Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Nội lực do tĩnh tải

Nội lực do tĩnh tải

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP



GVHD: TS. MAI LỰU



- Với L2’ = 750 mm; L2” = 750 mm; L2 = 2000 mm

- Xét hệ số điều chỉnh tải trọng:    D � R � I  1.05

+ Momen ở trạng thái giới hạn cường độ 1:  DC  1.25;  DW  1.5;  1.05

M u DC  DW   �  DC �M DC 2   DW �M DW   DC �M DC 3 



 1.05 � 1.25 �2500000  1.5 �1128437.5  1.25 �751562.5

 6044964.84 Nmm



+ Momen ở trạng thái giới hạn sử dụng:  DC  1;  DW  1;  1

M s DC  DW   �  DC �M DC 2   DW �M DW   DC �M DC 3 



 1� 1�2500000  1�1128437.5  1�751562.5

 4380000 Nmm



3.3.1.2 Hoạt tải và nội lực do hoạt tải tác dụng lên bản dầm cạnh dầm biên

Hoạt tải

- Gồm có 2 hoạt tải: Tải trọng người đi truyền xuống bản mặt cầu thơng qua bó vỉa, tải

trọng xe 3 trục đặt như hình.

-Tải trọng người:

PPL 



PL �1000 �b 3 �10 3 �1000 �1250



 1875 N

2

2



- Tải xe 3 trục: Đặt 1 bánh xe 3 trục như hình vẽ.



SVTH: NGUYỄN ANH CƠNG



MSSV: 1551090007



Trang: 26



ĐỒ ÁN CẦU BÊ TƠNG CỐT THÉP



GVHD: TS. MAI LỰU



Hình Tải trọng động tác dụng lên bản biên

- Nội lực

- Sơ đồ tính được thể hiện như hình vẽ

- Bề rộng bánh xe tiếp xúc với bản mặt cầu là 510mm

- Bề rộng ảnh hưởng của bánh xe 3 trục: b1  510  2 �142.5  795 mm



- Hoạt tải xe:



p



P 0.65 �145000



 59.28 N / mm

2b1

2 �795



- Bề rộng ảnh hưởng của bánh xe theo phương dọc cầu:

SW   660  0.55S  660  0.55 �2000  1760 mm

SW   1220  0.25S  1220  0.25 �2000  1720 mm



SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG



MSSV: 1551090007



Trang: 27



ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP



GVHD: TS. MAI LỰU



* Giá trị momen tại giữa nhịp

+ Do tải xe 3 trục:

* Ở trạng thái giới hạn cường độ:

M uLL   ��

 LL � 1  IM  �m �M p �

1.75 � 1  0.33  �1.2 �15249594.75 �







� 1.05 ��

 44721724.04 Nmm



* Ở trạng thái giới hạn sử dụng:

M sLL   ��

 LL � 1  IM  �m �M p �

1� 1  0.33 �1.2 �15249594.75 �







� 1��

 24338353.22 Nmm



+ Do tải người:

* Ở trạng thái giới hạn cường độ:

M uPL   � PL �M PL  1.05 �1.75 �822656.25  1511630.86 Nmm



* Ở trạng thái giới hạn sử dụng:

M sPL   � PL �M PL  1��

1 822656.25  822656.25 Nmm



Giá trị momen do tĩnh tải và hoạt tải gây ra có xét đến tính liên tục của bản mặt cầu (với

dải bản 1000mm) được tính như sau:

* Ở trạng thái giới hạn cường độ:

Tại gối:

� DC  DW M uLL �1000



44721724.04 �1000





M u  0.7 ��

Mu



 M uPL � 0.7 ��

6044964.84 

 1511630.86�



SW

1720









 23490318.63 Nmm



Tại giữa nhịp:



SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG



MSSV: 1551090007



Trang: 28



ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP



GVHD: TS. MAI LỰU



� DC  DW M uLL �1000



44721724.04 �1000





M u  0.5 ��

Mu



 M uPL � 0.5 ��

6044964.84 

 1511630.86�



SW

1760









 16778799.02 Nmm



* Ở trạng thái giới hạn sử dụng:

Tại gối:

� DC  DW M sLL �1000



24338353.22 �1000





M s  0.7 ��

Ms



 M sPL � 0.7 ��

4380000 

 822656.25�



SW

1720









 13547003.13 Nmm



Tại giữa nhịp:

� DC  DW M sLL �1000



24338353.22 �1000





M s  0.5 ��

Ms



 M sPL � 0.5 ��

4380000 

 822656.25�



SW

1760









 9676430.81 Nmm



3.3.2. Tính nội lực cho bản dầm giữa

3.3.2.1 Tĩnh tải và nội lực do tĩnh tải tác dụng lên bản dầm

* Tĩnh tải

-Cũng giống như trường hợp bản dầm cạnh dầm biên nhưng đối với bản dầm giữa thf sẽ

khơng có tải trọng bó vỉa và tải trọng lớp phủ bản mặt cầu sẽ phân bố đầy trên dầm.

-Trọng lượng bản thân:

DC2  1000 �h f � c  1000 �200 �2.5 �10 5  5 N / mm



-Trọng lượng lớp phủ bản mặt cầu:

DW  hDtbW �1000 � DtbW  142.5 �1000 �2.2 �10 5  3.14 N / mm



* Nội lực

- Sơ đồ tính như sau:



SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG



MSSV: 1551090007



Trang: 29



ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP



GVHD: TS. MAI LỰU



- Hệ số điều chỉnh tải trọng lấy như khi tính bản dầm biên

-Trạng thái giới hạn cường độ:





DC �L2

DW �L22 �

5 �20002

3.14 �20002 �

M uDC 2 DW   ��

 DC � 2 2   DW �



1.05



1.25





1.5









8

8

8

8









 5754000 Nmm



-Trạng thái giới hạn sử dụng:



� 5 �2000 2

DC �L2

DW �L22 �

3.14 �2000 2 �

M sDC 2 DW   ��

 DC � 2 2   DW �



1



1





1









8

8

8

8









 4070000 Nmm



3.3.2.2 Nội lực do hoạt tải

- Chỉ có xe 3 trục, ta khơng xét tải trọng làn vì nhịp bản L 2 =2000 mm < 4600 mm theo

quy định không cần xét tải trọng làn và xe 2 trục .

- Ở đây sẽ có 2 trường hợp đặt tải:

+ Trường hợp chỉ có 1 bánh xe của 1 xe

+ Trường hợp có 2 bánh xe của 2 xe khác nhau đặt trong bản khi đó khoảng cách giữa

2 bánh xe là 1200 mm

- Trường hợp chỉ đặt 1 làn xe: Hệ số làn xe m = 1.2



b1=670mm



1700



Hình Sơ đồ khi xếp 1 làn xe



Bề rộng ảnh hưởng của bánh xe:

b1  510  2hDW  510  2 �142.5  795mm



SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG



MSSV: 1551090007



Trang: 30



ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP



GVHD: TS. MAI LỰU



Cường độ phân bố hoạt tải là:

p



P 0.65 �145000



 59.28 N / mm

2b1

2 �795



Mômen do hoạt tải xe gây ra ở trạng thái giới hạn cường độ 1 là:



pb � b �



��

59.28 795 �

795 �

M uLL   �

 LL  1  IM  m 1 �S  1 �

 1.05 �

1.75 � 1  0.33  �1.2 �

��

2000 







4 � 2�

4

2 �











 55369882.93 Nmm



Mômen do hoạt tải xe gây ra ở trạng thái giới hạn sử dụng là:



pb � b �

� ��

59.28 795 �

795 �

M sLL   �

 LL  1  IM  m 1 �S  1 �

 1��

1� 1  0.33  �1.2 �

��

2000 







4 � 2�

4

2 �





� �



 30133269.62 Nmm



- Trường hợp đặt 2 làn xe: Hệ số làn xe m = 1.

b1''=1870mm



1700



Hình 2.3 Sơ đồ khi xếp 2 làn xe

b1''  b1  1200  795  1200  1995 mm  2000 mm



- Vậy phạm vi đặt tải của 2 bánh xe là 1995 mm

- Cường độ phân bố của hoạt tải là



SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG



MSSV: 1551090007



Trang: 31



ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

p



GVHD: TS. MAI LỰU



P 0.65 �145000



 47.24 N / mm

1995



b1�



- Do đó hoạt tải phân bố điều lên bản dầm với cường độ 47.24 N/mm

- Mômen ở trạng thái giới hạn cường độ:





pS 2 �

47.24 �20002 �

M uLL   �

 LL  1  IM  m



1.05



1.75



1



0.33

��

1









8 �

8









 57724327.5 Nmm



- Mômen ở trạng thái giới hạn sử dụng





pS 2 �

47.24 �20002 �

M SLL   �

 LL  1  IM  m



1



1



1



0.33

��

1



� 



8 �

8









 31414600 Nmm



3.4. NỘI LỰC CĨ XÉT ĐẾN TÍNH LIÊN TỤC CỦA BẢN

Do nội lực ở trường hợp 2 lớn hơn giá trị nội lực ở trường hợp 1 nên ta dùng hoạt tải của

trường hợp 2 để tính tốn.

Bề rộng ảnh hưởng của bánh xe theo phương dọc cầu:

SW   660  0.55S  660  0.55 �2000  1760mm

SW   1220  0.25S  1220  0.25 �2000  1720mm



Ta có cách quy đổi mơmen từ bản dầm sang bản ngàm như hình vẽ



SVTH: NGUYỄN ANH CƠNG



MSSV: 1551090007



Trang: 32



ĐỒ ÁN CẦU BÊ TƠNG CỐT THÉP



GVHD: TS. MAI LỰU



0.7M



0.5M

M



Hình Quy đổi bản dầm sang bản ngàm



- Trạng thái giới hạn cường độ:

� DC  DW M uLL �1000 �

57724327.5 �1000 �



M ug  0.7 �

Mu



5754000 

 27520258.87 Nmm

� 0.7 ��





SW

1720









� DC  DW M uLL �1000 �

57724327.5 �1000 �



M u1/2  0.5 �

Mu



5754000 

 19657327.76 Nmm

� 0.5 ��





SW

1760











- Trạng thái giới hạn sử dụng

� DC  DW M SLL �1000 �

31414600 �1000 �



M sg  0.7 �

MS



4070000 

 15634011.63 Nmm

� 0.7 ��





SW

1720









� DC  DW M SLL �1000 �

31414600 �1000 �



M S1/2  0.5 �

MS



4070000 

 11167151.16 Nmm

� 0.5 ��





S

W

1760











3.5. TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO BẢN MẶT CẦU

3.5.1. Thiết kế cốt thép cho bản hẫng

- Chọn khoảng cách từ mép chịu kéo ngoài cùng của tiết diện đến trọng tâm cốt thép chịu



kéo là a  30mm



- Giả sử   0.9



- Chiều cao làm việc của tiết diện: d S  h  a  200  30  170 mm



SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG



MSSV: 1551090007



Trang: 33



ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP

 a  d S  d S2 



2 M ug



 0.85 f c�

b



 170  1702 



GVHD: TS. MAI LỰU

2 �9480515.63

 1.33 mm

0.9 �0.85 �55 �1000



- Mà ta có hệ số quy đổi chiều cao bê tơng vùng nén như sau:

0.05 '

0.05

f c  28  0.85 

 55  28   0.66



7

7

a 1.33

 c 



 2.02 mm

1 0.66



1  0.85 



Tính lại  :

�d



�170



  0.65  0.15 � s  1� 0.65  0.15 ��

 1 � 13.12  0.9

�2.02 �

�c





=> Chọn  =0.9 và phù hợp với giá trị ban đầu.

- Kiểm tra điều kiện:





c 2.02



 0.012  0.6

d S 170

(Thỏa)



- Do đó ta tính theo bài tốn cốt đơn có lực kéo:

 AS 



0.85 f c' ab 0.85 �55 �1.33 �1000



 207.26 mm2

fy

300



- Diện tích cốt thép trên 1000mm dài : As = 207.26 mm2

3.5.1.1 Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu

M cr   1 3 Sc f r



Trong đó:

 1 : Là hệ số biến động momen nứt do uốn,  1  1.6



 3 : Tỷ số giữa cường độ chảy dẻo và cường độ kéo cực hạn của thép

300

f y  300MPa, fu  450MPa   3 

 0.67

450

Thép CB300-V:

Sc



: Momen chống uốn tính cho thớ chịu kéo ngoài cùng.



Sc 



fr



bh 2 1000 �2002



 6666666.67 mm3

6

6



: Cường độc hịu kéo khi uốn của bê tông.



f r  0.63 f c'  0.63 � 55  4.67 MPa



SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG



MSSV: 1551090007



Trang: 34



ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP



GVHD: TS. MAI LỰU



 M cr  1.6 �0.67 �6666666.67 �4.67  33374933.35 Nmm

As ,min 



min  1.2 M cr ;1.33M ug 

� a�

 f y �d s  �

� 2�



As  As ,min 







min  1.2 �33374933.35;1.33 �9480515.63 

 275.79 mm 2

1.33 �



0.9 �300 ��

170 



2 �





Không thỏa điều kiện hàm lượng cốt thép tối thiểu.



A A



 275.79 mm2



s ,min

- Chọn s

để bố trí cho bản mặt cầu.

- Chọn cốt thép có đường kính Ø16 bố trí trên 1 m dài theo phương dọc cầu



- Số lượng thanh thép cần thiết là:

ns 



As

275.79



 1.37

A116 201.06



thanh



- Vậy chọn ns  4 thanh.

- Bước cốt thép a = 250 mm



a  30 mm

- Chọn 4 thanh 16 , lớp bảo vệ cốt thép là bv

- Diện tích cốt thép của 416 là:

As  4 �A116  4 �201.06  804.24mm 2



- Bố trí 416 với a = 250 mm

3.5.1.2 Kiểm tra vết nứt cho bản hẫng ở trạng thái giới hạn sử dụng

- Khi kiểm tra nứt ta phải kiểm tra trên tiết diện bxh = 1000 x 200 thì ta mới xác định

được số thanh thép tham gia chống nứt

- Ta chỉ kiểm tra nứt của bản mặt cầu bằng trạng thái giới hạn sử dụng

Ms = 6660750 Nmm

123000 e

s�

 2d c

s fs

- Điều kiện:



Trong đó: Tiết diện tính tốn b = 1000 mm, h = 200 mm

- Hệ số xét đến đều kiện tiếp xúc giữa kết cấu với môi trường xung quanh γe=1

- Khoảng cách từ trọng tâm lớp thép chịu kéo ngoài cùng đến lớp ngoài của bêtông chịu

kéo dc = 30 mm

s  1 



dc

30

 1

 1.25

0.7  h  d c 

0.7 � 200  30 



SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG



MSSV: 1551090007



Trang: 35



ĐỒ ÁN CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP



GVHD: TS. MAI LỰU



- Modun đàn hồi của bê tông:

Ec  0.0017 K1w c2  f c' 



0.33



 0.0017 ��

1  2240  2.29 �55  �550.33  35709.17 MPa

2



Trong đó:

Hệ số điều chỉnh nguồn cốt liệu, K1  1.0



K1 :



- Modun đàn hồi của thép Es  210000 MPa

- Tỷ số môđun đàn hồi

n



Es

210000



 5.88

Ec 35709.17



- Chiều dày của bêtông vùng nén sau khi nứt

As = 804.24 mm2

x





nA s � 2d s b � 5.88 �804.24 � 2 �170 �1000

1





1





1





1











� 35.65 mm



b �

nA s

1000

5.88 �804.24











- Mômen quán tính của tiết diện nứt

Icr 



bx 3

1000 �35.653

2

2

 nAs  d s  x  

 5.88 �804.24 � 170  35.65   100459637.4 mm 4

3

3



- Ứng suất trong cốt thép do tải trọng ở trạng thái giới hạn sử dụng gây ra là

fs 



Ms

6660750

� 170  35.65  �5.88  52.38 N / mm 2

 ds  x  n 

Icr

100459637.4



- Khi đó khoảng cách tối thiểu giữa các thanh thép:

s min 



123000  e

123000 �1

 2d c 

 2 �30  1818.58 mm

s f s

1.25 �52.38



=> Vậy s=250 mm < smin => Đảm bảo điều kiện nứt ở trạng thái giới hạn sử dụng



SVTH: NGUYỄN ANH CÔNG



MSSV: 1551090007



Trang: 36



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Nội lực do tĩnh tải

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×