Liên hệ làm BTL và mua file doc nếu k muốn gõ lại.
(Lưu ý: k nhận làm số lượng lớn)
BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CÔT THÉP
Giáo viên hướng dẫn :
Nhóm :
Lớp :
ĐỀ BÀI : Thiết kế dầm cho dầm cho cầu đường ô tô nhịp giản đơn, bằng BTCT, thi công bằng phương pháp đúc riêng từng phần tại công trường và tải trọng cho trước.
I. SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH
Chiều dài nhip:
Hoạt tải
Khoảng các giữa hai tim dầm S=
Bề rộng chế tạo cánh
: l = 11 m : HL – 93 : 1.9m : bf = 1.5 m
Tĩnh tải mặt cầu rải đều (DW) : 6.5 KN/m
Hệ số phân bố ngang tính cho momen : mgM = 0,59
Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt : mgQ = 0,53
Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng : mgf = 0.5
Hệ số cấp đường : k = 0.65
Độ võng cho phép của hoạt tải : l/800
Vật liệu (cốt thép theo ASTM 615M): : Cốt thép chịu lực 420 y fMPa = : Cốt thép đai 420 y fMPa = : Bê tông 30 c fMPa =
Tiêu chuẩn TCVN 11823: 2017
II. YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG
A- TÍNH TOÁN
1. Chọn mặt cắt ngang dầm.
2. Tính momen. lực cắt lớn nhất do tải trọng gây ra.
3. Vẽ biểu đồ bao momen, lực cắt do tải trọng gây ra
4. Tinh, bố trí cốt thép dọc chủ tại mặt cắt giữa nhip.
5. Tính toán bố trí cốt thép đai.
6. Tính toán kiểm soát nứt.
7. Tính độ võng do hoạt tải gây ra.
8. Xác định vị trí mặt cắt cốt thép, vẽ biểu đồ bao vật liệu. B- BẢN VẼ
9. Thể hiện trên khổ giấy A1.
10.Vẽ mặt cắt chính dầm, vẽ các mặt cắt đại diện.
11.Vẽ biểu đồ bao vật liệu.
12.Bóc tách cốt thép, thống kê vật liệu.
BTL KCBTCT 2021 3
https://dethilop3.com/
1.XÁC ĐỊNH 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 với dầm bê tông cốt thép khi chiều cao thảo mãn điều kiện về cường độ thì cũng thỏa mãn điều kiện về độ võng.
Chiều cao trong dầm được chọn không thay đổi trên suốt chiều dài của nhịp chọn theo công thức kinh nghiêm: 11 1020
hl hm
Chiều cao nhỏ nhất theo quy định của quy trình là: min 0.07110.77 hm ==
Trên cơ sở đó chọn chiều cao dầm 1000 hmm =
1.2. Bề rộng sườn dầm bw
Tại mặt cắt trên gối của dầm, chiều rộng cảu sườn dầm được định ra theo tính toán và ứng suất kéo chủ, tuy nhiên ở đây ta chọn chiều dài sườn dầm không đổi trên suốt chiều dài dầm. Chiều rộng bw này được chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công sao cho dễ đổ bê tông với chất lượng tốt.
Theo yêu cầu đó, ta chọn chiều rộng sườn dầm bw = 250mm
1.3. Chiều dày bản cánh hf Chiều rộng bản cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục bộ của vị trí xe và sự tham gia chịu lực tổng thể với các bộ phận khác. Theo kinh nghiệm thì hf = 180mm.
1.4. Chiều rộng bản cánh chế tạo Theo điều kiện đề bài cho b = 1500mm
https://dethilop3.com/
BTL KCBTCT 2021 4
(0.751.5) = =
1.5. Chọn kích thước vút bv1 = hv1 = 150mm
1.6. Tính trọng lượng bản thân của 1m chiều dài dầm
Diện tích mặt cắt dầm:
0,5695 A m
2 1,90,180,150,150,25(1,00,18)
=++−= =
Nên:
w0.569524,513.95275(/) dc AkNm ===
Trong đó: là trọng lượng riêng của bê tông = 24.5kN/m3
1.7. Xác định bề rộng bản cánh tính toán
Bề rộng bản cánh tính toán đối với dầm bên trong được chọn phải nhỏ hơn số nhỏ nhất trong 3 chỉ số sau:
+ 111 2,75 44 Lm == với L là chiều dài nhịp hữu hiệu
+ Khoảng cách hai tim dầm S = 1900 mm
+ 12 121802002360 fwhb+=+= mm
Bề rộng bản cánh hữu hiệu là 1500 mm.
Qui đổi tiết diện tinh toán:
Diện tích tam giác tại chỗ vát cánh:
1 150150/211250 S == mm2
Chiều dày bản cánh quy đổi:
2 211250 180194,06 1800200 qd ff S hh bb =+=+= mm
BTL KCBTCT 2021 5
1 w https://dethilop3.com/
BTL KCBTCT 2021 6 https://dethilop3.com/
2.XÁC ĐỊNH NỘI LỰC
2.1. Chọn hệ số điều chỉnh tải trọng
Ta có : 0,95 DRI =
Trong đó:
D : hệ số liên quan đến tính dẻo
R : hệ số liên quan đến tính dư
I : hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác.
Đối với trạng thái giới hạn sử dụng phá hoại do mỏi thì 1 = . Đối với việc
thiết kế cầu bê tông trên đường quốc lộ thì các hệ số này tính theo trạng thái giới hạn cường độ lấy là : 0,95 D = ; 1,05 R = ; 0,95 I = .
0,951,050,950,948 DRI === < 0,95
Vậy lấy 0,95 =
2.2. Tính mô momen và lực cắt tại mặt căt bất kì
Vẽ đường ảnh hưởng momen và lực cắt + Chiều dài nhịp L=11m. + Chia dần thành 10 đoạn tương ứng với mặt cắt từ 0 đến 10 mỗi đoạn dài 1.1m
❖ Đường ảnh hưởng mô men tại các mặt tiết diện:
BTL KCBTCT 2021 7
https://dethilop3.com/
BTL KCBTCT 2021 8 Xếp tải lên đường ảnh hưởng momen: https://dethilop3.com/
BTL KCBTCT 2021 9 Đường ảnh hưởng lực cắt và xếp tải lên đương ảnh hưởng: https://dethilop3.com/
BTL KCBTCT 2021 10 Các công thức tính toán giá trị momen, lực cắt tại mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn cường độ I: tan W 1,251,51,751.75(1)max(; truckdem CDI iDCMiDMiMLMiiiii MwAAmgLLAkIMPyPy =++++ Wtanmax(;) DCDLantruckdem iiiii MMMMM =+++ W DCDLL iii MMM=++ https://dethilop3.com/
W1, 1,251,51,751.75(1)max(; truckdem
CDI iDCViDViVLViiiii VwAAmgLLAkIMPyPy =++++
Wtanmax(;) DCDLantruckdem iiiii VVVVV =+++
W DCDLL iii VMV=++
➢ Các công thức tính toán giá trị momen, lực cắt tại mặt cắt thứ I theo trạng thái giới hạn sử dụng I: tan
W 1,01,01,01,01,0(1)max(; truckdem
CDI iDCMiDMiMLMiiiii MwAAmgLLAkIMPyPyL =++++
Wtanmax(;) DCDLantruckdem iiiii MMMMM =+++
W DCDLL iii MMM=++
W1, 1,01,01,01,01,0(1)max(;
CDI iDCViDViVLViiiii VwAAmgLLAkIMPyPy
Wtanmax(;) DCDLantruckdem iiiii VVVVV =+++
W DCDLL iii VMV=++
Trong
Mmg
Vmg
DCw
DWw
hai trục thiết kế tại mặt cắt thứ i
Hệ số phân bố ngang tính cho momen (đã tính cả hệ số làn xe m)
Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt (đã tính cả hệ số làn xe m)
Trọng lượng dầm trên một đơn vị chiều dài.
Trọng lượng các lớp mặt cầu và các tiện ích công cộng trên một đơn vị chiều dài ( tính cho 1 dầm)
1 IM + Hệ số xung kích
MiA
ViA
1,Vi A
Diện tích đường ảnh hưởng Mi
Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng Vi
Diện tích đường ảnh hưởng Vi (phần diện tích lớn)
Trọng lượng riêng của dầm
A
Diện tích mặt cắt ngang dầm (m2)
k Hệ số cấp đường
BTL KCBTCT 2021 11 tan
tan
truckdem
=++++
đó: 9,3/ L LLkNm = Tải trọng làn rải đều (9,3 KN/m) truck iiPy Hiệu ứng của xe tải thiết kế tại mặt cắt thứ i tan dem iiPy Hiệu ứng của xe
https://dethilop3.com/
BTL KCBTCT 2021 12 384.761 666.598 853.525 955.252 985.726 955.252 853.525 666.598 384.761 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Mặt cắt xi AMi Xe tải Xe hai trục DC iM WD iM Lan iM truck iM tan dem iM CDI i M m m2 y1 y2 y3 y1 y2 knm kNm kNm kNm kNm kNm 1 1.1 5.445 0.990 0.560 0.130 0.990 0.870 90.218 50.434 49.670 194.439 173.494 384.761 2 2.2 9.680 1.760 0.900 0.040 1.760 1.520 160.387 89.661 88.302 328.248 305.946 666.598 3 3.3 12.705 2.310 1.020 0.000 2.310 1.950 210.508 117.680 115.897 409.441 397.357 853.525 4 4.4 14.520 2.640 0.920 0.060 2.640 2.160 240.580 134.492 132.453 439.501 447.726 955.252 5 5.5 15.125 2.750 0.600 0.600 2.750 2.150 250.604 140.095 137.972 429.707 457.054 985.726 Mặt cắt xi AMi Xe tải Xe hai trục DC iM WD iM Lan iM truck iM tan dem iM CDI i M m m2 y1 y2 y3 y1 y2 knm kNm kNm kNm kNm kNm 1 1.1 5.445 0.990 0.560 0.130 0.990 0.870 75.973 35.393 29.877 116.956 104.357 258.198 2 2.2 9.680 1.760 0.900 0.040 1.760 1.520 135.063 62.920 53.114 197.442 184.028 448.539 3 3.3 12.705 2.310 1.020 0.000 2.310 1.950 177.270 82.583 69.712 246.280 239.012 575.845 4 4.4 14.520 2.640 0.920 0.060 2.640 2.160 202.594 94.380 79.671 264.362 269.309 645.954 5 5.5 15.125 2.750 0.600 0.600 2.750 2.150 211.035 98.313 82.991 258.470 274.920 667.258 Bảng giá trị momen ở TTGH cường độ I Bảng giá trị momen ở TTGH sử dụng I Biểu đồ bao momen cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ I https://dethilop3.com/
BTL KCBTCT 2021 13 Mặt cắt xi Vi V1,i Xe tải Xe hai trục DC iV WD iV Lan iV truck iV tan dem iV CDI iV m m2 m2 y1 y2 y3 y1 y2 kNm kNm kNm kNm kNm kNm 0 0.0 5.5 5.500 1.0 0.609 0.218 1.0 0.891 91.129 50.944 45.070 183.543 158.440 370.685 1 1.1 4.4 4.455 0.9 0.509 0.118 0.9 0.791 72.903 40.755 36.506 158.787 141.682 308.951 2 2.2 3.3 3.520 0.8 0.409 0.018 0.8 0.691 54.677 30.566 28.845 134.030 124.924 248.118 3 3.3 2.2 2.695 0.7 0.309 0.000 0.7 0.591 36.452 20.378 22.084 111.455 108.166 190.368 4 4.4 1.1 1.980 0.6 0.209 0.000 0.6 0.491 18.226 10.189 16.225 89.365 91.408 136.047 5 5.5 0.0 1.375 0.5 0.109 0.000 0.5 0.391 0.000 0.000 11.267 67.275 74.650 85.917 Mặt cắt xi Vi V1,i Xe tải Xe hai trục DC iV WD iV Lan iV truck iV tan dem iV CDI iV m m2 m2 y1 y2 y3 y1 y2 kNm kNm kNm kNm kNm kNm 0 0.0 5.5 5.500 1.0 0.609 0.218 1.0 0.891 76.740 35.750 27.110 110.402 95.302 250.001 1 1.1 4.4 4.455 0.9 0.509 0.118 0.9 0.791 61.392 28.600 21.959 95.511 85.222 207.462 2 2.2 3.3 3.520 0.8 0.409 0.018 0.8 0.691 46.044 21.450 17.350 80.620 75.142 165.464 3 3.3 2.2 2.695 0.7 0.309 0.000 0.7 0.591 30.696 14.300 13.284 67.041 65.062 125.321 4 4.4 1.1 1.980 0.6 0.209 0.000 0.6 0.491 15.348 7.150 9.759 53.753 54.982 87.240 5 5.5 0.0 1.375 0.5 0.109 0.000 0.5 0.391 0.000 0.000 6.777 40.466 44.902 51.680 Bảng giá trị lực cắt ở TTGH cường độ I Bảng giá trị lực cắt ở TTGH sử dụng I Biểu đồ bao lực cắt cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ I 370.685 308.951 248.118 190.368 136.047 85.917 -85.917 -136.047 -190.368 -248.118 -308.951 -370.685 -500.000 -400.000 -300.000 -200.000 -100.000 0.000 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 https://dethilop3.com/
2. Tinh toán cốt thép dọc chịu kéo và bố trí
ả sử chiều cao khối ứng suất chữ nhật đi qua bản cánh hay fah , ta tính
BTL KCBTCT 2021 14 3.TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CỐT THÉP DỌC TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM ❖ Số liệu
toán: w 1500;220;194,06;1000 3 974.900 '0;420; f cyu kNm bmmbmmhmmhmm fMPafMPaM ==== === ❖ Tính toán
113 5 0,85;1.6;0.67 420 0.0021 210 y === ==
tính
1. Tra bảng
Giả
Gi
như
ậ
ả
ử
ế
ện
kiểm soát kéo, tức 0.90 = . Ta có: 0.85'() 2 u ncs M a Mfbad ==− Thay số vào phương trình ta có: 610 0.85301500(900)20.9 3 8 2.3 9 9 5.726 9 a a amm −= = Do fah nên điều gải sử đúng, ta tính như tiết diện hình chữ nhật kích thướcbh . Diện tích cốt thép cần thiết As là: 2 0,85' 0.853032.3991500 2950.6 420 c s y fab Amm f === Các phương án thiết kế cốt thép chịu kéo Phương án Thanh số Ab(mm2) Số thanh As(mm2) 1 19 284 12 3408 2 22 387 8 3096 3 25 510 4 3225 https://dethilop3.com/
sử 0,90,91000900 s dhmm ===
đối với tiết diện hình chữ nh
t bh
. Gi
s
ti
t di
là
BTL KCBTCT 2021 15
+ Số
S
ố
:
a.
+ Chiều dày lớp bê tông bảo vệ côt thép đai: 22.2 509.529.425 2 c cmmmmOK =−−=→ + Khoảng cách trống giữa các cốt thp trong cùng một lớp: max 7522.252.8 1,51,522.233.3 max1,51,5203038 38 52.838 c b cr ccr smm dmm sDmmmm mm smmsmmOK =−= == ==== ==→ + Khoảng cách giữa các lớp cốt thép: 6522.242.8 c smm =−= > 22,2 b dmm = https://dethilop3.com/
Từ bảng trên ta chọn phương án 2 :
thanh bố trí :8 +
ố hiệu thanh : #22 + Tổng diện tích cốt thép thực tế : 3408 mm2 B
trí thành 3 hàng 3 cột như hình vẽ
3. Tính duyệt tiết diện cốt thép vừa bố trí
Duyệt lại bố trí cốt thép
BTL KCBTCT 2021 16 42.8 c smm = > 25mm OK → b. Duyệt sức kháng uốn 893. 116195011618857748 1 20 2 6 5 309 s dmm ++ == Giả sử a ≤hf và cốt thép chịu kéobị kéo chảy, ta tính toán như mặt cắt hình chữ nhật. 3096420 33.995 0.85'0.85301500 sy c Af amm fb === < 194.06 f hmm = Vậy giả sử khối ứng suất chữ nhật đi qua cánh là đúng. 1 9 33.9 0 3.9 95 ,8 4 5 9 a cmm === 893.12539.994 0.064 , 399 000 . 3 94 s == > 0.0021 ys A =→ đã chảy. + Tính sức kháng uốn danh định: 0,85'() 2 ncs a Mfabd=− 6 33.995 893.125 3 0,852833.99515( 119.24 0 9 0)10 2 5 kNm =− = 8 950 0.0030.003 9 39.994 0.6 39.94 0 t t dc c === > 0.005 tl = →Vậy tiết diện là khống chế kéo hay 0,9 = + Sức kháng uốn có hệ số; 1238.0591025.321 0,9 rn MMkNm === > 985.726 u MkNmOK =→ c. Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu 0.63'0.63283.33 rc ffMPa === + Trục trung hòa của tiết diện bê tông: ( ) ( ) 2 222 ww ww ()1500250250194,061000 2222 ()1500250194,06250 301.55 0 2 100 f f h h bbb x bbhbh mm −+−+ == −+−+ = + Momen quán tính của tiết diện bê tông khi chưa nứt: https://dethilop3.com/
BTL KCBTCT 2021 17 ( ) ( ) ( ) 2 32 3 wwww 2 33 2 4 122122 194,06194,061000 1500250(1500250)194,06250 12212 10 301.552 301.552 415867327 00 2501000 2 18 ff gf hh hh Ibbbbhxbbhx mm =−+−−++− =−+−−++ +− = + Momem chống uốn của tiết diện bê tông đối với thớ chịu nén tại đáy dầm: 3 ()(1 41586732187 59541643 301.552 000) g nc I Smm hx === + Momen nứt: 6 31 0,671,63,451022 3 0 5 . 9 20 5164 9 4 crrnc MfSkNm === 1,33Mu = 1,33 × 982.417= 1305,285 kNm 1,33;220.209 ucr MinMMkNm = Điều kiện kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: 1025.321 r MkNm = > 220.209kNm OK → https://dethilop3.com/
4.
VẼ BIỂU ĐỒ
VẬT LIỆU
lượng cốt thép tối thiểu : min;1,33 rcru MMM nên khi 1,33 ucr MM thì điều kiện lượng cốt thép tối thiểu là 1,33 ru MM . Điều này có
nghĩa là khả năng chịu lực của dầm phải bao ngoài đường 1.33Mu khi ucr MM 282,610 cr MkNm =
Nội suy từ biểu đồ bao momen xác định vị trí ucr MM = và 1,33 ucr MM = suy ra
được 1 412.17 xmm = và 2 629.56 xmm = (kể từ gối).
Xác định điểm cắt lí thuyết:
Điểm cắt lí thuyết là điểm tại đó không yêu cầu về uốn không cần côt thép
dài hơn. Để xác định điểm căt lí thuyết ta chỉ cần vẽ biểu đồ momen tính toán Mu và
xác định điểm giao với biểu đồ Mr
BTL KCBTCT 2021 18
TÍNH TOÁN
BAO
Tính toán monmen kháng tính toán của dầm khi bị cắt hoặc uốn cốt thép Số lần cắt Số thanh còn lại As còn lại ds(mm) a(mm) Vị trí khối ƯS chữ nhật s t ∅ r M (kNm) 0 8 3096 893.125 33.995 Cánh nén 0.064 0.068 0.9 1,025.321 1 7 2709 894.286 29.746 Cánh nén 0.074 0.078 0.9 900.520 2 5 1935 898.000 21.247 Cánh nén 0.105 0.111 0.9 649.054 Hiệu chỉnh biểu đồ bao momen Do điều kiện về
https://dethilop3.com/
Xác định điểm cắt thực tế
Từ điểm cắt lí thuyết là này cần kéo dài về phía momen nhỏ hơn một đoạn là
Chiều dài l1 lấy bằng trị số lớn nhất trong các trị số sau đây.
+ Chiều cao hữu hiệu của tiết diện : de = 898.000mm
+ 15 đường kính đường kính danh định : 1522.2 =333mm
+ 1/20 lần chiều dài nhịp: 1/2011000 = 550mm
Chọn l1 = 900mm
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 bám dính với bê tông để nó đạt được cường độ như tính toán.
Chiều dài khai triển ld của thanh kéo được lấy như sau :
y lbb c
420 0,910,9122.21549.113 '30
1 rl = Hệ số điều chỉnh do vị trí cốt thép.
1 cf = Hệ số điều chỉnh do sơn phủ cốt thép. w 1 l = Hệ số điều chỉnh cốt thép đặt trong bê tông nhẹ
bC lấy bằng giá trị nhỏ nhất giữa hai thông số: khoảng cách từ tim thanh hay thép sợi được triển khai đến mặt bê tông gần nhất (50mm) và khoảng cách từ tim đến tim các thanh được triển khai (60mm) theo sơ đồ bố trí cốt thép tại bầu.
trA là tổng diện tích mặt cắt của cốt thép đai bố trí theo khoảng cách s và nó cắt ngang qua mặt cắt có khả năng nứt tách dọc theo cốt thép được triển khai.
Atr = 0 nên ktr = 0.
BTL KCBTCT 2021 19
)
ll f ldmm f = ===
(
w
ddbrlcflrcer
0,41,0
=
22.2;50bb dmmCmm ==
b rc btr d Ck
+
( ) 1,58 tr tr A k sn =
22.2
b btr d Ck == ++ https://dethilop3.com/
0,40,4441,0 500
BTL KCBTCT 2021 20 er = 2950.6 0,953 3096 CT s BT s A A == ( ) w 1549.1131110.4440.953655 ddbrlcflrcerll mm = == Vậy 1 900 lmm = > 655 b lmm = Vậy chọn chiều dài triển khai cốt thép là 900mm https://dethilop3.com/
5.TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP ĐAI
Biểu thức kiểm toán ∅Vn >Vu
Vn là sức kháng cắt danh định được lấy bằng giá trị nhỏ hơn trong các giá trị 0,25'()
Trong đó: 0.083' (cotcot)sin
bv : bề rộng bản bụng hữu hiệu, lấy bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao dv , vậy nên bv = bw = 200mm.
s : bước cót thép đai (mm)
��: Hệ số chỉ khả năng bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo
��: Góc nghiêng của ứng suất nén chéo
�� ,�� được xác định bằng cách tra đồ thị và tra bảng
∅: là hệ số sức kháng cắt
Av : Diện tích cốt thép bị cắt trong cự li s(mm)
Vc : Khả năng chịu lực cắt của bê tông
Vs : Khả năng chịu lực cắt của cốt thép(N)
Vu : Lực cắt tính toán(N)
dv : chiều cao chịu cắt hữu hiệu, xác định bừng 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)
BTL KCBTCT 2021 21
ncu
= =+
V s
= + =
ncvv
VfbdN VVV
ccvv vvv s Vfdb Afd
dv = Max 0,90,9808.2 0,710,711000710 /2/2887.3 898 898.0002124 8 7 e dmm hmm damm == == −=−= = 887.38mm ➢ Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả năng chịu lực của bê tông vùng chịu nén Với dv = 887.38mm 310.712 297.951 u u VkN MkNm = = 3 310.712896.6710278.606 uv Vd == kNm < Mu =297.591kNm → OK https://dethilop3.com/
➢ Khoảng cách yêu cầu giữa các côt thép đai
v : Diện tích cốt thép đai (mm2)
ọn cốt thép đai là thanh số 10, db = 9.5mm Diện tích mặt ngang của c
BTL KCBTCT 2021 22 ➢ Tính β và θ Tính ứng suất cắt 3 2 310.71210 1.921/ 0.9896.67200 u vv V vNmm db === Tính tỉ số ứng suất ' 1.921 0.0686 28 c v f == <0.25 Biến dạng thực của cốt thép chịu kéo 6 3 5 297.95110 310.17210 896.67 0.0019 2101704 u u v s ss M V d e EA + + === 4.84.8 1.979 175017500.0019 2935002935000.001935.65 s s === ++ =+=+= ➢ Khả năng chịu lực cắt của bê tông '3 0.0830.0831.92128896.67200153.310 ccvv VfdbN === ➢ Yêu cầu về khả năng chịu lực cắt cần thiết của côt thép đai: 3 3 310.71210 153.310191935.6 0.9 ct snc VVVN =−=−=
ốt thép đai Av = 2×71 = 142mm2 cot 142420896.67cot(35.65) 388.46 191935.6 vyv yc s Afd smm V === ➢ Lượng cốt thép đai tối thiểu ' ' max1 0.083 0.083 142420 679 0.08328200 vy v vc y cv Af bs Afs f fb smm == ➢ Khoảng cách tối đa của cốt thép đai v = 2 1.921/Nmm < 0.125fc ’ = 0.125 × 28 =3.5MPa ➢ Bước cốt thép đai thỏa mãn https://dethilop3.com/
A
Ch
BTL KCBTCT 2021 23 max1 max2 388.46 679 600 yc d smm ssmm smm = = = Chọn bước cốt thép đai sd =200mm ➢ Kiểm tra điều kiện cốt thép dọc không bị chảy do cắt Khả năng chịu cắt của cốt thép đai 63 cot 142420896.67cot(35.65) 372794 200 1704420715680 0.5cot 297.95110310.71210 0.5372794cot(35.65) 896.670.90.9 590662 vyv chon s sy uu s v Afd VN s AfN MV V d N === == +− =+− = syAf > 0.5cot uu s v MV VOK d +− https://dethilop3.com/
6.KIỂM SOÁT NỨT
Tại một mặt cắt bất kì thì tùy thuộc và giá trị nội lực bê tông có thể bị nứt hay không. Vì thế nên để tinh toán kiểm soát nứt ta phải kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không.
Để xem mặt cắt có bị nứt hay không ta giả thiết tiết diện chưa nứt và chấp nhận giả thiết phân bố trên mặt cắt là phân bố ứng suất tuyến tính và tính ứng suất lớn nhất trong thớ bê tông chịu kéo ngoài fct.
➢ Kiểm tra xem tiết diện đã nứt hay chưa
Có: 4
x I mm mm
=
301.552 41586732187 nocrack g
= Tính ứng suất kéo của bê tông 610
M fhxMPa I =−=−=
()(1000301.55 667.258 11.207 4158672 2 3187 ) a ct g
Do 11.207 ct fMPa = > 3.45 r fMPa = → Mặt cắt đã nứt
➢ Kiểm tra điều kiện khống chế nứt
tra điều kiện khống chế nứt theo 6.8
định vị trí trục tung hòa của của tiết diện đã nứt
BTL KCBTCT 2021 24
Ki
123000 1 0.7() e
sss c
sd f d hd =− =+ Xác
Giả sử
ục
hòa đi qua
toán như
ệ
hình
ữ nhật: 5 20.33 210 6.38 0.0017245030 s c E n E === Chọn n=7 Có: 2 '' 2 893.125 0 (1)()()0 2 7507396()0 146.85 ssss x bnAxdnAdx xx xmm +−−−−= −−= = Do 146.85 xmm= < 194.06 f hmm= Điều giả sử là đúng. Xác định moomen quán tính của tiết diện đã nứt đối với trục trung hòa 3 ''2244(1)()()1365311.28510 3 crssss bx InAxdnAdxmm =+−−+−= Úng suất cốt thép ở trạng thái giới hạn sử dụng 6 4 10 ()7(146.85)255.305 1365311 1 .2850 667.258 893.25 1 a ss cr M fndxMPa I =−=−= https://dethilop3.com/
ểm
c
s c
tr
trung
cánh, tính
tiết di
n
ch
BTL KCBTCT 2021 25
Tính toán các thông số ; s s Có 50 c dmm = ; hệ số phơi nhiễm 1 e = ( loại 1) 50 111.0752 0.7()0.7(100050) 123000 123000 448.083 1.0752255.304 c s c e sss d hd smm f =+=+= === Do khoảng cách cốt thép chịu kéo theo bố trí là 65mm<503.14mm Kết luận: Vậy kiểm soát nứt được đảm bảo. Tính bề rộng vết nứt: 2 1 2 w 66 3 3 100050 1.127 893.12550 2 225050 3125 8 w11.01011.01.127255.30431255010 0.15 s c sc h hx hdx bd Amm n fAd mm ==== === == = https://dethilop3.com/
min(;0.6)min(255.304;252)255.304sssy fffMPa ===
T
A NH
P
BTL KCBTCT 2021 26
KIỂM TRA ĐỘ VÕNG
Ạ
Ữ
Ị
Có: 44 2 4 0.33 1365311.28510 0.0017245 41586732187 301. 00339 552 6. 134.54 67258 g cr nocrack a c I Imm xmm a m MMPa EMP m = = = = == Xác định momen nứt của mặt cắt bê tông 6 1 41586732187 205.457 3.450 ()(1000301.552) g crr nocrack I MfkNm hx === 33 1 crcr egcrg aa MM IIII MM =+− ➢ Độ võng do tĩnh tãi giữa nhịp Momen quán tính hữu hiệu cho tĩnh tải tại giữa nhịp: ( ) W W 211.03598.313309.348 SDISDI DCD aDCD MPa MMM + =+= += ( ) 3 3 1 (W) W 1 crcr egcr aDCD aDCD MM III MM + + =+− 3 4 3 4 205.457205.457 41586732187113653112847 309.348309.3 1 48 21840156269 0 mm = +− = ( ) 4 4 W 1 1 13.95275 5.69 31349.542184015 ww 55( 5 6269 6.5)11000 84384 DCD ce mm L EI + + === ➢ Độ võng do hoạt tải giữa nhịp Độ võng do xe tải thiết kế : Độ võng do xe tải thiết kế được tính theo sơ đồ sắp xếp sao cho mặt cắt giữa nhịp cách đều hợp lực của xe tải và trục giữa của xe hay: https://dethilop3.com/
7.
I GI
Hợp lực của xe tải cách trục sau xe
1 (1454.3358.6) 2.84 14514535 Lm +
Khoảng cách trục giữa đến hợp lực 1 4.32.841.46 Lm
Khoảng cách từ trục giữa đến giữa nhịp là 1.46/2 = 0.7
Momen liên quan đến độ võng do hoạt tải gồm momen tĩnh tải và momen do xe tải thiết kế trong phần tính nôi lực ở trang thái giới hạn sử dụng.
BTL KCBTCT 2021 27
== ++
=−=
()W
kNm MMMM ++ ++ =+ = += 3 4 3 2 205.457205.457 41586732187113653112847 567.818567.818 14976724746 e I mm +− = = Độ võng do tải trọng tập chung được tính bằng công thức 22 2 286 i Pi ce Pa La EI =− 3m Trong đó a là khoảng cánh từ lực tập chung đến gối gần lực hơn 11 2 33 1.33145;1.93 1.33145;24.77 1.3335;0.47 Pmgfam Pmgfam Pmgfam == == == Độ võng do các trục lần lượt là 322 3 1 322 3 2 3 1 1.33145100.51.93111.93 1000 286 1.33145100.54.7 6 2.874 30643.84 0 14976724746 5.551 30643.84149767247 1 7114 7 .77 1000 286 1.3335100. 46 30643.84492 5.4 64 7 74 2 7 P P P mm mm =−= =−= = 22 3 0.176 110.47 1000 86 mm −= Độ võng do xe tải thiết kế là: 123 8.601 TruckPPP mm =++= Độ võng do tải trọng làn: 4 4 2 550.59. 4 3(11 1888 31349.54197672474 3 6 000) 38484 l lan ce mm mgfLLL EI = == 2 . 1. 0.250.2585774.027 883 TruckLan truckLan mm + =+=+= Vậy độ võng do xe tải thiết kế là khống chế Do 2 8.601 truck mm = < 11000 13.75 800800 L mmOK== https://dethilop3.com/
211.03598.313258.470567.818 SDISDISDI aDCDWTruckDCDTruck
BTL KCBTCT 2021 28 Độ võng do từ biến: ' 1 3.01.23.03.05.69417.082 s s A mm A =−=== Độ võng tổng cộng là: 12 17.0828.60225.684 truck mm =+=+= https://dethilop3.com/
cà các lớp phủ, hoạt tải xe HL-93.
❖ Tĩnh tải
hình đơn giản để tính momen tĩnh tải là dầm hai đầu ngàm. Chiều dài nhịp
BTL KCBTCT 2021 29 8.TÍNH BẢN MẶT CẦU
Tính
ộ
ự
bả
mặt cầu
Bản mặ
cầu khi chưa lắp ráp Sơ đồ tính toán như sau: Dầm một đầu ngàm, 1 đầu tự do, chịu tải phân bố đều là trọng lượng bản thân Có 1 1 10.18124.54.41/ 1500200 650 22 DCfc ctw whkNm bb smm === === Momen âm danh định lớn nhất tại ngàm trên 1mm rộng bản 2 2 11 1 w 4.41650 931.6125/ 22000 DC DC s MNmmmm === Lực cắt : 3 111 4.41650102.87/ CDDC VwsNmm === 8.1.2.
Sơ đồ
đương
8.1.
n
i l
c trong
n
8.1.1.
t
Bản mặt cầu khi đã lắp ráp
tính là dầm liên tục trên các gối là các dầm chủ. Tải trọng gôm tĩnh tải mặt
=−=−= Tả
ọng: 2 2 w 6.5 w3.82/3.82/ 1.7 DW DW kNmNmm s ==== Momen âm: 2 2 22 2 w 3.821700 919.98/ 12121000 DW DW s MNmmmm === Momen dương: 2 2 22 2 w 3.841700 459.99/ 24241000 DW DW s MNmmmm + === Lực cắt: 22 2 w 3.841700 3.264/ 221000 DW DW s VNmm === https://dethilop3.com/
Mô
2w 19002001700 ssbmm
i tr
❖ Hoạt tải
Momen tra bảng phụ lục A của TCVN 11823-4:2017 ta có:
Momen dương danh định đã có hệ số xung kích: 21440/ h Nmmmm
Momen âm danh ddinhj lớn nhất đã có hệ số xung kích: 20140/ h Nmmmm
Lực cắt lớn nhất:
1451000145000
8.1.3. Tổ hợp nội lực ❖ Nôi lực ở trạng thái giới hạn cường độ
Momen âm lớn nhất
u ucs
+++ =+= =+= 8.2. Tính toán thiết kế cốt thép trong bản mặt cầu 8.2.1. Thiết kế cốt thép chịu momen âm Số liệu đầu vào : 1 bmm = ; h = 180mm; ' 30 c fMPa = ; 420 y fMPa = ; Ma=23559.23Nmm/mm. Chọn ds = 140mm, giả định tiết diện là khống chế kéo ' 23559.23 0.850.85301140 20.92 7.548
=
BTL KCBTCT 2021 30
M + =
M =
E ===
( ) ( ) 1 1W2 1.251.51.75
CDDCDh MMMkM Nmmmm =++ =++= Momen duong lớn nhất: ( ) ( ) W2 1.51.75 0.951.5459.991.750.652144023824.09/ CDDh MMkM Nmmmm +++ =+= =+= Lực cắt lớn nhất: ( ) 12 (1.251.51.75) 0.951.252.871.53.2641.750.6596.42112.25 CDDCDWh VVVkV N =++ =++= ❖ Nội lực ở trạng thái giới hạn sử dụng Momen âm lớn nhất ( ) ( ) 1 1W2 1.01.01.01.0 1.01.0931.6131.0919.981.00.652014014952.59/ CDDCDh MMMkM Nmmmm =++ =++= Momen dương lớn nhất ( ) ( ) W2 1.01.01.0 1.01.0459.991.00.652144014359.99/ CDDh
M
1.331.3396.42/ 22000 h VNmm https://dethilop3.com/
0.951.25931.6131.5919.981.750.652014023559.23/
MMkM Nmmmm
Rfabdaaa amm
==−=−
Ki
tra điều kiện kiểm soát nứt: S
liệu đầu vào: b=1mm; h =180mm; ' 30 c fMPa = ; 420; y fMPa
Ki
m tra xem tiết diện đã nứt hay chưa:
BTL KCBTCT 2021 31 Vậy có ' 2 0.85 0.85307.5481 0.4583/ 420 ct c s y fab Ammmm f === Chọn thép thanh số 16 bước 200mm ta có : As=199/200=0.995mm2/mm ❖ Tính duyệt: Sức kháng uốn ' 1 0.995420 16.39 0.85301 0.85 16.39 19.28 0.85 14019.28 0.0030.0030.01880.0021 19.28 sy c s sy Af amm fb a cmm dc c === === ==== Vậy cốt thép đã bị kéo chảy Có 0.0187 ts == > 0.005 mặt cắt là khống chế kéo 0.9 = ' 16.39 0.850.90.852816.391140 22 46273/ rcs a Mfabd Nmmmm =−=− = Có 46273/ r MNmmmm = > 23559.23/ u MNmmmm = Vậy tiết diện chịu đủ momen Lượng cốt thép tối thiểu: 2 31 1180 0.671.23.3314457.53/ 6 crrnc MfSNmmmm === 46273/ n MNmmmm = > ( ) min;1.3314457.53/ cru MMNmmmm = Vậy tiết diện thỏa mãn điều kiện cốt thép tối thiể
u.
A
ểm
ố
=
s = 0.995mm2; ds = 140mm; Ma = 14953.59Nmm
22 14953.596 2.77 1180 6 a ct M fMPa bh === > 0.8fr = 0.8×3.33 = 2.67Mpa Vậy tiết diện đã nứt. https://dethilop3.com/
ể
Khoảng cách giữa các cốt thép chịu kéo thiết kế là 200mm<660.7mm Vậy điều kiện kiểm soát nứt được đảm bảo.
8.2.2. Thiết kế côt thép chịu moomen dương Momen dương của bản xấp xỉ bằng momen âm do vậy để đơn giản trong việc chế tạo chọn cốt thép chịu momen duong lấy giống cốt thép chịu momen âm. Sử dụng thép thanh số 16 bước a = 200mm; ds=40mm.
8.2.3. Thiết kế cắt
a
BTL KCBTCT 2021 32 Trục trung hòa khi tiết diện đã nứt ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 5 20.33 2 33 2 4 0 2 210 6.387 0.0017245030 170.9951400 2 37.74 37.74 70.99514037.74 33 90751.5 14953.59 714037074117.94 90751.5 min ss s c crss a ss cr sss x bnAdx E nn E x x xmm bx InAda mm M fndxMPa I ff −−= ==== −−= = =+−=+− = =−=−= = ( ) ;0.6117.94 y fMPa = Tính các thông số: Kết cấu nằm trong điều kiện phơi nhiễm loại 1 1.0 e = ( ) 40 111.408 0.70.7(18040) 123000 123000 280660.7 1.408117.94 c s c e c sss d hd sdmm f =+=+= =−=−=
140131.81 22 0.083 vs ccvv
ddmm Vfbd =−=−= = Lấy 2 = ;
= https://dethilop3.com/
' 16.39
45
8.2.4. Thiết kế côt thép phân bố trong bản Theo TCVN 11823-9:2017 Phân bố cốt thép ₊ Phải bố trí cốt thép ở hướng phụ dưới đáy bản với số lượng bằng tỷ lệ phần trăm của cốt thép ở hướng chính chịu momen dương, theo quy định dưới đây.
₊ Trường hợp cốt thép chính song song với làn xe: 1750/ S ≤ 50%
₊ Trường hợp cốt thép chính vuông góc với làn xe: 3840/ S 67%
Trong trường hợp bản mặt cầu vuông góc với làn xe có S = 1900-200=1700mm
Ta có : 3840 93.14 1700 = %> 67%
Vậy chon 67%
Cốt thép phân bố là : 0.67 × 0.995 = 0.667mm2
Chọn thanh thép số 16 bước tối đa 200mm, diện tích cốt thép trên 1mm:
BTL KCBTCT 2021 33
Chọn
( ) ( ) 2 71 0.355/ 200 cot 0.355420131.811 98.26/ 200 0.9115.2698.26192.08/ v vyv s rcs Ammmm Afd VNmm s VVVNmm == === =+=+= 192.08/ r VNmm = > VCD =112.25 N/mm Vậy bản đủ khả
u cắt.
0.0832301131.81119.844/ c VNmm ==
cốt thép đai chịu cắt thanh số 10 bước 200, s=200mm
năng chị
2 199 2000.995 200
== https://dethilop3.com/
mmOK
9.CỐT THÉP KIỂM SOÁT NỨT BỀ MẶT
Cốt thép để chịu các ứng suất co ngót và nhiệt độ phải được đặt gần các bề mặt bê tông phơi lộ trước các thay đổi nhiệt độ hằng ngày và trong bê tông kết cấu khối lớn. Cốt thép chịu nhiệt độ và co ngót phảo được bố trí để đảm bảo tổng cốt thép ở các bề mặt phơi lộ không nhỏ hơn quy định sau.
Có thể bố trí cốt thép chịu co ngót và nhiệt độ bằng loại cốt 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 trên mỗi mm, trên mỗi mặt và trong mỗi hướng phải thỏa mãn: 0.75
s y s A bhf A
bh +
As : diện tích cốt thép trong mỗi hướng và mỗi mặt(mm2/mm)
b : bề rộng tối thiểu mặt cắt cấu kiện (mm)
2()22501000420 s y bh Ammmm bhf == ++
( ) 2
2 71 0.355/ 200 s Ammmm ==
BTL KCBTCT 2021 34
2()
0.2331.27
h : bề dày tối thiểu mặt cắt cấu kiện (mm) , fy : cường độ chảy quy định của thanh cốt thép ≤ 520 MPa
0.750.752501000 0.179/
2 0.179/mmmmOK https://dethilop3.com/
Chọn thanh số 10 bước tối đa là 200mm
>
BTL KCBTCT 2021 35 MỤC LỤC 1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM...........................................................4 2. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 7 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CỐT THÉP DỌC TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM.........14 4. TÍNH TOÁN VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU..........................................................18 5. TÍNH VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP ĐAI 21 6. KIỂM SOÁT NỨT...................................................................................................24 7. KIỂM TRA ĐỘ VÕNG TẠI GIỮA NHỊP ...............................................................26 8. TÍNH BẢN MẶT CẦU 29 9. CỐT THÉP KIỂM SOÁT NỨT BỀ MẶT................................................................34 https://dethilop3.com/
GHICHÚ:
-CốtthéptheotiêuchuẩnASTMA615M,có=420MPa.
-Bêtôngcócườngđộchịunénquyđịnhởtuổi28ngàylàf'=28MPa.
-Kíchthướcghitrongbảnvẽlàmm.
-Khoảngcáchdọctheochiềudàidầmcủathanhsố7giốngthanhsố6.
1/2BIỂUĐỒXÁCĐỊNHVỊTRÍCẮTCỐTTHÉPVÀBIỂUĐỒĐƯỜNGBAOVẬTLIỆU THỰCHIỆN
BẢNGTHỐNGKÊKHỐILƯỢNGVẬTLIỆUDẦM
1/2MẶTCẮTCHÍNHDẦM (TL1:25) MẶTCẮTI-I (TL1:20) MẶTCẮTII-II (TL1:20) MẶTCẮTIII-III (TL1:20)
BÀITẬPLỚNMÔNHỌCKẾTCẤUBÊTÔNGCỐTTHÉP
KIỂMTRA GVHD LỚP BÀITẬPLỚNMÔNHỌC KẾTCẤUBÊTÔNGCỐTTHÉP Ngày08/04/2021 TL1:20TL1:25 Kíhiệu Bảnvẽsố01
21-D22,L=5200 15-D22,L=11400 88-D10,L=11400 916-D10,L=11400 32-D22,L=8420 670-D10,L=370 556-D10,L=840 456-D10,L=1300
TênthanhĐườngkính (mm) Chiềudài (mm) Sốlượng (thanh) T.L.D.V (Kg/m) Khốilượng(Kg)Ghichú 1 D22 11400 53.042173.394 2 D22 8420 23.04251.227 3 D22 5200 13.04215.818 4 D10 1300 560.56040.768 5 D10 840 560.56026.342 6 D10 370 700.56014.504 7 D10 300 1680.56028.224 8 D10 11400 80.56051.072 9 D16 11400 161.552283.085 10 D16 2350 1121.552408.486 TỔNGKHỐILƯỢNGTHÉP(KG):1092.921KG TỔNGKHỐILƯỢNGBÊTÔNG(M6.2645M 4 5 6 89 10 4 5 6 89 10 4 5 6 89 10 I I II II III III 1 23 8 6 4 9 10 5
10112-D16,L=2350
