Giáo trình Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Chương 9: Tính toán thiết kế tiết diện dầm BTCT - Nguyễn Ngọc Tuyến

Nội dung text: Giáo trình Thiết kế và xây dựng cầu 1 - Chương 9: Tính toán thiết kế tiết diện dầm BTCT - Nguyễn Ngọc Tuyến

1. 12/9/2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG Bộ môn Cầu và Công trình ngầm Website: Website: THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CẦU 1 TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: ‐GTVT.TK/ Hà Nội, 10‐2012 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) • KiểmtoándầmtheoTTGH sử dụng (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 cảmgiác không an toàn cho người qua cầu. Do dó quy trình quy định như sau: • Độ võng do hoạttảicủadầm, bản đơngiản ≤ Lnhịp /800 • Độ võng do hoạttảicủadầmhẫng ≤ Lhẫng /300 – Khi tính võng do hoạttảicókểđếnhệ số xung kích (1+IM) và hệ số làn xe. Hoạttảiphảilấytrị số lớnhơncủa2 tổ hợp sau: • Mộtxetải3 trục • Hiệu ứng của(tảitrọng làn + 25% xe tải3 trục) – Vớitấtcả các làn đềuchấttải và các dầmchủđềugiả thiếtchịutảibằng nhau. Nghĩalàhệ số phân phốitảitrọng bằng số làn xe chia cho số dầm chủ (g = nl/ndc). Khi tính gần đúng độ võng tứcthời(do hoạttải) có thể dùng mô đun đàn hồiEc và mô men quán tính củatiếtdiệnnguyênIg . 382 1
2. 12/9/2012 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 đơngiảnchịutải trọng tập trung cách gốitrái1 đoạnlàb: Pbx 222 x Lb x 6 EIL 383 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 cắt danh định VVcs V min n ' 0.25 fcvbd v • Vc = sức kháng cắt danh định củabêtông ' Vfbdccvv 0.083 384 2
3. 12/9/2012 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) • Vs = sức kháng cắt danh định củacốt thép trong sườndầm 0.9de Afd cot cot sin dh max 0.72 V vyv v s a s d e 2 • dv = chiềucaochịucắthữuhiệu, là khoảng cách từ trọng tâm cốtthép chịukéođếntrọng tâm vùng nén và ≥ (0.9de hoặc 0.72hdầm) ‐ 5.8.2.7 • de = khoảng cách từ thớ chịunénxanhấttớitrọng tâm củacốtthép chịukéo(trọng tâm củathépthường và thép ƯST ‐ nếucó) • bv = bề rộng bảnbụng nhỏ nhấttrongchiều cao dv • s= cự ly cốt đai • β = hệ số xét đếnkhả năng bê tông bị nứtchéotruyềnlựckéo‐ 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 ) 385 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Khi cốt đai bố trí thẳng đứng thì α = 0, lúc đócôngthứctínhsức kháng cắt danh định củacốt thép trong sườndầmcóthể viếtlạinhư sau: Afd cot V vyv s s 386 3
4. 12/9/2012 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Xác định β và θ bằng cách tra bảng và dựavàothôngsố ν/f’c và εx trong đó: • ν = ứng suấtcắt trong bê tông V v u trong đó ɸ là hệ số sức kháng lấy theo 5.5.4.2. bdvv • εx = biếndạng dọctrụctrongcốtthépở phía chịukéokhiuốncủadầm Mduv/ 0.5 V u cot  x 0.002 EAss Trong đó: Mu = mô men tính toán (N.mm) Vu = lựccắttínhtoán(N) 387 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) • Xác định thông sốβ(cho mặtcắtcócốt đai) ‐ điều 5.8.3.4.2 TCN272‐05 388 4
5. 12/9/2012 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) • Xác định thông sốθ(cho mặtcắtcócốt đai) ‐ điều 5.8.3.4.2 TCN272‐05 389 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) 390 5
6. 12/9/2012 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Trình tự các bướckiểmtoándầmchịucắtcócốtthépsườn: • B1. Xác định các giá trị bao củaVu, Mu theo TTGH cường độ 1 • B2. Xác định khoảng cách trọng tâm vùng kéo và nén dv • B3. Xác định ứng suấtcắt danh định v = Vu/(ɸdvbv) và sau đóxácđịnh tỷ số v/f’c . Nếutỷ số này > 0.25 thì cầnphảităng tiếtdiệnchịucắt. • B4. Giả thiết góc nghiêng ứng suấtnénchéoθ = 40˚ => xác định biến dạng dọctrụctrongcốt thép vùng chịukéoεx. • B5. Tra bảng xác định β và θ. So sánh giá trịθtìm đượcvớigiátrị giả thiết. Nếu có sai số lớn=> cầnphảitínhlặplại εx. • B6. Xác định Vc, Vs => kiểmtrasức kháng cắt. 391 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 dầntheosự giảmdần củalựccắtdọc theo chiều dài củadầm. • Xác định cường độ yêu cầucủacốtthépđai (cốt thép vách): VV VV uu0.083 f ' bd s ccvv • 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. 392 6
7. 12/9/2012 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Bướccốt đai chống cắt (5.8.2.7) phảithỏa mãn các điềukiện sau: • 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) 393 Tính toán thiếtkế tiếtdiệndầmBTCT (t.theo) – Ghi chú: • Điều 5.8.3.4.1. đề xuấtphương pháp đơngiảnhơn để xác định β và θ cho những mặtcắt không dựứng lựcnhư sau: – Đốivới các mặtcắt bê tông không dựứng lực không chịukéodọc trụcvàcóítnhấtmộtlượng 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 394 7