Thiết kế cầu máng bê tông cốt thép

Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 1 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 THIẾT KẾ CẦU MÁNG BÊ TÔNG CỐT THÉP A.TÀI LIỆU THIẾT KẾ. Kênh dẫn nước đi qua vùng trũng. Sau khi so sánh các phương án thiết kế đã đi tới kết luận cần xây dựng một cầu máng bê tông cốt thép để dẫn nước đi qua. Dựa vào địa hình, qua tính toán thủy lực và thủy nông người ta đã xác định được kích thước và mực nước yêu cầu trong máng như sau: + Chiều dài máng: L=32(m). + Bề rộng máng: B=2.4(m). +Cột nước lớn nhất trong máng: Hmax =2.3(m). Hình 1: Sơ đồ cầu máng. 1. Thân máng. 2. Trụ đỡ. 3. Nối tiếp. + Vùng xây dựng công trình có cường đô gió qg =1,2 (kN/m 2), hệ số gió đẩy là kgđ= 0,8 , hệ số gió hút là kgh=0,6 + Cầu máng thuộc công trình cấp III + Dùng bê tông Mác 200, cốt thép nhóm CII. + Dung trọng bê tông:  b= 25(kN/m 3) + Độ vượt cao an toàn là δ=0,5(m) + Tải trọng người đi: q=2(kN/m3) + Số nhịp cầu máng: n= 5 (nhịp) 1 2 3 Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 2 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Hình 2: mặt cắt ngang máng. 1. Lề đi. 2. Vách máng. 3. Đáy máng. 4. Dầm đỡ dọc máng. 5. Khung đỡ. Tra các phụ lục trong GT bê tông cốt thép : + kn=1.15 ,nc=1.0 +Rn=90(kG/cm 2) +Rk=7,5(kG/cm 2) + ckR =11.5(kG/cm 2) + mb=1,0, ma=1.1, mb4=0,9 + cnR =115(kG/cm 2) + Ra= aR =2700(kG/cm 2) + α0=0.6 + A0=0,42 + Ea=2,1.10 6 (kG/cm2) + Eb=2,4.10 5(kG/cm2) + n= a b E E =8.75 + µmin=0.1% + f l      = 1 500 . + an.gh=0.2(mm) B  H 1 2 3 4 5 Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 3 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 B. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ PHẬN CẦU MÁNG. Tính nội lực trong các bộ phận cầu máng với các tổ hợp tải trọng: cơ bản, đặc biệt trong thời gian thi công. Trong phạm vi đồ án này chỉ tính nội lực trong các bộ phân tổ hợp tải trọng cơ bản. 1.LỀ NGƯỜI ĐI 1.1 Sơ đồ tính toán:  Chọn kích thước. Cắt 1m dài dọc máng, xem như một dầm công xôn ngàm tại vách máng. Chọn kích thước như sau: - Bề rộng lề đi l=80cm. - Chiều dày lề thay đổi dần 1 8 12h cm  .Trong tính toán lấy chiều dày trung bình 10h cm . 1.2 Xác định tải trọng: a) Trọng lượng bản thân ( qbt): c bt bq .h.1m 25.0,1.1 2,5kN / m    b) Tải trọng người (qng):Tải trọng do người có thể lấy sơ bộ bằng 2 kN/m 2 c ngq 2.1m 2kN / m   Tải trọng tính toán tổng cộng tác dụng lên lề người đi: tc bt bt ng ngq n .q n .q  Trong đó: btn 1,05 - hệ số vượt tải của tải trọng bản thân ngn 1, 2 - hệ số vượt tải của tải trọng người đi (TCVN 2737-1995) tcq 1,05.2,5 1,2.2 5,025kN / m    80 cm 8 12 80 cm Hình 1.1: Sơ đồ tính toán lề người đi. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 4 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 STT Tên tải trọng TT tiêu chuẩn(kN/m) TT tính toán (kN/m) 1 Trọng lượng bản thân 2.5 2.625 2 Trọng lượng người 2.0 2.4 3 Tổng 5.025 1.3 Xác định nội lực: 1.4 Tính toán, bố trí cốt : - Tính toán thép cho mặt cắt có mômen lớn nhất (mặt cắt ngàm): M=1,608 kNm. - Chọn a = 2cm, h0 = h – a = 8cm. A = 2 0nb cn h.b.R.m M.n.k = 28.100.90.1 16080.1.15,1 = 0,032 A = 0,032 < A0 = 0,42  tính cốt đơn a = 1 - A21 = 1 - 032,0.21 = 0,033. Fa = aa 0nb R.m .h.b.R.m a = 1.90.100.8.0,033 1,1.2700 = 0,79 cm2 < minbh0 = 0,001.100.8 = 0,8 cm 2. Chọn và bố trí thép cấu tạo 58/1m (2,51 cm2) theo phương vuông góc với hướng dòng chảy. Chọn và bố trí thép cấu tạo vuông góc với thép chịu lực 4 6/1m (1,13 cm2). - Kiểm tra điều kiện cường độ theo lực cắt Q (tính với Qmax= 402 daN) M h 0 h a Rn Rnbx RaFa x q = 5,025 kN/m M Q- kNm kN 1,608 4,02 Hình 1.2: Biểu đồ nội lực lề người đi. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 5 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 k1.mb4Rkbh0=0,8.0,9.7,5.100.8 = 4320 daN. (k1=0,8 đối với kết cấu dạng bản) kn.ncQ=1,15.1.402 = 462,3 daN. kn.nc.Q < k1.mb4.Rk.bh0 không cần đặt cốt ngang. - Bố trí thép lề người đi. 2.VÁCH MÁNG. 2.1. Sơ đồ tính toán: Cắt 1m dài dọc theo chiều dài máng.Vách máng được tính toán như một dầm công xôn ngàm tại đáy máng và dầm dọc.Sơ bộ chọn các kích thước vách máng như sau: - Chiều cao vách: ax 2,3 0,5 2,8    v mH H m ( : độ cao an toàn, lấy 0,5m  ) - Bề dày vách thay đổi dần 12 20 .vh cm  2.2. Tải trọng tác dụng: Do điều kiện làm việc của vách máng nên tải trọng tác dụng gồm: - Mômen tập trung do người đi trên lề truyền xuống: Mng. - Mômen do trọng lượng bản thân lề đi: Ml 8 a=200 a=250 6 2,8 m 12 cm 20 Hình 2.1 : Sơ đồ tính toán vách máng Hình 1.3: bố trí thép lề người đi. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 6 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 - Áp lực nước tương ứng với Hmax: qn - Áp lực gió( gồm gió đẩy và gió hút): qg Các tải trọng này gây căng trong và căng ngoài vách máng. - Các tải trọng gây căng ngoài: Ml, qgđ : 2 2 c l l l q .L 2,5.0.8 M 0,8kNm 2 2     cl l lM n .M 1,05.0,8 0,84kNm   . c gd gd gq k .q .1m 0,8.1,2.1 0,96kN / m    c gd g gdq n .q 1,3.0,96 1, 248kN / m   . - Các tải gây căng trong: Ml, Mng, qn, qgh : c lM 0,8kNm ; lM 0,84kNm . 2 2 ng lc ng q .L 2.0,8 M 0,64kNm 2 2     cng ng ngM n .M 1,2.0,64 0,768kNm   c ghq = kgh.qg.1m = 0,6.1,2.1 = 0,72 kN/m  qgh = ng. c ghq = 1,3. 0,72 = 0,936 kN/m. Biểu đồ áp lực nước có dạng hình tam giác: c nmax d n maxq k . .H .1 1,3.10.2,3.1 29,9kN / m    c nmax n nmaxq n .q 1.29,9 29,9kN / m   Trong đó : kđ là hệ số động. qgđ = 1,248 kN/m Ml = 0,84 kNm Mgđ = 0,84 kNm H max qgh = 0,936kN/m qn max = 29,9 kN/m Mng = 0,768 kNm Hình 2.2 : Tải trọng tác dụng lên vách máng. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 7 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 kNmM 4,8922 gđ l kNm M 0,84 l gđ 3,49 kNQ 0 kNQ + 2.3 Xác định nội lực. a. Trường hợp căng ngoài : Xét mặt cắt nguy hiểm nhất( mặt cắt ngàm) M=M l + Mgđ c lM 0,8kNm ; lM 0,84kNm . c gdM = 2 8,2.96,0 2 . 22  v c gd Hq = 3,7632 kNm. Mgđ = ng. c gdM =1,3.3,7632=4,8922 kNm.  M=4,8922 - 0,84=4,0522 kNm. b. Trường hợp căng trong: Xét mặt cắt nguy hiểm nhất( mặt cắt ngàm) M = Ml + Mng + Mn + Mgh. c lM 0,8kNm  lM 0,84kNm . c ngM 0,64kNm  ngM 0,768kNm . 0 l ghl gh 3,6691 kNmM Q kNm 0,84 M 2,621 kN Q - kNM kNm ng 0,768 kNmM nmax 26,3618 ng 0 Q kN Q kN nmax 34,385 - Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 8 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 26,3618 6 29,9.2,3 6 .Hq M 22 max c n.maxc n  kNm.  c n n nM n .M 1.26,3618 26,3618   kNm 2,8224 2 0,72.2,8 2 .Hq M 22 v c ngc gh kNm.  c gh g ghM n .M 1,3.28224 3,6691   kNm.  M= 0,84 + 0,768 + 26,3618 + 3,6691 = 31,6389 kNm. Q=Ql + Qng + Qn+ Qgh. Ql =0; Qng = 0. 34,385 2 29,9.2,3 2 .Hq Q vmaxn  kN. gh gh vQ q .H 0,936.2,8 2,621    Q = Qgh + Qn = 34,385 + 2,621 = 37,01 kN 2.4 Tính toán bố trí cốt thép. Tiết diện tính toán hình chữ nhật b =100cm, h =20 cm. Chọn a= 2cm, h0= h – a = 18 cm. a. Trường hợp căng ngoài ( M= 4,0522 kNm) A = 2 0nb cn h.b.R.m M.n.k = 2 4 18.100.90.1 10.0522,4.1.15,1 = 0,016. A = 0,015 < A0 = 0,42  tính cốt đơn, a = 1 - A21 = 1 - 016,0.21 = 0,016. Fa = aa 0nb R.m .h.b.R.m a = 2700.15,1 016,0.18.100.90.1 = 0,84 cm2. Fa < min bh0 = 0,001.100.18 = 1,8 cm 2.  Chọn và bố trí thép chịu lực lớp ngoài theo cấu tạo 5 8/1m (2,51 cm2) . b. Trường hợp căng trong (M =31,6569 kNm) A = 2 0nb cn h.b.R.m M.n.k = 2 4 18.100.90.1 10.6569,31.1.15,1 = 0,125. A = 0,125 < A0 = 0,42  tính cốt đơn, a = 1 - A21 = 1 - 125,0.21 = 0,134. Fa = aa 0nb R.m .h.b.R.m a = 2700.15,1 134,0.18.100.90.1 = 6,99 cm2. Fa > min bh0 = 0,001.100.18 = 1,8 cm 2.  Chọn và bố trí thép chịu lực lớp trong 514/1m (7,69 cm2) . Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 9 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 c. Tính toán và bố trí thép ngang : Kiểm tra điều kiện cường đồ theo lực cắt Q cho trường hợp căng trong. k1.mb4Rkbh0=0,8.0,9.7,5.100.18 = 9720 daN. (k1=0,8 đối với kết cấu dạng bản) kn.ncQ=1,15.1.3701 = 4256,2 daN. kn.nc.Q < k1.mb4.Rk.bh0 không cần đặt cốt ngang. d. Bố trí cốt thép : - Lớp trong : 514/1m. - Lớp ngoài : 5 8/1m. Dọc theo phương dòng chảy bố trí 2 lớp thép cấu tạo 4 8/1m. 2.5 Kiểm tra nứt. Kiểm tra cho trường hợp căng trong: c c c c c l ng n ghM M M M M 0,8 0,64 26,3618 2,8224 30,6242         kNm. Điều kiện để cấu kiện không bị nứt: nc.M c  Mn = 1. c kR .Wqđ 1 = mh. = 1.1,75 = 1,75 (mh = 1;  = 1,75) 14 a=200 a=200 8 a=250 8 8 a=250 Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 10 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Wqđ = n qd xh J  xn = )FF(nh.b a.F.nh.F.n 2 h.b aa a0a 2   = )51,269,7.(75,820.100 2.51,2.75,818.69,7.75,8 2 20.100 2   = 9,63 cm. Jqđ = 2 na 2 n0a 3 n 3 n )'ax.('F.n)xh(F.n 3 )xh.(b 3 x.b    = 2)263,9.(51,2.75,82)1,1018(69,7.75,8 3 3)63,920.(100 3 63,9.100 3    = 72933,01 cm4. Wqđ = 63,920 01,72933  = 7033,08 cm3 Mn = 1,75.11,5.7033,08 = 141540,74 daNcm. nc.M c = 1,0.306242 = 306242 daNcm > Mn. Kết luận: mặt cắt sát đáy máng bị nứt. Tính toán bề rộng khe nứt. n n1 n2a a a .  Trong đó: n1 n2a ;a - Bề rộng khe nứt do tải trọng tác dụng dài hạn và ngắn hạn gây ra.    c c cdh l nM M M 0,8 26,3618 27,1618 kNm 271618 daNcm      .    c c cngh ng ghM M M 0,64 2,8224 3,4624 kNm 34624 daNcm      . Tính bề rộng khe nứt an theo công thức kinh nghiệm:  a1 0n1 1 a a kc .7. 4 100. . d E    h    a2 0n2 2 a a kc .7. 4 100. . d E    h   Trong đó: - d 14mm là đường kính thanh thép -  20 200 kG / cm  đối với kết cấu nằm trong nước - 1h  lấy đối với thép thanh có gờ Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 11 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 - c : Lấy bằng 1 đối với tải trọng ngắn hạn và bằng 1,3 với tải trọng dài hạn a 0 F 15,71 0,0043 bh 100.18       c 2dh a1 a 1 M 271618 2308,56 daN / cm F Z 7,69.15,3       c ngh 2 a2 a 1 M 34624 294,28 daN / cm F Z 7,69.15,3     . ( 1 0Z .h 0,85.18 15,3cmh   ; :h Tra bảng 5-1).     n1 6 2308,56 200 a 1.1,3.1. .7. 4 100.0,0043 . 14 0,122 mm 2,1.10        n2 6 294,28 200 a 1.1.1. .7. 4 100.0,0043 . 14 0,0042 mm 2,1.10     Vậy:    n n.gha 0,122 0.0042 0,1262 mm a 0,24 mm     Kết luận: Vậy bề rộng khe nứt đảm bảo yêu cầu thiết kết. 3. ĐÁY MÁNG. 3.1 Sơ đồ tính toán. Cắt 1m dài vuông góc với chiều dòng chảy, đáy máng được tính như một dầm liên tục 2 nhịp có gối đỡ là các dầm dọc. Sơ bộ chọn kích thước đáy máng như sau: - Chiều dày bản đáy hđ =25 m. - Bề rộng đáy máng B=2,4 m. - Chiều dài nhịp l= 2 2 4 dbhB  = 2 3,02,0.24,2  = 1,25 m. ( Chọn bề rộng dầm bd = 30cm) 3.2 Tải trọng tác dụng : Do điều kiện làm việc của đáy máng, tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên đáy máng bao gồm các tải trọng sau : - Tải trọng bản thân : B = 2,4 m l = 1,25 m 1,25 m 25 cm 30 20 Hình 3.1: Sơ đồ tính toán đáy máng. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 12 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2  cđ b đq h .1 25.0,25.1 6,25 kN / m ;    cđ đ đq n .q 1,05.6, 25 6,563 kN / m .   - Tải trọng nước ứng với cột nước Hmax :    c cnmax đ n max nmax n nmaxq k H .1 1,3.10.2,3.1 29,9 kN / m q n .q 1.29,9 29,9 kN / m        cnmaxM 26,3618 kNm  nmaxM 26,3618 kNm  - Tải trọng nước ứng với mực nước cột nước nguy hiểm (Hngh) :  đngh l 1,25 H 0,88 m 2 2       c cngh đ n ngh ngh n nghq k . .H .1 1,3.10.0,88.1 11,44 kN / m q n .q 1.11,44 11, 44 kN / m            3 3 đ n nghc c ngh ngh n ngh k H 1 1,3.10.0.88 .1 M 1,48 kNm M n .M 1.1, 48 1,48 kNm 6 6         - Tải trọng gió : Theo kết quả tính toán ở mục 2.3,ta có:    cgđ gđM 3,7632 kNm M 4,8922 kNm      cgh ghM 2,8224 kNm M 3,6691 kNm   - Tải trọng do người đi : Theo kết quả tính toán ở mục 2.3 ,ta có:    cng ngM 0,64 kNm M 0,768 kNm   3.3 Xác định nội lực. Tra các phụ lục 18,21 trong giáo trình kết cấu bê tông cốt thép, vẽ biểu đồ nội lực ứng với từng tải trọng tác dụng lên đáy máng, sau đo tổ hợp lại thành các trường hợp tải trọng bất lợi nhất cho ba mặt cắt cần tính toán và bố trí thép. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 13 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 a. Nội lực do tải trọng bản thân đáy máng và tải trọng do trọng lượng bản thân lề truyền xuống ( qđ, Ml) Số liệu lấy trong bảng tra 1 trang 35. Ml=0,84 kNm q =6,563 kN/m Ml=0,84 kNm -0 .8 4 0 -0 .3 81 -0 .0 24 0 .2 30 0 .3 82 0. 4 31 0 .3 77 0. 22 1 -0 .0 3 7 -0 .3 98 -0 .8 6 2 -0 .3 98 -0 .0 37 0. 22 1 0 .3 7 7 0. 4 31 0 .3 82 0 .2 30 -0 .0 24 -0 .3 8 1 -0 .8 4 0 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 4 .0 8 4 3. 2 64 2. 4 44 1. 6 23 0 .8 0 3 -0 .0 1 7 -0 .8 3 8 -1 .6 5 8 -2 .4 7 9 - 3. 2 9 9 - 4 .1 1 9 4 .1 19 3. 29 9 2. 4 79 1. 6 58 0. 83 8 0. 0 17 -0 .8 0 3 -1 .6 2 3 -2 .4 4 4 -3 .2 64 - 4. 08 4 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 M Q Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 14 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 b.Nội lực do áp lực nước ứng với cột nước Hmax (qn max, Mn max). Số liệu lấy trong bảng tra 2 trang 36. -2 6. 36 2 -2 0 .8 8 9 -1 5. 88 4 -1 1. 34 5 -7 .2 74 -3 .6 7 1 -0 .5 34 2 .1 36 4 .3 3 8 6. 07 3 7 .3 4 1 6. 0 73 4. 33 8 2 .1 36 -0 .5 3 4 -3 .6 7 1 -7 .2 7 4 -1 1 .3 45 -1 5 .8 8 4 -2 0. 8 89 -2 6 .3 62 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 45 .6 5 0 4 1. 9 12 38 .1 75 34 .4 3 7 3 0. 70 0 2 6. 96 2 23 .2 25 19 .4 8 7 1 5 .7 5 0 12 .0 12 8 .2 7 5 -8 .2 7 5 -1 2 .0 1 2 -1 5 .7 5 0 -1 9. 48 7 -2 3. 2 25 -2 6 .9 6 2 -3 0 .7 00 -3 4 .4 3 7 -3 8 .1 7 5 - 4 1 .9 1 2 - 45 .6 5 0 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 Mmax=26,3618 kNm q =29,9 kN/m Mmax=26,3618 kNm M Q Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 15 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 c. Nội lực do áp lực ứng với Hngh (qngh, Mngh) : Số liệu lấy trong bảng tra 3 trang 37. -1 .4 8 0 -0 .6 7 7 -0 .0 5 3 0. 39 3 0 .6 59 0 .7 4 7 0 .6 56 0. 38 7 -0 .0 6 2 - 0 .6 8 9 - 1 .4 94 -0 .6 89 -0 .0 6 2 0 .3 8 7 0 .6 56 0. 7 47 0 .6 59 0. 39 3 -0 .0 5 3 -0 .6 7 7 -1 .4 80 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 7. 1 39 5. 7 09 4. 2 79 2. 84 9 1. 41 8 -0 .0 1 1 -1 .4 4 1 -2 .8 7 1 -4 .3 0 2 -5 .7 3 2 -7 .1 6 2 7 .1 62 5 .7 32 4 .3 02 2. 87 1 1. 4 41 0 .0 1 1 -1 .4 1 8 -2 .8 4 9 -4 .2 79 -5 .7 0 9 -7 .1 3 9 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 Mngh= 1,48 kNm qngh= 11,44 kN/m Mngh= 1,48 kNm M Q Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 16 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 d.Nội lực do tải trọng người đi lề trái ( Mng) : Số liệu lấy trong bảng tra 4 trang 38. -0 .7 68 -0 .6 7 2 -0 .5 7 6 -0 .4 8 0 -0 .3 8 4 -0 .2 8 8 -0 .1 9 2 -0 .0 9 6 0 .0 00 0 .0 96 0. 19 2 0 .1 7 3 0. 15 4 0 .1 34 0 .1 15 0 .0 96 0. 07 7 0 .0 58 0 .0 38 0 .0 19 0 .0 00 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 Mng =0,768 kNm 0.768 -0.154 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 M Q Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 17 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 e. Nội lực do tải trọng người đi lề bên phải ( Mng) : Số liệu lấy trong bảng tra 5 trang 39. 0. 0 00 0. 01 9 0. 03 8 0 .0 58 0. 0 77 0 .0 96 0. 1 15 0. 1 34 0 .1 54 0 .1 73 0. 19 2 0 .0 96 0 .0 00 -0 .0 96 -0 .1 9 2 -0 .2 88 -0 .3 84 -0 .4 8 0 -0 .5 7 6 -0 .6 72 -0 .7 6 8 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 0.154 -0.768 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 Mng=0,768kNm M Q Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 18 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 f. Nội lực do áp lực gió thổi từ trái sang phải( Mgđ, Mgh). Số liệu lấy trong bảng tra 6 trang 40. - 4.158 -2.691 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 Hướng gió Mgh= 3,6691 kNmMgđ = 4,8922 kNm 4 .8 9 2 4 .3 7 2 3 .8 53 3. 3 33 2 .8 13 2 .2 93 1 .7 7 3 1 .2 5 4 0 .7 3 4 0. 21 4 - 0 .3 06 - 0. 6 42 - 0 .9 7 8 -1 .3 15 -1 .6 5 1 -1 .9 8 7 - 2. 32 4 - 2 .6 6 0 -2 .9 96 -3 .3 3 3 - 3 .6 6 9 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 Q M Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 19 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 -3 .4 1 2 -3 .0 99 -2 .7 8 6 -2 .4 74 -2 .1 6 1 -1 .8 48 -1 .5 3 5 -1 .2 2 3 -0 .9 10 -0 .5 9 7 -0 .2 84 0 .1 99 0 .6 8 2 1 .1 66 1 .6 4 9 2 .1 3 2 2 .6 16 3. 09 9 3. 58 2 4. 0 66 4 .5 49 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 g. Nội lực do áp lực gió thổi từ phải sang trái ( Mgđ, Mgh) : Số liệu lấy trong bảng tra 7 trang 41. Hướng gió Mgđ= 4,892 kNmMgh= 3,6691 kNm 1.896 2.929 0 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5 1.75 2 M Q Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 20 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Các trường hợp tải trọng gây ra nội lực bất lợi nhất tại ba mặt cắt cần tình toán bao gồm : 1. Trường hợp gây mômen căng trên lớn nhất tại mặt cắt sát vách : Dẫn nước trong máng với chiều cao Hmax, người đi lề bên trái hoặc cả 2 bên và có gió thổi từ phải sang trái : M1= MI + MII + MIV + MVII = 0,84 + 26,3618 + 0,768 + 3,6691 = 31,6389 kNm. 2. Trường hợp gây mômen căng dưới lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp: Dẫn nước trong máng với chiều cao Hngh, có người đi trên lề phải và có gió thổi từ trái sang phải. M2 = MI + MIII + MV + MVI = 0,747 + 0,431 + 0,096 + 2,293 = 3,567 kNm. 3. Trường hợp gây mômen căng trên lớn nhất tại mặt cắt trên gối giữa : Dẫn nước trong máng với chiều cao Hngh, không có người đi trên lề và cso gió thổi từ phải sang trái hoặc ngược lại. M3= MI + MIII + MVI =0,862 + 1,494 + 0,306 =2,662 kNm. 3.4 Tính toán bố trí cốt thép đáy máng: a. Tính toán cốt thép dọc chịu lực : 1. . Trường hợp gây mômen căng trên lớn nhất tại mặt cắt sát vách : Tiết diện tính toán hình chữ nhật b =100cm, h =25 cm. Chọn a= 3 cm, h0= h – a = 22 cm. A = 084,0 22.100.90.1 316389.1.15,1 h.b.R.m M.n.k 22 0nb cn   a = 1 - A21 = 1 - 084,0.21 = 0,088. A = 0,088 < A0 = 0,42  Tính cốt đơn 2 aa 0nb a cm612,5 2700.15,1 088,0.22.100.90.1 R.m .h.b.R.m F  a  Chọn Fa =5 12 (5,65 cm2). 2. Trường hợp gây mômen căng dưới lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp: Tiết diện tính toán hình chữ nhật b =100cm, h =25 cm. Chọn a= 3 cm, h0= h – a = 22 cm. A = 0094,0 22.100.90.1 35670.1.15,1 h.b.R.m M.n.k 22 0nb cn   a = 1 - A21 = 1 - 0094,0.21 = 0,0094. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 21 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 A = 0,0094 < A0 = 0,42  Tính cốt đơn 2 aa 0nb a cm6,0 2700.15,1 0094,0.22.100.90.1 R.m .h.b.R.m F  a  Chọn Fa =5 10 (3,93 cm2). 3. Trường hợp gây mômen căng trên lớn nhất tại mặt cắt trên gối giữa : Tiết diện tính toán hình chữ nhật b =100cm, h =25 cm. Chọn a= 3 cm, h0= h – a = 22 cm. A = 007,0 22.100.90.1 26620.1.15,1 h.b.R.m M.n.k 22 0nb cn   a = 1 - A21 = 1 - 007,0.21 = 0,007. A = 0,0094 < A0 = 0,42  Tính cốt đơn 2 aa 0nb a cm45,0 2700.15,1 007,0.22.100.90.1 R.m .h.b.R.m F  a  Chọn Fa =5 12(5,65 cm2). b. Tính toán cốt ngang : Kiểm tra cường độ trên mặt cắt nghiêng tại mặt cắt sát vách máng trong trường hợp máng dẫn nước với mực nước Hmax, người đi trên cả hai bên lề và gió từ phải sang trái. Q= QI + QII + QIV + QV + QVII = 2,691 + 0,154 + 0,768 + 45,650 + 4,084 = 53,35 kN. k1.mb4Rkbh0=0,8.0,9.7,5.100.22 = 11880 daN. (k1=0,8 đối với kết cấu dạng bản) kn.ncQ=1,15.1.5335 = 6135,3 daN. kn.nc.Q < k1.mb4.Rk.bh0 không cần đặt cốt ngang c. Bố trí cốt thép đáy máng. Lớp trên: 5 12/1m. Lớp dưới: 5 10/1m. Dọc theo chiều dọc chảy bố trí thép cấu tạo 5 8/1m dài. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 22 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 3.5. Kiểm tra nứt. Kiểm tra nứt tai 2 mặt cắt: mặt cắt sát vách và giữa nhịp. Điều kiện để cấu kiện không bị nứt: nc.M c  Mn = 1.Rk c.Wqđ. 1 = mh. = 1.1,75 = 1,75 (mh = 1;  = 1,75) Wqđ = n qd xh J  a. Đối với mặt cắt sát vách máng. cM = 30,6242 kNm. Tiết diện chữ nhật : b=100cm, h= 25cm, a=a’=3 cm, h0= 22cm, Fa = 5,65 cm2, 2Fa 3,93cm  . xn = )FF(nh.b a.F.nh.F.n 2 h.b aa a0a 2   = )93,365,5.(75,825.100 3.93,3.75,822.65,5.75,8 2 25.100 2   = 12,6 cm. Jqđ = 2 na 2 n0a 3 n 3 n )'ax.('F.n)xh(F.n 3 )xh.(b 3 x.b    = 2)36,12.(93,3.75,82)6,1222.(65,5.75,8 3 3)6,1225.(100 3 56,12.100 3    = 137770,78 cm4. Wqđ = 6,1225 78,137770  = 11110,55 cm3 Mn = 1,75.11,5.11110,55 = 223599,76 daNcm. nc.M c = 1,0.306242 = 306242 daNcm > Mn. Kết luận: mặt cắt sát đáy máng bị nứt. a=200 12  10 a=200 a=250 8 a=250 8 12 2020 20 20  1212  20 20 Hình 3.2: Bố trí cốt thép đáy máng và dầm đỡ. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 23 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Tính toán bề rộng khe nứt : n n1 n2a a a .  Trong đó: n1 n2a ;a - Bề rộng khe nứt do tải trọng tác dụng dài hạn và ngắn hạn gây ra.    c c cdh l nM M M 0,8 26,3618 27,1618 kNm 271618 daNcm      .    c c cngh ng ghM M M 0,64 2,8224 3,4624 kNm 34624 daNcm      . Tính bề rộng khe nứt an theo công thức kinh nghiệm:  a1 0n1 1 a a kc .7. 4 100. . d E    h    a2 0n2 2 a a kc .7. 4 100. . d E    h   Trong đó: - d 20mm là đường kính thanh thép -  20 200 kG / cm  đối với kết cấu nằm trong nước - 1h  lấy đối với thép thanh có gờ - c : Lấy bằng 1 đối với tải trọng ngắn hạn và bằng 1,3 với tải trọng dài hạn a 0 F 5,65 0,0026 bh 100.22       c 2dh a1 a 1 M 271618 2570,80 daN / cm F Z 5,65.18,7      c ngh 2 a2 a 1 M 34624 327,71 daN / cm F Z 5,65.18,7    . ( 1 0Z .h 0,85.22 18,7cm h   ; :h Tra bảng 5-1).     n1 6 2570,80 200 a 1.1,3.1. .7. 4 100.0,0026 . 12 0,133 mm 2,1.10        n2 6 327,71 200 a 1.1.1. .7. 4 100.0,0026 . 12 0,006 mm 2,1.10     Vậy:    n n.gha 0,133 0.006 0,139 mm a 0,24 mm     Kết luận: Vậy bề rộng khe nứt đảm bảo yêu cầu thiết kết. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 24 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 B=2,4 m 1,2 m b. Đối với mặt cắt giữa nhịp : cM = 3,001 kNm. Tiết diện chữ nhật : b=100cm, h= 25cm, a=a’=3 cm, h0= 22cm, Fa = 5,65 cm 2, 2Fa 3,93cm  . xn = )FF(nh.b a.F.nh.F.n 2 h.b aa a0a 2   = )93,365,5.(75,825.100 3.93,3.75,822.65,5.75,8 2 25.100 2   = 12,6 cm. Jqđ = 2 na 2 n0a 3 n 3 n )'ax.('F.n)xh(F.n 3 )xh.(b 3 x.b    = 2)36,12.(93,3.75,82)6,1222(65,5.75,8 3 3)6,1225.(100 3 56,12.100 3    = 137770,78 cm4. Wqđ = 6,1225 78,137770  = 11110,55 cm3 Mn = 1,75.11,5.11110,55 = 223599,76 daNcm. nc.M c = 1,0.30010 = 30010 daNcm < Mn. Kết luận: mặt cắt giữa nhịp không bị nứt. 4. DẦM ĐỠ GIỮA. 4.1 Sơ đồ tính toán. Đáy máng bố trí 3 dầm( 2 dầm bên ,1 dầm giữa). Hai dầm bên chịu tải trọng từ vách máng và phần lề người đi truyền xuống nhưng chịu tải trọng nước và tải trọng bản thân ít hơn dầm giữa. Tính toán dầm giữa, 2 dầm bên bố trí thép tương tự. Tách dầm giữa bằng 2 mặt cắt dọc máng. Tiết diện dầm chữ T. Sơ đồ tính là dầm liên tục 5 nhịp có các gối tựa là các trụ đỡ. Chiều dài nhịp lnhịp = L 32 6,4m. 5 5   Chon kích thước dầm. - Chiều cao dầm: hd = 80cm. - Bề rộng sườn: b =30 cm. - Bề rộng cánh : B 2,4 1,2m. 2 2   Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 25 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 4.2 Tải trọng tác dụng. Do điều kiện làm việc của dầm đỡ giữa, tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên dầm bao gồm các tải trọng sau: 1. Tải trọng bản thân của dầm:    cd b dq F .1 25. 0,8.0,3 0,9.0,25 .1 11,63 kN / m      cd d dq n .q 1,05.11,63 12, 21 kN / m   2. Áp lực nước ứng với cột nước Hmax:  cn đ n max B q k H 1,3.10.1, 2.2,3 35,88 kN / m 2      cn n nq n q 1.35,88 35,88 kN / m   Tải trọng tiêu chuẩn và tính toán tổng cộng: qc = c cd nq q = 11,63 + 35,88 = 47,51 kN/m. q = qd + qn = 12,21 + 35,88 = 48,09 kN/m. 4.3 Xác định nội lực. 6 4. 8 0 15 3. 44 -2 0 7 .4 2 -1 57 .3 8 9 0 .8 1 -1 57 .3 8 64 .8 1 -2 07 .4 2 15 3. 4 4 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 6,4 m6,4 m 6,4 m 6,4 m 6,4 m q = qd + qn Hình 4.1: Sơ đồ tính toán dầm đỡ giữa. M Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 26 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Hình 4.2: Biểu đồ nội lực của dầm. - Sử dụng bảng tra 8 trang 42. 4.4 Tính toán cốt thép. a. Tính toán cốt thép dọc chịu lực. Tính toán cốt thép dọc chịu lực cho 2 mặt cắt có mômen uốn căng trên và căng dưới lớn nhất. 1. Trường hợp căng trên lớn nhất . Mmax = 0,1053.q.l 2 = 0,1053.48,09.6,42 = 207,4164 kNm = 2074164 daNcm. Do tại mặt cắt trên gối, mômen uốn căng trên nên tiết diện chữ T cánh kéo được tính toán như đối với tiết diện chữ nhật bxh =30x80 cm. Chọn a =a= 4cm, ho=76 cm. A = 153,0 76.30.90.1 2074164.1.15,1 h.b.R.m M.n.k 22 0nb cn   a = 1 - 153,0.21 = 0,167 A < A0 = 0,42  Tính cốt đơn 1 2 1 .7 9 -1 8 6 .3 0 1 6 1 .9 8 -1 4 5 .7 9 1 5 3 .8 9 -1 5 3 .8 9 1 4 5 .7 9 -1 6 1 .9 8 1 8 6 .3 0 -1 2 1 .7 9 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 a h = 76 cm o b = 30 cm Fa h = 80 cm Q Hình 4.3: Tính cốt thép cho trường hợp căng trên Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 27 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 54,11 2700.1,1 167,0.76.30.90.1 R.m .h.b.R.m F aa 0nb a  a  cm2. min 0Fa bh  = 0,001.30.76 = 2,28 cm 2. Chon và bố trí cốt thép chịu lực 4 20 /1m (12,56 cm2). Theo chiều dọc máng. 2. Trường hợp căng dưới lớn nhất . Mmax = 0,0779.q.l 2 = 0,0779.48,09.6,42 = 153,4448kNm = 1534448 daNcm. Tính toán như tiết diện chữ T cánh nén : b =30 cm, h= 80 cm, cb =160 cm, ch =25 cm, Chọn a= a =4 cm 0h h a 76cm.   Kiểm tra vị trí trục trung hòa: Mc = mb.Rn.b'c.h'c.(h0 - 2 hc ) Mc = 1.90.160.25.(76 - 2 25 ) = 22860000 daNcm. kn.nc.M = 1,15.1.1534448 = 1764615,2 daNcm. kn.nc.M < Mc  Trục trung hòa đi qua cánh. Tính toán cốt thép tương tự như đối với tiết diện chữ nhật với cb x h =160 x 80 cm. Hình 4.4: Tính cốt thép cho trường hợp căng dưới. A = 113,0 76.30.90.1 1534448.1.15,1 h.b.R.m M.n.k 22 0nb cn   a = 1 - 113,0.21 = 0,120 A < A0 = 0,42  Tính cốt đơn 29,8 2700.1,1 12,0.76.30.90.1 R.m .h.b.R.m F aa 0nb a  a  cm2 min 0Fa bh  = 0,001.30.76 = 2,28 cm 2. Chọn và bố trí cốt thép chịu lực 3 20 /1m (9,42 cm2). Theo chiều dọc máng. b' = 160 cm Fa h = 7 6 c m h = 8 0 c m a o c Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 28 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 b. Tính toán cốt thép ngang. Kiểm tra cường độ trên mặt cắt nghiêng cho mặt cắt có lực cắt lớn nhất. Qmax = 0,6053.q.l = 0.6053. 48,09.6,4 =186.30 kN =18630 daN. k1.mb4.Rk.b.h0 = 0,6.0,9.7,5.30.76 = 9234 daN. k1 = 0,6 đối với kết cấu dạng dầm. kn.nc.Q = 1,15.22005 = 25306 daN. 0,25.mb3.Rn.b.h0 = 0,25.1.90.30.76 = 51300 daN. k1.mb4.Rk.b.h0 < kn.nc.Q < 0,25.mb3.Rn.b.h0 Bố trí cốt ngang. Tính toán cốt đai: Theo điều kiện cấu tạo ta chọn đường kính cốt đai d =8mm  Diện tích một nhánh đai fd =0,503 cm 2, số nhánh nd = 2. Tính khoảng cách giữa các vòng cốt đai: umax = 89,81 18630.1.15,1 76.30.5,7.9,0.5,1 Q.n.k h.b.R.m.5,1 2 cn 2 0k4b  cm. uct = 3 80 3 h  = 26,7 cm. utt = ma.Rađ.nđ.fđ. 2 cn 2 0k4b )Q.n.k( h.b.R.m.8 2 2 )18630.1.15,1( 76.30.5,7.9,0.8 .503,0.2.2150.1,1 = 48,50 cm. Chọn u = 26cm Tính toán cốt xiên. Qdb = 2,8.h0. dk4b q.b.R.m qd = u f.n.R.m dada = 26 503,0.2.2150.1,1 = 95,17 daN/cm. Qdb = 61,2954117,95.30.5,7.9,0.76.8,2  daN. kn.nc.Q = 1,15.1.18630 = 21424,5 daN < Qdb.  Không cần đặt cốt xiên. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 29 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 4.5 Kiểm tra nứt và tính bề rộng khe nứt. Điều kiện để dầm không bị nứt: nc.M c  Mn = 1.Rk c.Wqđ. 1 = mh. = 1.1,75 = 1,75 (mh = 1;  = 1,75) Wqđ = n qd xh J  Kiểm tra cho 2 mặt cắt có mômen dương và âm lớn nhất: 1. Trường hợp căng dưới. c c 2 2 maxM 0,0779.q .l 0,0779.47,51.6,4 151,5941 kNm   = 1515941 daN.cm Tiết diện chữ T cánh nén : b =30 cm, h= 80 cm, cb =160 cm, ch =25 cm, Chọn a=a =4 cm 0h h a 76cm.   Fa = 9,42 cm 2, Fa= 12,56cm2.             22 2 2 c c a 0 a n c c a a hbh 30.80 25 b b nF h nF a 160 30 . 8,75.9,42.76 8,75.12,56.4 2 2 2 2x 30.80 160 30 .25 8,75. 9,42 12,56bh b b h n F F                        nx 24,5 cm                    3 33 c c n 2 2nc n qđ a 0 n a n 3 33 2 qđ 2 b b h x b h xb x J nF h x nF x a 3 3 3 160 30 . 25 24,5 30. 80 24,5165.24,5 J 8,75.9,42. 76 24,5 3 3 3 8,75.12,56. 24,5 4                         4qđJ 2758668 cm  qđ 3qđ n J 2758668 W 49705,73 cm h x 80 24,5       cn 1 k qđM R W 1,75.11,5.49705,73 1000327,82 daNcm .     cc nn M 1.1515941 1591738,05 daNcm M   Kết luận: Tại mặt cắt dưới dầm bị nứt. Tính toán bề rộng khe nứt.  a 0n a a k.c. .7. 4 100. . d E    h   Trong đó: - d 20mm là đường kính thanh thép -  20 200 kG / cm  đối với kết cấu nằm trong nước Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 30 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 - 1h  lấy đối với thép thanh có gờ - c : Lấy bằng 1 đối với tải trọng ngắn hạn và bằng 1,3 với tải trọng dài hạn a 0 F 9,42 0,0041 bh 30.76      2 1 1515941 2491,14 / 9, 42.64,6    c a a M daN cm F Z  (Z1 = hh0 = 0,85.76=64,6 cm ; hTra bảng 5-1)    n n.gh6 2491,14 200 a 1.1,3.1. .7. 4 100.0,0041 . 20 0,16 mm a 0,24 2,1.10       Vậy bề rộng khe nứt đảm bảo yêu cầu thiết kế. 2. Trường hợp căng trên. c c 2 2 maxM 0,1053.q .l 0,1053.47,51.6,4 204,9148 kNm   Tiết diện chữ T cánh kéo : b =30 cm, h= 80 cm, cb =160 cm, ch =25 cm, Chọn a=a =4 cm 0h h a 76cm.   Fa = 12,56 cm 2, Fa= 9,42 cm2.       2 c c c a 0 a n c c a a hbh b b h h nF h nF a 2 2 x bh b b h n F F                            2 n 30.80 25 160 30 .25. 80 8,75.12,56.76 8,75.9, 42.4 2 2 x 55,5cm. 30.80 160 30 .25 8,75. 12,56 9,42                         3 33 c c n 2 2c nn qđ a 0 n a n b b h x h b h xbx J nF h x nF x a 3 3 3                         3 33 2 qđ 2 160 30 . 25 55,5 80 160. 80 55,530.55,5 J 8,75.12,56. 76 55,5 3 3 3 8,75.9,42. 55,5 4             4 qđJ 2758668cm .  32758668W 112598,69 80 55,5      qđ qđ n J cm h x  1 W 1,75.11,5.112598,69 2266048,73   c n k qđM R daNcm  1.2049148 2049148  cc nn M daNcm M . Kết luận: Tại mặt cắt trên dầm không bị nứt. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 31 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 4.6 Tính biến dạng dầm. Tính toán kiểm tra độ võng cho mặt cắt giữa nhịp dầm đầu tiên : - Tính Bdh :   ngh dh B B với độ cứng ngắn hạn Bngh =   a 01aa xh.Z.F.E   . - Tính x theo quan hệ :  = x x = 1 - 1100 7,0  ;  = 0h x = n..10 )TL(51 8,1 1    L = 2 0 c n c h.b.R M = 276.30.115 1515941 = 0,076; T = '(1 - '/2)  =   0 h.b 'Fa. n h.bb cc   = 76.30 56,12. 15,0 75,8 25).30160(  = 1,47. Trong đó v lấy bằng 0,15 với tải trọng tác dụng dài hạn và độ ẩm môi trường lớn hơn 40%.  = 0 c h h = 76 25 = 0,33; T = ) 2 33,0 1.(75,1  = 1,46; 76.30 42,9 h.b F 0 a  = 0,004. Thay số liệu vào công thức ta có:  0 x 1 0,040 1 5. 0,076 1,46h 1,8 10.0,004.8,75        0 a 4 0,040 0,053. h 76       => Tính lại với điều kiện không kể đến Fa’    c c 0 b b h 160 30 .25 1,43 bh 30.76 0,33 T 1 1, 43. 1 1,19 2 2                           0 x 1 1 0,044 1 5 L T 1 5. 0,076 1,19h 1,8 1,8 10. .n 10.0,004.8,75             Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 32 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2  0x h 0,044.76 3,33 cm      x 0,7 1 0,5 100.0,0044 1x x 3,33 x 6,66 cm 0,5           - Tính Z1:       2 2 1 0 0,33.1, 43 0,044 1 1 .76 63,8 2 2. 1,43 0,044                      Z h cm      - Tính adh :  2 1 2 1 3 1515941 2522,38 / 9,42.63,8      a adh c a a M daN cm F Z    Tra phụ lục 16 ( Giáo trình Kết cấu Bê tông cốt thép – Đại học Thủy Lợi ) với n. = 8,75.0,004 = 0,035 và a = 2522,38 daN/cm 2 ta lấy a = 0,4. 2 1 2.0,4 1 0,6 3 3 a adh        Thay các giá trị vào công thức tính độ cứng Bngh của dầm ta có:       6 a a 1 0 6 2 ngh adh E F Z h x 2,1.10 .9,42.63,8. 76 6,66 B 145982.10 daNcm 0,6         6 ngh 6 2 dh B 145982.10 B 97321.10 daNcm 1,5     Tiến hành nhân biểu đồ theo Vêrêshagin tính toán được độ võng tại mặt cắt giữa nhịp dầm: P K p k dh 1 f M .M . .y B    Trong đó: p - Là diện tích của biểu đồ mômen uốn Mp yk: tung độ biểu đồ Mk ứng với vị trí trọng tâm của biểu đồ Mp Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 33 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 1,5 268,40 235,48 235,48 268,40 = + 117,74 6,4 m k M 0 p M kNm 235,48 M kNm M P = 1 k p k 0 1,5 268,40 Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 34 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 f = ]74,117).4,6.5,1. 2 1 ()5,1. 8 5 ).(4,6.40,268. 3 1 .(2.[ 97321 1  = 0,00522 3f 0,00522 f 10,8156.10 l 6,4 l 500         Dầm đã cho thỏa mãn yêu cầu về độ võng. Vậy cầu máng BTCT thiết kế với các thông số ghi trong bản vẽ và thực nghiệm tính toán là hợp lí.Đảm bảo đủ cường độ chịu lực theo yêu cầu! Hà Nội , ngày 3 tháng 10 năm 2013. SV. Lại Minh Thành. Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 35 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Bảng tra 1: Nội lực do tải trọng bản thân đáy máng và tải trọng do trọng lượng bản thân lề truyền xuống. Mg Qg a b a b M tổng Q tổng 0 0 0.375 -1.000 1.250 0.000 0.250 -0.840 4.084 0.1 0.0325 0.275 -0.875 1.250 0.025 0.250 -0.381 3.264 0.2 0.055 0.175 -0.750 1.250 0.050 0.250 -0.024 2.444 0.3 0.0675 0.075 -0.625 1.250 0.075 0.250 0.230 1.623 0.4 0.07 -0.025 -0.500 1.250 0.100 0.250 0.382 0.803 0.5 0.0625 -0.125 -0.375 1.250 0.125 0.250 0.431 -0.017 0.6 0.045 -0.225 -0.250 1.250 0.150 0.250 0.377 -0.838 0.7 0.0175 -0.325 -0.125 1.250 0.175 0.250 0.221 -1.658 0.8 -0.02 -0.425 0.000 1.250 0.200 0.250 -0.037 -2.479 0.9 -0.0675 -0.525 0.125 1.250 0.225 0.250 -0.398 -3.299 1 -0.125 -0.625 0.250 1.250 0.250 0.250 -0.862 -4.119 1.00 -0.125 0.625 0.250 -0.250 0.250 -1.250 -0.862 4.119 1.1 -0.0675 0.525 0.225 -0.250 0.125 -1.250 -0.398 3.299 1.2 -0.02 0.425 0.200 -0.250 0.000 -1.250 -0.037 2.479 1.3 0.0175 0.325 0.175 -0.250 -0.125 -1.250 0.221 1.658 1.4 0.045 0.225 0.150 -0.250 -0.250 -1.250 0.377 0.838 1.5 0.0625 0.125 0.125 -0.250 -0.375 -1.250 0.431 0.017 1.6 0.07 0.025 0.100 -0.250 -0.500 -1.250 0.382 -0.803 1.7 0.0675 -0.075 0.075 -0.250 -0.625 -1.250 0.230 -1.623 1.8 0.055 -0.175 0.050 -0.250 -0.750 -1.250 -0.024 -2.444 1.9 0.0325 -0.275 0.025 -0.250 -0.875 -1.250 -0.381 -3.264 2 0 -0.375 0.000 -0.250 -1.000 -1.250 -0.840 -4.084 h = x/l Lực phân bố M bên trái M bên phải Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 36 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Bảng tra 2 : Nội lực do áp lực nước ứng với cột nước Hmax. x/l M Q a b a b M tổng Q tổng 0 0 0.375 -1.000 1.250 0.000 0.250 -26.362 45.650 0.1 0.0325 0.275 -0.875 1.250 0.025 0.250 -20.889 41.912 0.2 0.055 0.175 -0.750 1.250 0.050 0.250 -15.884 38.175 0.3 0.0675 0.075 -0.625 1.250 0.075 0.250 -11.345 34.437 0.4 0.07 -0.025 -0.500 1.250 0.100 0.250 -7.274 30.700 0.5 0.0625 -0.125 -0.375 1.250 0.125 0.250 -3.671 26.962 0.6 0.045 -0.225 -0.250 1.250 0.150 0.250 -0.534 23.225 0.7 0.0175 -0.325 -0.125 1.250 0.175 0.250 2.136 19.487 0.8 -0.02 -0.425 0.000 1.250 0.200 0.250 4.338 15.750 0.9 -0.0675 -0.525 0.125 1.250 0.225 0.250 6.073 12.012 1 -0.125 -0.625 0.250 1.250 0.250 0.250 7.341 8.275 1.00 -0.125 0.625 0.250 -0.250 0.250 -1.250 7.341 -8.275 1.1 -0.0675 0.525 0.225 -0.250 0.125 -1.250 6.073 -12.012 1.2 -0.02 0.425 0.200 -0.250 0.000 -1.250 4.338 -15.750 1.3 0.0175 0.325 0.175 -0.250 -0.125 -1.250 2.136 -19.487 1.4 0.045 0.225 0.150 -0.250 -0.250 -1.250 -0.534 -23.225 1.5 0.0625 0.125 0.125 -0.250 -0.375 -1.250 -3.671 -26.962 1.6 0.07 0.025 0.100 -0.250 -0.500 -1.250 -7.274 -30.700 1.7 0.0675 -0.075 0.075 -0.250 -0.625 -1.250 -11.345 -34.437 1.8 0.055 -0.175 0.050 -0.250 -0.750 -1.250 -15.884 -38.175 1.9 0.0325 -0.275 0.025 -0.250 -0.875 -1.250 -20.889 -41.912 2 0 -0.375 0.000 -0.250 -1.000 -1.250 -26.362 -45.650 Lực phân bố M bên trái M bên phải Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 37 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Bảng tra 3: Nội lực do áp lực ứng với Hngh. x/l M Q a b a b M tổng Q tổng 0 0 0.375 -1.000 1.250 0.000 0.250 -1.480 7.139 0.1 0.0325 0.275 -0.875 1.250 0.025 0.250 -0.677 5.709 0.2 0.055 0.175 -0.750 1.250 0.050 0.250 -0.053 4.279 0.3 0.0675 0.075 -0.625 1.250 0.075 0.250 0.393 2.849 0.4 0.07 -0.025 -0.500 1.250 0.100 0.250 0.659 1.419 0.5 0.0625 -0.125 -0.375 1.250 0.125 0.250 0.747 -0.011 0.6 0.045 -0.225 -0.250 1.250 0.150 0.250 0.656 -1.442 0.7 0.0175 -0.325 -0.125 1.250 0.175 0.250 0.387 -2.872 0.8 -0.02 -0.425 0.000 1.250 0.200 0.250 -0.062 -4.302 0.9 -0.0675 -0.525 0.125 1.250 0.225 0.250 -0.689 -5.732 1 -0.125 -0.625 0.250 1.250 0.250 0.250 -1.494 -7.162 1.00 -0.125 0.625 0.250 -0.250 0.250 -1.250 -1.494 7.162 1.1 -0.0675 0.525 0.225 -0.250 0.125 -1.250 -0.689 5.732 1.2 -0.02 0.425 0.200 -0.250 0.000 -1.250 -0.062 4.302 1.3 0.0175 0.325 0.175 -0.250 -0.125 -1.250 0.387 2.872 1.4 0.045 0.225 0.150 -0.250 -0.250 -1.250 0.656 1.442 1.5 0.0625 0.125 0.125 -0.250 -0.375 -1.250 0.747 0.011 1.6 0.07 0.025 0.100 -0.250 -0.500 -1.250 0.659 -1.419 1.7 0.0675 -0.075 0.075 -0.250 -0.625 -1.250 0.393 -2.849 1.8 0.055 -0.175 0.050 -0.250 -0.750 -1.250 -0.053 -4.279 1.9 0.0325 -0.275 0.025 -0.250 -0.875 -1.250 -0.677 -5.709 2 0 -0.375 0.000 -0.250 -1.000 -1.250 -1.480 -7.139 Lực phân bố M bên trái M bên phải Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 38 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Bảng tra 4: Nội lực do tải trọng người đi lề trái. x/l a b M tổng Q tổng 0 -1.000 1.250 -0.768 0.768 0.1 -0.875 1.250 -0.672 0.768 0.2 -0.750 1.250 -0.576 0.768 0.3 -0.625 1.250 -0.480 0.768 0.4 -0.500 1.250 -0.384 0.768 0.5 -0.375 1.250 -0.288 0.768 0.6 -0.250 1.250 -0.192 0.768 0.7 -0.125 1.250 -0.096 0.768 0.8 0.000 1.250 0.000 0.768 0.9 0.125 1.250 0.096 0.768 1 0.250 1.250 0.192 0.768 1.00 0.250 -0.250 0.192 -0.154 1.1 0.225 -0.250 0.173 -0.154 1.2 0.200 -0.250 0.154 -0.154 1.3 0.175 -0.250 0.134 -0.154 1.4 0.150 -0.250 0.115 -0.154 1.5 0.125 -0.250 0.096 -0.154 1.6 0.100 -0.250 0.077 -0.154 1.7 0.075 -0.250 0.058 -0.154 1.8 0.050 -0.250 0.038 -0.154 1.9 0.025 -0.250 0.019 -0.154 2 0.000 -0.250 0.000 -0.154 M bên trái Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 39 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Bảng tra 5: Nội lực do tải trọng người đi lề bên phải. x/l a b M tổng Q tổng 0 0.000 0.250 0.000 0.154 0.1 0.025 0.250 0.019 0.154 0.2 0.050 0.250 0.038 0.154 0.3 0.075 0.250 0.058 0.154 0.4 0.100 0.250 0.077 0.154 0.5 0.125 0.250 0.096 0.154 0.6 0.150 0.250 0.115 0.154 0.7 0.175 0.250 0.134 0.154 0.8 0.200 0.250 0.154 0.154 0.9 0.225 0.250 0.173 0.154 1 0.250 0.250 0.192 0.154 1.00 0.250 -1.250 0.192 -0.768 1.1 0.125 -1.250 0.096 -0.768 1.2 0.000 -1.250 0.000 -0.768 1.3 -0.125 -1.250 -0.096 -0.768 1.4 -0.250 -1.250 -0.192 -0.768 1.5 -0.375 -1.250 -0.288 -0.768 1.6 -0.500 -1.250 -0.384 -0.768 1.7 -0.625 -1.250 -0.480 -0.768 1.8 -0.750 -1.250 -0.576 -0.768 1.9 -0.875 -1.250 -0.672 -0.768 2 -1.000 -1.250 -0.768 -0.768 M bên phải Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 40 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Bảng tra 6 : Nội lực do áp lực gió thổi từ trái sang phải. x/l a b a b M tổng Q tổng 0 1.000 -1.250 0.000 0.250 4.892 -4.158 0.1 0.875 -1.250 0.025 0.250 4.372 -4.158 0.2 0.750 -1.250 0.050 0.250 3.853 -4.158 0.3 0.625 -1.250 0.075 0.250 3.333 -4.158 0.4 0.500 -1.250 0.100 0.250 2.813 -4.158 0.5 0.375 -1.250 0.125 0.250 2.293 -4.158 0.6 0.250 -1.250 0.150 0.250 1.773 -4.158 0.7 0.125 -1.250 0.175 0.250 1.254 -4.158 0.8 0.000 -1.250 0.200 0.250 0.734 -4.158 0.9 -0.125 -1.250 0.225 0.250 0.214 -4.158 1 -0.250 -1.250 0.250 0.250 -0.306 -4.158 1.00 -0.250 0.250 0.250 -1.250 -0.306 -2.691 1.1 -0.225 0.250 0.125 -1.250 -0.642 -2.691 1.2 -0.200 0.250 0.000 -1.250 -0.978 -2.691 1.3 -0.175 0.250 -0.125 -1.250 -1.315 -2.691 1.4 -0.150 0.250 -0.250 -1.250 -1.651 -2.691 1.5 -0.125 0.250 -0.375 -1.250 -1.987 -2.691 1.6 -0.100 0.250 -0.500 -1.250 -2.324 -2.691 1.7 -0.075 0.250 -0.625 -1.250 -2.660 -2.691 1.8 -0.050 0.250 -0.750 -1.250 -2.996 -2.691 1.9 -0.025 0.250 -0.875 -1.250 -3.333 -2.691 2 0.000 0.250 -1.000 -1.250 -3.669 -2.691 M bên trái M bên phải Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 41 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Bảng tra 7 : Nội lực do áp lực gió thổi từ phải sang trái. x/l a b a b M tổng Q tổng 0 -1.000 1.250 0.000 -0.250 -3.669 2.691 0.1 -0.875 1.250 -0.025 -0.250 -3.333 2.691 0.2 -0.750 1.250 -0.050 -0.250 -2.996 2.691 0.3 -0.625 1.250 -0.075 -0.250 -2.660 2.691 0.4 -0.500 1.250 -0.100 -0.250 -2.324 2.691 0.5 -0.375 1.250 -0.125 -0.250 -1.987 2.691 0.6 -0.250 1.250 -0.150 -0.250 -1.651 2.691 0.7 -0.125 1.250 -0.175 -0.250 -1.315 2.691 0.8 0.000 1.250 -0.200 -0.250 -0.978 2.691 0.9 0.125 1.250 -0.225 -0.250 -0.642 2.691 1 0.250 1.250 -0.250 -0.250 -0.306 2.691 1.00 0.250 -0.250 -0.250 1.250 -0.306 4.158 1.1 0.225 -0.250 -0.125 1.250 0.214 4.158 1.2 0.200 -0.250 0.000 1.250 0.734 4.158 1.3 0.175 -0.250 0.125 1.250 1.254 4.158 1.4 0.150 -0.250 0.250 1.250 1.773 4.158 1.5 0.125 -0.250 0.375 1.250 2.293 4.158 1.6 0.100 -0.250 0.500 1.250 2.813 4.158 1.7 0.075 -0.250 0.625 1.250 3.333 4.158 1.8 0.050 -0.250 0.750 1.250 3.853 4.158 1.9 0.025 -0.250 0.875 1.250 4.372 4.158 2 0.000 -0.250 1.000 1.250 4.892 4.158 M bên trái M bên phải Đồ án Bê Tông Cốt Thép GVHD: Vũ Thị Thu Thủy. 42 SV: Lại Minh Thành Lớp 53CDC2 Bảng tra 8 : x/l Mg Qg M Q 2.5 0.0461 0 90.8062 0 0 0 0.3957 0 121.787 2.6 0.0411 -0.1 80.9574 -30.7776 0.1 0.0345 0.2947 67.9569 90.7016 2.7 0.0261 -0.2 51.4109 -61.5552 0.2 0.0589 0.1947 116.019 59.924 2.8 0.0011 -0.3 2.16674 -92.3328 0.3 0.0734 0.0947 144.581 29.1464 2.9 -0.0339 -0.4 -66.7751 -123.11 0.4 0.0779 -0.0053 153.445 -1.63121 3 -0.0799 -0.5 -157.384 -153.888 0.5 0.0724 -0.1053 142.611 -32.4088 3 -0.0799 0.4737 -157.384 145.793 0.6 0.0568 -0.2053 111.883 -63.1864 3.1 -0.0366 0.3737 -72.0935 115.016 0.7 0.0313 -0.3053 61.6537 -93.964 3.2 -0.0042 0.2737 -8.27302 84.2383 0.8 -0.0042 -0.4053 -8.27302 -124.742 3.3 0.0182 0.1737 35.8497 53.4607 0.9 -0.0497 -0.5053 -97.8974 -155.519 3.4 0.0305 0.0737 60.0779 22.6831 1 -0.1053 -0.6053 -207.416 -186.297 3.5 0.0329 -0.0263 64.8053 -8.09451 1.00 -0.1053 0.5263 -207.416 161.983 3.6 0.0253 -0.1263 49.8351 -38.8721 1.1 -0.0576 0.4263 -113.459 131.205 3.7 0.0076 -0.2263 14.9702 -69.6497 1.2 -0.02 0.3263 -39.3953 100.427 3.8 -0.02 -0.3263 -39.3953 -100.427 1.3 0.0076 0.2263 14.9702 69.6497 3.9 -0.0576 -0.4263 -113.459 -131.205 1.4 0.0253 0.1263 49.8351 38.8721 4 -0.1053 -0.5263 -207.416 -161.983 1.5 0.0329 0.0263 64.8053 8.09451 4 -0.1053 0.6053 -207.416 186.297 1.6 0.0305 -0.0737 60.0779 -22.6831 4.1 -0.0497 0.5053 -97.8974 155.519 1.7 0.0182 -0.1737 35.8497 -53.4607 4.2 -0.0042 0.4053 -8.27302 124.742 1.8 -0.0042 -0.2737 -8.27302 -84.2383 4.3 0.0313 0.3053 61.6537 93.964 1.9 -0.0366 -0.3737 -72.0935 -115.016 4.4 0.0568 0.2053 111.883 63.1864 2 -0.0799 -0.4737 -157.384 -145.793 4.5 0.0724 0.1053 142.611 32.4088 2 -0.0799 0.5 -157.384 153.888 4.6 0.0779 0.0053 153.445 1.63121 2.1 -0.0339 0.4 -66.7751 123.11 4.7 0.0734 -0.0947 144.581 -29.1464 2.2 0.0011 0.3 2.16674 92.3328 4.8 0.0589 -0.1947 116.019 -59.924 2.3 0.0261 0.2 51.4109 61.5552 4.9 0.0345 -0.2947 67.9569 -90.7016 2.4 0.0411 0.1 80.9574 30.7776 5 0 -0.3957 0 -121.787