Trờng đại học giao thông vận tải
khoa công trình
bộ môn kết cấu
***** Hớng dẫn đồ án Thiết kế
môn học kết cấu bê tông cốt thép
THEO 22TCN 272-05

(lu hành nội bộ) hà n
ộ
i
,
09 - 2007

trớc các hệ số phân bố ngang.
Đối với cầu trên đờng xe lửa thì hoạt tải (đoàn xe lửa) không thể xê dịch tự do trên chiều
ngang cầu, mà phải chạy cố định trên đờng ray, cho nên việc xác định hệ số phân bố ngang rất đơn
giản. Giả sử cầu có một làn xe nh hình 2, thì 2 dầm chịu hoạt tải nh nhau, tức là hệ số phân bố
ngang là 0,5.
1.2. Hoạt tải xe ôtô thiết kế
Hoạt tải xe ôtô trên mặt cầu hay kết cấu phụ trợ đợc đặt tên là HL-93 sẽ gồm tổ hợp của:
Xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế hoặc;
Xe hai trục thiết kế và tải trọng làn thiết kế.
Mỗi làn thiết kế đợc xem xét phải đợc bố trí hoặc xe tải thiết kế hoặc xe hai trục chồng với
tải trọng làn khi áp dụng đợc. Tải trọng đợc giả thiết chiếm 3000mm theo chiều ngang trong một
làn xe thiết kế.
Xe tải thiết kế (truck)
Trọng lợng và khoảng cách các trục và bánh xe của xe tải thiết kế phải lấy theo Hình 3. Cự ly
giữa 2 trục 145000N phải thay đổi giữa 4300 và 9000mm để gây ra ứng lực lớn nhất.
Bộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 2
Đối với các cầu trên các tuyến đờng cấp IV và thấp hơn, Chủ đầu t có thể yêu cầu tải trọng
trục nhỏ hơn bằng cách nhân với hệ số triết giảm (hệ số cấp đờng) 0,50 hoặc 0,65.

35 kN 145 kN 145 kN
4300 mm 4300 mm tớ i 900 0mm
600 mm nói chung
300mm mút thừa của mặt cầu
Làn thiết kế 3500 mm

Hình 3 - Đặc trng của xe tải thiết kế
Xe hai trục thiết kế (tandem)
Xe hai trục thiết kế gồm một cặp trục 110000N cách nhau 1200mm. Cự ly chiều ngang của
các bánh xe lấy bằng 1800mm. Đối với các cầu trên các tuyến đờng cấp IV và thấp hơn, Chủ đầu

0,95
IRD
=

Bộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 3
Trong đó:

D
= hệ số liên quan đến tính dẻo;

R
= hệ số liên quan đến tính d;

I
= hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác.
Đối với trạng thái giới hạn sử dụng, phá hoại do mỏi thì =1,0.
Đối với việc thiết kế cầu bê tông, cầu thép trên các đờng quốc lộ thì các hệ số này tính theo
trạng thái giới hạn cờng độ có thể lấy nh sau:
0,95.0,95 1,05; 0,95;
IRd

=
=
=

Tính toán các tổ hợp tải trọng:
Để tính toán nội lực ta vẽ các đờng ảnh hởng nội lực sau đó xếp tải trọng lên đờng ảnh
hởng để tìm vị trí bất lợi nhất. Đối với nhịp từ 6m đến 24m ta có thể tính bằng hoạt tải rải đều
tơng đơng cho ở bảng 3 (phần phụ lục).

lớn hơn

giữa xe tải thiết kế
và
xe hai trục thiết kế
. Tính toán với lực cắt thì chỉ xếp hoạt
tải lên phần đờng ảnh hởng có diện tích lớn hơn. Khi chủ đầu t yêu cầu chỉ tính với 50% hoặc
65% của xe tải thiết kế hoặc xe hai trực thiết kế thì phải nhân các hệ số này với tải trọng tơng
đơng tra đợc.
Ta xét tổ hợp của các tải trọng sau:
Hoạt tải (HL-93);
Tĩnh tải của bản thân dầm, bản BTCT mặt cầu (DC);
Tĩnh tải của lớp phủ mặt cầu và các các tiện ích khác (DW).
Mômen và lực cắt tại tiết diện bất kỳ đợc tính theo công thức sau:
Đối với TTGHCĐI:
(
)
[
]
{}
MiMiLMDWDCi
AIM11,75mLL1,75LLmg1,50w1,25wM +
+
+
+=
() ()
[
]
{
}

+=

Trong đó:
Bộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 4
LL
L
= Tải trọng làn rải đều (9,3KN/m);
LL
Mi
= Hoạt tải tơng đơng ứng với đ.ả.h M
i
;
LL
Vi
= Hoạt tải tơng đơng ứng với đ.ả.h V
i
;
mg
M
= Hệ số phân bố ngang tính cho mômen (đã tính cả hệ số làn xe m);
mg
V
= Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt (đã tính cả hệ số làn xe m);
w
DC
= Tải trọng rải đều do bản thân dầm và bản BTCT mặt cầu;
w
DW
= Tải trọng rải đều do lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu;

)
LL
Mi
truck
(kN/m)
LL
Mi
tandem
(kN/m)
M
i
CĐ
(kNm)
M
i
SD
(kNm)
1

n
Bảng giá trị lực cắt
Mặt cắt
x
i
(m) l
i
(m)
A
1,Vi


i
= l x
i
= Chiều dài phần đah lớn hơn.
Cách vẽ hình bao nội lực.
Khi tính toán dầm, ta cần xác định giá trị bất lợi nhất của mô men hoặc lực cắt cho từng mặt cắt
do tĩnh tải và hoạt tải gây ra. Muốn vậy cần phải vẽ hình bao mô men và hình bao lực cắt.
Nh ta đã biết trong môn cơ học kết cấu thì hình bao của mô men (hoặc lực cắt) là biểu đồ mà
mỗi tung độ của nó biểu thị giá trị đại số của mô men (lực cắt) lớn nhất hoặc nhỏ nhất có thể xảy ra
tại mặt cắt tơng ứng. ở đây, xét đối với dầm giản đơn, do đó hình bao M
max
và V
max
đợc vẽ theo
các bớc nh sau:
1- Trớc hết chia dầm làm nhiều đoạn bằng nhau (thờng ít nhất là từ 8 đến 10 đoạn).
2- Vẽ đờng ảnh hởng của mô men (hoặc lực cắt) tại mặt cắt các điểm chia (tức là 1,2,3, nh
hình vẽ) rồi xác định các giá trị. M
max
(hoặc V
max
) tại các mặt cắt đó. Các giá trị đó là các tung độ
của hình bao M
max
(hoặc V
max
).
3- Sau khi dựng các tung độ đó và nối lại với nhau sẽ đợc hình bao M
max
hoặc V

mặt cắt ngang dầm
w
b

2.1.1. Chiều cao dầm h
Chiều cao của dầm chủ có ảnh hởng rất lớn đến giá thành công trình, do đó phải cân nhắc kỹ
khi lựa chọn giá trị này. Đối với cầu đờng ôtô, nhịp giản đơn, ta có thể chọn sơ bộ theo kinh
nghiệm nh sau:
L
8
1
20
1
h






ữ=

Trong đó: L = Chiều dài nhịp dầm;
Đối với cầu dầm giản đơn BTCT thờng thì chiều cao dầm không đợc nhỏ hơn 0,07L
(A2.5.2.6.3-1).
Ta nên chọn h chẵn đến 5cm.
2.1.2. Bề rộng sờn dầm b
w

Đối với dầm ta có thể chọn loại có bầu dầm hoặc không có bầu dầm.

f
= S = khoảng cách giữa các dầm chủ.
2.1.5. Kích thớc bầu dầm b
1
, h
1

Nếu ta chọn dạng dầm có bầu, thì ta phải tiến hành chọn kích thớc bầu dầm. Kích thớc phần
bầu dầm phải căn cứ vào việc bố trí cốt thép chủ trên mặt cắt dầm quyết định (số lợng thanh,
khoảng cách các thanh). Tuy nhiên khi chọn sơ bộ ban đầu ta cha biết lợng cốt thép chủ là bao
nhiêu nên phải tham khảo các đồ án điển hình và nên đảm bảo kích thớc sao cho bề rộng bầu phải
bố trí đợc bốn cột cốt thép và chiều cao bầu phải bố trí đợc tối thiểu hai hàng cốt thép.
Đối với dầm đúc tại chỗ thì chiều cao phần bầu dầm không đợc nhỏ hơn 140 mm và bề rộng
sờn dầm.
Đối với dầm đúc sẵn thì chiều cao phần bầu dầm không đợc nhỏ hơn 125 mm.
Với dầm giản đơn nhịp nhỏ ta nên chọn:



ữ=
ữ=
60)cm(30b
30)cm(15h
1
1

2.1.6. Kích thớc các vút b
v1
, h
v1



c
= Trọng lợng riêng của BTCT, lấy
c
= 24,5 kN/m
3
.
2.1.8. Mặt cắt ngang tính toán
a) Xác định bề rộng bản cánh hữu hiệu b
e
Bề rộng cánh hữu hiệu đối với dầm bên trong không lấy quá trị số nhỏ nhất trong ba trị số sau:
+ 1/4 chiều dài nhịp hữu hiệu;
+ Khoảng cách tim giữa hai dầm;
+ 12 lần bề dầy cánh và bề rộng sờn dầm.
Khi tính bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu, chiều dài nhịp hữu hiệu có thể lấy bằng nhịp thực tế
đối với các nhịp giản đơn và bằng khoảng cách giữa các điểm thay đổi mômen uốn (điểm uốn của
biểu đồ mômen) của tải trọng thờng xuyên đối với các nhịp liên tục, thích hợp cả mômen âm và
dơng (A4.6.2.6). Bộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 7
b) Mặt cắt quy đổi
Để đơn giản cho tính toán thiết kế, ta quy đổi tiết diện dầm về tiết diện có kích thớc đơn giản
hơn theo nguyên tắc nh sau:
h
e
b
h





+=

+=

+=

+=
we
v2v2
f
we
2
f
,
f
w1
v1v1
1
w1
1
1
,
1
bb
hb
h

c
, M
u
= M
umax
. Các bớc tính toán có thể tóm tắt nh sau:
1. Giả sử chiều cao có hiệu d
s
. Chiều cao có hiệu phụ thuộc vào lợng cốt thép dọc chủ và cách
bố trí của chúng, ta sơ bộ lấy nh sau: d
s
= (0,8 ữ 0,9)h;
2. Giả sử TTH đi qua cánh, tính nh tiết diện hình chữ nhật có kích thớc bxh;
3. Tính
2
s
,
c
u
bd0,85f

M
A =
;
4. Nếu A
A
gh
, tính hoặc tra bảng tìm đợc ;
5. Tính
1

y
,
c
min
f
f
0,03 =
. Nếu
min

thì A
s
là hợp lý. Ngợc lại thì A
s
là
quá ít, khi đó ta có thể chọn lại mặt cắt hoặc lấy A
s
= A
smin
;
8. Nếu A
A
gh
, ta phải chọn lại mặt cắt bằng cách tăng các kích thớc và tính lại từ đầu;
9. Sau Khi tính đợc diện tích cốt thép cần thiết A
s
, dùng bảng 1,2 để chọn đờng kính và số
thanh cốt thép cần thiết và bố trí vào bầu dầm (thỏa mãn những qui định về cự ly tối thiểu, cự ly tối
đa, lớp bê tông bảo vệ).
Đối với một trị số diện tích cốt thép cần thiết cho mặt cắt giữa nhịp, ta nên chọn một số phơng

Khoảng cách tối đa giữa các cốt thép là :
- 1,5 lần chiều dầy của bộ phận hoặc
- 450 mm
Khi có quá nhiều thanh cốt thép hoặc chọn loại dầm không có bầu, thì có thể bố trí cốt thép
bằng cách nhóm hai thanh thành một nhóm hoặc bố trí cốt thép thành chồng nh kiểu bố trí cốt thép
khung hàn của Nga [8].
10. Kiểm tra lại tiết diện đã chọn.
2.4. Xác định vị trí cắt cốt thép dọc chủ, vẽ biểu đồ bao vật liệu
2.4.1. Lý do cắt và nguyên tắc cắt cốt thép
Để tiết kiệm thép, số lợng cốt thép chọn khi tính với mặt cắt có mômen lớn nhất sẽ đợc lần
lợt cần bớt đi cho phù hợp với hình bao mô men. Công việc này đợc tiến hành trên cơ sở các
nguyên tắc sau đây:
- Khi cắt ta lên cắt lần lợt từ trên xuống dới, từ trong ra ngoài ;
Các cốt thép đợc cắt bớt cũng nh các cốt thép còn lại trên mặt cắt phải đối xứng qua mặt
phẳng uốn của dầm (tức là mặt phẳng thẳng đứng đi qua trọng tâm dầm);
- Đối với dầm giản đơn ít nhất phải có một phần ba số thanh trong số thanh cốt thép cần thiết
ở mặt cắt giữa nhịp đợc kéo về neo ở gối dầm;
- Số lợng thanh cốt thép cắt đi cho mỗi lần nên chọn là ít nhất (thờng là 1 đến 2 thanh).
- Không đợc cắt, uốn các thanh cốt thép tại góc của cốt đai;
- Chiều dài đoạn cốt thép cắt đi không nên quá nhỏ,
Bộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 9

2.4.2. Lập các phơng án cắt cốt thép
Với các nguyên tắc trên, ta sẽ có đợc số lần cần phải tính lại khả năng chịu lực của mặt cắt
thẳng góc tơng ứng với diện tích cốt thép dọc chủ còn lại. Việc tính toán đợc tiến hành theo các
công thức thông thờng của bào toán kiểm tra cờng độ của mặt cắt chữ T khi cho trớc diện tích
cốt thép A
s
(ở đây không nhắc lại).


2.4.3. Xác định vị trí cắt cốt thép dọc chủ, vẽ biểu đồ bao vật liệu
Do điều kiện về lợng cốt thép tốt thiểu M
r
min(1,2M
cr
;1,33M
u
), nên khi M
u
0,9M
cr
, thì điều
kiện lợng cốt thép tối thiểu sẽ là M
r
1,33M
u
. Điều này có nghĩa là khả năng chịu lực của dầm
phải bao ngoài đờng
u
M
3
4
khi M

u
;
- Trong đoạn
cr u cr
0,9M M 1, 2M vẽ đờng nằm ngang với giá trị
cr
1, 2M ;
- Tại đoạn
ucr
M0,9M vẽ đờng
'
uu
4
MM
3
=
.
Bộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 10

a) Xác định điểm cắt lý thuyết
Điểm cắt lý thuyết là điểm mà tại đó theo yêu cầu chịu mô men uốn không cần cốt thép dài
hơn. Do vậy, điểm cắt lý thuyết chính là giao điểm giữa biểu đồ bao mômen M
u
đã hiệu chỉnh và
biểu đồ
nr
MM = .
b) Xác định điểm cắt thực tế
Từ điểm cắt lý thuyết, cốt thép cần phải kéo dài về phía mômen nhỏ hơn một đoạn là l

Với thép từ thanh số 36 trở xuống thì
,
c
yb
db
f
f0,02A
l =
, nhng không nhỏ hơn 0,06.d
b
.f
y

Trong đó:
A
b
= Diện tích của thanh hoặc sợi (mm2);
f
y
= Cờng độ chảy đợc quy định của các thanh cốt thép (MPa);
f
c
= Cờng độ chịu nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (MPa);
d
b
= Đờng kính thanh hoặc sợi cốt thép (mm).
Hệ số điều chỉnh làm tăng l
d

: Chiều dài triển khai cơ bản, lBộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 11

y
c
c
cv
l
l
ch
sơ đồ xác định hệ số điều chỉnh
chiều di triển khai cốt thép chịu kéo
Hệ số điều chỉnh tăng:
- Khi y > 300mm và l > 2d thì: k = 1,4
cv b
bcv
- Khi y < 300mm và l > 2d thì: k = 1,0
- Khi l < 2d thì: k = 2,0
b
- Khi c < d thì: k = 2,0.

M
r3
M
uBộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 12
2.5. Tính toán chống cắt (tính toán cốt thép đai)
Việc tính toán thiết kế cốt thép đai thờng đợc làm thoe phơng pháp thử dần nh sau: chọn
đờng kính cốt thép đai, bố trí chúng theo yêu cầu cấu tạo, sau đó kiểm toán lại. Về mặt nguyên tắc
thì ta phải kiểm toán ở tất cả các mặt cắt của dầm, nhng ở đây để đơn giản ta chỉ kiểm toán ở mặt
cắt cách gối một đoạn d
v
(mặt cắt đợc coi là bất lợi nhất). Các bớc kiểm toán nh sau:

B1:
- Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu d
v
: Đó là cự ly đo thẳng góc với trục trung hoà giữa hợp
lực kéo và hợp lực nén do uốn (tức là cánh tay đòn của nội ngẫu lực). Ví dụ trờng hợp tính theo tiết
diện chữ nhật cốt thép đơn thì:
2
a
dd
sv
= . Ngoài ra d
v
còn phải thỏa mãn điều kiện sau:
()

v
f
. Nếu
,
c
v
0, 25
f
>
thì ta phải chọn lại mặt cắt, bằng cách tăng chiều rộng sờn
dầm.
B3:
- Giả định ứng góc nghiêng của ứng suất nén chính
và tính biến dạng dọc trong cốt thép chịu
kéo uốn theo công thức:
0,002
AE
cotg0,5V
d
M

ss
u
v
u
x

+
=
;

dbf0,083V =

B5:
- Tính khoảng cách cần thiết giữa các cốt thép đai ở sờn dầm:
cotg
V
dfA
s
s
vyv
.
B6:
- Kiểm tra lợng cốt thép đai tối thiểu ở sờn dầm:

v
,
c
yv
y
v
,
c
v
bf0,083
fA
S
f
Sbf
0,083A


mômen lực dọc và lực cắt:
cotg0,5V

V
d
M
fA
s
u
v
u
ys








+

- Nếu bất đẳng thức trên không thoả mãn, thì ta phải tăng cốt thép dọc hoặc tăng cốt thép đai.

Hình 5.8.3.4.2-1 -
Các giá trị của

và

đối với các mặt cắt có cốt thép ngang [1]

33, 0
2, 37
36, 0
2, 23
41, 0
1,95
43, 0
1, 72
0, 075
27, 0
6, 78
27, 0
6, 17
27, 0
5, 63
27, 0
4, 88
27, 0
3, 65
27, 5
3, 01
30, 0
2, 47
33, 5
2, 33
36, 0
2, 16
40, 0
1, 90
42, 0

2, 71
23, 5
2, 60
26, 0
2, 57
28, 0
2, 50
31, 5
2, 37
34, 0
2, 18
36, 0
2, 01
37, 0
1, 60
38, 0
1, 35
0, 15
22, 0
2, 66
22, 5
2, 61
23, 5
2, 61
25, 0
2, 55
27, 0
2, 50
29, 0
2, 45

1, 21
36, 0
1, 00
0, 2
25, 0
2, 55
25, 5
2, 49
26, 5
2, 48
27, 5
2, 45
29, 0
2, 37
31, 0
2, 33
33, 0
2, 10
64, 0
1, 82
34, 5
1, 58
35, 0
1, 21
36, 0
1, 00
0, 225
26, 5
2, 45
27, 0

32, 0
2, 01
33, 0
1, 64
34, 0
1, 52
35, 5
1, 40
38, 5
1, 30
41, 5
1, 25

2.6. Tính toán Kiểm soát nứt
2.6.1. Kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không
Đối với kết cấu BTCT thờng thì ta phải tính toán kiểm soát bể rộng vết nứt không đợc vợt
quá bề rộng vết nứt tối đa cho phép của tiêu chuẩn thiết kế. Tại một mặt cắt bất kỳ, thì tuỳ vào giá trị
nội lực, dầm có thể bị nứt hay không nứt. Vì thế để tính toán kiểm soát nứt, thì trớc hết ta phải
kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không.
Để tính toán xem mặt cắt có bị nứt hay không mặt cắt là đàn hồi tuyến tính và đồng nhất là bê
tông, khi đó ta sẽ tính đợc ứng suất kéo lớn nhất f
ct
của bê tông.
Mặt cắt coi là bị nứt khi:
rct
g
a
ct
0,8fy
I






=
y
1/3
c
sas
;0,6f
Ad
Z
minff
a) Xác định giới hạn ứng suất trong cốt thép chịu kéo ở trạng thái giới hạn sử dụng f
sa

()








=
y
1/3
c

Sơ đồ ứng suất và mặt cắt tính đổi:
d
s
d
sc
x
Sơ đồ ứng suất
cc
f
s
f
sc
d
s
d
n.As
b
w
mặt cắt tính đổi
f
h
b
h
h
b
h
f
mặt cắt ngang
w
b


Trong đó:
n = Tỷ số môđun đàn hồi của cốt thép và bê tông, đợc làm tròn đến số nguyên và phải
lấy n
6;
Xác định mômen quán tính của tiết diện đã nứt đối trục trung hoà:

()() ()
2
ss
2
f
fw
3
f
w
3
wcr
dxnA
2
h
xhbb
12
h
bb
3
x
bI +



men quán tính của mặt cắt có thể đợc lấy bằng mô men quán tính nguyên I
g
đối với các cấu kiện
cha nứt hoặc bằng mô men quán tính hữu hiệu I
e
đối với các cấu kiện đã nứt. Mô men quán tính
hữu hiệu có thể đợc tính bằng công thức sau:

gcr
3
a
cr
g
3
a
cr
e
II
M
M
1I
M
M
I







cr
= mômen quán tính nứt của tiết diện, có tính đổi cốt thép ra bê tông (mm
4
);
I
g
= mômen quán tính của tiết diện nguyên không tính cốt thép (mm
4
);
f
r
= cờng độ chịu kéo khi uốn của bê tông (MPa).
y
ct
= khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu kéo ngoài cùng (mm);
M
a
= mô men lớn nhất trong cấu kiện ở giai đoạn đang tính biến dạng (N.mm).
Đối với cấu kiện có dạng lăng trụ, mô men quán tính hữu hiệu tính với mặt cắt ở giữa nhịp dầm
giản đơn hoặc liên tục, và ở gối của dầm hẫng.
Độ võng do hoạt tải lấy theo trị số lớn hơn của:
- Kết quả tính toán do chỉ một mình xe tải thiết kế, hoặc;
- Kết quả tính toán của 25% xe tải thiết kế cùng với tải trọng làn thiết kế.
Độ võng của dầm giản đơn do tải trọng làn thiết kế tại mặt cắt giữa nhịp có thể tính nh sau:
Bộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 17
I384E
L5w

c

lane
= mg
D
.LL
L
= Tải trọng làn đã nhân hệ số;

w
truck
= mg
D
.m.(1+IM).LL
Mmax
truck
= Tải trọng rải đều tơng đơng của xe tải thiết kế đã nhân
hệ số ở mặt cắt giữa dầm.
Độ võng do hoạt tải gây ra ở mặt cắt giữa nhịp sẽ là:

()
lanetrucktruck
;0,25max
+
= .
Chú ý: Cho phép xác định độ võng bằng phơng pháp khác chính xác hơn nếu chứng minh
đợc.

******&*****
Bộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 18
Ti liệu tham khảo

(kG/m)
10 9,5 71 0,560
13 12,7 129 0,994
16 15,9 199 1,552
19 19,1 284 2,235
22 22,2 387 3,042
25 25,4 510 3,973
29 28,7 645 5,060
32 32,3 819 6,404
36 35,8 1006 7,907
43 43,0 1452 11,38
57 57,3 2581 20,24

Bảng 2: Khoảng cách tối thiểu giữa các cốt thép theo AASHTO cho
CIP - cact-in-place ( bê tông đổ tại chỗ)
Bé m«n KÕt CÊu
l−u hµnh néi bé Trang 20
B¶ng 3: B¶ng tra t¶i träng t−¬ng ®−¬ng cña HL-93 (KN/m)

Xe t¶i thiÕt kÕ (truck) Xe hai trôc thiÕt kÕ (tandem)
α α

L
L
§ah S
11
k
k
α =
L
L
1
Víi
Bộ môn Kết Cấu
lu hành nội bộ Trang 21
Bảng 4: Bảng đổi đơn vị

1. Chiều dài.

U.S Metric

Metric U.S

1 in. 0.0254 m 1 m 39.3701 in.
1 ft 0.3048 m 1 m 3.2808 ft.
1 ft 12 in 1 yard 3 ft

2. Tải trọng.


2
KN/m
2
0.1450
0.70279447 T/m
2
T/m
2
1.4229
0.07027945 Kg/cm
2
Kg/cm
2
14.2289

3. Trọng lợng U.S Metric

Metric U.S

1 Lb/ft
3
16.01219547 Kg/m
3
1 Kg/m
3
0.06245240 Lb./ft.
3

1. Chiều dài nhịp dầm L = 15 (m)
2. Hoạt tải xe ôtô thiết kế HL-93
3. Hệ số triết giảm của HL-93 m = 0,65
4. Bề rộng chế tạo cánh b
c
= 1,80 (m)
5. Khoảng cách giữa các dầm chủ S

= 2,20 (m)
6. Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích w
DW
= 5,00 (kN/m)
7. Hệ số phân bố ngang tính cho mô men mg
M
= 0,64
8. Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt mg
V
= 0,80
9. Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng mg
D
= 0,65
10. Độ võng cho phép của hoạt tải

cp
= L/800
11. Bê tông có f'
c
= 30 (MPa)
12. Cốt thép (chịu lực và cấu tạo) theo ASTM A615M có f
y

f
1
b
h
1
h
v1
v1
b
b
v2
v2
h
mặt cắt ngang dầm
w
b

1.1. Chiều cao dầm h
Chiều cao của dầm chủ có ảnh hởng rất lớn đến giá thành công trình, do đó phải cân nhắc kỹ
khi lựa chọn giá trị này. ở đây, chiều cao dầm đợc chọn không thay đổi trên suốt chiều dài của
nhịp. Đối với cầu đờng ôtô, nhịp giản đơn, ta có thể chọn sơ bộ theo kinh nghiệm nh sau:
()
m1,8750,7515
8
1
20
1
L
8
1

1.3. Chiều dày bản cánh h
f
Chiều dày 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.
Tiêu chuẩn quy định h
f
175mm. Theo kinh nghiệm, ta chọn h
f
= 180mm.
1.4. Chiều rộng bản cánh b
f
Chiều rộng bản cánh là phần bản cánh đợc giả thiết chia đều cho các dầm chủ. Do đó theo điều
kiện đề bài cho, ta có b
f
= S = 2200mm.
Bộ môn kết cấu - Ví dụ tính dầm T BTCT
Lu hành nội bộ Trang 3
1.5. Kích thớc bầu dầm b
1
, h
1
Kích thớc bầu dầm phải căn cứ vào việc bố trí cốt thép chủ trên mặt cắt dầm quyết định (số
lợng thanh, khoảng cách các thanh, bề dầy lớp bê tông bảo vệ). Tuy vậy ở đây ta cha biết lợng
cốt thép dọc chủ là bao nhiêu, nên ta phải chọn theo kinh nghiệm.
Theo kinh nghiệm, ta chọn:
b
1
= 400mm; h
1
= 200mm.

100x100
Vát

1.7. Tính trọng lợng bản thân dầm
Diện tích mặt cắt ngang dầm:
2
2
0,6725m
672500mm100.100150.150200).200180(1200400.2002200.180A
=
=++++=

Trọng lợng bản thân 1m dài dầm:
16,48kN/m50,6725.24,Aw
cDC
=
==
Trong đó:

c
= 24,5kN/m
3
= Trọng lợng riêng của BTCT.
1.8. Xác định mặt cắt ngang tính toán
a) Xác định bề rộng cánh hữu hiệu b
e

Bề rộng cánh tính toán đối với dầm trong không lấy quá trị số nhỏ nhất trong ba trị số sau:
-
3,75m