Tải bản đầy đủ
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Tải bản đầy đủ

+ Môđun đàn hồi:
+ US trong thép DƯL
- Cốt thép chịu lực bản mặt cầu:
+ Cường độ chảy quy định nhỏ nhất:
+ Môđun đàn hồi:

9

9

Ep

=

197000 MPa

fy
Es

=
=

420
MPa
200000 MPa

2. CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP
2.1. Chiều dài tính toán KCN
-Kết cấu nhịp giản đơn có chiều dài nhịp:
- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối:
-Chiều dài tính toán nhịp: Ltt = Lnh - 2.a

Lnh =
a =
Ltt =

31 m
0.3 m
30.4 m

2.2. Quy mô mặt cắt ngang cầu
- Các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang cầu:

+ Bề rộng phần xe chạy:
+ Bề rộng lề đi bộ:
+ Bề rộng vạch sơn
+ Bề rộng chân lan can:
+ Bề rộng toàn cầu: Bcau = Bxe + 2.ble + 2.bclc
+ Số làn xe thiết kế:

Bxe = 8 m
ble = 1.5 m
bvs = 0,2m
bclc = 0,5m
Bcau = 12m
nl = 2 làn
S = ( 1800 ÷ 2500 ) mm

- Khoảng cách giữa các dầm chủ chọn trong khoảng:
- Số dầm chủ thiết kế chọn như sau:
B   12000 12000 
 B
n dam =  cau ÷ cau ÷ = 
÷
÷ = ( 4.8 ÷ 6.7 )
 2500 1800   2500 1800 

=> Chọn ndam = 6 dầm.
=> Chọn S = 2000mm.
+ Chiều dài phần cánh hẫng:
B − ( n dam − 1) .S 12.1000 − ( 6 − 1) .2000
d oe = cau
=
= 1000mm.
2
2

10

10

Hình 1. Cấu tạo mặt cắt ngang kết cấu nhịp

2.3. Kích thước mặt cắt ngang dầm chủ
2.3.1. Mặt cắt L/2 và L/4

Hình 2: Cấu tạo mặt cắt L/2 và L/4
Dầm chủ chữ I với các kích thước như sau:
- Chiều cao dầm chủ:
- Kích thước bầu dầm:
+ Bề rộng bầu dầm:
+ Chiều cao bầu dầm:
+ Bề rộng vút bầu dầm:
+ Chiều cao vút bầu dầm:
- Kích thước sườn dầm:
+ Bề rộng sườn dầm:
+ Chiều cao sườn dầm:
- Kích thước bản cánh trên:
+ Bề rộng bản cánh trên:
+ Chiều cao cánh trên:
+ Bề rộng vút bản cánh trên:
+ Chiều cao vút bản cánh trên:
- Kích thước gờ kê ván khuôn cố định:
+ Bề rộng:
+ Chiều cao:

11

11

h

= 2000 mm

b1
h1
b2
h2

=
=
=
=

b3
h3

= 200
= 1190

mm
mm

b7
h5
b4
h4

=
=
=
=

900
120
325
110

mm
mm
mm
mm

b6
h6

= 100
= 80

mm
mm

700
300
225
200

mm
mm
mm
mm

2.3.2. Mặt cắt gối

Hình 4: Cấu tạo mặt cắt gối
- Kích thước sườn dầm:
+ Bề rộng sườn dầm:
+ Chiều cao sườn dầm:
- Kích thước bản cánh trên:
+ Bề rộng bản cánh trên:
+ Chiều cao cánh trên:
+ Chiều cao vút bản cánh trên:
- Kích thước gờ kê ván khuôn cố định:
+ Bề rộng:
+ Chiều cao:
12

12

b1
h7

= 700 mm
= 1764mm

b7
h5
h8

= 900 mm
= 120 mm
= 36mm

b6
h6

= 100 mm
= 80 mm

2.4. Cấu tạo bản bêtông mặt cầu
- Chiều dày bản bêtông:
ts
= 200 mm
- Chiều dài phần cánh hẫng:
de
= 1000mm
- Chiều dài phần cánh hẫng phía trong:
S/2 = 1000 mm
- Chiều cao toàn bộ dầm liên hợp
Hcb = 2200mm
2.5. Cấu tạo ván khuôn cố định
+ Chiều cao:
hvk = 80 mm
+ Bề rộng:
bvk = 1250mm
+ Tổng số lượng ván khuôn trên mặt cắt ngang cầu
= 5 chiếc
2.6. Đặc trưng hình học của mặt cắt
2.6.1. Xác định bề rộng bản cánh hữu hiệu
2.6.1.1. Dầm trong
- Bề rộng bản cánh hữu hiệu của dầm trong b i lấy giá trị nhỏ nhất của các giá trị
sau:
+ 1/4 chiều dài nhịp, Ltt/4 = 30400/4=7600 (mm).
+ 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày sườn dầm
hoặc 1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm
b3
=12.ts+ = 12.200 + 200 = 2600 (mm)
+ Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau (S=2000 mm)- Khống chế
=> Vậy chọn bi = 2000 mm
2.7.1.2. Dầm biên
- Bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu của dầm biên b e được lấy bằng 1/2 bi + trị số
nhỏ nhất của:
+ 1/8 chiều dài nhịp hữu hiệu, Ltt/8 = 3800 mm.
+ 6 lần chiều dày bản cộng với số lớn hơn giữa 1/2 độ dày sườn dầm hoặc 1/4
bề rộng bản cánh trên của dầm chính
b3
2

=6.ts+ = 6.200 +
- Chiều dài cánh hẫng, de =1000mm
=> Vậy chọn de = 1000 mm

13

200
2

13

= 1300 (mm)

2.7.2.Đặc trưng hình học của mặt cắt
Do dầm trong và dầm biên có cấu tạo giống nhau nên ta tính ĐTHH của mặt cắt
dầm trong, mặt cắt dầm biên tương tự.
2.7.2.1. Đặc trưng hình học của mặt cắt mặt cắt L/2 và L/4

Hình 5: Chia mặt cắt nhịp thành các khối
- Diện tích mặt cắt:
A 0 = ∑ Ai
Trong đó:
+ Ao: Diện tích mặt cắt dầm tại giữa nhịp.
+ Ai: Diện tích từng khối đã chia của mặt cắt.

Bộ
phận
1
2
3
4
5
6

14

Hình dạng

Chiều dài
cạnh trên

Chiều dài
cạnh dưới

(mm)
(mm)
Chữ nhật
700
700
Hình thang
200
700
Chữ nhật
200
200
Hình thang
900
200
Chữ nhật
900
900
Chữ nhật
700
700
Diện tích mặt cắt Ao

14

Chiều
cao
(mm)
300
200
1190
110
120
80

Diện
tích
(mm2)
210000
90000
238000
60500
108000
56000
762500

- Mômen tĩnh của mặt cắt với trục nằm ngang đi qua đáy dầm:
4


h

i
4

÷
h
1
1 
1
2 

 3
So = b1.h1. 1 + 2. .b 2 .h 2 . h1 + h 2 ÷+ b3 .∑ h i .  h1 + i=2 ÷+ 2. .b 4 .h 4 . ∑ h i + h 4 ÷
2
2
3 
2 ÷
2
3 
i =2

 i=1



1 
1 
 4
 5
+ b7 .h 5 . ∑ h i + h 5 ÷+ b5 .h 6 . ∑ h i + h 6 ÷
2 
2 
 i=1
 i=1

300 2
200 
200 + 1190 + 110 


= 700.
+ 225.200. 300 +
÷+ 200. ( 200 + 1190 + 110 ) . 300 +
÷
2
3 
2



2
120 



+325.110. 300 + 200 + 1190 + .110 ÷+ 900.120.  300 + 200 + 1190 + 110 +
÷
3
2 



80 

+700.80. 300 + 200 + 1190 + 110 + 120 + ÷
2 

= 7,37E + 8mm3

- Khoảng cách từ trục 0 - 0 đến đáy dầm:

So 7,37.108
Y =
=
= 966,5mm
A o 762500
b
o

- Khoảng cách từ trục 0 - 0 đến mép trên dầm:

Yot = h − Yob = 2000 − 966,5 = 1033,5mm

15

15

- Mô men quán tính của mặt cắt với trục 0 - 0:
3

 4 
b
.
2
2
3  ∑ hi ÷
b1.h13
b 2 .h 32 
1
 h1
b
b
Io =
+ b1.h1 . − Yo ÷ + 2.
+  h1 + h 2 − Yo ÷ +  i =2 
12
36
3
12
2



2

4


2
h

i
4

÷
b 4 .h 34
2
b .h 3
 3
b
b
i =2
+ b3 .∑ h i  h1 +
− Yo ÷ + 2.
. + b 4 .h 4 . ∑ h i + h 4 − Yo ÷ + 7 5
2
36
3
12
i=2
 i=1


÷


2

2

1
b5 .h 36
1
 4
 5

b
+ b7 .h 5 . ∑ h i + h 5 − Yo ÷ +
+ b5 .h 6 . ∑ h i + h 6 − Yob ÷
2
12
2
 i=1

 i =1

2

2

700.3003
225.2003 
1
 300


=
+ 700.300. 
− 966.5 ÷ + 2.
+  300 + 200 − 966.5 ÷
12
36
3
 2




200.( 200 + 1190 + 110 )
200 + 1190 + 110


+
+ 200.( 200 + 1190 + 110 ) .  300 +
− 966.5 ÷
12
2


3

2

2

3
325.1103
2

 900.120
+2.
+ 325.110. 300 + 200 + 1190 + .110 − 966.5 ÷ +
36
3
12


2

3

120

 700.80
+900.120. 300 + 200 + 1190 + 110 +
− 966.5 ÷ +
2
12


2

80


+700.80. 300 + 200 + 1190 + 110 + 120 +
− 966.5 ÷
2


4
= 2,53E + 11mm
2.7.2.1. Đặc trưng hình học của mặt cắt mặt cắt gối

Hình 6: Chia mặt cắt gối thành các khối
16

16

- Diện tích mặt cắt gối:
A 0 = ∑ Ai
Trong đó:
+ Ao: Diện tích mặt cắt dầm tại gối.
+ Ai: Diện tích từng khối đã chia của mặt cắt.

Bộ
phận
1
2
3
4

Hình dạng

Chiều dài
cạnh trên

Chiều dài
cạnh dưới

(mm)
(mm)
Chữ nhật
700
700
Hình thang
900
700
Chữ nhật
900
900
Chữ nhật
700
700
Diện tích mặt cắtAo

Chiều
cao

Diện
tích

(mm)
(mm2)
1764 1234800
36
28800
120 108000
80
56000
1427600

- Mômen tĩnh của mặt cắt với trục nằm ngang đi qua đáy dầm:

b1.h 2
1
2 
1 


So =
+ 2. .b6 .h 8 . h 7 + h 8 ÷+ 2.b6 .h5. h 7 + h 8 + h 5 ÷
2
2
3 
2 


700.20002
1
2 
1



=
+ 2. .100.36. 1764 + .36 ÷+ 2.100.120. 1764 + 36 + .120 ÷
2
2
3 
2



= 14,5E + 08mm3

- Khoảng cách từ trục 0 - 0 đến đáy dầm:

Yob =

So 14,5.108
=
= 1015.7mm
A o 1427600

- Khoảng cách từ trục 0 - 0 đến mép trên dầm:

Yot = h − Yob = 2000 − 1015,7 = 984.3mm
- Mômen quán tính của mặt cắt với trục 0 - 0:

17

17

2

b1.h 3
b6 .h 83
2
b6 .h 53

b 2
b
Io =
+ b1.h.( h − Yo ) + 2.
+ b 6 .h 8.  h 7 + h 8 − Yo ÷ + 2.
+
12
36
3
12


2

1
700.20003
100.363
2

b
2.b 6 .h 5 . h 7 + h 8 + h 5 − Yo ÷ =
+ 700.2000. ( 2000 − 1015,7 ) + 2.
2
12
12


2
100.120
+100.36.(1764 + 36 − 1015,7) + 2.
3
12
2

1


+2.80.120.1764 + 36 + 120 − 1015,7 ÷ = 1.84E + 12mm 4
2



2.7.3. Tổng hợp ĐTHH của các mặt cắt
Đặc trưng hình học
Diện tích

18

Mặt cắt L/2 và L/4
Kí hiệu
Ao

Mặt cắt gối

Giá trị
Kí hiệu
762500
Ao

Kí hiệu
1427600
1,84E+1
2

Đơn
vị
mm2
mm4

Mômen quán tính

Io

2,53E+11

Io

Trọng tâm tới đáy dầm

Yob

966.5

Yob

1015,7

mm

Trọng tâm tới đỉnh dầm

Yot

1033.5

Yot

984,3

mm

Mômen tĩnh tới đáy dầm

So

7,37E+0
8

So

14,5E+0
8

mm3

18

mm

3. TÍNH TOÁN HIỆU ỨNG LỰC
3.1. Các hệ số tính toán
- Hệ số tải trọng:
Tải trọng

Kí hiệu
γ

Tĩnh tải giai đoạn I

γ

Tĩnh tải giai đoạn I

γ

Hoạt tải HL93

Giá trị

1

1.25

0.90

2

1.50

0.65

h

1.75

1.00

- Lực xung kích 1+IM:
+ Trạng thái giới hạn cường độ: 1+IM=1.25
+ Trạng thái giới hạn mỏi:
1+IM=1.15
- Hệ số làn xe: Cầu được thiết kế với n = 2 làn. Nên hệ số làn xe m = 1.00
- Hệ số điều chỉnh tải trọng: η.
η
+ : Hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng trong khai thác
η η η η ≥
xác định theo: = I. D. R 0.95
η
η
+ I: Hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác I =1.05
+
+

η

η
η

η

D: Hệ số liên quan đến tính dẻo
R

η

: Hệ số liên quan đến tính dư

D

=0.95

R

=0.95

Vậy: = 0.95
3.2. Tĩnh tải dải đều lên một dầm chủ
- Tĩnh tải dải đều lên một dầm chủ bao gồm: Tĩnh tải giai đoạn I và Tĩnh tải giai
đoạn II
- Tĩnh tải giai đoạn I:
+ Trọng lượng bản thân dầm chủ.
+ Trọng lượng bản bêtông mặt cầu.
+ Trọng lượng hệ liên kết ngang cầu.
+ Trọng lượng ván khuôn.
=> Trọng lượng các bộ phận trên được tính cho 1m chiều dài dầm chủ, do đó ta có
thể gọi là tĩnh tải giai đoạn I dải đều.
- Tĩnh tải giai đoạn II:
+ Trọng lượng lớp phủ mặt cầu.
+ Trọng lượng lan can.
=> Trọng lượng các bộ phận trên được tính cho 1m chiều dài dầm chủ, do đó ta có
thể gọi là tĩnh tải giai đoạn II dải đều.
3.2.1. Dầm trong
3.2.1.1. Trọng lượng dải đều dầm trong
19

19