Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Theo quy phạm , cầu máng cần được tính toán thiết kế ứng với lần lượt các tổ hợp tải trọng : cơ bản , đặc biệt, trong thời gian thi công. Tuy nhiên, trong phạm đồ án này chỉ tính toán thiết kế các bộ phận cầu máng với một trường hợp : Tổ hợp tải trọng cơ

Theo quy phạm , cầu máng cần được tính toán thiết kế ứng với lần lượt các tổ hợp tải trọng : cơ bản , đặc biệt, trong thời gian thi công. Tuy nhiên, trong phạm đồ án này chỉ tính toán thiết kế các bộ phận cầu máng với một trường hợp : Tổ hợp tải trọng cơ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án môn học



Thiết kế cầu máng BTCT



xuất hiện khe nứt, nếu bị nứt ta tiếp tục tính bề rộng khe nứt và so sánh đảm bảo yêu

cầu an < angh , nếu an>angh , đưa ra giải pháp khắc phục.



6. Tính độ võng tồn phần f và so sánh đảm bảo f/l < [f/l]. Nếu f/l >[f/l] thì đưa ra giải

pháp khắc phục.

I. LỀ NGƯỜI ĐI.

1.1. Sơ dồ tính toán

Cắt 1m dài lề người đi theo chiều dọc máng ( chiều dòng chảy ), coi lề người đi

như một dầm công xôn ngàm tại đầu vách máng. Chọn bề rộng lề là 1m. Chiều dày lề

thay đổi dần 8÷12cm

80 cm



12 cm



8 cm



80 cm



Hình 1.1 – Sơ đồ tính tốn lề người đi.

1.2. Tải trọng tác dụng.

Do điều kiện làm việc của lề người đi, tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên lề bao

gồm:

a. Trọng lượng bản thân (qbt):qcbt = γb.h.1m = 25.0,1.1 = 2,5kN/m.

b. Tải trọng người (qng): qcng = 2.1m = 2kN/m.

Tải trọng tính tốn tổng cộng tác dụng lên lề người đi :

q = nbt.qcbt + nng.qcng = 1,05.2,5 + 1,2.2 = 5,025kN/m.

Trong đó: nbt = 1,05; nng = 1,2 – hệ số vượt tải trọng lượng bản thân và tải trọng

người đi theo TCVN 4116-85.



4

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 4



Đồ án mơn học



Thiết kế cầu máng BTCT



1.3. Xác định nội lực

Mo men lớn nhất tại mặt cắt ngàm

l

M max = q.l. = 5, 025.0,8.0, 4

2



=1,608 kNm



Lực cắt lớn nhất tại mặt cắt ngàm

Qmax = q.l



= 5,025.0,8 = 4,02 kN



1,608

-



M kNm



4,02



q = 5,025 kN/m



Q kN



Hình 1.2 – Biểu đồ nội lực lề người đi.

1.4. Tính tốn và bố trí cốt thép.

1.4.1. Tính tốn và bố trí cốt thép dọc.

Tính tốn và bố trí cốt thép dọc chịu lực tại mặt cắt có mơ men uốn lớn nhất (mặt

cắt ngàm): M = 1,608 kNm, cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật: b = 100cm, h =

10cm, chọn a = 2cm, h0 = h – a = 8cm.



A=



k n .n c .M

m b .R n .b.h 02



=



1,15.1.16080

1,15.90.100.82



= 0,028



A = 0,028


1− 2A



=1-



1 − 2.0, 028



= 0,0284.



5

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 5



Đồ án mơn học



Fa =



m b .R n .b.h 0 .α

m a .R a



Thiết kế cầu máng BTCT



=



1.90.100.8.0,033

1,1.2700



= 0.792 cm2< µminbh0 = 0,001.100.8 = 0,8



cm2.

Chọn và bố trí cốt thép chịu lực : 5ϕ8/1m ( 2,51 cm 2) theo phương vng góc với

phương dòng chảy.

Chọn và bố trí cốt thép cấu tạo vng góc với cốt thép chịu lực :4ϕ8/1m (2,01 cm2).

1.4.2. Tính tốn và bố trí cốt thép ngang:

Kiểm tra điều kiện tính tốn cốt thép ngang tại mặt cắt có Q max = 4,02kN = 402

daN.

k1.mb4.Rk.b.h0 = 0,8.0,9.7,5.100.8 = 4320 daN.

k1= 0,8 đối với kết cấu bảng.

kn.nc.Q = 1,15.1.402 = 462,3 daN.

kn.nc.Q < k1.mb4.Rk.b.h0 => Khơng cần đặt cốt ngang.



φ8

a=200



φ8

a=250



6

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 6



Đồ án mơn học



Thiết kế cầu máng BTCT



Hình 1.3 –Bố trí thép lề người đi.

II. Vách máng

2.1. Sơ đồ tính tốn

Cắt 1m dài vách máng dọc theo chiều dài máng, vách máng được tính tốn như

một dầm cơng xơn ngàm tại đáy máng và dầm dọc.

Chiều cao vách:

Hv = Hmax + δ= 2 + 0,5 = 2,5 m.

δ - độ vượt cao an toàn , lấy δ = 0,5 m. Bề dày thay đổi dần :

hv = 12 ÷ 20 cm.



7

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 7



Đồ án môn học



Thiết kế cầu máng BTCT



2,5 m



12 cm



20



Hình 2.1 – Sơ đồ tính tốn vách máng

2.2. Tải trọng tác dụng.

Do điều kiện làm việc của vách máng, tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên vách

bao gồm các tải trọng sau:

-



Mô men tập trung do người đi trên lề truyền xuống: Mng



-



Mô men do trọng lượng bản thân lề đi: Mbt



-



Áp lực nước tương ứng vơi Hmax: qn



-



Áp lực gió ( gồm gió đẩy và gió hút ): qgđ và qgh

Các tải trọng này gây nên 2 trường hợp: Căng trong và căng ngoài vách máng.

2.2.1. Trường hợp căng ngoài nguy hiểm nhất bao gồm các tải trọng: Mbt, qgđ (gió

đẩy, trong máng khơng có nước và khơng có người đi trên lê).

M



c

bt



=



q cbt .L2l

2



=



2,5.0.8 2

= 0,8

2



kNm;



8

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 8



Đồ án mơn học



Mbt = nbt.



Thiết kế cầu máng BTCT



M cbt



= 1,05.0,8 = 0,84 kNm.



qcgđ = kgđ.qg.1m = 0,8.1,2.1 = 0,96 kN/m.

qgđ = ng. qcgđ = 1,3.0,96 = 1,248 kN/m

ng = 1,3 – hệ số vượt tải của gió.

M



c

qgd

.H v2



c

gd



2



=



qgd .H v2



Mgđ =



=



2



=



0, 96.2, 52

2



1, 248.2,52

2



= 3 kNm.



= 3,9 kNm.



2.2.2. Trường hợp căng trong nguy hiểm nhất bao gồm các tải trọng :M1, Mng , qn

,qgh (gió hút, trong máng có nươc chảy qua với mực nước Hmax và trê lề có người đi)

M 1c



M



= 0,8 kNm và M1 = 0,84 kNm đã tính ở trường hợp căng ngoài.



c

ng



c

q ng

.Ll



=



Mng = nng.



2

M cng



2



=



2.0,8 2

2



= 0,64 kNm;



= 1,2.0,64 = 0,768 kNm.



Biểu đồ áp lực nước có dạng hình tam giác:

qcnmax= kđγnHmax1m = 1,3.10.2.1 = 26 kN/m;

qnmax= nn.qcnmax = 1.26 = 26 kN/m.

qcgh = kgh.qg.1m = 0,6.1,2.1 = 0,72 kN/m;

qgh = ng. qcgh = 1,3. 0,72 = 0,936 kN/m.

Kđ - là hệ số động, lấy kđ = 1,3.



9

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 9



Đồ án môn học



Thiết kế cầu máng BTCT

Mng= 0,768 kNm



Mbt= 0,84 kNm



q = 0,936kN/m

gh



H max



Mbt= 0,84 kNm



q = 1,248 kN/m

gd



q = 26 kN/m

nmax



TH căng ngồi



TH căng trong



Hình 2.2 –Tải trọng tác dụng lên vách máng

2.3. Xác định nội lực.

2.3.1. Trường hợp căng ngồi.



+



3,9

M gd kNm



0,84



3,12



M bt kNm



Q gd kN



0

Q bt kN



Hình 2.3 –Nội lực vách máng trong trường hợp căng ngoài.

Nội lực tại mặt cắt nguy hiểm nhất (mặt cắt ngàm ).

M=M1 + Mgđ

M1c = 0,8 kNm. M1= 0,84 kNm



10

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 10



Đồ án môn học



Thiết kế cầu máng BTCT



Mgđ = ng.Mcgđ = 1,3.3= 3,9 kNm.

M= 3,9 – 0,84= 3,06 kNm

2.3.2. Trường hợp căng trong

Nội lực tại mặt cắt nguy hiểm nhất ( mặt cắt ngàm ).

M2 = Mbt + Mng + Mn + Mgh = 0,84 + 0,768 + 17,333 + 2,925 = 21,866 kNm.

M2c = Mbtc + Mngc + Mnc + Mghc = 0,8 + 0,64 + 17,333 + 2,25 = 21,023 kNm.



Qnmax=



qn max .H max

2



=



26.2

2



= 26kN



Qgh=qgh.Hv= 0,936.2,5= 2,34 kN

Q2 = Qbt+Qng+ Qn+ Qgh= 26 + 2,34 = 28,34 kN



-



0,84

M bt kNm



0,768

M ng kNm



2,925

M gh kNm



17,333

M nmaxkNm



0

Q bt kN



0

Q ng kN



2,34

Q gd kN



-



26

Q nmaxkN



Hình 2.4 –Nội lực vách máng trong trường hợp căng trong.

2.4. Tính tốn và bố trí cốt thép.

a. Tính tốn và bố trí cốt thép dọc:

Tính tốn và bố trí thép dọc chịu lực cho cấu kiện chịu uốn tại mặt cắt có mơ men

uốn lớn nhất ( mặt cắt ngàm ) cho hai trường hợp căng trong và căng ngoài.

Tiết diện chữ nhật: b = 100 cm, h = 20 cm. Chọn a = 2 cm, h0 = h – a = 18cm.

1. Trường hợp căng ngồi : M = 3,06 kNm.



11

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 11



Đồ án mơn học



A=



k n .n c .M

m b .R n .b.h 02



Thiết kế cầu máng BTCT



=



1,15.1.3, 06.102

1,15.90.100.182



= 0,01



A = 0,01< A0 = 0,42 → Tính cốt đơn, α = 1 -



Fa =



m b .R n .b.h 0 .α

m a .R a



=



1,15.90.100.18.0, 01

1,1.2700



1− 2A



=1-



1 − 2.0, 01



= 0,01



= 0,627 cm2.



Fa< µminbh0 = 0,001.100.18 = 1,8 cm2.

Chọn và bố trí thép chịu lực lớp ngoai theo cấu tạo 5ϕ 8/1m (2,51cm 2) theo phương

vuông góc với phương dòng chảy.

2. Trương hợp căng trong: M = 21,866 kNm.



A=



k n .n c .M

m b .R n .b.h 02



=



1,15.1.21,866.104

1,15.90.100.182



= 0,075



A = 0,075< A0 = 0,42 → Tính cốt đơn, α = 1 -



Fa =



m b .R n .b.h 0 .α

m a .R a



=



1,15.90.100.18.0, 078

1,1.2700



1− 2A



=1-



1 − 2.0,075



= 0,078



= 4,893 cm2.



Fa> µminbh0 = 0,001.100.18 = 1,8 cm2.

Chọn và bố trí thép chịu lực lớp trong trong 5φ12/1m (5,65 cm2) theo phương

vng với phương dòng chảy.

b. Tính tốn và bố trí cốt thép ngang:

Kiểm tra điều kiện cường độ theo lực cắt Q cho trường hợp căng trong.

k1.mb4.Rk.b.h0 = 0,8.0,9.7,5.100.18 = 9720 daN > kn.nc.Q2 = 1,15.1.2834 =

3259,1daN.

Không cần đặt cốt ngang.

c. Bố trí cốt thép.



12

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 12



Đồ án mơn học



Thiết kế cầu máng BTCT



Lớp trong: 5φ12/1m; Lớp ngồi: 5φ8/1m.

Dọc theo phương dòng chảy bố trí lớp thép cấu tạo 4φ8/1m.



φ12

a=200

φ8

a=250



φ8

a=200

φ8

a=250



Hình 2.5 – Bố trí thép vách máng



2.5. Kiểm tra nứt.

Kiểm tra cho trường hợp căng trong: Mc =



M btc



+



M ngc



+



M nc



+



c

M gh



= 0,84+ 0,64 + 17,333+ 2,25 = 21,063

Điều kiện để cấu kiện không bị nứt: nc.Mc≤ Mn = γ1.Rkc.Wqđ

J qd



γ1 = mh.γ = 1.1,75 = 1,75 (mh = 1; γ = 1,75)Wqđ =



xn =



b.h 2

+ n.Fa .h 0 + n.F' a .a '

2

b.h + n (Fa + F' a )



=



h − xn



100.202

+ 8, 75.5, 65.18 + 8, 75.2,51.2

2

100.20 + 8, 75.(5,65 + 2,51)



= 10,11cm.



13

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 13



Đồ án môn học



Jqđ =



=



Thiết kế cầu máng BTCT



b.x 3n b.( h − x n ) 3

+

+ n.Fa (h 0 − x n ) 2 + n.F'a .( x n − a ' ) 2

3

3



100.10,113 100.(20 − 10,11)3

+

+ 8,75.5,65(18 − 10,11) 2 + 8,75.2,51.(10,11 − 2) 2

3

3



= 71213,02cm4.



Wqđ =



71213, 02

20 − 10,11



= 7200,5 cm3



Mn = γ1.Rkc.Wqđ = 1,75.11,5.7200,5= 144910,06 daNcm.

nc.Mc= 1.21,063.104 = 210630 daNcm > Mn.

Kết luận : Mặt cắt sát đáy máng bị nứt.

Tính tốn bề rộng khe nứt.

an = an1 + an2.

Trong đó : an1, an2 – Bề rộng khe nứt do tải trọng tác dụng ngắn hạn và dài hạn gây

ra.

M

M



c

dh



= M btc + M nc = 0,8 + 17,333 =



c

ngh



18,133 kNm = 18133 daNcm.



c

= M ngc + M gh

= 0,64 + 2, 25 = 2,89



kNm = 28900 daNcm.



Tính bề rộng khe nứt an theo công thức kinh nghiệm (TCVN 4116-85):



an1 = k.c1.η



an2 = k.c2.η



σ a1 − σ 0

Ea



σa 2 − σ 0

Ea



.7.(4 - 100. µ).



.7.(4 - 100. µ).



d



d



k – hệ số lấy bằng 1 với cấu kiện chịu uốn.



14

Nhóm 17



S14K53CTL1



Trang 14



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Theo quy phạm , cầu máng cần được tính toán thiết kế ứng với lần lượt các tổ hợp tải trọng : cơ bản , đặc biệt, trong thời gian thi công. Tuy nhiên, trong phạm đồ án này chỉ tính toán thiết kế các bộ phận cầu máng với một trường hợp : Tổ hợp tải trọng cơ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×