Tìm hiểu thiết kế dầm chủ

CHÖÔNG 3 – THIEÁT KEÁ DAÀM CHUÛ SOÁ LIEÄU THIEÁT KEÁ Chieàu daøi toaøn daàm Khoaûng caùch ñaàu daàm ñeán tim goái Khaåu ñoä tính toaùn Taûi troïng thieát keá Hoaït taûi HL93 Taûi troïng ngöôøi 3 Kpa Maët xe chaïy Leà ngöôøi ñi Lan can Toång beà roäng caàu Daïng keát caáu nhòp Caàu daàm Daïng maët caét Super T Vaät lieäu keát caáu BTCT döï öùng löïc Coâng ngheä cheá taïo Caêng tröôùc Caáp beâtoâng: Daàm chuû Baûn maët caàu Tyû troïng beâtoâng Cöôøng ñoä chòu keùo tieâu chuaån: Theùp thöôøng G60 , Loaïi coát theùp DUL tao theùp Tao 7 sôïi xoaén ñöôøng kính Dps =15.2 mm Quy trình thieát keá 22TCN 272 - 05 THIEÁT KEÁ CAÁU TAÏO Kích thöôùc maët caét ngang caàu Soá löôïng daàm chuû Nb = 6 Khoaûng caùch giöõa 2 daàm chuû S = 1840 mm Leà ngöôøi ñi khaùc möùc vôùi maët caàu phaàn xe chaïy Boá trí daàm ngang taïi caùc vò trí goái caàu : 2 maët caét Soá löôïng daàm ngang Chieàu daøy trung bình cuûa baûn: Lôùp BT atphan: Taàng phoøng nöôùc Chieàu daøy lôùp mui luyeän trung bình Caáu taïo daàm chuû Ñoaïn caét khaác: Lck = 850 mm Ñoaïn daàm ñaëc: Ldac = 1500 mm Maët caét ngang daàm taïi goái Hình 3.1. Maët caét ngang daàm taïi goái Maët caét ngang daàm taïi ñoaïn caét khaác Hình 3.2. Maët caét ngang daàm taïi ñoaïn khaác Maët caét ngang daàm taïi giöõa nhòp Hình 3.3. Maët caét ngang daàm taïi giöõa nhòp Caáu taïo daàm ngang Hình 3.4. Caáu taïo daàm ngang Dieän tích daàm ngang: Daàm chuû taïi ñaàu daàm Hình 3.5. Caáu taïo ñaàu daàm chính Chieàu cao daàm (cm): H = 1700 mm H' = 800 mm Chieàu cao caùnh daàm: h1 = 90 mm Chieàu cao vuùt treân: h2 = 70 mm Chieàu cao söôøn h3 = 1060 mm Chieàu cao vuùt döôùi: h4 = 200 mm h5 = 50 mm Chieàu cao baàu döôùi: h6 = 230 mm Beà roäng baàu daàm döôùi: b1 = 700 mm b'1 = 782 mm b4 = 195 mm b5 = 272 mm Beà roäng cuûa söôøn: b3 = 100 mm Beà roäng baûn caùnh treân: b6 = 540 mm b7 = 720 mm Tæ leä vuùt söôøn: 1/10 Chieàu cao toaøn daàm (caû baûn maët caàu): h = H + hf = 1900 mm Tính toaùn ñaëc tröng hình hoïc daàm super-t Xeùt caùc maët caét ñaëc tröng goàm Maët caét goái Maët caét caùch goái dv (kieåm tra löïc caét) Maët caét khoâng dính baùm 1 Maët caét khoâng dính baùm 2 Mặt cắt tại vị trí vaùch ngaên (Ltt/3) Maët caét giöõa nhòp Ltt/2 Maët caét treân goái x 0= 0 m Ta seõ quy ñoåi tieát dieän Super-T veà tieát dieän ñôn giaûn hôn ñeå thuaän tieän cho vieäc tính toaùn. Beà roäng baûn caùnh höõu hieäu : (ñieàu 4.6.2.6.1). Dầm giữa Beà roäng caùnh höõu hieäu ñöôïc laáy theo caùc giaù trò nhoû nhaát trong caùc giaù trò sau Moät phaàn tö chieàu daøi nhòp: Ltt/4 = 8625 mm Khoaûng caùch giöõa caùc daàm: S = 1840 mm 12 laàn beà daày trung bình cuûa baûn coäng giaù trò lôùn hôn trong hai giaù trò beà roäng söôøn daàm vaø nöûa beà roäng baûn treân daàm Super Tee 12hf + max(bf/2, bw) hf = 200 ® 12hf + max(bf/2, bw) = 12200 + max(bf/2, bw) >S=1840 mm Neân ta choïn beà roäng baûn caùnh höõu hieäu laø be = S = 1840 mm. Daàm bieân Beà roäng höõu hieäu cuûa baûn laáy baèng nöûa beà roäng höõu hieäu cuûa daàm giöõa coäng giaù trò nhoû hôn trong caùc giaù trò sau : 1/8Ltt = 1/834500 = 4312.5 mm >Sk Sk = 900 mm 6hf + max(bw/2 , bf/2) = 6200+ max(bw/2 , bf/2) >Sk => beà roäng baûn caùnh höõu hieäu laø be = 1840/2+900 = 1820 mm Ta choïn beà roäng baûn caùnh höõu hieäu laø bf = 1820 (mm) ñeå tính cho daàm bieân. Tieát dieän nguyeân khoái Hình 3.6. Quy ñoåi tieát dieän ñaàu daàm Ta quy ñoåi theo nguyeân taéc sau Hình 3.7. Tieát dieän ñaàu daàm ñaõ quy ñoåi Dieän tích nguyeân khoái : Tieát dieän lieân hôïp Tyû leä moñun ñaøn hoài giöõa daàm chuû vaø baûn maët caàu Moñun ñaøn hoài cuûa daàm chuû : Moñun ñaøn hoài cuûa baûn maët caàu : Tyû soá : Ta quy ñoåi theo nguyeân taéc töông töï Hình 3.8. Quy ñoåi tieát dieän lieân hôïp ñaàu daàm Dieän tích cuûa tieát dieän lieân hôïp (chöa tính caùp) Maët caét taïi choã thay ñoåi tieát dieän x1 = 1.368 m Tieát dieän nguyeân khoái Hình 3.9. Quy ñoåi tieát dieän taïi maët caét thay ñoåi Tieát dieän lieân hôïp Hình 3.10. Quy ñoåi tieát dieän lieân hôïp taïi maët caét thaây ñoåi Dieän tích tieát dieän lieân hôïp (chöa tính caùp) Maët caét giöõa nhòp x4 = 17.25 m Ta quy ñoåi theo nguyeân taéc sau Hình 3.11. Quy ñoåi tieát dieän taïi maët caét giöõa nhòp Tieát dieän nguyeân khoái ; Tieát dieän lieân hôïp Hình 3.12. Quy ñoåi tieát dieän lieân hôïp taïi maët caét giöõa nhòp Dieän tích tieát dieän lieân hôïp BAÛNG ÑAËC TRÖNG HÌNH HOÏC TAÏI TÖØNG MAËT CAÉT Mặt Cắt 0 1 2 3 4 5 A (mm2) 670932 1411520 573346 573346 1411520 573346 A' (mm2) 988148 1728736 890562 890562 1728736 890562 Heä soá phaân boá taûi troïng Heä soá laøn nlan = 2 mlan = 1 Phaân boá hoaït taûi theo laøn ñoái vôùi momen vaø löïc caét Daàm: gc = 2450 kg/cm3 Baûn: gcb = 2500 kg/cm3 Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâtoâng laøm daàm: f'c1 = 50 Mpa Modul ñaøn hoài cuûa daàm: 36872.5 Mpa Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâtoâng baûn: f'c2 = 35 Mpa Modul ñaøn hoài cuûa baûn: 31799 Mpa Tyû soá modun ñaøn hoài : Heä soá phaân boá hoaït taûi ñoái vôùi momen trong caùc daàm giöõa Kieåm tra ñieàu kieän aùp duïng coâng thöùc trong baûng 4.6.2.2.2a-1 aùp duïng cho maët caét daàm super T (loaïi c) Vôùi moät laøn thieát keá chòu taûi: Hai hoaëc nhieàu laøn thieát keá chòu taûi: Heä soá phaân boá ngang cho momen daàm trong laø giaù trò lôùn nhaát trong hai giaù trò : Heä soá phaân boá hoaït taûi ñoái vôùi momen trong caùc daàm bieân Do keát caáu coù khoâng thoûa ñieàu kieän aùp duïng phöông phaùp daàm ñôn, maët khaùc ta coù tyû soá giöõa beà roäng phaàn xe chaïy treân chieàu daøi nhòp tính toaùn laø . Moâmen quaùn tính ngang treân 1m daøi: ( chæ goàm baûn maët caàu) Ta coù : Trong ñoù : J : momen quaùn tính cuûa daàm chuû, J = Id = mm4. : moâmen quaùn tính ngang treân 1m daøi, J = = 6.67x108 mm4 d: khoaûng caùch giöõa 2 daàm chuû, d = 1840 mm. l : khaåu ñoä tính toaùn, l = 34500 mm. Vaäy ta aùp duïng phöông phaùp neùn leäch taâm ñeå xaùc ñònh heä soá phaân boá ngang cho daàm bieân. Goïi ñoä cöùng caùc daàm laø nhö nhau: Goïi töông öùng laø khoaûng caùch giöõa daàm 0 vaø daàm 5, daàm 1 vaø daàm 4, daàm 2 vaø daàm Hình 3.13. Khoaûng caùch daàm theo phöông phaùp neùn leäch taâm Tröôøng hôïp khi xeáp 1 laøn xe : Xe 2 truïc vaø xe 3 truïc : Taûi troïng laøn: Ngöôøi boä haønh: ( ñi 1 beân) Hình 3.14. Xeáp taûi, xaùc ñònh ñoä leäch taâm so vôùi tim caàu. Vaäy : Tröôøng hôïp 2 hay nhieàu laøn thieát keá: mlan = 1. Do ta caàn xeáp taûi sao cho ñoä leäch taâm laø lôùn nhaát, neân Heä soá phaân boá hoaït taûi ñoái vôùi löïc caét trong caùc daàm giöõa Kieåm tra ñieàu kieän aùp duïng coâng thöùc trong baûng 4.6.2.3a-1 aùp duïng cho maët caét daàm super T (loaïi c) Vaäy ta seõ duøng caùc coâng thöùc trong baûng Vôùi moät laøn thieát keá chòu taûi: Hai hoaëc nhieàu laøn thieát keá chòu taûi: Heä soá phaân boá ngang cho löïc caét daàm trong laø giaù trò lôùn nhaát trong hai giaù trò : Heä soá phaân boá hoaït taûi ñoái vôùi löïc caét trong caùc daàm bieân Tính toaùn nhö heä soá phaân boá hoaït taûi ñoái vôùi momen cho daàm bieân BAÛNG TOÅNG HÔÏP HEÄ SOÁ PHAÂN BOÁ NGANG Xe taûi thieát keá Taûi troïng laøn Taûi troïng ngöôøi Daàm giöõa Momen 0.47 0.47 0.47 Löïc caét 0.63 0.63 0.63 Daàm bieân Momen 0.4092 0.3540 0.6192 Löïc caét 0.4092 0.3540 0.6192 Heä soá ñieàu chænh taûi troïng: heä soá deûo ñoái vôùi caùc boä phaän vaø lieân keát thoâng thöôøng heä soá dö thöøa ñoái vôùi möùc dö thöøa thoâng thöôøng heä soá quan troïng caàu thieát keá laø quan troïng Heä soá ñieàu chænh cuûa taûi troïng XAÙC ÑÒNH NOÄI LÖÏC TAÏI CAÙC MAËT CAÉT ÑAËC TRÖNG Xaùc ñònh tónh taûi taùc duïng leân 1 daàm chuû : Daàm chuû: Ñoaïn daàm caét khaác: Dieän tích tieát dieän Tyû troïng beâtoâng daàm chuû Troïng löôïng ñoaïn daàm: Ñoaïn daàm ñaëc: Dieän tích tieát dieän Troïng löôïng ñoaïn daàm: Ñoaïn daàm coøn laïi: Dieän tích tieát dieän Troïng löôïng ñoaïn daàm: Tónh taûi daàm chuû coi laø taûi troïng raûi ñeàu suoát chieàu daøi daàm: Baûn maët caàu: Daàm ngang: Vaùn khuoân laép gheùp: Vaùch ngaên: Vôùi daàm coù chieàu daøi 35.2 m , ta duøng 2 vaùch ñöùng moûng daøy 15 cm chia daàm laøm 3 khoang. Vaùch ngaên naøy coù taùc duïng taêng ñoä oån ñònh khi caåu laép daàm. Taûi troïng lan can vaø leà boä haønh Ta giaû thieát taûi troïng lan can, leà boä haønh ñöôïc qui veà boù væa vaø truyeàn xuoáng daàm bieân vaø daàm giöõa laø khaùc nhau, phaàn naèm ngoaøi baûn haång seõ do daàm bieân chòu, coøn phaàn naèm trong seõ chia cho daàm bieân vaø daàm trong chòu theo tæ leä khoaûng caùch töø dieåm ñaët löïc ñeán moãi daàm. Tónh taûi do thanh lan can (ñaõ tính ôû phaàn lan can, tay vòn): Troïng löôïng cuûa moät coät lan can: , moãi coät lan can caùch nhau 2000mm, phaân boá treân chieàu daøi toaøn caàu (35200 mm), neân coù toång coäng 18 coät. Suy ra tónh taûi do coät lan can qui veà löïc phaân boá laø: Tónh taûi boù væa vaø ½ leà boä haønh ñaõ tính ôû phaàn taûi troïng taùc duïng vaøo baûn maët caàu : Tónh taûi lan can tay vòn vaø moät nöûa leà boä haønh. Khoaûng caùch töø tim daàm bieân ñeán meùp trong boù væa laø de = 850 mm Daàm giöõa: Daàm bieân: Vaäy Daàm bieân: Daàm giöõa: Tónh taûi lôùp phuû maët caàu vaø tieän ích coâng coäng Lôùp phuû beâ toâng atfan Lôùp phoøng nöôùc Lôùp mui luyeän Tieän ích vaø trang thieát bò treân caàu Vaäy : Toång tónh taûi taùc duïng leân caùc daàm doïc chuû Daàm giöõa Giai ñoaïn chöa lieân hôïp baûn maët caàu Giai ñoaïn khai thaùc: ñaõ ñoå baûn maët caàu Daàm bieân Giai ñoaïn chöa lieân hôïp baûn maët caàu Giai ñoaïn khai thaùc: ñaõ ñoå baûn maët caàu HOAÏT TAÛI HL93 Xe taûi thieát keá Xe taûi thieát keá: goàm truïc tröôùc naëng 35 KN , hai truïc sau moãi truïc naëng 145KN, khoaûng caùch giöõa 2 truïc tröôùc laø 4300mm, khoaûng caùch hai truïc sau thay ñoåi töø 4300 – 9000 mm sao cho gaây ra noäi löïc lôùn nhaát, theo phöông ngang khoaûng caùch giöõa hai baùnh xe laø 1800mm. Hình 3.15. Ñaëc tröng xe taûi thieát keá Xe hai truïc thieát keá Xe hai truïc: goàm coù hai truïc, moãi truïc naëng 110KN, khoaûng caùch giöõa hai truïc khoâng ñoåi laø 1200mm, theo phöông ngang khoaûng caùch giöõa hai baùnh xe laø 1800mm Hình 3.16. Ñaëc tröng xe 2 truïc thieát keá Taûi troïng laøn Taûi troïng laøn: bao goàm taûi troïng raûi ñeàu 9.3N/mm. xeáp tho phöông doïc caàu, theo phöông ngang caàu taûi troïng naøy phaân boá theo chieàu roäng 3000mm, taûi troïng laøn coù theå xe dòch theo phöông ngang ñeå gaây ra noäi löïc lôùn nhaát. Hình 3.17. Ñaëc tröng taûi troïng laøn thieát keá Taûi troïng ngöôøi ñi boä Laø taïi troïng phaân boá ñöôïc qui ñònh ñoä lôùn laø 3.10-3 Mpa. Taûi troïng xung kích Laø taûi troïng ñöa vaøo taûi troïng xe 3 truïc hay xe hai truïc laáy baèng 25% taïi troïng cuûa moãi xe. ÑÖÔØNG AÛNH HÖÔÛNG MOÂMEN VAØ LÖÏC CAÉT TAÏI CAÙC MAËT CAÉT ÑAËC TRÖNG Caùc maët caét ñaëc tröng Maët caét goái Maët caét caùch goái dv (kieåm tra löïc caét) Maët caét khoâng dính baùm 1 Maët caét khoâng dính baùm 2 Mặt cắt tại vách ngăn Maët caét giöõa nhòp Ltt/2 Xaùc ñònh noäi löïc taïi caùc maët caét ñaëc tröng Taïi maët caét giöõa nhòp: x5 = 17.25 m Chieàu daøi nhòp tính toaùn Ltt = 34.5 m Taûi troïng ngöôøi boä haønh (PL): wPL = 4.5 N/mm Taûi troïng laøn: wlan = 9.3 N/mm Heä soá phaân boá taûi troïng theo phöông ngang: Xe taûi thieát keá Taûi troïng laøn Taûi troïng ngöôøi Daàm giöõa Momen 0.47 0.47 0.47 Löïc caét 0.63 0.63 0.63 Daàm bieân Momen 0.4092 0.3540 0.6192 Löïc caét 0.4092 0.3540 0.6192 Tónh taûi GÑ 1: DCdc = 16.071 N/mm Tónh taûi GÑ 2: DCb = 33.403 N/mm Taûi troïng baûn thaân cuûa lôùp phuû maët caàu vaø caùc boä phaän phi keát caáu (DW): DWb = N/mm Veõ ñöôøng aûnh höôûng M, V Hình 3.18. Xeáp taûi treân ñöôøng aûnh höôûng momen, löïc caét taïi maët caét giöõa daàm. Ñöôøng aûnh höôûng M coù: y = 8625 Dieän tích ñöôøng aûnh höôûng moâmen Ñöôøng aûnh höôûng V coù: y’ = 0.5 y” = 0.5 Dieän tích ñöôøng aûnh höôûng löïc caét Noäi löïc do tónh taûi cuûa daàm bieân: Giai ñoaïn 1 Giai ñoaïn 2 Noäi löïc do tónh taûi cuûa daàm giöõa Giai ñoaïn 1 Giai ñoaïn 2 Noäi löïc do hoaït taûi Xe 3 truïc Xe 2 truïc Taûi troïng laøn Theo 3.6.1.2.4, taûi troïng laøn raûi ñeàu suoát chieàu daøi daàm caàu vaø coù ñoä lôùn laø 9.3 N/mm. Momen do taûi troïng laøn gaây ra taïi caùc maët caét xaùc ñònh baèng phöông phaùp ñöôøng aûnh höôûng : nhaân giaù trò ñoä lôùn taûi troïng laøn vôùi dieän tích ñöôøng aûnh höôûng momen. Löïc caét do taûi toïng laøn gaây ra taïi caùc maët caét xaùc ñònh baèng phöông phaùp ñöôøng aûnh höôûng : nhaân giaù trò ñoä lôùn taûi troïng laøn vôùi dieän tích döông ñöôøng aûnh höôûng löïc caét. Taûi troïng ngöôøi boä haønh Taûi troïng ngöôøi boä haønh phaân boá ñeàu treân toaøn boä beà roäng 1500 mm cuûa leà boä haønh vaø keùo daøi ñeán heát chieàu daøi nhòp daàm. Ta chuyeån töø taûi troïng phaân boá treân dieän tích thaønh taûi troïng phaân boá theo phöông doïc caàu, baèng caùch nhaân giaù trò ñoä lôùn vôùi 1500 mm. Ñöôïc giaù trò ñoä lôùn phaân boá treân chieàu daøi. Tính toaùn momen vaø löïc caét töông töï taûi troïng laøn : Tính toaùn töông töï cho caùc maët caét coøn laïi ta ñöôïc baûng keát quaû. Ñöôøng aûnh höôûng momen taïi caùc maët caét Hình 3.19. Xeáp taûi treân ñöôøng aûnh höôûng momen taïi caùc maët caét ñaëc tröng. Ñöôøng aûnh höôûng löïc caét taïi caùc maët caét Hình 3.20. Xeáp taûi treân ñöôøng aûnh höôûng löïc caét taïi caùc maët caét ñaëc tröng. Baûng tính toaùn momen do hoaït taûi gaây ra taïi caùc maët caét. Mặt cắt 0 Xe 3 trục y1 0.00 145000 0 0 y2 0.00 145000 0 y3 0.00 35000 0 Xe 2 trục y'1 0.00 110000 0 0 y'2 0.00 110000 0 Taûi troïng laøn Ω 0.00 9.3 0 0 Tải trọng người Ω 0.00 4.5 0 0 Mặt cắt 1 Xe 3 trục y1 1314.00 145000 190530000 390320000 y2 1143.00 145000 165735000 y3 973.00 35000 34055000 Xe 2 trục y'1 1314.00 110000 144540000 283800000 y'2 1266.00 110000 139260000 Taûi troïng laøn Ω 22666500.00 9.3 210798450 210798450 Tải trọng người Ω 22666500.00 4.5 101999250 101999250 Mặt cắt 2 Xe 3 trục y1 2739.00 145000 397155000 809765000 y2 2365.00 145000 342925000 y3 1991.00 35000 69685000 Xe 2 trục y'1 2739.00 110000 301290000 591140000 y'2 2635.00 110000 289850000 Taûi troïng laøn Ω 47247750.00 9.3 439404075 439404075 Tải trọng người Ω 47247750.00 4.5 212614875 212614875 Mặt cắt 3 Xe 3 trục y1 4957.00 145000 718765000 1450205000 y2 4209.00 145000 610305000 y3 3461.00 35000 121135000 Xe 2 trục y'1 4957.00 110000 545270000 1067550000 y'2 4748.00 110000 522280000 Taûi troïng laøn Ω 85508250.00 9.3 795226725 795226725 Tải trọng người Ω 85508250.00 4.5 384787125 384787125 Mặt cắt 4 Xe 3 trục y1 7667.00 145000 1111715000 2183500000 y2 6233.00 145000 903785000 y3 4800.00 35000 168000000 Xe 2 trục y'1 7667.00 110000 843370000 1643070000 y'2 7270.00 110000 799700000 Taûi troïng laøn Ω 132255750.00 9.3 1229978475 1229978475 Tải trọng người Ω 132255750.00 4.5 595150875 595150875 Mặt cắt 5 Xe 3 trục y1 8625.00 145000 1250625000 2416125000 y2 6475.00 145000 938875000 y3 6475.00 35000 226625000 Xe 2 trục y'1 8625.00 110000 948750000 1831500000 y'2 8025.00 110000 882750000 Taûi troïng laøn Ω 148781250.00 9.3 1383665625 1383665625 Tải trọng người Ω 148781250.00 4.5 669515625 669515625 Baûng tính toaùn löïc caét do hoaït taûi gaây ra taïi caùc maët caét. Mặt cắt 0 Xe 3 trục y1 1.0000 145000 145000 298208 y2 0.8754 145000 126933 y3 0.7507 35000 26275 Xe 2 trục y'1 1.0000 110000 110000 216172 y'2 0.9652 110000 106172 Taûi troïng laøn Ω 17250.00 9.3 160425 160425 Tải trọng người Ω 17250.00 4.5 77625 77625 Mặt cắt 1 Xe 3 trục y1 0.9606 145000 139287 285388 y2 0.8359 145000 121206 y3 0.7113 35000 24896 Xe 2 trục y'1 0.9606 110000 105666 207504 y'2 0.9258 110000 101838 Taûi troïng laøn Ω 15913.30 9.3 147994 147994 Tải trọng người Ω 15869.11 4.5 71411 71411 Mặt cắt 2 Xe 3 trục y1 0.9130 145000 132385 269936 y2 0.7884 145000 114318 y3 0.6638 35000 23233 Xe 2 trục y'1 0.9130 110000 100430 197043 y'2 0.8783 110000 96613 Taûi troïng laøn Ω 14379.75 9.3 133732 133732 Tải trọng người Ω 14379.75 4.5 64709 64709 Mặt cắt 3 Xe 3 trục y1 0.8261 145000 119785 241676 y2 0.7014 145000 101703 y3 0.5768 35000 20188 Xe 2 trục y'1 0.8261 110000 90871 177914 y'2 0.7913 110000 87043 Taûi troïng laøn Ω 11771.93 9.3 109479 109479 Tải trọng người Ω 11771.93 4.5 52974 52974 Mặt cắt 4 Xe 3 trục y1 0.6667 145000 96672 189871 y2 0.5420 145000 78590 y3 0.4174 35000 14609 Xe 2 trục y'1 0.6667 110000 73337 142846 y'2 0.6319 110000 69509 Taûi troïng laøn Ω 7417.04 9.3 68978 68978 Tải trọng người Ω 7417.04 4.5 33377 33377 Mặt cắt 5 Xe 3 trục y1 0.5000 145000 72500 135708 y2 0.3754 145000 54433 y3 0.2507 35000 8775 Xe 2 trục y'1 0.5000 110000 55000 106172 y'2 0.4652 110000 51172 Taûi troïng laøn Ω 4312.50 9.3 40106 40106 Tải trọng người Ω 4312.50 4.5 19406 19406 Baûng toång hôïp Momen do tónh taûi taùc duïng leân daàm chuû (chöa xeùt ñeán heä soá taûi troïng vaø heä soá phaân boá ngang) DAÀM BIEÂN Mặt cắt Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 MDC MDC MDW Măt cắt 0 0 0 0 Măt cắt 1 364273322 806134073 93793977 Măt cắt 2 759318590 1680366229 195511190 Măt cắt 3 1374203086 3041100911 353833139 Măt cắt 4 2125482158 4703675749 547274294 Măt cắt 5 2391063469 5291405156 615656813 DẦM GIỮA Mặt cắt Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 MDC MDC MDW Măt cắt 0 0 0 0 Măt cắt 1 364273322 656263175 93793977 Măt cắt 2 759318590 1367964106 195511190 Măt cắt 3 1374203086 2475720362 353833139 Măt cắt 4 2125482158 3829200730 547274294 Măt cắt 5 2391063469 4307663531 615656813 Baûng toång hôïp löïc caét do tónh taûi taùc duïng leân daàm chuû (chöa xeùt ñeán heä soá taûi troïng vaø heä soá phaân boá ngang) DAÀM BIEÂN Mặt cắt Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 VDC VDC VDW Măt cắt 0 277225 613496 71381 Măt cắt 1 255310 564998 65738 Măt cắt 2 229000 506775 58963 Măt cắt 3 189187 418669 48712 Măt cắt 4 86391 191182 22244 Măt cắt 5 0 0 0 DẦM GIỮA Mặt cắt Giai đoạn 1 Giai đoạn 2 VDC VDC VDW Măt cắt 0 277225 499439 71381 Măt cắt 1 255310 459957 65738 Măt cắt 2 229000 412559 58963 Măt cắt 3 189187 340833 48712 Măt cắt 4 86391 155639 22244 Măt cắt 5 0 0 0 Baûng toång hôïp Momen do hoaït taûi taùc duïng leân daàm chuû (chöa xeùt ñeán heä soá taûi troïng vaø heä soá phaân boá ngang) Mặt cắt Măt cắt 0 Măt cắt 1 Măt cắt 2 Măt cắt 3 Măt cắt 4 Măt cắt 5 Mtruck 0 390320000 809765000 1450205000 2183500000 2416125000 Mtandem 0 283800000 591140000 1067550000 1643070000 1831500000 Mlaøn 0 210798450 439404075 795226725 1229978475 1383665625 MPL 0 101999250 212614875 384787125 595150875 669515625 Baûng toång hôïp Löïc caét do hoaït taûi taùc duïng leân daàm chuû (chöa xeùt ñeán heä soá taûi troïng vaø heä soá phaân boá ngang) Mặt cắt Măt cắt 0 Măt cắt 1 Măt cắt 2 Măt cắt 3 Măt cắt 4 Măt cắt 5 Vtruck 298208 285388 269936 241676 189871 135708 Vtandem 216172 207504 197043 177914 142846 106172 Vlaøn 160425 147994 133732 109479 68978 40106 VPL 77625 71610 64709 52974 33377 19406 TOÅ HÔÏP NOÄI LÖÏC TAÏI CAÙC MAËT CAÉT ÑAËC TRÖNG THEO CAÙC TTGH Heä soá ñieàu chænh taûi troïng: heä soá deûo ñoái vôùi caùc boä phaän vaø lieân keát thoâng thöôøng heä soá dö thöøa ñoái vôùi möùc dö thöøa thoâng thöôøng heä soá quan troïng caàu thieát keá laø quan troïng Heä soá ñieàu chænh cuûa taûi troïng TTGH cöôøng ñoä I Daàm bieân : Daàm giöõa : TTGH cöôøng ñoä II Daàm bieân : Daàm giöõa : TTGH cöôøng ñoä III Daàm bieân : Daàm giöõa : TTGH Söû duïng Daàm bieân : Daàm giöõa : TTGH ñaëc bieät Daàm bieân : Daàm giöõa : Laäp baûng toång hôïp noäi löïc tính toaùn daàm giöõa vaø daàm bieân Baûng toång hôïp noäi löïc tính toaùn daàm bieân MOMEN DAÀM BIEÂN Mặt cắt Cường độ Sử dụng Đặc biệt Cường độ 1 Cường độ 2 Cường độ 3 Măt cắt 0 0 0 0 0 0 Măt cắt 1 1,825,802,762 1,205,776,484 1,684,082,470 1,237,357,316 1,382,926,849 Măt cắt 2 3,802,224,057 2,513,410,799 3,507,638,170 2,577,272,389 2,881,643,158 Măt cắt 3 6,866,830,826 4,548,732,139 6,336,979,698 4,656,484,356 5,211,046,050 Măt cắt 4 10,564,983,153 7,035,531,432 9,758,251,331 7,171,740,094 8,043,946,210 Măt cắt 5 11,847,300,718 7,914,628,747 10,948,404,267 8,047,291,613 9,038,249,310 LỰC CẮT DAÀM BIEÂN Mặt cắt Cường độ Sử dụng Đặc biệt Cường độ 1 Cường độ 2 Cường độ 3 Măt cắt 0 1,390,590 917,638 1,282,487 942,266 1,052,767 Măt cắt 1 1,291,070 845,097 1,189,133 873,442 972,518 Măt cắt 2 1,172,330 758,009 1,077,628 791,219 876,387 Măt cắt 3 984,856 626,224 902,883 662,555 728,690 Măt cắt 4 547,261 285,961 487,535 355,630 360,618 Măt cắt 5 175,717 0 135,553 95,628 50,205 Baûng toång hôïp noäi löïc tính toaùn daàm giöõa MOMEN DẦM GIỮA Mặt cắt Cường độ Sử dụng Đặc biệt Cường độ 1 Cường độ 2 Cường độ 3 Măt cắt 0 0 0 0 0 0 Măt cắt 1 1,700,573,481 1,009,070,930 1,542,515,755 1,126,385,071 1,206,643,088 Măt cắt 2 3,540,649,501 2,103,383,012 3,212,131,446 2,345,661,139 2,514,030,580 Măt cắt 3 6,391,301,246 3,806,670,169 5,800,528,428 4,236,155,448 4,545,136,191 Măt cắt 4 9,821,166,789 5,887,782,970 8,922,107,631 6,517,092,068 7,011,606,918 Măt cắt 5 11,004,928,963 6,623,467,864 10,003,452,140 7,307,788,969 7,875,313,893 LỰC CẮT DẦM GIỮA Mặt cắt Cường độ Sử dụng Đặc biệt Cường độ 1 Cường độ 2 Cường độ 3 Măt cắt 0 1,475,027 767,938 1,313,406 955,630 969,964 Măt cắt 1 1,374,415 707,231 1,221,916 888,788 897,855 Măt cắt 2 1,254,676 634,350 1,112,887 809,114 811,586 Măt cắt 3 1,061,836 524,064 938,917 682,209 677,713 Măt cắt 4 632,548 239,311 542,665 391,890 351,664 Măt cắt 5 265,266 0 204,634 144,363 75,790 Caên cöù treân caùc giaù trò noäi löïc tính toaùn thì ta seõ choïn nhöõng giaù trò noäi löïc baát lôïi nhaát ñeå tính toaùn. TÍNH TOAÙN VAØ BOÁ TRÍ COÁT THEÙP Tính toaùn dieän tích coát theùp Tính toaùn sô boä soá löôïng coát theùp Duøng loaïi tao ñoä töï chuøng thaáp tieâu chuaån ASTM A416M Grade 270. Loaïi tao theùp DÖL: tao theùp coù ñoä töï chuøng thaáp Cöôøng ñoä tieâu chuaån: Heä soá quy ñoåi öùng suaát: Caáp cuûa theùp: 270 Giôùi haïn chaûy (TCN 5.9.4.4.1): Öùng suaát trong theùp DÖL khi kích (TCN 5.9.3.1): Dieän tích 1 tao caùp: Moâñun ñaøn hoài caùp: Beâtoâng daàm caáp: Moâmen tính toaùn: Ñoái vôùi caáu kieän BTCT chòu uoán vaø chòu keùo DÖL thì heä soá söùc khaùng: dieän tích maët caét ngang coát theùp DÖL. dieän tích maët caét ngang coát theùp DÖL tính theo kinh nghieäm Coù theå tính gaàn ñuùng dieän tích coát theùp theo coâng thöùc kinh nghieäm: Soá tao caùp DÖL caàn thieát theo coâng thöùc treân laø: Vaäy choïn : tao theùp Boá trí coát theùp taïi caùc maët caét ngang daàm Maët caét taïi goái : Hình 3.21. Boá trí coát theùp taïi maët caét goái Maët caét taïi dv : Hình 3.22. Boá trí coát theùp taïi maët caét khaác Maët caét khoâng dính baùm 1 : Hình 3.23. Boá trí coát theùp taïi maët caét khoâng dính baùm 1 Maët caét khoâng dính baùm 2 : Hình 3.24. Boá trí coát theùp taïi maët caét khoâng dính baùm 2 Maët caét taïi 1/3 nhòp : Hình 3.25. Boá trí coát theùp taïi maët caét 1/3 nhòp Maët caét giöõa nhòp : Hình 3.26. Boá trí coát theùp taïi maët caét giöõa nhòp Boá trí coát theùp theo phöông doïc daàm Ñeå giaûm öùng suaát keùo ñaàu daàm neân seõ thieát keá caùc ñoaïn caùp khoâng dính baùm vôùi beâtoâng baèng caùch boïc caùp trong oáng plastic hoaëc oáng cao su cöùng. Caùc caùp ñöôïc ngaên khoâng dính baùm vôùi beâtoâng coù vò trí ñoái xöùng vôùi tim daàm. Soá tao theùp dính baùm taïi caùc maët caét nhö sau Haøng Toïa ñoä X0 X1 X2 X3 X4 X5 A 75 0 7 9 11 11 11 B 125 0 9 11 13 13 13 C 175 0 8 10 12 12 12 D 225 0 2 4 4 4 4 E 275 0 2 2 2 2 2 F 1630 2 2 2 2 2 2 Toïa ñoä caùc nhoùm coát theùp döï öùng löïc tính ñeán ñaùy daàm coù ñôn vò laø mm Tính cho maët caét Dieän tích coát theùp DÖL baàu daàm taïi maët caét Toïa ñoä troïng taâm caùc coát theùp DÖL baàu daàm (tính ñeán ñaùy daàm) Khoaûng caùch töø toïa ñoä troïng taâm coát theùp ñeán thôù treân daàm Ta tính töông töï cho caùc maët caét coøn laïi Maët caét Soá tao X0 2 280 730 70 X1 28 3920 144.6 1555.4 X2 36 5040 145.8 1554.2 X3 42 5880 142.9 1557.1 X4 42 5880 142.9 1557.1 X5 42 5880 142.9 1557.1 Ñaëc tröng hình hoïc cuûa caùc maët caét daàm Modul ñaøn hoài cuûa daàm : 36872.5 MPa Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâtoâng baûn : f'c2 = 35 MPa Modul ñaøn hoài cuûa baûn: 31799 MPa Tyû soá modun ñaøn hoài : Heä soá qui ñoåi töø theùp DÖL sang beâ toâng daàm chính : Trong ñoù : Eps = 197000 MPa Ecd = 36872.5 MPa Tyû soá modun ñaøn hoài : BAÛNG ÑAËC TRÖNG HÌNH HOÏC TAÏI TÖØNG MAËT CAÉT Mặt Cắt 0 1 2 3 4 5 A (mm2) 670932 1411520 573346 573346 1411520 573346 A' (mm2) 988148 1728736 890562 890562 1728736 890562 Quy ñoåi tieát dieän theùp DUL thaønh dieän tích Aps ñaët taïi troïng taâm theùp DUL ôû baàu daàm (boû qua 2 tao theùp phía treân) Maët caét taïi goái x0 Giai ñoaïn 1: Dieän tích nguyeân khoái Moâmen tónh ñoái vôùi truïc x-x (ñaùy daàm) Khoaûng caùch töø troïng taâm ñeán meùp döôùi Khoaûng caùch töø troïng taâm ñeán meùp treân Moâmen quaùn tính Giai ñoaïn 2 : Dieän tích tieát dieän lieân hôïp Moâmen tónh phaàn baûn quy ñoåi ñoái vôùi truïc trung hoøa giai ñoaïn I Khoaûng caùch töø troïng taâm daàm ñeán troïng taâm tieát dieän lieân hôïp Khoaûng caùch töø troïng taâm lieân hôïp ñeán meùp treân Khoaûng caùch töø troïng taâm lieân hôïp ñeán meùp döôùi Moâmen quaùn tính: Maët caét taïi ñoaïn daàm ñaëc x1 Giai ñoaïn 1 Dieän tích nguyeân khoái Moâmen tónh ñoái vôùi truïc x-x (ñaùy daàm): Khoaûng caùch töø troïng taâm ñeán meùp döôùi Khoaûng caùch töø troïng taâm ñeán meùp treân Moâmen quaùn tính Giai ñoaïn 2: Dieän tích tieát dieän lieân hôïp: Moâmen tónh phaàn baûn quy ñoåi ñoái vôùi truïc trung hoøa giai ñoaïn I Khoaûng caùch töø troïng taâm daàm ñeán troïng taâm tieát dieän lieân hôïp Khoaûng caùch töø troïng taâm lieân hôïp ñeán meùp treân Khoaûng caùch töø troïng taâm lieân hôïp ñeán meùp döôùi Moâmen quaùn tính Maët caét giöõa nhòp x5 Giai ñoaïn 1: Dieän tích nguyeân khoái Moâmen tónh ñoái vôùi truïc x-x (ñaùy daàm) Khoaûng caùch töø troïng taâm ñeán meùp döôùi Khoaûng caùch töø troïng taâm ñeán meùp treân Moâmen quaùn tính Giai ñoaïn 2: Dieän tích tieát dieän lieân hôïp Moâmen tónh ñoái vôùi truïc I-I (troïng taâm daàm) Khoaûng caùch töø troïng taâm daàm ñeán troïng taâm tieát dieän lieân hôïp Khoaûng caùch töø troïng taâm lieân hôïp ñeán meùp treân Khoaûng caùch töø troïng taâm lieân hôïp ñeán meùp döôùi Moâmen quaùn tính Baûng toång hôïp ñaëc tröng hình hoïc caùc maët caét ĐTHH 0 1 2 3 4 5 Ag (mm2) 670932 1428544 595235 598883 1437057 598883 K (mm3) 277135409 1305613994 479322512 479778527 1306799633 479778527 ybg (mm) 413.1 913.9 805.3 801.1 909.4 801.1 ytg (mm) 386.9 786.1 894.7 898.9 790.6 898.9 Ig (mm4) 37099824023 392499194007 230652812004 232329384893 397576994947 232329384893 Ac (mm2) 988148 1745760 912451 916099 1754273 916099 K (mm3) 154464949 281070146 315545335 316859838 282525736 316859838 C (mm) 156.3 161.0 345.8 345.9 161.1 345.9 ybc (mm) 569.4 1074.9 1151.1 1147.0 1070.4 1147.0 ytc (mm) 230.6 625.1 548.9 553.0 629.6 553.0 Ic (mm4) 89226664689 597346855504 436471193991 440295492170 604762737309 440295492170 TÍNH TOAÙN CAÙC MAÁT MAÙT DÖÏ ÖÙNG SUAÁT Toång maát maùt öùng suaát (ñoái vôùi DÖL keùo tröôùc): maát maùt öùng suaát do co ngaén ñaøn hoài maát maùt öùng suaát do co ngoùt maát maùt öùng suaát do töø bieán cuûa beâtoâng maát maùt öùng suaát do töï chuøng cuûa coát theùp trong giai ñoaïn thi coâng maát maùt öùng suaát do töï chuøng cuûa coát theùp trong giai ñoaïn khai thaùc Maát maùt öùng suaát do co ngaén ñaøn hoài Ep - Modun ñaøn hoài cuûa caùp DÖL, Ep =197000 Mpa Eci - Modun ñaøn hoài cuûa beâtoâng luùc truyeàn löïc fcgp - Toång öùng suaát beâtoâng ôû troïng taâm caùc theùp DÖL luùc truyeàn löïc vaø töï troïng cuûa caáu kieän ôû caùc maët caét momen max (MPa) Cöôøng ñoä chòu neùn cuûa Beâtoâng ñuû 28 ngaøy : Khoái löôïng rieâng cuûa Beâtoâng : Kg/m3 Moâdul ñaøn hoài beâtoâng : Moâdul ñaøn hoài cuûa beâtoâng theo thôøi gian Cöôøng ñoä cuûa BT sau 5 ngaøy : MPa Trong ñoù: – Thôøi gian tính töø ñuùc daàm ñeán luùc caét caùp ( truyeàn löïc) , - Ñoái vôùi ñieàu kieän xi maêng loaïi I baûo döôõng hôi nöôùc Maát maùt öùng suaát do neùn ñaøn hoài vaø chuøng nhaûo trong giai ñoaïn truyeàn löïc taïi caùc vò trí daàm laø khaùc nhau. Vì vaäy ta chæ xeùt taïi 1 maët caét töôïng tröng, ôû ñaây ta choïn maët caét giöõa nhòp. Tónh taûi taùc duïng leân giai ñoaïn naøy chæ coù troïng baûn thaân daàm chuû. Giaù trò moâmen ôû giai ñoaïn naøy taïi maët caét giöõa nhòp la ø: Voøng 1: Giaû söû:, ÖÙng suaát caêng caùp truyeàn vaøo daàm laø: Thoâng thöôøng ta laáy , nhöng trong voøng laëp ñaàu tieân ta xem nhö 4% rôi vaøo maát maùt vaø , vì vaäy ta laáy Löïc caêng caùp: Khoaûng caùch töø troïng taâm nhoùm caùp ñeán troïng taâm maët caét laø: ÖÙng suaát treân beâtoâng taïi troïng taâm caùp dul: Vì maát maùt öùng suaát gaây döông neân ta coù theå vieát bieåu thöùc döôùi ñaây nhö sau Tính laïi: , ban ñaàu laïi giaû söû Voøng 2 : Vì maát maùt öùng suaát gaây döông neân ta coù theå vieát bieåu thöùc döôùi ñaây nhö sau: Tính laïi : ñeå so saùnh vôùi giaù trò ñaàu voøng laëp. Vaäy voøng laëp hoäi tuï. Giaù trò keát quaû nhö sau: , BAÛNG TÍNH MAÁT MAÙT ÖÙNG SUAÁT DO CO NGAÉN ÑAØN HOÀI ΔfpES (MPa) Mặt cắt 0 1 2 3 4 5 1 ytg (mm) 387 786 895 899 791 899 dps (mm) 0 1555.4 1554.2 1557.1 1557.1 1557.1 e (mm) -386.9 769.3 659.4 658.3 766.5 658.3 Aps2 (mm2) 0 3920 5040 5880 5880 5880 fpj (MPa) 1302 1302 1302 1302 1302 1302 Pi (N) 0 5103840 6562080 7655760 7655760 7655760 Ag (mm2) 670932 1428544 595235 598883 1437057 598883 Ig (mm4) 3.7100E+10 3.9250E+11 2.3065E+11 2.3233E+11 3.9758E+11 2.3233E+11 Mg (Nmm) 0 364273322 759318590 1374203086 2125482158 2391063469 fcpg (MPa) 0.0 -10.6 -21.2 -23.2 -12.5 -20.3 ΔfpES (MPa) 0.000 58.667 117.978 128.780 69.719 112.8 fpi (MPa) 1317.7 1258.4 1247.6 1306.7 1263.6 ΔfpR1 (MPa) 0.0 16.2 13.2 12.7 15.7 13.5 fps (MPa) 1301.5 1245.2 1235.0 1291.0 1250.2 Pi (N) 5101832 6275937 7261535 7591197 7351049 2 fcpg (Mpa) -10.55 -20.20 -21.77 -12.40 -19.21 ΔfpES (MPa) 58.64 112.31 121.03 68.94 106.78 fpi (MPa) 1301.51 1250.90 1242.70 1291.80 1256.17 ΔfpR1 (MPa) 15.39 12.83 12.43 14.89 13.08 fps (MPa) 1302.37 1251.27 1242.94 1292.58 1256.54 Baûng keát quaû tính toaùn Mặt cắt 0 1 2 3 4 5 ΔfpES (MPa) 0.00 58.64 112.31 121.03 68.94 106.78 ΔfpR1 (MPa) 0.00 15.39 12.83 12.43 14.89 13.08 Maát maùt öùng suaát do co ngoùt Theo 22TCN 272-05 : Vôùi daàm caêng tröôùc ta coù coâng thöùc 5.9.5.4.2-1: Trong ñoù: Xem nhö ñoä aåm moâi tröôøng laø: H = 80 % Maát maùt öùng suaát do töø bieán cuûa beâtoâng Theo 22 TCN 272 – 05, coâng thöùc 5.9.5.4.3-1 öùng suaát beâ toâng taïi troïng taâm theùp döï öùng löïc luùc truyeàn löïc (MPa) thay ñoåi öùng suaát beâtoâng taïi troïng taâm coát theùp DÖL do taûi troïng thöôøng xuyeân, tröø taûi troïng taùc duïng vaøo luùc thöïc hieän DÖL (MPa) Maët caét 0 1 2 3 4 5 MDC2 (Nmm) 0 264336723 551003261 997197212 1542366557 1735086938 MDC3 +MDW(Nmm) 0 271295339 565508320 1023448244 1582969072 1780762781 Δfcdp (MPa) 0 0.94 2.88 5.16 5.40 8.98 ΔfpCR (MPa) 0 120.02 222.31 225.18 111.02 167.68 Maát maùt öùng suaát do töï chuøng cuûa coát theùp trong giai ñoaïn khai thaùc Theo 22 TCN 272-05 ta coù: Maët caét 0 1 2 3 4 5 ΔfpR2 (MPa) 39.32 25.09 12.51 11.29 24.39 16.45 Toång maát maùt döï öùng suaát: Baûng toång hôïp maát maùt öùng suaát taïi caùc maët caét BAÛNG TOÅNG HÔÏP MAÁT MAÙT ÖÙNG SUAÁT ΔfpR2 (MPa) Maët caét 0 1 2 3 4 5 ΔfpES (MPa) 0.00 58.64 112.31 121.03 68.94 106.78 ΔfpR1 (MPa) 0.00 15.39 12.83 12.43 14.89 13.08 ΔfpCR (MPa) 0.00 120.02 222.31 225.18 111.02 167.68 ΔfpSR (MPa) 0.00 34.6 34.6 34.6 34.6 34.6 ΔfpR2 (MPa) 39.32 25.09 12.51 11.29 24.39 16.45 ΔfpT (MPa) 39.32 253.74 394.55 404.53 253.84 338.60 Kieåm toaùn daàm Nhaän xeùt : theo nhö qua caùc böôùc tính toaùn noäi löïc ôû beân treân ta nhaän thaáy giaù trò noäi löïc daàm bieân bao giôø cuõng lôùn hôn daàm giöõa. Vì vaäy ta chæ caàn kieåm toaùn daàm bieân. Kieåm tra khaû naêng chòu uoán cuûa daàm trong giai ñoaïn truyeàn löïc Nhaän xeùt : Caùc giaù trò öùng suaát ôû caùc thôù taïi caùc maët caét phaûi thoaû maõn öùng suaát keùo vaø neùn cho pheùp thì luùc ñoù daàm môùi ñaûm baûo khaû naêng chòu löïc. ÖÙng suaát neùn cho pheùp : ÖÙng suaát keùo cho pheùp : Vì caùch tính toaùn caùc maët caét laø töông töï nhau neân ôû ñaây ta chæ tính cho 1 maët caét töôïng tröng laø maët caét giöõa nhòp coøn caùc maët caét coøn laïi thì seõ laäp baûng tính. Taûi troïng Troïng löôïng baûn thaân daàm : Cöôøng ñoä truyeàn vaøo caùp trong giai ñoaïn truyeàn löïc: Löïc truyeàn vaøo caùp: Caùc coâng thöùc tính toaùn cho maët caét giöõa nhòp X5 Thôù treân Gía trò noäi löïc laø aâm coù nghóa laø thôù ñang xeùt laø neùn thì phaûi so saùnh vôùi öùng suaát neùn cho pheùp: thoûa Thôù döôùi Gía trò noäi löïc laø aâm coù nghóa laø thôù ñang xeùt laø neùn thì phaûi so saùnh vôùi öùng suaát neùn cho pheùp: thoûa Maët caét 0 1 2 3 4 5 e (mm) -386.9 769.3 659.4 658.3 766.5 658.3 ytg (mm) 386.9 786.1 894.7 898.9 790.6 898.9 ybg (mm) 413.1 913.9 805.3 801.1 909.4 801.1 Ag (mm2) 670932 1428544 595235 598883 1437057 598883 Ig (mm4) 3.7100E+10 3.9250E+11 2.3065E+11 2.3233E+11 3.9758E+11 2.3233E+11 Mg (Nmm) 0 364273322 759318590 1374203086 2125482158 2391063469 ΔfpES (MPa) 0 58.64 112.31 121.03 68.94 106.78 ΔfpR1 (MPa) 0 15.39 12.83 12.43 14.89 13.08 fps (MPa) 1376 1302 1251 1243 1293 1257 Pi (N) 0 5103840 6305040 7308840 7602840 7391160 ft (MPa) 0.000 3.561 2.590 1.093 2.072 -2.769 fb (MPa) 0.000 -11.867 -22.457 -24.056 -13.758 -20.873 Kieåm tra khaû naêng chòu uoán ôû Traïng Thaùi Giôùi Haïn Söû duïng Ñieàu kieän ñeå khaû naêng chòu uoán thoaû trong giai ñoaïn naøy laø taát caû caùc giaù trò öùng suaát cuûa caùc thôù treân caùc maët caét khaùc nhau khoâng ñöôïc lôùn hôn öùng suaát cho pheùp neùn neáu nhö keát quaû tính laø aâm (laáy giaù trò tuyeät ñoái ñeå so saùnh), vaø khoâng ñöôïc lôùn hôn öùng suaát cho pheùp keùo neáu nhö keát quaû tính toaùn laø döông. Nhö keát quaû tính toaùn treân thì ôû traïng thaùi giôùi haïn Söû Duïng noäi löïc do taûi troïng taùc duïng leân daàm bieân lôùn hôn neân ta kieåm toaùn vôùi giaù trò noäi löïc daàm bieân. Giôùi haïn öùng suaát trong beâtoâng ÖÙng suaát neùn cho pheùp : ÖÙng suaát keùo cho pheùp : Vì caùch tính toaùn caùc maët caét laø töông töï nhau neân ôû ñaây ta chæ tính cho 1 maët caét töôïng tröng laø maët caét giöõa nhòp coøn caùc maët caét coøn laïi thì seõ laäp baûng tính. Taûi troïng Troïng löôïng baûn thaân daàm: Troïng löôïng baûn maët caàu vaø daàm ngang: Troïng löôïng lan can, leà boä haønh. Troïng löôïng lôùp phuû: Hoaït taûi: Cöôøng ñoä truyeàn vaøo caùp trong giai ñoaïn truyeàn löïc: Löïc truyeàn vaøo caùp: Caùc coâng thöùc tính toaùn cho maët caét giöõa nhòp X5: Thôù treân : Gía trò noäi löïc laø aâm coù nghóa laø thôù ñang xeùt laø neùn thì phaûi so saùnh vôùi öùng suaát neùn cho pheùp: thoûa Thôù döôùi: Gía trò noäi löïc laø döông coù nghóa laø thôù ñang xeùt laø keùo thì phaûi so saùnh vôùi öùng suaát keùo cho pheùp: thoûa Maët caét 0 1 2 3 4 5 e (mm) -386.9 769.3 659.4 658.3 766.5 658.3 ytg (mm) 386.9 786.1 894.7 898.9 790.6 898.9 ybg (mm) 413.1 913.9 805.3 801.1 909.4 801.1 ytc (mm) 230.6 625.1 548.9 553.0 629.6 553.0 ybc (mm) 569.4 1074.9 1151.1 1147.0 1070.4 1147.0 Ag (mm2) 670932 1428544 595235 598883 1437057 598883 Ig (mm4) 3.7100E+10 3.9250E+11 2.3065E+11 2.3233E+11 3.9758E+11 2.3233E+11 Mg (Nmm) 0 364273322 759318590 1374203086 2125482158 2391063469 Ic (mm4) 8.9227E+10 5.9735E+11 4.3647E+11 4.4030E+11 6.0476E+11 4.4030E+11 MDC2 (Nmm) 0 264336723 551003260.5 997197211.5 1542366557 1735086938 MDC3 +MDW(Nmm) 0 271295338.5 565508319.8 1023448244 1582969072 1780762781 MLL (Nmm) 0 376327919 782185844 1406601947 2140617045 2384468625 ΔfpT (MPa) 39.32 253.74 394.55 404.53 253.84 338.60 fpf (MPa) 1337.1 1122.7 981.8 971.9 1122.6 1037.8 Pi (N) 0 4400845 4948500 5714588 6600673 6102292 ft (MPa) 0.000 1.763 -2.433 -7.215 -5.702 -15.843 fb (MPa) 0.000 -8.335 -11.577 -8.006 -1.185 1.038 Xaùc ñònh söùc khaùng danh ñònh Ñieàu kieän : Trong ñoù:= 0.9 – Heä soá söùc khaùng - Söùc khaùng uoán danh ñònh cuûa baûn thaân cuûa tieát dieän - Moâmen ngoaïi löïc taùc duïng. Tieát dieän lieân hôïp quy ñoåi : Hình 3.27. Quy ñoåi tieát dieän lieân hôïp Kieåm tra haøm löôïng coát theùp max vaø ñieàu kieän söùc khaùng danh ñònh: Kieåm toaùn cho maët caét giöõa nhòp Cöôøng ñoä chaûy cuûa theùp dul la ø: Cöôøng ñoä keùo ñöùt cuûa theùp dul la ø: Heä soá k Khoaûng caùch töø troïng taâm nhoùm caùp ñeán meùp treân cuûa tieát dieän lieân hôïp Heä soá quy ñoåi Khoaûng caùch töø troïng taâm cuaû thieát dieän ñeán meùp treân cuûa baûn caùnh : 22TCN 272-05 (5.7.3.1.2-3) (boû qua coát theùp thöôøng chòu keùo neùn) Suy ra: Luùc naøy truïc trung hoøa ñi qua caùnh, ta phaûi tính tieát dieän hình chöõ nhaät. => Xaùc ñònh öùng suaát trung bình trong coát theùp DUL vôùi söùc khaùng uoán danh ñònh theo 22TCN 272-05 ñieàu 5.7.3.1.1-1 Xaùc ñònh moâmen khaùng uoán danh ñònh Ta coù : Vaäy thoûa ñieàu kieän söùc khaùng uoán danh ñònh. Kieåm tra haøm löôïng theùp toái ña Vaäy thoaû haøm löôïng coát theùp max. Maët caét 0 1 2 3 4 5 Aps2 (mm2) 0 3920 5040 5880 5880 5880 b (mm) 1321.45 1668.52 1639.16 1639.16 1668.52 1639.16 bw (mm) 804.70 753.08 194.70 194.70 753.08 194.70 hf (mm) 355 325.4 265.89 265.89 325.4 265.89 dps (mm) 270.00 1755.36 1754.17 1757.14 1757.14 1757.14 c1 (mm) -228.0 -63.5 -267.9 -50.1 90.4 -50.1 c2 (mm) 0 144.9 188.3 218.6 214.9 218.6 atd (mm) 0 100.4 130.5 151.5 148.9 151.5 fps (MPa) 1860 1817 1804 1795 1796 1795 Mn (Nmm) 0 12145220472 15355900560 17746429050 17770044264 17746429050 Mr (Nmm) 0 10930698425 13820310504 15971786145 15993039838 15971786145 c/ds 0 0.08 0.11 0.12 0.12 0.12 Kieåm tra haøm löôïng theùp toái thieåu min Coát theùp toái thieåu phaûi ñaûm baûo momen khaùng uoán tính toaùn giaù trò nhoû hôn trong 2 giaù trò sau : 1.2 laàn söùc khaùng nöùt. 1.3 laàn momen tính toaùn caàn thieát döôùi toå hôïp taûi troïng – cöôøng ñoä. Kieåm toaùn cho maët caét giöõa nhòp Ñieàu kieän kieåm tra: Cöôøng ñoä chòu keùo khi uoán Moâmen giai ñoaïn 1 (Chæ coù tónh taûi cuûa daàm chuû) Moâmen giai ñoaïn 2 (goàm baûn maët caàu, lôùp phuû, lan can, leà boä haønh, phaân caùch) Ñeå xaùc ñònh ñöôïc moâmen taùc duïng leân thôù döôùi cuûa daàm gaây nöùt thì ta caàn tính theâm moät moâmen phuï theâm. Moâmen taùc duïng leân thôù döôùi daàm ñaït öùng suaát lôùn nhaát Ta coù Söùc khaùng uoán tính toaùn Suy ra: > Vaäy thoaû haøm löôïng coát theùp toái thieåu Maët caét 0 1 2 3 4 5 fr (MPa) -4.455 -4.455 -4.455 -4.455 -4.455 -4.455 MI (Nmm) 0 364273322 759318590 1374203086 2125482158 2391063469 MII (Nmm) 0 899928050 1875877418 3394934050 5250950042 5907061969 ybg (mm) 413.1 913.9 805.3 801.1 909.4 801.1 ybc (mm) 569.4 1074.9 1151.1 1147.0 1070.4 1147.0 Ag (mm2) 670932 1428544 595235 598883 1437057 598883 Ig (mm4) 3.7100E+10 3.9250E+11 2.3065E+11 2.3233E+11 3.9758E+11 2.3233E+11 Ic (mm4) 8.9227E+10 5.9735E+11 4.3647E+11 4.4030E+11 6.0476E+11 4.4030E+11 e (mm) -386.9 769.3 659.4 658.3 766.5 658.3 Pi (N) 0 4400845 4948500 5714588 6600673 6102292 ΔM (Nmm) 6.9814E+08 7.1971E+09 6.2804E+09 5.1383E+09 3.6525E+09 1.8665E+09 1.2Mcr (Nmm) 8.3777E+08 1.0154E+10 1.0699E+10 1.1889E+10 1.3235E+10 1.2198E+10 1.33MuCDI (Nmm) 0 2.4283E+09 5.0570E+09 9.1329E+09 1.4051E+10 1.5757E+10 Mryc (Nmm) 0 2.4283E+09 5.0570E+09 9.1329E+09 1.3235E+10 1.2198E+10 Mr (Nmm) 0 1.0931E+10 1.3820E+10 1.5972E+10 1.5993E+10 1.5972E+10 Vaäy thoûa haøm löôïng theùp toái thieåu Kieåm tra ñoä voàng, ñoä voõng cuûa daàm Xeùt taïi maët caét giöõa nhòp coù ñoä voõng lôùn nhaát Quy öôùc : ñoä voõng xuoáng mang daáu döông, voàng leân mang daáu aâm Moâmen quaùn tính: Daàm nguyeân khoái: Daàm lieân hôïp: Ñoä voàng do döï öùng löïc Ñoä voõng do troïng löôïng baûn thaân daàm Ñoä voõng do baûn maët caàu, daàm ngang, vaùn khuoân, vaùch ngaên. Ñoä voõng do gôø chaén, lan can. Ñoä voõng do lôùp phuû vaø trang bò treân caàu Ñoä voàng cuûa daàm sau khi caêng caùp döï öùng löïc Ñoä voõng cuûa daàm khi khai thaùc döôùi taùc duïng caùc taûi troïng thöôøng xuyeân voàng leân Ñoä voõng cuûa daàm khi khai thaùc döôùi taùc duïng caùc hoaït taûi taûi troïng thöôøng xuyeân Ñieàu kieän kieåm toaùn: vaø Trong ñoù : : ñoä voõng lôùn nhaát taïi giöõa nhòp do xe Laáy baèng trò soá lôùn hôn cuûa keát quaû tính cuûa xe taûi thieát keá ñôn; 25% cuûa xe taûi thieát keá cuøng taûi troïng laøn : ñoä voõng lôùn nhaát taïi giöõa nhòp do xe vaø ngöôøi ñi Heä soá phaân boá ñoä voõng coù theå laáy baèng soá laøn/soá daàm, vì taát caû caùc laøn thieát keá ñeàu chaát taûi vaø taát caû caùc daàm ñôõ ñeàu giaû thieát voõng nhö nhau. Tính ñoä voõng do xe taûi ñôn: Boá trí xe taïi vò trí baát lôïi nhaát nhö hình veõ: Hình 3.28. Boá trí xe tính ñoä voõng do xe taûi ñôn Ñoä voõng do xe taûi thieát keá: Ñoä voõng do taûi troïng laøn: Ñoä voõng do taûi troïng ngöôøi ñi: Ñoä voõng do 25% xe taûi thieát keá vôùi taûi troïng laøn thieát keá: Kieåm tra ñoä voõng do xe noùi chung: thoûa Kieåm tra ñoä voõng do xe vaø taûi troïng ngöôøi ñi: thoûa Tính duyeät theo löïc caét vaø xoaén: Ta tính taïi maët caét x1 = 1.368 m. Caùc maët caét khaùc tính toaùn töông töï Xaùc ñònh söùc khaùng caét danh ñònh: : söùc khaùng danh ñònh cuûa maët caét beâtoâng : söùc khaùng danh ñònh do coát theùp chòu caét Chieàu cao höõu hieäu : (Caùnh tay ñoøn giöõa toång hôïp löïc neùn vaø toång hôïp löïc keùo khi uoán) Xaùc ñònh thoâng soá : Tra baûng TCN ñeå xaùc ñònh töø thoâng soá öùng suaát caét ÖÙng bieán doïc trong coát theùp phía chòu uoán: Beà roäng höõu hieäu: Chieàu cao chòu caét höõu hieäu: Heä soá chæ khaû naêng cuûa beâtoâng bò nöùt cheùo truyeàn löïc keùo Goùc nghieâng cuûa öùng suaát neùn cheùo ÖÙng suaát caét trong beâtoâng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc 5.8.2.9-1 (22TCN 272-05) Löïc caét ñaõ nhaân heä soá taïi maët caét kieåm tra löïc caét : Heä soá söùc khaùng caét (TCN 5.5.4.2): Söùc khaùng danh ñònh do thaønh phaàn döï öùng löïc thaúng ñöùng: ÖÙng suaát caét trong beâtoâng: Ñaït Baûng TCN 5.8.3.4.2-1 theå hieän giaù trò cuûa vaø cho maët caét coù coát theùp ngang Thöû ; ÖÙùng suaát trong caùp sau maát maùt maø öùng suaát trong beâtoâng boïc quanh noù baèng khoâng: Chieàu daøi truyeàn löïc höõu hieäu cuûa theùp DÖL: Vì chieàu daøi truyeàn löïc nhoû hôn khoaûng caùch ñeán maët caét tính duyeät löïc caét , neân toaøn boä öùng suaát trong theùp DÖL taïi maët caét ñoù laø höõu hieäu. Do theo coâng thöùc 5.8.3.4.2-3 (272-05) Dieän tích beâtoâng ôû phía döôùi bò keùo do uoán cuûa daàm coù theå laáy baèng dieän tích daàm giai ñoaïn 1 chia chieàu cao daàm nhaân vôùi nöûa chieàu cao daàm lieân hôïp. Duøng vaø ñeå tra bieåu ñoà, 5.63 Goùc xieân öùng suaát neùn phuø hôïp vôùi giaû thieát, tieáp tuïc söû duïng ñeå tính toaùn. Söùc khaùng caét danh ñònh cuûa beâtoâng: Choïn coát theùp ñai choáng caét Ñeå thuaän lôïi cho thi coâng choïn ñöôøng kính coát ñai khoâng ñoåi nhöng khoaûng caùch thay ñoåi theo söï giaûm löïc caét theo chieàu daøi daàm Böôùc coát ñai ñöôïc choïn nhö sau : Maët caét 0 1 2 3 4 5 Sctd (mm) 100 150 200 250 250 250 Dieän tích coát ñai toái thieåu taïi maët caét 1 Goùc nghieâng cuûa coát ñai Choïn theùp ñai 4 nhaùnh ñöôøng kính 16 mm. Coù dieän tích : Söùc khaùng caét cuûa theùp ñai Cöôøng ñoä khaùng caét danh ñònh taïi maët caét 1 Tính duyeät löïc caét theo TTGH Cöôøng ñoä I Kieåm tra laïi theo ñieàu kieän caáu taïo : Khoaûng caùch coát ñai toái ña: Kieåm tra laïi khaû naêng chòu keùo cuûa coát theùp doïc : taïi maët caét ñaàu daàm vaø maët caét caùch goái ñoaïn dv Maët caét kieåm tra löïc caét x1 = dv Phaûi thoaû maõn phöông trình: Trong ñoù: - Söùc khaùng caét cuûa vaät lieäu - Löïc caét do ngoaïi löïc taùc duïng Caùc giaù trò tính toaùn ñöôïc: (boû qua coát theùp thöôøng) So saùnh keát quaû tính ñöôïc so vôùi phöông trình : > N Vaäy thoaû maõn ñieàu kieän söùc khaùng caét cuûa vaät lieäu. Maët caét goái ñaàu daàm x0 Taïi ñaàu daàm caét khaác khoâng boá trí theùp döï öùng löïc neân ta seõ boá trí caùc thanh theùp doïc Þ32 ñeå chòu löïc doïc vaø löïc caét. Dieän tích 1 thanh theùp : Ta coù taïi maët caét 0 : Dieän tích coát theùp doïc toái thieåu : Soá löôïng thanh theùp doïc toái thieåu : => choïn 8 thanh. Löïc doïc töông ñöông : Vaäy => ñaït, ñuû dieän tích coát theùp doïc. Maët caét 0 1 2 3 4 5 Aps (mm2) 0 3920 5040 5880 5880 5880 fpf (MPa) 1337 1123 982 972 1123 1038 bw (mm) 804.70 753.08 194.70 194.70 753.08 194.70 H (mm) 800 1700 1700 1700 1700 1700 dps (mm) 0.00 1555.36 1554.17 1557.14 1557.14 1557.14 ytc (mm) 230.6 625.1 548.9 553.0 629.6 553.0 Ag (mm2) 670932 1428544 595235 598883 1437057 598883 Ic (mm4) 8.9227E+10 5.9735E+11 4.3647E+11 4.4030E+11 6.0476E+11 4.4030E+11 Pi (N) 0 4402160 4949280 5715360 6603240 6103440 dv (mm) 720 1368 1368 1368 1368 1368 Vu (N) 1475027 1374415 1254676 1061836 632548 265266 v (Mpa) 2.83 1.48 5.23 4.43 0.68 1.11 v/f'c 0.0566 0.0296 0.1046 0.0886 0.0136 0.0222 fpc (MPa) 0.0 -9.5 -19.8 -22.6 -14.0 -24.2 fpo (MPa) 1337.0 1172.2 1084.6 1089.1 1195.6 1163.4 Mu (Nmm) 0 1825802762 3802224057 6866830826 10564983153 11847300718 θ (độ) 27.4 27 23.2 25.1 35.7 41.8 εx - -2.475E-03 -1.232E-03 -2.166E-04 9.781E-04 1.699E-03 Ac (mm2) - 798304 332631 334670 803061 334670 εx (tính lại) - -6.144E-05 -8.972E-05 -1.808E-05 9.781E-04 1.699E-03 θ tra bảng (độ) 45 27.0 23.2 25.1 35.7 41.8 β (tra bảng) 2 5.63 4.85 5.46 5.11 2.75 Sctd (mm) 100 150 200 250 250 250 fy (MPa) 420 420 420 420 420 420 Av (mm2) min 112.4 157.9 54.4 68.0 263.1 68.0 Av (mm2) (choïn) 804.0 804.0 402.0 402.0 402.0 402.0 Vs (N) 2431296 3181125 1415231 1038241 675785 543941 Vc (N) 680079 3404072 758235 852871 3087738 429149 Vp (N) 0 0 0 0 0 0 Vr (N) 2800238 5926677 1956119 1702000 3387171 875781 Vu (N) 1475027 1374415 1254676 1061836 632548 265266 3.5.1. Tính toaùn dieän tích coát theùp 153 3.5.1.1. Tính toaùn sô boä soá löôïng coát theùp 153 3.5.1.2. Boá trí coát theùp taïi caùc maët caét ngang daàm 154 3.5.1.3. Boá trí coát theùp theo phöông doïc daàm 157 3.5.2. Ñaëc tröng hình hoïc cuûa caùc maët caét daàm 158 3.5.2.1. Maët caét taïi goái x0 159 3.5.2.2. Maët caét taïi ñoaïn daàm ñaëc x1 160 3.5.2.3. Maët caét giöõa nhòp x5 162 3.5.3. TÍNH TOAÙN CAÙC MAÁT MAÙT DÖÏ ÖÙNG SUAÁT 165 3.5.3.1. Maát maùt öùng suaát do co ngaén ñaøn hoài 165 3.5.3.2. Maát maùt öùng suaát do co ngoùt 168 3.5.3.3. Maát maùt öùng suaát do töø bieán cuûa beâtoâng 168 3.5.3.4. Maát maùt öùng suaát do töï chuøng cuûa coát theùp trong giai ñoaïn khai thaùc 169 3.5.3.5. Toång maát maùt döï öùng suaát: 169 3.5.4. Kieåm toaùn daàm 170 3.5.4.1. Kieåm tra khaû naêng chòu uoán cuûa daàm trong giai ñoaïn truyeàn löïc 170 3.5.4.2. Kieåm tra khaû naêng chòu uoán ôû Traïng Thaùi Giôùi Haïn Söû duïng 171 3.5.4.3. Xaùc ñònh söùc khaùng danh ñònh 174 3.5.4.4. Kieåm tra ñoä voàng, ñoä voõng cuûa daàm 179 3.5.4.5. Tính duyeät theo löïc caét vaø xoaén: 181