Kiểm tra sức kháng cắt Kiểm tra theo công thức :

Bảng kiểm tra hàm l-ợng cốt thép tối thiểu Tiết diện M_n

kNm

1.2M_cr kNm

1.33M_u

kNm Duyệt

Gối 1 602.49 291.9651 542.52 Đạt

Giữa nhịp 237.92 163.9076 209.741 Đạt

Gối 2 602.49 291.9651 542.52 Đạt

3. Kiểm tra sức kháng cắt

- V_p : Thành phần lực ứng suất tr-ớc có hiệu trên h-ớng lực cắt tác dụng, là d-ơng nếu ng-ợc chiều lực cắt(N)

- V_c : Sức kháng cắt danh định của bê tông(N).

- V_s : Sức kháng cắt danh định của cốt thép(N).

Kiểm toán lực cắt có thể kiểm tra tại mặt của cấu kiện đỡ, trong đồ án này sẽ kiểm tra tại tim cấu kiện đỡ (có lực cắt lớn)

Mômen và lực cắt tính toán theo TTGHCĐ 1 (tại gối) M_u = 197.96 KNm

V_u = 204.45 KN Xác định V_p

Vì tại tiết diện gối và tiết diện ở mặt cấu kiện đỡ, đ-ờng cáp đi ngang nên thành phần V_p trên h-ớng lực cắt là bằng 0

Xác định d_v và b_v

-Chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv:

d_v=

2 72 . 0

9 . 0 max

d a h d

p e

Ta có d_p = 440 mm tại gối

a = ₁c = 0.6928 48.345 = 33.493 0.9d_e=0.9*440=396 mm

0.72h=0.72x500=360 mm d_p –

2

a = 440–

2 493 ,

33 = 423.25 mm

d_v =423.25 mm

-Bề rộng bụng chịu cắt hữu hiệu b_v : b_v= 1000mm

Xác định và

Để xác định đ-ợc và ta phải thông qua các giá trị sau v/f’_c và _x. ứng suất cắt trong bê tông

25 . 423 1000 9

, 0

10 204.45 .

.

. ³

v v

p u

d b

V

v V = 0,537 MPa (5.8.3.4.2-1)

0107 , 50 0

537 . 0 '_c f

v

ứng biến trong cốt thép ở phía chịu kéo do uốn của cấu kiện xác định theo :

002 . 0 cot

5 . 0 5 . 0

ps p s s

po ps u

u v

u

x E A E A

f A g V d N

M

(5.8.3.4.2-2)

Trong đó:

- A_ps : Diện tích cốt thép -st trong phía chịu kéo uốn của cấu kiện (m²) - M_u : Mô men tính toán (Nmm)

- N_u : Lực dọc trục tính toán (N) - V_u : Lực cắt tính toán (N)

- E_s : Môđun đàn hồi của cốt thép không -st (MPa) - E_p : Môđun đàn hồi của cốt thép -st (MPa) - A_s : Diện tích cốt thép không -st (mm²)

- f_po : ứng suất trong thép -st khi ứng suất trong bê tông xung quanh bằng 0 (MPa)

c p pc pe

po E

f E f f

- f_pe : ứng có hiệu suất trong thép -st sau mất mát.

f_pe = 0.7f_pu - f_pT = 1302 – 220.17= 1081.83 MPa

- f_pc : ứng suất trong bêtông tại trọng tâm các bó cáp do lực -st sau tất cả mất mát, để an toàn lấy f_pc= 0

f_po=1150.9 MPa Giả thiết = 30⁰

6 , 789

* 197000

83 . 1081

* 6 , 789 30 cot

* 10

* 204.45

* 5 , 25 0

. 423

10

*

197.96 3

6

g

x -1.3 E-3

Tra bảng 5.8.3.4.2-1 Ta đ-ợc =27⁰, =6.6 Xác định V_c và V_s

v v c

c f b d

V 0.083 '

25 . 423 1000 50

6 . 6 083 ,

c 0

V = 1639471.9 N

Trong bản mặt cầu không thiết kế cốt thép ngang (cốt đai, cốt xiên) nên V = 0

Tính sức kháng danh định của tiết diện

V_c + V_s + V_d = 1639471.9 + 0 + 0 = 1639471.9 N =1639.47 KN Vn=min 0.25f’_cb_vd_v + V_d = 0.25x50x1000x423.25 + 0 = 5,291 KN

V_n = 1639.47 KN

V_n = 0.9x1639.47 = 1475.5 KN

Kiểm tra theo công thức : V_u = 204.45 KN V_n 4. Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ

Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ phải đ-ợc đặt gần các bề mặt bê tông lộ ra tr-ớc các thay đổi nhiệt độ hàng ngày.

Diện tích cốt thép trong mỗi h-ớng không đ-ợc nhỏ hơn : A_s 0.75

y g

f

A (5.10.8.2.-1)

ở đây :

- A_g = Tổng diện tích mặt cắt (mm²) , ta tính cho 1mm rộng - f_y = C-ờng độ chảy qui định của thanh thép (Mpa)

+Tiết diện giữa nhịp A_G=250*1000=250000 mm²

A_s 0.75x 400 250000

= 468.75 (mm²/m))

Chọn N_o16 @ 200 mm,có tổng diện tích 2 mặt theo mỗi ph-ơng trên 1 m dài là A_s = 2009.6 mm²/m

+Tại tiết diện gối

A_g=500*1000=500000 mm² A_s 0.75x

400 500000

= 937.5 (mm²/m))

Thiết Kế kết cấu Dầm Chủ

iv. Lựa chọn kích th-ớc và tính Toán đặc tr-ng hình học

iv.1 kích th-ớc kết cấu và mặt cắt ngang dầm

iv.1.1.Thiết kế đ-ờng cong biên dầm:

Ưu điểm của thiết kế dầm có chiều cao thay đổi.

Tiết kiệm vật liệu, bê tông và thép dự ứng lực đ-ợc bố trí phù hợp cả trong thi công và khai thác.

Giảm đ-ợc ứng suất cắt.

Kết cấu có hình dáng đẹp.

Để bố trí cốt thép chịu cắt phân bố đều, và bề rộng s-ờn dầm thay đổi đều theo chiều dài dầm, ta chọn đ-ờng cong biên dầm có bậc từ 1 2. Trong tính toán đặc tr-ng hình học mặt cắt ngang dầm, lấy đ-ờng cong dạng bậc 2.

y₁ = a₁x² + b₁

1 2

L h a h^{p m}

b₁ =h_m trong đó :

- h_P : Chiều cao dầm tại mặt cắt sát đỉnh trụ.

- h_m : Chiều cao dầm tại giữa nhịp.

- L : Chiều dài phần cánh hẫng cong.

- y₁ : Chiều cao mặt cắt tại vị trí tính toán.

- x : Khoảng cách từ giữa nhịp đến mặt cắt tính toán

iv

.1.2.Thiết kế bản đáy hộp:

Bản đáy hộp chịu tải trọng sau:

- Trọng l-ợng bản thân.

- Lực nén do mô men uốn và lực cắt gây ra.

- Trọng l-ợng của các thiết bị, ván khuôn trong quá trình thi công.

Để phù hợp với đặc điểm chịu lực, bản đáy hộp th-ờng có bề dày thay đổi.

w

tb h'p(h'm)

hp(hm)

Tại giữa nhịp: Chiều dày bản đáy hộp phụ thuộc vào yêu cầu về khoảng cách từ tim bó cáp dự ứng lực tới mép bê tông. Do có bố trí cáp dự ứng lực, chọn chiều dầy bản đáy tại giữa nhịp bằng 300mm.

Tại khu vực gần trụ: Chiều dày bản đáy tăng lên để chịu lực nén lớn do mô men uốn và lực cắt gây ra, th-ờng nằm trong khoảng )L_nh

200 1 75

( 1 , tham khảo một số cầu đã xây dựng, ta chọn 600mm

Trong phạm vi giữa tiết diện giữa nhịp và gần trụ, đáy trên bản đáy thay đổi theo đ-ờng cong bậc 2 :

y₂ = a₂x² + b₂

1 2

' '

L h a h^{p m}

b₂ =h’_m trong đó :

- h’_P : Khoảng cách tính từ mặt đ-ờng xe chạy đến bản đáy trên tại mặt cắt sát đỉnh trụ - h’_m : Khoảng cách tính từ mặt đ-ờng xe chạy đến bản đáy trên tại giữa nhịp.

- L : Chiều dài phần cánh hẫng cong.

- y₂ : Chiều cao mặt cắt tại vị trí tính toán.

- x : Khoảng cách từ giữa nhịp đến mặt cắt tính toán Chiều dày đáy hộp đ-ợc tính theo công thức:

t_b=y₁ - y₂

iv

.1.3.Thiết kế s-ờn hộp

S-ờn hộp chịu tải trọng nh- sau :

- Lực cắt do trọng l-ợng dầm và hoạt tải.

- Một phần mô men uốn truyền xuống từ bản mặt cầu, mô men xoắn do tải trọng lệch tâm gây ra.

Chiều dầy s-ờn phải đảm bảo hai yêu cầu:

- Đủ khả năng chịu lực

- Đủ tĩnh không để đổ bê tông.

Để phù hợp với yêu cầu chịu lực, ta chọn chiều dày s-ờn thay đổi tuyến tính với các đặc tr-ng nh- sau :

Mặt cắt ngang gồm một hộp có cấu tạo vách xiên. Bản đáy hộp rộng 5.0 m tại đỉnh trụ có chiều dày thay đổi từ 0.6 ữ 0.3 m tại đỉnh trụ đến giữa nhịp, bản trên rộng 12m có chiều dày không thay đổi 0.25 m, s-ờn dầm dày 0.4 m.

Sau đây là chiều cao, chiều dày dầm và bề dày s-ờn hộp của một số tiết diện

k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7

k8 k0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8

trụ T2 trụ T1

Th ứ tự

Tiế t diệ

n HO

1 HO

2 HO3 BO1 BO2 BO3 HI1 HI2 HI3 HI

4 HI5 BI1

BI1-1 BI3 BI3-1

1 1 0.25 0.25 1.7 2.79 7

0.29 7

2.90 6

0.2 5

0.2

5 1.1 0.3 0.3 2.797 1.29 7

2.60 4 2.25 2 2 0.25 0.25 1.7 2.79

7 0.29

7 2.90

6 0.2

5 0.2

5 1.1 0.3 0.3 2.797 1.29 7

2.60 4 2.25 3 3 0.25 0.25 1.7 2.79

7 0.29

7 2.90

6 0.2

5 0.2

5 1.1 0.3 0.3 2.797 1.29 7

2.60 4 2.25

4 4 0.25 0.25

1.74 2.79 7

0.30 6

2.89 7

0.2 5

0.2 5

1.10 3

0.3 0.33 7

2.797 1.29 7

2.60 1

2.24 4

5 5 0.25 0.25

1.84 2.79 7

0.32 5

2.87 8

0.2 5

0.2 5

1.16 5

0.3 0.37 5

2.797 1.29

7 2.59 2.23

3

6 6 0.25 0.25 1.97

9 2.79

7 0.34

8 2.85

5 0.2

5 0.2

5 1.27

5

0.3 0.40 4

2.797 1.29 7

2.57 1

2.21 4

7 7 0.25 0.25

2.15 2.79 7

0.37 8

2.82 5

0.2 5

0.2 5

1.41 7

0.3 0.43 3

2.797 1.29 7

2.54 6

2.18 9

8 8 0.25 0.25

2.37 2.79 7

0.41 7

2.78 6

0.2 5

0.2 5

1.60 9

0.3 0.46 2.797 1.29 7

2.51 2

2.15 5

9 9 0.25 0.25

2.64 2.79 7

0.46 4

2.73 9

0.2 5

0.2

5 1.85 0.3

0.49 2.797 1.29

7 2.47 2.11

3 10 10 0.25 0.25

2.94 2.79 7

0.51 7

2.68 6

0.2 5

0.2 5

2.11 9

0.3 0.52 2.797 1.29 7

2.42 3

2.06 6 11 11 0.25 0.25

3.29 2.79 7

0.57 7

2.62 6

0.2 5

0.2

5 2.44 0.3

0.55 2.797 1.29 7

2.36 7 2.01 12 ¹² 0.25 0.25

4 2.79 7

0.70

3 2.5 0.2

5 0.2

5 3.1 0.3 0.6 2.797 1.29 7

2.25 4

1.90 2 13 13T 0.25 0.25 4 2.79

7 0.70

3 2.5 0.2

5 0.2

5 3.1 0.3 0.6 2.797 1.29 7

2.25 4

1.90 2

BI3-1 BI3

BI1-1

HI4

HI5 HI3

HI2 HI1

HO3 HO2 HO1

BO3 BO2

BO1

BI1

iv.1.4. Tính toán đặc tr-ng hình học tiết diện

Bằng cách chia nhỏ tiết diện nguyên thành các tam giác và hình chữ nhật, ta lần l-ợt tính diện tích tiết diện, mômen tĩnh, vị trí trục trung hoà và cuối cùng là mômen quán tính của tiết diện. Đặc tr-ng hình học tiết diện đ-ợc tính cho một nửa cầu, các mặt cắt còn lại mang tính chất đối xứng.

Trục trung hoà của tiết diện nguyên

0 0

td td

b

H yt y

Tiết diện

K/c từ

gối A s ^{I y}t y_d H_td t_b

m m² m³ m⁴ m m m m

1 0.00 7.263 10.18 4.822 0.798 1.402 2.20 0.3

2 14.00 7.263 10.18 4.822 0.798 1.402 2.20 0.3

3 16.00 7.263 10.18 4.822 0.798 1.402 2.20 0.3

4 20.50 7.480 10.510 5.262 0.835 1.405 2.24 0.337

5 25.00 7.742 11.163 6.072 0.898 1.442 2.34 0.375

6 28.50 7.984 12.047 7.155 0.971 1.509 2.48 0.404

7 32.00 8.242 13.133 8.567 1.057 1.593 2.65 0.433

8 35.50 8.520 14.555 10.538 1.162 1.708 2.87 0.46

9 39.00 8.843 16.349 13.257 1.291 1.849 3.14 0.49

10 42.50 9.175 18.398 16.670 1.435 2.005 3.44 0.52

11 46.00 9.534 20.880 21.166 1.600 2.190 3.79 0.55

12 51 10.19 26.178 32.006 1.931 2.569 4.50 0.6

13T 52.00 10.19 26.178 32.006 1.931 2.569 4.50 0.6

13P 52.00 10.19 26.178 32.006 1.931 2.569 4.50 0.6

14 53 10.19 26.178 32.006 1.931 2.569 4.50 0.6

15 58.00 9.534 20.880 21.166 1.600 2.190 3.79 0.55

16 61.50 9.175 18.398 16.670 1.435 2.005 3.44 0.52

17 65.00 8.843 16.349 13.257 1.291 1.849 3.14 0.49

18 68.50 8.520 14.555 10.538 1.162 1.708 2.87 0.46

19 72.00 8.242 13.133 8.567 1.057 1.593 2.65 0.433

20 75.50 7.984 12.047 7.155 0.971 1.509 2.48 0.404

21 79.0 7.742 11.163 6.072 0.898 1.442 2.34 0.375

22 83.5 7.480 10.510 5.262 0.835 1.405 2.24 0.337

23 88.00 7.263 10.22 4.822 0.793 1.407 2.20 0.3

Trong đó:

+Htd: chiều cao tiết diện

+H_đ: chiều dày bản đáy tiết diện

+y_t: khoảng cách từ trục trung hoà đến mép trên tiết diện.

+y_d: khoảng cách từ trục trung hoà đến mép duới tiết diện.

+I_yy: mômen quán tính cảu tiết diện đối với trục yy đi qua trọng tâm.

Trong tài liệu Ch-¬ng I (Trang 74-82)