hư hỏng của chúng không gây ra sụp đổ cầu được coi là không có nguy cơ hư hỏngvà hệ kết cấu liên quan là dư. Đối với trạng thái giới hạn cường độ: ηR= 1.05 cho các bộ phận không dư 1 cho các mức dư thông thường 0.95 cho các mức dư đặc biệt khác Đối với các trạng thái giới hạn khác :ηR= 1 8.1.3. Tầm quan trọng trong khai thác Điều quan trọng này chỉ dùng cho trạng thái giới hạn cường độ và trạng thái giới hạn đặc biệt. Đối với các trạng thái giới hạn cường độ: ηI= 1.05 cho các cầu quan trọng 1 cho các cầu điển hình 0.95 cho các cầu tương đối ít quan trọng Đối với các trạng thái giới hạn khác :ηI= 1 8.2. Hệ số phân bố tải trọng
8.2.1. Hệ số phân bố cho mô men 8.2.1.1. Hệ số phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men trong các dầm giữa (bảng TCN 4.6.2.2.2a-1) 0.1 Một làn thiết kế chịu tải: 0.4 0.3 S S K g 0.06 + . . 3 4300 L L.t s Hai hoặc hơn 2 làn thiết kế chịu tải: 0.6 0.2 S S Kg 0.075 + . . 3 2900 L L.ts
Kg- tham số độ cứng dọc
0.1
K g = n.(I + A.eg2 ) S= 2200 L= 32200 Kg= 9.42E+11
mm mm
: Cự ly giữa các dầm chủ : Chiều dài nhịp tính toán
mm4
: Tham số độ cứng dọc (mm 4)
ts= 180 mm : chiều dày của bản bê tông Nb= 5 : số dầm chủ Một làn thiết kế chịu tải 0.46 Hai hoặc hơn 2 làn thiết kế chịu tải 0.66 Chọn giá trị nhỏ nhất trong 2 giá trị 0.46 8.2.1.2. Phân bố hoạt tải theo làn đối với mô men trong dầm dọc biên gbiên = e. gdầm trong e= 0.77 + de/2800
e= 0.63 de= gbiên = -400 mm Err:508 8.2.2. Hệ số phân bố cho lực cắt (TCN 4.6.2.2.3) 8.2.2.1. Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm giữa g= Err:508 8.2.2.2. Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm biên gbiên = e. gdầm trong e= 0.6 + de/3000=
0.47 gbiên = Err:508 Bảng tổng hợp hệ số phân bố tải trọng
Dầm giữa Dầm biên Max
Mô men Lực cắt Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508
8.3. Tải trọng thường xuyên 8.3.1. Tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu (DC) L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị x 16.1 12.08 8.05 4.03 0 (m) Dầm chủ g1 1855.11 1855.11 1855.11 1855.11 1855.11 (KG/m) Dngang g2 76.795 76.795 76.795 76.795 76.795 (KG/m) d/t(đah M) 129.605 121.505 97.204 56.702 0.000 (m2) MI 2.40E+09 2.35E+09 1.88E+09 1.10E+09 0.00E+00 (N.mm) d/t(đah Q) 0 4.03 8.05 12.08 16.1 (m2) QI 0 77759.19 155518.39 233277.58 311036.78 (N) 1 KG.m= 10 4 N.mm 8.3.2. Tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (DW)
Kết cấu Gờ chắn xe
L/2 q1
3L/8 24
L/4 24
L/8 24
Gối 24
Đơn vị 24 (KG/m)
Lan can +lề người đi Lớp phủ m/c BT Lớp phủ m/c asphalt
q2 q3 q4 Tổng q MII QII
100.58 4795.2 1540 6459.78 ### 0
100.58 4795.2 1540 6459.78 ### 26000.61
100.58 4795.2 1540 6459.78 ### 52001.23
100.58 100.58 (KG/m) 4795.2 4795.2 (KG/m) 1540 1540 (KG/m) 6459.78 6459.78 (KG/m) ### 0 (N.mm) 78001.84 104002.46 (N)
8.4. Tải trọng nhất thời IM -lực xung kích (lực động) của xe. LL -hoạt tải xe PL -tải trọng bộ hành 8.4.1. Hoạt tải (LL) 8.4.1.1. Xe tải thiết kế: HL93 gồm trục trước nặng 35 KN và 2 trục sau, mỗi trục xe nặng 145KN.Hai trục xe đầu cách nhau một khoảng không đổi là 4300mm, trong khi đó khoảng cách 2 trục xe sau thay đổi từ 4300mm đến 9000mm. Diện tích đường ảnh hưởng TT Mặt cắt Chiều dài nhịp Diện tích đường ảnh hưởng l x ΩM Ω Q+ Ω Q− ∑ ΩQ (m) (m) (m) (m) (m) (m) 1 L/2 32.2 16.1 129.605 4.03 -4.03 0 2 3L/8 32.2 12.08 121.505 6.29 -2.26 4.03 3 L/4 32.2 8.05 97.204 9.06 -1.01 8.05 4 L/8 32.2 4.03 56.702 12.33 -0.25 12.08 5 Gối 32.2 0 0.000 16.1 0 16.1
Xe tải thiết kế
M Q
L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị 2.229E+09 2.125E+09 1.731E+09 1.029E+09 0 (N.mm) 133788.82 174413.82 215038.82 255663.82 296288.82 (N)
8.4.1.2. Xe hai trục thiết kế : L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị Xe hai truc M 1.71E+009 1.61E+009 1.30E+009 7.58E+008 0.00E+000 (N.mm) thiết kế Q 1.06E+005 1.33E+005 1.61E+005 1.88E+005 2.16E+005 (N) 8.4.1.3. Tải trọng làn thiết kế: L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị Tải trọng làn M 1.21E+09 1.13E+09 9.04E+08 5.27E+08 0.00E+00 (N.mm) thiết kế Q 37432.5 58488.28 84223.13 114637.03 149730 (N) 8.4.2. Tải trọng bộ hành (PL) Khi đường bộ hành rộng hơn 600 mm phải lấy tải trọng người đi bộ bằng 3.10 -3 Mpa và phải tính đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế. L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị PL M 388815000 ### 291611250 ### 0 (N.mm) Q 12075 18867.19 27168.75 36979.69 48300 (N) 8.4.3. Lực xung kích động lực của xe (IM) L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị Xe tải M 5.573E+08 5.312E+08 4.328E+08 2.573E+08 0.000E+00 (N.mm) thiết kế Q 3.345E+04 4.360E+04 5.376E+04 6.392E+04 7.407E+04 (N) Xe hai truc M 4.263E+08 4.027E+08 3.238E+08 1.896E+08 0.000E+00 (N.mm) thiết kế Q 2.648E+04 3.335E+04 4.023E+04 4.710E+04 5.398E+04 (N) Ghi chú: -IM lấy bằng 25% lực tác dụng tĩnh của xe thiết kế. 8.4.4. Tổ hợp IM+LL+PL L/2
3L/8
L/4
L/8
Gối
Đơn vị
M Q M LL,IM HL93K Q max(HL93 M LL,IM, PL M,HL93K) Q LL,IM
HL93M
3.992E+09 2.047E+05 3.337E+09 1.698E+05 4.381E+09 2.167E+05
8.5. Hệ số tải trọng (Bảng 3.4.1-1, 3.4.1-2) DC DW Cường độ I 1.2 Cường độ II 1.2 Cường độ III 1.2 Sử dụng 1.2
3.786E+09 2.765E+05 3.144E+09 2.252E+05 4.151E+09 2.954E+05
3.068E+09 3.530E+05 2.523E+09 2.853E+05 3.359E+09 3.802E+05
LL,IM,CE,PL 1.4 1.75 1.4 1.4 1.35 1.4 1
1.814E+09 4.342E+05 1.475E+09 3.501E+05 1.984E+09 4.712E+05
WS -
0.000E+00 (N.mm) 5.201E+05 (N) 0.000E+00 (N.mm) 4.196E+05 (N) 0.000E+00 (N.mm) 5.684E+05 (N)
WL 1.4 0.4 0.3
CT
1 1
8.6. Tổng hợp nội lực DC Cường độ I
DW LL,IM,PL Tổng ttrọng tức thời DC
Cường độ II
DW Tổng ttrọng tức thời DC
Cường độ III
DW LL,IM,PL Tổng ttrọng tức thời DC DW
Sử dụng LL,IM,PL Tổng ttrọng tức thời
M Q M Q M Q M Q M Q M Q M Q M Q M Q M Q M Q M Q M Q M Q M Q
L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị 2.89E+09 2.82E+09 2.25E+09 1.31E+09 0.00E+00 (N.mm) 0 93311.03 186622.07 279933.1 373244.13 (N) ### ### ### ### 0 (N.mm) 0 36400.86 72801.72 109202.58 145603.44 (N) 7.666E+09 7.264E+09 5.879E+09 3.472E+09 0.000E+00 (N.mm) 3.793E+05 5.169E+05 6.653E+05 8.246E+05 9.947E+05 (N) Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 (N.mm) Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 (N) 2.89E+09 2.82E+09 2.25E+09 1.31E+09 0.00E+00 (N.mm) 0 93311.03 186622.07 279933.1 373244.13 (N) ### ### ### ### 0 (N.mm) 0 36400.86 72801.72 109202.58 145603.44 (N) (N.mm) (N) 2.89E+09 2.82E+09 2.25E+09 1.31E+09 0.00E+00 (N.mm) 0 93311.03 186622.07 279933.1 373244.13 (N) ### ### ### ### 0 (N.mm) 0 36400.86 72801.72 109202.58 145603.44 (N) 5.914E+09 5.603E+09 4.535E+09 2.678E+09 0.000E+00 (N.mm) 2.926E+05 3.988E+05 5.133E+05 6.361E+05 7.673E+05 (N) Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 (N.mm) Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 (N) 2.89E+09 2.82E+09 2.25E+09 1.31E+09 0.00E+00 (N.mm) 0 93311.03 186622.07 279933.1 373244.13 (N) ### ### ### ### 0 (N.mm) 0 36400.86 72801.72 109202.58 145603.44 (N) 4.381E+09 4.151E+09 3.359E+09 1.984E+09 0.000E+00 (N.mm) 2.167E+05 2.954E+05 3.802E+05 4.712E+05 5.684E+05 (N) Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 (N.mm) Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 (N)
9. Mất mát ứng suất (điều 5.9.5) Tổng mất mát ứng suất trước trong các cấu kiện kéo sau được xác định theo điều 5.9.5.1:
∆fPT = ∆fPF + ∆fPA + ∆fPES + ∆fPSR + ∆fPCR + ∆fPR Trong đó: Mất mát tức thời gồm: + Mất mát do ma sát + Mất mát do thiết bị neo + Mất mát do co ngắn đàn hồi
∆fPF ∆fPA ∆fP ES
Mpa Mpa Mpa
∆fP ES
Mất mát theo thời gian gồm: ∆fPSR + Mất mát do co ngót Mpa + Mất mát do từ biến của bê tông Mpa ∆fPCR + Mất mát do dão của thép Mpa ∆fPR 9.1. Mất mát do thiết bị neo: ∆fPA = ∆ * E / L Bó N1 N2 N3 N4 N5 (cm) 1 1 1 1 1 ∆ Ltb (cm) 4623760 4623760 4623760 4623760 4623760 ∆fPA (Mpa) 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 9.2. Mất mát do ma sát(TCN 5.9.5.2.2) Mất mát do ma sát giữa các bó thép ứng suất trước và ống bọc được tính theo công thức sau:
∆ fPF = fpj (1 − e− (Kx +µα ) ) Trong đó: fpi -ứng suất trong bó thép ứng suất trước tại thời điểm kích, được giả định trước: fpj= 1336 Mpa x -chiều dài bó thép ứng suất trước từ đầu kích đến điểm đang xét (mm). K -hệ số ma sát lắc trên mỗi mm của bó cáp (mm -1). µ -hệ số ma sát. α -tổng giá trị tuyệt đối thay đổi góc của đường cáp ứng suất trước từ đầu kích gần nhất đến tiết diện đang xét Loại ống bọc Ống thép mạ cứng hay nửa cứng Tính cho bó 1
∆fPF = A * fPJ
A=1-e^(-(kx+µα)) Mặt cắt Khoảng cách tính từ điểm đặt kích(cm) x(mm) α(radian) kx+µα
A = 1− e ^ ( − (kx + µα )) fpj
k= 3L/8
L/2
(Mpa)
∆fPF
L/4
1650 16544
1237.5 12818
0.1218
0.0919
0.04
0 µ= L/8 825 8489
0.2 Gối 412.5 4452
40 405
0.0621
0.0324
0.0029
0.03
0.02
0.01
0
0.03 1336
0.03 1336
0.02 1336
0.01 1336
0 1336
46.31
35.38
23.86
12.52
1.13
Tính cho bó 2
∆fPF = A * fPJ A=1-e^(-(kx+µα)) Mặt cắt Khoảng cách tính từ điểm đặt kích(cm) x(mm) α(radian)
k= 3L/8
L/2
L/4
1650 16544
1237.5 12818
0.1033
0.0780
kx+µα
0.03
A = 1− e ^ ( − (kx + µ α )) fpj
∆ fPF
0 µ= L/8 825 8489
0.2 Gối 412.5 4452
40 405
0.0527
0.0276
0.0025
0.02
0.02
0.01
0
0.03
0.02
0.02
0.01
0
(Mpa)
1336
1336
1336
1336
1336
(Mpa)
41.53
31.76
21.39
11.25
1.02
Tính cho bó 3
∆fPF = A * fPJ
A=1-e^(-(kx+µα))
Mặt cắt Khoảng cách tính từ điểm đặt kích(cm)
0 µ=
k= L/2
3L/8
L/4
0.2
L/8
Gối
1650
1237.5
825
412.5
40
16544
12818
8489
4452
405
0.0846
0.0639
0.0432
0.0226
0.0020
kx+µα
0.03
0.02
0.01
0.01
0
A = 1− e ^ ( − (kx + µα ))
0.03
0.02
0.01
0.01
0
fpj
1336
1336
1336
1336
1336
36.68
28.08
18.89
9.93
0.89
x(mm) α(radian)
∆ fPF
(Mpa) (Mpa) Tính cho bó 4
∆fPF = A * fPJ
A=1-e^(-(kx+µα))
Mặt cắt Khoảng cách tính từ điểm đặt kích(cm)
0 µ=
k= L/2
3L/8
L/4
0.2
L/8
Gối
1650
1237.5
825
412.5
40
16544
12818
8489
4452
405
0.0515
0.0389
0.0264
0.0138
0.0013
kx+µα
0.02
0.02
0.01
0.01
0
A = 1− e ^ ( −(kx + µα ))
0.02
0.02
0.01
0.01
0
fpj
1336
1336
1336
1336
1336
28.05
21.52
14.46
7.59
0.7
x(mm) α(radian)
∆ fPF
(Mpa) (Mpa) Tính cho bó 5
∆fPF = A * fPJ
A=1-e^(-(kx+µα))
Mặt cắt Khoảng cách tính từ điểm đặt kích(cm)
0 µ=
k= L/2
3L/8
L/4
0.2
L/8
Gối
1650
1237.5
825
412.5
40
16544
12818
8489
4452
405
0.0182
0.0138
0.0093
0.0049
0.0005
kx+µα
0.01
0.01
0.01
0
0
A = 1− e ^ ( −(kx + µα ))
0.01
0.01
0.01
0
0
fpj
(Mpa)
1336
1336
1336
1336
1336
(Mpa)
19.31
14.91
9.93
5.22
0.49
x(mm) α(radian)
∆fPF
Mất mát tổng cộng ∆ fPF Mặt cắt Khoảng cách tính từ điểm đặt kích(cm)
∆fPF
L/2
(Mpa)
3L/8
L/4
L/8
Gối
1650
1237.5
825
412.5
40
41.89
31.81
21.57
11.32
1.03
9.3. Co ngắn đàn hồi (TCN 5.9.5.2.3) Mất mát do co ngắn đàn hồi về bản chất là khi căng bó sau sẽ gây mất mát cho bó trước. ∆fpES =
N −1 EP . .fcg p 2N ECI
Trong đó: Ep -Mô đun đàn hồi của thép DƯL. (Mpa)
(TCN 5.9.5.2.3.6-1)
Eci -Mô đun đàn hồi của BT lúc truyền lực (Mpa) N -số lượng các bó thép ƯST giống nhau. fcgp -tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép ứng suất trước do lực ứng suất trước cấu kiện ở các sau kích và tự trọng của mặt cắt có mô men max(Mpa) F F.e2 MTTBT fcgp = + − .e A I I F -lực nén trong bê tông do ứng suất trước gây ra tại thời điểm sau khi kích, tức là đã xảy ra mất mát do ma sát và tụt neo.
F = (fpj − ∆fpF − ∆fpA ).A pS
Mặt cắt N Ep/Eci fcgp F ApS A e MTTBT I
e -độ lệch trọng tâm các bó thép so với trục trung hoà của tiết diện. ApS -tổng diện tích của các bó cáp ƯST. A -diện tích mặt cắt ngang dầm L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối 5 5 5 5 6.16 Mpa KG
6.16
6.16
15.66 14.84 634094.74 639033.01
6.16
5 6.16
13.59 10.78 6.2 644051.1 649071.64 654117.51
cm2 cm2 cm
49 6206.585 65.08
49 6206.585 60.87
49 6206.585 50
49 49 7022.913 10832.935 32.66 8.05
KG.cm
2.40E+07
2.35E+07
1.88E+07
1.10E+07
0.00E+00
cm4
2.06E+07
2.07E+07
2.09E+07
2.18E+07
2.55E+07
∆fpES
Mpa 38.59 36.56 33.48 26.56 15.29 1Mpa =10 KG/cm 2 1N.mm = 10-2 KG.cm 9.4. Mất mát do co ngót (điều 5.9.5.4.2) Mất mát do co ngót trong cấu kiện kéo sau được xác định theo công thức: (TCN 5.9.5.4.2-2) ∆ fpSR = 93 − 0.85H Trong đó: H -độ ẩm tương đối bao quanh kết cấu, được lấy trung bình hàng năm =80.00% Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối ∆fp SR
Mpa
25
25
25
25
25
9.5. Mất mát do từ biến (điều 5.9.5.4.3)
∆fpCR = 12fcgp − 7∆fcdp
(TCN 5.9.5.4.3-1)
Trong đó:
Mặt cắt fcgp F Aps A e Mttbt I
fcgp -tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm các bó thép ứng suất trước do lực ứng suất trước sau kích và tự trọng của cấu kiện ở các mặt cắt có mô men max (Mpa). ∆fcdp -thay đổi trong ứng suất bê tông tại trọng tâm thép ứng suất trước do tải trọng thường xuyên, trừ tải trọng tác động vào lúc thực hiện các lực ứng suất trước. L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Mpa KG cm2 cm2 cm KG.cm cm4
∆fcdp
Mpa
∆fpCR
Mpa
15.66 14.84 634094.74 639033.01 49 6206.58 65.08
49 6206.58 60.87
13.59 10.78 6.2 644051.1 649071.64 654117.51 49 6206.58 50
49 7022.91 32.66
49 10832.93 8.05
2.40E+007 2.35E+007 1.88E+007 1.10E+007 0.00E+000 2.06E+007 2.07E+007 2.09E+007 2.18E+007 2.55E+007
187.91
178.04
163.05
129.35
74.45
∆fpCR 9.6. Mất mát do tự chùng của DƯL(điều 5.9.5.4.4)
∆fpR = ∆fpR1 + ∆fpR2 Trong đó:
∆fp R1 ∆fpR2
:mất mát do dão lúc truyền lực. :mất mát sau khi truyền.
9.6.1. Mất mát do dão lúc truyền lực (điều 5.9.5.4.4b) Sử dụng các tao thép có độ chùng dão thấp nên mất mát do dão lúc truyền lực được tính:
∆fp R1 =
log(24t) fp j . − 0.55 fp j 40 fp y
Trong đó: t -thời gian tạo ứng suất trước đến lúc truyền, ngày t= fpj -ứng suất ban đầu trong bó thép vào cuối lúc kéo (Mpa).
4
ngày
∆fpES −∆fpF −∆fpA
fpj =0.74fpu -
fpy -cường độ chảy qui định ở bó thép. Có thể tính mất mát do dão vào lúc truyền lực chính bằng mất mát do co ngắn đàn hồi của bê tông. Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối fpj Mpa 1295.88 1307.99 1321.31 1338.47 1360.04 fpy
∆fpR1
Mpa
1674
1674
1674
1674
1674
Mpa
14.39
15
15.67
16.55
17.69
9.6.2. Mất mát do dão thép sau khi truyền (điều 5.9.5.4.4c) Với thép ít dão cho cấu kiện kéo sau mất mát do dão thép sau khi truyền được tính như sau:
∆fpR2 = Mặt cắt
30 . 138 − 0.3∆fpF − 0.4 ∆f pES − 0.2( ∆fpSR + ∆f pCR ) 100
L/2
3L/8
L/4
L/8
Gối
∆fpF
Mpa
41.89
31.81
21.57
11.32
1.03
∆fpES
Mpa
38.59
36.56
33.48
26.56
15.29
∆fp SR
Mpa
25
25
25
25
25
∆fpCR
Mpa
187.91
178.04
163.05
129.35
74.45
∆fpR2
Mpa
20.22
21.97
24.16
27.93
33.51
9.7. Tổng hợp các mất mát ứng suất Mặt cắt
L/2
3L/8
L/4
L/8
Gối
∆fpA
Mpa
0.04
0.04
0.04
0.04
0.04
∆fpF
Mpa
41.89
31.81
21.57
11.32
1.03
∆fpES
Mpa
38.59
36.56
33.48
26.56
15.29
∆fp SR
Mpa
25
25
25
25
25
∆fpCR
Mpa
187.91
178.04
163.05
129.35
74.45
∆fpR2 p R1
Mpa
14.39
15
15.67
16.55
17.69
∆fpR2
Mpa
20.22
21.97
24.16
27.93
33.51
∆fpT
Mpa 328.04 308.41 282.97 236.77 167 10. Kiểm toán theo các trạng thái giới hạn (điều 5.5) 10.1. Kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng (điều 5.5.2) Các vấn đề được kiểm toán trong trạng thái giới hạn sử dụng phải là nứt, biến dạng và ứng suất trước trong bê tông. 10.1.1. Các giới hạn ứng suất đối với BT (TCN 5.9.4) Kiểm tra theo công thức: - Kiểm tra giới hạn ứng suất nén của BT:
ft =
M F F.e − .y t + TTBT y t ≤ 0, 45fc' A I I
- Kiểm tra giới hạn ứng suất kéo của BT:
fb =
M F F.e + .yb − TTBT yb ≥ −0,5 fci' A I I
Trong đó: F -tổng lực kéo trong các bó cáp ứng suất trước, đã trừu đi mất mát tức thời (N) MTTBT -mô men do trọng lượng bản thân dầm. A -diện tích của mặt cắt dầm I giai đoạn II (mm 2) I -mô men quán tính của tiết diện dầm giai đoạn II (mm 4) e -độ lệch tâm của trọng tâm các bó thép ứng suất trước đến TTH của tiết diện II-II(mm) yt -khoảng cách từ TTH đến thớ trên cùng của tiết diện. yb -khoảng cách từ TTH đến thớ dưới cùng của tiết diện. Mặt cắt F f'ci
Mpa Mpa
38.56
38.56
38.56
38.56
38.56
f'c
Mpa
40
40
40
40
40
0.45*f'c
Mpa
18
18
18
18
18
-3.1
-3.1
-3.1
-3.1
-3.1
− 0.5 fci'
F A I M eII
L/2
Mpa KG cm2 cm4 KG.cm
3L/8
L/4
L/8
Gối
6206.58 6206.58 6206.58 7022.91 10832.93 2.06E+007 2.07E+007 2.09E+007 2.18E+007 2.55E+007 2.40E+007 2.35E+007 1.88E+007 1.10E+007 0.00E+000
cm
65.08
60.87
50
32.66
8.05
yb
cm
81.28
80.81
81.14
82.49
84.04
yt
cm
83.72
84.19
83.86
82.51
80.96
9.77
9.56
7.53
4.15
0
ft
fbg
Mpa Kết luận giới hạn ứng suất nén Mpa Kết luận giới hạn ứng suất kéo
Đạt
Đạt -9.49
Đạt -9.17
Đạt -7.29
Đạt -4.15
0
Không đạt Không đạt Không đạt Không đạt Đạt
10.1.2. Biến dạng (điều 5.7.3.6) Các giới hạn về độ võng sau đây có thể xem xét cho kết cấu thép, nhôm và bê tông. Tải trọng xe nói chung L/800= 4.13 (cm) Tải trọng xe và/ hoặc người đi bộ L/1000= 3.3 (cm) Tải trọng xe và/ hoặc người đi bộ ở phần hẫng L/375 (L -chiều dài nhịp)
Công thức tính độ võng của kết cấu:
f=
5 P.l4 . 384 0,84.Eb .I2
Tính độ võng tức thời: Độ võng tức thời với việc dùng các trị số mô đun đàn hồi của bê tông qui định ở điều 5.4.2.4 và dùng mô men quán tính hoặc với giá trị nguyên I g, hoặc mô men quán tính hữu hiệu I e, tính theo:
với:
3 é æ ö Mcr ÷ ç ÷ Ie = ç Ig + ê 1ê ÷ ç ÷ çMa ø è ê ë Ig Mcr = fr . yt
3 æ öù Mcr ÷ úI £ I ç ÷ ç cr g ÷ ç ÷ çMa ø ú è ú û
(TCN 5.7.3.6.2-1)
(TCN 5.7.3.6.2-2)
Trong đó: Mcr -mô men nứt (N.mm) fr -cường độ chịu kéo khi uốn như qui định ở điều 5.4.2.6 (Mpa) yt -khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu kéo ngoài cùng (mm). Ma -mô men lớn nhất trong cấu kiện ở giai đoạn đang tính biến dạng (N.mm)
f=
5 P.l4 . 384 0, 84.EbI2
f= cm p= N/mm Đối với cấu kiện có dạng lăng trụ, mô men quán tính hữu hiệu lấy theo kết quả tính của phương trình trên ở giữa nhịp dầm giản đơn hoặc liên tục, và ở gối của dầm hẫng. Đối với cấu kiện liên tục không có dạng lăng trụ thì giá trị mô men quán tính hữu hiệu lấy giá trị trung bình của các giá trị tính theo phương trình trên ở các mặt cắt mô men âm và dương giới hạn. Nếu không tính được chính xác hơn thì độ võng lâu dài có thể được tính bằng giá trị độ võng tức thời nhân với hệ số sau đây: Nếu độ võng tức thời tính theo giá trị I g : 4.0 Nếu độ võng tức thời tính theo giá trị I e : 3.0-1.2(A's/As)>1.6 ở đây: A's -diện tích cốt thép chịu nén (mm 2) As -diện tích cốt thép không dự ứng lực chịu kéo (mm 2) 10.2. Kiểm tra theo trạng thái giới hạn cường độ (điều 5.5.4) Trạng thái giới hạn cường độ dùng để kiểm toán các mặt cường độ và độ ổn định. 10.2.1. Kiểm toán theo điều kiện cường độ III 10.2.1.1. Sức kháng uốn danh định (điều 5.7.3.2) Căn cứ vào điều 5.7.3.2 ta kiểm tra theo công thức :(TCN 5.7.3.2.1-1)
Mu £ F Mn Trong đó: F - hệ số sức kháng, theo điều (5.5.4.2) F = 1.0 (dùng cho uốn và kéo BTCT DƯL) fpe= Mpa < 0.5*fpu= 930 Mpa Sức kháng uốn danh định của tiết diện mặt cắt T: (TCN 5.7.3.2.2-1)
Vậy, fpe=
æ ö æ aö a hf ÷ ' Mn = A ps fps ç d - ÷ ÷ ÷+ 0, 85fc ( b - b w ) b1hf ç ç ç ç p 2÷ ç2 2 ÷ è ø è ø 2 - Aps: tổng diện tích các bó thép ứng suất trước, mm . - fps: ứng suất trung bình trong thép ứng suất trước ở sức kháng danh định, Mpa. Tính theo phân tích của TCN 5.7.3.1.1: æ cö ÷ ÷ ç fps = fpu ç 1 k (TCN 5.7.3.1.1-1) ÷ ç ÷ ç dp ø è
930 Mpa
với:
æ fpy ö ÷ ÷ ç k = 2ç 1,04 ÷ ç ÷ ç f è pu ø
c=
(TCN 5.7.3.1.1-2)
A ps .fpu - 0,85b1fc' (b - b w )hf f 0,85 b1fc' b w + kA ps pu dp
(TCN 5.7.3.1.1-3)
dp -khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm các bó thép ứng suất trước, mm. b -chiều rộng cánh chịu nén, mm. bw -chiều rộng bản bụng, mm. β1 -hệ số qui đổi khối ứng suất, β1= 0.76 (TCN 5.7.2.2) a -chiều dày khối ứng suất tương đương, a=c. β1 ,mm c -khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng tới trọng tâm của tiết diện. Trường hợp trục trung hoà đi qua sườn (chiều dày cánh chịu nén h f < c). Khi đó coi đó là mặt cắt chữ T. Trường hợp trục trung hoà không đi qua sườn (chiều dày cánh chịu nén h f > c). Khi đó có thể coi đó là mặt cắt hình chữ chữ nhật, lúc đó sức kháng uốn danh định Mn có thể xác định theo các phương trình (các điều từ 5.7.3.1.1-1 đến 5.7.3.2.2-1) nhưng phải thay b w bằng giá trị b.
Mặt cắt L/2
3L/8
L/4
L/8
Gối
Mpa
40
40
40
40
40
b bw
mm
0.76 2200
0.76 2200
0.76 2200
0.76 2200
0.76 2200
mm
200
200
200
289
650
hf
mm
231.25
231.25
231.25
230.88
228.93
fps k c a Vị trí TTH ϕ.Mn Mu
MPa
β1
mm mm N.mm
###
###
###
###
###
N.mm
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
0,85 f'c
dp
c bw
h'1 hb
b=b b b' 1
hf
h'1 hb
c
b=b b b' 1
c
j Mn ³ Mu
hf
Kết luận
1977.83 1979.64 1985.42 1949.03 1862.77 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28 -336.66 -333.24 -322.35 -196.89 -4.73 -257.3 -254.69 -246.36 -150.48 -3.61 cánh cánh cánh cánh cánh
1c a=β
Tham số f'c
bw
f ps
a. Tiết diện đặc trưng
b. Tiết diện tại gối và tại dầm ngang.
c.Biểu đồ phân bố ứng suất nén
10.2.2. Theo trạng thái giới hạn cường độ I 10.2.2.1. Sức kháng uốn (TCN 5.7.3.2) Điều kiện kiểm toán:
Mu £ F Mn Sức kháng uốn danh định của tiết diện mặt cắt T: (TCN 5.7.3.2.2-1)
æ ö æ aö a hf ÷ Mn = A ps fps ç + 0, 85fc' ( b - b w ) b1hf ç ÷ ÷ ç çdp - ÷ ÷ ÷ ç ç è è2 2 ø 2ø - fps: ứng suất trung bình trong thép ứng suất trước ở sức kháng danh định, Mpa.
æ cö ÷ ç fps = fpu ç 1- k ÷ ÷ ç ÷ ç d è pø æ fpy ö ÷ ÷ ç k = 2ç 1,04 ÷ ç ÷ ç f è pu ø
A ps .fpu - 0,85b1fc' (b - b w )hf c= f 0,85b1fc' b w + kA ps pu dp KIểm toán cho kết quả bảng sau Tham số f'c
Đơn vị Mpa
β1
L/2
3L/8
L/4
L/8
Gối
40
40
40
40
40
0.76
0.76
0.76
0.76
0.76
Aps
mm
2
4900
4900
4900
4900
4900
fpu b bw
Mpa mm
1860 2200
1860 2200
1860 2200
1860 2200
1860 2200
mm
200
200
200
289
650
hf
mm
231.25
231.25
231.25
230.88
228.93
dp k Vị trí TTH c a fps
mm
1488 0.28
φ.Mn Mu Kết luận
mm mm Mpa
1450.62 1338.52 1151.68 0.28 0.28 0.28 cánh cánh cánh cánh cánh -420.19 -417.52 -408.86 -241.74 -321.14 -319.1 -312.48 -184.76
890.1 0.28 Xem lại nếu qua cánh -5.41 -4.14
2007.07
2009.9
2019.08
1969.32
1863.17
N.mm
###
###
###
###
###
N.mm
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
F Mn ³ Mu
10.2.2.2. KIểm tra hàm lượng cốt thép ƯST (TCN 5.7.3.3) 10.2.2.2.1. KIểm tra lượng cốt thép tối đa theo công thức (TCN 5.7.3.3.1-1) c £ 0.42 de
de -khoảng cách có hiệu tương ứng từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo (TCN 5.7.3.3.1-2) A .f .d
de =
ps
ps
A ps .fps
p
= dp
10.2.2.2.2. Lượng cốt thép tối thiểu phải thoã mãn điều kiện :
F .Mn ³ 1, 2.M cr Mcr =
Ig yt
.fr
Mcr -mô men nứt
Mcr =
Ig
.fr yt Ig -mô men quán tính của mặt cắt nguyên đối với trọng tâm không tính cốt thép (TCN 5.7.3.6.2)
yt -khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trục trung hoà.
Tối đa
Tối thiểu
fr -cường độ chịu kéo khi uốn (TCN 5.4.2.6) Kết quả tính toán Mặt cắt L/2 3L/8 c mm -420.19 -417.52 de mm 1488 1450.62
L/4 -408.86
L/8 -241.74
Gối -5.41
1338.52
1151.68
890.1
-0.31
-0.21
c/de Kết quả fr
Mpa
3.98
3.98
3.98
3.98
3.98
Ig
mm
2.06E+11
2.07E+11
2.09E+11
2.18E+11
2.55E+11
yt
mm
844.49
843.49
840.5
841.71
843.09
1,2Mcr
N.mm
1.17E+09
1.17E+09
1.19E+09
1.24E+09
1.45E+09
φ.Mn Kết quả
N.mm
-0.28 Đủ 4
-0.29 Đủ
Đủ
### Đạt
Đủ
### Đạt
### Đạt
-0.01 Đủ
### Đạt
### Đạt
10.2.3. KIểm toán sức kháng cắt cho tiết diện Kiểm toán theo công thức: (TCN 5.8.2.1-2)
Vu £ F Vn φ -hệ số sức kháng được xác định theo qui định trong TCN 5.5.4.2 φ= 0.9 (dùng cho cắt và xoắn) Vn -sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bê tông (TCN 5.8.2.4 hoặc TCN 5.8..3) Lấy theo trị số nhỏ hơn của:
Vn= Vc + Vs + Vp
(TCN 5.8.3.3-1)
Vn= 0.25f'cbvdv + Vp
(TCN 5.8.3.3-2)
Trong đó: Vc -sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bê tông (TCN 5.8.2.4 hoặc TCN 5.8.3.3)
Vc = 0,083 b fc' b v dv Vs -sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt (TCN 5.8.3.3)
Vs =
A v fy dv (cot gq+ cot ga )sin a s
ở đây: dv -chiều cao chịu cắt có hiệu được xác định trong TCN 5.8.2.7 (mm) bv -bề rộng bụng có hiệu, lấy bằng bề rộng lớn nhất trong chiều cao d v theo TCN 5.8.2.7 (mm) s -cự ly cốt thép đai, (mm) β -hệ số chỉ khả năng bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo được qui định trong TCN 5.8.3.4 θ -góc nghiêng của ứng suất nén chéo được xác định trong TCN 5.8.3.4 (độ). Khi tính, giả thiết trước góc θ, sau đó tính các giá trị để tra bảng ngược lại θ và β , nếu 2 giá trị θ gần bằng nhau thì có thể chấp nhận được, nếu không thì phải giả thiết lại. α -góc nghiêng của cốt thép đai đối với trục dọc (độ). Nếu cốt đai thẳng đứng, α=0. Av -diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm 2) Vp- thành phần lực ứng suất trước có hiệu trên hướng lực cắt tác dụng, là dương nếu ngược chiều lực cắt (N). 10.2.3.1. Xác định V p Astr -diện tích 1 bó cáp, (mm 2) fp -ứng suất trong cáp sau mất mát, giá trị ứng với mỗi mặt cắt.
γi -góc lệch của cáp i so với phương ngang.
Mặt cắt
L/2
3L/8
L/4
L/8
Gối
Aps
mm
2
980
980
980
980
980
fp
Mpa
1007.96
1027.59
1053.03
1099.23
1169
sin (ai)
bó 1 bó 2 bó 3 bó 4 bó 5
0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000
0.0299 0.0253 0.0207 0.0126 0.0044
0.0597 0.0506 0.0414 0.0251 0.0089
0.0893 0.0756 0.0620 0.0377 0.0133
0.1186 0.1006 0.0825 0.0502 0.0177
0.0000
0.0929
0.1856
0.2779
0.3696
0
93544.53
å
sin(a i )
Vp
N Mặt cắt
Lực nén dọc trục do cốt thép DƯL gây ra
cos(a i )
L/2 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 1 1 1
Gối 0.99 0.99 1 1 1
i
5.0000
4.9989
4.9957
4.9904
4.9830
i
5039.78
5136.83
5260.66
5485.64
5825.17
bó 1 bó 2 bó 3 bó 4 bó 5
å cos(a ) f å cos(a ) p
191563 299323.75 423459.14 3L/8
L/4
L/8
10.2.3.2. Xác định d v và bv Chiều cao chịu cắt d v
ìï 0,9de dv = max ïí ïïî 0, 72h với : a=β1 .c (β đã tính ở phần tính chất vật liệu, β= Kết quả tính toán như sau: Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 0.9de mm 1339.2 1305.56 1204.67 0.72h mm 1188 1188 1188 Chọn dv mm 1339.2 1305.56 1204.67
0.76 L/8
) Gối
1036.51 1188
801.09 1188
1188
1188
Bề rộng chịu cắt có hiệu b v sẽ lấy bằng chiều rộng của bản bụng. 10.2.3.3. Xác định θ và β (TCN 5.8.3.4) Số liệu được tra từ bảng TCN 5.8.3.4.2-1, để xác định được θ và β ta phải thông qua các giá trị sau: v/f'c và εx. Trong đó: v -ứng suất cắt trong bê tông xác định theo công thức :
v=
Vu - j Vp j b v dv
từ đó tính được
v fc'
Ứng biến trong cốt thép ở phía chịu kéo do uốn của cấu kiện phải xác định theo: Mu + 0,5Nu +0, 5Vu cot gq- A ps fpo d ex = v £ 0,002 Es A s + Ep Aps
(TCN 5.8.3.4.2-1)
Nếu giá trị εx tính từ phương trình trên là âm thì giá trị tuyệt đối của nó phải được giảm đi bằng cách nhân với hệ số Fε lấy theo :
Fe =
Es A s + Ep Aps Ec A c + E pA ps
Trong đó: Ac -diện tích bê tông ở phía chịu kéo uốn của cấu kiện như chỉ ra trong hình 5.8.3.4.2-3 của tiêu chuẩn. fpo -ứng suất trong thép ứng suất trước khi ứng suất trong bê tông xung quanh nó bằng 0.
fpo = fpe + fpc
Ep Ec
fpe -ứng suất có hiệu trong thép ứng suất trước sau mất mát. fpe = 0,8 fpy =
1339.2
Mpa
fpc -ứng suất nén tại trọng tâm tiết diện
fpc =
Kết quả tính v/f'c L/2 3L/8
Mặt cắt Vu ϕ bv
N
dv
mm N/mm2
v v/f'c
F A
0.00E+00 0.9
mm
L/4
L/8
Gối
1.30E+05 2.59E+05 3.89E+05 0.9 0.9 0.9
5.19E+05 0.9
200
200
200
289
650
1339.2 0
1305.56 0.19
1204.67 0.4
1188 0.39
1188 0.2
0
0
0.01
0.01
0
Để xác định được εx ta giả định θ=
30 (độ) fpe = 1339.2 fpc= F/A cotg(θ)= 1.73 Mpa Kết quả tính toán εx Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối F N ### 6390330.1 6440511 6490716.4 ### A mm2 650847.34 656741.08 656741.08 738373.95 1119376.1 fpc Mpa 9.74 9.73 9.81 8.79 5.84 fpo
Mpa
1399.22
1399.15
1399.62
1393.36
1375.2
Mu
N.mm
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
dv
mm
1339.2
1305.56
1204.67
1188
1188
Vu
N
cotg(θ)= Aps
1.73
1.73
1.73
1.73
1.73
mm
2
4900
4900
4900
4900
4900
Es
Mpa
200000
200000
200000
200000
200000
As
mm2
0
0
0
0
0
Ep
Mpa
197000
197000
197000
197000
197000
Nu
N
5039.78
5136.83
5260.66
5485.64
5825.17
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508 Err:508 Err:508 Mặt cắt nào có εx < 0 nên giá trị tuyệt đối của nó phải được lấy như sau:
Err:508
Err:508
0.00E+000 1.30E+005 2.59E+005 3.89E+005 5.19E+005
εx Kiểm tra εx <=0.002
εx = εx' x Fε Ac =
322500
Fε =
0.09
mm2
Mặt cắt εx x 1000 Tra hình TCN 5.8.3.4.2-1 ta được : Mặt cắt θ β
L/2
3L/8
Err:508
Err:508
L/4
L/8
Gối
Err:508
Err:508
Err:508
L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Err:508 Vậy, giá trị θ tính được gần sát với giả thiết do đó chọn nó để tính toán. 10.2.3.4. Tính V c và Vs Chọn cốt đai chống cắt. Để dễ dàng thi công, chọn cốt đai có đường kính không đổi, nhưng khoảng cách giữa các cốt đai thì phải thay đổi theo sự giảm lực cắt theo chiều dài dầm. s -bước cốt đai tại mặt cắt tính toán.
A v min = 0, 083 fc'
bv s fy
Trong đó: Av -diện tích cốt thép ngang trong cự ly s , mm 2. s -cự ly giữa các cốt thép đai Thay các số liệu vào phương trình trên ta được A vmin. Dựa vào các kết quả tính các thông số thành phần để tính V c và Vs. 10.2.3.5. Tính sức kháng danh định của tiết diện Theo công thức đã nêu ở trên để tính V n. Kết quả tính trong bảng sau: Kết quả tính toán Mặt cắt S (mm) bv (mm)
L/2
3L/8
L/4
L/8
Gối
250
200
200
200
105
200
200
200
289
650
fy (Mpa)
400
400
400
400
400
f'c (Mpa)
40
40
40
40
40
Av (mm2)
65.62
52.49
52.49
75.85
89.57
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Vc (N) Vs (N) Vn1 (N) Vn2 (N)
243542.42 237397.26 219051.84 312158.37 702138.31 Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
2678400 2704660.53
2600899
###
###
min (Vn1, Vn2)
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
φ Vn (N)
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Err:508
Vu (N) Kết luận V u <=φVn
0.00E+000 1.30E+005 2.59E+005 3.89E+005 5.19E+005 Err:508
11. Tính toán bản mặt cầu 11.1. Thiết kế cấu tạo bản mặt cầu 11.1.1. Chọn kích thướt bản mặt cầu Nhịp tính toán của bản lấy từ 2 mép của thân dầm : l= 200 cm= Chiều dày bản mặt cầu là h= 180 mm 11.1.2. Cấu tạo lớp áo đường Lớp áo đường được cấu tạo gồm : + Bê tông atphan hạt mịn: 70 mm + Lớp phòng nước: 4 mm 11.2. Nguyên tắc tính
Err:508
Err:508
2000
Err:508
mm
Err:508
Sử dụng phương pháp phân tích gần đúng để thiết kế bản mặt BTCT của cầu dầm hộp đổ tại chỗ và đúc liền khối (Điều 4.6.2.1.6) 11.3. Các tải trọng tác dụng lên kết cấu + Trọng lượng bản thân dầm chủ (DC) + Trọng lượng lớp mặt đường (DW) + Tải trọng xe (LL) + Lực xung kích ( IM =75 % cho mối nối bản mặt cầu ) 11.4. Tính toán mô men trong bản mặt cầu Chọn sơ đồ tính là bản 2 cạnh Sơ đồ tính như sau: l
11.4.1. Mô men do trọng lượng bản mặt cầu gây ra Tính toán mô men theo công thức sau: Mi = W DC . Ai Trong đó: Mi -mô men tại tiết diện i. W DC -trọng lượng bản mặt cầu. Được tính bằng trọng lượng của 1 m dài bản mặt cầu chia cho chiều rộng toàn bộ bản mặt cầu. Ai -diện tích đường ảnh hưởng tính trên hình vẽ đường ảnh hưởng. Mô men ở giữa nhịp: 2
Mi =
wDC .L 8
W DC = 4.32 KN/m2 Vậy mô men ở mặt cắt giữa nhịp : Mgiữa = 216 KN.mm 11.4.2. Mô men do trọng lượng lớp phủ mặt đường gây ra Tính toán mô men theo công thức sau: Mi = W DW . Ai Trong đó: Mi -mô men tại tiết diện i. W DW -trọng lượng lớp phủ mặt cầu. Được tính bằng trọng lượng của 1 mét dài lớp phủ mặt cầu chia cho toàn bộ chiều rộng lớp phủ mặt cầu. Ai -diện tích đường ảnh hưởng tính trên hình vẽ đường ảnh hưởng. Mô men ở giữa nhịp: 2
Mi =
wDW .L 8
W DW = 1.63 KN/m2 Vậy mô men ở mặt cắt giữa nhịp : Mgiữa = 81.4 KN.mm 11.4.3. Mô men do tải trọng xe tiêu chuẩn gây ra Bản mặt cầu được phân tích theo phương pháp dải gần đúng. Với dải phân tích là ngang và có chiều dài nhịp là 2000 mm< 4600mm. Do đó, bản được thiết kế cho tải trọng trục 145 KN Các bánh xe trong trục cách nhau1800mm, tải trọng mỗi bánh xe là 72.5 KN.
Khi thiết kế vị trí ngang của xe được bố trí sao cho hiệu ứng lực trong dải phân tích đạt giá trị lớn nhất. Vị trí trọng tâm bánh xe đặt cách đá vỉa 300mm khi thiết kế bản hẫng và 600mm khi thiết kế các bộ phận khác. Chiều rộng của dải tương đương b(mm) trên bất kì bánh xe nào được lấy như trong bảng TCN 4.6.2.1.3-1. Ta có:
+ Đối với phần hẫng: b= 1140 + 0.833X + Đối với vị trí có mô men dương: b= 660 + 0.55S + Đối với vị trí có mô men âm: b= 1220 + 0.25S Trong đó: X -khoảng cách từ tải trọng đến điểm đặt gối tựa. S -khoảng cách giữa các gối. Khi tính toán hiệu ứng lực, tải trọng bánh xe được mô hình hoá như tải trọng vệt mà chiều dài dọc theo nhịp sẽ là chiều dài của diện tích tiếp xúc của lốp xe cộng với chiều dầy của bản mặt cầu như được xác định dưới đây hoặc như tải trọng phân bố đều đặt tại trọng tâm lốp xe và phân bố dọc theo chiều dài dải tương đương được tính như trên. Diện tích tiếp xúc của lốp xe với mặt đường phải được coi là hình chữ nhật có: b= 510 mm Vậy chiều rộng của diện tích tiếp xúc: B= 690 mm Chiều dài là: (3.6.1.2.5-1)
æ IM ÷ ö l = 2,28.10- 3 .g.ç 1+ P ÷ ç ç è 100 ÷ ø
trong đó:
P -tải trọng một bánh xe, P= 72500 N IM -hệ số xung kích, IM= 75% γ -hệ số tải trọng (lấy với trạng thái giới hạn cường độ I), γ= 1.75 l= 506.2 mm Chiều dài tíêp xúc của bánh xe lên bản là: L1= 686.2 mm Với khoảng cách giữa 2 dầm nhỏ nên ta chỉ xếp 1 bánh xe lên bản.
b
l l/2
l/4
Trong phần này ta tính hiệu ứng lực do tải trọng xe được tính với tải trọng bánh xe là lực tập trung có giá trị là P/b và tính trên 1m. Mô men do tải trọng bánh xe được tính theo công thức :
Mi = n.P.å
yi + q1.å w1 b
trong đó: n -hệ số làn xe. P -tải trọng 1 bánh xe. b -chiều rộng dải tương đương trên mỗi bánh xe (mm). yi -tung độ đường ảnh hưởng tại vị trí đặt bánh xe. q1 -tải trọng làn thiết kế. ω1 -diện tích phần đường ảnh hưởng đặt tải trọng làn. Vì xếp trên 1 làn nên ta lấy hệ số làn: n= 1.2 qlàn= 0 KN/m
Vậy:
Tổng ω= 0.5 P= 72.5 Mlàn = 0
m2 KN KN.mm
MTK = 63.04 KN.mm Mô men do xe tải thiết kế và làn xe là : MTK+làn = 63.04 KN.mm 11.5. Tổ hợp nội lực Sau khi tính toán được mô men do các tải trọng thành phần gây ra, ta tiến hành tổ hợp nội lực với hệ số tải trọng được tra trong bảng TCN 3.4.1-1. Tất cả các tải trọng tác dụng vào bản mặt cầu đều được đưa vào tổ hợp. Đối với bản mặt cầu chỉ cần tính toán và kiểm tra theo hệ số sức kháng và khống chế bề rộng vết nứt. Cho nên ta tính tổ hợp cho trạng thái giới hạn cường độ I và trạng thái giới hạn sử dụng. Tính toán nội lực theo công thức điều 1.3.2.1-1: trong đó: γi -hệ số tải trọng.
Mtt = å hi .gi.Qi
Qi -nội lực tính toán. ηi -hệ số điều chỉnh tải trọng. Ghi chú:
γmax -hệ số tải trọng lớn nhất. γmin -hệ số tải trọng nhỏ nhất.
Hệ số điều chỉnh tải trọng η là hệ số xét đến tính dẻo, tính dư và sự quan trọng trong khai thác. η = ηD.ηR.ηl - Khi tính toán với trạng thái giới hạn cường độ: ηD= 1 đối với thiết kế thông thường. ηR= 1 thiết kế bản mặt cầu với mức dư thông thường. ηl= 1.05 cầu được thiết kế là quan trọng. η = 1.05 Vậy, - Khi tính toán với trạng thái giới hạn sử dụng: ηD= 1 đối với thiết kế thông thường. ηR= 1 thiết kế bản mặt cầu với mức dư thông thường. ηl= 1 cầu được thiết kế là quan trọng. Vậy, Hệ số γmax
η =1 Bảng tổng hợp tổ hợp tải trọng cường độ I M(ωDW )KN.mm M(ωDC)KN.mm
M(LL)KN.mm
1.5
1.25
1.75
Tổng
γmin η Mmax
0.65 1.05
0.9 1.05
1.75 1.05
128.21
283.5
115.84
527.55
Mmin
55.56
204.12
115.84
375.52
Hệ số γ η M
Bảng tổng hợp tổ hợp tải trọng sử dụng M(ωDW )KN.mm M(ωDC)KN.mm 1 1 1 1 81.4 216
M(LL)KN.mm 1 1 63.04
11.6. Thiết kế cốt thép cho bản mặt cầu Tính toán cho phần mô men dương của bản Sử dụng cốt thép thường theo ASTM A706M có đường kính danh định φ = Xác định diện tích chịu kéo của cốt thép theo công thức kinh nghiệm:
As =
MI 0, 01.fy .ds
12
Tổng
360.44
As =
MI 0, 01.fy .ds
Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là: d= 40 mm ds= 140 mm Số lượng thanh cốt thép là 9 thanh trên 1 m dài bản theo phương dọc cầu.
11.7. Tính duyệt lượng cốt thép theo khả năng chịu uốn của bản Mu Mô men tính toán phát sinh trong mặt cắt giữa bản Chiều cao mặt cắt h Bề rộng mặt cắt b Ac Diện tích mặt cắt Mô men quán tính Cốt thép chịu uốn: Đường kính F Số lượng n As Tổng diện tích Chiều dày lớp phủ bê tông (lớp bảo vệ) Cốt thép chịu nén Đường kính Số lượng Tổng diện tích *Khả năng chịu uốn Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu nén
c=
As (mm2)=
360.44 KN.mm 180 mm 1000 mm 180000 mm2
12 mm 11 thanh 1244.07 mm2
dc = d s
40 mm
F
12 mm 6 thanh
'
n As' β1
678.58 mm2 0.76
A s fy - As' fy' 0,85.b1.fc' .b
Hệ số sức kháng Chiều dày khối ứng suất tương đương, a= c.β1 Sức kháng cắt tính toán:
c φ ds =
8.7 mm 0.9 140 mm
a=
6.65 mm
Mr = f Mn æ æ aö aö ' ' ç ' ÷ Mn = AS fy ç ds - ÷ A f d ÷ ÷ ç ç s y s ÷ ÷ ç ç è è 2ø 2ø Mr = KIểm tra khả năng chịu uốn M r > Mu
- THE END -
522.52 KN.mm Đạt
942.05
N4 y
N5 y 15 15 15 15 15 15
f 156 153.47 145.88 133.24 115.54 113.5
156 155.11 152.43 147.97 141.72 141
Column R Column S Column T Column U Column V
y(cm) 132 144 156 156 156 125.99 138.91 151.83 153.47 155.11 107.96 123.65 139.34 145.88 152.43
a(cm) 31 58.5 86 113.5 141 31 58.5 86 113.5 141 31 58.5 86 113.5 141
h(cm) 33.00 21.00 9.00 9.00 9.00 39.01 26.09 13.17 11.53 9.89 57.04 41.35 25.66 19.12 12.57
77.91 98.21 118.51 133.24 147.97 35.84 62.6 89.35 115.54 141.72 31 58.5 86 113.5 141
31 58.5 86 113.5 141 31 58.5 86 113.5 141 31 58.5 86 113.5 141
87.09 66.79 46.49 31.76 17.03 129.16 102.40 75.65 49.46 23.28 134.00 106.50 79.00 51.50 24.00
u qua cánh
Bề rộng 1 làn xe= 3750 mm Số làn giao thông= 2 làn Số làn xe thiết kế= Err:508 Hệ số phân bố M Err:508 Dầm giũa Q Err:508 M Err:508 Dầm biên Q Err:508 Hệ số phân bố ngang tính theo đòn bẩy Dầm giữa Q Xem trang 105 Dầm biên Q Xem trang 106 Nhập Tham khảo cự ly giữa các cốt đai: Mặt cắt L/2 3L/8 f'c 40 40 bv 200 200 dv 1339.2 1305.56 Vu ### ### maxs 600 600 Tinh hf:
L/4
L/8
40 200 1204.67 ### 600
Gối
40 289 1188 ### 600
40 650 1188 ### 600
Sb
h4h5h6
h
f hb
b3 b4
F
F
h3
b5
b2
h1 h2
b2
H
h3
b5
h1 h2
H
b6
b1
b1
b5
b2
h1 h2
b2
h1 h2
b5
b1
b1
8.4.1.1. Xe tải thiết kế: Trường hợp I:
a.Mô men: Ltt x2 x1
Dạng đảh
x3
P2=145 KN 4.3m 4.3m
P1=35KN
P3=145KN
+ y1
x
y3
y2
x
Check Bchia OK! OK! OK! OK! Bước chia L/2 3L/8 L/4 L/8 Ký hiệu Nhập 0.23 0.25 0.25 0.25 2229.25 2124.86 1693.44 943.41 MaxM 2.23E+009 2.12E+009 1.69E+009 9.43E+008 Mmax x320 x319 x319 x319 Tại x3 Cách đầu dầm 11.8 15.83 19.85 23.88 x3 1 khoảng 16.1 20.13 24.15 28.18 x2= Tải trọng truc 11.8 7.78 3.75 -0.28 x1= 35 5.9 4.86 2.81 0 y1 145 8.05 7.55 6.04 3.52 y2 145 5.9 5.93 4.96 2.98 y3 Trường hợp II:
Đơn vị m KN.m N.mm
m m m m m m
Ltt x3 x2
Dạng đảh
x1 P1=145KN
P2=145 KN 4.3m 4.3m
P3=35KN
+ y1
x
y2
y3
x
Check Bchia OK! OK! OK! OK! Bước chia L/2 3L/8 L/4 L/8 Ký hiệu Nhập 0.25 0.25 0.25 0.25 2229.25 2106.05 1731.06 1029.05 MaxM 2.23E+009 2.11E+009 1.73E+009 1.03E+009 Mmax x31 x319 x319 x319 Tại x3 Cách đầu dầm 11.8 12.08 8.05 4.03 x3 1 khoảng 16.1 16.38 12.35 8.33 x2= Tải trọng truc 11.8 11.53 15.55 19.58 x1= 145 5.9 7.55 6.04 3.52 y1 145 8.05 5.93 4.96 2.98 y2 35 5.9 4.32 3.89 2.45 y3 Tổng hợp: Mặt cắt L/2 3L/8 L/4 L/8 Đơn vị Mmax 2.229E+09 2.125E+09 1.731E+09 1.029E+09 N.mm x1= 11.8 7.78 15.55 19.58 m x2= 16.1 20.13 12.35 8.33 m
Đơn vị m KN.m N.mm
m m m m m m
x3= P1 P2 P3 y1 y2 y3 Trường hợp b. Lực cắt:
11.8 35 145 145 5.9 8.05 5.9
15.83 35 145 145 4.86 7.55 5.93 I
I
8.05 145 145 35 6.04 4.96 3.89
4.03 m 145 KN 145 KN 35 KN 3.52 m 2.98 m 2.45 m
II
II
Ltt 4.3m
P1=145KN
Đảh lực cắt
4.3m P3=35KN
P2=145 KN -
1
a +
y3
y2
1
y1 x
X
16.1 12.08 8.05 4.03 Tung độ đảh cho xe tải thiết kế L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị a 0.5 0.38 0.25 0.13 0y1= 0.5 0.63 0.75 0.88 1y2= 0.37 0.49 0.62 0.74 0.87 y3= 0.23 0.36 0.48 0.61 0.73 P1 145 145 145 145 145 KN P2 145 145 145 145 145 KN P3 35 35 35 35 35 KN Qmax 133.79 174.41 215.04 255.66 296.29 KN Qmax 133788.82 174413.82 215038.82 255663.82 296288.82 N 8.4.1.2. Xe hai trục thiết kế: a.Mô men: Ltt 1.2m
P1=110KN
Đảh mô men
P2=110 KN
+ x
y1
y2
x
X Ký hiệu P1 P2 y1 y2 Mmax Mmax
16.1 12.08 8.05 4.03 m Tung độ đảh cho xe hai trục thiết kế L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị 110 110 110 110 110 KN 110 110 110 110 110 KN 8.05 7.55 6.04 3.52 0m 7.45 7.1 5.74 3.37 0m 1705 1610.81 1295.25 758.31 0 KN.m 1.705E+09 1.611E+09 1.295E+09 7.583E+08 0.000E+00 N.mm
b. Lực cắt: Ltt 1.2m
P1=110KN -
P2=110 KN 1
a + y2
1
y1 x
X Ký hiệu P1 P2 y1 y2 Qmax Qmax
16.1 12.08 8.05 4.03 m Tung độ đảh cho xe hai trục thiết kế L/2 3L/8 L/4 L/8 Gối Đơn vị 110 110 110 110 110 KN 110 110 110 110 110 KN 0.5 0.63 0.75 0.88 1m 0.46 0.59 0.71 0.84 0.96 m 105.9 133.4 160.9 188.4 215.9 KN 1.059E+05 1.334E+05 1.609E+05 1.884E+05 2.159E+05 N