Đồ án Thiết kế cầu thép dầm thép liên hợp

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP DẦM THÉP LIÊN HỢP SỐ LIỆU ĐẦU VÀO : Nhịp cấu tạo : 15m Nhịp tính toán : 14,4m Số dầm : n= 3 Bề rộng tổng thể cầu : B = 7m Bề rộng phần xe chạy : BXECHAY =6m Bề rộng lan can : Blancan =2×0.5m Số lượng khung (dầm) ngang : 3 ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU LÀM CẦU : Bê tông : f’c= 28 MPa Trọng lượng riêng : 2400kg/m3 Thép : f’y =400 MPa Trọng lượng riêng :7850kg/m3 PHẦN I : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU Số liệu cần dung : Chiều dày lớp phủ 75mm có khối lượng riêng 2250kg/m3 Khoảng cách giữa các dầm chủ S = 2400mm Chiều dài bản hẫng = 1100mm SƠ ĐỒ TÍNH NỘI LỰC BẢN MẶT CẦU I.1 .Chọn chiều dày bản S=2400 (mm) hmin:= hmin=180(mm) chọn chiều dày bản mặt cầu: hs=200 mm (thỏa mãn điều kiện ≥175mm) làm chiều dầy chịu lực,cộng thêm 15mm lớp hao mòn →chiều dầy tính toán của bản mặt cầu là:hb= 200mm. I.2.Trọng lượng các bộ phận 1Kg=9.81N Lan can có mặt cắt ngang như hình vẽ trên,diện tích 326510 mm2,trọng lượng lan can coi như một tải trọng tập trung Pb=2400.10-9 x 9.81 x 326510 Pb=7.687 () Lớp phủ mặt cầu dày 75mm WDW:=2250×10-9 ×9.81 × 75 WDW=1.655 x 10-3 () Bản chịu lực dày 200 mm WS := 2400.10-9 x 9.81 x 200 WS=4.7 x 10-3 ( ) I.3.Tính toán nội lực bản mặt cầu Tính toán nội lực cho 1mm bản theo phương dọc cầu.Bản mặt cầu được xem như các dải bản nằm vuông góc với dầm chủ. Tính toán bản mặt cầu: Dùng phương pháp dải bản.Coi bản như một dầm liên tục kê trên các gối cứng là các dầm chủ. Với cầu có 3 dầm không sử dụng được phụ lục A-1 đẻ tính nội lực do đó giá trị nội lực được xác định bằng phần mềm SAP 2000 I.3.1.Do trọng lượng bản thân bản: S=1500 mm ; h=1900 mm WS=4.473 x 10-3 Mômen dương và âm tại giữa nhịp và gối của dầm liên tục có thể lấy: R200_WS= -6 M200_WS=-2843,5 M204_WS=712,5 M300_WS= - 1967 I.3.3.Do lan can: tác dụng lên sơ đồ dầm liên tục Tải trọng lan can coi như một lực tập trung có giá trị Pb=7.687 đặt tại trọng tâm của lam can R200_b= -4,33 M200-b= - 6965,76 M204-b= -2808,82 M300-b= 3426,6 I.3.4.Do lớp phủ mặt cầu dày 75mm R200_DW= -1,68 M200-DW= - 298,8 M204-DW= -536,13 M300-DW= -1041,78 I.3.5.Xác định nội lực do hoạt tải Các tải trọng trục thiết kế là 145kN gồm 2 bánh xe và đặt cách nhau 1800mm theo phương ngang cầu.Tim bánh xe cách 600 mm từ mép làn thiết kế.Khi tính phần bản hẫng,tim bánh xe sẽ đặt cách mép lan can một đoạn là 300mm. Chiều rộng có hiệu của bản chịu tải trọng bánh xe của bản mặt cầu đỗ tại chỗ Khi tính mômen dương SW:=660+0.55 S SW=1980 mm Khi tính mômen âm SW:=1220+0.25 S SW=1820 mm Số làn xe thiết kế = phần nguyên(bề rộng phần xe chạy/3500 mm) NL:= [ ]=1,7 vậy số làn NL=1 Hệ số làn m=1.2 cho một làn xe m=1 cho hai làn xe m=0.85 cho ba làn xe a.Mômen âm tại các tiết diện do hoạt tải gây ra Tại tiêt diện 200 Chiều rộng làm việc của dải bản SW=1820 mm Chỉ xếp một làn xe m=1.2 M200-LL =×(-21750000) = -13182 Tại tiết diện 300 M300-LL = ×(-32956) = -19973 b.Mômen dương lớn nhất do hoạt tải tại vị trí 204 Chiều rộng làm việc của dải bản SW=1980 mm Chất tải một làn xe: Hệ số làn xe : m:=1,2 M204-LL-1 = ×31863= 21008 I.3.6.Tổ hợp tải trọng Công thức tổng quát tính hiệu ứng do tải trọng gây ra Ru= Trạng thái giới hạn cường độ 1 :=1 :=1.25 :=1.5 :=1.75 IM:=25% Mômen âm tại gối 200 M200:= . [1.25(M200_WS+ M200-b)+1.5.M200-DW +1.75(1+IM)M200-LL] M200= 1×[1,25×(-2843,5 - 6965,76) +1,5×(-298,8)+ 1,75×1,25×(-13182)]= = -41545,4 Hay M200 = -41,545 Mômen dương tại vị trí 204:do trọng lượng lan can gây ra momen âm làm giảm hiệu ứng bất lợi của momen dương tại vị trí 204 nên lấy với hệ số 0.9 M204:=.[1,25.(M204_Ws)+0.9M204-b+1.5.M204-DW +1.75(1+IM)M204-LL] = 1×[1,25×712,5 +0,9×(-2808,82) +1,5×(-536,13)× 1,75×1,25×21008] = = 43794 Hay M204 = 43,794 Mômen âm tại vị trí 300: do trọng lượng lan gây ra mômen dương làm giảm hiệu ứng bất lợi của mômen âm tại vị trí 300 nên lấy với hệ số 0.9 M300:=.[(1.25M300-WS +0.9M300-b+1.5.M300-DW +1.75(1+IM)M300-LL] = 1×[1,25×(-1967) +0,9×3426,6 +1,5×(-1041,78) + 1,75×1,25×(-19973)] = -41503 Hay M204 = -41,503 I.4.Tính toán cốt thép chịu mômen dương-Kiểm tra TTGH cường độ I.4.1.Bố trí cốt thép Gỉa thiết sử dụng thép số No.15 db:= 16mm Ab:=200 mm2 fy=400Mpa fc’=30MPa Chiều cao có hiệu của bản bê tông khi uốn dương và âm lấy khác nhau vì các lớp bảo vệ trên và dưới khác nhau. Lớp bảo vệ Mặt cầu bê tông trần chịu hao mòn :60mm Đáy bản bê tông đổ tại chổ :25mm chiều cao có hiệu của bản mặt cầu chiều cao có hiệu của bản tại tiết diện giữa nhịp chịu mômen dương: ddương:= 200mm -25mm- ddương=167mm Hệ số kháng uốn :=0.9 Momen dương lớn nhất(TTGH cường độ I): Mu:=M204 Mu=43,794 Khoảng cách từ trọng tâm miền chịu nén của bê tông đến trọng tâm cốt thép chịu kéo trong bê tông thường(lấy gần đúng): Jd:=0.9ddương =0,9×167= 150,3mm Sơ bộ chọn diện tích cốt thép chịu kéo AS:= = = 0,81 => AS=0,81 () Tra phụ lục B,bảng B4,’Cầu BTCT trên đường ôtô’Lê Đình Tâm,chọn No.15@225mm Diện tích cốt thép thực: AS:= As = 0,889 ( ) Kiểm tra diện tích cốt thép tối thiểu yêu cầu trên một đơn vị chiểu rộng bản: Theo [A5.7.3.3.2] minAS:=0.03×ddương AS=0,899 () > minAS=0.37575() t.m Kiểm tra lượng cốt thép lớn nhất được giới hạn theo yêu cầu về tính dẻo Với giả thiết phân bố ứng suất nén theo hình chữ nhật.Chiều cao khối ứng suất hình chữ nhật vùng nén: a:= = = 14,94 => a= 14,94mm Theo [A5.7.3.3. ] a ≤ 0,42d Hệ số quy đổi ứng suất := 0.85 Nếu fc’28Mpa 0.85- Nếu 28 fc’56Mpa 0.65 Nếu fc’56 Mpa Với fc’=28Mpa =>=0.85 a=14,94 < 0,35.ddương = 0,35.167= 58,45 mm t.m I.4.2.Kiểm tra cường độ tiết diện(TTGH cường độ I) Sức kháng uốn của tiết diện  : =.AS.fy.(ddương-) =0,9×0,889×400×(167- ) =51,1() =51,1 () > M204=43,794 () t.m I.5.Tính toán cốt thép chịu momen âm-Kiểm tra TTGH cường độ 1 I.5.1.Bố trí cốt thép Gỉa thiết sử dụng thép số No.20 db:= 20mm Ab:=314 mm2 fy=400Mpa fc’=28Mpa Chiều cao có hiệu của bản tại tiết diện giữa nhịp chịu momen âm. dam := 200mm - 60mm - => dam=130mm Hệ số kháng uốn :=0.9 Momen âm lớn nhất(TTGH cường độ I): Mu = M200 = -41,545 Khoảng cách từ trọng tâm miền chịu nén của bê tông đến trọng tâm cốt thép chịu kéo trong bê tông thường(lấy gần đúng): jd:=0.9dam =0,9×130= 117mm Sơ bộ chọn diện tích cốt thép chịu kéo AS:= = = 0,986 () Tra phụ lục B,bảng B4,’Cầu BTCT trên đường ôtô’Lê Đình Tâm,chọn No.15@175mm Diện tích cốt thép thực: AS’:= As’=1,143 ( ) Kiểm tra diện tích cốt thép tối thiểu yêu cầu trên một đơn vị chiểu rộng bản: Theo [A5.7.3.3.2] minAS:=0.03×dam AS=1,143 () > minAS=0.27() t.m Kiểm tra lượng cốt thép lớn nhất được giới hạn theo yêu cầu về tính dẻo Với giả thiết phân bố ứng suất nén theo hình chữ nhật.Chiều cao khối ứng suất hình chữ nhật vùng nén: a:= = = 19,21 mm Theo [A5.7.3.3. ] a ≤ 0,42d Hệ số quy đổi ứng suất = 0.85 Nếu fc’28Mpa 0.85- Nếu 28 fc’56Mpa 0.65 Nếu fc’56 Mpa Với fc’=28Mpa =>=0.85 a=19,21 < 0,35.dâm = 0,35.117= 41 mm t.m I.4.2.Kiểm tra cường độ tiết diện(TTGH cường độ I) Sức kháng uốn của tiết diện  : =.AS.fy.(dam-) =44,19 () > M200= 41,545 () t.m I.6 Kiểm tra nứt thớ dưới theo các trạng thái giới hạn sử dụng =1 IM=25% =1 cho cả tĩnh tải và hoạt tải Kiểm tra nứt tại tiết diện 204,momen tại tiết diện này tính theo TTGH sử dụng: M204:= [1.(M204_WS +M204_b) + 1(M204_DW) + 1(1+IM)M204_LL] M204= 18375,56 Hay M204 = 18,375 Tiết diện bản bao gồm cốt thép và bê tông được đưa về tiết diện bêtông tương đương.Diện tích cốt thép được chuyển đổi thành diện tích bêtông tương đương bằng cách nhân với tỉ số modul đàn hồi n,có trọng tâm trùng với trọng tâm cốt thép n= E’S /EC Trong đó Modul đàn hồi của bêtông: Ec:=0.043. Wc1,5 . Tỷ trọng của bêtông: Wc:=2400 fc’=28MPa Ec=2.675x104 Mpa Modul đàn hồi của thép : Es :=200000Mpa Tỉ số modul đàn hồi : n= E’S /EC => n=7.476 Lấy n=7 Vì lớp bê tông bảo vệ phía trên bản mặt cấu khá lớn(60mm)nên giả thiết trục trung hòa nằm trên cốt thép chịu nén As’,chiều cao miền chịu nén là: x<68mm Lấy tổng mômen tĩnh đối với trục trung hòa ta có: 0,5.b.x2 = n.A’s(d’-x)+n.As.(d-x) với b:=1mm d’:=68 mm d:=167 mm As=0,889 (mm2) As’=1,143(mm2) Giải phương trình bậc 2 đối với x,thu được: x:= x=43,8 (mm) < 68 (mm). vậy trục trung hòa đúng như giả thiết Mômen quán tính của tiết diện đàn hồi chuyển đổi : Icr := + n.A’s(d’-x)2+n.As.(d-x)2 Icr:=127149 mm4 ứng suất trong cốt thép chịu kéo As : fs=n. M204:= 43794 thay vào công thức.ta có: fs:=7. = 124,6 Mpa vậy fs:= 124,6 Mpa Nứt được kiểm tra bằng cách phân giới hạn ứng suất kéo trong bê tông fsfsa=0.6fy dc = chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng cho đến tâm của thanh hay sợi đặt gần nhất; nhằm mục đích tính toán phải lấy chiều dày của lớp bê tông bảo vệ dc không được lớn hơn 50 mm A = diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo và được bao bởi các mặt của mặt cắt ngang và đường thẳng song song với trục trung hòa,chia cho số lượng của các thanh hay sợi (mm2) ; nhằm mục đích tính toán,phải lấy chiều dày tịnh của lớp bê tông bảo vệ không được lớn hơn 50 mm. Z = thông số bề rộng vết nứt(N/mm). Chiều dày lớp bảo vệ tính từ thớ chịu kéo xa nhất đến trọng tâm của thanh gần nhất(nhưng không lớn hơn 50 mm) dc:min(33mm;50mm) dc=33 mm Tham số chiều rộng vết nứt lấy trong điều kiện môi trường khắc nghiệt : Z :=23000 () diện tích bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chịu kéo chính chia cho số thanh.Dùng thanh số No.15 cách nhau từ tim đến tim 225mm A:=2.(33mm)(225mm)=14850 mm2 Ta có: fsa:= => fsa= 291,73 MPa Kiểm tra : fs= 124,6MPa fsa=291,73 Mpa t.m fs=124,6 MPa < 0.6fy=240 Mpa I.7.Kiểm tra nứt thớ trên theo các trạng thái giới hạn sử dụng Kiểm tra nứt tại tiết diện 300,momen tại tiết diện này tính theo TTGH sử dụng =1 IM=25% M300:= [1.(M300_WS +M300_b) + 1(M300_DW) + 1(1+IM)M300_LL] M300= - 49016 lấy tổng momen tĩnh đối với trục trung hòa ta có: 0,5.b.x2 + (n-1).A’s(x-d’)=n.As.(d-x) với b:=1 mm; d’:=35mm ; d:=130 mm AS’1,6 = mm2 As= 2,4 mm2 Thay số vào,ta có: 0,5.x2 + 6.(1,6).(x-35)=7.(2,4).(130-x) =>0,5x2 +26,4x -2520=0 Giải phương trình ta được: x = 49,3(mm). > 33(mm).Vậy trục trung hòa đúng như giả thiết Momen quán tính của tiết diện đàn hồi chuyển đổi : Icr := + (n-1).A’s(x-d’)2+n.As.(d-x)2 Icr=151314 mm4 ứng suất trong cốt thép chịu kéo As : fs:=n Thay số vào ta có fs=7. = 183 Mpa vậy fs=183 Mpa Nứt được kiểm tra bằng cách giới hạn ứng suất kéo trong bê tông fsfsa=0.6fy Diện tích bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chịu kéo chính chia cho số thanh.Thép chịu kéo tại vị trí 200 là thanh số No.20 cách nhau từ tim đến tim là 200mm A=2.(50mm).(125mm) A=12500mm2 Tham số chiều rộng vết nứt lấy trong điều kiện môi trường khắc nghiệt: Z:=23 000 () Chiều dày lớp bảo vệ tính từ thớ chịu kéo xa nhất đến trọng tâm của thanh gần nhất(nhưng không quá 50mm) : dc :=min(68mm,50mm) dc=50mm Ta có fsa:= fsa=269 Mpa Kiểm tra : : fs= 183 MPa fsa=269 Mpa t.m fs=183MPa < 0.6fy=240 Mpa I.8.Cốt thép phân bố : Cốt thép phân bố theo chiều dọc cầu đặt ở phía đáy bản có tác dụng phân phối tải trọng bánh xe dọc cầu đến cốt chịu lực theo phương ngang.Diện tích cốt thép này được tính theo phần trăm cốt thép chính chịu momen dương. Aspb =×AS67% Trong đó Sc là chiều dài có hiệu của bản,trong thí dụ này là khoảng cách giữa hai vách dầm %Aspb =min( ;67) =67% Aspb =67%(1,60)=1,072 Chọn No15@175 có As=1,143 I.9.Cốt thép chống co ngót Lượng cốt thép tối thiểu theo mỗi phương minAs:=0.75. Ag-diện tích tiết diện nguyên.Với bản cao 200mm,rộng 1mm Ag:=200 mm2 Fy=400 MPa min As=0.75.=0.375 Cốt thép chống co ngót phải bố trí chia đều cho cả hai mặt trên và dưới.Như vậy hàm lượng thép phân bố mỗi phương là 0.19 .Ngoài ra khoảng cách lớn nhất của cốt thép này không vượt quá 3 lần chiều dày bản hoặc 450 mm.Phía dưới đã có thép phân bố(đã tính toán ở trên).Vậy chọn thép chống co ngót phía trên No10@150,có As=0.667 . PHẦN II: THIẾT KẾ DẦM CHỦ . SỐ LIỆU : Quy tr×nh: 22TCN – 272 – 05 Quy m« cÇu: ChiÒu dµi cÇu: L = 15 m NhÞp tÝnh to¸n (tÝnh gi÷a hai tim gèi): Ltt =L -0.3×2= 14,4 m Khæ cÇu: B = 7.0 m BÒ réng phÇn xe ch¹y: B = 6.0 m Líp ¸o ®­êng bª t«ng nhùa dµy: ta = 75 mm Kho¶ng c¸ch dÇm chñ: S = 2400 mm VËt liÖu: C­êng ®é bª t«ng 28 ngµy tuæi: f’C = 28Mpa C­êng ®é cèt thÐp th­êng : fy = 345 Mpa Khèi l­îng riªng cña thÐp: WS =7850 kg/m3 Khèi l­îng riªng cña bª t«ng: WC = 2400 kg/m3 Khèi l­îng riªng cña líp phñ mÆt cÇu: WfWS = 2250 kg/m3 . CHỌN KÍCH THƯỚC DẦM CHỦ. DÇm chñ ch÷ I thÐp định hình : ChiÒu cao dÇm chñ lµ H = Chọn dầm có mã hiệu W610×195có : Có chiều cao dầm H= 650mm= 0,650m. D= 622mm BÒ dµy b¶n v¸ch (s­ên dÇm ) lµ tw= 15,4mm= 0,00154m. BÒ réng c¸nh trªn lµ bct= 327mm = 0,327m ChiÒu dµy b¶n c¸nh trªn lµ tct= 24,4mm = 0,00244mm. Chọn chiều dày bản táp cánh dưới tbt = 28mm = 0,0028m Chọn bề rộng bản táp cánh dưới bbt = 427mm = 0,427mm Diện tích mặt cắt ngang dầm A= 24800+ 11956=39181mm2 MẶT CẮT NGANG CẦU MẶT CẮT DẦM CHỦ II.1 _TÍNH TOÁN ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN DẦM . Chiều rộng bản cánh có hiệu : Vậy chọn B = 2400mm Tiết diện dầm thép chữ I Diện tích phần dầm thép Ft At = Xác định mômem tĩnh đối với trục đi qua mép dưới của cánh dưới dầm thép Xác định vị trí trọng tâm của dầm thép chữ I Khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến mép dưới của dầm thep : Khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến mép trên của dầm thep : Mômem quán tính : Mômen kháng uốn : Đặc trưng hình học của dầm liên hợp Diện tích phần bê tông Mô mem tĩnh đối với trục đi qua phần tiếp xúc giữa bê tong với dầm thép Trọng tâm của phần bê tong: Mô mem quán tính của phần bê tong đi qua trục trung hòa của phần bê tông Tiết diện liên hợp ngắn hạn: Tỷ số giữa môđun đàn hồi giữa thép và bêtông Diện tích tương đương sau khi quy đổi : Mô mem tĩnh của dầm liên hợp đối với trục đi qua mép dưới của dầm thép Vị trí trọng tâm của tiết diện liên hợp : Mô mem quán tính của tiết diện liên hợp : Mô mem kháng uốn : Tiết diện lien hợp dài hạn : Diện tích tương đương sau khi quy đổi : Mô mem tĩnh của dầm lien hợp đối với trục đi qua mép dưới của dầm thép Vị trí trọng tâm của tiết diện kiên hợp : Mô mem quán tính của tiết diện liên hợp : Mô mem kháng uốn : II.2 TÝnh hÖ sè ph©n phèi ngang C¸c th«ng sè : S = 2400 mm L = 14400 mm h= 200 mm Sè dÇm chñ:3dÇm Sư Dụng phương pháp đòn bẩy Dầm ngoài : chất tải 1 làn xe m= 1,2 Tính được : y1 =1,0 ;y2 = 0,25 mmomemSI = 0,5.m.(1,0 +0,25) = 0,75 mcatSI = 0,5.m.(1,0 +0,25) = 0,75 Dầm trong Chất tải 1 làn xe m=1,2 Tính được : y1 =0 ;y2 = 0,75 mmomemSI = 0,5.m.(0 +0,75) = 0,45 mcatSI = 0,5.m.(0 +0,75) = 0,45 Chất tải 2 làn xe m= 1 Tính được : y1 =0 ;y2 = 0,75 ; y3 =0,75 ; y4 = 0 mmomemSI = 0,5.m.(0 +0,75+0,75+0) = 0,75 mcatSI = 0,5.m.(0 +0,75+0,75+0) = 0,75 B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh to¸n hÖ sè ph©n phèi DÇm trong mét lµn chÊt t¶i 0,45 0,45 DÇm trong 2 lµn chÊt t¶i 0,75 0,75 DÇm biªn mét lµn chÊt t¶i 0,75 0,75 II.3- TÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm. - T¶i träng b¶n th©n dÇm chñ (tÝnh trªn 1m dµi dÇm) gd = Wc.g.At Trong ®ã: WC = 7850kg/m3 g = 9,81 m/s2; At = 39181mm2 =0,0392m2 gd = Wc.g.At = 7.85*9,81*0.039 = 3,02 kN/m -Träng l­îng liªn kÕt: glk=(0.1-0.15)gd=0.3kN/m -Träng l­îng b¶n th©n b¶n BT: gb=Ab*2,4(KN/m3) Trong ®ã:Ab=498850mm2=0.499m2 gb =0.499*2,4*9,81=11,75(KN/m) - T¶i träng b¶n th©n lan can (chia ®Òu cho 5 dÇm); Alancan =326510mm2 glc = = = 2,57 kN/m - T¶i träng b¶n th©n líp phñ mÆt cÇu: Gi¶ thiÕt phÇn tÜnh t¶i cña líp phñ mÆt cÇu ®­îc ph©n bè ®Òu gi÷a tÊt c¶ c¸c dÇm chñ, ta cã: glp = = Glp= 3,31(KN/m) *Ta cã tÜnh t¶i 1:DC1=gd+gb+glk=3,02+11,75+0.3=15,07(kN/m) *Ta cã tÜnh t¶i 2:DC2= DW = glc+glp=2,57+3,31=5,88(kN/m) II.3.1 TÝnh to¸n néi lùc kh«ng hÖ sè: IM = 25% HÖ sè ph©n phèi lùc c¾t = 0.75 HÖ sè ph©n phèi m«men = 0.75 T¶i träng t¸c dông lªn dÇm bao gåm: Träng l­îng b¶n th©n . Träng l­îng líp phñ Ho¹t t¶i HL-93 + Xe t¶i (truck) + Xe hai trôc (Tandem) + T¶i träng lµn (Ln) a.TiÕt diÖn 100. b, TiÕt diÖn 101 c, TiÕt diÖn 102 d, TiÕt diÖn 103 e, TiÕt diÖn 104 f, TiÕt diÖn 105 Công thức tính toán : M«men: MCD1_10i = CD1.(diÖn tÝch ®ah m«men 10i) MCD2_10i = CD2.(diÖn tÝch ®ah m«men 10i) MLn_10i = 9,3. (diÖn tÝch ®ah m«men 10i). mgmomen MTr_10i = [145. y1 + 145. y2 + 35. y3].(1+IM).mgmomen MTa_10i = [110.y1 + 110. y2].(1+IM).mgmomen MLL_10i = max(MTr_10i + MLn_10i; MTa_10i + MLn_10i) Lùc c¾t: VG1_10i = g1.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 10i) VG2_10i = g2.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 101) = 3,507*5.2 = 18.24kN VLn_10i = 9,3.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 101).mgcat = 9,3*5.265*0,597 = 29.23 kN VTr_10i = (145* y1 + 145* y2 + 35* y3)(1+0,25).mgcat VTa_10i = [110. y1 + 110. y2](1+IM).mgcat VLL_10i = max(VTr_10i + VLn_10i; VTa_10i + VLn_10i) Kết quả tính toán thể hiên dưới những bảng sau : Bảng tình giá trị tọa độ trên đường ảnh hưởng và giá trị diên tích dah lực cắt TiÕt diÖn X (m) y-tr-1 145 (m) Y-tr-2 145 (m) y-tr-3 35 (m) y-ta-1 110 (m) y-ta-2 110 (m) DiÖn tÝch §AH c¾t- (m2) DiÖn tÝch §AH c¾t+ (m2) 100 0 1 0.7 0.4 1 0.92 0 7.2 101 1,44 0.9 0.6 0.3 0.9 0.82 0.072 5.832 102 2,88 0.8 0.5 0.2 0.8 0.72 0.288 4.608 103 4,32 0.7 0.4 0.1 0.7 0.62 0.648 3.528 104 5,76 0.6 0.3 0.1 0.6 0.52 1.152 2.592 105 7,2 0.5 0.2 0.2 0.5 0.42 1.8 1.8 Bảng tình giá trị tọa độ trên đường ảnh hưởng và giá trị diên tích dah lực mômem TiÕt diÖn X (m) y-tr-1 145 Y-tr-2 145 y-tr-3 35 y-ta-1 110 y-ta-2 110 DiÖn tÝch §AH m«men (m2) 100 0 1 0.7 0.4 1 0.92 0 101 1,44 0.9 0.6 0.3 0.9 0.82 1.33 102 2,88 0.8 0.5 0.2 0.8 0.72 2.3 103 4,32 0.7 0.4 0.1 0.7 0.62 3 104 5,76 0.6 0.3 0.1 0.6 0.52 3.46 105 7,2 0.5 0.2 0.2 0.5 0.42 3.6 Bảng giá trị lực cắt tại các tiết diện V TD DC1 (KN) DC2 (KN) Ln (KN) Truck (KN) Tadem (KN) LL (KN) 100 108.504 42.336 50.22 244.2188 198 294.4388 101 86.8032 33.8688 40.6782 213.75 177.375 254.4282 102 65.1024 25.4016 32.1408 183.2813 156.75 215.4221 103 43.4016 16.9344 24.6078 152.8125 136.125 177.4203 104 21.7008 8.4672 18.0792 125.625 115.5 143.7042 105 27.126 0 12.555 101.7188 94.875 114.2738 Bảng giá trị mômem tại các tiết diện M TD DC1 (KN.m) DC2 (KN.m) Ln (KN.m) Truck (KN.m) Tadem (KN.m) LL (KN.m) 100 0 0 0 0 0 0 101 144.3103 56.30688 66.7926 311.8125 258.8438 378.6051 102 249.5592 97.3728 115.506 527.4375 444.4688 642.9435 103 325.512 127.008 150.66 657.0938 585.75 807.7538 104 375.4238 146.4826 173.7612 734.3906 666.1875 908.1518 105 390.6144 152.4096 180.792 732.7031 680.625 913.4951 II.3.2.Tæ hîp néi lùc a. Tæ hîp néi lùc ë tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông: HÖ sè t¶i träng: η= M= MDC+MDW+MLL vµ Q =QDC +QDW+QLL b. Tæ hîp néi lùc ë tr¹ng th¸i c­êng ®é I: HÖ sè t¶i träng:; η= 1 M= MDC+MDW+MLL=1,25MDC+1,5MDW+1,75MLL Q= QDC +QDW +QLL= 1,25QDC+ 1,5QDW+1,75QLL b¶ng tÝnh Tæ HîP momen ë TTGHSD Vµ TTC§ I cho dÇm trong TiÕt diÖn TTGHCDI TTGHSD M(KN.m) Q(KN) M(KN.M) Q(KN.m) 100 0 714.4018 0 445.2788 101 927.4071 604.5566 579.2223 375.1002 102 1583.159 496.469 989.8755 305.9261 103 2010.971 390.1391 1260.274 237.7563 104 2278.269 291.3092 1430.058 173.8722 105 2315.499 233.8866 1456.519 141.3998 II.3.4.KIỂM TOÁN DẦM X¸c ®Þnh tiÕt diÖn cã ch¾c kh«ng: §é m¶nh cña v¸ch: KiÓm tra theo ®iÒu kiÖn sau: Bá qua lùc dÎo trong cèt thÐp däc cña b¶n X¸c ®Þnh -chiÒu cao chÞu nÐn cña v¸ch Theo tÝnh to¸n mục tr­¬c ®ã TTH dÎo n»m ë c¸nh trªn dÇm thÐp (không năm ở sườn dầm) nên TiÕt diÖn ®­îc ph©n lo¹i lµ ch¾c Yªu cÇu vÒ ®é m¶nh cña v¸ch ®­îc tho¶ m·n. 1_kiểm toán theo TTHGCD I : + Xem xÐt các giai đoạn làm việc của dầm : Giai ®o¹n I : Träng l­îng dÇm vµ b¶n do dÇm thÐp chÞu ( DC ) Giai ®o¹n II : T¶i träng tÜnh chÊt thªm ( lan can vµ líp phñ mÆt cÇu – DW ) do tiÕt diÖn liªn hîp dµi h¹n chÞu (3n = 21.09) Giai ®o¹n III : Ho¹t t¶i vµ xung kÝch ( LL+IM) do tiÕt diÖn liªn hîp ng¾n h¹n chÞu . (n=7.03) §èi víi dÇm gi¶n ®¬n tiÕt diÖn kh«ng ®æi viÖc kiÓm tra øng suÊt ph¸p ®­îc tiÕn hµnh theo m«men uèn t¹i c¸c tiÕt diÖn gi÷a nhÞp (Ltt/2), cßn øng suÊt tiÕp ®­îc kiÓm tra theo lùc c¾t t¹i tiÕt diÖn gèi . . X¸c ®Þnh MY vµ MP a. TÝnh to¸n søc kh¸ng uèn ®µn dÎo cña tiÕt diÖn: Víi : gäi lµ momen t­¬ng øng khi xuÊt hiÖn thí ch¶y ®Çu tiªn t¹i 1 thí bÊt kú. momen t­¬ng øng khi tiÕt diÖn cã 1 thí ë tr¹ng th¸i thí nÐn bÞ ch¶y. momen t­¬ng øng khi tiÕt diÖn cã 1 thí ë tr¹ng th¸i thí kÐo bÞ ch¶y. X¸c ®Þnh: C«ng thøc x¸c ®Þnh øng suÊt thÐp t¹i thí nÐn giai ®o¹n III: == 345 Khi biªn nÐn bÞ ch¶y tøc ==345 Mpa. Thay vµo ph­¬ng tr×nh trªn ta t×m ®­îc : MLL Bảng tính toán My thớ nén đối với dầm trong . TiÕt diÖn MDC1 (KNm) MDC2 (KNm) StI ×106 (mm3) Stn ×106 (mm3) St3n ×106 (mm3) MLL (KNm) Mythonen= MDC1+ MDC2+ MLL (KNm) 100 0 0 11,47 76,83 34,33 26506.35 26506.35 101 144.3103 56.30688 11,47 76,83 34,33 25413.7 25614.31 102 249.5592 97.3728 11,47 76,83 34,33 24616.8 24963.73 103 325.512 127.008 11,47 76,83 34,33 24041.72 24494.24 104 375.4238 146.4826 11,47 76,83 34,33 23663.81 24185.71 105 390.6144 152.4096 11,47 76,83 34,33 23548.8 24091.81 Tính toán tương tụ với MYthớkeo của dầm trong. Bảng tính toán My thớ kéo đối với dầm trong . TiÕt diÖn MDC1 (KNm) MDC2 (KNm) StI ×106 (mm3) Stn ×106 (mm3) St3n ×106 (mm3) MLL (KNm) Mythonen= MDC1+ MDC2+ MLL (KNm) 100 0 0 22.24 26.5 22.75 9142.5 9142.5 101 144.3103 56.30688 22.24 26.5 22.75 8904.959 9105.576 102 249.5592 97.3728 22.24 26.5 22.75 8731.715 9078.647 103 325.512 127.008 22.24 26.5 22.75 8606.694 9059.214 104 375.4238 146.4826 22.24 26.5 22.75 8524.537 9046.443 105 390.6144 152.4096 22.24 26.5 22.75 8499.533 9042.557 tæng hîp nh­ sau: DÇm trong TiÕt diÖn Mythonen= MDC1+ MDC2+ MLL (KNm) Mythokeo= MDC1+ MDC2+ MLL (KNm) My= (KNm) 100 26506.35 9142.5 9142.5 101 25614.31 9105.576 9105.576 102 24963.73 9078.647 9078.647 103 24494.24 9059.214 9059.214 104 24185.71 9046.443 9046.443 105 24091.81 9042.557 9042.557 B_ tính MP X¸c ®Þnh c¸c lùc kÐo thµnh phÇn cña tiÕt diÖn : Lùc dÎo cña c¸nh d­íi dÇm thÐp : 22,4.327.345= 2 527 056 N Lùc dÎo cña b¶n t¸p : 28.427.345= 4 124 820 N Lùc dÎo cña s­ên dÇm thÐp: 15,4.573,2.345= 3 045 411,6 N Lùc dÎo cña c¸nh trªn dÇm thÐp d­íi TTH: 22,4.327.345= 2 527 056 N Lùc dÎo cña b¶n bª t«ng : (2400.200).28.0,85=11 424 000 N Xác định vị trí của TTH : Pt + pw + ptap + pd =12 224 343,6N > pc = 11 424 000N TTH đi qua cánh trên của dầm Gọi x là khoảng cánh từ mép trên của cánh trên đến TTH TA CÓ ó ó(22,4-X)×327×345+3 045 411,6+2 527 056+4 124 820 = =2527056×X+11 424 000 X= 0,5mm Tính giá trị MP Lùc dÎo Pi Pc PttrªnTTH Ptduoi TTH PW Pd Pt¸p TrÞ sè Pi (N) 13073850 338445 1607680 1366528 2527056 8625000 Kho¶ng c¸ch tíi trôc TH dÎo yi(mm) 100.05 0.25 11.95 310.5 609.3 623.3 Mpi=Pi*yi (KNm) 1142.971 0.014102 32.22053 9456.003 1539.735 2571 TængMp=åPi*yi (KNm) 14741.94 1.1_kiểm tra ứng suất trong dầm : Giá trị mômem do tải trọng có hệ số : MD1= MDC1 ×1,25 MD2= MDW×1,5 MLL+IM = MLL ×1,75 øng suÊt t¹i thí ®Ønh cña dÇm thÐp : f = bảng kết quả tính toán ff T¶i träng MD1 KNm MD2 KNm MLL+IM KNm St.thÐp mm4 St.liªn hîp mm4 øng suÊt (MPa) B¶n th©n dÇm,B¶n mÆt cÇu (D1) 390.6.1,25 =488,25 -11,47.106 -42,57 Lan can, líp phñ(D2) 152.4.1,5 =228,6 -33,33.106 -6,7 Ho¹t t¶i (TTGHC§ I) (LL+IM) 913,4.1,75 =1598,45 -76,83.106 -20,8 Céng -70,07 ffnén =70,07MPa < Fy = 345MPa ĐẠT øng suÊt t¹i thí đáy cña dÇm thÐp : f = Bảng ứng suất tại đáy dầm T¶i träng MD1 KNm MD2 KNm MLL+IM KNm St.thÐp mm4 St.liªn hîp mm4 øng suÊt (MPa) B¶n th©n dÇm,B¶n mÆt cÇu (D1) 390.6.1,25 =488,25 22,24.106 22 Lan can, líp phñ(D2) 152.4.1,5 =228,6 22,75.106 10,05 Ho¹t t¶i (TTGHC§ I) (LL+IM) 913,4.1,75 =1598,45 26,5.106 60,3 Céng 92,35 ffkéo =92,35MPa < Fy = 345MPa ĐẠT 1.2 kiểm tra sức kháng uốn danh định của dầm. Vì là tiết diện đặc chắc nên ta xét . §iÒu kiÖn kiÓm tra : Trong ®ã : M - M«men kh¸ng uèn cña tiÕt diÖn Mn - M«men kh¸ng uèn danh ®Þnh cña tiÕt diÖn - HÖ sè søc kh¸ng , ë tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é th× =1. ta xét điều kiện sau : DP < D’ thì Mn = MP D’ < DP ≤ 5D’ thì Với : Dp kho¶ng c¸ch tõ biên trên của bản đến tíi TTH dÎo =0.5+50+200= 250,5 mm Do đó Mn = 11244,85KN.m Kiểm tra ó 2315.499 KN.m < 11244,85 kN.m ĐẠT 1.3 kiểm tra sức kháng cắt . +§iÒu kiÖn kiÓm tra : Víi = 1.0 (A6.5.4.2) + X¸c ®Þnh søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh V: §èi víi b¶n bông kh«ng cã s­êng t¨ng c­êng . XÐt ®iÒu kiÖn : ó D : chiều cao sườn dầm t w chiều dày sườn dầm VËy ta cã : + KiÓm tra ®iÒu kiÖn : 233.8866KN 5798,255KN ĐẠT 2. Kiểm toán theo GHSD : 2.1Kiểm toán độ võng. 2.1.1§é vâng dÇm thÐp khi chÞu tÜnh t¶i DC1 DC1 = 13.881 N/mm = 8,57mm 2.1.2 §é vâng dÇm liªn hîp khi chÞu tÜnh t¶I DC2 DC2 = 7.496 N/mm 4,74 mm VËy ®é vâng tæng céng cña dÇm ngoµi liªn hîp khi chÞu tÜnh t¶i lµ : = 8,57 + 4,74 = 13,3 mm +Dïng trÞ sè 15 mm ®Ó t¹o ®é vâng ng­îc cho tÊt c¶ c¸c dÇm . 2.1.3 §é vâng dÇm thÐp khi chÞu hoạt tải . HÖ dÇm ®· cho lµ dÇm ®¬n gi¶n , do ®ã ®é vâng giíi h¹n lµ : §Ó kiÓm ra ®é vâng cña dÇm chñ , ta xÕp t¶i lªn tÊt c¶ c¸c lµn . Khi tÝnh to¸n ®é vâng , hÖ sè ph©n phèi m«men cã thÓ lÊy b»ng sè lµn chia cho sè dÇm : g = =0.67 . Do ®ã khi tÝnh to¸n ®é vâng , c¸c gi¸ trÞ m«men g©y ra do ho¹t t¶i cÇn ®­îc nh©n víi hÖ sè mg = 1.0*0.67 = 0.67 Lấy kết quả lớn hơn của : kết quả tính của xe tải thiết kế đơn 25%của xe tải thiết kế đơn a _ độ võng của xe đơn. Được xác định bằng cách đặt xe trực tiếp lên cầu Với : P1= P2 =0,67.145.(1+0,25)= 121,43KN P3= 0,67.35.(1+0,25) = 29,3KN Độ võng bất kỳ cách đầu dầm một đoạn x < a thì Độ võng lớn nhất của dầm giản đơn chịu lực tập chung tại vị trí x= Ltt /2 Với I =I3n 8,9.109mm4 Tính độ võng do tải trọng P3= 35KN X= Ltt/2 = 7200mm a = x+4300= 7200+4300=11500 b= Ltt –a= 14400-11500= 2900mm P3 =2,51mm Tính độ võng do tải trọng P1= 145KN X= Ltt/2 = 7200mm a = x-4300= 7200-4300=2900 b= Ltt –a= 14400-2900= 11500mm P3 =1,71mm Tính độ võng do tải trọng P2= 145KN X= Ltt/2 = 7200mm a = x-0= 7200-0=7200 b= Ltt –a= 14400-7200= 7200mm P3 =1,07mm Vậy độ võng do hoạt tải gây ra : tr = P1 + P2 +P3 = 2,51 + 1,71 + 1,07= 5,3mm b _ độ võng do 25% xe với tải trọng làn 2,9mm lc = 0,25. tr +ln = 0,25.5,3 + 2,9= 4,22mm KL : ĐỘ VÕNG DO HOẠT TẢI LL = tr = 5,3mm 2.2 Kiểm tra ứng suất mép biên của dầm. øng suÊt trong b¶n c¸nh kh«ng ®­îc v­ît qu¸ : ff £ 0,95 Rb Rh Fyf (mặt cắt liên hợp) ff £ 0,80 Rb Rh Fyf (mặt cắt không liên hợp) Rh = 1,0 hÖ sè lai ®­îc Rb = 1,0 hÖ sè truyÒn t¶i träng Kiểm tra ứng suất bản cánh của dầm thép . Thớ trên của tiế diện dầm ff = 70,7MPa £ 0,95 Rb Rh Fyf = 0,95.345= 327,75MPa Thớ dưới của tiế diện dầm ff = 92,35MPa £ 0,95 Rb Rh Fyf = 0,95.345= 327,75MPa ĐẠT 3. KiÓm tra mái vµ ®øt g·y kiÓm tra mái Biªn ®é øng suÊt cho phÐp phô thuéc vµo chu kú t¶i träng vµ cÊu t¹o liªn kÕt . §øt g·y phô thuéc vµo cÊp vËt liÖu vµ nhiÖt ®é . Khi tÝnh mái th× chØ xÐt duy nhÊt mét xe t¶i mái . Chu kú t¶i träng Gi¶ thiÕt cÇu n»m trªn ®­êng cao tèc liªn tØnh miÒn n«ng th«n víi l­u l­îng 20000 xe cé trong mét lµn mét ngµy . TØ lÖ xe t¶i trong luång = 0.2 : ADTT = 0.2*ADT = 0.2*20000*2lµn ADTT = 8000 xe t¶i /ngµy p = 0.85 ADTT= p*ADTT = 0.85* 8000 = 6800 xe t¶i /ngµy Sè chu kú trªn mét lÇn xe t¶i ®i qua cho mét dÇm ®¬n gi¶n nhÞp 14400 mm lµ n=1( B¶ng A6.6.1.2.5.2 ) VËy : N = 365*100*1*6800 = 248.2*10 chu kú Søc kh¸ng mái danh ®Þnh (DF)n = ³ (DF)TH (DF)n = ()= 32.08 Mpa MÆt kh¸c : . (DF)TH = 0,5.165 = 82.5 Mpa Do ®ã : (DF)n = 82.5 Mpa hs lấy từ bảng (DF)TH - giới hạn mỏi Biªn ®é øng suÊt lín nhÊt S¬ ®å tÝnh t¶i träng mái : HÖ sè xung kÝch IM = 15% . Tõ s¬ ®å trªn ta tÝnh ®­îc = (145.2,7+35.0,55).1,15.0,75 = 354,3 kNm . T¶i träng mái : = 0,75. = 0,75. 354,3 = 265,7 kNm Biªn ®é øng suÊt lín nhÊt : = 9,3 Mpa + KiÓm tra ®iÒu kiÖn mái : 2.f < (DF)n ó 2.9,3 = 18,6 < 82.5 -> §iÒu kiÖn vÒ mái ®­îc tho¶ m·n . 3.1 kiểm tra điều kiện mỏi của bản bụng khi chịu uốn. §èi víi b¶n bông kh«ng cã s­êng t¨ng c­êng däc , xÐt ®iÒu kiÖn : D = 320 – 24,4 = 295,6 mm Thay sè vµo ta cã : -> Tho¶ m·n +T¶i träng dïng ®Ó tÝnh to¸n : T¶i träng th­êng xuyªn ch­a nh©n hÖ sè + 2 lÇn t¶i träng mái = 390,61 kNm = 152,4 kNm = 265,7 kNm øng suÊt lín nhÊt trong b¶n bông dÇm thÐp : = 45,4MPa §¹t 3.2 mỏi do bản bụng chịu cắt. §iÒu kiÖn kiÓm tra : -tính Vcf = Với : DC1=390.6144 KN DC2= 152.4096KN VLL+IM lực cắt do xe mỏi tác dụng tai tiết diện giữa nhịp VLL+IM = (145.0,375 +35.0,076).1,15.0,75= 49,2 KN mgcắtMI =0,75 Vcf = 67KN + X¸c ®Þnh C : Gi¶ thiÕt r»ng b¶n bông kh«ng cÇn cã s­êng t¨ng c­êng ngang nªn : = 6,6 (D0 =500mm là-K/C giữa các sườn tăng cường ) XÐt ®iÒu kiÖn : ó -> C =1 VẬY TA KIỂM TRA : Vcf = 67KN < 0,58.1.345= 200,1KN ĐẠT II.4 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ SƯỜN TĂNG CƯỜNG. 1.Thiết kế sườn tăng cường . Trong đó : d – chiều cao của tiết diện bt :bề rộng của sườn ts : bề rộng của sườn bf :bề rộng của biên dầm chọn sườn tăng cường : bs = 120mm ts = 15mm 2.kiểm tra sự làm việc của sườn tăng cường. 2.1 kiểm tra sức kháng ép mặt . Điều kiện kiểm tra : 2070,7mm2 Trong đó : Vu = 714,4KN, lực cắt tính toán max tại gối dầm Br ,sức kháng ép mặt của sườn = 1,0 hệ số sức kháng ép mặt Apn( 1 cặp)= 2.(bs – 72).ts =2.(120-61,6).15= 1752mm2 diện tích phần tiếp xúc giữa sườn tăng cường gối với cánh dầm ( miếng cắt vát 450 với canh 4tw= 61,6mm ) Tính số cặp sườn tăng cường : chọn n =2 => Apn = 2.1752= 3504mm2 Từ đó Br = 1,0.345.3504= 1208,9KN ≥ VU =714,4KN ĐẠT 2.2 kiểm tra sức kháng nén dọc. ĐKKT : VU ≤ PR Pr =c.pn sức kháng nén dọc trục tính toán c.= 0,9 hs sức kháng nén dọc trục Pn sức kháng nén danh định được tính như sau : + K= 0,75 hs chiều dài hiệu dụng + bán kính hồi chuyển +A= 15740mm2 diện tích mặt cắt ngang +I = 41,64. 106mm4 mo mem quán tính của sườn + l= hw = 573,2mm rs = 51,43 => = 0,012< 2,25 pn = 0,660,012 .345.15740= 5403KN > Vu =714,4KN ĐẠT 2.Thiết kế sườn tăng cường trung gian . Khoảng cánh giữa các sườn tăng cường trung gian là 500mm Trong đó : d – chiều cao của tiết diện bt :bề rộng của sườn ts : bề rộng của sườn bf :bề rộng của biên dầm chọn sườn tăng cường : bs = 120mm ts = 12mm 3.1. kiểm tra mô mem quán tính của sườn tăng cường trung gian. Đkkt : Istc ≥ D0.tw3.J Trong đó : J= 2,5. ISTC =16,6 .106mm4 mô mem quán tính của sườn tăng cường quanh mép tiếp xúc với gờ sườn D0 = 500mm là khoảng cánh giữa các sườn tăng cường trung gian Dp =hw 573,2 mm như vậy J= nên ta xét Istc 16,6.106mm4 > D0.tw3.J= 500.15,43.1=1,8.106mm4 ĐẠT II.5 . TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ NEO. Neo chèng c¾t cÇn bè trÝ trªn suèt chiÒu dµi nhÞp cho cÇu liªn hîp hÖ gi¶n ®¬n. 1. Lùa chän loại neo sö dông. Dïng neo ®inh chống cắt h×nh nÊm : + ®­êng kÝnh neo dneo= 20 mm , + chiÒu cao neo hneo = 100 mm . KiÓm tra c¸c yªu cÇu cÊu t¹o cña ®inh neo + KiÓm tra tû sè chiÒu cao ®inh neo vµ ®­êng kÝnh ®inh neo : -> §¹t +Kho¶ng c¸ch ngang - Kho¶ng c¸ch tõ tim ®Õn tim cña neo kh«ng nhá h¬n 6 lÇn ®­êng kÝnh neo (120 mm) . - Kho¶ng c¸ch tÜnh gi÷a mÐp b¶n biªn trªn vµ mÐp cña neo gÇn nhÊt Ýt nhÊt lµ 25 mm ChiÒu réng cña b¶n biªn trªn lµ 327mm , do ®ã ta sÏ bè trÝ n=3 ®inh neo trªn mét mÆt c¾t ngang . +Líp phñ vµ ®é ch«n : Neo ph¶i ®­îc ch«n trong b¶n mÆt cÇu Ýt nhÊt 50 mm vµ líp phñ tÜnh trªn neo Ýt nhÊt ph¶i lµ 50 mm. 2.tính neo theo điều kiện mỏi. Sức kháng mỏi của neo Trong ®ã : N = 365.100.1.6800 = 248.2.10 (chu kú) N là số chu kỳ quy định = (số năm).365.n.(ADTT)SL (ADTT)SL = p.0,2.ADT= 0,85.0,2.20000.(2làn)= 6800(chu kỳ) ADT = số xe tải /ngày.lan Vì cầu có 2 làn xe nên p= 0,85 n số các chu kỳ phạm vi ứng suất với mỗi lượt xe chạy qua(n =1) = - 9.65 Ta lấy = 19.20= 7600 (chu kú) Tính lực cắt do hoạt tải gây ra. Chia dầm thành 3 đoạn đê tính. Tính lực cắt tại đoạn đầu dầm (lực cắt tại gối Vo) -lực cắt không hệ số tại gối + Vo+ = 145.(1+ 0,375) +35.0,076 = 202KN + Vo- = 0KN -lực cắt có hệ số : h/s xung kích mỏi = 1,15 Hs tải trọng trong gh mỏi = 0,75 Hs hệ số phân bố hoạt tải= 0,75/1,2 Vosr = (Vo+ - Vo- ).(0,75/1,2).0,75.1,15= 130,8KN Tính lực cắt tại tiết diện 0,3L ( V1 ) -lực cắt không hệ số tại gối + V1+ = 145.(0,7+ 0,075) +35.0,0 = 119,6KN + V1- = 145.0,3= 43,5KN -lực cắt có hệ số : h/s xung kích mỏi = 1,15 Hs tải trọng trong gh mỏi = 0,75 Hs hệ số phân bố hoạt tải= 0,75/1,0 V1sr = (V1+ - V1- ).(0,75/1,0).0,75.1,15=49 ,3KN Tính bước neo Lực trượt giưa bản và biên trên dầm trên một đợn vị chiều dài của dầm I = 1,28x1010mm4 là mômen quán tinh của tiết diện ngắn hạn. S=19,406x106mm3 Bước neo Kết quả tổng hợp dưới bảng Vị trí V+ V- Vsr T(N/mm) a(mm) Đoạn 1 202KN 0 130,8KN 198,3 124,9 Đoạn 2 119,6KN 43,5KN 49,3KN 85,6 266,4 Ta chọn đoạn 1 có bước neo a= 120mm Đoạn 2 có bước neo p= 260mm 3. TÝnh to¸n sè neo theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é +Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña c¸c neo chèng c¾t Q ph¶i ®­îc lÊy nh­ sau : Trong ®ã : Q- søc kh¸ng danh ®Þnh cña neo - HÖ sè søc kh¸ng ®èi víi c¸c neo chèng c¾t , = 0.85 (6.5.42) +Søc kh¸ng danh ®Þnh cña neo : Ta cã : A= =314.16 mm f= 28 Mpa E = 25000 Mpa F=400 Mpa Do ®ã ta lÊy Q= 125664 N=125.664KN +Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña neo : = 0.85.125.664 = 106.81 kN +Sè neo chèng c¾t yªu cÇu gi÷a tiÕt diÖn cã m«men d­¬ng lín nhÊt vµ ®iÓm cã m«men b»ng kh«ng : Trong ®ã V lÊy b»ng gi¸ trÞ nhá h¬n trong hai gi¸ trÞ sau : V= 0,85. = 0.85.28.2400.200.10= 11424 kN V= = 9464 kN Do ®ã ta lÊy lùc c¾t ngang danh ®Þnh lµ V= 13517 kN +Sè neo chèng c¾t yªu cÇu : = = 126,6 neo Sè neo chèng c¾t nµy Ýt h¬n so víi neo tÝnh theo TTGH mái . N= (4320/120 + 5670/260 + 2).3= 179 neo > 127neo Do ®ã ta vÉn lÊy sè neo yªu cÇu lµ 179 neo theo TTGH mái . II.6.TÍNH TOÁN MỐI NỐI DẦM. Do chiều dài của dầm thép rất lớn gây khó khăn cho quá trình vận chuyển dầm từ nhà máy đến địa điểm công trình. do đó phải chia dầm thành những đoạn ngắn. sau đó ta sẽ nối dầm lại khi sư dụng. 1.thiết kế mối nối. Sử dụng mối nối bằng bu lông cường độ cao M164 (A325M) víi d = 20 mm , kÝch th­íc lç tiªu chuÈn lµ 22 mm Chọn kích thước bản táp tại mối nối. Chiều dày bản táp nối cánh trên = 16mm Chiều rộng bản táp nối cánh trên = 327mm Chiều rộng bản ốp nối cánh trên = 155mm Chiều dày bản táp nối cánh dưới = 16mm Chiều rộng bản táp nối cánh dưới = 427mm Chiều rộng bản ốp nối cánh dưới = 155mm Chiều dày bản táp nối sườn dầm = 16mm Chiều cao bản táp nối sườn dầm = 500mm Søc kh¸ng cña bul«ng Søc kh¸ng tÝnh to¸n Rcña mét liªn kÕt b¾t bul«ng ë tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é ph¶i ®­îc lÊy nh­ sau : Trong ®ã : - søc kh¸ng danh ®Þnh cña bul«ng , liªn kÕt hoÆc vËt liÖu . a.1) Søc kh¸ng danh ®Þnh cña bul«ng (A6.13.2.7) +KiÓm tra ®iÒu kiÖn ¸p dông c«ng thøc : L = 1016 mm < 1270 mm -> Tho¶ m·n . +Víi mÆt ph¼ng c¾t kh«ng cã ren , søc kh¸ng cña bul«ng : Trong ®ã : A== 314.16 mm F= 820 Mpa N = 2 (số mặt cắt bu lông) VËy R = 0.38*314.16*820*2 = 85 953.9 N = 195.78 kN a.2) Søc kh¸ng c¾t cña v©t liÖu liªn kÕt (A6.13.2.9) Víi bul«ng cã kho¶ng c¸ch trèng gi÷a c¸c lç kh«ng nhá h¬n 2d = 20 mm : = 2.4*20*24,4*345 = 404064 N = 404 kN a.3) Søc kh¸ng tr­ît cña bul«ng = 1*0.33*2*140,6 = 92,8 kN Tõ 3 gi¸ trÞ trªn ta lÊy søc kh¸ng tÝnh to¸n cña bul«ng lµ = 92,8 kN 2.TÍNH MỐI NỐI TẠI BẢN BIÊN Biên trên Lực kéo đứt bản cánh trên RTR = Atrbantap .Fy. Trong đó: ytp = ytrI –tct/2 = 428,78- 24,4/2= 416,6mm khoảng cách từ trọng Tâm tiết diện thép đến tâm của cánh trên Ydp = ydI –tcd/2 = 221,22- 52,4/2= 195mm khoảng cách từ trọng Tâm tiết diện thép đến tâm của cánh dưới. Vậy RTR = Atrbantap .Fy. (2.155,8.16 +16.327).345.10-3. (195/416,6) =1136,68KN Số bu lông cần cho mối nối bản biên trên n= 1136,68/92,8 = 12 bu lông Bè trÝ c¸c bul«ng tho¶ m·n kho¶ng c¸ch tõ tim tíi tim cña c¸c bul«ng kh«ng ®­îc nhá h¬n 3d=60mm, kho¶ng c¸ch tõ tim lç tíi mÐp thanh kh«ng ®­îc lín h¬n 8 lÇn chiÒu dµy cña thanh nèi máng nhÊt =128mm vµ kh«ng ®­îc lín h¬n 125mm. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c hµng bul«ng=167 mm Kho¶ng c¸ch tõ hµng bul«ng ngoµi cïng ®Õn mÐp =80mm Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cét bul«ng=100mm Kho¶ng c¸ch tõ cét bul«ng ngoµi cïng ®Õn mÐp=50mm Chia làm 2 hàng, mỗi hàng 6 bu lông. Lực kéo cánh dưới Rd = Adbantap .Fy = ( 2.155,8.16+16.427).345.10-3 = 1448,86KN Số bu lông cần cho mối nối bản biên dưới n= 1448,86/92,8 = 16 bu lông Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cét bul«ng=100 mm Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c hµng bul«ng=167 mm 3.tính nội lục tại tiết diện nối X= 0,3L= 4320mm Tính toán tương tụ như phần tính toán nội lực của dầm chủ Kết quả tính toán Mô mem do tĩnh tải Tiết diện X(mm) L(mm) SDAH(m2) MDC1(KN.m) MDC2(KN.m) X 4320 10080 21,6 325,5 127 Mô mem do hoạt tải Tiết diện X(mm) L(mm) SDAH(m2) Mln(KN.m) Mtr(KN.m) Mta(KN.m) X 4320 10080 21,6 150 657 586 Lực cắt do tĩnh tải Tiết diện X(mm) L(mm) SDAH(m2)(+) SDAH(m2)(-) VDC1(KN.m) VDC2(KN.m) X 4320 10080 3,53 0,65 43,4 16,9 Lực cắt do hoạt tải Tiết diện X(mm) L(mm) SDAH(m2) Vln(KN.m) Vtr(KN.m) Vta(KN.m) X 4320 10080 21,6 24,6 153 136 Tổ hợp nội lực tại tiết diên mối nối. Mx = 0,95.{1,25.MDC1 +1,5.MDC2 +mgM.1,75(1,25.MTR+MLN)} =0,95.{1,25.325,5+1,5.127+ 0,75.1,75.(1,25.657+150)} =1784,5kN.m Vx = 0,95.{1,25.VDC1 +1,5.VDC2 +mgV.1,75(1,25.VTR+VLN)} =0,95.{1,25.43,4+1,5.16,9+0,75.1,75.(1,25.153+24,6)} =344,7kN 4.tính mối nối sườn Tại vị trí mối nối ,sườn chịu mô mem MW , và lực cắt Vw với : Mô mem quán tính của sườn IW = 2,9.108 mm4 I1 =4,92.109 mm2 MW = 105,3KN.m VW = VX = 344,7KN CHỌN MỐI NỐI : Số hang bu lông n= 5 Số cột bu lông m= 3 Khoảng cách từ mép sườn đến bu lông ngoài cùng = 50mm Khoảng cách giữa các bu lông = 100mm Chän chiÒu dµy b¶n t¸p s­ên dÇm 16mm. Chän chiÒu cao b¶n t¸p s­ên lµ 500mm. Chän chiÒu réng b¶n t¸p s­ên lµ 600mm. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU CẮT CỦA BU LÔNG TẠI MỐI NỐI SƯỜN DẦM. R [Rbl] ymax =278mm là khoảng cách từ tim bu lông xa nhất đến trục trung hòa. 149860mm2 n = 5.3= 15 tổng số bu lông 1 bên mối nối R 23KN ≤ [Rbl]= 92,8KN ĐẠT