Đồ án " Thiết kế một dầm cho cầu dường ô tô nhịp giản đơn,bằng BTCT,thi công bằng phương pháp đúc rieng từng dầm tại công trường và tải trọng cho trước "

Chia sẻ: Nong Van Huan | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

265
lượt xem 64
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chiều cao dầm h được chọn theo điều kiện cường độ và điều kiện độ võng,thông thường đối với dầm BTCT khi chiều cao đã thỏa mãn điều kiện cường độ thì cũng đã đạt yêu cầu về độ võng. Chiều cao dầm được chọn không thay đổi trên suốt chiều dài của nhịp,chọn theo công thức kinh nghiệm:

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án " Thiết kế một dầm cho cầu dường ô tô nhịp giản đơn,bằng BTCT,thi công bằng phương pháp đúc rieng từng dầm tại công trường và tải trọng cho trước "

Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP ----------*-----------------------*-------------------------*---------- Giáo viên hướng dẫn :Nguyễn Văn Tuấn Sinh viên :LẠI VĂN TUÂN Lớ p :60CĐB3 ĐỀ BÀI: Thiết kế một dầm cho cầu dường ô tô nhịp giản đơn,bằng BTCT,thi công bằng phương pháp đúc rieng từng dầm tại công trường và tải trọng cho trước. I SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH Chiều dài nhịp: :l=16 (m) Hoạt tải :HL-93 Khoảng cách tim hai dầm :240 cm Bề rộng chế tạo cánh :bf=170cm Tĩnh tải mặt cầu rải đều(DW) :5,0 KN/m Hệ số phân bố ngang tính cho mômen :mgM =0,5 Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt :mgQ =0,9 Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng :mg =0,55 Hệ số cấp đường :K=0,65 Độ võng cho phép của hoạt tải :1/800 Vật liệu(cốt thép theo ASTM 615M): :Cốt thép chịu lực: fy =420 Mpa :Cốt đai: fy =420 Mpa :Bê tông fc’ =28 Mpa Quy trình thiết kế cầu 22TCN-272-2005 II YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG A-TÍNH TOÁN: 1. Chọn mặt cắt ngang dầm. 2. Tính mômen,lực cắt lớn nhất do tải trong gây ra. 3 Vẽ biểu đồ bao moomen,lực cắt do tải trong gây ra. 4 Tính,bố trí cốt thép dọc chủ tại mặt cắt giữa nhịp. 5. Tinh,bố trí cốt thép đa. 6. Tính toán kiểm soát nứt. 7. Tính độ võng do hoạt tải gây ra. 8. Xác đinh vị trí cốt thép,vẽ biểu đồ bao vật liệu. B-BẢN VẼ: 9. Thể hiện trên giấp A1 10. Vẽ mặt chính dầm,vẽ các mặt cắt đại diện. 11. Vẽ biểu đồ bao vật liệu. 12. Bóc tách cốt thép,thống kê vật liệu. Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 1 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 1 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM: 1.1 Chiều cao dầm h. Chiều cao dầm h được chọn theo điều kiện cường độ và điều kiện độ võng,thông thường đối với dầm BTCT khi chiều cao đã thỏa mãn điều kiện cường độ thì cũng đã đạt yêu cầu về độ võng. Chiều cao dầm được chọn không thay đổi trên suốt chiều dài của nhịp,chọn theo công thức kinh nghiệm: 11 h =( ÷ )l 10 20 h =(0,8÷1,6)m Chiều cao nhỏ nhất theo quy định của quy trình: hmin =0,07x16=1,12(m) Trên cơ sở đó sơ bộ chọn chiều cao dầm h=120cm Mặt cắt ngang dầm 1.2 Bề rộng sườn dầm bw. Tại mặt cắt trên gôi của dầm,chiều rộng của sườn dầm được định ra theo tính toán và ứng suất kéo chủ. Chiều rộng bw này được chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công sao cho dễ đổ BT với chất lượng tốt. Theo yêu cầu đó,ta chon chiều rộng sườn bw=20cm. 1.3 Chiều dày bản cánh hf Chiều dày bản cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực của vị trí xe và sự tham gia chịu lực tổng thể với các bộ phận khác. Theo kinh nghiệm hf=18cm. 1.4 ChiÒu réng b¶n c¸nh b Theo đề ra ta có:b=170(cm) 1.5 Chọn kích thước bầu dâm bl,hl: hl=19cm bl=33cm 1.6 Tính sơ bộ trọng lượng bản thân của dầm trên 1(m) dài: Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 2 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Diện tích mặt cắt dầm. A=1,7x0,18+0,1x0,1 + 0,065x0,065+(1,2 − 0,18 − 0,19)x0,2+0,19x0,33=0,5489(m2) Wdc=A×γ=0,5489×24=13,1736 (KN/m) Trong đó γ=24KN/m3: trọng lượng riêng bê tông. Xác định bề rộng cánh tính toán Bể rộng cánh tính toán đối với dầm bên trong không lấy trị số nhỏ nhất trong ba trị số sau: 1 - L=16/4=4 (m) với L là chiều dài nhịp hữu hiệu. 4 - Khoảng cách tim giữa 2 dầm:240cm - 12 lần bề dày cánh và bể rộng sườn dầm: 12hf+bw=12x18+20=236cm. - Và bề rộng cánh tính toán cũng không được lớn hơn bề rộng cánh chê tạo:bf=170cm. Vậy bề rộng cánh hữu hiệu là b=170cm. Quy đổi tiết diện tính toán: - Diện tích tam giác tại chỗ vát bản cánh: S1=10x10/2=50 cm 2 - Chiều dày cánh quy đổi: 2 S1 (2 50) h qd =h f + =18 + = 18,667cm =186.67mm f b − bw 170 − 20 - Diện tích tam giác tại chỗ vát bầu dầm: S2 =6,5x6,5/2=21,125cm2. - Chiều cao bầu dầm mới: 2S 2 2 21,125 qd h 1 =h 1 + =19 + =22,25cm=222,5mm. b1 − bw 33 − 20 Mặt cắt ngang tính toán Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 3 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 2. TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM. Tính moomen tính toán ứng với trạng thái giới hạn cường độ,tính tại mặt cắt giữa nhịp; M=η{(1,25×wdc+1,5×wdw)+mgM[1,75×LL1+1,75×k×LLM×(1+IM)]}×wM Trong đó: :Tải trọng làn rải đều (9,3kn/m). LLL tan dem :Hoạt tải tương đương của xe 2 trục thiết kế ứng với đ.a.h M tại LL =25,44 M mặt cắt giữa nhịp(KN/m). truck :Hoạt tải tương đương của xe tải thiết kế ứng với đ.a.h M tại LL =28,53 M mặt cắt giữa nhịp(KN/m). mg m :Hệ số phân bố ngang tính cho moomen(đã tính cả hệ số làn xe m) =0,5 :Trọng lượng dầm trên 1 đơn vị chiều dài(KN/m). Wdc =13,17 :Trọng lượng các lớp mặt cầu và các tiện ích công cộng trên 1 Wdw = 5,0 đơn vị chiều dài(tính cho 1 dầm(KN/m)). :Hệ số xung kích. (1+IM) =1,2 5 :Diện tích đ.a.h M(m2). ωM =32 :Hệ số của HL-93 K =0,65 Thay số: M=0,95x{(1,25x13,17+1,5x5,0)+0,7[1,75x9,3+1,75x0,65x28,53x(1+0,25)]}x32 =1938,038KNm Giả sử chiều cao hữu hiệu của dầm: d=(0,8÷0,9)h chọn d=0,9×h=0,9x120=108cm) Giả sử trục trung hòa đi qua dầm: Mn=0,85×a×bw×f c (d − a/2)+0,85×βl(b − bw)×hf×f c (d − hf/2) ' ' Mu=ΦMn Trong đó: Mn:Mô men kháng danh định Mu=1938,038(KNm) Φ:Hệ số kháng(với dầm chịu kéo khi uốn lấy:Φ=0,9 As:Diện tích cốt thép chịu kéo. Fy=420Mpa:Giới hạn chảy của cốt thép dọc chủ ' f c =28 Mpa:Cường độ chịu nén của BT ở tuổi 28 ngày. Βl:Hệ số quy đổi chiều cao vùng nén được xác định ' =0,85 khi 28MPa ≥ f c =0,85 − 0,5x(f c -28)/7 khi 56MPa ≥f c ≥28MPa ' ' ' =0,65 khi f c ≥56MPa ' Vậy theo điều kiện đầu bài f c =28MPa nên ta có βl=0,85 hf=0,18667m:chiều dày bản cánh sau khi quy đổi. a=βlc:Chiều cao khối ứng suất chữ nhật tương đương. Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 4 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép   Mu   −Mf φ   Ta có a=d 1 − 1 − 2 2 0,85 × f c × bw × d '       ' Với Mf=0,85×βl(b-bw)×hf×f c (d-hf/2) Thay các số liệu vào ta có: 0,18667 Mf =0,85x0,85x(1,7 − 0,2)x0,18667x28x103x(1,08 − )=5588,97(KNm). 2 M u 1938, 038 = =2153,38 KNm < Mf → a
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Kiểm tra lại tiết diện: As=54,18cm2 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép. ΣFi y i 4 40 + 4 150 + 4 170 + 2 235 dl= ΣFi = 14 =123,6mm=12,36cm d:Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo:d=h-dl=120-12,36=107,64cm Giả sử trục trung hòa đí qua bản cánh. Tính toán chiều cao vùng nén quy đổi: As f y 54,18 420 a= '= =5,624 cm < βlhf =15,86 0,85 f c b 0,85 28 170 vậy điều giả sử là đúng. a Mô men kháng tính toán:Mr=ΦMn=0,9x0,85abf c (d − ) ' 2 56, 24 Mr=0,9x0,85x56,24x1700x28x( 1076, 4 − )=2146797100(Nmm)=2146,78(KNm) 2 Như vậy Mr>Mu=1938,038 => Dầm đủ khả năng chịu mômen. Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: a 5, 624 c = = =0,062
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép tỉ lệ hàm lượng cốt thép f c' 28 =0,2%(thỏa mãn) Ρ=0,99% > 0,03x =0,03x fy 420 2.Xác định nội lực. 1.71/Tính toán mômen và lực cắt tại vị trí bất kì. Vẽ đ.a.h của mômen và lực cắt. +chiều dại nhịp:l=16 m +chia dầm thành 10 đoạn ứng với các mặt cắt từ 0 đến 10,mỗi đoạn dài 1,6m. Đường ảnh hưởng mômen tại các tiết diện: DAH M1 DAH M2 DAH M3 DAH M4 DAH M5 Các công thức tính toán giá trị moomen,lực cắt tại mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn cường độ: Mi=η { (1,25 × wdc + 1,5 × wdw ) + mg M [1,75 × LLl + 1,75 × k × LLM (1 + IM )]} × wM Qi=η { (1, 25 11, 78 + 1,5 4) + 0,5[1, 75 LLl + 1, 75 k LLM (1 + IM )]} wM Các công thức tính toán giá trị moomen.lực cắt tại mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn sử dụng: Mi=1x { (11, 78 + 4) + mg M [ LLl + LLM (1 + IM )]} wM Qi=1x { ( wdc + wdw ) wQ + 0, 7[ LLl + LLM (1 + IM )]} w1Q *Trong đó: w dw ;wdc :tĩnh tải rải đều và trọng lượng bản thân của dầm(KNm) w M :diện tích đ.a.h moomen tại mặt cắt thứ i. w Q :tổng đại số diện tích đ.a.h lực cắt. Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 7 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép w lQ :diện tích phần lớn hơn trên đ.a.h lực cắt LL:hoạt tải tương ứng với đ.a.h moomen lực cắt tại mặt cắt thứ i. LLQ:hoạt tải tương ứng với đ.a.h lực cắt tại mặt cắt thứ i. mgM;mgQ:hệ số phân bố ngang tinh cho mômen lực cắt. LLL=9,3KN/m:tải trọng làn rải đều. (l+IM):hệ số xung kích,lấy=1,25 η:hệ số điều chỉnh tải trọng xác định bằng công thức η=ηd×ηR×ηl≥0,95 với đường quốc lộ và trạng thái giới hạn cường độ I:ηd=0,95;ηR=1,05; ηl=0,95 với trạng thái giới hạn sử dụng η=1 Bảng giá trị mômen α xi (m) truck tan dem cd sd wmi ( m 2) LLmi (KN/m) LLMi (KN/m) M i (kNm) M i (kNm) 1,60 0,1 11,52 32,44 26,33 603,75 507,87 0 3,20 0,2 20,48 31,47 26,20 1059,92 870,24 0 4,80 0,3 26,88 30,50 25,99 1373,53 1125,90 0 6,40 0,4 30,72 29,51 25,72 1549,51 1267,73 0 8,00 0,5 32,00 28,53 25,44 1592,58 1300,96 0 Ta vẽ biểu đồ bao moomen cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ: Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 8 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép §êng a/h lùc c¾t t¹i c¸c tiÕt diÖn: 493,64 585,76 403,96 316,19 230,60 148,49 148,49 230,60 493,64 316,19 403,96 B¶ng gi¸ trÞ lùc c¾t x i ( m) l i (m) wQ (m 2 ) cd sd LLQi truck LLQi tan dem w lQ ( m 2 ) Qi (kN ) Qi (kN ) (kN / m) (kn / m) 0,00 16,00 08,00 08,00 33,40 26,47 585,76 407,74 1,60 14,40 06,48 06,40 36,20 29,31 493,64 342,08 3,20 12,80 05,12 04,80 39,50 32,79 403,96 277,98 4,80 11,20 03,92 03,20 43,30 37,22 316,19 215,09 6,40 09,60 02,88 01,60 47,67 43,07 230,60 153,58 8,00 08,00 02,00 00,00 53,02 50,88 148,49 77,54 Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 9 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 1.BiÓu ®å bao lùc c¾t ë tr¹ng th¸i giíi h¹n cêng ®é 493,64 585,76 316,19 403,96 230,60 148,49 148,49 585,76 230,60 403,96 493,64 316,19 2 VÏ biểu đồ bao vật liệu Tính toán moomen kháng tính toán của dầm khi bị cắt hoặc uốn côt thép: Kết quả tính toán được thể hiệ trong bảng sau: Số Số Diện tích As d(cm) a(cm) Vị trí trục Mr(KNm) lần còn lại(mm ) 2 thanh trung hòa cắt còn lại Qua c¸nh 2146,80 0 14 5418 12,36 5,624 Qua c¸nh 1879,60 1 12 4644 10,5 4,82 Qua c¸nh 1592,51 2 10 3870 9,2 4,02 Qua c¸nh 1280,17 3 8 3096 8,875 3,21 Qua c¸nh 969,39 4 6 2322 8,333 2,41 Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen Do điều kiện về lượng cốt thép tối thiểu:Mr ≥ min{1,2Mcr;1,33Mu} nên khi Mu≤0,9Mcr thì điều kiện lượng côt thép tối thiểu là Mr≥ 1,33Mu.Điều này có nghĩa là khả năng 4 chịu lực của dầm phải bao ngoài đường Mu 3 Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 10 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Khi;Mu≤0,9Mc Ta có:Diện tích mặt cắt ngang Ag =18,667 170+(120 − 18,667 − 22,25) 20+22,25 33=5489,33 (cm 2 ) Xác định vị trí trục trung hòa 18, 667 170 110, 6665 + (120 − 18, 667 − 22, 25) 20 61, 7915 + 22, 25 33 11,125 yt = 5489,3 yt =83,27 cm Moomen quán tính của tiết diện nguyên 170 18, 6673 20 79, 0833 Ig = + 170 18, 667 (110, 6665 − 83, 27) + 2 12 12 79, 083 +20 79, 083 (22, 25 + − 83, 27) 2 + 33 22, 25 (83, 27 − 11,125) 2 2 =5710828,099 cm 4 f r =0,63 f , c = 0, 63 28 =3,334 Mpa Ig3,33 571, 083 108 Mcr=fr = =228,4 10 6 Nmm It 832, 7 Mcr=228,4KNm Nội suy tung độ biểu đồ bao moomen xác định vị trí Mu=1,2Mcr và Mu=0,9Mcr thong qua xl=544,76mm;x2=726,34mm Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 11 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép *Xác định điểm cắt lý thuyết Điểm cắt lý thuyết mà tại đó theo yêu cầu về uốn không cần cốt thép dài hơn Để xác định điểm cắt lý thuyết ta chỉ cần vẽ biểu đồ moomen tính toán Mu và xác định điểm giao biểu đồ ΦMn *Xác định điểm cắt thực tế Từ điểm cắt lý thuyết này cần kéo dài về phía moomen 1 đoạn là ll.chiều dài ll lấy bằng trị số lớn nhất trong các trị số sau: -chiều cao hữu hiệu của tiết diện:d=1076,4 mm -15 lần đường kính danh định:15x22=330 mm -1/20 lần nhịp:(1/20)x16000=800mm =>chọn ll=1080mm Đồng thời chiều dài này cũng không nhỏ hơn chiều dài phát triển lực ld.Chiều dài ld gọi là chiều dài khai triển hay chiều dài phát triển lực đó là đoạn mà cốt thép dính bám với BT để nó đạt được cường độ như tính toán. Chiều dài khai triển ld của thanh kéo được lấy như sau: Chiều dài triển khai cốt thép kéo ld,phải không được nhỏ hơn tích số chiều dài triển khai cốt thép kéo cơ bản ldb được quy định ở đây,nhân với các hệ số điều chỉnh hoặc hệ số như được quy định của quy trình.Chiều dài triển khai cốt thép kéo không được nhỏ hơn 300mm. Chiều dài triển khai cốt thép cơ bản ldb(mm) được sử dụng với cốt thép dọc sử dụng trong bài là thép sô 22 0,02 Ab f y 0, 02 387 420 ldb= = =614,34(mm) f c' 28 Đồng thời ldb≥0,06×Ab×fy=0,06x22,2x420=559,44(mm) Trong đó Ab =387:diện tích thanh số 22(mm2) fy =280MPa:cường độ chảy được quy định của các thanh cốt thép. ' f c =28MPa:cường độ chịu nén quy định của BT ở tuổi 28 ngày db =22.2mm:đường kính thanh(mm) Hệ số điều chỉnh làm tăng ld:1,4 Act 48, 65 Hệ số điều chỉnh làm giảm ld: = =0,898 Att 54,18  ld=614,34x1,4x0,898=772,35(mm) Chọn ld=770(mm) Với: Act=48,65(cm2) Diện tích cần thiết theo tính toán Att=54,18(cm2) Diện tích thực tế bố trí Cốt thép chịu kéo có thể kéo dài bằng cách uốn cong qua thân dầm và kết thúc trong vùng BT chịu nén với chiều dài triển khai ld tới mặt cắt thiết kế có the kéo dài liên tục lên mặt đối diện côt thép. Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 12 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 2563,55 1064,62 1939,54 1115,8 816,49 1187,17 812,30 1052,86 1220,79 Mu(kN.m) 462,95 Tim g?i Mr(kN.m) [589,79] [779,93] [968,97] [1144,2] [1305,6] Đi?m c?t lí thuy?t 3:TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT. Biểu thức kiểm toán φVn > Vu Vn sức kháng danh định,được lấy bằng giá trị nhỏ hơn của Vn=Vc+Vs (N) ' Hoặc Vn=0,25f c bvdv (N) f c' dvbv (N) Vc=0,083β Av f v d v (cot gθ + cot gα ) sin α Vs= (N). s Trong đó: Chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv,xác định bằng khoảng cách cánh tay đòn của nội • ngẫu lực. Trường hợp tính theo tiết diện chữ nhật cốt thép đơn thì dv =d − a/2.Đồng thời dv=max{0,9d;0,72h}. Vậy dv=max{0,9d;0,72h;d-a/2} 0,9de=0,9x1076,4 = 968,76 mm 0,72h=0,72x1200=864mm d − a/2=1076,4 − 56,24/2= 1048,28(mm) +bv:bề rộng bản bụng hữu hiệu,lấy băng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao dv,vậy bv=bw=20cm Từ trên ta thấy dv=1048,28 (mm) +s(mm):bước cốt thép đai. +β:Hệ số chỉ khả năng của BT bị nứt chéo truyền lực kéo. + θ :góc nghiêng của ứng suất nén chéo. + β, θ được xác định băng cách tra đồ thị và tra bảng. +α:góc nghiêng của cốt thép ngang với trục dọc,bố trí cốt thép đai vuông với trục dầm nên α=90  . Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 13 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép +Hệ số sức kháng cắt,với BT thường Φ=0,9 Av:diện tích cốt thép bị cắt trong cự ly s(mm). Vs:Khả năng chịu lực cắt của BT (N). Vu:Lực cắt tính toán(N). Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả năng chịu lực của BT vùng nén: +Xét mặt cắt cách gối một khoảng dv=1048,28 (mm).Xác định nội lực trên đường bao băng phương pháp nội suy. Vu=525,41(KN) Mu=421,93 (KNm) ' ΦVn=Φ(0,25f c bvdv)=0,9x0,25x28x200x1048,28=1320,83x103N=1320,83 KN Vu = 525,41KN Đạt Tính góc θ và hệ số β: +Tính toán ứng suất cắt Vu 525, 41 103 =2,785 N/mm2 V= = φ × d v × bv 0,9 1048, 28 200 v 2, 785 +Tính tỉ số ứng suất ' = =0,0612
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Chọn côt thép đai là thanh số 10,đường kính danh định d=9,5mm,diện tích mặt cắt ngang cốt thép đai là: Av=2x71=142mm2 142 × 280 × 956,48 × cot g 38,057 0 Vậy ta tính được Smax= =425,86mm 114,064 ×10 3 Ta chọn khoảng cách bố trí côt đai s=430cm Kiểm tra lượng cốt thép đai tối thiểu bv s 200 × 430 Av≥0,083 f c' =134,89mm2 =0,083 28 fy 280 min Mà Av=142mm2 > A v =134,89mm2=>thỏa mãn Kiểm tra khoảng cách tối đa của côt thép đai. Ta có ' 0,1f c ×dv×bv=0,1×28×956,48×200=535,628×103(N)>Vu=295,18×103(N) *Nên ta kiểm tra theo các điều kiện sau: s≤0,8dv s=160mm≤0,8dv=0,8x956,48=756,18mm=>thỏa mãn. s≤600mm=>thỏa mãn. Kiểm tra điều kiện đảm bảo cho cốt thép dọc không bị chảy dưới tác dụng tổ hợp cua mômen,lực dọc trục và lực cắt: Khả năng chịu lực cắt của cốt thép đai: Av × f y × cot gθ 142 × 280 × 956,48 × cot g (38,057) = 112,967×103(N) Vs= = 430 s Asfy=2322x280=650,16.103N 358,5 ×10 5 3  29518 × 10 3  M u  Vu  + − 0,5 × 112,967 ×10 3  cotg(38,057  ) +  − 0,5Vs  cotgӨ= φ    d vφ  956,48 × 0,9  0,9   3 =387,741x10 N M u  Vu  +  − 0,5Vs  cotgӨ=>đạt. Asfy > φ  d vφ   =650,16.10 > 387,741.103 => §¹t 3 Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 15 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép 4.KiÓm so¸t nøt T¹i mét mÆt c¾t bÊt k× th× tuú vµo gi¸ trÞ néi lùc bª t«ng cã thÓ bÞ nøt hay kh«ng. V× thÕ ®Ó tÝnh to¸n kiÓm so¸t nøt ta ph¶i kiÓm tra xem mÆt c¾t cã bÞ nøt hay kh«ng. §Ó tÝnh to¸n xem mÆt c¾t cã bÞ nøt hay kh«ng ng êi ta coi ph©n bè øng suÊt trªn mÆt c¾t ngang lµ tuyÕn tÝnh vµ tÝnh øng suÊt kÐo f c cña bª t«ng. MÆt c¾t ngang tÝnh to¸n DiÖn tÝch cña mÆt c¾t ngang: Ag =5489,3 (cm ) 2 X¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ: yt = 83,27(cm) M« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn nguyªn: I g = 5710828,099 (cm 4 ) TÝnh øng suÊt kÐo cña bª t«ng: 1300, 96 10−3 Ma 83, 27 10−2 = 18,97 MPa fc = yt = −8 5710828, 099 10 Ig Cêng ®é chÞu kÐo khi uèn cña bª t«ng : f r = 0, 63 f c ' = 0, 63 28 = 3,33MPa Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 16 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép ⇒ f > 0,8 f r c 12,94 > 0,8x3,33 = 2,66 VËy mÆt c¾t bÞ nøt. X¸c ®Þnh øng kh¶ n¨ng chÞu kÐo lín nhÊt trong cèt thÐp ë tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông Z  f sa = min  ;0,6 f y  1/ 3  (dxA)  +Trong ®ã: d c : chiÒu cao phÇn bª t«ng tÝnh tõ thí chÞu kÐo ngoµi cïngcho ®Õn t©m thanh gÇn nhÊt, theo bè trÝ cèt thÐp däc ta cã d c =40 mm. +A : DiÖn tÝch phÇn bª t«ng cã träng t©m víi cèt thep chñ chÞu kÐo vµ ® îc bao bëi c¸c mÆt c¾t ngang vµ ®êng th¼ng song song víi trôc trung hoµ chia sè lù¬ng thanh. §Ó t×m A ta gi¶ sö ®êng giíi h¹n trªn cña miÒn A t¹i sên dÇm. Träng t©m cña miÒn A tÝnh nh sau: 19 33 19 / 2 + (33 − 2 6,5) 6,5 (19 + 6,5 / 2) + 2(0,5 6.52 (19 + 6,5 / 3)) + 20ξ (19 + ξ / 2 + 6,5) yA = 33 19 + 6,52 + (33 − 2 6,5) 6,5 + 20ξ y A = y = 12,36cm Gi¶i ph¬g trinh bËc hai ta t×m ®îc ξ = 0,5cm Khi ®ã phÇn bª t«ng bäc cèt thÐp cÇn t×m lµ: dt A = 33.19 + 6,5 + (19 − 2.6,5).6,5 + 20.ξ = 809, 25cm 2 dt A = 5780,36mm 2 A= 14 Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 17 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Z : th«ng sè bÒ réng vÕt nøt sÐt trong ®iÒu kiÖn b×nh th êng Z= 30000 N/mm Z 30000 = = 488, 78 N / mm = 488, 78MPa � 1/ 3 (40.5780,36)1/ 3 (d c . A) � 0, 6 f y = 0, 6.280 = 168MPa f y =168MPa TÝnh to¸n øng suÊt sö dông trong cèt thÐp: _TÝnh diÖn tÝch t¬ng ®¬ng cña tiÕt diÖn khi bÞ nøt: E s = 2.10 5 MPa Ec = 0, 043. yc1,5 f 'c = 0, 043.24001,5 28 = 26752,50 MPa *Tính toán ứng suất sử dụng trong cốt thép - Tính diện tích tương đương của tiết diện khi bị nứt Es=2x105Mpa Ec=0.043 γ c1.5 f c ' = 0.043 24001.5 28 =26752,49(Mpa) - Tỷ lệ môđun đàn hồi giữa cốt thép và bêtông: 2 105 Es = = 7,48 chọn n=7 n= Ec 26752,50 - Xác định vị trí trục trung hoà dựa vào phương trình mômen tĩnh với trục trung hoà bằng không: hf � �− y� � � � h S = h f ( b − bw ) � − y − � bw �h − y ) � ( �− n As ( y − d1 ) + h � 2� �2 � � � � Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 18 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép (120 − y ) 2 18, 667 � � 18, 667 ( 170 − 20 ) � − y − ( y − 12,36 ) =0 + 20 − 7 54,18 120 S= � 2� 2 � Giải ra được y=107,73(cm) Ma ( y − d1 ) . - Tính ứng suất trong cốt thép :fs=n I cr - Tính mômen quán tính của tiết diện khi đã bị nứt: ( b − bw ) h f 3 h f � bw ( h − y ) 2 3 � + h f ( b − bw ) � − y − �+ + nAs ( y − d1 ) 2 h Icr = 12 2� 3 � (170 − 20) 18, 6673 18, 667 2 + 170 18, 667 (110 − 107, 73 − ) 12 2 Icr= (110 − 107, 73 − 18, 667) 2 +20 + 7 54,18(107, 73 − 12,36) 2 2 4 4 = 356,87 10 (cm ) 7 1300,96 106 ( 1077,3 − 123, 6 ) =243,37(N/mm2)= 243,37MPa fs = 356,87 108 fs =243,37 MPa< fsa=252MPa Đạt 5TÍNH ĐỘ VÕNG Xác định vị trí bất lợi của xe tải thiết kế Xét trường hợp cả ba trục đều ở trong nhịp.vị trí bất lợi của xe được xác định theo công thức: 36 L − 184,9 1056, 25 L2 − 10724, 2 L + 26810,5 − x= 7 7 36 15 − 184,9 1056, 25 152 − 10724, 2 15 + 26810,5 − x= = 4,746 m 7 7 kiểm tra điều kiện các trục xe đều ở trong nhịp : x = 4,746m< L/2 = 7,5 m L -x-8,6=1,654>0 điều kiện thoả mãn Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 19 Tuấn
Đồ án môn học kết cấu bê tông cốt thép Sv:Lại Văn Tuân Gv:Nguyễn Văn 20 Tuấn