Đồ án Thiết kế Cầu máng

NỘI DUNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC PhầnI-Các tài liệu thiết kế. Phần II-Thiết kế các bộ phận cầu máng. I.Thiết kế lề người đi. II.Thiết kế vách máng. III.Thiết kế đáy máng. IV.Thiết kế dầm đỡ giữa. PhầnIII-Các tài liệu tham khảo và bản vẽ kèm theo . Phần IV-Kết luận và đề nghị. PHẦN III TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ CÁC BẢN VẼ KÈM THEO I. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Kết cấu bê tông cốt thép _ NXB Nông nghiệp _ Năm 1995. 2.Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thuỷ công. Trường ĐHTL _ Bộ môn Kết Cấu Công Trình _ Năm 1994 II. CÁC BẢN VẼ KÈM THEO 1.BẢN VẼ CẦU MÁNG. Phần IV KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Qua đồ án cầu máng bản thân em đã học hỏi được nhiều điều bổ ích nhưng thấy vẫn còn rất nhiều lúng túng trong quá trình tính toán. Do đó có những sai phạm là không tránh khỏi. Việc lựa chọn kích thước các bộ phận cầu máng còn chưa được hợp lý, nhưng do thời gian hạn chế nên không thể tính toán lựa chọn lại được. Em rất mong các thầy chỉ bảo cho em. Em xin cảm ơn các thầy trong bộ môn Kết cấu Công trình đã giảng giải giúp em hoàn thành đồ án này.

doc27 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 18/06/2013 | Lượt xem: 2068 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Thiết kế Cầu máng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
néi dung ®å ¸n m«n häc PhÇnI-C¸c tµi liÖu thiÕt kÕ. PhÇn II-ThiÕt kÕ c¸c bé phËn cÇu m¸ng. I.ThiÕt kÕ lÒ ng­êi ®i. II.ThiÕt kÕ v¸ch m¸ng. III.ThiÕt kÕ ®¸y m¸ng. IV.ThiÕt kÕ dÇm ®ì gi÷a. PhÇnIII-C¸c tµi liÖu tham kh¶o vµ b¶n vÏ kÌm theo . PhÇn IV-KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ. phÇn I Tµi liÖu thiÕt kÕ Kªnh dÉn n­íc ®i qua vïng tròng cã chiÒu dµi L=24m.Sau khi so s¸nh ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ ®· ®i tíi kÕt luËn cÇn x©y dùng mét m¸ng bª t«ng cã cèt thÐp qua vïng. Dùa vµo ®Þa h×nh, qua tÝnh to¸n thñy lùc vµ thñy n«ng ®· x¸c ®Þnh ®­îc møc n­íc yªu cÇu trong cÇu m¸ng nh­ sau: Sè ®Ò bµi: Sè nhÞp L(m) B(m) Hmax(m) M# Nhãm thÐp 4 24 3.1 2.3 150 CI Vïng x©y dùng c«ng tr×nh cã c­êng ®é giã q1=1,2(KN/m2) kg®=0,8Þ qg®=0,96 (KN/m2) kgh=0,6Þ qgh=0,72 (KN/m2) T¶i träng do ng­êi ®i l¹i q2=2(KN/m) *C¸c chØ tiªu thiÕt kÕ Bª t«ng M=150 c«ng tr×nh cÊp III, Cèt thÐp nhãm CI ,Tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n Theo phô lôc 2 Rn=70(Kg/cm2) Theo phô lôc 3 kn=1.15 Theo phô lôc 4 nc=1.0 Theo phô lôc 5 mb=1 Theo phô lôc 7 Ra=2100(Kg/cm2) Theo phô lôc 8 ma=1.1(gi¶ thiÕt sè thanh cèt thÐp <10) Theo phô lôc 11 a0=0.7 A0=a0(1-0.5a0)=0.455 phÇn.II ThiÕt kÕ cÇu m¸ng I.ThiÕt kÕ lÒ ng­êi ®i 1.S¬ ®å tÝnh to¸n C¾t mét mÐt dµi theo chiÒu däc m¸ng.Xem kÕt cÊu lµm viÖc nh­ mét dÇm c«n son ngµm t¹i v¸ch m¸ng.(S¬ ®å xem h×nh1-I) BÒ réng lÒ L=0,8m=80cm ChiÒu dµy lÒ thay ®æi dÇn tõ mÐp ngoµi h1=8cm ®Õn mÐp trong h2=12cm. §Ó tiÖn lîi cho viÖc tÝnh to¸n ta chän chiÒu dµy trung b×nh h=10cm 2.T¶i träng t¸c dông T¶i träng t¸c dông lªn lÒ gåm tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i (coi giãkh«ng ¶nh h­ëng ®Õn phÇn lÒ ng­êng ®i) *TÜnh t¶i . T¶i do träng l­îng b¶n th©n g©y ra(qbt) qbt=gb.h.b=2500.0,1.1=250(kg/m) *Ho¹t t¶i .T¶i do ng­êi ®i l¹i g©y ra(qng) qng=q2.b=200.1=200(kg/m) §Ó ®¬n gi¶n coi nh­ t¶i träng t¸c dông ®óng t©m cña 1m dµi c¾t ra víi t¶i träng ph©n bè : qlª=nbt .qbt+nng.qng Trong ®ã : n: lµ hÖ sè v­ît t¶i. tra b¶ng 1-TËp b¶ng tra –KCBT vµ BTCTTC nbt=1,05 nng=1,1 qlÒ=1,05.250 +1,1.200=482,5(kg/m) 3. X¸c ®Þnh néi lùc DÇm conson t¶i träng ph©n bè ®Òu víi qttlÒ= 482,5 (kg/ m) M=qttlª.x2/2 Q= qttlÒx XÐt mÆt c¾t ®Çu ngµm M= qttlÒ.l2 = 482,5* 0,82/ 2 = 154,4 (kg.m) Q = qttlÒ * x =482,5 * 0,8 =386 (kg) 4. TÝnh to¸n cèt thÐp Cèt thÐp ®­îc tÝnh tõ gi¸ trÞ Mmax víi tr­êng hîp mÆt c¾t ch÷ nhËt cèt thÐp ®¬n. Chän líp b¶o vÖ a = 2cm ta cã h0 = h – a = 8cm. BÌ réng b = 100cm. Chän a = 2 => h0 = h-a = 10-2 = 8 (cm) åX = 0 ma . Fa .Ra = mb . Rn .b . x åMFa = 0 kn . Nc . M = mb . Rn . b . x . (h0 - ) §Æt x = a . h0; A = a . (1 - ) Thay gi¸ trÞ x, A vµo hÖ 1.2 ta ®­îc hÖ: ma . Fa .Ra = mb . Rn . b . a . h0 kn . Nc . M = mb . Rn . b . h02 . A Tõ (2’) ta cã: A = A = 0,0396 < A0 = 0,455 VËy Fa ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Fatt = Trong ®ã a tra phô lôc 10. A = 0,0396 => a = 0,0407 Fatt = (cm2) *KiÓm tra ®iÒu kiÖn Famin < Fa <Famax Famin = mmin . b . h0 = 0,001.100.8 = 0,8(cm2) Famin = = (cm2) Famin= 0,8 cm2 < Fatt = 0,99 cm2 < Famax = 16,97 cm2 VËy kÝch th­íc tiÕt diÖn Fatt = 0,99 (cm2) 5.KiÓm tra ®iÒu kiÖn ®Æt cèt ®ai, cèt xiªn s1 = < s2 = k1.mb4.Rk Trong ®ã: Q = 386 (kg) LÒ ng­êi ®i ®­îc coi nh­ mét dÇm conson. VËy k1 = 0,6 mb4 = 0,9 (hÖ sè lµm viÖc cña bª t«ng) s1 = (kg/cm2) s2 = k1. mb4 . Rk = 0,6 . 0,9 . 6,3 = 3,402 (kg/cm2) s1 = 0,555 < s2 = 3,402 VËy bª t«ng ®¶m b¶o ®­îc lùc c¾t. 6.Bè trÝ thÐp V× Fa = 0,99 (cm2) qu¸ nhá nªn chØ cÇn ®Æt l­íi thÐ cÊu t¹o. Chän 5f8/1m dµi vµ 3f6 ®Æt vu«ng gãc víi 5 thanh. Bè trÝ thÐp xem cô thÓ h×nh 4.1 5f6 f8 a=20 · · · · · · · · · · f8 a=20 5f6 H×nh 4-1: s¬ ®å bè trÝ thÐp lÒ ng­êi ®I II.thiÕt kÕ v¸ch m¸ng S¬ ®å cÊu t¹o *S¬ bé chän kÝch th­íc m¸ng nh­ sau: - §é cao cña m¸ng Hv¸ch = Hmax + d Trong ®ã d lµ ®é v­ît cao an toµn. Lêy d = 0,5m Hv¸ch = 2,3 + 0,5 = 2,8m - BÒ dµy cña m¸ng thay ®æi dÇn tõ hv1 ®Õn hv2. Chän: hv1 = 12cm hv2 = 30cm S¬ ®å tÝnh to¸n (xem h×nh 1) Dïng hai mÆt c¾t, c¾t xÐn mét mÐt dµi m¸ng. Hv1 Hv¸ch Hv2 H×nh 1-II: cÊu t¹o v¸ch m¸ng 2.T¶i träng t¸c dông TÝnh v¸ch m¸ng nh­ mét dÇm conson däc ngµm t¹i ®¸y, t¶i träng t¸c dông lªn gåm hai lo¹i: - C¸c t¶i g©y c¨ng ngoµi: MlÒ, Mgiã ®Èy - C¸c t¶i g©y c¨ng trong: Mng, MlÒ, Mn­íc, Mgiã hót Chän mÆt c¾t ngµm D lµm mÆt c¾t tÝnh to¸n. 3.Tr­êng hîp c¨ng ngoµi X¸c ®Þnh néi lùc XÐt m« men t¹i mÆt c¾t ngµm: Mcntt = MlÒ + Mgiã ®Èy Trong ®ã: MLÒ : m« men do träng l­îng b¶n th©n lÒ g©y nªn t¹i mÆt c¾t ngµm. MlÒ = 8400 (kg.cm) Mgiã ®Èy : m« men do giã g©y nªn. Mgiã ®Èy = (kg.m) Mgiã ®Èy = 45158,4 (kg.cm) VËy ¸p lùc c¨ng ngoµi: Mcntt = 45158,4 – 8400 = 36758,4 (kg.cm) MlÒ Mg® MlÒ 8400 qg® 45158,4 8400 36758,4 h×nh 2-II: biÓu ®å néi lùc (th.c¨ng ngoµi) TÝnh thÐp MÆt c¾t tÝnh to¸n d¹ng ch÷ nhËt cã tiÕt diÖn (30cm x 100cm). TÝnh thÐp trong tr­êng hîp mÆt c¾t ch÷ nhËt cèt thÐp ®¬n. Chän a = 2cm tÝnh ®­îc h0 = h-a = 30-2 = 28cm A = = A = 0,01 < 0,455 VËy Fatt = Trong ®ã a tra phô lôc 10. A = 0,01 => a = 0,01 Fatt = (cm2) KiÓm tra ®iÒu kiÖn Famin < Fa < Famax Famin = mmin . b . h0 = 0,001 . 100 . 28 = 2,8 (cm2) Famax = Fatt = 0,85 cm2 < Famin = 2,8 cm2 VËy lÊy Fatt = Famin = 2,8 cm2 Víi Fa ®Þnh nh­ trªn ta bè trÝ 5f9/1m (Fa = 3,18 cm2) 4. Tr­êng hîp c¨ng trong X¸c ®Þnh néi lùc XÐt m« men t¹i mÆt c¾t ngµm: MCT = Mng + MlÒ + Mac + Mgiã hót Trong ®ã: Mng : m« men do ng­êi trªn lÒ g©y nªn t¹i mÆt c¾t ngµm. Mng = 7040 (kg.cm) MlÒ : m« men do träng l­îng b¶n th©n lÒ g©y nªn t¹i mÆt c¾t ngµm. MlÒ = 8400 (kg.cm) Mnc : m« men do ¸p lùc n­íc. (¸p lùc n­íc ph©n bè theo quy luËt tam gi¸c) Mnc = Mnc = 202783 (kg.cm) Mgiã hót : m« men do giã g©y nªn. Mgiã hót = Mgiã hót = 33869 (kg.cm) VËy ¸p lùc c¨ng trong: MCTtt = 7040 + 8400 + 202783 + 33869 = 252092 (kg.cm) Mgh MlÒ + Mng Mnc 15440 M(kg.cm) 33869 15440 202783 252092 Qgh QlÒ + Qgh Qnc Q(kg) H×nh 4-II : biÓu ®å néi lùc (th. C¨ng trong) TÝnh thÐp M¾t c¾t tÝnh to¸n d¹ng ch÷ nhËt cã tiÕt diÖn (30cm x 100cm). TÝnh thÐp trong tr­êng hîp mÆt c¾t ch÷ nhËt cèt thÐp ®¬n. Líp b¶o vÖ a = 2cm tÝnh ®­îc h0 = h-a = 30-2 = 28 cm A = = A = 0,053 < 0,455 VËy Fatt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc cèt ®¬n: Fatt = Trong ®ã a tra phô lôc 10. A = 0,053 => a = 0,05 Fatt = KiÓm tra ®iÒu kiÖn Famin < Fatt < Famax Famin = 2,8 (cm2) Famax = 38,6 (cm2) Famin = 2,8 cm2 < Fatt = 4,24 cm2 < Famax = 40,3 cm2 VËy Fatt = 4,24 cm2 Víi Fa ®Þnh nh­ trªn ta bè trÝ 5f12 (Fa = 5,65 cm2) 5. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ®Æt cèt ®ai, cèt xiªn s1 = Trong ®ã: Q = ng . qgh . Hv¸ch + gn . = =1,2 . 0,72 . 2,8+(10 . 2,32)/2 = 28,87 (KN) = 2887 (kg) s1 s2 = k1 . mb4 . Rk = 0,6 . 0,9 . 6,3 = 3,402 (kg/cm2) s1 = 1,185 < s2 = 3,402 VËy bª t«ng ®¶m b¶o ®­îc lùc c¾t. Theo cÊu t¹o ®Æt 5f6. 6. Bè trÝ thÐp · · · · · f6 a=20 f12 a=20 f6 f6 a=20 f12 · · · · · a=20 · · · · · f9 · a=20 · f6 f8 a=20 H×nh 6-II: s¬ ®å bè trÝ thÐp v¸ch 7. KiÓm tra nøt V× trÞ sã m«men c¨ng trong lín h¬n trÞ sè m«men c¨ng ngoµi nªn nÕu x¶y ra nøt th× kÕt cÊu sÏ nøt do m«men c¨ng trong. VËy trong tÝnh to¸n kiÓm tra ta tÝnh víi tr­êng hîp m«men c¨ng trong max. §iÒu kiÖn ®Ó cÊu kiÖn kh«ng bÞ nøt: nc . Mtc £ Mn Trong ®ã: nc: lµ hÖ sè tæng hîp t¶i träng nc = 1 Mtc: m«men uèn do t¸c dông cña t¶i träng tiªu chuÈn. Mtc = 252092 (kg.cm) Mn: m«men uèn mµ tiÕt diÖn cã thÓ chÞu ®­îc ngay tr­íc khi khe nøt xuÊt hiÖn. Mn = g1 . Rkc . Wq® g1: hÖ sè xÐt ®Õn biÕn d¹ng dÎo cña bª t«ng miÒn kÐo. g1 = mh . g Tra phô lôc 13: mh = 1 Tra phô lôc 14: g = 1,75 g1= mh . g = 1 . 1,75 = 1,75 Wq® : m«men chèng uèn cña tiÕt diÖn quy ®æi lÊy ®èi víi mÐp biªn chÞu kÐo cña tiÕt diÖn. Wq® = Jq® / (h-xn) xn : kho¶ng c¸ch tõ mÐp biªn chÞu nÐn ®Õn träng t©m cña tiÕt diÖn quy ®æi. xn = Ta coi thÐp c¨ng ngoµi nh­ F’a vµ cã hÖ sè quy ®æi n = (Tra phô lôc 9 ®­îc Ea = 2,1 . 106 kg/cm2) (Tra phô lôc 6 ®­îc Eb = 2,1 . 105 kg/cm2) xn = xn = 15,1 cm Jq® : m«men qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m cña tiÕt diÖn quy ®æi. Jq® = Jq® = Jq® = 239889,36 cm4 Wq® = (cm3) Mn = g1 . Rkc . Wq® = 1,75 . 9,5 . 16099,95 = 267661,8 (kg.cm) nc . Mtc = 252092 (kg.cm) Mn = 267661,8 (kg.cm) §iÒu kiÖn tho¶ m·n. VËy theo quy ph¹m kÕt cÊu kh«ng bÞ nøt. III. thiÕt kÕ ®¸y m¸ng S¬ ®å cÊu t¹o C¾t 1m dµi ®Ó tÝnh ®¸y m¸ng. §¸y m¸ng ®­îc tÝnh nh­ mét dÇm liªn tôc 2 nhÞp cã gèi ®ì lµ c¸c dÇm däc. KÝch th­íc ®¸y m¸ng ®Þnh nh­ sau: - ChiÒu dµy ®¸y m¸ng hdm = 30cm - BÒ réng ®¸y m¸ng B = 3,1m - ChiÒu dµi nhÞp 1 = 100 cm H®m = 30cm H×nh 1- III: s¬ ®å cÊu t¹o ®¸y m¸ng T¶i träng t¸c dông B = 3,1m Mng Mng Mgio Mgio Mlª Qbt + Qnc Mlª Mnc Mnc H×nh 2-III: s¬ ®å tÝnh to¸n ®¸y m¸ng T¶i träng t¸c dông lªn dÇm gåm hai loai sau: T¶i träng th­êng xuyªn - T¶i do b¶n th©n lÒ: MlÒbt = 0,84 (KN.m) - T¶i do träng l­îng ®¸y m¸ng: qbt®¸y = gb . h®m .l = 25 . 0,3.1 = 7,5(KN.m) qtt®¸y = qbt®¸y .nbt = 7,5 . 1,05 = 7,875 (KN.m) = 787,5 (kg/m) T¶i träng kh«ng th­¬ng xuyªn - T¶i träng do n­íc: + T¶i øng víi mùc n­íc Hmax = 2,3 (m) MHmax = qHmax = gn . Hmax = 10 . 2,3 = 23(KN) = 2300(kg/m) qttHmax = qHmax . nnc = 23 . 1 = 23(KN) = 2300(kg/m) + T¶i øng víi mùc n­íc Hnguy hiÓm = MH.ngh = qH.ngh = gn . Hngh = 10 .1,21 = 121(KN) = 1210 (kg/m) qttH.ngh = qH.ngh . nnc = 12,1 . 1 = 121 (KN) = 1210 (kg/m) - T¶i träng do giã: + Giã ®Èy: Mgiã ®Èy = 4,5 (KN.m) = 450 (kg.m) + Giã hót: Mgiã hót = 3,39 (KN.m) = 339 (kg.m) - T¶i träng do ng­ê: Mng­êi = 0,704 (KN.m) = 70,4 (kg.m) 3. Néi lùc ®¸y m¸ng Tõ t¶i träng vµ s¬ ®å tÝnh nh­ trªn ta x¸c ®Þnh néi lùc cho tõng thµnh phÇn riªng rÏ. Trªn c¬ së ®ã tæ hîp x¸c ®Þnh ®­êng bao néi lùc. (Xem b¶ng 1-III vµ h×nh 3-III) Thµnh phÇn lùc M(KN.m) Q(KN) TÝnh to¸n cèt thÐp ®¸y m¸ng a) TÝnh thÐp trªn mÆt c¾t A-A * Tr­êng hîp c¨ng trªn A = A = 0,06 < A0 = 0,455 VËy Fatt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc cèt ®¬n: Fatt = Trong ®ã a tra phô lôc 10. A = 0,06 => a = 0,062 Fatt (cm2) KiÓm tra ®iÒu kiÖn Famin < Fatt < Famax Famin = 2,8 (cm2) Famax = 38,6 (cm2) Famin = 2,8 cm2 < Fatt = 4,82 cm2 < Famax = 38,6 cm2 VËy Fatt = 4,41 cm2 Víi Fa ®Þnh nh­ trªn ta bè trÝ (5f12)/1mÐt dµi (Fa = 5,65 cm2) * Tr­êng hîp c¨ng d­íi. A = A = 0,007 < A0 = 0,455 VËy Fatt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc cèt ®¬n: Fatt = Trong ®ã a tra phô lôc 10. A = 0,07 => a = 0,01 Fatt = (cm2) KiÓm tra ®iÒu kiÖn Famin < Fatt < Famax Famin = 2,8 (cm2) Famax = 38,6 (cm2) Fatt = 0,85 cm2 < Famin = 2,8 cm2 < Famax = 38,6 cm2 VËy cÇn t¨ng Fa lªn. Bè trÝ (5f8)/1mÐt dµi (Fa = 2,51 cm2) b) TÝnh thÐp trªn mÆt c¾t B-B §èi víi mÆt c¾t nµy ta chØ tÝnh thÐp trong tr­êng hîp c¨ng d­íi. A = A = 0,0106 < A0 = 0,455 VËy Fatt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc cèt ®¬n: Fatt = Trong ®ã a tra phô lôc 10. A = 0,0106 => a = 0,01 Fatt (cm2) KiÓm tra ®iÒu kiÖn Famin < Fatt < Famax Famin = 2,8 (cm2) Famax = 38,6 (cm2) Fatt = 0,85 cm2 < Famin = 2,8 cm2 < Famax = 38,6 cm2 VËy cÇn t¨ng Fa lªn. Bè trÝ (5f9)/1mÐt dµi (Fa = 3,18 cm2) c) TÝnh thÐp trªn mÆt c¾t C- C §èi víi mÆt c¾t nµy ta chØ tÝnh thÐp trong tr­êng hîp c¨ng trªn. *TÝnh to¸n thÐp. A = A = 0,0116 < A0 = 0,455 VËy Fatt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc cèt ®¬n: Fatt = Trong ®ã a tra phô lôc 10. A = 0,0116 => a = 0,012 Fatt (cm2) KiÓm tra ®iÒu kiÖn Famin < Fatt < Famax Famin =2,8 (cm2) Famax = 28,6 (cm2) Fatt = 1 cm2 < Famin = 2,8 cm2 < Famax = 38,6 cm2 VËy cÇn t¨ng Fa lªn. Bè trÝ (5f9)/1mÐt dµi (Fa = 3,18 cm2) TÝnh to¸n cèt thÐp ngang cho ®¸y m¸ng MÆt c¾t cã gi¸ trÞ lùc c¾t lín nhÊt ®Ó tÝnh to¸n. Cô thÓ chän mÆt c¾t A-A cã Q = 32,48 (KN) s1 = Trong ®ã: Q = 32,48 (KN) = 3248 (kg) Chän bÒ dµy líp b¶o vÖ a = 2cm => h0 = 28cm s1 = (kg/cm2) s2 = k1. mb4 . Rk = 0,6 . 0,9 . 6,3 = 3,402 (kg/cm2) s1 = 1,334 < s2 = 3,402 VËy bª t«ng ®¶m b¶o ®­îc lùc c¾t hay nãi c¸ch kh¸c lµ theo tÝnh to¸n kh«ng cÇn ®Æt cèt ngang cho ®¸y. 6. Bè trÝ thÐp ®¸y m¸ng KÕt hîp kÕt qu¶ tÝnh gi÷a 4,a.b.c ®i tíi quyÕt ®Þnh chän thÐp nh­ sau: - ThÐp c¨ng trªn bè trÝ (5f12)/1mÐt dµi (Fa = 5,65 cm2) - ThÐp c¨ng d­íi bè trÝ (5f8)/1mÐt dµi (Fa = 2,51 cm2) f6 a=20 f12a=20 f12 a=20 · · · · · · · · · · · · · · · · · · f8 a=20 f6 a=20 f8 a=20 H×nh 6 – III: s¬ ®å bè trÝ thÐp ®¸y m¸ng 7. KiÓm tra nøt Nøt ®­îc kiÓm tra trªn mÆt c¾t cã m«men c¨ng trªn lín nhÊt. MÆt c¾t (A-A) §iÒu kiÖn ®Ó cÊu kiÖn kh«ng bÞ nøt: nc . M £ Mn Trong ®ã: nc : lµ hÖ sè tæ hîp t¶i träng. nc = 1 M = 25250 (kg.cm) Mn: M«men uèn mµ tiÕt diÖn cã thÓ chÞu ®­îc ngay tr­íc khi khe nøt xuÊt hiÖn. Mn = g1. Rkc. Wq® g: hÖ sè xÐt ®Õn biÕn d¹ng dÎo cña bª t«ng miÒn kÐo. g1 = mh . g Tra phô lôc 13: mh = 1 Tra phô lôc 14: g = 1,75 g1= mh .g = 1 . 1,75 = 1,75 Wq® : m«men chèng uèn cña tiÕt diÖn quy ®æi lÊy ®èi víi mÐp biªn chÞu kÐo cña tiÕt diÖn. Wq® = Jq® / (h-xn) xn :kho¶ng c¸ch tõ mÐp biªn chÞu nÐn ®Õn träng t©m cña tiÕt diÖn quy ®æi. xn = Ta coi thÐp c¨ng d­íi nh­ Fa’ = 3,18 cm2 Fa = 5,65 cm2 a = a’ = 2cm => h0 = 28 cm HÖ sè quy ®æi n = (Tra phô lôc 9 ®­îc Ea = 2,1 . 106 kg/cm2) (Tra phô lôc 6 ®­îc Eb = 2,1 . 105 kg/cm2) xn = xn = 15,1 cm Jq® : m«men qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m cña tiÕt diÖn quy ®æi. Jq® = Jq®= Jq® = 239889,36 cm2 Wq® = cm3 Mn = g1 . Rkc .Wq® = 1,75 . 9,5 . 16099,96 = 267661,79 (kg.cm) nc . M = 25250 (kg/cm) £ Mn = 267661,79 (kg.cm) §iÒu kiÖn tho¶ m·n. VËy theo quy ph¹m kÕt cÊu kh«ng bÞ nøt. IV. ThiÕt kÕ dÇm ®ì gi÷a 1. S¬ ®å tÝnh to¸n vµ t¶i träng t¸c dông lªn dÇm §¸y m¸ng gèi lªn ba dÇm däc (hai dÇm bªn vµ mét dÇm gi÷a). Hai dÇm bªn chÞu t¶i träng tõ v¸ch m¸ng, phÇn lÒ ng­êi ®i truyÒn xuèng nh­ng chÞu t¶i träng n­íc vµ t¶i träng b¶n th©n Ýt h¬n dÇm gi÷a. DÇn gi÷a chÞu t¶i b¶n th©n vµ n­íc lµ chÝnh. Theo cÊu t¹o dÇm ®ì gi÷a t¹o thµnh mét khèi víi b¶n ®¸y nªn cã s¬ ®å tÝnh nh­ mét dÇm ch÷ T liªn tôc cã 6 nhÞp. lnhÞp = L/6 = 24/6 = 6 (m) Trong tÝnh thÐp ta chän thÐp cho dÇm gi÷a råi bã trÝ t­¬ng tù cho hai dÇm cßn l¹i. a) S¬ ®å tÝnh to¸n T¸ch dÇm gi÷a b»ng hai mÆt c¾t däc m¸ng c¸ch nhau mét mÐt. KÝch th­íc dÇm chän nh­ sau: - BÒ réng c¸nh dÇm B/2 = 3,1/2 = 1,55 - Chän chiÒu cao dÇm däc hd = 80cm B/2 = 155 I II 80cm 20cm I II 30cm H×nh 1 – IV: c¾t ngang dÇm b) T¶i träng t¸c dông lªn dÇm - T¶i träng b¶n th©n dÇm qbtdÇm = gb . FdÇm . 1m qbtdÇm = 25 . (0,8 . 0,3 + 1,25 . 0,3) = 15,375 (KN/m) qttbt = qbtdÇm . nbt = 15,375 . 1,05 = 16,14375 (KN/m) - T¶i träng n­íc (Hmax) qn­íc = g .. Hmax .1m qn­íc = 10 . 1,55 . 2,3 = 35,65 (KN/m) qttnc = qn­íc . n = 35,65 (KN/m) -T¶i träng t«ng c«ng qdÇm = qttbt+ qttnc = 16,14375 + 35,65 qdÇm = 51,79375 (KN/m) Sè nhÞp cña dÇm lµ 4 nhÞp, chiÒu dµi mçi nhÞp lnh = 6m, ta cã s¬ ®å tÝnh øng víi dÇm 4 nhÞp liªn tôc, gèi tùa lµ mè trô vµ khung ®ì. Xem h×nh 2- IV. qttnc qttbt 6m 6m 6m 6m h×nh 2-IV: s¬ ®å tÝnh dÇm 2. Néi lùc dÇm Tra b¶ng 21 (TËp b¶ng tra KCBT vµ BTCTTC) vÏ víi dÇm 4 nhÞp ta x¸c ®Þnh ®­îc néi lùc M, Q trong dÇm. 109,3 143,76 103,85 -10,63 -199,7 -37,29 50,53 63,95 2,61 -133,13 M 63,08 59,95 -2,2 -64,36 -126,51 -188,66 166,48 104,32 19,98 82,135 144,29 Q H×nh 3- IV: néi lùc trong dÇm 3. TÝnh thÐp cho dÇm §©y lµ bµi to¸n tÝnh thÐp cho dÇm ch÷ T. a) TÝnh thÐp cho mÆt c¾t cã Mmax c¨ng d­íi §©y lµ bµi to¸n tÝnh thÐp cho dÇm ch÷ T c¸nh nÐn. Gi¶ thiÕt trôc trung hoµ ®i qua mÐp d­íi c¸nh b¶n x = h’c. Mc = mb . Rn . b’c . h’c .(h0 - ) Trong ®ã chän a = 4cm => h0 = 76cm h = 80cm ; h’c = 30cm Mc = 1 . 70 .155 .30 . (76 - ) = 19’855’500 kg/cm kn . nc . M = 1,15 . 1 1’437’600 = 1’653’240 kg/cm kn . nc . M = 1’653’240 (kg/cm) < Mc = 19’855’500 (kg/cm) vËy trôc trung hßa ®i qua c¸nh (x £ hc). TÝnh Fa t­¬ng tù nh­ ®èi víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt (b’c x h = 160cm x 80cm). A = A = 0,0264 < A0 = 0,455 VËy Fatt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc cèt ®¬n: Fatt = Trong ®ã a tra phô lôc 10. A = 0,0264 => a = 0,026 Fatt (cm2) KiÓm tra ®iÒu kiÖn Famin < Fatt < Famax Famin = mmin . b . h0 =0,001 . 155 . 76 = 11,78 (cm2) Famax = (cm2) Fatt = 9,28 cm2 < Famin = 11,78 cm2 < Famax = 249,87 cm2 VËy cÇn t¨ng Fa lªn. Bè trÝ (5f18)/1mÐt dµi (Fa = 12,72 cm2) b) TÝnh thÐp cho mÆt c¾t cã Mmax c¨ng trªn §©y lµ bµi to¸n tÝnh thÐp cho dÇm ch÷ T c¸nh kÐo. TÝnh Fa t­¬ng tù nh­ ®èi víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt (b x h = 30cm x 80cm). b =30 cm. h = 80 cm. Chän a = 4cm => h0 = 76 cm M = 1997000 kg/cm A = A = 0,189 < A0 = 0,455 VËy Fatt ®­îc tÝnh theo c«ng thøc cèt ®¬n: Fatt = Trong ®ã a tra phô lôc 10. A = 0,189 => a = 0,215 Fatt (cm2) KiÓm tra ®iÒu kiÖn Famin < Fatt < Famax Famin = mmin . b . h0 =0,001 . 30 . 76 = 2,28 (cm2) Famax = (cm2) Famin = 2,28 cm2 < Fatt = 8,98 cm2 < Famax = 48,36 cm2 VËy cÇn t¨ng Fa lªn. Bè trÝ (5f20)/1mÐt dµi (Fa = 15,71 cm2) TÝnh to¸n cèt thÐp ngang cho dÇm §Ó tÝnh to¸n cèt ®ai, cèt xiªn ta tÝnh víi tõng nhÞp vµ cô thÓ lµ hai nhÞp ®Çu . a) TÝnh thÐp ngang cho nhÞp ®Çu Q(KN) 122,09 188,09 H×nh 7- IV: biÓu ®å lùc c¾t (nhÞp ®Çu) TÝnh to¸n cèt xiªn - XÐt mÆt c¾t B-B KiÓm tra ®iÒu kiÖn s1 < s2 Trong ®ã: Q = 18809 (kg) Chän bÒ dµy líp b¶o vÖ a = 4cm => h0 = 76cm s1 =t0= = (kg/cm2) s2 = k1. mb4 . Rk = 0,6 . 0,9 . 6,3 = 3,402 (kg/cm2) s3 = . mb3 . Rkc=1,15.9,5=10,925 s2 = 3,402 < s1 = 10,54 < s3 =10,925 s1a =0,225s1=0,225.10,54=2,37 Theo ®IÒu kiÖn cÊu t¹o chän ®­êng kÝnh cèt ®ai d=8mm nªn fd=0,503 cm2, nd=2,ad=20 cm s1d= s1x=s1-(s1a+s1d)=10,54-(2,37+3,14)=5,03 Þx=201,35 cm Fx= VËy ta chän 2F18(F=5,09cm2) C¸c nhÞp cßn l¹i ta lÊy nh­ trªn lµ an toµn . 5. Bè trÝ thÐp - ThÐp c¨ng trªn (c¸nh kÐo) bè trÝ (5f20 _ Fa = 15,71 cm2) - ThÐp c¨ng d­íi (c¸nh nÐn) bè trÝ (5f18 _ Fa = 12,72 cm2) -ThÐp xiªn bè trÝ (2f18 –F=5.09cm2) H×nh 8 – IV: s¬ ®å bè trÝ thÐp dÇm 6. KiÓm tra nøt Ta kiÓm tra nøt cho hai mÆt c¾t cã trÞ sè m«men (d­¬ng vµ ©m) lín nhÊt. a- KiÓm tra nøt cho mÆt c¾t qua gèi 1. C¸nh n»m vÒ phÝa chÞu kÐo. §iÒu kiÖn ®Ó cÊu kiÖn kh«ng bÞ nøt: nc . M £ Mn Trong ®ã: nc: lµ hÖ sè tæ hîp t¶i träng. nc = 1 M = 199,7 (KN.m) Mn: M«men uèn mµ tiÕt diÖn cã thÓ chÞu ®­îc ngay tr­íc khi khe nøt xuÊt hiÖn. Mn = g1 . Rkc. Wq® g1: hÖ sè xÐt ®Õn biÕn d¹ng dÎo cña bª t«ng miÒn kÐo. g1= mh . g Tra phô lôc 13: mh = 1 Tra phô lôc 14: g = 1,75 g = mh .g = 1 . 1,75 = 1,75 Wq® : m«men chèng uèn cña tiÕt diÖn quy ®æi lÊy ®èi víi mÐp biªn chÞu kÐo cña tiÕt diÖn. Wq® = Jq® / (h-xn) xn: kho¶ng c¸ch tõ mÐp biªn chÞu nÐn ®Õn träng t©m cña tiÕt diÖn quy ®æi. xn = Cèt thÐp chÞu kÐo Fa = 15,71 cm2 Cèt thÐp chÞu nÐn F’a = 12,72 cm2 ChiÒu dµy líp b¶o vÖ a = a’ = 4cm => h0 = 76cm HÖ sè quy ®æi n = = 10 (Tra phô lôc 9 ®­îc Ea = 2,1 . 106 kg/cm2) (Tra phô lôc 6 ®­îc Ea = 2,1 . 105 kg/cm2) xn = xn = 54,74 cm Jq® : m«men qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m cña tiÕt diÖn quy ®æi. Jq®= Jq® = 9616055,712 cm4 Wq® = cm3 Mn = g1 . Rkc . Wq® = 1,75 . 9,5 . 380683,12=4197031,44 (kg.cm) nc . M = 1997000 (kg.cm) £ Mn = 4197031,44 (kg.cm) §iÒu kiÖn tho¶ m·n. VËy theo quy ph¹m kÕt cÊu kh«ng bÞ nøt. b-TÝnh bÒ réng khe nøt an theo c«ng thøc kinh nghiÖm an = k . c . h . Trong ®ã: k = 1 (kÕt cÊu chÞu uèn) c = 1,3 (hÖ sè xÐt ®Õn tÝnh chÊt t¸c dông) h = 1,3 (hÖ sè bÒ mÆt cèt thÐp) d = 16 (®­êng kÝnh cèt thÐp) m = sa kg/cm2 s0 = 0 kg/cm2 an = 1 . 1,3 .1,3 . an = 0,0128mm an = 0,0128 mm < [an] = 0,2 mm VËy bÒ réng khe nøt ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ. 7. TÝnh biÕn d¹ng dÇm Ta tÝnh ®é vâng cho mÆt c¾t gi÷a nhÞp dÇm ®Çu tiªn. Lóc nµy bµi to¸n ®­îc ®­a vÒ tÝnh ®é vâng cho dÇm dµi 5m, bÒ réng dÇm b=30cm, chiÒu cao dÇm h=8cm. Bª t«ng M#150 Cèt thÐp chÞu kÐo Fa = 12,72 cm2 Cèt thÐp chÞu nÐn Fa = 15,71 cm2 ChiÒu dµy líp b¶o vÖ a = a’ = 4cm T¶i träng tiªu chuÈn qd = qbt + qnc = 51,79 (KN/m) Tra phô lôc 9 ®­îc Ea = 2,1 . 106 kg/cm2 Tra phô lôc 6 ®­îc Eb = 2,1 . 105 kg/cm2 Tra phô lôc 2 ®­îc Rck = 9,5 kg/cm2 Tra phô lôc 2 ®­îc Rcn = 85 kg/cm2 Mc = 1616875 kg.cm a) TÝnh Bngh C«ng thøc tÝnh ®é cøng Bngh Bngh = Trong ®ã: x = L = m = g’ = = d’ = T = g’. (1- d’/2) = 2,00 . (1- 0,1975) = 1,605 Thay sè liÖu vµo c«ng thøc ta cã: x = x = 0,1564 > Tõ ®ã ta cã: Z1 = Z1 = 61,65 MÆt kh¸c: sa = (kg/cm2) Tra phô lôc 16 (víi n.m = 10 . 0,0056 = 0,056 ; sa = 2061,85 kg/cm2) Ta cã: yadh = TÝnh theo c«ng thøc x= x . h0 = 0,1561 . 76 = 11,86 cm j = => = x/j = 21,53 cm Thay c¸c gi¸ trÞ vµo c«ng thøc tÝnh ®é cøng Bngh c¶ dÇm ta cã. Bngh = kg.cm2 Bngh = 149501,52.106 kg.cm2 b) TÝnh Bdh V× dÇm chØ chÞu t¸c dông cña lùc dµi h¹n nªn: Bdh = Bngh / d = 149501,52 . 106 / 1,5 = 99667,68 kg.cm2 c) TÝnh M .  C«ng thøc tÝnh f nh­ sau: f = M .  Trong ®ã: M . ®­îc x¸c ®Þnh theo ph­¬ng ph¸p nh©n biÓu ®å cña Veresaghin Theo h×nh 3- IV ta ®· cã biÓu ®å M cña nhÞp ®Çu tiªn. M(KN.m) 199,7 10,63 109,3 103,85 143,76 H×nh 11- IV: biÓu ®å M X¸c ®Þnh  b»ng c¸ch lËp tr¹ng th¸i phô ®Æt lùc Pk = 1 t¹i gi÷a nhÞp dÇm ®Çu tiªn: 1,5m Pk = 1 3m 3m H×nh 12 – IV: biÓu ®å  233,05 (KN.m) 199,7 (KN.m) 1,5 (KN.m) h×nh 13 – iv: s¬ ®å nh©n biÓu ®å m. M. = EJ = Bdh = 99667,68.106 kg.cm2 f = 0,00952 mm = KÕt luËn: ®é vâng cña dÇm tho¶ m·n yªu cÇu thiÕt kÕ. VÏ h×nh bao vËt liÖu 3782615.76 3286483.2 2482024.8 1997000 1792375.2 2509607.1 ¸p dông c«ng thøc : M=ma.Ra.Fa.Za Víi Za=68,4 øng víi c¨ng thí trªn =61 Víi tr­êng hîp c¨ng d­íi PhÇn III TµI liÖu tham kh¶o Vµ c¸c b¶n vÏ kÌm theo I. tµI liÖu tham kh¶o KÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp _ NXB N«ng nghiÖp _ N¨m 1995. KÕt cÊu bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp thuû c«ng. Tr­êng §HTL _ Bé m«n KÕt CÊu C«ng Tr×nh _ N¨m 1994 II. c¸c b¶n vÏ kÌm theo B¶n vÏ cÇu m¸ng. PhÇn IV KÕt luËn vµ ®Ò nghÞ Qua ®å ¸n cÇu m¸ng b¶n th©n em ®· häc hái ®­îc nhiÒu ®iÒu bæ Ých nh­ng thÊy vÉn cßn rÊt nhiÒu lóng tóng trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n. Do ®ã cã nh÷ng sai ph¹m lµ kh«ng tr¸nh khái. ViÖc lùa chän kÝch th­íc c¸c bé phËn cÇu m¸ng cßn ch­a ®­îc hîp lý, nh­ng do thêi gian h¹n chÕ nªn kh«ng thÓ tÝnh to¸n lùa chän l¹i ®­îc. Em rÊt mong c¸c thÇy chØ b¶o cho em. Em xin c¶m ¬n c¸c thÇy trong bé m«n KÕt cÊu C«ng tr×nh ®· gi¶ng gi¶i gióp em hoµn thµnh ®å ¸n nµy.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế Cầu máng.DOC