1. Trang chủ >
  2. Kỹ thuật >
  3. Kiến trúc - Xây dựng >

Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (762.19 KB, 59 trang )


Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



9.3 Mất mát do tụt neo

9.4 Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi

9.5 Mất mát ứng suất do co ngót (A.5.9.5.4.2)

9.6 Mất mát ứng suất do từ biến

9.7 Mất mát do dão thép ứng suất trớc

10. Kiểm toán theo - Trạng thái giới hạn cờng độ I

10.1 Kiểm toán Cờng độ chịu uốn

10.2 Kiểm tra hàm lợng cốt thép ứng suất trớc

10.3 Tính cốt đai và kiểm toán cắt theo trạng thái giới hạn CĐ1

10.4 Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn sử dụng

11. Tính toán dầm ngang

11.1 Nội lực do tải trọng cục bộ (hoạt tải) gây ra

11.2 Nội lực do tải trọng phân bố (tĩnh tải)

11.3 Bố trí cốt thép

11.4 Duyệt cờng độ kháng uốn

11.5 Duyệt cờng độ kháng cắt

12. Tính độ võng cầu

12.1 Tính độ võng lực DƯL

12.2 Tính độ võng do tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải)

12.3 Tính độ võng tức thới do hoạt tải có xét lực xung kích

Phần 2: bản vẽ kỹ thuật

(Bản vẽ khổ A1)



Thiết kế cầu Bê tông cốt thép DƯL

* Các số liệu cho trớc:

- Dầm I, chiều dài toàn dầm L=24m, kết cấu kéo trớc

- Khổ cầu K8+ 2x2m

- Dải phân cách B2= 0.25m

- Lề ngời đi

- Lan can



B3= 2m

B4 =0.35m



- Tổng bề rộng mặt cầu

Nghiêm Xuân Bằng



-2-



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



B = B1+ 2. B2 + 2. B3+ 2. B4 = 13.2 m

- Tải trọng thiết kế: HL93

- Bó cốt thép DƯL: K15

* Vật liệu sử dụng:

- Bêtông dầm chủ mác 400 có các chỉ tiêu sau:

+ fc = 40 Mpa



+ c = 2500 kg/m3



+ Ec = 33994,48 Mpa

+ Hệ số poisson = 0,2

- Bêtông bản mặt cầu có các chỉ tiêu sau:

+ fc = 35 Mpa

+ Ec = 31798,93 MPa



+ c = 2500kg/m3

+ Hệ số poisson = 0,2



- Lớp phủ có: c = 22,5 KN/m3

- Cốt thép DƯL: K15( tao thép 7 sợi, đờng kính danh định 15,2mm, diện tích

mặt cắt tính toán A p = 140 mm 2 )

Cờng độ chụi kéo tiêu chuẩn f pu =1860 MPa

- Thép thờng : G60



f u = 620Mpa



- Quy trình thiết kế

* Yêu cầu:



, f y = 420 Mpa



22TCN 272- 05



- Nội dung bản thuyết minh đầy đủ rõ ràng

- Bản vẽ thể hiện mặt chính dầm, mặt cắt ngang, bố trí cốt thép

bản vẽ trên giấy A1 hoặc A0.



Phần 1: Nội dung thuyết minh

1. Chọn tiết diện mặt cắt dầm chủ

1.1 Bố trí chung mặt cắt ngang cầu

Tổng chiều dài toàn dầm là 24 mét, để hai đầu dầm mỗi bên 0,3 mét để kê

gối. Nh vậy chiều dài nhịp tính toán của nhịp cầu là 23.4 mét.

Cầu gồm 6 dầm có mặt cắt chữ I chế tạo bằng bêtông có f c=40MPa, , đợc đổ

tại chỗ bằng bêtông fc=35MPa, tạo thành mặt cắt liên hợp. Trong quá trình thi

công, kết hợp với thay đổi chiều cao đá kê gối để tạo dốc ngang thoát nớc.



Nghiêm Xuân Bằng



-3-



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



1

2



1

2



Mặt cắt trên gối



Mặt cắt L/2



B

B4



B3



B2



B1/2



B1/2



B2



B3



B4



Lớp bê tông Asphan 7cm

Lớp phòng nuớc 0.4 cm



2.0%



2.0%



Mặt cắt ngang kết cấu nhịp

-



Khoảng cách giữa các dầm chủ S=2200 mm

Lề ngời đI đồng mức với mặt đờng xe chạy , và đợc phân cách với nhau

bằng gờ phân cách

Bố trí các dầm ngang tại các vị trí gối cầu , L/4 , L/8 , L/2: 5 mặt cắt



-



Số lợng dầm ngang Nn = ( Nb 1) . 5



-



Phần cánh hẫng



Sk =



B ( Nb 1) S

2

h f = 18cm



Nn = 25

Sk = 1.1 m



-Bản mặt cầu có chiều dày

-Lớp phủ mặt cầu gồm có :

+lớp phòng nớc có chiều dày 0,4cm

+ lớp bêtông Asphalt trên cùng có chiều dày 7cm. Lớp phủ đợc tạo độ dốc

ngang bằng cách kê cao các gối cầu.

1.2 Thiết kế dầm chủ

Mặt cắt ngang vị trí L/2

Mặt cắt ngang vị trí trên gối



Nghiêm Xuân Bằng



-4-



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



b3

b4



H4



H5



H6



H6



b3

b4



b6



H



H'3



H



H3



b6



H1 H'2



H1



H2



b5 b2 b5



b1



b1



- Chiều cao dầm chủ H = 140 cm

- Chiều cao bầu dới H1 = 18 cm

- Chiều cao dầm liên hợp h= H + h f =140+ 18=158 cm

- Chiều cao vút dới



H2= 17 cm



- Chiều cao sờn

- Chiều cao vút trên



H3= 57 cm

H4 =12 cm



- Chiều cao gờ trên

H5=12 cm

- Chiều cao gờ trên cùng H6=4cm

-Bề rộng bầu dới b1=61cm

-Bề rộng của sờn b2=16 cm

-Bề rộng bản cánh trên b3= 50cm

-Bề rộng gờ trên cùng b4 =38 cm

- Bề rộng vút dới



b5 =



b1 b2 61 16

=

= 22.5cm

2

2



- Bề rộng vút trên



b3 =



b3 b2 50 16

=

= 17cm

2

2



Nghiêm Xuân Bằng



-5-



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



1.2.3 Cấu tạo dầm ngang



a



100



50



Tim gối dầm



Bố trí bầu dầm I

- Chiều cao dầm ngang

Hn= H3 + H2 + H4 + H5 = 1.38m

-Bề rộng dầm ngang bn = 20 cm

- Chiều dài dầm ngang ln = S b2=220 16 =204 cm



2. Tính toán các đặc trng hình học dầm I , hệ số phân bố

tảI trọng

2.1 Tính đặc trng hình học mặt cắt dầm I cha liên hợp

X ét các mặt cắt đặc trng gồm :

+ Mặt cắt gối



:



xo



=0m



+ Mặt cắt cách gối 0.72 H ( Kiểm tra lực cắt )



x1 = 0.72 h



+ Mặt cắt thay đổi tiết diện



x2 = 1.5 m



+ Mặt cắt L/4



x3 =



Ltt

4



+ Mặt cắt L/2



x4 =



Ltt

2



2.1.1 Xét mặt cắt trên gối xo

Bề rộng sờn dầm H3= H2 + H3 + H4 +H5 = 17 + 77 + 12 + 12 -



b5 b6

H2

b5

22.5 17

x 17

22.5



=113.84 cm

H2 = H2 + H3 + H4 + H5 - H3



Nghiêm Xuân Bằng



-6-



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



= 17 + 77 + 12 + 12 113.65

= 4.16 cm

Diện tích mặt cắt : A 0 = 38x4 + 50x136 + 2x(0.5x4.16x5.5 + 18x5.5)

= 7172.88cm 2

Toạ độ trọng tâm mặt cắt

y co =



yi Fi



F



i



=



2 x9 x5.5 x18 + 2 x 20.9 x0.5 x 4.16 x5.5 + 68 x136 x50 + 138 x38 x 4

2 x5.5 x18 + 2 x0.5 x 4.16 x5.5 + 136 x50 + 38 x 4



=67.7 cm

Mô men quán tính đối với trục trung hoà :

5.5 x183

5.5 x 4.163 1

2

I do = 2 x (

+ 5.5 x18 x58.7 ) + 2 x(

+ x5.5 x 4.16 x 48.3132 )

3 12

3

36

2

50 x136

38 x 4

+

+ 50 x136 x0.32 +

+ 38 x 4 x70.32

12

12



=1.197x10 7 cm 4

2.1.2 Xét mặt cắt bất lợi về lực cắt cách gối d v

Bề rộng sờn dầm của mặt cắt nằm trong khoảng 1 1.5 m kể từ mặt cắt gối :

Bề rộng sờn tại mặt cắt x 1 = 0.72 H = 0.72 x 160 = 115. 2 cm



4.000

12.000

3.876



5.168



b



113.689



39.664



10.668



18.000



8.435



'

2



= 16 +



16 50

x(115.2 100) = 39.664cm

50

'

b 5 =10.668 cm



b '6 =5.168 cm

H '2 =8.435 cm



Nghiêm Xuân Bằng



-7-



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



'

H 3 =113.689 cm



H '4 =3.876 cm

Diện tích mặt cắt :

A 1 =2x0.5x(2x18+8.435)x10.668+2x0.5x(2x12+3.876)x5.168

+39.664x136+4x38

=6163.93 cm 2

Toạ độ trọng tâm mặt cắt:

yc1 =



yF

F

i



i



= 0.67m



i



Mô men quán tính đối với trục trung hoà:

2

I d 1 = ( I i 0 + Fi yci ) =1.123x10 11 mm 4



Trong đó: I io là mô men quán tính của hình thứ i đối với trục trọng tâm của nó

F i là diện tích của hình thứ i

hoà



y ci là khoảng cách từ trọng tâm của hình thứ i tới trục trung



2.1.3 Xét mặt cắt x2 , x3 , x4



12



12



4



50

38



77



17 16 17



18



17



22.5 16 22.5



Nghiêm Xuân Bằng



-8-



61.000



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



Diện tích mặt cắt

A=0.413m 2

Toạ độ trọng tâm mặt cắt

Y c =0.636m

Mô men quán tính đối với trục trung hoà:

I d =9.745x10 10 mm 4



2.2 Hệ số làn

Số làn thiết kế : chiều rộng phần xe chạy B1 = 10 m

6 B1 10.5 m nên ta bố trí hai làn xe n lan =2

Hệ số làn : tra theo quy trình với n lan =2 m lan =1

2.3 Phân bố hoạt tảI theo làn đối với mô men

2.3.1 Hệ số phân bố hoạt tảI đối với mô men đối với các dầm giữa

Khoảng cách từ trọng tâm của dầm không liên hợp tới trọng tâm của bản mặt:

eg = ( H Yc ) +



hf

2



= ( 140 63.6 ) +



18

= 85.4cm

2



Tỷ lệ mô đun đàn hồi giữa dầm và bản mặt:

Cờng độ chịu nén của bê tông làm dầm: f c' = 40Mpa

Mô đun đàn hồi của dầm :

Ecdam = 0.043 x ( c )



1.5



Ecdam = 0.043 x ( 2500 )



f c'

1.5



40



=33994.48 Mpa



Nghiêm Xuân Bằng



-9-



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



Cờng độ chịu nén của bê tônglàm bẩn mặt

Ecban = 0.043 x(2500)1.5 35



=31798.93 Mpa

n=



Ecdam 33994.48

=

= 1.069

Ecban 31798.93



Tham số độ cứng dọc :

2

K g = n. ( I d + A.eg ) = 1.069 x(9.745 x1010 + 0.413 x106 x8542 )



=4.226x10 11 mm 4

Với dầm chữ I hệ số phân bố ngang đợc tính theo công thức sau:

Với một làn thiết kế chịu tảI:

0.1



0.3

0.4

Kg

s

s



g mg1 = 0.06 +

x ữ x



Ltt xh 3 ữ

4300

Ltt

f





0.4



0.1



0.3



11







= 0.06 + 2200 x 2200 x 4.226 x10 3 ữ







4300

23400

23400 x180



=0.4813

Khi kể đến hệ số làn:

Khi xe chỉ chạy trên một làn m 1lan = 1.2

m 1lan x g mg1 =1.2x0.4813=0.57756

Hai hoặc nhiều làn thiết kế chịu tảI:

0.2



0.1



0.6



K

g mg 2 = 0.075 + S x S ữ x g ữ





2900

Ltt

Ltt

0.6



0.1



0.2



11









= 0.075 + 2200 x 2200 ữ x 4.226 x10 3 ữ





2900

23400

23400 x180



=0.6662

Phạm vi áp dụng:

Chọn giá trị cực đại làm hệ số phân bố mô men đối với các dầm giữa:

g mg = max ( m1lan g mg 1 , m2lan g mg 2 ) = max ( 0.57756, 0.6662 )



= 0.6662

Kiểm tra hệ số phân bố thoả mãn tiêu chuẩn 22TCN 272 05 đối với phạm vi áp

dụng:

1100mm S 4900mm



Nghiêm Xuân Bằng



- 10 -



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



110mm h f 300mm

6000mm Ltt 73000mm

Nb 4



Ta thấy tất cả các điều kiện đều thoả mãn Chọn g mg =0.6662

2.3.2 Hệ số phân bố hoạt tảI đối với mô men của dầm biên

Ta thấy de<-300mm dùng phơng pháp đoàn bẩy để tính hệ số phân bố ngang và chỉ

tính cho một làn chất tải.



3000



350



2000



250



600



1800



xe thiết kế



PL



150



Sk



Tải trọng làn



S



1



y2 y3



y4



y5



y1



Sơ đồ tính theo phơng pháp đoàn bẩy cho dầm biên

Phơng trình tung độ dờng ảnh hởng: ydb ( x ) =



x

S



Một làn thiết kế hệ số làn =1.2.

y1 =



S k + S B4 110 + 220 35

=

= 1.3409

S

220



y2 =



Nghiêm Xuân Bằng



S k + S B4 B3 110 + 220 35 200

=

= 0.4318

S

220



- 11 -



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Thiết Kế môn học



Cầu Bê tông cốt thép D ƯL



y3 =



S k + S B4 B3 B2 110 + 220 35 200 25

=

= 0.3182

S

220



y4 =



S k + S B4 B3 B2 60 110 + 220 35 200 25 60

=

= 0.4545

S

220



y5 = 0



Với xe tảI thiết kế:

1

1

g HL1 = 1.2 x x ( y4 + y5 ) = 1.2 x x ( 0.04545 + 0 ) = 0.02727

2

2



TảI trọng ngời đI:

1

1

g PL1 = 1.2 x x ( y1 + y2 ) = 1.2 x x ( 1.3409 + 0.4318 ) = 1.06362

2

2



Với tảI trọng làn: thiên về an toàn coi tảI trọng làn theo phơng ngang cầu là tảI trọng

tập trung:

1

1

g Lan1 = 1.2 x x ( y3 + y5 ) = 1.2 x x ( 0.3182 + 0 ) = 0.19092

2

2



Vậy hệ số phân bố ngang của dầm biên đối với các loại hoạt tảI nh sau:

g HL = 0.02727

g PL = 1.06362

g Lan = 0.19092



2.4 Phân bố hoạt tảI đối với lực cắt.

2.4.1 Phân bố hoạt tảI đối với lực cắt trong các dầm dọc giữa

-Với một làn thiết kế chịu tải hệ số làn m = 1.2

g vg1 = (0.36 +



S

2200

) x1.2 = (0.36 +

) x1.2

7600

7600



= 0.7788

-Với hai hoặc nhiều làn thiết kế chịu tảI hệ số làn m = 1

2.0



g vg 2



2.0



S

2200 2200

S

= 0.2 +





ữ = 0.2 +



3600 10700

7600 10700



=0.713

Kiểm tra phạm vi áp dụng

1100 S 4900



Nghiêm Xuân Bằng



- 12 -



Lớp Cầu- Đờng BộB K43



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.doc) (59 trang)

×