Hoạt tải tác dụng lên kết cấu nhịp

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG _ Hoạt tải tác dụng lên kết cấu nhịp: *Tải trọng HL93 gồm: Xe tải thiết kế + làn xe 2 trục + làn * Người đi CỤ THỂ xe tải thiết kế: xe 2 trục: 1.2 m 8.6 m Làn: Được phân cố đều theo phương ngang cầu với chiều rộng : 3 m/làn Wi = 0.93 T/m III. TÍNH TOÁN DẦM NGANG: _ Dầm ngang chịu lực rát phức tạp. Mối nối giữa dầm dọc và dầm ngang có tính ngàm chặt, tính chất này có phụ thuộc vào độ cứng chống xoắn của dầm dọc. Dầm ngang làm việc như một dầm 2 đầu ngàm chịu uốn dưới tác dụng của lực thẳng đứng Chọn xe 2 trục thiết kế có chiều dài : Chọn xe tải thiết kế có chiều dài : 11T 11T 1.2m Wi 35 kN 145 kN 145 kN 4300 mm 4300 mm tíi 900mm 600 mm nãi chung 300mm mĩt thõa cđa mỈt cÇu Lµn thiÕt kÕ 3600 mm SV:NGÔ ANG TUẤN 22 MSSV:103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG _ Để tính dầm ngang cần xác định lực từ bản mặt cầu truyền xuống _ Khẩu độ tính toán của dầm ngang là khoảng cách tim giữa 2 dầm dọc 1. Xác định phản lực từ bản mặt cầu truyền xuống dầm ngang: a) Tĩnh tải: Tĩnh tải gồm tĩnh tải do : Lớp phủ Bản mặt cầu Dầm ngang Để thiên về an toàn thì giả thiết mỗi dầm ngang chịu tĩnh tải của bản mặt cầu và lớp phủ mặt cầu trong một khoang dầm ngang Khoảng cách giữa 2 dầm ngang L 1 = 6.44 m _ Tĩnh tải do bản mặt cầu: DCbmc = 3.0912 T/m _ Tĩnh tải do lớp phủ: DW = 0.7245 T/m _ Tĩnh tải bản thân dầm ngang: DCd = h1.b1.γ = 0.5856 T/m Vậy : DC = 3.6768 T/m DW = 0.7245 T/m b) Hoạt tải: Xe thiết kế P1 Xe 2 trục P1 = 7.25 T Tải trọng làn P2 P2 P2 = 5.5 T ω = 5.1842 1.61 1.01 _ Phản lực do tải trọng làn: Rlàn = Wi.ω = 4.82131 T/m _ Phản lực do xe thiết kế: RTr = 11.6725 T _ Phản lực do xe 2 trục: RTa = 14.41 T 2. Xác định nội lực trong dầm ngang: Dầm ngang được coi như dầm 2 đầu ngàm, giả thiết đây là dầm giản đơn để dễ dàng trong việc tính nội lực. =1.. Lhbmcbmcγ =1.. Lhlplpγ SV:NGÔ ANG TUẤN 23 MSSV:103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Chiều dài của dầm là khoảng cách giữa 2 dầm chính = 2 m Vẽ đường ảnh hưởng nội lực đối với giũa nhịp và tại gối: a) Đối với mặt cắt giữa nhịp: R R Rlàn 2m ω = 0.5 0.5 Moment do tĩnh tải: 1.8384 Tm 0.36225 Tm Moment do hoạt tải: Xe tải thiết kế: MTr = RTr.0,5 = 5.83625 Tm Xe 2 trục: MTa = RTa.0,5 = 7.205 Tm Tải trọng làn: ML = Rlàn.ω = 2.41065 Tm b) Đối với mặt cắt tại gối: R R Rlàn 2m ω = 1 0.1 1 Lực cắt do tĩnh tải: MDC = ω.DC = MDW = ω.DW = SV:NGÔ ANG TUẤN 24 MSSV:103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG 3.6768 Tm 0.7245 Tm Lực cắt do hoạt tải: Xe tải thiết kế: 12.8398 Tm Xe 2 trục: 15.851 Tm Tải trọng làn: 4.82131 Tm _ Nội lực do xe 2 trục gây ra lớn hơn so với nội lực do xe tải thiết kế gây ra, vì vậy ta chọn xe 2 trục để tính toán dầm ngang c) Tiến hành tổ hợp nội lực: Moment ở giữa nhịp: M0.5 = η(0,05.γDC.MDC + 0,05.γDW.MDW + 0,7γLL(MTa + IM.MTa) + 0,7γLL.ML) = 13.4214 Tm Moment ở gối: M gối = η(0,08.γDC.MDC + 0,08.γDW.MDW + 0,9γLL(MTa + IM.MTa) + 0,9γLL.ML) = 17.2985 Tm Lực cắt tại gối: V gối = η(0,55.γDC.VDC + 0,55.γDW.VDW + 1,15γLL(VTa + IM.VTa) + 1,15γLL.VL) = 50.0684 T 3. Tính toán và bố trí cốt thép chịu uốn trong dầm ngang: a) Tính toán cốt thép phía trên dầm ngang: Moment gây uốn : M = 17.2985 Tm Giả thiết dầm ngang là một dầm betong cố thép hình chữ nhật tiết diện b1 = 0.2 m h1 = 1.22 m Hàm lượng cốt thép giới hạn: β1 = 0.8 Điều 5.7.2.2 (22 TCN - 272 - 05 ) ρb = 0.04412 Hàm lượng cốt thép min, max: ρmin= 14/fy = 0.00406 ρmax= 0.75ρb = 0.03309 VL = Rlàn.ω = ρb = VDC = ω.DC = VDW = ω.DW = VTr = RTr.(1 + 0,1) = VTa = RTa.(1 + 0,1) =         + yy c ff f 6120 612085,0 1 ' β =        − − 70 28005.085.0 ' cf SV:NGÔ ANG TUẤN 25 MSSV:103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Hàm lượng cốt thép hợp lý: ρhl= 0.5ρmax = 0.01654 Tính lại hàm lượng cốt thép dựa vào tiết diện cấu kiện: m = 11.5966 Rn = 64.5678 T/m2 Φ = 0.9 đối với cấu kiện chịu uốn Vậy ρ = 0.00189 Kiểm tra thấy: ρ < ρmi n< ρmax 0.00406 Chọn diện tích cốt thép: As = ρ.b.d = 0.00099 m2 = 9.90145 cm2 Chọn thép Φ12 với diện tích một thanh là: 1.13 cm2 Số lương thép : 6 thanh Diện tích : 6.78 cm2 Hàm lương cốt thép: ρ = 0.00278 Kiểm tra cường độ cho tiết diện: Mn = 28.0772 Tm Φ.Mn = 25.2695 Tm Vậy ta thấy: Φ.Mn > Mn ( Mn = 17.2985 Tm ) b) Tính toán cốt thép phía dưới dầm ngang: Moment gây uốn : M = 13.4214 Tm Tính lại hàm lượng cốt thép dựa vào tiết diện cấu kiện: m = 11.5966 Rn = 50.0962 T/m2 Φ = 0.9 đối với cấu kiện chịu uốn Vậy chọn ρ = ρmin =         −−= y n f mR m 2111ρ = '85.0 c y f f =2bd M φ =      − ' 2 .7,1 . 1... c y y f f dbf ρρ         −−= y n f mR m 2111ρ = '85.0 c y f f =2bd M φ SV:NGÔ ANG TUẤN 26 MSSV:103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Vậy ρ = 0.00146 Kiểm tra thấy: ρ < ρmi n< ρmax 0.00406 Chọn diện tích cốt thép: As = ρ.b.d = 0.00099 m2 = 9.90145 cm2 Chọn thép Φ12 với diện tích một thanh là: 1.13 cm2 Số lương thép : 6 thanh Diện tích : 6.78 cm2 Hàm lương cốt thép: ρ = 0.00278 Kiểm tra cường độ cho tiết diện: Mn = 28.0772 Tm Φ.Mn = 25.2695 Tm Vậy ta thấy: Φ.Mn > Mn ( Mn = 13.4214 Tm ) Cốt thép chống co ngót và nhiệt độ: Diện tích cốt thép trong mỗi hướng không được nhỏ hơn: As ≥ 0,75Ag/fy Ag : diện tích nguyên mặt cắt = 244000 mm2 fy = 345 Mpa As ≥ 530.435 mm2 Bố trí cốt thép chịu uốn: 4. Tính toán và bố trí cốt thép chịu cắt trong dầm ngang: Vu = 50.0684 T d = 0.68 m Vậy chọn ρ = ρmin = =      − ' 2 .7,1 . 1... c y y f f dbf ρρ 750 40 60 60 40 40 60 60 40 50 40 570 40 50 SV:NGÔ ANG TUẤN 27 MSSV:103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG a) Cường độ chịu cắt của tiết diện hình chữ nhật Vc = vc.bw.d Với vc = 31.5055 T/m2 Vc = 4.28474 T _ Ta nhận thấy: Vu > 0,5ϕVc cần phải đặt cốt đai b) Xác định và bố trí cốt đai: _ Xác định 0,1.f'c.dv.bv dv = 0.36977 m 0.14791 25.8838 T _ Nhận xét : Vu > 0,1.f'c.dv.bv Vậy cự ly các cốt đai không được vượt quá : s ≤ 0,4dv ≤ 300 mm Chọn khoảng cách giữa 2 cốt đai kề nhau là : 6 cm _ Diện tích cốt đai không được ít hơn: 1.4E-06 m2 = 0.01403 cm2 Chọn đai 2 nhánh có Φ = 9 Av = 1.27 cm2 c) Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của tiết diện: Khả năng chịu lực cắt của tiết diện: Vn = Vc + Vs Với: Vc = 4.28474 T Vậy : Vn = 53.9417 T > Vu 50.0684 T 0,1.f'c.dv.bv = Vs = 49.657 T =+ u u wc M dVf ρ1765,0 ' = ys n fA M . == y v cv f sbfA ..083,0 ' = s dfA vyv .. SV:NGÔ ANG TUẤN 28 MSSV:103105059