Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Thiết kế môn học Cầu Thép F1

Bộ môn cầu Hầm



- Hệ số tải trọng:

+ Tĩnh tải giai đoạn I:

+ Tĩnh tải giai đoạn II:

+ Hoạt tải HL93 và đoàn người:

- Hệ số điều chỉnh tải trọng :

Hệ số điều chỉnh tải trọng lấy như sau:

Hệ số

Độ dẻo

Độ dư

Tầm quan trọng

=..



=

=

=



Trạng thái giới hạn

Sử dụng

1

không áp dụng

1

1



Cường độ

1

1,05

1

1,05



1,25 và 0,9

1,5 và 0,65

1,75 và 1,0



Mỏi

1

không áp dụng

1

1



- Hệ số làn:

Bề rộng mặt cầu của phần xe chạy là 10m nên cầu có 2 làn xe. Theo bảng

3.6.1.1.2.1 (22TCN272-05), ta có hệ số làn xe như bảng dưới đây. Hệ số làn xe này

không áp dụng kết hợp với hệ số phân bố tải trọng gần đúng trừ khi dùng qui tắc đòn

bẩy, đồng thời cũng không áp dụng cho trạng thái mỏi.

Số làn

m



1

1,2



2

1



- Hệ số xung kích (1 + IM/100):

Chỉ xét hệ số xung kích cho xe tải thiết kế và xe hai trục thiết kế không kể lực ly

tâm và lực hãm.Khơng áp dụng hệ số xung kích cho tải trọng làn và tải trọng người đi.

Trạng thái giới hạn

Tên hệ số

Cường độ

Sử dụng

Mỏi

1 + IM/100

1,25

1,25

1,15



NGUYỄN THẾ HUY



2



CẦU - HẦM K48



ThiÕt kế môn học Cầu Thép F1

Bộ môn cầu Hầm



2. CU TẠO KẾT CẤU NHỊP

2.1. Chiều dài tính tốn KCN

- Kết cấu nhịp giản đơn có chiều dài nhịp:

- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối:

- Chiều dài tính tốn nhịp: Ltt= Lnh - 2.a



Lnh =

a =

Ltt =



25 m

0,3 m

24,4 m



n



6



2.2. Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang

- Số dầm chủ :



=



dầm



2.3. Quy mơ mặt cắt ngang cầu



V¹ch sơn



Lớ pbê tông asphan dày 5cm

Lớ p phòngn ớ c dày 1cm

Lớ pmui luyện dày 2cm

2%



2%



Vạch sơn



Hỡnh 1. Cu to kết cấu nhịp

- Các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang cầu:

+ Bề rộng phần xe chạy:

+ Số làn xe thiết kế:

+ Bề rộng lề đi bộ:

+ Bề rộng gờ chắn bánh:

+ Chiều cao gờ chắn bánh:

+ Bề rộng chân lan can:

+ Chiều cao chân lan can:

+ Bề rộng toàn cầu:

+ Số dầm chủ thiết kế:

+ Khoảng cách giữa các dầm chủ:



Bxe

nl

ble

bgc

hgc

bclc

hclc

Bcau

n

S

d oe



+ Chiều dài phần cánh hẫng:



=

=

=

=

=

=

=

=

=

=



10m

2 làn

2x2m

0m

0m

2x0,50m

0,5m

15m

6 dầm

2,5m



=



1,25m



2.4. Chiều cao dầm chủ

- Chiều cao dầm chủ được lựa chọn phụ thuộc vào:

+ Chiều dài nhịp tính tốn.

+ Số lượng dầm chủ trên mặt cắt ngang.

NGUYỄN THẾ HUY



3



CẦU - HM K48



Thiết kế môn học Cầu Thép F1

Bộ môn cÇu HÇm



+ Quy mơ tải trọng khai thác.



- Xác định theo điều kiện cường độ.

- Xác định theo kinh nghiệm.

- Ngoài ra việc lựa chọn dầm thép cần phải phù hợp với bề rộng của các bản thép

hiện có trên thị trường để tránh việc phải cắt bản thép một cách hợp lý.

- Trong bước tính tốn sơ bộ ta chọn chiều cao dầm thép theo công thức:

H sb 1

�

L

30



H sb



1

.24, 4 0,813m.

30



=> Chọn chiều cao dầm thép:

+ Chiều cao bản bụng:

+ Chiều dày bản cánh trên:

+ Chiều dảy bản cánh dưới:

+ Chiều cao toàn bộ dầm thép:



Dw

tt

tb

Hsb = 124 +



= 124cm

= 2 cm

= 2 cm

3+3 =



130 cm



2.5. Cấu tạo bản bêtơng mặt cầu

- Kích thước của bản bêtơng mặt cầu được xác định theo điều kiện bản chịu uốn

dưới tác dụng của tải trọng cục bộ.

- Chiều dày bản thường chọn ts = (16 25) cm

- Theo quy định của 22 TCN 272 - 05 thì chiều dày bản bêtơng mặt cầu phải lớn

hơn 175 mm, đồng thời còn phải đảm bảo theo điều kiện chịu lực.

=> Ở đây ta chọn ts = 20 cm.

- Bản bêtông cấu tạo vút dạng đường vát chéo để tăng khả năng chịu lực của dầm và

tạo ra chỗ để bố trí neo liên kết.

- Kích thước cấu tạo bản bêtơng mặt cầu:

+ Chiều dày bản bê tông:

ts = 20 cm

+ Chiều cao vút bản:

th = 12 cm

+ Bề rộng vút bản:

bh = 12 cm

+ Chiều dài phần cánh hẫng:

+ Chiều dài phần cánh phía trong:



d oe =

S/2 =



125 cm

125 cm



Hình 2. Cấu tạo bản bêtông mặt cầu



NGUYỄN THẾ HUY



4



CẦU - HẦM K48



ThiÕt kế môn học Cầu Thép F1

Bộ môn cầu Hầm



2.6. Tng hợp kích thước thiết kế dầm chủ



Hình 3. Cấu tạo mặt cắt ngang dầm chủ

- Cấu tạo bản bụng:

+ Chiều cao bản bụng:

Dw =

+ Chiều dày bản bụng:

tw =

- Cấu tạo bản cánh trên hay bản cánh chịu nén:

+ Bề rộng bản cánh chịu nén:

bc =

+ Số tập bản:

n =

+ Chiều dày 1 bản:

t =

+ Tổng chiều dày bản cánh chịu nén:

tc =

- Cấu tạo bản cánh dưới hay bản cánh chịu kéo:

+ Bề rộng bản cánh chịu kéo:

bt =

+ Số tập bản:

n =

+ Chiều dày 1 bản:

t =

+ Tổng chiều dày bản cánh chịu kéo:

tt

=

- Tổng chiều cao dầm thép:

Hsb =

- Cấu tạo bản bêtông:

+ Chiều dày bản bêtông:

ts =

+ Chiều cao vút bản:

th =

- Chiều cao toàn bộ dầm liên hợp:

Hcb = 130+20+12 =



NGUYỄN THẾ HUY



5



124 cm

2,4 cm

30cm

1 tập

3 cm

3 cm

50cm

1 tập

3 cm

3 cm

130 cm

20cm

12cm

162 cm



CẦU - HẦM K48



Thiết kế môn học Cầu Thép F1

Bộ môn cầu Hầm



3. XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT DẦM CHỦ

3.1. Các giai đoạn làm việc của cầu dầm liên hợp

3.1.1. Trường hợp 1: Cầu dầm liên hợp thi công theo phương pháp lắp ghép hay lao

kéo dọc khơng có đà giáo hay trụ đỡ ở dưới. Trong trường hợp này dầm làm việc theo 2

giai đoạn:



Hình 4: Thi cơng kết cấu nhịp theo phương pháp lao kéo dọc

- Mặt cắt làm việc:



Hình 5a. Mặt cắt dầm tính tốn giai đoạn I

- Giai đoạn I: Sau khi thi công xong dầm thép.

+ Mặt cắt tính tốn: Là mặt cắt dầm thép.

+ Tải trọng tính tốn:

1. Trọng lượng bản thân dầm.

NGUYỄN TH HUY



6



CU - HM K48



Thiết kế môn học Cầu Thép F1

Bộ môn cầu Hầm



2. Trng lng h liờn kt dc và hệ liên kết ngang.

3. Trọng lượng bản bêtông và những phần bêtông được đổ cùng với bản

- Giai đoạn II: Khi bản mặt cầu đã đạt cường độ và tham gia làm việc tạo hiệu ứng

liên hợp giữa thép và bản BTCT.

+ Mặt cắt tính tốn: Là mặt cắt liên hợp thép – BTCT.

+ Tải trọng tính tốn:

1. Tĩnh tải giai đoạn II bao gồm: Trọng lượng lớp phủ mặt cầu, chân lan can,

gờ chắn bánh.

2. Hoạt tải.



Hình 5b. Mặt cắt dầm tính tốn giai đoạn II

3.1.2. Trường hợp 2

- Cầu dầm liên hợp thi công bằng phương pháp lắp ghép trên đà giáo cố định hoặc

có trụ tạm đỡ dưới.



Hình 6. Thi cơng kết cấu nhịp trên đà giáo cố định

NGUYỄN THẾ HUY



7



CẦU - HẦM K48



ThiÕt kÕ m«n học Cầu Thép F1

Bộ môn cầu Hầm



- Giai on 1: Trong q trình thi cơng thì tồn bộ trọng lượng của kết cấu nhịp và

tải trọng thi công sẽ do đà giáo chịu, như vậy giai đoạn này mặt cắt chưa làm việc.

- Giai đoạn 2: Sau khi dỡ đà giáo thì trọng lượng của kết cấu nhịp mới truyền lên

các dầm chủ, mặt cắt làm việc trong giai đoạn này là mặt cắt liên hợp. Như vậy tải

trọng tác dụng lên dầm gồm:

+ Tĩnh tải giai đoạn I.

+ Tĩnh tải giai đoạn II

+ Hoạt tải.

Kết luận:

Giả thiết cầu được thi công bằng phương pháp lắp ghép bằng cần cẩu nên dầm làm

việc theo hai giai đoạn ở trong trường hợp 1.

3.2. Xác định ĐTHH mặt cắt giai đoạn I

- Giai đoạn I: Khi thi công xong dầm thép đã đổ bản bêtông mặt cầu, tuy nhiên giữa

dầm thép và bản bêtơng chưa tạo ra hiệu ứng liên hợp.



Hình 7. Mặt cắt dầm giai đoạn I

- Mặt cắt tính tốn là mặt cắt dầm thép:

- Diện tích mặt cắt dầm thép (diện tích mặt cắt nguyên):

ANC = bc.tc + Dw.tw + bt.tt = 30.3 + 130.2,4 + 50.3 = 537,6cm2

- Xác định mômen tĩnh của mặt cắt đối với trục 0-0 đi qua đáy dầm thép:

3�

124 �

3





 30.3. �

130  � 124.2, 4. �  3 � 50.3.

2�

2



�2





=31134cm3

- Khoảng cách từ đáy dầm đến TTH mặt cắt giai đoạn I:



NGUYỄN TH HUY



8



CU - HM K48



Thiết kế môn học Cầu Thép F1

Bộ môn cầu Hầm



Y1



So

31134



57,91cm

A NC 537,6



- Chiu cao phần sườn dầm chịu nén:

Dc1 = Hsb – tc – Y1 = 130 – 3 – 57,91 = 69,09cm

- Khoảng cách từ mép trên dầm thép đến trục I-I :



Yt1  H sb  Y1  130  57,91  72,09cm

- Khoảng cách từ mép dưới dầm thép đến trục I-I:



Yb1  Y1  57,91cm

- Xác định mơmen qn tính của mặt cắt dầm đối với TTH I-I:

+ Mômen quán tính bản bụng:

2



2



3

t w .D3w

124

�D w

� 2,4.124





Iw 

 t w .D w �  t t  Y1 �

 2,4.124.�  3  57,91�

12

12

�2



�2



4

= 396272,2cm

+ Mơmen qn tính bản cánh chịu nén:

2



2



b c .t 3c

t c � 30.33

3�





Icf 

 bc .t c �

Hsb  Y1  �

 30.3.�

130  57,91  �

12

2 � 12

2�





4

= 448495,4cm

+ Mơmen qn tính bản cánh chịu kéo:

2



2



3

b t .t 3t

3�

� t t � 50.3



I tf 

 b t .t t �

Y1  �

 50.3.�

57,91  �

12

2 � 12

2�





4

= 477475,6cm

+ Mơmen qn tính của tiết diện dầm thép đối với TTH I-I:

INC = Iw + Icf + Itf = 396272,2+448495,4+477475,6= 1322243,13 cm4

- Xác định mômen tĩnh của phần trên mặt cắt dầm thép đối với trục I-I:



3�

 130  57,91  3  12080, 46cm3



 30.3.�

130  57,91  � 2,4.

2�

2



- Mơmen qn tính của mặt cắt dầm thép đối với trục Oy:

2



Iy 



t c .b3c D w .t 3w t t .b 3t 3.303 124.2, 43 3.503











 38142,85cm 4

12

12

12

12

12

12



Bảng tổng hợp kết quả tính tốn ĐTHH mặt cắt dầm thép giai đoạn I

NGUYỄN THẾ HUY



9



CẦU - HM K48



Thiết kế môn học Cầu Thép F1

Bộ môn cÇu HÇm



Các đại lượng

Diện tích mặt cắt dầm thép

Mơmen tĩnh mặt cắt đối với đáy dầm

Khoảng cách từ đáy dầm đến TTH I-I

KC từ mép trên dầm thép đến TTH I-I

KC từ mép dưới dầm thép đến TTH I-I

Mômen quán tính phần bản bụng

Mơmen qn tính phần cánh trên

Mơmen qn tính phần cánh dưới

Mơmen qn tính của dầm thép

Mơmen tĩnh mặt cắt đối với TTH I-I

MMQT của mặt cắt dầm đối với trục Oy



Kí hiệu

ANC

So

Y1

Iw

Icf

Itf

INc

SNc

Iy



Giá trị

537.6

31134

57.91

72.09

57.91

396272.16

448495.39

477475.58

1322243.13

12080.46

38142.85



Đơn vị

cm2

cm3

cm

cm

cm

cm4

cm4

cm4

cm4

cm3

cm4



3.3. Xác định đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn II

3.3.1 Mặt cắt tính tốn

- Giai đoạn II: Khi bản mặt cầu đã đạt được 80% cường độ và tham gia làm việc tạo

ra hiệu ứng liên hợp giữa dầm thép và bản BTCT.

- Mặt cắt tính tốn là: Mặt cắt liên hợp. Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn II là

ĐTHH của tiết diện liên hợp.



Hình 8. Mặt cắt dầm giai đoạn II

3.3.2. Xác định bề rộng tính tốn của bản bêtơng (A.4.6.2.6)



NGUYỄN THẾ HUY



10



CẦU - HẦM K48



ThiÕt kÕ m«n häc Cầu Thép F1

Bộ môn cầu Hầm



Hỡnh 9. Xỏc nh b rộng tính tốn của bản cánh

- Xác định bề rộng tính tốn với dầm trong: b1

Lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:

1

1

L tt  .24400  6100mm  610cm

4

+ 4

t





�w �

�1 �

� .bc �

+ 6.ts + max �2

= 12.20 +



1

.30

2

= 255cm



+ S = 250cm



=> b1 = 250cm

- Xác định bề rộng tính tốn với dầm biên: b2:

Bề rộng tính tốn với dầm biên có thể được lấy bằng 1/2 bề rộng tính tốn của

dầm kề trong(=250/2=125cm) cộng với giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:

1

1

Ltt  .2440  305cm

8

+ 8

1

.30

+ 6.ts + max = 6.20 + 4

= 127,5cm.

d

+ e = 125cm

=> b2 = 125+125=250cm

Vậy:

- Bề rộng tính tốn của bản bêtơng dầm trong: bs1 = 250cm

- Bề rộng tính tốn của bản bêtơng dầm biên : bs2 = 250cm

3.3.3. Xác định hệ số quy đổi từ bêtông sang thép



NGUYỄN THẾ HUY



11



CẦU - HẦM K48



ThiÕt kÕ môn học Cầu Thép F1

Bộ môn cầu Hầm



- Vỡ tit diện liên hợp có hai vật liệu thép và bê tơng nên khi tính đặc trưng hình học

ta phải tính đổi về một loại vật liệu. Tính đổi bêtơng sang thép dựa vào hệ số n là tỷ số

giữa môđun đàn hồi của thép và bêtông. (A.6.10.3.1.1-b)

+ Trường hợp mặt cắt chịu lực ngắn hạn : n

+ Trường hợp mặt cắt chịu lực dài hạn : n = 3n

- Tra bảng hệ số quy đổi từ bêtông sang thép với = 30 Mpa.

Ta có: n= 8 và n’=24

=> Khi tính tốn phần bêtơng bản mặt cầu được tính đổi sang thép bằng cách chia

ĐTHH của phần bêtông cho hệ số n (khi không xét từ biến) hoặc n’(khi xét đến từ

biến).

3.3.4. Xác định ĐTHH mặt cắt dầm biên

3.3.4.1. Mặt cắt tính tốn



Hình 10. Mặt cắt dầm biên

3.3.4.2. ĐTHH của cốt thép trong bản bêtông

- Cốt thép trong bản bêtông mặt cầu được bố trí thành hai lưới là lưới cốt thép phía

trên và lưới cốt thép phía dưới của bản. Để đơn giản chỉ tính cốt thép theo phương dọc

cầu.



NGUYỄN THẾ HUY



12



CẦU - HẦM K48



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×