Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT
Share by LucKaKa – aluc.utc@gmail.com Page 1
Mục lục
PHẦN I: ĐỀ BÀI VÀ SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH
I.1. ĐỀ BÀI ................................................................................................................... 4
I.2. SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH .............................................................................................. 4
I.3. YÊU CẦU ............................................................................................................... 4
I.3.1. Thuyết minh ..................................................................................................... 4
I.3.2. Bản vẽ ............................................................................................................... 4
PHẦN II: NỘI DUNG THỰC HIỆN
II.1. CHỌN TIẾT DIỆN MẶT CẮT DẦM CHỦ ....................................................... 5
II.1.1. Bố trí chung mặt cắt ngang cầu ..................................................................... 5
II.1.2. Chọn mặt cắt ngang dầm chủ ........................................................................ 5
II.1.3. Chiều cao kết cấu nhịp tối thiểu .................................................................... 6
II.1.4. Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu ........................................................ 7
II.1.4.1. Đối với dầm giữa................................................................................... 7
II.1.4.2. Đối với dầm biên .................................................................................... 7
II.2. TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU .......................................................................... 8
II.2.1. Phương pháp tính toán .................................................................................. 8
II.2.2. Xác định nội lực bản mặt cầu do tĩnh tải ...................................................... 8
II.2.2.1. Nội lực mặt cắt a ................................................................................... 10
II.2.2.2. Nội lực tại giữa nhịp a- b ...................................................................... 11
II.2.2.3. Nội lực tại mặt cắt gối b ....................................................................... 12
II.2.2.4. Nội lực tại giữa nhịp b-c ....................................................................... 13
II.2.2.5. Nội lực tại mặt cắt gối c ........................................................................ 13
II.2.2.6. Nội lực tại giữa nhịp c-d ....................... Error! Bookmark not defined.
II.2.2.7. Nội lực tại mặt cắt gối d ....................... Error! Bookmark not defined.
II.2.3. Xác định nội lực do hoạt tải và người đi bộ ................................................ 13
II.2.3.1. Nội lực do Truck Load (xe tải thiết kế) ................................................ 15
II.2.3.2. Nội lực do người đi bộ .......................................................................... 19
II.2.4. Vật liệu thiết kế cho bản mặt cầu ................................................................ 20
Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT
Share by LucKaKa – aluc.utc@gmail.com Page 2
II.2.5. Tính toán cốt thép chịu lực ......................................................................... 20
II.2.5.1. Bố trí cốt thép chịu mô men âm của bản mặt cầu (Cho 1m dài bản mặt
cầu) và kiểm toán theo TTGH cường độ 1 ............................................................ 21
II.2.5.2. Bố trí cốt thép dương cho bản mặt cầu (Cho 1 mét dài bản mặt cầu) và
kiểm toán theo TTGH cường độ 1 ......................................................................... 23
II.2.5.3. Bố trí cốt thép âm cho phần hẫng của bản mặt cầu(Cho 1m dài bản mặt
cầu) và kiểm toán theo TTGH cường độ 1 ............................................................ 25
II.2.5.4. Bố trí cốt thép co ngót và nhiệt độ ........................................................ 26
II.2.5.5. Kiểm tra bản mặt cầu theo trạng thái giới hạn sử dụng (kiểm toán nứt) ..
26
II.2.5.6. Kiểm tra bố trí thép theo thiết kế kinh nghiệm ..................................... 29
II.3. TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM CHỦ ................................................................ 30
II.3.1. Nội lực dầm chủ do tĩnh tải ......................................................................... 30
II.3.1.1. Tĩnh tải rải đều lên 1 dầm chủ .............................................................. 30
II.3.1.2. Các hệ số cho tĩnh tải ............................................................................ 33
II.3.1.3. Xác định nội lực dầm chủ ..................................................................... 33
II.3.2. Nội lực dầm chủ do hoạt tải ........................................................................ 36
II.3.2.1. Tính hệ số phân bố hoạt tải theo làn ..................................................... 36
II.3.2.2. Tính hệ số phân bố tải trọng của người đi bộ ....................................... 39
II.3.2.3. Xác định nội lực .................................................................................... 40
II.4. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA VẬT LIỆU DẦM CHỦ ......................................... 46
II.4.1. Bê tông ........................................................................................................ 46
II.4.2. Cốt thép ....................................................................................................... 47
II.4.2.1. Thép ứng suất trước .............................................................................. 47
II.4.2.2. Thép thường .......................................................................................... 47
II.5. CHỌN VÀ BỐ TRÍ CÁP DỰ ỨNG LỰC ........................................................ 48
II.5.1. Chọn cáp dự ứng lực ................................................................................... 48
II.5.2. Bố trí cáp dự ứng lực .................................................................................. 50
II.5.3. Tính các đặc trưng hình học ........................................................................ 52
II.6. TÍNH TOÁN MẤT MÁT ỨNG SUẤT ............................................................ 53
II.6.1. Xác định thông số của bó cáp ..................................................................... 53
II.6.2. Mất mát ứng suất do ma sát ........................................................................ 54
II.6.3. Mất mát ứng suất do tụt neo ........................................................................ 55
Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT
Share by LucKaKa – aluc.utc@gmail.com Page 3
II.6.4. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi ......................................................... 56
II.6.5. Mất mát ứng suất do co ngót ....................................................................... 56
II.6.6. Mất mát ứng suất do từ biến ....................................................................... 57
II.6.7. Mất mát ứng suất do dão thép ứng suất trước ............................................. 57
II.7. KIỂM TOÁN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ I .................... 58
II.7.1. Tính toán cường độ chịu uốn ...................................................................... 58
II.7.1.1. Tại mặt cắt giữa nhịp ............................................................................ 61
II.7.2. Kiểm tra hàm lượng cốt thép ứng suất trước .............................................. 61
II.7.3. Tính cốt đai và kiểm toán cắt theo TTGH cường độ 1 ............................... 62
II.7.3.1. Tại đoạn dầm gần gối ........................................................................... 62
II.8. KIỂM TOÁN DẦM THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG ............... 65
II.8.1. Các giới hạn ứng suất trong bê tông ........................................................... 65
II.8.2. Tính toán các ứng suất mép trên (nén là âm) .............................................. 66
II.8.2.1. Lúc căng kéo ......................................................................................... 66
II.8.2.2. Lúc khai thác ......................................................................................... 67
II.8.3. Tính toán các ứng suất mép dưới (nén là âm) ............................................. 67
II.8.3.1. Lúc căng kéo ......................................................................................... 67
II.8.3.2. Lúc khai thác ......................................................................................... 68
II.9. TÍNH TOÁN ĐỘ VÕNG .................................................................................. 68
II.9.1. Độ võng do lực DƯL .................................................................................. 69
II.9.2. Độ võng do tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) ............................................. 69
II.9.2.1. Độ võng do tải trọng bản thân dầm ...................................................... 69
II.9.2.2. Độ võng do trọng lượng bản mặt cầu, dầm ngang, tấm đỡ, lớp phủ, lan
can 69
II.9.3. Độ võng do hoạt tải, có xét tới lực xung kích ............................................. 70
II.10. TÍNH TOÁN DẦM NGANG ........................... Error! Bookmark not defined.
II.10.1. Nội lực do tải trọng cục bộ (hoạt tải) gây raError! Bookmark not defined.
II.10.2. Nội lực do tĩnh tải dầm ngang ..................... Error! Bookmark not defined.
II.11. DUYỆT DẦM NGANG .................................... Error! Bookmark not defined.
II.12. VẬT LIỆU LÀM DẦM .................................... Error! Bookmark not defined.
II.12.1. Tính toán cốt thép chịu lực ......................... Error! Bookmark not defined.
PHẦN III: BẢN VẼ
Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT
Share by LucKaKa – aluc.utc@gmail.com Page 4
THIẾT KẾ MÔN HỌC
CẦU BÊ TÔNG
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Danh Huy
Sinh viên thực hiện : Lê Thị Vân
Mã sinh viên : 0812503
Lớp : Tự động hóa thiết kế cầu đường K49
I. PHẦN I: ĐỀ BÀI VÀ SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH
I.1. ĐỀ BÀI
Thiết kế một cầu bê tông cốt thép Dự ứng lực với số liệu cho trước, theo tiêu chuẩn
thiết kế 22TCN 272-05.
I.2. SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH
TT
Thông số
Đơn vị
Giá trị
1
Chiều dài nhịp
m
33
2
Khổ cầu
m
Ô tô 7+2 x 1.5
3
Tải trọng thiết kế
Mpa
HL93 và người đi 3.10-3
4
Dạng kết cấu nhịp
Cầu dầm
5
Dạng mặt cắt ngang
Chữ T
6
Vật liệu kết cấu
BTCT dự ứng lực
7
Công nghệ tạo DƯL
Căng sau
8
Cấp BT dầm
Mpa
35
9
Loại thép DƯL
Tao(mm)
15,2
10
Số liệu khác
I.3. YÊU CẦU
I.3.1. Thuyết minh
Trình bày trên khổ giấy A4, nếu sử dụng chương trình tính toán phải có file đi kèm.
- Chọn cấu tạo kết cấu các bộ phận kết cấu nhịp.
- Thiết kế tính duyệt dầm và bản mặt cầu (nếu có) theo TTGHTCĐ1, TTGHSD
cho các mặt cắt tại gối và giữa nhịp theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05.
I.3.2. Bản vẽ
- Cấu tạo chung kết cấu nhịp.
- Các mặt cắt ngang điển hình.
Bộ môn CTGTTT&CTT TKMH Cầu BTCT
Share by LucKaKa – aluc.utc@gmail.com Page 5
- Bố trí cáp DƯL trên cắt dọc và cắt ngang dầm chủ.
- Bố trí cốt thép thường.
- Cấu tạo neo.
II. PHẦN II: NỘI DUNG THỰC HIỆN
II.1. CHỌN TIẾT DIỆN MẶT CẮT DẦM CHỦ
II.1.1. Bố trí chung mặt cắt ngang cầu
Tổng chiều dài toàn dầm là 33m. Do để thừa 2 đầu 0.3m để kê gối nên phần chiều
dài nhịp tính toán còn 32.4 m.
Bản mặt cầu rộng: 7+2x1,5+2x0,5=11 m. Bố trí 5 dầm chủ, mặt cắt chữ T, làm
bằng BTCT có f’c=35 Mpa.
Lớp phủ mặt cầu gồm có 2 lớp:
- Lớp phòng nước có chiều dày 40mm.
- Lớp bê tông asphalt phía trên có chiều dày 70mm.
- Lớp phủ được tạo độ dốc bằng cách kê cao các gối cầu.
- Khoảng cách giữa các dầm chủ là S=2200mm.
II.1.2. Chọn mặt cắt ngang dầm chủ
Dầm chủ có tiết diện chữ T, với kích thước như sau:
TT
Kích thước
Kí hiệu
Đơn vị
Giá trị
1
Chiều cao dầm
h
mm
1700
2
Chiều rộng bầu dầm
bb
mm
650
3
Chiều cao bầu dầm
hb
mm
350
4
Bề rộng sườn dầm
bw
mm
200
5
Chiều rộng bản cánh
bf
mm
1800
6
Chiều dày bản cánh
ts
mm
200
7
Chiều rộng vát cánh
mm
200
8
Chiều cao vát cánh
mm
100
9
Chiều rộng vát bầu
mm
225
10
Chiều cao vát bầu
mm
200
11
Phần hẫng
mm
1100
Hình vẽ minh họa các kích thước trên: