- Trang Chủ
- Kiến trúc - Xây dựng
- 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
Xem mẫu
- 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
nguon tai.lieu . vn
