Đồ án Thiết kế cầu theo 22TCN 272-05 - Cầu qua sông M8/07

ướt xem mục I_ phụ lục tính dầm theo phương dọc). + Trọng lượng bản thân các khối đã đúc (DC- máy tự tính) + Trọng lượng bản thân khối đang đúc (WC - máy tự tính) + Trọng lượng xe đúc, ván khuôn (FT) + Hoạt tải thi công (CLL) + Trọng lượng của các khối neo (KNEO) + Lực căng trong các bó cáp nhóm số 1 - Tổ hợp tải trọng: + Tohop1 = 1,25( DC+WC+ KNEO) + 1,5(FT+CLL) + CABLES1 - Kiểm tra ứng suất: - ứng suất nén bê tông <=0,6.f'c; ứng suất kéo bê tông <=0,5Öf'c. + Ứng suất nén bêtông: sn<= 0,6.f'c =0,6.50= 30(MPa)= 30000(KN/m2). + Ứng suất kéo bêtông: sk<= 0,5 =0,5.=3,54(MPa)= 3540(KN/m2). - Kết quả kiểm tra ứng suất trong các giai đoạn đúc các đốt đối xứng qua trụ (từ giai đoạn 1 đến giai đoạn 15) xem mục I _ phụ lục tính dầm theo phương dọc).. Ví dụ sơ đồ tính và kết quả giai đoạn đúc đốt K14. Mô hình các giai đoạn đúc hẫng cân bằng từ K0-K14 trong Midas civil 6.3.0 Biểu đồ mômen do các tải trọng bản thân gây ra Biểu đồ mômen do các bó cáp dự ứng lực nhóm 1 đã căng Biểu đồ lực dọc do các bó cáp nhóm 1 gây ra Biểu đồ mômen do tổ hợp tải trọng Summation gây ra 4.2. Giai đoạn thi công xong đoạn sát mố trên đà giáo, hợp long nhịp biên và căng nhóm cáp DUL 2 (giai đoạn số CS17). - Sơ đồ tính toán: dầm mút thừa. Hình 2.3.12. Sơ đồ tính toán giai đoạn thi công xong đốt hợp long nhịp biên và căng nhóm cáp DUL số 2. - Tải trọng: Sau khi hợp long, căng cáp nhóm 2, tháo dỡ đà giáo ván khuôn đoạn sát mố, hệ chịu thêm tải trọng bản thân đoạn sát mố, đốt hợp long và tải trọng lực căng cáp nhóm 2. Cụ thể xét các tải trọng sau: -Tĩnh tải bản thân giai đoạn đã đúc. - Lực căng trong cáp nhóm số 1. - Tĩnh tải đoạn đúc sát mố và đốt hợp long nhịp biên tác dụng trên sơ đồ dầm mút thừa. - Lực căng cáp nhóm số 2. - Tổ hợp tải trọng: Tohop2 = 1,25 (DC+KNEO)+ CABLES1+ CABLES2 - Kiểm tra ứng suất: - ứng suất nén bê tông <=0,6.f'c; ứng suất kéo bê tông <=0,5Öf'c. + Ứng suất nén bêtông: sn<= 0,6.f'c =0,6.50= 30(MPa)= 30000(KN/m2). + Ứng suất kéo bêtông: sk<= 0,5 =0,5.=3.54(MPa)= 3540(KN/m2). - Kết quả kiểm tra ứng suất trong các giai đoạn này (giai đoạn 17) xem mục II.1 _ phụ lục tính dầm theo phương dọc). * Một số kết quả tính toán bằng phần mềm Midas civil 6.3.0: Hình 2.3.13: Mô hình giai đoạn hợp long nhịp biên trong Midas civil 6.3.0 Biểu đồ mômen do các tải trọng bản thân gây ra Biểu đồ mômen do căng cáp nhóm 1 và 2 gây ra Biểu đồ lực dọc do do căng cáp nhóm 1 và 2 gây ra. Biểu đồ mômen do tổ hợp tải trọng Summation gây ra 4.3. Giai đoạn thi công xong đoạn hợp long nhịp giữa và căng nhóm cáp DUL số 3 (giai đoạn số CS18). Sơ đồ tính: Dầm liên tục. Hình 2.3.14. Sơ đồ tính giai đoạn thi công xong đốt hợp long nhịp giữa và căng nhóm cáp DUL số 3. - Tải trọng : Tỉnh tải bản thân Tỉnh tải cộng thêm do đoạn hợp long tác dụng trên sơ đồ dầm liên tục (WC) Tải trọng do nhóm cable số 1 và 2 . ( CABLES1+CABLES2) Tải trọng do nhóm cable số 3 tác dụng trên hệ liên tục . (CABLES3). - Tổ hợp tải trọng : Tohop3= 1,25 (DC+KNEO) + (CABLES1+CABLES2+CABLES3) - Kiểm tra ứng suất : - ứng suất nén bê tông <=0,6.f'c ; ứng suất kéo bê tông <=0,5Öf'c. + Ứng suất nén bêtông: sn<= 0,6.f'c =0,6.50= 30(MPa)= 30000(KN/m2). + Ứng suất kéo bêtông: sk<= 0,5 =0,5.=3.54(MPa)= 3540(KN/m2). Ghi chú: Kết quả kiểm tra ứng suất trong giai đoạn này (giai đoạn 18) xem mục II.2 _ phụ lục tính dầm theo phương dọc.) - Một số biểu đồ nội lực: Biểu đồ mômen do tải trọng bản thân gây ra (KNm). Biểu đồ mômen do nhóm cáp nhóm 1, 2, 3 gây ra (KNm) Biểu đồ mômen do tổ hợp tải trọng Summation gây ra (KNm) Biểu đồ lực dọc do tổ hợp tải trọng Summation gây ra (KNm) 4.4. Giai đoạn thi công xong các lớp mặt cầu, lan can, tay vịn Sơ đồ tính: Dầm liên tục Hình 2.3.15. Sơ đồ tính giai đoạn hoàn thiện. - Tải trọng: Tỉnh tải bản thân dầm cộng tác dụng qua các giai đoạn thi công + Từ biến bê tông đến thời điểm thi công xong (DC+ CR). Tỉnh tải phần 2 trên sơ đồ liên lục (các lớp mặt cầu, lan can, tay vịn) (DW). Lực căng trong các bó cáp cộng tác dụng qua các giai đoạn thi công (CABLE). - Tổ hợp tải trọng: (1,25DC+ 0,5CR) + 1,5DW + CABLE - Kiểm tra ứng suất: - ứng suất nén bê tông <=0,6.f'c; ứng suất kéo bê tông <=0,5Öf'c. + Ứng suất nén bêtông: sn<= 0,6.f'c =0,6.50= 30(MPa)= 30000(KN/m2). + Ứng suất kéo bêtông: sk<= 0,5 =0,5.=3.54(MPa)= 3540(KN/m2). Kết quả kiểm tra ứng suất xem mục II.3 _ phụ lục tính dầm theo phương dọc) * Các biểu đồ nội lực (đơn vị KN-m). Biểu đồ mômen do TT2 gây ra (KNm) Biểu đồ mômen do tổ hợp tải trọng trên gây ra (KNm) Biểu đồ lực dọc do tổ hợp tải trọng Summation gây ra (KNm) Hình2.3.16. Biểu đồ ứng suất thớ trên và thớ dưới do tổ hợp trên gây ra. 4.5. Kết cấu nhịp trong giai đoạn khai thác - sử dụng: Trọng giai đoạn khai thác sử dụng, kết cấu nhịp ngoài chịu tác dụng của tĩnh tải và hoạt tải còn chịu thêm một số nội lực thứ cấp phát sinh do các hiện tượng như: lún mố trụ, chênh lệch nhiệt độ, từ biến - co ngót của bêtông... 4.5.1. Kết cấu nhịp dưới tác dụng của hoạt tải (LL+IM): - Sơ đồ tính : Dầm liên tục 3 nhịp. - Tải trọng tác dụng : Hoạt tải HL-93 và đoàn người 3KN/m + Hệ số tải trọng lấy bằng 1,75 cho cả HL93 và người. + Số làn xe n=2; hệ số làn m=1; hệ số xung kích (1+IM) = 1,25. + Người đi trên cả hai lề: 2.1,5=3,0m. 4.5.2. Tổ hợp tải trọng: Bảng 3.4.1: Tổ hợp và hệ số tải trọng. TỔ HỢP TẢI TRỌNG TRẠNG THÁI GIỚI HẠN DC DW LL IM BR PL WA WS WL FR TU CR SH TG SE CV CƯỜNG ĐỘ I gn 1,75 1,00 - - 1,00 0,5/1,20 gTG gSE - CƯỜNG ĐỘ II gn - 1,00 1,40 - 1,00 0,5/1,20 gTG gSE - CƯỜNG ĐỘ III gn 1,35 1,00 0,4 1,00 1,00 0,5/1,20 gTG gSE - ĐẶC BIỆT gn 0,50 1,00 - - 1,00 - - - 1,00 SỬ DỤNG 1.0 1,00 1,00 0,30 1,00 1,00 1,0/1,20 gTG gSE - MỎI CHỈ CÓ LL, IM & CE - 0,75 - - - - - - - - Trong đó: gn: Ở mỗi trạng thái giới hạn ta sẽ có hai giá trị lựa chọn tùy thuộc vào loại tổ hợp. gTG; gSE = 0 ở trạng thái giới hạn cường độ và đặc biệt gTG; gSE = 1 ở trạng thái giới hạn sử dụng khi không xét hoạt tải. gTG; gSE = 0,5 ở trạng thái giới hạn sử dụng khi xét hoạt tải. Tổ hợp tải trọng trong giai đoạn khai thác (cụ thể bằng số): Tổ hợp TTGH DC DW WS WL CR SH TG LL IM BR CD1a Cường độ I 1,25 1,5 0 0 0,5 0,5 0,5 1,75 CD1b Cường độ I 0,9 0,65 0 0 0,5 0,5 0,5 1,75 CD2 Cường độ II 1,25 1,5 1,4 0 0,5 0,5 0,5 0 CD3a Cường độ III 1,25 1,5 0,4 1 0,5 0,5 0,5 1,35 CD3b Cường độ III 0,9 0,65 0,4 1 0,5 0,5 0,5 1,35 SD1 Sử dung I 1 1 0,3 1 1 1 0,5 1 DC: Trọng lượng bản thân của kết cấu. DW:Tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng (Tỉnh tải 2) CR: Từ biến IM: Lực xung kích (lực động ) của xe LL: Hoạt tải xe SH: Co ngót TG: Gradien nhiệt WL: Gió trên hoạt tải WS: Tải trọng gió trên kết cấu - Một số biểu đồ nội lực : Biểu đồ bao mômen của tổ hợp tải trọng Summation ở TTGHCĐ1. Biểu lực dọc của tổ hợp tải trọng Summation ở TTGHCĐ1. Biểu lực cắt của tổ hợp tải trọng Summation ở TTGHCĐ1. 5. MẤT MÁT ỨNG SUẤT: - Tổng mất mát ứng suất trong các cấu kiện căng sau: fpT = fpF+ fpA+ fpES+ fpSR+ fpCR+ fpR Trong đó : + fpT : Tổng mất mát ứng suất (Mpa). + fpF : Mất mát ứng suất do ma sát (Mpa). + fpA : Mất mát ứng suất do thiết bi neo (Mpa). + fpES: Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi (Mpa). + fpSR : Mất mát ứng suất do co ngót (Mpa). + fpCR : Mất mát ứng suất do từ biến của bêtông (Mpa). + fpR : Mất mát ứng suất do độ dão của thép (Mpa). 5.1. Mất mát ứng suất do ma sát fpF: - Mất mát do ma sát giữa bó thép dự ứng lực và ống bọc có thể lấy như sau: fpF = fpj ( 1- e-(Kx+m.a)) - Trong đó : + fpj: Ứng suất trong cốt thép dự ứng lực khi kích (Mpa), chọn lực căng cáp fpj = 0,75fpu =1395MPa. + x : Chiều dài bó thép từ đầu kích đến điểm bất kỳ đang xét (mm) + K: Hệ số ma sát lắc (trên mm của bó thép), K= 6,6.10-7mm-1. + m : Hệ số ma sát, m = 0,25/rad. + a: Tổng giá trị tuyêt đối của thay đổi góc của đường cáp dự ứng lực từ đầu kích, hoặc từ đầu kích gần nhất nếu thực hiện căng hai đầu, đến điểm đang xét (rad). 5.2. Mất mát ứng suất do thiết bị neo DfpA: - Công thức tính : (Mpa) - Trong đó : + Dl: Độ tụt neo tính toán, Dl = 6mm. + l:chiều dài trung bình của các bó cáp. 5.3. Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi DfpES: - Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi trong cấu kiện kéo sau được xác định theo công thức : - Trong đó: + N : Số lượng bó thép dự ứng lực giống nhau. + fcgp :Tổng ứng suất bê tông ở trọng tâm của các bó cốt thép ứng suất do dự ứng lực khi truyền và trọng lượng bản thân tại mặt cắt có mômen max (Mpa). + Ep :Môdun đàn hồi của cốt thép dự ứng lực (Mpa), Ep = 197000Mpa. + Eci : Môđun đàn hồi của bêtông lúc truyền lực (lúc bêtông đạt cường độ 80% f'c). Xác định fcgp : + Với các bó cáp chịu momen âm: + Với các bó cáp chịu momen dương: Trong đó : + Nps là lực dọc do dự ứng lực gây ra tại mặt cắt. + MDC: Mômen do trọng lượng bản thân dầm gây ra. 5.4. Mất mát ứng suất do co ngót: - Công thức: fpSR = (93 - 0,85H) - Trong đó : H: là độ ẩm tương đối của môi trường, lấy trung bình hằng năm ; H =80%. Þ fpSR =25 MPa. 5.5. Mất mát ứng suất do từ biến: - Công thức: fpCR =12,0fcgp - 7,0 fcdp - Trong đó: + fcgp :Ứng suất bê tông ở trọng tâm của các bó cốt thép ứng suất khi truyền lực. + fcdp :Thay đổi ứng suất bê tông tại trọng tâm cốt thép dự ứng lực do tải trọng thường xuyên, trừ tải trọng tác động vào lúc thực hiện dự ứng lực. Xác định fcdp: Công thức: Với: MDC mô men do trọng lượng bản thân dầm gây ra. 5.6. Mất mát ứng suất do tự chùng cốt thép fpR : - Mất mát ứng suất do tự chùng cốt thép được tính như sau: fpR = fpR1 + fpR2 - Trong đó: + fpR1 :Mất mát ứng suất tại lúc truyền lực. + fpR2 :Mất mát ứng suất sau khi truyền lực. 5.6.1 Xác định fpR1: - Công thức: - Với : + t : Là thời gian tính bằng ngày từ lúc tạo ứng suất đến lúc truyền, t = 4 ngày. + fpy: Cường độ chảy quy định của thép dự ứng lực, fpy = 1674Mpa. + fpj : Ứng suất ban đầu trong bó cốt thép ở vào cuối lúc kéo, fpj=1395Mpa. Þ 5.6.2 Xác định fpR2: - Công thức: fpR2 =30%[138 - 0,3 fpF- 0,4 fpES - 0,2( fpSR + fpCR )] (Mpa) - Trong đó: + fpF : Mất mát ứng suất do ma sát (Mpa) + fpES : Mất mát ứng suất do co ngắn đàn hồi (Mpa) + fpSR : Mất mát ứng suất do co ngót (Mpa) + fpCR : Mất mát ứng suất do từ biến (Mpa) Ghi chú: Tất cả mất mát sẽ do chương trình tự tính khi ta khai các thông sô mất mát vào chương trình. Các thông số cơ bản như sau: Curvature Friction Factor: H ệ số ma sát kể đến độ cong của cáp > 0.3 Wobble Friction Factor: Hệ số ma sát khi có xét đến chiều dài của cáp > 0.0066 Anchorage Slip : Độ tụt neo Begin >0.006 ( Quy trình 22TCN272-05) End > 0.006 ( Quy trình 22TCN272-05) Bond Type: Tình trạng dính bám Bonded: Có dính bám Unbonded: Không dính bám 6. KIỂM TRA CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ I : 6.1. Kiểm toán theo ứng suất: Điều kiện : Ứng suất nén bê tông <=0,6.f'c ; Ứng suất kéo bê tông <=0,5. + Với bó chịu mômen âm: Ứng suất thớ trên: Ứng suất thớ dưới : +Với bó chịu mômen dương : Ứng suất thớ dưới: . Ứng suất thớ trên: . Trong đó : + N'T: Lực căng trong bó cốt thép dự ứng lực chịu mômen âm: N'T = n'b.fKT.Ab. + NT: Lực căng trong bó cốt thép dự ứng lực chịu mômen dương: NT = nb.fKT.Ab. + e'T, eT: Khoảng cách từ trục trung hoà đến trọng tâm cốt thép dự ứng lực. + A: Diện tích tiết diện ngang bêtông. + M : Mômen do tải trọng tác dụng gây ra tại tiết diện tính toán. + W: Mômen kháng uốn của tiết diện. + nb : Số bó cốt thép cần tính. + fKT: Ứng suất cho phép khi căng kéo cốt thép đã trừ đi các mất mát tức thời. + Ab: Diện tích một bó cáp . Ghi chú : Kết quả kiểm tra ứng suất trong các giai đoạn (từ giai đoạn 1 đến giai đoạn 15) xem bảng số I. 6.2. Tính toán độ võng của KCN trong giai đoạn thi công: Độ võng tính toán của KCN trong giai đoạn thi công bao gồm độ võng do tĩnh tải bản thân dầm cộng với các thiết bị phụ cùng hoạt tải thi công ( võng xuống) và độ võng do các bó cáp DƯL nhóm 1 gây ra (võng lên). Mục đích của việc tính toán độ võng trong quá trình thi công là nhằm khống chế độ võng trong một giới hạn cho phép tức là từ độ võng tính toán được ta sẽ điều chỉnh lực căng cáp để đạt được trị số độ võng mong muốn. Ghi chú : Trị số độ võng tại từng mặt cắt trong giai đoạn thi công đối xứng từng đốt qua trụ ( giai đoạn đúc đốt K1-K14) xem trong phần phụ lục ( tính dầm theo phương dọc). * Ví dụ tính độ võng giai đoạn đúc đốt K3(CS4): + Độ võng do trọng lượng bản thân dầm và tải trọng thi công gây ra : Sơ đồ biến trọng lượng bản thân dầm và tải trọng thi công gây ra + Độ võng do lực căng nhóm cáp số 1 gây ra : Sơ đồ biến dạng do lực căng nhóm cáp số 1 gây ra + Độ võng cuối cùng do tổ hợp Summation gây ra: Sơ đồ biến dạng do tổ hợp Summation gây ra. Bảng chuyển vị tại các nút giai đoạn đúc đốt K3 do tổ hợp tải trọng thi công gây ra. Node Load Stage DZ (m) RY ([rad]) 14 Summation CS4 -0.067 0.00006 15 Summation CS4 -0.128 0.00010 16 Summation CS4 -0.179 0.00011 17 Summation CS4 -0.380 0.00017 18 Summation CS4 -0.430 0.00001 19 Summation CS4 -0.378 0.00000 20 Summation CS4 -0.430 -0.00001 21 Summation CS4 -0.392 -0.00017 22 Summation CS4 -0.196 -0.00011 23 Summation CS4 -0.128 -0.00010 24 Summation CS4 -0.065 -0.00006 47 Summation CS4 -0.067 0.00006 48 Summation CS4 -0.128 0.00010 49 Summation CS4 -0.179 0.00011 50 Summation CS4 -0.380 0.00017 51 Summation CS4 -0.430 0.00001 52 Summation CS4 -0.378 0.00000 53 Summation CS4 -0.430 -0.00001 54 Summation CS4 -0.392 -0.00017 55 Summation CS4 -0.196 -0.00011 56 Summation CS4 -0.128 -0.00010 57 Summation CS4 -0.065 -0.00006 -0.430 -0.00017 -0.065 0.00017 6.3. Tính ổn định cánh mút thừa trong quá trình thi công : Để đảm bảo ổn định trong quá trình thi công dầm liên tục bằng phương pháp đúc hẫng ta sử dụng bốn hàng thép cường độ cao để neo chặt dầm đang thi công xuống trụ. Lượng thép này được tính dựa vào điều kiện ổn định dầm trong quá trình thi công hẫng cân bằng vì việc mở rộng trụ bằng thép định hình chỉ có tác dụng tạo mặt bằng thi công cho đốt K0, nó sẽ được tháo dỡ sau khi thi công xong đốt K0, do đó nó không có tác dụng đảm bảo ổn định cho phần dầm dang thi công. * Mô hình sơ đồ tính : * Tải trọng tác dụng : - Trọng lượng bản thân dầm và khối neo: Tính theo kích thước đã xác định với hệ số vượt tải gDC: + gDC = 0,9 : phía giữ. + gDC = 1,25 : phía gây lật. - Tải trọng thi công : + Hoạt tải thi công và thiết bị phụ (CLL): 4,48.10-4Mpa.B = 5,376 KN/m + Trọng lượng xe đúc+ ván khuôn: + Xe đúc : 400 KN + Ván khuôn : 300 KN + Hệ số vượt tải lấy bằng 1,0 và 1,5. - Tải trọng gió đứng trên một cánh hẫng (WUP): Lực nâng của gió trên một cánh hẫng lấy bằng 2,4.10-4 MPa trên diện tích mặt cầu. Với chiều rộng mặt cầu trong giai đoạn thi công là B = 12m; lực gió đứng trên đơn vị dài là: p = 2,4.10-4.12.103 = 28,8 KN/m; hệ số vượt tải lấy bằng 1,5. Trường hợp bất lợi nhất là khi đang thi công đốt K14, lúc này cánh tay đòn của tổ hợp lực đạt cự đại (49 m). Ta lập bảng tính như sau: Tải trọng tác dụng Giá trị (KN/m) Momen gây lật (KN.m) Mô men giữ (KN.m) Trọng lượng bản thân (DC) 200,59 301010,37 216767,47 Hoạt tải thi công (CLL) 5,376 9680,83 6453,89 Ván khuôn, xe đúc (VK, XĐ) 700 51450 34300 Tải trọng gió (WUP) 28,8 51861,6 0,00 Tổng cộng 414002,8 257521,36 Điều kiện ổn định : Suy ra : Mgiữtt 1,3 Mgây lật = 1,5.414002,8 = 538203,64 KNm. Mômen do các thanh cường độ cao chịu kéo trên trụ : M = Mgiữtt - Mgiữ = 538203,64 -257521,36 = 280682,28(KNm). Diện tích các thanh cường độ cao cần thiết được tính như sau: As.fy M As = 272,3 cm2. Với +As : Diện tích các thanh cường độ cao cần thiết . Chọn thanh CĐC là các thanh F32 có diện tích danh định là 11,4cm2. Số thanh cần chọn là: n = 272,5/11,4 = 23,88 thanh Ta chọn 24 thanh cho mỗi bên liên kết để chịu mômen trong quá trình đúc hẫng cân bằng. Vậy số thanh F32 tổng cộng cho mỗi trụ là 48 thanh 7. KIỂM TOÁN CÁC TIẾT DIỆN TRONG GIAI ĐOẠN KHAI THÁC – SỬ DỤNG THEO TTGHCĐI : * Tải trọng tác dụng: - Tĩnh tải bản thân kết cấu nhịp (DC), hệ số 1,25. - Từ biến cuối cùng (CR), hệ số 1,2. - Tỉnh tải phần 2 (DW), hệ số 1,5. - Lực căng các bó cáp xét thêm các mất mát theo thời gian, hệ số 1,0. - Hoạt tải + xung kích (LL+IM), hệ số 1,75. * Trạng thái giới hạn: Dựa vào bảng tổ hợp tải trọng bên trên ta chọn tổ hợp bất lợi nhất theo trạng thái giới hạn để tính toán STT Tên tổ hợp Mô tả Loại tổ hợp Công thức 1 TTGHCD Lấy giá trị bất lợi nhất trong các TTGĐC I,II,III. ENVE Max(CDIa, CDIb, CDII, CDIIIa, CDIIIb). 7.1. Kiểm toán theo mômen: - Bê tông đúc dầm có f'c=50Mpa (mẫu hình trụ ở 28 ngày). - Khối lượng thể tích bê tông cốt thép : 2400 KG/m3 + Môdun đàn hồi: Ec = 0,043yc = 35749,53 Mpa. + Hệ số giãn nở nhiệt: a = 10,8.10-6/ oC Ta quy đổi tiết diện hộp về tiết diện tiết diện chữ I lệch và sử dụng công thức tính như đối với tiết diện chữ T trong quy trình. Chiều dày bản cánh chịu nén với tiết diện chịu mômen dương giữa nhịp là 350mm (chiều dày quy đổi), với tiết diện chịu mômen âm thì lấy bằng chiều dày bản đáy: - Công thức kiểm toán: Mu ≤ Mr = j Mn Trong đó: Mr : Sức kháng uốn tính toán Mn : Sức kháng uốn danh định j: Hệ số sức kháng, j= 0,95. Mu: Mômen do tải trọng tác dụng gây ra. * Xác định vị trí trục trung hòa: Vị trí trục trung hòa được xác định xuất phát từ phương trình cân bằng hình chiếu lên phương ngang của nội lực lên MCN: (Bỏ qua cốt thép thường). Tuy nhiên với tiết diện có cả cốt thép hai thớ đều chịu kéo thì việc xác định trục trung hoà còn phụ thuộc có ứng suất hai thớ khác dấu hay không Nếu ứng trong hai thớ khác dấu thì ta tiến hành xác định dựa vào phương trình cân bằng như đã nói trên Nếu ứng suất trong hai thớ cùng dấu thì khi đó trục trung hoà sẽ ra khỏi tiết diện, khi đó ta giả thiết lại tiết diện làm việc hình chữ nhật. Tuy nhiên để thiên an toàn khi tính toán thớ trên thì ta bỏ cốt thép thớ dưới và ngược lại Tính toán thớ trên: Tổng lực kéo: Tn = A’ps.fpu . Tổng lực nén: Cn = 0,85..f’c. c.bw Phương trình cân bằng: Cn = Tn Tính toán thớ dưới: Tổng lực kéo: Tn = Aps.fpu. Tổng lực kéo: Cn = 0,85..f’c.c.bw + 0,85..f’c.(b-bw).hf Phương trình cân bằng: Cn = Tn Trong đó: Aps: Diện tích thép DƯL ở phía dưới (mm2) A’ps: Diện tích thép DƯL ở phía trên (mm2) fpu: Cường độ chịu kéo tiêu chuẩn danh định của thép DƯL (Mpa) fps : Ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định (Mpa) dp: Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép DƯL ở phía dưới (mm) d’p: Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép DƯL ở phía trên (mm) f'c: Cường độ quy định của BT ở tuổi 28 ngày (Mpa) b: Bề rộng mặt chịu nén của cấu kiện (mm) bw: Chiều dày của bản bụng hoặc đường kính của tiết diện tròn (mm) b1: Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất, với BT có cường độ > 28Mpa hệ số b1 giảm đi theo tỉ lệ 0,05 cho từng 7 Mpa vượt quá 28 Mpa: b1= 0,85 -12.0,05/7= 0,764. hf: Chiều dày bản cánh chịu nén (mm) h: Chiều dày dầm (mm) a=c.b1: Chiều dày khối ứng suất tương đương (mm) + c > hf : Trục trung hòa qua sườn dầm + c < hf : Trục trung hòa qua cánh dầm và c sẽ được tính theo tiết diện hình chữ nhật với bw = b. * Sức kháng uốn danh định: Lấy tổng momen nội lực với trọng tâm vùng nén sườn dầm: (Bỏ qua cốt thép thường) + Trường hợp tiết diện chịu momem âm: + Trường hợp tiết diện chịu momen dương: Trường hợp trục trung hòa qua sườn thì lấy b = bw fps: Ứng suất trung bình trong cốt thép DƯL ở sức kháng uốn danh định (Mpa) a = b1.c: Chiều dày khối ứng suất tương đương. - Biểu đồ bao mômen và lực cắt tính theo TTGHCĐI: Biểu đồ bao momen do tổ hợp tải trọng theo THGH cường độ Biểu đồ bao lực cắt do tổ hợp tải trọng theo THGH cường độ 7.1.1. Kiểm toán mômen tại các mặt cắt: (chi tiết xem phần phụ lục) Phân đoan Mặt cắt Elem Tổ hợp Max Tổ hợp Min Sức kháng Max Sức kháng Min Kết quả Q(KN) M(KN.m) Q(KN) M(KN.m) Mr(KN.m) Mr(KN.m) ĐG1 1 -3107.61 0 -7021.85 0 0.00 0.00 OK HLB 2 1347.66 67943.91 -1037.5 23636.96 73150.95 0.00 OK K14 S'16 3 1957.85 67637.88 -536.68 22005.61 96687.21 -25328.11 OK K13 S'15 4 2879.61 64556.28 205.22 18086.23 119812.50 -49856.60 OK K12 S'14 5 3806.27 58377.47 935.64 12397.94 120356.04 -73626.75 OK K11 S'13 6 4739.25 49121.95 1656.36 4937.34 120899.59 -97544.40 OK K10 S'12 7 5679.97 37612.16 2369.06 -5038.44 122530.26 -122289.61 OK K9 S'11 8 6631.43 25660.52 3076.37 -19406.5 101037.64 -147237.56 OK K8 S'10 9 7596.91 11234.49 3781.16 -36150.72 78046.90 -173919.92 OK K7 S'9 10 8578.75 -5648.02 4486.18 -55311.87 53984.51 -201272.29 OK K6 S'8 11 9580.28 -24974.23 5194.96 -76941.4 0.00 -224003.19 OK K5 S'7 12 10602.88 -46384.07 5909.57 -101422.07 0.00 -255371.60 OK K4 S'6 13 11649.18 -69222.96 6632.83 -129502.63 0.00 -311909.63 OK K3 S'5 14 12721.74 -93682.76 7367.47 -161122.03 0.00 -370545.43 OK K2 S'4 15 13823.21 -119881.18 8116.19 -196289.91 0.00 -426295.26 OK K1 S'3 16 14956.37 -147920.15 8881.61 -236832.75 0.00 -494381.43 OK K0 S'2 17 16124.07 -177795.86 9664.62 -281487.54 0.00 -568035.24 OK S'1 18 18386.02 -237425.79 11167.85 -373532.86 0.00 -637164.96 OK S1 19 -10355.8 -219590.37 -17984.8 -373622.04 0.00 -637164.96 OK S2 20 -8936.87 -165964.73 -15584.5 -284678.12 0.00 -568035.24 OK K1 S3 21 -8167.41 -139685.77 -14426.8 -241827.11 0.00 -494381.43 OK K2 S4 22 -7421.87 -113991.83 -13301.7 -202686.16 0.00 -426295.26 OK K3 S5 23 -6665.96 -90203.11 -12211 -167180.64 0.00 -370545.43 OK K4 S6 24 -5925.68 -68373.4 -11150.7 -135230.86 0.00 -311909.63 OK K5 S7 25 -5198.88 -48450.51 -10118.2 -107779.12 0.00 -255371.60 OK K6 S8 26 -4483.39 -30393.13 -9111.62 -83537.36 0.00 -224003.19 OK K7 S9 27 -3776.86 -14180.83 -8128.13 -62395.05 27971.55 -201272.29 OK K8 S10 28 -3077.84 205.46 -7167.24 -44247.52 53984.51 -173919.92 OK K9 S11 29 -2382.27 12691.88 -6221.31 -28980.51 78046.90 -147237.56 OK K10 S12 30 -1688.45 23219.58 -5289.9 -16480.66 101037.64 -122289.61 OK K11 S13 31 -994.01 31840.94 -4370.41 -6771.48 122530.26 -97544.40 OK K12 S14 32 -295.29 38564.64 -3457.95 165.84 120899.59 -73626.75 OK K13 S15 33 408.23 42918.89 -2552.06 4776.71 120356.04 -49856.60 OK K14 S16 34 1121.73 45340.57 -1647.55 6629.84 119812.50 -25328.11 OK HLG 35 1663.83 45341.15 -1109.18 6606.16 119812.50 0.00 OK 7.1.2. Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 7.1.2.1. Lượng cốt thép tối đa: Hàm lượng cốt thép thường và cốt thép dự ứng lực tối đa phải được giới hạn sao cho: Trong đó : Kết quả tính toán trong bảng dưới đây. 7.1.2.2. Lượng cốt thép tối thiểu mmin: - Lượng cốt thép thường và cốt thép dự ứng lực chịu kéo phải đủ để phát triển sức kháng uốn tính toán, Mr, ít nhất bằng một trong hai giá trị sau, lấy giá trị nhỏ hơn: +1,2 sức kháng nứt Mcr được xác định trên cơ sở ứng suất đàn hồi và cường độ chịu kéo khi uốn, fr, của bêtông theo quy định trong điều 5.4.2.6. +1,33 lần mômen tính Mtt toán cần thiết dưới tổ hợp tải trọng - cường độ thích hợp quy định trong bảng 3.4.1.1. - So sánh 2 giá trị trên ta có: 1,2 Mcr<1,33 Mtt. (Xem chi tiết phần phụ lục). Þ Lượng thép tối thiểu phải thỏa mãng điều kiện: ΦMn ≥ 1,2Mcr. Trong đó: + Mcr : sức kháng nứt (mômen nứt). (TCN 5.7.3.6.2-2) + Ig : Mômen quán tính của mặt cắt nguyên khối đối với trọng tâm không tính cốt thép ( TCN 5.7.3.6.2) + yt : Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trục trung hòa. + fr: cường độ chịu kéo khi uốn (TCN 5.4.2.6). fr = 0,63.. Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa tại các mặt cắt chụ mômen âm. Mặt cắt c(mm) dp(mm) c/dp Kết quả S'16 77,10 2375,00 0,03 OK S'15 152,82 2385,00 0,06 OK S'14 227,21 2395,00 0,09 OK S'13 300,42 2425,00 0,12 OK S'12 372,62 2475,00 0,15 OK S'11 443,85 2525,00 0,18 OK S'10 514,40 2595,00 0,20 OK S'9 584,23 2665,00 0,22 OK S'8 652,50 2680,00 0,24 OK S'7 721,50 2780,00 0,26 OK S'6 856,44 2900,00 0,30 OK S'5 989,34 3020,00 0,33 OK S'4 1119,40 3110,00 0,36 OK S'3 1250,10 3260,00 0,38 OK S'2 1380,24 3420,00 0,40 OK S'1 1394,10 3750,00 0,37 OK S1 1394,10 3750,00 0,37 OK S2 1380,24 3420,00 0,40 OK S3 1250,10 3260,00 0,38 OK S4 1119,40 3110,00 0,36 OK S5 989,34 3020,00 0,33 OK S6 856,44 2900,00 0,30 OK S7 721,50 2780,00 0,26 OK S8 652,50 2680,00 0,24 OK S9 584,23 2665,00 0,22 OK S10 514,40 2595,00 0,20 OK S11 443,85 2525,00 0,18 OK S12 372,62 2475,00 0,15 OK S13 3