Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
Hớng dẫn thiết kế kcn dầm btct liên tục đúc hẫng cân bằng
i-chọn kích thớc ban đầu :
1.1- Phân chia khẩu độ nhịp :
1.1.1- Chiều dài nhịp chính L :
+Căn cứ để chọn nhịp chính :
- Khẩu độ thông thuyền .
- Chiều dài phần cầu chính dự kiến.
- Chiều dài nhịp thông dụng là 64, 75, 83, 95, 105,120,130 và 150m .
Nhịp chính đợc chia thành các đốt đỉnh trụ Ko , các đốt đúc hẫng cân
bằng Ki và đốt hợp long Kc .
1.1.2- Chiều dài nhịp biên L
1
:
Chiều dài hợp lý :
(
)
LL 7.06.0
1
ữ
=
(1)
Theo điều kiện đúc hẫng cân bằng :
01
2
lK
KL
L
0
= 52,5-0,5(75-2) =52,5-36,5= 16m.
Hoặc cách thứ hai : chọn chiều dài đốt đúc trên đà giáo l
0
= 11m.
L
1
=0.5ì(75-2)+2+11=36,5+13= 49,5m
L
1
= 0,66L
1.1.3-Chiều dài các đốt đúc K
i
:
Chiều dài mỗi đốt đúc K
i
chọn trong khoảng 3; 3,5; hoặc 4 m và có thể
không bằng nhau ,những đốt ngoài cùng có chiều dài lớn hơn , sao cho số đốt đúc
cân bằng là số nguyên và trọng lợng đốt đúc nặng nhất không vợt quá 60 Tấn . Sau
khi cộng chiều dài các đốt K
i
và đốt hợp long K
c
, chiều dài còn d của nhịp tính
vào đốt Ko . Chiều dài đốt Ko phải chọn từ 10 ữ12 m tuỳ thuộc vào loại xe đúc .
1.2- Kích thớc hộp dầm :
Nguyên tắc thiết kế là phải chọn kích thớc hộp dầm trớc sao cho hình
dạng mặt cắt hộp nhìn thấy cân đối,hợp lý sau đó mới tiến hành tính toán để
kiểm tra và khảng định những điều đã chọn . Việc chọn ban đầu dựa vào kinh
nghiệm thiết kế, vào thiết kế của những công trình đã xây dựng và vào một số
Hộp dầm với khổ cầu 10,5 m b) Hộp dầm với khổ cầu >10,5m Chiều rộng nắp hộp t
0
:- Đối với khhổ cầu K 10,5 m , nên chọn bằng K .
- Đối với khổ cầu > 10,5 m nên chọn bằng 10m .
Chiều dày bản nắp : - tại giữa hộp h
b
=(1/25ữ1/40)K 25 cm
-tại vị trí ngàm với sờn hộp : h
c
= (1/12ữ1/15 ) ìt
= 60ữ80 cm
Chiều dày cánh hẫng nắp hộp : 20ữ25cm
Thành hộp : -Với khổ cầu K=7m có thể áp dụng loại sờn
thẳng đứng, với khổ cầu lớn hơn nên áp dụng loại
thành nghiêng với độ dốc 1/7ữ1/10 . Hộp càng cao
độ dốc càng nhỏ, chiều rộng đáy hộp tại mặt cắt gối
B= 5,5ữ6m để đảm bảo ổn định của kết cấu nhịp theo
phơng ngang. Chiều dày sờn W= 35ữ70 cm .
Bản đáy : - chiều dày tại mặt cắt gối 50cm , tại mặt cắt giữa
nhịp 25cm . Chiều dày thay đổi liên tục theo qui luật
của mặt đáy.
1.2.3-Cách xác định chiều cao dầm tại mỗi mặt cắt :
h
2
=H
0
-H
0.5 2
5,00
h
L
HH
a
=
(4)
Nh vậy đờng cong đáy dầm có dạng :
(5)
2
.xay =
Hệ số a xác định theo biểu thức trên
Thay các giá trị x
i
=K
i
vào hàm (5) để xác định các giá trị y
i
tơng ứng
Chiều cao dầm tại mặt cắt i xác định theo công thức :
)
idid
HHbb
+
=
00,
2
(7)
trong đó - độ xiên của thành hộp :(1/7ữ1/10)
1.3- Tính các đặc trng hình học của tiết diện mỗi đốt dầm :
Trong mỗi đốt dầm chiều cao và chiều dày bản đáy thay đổi theo qui luật
tuyến tính . Trong phạm vi mỗi đốt , ta coi nh mặt cắt là không đổi và có tiết diện
lấy theo mặt cắt giữa của mỗi đốt.
Trong tính toán xác định nội lực , số mặt cắt để xác định tung độ ĐAH lấy
theo số lợng đốt đúc và nh vậy cách chia phần tử trong sơ đồ tính toán trùng với
cách chia đốt đúc .
Xác định ĐTHH tiết diện hình hộp có thể bằng những chơng trình đã lập
sẵn bằng TURBO PASCAL, EXCEL hoặc VISUAL BASIC ,nên dùng EXCEL vì có
thể kết nối kết quả tính ĐTHH với các trang tính duyệt sau này . Không nên dùng
tiện ích tính ĐTHH trong AUTOCAD vì không tự động tính cho hàng loạt các mặt
cắt và dễ lẫn về chuyển đổi đơn vị theo tỉ lệ bản vẽ .
Có thể tham khảo trang kết quả của chơng trình tính toán các ĐTHH của
tiết diện dầm hộp bằng EXCEL sau đây. Trong ví dụ có 8 đốt chia và tính cả Jy,
trong đồ án TKTN không cần tính Jy .
3
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
cm2
vị trí trục
trung hoà
yo cm
jx
cm4
jy
cm4
0 0 620 50.0 650 140533 143628 278.8 6345689543 10561079635
1 450 528.0 43.8 650 126197 129151 229.2 4253577215 9329784400
2 300 476.0 40.3 650 118099 120912 202.0 3283841398 8634296166
3 300 431.0 37.2 650 111079 113751 178.8 2560022827 8031392737
4 300 392.3 34.6 650 105060 107592 159.3 2021917078 7514460912
5 300 359.6 32.4 650 99964.9 102356 143.2 1623464609 7076887490
6 350 328.3 30.3 650 95085.9 97337 128.1 1289017255 6657862667
7 350 303.6 28.6 650 91237.6 93347 116.4 1056502569 6327350632
8 350 284.7 27.3 650 88297.6 90267 107.8 896828544.6 6074849866
Chú ý : Các đặc trng hình học phải tính theo mặt cắt hình hộp thực tế,không
đợc tính theo mặt cắt qui đổi thành tiết diện chữ T. Mặt cắt qui đổi
chỉ dùng để tính duyệt cờng độ.
ii-tính toán xác định nội lực :
2.1 - Xác định tĩnh tải :
Tĩnh tải giai đoạn I gồm :
- trọng lợng bản thân mỗi đốt dầm :
+
=
T/m
i :độ dốc ngang cầu %
B :chiều rộng cấu tạo mặt cầu ( m) .
Trọng lợng bản thân dầm có dạng phân bố hình bậc thang , trọng lợng xe đúc
là tải trọng tập trung còn các tĩnh tải khác là tải trọng phân bố đều .
Hệ số tải trọng :
- đối với trọng lợng bản thân dầm, lan can, gờ chắn =1.25
- đối với lớp phủ mặt cầu = 1.5
4
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
-đối với hoạt tải và tải trọng thi công lấy theo trạng thái giới hạn tính toán
Hệ số phân phối tải trọng = Số làn xe ì m
m- hệ số làn xe nếu 2 làn lấy bằng 1,0; ba làn m=0,85
Hệ số xung kích ( 1+IM) =1,25 .
2.2 Nguyên tắc chung :
Nội lực để tính toán dầm BTCT liên tục đúc hẫng gồm mô men uốn M
i
, lực cắt
Q
i
tại tất cả các mặt cắt cuối đốt đúc .
Nguyên tắc tính toán :
1- Sự làm việc của dầm liên tục đúc hẫng phụ thuộc vào biện pháp công nghệ
thi công, cụ thể là trình tự hợp long và thời điểm hạ kết cấu nhịp xuống gối chính.
2- Mỗi loại tải trọng tác dụng lên kết cấu nhịp theo một sơ đồ tính toán riêng, vì
vậy lập sơ đồ tính của kết cấu nhịp căn cứ theo trạng thái tác dụng của từng tải trọng
iiI
KKL
1
0,
2
1
(8)
Tải trọng tác dụng : P
I,i
; P
I,tc
, P
XE
.
1- Do trọng lợng bản thân các đốt dầm P
i
I
:
+ Tại mặt cắt gối M
I,i
0-0
:
5
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
- Do đốt K
0
:
2
ddPMM
III
(10)
- Do đốt K
n
:
++=
2
1
0
,
00
1,
00
,
n
n
innInInI
d
2- Do tải trọng thi công :
2
2
,
,
=
=
n
ki
itcI
kk
iTC
dP
M
(13)
3- Do trọng lợng xe đúc :
(14)
(m)
Tĩnh tải
đốt dầm
(Tấn/m)
Do tĩnh
tải dầm
M
0-0
I,p
T.m
Do tải
trọng thi
công M
0-0
I,p
T.m
Do xe
đúc
M
0-0
XE
Cộng
T.m
Do tĩnh
tải dầm
M
0-0
I,p
Do tải
trọng thi
Giá trị tiêu chuẩn
Số hiệu
mặt cắt
Chiều dài
đốt (m)
Tĩnh tải
đốt dầm
(Tấn/m)
Do tĩnh tải
dầm M
k-k
I,p
T.m
Do tải trọng thi
công M
k-k
I,tc
T.m
Do trọng lợng
xe đúc
M
k-k
XE
Cộng
T.m
M
0-0
4.5 33.34 27181.45 245.03 2910 30336.48
M
+ Sau khi căng cốt thép thớ dới chịu mô men dơng, hạ đà giáo kết cấu nhịp
làm việc theo sơ dầm đồ liên tục chịu hiệu ứng do cất xe đúc và tải trọng thi
công,biến dạng đàn hồi của dầm vồng ngợc trở lại ,xuất hiện mô men dỡ tải tơng
tự nh tác dụng lên dầm tải trọng ngợc dấu với chiều tác dụng của tải trọng thi công
và trọng lợng xe đúc.
+ Đối với tĩnh tải giai đoạn II gồm trọng lợng các lớp phủ mặt cầu,trọng lợng
lan can,lề ngời đi và dải phân cách cứng, hoạt tải kết cấu nhịp làm việc theo sơ đồ
dầm liên tục.
Đặc điểm của dầm thi công theo công nghệ này là tải trọng thi công đợc xét
nh tổ hợp chính và còn tác dụng đến kết cấu cả trong giai đoạn khai thác .
Đối với tĩnh tải và tải trọng thi công lập biểu đồ nội lực.
Đối với hoạt tải phải xây dựng đờng bao.
Gia trị nội lực dùng cho tính toán là đờng bao tổng hợp cộng đại số theo từng
mặt cắt từ đờng bao nội lực do hoạt tải và từ các biểu đồ nội lực do tĩnh tải và tải
trọng thi công.
Trình tự tính toán nh sau :
Sơ đồ 1
: Giai đoạn sau khi thi công xong đốt hợp long nhịp giữa .
7
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
a-
Trên nhịp L
1
của dầm giản đơn mút thừa :
1-Giá trị mô men tại các mặt cắt do trọng lợng bản thân P
I
i
L
A
(15)
Mômen tại mặt cắt giữa đốt l
0
:
82
1
2
00
00
lP
AlM
l
=
(16)
Mô men tại mặt cắt cuối đốt thứ n(kể từ đốt K
0
) :
()
(
)
2
.
2
00
0
c
ddPllpAMM()
2
2
22
1
0023
++=
nn
n
n
iicnn
dP
ddPllpAMM
(19)
8
đúc P
xe
:
Phản lực:
()
=
pP
=
(21)
Kết quả tính thể hiện trong các bảng :
mô men tại các mặt cắt nhịp 1 tính theo sơ đồ 1 Bảng 4
Số hiệu
mặt cắt
Khoảng
cách X
1
(m)
Chiều dài
đốt di
(m)
Tĩnh tải
dầm P
I,i
(T/m)
Mô men
do tĩnh tải
dầm
Mô men
do tải
trọng thi
công
Cộng giá
trị tiêu
chuẩn
nn
ncnn
dp
dGMM =
(22)
22
2
11
112
+=
nn
nnn
c
nn
dP
ddP
G
MM
(23)
I,tc
, :
0
,
=
ntc
M2
2
,
ktc
ktc
xP
M =
(25)
9
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
=
kn
n
ik
dx
(m)
Tĩnh tải
dầm P
I,i
(T/m)
Mô men
do tĩnh tải
dầm
Mô men
do tải
trọng thi
công và
xe đúc
Cộng giá
trị tiêu
chuẩn
Cộng giá trị
tính toán
1 2 3 4 5 6 7 8
M 8 22.5 3.5 21.81 -5748.6 -1190.6 -6939.2 -7871.28
M 7 26 3.5 22.44 -7617.7 -1417.6 -9035.3 -10222.37
M 6 29.5 3.5 23.29 -9766.9 -1647.0 -11414.0 -12884.76
M 5 33 3.5 24.38 -12208.1 -1878.9 -14087.0 -15871.53
M 4 36 3 25.63 -14543.9 -2079.6 -16623.5 -18701.81
M 3 39 3 27.02 -17116.6 -2282.1 -19398.7 -21795.03
M 2 42 3 28.65 -19939.8 -2486.4 -22426.2 -25166.13
M 1 45 3 30.54 -23029.3 -2692.5 -25721.8 -28832.53
M 0 49.5 4.5 33.34 -28207.3 -3005.0 -31212.3 -34934.58
Giải thích kí hiệu :
x
1
- khoảng cách từ đầu nhịp đến mặt cắt cần tính
x
2
-khoảng cách từ cuối mút hẫng đến mặt cắt cần tính
Sơ đồ 2
: Giai đoạn dỡ tải trọng thi công - chuyển xe đúc ra khỏi cầu.
Sau khi hợp long, cha tháo dỡ ván khuôn ngoài tiến hành căng kéo cốt thép
thớ dới của nhịp giữa và di chuyển xe đúc ra khỏi cầu, tháo dỡ các tải trọng thi
công khác . Các tải trọng này vốn đã nằm ở trên nhịp gây nên biến dạng cho dầm,
khi dỡ tải ra khỏi nhịp dầm đàn hồi trở lại nhng do lúc này dầm đã là liên tục,
chuyển vị bị khống chế và sẽ gây ra nội lực trong dầm. Chúng ta gọi hiện tợng này
là hiệu ứng dỡ tải .
10
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
Trong giai đoạn hợp long nhịp giữa trọng lợng đốt hợp long cùng với ván
khuôn truyền lên hai đầu hẫng của sơ đồ mút thừa dới dạng lực tập trung bằng
(P
Hlong
+P
treo
)/2 . Sau khi tháo dỡ ván khuôn treo, đoạn hợp long đã liên kết vào với
nhịp chủ, kết cấu nhịp làm việc theo sơ đồ dầm liên tục hoàn chỉnh . Hai lực tập
trung đợc giải phóng và thay thế bằng trọng luợng của đốt hợp long dới dạng tải
trọng phân bố trên chiều dài đốt hợp long .
Nh vậy với sơ đồ 2 là sơ đồ dầm liên tục, chịu tác dụng của các tải trọng:
1- Trọnglợng xe đúc ( không có quang treo và ván khuôn) lực tập trung
tác dụng tại nhịp giữa, cách mặt cắt giữa nhịp khoảng cách là d
xe
về phía nhịp 1, -G
c
/2 đặt ở hai điểm cách mặt cắt giữa nhịp 2 một khoảng l
c
/2, tải
trọng phân bố +P
0
tác dụng trên phần tử đốt hợp long. (Trục toạ độ trong SAP
không trùng với trục toạ độ phơng trình đờng cong đáy dầm).
Kết quả tính toán theo sơ đồ này cho ta biểu đồ nội lực .
Sơ đồ 3 : Dầm liên tục chịu tĩnh tải giai đoạn II và hoạt tải .
Sử dụng sơ đồ tính nh sơ đồ 2 nhng thêm những tải trọng sau :
1- Tĩnh tải giai đoạn 2 .
2- Đăng ký làn L
i
theo những cách xếp tải bất lợi cho mỗi mặt cắt tính toán.
3- Xe tải thiết kế ba trục đăng ký dới dạng xe Vehicle
4- Xếp tải trọng làn theo làn đã đăng ký nh là tải trọng pân bố xếp tĩnh .
5- Tải trọng đoàn ngời
Lập các tổ hợp tải trọng để lấy ra các đờng bao mô men của các tổ hợp
theo sơ đồ 3
Kết quả tính toán tập hợp theo bảng Tổng hợp nội lực .
Giá trị tổng hợp là kết quả
cộng đại số các giá trị nội lực ở mỗi mặt cắt tính theo 3 sơ đồ xếp tải đã nêu ở trên.
11
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
Khi xác định nội
đờng bao m tính toán
biểu đồ m sơ đồ 3 chịu tĩnh tải II
Bảng tổng hợp nội lực tại các mặt cắt
Bảng 6
Giá trị đờng
bao M tính theo
sơ đồ III
Giá trị M tính toán trong giai
đoạn khai thác
Số hiệu
mặt cắt
Giá trị
M tính
theo
sơ đồ I
Giá trị
M tính
theo
sơ đồ
II
M
(-)
M
(+)
M
(-)
m
(+)
Đầu nhịp
1-1
Gối (0-0) 1-1
n-n
1/2 L
- Kí hiệu tên các mặt cắt trùng với tên đốt để dễ sử dụng. Những mặt cắt đặc
trng nh đầu nhịp,giữa nhịp đúc trên đà giáo , mặt cắt gối và giữa nhịp chính cần
ghi rõ để dễ theo dõi.
12
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
2.4- Xác định nội lực trong dầm liên tục 3 nhịp, thi công theo công nghệ:
hợp long nhịp biên , hợp long nhịp giữa sau đó mới hạ KCN xuống gối
chính.
Sau khi hợp long nhịp biên tiến hành căng kéo cốt thép đáy hộp nhịp biên và hạ
đà giáo cố định, KCN làm việc theo sơ đồ khung T một đầu tựa,một đầu hẫng chịu
tải trọng là trọng lợng bản thân dầm và tải trọng thi công + trọng lợng xe đúc. Với
sơ đồ này tiếp tục hợp long nhịp giữa , chịu thêm trọng lợng bê tông đốt hợp long
và trọng lợng của đà giáo ván khuôn đốt này. Sau khi căng kéo cốt thép thớ dới
nhịp giữa,tháo bỏ liên kết tạm trên hai trụ, KCN làm việc theo sơ đồ dầm liên tục tựa
trên các gối chốt. Hệ làm việc theo trạng thái cân bằng mới đối với mọi tải trọng tác
+ Sơ đồ 1 gồm : Dầm giản đơn mút thừa (bên trái) + Khung T( giữa)+ dầm giản
đơn mút thừa ( bên phải ) chịu tĩnh tải giai đoạn I ( trọng lợng bản thân và 1 phần
xe đúc+ tải trọng thi công).
+ Sơ đồ 2 : Khung dầm 2 nhịp chịu hiệu ứng dỡ tải xe đúc.
+ Sơ đồ 3 : Khung dầm liên tục 4 nhịp chịu tác dụng của hiệu ứng dỡ tải xe đúc
trên nhịp N3 .
+ Sơ đồ 4 : Khung dầm liên tục chịu tĩnh tải phân bố giai đoạn II và hoạt tải .
13
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
iii-chọn và bố trí cốt thép chủ
3.1- Loại cốt thép
Cốt thép dùng loại bó cáp gồm các tao xoắn 7 sợi. Đờng kính tao có thể chọn
loại 12,7mm hoặc 15,2mm. Số tao trong 1 bó nên chọn loại nhiều tao gồm 9, 12
hoặc19 tao . Tiêu chuẩn và qui cách vật liệu tham khảo trong tài liệu tra cứu kèm
theo tập hớng dẫn này .
Trớc hết tính chênh lệch mô men âm tính toán lấy theo bảng tổng hợp tại các
mặt cắt kế tiếp nhau M
i
, chọn M nhỏ nhất và M lớn nhất để làm căn cứ chọn
loại bó cốt thép và số lợng bó neo tại cuối mỗi đốt .
3.2- Xác định số bó cốt thép neo tại mặt cắt cuối mỗi đốt :
3.2.1- Kích thớc mặt cắt qui đổi của hộp dầm :
Mục đích của việc qui đổi mặt cắt là để xây dựng các công thức tính duyệt
cờng độ thuận lợi. Nguyên tắc qui đổi là đổi từ tiết diện hình hộp, hình phức tạp
sang tiết diện chữ I có chiều cao , chiều dày sờn và diện tích làm việc không đổi.
Diện tích tham gia làm việc của hộp dầm bao gồm toàn bộ các bộ phận nằm
trong phạm vi hộp và một phần của hai cánh hẫng. - Chiều dày bản nắp qui đổi : h
t
= (2F
c
+2F
2
+F
1
+2F
vt
)/(B-2t
1
)
- Chiều rộng bản nắp qui đổi : b
c
= B-2t
1
- Chiều dày bản đáy qui đổi : h
d
= (2F
vd
+F
d
)/b
d
t
()
(
)
+
++=
2
2
vtng
vtng
thh
bwhhF
()
2
1
+=
1
=
c
f
0,65 ( 5.7.2.2 TCN 272)
trong đó f'
c
- cờng độ nén qui định của bê tông dầm ở tuổi 28 ngày (Mpa)
+ Khoảng cách từ mép ngoài chịu nén đến trọng tâm của cốt thép chủ d
p
:
Tạm lấy theo giá trị :
2
ngt
p
hh
Hd
+
=
mm
+ Chiều cao vùng chịu nén tối đa :
p
dc 42,0
=
mm
cờng độ I ( N.mm)
Lu ý đổi đơn vị 1T.m = 9,8ì10
6
N.mm
+ Diện tích một bó cốt thép : A
ten
= n
st
a
st
.
n
St
- số tao trong một bó cốt thép
a
st
- diện tích một tao cốt thép (mm
2
)
+ Số bó cốt thép tại mặt cắt :
ten
ps
ten
A
A
n = bó
+ Lần lợt tính theo trình tự trên để chọn số bó cốt thép tại mỗi mặt cắt .
+Cũng tính nh vậy đối với cốt thép chịu mô men dơng.
thác
Tổng số bó
tại mỗi mặt
cắt
( Max )
Số bó neo
tại mỗi mặt
cắt
Số bó thực
tế sau khi
bố trí cốt
thép
Đỉnh trụ n
0
01-1 n
1
(n
0
-n
1
)2
2-2 n
của đờng cong bán kính R.
2- Nằm trong phạm vi một đốt đúc, cách điểm nối ống (T+20)cm để việc
đặt và nối ống ghen đợc dễ dàng .
Điểm uốn theo mặt phẳng ngang và mặt đứng là trùng nhau do đó về thực tế
các bó cốt thép uốn cong theo không gian trong một mặt phẳng nghiêng .
Cách xác định vị trí điểm uốn :
16
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
- Góc uốn xiên :
2
sin
+
=
T
h
Acr
T- tiếp tuyến của đờng cong xác định theo
công thức :
2
RtgT =
R- bán kính của đờng cong do ngời thiết kế
ấn định R4000 mm
h- khoảng cách từ vị trí cốt thép đến vị trí neo
xác định trên mặt bằng .
4.1 - Xác định ứng suất trung bình trong cốt thép chủ :
Theo mặt cắt đã bố trí cốt thép xác định ứng suất trung bình trong cốt thép chủ
theo công thức sau :
1- Trờng hợp kéo trớc, kéo sau trong ống ghen đặt trong bê tông đợc coi là
cốt thép dính bám hoàn toàn :
=
p
pups
d
c
kff 1
Mpa ( 5.7.3.1.1-1)
k- hệ số tính theo công thức :
+
=
285,0
285,0
1
1
mm ( 5.7.3.1.1-3)
A
s
- diện tích của các cốt thép thờng chịu kéo (mm
2
)
A'
s
- diện tích của các thanh cốt thép thờng chịu nén (mm
2
)
f
y
- giới hạn chảy của cốt thép thờng chịu kéo ( Mpa)
f'
y
mm (5.7.3.1.1-4)
2- Trờng hợp kéo DƯL ngoài thuộc về khái niệm cốt thép không dính bám :
+=
c
p
peps
l
cd
ff 6300
( 5.7.3.1.2-1)
f
pe
- ứng suất có hiệu trong cốt thép sau khi căng kéo tạm lấy bằng 0,8 f
pu
l
c
- chiều dài có hiệu của bó cốt thép tính giữa hai đầu neo (mm)
s
i
+
= mm (5.7.3.1.2-3)
Nếu c tính đợc mang dấu âm tính lại theo công thức :
dc
ysyspups
bf
fAfAfA
c
1
85,0
+
= ( 5.7.3.1-4)
4.2- Xác định sức kháng uốn tính toán : ( N.mm)
a) Với trờng hợp c > h'
+
=
22
285,0
222
1
d
ddcsyssysppspsn
h
a
hwbf
a
dfA
a
dfA
a
dfAM
b) Trờng hợp c h'
d
: ( 5.7.3.2.3)
a
dfA
a
dfAM
syssysppspsn
a- chiều cao biểu đồ ứng suất qui đổi của bê tông chịu nén a=
1
c .
M
r
= M
n
- hệ số kháng uốn lấy bằng 1,0
4.3- Tính duyệt còng độ theo mô men :
M
r
M
tt
M
tt
- mômen uốn tính toán theo tổ hợp tải trọng trạng thái cờng độ I. (N.mm)
V-tính duyệt điều kiện về cờng độ theo lực cắt đối với
mặt cắt thẳng góc :
Vị trí tính duyệt tại tất cả các mặt cắt có tính duyệt theo mô men , tức là tại vị trí sát
với vách ngăn trên đỉnh trụ và cuối mỗi đốt .
Điều kiện phải tính duyệt :
d
c
-chiều cao tính từ mép bê tông chịu nén đến trọng tâm của cốt thép
chịu kéo ( bao gồm cả cốt thép DƯL và cốt thép thờng) (mm)
V
p
- thành phần phân lực của lực căng trong các bó cốt thép DƯL
theo phơng của lực cắt Q ( mang dấu + nếu ngợc với hớng của
lực cắt Q ) (N) .
Nếu ngợc lại không cần tính duyệt chỉ bố trí theo cấu tạo .
5.1- Bố trí cốt thép đai :
Cốt thép đai bố trí theo cấu tạo hoặc theo yêu cầu chống cắt và chống xoắn phải
đảm bảo những yêu cầu sau đây :
1- Bớc cốt đai s :
+ Nếu Q
tt
< 0,1f'
c
b
v
d
v
thì : s 0,8d
v
600mm
+ Nếu Q
tt
0,1f'
c
b
ggdfA
V
vyv
s
sincotcot
+
= (N) ( 5.8.3.3-4)
trong đó : - góc nghiêng của cốt đai so với trục dầm (độ)
A
v
- diện tích của các nhánh cốt đai trong phạm vi bớc s (mm
2
)
- góc ngiêng của ứng suất nén chủ xác định theo bảng 5.8.3.4.2-1 có in
kèm sau đây. Trong bảng này các thông số phải tính gồm :
+ ứng suất tiếp trong bê tông v:
vv
ptt
db
VQ
= (Mpa) ( 5.8.3.4.2-1)
+ Biến dạng của cốt thép chịu kéo
AEAEAE
AEAE
F
++
+
=
trong các công thức này :
N
tt
- lực nén do cốt thép ƯST chiếu lên phơng dọc trục ( N)
A
c
- diện tích phần bê tông chịu kéo tính bằng diện tích của phần từ 1/2 chiều
cao h của dầm cho đến hết phần chịu kéo . ( mm
2
)
A
s
- diện tích cốt thép thờng chịu kéo.
A
ps
- diện tích cốt thép DƯL thớ chịu kéo .
f
p0
- ứng suất trong cốt thép DƯL khi ứng suất
trong bê tông ở xung quanh nó bằng 0 . (Mpa)
E
c
,E
ps
= 1,97ì10
5
Mpa
Đối với dầm có chiều cao dới 400mm thì :
= 2,0
= 45
0
5.2.2- Sức kháng cắt danh định của mặt cắt :
V
pscn
VVV
+
+
=
(N) ( 5.8.3.3-1)
Các thành phần đã hớng dẫn tính ở trên .
5.3- Tính duyệt chống cắt :
V
n
Q
tt
20
Hớng dẫn TKTN Chu Viết Bình
Vi-tính duyệt điều kiện chống nứt theo trạng thái giới hạn
eff 1
Mpa ( 5.9.5.2-2)
f
pj
- ứng suất trong cốt thép khi đang căng bằng kích , có thể lấy bằng 0,9f
pu
Mpa
K- hệ số ma sát lắc tính trên mỗi mm chiều dài cốt thép lấy bằng 6,6ì10
-7
à - hệ số ma sát trợt , lấy bằng 0,15 .
- tổng các giá trị tuyệt đối của các góc uốn của bó cốt thép so với đờng trục
của bó tính từ điểm neo kích ( nếu kéo bằng 1 kích ) hoặc từ điểm neo kích
gần nhất ( nếu kéo bằng 2 kích) đến mặt cắt xét ( Rad) .
x- chiều dài đoạn bó cốt thép tính từ điểm neo kích nói trên đến mặt cắt xét (mm)
Nếu bó cáp uốn cong trong cả mặt phẳng đứng và mặt phẳng ngang , thì phải
tính bằng cách cộng véc tơ :
yx
22
+=
6.2.3- Mất mát do co ngắn đàn hồi của bê tông :
(
)
cgp
ci
ps
- mô men quán tính của mặt cắt đỉnh trụ trừ rãnh của bê tông mm
4
0
0
0
0
p
c
ppepsDC
c
peps
cgp
d
I
dfAM
A
fA
f
=
Mpa (5.9.5.2.3b-2)
M
DC
- mô men do tĩnh tải sơ đồ 1 tại mặt cắt đỉnh trụ với hệsố tải trọng =1 .
d
p0
- khoảng cách từ trọng tâm các bó cốt thép DƯL đến trọng tâm của tiết diện
hộp dầm tại đỉnh trụ mm .
6.2.4- Mất mát do co ngót của bê tông :
- chênh lệch ứng suất do tải trọng thờng xuyên trong bê tông tại trọng tâm
cốt thép DƯL so với thời điểm tạo dự ứng lực tại mặt cắt đang xét
0
0
'''
''
0 p
c
pepsp
c
epsp
p
c
DW
cdp
d
I
dfA
A
fA
d
I
M
f
+=
Mpa
M
DW
- mô men uốn do tĩnh tải giai đoạn 2 và hiệu ứng dỡ tải tại mặt cắt đang xét
psp
c
psp
c
c
DC
c
c
DC
fd
I
fA
A
fA
d
I
M
d
I
M
++ 45,0
2
0
1
Mpa (5.9.4.2.1-1)
A
c
, I
c
I
M
d
I
M
'5,0
2
0
1
++ Mpa (5.9.4.2.2-1)
d
s
khoảng cách từ trọng tâm tiết diện dầm đến mép chịu kéo của bê tông mm .
6.4- Tính duyệt cờng độ trong cốt thép DƯL trong giai đoạn sử dụng :
pup
c
SD
p
fd
I
M
nf 8,0
0
+
Mpa ( 5.9.3-1)
n- tỉ lệ mô đuyn đàn hồi .
d
p0
- khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến trọng tâm bó cốt thép mm
6.78 6.17 5.63 4.88 3.65 3.01 2.47 2.33 2.16 1.9 1.65
0.1
23.5 23.5 23.5 23.5 24 26.5 30.5 34 36 38 396.5 5.87 5.31 3.26 2.61 2.54 2.41 2.28 2.09 1.72 1.45
0.125
20 21 22 23.5 26 28 31.5 34 36 37 382.71 2.71 2.71 2.6 2.57 2.5 2.37 2.18 2.01 1.6 1.35
0.15
22 22.5 23.5 25 27 29 32 34 36 36.5 372.66 2.61 2.61 2.55 2.5 2.45 2.28 2.06 1.93 1.5 1.24
0.175
23.5 24 25 26.5 28 30 32.5 34 36 35.5 362.59 2.58 2.54 2.5 2.41 2.39 2.2 1.95 1.74 1.21 1
0.2
25 25.5 26.5 27.5 29 31 33 34 34.5 35 36
- Môđuyn đàn hồi E của bê tông xác định theo công thức :
=
ccc
fyE
5,1
043,0
y
c
-tỉ trọng của bê tông 2400kg/m
3
- I
g
mô men quán tính tiết diện nguyên của bê tông
2- Điều kiện tính duyệt :
Lf
800
1
3- Xác định độ võng do các tải trọng tác dụng lâu dài bằng độ võng do hoạt tải nhân
với hệ số bằng 4,0 . 23
Copyright: Tài liệu đại học ©