Đồ án Thiết kế Cầu máng

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.