huahaonam2008
New Member
Download miễn phí Đồ án Thiết kế một dầm cho cầu đường ô tô nhịp giản đơn bằng bê tông cốt thép
Tĩnh tải tác dụng lên bản mặt cầu gồm có tĩnh tải rải đều do TTBT của bản mặt cầu, TTBT của lớp phủ, và lực tập trung do lan can tác dụng lên phần hẫng.
Đối với tĩnh tải ta tính cho 1m dài bản mặt cầu.
- Bản mặt cầu dày 180mm do đó : DC(bmc)=1 x 0.18 x 24=4,32kN/m.
- Tĩnh tải lớp phủ theo phương ngang cầu: DW= 4,5:10,5=2,14kN/m.
- Tải trọng do lan can tác dụng lên phần hẫng : Thực chất lực tập trung qui đổi của lan can không đặt ở mép bản mặt cầu nhưng để đơn giản trong tính toán và thiên về an toàn ta coi đặt ở mép. Chọn loại lan can có DC(lc)=4,564kN/m.
Để tính nội lực cho các mặt cắt a,b,c,d,e ta vẽ đường ảnh hưởng của các mặt cắt rồi xếp tải lên đường ảnh hưởng.Do kết cấu siêu tĩnh ta dùng Midas để tính.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
mặt cắt ngang của dầm:1.1. Chiều cao dầm h
Chiều cao dầm h được chọn theo điều kiện cường độ và điều kiện độ vừng, thụng thường với dầm BTCT khi chiều cao đó thỏa món điều kiện cường độ thỡ cũng đạt yờu cầu về độ vừng.
Chiều cao dầm được chọn không thay đổi trên suốt chiều dài nhịp, chọn theo công thức kinh nghiệm:
Chiều cao nhỏ nhất theo quy định của quy trỡnh:
hmin = 0,675x l=0,675x1=0,675 (m)
Trên cơ sở đó sơ bộ chọn chiều cao dầm h=1.20(m).
1.2. Bề rộng của sườn dầm: ( b )
Tại mặt cắt trờn gối của dầm, chiều rộng của sườn dầm được định ra theo tính toán và ứng suất kéo chủ, tuy nhiên ở đây ta chọn bề rộng sườn dầm không đổi trên suốt chiều dài dầm. Chiều rộng b này được chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công sao cho dễ đổ bê tông với chất lượng tốt.
Theo yêu cầu đó ta chọn chiều rộng sườn dầm b = 18(cm).
1.3. Chiều dày bản cỏnh hc:
Chiều dày bản cánh chọn phụ thuộc vào điều kiện chịu lực cục bộ của vị trí xe và sự tham gia chịu lực tổng thể với các bộ phận khỏc. Theo kinh nghiệm hc = 18(cm).
1.4. Chiều rộng bản cỏnh:
Theo điều kiện h’c = 0,5- 0,1h Þ c ≤ 3h’c : b’c = 180(cm).
1.5. Chọn kích thước bầu dầm: bc, hc
bc = 36(cm).
hc = 32(cm).
1.6. Tính sơ bộ trọng lượng bản thân của dầm trên 1(m) dài:
Diện tớch mặt cắt dầm:
A=1,8x0,18+0,12x0,12+0,08x0,08+(1-0,32-0,18)x0,18+0,32x0,36=0,586 (m2).
Trong đó:
ó = 24kN/m3: trọng lượng riêng của bê tông.
* Xác định bề rộng cánh tính toán:
Bề rộng cánh tính toán đối với dầm bên trong khụng lấy quỏ trị số nhỏ nhất trong ba trị số sau:
- với L là chiều dài nhịp.
- 12 lần bề dầy cánh và bề rộng sườn dầm: 12hc + b = 12 x 18 + 18 = 2,34m.
- Và bề rộng cánh tính toán cũng không được lớn hơn bề rộng cánh chế tạo:
b’c = 180 cm
Vỡ thế bề rộng cỏnh hữu hiệu là b’c = 180 cm.
* Quy đổi tiết diện tính toán:
- Diện tớch tam giỏc tại chỗ vỏt bản cỏnh:
Chiều dày cánh quy đổi:
- Diện tớch tam giỏc tại chỗ vỏt bầu dầm:
- Chiều cao bầu dầm mới:
Mặt cắt ngang tớnh toỏn
II-TÍNH TOÁN DIỆN TÍCH BỐ TRÍ CỐT THẫP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM:
Tính mô men tính toán ứng với trạng thái giới hạn cường độ, tính tại mặt cắt giữa nhịp:
Trong đó:
LLL : Tải trọng làn rải đều (9,3 KN/m).
LLMtan dem =35,64 : Hoạt tải tương đương của xe hai trục thiết kế ứng với đ.ả.h M tại mặt cắt t giữa nhịp (KN/m).
LLMtruck = 33,50 : Hoạt tải tương đương của xe tải thiết kế ứng với đ.ả.h tại mặt cắt t giữa nhịp (KN/m).
mgM = 0,65 : Hệ số phân bố ngang tính cho mômen (đó tớnh cho cả hệ số làn xe m).
wdc = 12,52 :Trọng lượng dầm trên 1 đơn vị chiều dài (KN/m).
wdw = 4,5 : Trọng lượng các lớp mặt cầu và các tiện ích công cộng trên 1 đơn vị chiều dài (tính cho một dầm) (KN/m).
1+IM : Hệ số xung kớch.
: Diện tích đường ảnh hưởng M (m2)
k = 0,65 : Hệ số của HL-93
Thay số:
Giả sử chiều cao hữu hiệu của dầm:
chọn
Giả sử chiều cao vùng nén qui đổi a=hf ,khi đó:
Sức kháng uốn danh định :
Sức kháng uốn tính toán:
Ta thấy Mrf=7240,11(kNm)> Mu=947,09(kNm) nên chiều cao khối ứng suất tương đương nhỏ hơn chiều cao bản cánh.
Vậy trục trung hoà đi qua bản cánh ta tính toàn như mặt cắt chữ nhật.
Giả sử khai thác hết khả năng chịu lực của tiết diện, khi đó:
Trong đó:
Vậy chiều cao khối ứng suất tương đương được xác định từ:
Ta thấy a = 0,0221m =2,21cm
*Sơ đồ chọn và bố trí thép:
Phương án
ệ
Ft(cm2)
Số thanh
Ftt(cm2)
1
19
2,84
14
39,76
2
22
3,87
12
46,44
3
20
3,142
16
50,272
Từ bảng trên ta chọn phương án 3
+ Số thanh bố trớ: 16
+ Số hiệu thanh : #20
+ Tổng diện tớch cốt thộp thực tế: 50,272
+ Bố trớ thành 4 hàng, 4 cột
Sơ đồ bố trí cốt thép
*Kiểm tra lại tiết diện:
-Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép.
de: Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo: de = h-d1 = 100-13=87cm.
-Giả sử TTH qua cỏnh.
Tính toán chiều cao vùng chịu nén quy đổi:
Vậy điều giả sử là đúng.
-Mụmen khỏng tớnh toỏn:
Như vậy Mr > Mu = 947,09(KNm) nên dầm dủ khả năng chịu momen.
*Kiểm tra lượng cốt thép tối đa:
Trong đó:
: chiều cao khối ứng suất tương đương.
c: khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ chịu nén ngoài cùng.
:hệ số qui đổi biểu đồ ứng suất, với:
Trong trường hợp này
Vậy cốt thép tối đa thoả món.
*Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu:
Trong đó :
:diện tích cốt thép chịu kéo.
:diện tích tiết diện nguyên của bêtông.
ở đây:
Tỷ lệ hàm lượng cốt thép
→ Thoả món.
III- XÁC ĐỊNH NỘI LỰC:
Vẽ đường ảnh hưởng mômen, lực cắt.
- Chiều dài nhịp: l = 20 m
- Chia dầm thành 10đoạn ứng với các mặt cắt từ 0 đến 12 như hình vẽ.
Đường ảnh hưởng mômen tại các tiết diện:
Cỏc cụng thức tớnh giỏ trị mụmen, lực cắt tại mặt cắt thứ i theo trạng thái giới hạn cường độ.
Cỏc cụng thức tớnh toỏn giỏ trị mụmen,lực cắt tại mặt cắt thứ i theo trạng thỏi giới hạn sử dụng.
Trong đó:
wdw, wdc: Tĩnh tải rải đều và trọng lượng bản thân của dầm (kN.m)
wM: Diện tích đường ảnh hưởng mômen tại mặt cắt thứ i.
wQ: Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng lực cắt.
w1Q: Diện tích phần lớn hơn trên đường ảnh hưởng lực cắt.
LLM: Hoạt tải tương ứng với đ.ả.h mụmen tại mặt cắt thứ i.
LLQ: Hoạt tải tương ứng với đường ảnh hưởng lực cắt tại mặt cắt thứ i.
mgM, mgQ: Hệ số phõn bố ngang tớnh cho mụmen, lực cắt.
LLM=9,3 KN/m: Tải trọng làn rải đều
(1+IM): Hệ số xung kớch.
ỗ: Hệ số điều chỉnh tải trọng xác định bằng công thức:
Với đường quốc lộ và trạng thái giới hạn cường độ: ỗd=0,95; ỗR=1,05; ỗl=0,95 Với trạnh thỏi giới hạn sử dụng ỗ = 1.
Bảng giỏ trị mụmen
xi(m)
ỏ
WMi(m2)
LLMtruck(kN/m)
LLMtan dem(kN/m)
Micd(kN/m)
Misd(kN/m)
1
0.09
6.00
50.06
43.55
425,35
336.36
2
0.18
10.00
46.30
39.29
700.41
586.12
3
0.27
14.00
42.49
36.96
840.44
689.67
4
0.36
16.00
40.49
36.43
900.15
742.69
5
0.45
17.00
38.50
35.90
1100.73
800.34
Ta vẽ biểu đồ bao mômen cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ:
Đường ảnh hưởng lực cắt tại các tiết diện:
Bảng giỏ trị lực cắt
xi(m)
li(m)
wQ1(m2)
wQ(m2)
LLMtruck
(kN/m)
LLMtan dem
(kN/m)
Qicd(kN/m)
Qisd(kN/m)
0
11.00
7.50
7.50
43.81
37.82
678.37
400.44
1
10.00
5.55
5.50
46.51
41.36
545.83
300.40
2
9.00
4.68
3.50
49.40
45.63
387.29
234.97
3
8.00
3.91
2.50
53.02
50.88
334.51
195.20
4
7.00
3.23
1.50
57.41
57.47
290.05
112.82
5
6.00
1.64
0.50
62.03
66
190.47
80.59
Ta vẽ biểu đồ bao lực cắt ở trạng thái giới hạn cường độ:
IV-VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU:
*Tính toán momen kháng tính toán của dầm khi bị cắt cốt thép.
Để tiết kiệm thép , số lượng cốt thép chọn khi tính với mặt cắt có momen lớn nhất sẽ lần lượt được cắt bớt đi cho phù hợp với hình bao momen.
Tại mỗi mặt cắt phải xác định lại diện tích cốt thép , vị trí TTH , chiều cao khối ứng suất tương đương và momen kháng tính toán.
Do đó ta có bảng như sau:
Số lần cắt
ST còn lại
As(mm2)
d1(cm)
a(m)
Vị trí TTH
Mr(kNm)
0
16
5027
13
0.02546
Qua cánh
1351.12
1
14
3976
11.71
0.02227
Qua cánh
1001.81
2
12
...