Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Chương VII: Cầu dầm bê tông cốt thép DƯL nhịp giản đơn (Phần 3)

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Chương VII: Cầu dầm bê tông cốt thép DƯL nhịp giản đơn (Phần 3)

1. 3/11/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Bộ môn Cầu và Công trình ngầm Website: Website: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CẦU BTCT 1 TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: Link dự phòng: ‐in‐ vietnamese/cau‐btct‐1 Hà Nội, 1‐2014 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) 6.6.7.2. Kiểmtrađộ võng – Biếndạng do tảitrọng khai thác quá lớnsẽ gây hư hỏng các lớpmặtcầu, nứtcụcbộ trong bảnmặtcầu – Ngoài ra, biếndạng lớncũng gây cảm giác không an toàn cho người qua cầu. Do vậy, điều 2.5.2.6.2 quy định như sau:  Độ võng giớihạnkhikếtcấuchịuhoạttảixe: • Vớidầm(hoặcbản) đơngiản ≤ Lnhịp /800 • Vớidầmhẫng ≤ Lhẫng /300  Độ võng giớihạnkhikếtcấuchịuhoạttảixevà/hoặcngười: • Vớidầm(hoặcbản) đơngiản ≤ Lnhịp /1000 • Vớidầmhẫng ≤ Lhẫng /375 456 1
2. 3/11/2014 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Khi tính võng do hoạttảicókểđếnhệ số xung kích (1+IM) và hệ số làn xe. Theo (3.6.1.3.2), hoạttảiphảilấytrị số lớnhơn của2 tổ hợpsau: • Mộtxetải3 trụccóxétIM • Tảitrọng làn + 25% hiệu ứng củaxetải3 trụccóxétIM – Theo (2.5.2.6.2), tấtcả các làn đềuchấttảivàcácdầmchủđều giả thiếtchịutảibằng nhau. Nghĩalàhệ số phân phốingang củatảitrọng bằng số làn xe chia cho số dầmchủ (g = nl/ndc). – Theo (5.7.3.6.2), khi tính gần đúng độ võng tứcthời(do hoạt tải) có thể dùng mô đun đàn hồicủabêtôngEc và mô men quántínhcủatiếtdiệnnguyênIg . 457 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) b q x P EI EI L L x 5.qL4 – Độ võng giữanhịpdo tải phân bố q: 384EI . – Độ võng tại điểmbấtkỳ cách gốitrái1 đoạnlàx củadầm đơn giảnchịutảitrọng tập trung cách gốitrái1 đoạnlàb: Pbx 222 x L bx 6 EIL 458 2
3. 3/11/2014 Ví dụ kiểmtoánđộ võng dầmdo hoạttải Đề bài: Cho kếtcấunhịpcóchiều dài Ltt = 32.2m. Mặtcắtngangcầugồm5 dầm chủ. Tổng bề rộng cầuB =12m, bề rộng chân lan can Blc = 0.5m. Giả thiếtmô 2 đun đàn hồicủa bê tông làm dầmlàEc = 3394kN/cm và mô men quán tính quy 4 đổi trung bình củadầmlàJc = 46388502cm . Yêu cầu: Kiểmtoánxemdầmcóthỏamãnyêucầuvềđộvõng do hoạttải? 4.3m 4.3m 145KN 145KN 35KN 9.3 KN/m Ltt = 32.2 m 459 Ví dụ kiểmtoánđộ võng dầmdo hoạttải 460 3
4. 3/11/2014 Ví dụ kiểmtoánđộ võng dầmdo hoạttải 461 Ví dụ kiểmtoánđộ võng dầmdo hoạttải 462 4
5. 3/11/2014 Ví dụ kiểmtoánđộ võng dầmdo hoạttải 463 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) • 6.6‐8. Kiểmtrasức kháng cắt – Công thứckiểmtra: VVun  Trong đó: • Vu = lựccắttínhtoántheoTTGH cường độ 1 • ɸ = hệ số sức kháng cắt(vớikếtcấuBTCT lấy ɸ = 0.9) • Vn = sức kháng cắtdanhđịnh VVcs Vn min ' 0.25 fcvbd v 464 5
6. 3/11/2014 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) • Vc = sức kháng cắtdanhđịnh củabêtông ' Vfbdccvv 0.083 • Vs = sức kháng cắtdanhđịnh củacốt thép trong sườndầm Afd cot cot sin V vyv s s • d = chiềucaochịucắthữuhiệu, là khoảng v cách từ trọng tâm cốtthépchịukéođến 0.9de trọng tâm vùng nén và không nhỏ hơn dhv max 0.72 a 2 giá trị (0.9de hoặc 0.72hdầm) – 5.8.2.7. d e 2 Vớide = khoảng cách từ trọng tâm của cốtthépchịukéotớithớ chịunénxanhất. 465 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) Afd cot cot sin Vfbd 0.083 ' V vyv ccvvs s • bv = bề rộng bảnbụng nhỏ nhấttrongchiềucaodv a 0.9de de h dhv max 0.72 a bv h/2 de 2 466 6
7. 3/11/2014 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) Afd cot cot sin Vfbd 0.083 ' V vyv ccvvs s • s = cự ly cốt đai • β = hệ số xét đếnkhả năng bê tông bị nứtchéotruyềnlực kéo ‐ 5.8.3.4 • θ = góc nghiêng của ứng suất nén chéo (độ) ‐ 5.8.3.4 • α = góc nghiêng củacốtthépđai so vớitrụcdọc(độ) 2 • Av = diệntíchcốtthépchịucắttrongcự ly “s” (mm ) 467 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Khi cốt đai bố trí thẳng đứng thì α = 90o, lúc đócôngthứctính sức kháng cắtdanhđịnh củacốt thép trong sườndầmcóthể viếtlạinhư sau: Afd cot V vyv s s 468 7
8. 3/11/2014 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Xác định β và θ bằng cách tra bảng và dựa vào hai thông số (ν/f’c) và (εx), trong đó: • ν = ứng suấtcắt trong bê tông V v u với ɸ là hệ số sức kháng lấy theo 5.5.4.2 bdvv • εx = biếndạng dọctrụctrongcốtthépở phía chịukéokhi uốncủadầm Mduv/0.5cot V u   x 0.002 EAss trong đó: Mu = mô men tính toán (N.mm) Vu = lựccắttínhtoán(N) 469 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) • Xác định thông sốβ(cho mặtcắtcócốt đai) ‐ điều 5.8.3.4.2 TCN272‐05 v f 'c v Ví dụ: 0.1 & 1.5 10 3 1.72 f ' x c 470 8
9. 3/11/2014 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) • Xác định thông sốθ(cho mặtcắtcócốt đai) ‐ điều 5.8.3.4.2 TCN272‐05 v f ' v 3 o c Ví dụ: 0.1 & 1.5 10 38 f ' x c 471 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) 472 9
10. 3/11/2014 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Trình tự các bướckiểmtoándầmchịucắtcócốtthépsườn: • B1. Xác định các giá trị biểu đồ bao củaVu, Mu theo TTGH cường độ 1 • B2. Xác định chiềucaochịucắthữuhiệudv • B3. Xác định ứng suấtcắtdanhđịnh v = Vu/(ɸdvbv) và sau đóxácđịnh tỷ số v/f’c . Nếutỷ số này > 0.25 thì cầnphải tăng tiếtdiệnchịucắt. • B4. Giả thiết góc nghiêng ứng suất nén chéo θ = 40˚ => xác định biếndạng dọctrụctrongcốt thép vùng chịukéoεx. • B5. Tra bảng xác định β và θ. So sánh giá trịθtìm đượcvới giá trị giả thiết. Nếucósaisố lớn=> cầnphảitínhlặplại εx. • B6. Xác định Vc, Vs => kiểmtrasức kháng cắt. 473 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Chọncốt đai chống cắt: • Để thuậnlợichothicông, thông thường chọn đường kính cốt đai không đổinhưng khoảng cách s thay đổităng dần theo sự giảmdầncủalựccắtdọc theo chiềudàicủadầm. • Xác định cường độ chịucắtyêucầucủacốtthépđai (cốt thép vách dầm): VV VV uu0.083 fbd' s ccvv 474 10
11. 3/11/2014 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) • Xác định khoảng cách yêu cầucủacốt đai Afd cot cot sin s vyv Vs Trong đó: Av = diệntíchcủa thanh cốt đai; fy = cường độ chảycủacốt đai. 475 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Ngoài ra, theo (5.8.2.7) bướccốt đai chống cắtphảithỏamãn các điềukiệnsau: • Khi Vu < 0.1f’cbvdv thì: s ≤ 0.8 dv và 600mm (5.8.2.7‐1) • Khi Vu ≥ 0.1f’cbvdv thì: s ≤ 0.4 dv và 300mm (5.8.2.7‐2) 476 11
12. 3/11/2014 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Chú ý: • Điều 5.8.3.4.1 đề xuấtphương pháp đơngiảnhơn để xác định β và θ cho những mặtcắt không dựứng lựcnhư sau: Đốivớicácmặtcắt bê tông không dựứng lực không chịu kéo dọctrụcvàcóítnhấtmộtlượng cốtthépđai tối thiểu quy định trong Điều 5.8.2.5, hoặc khi có tổng chiều cao thấp hơn 400 mm, có thể dùng các giá trị sau đây : – β = 2,0 – θ = 45o 477 12