1. Trang chủ >
  2. Kỹ thuật >
  3. Giao thông - Vận tải >

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ DẦM CHÍNH

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.26 MB, 116 trang )


CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



Xác đònh moment quán tính:

I NC =

+



2

s ,b

3

s ,t

3

bc × tc3

 s , t  t × (YNC − tc ) tw × (YNC − t f − t ' f )

+ bc × tc ×  YNCt − c ÷ + w

+

12

2

3

3





bf × t3

f

12



2



2



t  b ' × t '3f

 s,

 s, t ' 

+ b f × t f ×  YNCb − t f − f ÷ + f

+ b ' f × t ' f ×  YNCb − f ÷

2

12

2 







350 × 233

23  12 × ( 646.65 − 23 )



==

+ 350 × 23 ×  646.65 − ÷ +

12

2 

3



2



3



12 × ( 353.35 − 20 − 21)

450 × 203

20 



+

+

+ 450 × 20 ×  353.35 − 20 − ÷

3

12

2 



3



2



2



+



550 × 213

21 



+ 550 × 21×  353.35 − ÷

12

2





= 6,633,560,356 mm 4



Momen kháng uốn đối với thớ trên t/d dầm thép:

s ,b

S NC =



s ,t

I NC 6,633,560,356

=

= 10, 258,347.42 mm3

s ,t

YNC

646.65



Momen kháng uốn đối với thớ dưới t/d dầm thép:

s ,b

S NC =



s ,t

I NC 6,633,560,356

=

= 18,773,341.89 mm3

s,

YNCb

353.35



Momen tónh của tiết diện dầm thép đối với trục trung hoà:

c

NC



S



= tw ×



( D − Y0 + t c ) 2

2



t

t'

+ b f × t f  d − Y0 − f − t 'f  + b 'f × t 'f  d − Y0 − f 



÷



2

2 ÷











( 936 − 646.65 + 23 ) 2



20

+ 450 × 20 ×  1000 − 646.65 −

− 21 



÷

2

2





21

+550 × 21 ×  1000 − 646.65 − 



2 ÷





3

= 7, 446, 442.64 mm

= 12 ×



III.1.1.ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC GIAI ĐOẠN 2(GIAI ĐOẠN LIÊN HP):

III.1.1.1.Bề rộng có hiệu dầm trong Bi và dầm ngoài Be:

Dầm giữa:

12 × t s + max(t w , b c / 2)

12 × 200 + max(15,350 / 2)





 L tt

 30400

Bi = min 

= min 

= 2100 mm

 4

 4

S

 2100







Dầm biên:



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Trang 11



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



 6 × t s + max(t w / 2,b c / 4)

 6 × 200 + max(15 / 2,350 / 4)





Bi

2100

30400

 Ltt

Be = + min

=

+ min 

= 2050 mm

 8

 8

2

2



 1000

 Shang







III.1.1.2.Đặc trung hình học dầm trong:

III.1.1.2.1.Giai đoạn liên hợp ngắn hạn (ST):

 Đối với dầm giữa:

Bố trí cốt thép trong bản mặt cầu là φ12a200 và bê tông bản mặt cầu có cường độ

f’c=30MPa

Diện tích cốt thép dọc bản: A ct = 22 ×



π× 122

= 2,488.14 mm 2

4



Trong đó: n là số thanh thép trong đoạn Bi

Diện tích phần bản bê tông quy đổi về thép:

A c− tđ =



A c 2100 × 200 + 100(350 + 100)

=

= 58,125 mm 2

n

8



Trong đó: n là hệ số quy đổi bê tông bản mặt cầu về thép, phụ thuộc vào cường

độ của bê tông làm bản mặt cầu. ( f’c = 30Mpa => n = 8 )

Khoảng cách từ trọng tâm bản bê tông (tính phần vút) đến mép trên dầm thép:

t 

t



1 2 2



Bi ×t s ×  t h + s ÷+b c ×t h × h +2×  ×t h × ×t h ÷

2

2

2

3







c''=

Bi ×t s +t h ×(b c +t h )

200 

100

2



1



2100×200× 100+

+2×  ×100 2 × ×100 ÷

÷+350×100×

2 

2

3



2



=

2100×200+100×(350+100)

=185.84mm



Diện tích mặt cắt ngang dầm:

A d = As + A ct + A c−td = 39832 + 2488.14 + 58125 = 100,445.14 mm 2



Momen tónh của diện tích t/d liên hợp lấy đối với trục TH1:

 s,t

t 

s,t

K TH1 = A ct ×  YNC + t h + s ÷+ A c− td × (YNC + c'')

2





200 

= 2488.14 ×  646.65 + 100 +

÷+ 58125 × (646.65 + 185.84)

2 



= 50,495,198.31mm 3



Khoảng cách từ trục TH1 đến trục TH2



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Trang 12



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



c′ =



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



K TH1 50,495,198.31

=

= 502.71mm

Ad

100,445.14



Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :

-



s,t

s,t

Mép trên dầm thép : YST = YNC − c′ = 646.65 − 502.71 = 143.94mm

s,b

s,b

Mép dưới dầm thép : YST = YNC + c′ = 353.35 + 502.71 = 856.06mm

c,b

s,t

Mép dưới bản bê tông: YST = YST = 143.94 mm



c,t

s,t

Mép trên bản bê tông: YST = YST + t h + t s = 143.94 + 100 + 200 = 443.94 mm



Momen quán tính của tiết diện liên hợp : IST

1

I ST = I NC + c'2 × A s + × ∑ (I ci + a2 × A ci ) + A ct × a2

ci

ct

n



1  2100 × 2003

= 6,633,560,356 + 502.712 × 39832 + × 

+ 343.94 2 × 2100 × 200 ÷

8 

12



 1

 100 × 1003



1  350 × 1003

1

2

+ ×

+ 193.94 × 350 × 100 ÷+ × 2 × 

+ 210.612 × x100 ×100 ÷

8 

12

36

2

 8





+2488.14 × 343.942

= 23,603,944,333 mm 4



Momen kháng uốn của tiết diện liên hợp : SST

Ss,t =

ST

Ss,b =

ST



I ST



=



I ST

Y



s,b

ST



23,603,944,333

= 163,984,607 mm 3

143.94



=



Y



s,t

ST



23,603,944,333

= 27,572,768.65 mm 3

856.06



Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới bản bê tông :

c,t

SST = n.



c,b

SST = n.



I ST

Y



c,t

ST



I ST

Y



c,b

ST



= 8×



23,603,944,333

= 425,353,774.5 mm 3

443.94



= 8×



23,603,944,333

= 1,311,876,856 mm 3

143.94



Momen tónh của tiết diện liên hợp ngắn hạn đối với trục trung hoà:

S = tw ×

c



( D − Y0 + t c + c ' ) 2

2



t

t'

+ b f × t f  d − Y0 − f − t 'f + c '  + b 'f × t 'f  d − Y0 − f + c ' 



÷



÷

2

2











( 936 − 646.65 + 23 + 502.71 ) 2



20

+ 450 × 20 ×  1000 − 646.65 −

− 21 + 502.71 



÷

2

2





21

+550 × 21 ×  1000 − 646.65 − + 502.71 



÷

2





3

= 21,177, 694.82 mm

= 12 ×



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Trang 13



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



 Đối với dầm biên:

Bố trí cốt thép trong bản mặt cầu là φ12a200 và bê tông bản mặt cầu có cường độ

f’c=30MPa

Diện tích cốt thép dọc bản: A ct = 22 ×



π× 122

= 2,488.14 mm 2

4



Trong đó: n là số thanh thép trong đoạn Be

Diện tích phần bản bê tông quy đổi về thép:

A c− tđ =



A c 2050 × 200 + 100(350 + 100)

=

= 56,875 mm 2

n

8



Trong đó: n là hệ số quy đổi bê tông bản mặt cầu về thép, phụ thuộc vào cường

độ của bê tông làm bản mặt cầu. ( f’c = 30Mpa => n = 8 )

Khoảng cách từ trọng tâm bản bê tông (tính phần vút) đến mép trên dầm thép:

t 

t



1 2 2



Be ×t s ×  t h + s ÷+bc ×t h × h +2×  ×t h × ×t h ÷

2

2

3

2





c''=

Be ×t s +t h ×(b c +t h )

200 

100

2



1



2050×200× 100+

+2×  ×100 2 × ×100 ÷

÷+350×100×

2 

2

3



2



=

2050×200+100×(350+100)

=185.53mm



Diện tích mặt cắt ngang dầm:

A d = As + A ct + A c−cd = 39832 + 2488.14 + 56875 = 99,195.14 mm 2



Momen tónh của diện tích t/d liên hợp lấy đối với trục TH1:

 s,t

t 

s,t

K TH1 = A ct ×  YNC + t h + s ÷+ A c− td × (YNC + c'')

2





200 

= 2488.14 ×  646.65 + 100 +

÷+ 56875 × (646.65 + 185.53)

2 



= 49,436,885.81mm 3



Khoảng cách từ trục TH1 đến trục TH2

c′ =



K TH1 49,436,885.81

=

= 498.38mm

Ad

99,195.14



Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :

-



s,t

s,t

Mép trên dầm thép : YST = YNC − c′ = 646.65 − 498.38 = 148.27mm



-



s,b

s,b

Mép dưới dầm thép : YST = YNC + c′ = 353.35 + 498.38 = 851.73mm



-



c,b

s,t

Mép dưới bản bê tông: YST = YST = 148.27 mm



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Trang 14



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



-



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



c,t

s,t

Mép trên bản bê tông: YST = YST + t h + t s = 148.27 + 100 + 200 = 448.27 mm



Momen quán tính của tiết diện liên hợp : IST

1

I ST = I NC + c'2 × A s + × ∑ (I ci + a2 × A ci ) + A ct × a2

ci

ct

n



1  2050 × 2003

= 6,633,560,356 + 498.382 × 39832 + × 

+ 348.272 × 2050 × 200 ÷

8 

12



 1

 100 × 1003



1  350 × 1003

1

+ ×

+ 198.272 × 350 × 100 ÷+ × 2 × 

+ 214.94 2 × x100 × 100 ÷

8 

12

36

2

 8





2

+2488.14 × 348.27

= 23,450,049,565 mm 4



Momen kháng uốn của tiết diện liên hợp : SST

Ss,t =

ST

Ss,b =

ST



I ST



=



I ST

Y



s,b

ST



23,450, 049,565

= 158,157,749.8 mm 3

148.27



=



Y



s,t

ST



23,450,049,565

= 27,532,257.37 mm 3

851.73



Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới bản bê tông :

c,t

SST = n.



c,b

SST = n.



I ST

Y



c,t

ST



I ST

Y



c,b

ST



= 8×



23,450,049,565

= 418,498,664.9 mm 3

448.27



= 8×



23,444,621,196

= 1,265,261,999 mm 3

148.27



Momen tónh của tiết diện liên hợp ngắn hạn đối với trục trung hoà:

Sc = t w ×



( D − Y0 + t c + c ' ) 2

2



t

t'





+ b f × t f  d − Y0 − f − t 'f + c '  + b 'f × t 'f  d − Y0 − f + c ' ÷



÷

2

2











( 936 − 646.65 + 23 + 498.38 )



2



20

+ 450 × 20 ×  1000 − 646.65 −

− 21 + 498.38 



÷

2

2





21

+550 × 21 ×  1000 − 646.65 − + 498.38 



÷

2





3

= 21, 047,350.93 mm

= 12 ×



III.1.1.2.2.Giai đoạn liên hợp dài hạn (LT):

 Đối với dầm giữa:

Diện tích cốt thép dọc bản:

A ct = 22 ×



π× 122

= 2,488.14 mm 2

4



Trong đó: n là số thanh thép trong đoạn Bi



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Trang 15



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



Diện tích phầnbản bê tông quy đổi về thép:

A c-td =



A c Bi ×t s +t h ×(b c +t h ) 2100×200+100×(350+100)

=

=

=19,375 mm 2

3×n

3×n

3×8



Trong đó: n là hệ số quy đổi bê tông bản mặt cầu về thép, phụ thuộc vào

cường độ của bê tông làm bản mặt cầu.

Diện tích mặt cắt ngang dầm liên hợp : Ad

A d =A s +A ct +A c-cd =39832+2488.14+19375=61,695.14 mm 2



Momen tónh của diện tích t/d liên hợp lấy đối với trục TH1:

 s,t

t 

s,t

K TH1 = A ct ×  YNC + t h + s ÷+ A c− td × (YNC + c'')

2





200 

= 2488.14 ×  646.65 + 100 +

÷+ 19375 × (646.65 + 185.84)

2 



= 18,236,122.77 mm 3



Khoảng cách từ trục TH1 đến TH2:

c' =



K TH1 18,236,122.77

=

= 295.58mm

Ad

61,695.14



Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :

-



Mép trên dầm thép: Ys,t = Y s,t − c′ = 646.65 − 295.58 = 351.07mm

LT

NC

Mép dưới dầm thép: Ys,b = Ys,b + c′ = 353.35 + 295.58 = 648.93mm

LT

NC

Mép dưới bản bê tông: Y c,b = Ys,t = 351.07 mm

LT

LT

Mép trên bản bê tông: Y c,t = h − Ys,b = 1300 − 648.93 = 651.07 mm

LT

LT



Momen quán tính của tiết diện liên hợp : ILT

1

×∑ (I ci +a2 ×A ci )+A ct ×a2

ci

ct

3n



1  2100×2003

=6,633,560,356+295.582 ×39832+

×

+551.072 ×2100×200 ÷+

3×8 

12





I LT =I NC +c'2 ×As +



+







1  350×1003

1  100×100 3

1

×

+401.072 ×350×100 ÷+2×

+417.74 2 × ×100 2 ÷



3×8 

12

3×8 

36

2







+2488.14×551.072

=16,550,619,042 mm 4



Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới t/d dầm thép:



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Trang 16



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



Ss,t =

LT

Ss,b =

LT



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



I LT 16,550, 619,042

=

=47,143,358.99 mm3

ys,t

352.07

LT



I LT 16,550, 619,042

=

=25,504,475.12 mm3

s,b

y LT

648.93



Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới bản bê tông :

Sc,t =3.n.

LT



I ST

Y



c,b

SST = 3.n.



c,t

LT



=3×8×



I ST

Y



c,b

LT



16,550,619,042

=610,095,469 mm 3

651.57



= 3× 8×



16,550,619,042

= 1,131,440,616 mm 3

351.07



Momen tónh của tiết diện liên hợp dài hạn đối với trục trung hoà:

Sc = t w ×

LT



( D − Y0 + t c + c' )



2



2



t

+ b f × t f  d − Y0 − f − t 'f + c '  + b 'f × t 'f



÷

2







 d − Y − t 'f + c ' 



÷

0

2







( 936 − 646.65 + 23 + 295.58 ) 2



20

+ 450 × 20 ×  1000 − 646.65 −

− 21 + 295.58 



÷

2

2





21

+550 × 21 ×  1000 − 646.65 − + 295.58 



÷

2





3

= 15,152,709.81 mm

= 12 ×



 Đối với dầm biên:

Diện tích cốt thép dọc bản:

A ct = 22 ×



π× 122

= 2,488.14 mm 2

4



Trong đó: n là số thanh thép trong đoạn Be

Diện tích phầnbản bê tông quy đổi về thép:

A c-td =



A c Be ×t s +t h ×(b c +t h ) 2050×200+100×(350+100)

=

=

=18,958.33mm 2

3×n

3×n

3×8



Trong đó: n là hệ số quy đổi bê tông bản mặt cầu về thép, phụ thuộc vào

cường độ của bê tông làm bản mặt cầu.

Diện tích mặt cắt ngang dầm liên hợp : Ad

A d =A s +A ct +A c-cd =39832+2488.14+18958.33=61278.47 mm 2



Momen tónh của diện tích t/d liên hợp lấy đối với trục TH1:

 s,t

t 

s,t

K TH1 = A ct ×  YNC + t h + s ÷+ A c− td × (YNC + c'')

2





200 

= 2488.14 ×  646.65 + 100 +

÷+ 18958.33 × (646.65 + 185.53)

2 



= 17,883,348.32 mm 3



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Trang 17



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



Khoảng cách từ trục TH1 đến TH2:

c' =



K TH1 17,883,348.32

=

= 291.84mm

Ad

61278.47



Khoảng cách từ trục trung hoà đến các mép dầm :

-



Mép trên dầm thép: Ys,t = Y s,t − c′ = 646.65 − 291.84 = 354.81mm

LT

NC

Mép dưới dầm thép: Ys,b = Ys,b + c′ = 353.35 + 291.84 = 645.19mm

LT

NC

Mép dưới bản bê tông: Y c,b = Ys,t = 354.81mm

LT

LT

Mép trên bản bê tông: Y c,t = h − Ys,b = 1300 − 645.19 = 654.81 mm

LT

LT



Momen quán tính của tiết diện liên hợp : ILT

1

2

×∑ (I ci +a2 ×A ci )+A ct ×act

ci

3n



1  2050×2003

2

=6,633,560,356+291.84 ×39832+

×

+553.812 ×2100×200 ÷+

3×8 

12





ILT =INC +c'2 ×As +







1  350×1003

1  100×1003

1

×

+404.812 ×350×100 ÷+2×

+421.482 × ×1002 ÷



3×8 

12

3×8 

36

2





+2488.14×554.812

=16,421,838,964 mm 4



Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới t/d dầm thép:

Ss,t =

LT

Ss,b =

LT



I LT 16,421,838,964

=

=46,283,472.74 mm3

s,t

y LT

354.81



I LT 16,421,838,964

=

=25,452,717.75 mm3

s,b

y LT

645.19



Momen kháng uốn đối với mép trên và mép dưới bản bê tông :

Sc,t =3.n.

LT



I ST

Y



c,b

SST = 3.n.



c,t

LT



=3×8×



I ST

Y



c,b

LT



16,421,838,964

=601,890,831.1 mm 3

654.81



= 3× 8×



16,421,838,964

= 1,110,803,346 mm 3

354.81



Momen tónh của tiết diện liên hợp dài hạn đối với trục trung hoà:



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Trang 18



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



c

LT



S



= tw



( D − Y0 + t c + c' )

×

2



2



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



t

+ b f × t f  d − Y0 − f − t 'f + c '  + b 'f × t 'f



÷

2







 d − Y − t 'f + c ' 



÷

0

2







( 936 − 646.65 + 23 + 291.84 ) 2



20

+ 450 × 20 ×  1000 − 646.65 −

− 21 + 291.84 



÷

2

2





21

+550 × 21 ×  1000 − 646.65 − + 291.84 



÷

2





3

= 15, 048,652.84 mm

= 12 ×



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Trang 19



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



Bảng tổng hợp các đặc trưng hình học của dầm trong và dầm biên:



Đặc trưng

Diện tích tiết diện (mm)

Momen kháng uốn thớ dưới dầm

thép (mm3)

Momen kháng uốn thớ trên dầm

thép (mm3)

Momen kháng uốn tại mép dưới

bản BT (mm3)

Momen kháng uốn tại đỉnh bản BT

(mm3)

Momen qn tính của tiết diện

(mm4)



Đặc trưng

Diện tích tiết diện (mm)

Momen kháng uốn thớ dưới dầm

thép (mm3)

Momen kháng uốn thớ trên dầm

thép (mm3)

Momen kháng uốn tại mép dưới

bản BT (mm3)

Momen kháng uốn tại đỉnh bản BT

(mm3)

Momen qn tính của tiết diện

(mm4)



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Dầm giữa

TD dầm thép

Giai đoạn

1(NC)

39,832



Tiết diên dầm liên hợp

Ngắn hạn(ST) - Dài hạn(LT) GĐ2

GĐ2

100,445.14

61,695.14



18,773,341.89



27,572,768.65



25,504,475.12



10,258,347.42



163,984,607



47,143,358.99



1,311,876,856



1,131,440,616



425,353,774.5



610,095,469



6,633,560,356



23,603,944,333



16,550,619,042



Dầm biên

TD dầm thép

Giai đoạn

1(NC)

39,832



Tiết diên dầm liên hợp

Ngắn hạn(ST) - Dài hạn(LT) GĐ2

GĐ2

99,195.14

61,278.47



18,773,341.89



27,532,257.37



25,452,717.75



10,258,347.42



158,157,749.8



46,283,472.74



1,265,261,999



1,110,803,346



418,498,664.9



601,890,831.1



23,450,049,565



16,421,838,964



6,633,560,356



Trang 20



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU DẦM



GVHD: Th.S PHẠM ĐỆ



TẢI TRỌNG – HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG:

III.1.2.TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU:

III.1.2.1.Tónh Tải:

Gồm các tĩnh tải DC1,DC2,DC3,DW.

-Trọng lượng bản thân dầm thép:

-5

P1 = A S × γ s =39832x7.85x10 =3.13 N/mm

-Neo : P2 =0.5N/mm

-Mối nối (chọn trước): P3=0.5N/mm



Hình3.1.STC trung gian



Hình 3.2.STC gối



Hình 3.3.STC tại liên kết ngang



SVTH :PHAN THANH NAM – LỚP CD09B



Trang 21



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.doc) (116 trang)

×