Một số hướng dẫn thiết kế cầu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05: Phần 3

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:196

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 3 cuốn sách “Thiết kế cầu bê tông cốt thép theo 22TCN 272 -05” trình bày các nội dung: Quy định chung về cấu tạo và bố trí cốt thép; lựa chọn và bố trí cốt thép các bộ phận cầu, kiểm toán bản mặt cầu, kiểm toán dầm ngang, kiểm toán dầm dọc, kiểm toán trụ và bệ móng trụ cầu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Một số hướng dẫn thiết kế cầu bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05: Phần 3

Phẩn 4 CẤU TẠO VÀ BÔ TRÍ CỐT THÉP CÁC BỘ PHẬN CẨU BTCT C h ư ơ n g 15 QUY ĐỊNH CHUNG VỀ CẤU TẠO VÀ BÓ TRÍ CỐT THÉP Đối với các kết cấu bê tông cốt thép, việc bố trí cấu tạo cốt thép có một ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Chi khi được bố trí cấu tạo cốt thép đúng kết cấu mới làm việc an toàn và phát huy được khả năng chịu lực tối đa cùa vật liệu. Rất nhiều khu vực trong các kết cấu bê tông cốt thép có trạng thái chịu lực phức tạp và chúng cần phải được tính toán và thiết ke trên những mô hình thích hợp. Bên cạnh việc đàm bảo cho kết cấu cố khả năng chịu lực theo các trạng thái giới hạn khác nhau, bố trí cấu tạo cốt thép còn phải đàm bảo sao cho kết cấu có độ bền cần thiết chống lại tác dộng của môi trường cũng như các yếu tố khai thác. N goài ra thiết kế cấu tạo còn phải đảm bảo cho kết cấu có thể được thi công m ột cách dễ dàng với chất lượng cao. Phần này cũng trinh bày một số quy định cấu tạo được nêu trong các tiêu chuẩn thiết kế như 22TCN 272-05. Bảng 15.1: Một số quy định về chiều dày lớp bê tồng bảo vệ a theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 Trạng Thái/Dạng cấu kiện Chiều dày lớp bê tông bảo vệ (mm) Cấu kiện lộ trực tiếp trong nước muối 100 Cấu kiện được đúc áp vào đất 75 Cấu kiện trong môi trường bờ biển 75 Bề mặt cầu chịu vấu lốp xe hoặc xích mài mòn 60 Cấu kiện lộ bẽn ngoài với các điều kiện môi trường 50 các điêu ờ trên Cấu kiện lộ bên trong khác các điều trên: - Với côt thép là các thanh tới sô 36 40 - Với cốt thép là các thanh số 43 và số 57 50 Đáy bàn đúc tại chỗ: - Với cót thép là các thanh tới sò 36 25 -V ới côt thép là các thanh sô 43 và sô 57 50 395
15. .L Ớ P B Ê T Ô N G B Ả O V Ệ 1 Lớp bê tông bào vệ đóng hai vai trò chính là bảo vệ cốt thép khòi sự ri và neo cốt thép chắc chẳn vào bê tông. Mối đe dọa lớn nhất đến tuổi thọ cùa kết cấu bê tông cốt thép là sự ri của cốt thép. Lớp bê tông bảo vệ có vai trò quyết định trong việc bảo vệ cốt thép khòi bị ri do tác động cùa môi trường. Trong các tiêu chuẩn thiết kế như 22 TCN 272- 05, ACI, v.v... chiều dày lớp bê tông bảo vệ được xác định phụ thuộc vào điều kiện môi trường, dạng cấu kiện, chủng loại bê tông và kích thước cốt thép. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ Cc được định nghĩa là khoảng cách giữa mặt ngoài của bê tông và mép ngoài của cốt thép. 15.2. KHOẢNG CÁCH GIỬA CÁC THANH CÓT THÉP Khoảng cách giữa các thanh cốt thép cần phải đủ lớn cho bê tông tươi có thể di chuyền dễ dàng qua cốt thép trong quá trinh đồ bê tông đề qua đó đảm bảo chất lượng bê tông. Ngoài ra, nếu các cốt thép được đặt quá gần nhau thì chúng có thể tạo thành một mặt giảm yếu gây nút chẻ trong bê tông (hình 15.1). Tuy nhiên, nếu các thanh cốt thép được đặt quá xa nhau chúng sẽ không có tác dụng trong việc hạn chế nứt gây ra bời ứng suất riêng trong bê tông do các nguyên nhân như co ngót, từ biến cũng như sự thay đổi nhiệt độ. Khoảng cách giữa các cốt thép cũng ảnh hường đến chiều dài triển khai cùa chúng. Vì những lý do nêu trên, khoáng cách giữa các thanh cốt thép cần được hạn chế ớ cà giá trị tối đa và tối thiểu. Hình 15.1: Bê lông bị nứt ché do cốt thép được bo trí quá gần nhau Các quy định về khoảng cách tối thiểu theo phương ngang Sm giữa các cốt thép theo in tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 là: 1.5db - Đối với bê tông cốt thép đổ tại chỗ: s ị = max l.S d a 38mm 396
db ■Đổi với bê tông đúc sẵn: s ị = max ■ l,33da 2Smm Trong đó: db - đường kính danh định của cốt thép; da - kích thước tối đa cùa cốt liệu. Khoáng cách tối đa theo phương ngang Smax giữa các cốt thép theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 là: Với t c là chiều dày cùa cấu kiện. 15.3. KHOẢNG CÁCH TỐI THIÉU GIỮA CÁC LỚP CỐT THÉP Theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05, các thanh cốt thép ờ các lớp trên phái được đặt thẳng hàng trên những thanh ở lớp dưới, và cự ly nhỏ nhất giữa các lớp Simin không được nhỏ hơn hoặc bằng 25mm hoặc đường kính danh định cùa thanh db. Quy định về khoảng cách này có thể lấy theo ACI 318-05 là 25mm. H ình 15.2: Minh hoạ các quy định về khoáng cách bố trí cốt thép 15.4. ĐÓI VỚI CÁC MỐI NỐI Các giới hạn về khoảng cách trống giữa các thanh quy định như đâ nói ờ trên (trong các Điều 5.10.3.1.1 và 5.10.3.1.2) cũng được áp dụng cho khoảng cách trống giữa một moi nối chồng và các mối nối hoặc thanh liền kề. 397
15.5. Q U Y Đ ỊN H V È B Ó C Ố T T H É P Số lượng các thanh song song được bó lại dể làm việc như một đom vị không được vượt quá 4 trong mỗi bó, trong các bộ phận chịu uốn số lượng các thanh lớn hơn N°36 không được vượt quá 2 trong mỗi bó. Bó thanh phải được bao lại bàng thép đai hoặc giăng. Từng thanh trong bó, đứt đoạn trong chiều dài nhịp của bộ phận, phái kết thúc ờ các điểm khác nhau với khoảng cách ít nhất bàng 40 lần đường kính thanh. Ớ nơi mà các giới hạn về khoảng cách dựa trên kích thước thanh, một bó thanh phải được xem như một thanh có đường kính suy ra từ tổng diện tích tương đương. 15.6. QUY ĐỊNH VÈ C Ố T T H É P ĐAI Cốt thép đai cho các bộ phận chịu nén (cột, cọc) cũng có thể dùng loại cốt đai xoắn hoặc cốt giằng: - Cốt đai xoắn Cốt xoắn dùng cho các bộ phận chịụ nén không phải là cọc, phải bao gồm một hoặc nhiều cốt xoắn liên tục đặt đều bằng cốt thép trơn hoặc cốt thép có gờ, hoặc dây thép với đường kính tối thiểu là 9,5mm. c ố t thép phải được đặt sao cho tất cả các cốt thép chính dọc nằm bên trong và tiếp xúc với cốt xoắn. Khoảng trống giữa các thanh cốt đai xoán không được nhò hcm hoặc bàng 25mm hoặc 1,33 lần kích thước lớn nhất của cấp phổi. Cự ly tim đến tim không vượt quá 6,0 lần đường kính cùa cốt thép dọc hoặc lSOmtti. Trừ quy định trong Điều 5.10.11.4.1 cho vùng động đất 3 và 4, cốt đai xoắn phải kéo dài từ chân đế hoặc bệ đỡ khác đến cao độ cùa lớp cốt thép ngang thấp nhất của bộ phận được đỡ. Neo cùa cốt đai xoăn phải được làm bàng cách kéo dài mỗi đầu cốt xoắn 1,5 vòng thanh hoặc dây xoắn. Đối với vùng động đất 3 và 4, việc kéo dài cốt thép ngang vào các bộ phận nối phải thòa mãn các yêu cầu cùa Điều 5.10.11.4.3. Các đầu nối của cốt xoắn cỏ thể làm một trong các cách sau: + Nối chồng 48,0 lần đường kính thanh không phủ mặt, 72,0 lần đường kính thanh phù mặt hoặc 48,0 lần dường kính dây thép; + Các liên kết cơ khí được chấp nhận; + Hoặc mối nối hàn được chấp nhận. - Cốt giằng (cốt đai) Trong các bộ phận chịu nén được giằng, tất cà các thanh dọc phải được bao quanh bởi các cốt giăng ngang tương đưomg với: + Thanh N°10 cho các thanh N°32 hoặc nhó hơn; + Thanh N°15 cho các thanh N°36 hoặc lớn hơn; + Và thanh N°13 cho các bó thanh. 398
Cự ly giữa các cốt giăng không được vượt quá hoặc kích thuớc nhỏ nhất của bộ phận chịu nén hoặc 300mm. Khi hai hoặc nhiều thanh N°35 được bó lại, cự ly này không được vượt quá hoặc một nừa kích thước nhỏ nhất của bộ phận hoặc 150mm. Dây thép có gờ hoặc tấm lưới dây thép hàn có diện tích tương đương có thể được dùng thay cho thép thanh. Các cốt giằng phài được bố trí sao cho mọi góc và thanh dọc đặt xen kẽ có được điếm tựa ngang nhờ cỏ phần bè góc cùa một cốt giàng với góc cong không quá 135°. Trù khi có quy định khác ờ đây, ở mỗi phía dọc theo cốt giằng không được bố trí bất cứ thanh nào xa quá (tính từ tim đến tim) 610mm tính từ thanh dọc được giữ chống chuyển dịch ngang đó. Trong trường hợp thiết kế cột trên cơ sờ khả năng chịu tải cùa khớp dẻo thì ớ mỗi phía dọc theo cốt giằng không được bố trí bất cứ thanh nào xa hơn 150mm (khoảng cách trống) tính từ thanh dọc được giữ chống chuyển dịch ngang đó. Neu bố trí các thanh theo chu vi của một vòng tròn thì có thể dùng một cốt giằng tròn kín nếu các mối nối trong các cốt giằng được bố trí so le. Các cốt giằng phải được bố trí theo chiều đứng không lớn hơn 1/2 cự ly của chúng ở phía trên bệ móng hoặc bệ đỡ khác và không lớn hơn 1/2 cự ly của chúng ờ phía dưới lớp cốt thép nằm ngang thấp nhất trong cấu kiện bị đỡ. - Cốt thép đai cho các bộ phận chịu uốn: Cốt thép chịu nén trong các bộ phận chịu uốn, trừ bản mặt cầu, phải được bao quanh bói cốt giằng hoặc cốt đai u thỏa mãn kích thước và cự ly yêu cầu của Điều 5.10.6, hoặc bàng tấm lưới sợi hàn có diện tích tương đương. - Cốt thép co ngót và nhiệt độ: Cốt thép có thể chịu các ứng suất co ngót và nhiệt độ phải được đặt gần các bề mặt bê tông lộ ra trước các thay đổi nhiệt độ tông ngày và trong bê tông kết cấu khối lớn. C ốt thép nhiệt độ và co ngót phải cộng vào sao cho tồng cốt thép ở các bề m ật bị lộ ra không ít hơn quy định ở đây. - Đối với các cấu kiện mòng hom 1200mm: Cốt thép chịu co ngót và nhiệt độ có thể dưới dạng thanh, tấm lưới sợi thép hàn hoặc bó thép dự ứng lực. Với các thép thanh hoặc tấm lưới sợi thép hàn, diện tích cốt thép trong mỗi hướng không được nhỏ hơn: A s S O , 7 5 A g /fj Trong đó: Ag - diện tích nguyên mặt cắt (mm2); fy - cường độ chảy quy định cùa thanh thép (MPa). Thép phải được phân bố đều trên hai mặt, trừ các bộ phận mỏng bằng hoặc mòng hơn 150mm, cốt thép có thề đặt trong một lớp. c ố t thép chịu co ngót và nhiệt độ không được đặt rộng hơn hoặc 3,0 lần chiều dày cấu kiện hoặc 450mm. 399
Neu bó thép ứng suất trước được dùng như thép chịu co ngót và nhiệt độ. thì các bó thép phái đù để tạo nên một ứng suất nén bình quân tối thiểu 0,75MPa trên tồng diện tích bê tông trong hướng dược xem xét, dựa trên ứng suất trirớchữu hiệu sau các mất mát. Cự ly các bó thép không được vượt quá hoặc 1800mm hoặc cự ly được quy định trong Điều 5.10.3.4. Khi đặt cự ly lớn hơn 1400mm, phái dặt cốt thép dính bám. - Đổi với các tường và bệ móng bàng bê tông kết cấu đặc. cự ly các thanh không vượt quá 300mm trong mỗi hướng ờ tất cà các mặt, và diện tích của thép co ngót và nhiệt độ không cần vượt quá: = 0 ,0 0 1 5 ^ - Đối với cấu kiện dạng bê tông khối lớn Đối với các cấu kiện bê tông kết cấu khối lớn mà kích thước nhò nhất cùa nó vượt quá 1200mm, kích C Ö thanh nhó nhất là N°19 và cự ly của chúng không vượt quá 450mm. c ố t thép co ngót và nhiệt độ tối thiểu trong mỗi hướng, được phân bố đều trên cả hai mặt phải thòa mãn: b 100 Trong đó: Ab - diện tích tối thiểu cùa thanh (mm2); s - cự ly các thanh (mm); dc - chiều dày lớp bê tông bào vệ đo từ thớ ngoài cùng đến tim thanh hoặc sợi thép đặt gằn nó nhất (mm); db - đường kính của thanh hoặc sợi thép (mm); Giá trị của (2d« + db) không được lấy lớn hơn 75mm. 400
C h ư ơ n g 16 LựA CHỌN VÀ BÓ TRÍ CÓT THÉP CÁC BỘ PHẬN CÀU 16.1. BỒ T R Í C Ố T T H É P BẢN M Ậ T CÀU T rong phạm vi lm rộng bản mặt cầu tại ngàm, giữa nhịp và các vị trí khác cùa phần bán kiểu dầm, cần bố trí cốt thép thành 2 lưới, khoáng cách giữa hai lưới c(mm), c = 60 -í- 100(mm), lớp bê tông bảo vệ a (m m), a = 50 * lOO(mm), cốt thép chịu mô ■ men âm có đường kính ^(m m ), ộ = 12 H 18(mm), các thanh cách nhau @(mm), - @ = 100 250(mm). N hư vậy, số lượng thanh thép chịu mô men lưới trên là m (thanh), lưới dưới là n (thanh). Diện tích cốt thép chịu mô men âm As (m m2). Đồng thời tại A và các vị trí khác của phần hẫng cần bố trí cốt đai chịu lực cất có đường kính (m m ), ệv = 12 + 16(mm), có 2 nhánh, các nhánh cách nhau d„ (m m), dn = 100 300(m m ) bước cốt đai s(mm), s = 100 -í- 300(mm). 16.1.1. Theo phtfffng dọc và ngang cầu Kiểm tra điều kiện cấu tạo theo 22TCN 272-05: As > 0,75 Ag/fy (16.1) Trong đó: As - diện tích cốt thép có trong MCN dầm; Ag - diện tích nguyên m ặt cắt (mm2); fy - cường độ chảy quy định của thanh thép (MPa), fy = 400MPa; Và kiểm tra theo điều kiện cùa AASHTO: - Diện tích nhò nhất lớp chịu kéo A s < 0,570mm2/mm; - Diện tích nhỏ nhất lớp chịu nén As < 0,380mm2/mm; - Chiều dày lớp bảo vệ: a = 50mm. 16.1.2. Ví dụ bố trí cốt thép bản mặt cầu dầm I 8700 401
1/2 lươl TM TRỄN ÊP 1/2 LU I THÉP D O Ö Ul CHI TIẾT A 500 Hình 16. ì: Ví dụ về bo trí cốt Ihép bán mặt cầu trong cầu dam 1 16.1.3. Ví dụ bố trí cốt thép bản mặt cầu dầm T 402
240 LUỚI THÉP TRÊN N1 D12 3 fl| © 70x125_________________ o » --------- s tỉp ’ ;g— t ạ ;31°' ĐỂ Đ ổ BÊ TỔNG DÁM NGANG 240 LUỚI THÉP DƯỚI N2 a> D12 70x125 4Ịa / ịm. _ÉÍ2_@ CẮTB-B MỐI NỐI BẢN CÁNH c h ỏ đ ổ bê t ổ n g dấ m n g a n g H ình 16.2: Vi dụ bố trí cốt thép bàn mặt cầu cầu dầm T 16.2 . B Ố T R Í C Ố T T H É P D Ằ M N G A N G B T C T T H Ư Ờ N G Trong dầm ngang, bố trí cốt thép chịu lực và cốt thép cấu tạo như nhau tại các mặt cẩt. Do dầm ngang chủ yếu có tiết diện hình chữ nhật nên các cốt chịu lực tính toán ở trên có đường kính < (mm) = 16 + 22(mm), được bố trí theo chu vi cách nhau khoảng Ị> @(mm) = 100 -i- 300(mm), lớp bảo vệ a = 50mm. Các cốt cấu tạo, cốt đai bố trí theo quy định ở trên. Kiếm tra điều kiện cấu tạo: As > 0,7 5 Ag/fy Trong đó: (Các tham số xem ờ công thức (16.1)). 403
' Vi dụ bố tri cốt thép dầm ngang trong cầu dầm 1 DẤM N G AN G GIỮA N H ỊP (TÍ LỆ: 1/50) DÁM NGANG ĐẢU NHỊP TẠI M ố (T Ỉ LỆ: 1/50) 9000 500 8000 500 T T CỔT THÉP CHỜ T ừ DÁM w 7X200=1400 w IVP 7X200=1400 VP I w 7X200=1400 w 1125 L 2250 ỉ 2250 Ị__________ 2250 I 1125 bL. m ậ t c ấ t a -a m ạt c ất B-B t ạ i m ó (TỲ LỆ: 1/50) (TỲ LỆ: 1/50) THÉP CHO THI CONG KHE c o GIẢN CỐT THÊP BẢN MẠT CẲU Hình 16.3: Vi dụ về bó trí cốt thép dam ngang trong cầu dầm / 404
MẶT CẮTG-G M Ậ TC Ắ TH -H Hình 16.4: Vi dụ về bố trí cốt thép dầm ngang trong cầu dầm T 16.3. B Ó T R Í C Ò T T H É P T R O N G D À M D Ọ C B T C T 16.3.1. L ự a c h ọ n số l u ự n g c ố t t h é p ứ n g s u ấ t t r ư ớ c d ầ m d ọ c b ê tô n g c ố t t h é p ứ n g s u ấ t t r ư ó c n h ị p g i ả n đ ơ n t ạ i t iế t d i ệ n g i ữ a n h ịp Chọn 1 dầm dọc có mô men uốn lớn nhất tại giữa nhịp để sơ bộ tính toán và bố tri cốt thép ứng suất trước. Trong đồ án, sinh viên chủ yếu thiết kế cho dầm bê tông cốt thép ứng suất trước toàn phần. Có nghĩa là toàn bộ khả năng chịu uốn của tiết diện dầm do cốt thép ứng suất trước (cốt thép cường độ cao) đảm nhiệm (Aps), còn cốt thép dọc thuờng chi bố trí cấu tạo (A s = 0). Hệ số PPR = 1,0. Ẳ 5 DDD______/1 . J py ¿ v -fp y + A - fy Trong đó: PPR - tỳ lệ ứng suất trước; As - diện tích cốt thép thường trong vùng kéo (mm2); Aps - diện tích cốt thép ứng suất trước (m m2); fy - giới hạn chảy của cốt thépthưòmg (MPa); fpy - giới hạn chày cùa cốt thép ứng suất trước (MPa); 405
Dự kiến chọn I trong 2 loại tao cáp ứng suất trước có đường kính d, = 12,7mm hoặc d, = 15,2mm; 7td" ■ > Tính diện tích một tao côt thép ứng suât trước, A = — — (mrrT); Dự kiến gom các tao cáp lại thành từng bó nhỏ, mỗi bó gồm 7 tao thì diện tích ] bó cáp là: F,,i = 7.Ap, Cường độ chịu kéo quy định cùa thép ímg suất trước là fpu= 1860MPa = 1860N/mm: ; Tại giữa nhịp, mô men uốn giới hạn đã tính toán ở trên là M,IĨT(;mDi (Nmm); Dầm có chiều cao h(nim) bao gồm cả chiều dày phần hán mặt cầu; Việc lựa chọn diện tích cốt thép ứng suất trước dựa vào công thức kinh nghiệm sau đây: Số bó cáp dự kiến trong MCN là: np > —— (bó), thường chọn np = 5- 15 bó; FP ' Trong đó: Aps - diện tích cốt thép ứng suất trước dự kiến; h - chiều cao tiết diện dầm tại giữa nhịp đă chọn ở trên; M „rrcncm - n ô men uốn tính toán theo TTGH cường độ 1 tại giữa nhịp dầm; 16.3.2. L ựa chọn số lirọng cốt thép ứng su ất triróc cho dầm dọc bê tông cốt thép ừng su ất tro n g cầu liên tục Mục này mục đích là tính toán số lượng cốt thép ứng suất trước cần kéo lên phía trên tiết diện ngang tại gối bao nhiêu là đủ. Loại tao cáp ứng suất trước chọn giống với tiết diện giữa nhịp dầm; Tại gối, mô men uốn giới hạn đã tính toán ờ trên là MuTTG HCD i (Nmm); Dầm tại gối có chiều cao h(mm) bao gồm cả chiều dày phần bàn mặt cầu; Việc sơ bộ lựa chọn diện tích cốt thép ứng suất trước có thể dựa vào trị số nhò nhất cùa lực kéo trước sau tất cả các mất mát Pb (kN) đề đàm bảo ứng suất thớ dưới cùa dầm trong giai đoạn khai thác không vượt quá trị số cường độ chịu kéo giới hạn cùa bê tông (fkc). Tuy nhiên, công thức tính toán này phức tạp. Thực tể, trong khi làm đồ án, sinh viên thường sừ dụng công thức kinh nghiệm sau đây: M, ( m m 2) ps
u .3 .3 . Bố trí cất thép ứng suất trưó’ c Tiong mặt cắt ngang dầm dọc thực tế tại gối, cần bố trí khoảng cách giữa tim các bó theo chiều ngang là @ = 100 250(m m) (nửa phần bèn trên tiết diện, nếu cần bố trí nhiều hàng), theo chiều đứng là cc = 100 -ỉ- 250(mm). Tíi tiết diện ngang đầu dầm, ờ phần sirờn dầm và bầu dầm, cốt thép ứng suất trước thường phân bố đều theo chiều cao dầm, cách mép bê tông đáy dầm dc > lOOmm để bố tri cốt thép thường, chiều dày lớp bê tông bào vệ, dễ bố tri neo và tránh tập trung ứng suất. • Tinh loàn tọa độ đường cáp ứng suát trước Báng tọa độ cáp rất quan trọng trong thiết kế (đề xác định trọng tâm cáp trong từng tiết ciện và bố trí các loại thép thường khác), trong thi công (để có thể bố trí chính xác đườrg đi cúa cáp). Theo chiều dọc dầm. gốc tọa độ (O) thường đặt tại giữa nhịp dầm. Trục Oz hướng theo chiều cao dầm (h). Trục Ox theo phương trục dầm và hướng chiều dương ra phía đầu dầm. Trung bình theo chiều dọc dầm. cứ l,0m , người ta đánh số và đặt tên cho 1 tiết diện theo thứ tự tăng dần và sẽ bố trí và tính toán tọa độ cáp cho các tiết diện này. Theo chiều ngang dầm, tại các tiết diện đã đánh số 1, 2, 3 v.v, người ta đặt gốc hệ trục tọa độ (điềm O) tại điềm giao của trục đối xứng tiết diện (trục Oz) với đáy dầm. Trục Oz là trục đối xứng cùa tiết diện. Trục O y đặt ờ đáy tiết diện (đối với dầm có chiều cao không đổi), còn đối với dầm có chiều cao thay đổi thì người ta quy ước một mặt chuẩn 0 - 0 thường đặt ở đáy dầm trên trên một mố hoặc trụ có chiều cao lõm nhất để các tọa độ z của tiết diện đều dương. Trục Oy chiều dương và âm. Chiều dương hướng Hình 16.5: Bố trí bó cáp ứng suất Irirớc trong dầm T và cách độ! hệ trục tọa độ 407
sang phái và ngược lại. Cho nên, các bó cáp nàm bên phải hoặc bên trái trục Oz thì tương ứng có tọa độ y là dương (+y) hoặc âm (-y). Từ đó, ta lập được báng tọa độ cáp theo mẫu sau đây: Bảng 16.1: Tọa độ cáp trong dầm Tên mặt cắt Tọa độ cáp 1 2 3 .... 19 20 Tên bó cáp X 0,00 1,00 2,00 18,00 19,00 y 0,00 0,00 1 z z, z5 y 0,00 0,00 2 z z2 z4 y 0,00 0,00 3 z z, z, y +y +y 4 z z2 y +y +y 5 z z, z, y -y -y 6 z z. z3 y -y -y 7 z z, z, y Bó cáp thứ i z 16.3.4. Xác định vị trí trọng tâm cốt thép ứng suất trước Trọng tâm cùa cốt thép ứng suất trước tại 1 tiết diện dầm so với đáy dầm được xác định theo công thức sau: II , ỉ , m ' 'F * 'Zf " 'i -Frĩ-z \ + m 2 -FP -h + nh-Fry h +- 2 -m , -F,,I-z i p ~ A n I» A p> A Trong đỏ: Zp - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép ứng suất truớc đến đáy dầm. Fpi - diện tích 1 bó cốt thép ứng suất trước thứ i; n - số hàng cốt thép ứng suất trước; nii - số lượng bó cốt thép úng suất trước trong hàng thứ i; z, - khoáng cách tù tim hàng cốt thép thứ i dến đáy dầm. 408
Hình 16.6: Xác định trọng lâm co! thép ứng suất trước lụi liél diện giữa nhịp dam dọc T Hình 16.7: Xác định trọng tâm cót thép ứng suất trước tại tiết gối dằm hộp 16.3.5. Lựa chọn số lưọug cốt thép thường chịu kéo cho dầm dọc bê tông cét thép thường tại tiết diện giừa nhịp Dự kiến chọn đường kính một thanh cốt thép thuờng là di; Tính diên tích một thanh cốt thép thường, A. = ĩ — (mm2); i- 4 Cường độ giới hạn chảy cùa cốt thép thường, fy = 400MPa = 400(N/mm2); Chiều cao tiết diện giữa nhịp dầm h (mm); Mô men tính toán theo TTGH cường độ 1 gây ra, M uTTG C (Nmm); Hm Việc lựa chọn diện tích cốt thép thường chịu uốn dựa vào công thức kinh nghiệm sau: ^ > ^uTTCHCDĨ s 0,9.0,95./,..(0,9/;) A Sô thanh côt thép chịu uôn dự kiên trong MCN dâm là: n = — 409
16.3.6. Xác định vị trí trọng tâm cét thép thường chịu kéo cho dầm dọc bẽ tông í trọng tâm cét thép th cốt thép thường tại tiết diện giữa nhịp iiện b Vung bé tông chiu nén - |4 ò z z z m ^ í * V /7A Hình 16.8: Xác định trọng lâm CÔ thép thưàmg chịu kéo (ZJ I Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép thường chịu kéo đến đáy dầm (Zs) của tiết diện dầm: £ « ,../> 2 , nit.Fíl.z] +»ĩ2Fs2.:2 +nhf s r z, + ■> ■■ »,-F, .2, ■ 4, V Trong đó: z s - khoảng cách từ trọng tâm cốt thép thường chịu kéo đến đáy dầm; FS - diện tích 1 thanh cốt thép thường chịu kéo thứ i; j n - số hàng cốt thép thường chịu kéo; rrij - số lượng thanh cốt thép thường chịu kéo trong hàng thứ i; Z j - khoảng cách từ tim hàng cốt thép thường chịu kéo thứ i đến đáy dầm. 16.3.7. C ác ví dụ về bố trỉ cốt thép • Vi dụ về bo tri cốt thép ứng suất trước tại tiết diện giữa nhịp và tại gối dầm dọc I a) Tại giữa nhịp b) Tại gối Hình 16.9: Ví dụ về bo tri cốt thép ứnệ suấl trước tại liềt diện giữa nhịp và tại gói dầm dọc I 410
Ví dụ vè bố Iri cốt thép ihường Jam dọc 1 BTCT ứng suất trước rc ro 33000/2 39@150=5850 6©300=1800 2 3® 300=6900 G 1 3 B - 016 G 1 3 B - D16 G 1 -D 1 4 G 3 -D 1 4 16550 l* ẵ G Ỉ-D 1 4 H ình 16.10: Vi dụ về bố tri cốt thép thường dằm I c -c D-D G 3 -D 1 4 G 1 -D 1 4 0 4 -0 1 2 0 1 . D I4 411
CHITIỂTA Hình 16.11: Vi dụ về bo trí col thép thường dầm 1 >Vi dụ về hố tri cổ! thép ứng suất trước dằm dọc T 0 I ì & - 1 JUL 3 412
H-H E-E 1 6 2 4 7 -l 5 H ình 16.12: Vi dụ bo tri cốt thép ứng suất trước trong dam T ’ Ví dụ về bố trí cốt thép thường dầm dọc T BTCT ứng suất Irước 1/2 MAT CẮT A-A 40000/2 1/(2L Ớ H P U NDM U IT Ê S Ờ Ấ 40000/2 1//2 M Ặ T C Ắ T D -D 40000/2 12D 16 »' 8x150 8x250 413
H ình 16.13: Vi dụ bo trí cốt thép thường trong cầu dầm T BTCT ứng suàl trước • Ví dụ về bố tri cốt thép thường chịu kéo trong dam dọc T BTC T thường Hình 16.14: Vi dụ về bo trí cốI thép chịu kéo tại tiết diện giữa nhịp dằm dọc BTCTIhường cho dam 15m