Page 1 of 46
A. TÀI LIỆU THIẾT KẾ:
Số liệu Chiều
dài L (m)
Bề rộng
B (m)
H
max
(m) Mác bê
tông
Nhóm
thép
Số nhịp
14 30 2,9 2,3 200 CII 4
Kênh dẫn nước N đi qua vùng trũng. Sau khi so sánh phương án thiết kế đã
đi tới kết luận cần xây dựng một máng bê tông cốt thép. Dựa vào địa hình, qua
tính toán thuỷ lực và thuỷ nông người ta đã xác định được kích thước và mực
nước yêu cầu trong cầu máng như sau:
- Chiều dài máng: L = 30 (m)
- Bề rộng máng: B = 2,9 (m)
- Cột nước lớn nhất trong máng: H
max
= 2,3ko co (m)
Sơ đồ cầu máng

Page 2 of 46
1. Thõn mỏng; 2. Tr ; 3. Ni tip
B

3
4

- H s tin cy: k
n
= 1,15

Page 3 of 46
Cường độ tính toán đối với trạng thái giới hạn thứ nhất:
- Nén dọc trục: R
n
= 90 (daN/cm
2
)
- Kéo dọc trục: R
k
= 7,5 (daN/cm
2
)
Cướng độ tính toán đối với trngj thái giới hạn thứ hai:
- Kéo dọc truc: R
c
k
= 11,5 (daN/cm
2
)
- Nén dọc trục: R
c
n
= 11,5 (daN/cm
2
)
Cường độ tính toán của thép ứng với trạng thái giới hạn thứ nhất:

2
)
- n =
b
a
E
E
= 10
- Hệ số hàm lượng thép tối thiểu: µ
min
= 0,1%
- a
n.gh
= 0,24 (mm)
- Độ võng cho phép:






l
f
=
500
1
.

Page 4 of 46
B. TÍNH TOÁN KẾT CẤU CÁC BỘ PHẬN CỦA CẦU MÁNG:

ng
):Tải trọng do người có thể lấy sơ bộ bằng 2kN/m
2
q
c
ng
= 2 . 1 = 2 (kN/m)
→ Tải trọng tính toán tổng cộng tác dụng lên lề người đi
q
tc
= n
bt
. q
bt
+ n
ng
. q
ng
= 1,05 . 2,5 + 1,2 . 2 = 5,025 (kN/m)
Trong đó:
n
bt
= 1,05 – hệ số vượt tải của tải trọng bản thân lề người đi
n
ng
= 1,2 – hệ số vượt tải của tải trọng người đi
1.3. Xác định nội lực:

Page 6 of 46
Hình 1-2: Biểu đồ nội lực lề người đi

.

0
α
=
2700.1,1
033,0.8.100.90.1
= 0,79 (cm
2
)
Bố trí 5φ8/1m ( có F
a
= 2,51 cm
2
). Bố trí thép cấu tạo vuông góc 5φ6/1m.
• Kiểm tra điều kiện cường độ theo lực cắt Q (tính Q
max
= 402 daN)
k
1
.m
b4
.R
k
.b.h
0
= 0,8.0,9.7,5.100.8 = 4320 daN
k
n
.n

Sơ bộ chọn kích thước vách máng như sau:
- Chiều cao vách máng: H
v
= H
max
+ δ = 2,3 + 0,5 = 2,8 m.
Trong đó: δ = 0,5 m - độ vượt cao an toàn.
- Bề dày vách thay đổi dần từ: h
V
= 12 ÷ 20 cm.

Page 9 of 46
Hình 2-1: Sơ đồ tính vách máng
2.2. Tải trọng tác dụng:
Do điều kiện làm việc của vách máng nên tải trọng tác dụng gồm:
- Mô men tập trung do người đi trên lề truyền xuống: M
ng
.
- Mô men do trọng lượng bản thân lề đi: M
l
.
- Áp lực nước tương ứng với H
max
: q
n
.
- Áp lực gió ( gồm gió hút và gió đẩy): q
g
.
Các tải trong này gây căng trong và căng ngoài vách máng:

c
gd
= k
gd
.q
g
.1 = 0,8.1,2.1 = 0,96 (kN/m)
q
gd
= n
g
.q
c
gd
= 1,3.0,96 = 1,248 (kN/m)
Trong đó: n
g
=1,3 – hệ số vượt tải của gió
- Các tải trọng gây căng trong: M
l
, M
ng
, q
n
, q
gh
.
M
c
l

= k
d
.γ
n
.H
max
.1 = 1,3.10.2,3.1 = 29,9 (kN/m)
q
maxn
= n
n
.q
c
n max
= 1.29,9 = 29,9 (kN/m)
Trong đó:
k
d
= 1,3 là hệ số động
n
n
= 1 là hệ số vượt tải của dòng nước
q
c
gh
= k
gh
.q
g
.1 = 0,6.1,2.1 = 0,72 (kN/m)

2
v
c
gd
Hq
=
2
8,2.96,0
2
= 3,7632kNm
M
gd
= n
g
.M
c
gd
= 1,3.3,7632 = 4,89 kNm
M = 4,89 - 0,84 = 4,05 kNm

Page 12 of 46

Hình 2-3: Biểu đồ nội lực vách máng _ căng ngoài
2.3.2. Trường hợp căng trong:
Xét mặt cắt nguy hiểm nhất (mắt cắt tại chân ngàm).

Page 13 of 46
M = M
l
+ M

3,2.3,27
2
= 25,2157 kNm
M
n
= n
n
. M
c
n
= 1. 25,2157 =25,2157 kNm
M
c
gh
=
2
.
2
v
c
gh
Hq
=
2
8,2.72,0
2
= 2,8224 kNm
M
gh
= n

2
3,2.7,24
= 28,4 kN
Q
gh
= q
gh
. H
v
= 0,936.2,8 = 2,6208 kN
Q = 28,4 + 2,62 = 31,02 kN
2.4. Tính toán, bố trí cốt thép:
Tiết diện tính toán chọn hình chữ nhật có các thông số cơ bản như sau:
b = 100 cm, h = 20 cm, a = 2 cm → h
0
= h - a = 18 cm.
2.4.1. Trường hợp căng ngoài (M = 4.05 kNm):
A =
2
0hbRm
Mnk
nb
cn
=
2
18.100.90.1
40500.1.15,1

cn
=
2
18.100.90.1
304928.1.15,1
= 0,12 → α = 0,128

Page 15 of 46
F
a
=
aa
nb
Rm
bhRm .
0
α
=
2700.1,1
0,128.18.100.90.1
= 6,98 (cm
2
)
Chọn 6φ12/1m ( có F
a
= 6,79 cm
2
)
2.4.3. Kiểm tra điều kiện cường độ theo lực cắt Q:
Kiểm tra cho trường hợp căng trong:

Dọc theo phương dòng chảy bố trí 2 lớp thép cấu tạo 5φ8/1m.

Page 16 of 46
Hình 2-5: Bố trí cốt thép vách máng
2.5. Kiểm tra nứt:
Kiểm tra cho trường hợp căng trong:
M
c
= M
c
l
+ M
c
ng
+ M
c
n
+ M
c
gh
= 0,8 + 0,64 + 25,2157 + 2,8224 = 29,478kNm
Điều kiện để cấu kiện không bị nứt:
n
c
.M
c
≤ M
n
= γ
1

'
2
.
'
0
2
aa
aa
FFnhb
aFnhFn
hb
++
++
=
)51,279,6.(75,820.100
2.51,2.75,818.79,6.75,8
2
20.100
2
++
++
= 9,65 cm
J
qđ
=
2
0
2
33
).(.)'('.

n
qd
xh
J
−
=
65,920
36,72339
−
= 6989,31 cm
3
→ M
n
= γ
1
.R
k
c
.W
qđ
= 1,75.11,5. 6989,31= 140659,86 (daNcm)
→ n
c
.M
c
= 294780 (daNcm)
Vậy n
c
.M
c

c
ngh
= M
c
ng
+ M
c
gh
= 0,64 + 2,8224 = 3,4624 kNm = 34624 daNcm
Tính bề rộng khe nứt a
n
theo công thức kinh nghiệm:
a
n1
= k.c
1
.η.
a
a
E
01
σσ
−
.7.(4 - 100.µ).
d
a
n2
= k.c
2
.η.

c
ngh
=
3,15.79,6
34624
= 333,28 daN/cm
2
( Z
1
= h.h
0
= 0,85.18 = 15,3 cm; _ h: tra bảng 5-1)
a
n1
= 1.1,3.1.
6
10.1,2
200 2504,23 −
.7.(4 - 100.0,0031).
12
= 0,128 mm
a
n2
= 1.1.1.
6
10.1,2
200 333,28 −
.7.(4 - 100.0,0031).
12
= 0,0057 mm

b
.h
đ
.1 = 25. 0,2.1 = 5 (kN/m)
q
đ
= q
c
d
.n
d
= 5.1,05 = 5,25 (kN/m)

Page 20 of 46
- Tải trọng nước ứng với cột nước H
max
:
q
c
max
= k
đ
.γ
n
.H
max
.1 = 1,3.10.2,3.1 = 29,9 (kN/m)
q
max
= q

n
.H
ngh
.1 = 1,3.10.1,2.1 = 15,6 kN/m
q
ngh
= n
n
. q
c
ngh
= 1.15,6 = 15,6 kN/m
M
c
ngh
=
6
1
3
nghnd
Hk
γ
=
6
1.2,1.10.3,1
3
= 3,744 kNm
M
ngh
= 3,744 kNm

Tra các phụ lục 18,21 ( Giáo trình Kết cấu bê tông cốt thép), vẽ biểu đồ nội
lực cho từng thành phần tải trọng tác dụng ( hình 3-2), sau đó lựa chọn giá trị
tính toán cần thiết.
Xác định M, Q tại ba mặt cắt: - Đầu dầm
- Giữa nhịp
- Gối giữa
Kết quả tính toán nội lực được thể hiện ở bảng sau:

Page 1 of 46
®
®
®
®
®

Page 1 of 46
3.4. Tính toán bố trí cốt thép đáy máng:
Chọn tiết diện tính toán hình chữ nhchua
ật cá các thông số sau:
b = 100 cm, h = 20 cm, a = 3 cm → h
0
= 17 cm.
3.4.1. Trường hợp gây mô men căng trên tại mặt cắt sát vách:
M
1
= M
I
+ M
II
+ M

hbRm
.

0
α
=
2700.15,1
146,0.17.100.90.1
= 7,19 (cm
2
)
Bố trí 5φ14/1m (F
a
= 7,69 cm
2
).
3.4.2. Trường hợp gây mômen căng dưới tại mặt cắt giữa nhịp:
M
2
= M
I
+ M
III
+ M
V
+ M
VI

α
=
2100.15,1
022,0.17.100.90.1
= 1,39 (cm
2
)
Bố trí 5φ12/1m (có F
a
= 5,65 cm
2
).
3.4.3. Trường hợp mômen căng trên tại gối giữa:
M
3
= M
I
+ M
III
+ M
VI
= 2,09 + 3,775+ 0,34 = 6,205 kNm
A =
2
0
a
= 3,93 cm
2
).
3.4.4. Kiểm tra cường độ trên mặt cắt nghiêng:

Page 3 of 46
Kiểm tra tại mặt cắt sát vách máng:
Q = Q
I
+ Q
II
+ Q
IV
+ Q
V
+ Q
VII
= 5,03 + 40,19+ 0,55+ 0,11+ 2.24= 48,12 kN
k
1
.m
b4
.R
k
.b.h
0
= 0,8.0,9.6,3.100.17 = 7711,2 daN
k
n