Đồ án Thiết kế cầu dầm thép bêtông liên hợp

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’:=33mm ; d:=155,25 mm AS’:=0,667 mm2 As:=1,5 mm2 Thay số vào,ta có: 0,5.x2 + 6.(0,667).(x-33)=7.(1,5).(155,25-x) =>0,5x2 +14,502x -1762,191=0 Giải phương trình ta được: x = 46,64(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=158422,46 mm4 ứng suất trong cốt thép chịu kéo As : fs:=n Thay số vào ta có fs=7.=216,17 Mpa vậy fs=216,17 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).(200mm) A=20 000mm2 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=230 Mpa Kiểm tra : : fs= 216,17 MPa fsa=230 Mpa OK fs=216,17 MPa < 0.6fy=240 Mpa a. đối với bản trong 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=7 Tiết diện bản Tiết diện bêtông tương đương Tại vị trí 200.cốt thép phía dưới chịu nén ký hiệu là As’,cốt thép phía trên bản chịu kéo ký hiệu là A.Gỉa thiết trục trung hòa nằm trên cốt thép chịu nén As’ như hình vẽ,tức là chiều cao miền chịu nén bây giờ x > 33mm 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’:=33mm ; d:=132 mm AS’:=0,667 mm2 As:=1.000 mm2 Thay số vào,ta có: 0,5.x2 + 6.(0,667).(x-33)=7.(1,00).(132-x) =>0,5x2 +11,002x -1056,066=0 Giải phương trình ta được: x = 36,25(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=80096,96 mm4 ứng suất trong cốt thép chịu kéo As : fs:=n Thay số vào ta có fs=7.=214,45 Mpa vậy fs=214,45 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.15 cách nhau từ tim đến tim là 200mm A=2.(50mm).(200mm) A=20 000mm2 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=230 Mpa Kiểm tra : : fs= 214,45 MPa fsa=230 Mpa OK fs=214,45 MPa < 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. phan_tram :=67% Trong đó Sc là chiều dài có hiệu của bản,trong thí dụ này là khoảng cách giữa hai vách dầm.Vì bề rộng vách là khá bé nên ta có thể xem Sc :=2300 phan_tram :=min( ;67) phan_tram=67% Bố trí 67%(dương As)=67%(0.80)=0.536 Chọn No10@150 có As=0.667 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@450,có As=0.222 . I.10.Sơ họa cấu tạo thép bản PhÇn II: thiÕt kÕ dÇm chñ II.1. C¸c sè liÖu ®Çu vµo: Quy tr×nh: 22TCN – 272 – 05 Quy m« cÇu: - NhÞp tÝnh to¸n (tÝnh gi÷a hai tim gèi): Ltt = 39.5 m - ChiÒu dµi cÇu: L = Ltt + 2x0,3 = 40.1 m - Khæ cÇu: B’ = 14.0 m - BÒ réng phÇn xe ch¹y: B = 13.0 m - Líp phñ dµy: ta = 75mm - Kho¶ng c¸ch dÇm chñ: S = 2300 mm VËt liÖu: C­êng ®é bª t«ng 28 ngµy tuæi: f’C = 30Mpa C­êng ®é cèt thÐp b¶n : f’y = 400 Mpa C­êng ®é thÐp dÇm : fy = 380 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 II.2. Lùa chän dÇm chñ. II.2.1. TiÕt diÖn dÇm chñ. DÇm chñ ch÷ I thÐp c¸n. Ta cã quan hÖ gi÷a chiÒu cao vµ chiÒu dµi nhÞp lµ: => h ~ 1.32 m NÕu tÝnh c¶ bÒ dµy b¶n =>H ~ 1.58 m VËy: * Chän h = 1,4 m lµ chiÒu cao dÇm chñ. * BÒ dµy b¶n v¸ch lµ 1.6 cm. * ChiÒu réng cña b¶n c¸nh trªn ta chän sao cho ®ñ bè trÝ neo lµ ®­îc v× c¸nh trªn ®· liªn kÕt víi b¶n bª t«ng. Chän bÒ réng c¸nh trªn lµ 35cm. Chän chiÒu dµy b¶n c¸nh trªn lµ 2 cm. (chän theo ®iÒu kiÖn tiÕt diÖn æn ®Þnh cña tiÕt diÖn ch÷ I) * ChiÒu réng b¶n c¸nh d­íi lµ 40cm, chiÒu dµy b¶n ®¸y lµ 4 cm MÆt c¾t ngang cÇu MÆt b»ng cña cÇu II.2.2. TÝnh to¸n ®Æc tr­ng tiÕt diÖn h×nh häc cña dÇm chñ. Ta cã kÝch th­íc tiÕt diÖn dÇm chñ nh­ sau: Thành phần A(mm2) y(mm) Ay(mm3) y-y'(mm) A(y-y')2 (mm4) Io (mm4) Vách 21440 690 14.79x106 -117.69 296.95x106 3208.14x106 Cánh trên 7000 10 0.07x106 -797.69 4454.14x106 0.23x106 Cánh dưới 8800 1371 12.06x106 563.31 2792.42x106 0.35x106 Bản táp 5400 1391 7.51x106 583.31 1837.37x106 0.15x106 42640 34.44x106 9380.88x106 3208.87x106 - Kho¶ng c¸ch tõ trôc qu¸n tÝnh chÝnh cña tiÕt diÖn ®Õn ®¸y vµ ®Ønh tiÕt diÖn: Yd = = 807.688 mm Yt = hdc – Yd = 1400 – 807.688 = 592.312 mm -M« men qu¸n tÝnh cña dÇm I=3208.87 x106+9380.88x106=12589.75x106 mm4 II.2.3. TÝnh to¸n néi lùc. II.2.3.1 §­êng ¶nh h­ëng néi lùc trong dÇm chñ. a, §­êng ¶nh h­ëng m«men uèn. Ta xÐt ®­êng ¶nh h­ëng m«men t¹i c¸c vÞ trÝ 101,102, 103, 104 vµ 105 trong dÇm ®¬n gi¶n. b, §­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t. Ta xÐt ®­êng ¶nh h­ëng lùc c¾t t¹i c¸c vÞ trÝ 100,102, 103, 104 vµ 105 trong dÇm ®¬n gi¶n. II.2.3.2. HÖ sè ph©n phèi ho¹t t¶i. KiÓm tra ph¹m vi ¸p dông b¶ng tra s½n hÖ sè ph©n phèi ngang cña AASHTO 1100mm ≤ S ≤ 4900mm S = 2300mm OK 110mm ≤ tS ≤ 300mm tS =200mm OK 6m ≤ L ≤ 73 m L = 39.5m OK Sè dÇm chñ ≥ 4 Sè dÇm chñ = 6 OK Sè lµn xe: NL = PhÇn nguyªn() = 3 TÝnh hÖ sè ph©n phèi t¶i träng cho dÇm trong Víi 1 lµn xe chÊt t¶i, ph©n phèi ho¹t t¶i khi tÝnh m«men dÇm trong lµ: Víi S =2300 mm L=39500 mm ts=200 mm Kg=n(I+A) n= I=14384.61x106 (mm4) A=51200 (mm2) eg=yd/2+ts/2=514.645 (mm) =>Kg==2.02x1011(mm4) VËy =0.377 Víi hai hoÆc nhiÒu lµn xe chÊt t¶i, ph©n phèi ho¹t t¶i khi tÝnh m«men dÇm trong lµ =0.546 Víi mét lµn chÊt t¶i, ph©n phèi ho¹t t¶i lùc c¾t ®èi víi dÇm trong lµ: Víi S = 2300mm = 0,663 Víi hai hoÆc nhiÒu lµn xe chÊt t¶i, ph©n phèi lùc c¾t dÇm trong lµ: = 0.793 T×m hÖ sè ph©n phèi ngang cho dÇm biªn: TÝnh hÖ sè ph©n phèi ngang cña ho¹t t¶i ®èi víi m«men uèn: Víi 1 lµn chÊt t¶i, hÖ sè ph©n phèi ho¹t t¶i khi tÝnh m«men dÇm biªn dïng ph­¬ng ph¸p ®ßn bÈy: ChiÒu dµi c¸nh hÉng: de = 1250 – 500 = 750mm - 300 ≤ de ≤ 1700mm OK Tung ®é ®­êng ¶nh h­ëng øng víi c¸c b¸nh xe: Víi mét lµn xe, hÖ sè lµn xe: m = 1,2 = 0,5(1,065 + 0,283).1,2 = 0,809 (khèng chÕ) Víi hai lµn xe chÊt t¶i trë lªn, hÖ sè ph©n phèi ho¹t t¶i khi tÝnh m«men dÇm biªn: = 1,038 = 1,038.(0,546) = 0,567 TÝnh ph©n phèi ho¹t t¶i khi tÝnh lùc c¾t cho dÇm biªn: Mét lµn chÊt t¶i: HÖ sè lµn xe: m = 1,2 =0,5(1,065 + 0,283).1,2 = 0,809 (khèng chÕ) Hai lµn xe chÊt t¶i trë lªn: = 0,85.(0,793) = 0,673 B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh to¸n hÖ sè ph©n phèi DÇm trong mét lµn chÊt t¶i 0,377 0,663 DÇm trong nhiÒu lµn chÊt t¶i 0,546 0,793 DÇm biªn mét lµn chÊt t¶i 0,809 Khèng chÕ 0,809 Khèng chÕ DÇm biªn nhiÒu lµn chÊt t¶i 0,567 0,673 Tõ c¸c kÕt qu¶ trªn, cã thÓ dïng hÖ sè ph©n phèi t¶i träng khi tÝnh m«men 0,809, hÖ sè ph©n phèi ho¹t t¶i khi tÝnh lùc c¾t 0,809 ®Ó tÝnh to¸n. II.2.3.3. TÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm. - T¶i träng b¶n th©n dÇm chñ (tÝnh trªn 1m dµi dÇm) DCdam = WS.g.Ag Trong ®ã: WS = 7850kg/m3 ; g = 9,81 m/s2 ; Ag = 43408mm2 =0,043408m2 DCdam = WS.g.Ag = 7850x(9,81)x(0,043408) = 3342,785 N/m = 3,343 kN/m - T¶i träng b¶n th©n lan can (chia ®Òu cho 6 dÇm); DClancan = = = 1256,68 N/m =1,257 kN/m -T¶i träng b¶n th©n cña b¶n (chia ®Òu cho 6 dÇm) DCb¶n = = =11183,4 N/m=11,183 kN/m T¶i träng c¸c bé phËn cña kÕt cÊu: DC = DCdam + DClancan+DCb¶n = 15,783 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: DW = = = 35867,8 N/m=3,587 kN/m II.2.3.4. TÝnh to¸n néi lùc kh«ng hÖ sè: IM = 25% HÖ sè ph©n phèi lùc c¾t = 0,809 HÖ sè ph©n phèi m«men = 0,809 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. Lùc c¾t t¹i tiÕt diÖn 100: VDC_100 = DC.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t100) = 15,783x19,75=311,714 kN VDW_100 = DW.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 100) = 3,587x19,75 = 70,843 kN VLn_100 = 9,3x(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 100) = 9,3x(19,75)x(0,809) = 148,593 kN VTruck_100 = [145x1 + 145x(0,891) + 35x(0,782)](1+IM) = 304,958 kN VTa_100 = [110x(1+0,970)].(IM + 25) = 0,809x110x1,97x1,25 = 219,138 kN VLL_100 = max(VTruck_100 + VLn_100; VTa_100 + VLn_100) = max(453,551; 367,731) = 453,551 kN b, TiÕt diÖn 101 M«men: MDC_101 = DC.(diÖn tÝch ®ah m«men 101) = 15,783x(3,555x39,5/2) = 1108,144 kNm MDW_101 = DW.(diÖn tÝch ®ah m«men 101) = 3,587x(3,555x39,5/2) = 251,848 kNm MLn_101 = 9,3. (diÖn tÝch ®ah m«men 101). = 9,3x(3,555x39,5/2)x(0,809) = 528,248 kNm MTr_101 = [145x(3,555) + 145x(3,125) + 35x(2,695)]x(1+IM) = 1074,883 kNm MTa_101 = [110x(3,555) + 110x(3,435)].(1+IM) = 777,55 kNm MLL_101 = max(MTr_101 + MLn_101; MTa_101 + MLn_101) = 1603,131 kNm Lùc c¾t: VDC_101 = DC.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 101) = 15,783x[(0,9x.35,55/2) – (0,1x3,95/2)] = 249,371 kN VDW_101 = DW.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 101) = 3,587x[(0,9x35,55/2) – (0,1x3,95/2)] = 56,675 kN VLn_101 = 9,3.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 101’). = 9,3x(0,9x35,55/2)x0,809 = 120,360 kN VTr_101 = (145x0,9 + 145x0,791 + 35x0,682)(1+0,25) = 0,809x(269,065)x1,25 = 272,092 kN VTa_101 = [110x(0,9) + 110x(0,870)](1+IM) = 0,809x[194,7]x1,25 = 196,89 kN VLL_101 = max(VTr_101 + VLn_101; VTa_101 + VLn_101) = max(392,452; 317,25) = 392,452 kN c, TiÕt diÖn 102 M«men MDC_102 = DC.(diÖn tÝch ®ah m«men 102) = 15,783x6,32x39,5/2 = 1970,034 kNm MDW_102 = DW.(diÖn tÝch ®ah m«men 102) = 3,587x 6,32x39,5/2 = 447,729 kNm MLn_102 = 9,3. (diÖn tÝch ®ah m«men 102). = 9,3x6,32x39,5/2x(0,809) = 939,108 kNm MTr_102 = [145.(6,32) + 145.(5,46) + 35.(4,60)].(1+IM) = 0,809.(1869,1).(1+0,25) = 1890,127 kNm MTa_102 = [110.(6,32) + 110(6,08)].(1+IM) = 0,809.(1364).(1+0,25) = 1379,345 kNm MLL_102 = max(MTr_102 + MLn_102; MTa_102 + MLn_102) = 2829,235 kNm Lùc c¾t VDC_102 = DC.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 102) = 15,783x[(0,8x31,6/2) – (0,2x7,9/2)] = 187,029 kN VDW_102 = DW.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 102) = 3,587x[(0,8x31,6/2) – (0,2x7,9/2)] = 42,506 kN VLn_102 = 9,3.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 102’). = 9,3x(0,8x31,6/2)x0,809 = 95,099 kN VTr_102 = (145x0,8 + 145x0,691 + 35x0,582)(1+0,25) = 0,809x(236,565)x1,25 = 239,226 kN VTa_102 = [110x(0,8) + 110x(0,770)](1+IM) = 0,809x[172,7]x1,25 = 174,643 kN VLL_102 = max(VTr_101 + VLn_101; VTa_101 + VLn_101) = max(334,325; 269,742) = 334,325 kN d, TiÕt diÖn 103 M«men MDC_103 = DC.(diÖn tÝch ®ah m«men 103) = 15,783x8,295x39,5/2 = 2585,670 kNm MDW_103 = DW.(diÖn tÝch ®ah m«men 103) = 3,587x 8,295x39,5/2 = 587,645 kNm MLn_103 = 9,3. (diÖn tÝch ®ah m«men 103). = 9,3x8,295x39,5/2x(0,809) = 1232,580 kNm MTr_103 = [145.(8,295) + 145.(7,005) + 35.(5,715)].(1+IM) = 2445,733 kNm MTa_103 = [110.(8,295 + 110(7,935)].(1+IM) = 1805,385 kNm MLL_103 = max(MTr_102 + MLn_102; MTa_102 + MLn_102) = 3678,313 kNm Lùc c¾t VDC_103 = DC.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 103) = 15,783x[(0,7x27,65/2) – (0,3x11,85/2)] = 124,686 kN VDW_103 = DW.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 103) = 3,587x[(0,7x27,65/2) – (0,3x11,85/2)] = 28,337 kN VLn_103 = 9,3.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 103’). = 9,3x( 0,7x27,65/2)x0,809 = 72,811 kN VTr_103 = (145.0,7 + 145.0,591 + 35.0,482)(1+0,25) = 206,361 kN VTa_103 = [110.(0,7) + 110.(0,670)](1+IM) = 152,395 kN VLL_103 = max(VTr_101 + VLn_101; VTa_101 + VLn_101) = 279,172 kN e, TiÕt diÖn 104 M«men: MDC_104 = DC.(diÖn tÝch ®ah m«men 104) = 15,783x9,48x39,5/2 = 2955,051 kNm MDW_104 = DW.(diÖn tÝch ®ah m«men 104) = 3,587. 9,48.39,5/2 = 671,594 kNm MLn_104 = 9,3. (diÖn tÝch ®ah m«men 104). = 9,3.9,48.39,5/2.(0,809) = 1408,663 kNm MTr_104 = [145.(9,48) + 145.(7,76) + 35.(6,90)].(1+IM) = 2772,140 kNm MTa_104 = [110.(9,48) + 110(9,000)].(1+IM) = 2055,669 kNm MLL_104 = max(MTr_102 + MLn_102; MTa_102 + MLn_102) = 4180,803 kNm Lùc c¾t VDC_104 = DC.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 104) = 15,783x[(0,6x23,7/2) – (0,4x15,8/2)] = 62,343 kN VDW_104 = DW.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 104) = 3,587x[(0,6x23,7/2) – (0,4x15,8/2)] = 14,169 kN VLn_104 = 9,3.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 104’). = 9,3x( 0,6x23,7/2).0,809 = 53,494 kN VTr_104 = (145x0,6 + 145x0,491 + 35x0,382)(1+0,25) = 173,495 kN VTa_104 = [110x(0,6) + 110x(0,570)](1+IM) = 130,148 kN VLL_104 = max(VTr_101 + VLn_101; VTa_101 + VLn_101) = 226,989 kN f, TiÕt diÖn 105 M«men: MDC_105 = DC.(diÖn tÝch ®ah m«men 105) = 15,783x9,875x39,5/2 = 3078,178 kNm MDW_105 = DW.(diÖn tÝch ®ah m«men 105) = 3,587x 9,875x39,5/2 = 699,577 kNm MLn_105 = 9,3. (diÖn tÝch ®ah m«men 105). = 9,3x9,875x39,5/2x(0,809) = 1467,357 kNm MTr_105 = [145x(9,875) + 145x(7,725) + 35x(7,725)]x(1+IM) = 2854,127 kNm MTa_105 = [110x(9,875 + 110x(9,275)]x(1+IM) = 2130,198 kNm MLL_105 = max(MTr_102 + MLn_102; MTa_102 + MLn_102) = 4321,484 kNm Lùc c¾t: VDC_105 = DC.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 105) = 15,783x[(0,5x19,75/2) – (0,5x19,75/2)] = 0 kN VDW_105 = DW.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 105) = 3,587x[(0,5x19,75/2) – (0,5x19,75/2)] = 0 kN VLn_105 = 9,3.(diÖn tÝch ®ah lùc c¾t 105’). = 9,3x( 0,5x19,75/2)x0,809 = 37,148 kN VTr_105 = (145x0,5 + 145x0,391 + 35x0,282)(1+0,25) = 140,629 kN VTa_105 = [110x(0,5) + 110x(0,470)](1+IM) = 107,900 kN VLL_105 = max(VTr_101 + VLn_101; VTa_101 + VLn_101) = 177,777 kN Tõ c¸c tiÕt diÖn 100, 101, 102, 103, 104, 105 ta cã b¶ng thèng kª mét nöa tiÕt diÖn cña dÇm chñ. Nöa cßn l¹i cña dÇm chñ xÐt t­¬ng tù ®èi xøng víi phÇn ®· xÐt nªn ta lËp ®­îc b¶ng : B¶ng gi¸ trÞ néi lùc t¹i c¸c tiÕt diÖn Nội lực Loại tải trọng Tiết diện 100 101 102 103 104 105 V(kN) DC(bao gồm cả bản+dầm+lan can) 311.713 249.371 187.028 124.685 62.343 0.000 DW 70.843 56.675 42.506 28.337 14.169 0.000 LL+IM 454.551 392.452 334.325 279.172 226.989 177.777 M(kNm) DC(bao gồm cả bản+dầm+lan can) 0.000 1108.143 1970.034 2585.671 2955.052 3078.177 DW 0.000 251.848 447.729 587.645 671.594 699.577 LL+IM 0.000 1603.131 2829.236 3678.313 4180.802 4321.483 II.2.4 Tæ hîp t¶i träng. II.2.4.1. Tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é I - HÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng: η = ηoηRηI=0,95x0,95x1,05 = 0.95 - HÖ sè t¶i träng: γDC = 1,25; γDW = 1,5; γLL = 1,75 TiÕt diÖn 105: M105 = ηx(γDC.MDC_105 + γDW.MDW_105 + γLL.MLL_105) = 0,95x(1,25x3078.177+1,5x699,577+1,75x4321,483) =11836,698 kNm. V105= ηx(γDC.VDC_105 + γDW.VDW_105 + γLL.VLL_105) =ηx(1,25.0+1,55.0+1,75.177,777) =295,554 kN. Lµm t­¬ng tù víi c¸c tiÕt diÖn cßn l¹i ta ®­îc b¶ng c¸c gi¸ trÞ cña tæ hîp néi lùc nh­ sau:  B¶ng tæ hîp néi lùc theo TTGH c­êng ®é Nội lực Loại tải trọng Tiết diện 100 101 102 103 104 105 V(kN) DC(bao gồm cả bản+dầm+lan can) 311.713 249.371 187.028 124.685 62.343 0.000 DW 70.843 56.675 42.506 28.337 14.169 0.000 LL+IM 454.551 392.452 334.325 279.172 226.989 177.777 M(kNm) DC(bao gồm cả bản+dầm+lan can) 0.000 1108.143 1970.034 2585.671 2955.052 3078.177 DW 0.000 251.848 447.729 587.645 671.594 699.577 LL+IM 0.000 1603.131 2829.236 3678.313 4180.802 4321.483 Tổ hợp V(kN) 1226.802 1029.341 838.482 652.568 471.592 295.554 M(kNm) 0.000 4340.008 7681.033 10023.074 11416.729 11836.698 II.2.4.2. Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông - HÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng: η = 1,0 - HÖ sè t¶i träng: γDC = 1,0; γDW = 1,0; γLL = 1,3 TiÕt diÖn 105: M105 = γDC.MDC_105 + γDW.MDW_105 + γLL.MLL_105 = 1,0x3078,177+1,0x699,577+1,3x4321,483 =9395,682 kNm. V105= γDC.VDC_105 + γDW.VDW_105 + γLL.VLL_105 =1,0.0+1,0.0+1,3.177,777 =231,110 kN. Lµm t­¬ng tù víi c¸c tiÕt diÖn cßn l¹i ta ®­îc b¶ng c¸c gi¸ trÞ cña tæ hîp néi lùc nh­ sau: Nội lực Loại tải trọng Tiết diện 100 101 102 103 104 105 V(kN) DC(bao gồm cả bản+dầm+lan can) 311.713 249.371 187.028 124.685 62.343 0.000 DW 70.843 56.675 42.506 28.337 14.169 0.000 LL+IM 454.551 392.452 334.325 279.172 226.989 177.777 M(kNm) DC(bao gồm cả bản+dầm+lan can) 0.000 1108.143 1970.034 2585.671 2955.052 3078.177 DW 0.000 251.848 447.729 587.645 671.594 699.577 LL+IM 0.000 1603.131 2829.236 3678.313 4180.802 4321.483 Tổ hợp V(kN) 973.473 816.233 664.157 515.946 371.597 231.110 M(kNm) 0.000 3444.061 6095.769 7955.123 9061.689 9395.682 II.2.4.3. Tr¹ng th¸i giíi h¹n mái: U=0,75(LL+IM) IM=15% M«men do t¶I träng mái t¹i gi÷a nhÞp =145.9,875+145.5,375+35.7,725 =2481,625 kNm Bá hÖ sè lµn cho ho¹t t¶i mái: ===0,674 M«men cã hÖ sè bao gåm c¶ xung kÝch IM=15% lµ Mmái=0,75x(0,674)x(2481,625)x(1,15) =1442,631 kNm. 2 LÇn m«men do ho¹t t¶i cã hÖ sè bao gåm c¶ xung kÝch IM=15% lµ M’mái=2xMmái=2x1442,631=2885,262 kNm II.3 KiÓm to¸n dÇm chñ: ii.3.1.xem xÐt viÖc chÊt t¶i vµ t×nh huèng ®æ bª t«ng: Tr­êng hîp 1 : Träng l­îng dÇm vµ b¶n (D1).Do dÇm thÐp chÞu Tr­êng hîp 2 : T¶i träng tÜnh chÊt thªm (b¶n,líp phñ vµ lan can) (D2,D3 vµ D4).Do tiÕt diÖn liªn hîp dµi h¹n chÞu. Tr­êng hîp 3: Ho¹t t¶i vµ xung kÝch (LL+IM).Do tiÕt diÖn liªn hîp ng¾n h¹n chÞu. ii.3.2. X¸c ®Þnh chiÒu réng cã hiÖu cña b¶n c¸nh. §èi víi dÇm trong chiÒu réng cã hiÖu b¶n c¸nh lµ trÞ sè nhá nhÊt cña: a.Mét phÇn t­ chiÒu dµi nhÞp trung b×nh. b.12 lÇn chiÒu dµy trung b×nh cña b¶n céng víi trÞ sè lín h¬n cña chiÒu dµy v¸ch hoÆc mét nöa chiÒu réng biªn trªn cña dÇm. c.Kho¶ng c¸ch trung b×nh cña hai dÇm kÒ nhau. Gi¶ thiÕt chiÒu réng biªn trªn lµ 200 mm mm bi = min mm 2300 mm Do ®ã bi = 2300 mm. §èi víi dÇm ngoµi chiÒu réng cã hiÖu b¶n c¸nh b»ng mét nöa chiÒu réng cã hiÖu cña dÇm trong kÒ bªn céng nhá nhÊt cña: a.Mét phÇn t¸m chiÒu dµi nhÞp cã hiÖu. b.S¸u lÇn chiÒ dÇy trung b×nh cña b¶n céng sè lín h¬n cña mét nöa chiÒu dµy v¸ch hoÆc mét phÇn t­ chiÒu réng cña biªn trªn cña dÇm c.ChiÒu réng cña phÇn hÉng mm bc = + min mm 1250 mm Do ®ã bc = + 1250 = 2400 mm. VËy ta chän chiÒu réng cã hiÖu cña b¶n c¸nh b»ng bi=2300 mm. ii.3.2. TØ sè m«®un. n:==7.22 ta lÊy n=7 (®· tÝnh ë phÇn b¶n). ii.3.3. B¶n t¸p : V× tÝnh kinh tÕ dÇm nhÑ vµ thÊp víi b¶n t¸p réng nhÊt cã thÓ cho thiÕt kÕ tèt nhÊt.ChiÒu dµi cña b¶n t¸p ph¶i tho¶ m·n Lcp 2 ds +900 Trong ®ã ds lµ chiÒu cao cña tiÕt diÖn thÐp = 1400 mm. Lcp 2 x 1400 + 900 =3700 mm. ii.3.4.C¸c tÝnh chÊt cña tiÕt diÖn thö nghiÖm : a.TiÕt diÖn thÐp ë gi÷a nhÞp: Tõ c¸c tÝnh chÊt cña tiÕt diÖn ®· chän ë phÇn trªn ta cã b¶ng c¸c ®Æc tr­ng cña tiÕt diÖn: Thành phần A(mm2) y(mm) Ay(mm3) y-y'(mm) A(y-y')2 (mm4) Io (mm4) Vách 21408 689 14.75x106 -128.44 353.17x106 3193.80x106 Cánh trên 7000 10 0.07x106 -807.44 4563.74x106 0.23x106 Cánh dưới 9600 1370 13.15x106 552.56 2931.08x106 0.46x106 Bản táp 5400 1391 7.51x106 573.56 1776.43x106 0.15x106 43408 35.48x106 9624.42x106 3194.64x106 Ix=(3194,64x106+9624,42x106)=12819,06 x106 mm4. y’== mm. yt= - 817,442 mm. yb=1400-817,442=582,558 mm St= mm3 Sb= mm3 TiÕt diÖn nguyªn b¶n t¹i gi÷a nhÞp TiÕt diÖn liªn hîp n=7 t¹i tiÕt diÖn gi÷a nhÞp. Ta chän vót lµ 40 mm,chiÒu dµy thùc cña b¶n lµ 200 mm (kh«ng kÓ 15 mm líp hao mßn),vµ chiÒu réng cã hiÖu lµ 2300 mm.Ta cã b¶ng c¸c ®Æc tr­ng tiÕt diÖn liªn hîp. 350 1400 20 300 50 18 22 16 200 40 TiÕt diÖn liªn hîp ng¾n h¹n (n) t¹i gi÷a nhÞp. Thành phần A(mm2) y(mm) Ay(mm3) y-y'(mm) A(y-y')2 (mm4) Io (mm4) Bê tông (bits/n) 65714.286 -140 -9.20x106 -372.94 9139.71x106 219.05x106 Thép 43408 817.44176 35.48x106 576.58 14430.69x106 12819.06x106 109122.29 26.28x106 23962.98x106 13038.10x106 Ix=(13038,10x106+23962,98x106)=37001,08 x106 mm4. y’== mm. yt= - 240,863 mm yb=1400-240,863=1159,137 mm St= mm3 Sb= mm3 TiÕt diÖn liªn hîp 3n=21 t¹i tiÕt diÖn gi÷a nhÞp. Lµm t­¬ng tù tr­êng hîp tiÕt diÖn liªn hîp n ta cã b¶ng c¸c ®Æc tr­ng tiÕt diÖn liªn hîp 3n nh­ sau: TiÕt diÖn liªn hîp dµi h¹n (3n) t¹i gi÷a nhÞp Thành phần A(mm2) y(mm) Ay(mm3) y-y'(mm) A(y-y')2 (mm4) Io (mm4) Bê tông (bits/3n) 21904.762 -140 -3.07x106 -626.07 8585.81x106 73.02x106 Thép 43408 817.44176 35.48x106 321.11 4475.85x106 12819.06x106 65312.762 32.42x106 13345.50x106 12892.07x106 Ix=(12892,07x106+13345,50x106)=26237,58 x106 mm4. y’== mm. yt= - 496,333 mm. yb=1400-496,333=903,667 mm St= mm3 Sb= mm3 ii.3.5. KiÓm tra mái cña v¸ch chÞu uèn: C¸c b¶n bông kh«ng cã s­ên t¨ng c­êng däc ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau: Trong ®ã: :ChiÒu cao v¸ch chÞu nÐn trong ph¹m vi ®µn håi: Muèn t×m Dc ta ph¶i x¸c ®Þnh c¸c øng suÊt do t¶i träng kh«ng hÖ sè g©y ra t¹i ®Ønh vµ ®¸y dÇm thÐp. XÐt m«men t¹i tiÕt diÖn 105 do MDC (b¶n+dÇm+lan can)=3078,177 kNm vµ WDC (dÇm)=3,343 kN/m WDC (b¶n)=11,183 kN/m WDC (lan can)=1,257 kN/m MD1=2833,023 kNm MD3=245,154 kNm MD2=MDW=699.577 kNm. MLL+IM=4321.483 kNm. ỨNG SUẤT TẠI ĐỈNH DẦM THÉP DO CÁC MÔ MEN KHÔNG HỆ SỐ Tải trọng MD1(kNm) MD2(kNm) MD3(kNm) MLL+IM(kNm) St thép(mm3) St liên hợp(mm3) Ứng suất (Mpa) D1 2833.023 -15.682 -180.655 D2 699.577 -52.863 -13.234 D3 245.154 -52.863 -4.638 LL+IM 4321.483 -153.619 -28.131 Cộng -226.658 ỨNG SUẤT TẠI ĐÁY DẦM THÉP DO CÁC MÔ MEN KHÔNG HỆ SỐ Tải trọng MD1(kNm) MD2(kNm) MD3(kNm) MLL+IM(kNm) Sb thép(mm3) Sb liên hợp(mm3) Ứng suất (Mpa) D1 2833.023 22.005 128.746 D2 699.577 29.035 24.095 D3 245.154 29.035 8.444 LL+IM 0.000 4321.483 31.921 135.380 Cộng 296.664 ft=226,658 Mpa (nÐn) vµ fb=296,664 (kÐo). Dc===586,359(mm) tf:ChiÒu dµy b¶n biªn trªn. y’:Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m ®Õn biªn trªn. tw:ChiÒu dµy v¸ch (b¶n bông) => tw=16 mm. E :M«dun ®µn håi cña thÐp E=2x105 Mpa Fyc:C­êng ®é ch¶y cña thÐp Fyc=345 Mpa => < =138.684 Do ®ã ph¶i nhá h¬n RhxFyc Trong ®ã: - øng suÊt nÐn uèn ®µn håi lín nhÊt trong biªn chÞu nÐn do t¶i träng tÜnh kh«ng hÖ sè vµ hai lÇn t¶i träng mái. Rh=1.0 ỨNG SUẤT NÉN ĐÀN HỒI LỚN NHẤT TRONG BIÊN CHỊU NÉN KHI UỐN DO TẢI TRỌNG TĨNH KHÔNG HỆ SỐ VÀ HAI LẦN TẢI TRỌNG MỎI Tải trọng MD1(kNm) MD2(kNm) MD3(kNm) MLL+IM(kNm) St thép(mm3) St liên hợp(mm3) Ứng suất (Mpa) D1 2833.023 -15.682 -180.655 D2 699.577 -52.863 -13.234 D3 245.154 -52.863 -4.638 LL+IM 2885.262 -153.619 -18.782 Cộng -217.309 VËy fcf= 217,309 Mpa < 1x345=345 Mpa. II.3.6 KiÓm to¸n theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c­êng ®é. ii.3.6.1 KiÓm tra tû lÖ c¸c phÇn tö : Iy=x20x3503+x1338x163+x24x4003+x18x3003 =240,415x106 mm4. Iyc=x20x3503=71,458x106 mm4. §¹t. ii.3.6.2. øng suÊt cña dÇm thÐp theo TTGH c­êng ®é: øng suÊt ë ®Ønh vµ ®¸y cña dÇm thÐp trong TTGH c­êng ®é cho trong c¸c b¶ng sau: ỨNG SUẤT NÉN Ở ĐỈNH DẦM THÉP DO TẢI TRỌNG CÓ HỆ SỐ Tải trọng MD1(kNm) MD2(kNm) MD3(kNm) MLL+IM(kNm) St thép(mm3) St liên hợp(mm3) Ứng suất (Mpa) D1 3541.278 -15.682 -225.819 D2 1049.366 -52.863 -19.851 D3 306.443 -52.863 -5.797 LL+IM 7562.596 -153.619 -49.230 Cộng -300.696 h=0.95 -285.662 ỨNG SUẤT KÉO Ở иy DẦM THÉP DO TẢI TRỌNG CÓ HỆ SỐ Tải trọng MD1(kNm) MD2(kNm) MD3(kNm) MLL+IM(kNm) Sbthép(mm3) Sb liên hợp(mm3) Ứng suất (Mpa) D1 3541.278 22.005 160.932 D2 1049.366 29.035 36.142 D3 306.443 29.035 10.554 LL+IM 7562.596 31.921 236.914 Cộng 444.543 h=0.95 422.316 II.3.6.3.KiÓm to¸n M«men: a.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 Lùc dÎo: C¸c kÝch th­íc c¬ b¶n vµ lùc dÎo thÓ hiÖn trªn h×nh vÏ. B¶n kN. => =0.85x30x0.836x200x2.3=9806,28 kN Biªn chÞu nÐn Pc=Fycxbcxtc=345x350x20x10-3=2415 kN. V¸ch ®øng Pw=FycxDxtw=345x1338x16x10-3=7385,76 kN. Bi