Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Trạng thái giới hạn cường độ I

Trạng thái giới hạn cường độ I

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Trạng thái giới hạn sử dụng

MuSDg = η2.(MLLg+MDCg+MDWg)

Với tổng Momen do TT 2 GĐ

MDCg = MDCdcg+MDCdsg+MDCdag

Vò trí

Mặt

cắt

0

1

2

3

4

5



xk

(m)

0.00

0.50

1.44

2.50

9.08

18.15



MLLg

(KNm

)

0.0

172.1

481.8

809.5

2330.9

3044.5



MDCg

(KNm

)

0.0

273.0

765.6

1288.8

3768.3

5024.4



MDWg

MuCD1g

(KNm

)

(KNm)

0.0

0.0

35.3

730.1

98.9 2046.0

166.4 3441.2

486.7 9995.3

648.9 13210.7



MuSDg

(KNm)

0.0

480.4

1346.4

2264.8

6585.8

8717.7



3.5.6.1.2 Tổ hợp lực cắt theo các trạng thái giới

hạn tại các mặt cắt

Trạng thái giới hạn cường độ I

VuCD1g =

η1.(1,75.VLLg+1,25.VDCg+1,5.VDWg

Trạng thái giới hạn sử dụng

VuSDg =

η2.(VLLg+VDCg+VDWg)

Với tổng Lực cắt do TT 2 GĐ

VDCg = VDCdcg+VDCdsg+VDCdag

Vò trí

xk

VLLg

VDCg

VDWg

Mặt

(m)

(KN) (KN) (KN)

cắt

0

0.00 349.3 553.7

71.5

1

0.50 342.7 538.4

69.5

2

1.44 330.5 509.7

65.8

3

2.50 316.9 477.4

61.7

4

9.08 236.5 276.8

35.8

5

18.15 137.3

0.0

0.0



VuCD1g



VuSDg



(KN)



(KN)



1481.1

1445.9

1380.0

1305.9

854.2

252.2



974.4

950.6

906.0

855.9

549.1

137.3



3.5.6.2

Tổ hợp nội lực theo các trạng thái giới

hạn tại các mặt cắt dầm biên

3.5.6.2.1 Tổ hợp mômen theo các trạng thái giới

hạn tại các mặt cắt

3.5.6.2.2

MuCD1b =



Trạng thái giới hạn cường độ I

η1.(1,75.MLLb+1,25.MDCb+1,5.MDWb)



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 310



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Trạng thái giới hạn sử dụng

MuSDb =

η2.(MLLb+MDCb+MDWb)

Với tổng Momen do TT 2 GĐ

MDCb =

MDCdcb+MDCdsb+MDCdab

Vò trí

Mặt

cắt

0

1

2



xk



0.00

0.50

1.44



MLLb

(KNm

)

0.0

88.2

247.1



3



2.50



415.5



4



9.08



5



18.15



(m)



1206.

2

1592.

8



MDCb

(KNm

)

0.0

335.9

941.9

1585.

5

4635.

7

6181.

0



MDWb

(KNm

)

0.0

30.9

86.6



MuCD1b



0.0

651.5

1826.7



MuSDb

(KNm

)

0.0

454.9

1275.6



145.8



3074.2



2146.9



426.4



8972.3



6268.3



568.5



11934.7



8342.3



(KNm)



3.5.6.2.3 Tổ hợp lực cắt theo các trạng thái giới

hạn tại các mặt cắt

Trạng thái giới hạn cường độ I

VuCD1b = η1*(1.75*VLLb+1.25*VDCb+1.5*VDWb)

Trạng thái giới hạn sử dụng

VuSDb = η2*(VLLb+VDCb+VDWb)

Với tổng Lực cắt do TT 2 GĐ

VDCb = VDCdcb+VDCdsb+VDCdab

Vò trí

Mặt

cắt

0

1

2

3

4

5



xk



VLLb



VDCb



VDWb



VuCD1b



VuSDb



(m)



(KN)



(KN)



(KN)



(KN)



(KN)



0.00

0.50

1.44

2.50

9.08

18.15



178.9

174.7

167.0

158.5

110.4

56.9



681.1

662.3

627.1

587.3

340.6

0.0



62.6

60.9

57.7

54.0

31.3

0.0



1321.3

1286.3

1220.7

1147.2

699.2

104.6



922.6

898.0

851.8

799.8

482.3

56.9



Căn cứ trên các giá trò nội lực tính toấn thì dầm giữa là dầm

bất lợi, ta chọn dầm giữa để tính duyệt.



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 311



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



3.6



GVHD: PGS_TS



Tính toán và bố trí cốt thép:



3.6.1 Tính toán diện tích cốt thép:

+

ASTM

+

+

+

+

+

+



Dùng loại tao có độ tự chùng thấp D ps = 15, 2mm tiêu chuẩn

A416M Grade 270.

Loại tao thép DƯL: tao thép có độ tự chùng thấp

Cường độ chòu kéo tiêu chuẩn: f pu = 1,86.109 Pa

Hệ số quy đổi ứng suất: φ1 = 0,9

Cấp của thép: 270

Giới hạn chảy (TCN 5.9.4.4.1): f py = 0,9. f pu = 1, 674.103 MPa

ng suất trong thép DƯL khi kích (TCN 5.9.3.1):

f pj = 0, 75. f pu = 1,395.103 MPa



+ Diện tích 1 tao cáp: Aps1 = 140mm 2

+ Môđun đàn hồi cáp: E p = 197000MPa

+ Bêtông dầm cấp: f c'1 = 50MPa

Mômen tính toán: Mu = Là giá trò Max theo TTGH cường độ I

= 13211 KNm = 13210679471 Nmm

+ Đối với cấu kiện BTCT chòu uốn và chòu kéo DƯL thì hệ số

sức kháng: Φ = 1

Diện tích thép DƯL theo CT kinh nghiệm

Asb = Mu/(Φ.0,855.fpu.h) = 13211.106/(1,0.0,855.1860.2000) = 4154 mm2

Số tao cáp DƯL cần thiết là n = Asb/Aps1 = 4154/140 = 29.67 tao

Chọn số tao cáp DƯL bố trí nc = 43

tao

Kiểm tra sơ bộ số cáp chọn nc ≥ n: Thỏa ĐK

Bố trí cốt thép DƯL tại mặt cắt ngang dầm

Số hàng cáp bố trí: Nhc = 5



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 312



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



3.6.2 Bố trí cốt thép theo phương dọc dầm



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 313



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Để giảm ứng suất kéo đầu dầm nên sẽ thiết kế các đoạn cáp

không dính bám với bêtông bằng cách bọc cáp trong ống plastic hoặc

ống cao su cứng. Các cáp được ngăn không dính bám với bêtông có

vò trí đối xứng với tim dầm.

Số tao thép dính bám tại các mặt cắt như sau:

Hàng



Tên



cáp



hàng



1

2

3

4

5



A

B

C

D

E



Tọa

độ

cáp

70

120

170

220

1730



Số tao thép dính bám tại các MC

x0



x1



x2



x3



x4



x5



0

0

0

0

0



0

0

0

0

0



9

9

9

0

2



11

11

11

0

2



11

13

13

4

2



11

13

13

4

2



Chiều dài truyền lực 60.Dps = 60.15,2 = 0.912 (m)

fps = 0 : Tại vò trí bắt đầu dính bám ( Vò trí cắt ống

PVC )

60.Dps)



fps = fps : Tại vò trí cuối chiều dài truyền lực trở đi ( >

Hệ số hiệu chỉnh ƯS trong cáp tại MC i

Ki =



∑ n .k

∑n

i



i



i



Trong đó:

ni: Số cáp có cùng chiều dài dính bám tham gia vào mặt

cắt thứ i

ki: Hệ số hiệu chỉnh ƯS cáp tương ứng cho nhóm khi xét

đến

chiều dài truyền lực

( ki = 0 tại vò trí bắt đầu dính bám; ki = 1 tại vò trí 60.Dps trở đi).

K

HSHC ứng suất cáp (K) xét đến chiều dài truyền lực

tại các MC

K



HSHC ứng suất cáp (K) xét đến chiều dài

truyền lực tại các MC



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 314



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



x0



x1

0



0



x2

0.993



GVHD: PGS_TS



x3

0.988



x4

0.966



x5

1



3.6.2.1

Tính toán tọa độ trọng tâm cốt thép DƯL

tại các mặt cắt

Tọa độ các nhóm cốt thép dự ứng lực tính đến đáy dầm có đơn

vò là mm

Tọa độ trọng tâm cốt thép DƯL Cps = ∑(ypsi*npsi) / ∑npsi với (i =1:5)

KC từ trọng tâm cáp đến mép trên BMC dp = h - Cps

Vò trí

Mặt cắt

2

3

4

5



xk

(m)

1.44

2.50

9.08

18.15



∑ypsi*npsi

6700.0

7420.0

8880.0

8880.0



∑npsi

(tao)

29

35

43

43



Cps

(mm)

231.0

212.0

206.5

206.5



dp

(mm)

1769.0

1788.0

1793.5

1793.5



3.7 Đặc trưng hình học của các mặt cắt dầm

Ta có:

Môđun đàn hồi của bê tông

Ecd = 38007 MPa

Môđun đàn hồi của thép DƯL

Ep = 197000 MPa

Hệ số quy đổi thép sang bê tông

n1 = Ep/Ecd = 197000/38007 = 5.183

a)Ví dụ: Mặt cắt tại gối x1 :

Giai đoạn 1:

•Diện tích nguyên khối:

Ag = 0.8241 + (n − 1). A1ps



•Mômen tónh đối với trục x-x (đáy dầm):

h

h

K x − x = bw .h. + (b f − bw ).h f .(h − f ) + (n − 1). A1ps .C 1ps

2

2



•Khoảng cách từ trọng tâm đến mép dưới:

ybg =



K x− x

Ag



•Khoảng cách từ trọng tâm đến mép trên:

ytg = h − ybg



•Mômen quán tính:

Ig =



bw . ytg3

3



+



3

bw . ybg



3



+



h

1

.(b f − bw ).h3f + (b f − bw ).h f .( ytg − f ) 2 + (n − 1). A1ps .(d ps − ytg ) 2

12

2



Giai đoạn 2:

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 315



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



•Diện tích tiết diện liên hợp:

Ac = b f .h f + (h − h f ).bw + n ' .b2 .h2 + (n − 1). A1ps



•Mômen tónh đối với trục I-I (trọng tâm daàm):

h

h

K x − x = bw .h. + (b f − bw ).h f .(h − f ) + (n − 1). A1ps .C 1ps

2

2

K x− x

ybg =

Ag

ytg = h − ybg

Ig =

K I −I



bw . ytg3

3



+



3

bw . ybg



+



h

1

.(b f − bw ).h3f + (b f − bw ).h f .( ytg − f ) 2 + (n − 1). A1ps .(d ps − ytg ) 2

12

2



3

h

= n' .b2 .h2 .( 2 + ytg )

2



•Khoảng cách từ trọng tâm dầm đến trọng tâm tiết diện liên

hợp:

C=



KI −I

Ac



•Khoảng cách từ trọng tâm liên hợp đến mép trên:

ytc = ytg − C



•Khoảng cách từ trọng tâm liên hợp đến mép dưới:

ybc = h − ytc



•Mômen quán tính:

h 

1

I c = I g + Ag .C 2 + n' .  .b2 .h23 + b2 .h2 .( ytc + 2 ) 2  .

2 

12



Diện tích dầm I giai đoạn I tính đổi

Ag = A0 +(n1-1).Aps

Momen tónh của tiết diện đối với đáy dầm

Sxg = A0.Yb0+(n1-1).Aps.Cps

KC từ trọng tâm TD chưa LH đến đáy dầm

Ybg = Sxg/Ag

Momen quán tính của mặt cắt tính đổi

Ig = I0+A0.(Yb0-Ybg)2+(n1-1).Aps.(Ybg-Cps)2

Vò trí

Mặt cắt

0

1

2

3

4

5



xk

(m)

0.00

0.50

1.44

2.50

9.08

18.15



A0

(m2)

0.8241

0.8241

1.6691

0.6174

0.6174

0.6174



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 316



Yb0

(m)

0.422

0.422

0.959

0.814

0.814

0.814



I0

(m4)

0.0469

0.0469

0.4960

0.2467

0.2467

0.2467



Aps

(m2)

0.0041

0.0049

0.0060

0.0060



Cps

(m)

0.231

0.212

0.207

0.207



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



Vò trí

Mặt cắt

0

1

2

3

4

5



xk

(m)

0.00

0.50

1.44

2.50

9.08

18.15



Ag

(m2)

0.8252

0.8252

1.6860

0.6379

0.6426

0.6426



GVHD: PGS_TS



Sxg

(m3)

0.3488

0.3488

1.6041

0.5069

0.5077

0.5077



Ybg

(m)

0.423

0.423

0.951

0.795

0.790

0.790



Ig

(m4)

0.0470

0.0470

0.5049

0.2539

0.2556

0.2556



Lưu ý tiết diện tại đầu gối: Cps - ∆h

với ∆h = H - H' = (180-80)/100 = 1.000m

( Để chuyển trục tọa độ về đáy dầm )

3.7.1 Bề rộng bản cánh dầm

3.7.1.1



Bề rộng bản cánh hữu hiệu (TCN 4.6.2.6)



3.7.1.1.1



Đối với dầm giữa



Bề rộng cánh hữu hiệu là giá trò nhỏ nhất của 3 giá trò sau

- 1/4 chiều dài tính toán của nhòp

Bban1 = Ltt/4

- 12 lần bề dày TB cộng Max 2 giá trò sau

Bban2 = 12.hf + max(bw,bt/2)

- Khoảng cách trung bình giữa các dầm

Bban3 = S

Bề rộng bản hữu hiệu bhhg = Min(Bban1,Bban2,Bban3)



Vò trí

Mặt

cắt

0

1

2

3

4

5

3.7.1.1.2



xk



bw



bt



Bban1



Bban2



Bban3



bhhg



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



(m)



0.00

0.50

1.44

2.50

9.08

18.15



0.96

0.96

0.86

0.20

0.20

0.20



1.40

1.40

1.85

1.00

1.00

1.00



9.08

9.08

9.08

9.08

9.08

9.08



3.36

3.36

3.33

2.90

2.90

2.90



1.93

1.93

1.93

1.93

1.93

1.93



1.93

1.93

1.93

1.93

1.93

1.93



Đối với dầm biên



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 317



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Bề rộng cánh hữu hiệu là giá trò nhỏ nhất của 3 giá trò sau

- 1/8 chiều dài tính toán của nhòp



Bban1 = Ltt/8



- 6 lần bề dày TB cộng Max 2 giá trò sau

Bban2 = 6*hf + Max(bw/2,bt/4)

- Khoảng cách trung bình giữa các dầm



Bban3 = Sk



Bề rộng bản hữu hiệu bhhb = bhhg/2 + Min(Bban1,Bban2,Bban3)

Vò trí

xk

bw

bt

Bban1 Bban2 Bban3

bhhb

Mặt caét (m)

(m) (m) (m)

(m)

(m)

(m)

0

0.00 0.96 1.40 4.54 1.68 0.93 1.89

1

0.50 0.96 1.40 4.54 1.68 0.93 1.89

2

1.44 0.86 1.85 4.54 1.66 0.93 1.89

3

2.50 0.20 1.00 4.54 1.45 0.93 1.89

4

9.08 0.20 1.00 4.54 1.45 0.93 1.89

5

18.15 0.20 1.00 4.54 1.45 0.93 1.89

3.7.1.2



Beà rộng bản cánh quy đổi



Môđun đàn hồi của bê tông bản

Môđun đàn hồi của bê tông dầm



Ecb = 31799 MPa

Ecd = 38007 MPa



Hệ số chuyển đổi từ BT bản sang BT dầm

n' = Ecb/Ecd = 31799/38007 = 0.837

Bề rộng bản quy đổi cho dầm giữabqdg = n'.bhhg

Bề rộng bản quy đổi cho dầm giữabqdb = n'.bhhb

3.7.2 Đặc trưng hình học của mặt cắt tính đổi dầm

liên hợp

Đặc trưng học mặt cắt dầm tính toán là:

Dầm dọc giữa

Chiều dày bản mặt cầu hf = 20/100 = 0.20 m

Khoảng cách từ trọng tâm bản tới thớ dưới

ybm = hf / 2 + H'

( Tại gối đến khấc )

= hf / 2 + H

( Các vò trí còn lại )

Diện tích phần bản mặt cầu Abm = hf . bqd

Momen quán tính của bản đối với TTH bản

Ibm = bqd. hf3/12

Vò trí

xk

Mặt cắt (m)

0

0.00

1

0.50

2

1.44



ybm

(m)

0.90

0.90

1.90



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 318



bqd

(m)

1.61

1.61

1.61



Abm

Ibm

(m2)

(m4)

0.3230 0.0011

0.3230 0.0011

0.3230 0.0011



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



3

4

5



2.50

9.08

18.15



1.90

1.90

1.90



GVHD: PGS_TS



1.61

1.61

1.61



0.3230 0.0011

0.3230 0.0011

0.3230 0.0011



Diện tích dầm liên hợp có cáp

Ac = Ag + Abm

Momen tónh của TD liên hợp đv trục I

SIc = (ybm-Ybg).Abm

KC từ trọng tâm TD liên hợp đến trục I

KIc = SIc /Ac

Momen quán tính TDLH đv TTH TDLH

Ic = Ig+Ag.KIc2+Ibm+Abm.(ybm-Ybg-KIc)2

Vò trí

Mặt cắt

0

1

2

3

4

5



xk

(m)

0.00

0.50

1.44

2.50

9.08

18.15



Ac

(m2)

1.1482

1.1482

2.0090

0.9608

0.9655

0.9655



SIc

(m3)

0.1542

0.1542

0.3064

0.3570

0.3584

0.3584



KIc

(m)

0.1343

0.1343

0.1525

0.3715

0.3712

0.3712



Ic

(m4)

0.1010

0.1010

0.7499

0.5170

0.5215

0.5215



3.8 Tính toán các mất mát dự ứng suất:

Tổng mất mát ứng suất (đối với DƯL kéo trước):

∆f pt = ∆f pES + ∆f pSR + ∆f pCR + ∆f pR1 + ∆f pR 2



∆f pES : mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi ( MPa )



∆f pSR : mất mát ứng suất do co ngót ( MPa )

∆f pCR : mất mát ứng suất do từ biến của bêtông ( MPa )



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 319



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



∆f pR1 : mất mát ứng suất do tự chùng của cốt thép trong giai đoạn

thi công ( MPa )

∆f pR 2 : mất mát ứng suất do tự chùng của cốt thép trong giai đoạn

khai thác ( MPa )



3.8.1 Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi

∆fpES = Ep.fcgp/Eci

Môđun đàn hồi của thép DƯL

Ep = 197000 MPa

Môđun đàn hồi của bê tông lúc truyền lực

Eci = 4800 f c'1 = 33941 MPa

Tổng ƯS BT tại TT Aps do Fi và MDCdc

fcgp = -Fi/Ag -Fi.eg2/ Ig+MDCdc.eg / Ig

Độ lệch tâm

eg = Ybg - Cps

Lực căng trước của cáp

Fi = Aps.fpi

US ban đầu trong cáp ở cuối giai đoạn căng

fpi = Ki.fpj-∆fpES-∆fpR1

Us ban đầu trong cáp ở đầu kích

fpj = 0,75.fpu : Do tao cáp có độ tự chùng thấp.

= 1395 MPa

Mất mát do chùng cốt thép lúc truyền lực

∆fpR1 = log(24.t).(fpi/fpy-0.55).fpi/40

Trong đó :

Giới hạn chảy (TCN 5.9.4.4.1) fpy = 1674 MPa

Thời gian từ lúc căng đến lúc cắt cáp t = 4 ngày

- Cường độ chòu nén của Bêtông đủ 28 ngày: f'c = 50MPa

Mất mát ứng suất do nén đàn hồi và chùng nhão trong giai

đoạn truyền lực tại các vò trí dầm là khác nhau. Vì vậy ta chỉ xét tại 1

mặt cắt tượng trưng, ở đây ta chọn mặt cắt giữa nhòp.

Tónh tải tác dụng lên giai đoạn này chỉ có trọng bản thân dầm

chủ. Giá trò mômen ở giai đoạn này tại mặt cắt giữa nhòp là:

Mg =3043 KN.m



- Vòng 1:

Giả sử: ∆fpES = 0 , ∆fpR1 = 0

Ứng suất căng cáp truyền vào dầm là:



fpj = 0.7 × fpu = 0.7 × 1860 = 1302MPa



(Thông thường ta lấy f pj = 0, 74. f pu , nhöng trong vòng lặp đầu tiên

ta xem như 4% rơi vào mất mát ∆f pES và ∆f pR1 , vì vậy ta lấy f pj = 0, 7. f pu )

Lực căng cáp:

Pi =fpj ×Aps =8389 kN



Khoảng cách từ trọng tâm nhóm cáp đến trọng tâm mặt cắt là:

e = dps − ytg = 0.584m



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 320



MSSV: CD03151



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Trạng thái giới hạn cường độ I

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×