intTypePromotion=1

Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1: Chương 7 - TS. Nguyễn Ngọc Tuyển (P4)

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

0
64
lượt xem
11
download

Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1: Chương 7 - TS. Nguyễn Ngọc Tuyển (P4)

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Chương 7: Cầu dầm bê tông cốt thép dự ứng lực nhịp giản đơn (P4)" cung cấp cho người học các kiến thức: Kiểm tra giới hạn cốt thép tối đa, kiểm tra giới hạn thép tối thiểu, kiểm toán độ võng dầm theo TTGH sử dụng,... Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1: Chương 7 - TS. Nguyễn Ngọc Tuyển (P4)

  1. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Bộ môn Cầu và Công trình ngầm Website: http://www.nuce.edu.vn Website: http://bomoncau.tk/ THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG  CẦU BTCT 1 TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: http://caubetong1.tk/ Link dự phòng:  https://sites.google.com/site/tuyennguyenngoc/courses‐in‐ vietnamese/cau‐btct‐1 Hà Nội, 1‐2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) • 7.4.7. Kiểm tra giới hạn cốt thép tối đa – Điều 5.7.3.3.1. TCN272‐05 quy định hàm lượng thép chịu kéo tối đa phải được giới hạn sao cho:  c  0.42d e trong đó,  • c là khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng tới trục trung hòa • de là khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm của hợp lực giữa lực kéo trong cốt thép dự ứng lực và lực kéo trong cốt thép thường Aps f ps d p  As f y d s de  Aps f ps  As f y 573 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 1
  2. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) – Nếu điều kiện c  0.42d e không được thỏa mãn, tiết diện đang xét được coi là có quá nhiều thép, khi đó biến dạng trong cốt thép còn nhỏ dẫn đến tiết diện có khả năng bị phá hoại giòn do bê tông vùng nén vỡ (dầm bị phá hoại đột ngột mà không có dấu hiệu cảnh báo trước). 0.85f'c C a = 1c C c dp de ds Apsfps Apsfps Asfy Asfy 574 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) • 7.4.8. Kiểm tra giới hạn thép tối thiểu – Điều 5.7.3.3.2. quy định lượng cốt thép chịu kéo trong bất kỳ tiết diện chịu uốn nào phải đủ để phát triển sức kháng uốn tính toán (Mr = ɸMn). – Điều kiện kiểm tra là sức kháng uốn tính toán Mr phải lớn hơn hoặc bằng giá trị nhỏ nhất của (1.2 lần sức kháng nứt Mcr tính theo phân bố ư.s. đàn hồi hoặc 1.33 lần mô men uốn tính toán Mu) 1.2M cr  M n  min  1.33M u – Sức kháng nứt Mcr được tính theo đàn hồi ứng với cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông là: fr = 0.63(f’c)0.5 575 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 2
  3. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) – Với kết cấu BTCT DƯL sức kháng nứt được tính như sau: S  M cr  Sc  f r  f cpe   M dnc  c  1  Sc f r  S nc  trong đó: • Sc = mô men chống uốn của tiết diện liên hợp đối với thớ chịu kéo ngoài cùng do tác dụng của tải trọng ngoài; • Snc = mô men chống uốn của tiết diện chưa liên hợp đối với thớ chịu kéo ngoài cùng đã dùng để tính Sc; • Mdnc = mô men chưa nhân hệ số do tĩnh tải là trọng lượng bản thân của dầm chưa liên hợp; • fr = cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông f r  0.63 f c ' 576 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) S  M cr  Sc  f r  f cpe   M dnc  c  1  Sc f r  S nc  • fcpe = ứng suất trong bê tông do riêng ứng lực trước sau mất mát ư.s gây ra (tại thớ chịu kéo ngoài cùng do tải trọng gây ra).   Aps f ps    Aps f ps   e f cpe   Ag S nc • e = độ lệch tâm của lực nén trước trong dầm chưa liên hợp • Aps = diện tích cốt thép dự ứng lực; • fps = ứng suất trung bình trong cốt thép dự ứng lực; • Ag = diện tích tiết diện dầm chưa liên hợp; Chú ý: các giá trị fr và fcpe trong công thức tính Mcr phải được lấy theo giá trị tuyệt đối. 577 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 3
  4. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) • 7.4.9. Kiểm toán độ võng dầm theo TTGH sử dụng – Biến dạng do tải trọng khai thác quá lớn sẽ gây hư hỏng các lớp mặt cầu, nứt cục bộ trong bản mặt cầu…  – Ngoài ra, biến dạng lớn cũng gây cảm giác không an toàn cho người qua cầu.   Do vậy, điều 2.5.2.6.2 quy định như sau:  Độ võng giới hạn khi kết cấu chịu hoạt tải xe: • Với dầm (hoặc bản) đơn giản ≤ Lnhịp /800 • Với dầm hẫng ≤ Lhẫng /300  Độ võng giới hạn khi kết cấu chịu hoạt tải xe và/hoặc người: • Với dầm (hoặc bản) đơn giản ≤ Lnhịp /1000 • Với dầm hẫng ≤ Lhẫng /375 578 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) – Khi tính võng do hoạt tải có kể đến hệ số xung kích (1+IM) và hệ số làn xe. Theo (3.6.1.3.2), hoạt tải phải lấy trị số lớn hơn của 2 tổ hợp sau: • Một xe tải 3 trục có xét IM • Tải trọng làn + 25% hiệu ứng của xe tải 3 trục có xét IM – Theo (2.5.2.6.2), tất cả các làn đều chất tải và các dầm chủ đều giả thiết chịu tải bằng nhau. Nghĩa là hệ số phân phối ngang của tải trọng bằng số làn xe chia cho số dầm chủ (g = nl/ndc).  – Khi tính gần đúng độ võng tức thời (do hoạt tải) có thể dùng mô đun đàn hồi của bê tông Ec và mô men quán tính của tiết diện nguyên Ig (5.7.3.6.2) 579 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 4
  5. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) b q x P EI EI L L x 5 q.L4 – Độ võng giữa nhịp do tải phân bố q:   384 E.I – Độ võng tại điểm bất kỳ cách gối trái 1 đoạn là x của dầm đơn giản chịu tải trọng tập trung cách gối trái 1 đoạn là b: x   P.b.x 2 2 6 E.I .L L  b  x2  580 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) • 7.4.10. Kiểm tra sức kháng cắt – Công thức kiểm tra: Vu  Vn Trong đó: • Vu = lực cắt tính toán theo TTGH cường độ 1 • ɸ = hệ số sức kháng (với kết cấu BTCT lấy = 0.9) • Vn = sức kháng cắt danh định Vc  Vs  V p Vn  min  0.25 f c bv d v  V p ' • Vc = sức kháng cắt danh định của bê tông Vc  0.083 f c' bv d v 581 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 5
  6. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) • Vs = sức kháng cắt danh định của cốt thép trong sườn dầm Av f y d v  cot   cot   sin  Vs  s • Vp = lực cắt do cốt thép dự ứng lực (N),  Vp lấy là dương nếu ngược chiều với lực cắt tính toán. • dv = chiều cao chịu cắt hữu hiệu, là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến  0.9d e trọng tâm vùng nén và không nhỏ hơn  d v  max 0.72h 2 giá trị (0.9de hoặc 0.72hdầm), với de là  a de  khoảng cách từ trọng tâm thép chịu kéo  2 tới thớ chịu nén ngoài cùng. 582 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) Av f y d v  cot   cot   sin  Vc  0.083 f c' bv d v Vs  s • bv = bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao dv  • s = cự ly cốt đai • β = hệ số xét đến khả năng bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo ‐ 5.8.3.4 • θ = góc nghiêng của ứng suất nén chéo (độ) ‐ 5.8.3.4 • α = góc nghiêng của cốt thép đai so với trục dọc (độ) • Av = diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly “s” (mm2) 583 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 6
  7. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) – Khi cốt đai bố trí thẳng đứng thì α = 90o, lúc đó công thức tính sức kháng cắt danh định của cốt thép trong sườn dầm có thể viết lại như sau: Av f y d v  cot   Vs  s 584 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) – Xác định Vp = ? n V p   Astr i  f pi  sin  i i 1 Ai • str = diện tích của bó cốt thép ứng suất thứ i • fip = ứng suất trong bó cốt thép thứ i sau mất mát • γi = góc nghiêng của bó cốt thép thứ i theo phương ngang Trục trung hòa tiết diện liên hợp Trục trung hòa tiết diện dầm I 585 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 7
  8. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) – Xác định dv và bv = ?  0.9d e Aps f ps d p  As f y d s  de  • Chiều cao d v  max 0.72h Aps f ps  As f y  a d e   2 a • Chiều rộng bv = bw de h bw 586 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) – Xác định β và θ bằng cách tra bảng và dựa vào thông số v/f’c và εx trong đó: • v = ứng suất cắt trong bê tông Vu  V p v với ɸ là hệ số sức kháng lấy theo 5.5.4.2.  bv d v • εx = biến dạng dọc trục trong cốt thép ở phía chịu kéo khi uốn của dầm  M u / dv   0.5 Nu  0.5Vu cot   A ps f po x   0.002 Es As  E p Aps 587 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 8
  9. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo)  M u / dv   0.5 Nu  0.5Vu cot   A ps f po x   0.002 Es As  E p Aps • Nếu εx
  10. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) • Xác định thông số β theo điều 5.8.3.4.2 TCN272‐05 590 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) • Xác định thông số θ theo điều 5.8.3.4.2 TCN272‐05 591 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 10
  11. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) 592 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) – Trình tự các bước kiểm toán dầm chịu cắt có cốt thép sườn: • B1. Vẽ các biểu đồ bao của lực cắt Vu và mômen Mu theo TTGH cường độ 1 (thường vẽ 10 điểm / 1 nhịp) • B2. Xác định khoảng cách trọng tâm vùng kéo và nén dv • B3. Xác định ứng suất cắt danh định v = Vu/(ɸdvbv) và sau đó xác định tỷ số v/f’c . Nếu tỷ số này > 0.25 thì cần phải tăng tiết diện chịu cắt. • B4. Sơ bộ giả thiết góc nghiêng ứng suất nén chéo θ1 = 40˚  => xác định ứng biến trong cốt thép vùng kéo εx1. • B5. Theo giá trị v/f’c và εx1 tra bảng xác định θ2. Nếu sai số giữa θ1 và θ2 lớn thì theo θ2 tính lặp lại εx2.  Tính lặp đến khi sai số giữa 2 bước là nhỏ đạt yêu cầu thì chọn bằng giá trị β bảng và hình vẽ. 593 Bộ môn Cầu và CTN ‐ ĐHXD 11
  12. Giảng viên: TS. Nguyễn Ngọc Tuyển 4/8/2014 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) • B6. Xác định sức kháng cắt yêu cầu của cốt đai trong mặt cắt đang tính toán. V Vs  u  Vp  0.083 f c' bv d v v – Chọn cốt đai chống cắt: • Để thuận lợi cho thi công, thông thường chọn đường kính cốt đai không đổi nhưng khoảng cách s thay đổi tăng dần theo sự giảm dần của lực cắt dọc theo chiều dài của dầm. • Xác định khoảng cách yêu cầu của cốt đai Av f y d v  cot   cot   sin  s Vs với Av = diện tích của thanh cốt đai và fy = cường độ chảy của cốt đai. 594 Thiết kế tiết diện dầm BTCT DƯL (t.theo) – Ngoài ra, theo (5.8.2.7) bước cốt đai chống cắt phải thỏa mãn các điều kiện sau: • Khi Vu
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2