Đồ án Thiết kế cầu dầm thép bêtông liên hợp

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU DẦM THÉP BÊTÔNG LIÊN HỢP Số hiệu đầu vào: Nhịp tính toán : Ltt=39.5m Số dầm : n:=6 Khoảng cách giữa các dầm : S:=2.3m Tổng bề rộng cầu: B:=14m Bề rộng phần xe chạy: Bxc:=13m Bề rộng lan can: Blc:=2x0.5m Mặt cắt ngang cầu chiều dày lớp phủ mặt cầu:75mm Vật liệu : Bê tông dầm f’c:=30 Mpa Thép fy:=400Mpa Trọng lượng riêng: Bê tông:2400kg/m3 Lớp phủ:2250kg/m3 Chi tiết lan can PHẦN I : THIẾT KẾ BẢN MẶT CẦU I.1 .Chọn chiều dày bản S:=2300 (mm) hmin:= =>chọn chiều dày bản mặt cầu : hs=200(mm) > 175(mm) OK Vì bản hẫng của dầm ngoài phải thiết kế với tải trọng xe va vào lan can,nên chiều dày bản hẫng tăng thêm 25 mm để có ho=225mm I.2.Trọng lượng các bộ phận 1Kg=9.81N Lan can có mặt cắt ngang như hình vẽ trên,diện tích 326510 mm2,trọng lượng lan can coi như một tải trọng tập trung Pb=2400.10-9 x 9.81 x 326510 Pb=7.687 () (kg/mm3) ( ) (mm2) Lớp phủ mặt cầu dày 75mm WDW:=2250.10-9 x 9.81 x 75 WDW=1.655 x 10-3 () Bản chịu lực dày 200 mm WS := 2400.10-9 x 9.81 x 200 WS=4.709 x 10-3 ( ) Bản hẫng dày 225 mm Wo:=2400.10-9x9.81x225 Wo=5.3x10-3 I.3.Tính toán nội lực bản mặt cầu Tính toán nội lực cho 1mm bản theo phương dọc cầu.Bản mặt cầu được xem như các dải bản nằm vuông góc với dầm chủ. Tính toán bản mặt cầu: Dùng phương pháp dải bản.Coi bản như một dầm liên tục kê trên các gối cứng là các dầm chủ.Nội lực được tính bằng cách xếp tải lên các đường ảnh hưởng(dah) nội lực.Trong đồ án này,do mặt cắt ngang cầu có 6 dầm nên có thể sử dụng tung độ dah trong phụ lục A-“Cầu BTCT trên đường ôtô”.Lê Đình Tâm_2005.Dạng đah môment tại các tiết diện 200,204,205,300 và đường ảnh hưởng lực cắt tại gối 200 như trang sau.Trong ví dụ này chỉ tính nội lực cho tiết diện 200,204,300. Sơ đồ :dầm liên tục kê trên các gối cứng Tải trọng:Lớp phủ mặt cầu,lan can,hoạt tải Sơ đồ tính toán nội lực bản mặt cầu I.3.1.Do trọng lượng bản thân bản: S=2300 mm ; h=200 mm WS=4.709 x 10-3 Mômen dương và âm tại giữa nhịp và gối của dầm liên tục có thể lấy: M= M=2111,59 Việc xếp tĩnh tải mặt cầu và sự phân bố mômen âm và dương trên dải bản rộng 1mm rộng thể hiện trên hình vẽ Các đường ảnh hưởng của bản mặt cầu cho trong bản A1,phụ lục A. Đối với tải trọng phân bố đều,các diện tích trong bảng nhân với S để tính lực cắt và S2 để tính mômen. R200_WS:= Wsx diện tích thực không có đoạn hẫng x S R200_WS= 4,709.10-3 x(0.3928)x2300 R200_WS= 4,25 M204-WS:=Ws x diện tích thực không có đoạn hẫng x S2 M204-WS:= 4.709.10-3 x(0.0772) x 23002 M204_WS=1923,10 M300_WS:=WSx diện tích thực không có đoạn hẫng x S2 M300_WS=4,709.10-3 x (-0.1071) x 23002 M300_WS=-2667,93 I.3.2.Do bản hẫng ho=225 mm, WO= 5,3 .10-3 L=1250mm Việc đặt tĩnh tải lên bản hẫng thể hiện trên hình vẽ Theo bảng A1 phản lực của dầm T ngoài và momen là: R200=Wo.(diện tích ĐAH đoạn hẫng).L R200-Wo=5,3.10-3.(1+0.635)L R200_Wo=8,91 M200=-Wo M200_Wo=-4140,63 M204=Wo.(diện tích ĐAH đoạn hẫng).L2 M204-Wo=5,3.10-3.(-0.2460).12502 M204_Wo=-2037,2 M300=Wo.(diện tích ĐAH đoạn hẫng).L2 M300-Wo=5,3.10-3.(0.1350)12502 M300-Wo=1117,97 I.3.3.Do lan can(barrier): tác dụng lên sơ đồ dầm liên tục Tải trọng lan can coi như một lực tập trung có giá trị Pb=7.687 đặt tại trọng tâm của lam can.Xếp tải lên đah để tìm tung độ đah tương ứng.Tra bảng với: L:=1250-193=1057(mm) R200=Pb * tung độ đah R200-b:=Pb * (1+1,270.) R200_b=12.17 M200=Pb* tung độ đah * L M200-b=Pb* (-1.000)L M200-b=- 8125.16 M204=Pb* tung độ đah * L M204-b:=Pb*(-0.4920)*L M204-b=-5699,5 M300=Pb* tung độ đah * L M300-b:=Pb*(0.27)*L M300-b=2193.8 I.3.4.Do lớp phủ mặt đường dày 75mm(Dead load of Wearing) WDW=1.655 x 10-3 Dùng bảng tra với L:=1250-500=750(mm) R200=WDW*[(diện tích đah đoạn hẫng)*L+(diện tích đah không hẫng)*S] R200-DW:=WDW*[(1,0+0.635)*L+(0.3928)*S] R200-DW=2,99 M200= WDW*(diện tích đah đoạn hẫng)*L2 M200-DW:=WDW*(-0.500)*L2 M200-DW= -465,5 M204=WDW*[(diện tích đah đoạn hẫng)*L2+(diện tích đah không hẫng)*S2] M204-DW:=WDW*[(-0.2460)*L2+(0.0772)*S2] M204-DW=446,87 M300=WDW*[(diện tích đah đoạn hẫng)*L2+(diện tích đah không hẫng)*S2] M300-DW:=WDW*[(-0.135)*L2+(-0.1071)*S2] M300-DW= -1063,33 I.3.5.Xác định nội lực do hoạt tải Các tải trọng trục thiết kế là 145kN gồm 2 bánh xe và đặt cách nhau 1800mm theo phương ngang cầu.Tim bánh xe cách 1 khoảng tối thiểu 600 mm từ mép làn thiết kế.Khi tính phần bản hẫng,tim bánh xe có thể đặt cách mép lan can một đoạn là 300mm.Khoảng cách từ bánh xe đến tim gối: X:=450 mm Chiều rộng có hiệu của bản chịu tải trọng bánh xe của bản mặt cầu đỗ tại chỗ Khi tính bản hẫng SW:=1140+0.833 X SW=1515 mm Khi tính mômen dương SW:=660+0.55 S SW=1925 mm Khi tính mômen âm SW:=1220+0.25 S SW=1795 mm Số làn xe thiết kế = phần nguyên(bề rộng phần xe chạy/3500 mm) NL:= [ ]=3, vậy số làn NL=3 Hệ số làn m=1.2 cho một làn xe m=1 cho hai làn xe m=0.85 cho ba làn xe a.Mômen âm tại tiết diện 200 do hoạt tải trên phần hẫng Chiều rộng làm việc của dải bản SW=1515 mm Chỉ xếp một làn xe m=1.2 M200-LL:=- M200-LL=-25841,6 b.Mômen dương lớn nhất do hoạt tải tại vị trí 204 Chiều rộng làm việc của dải bản SW=1925 mm Chất tải một làn xe: Hệ số làn xe : m:=1.2 M204_LL_1:=1.2(0,2040-0,0237).2300. M204-LL-1=18741,83 Chất tải cho 2 làn xe. Hệ số làn xe: m:=1 M204_LL_2:=1.(0,2040-0,0237+0,0086-0,0019).2300. M204-LL-1=16198,57 M204-LL :=max(M204-LL-1 , M204-LL-2) M204-LL=18741,83 =>vậy trường hợp một làn xe khống chế c.Mômen âm lớn nhất tại gối 300 trong do hoạt tải Chiều rộng làm việc của dải bản SW= 1795 mm Chất tải 1 làn xe bất lợi hơn: Hệ số làn xe : m=1,2 M300-LL:=1,2.(-0,1022-0,0787).2300. M300-LL:=-20166,07 Tổng hợp số liệu: -Do trọng lượng bản thân bản - Do lan can R200_WS= 4,25 R200_b= 12,17 M200_WS= 0 M200-b= - 8125,16 M204_WS= 1923,10 M204-b= -5699,5 M300_WS= - 2667,92 M300-b= 2193.8 -Do bản hẫng R200_Wo= 8,91 M204_Wo= -2037,2 M200_Wo= -4140,63 M300-Wo=1117,97 -Do lớp phủ mặt đường R200-DW=2,99 -Do hoạt tải M200-DW= -465,5 M200-LL=-25841,6 M204-DW= 446,87 M204-LL=18741,83 M300-DW= -1063,33 M300-LL:=-20166,07 I.3.6.Tổ hợp tải trọng Công thức tổng quát tính hiệu ứng do tải trọng gây ra Ru= Trạng thái giới hạn cường độ 1 :=1 :=1.25 :=1.5 :=1.75 IM:=25% Mômen âm tại gối 200 M200:= . [1.25(M200_Wo+ M200-b)+1.5.M200-DW +1.75(1+IM)M200-LL] M200=- 72558.99 Hay M200=-72.56 Mômen dương tại vị trí 204:do trọng lượng bản thân của bản hẫng và trọng lượng lan can gây ra momen âm làm giảm hiệu ứng bất lợi của momen dương tại vị trí 204 nên lấy với hệ số 0.9 M204:=.[1,25.(M204_Ws)+0.9(M204-Wo+M204-b)+1.5.M204-DW +1.75(1+IM)M204-LL] M204=35740,35 Hay M204=35,74 Mômen âm tại vị trí 300: do trọng lượng lan can và bản hẫng gây ra mômen dương làm giảm hiệu ứng bất lợi của mômen âm tại vị trí 300 nên lấy với hệ số 0.9 M300:=.[(1.25M300-WS +0.9(M300_Wo+M300-b)+1.5.M300-DW +1.75(1+IM)M300-LL] M300= -46062,59 Hay M300=-46,06 I.4.Tính toán cốt thép chịu mômen dương-Kiểm tra TTGH cường độ I.4.1.Bố trí cốt thép Gỉa thiết sử dụng thép số No.15 db:= 16mm Ab:=200 mm2 fy=400Mpa fc’=30MPa Chiều cao có hiệu của bản bê tông khi uốn dương và âm lấy khác nhau vì các lớp bảo vệ trên và dưới khác nhau. Lớp bảo vệ Mặt cầu bê tông trần chịu hao mòn :60mm Đáy bản bê tông đổ tại chổ :25mm chiều cao có hiệu của bản mặt cầu chiều cao có hiệu của bản tại tiết diện giữa nhịp chịu mômen dương: ddương:= 200mm -25mm- ddương=167mm Hệ số kháng uốn :=0.9 Momen dương lớn nhất(TTGH cường độ I): Mu:=M204 Mu=35,74 Khoảng cách từ trọng tâm miền chịu nén của bê tông đến trọng tâm cốt thép chịu kéo trong bê tông thường(lấy gần đúng): Jd:=0.9ddương jd=150,3 mm Sơ bộ chọn diện tích cốt thép chịu kéo AS:= AS=0.661 () Tra phụ lục B,bảng B4,’Cầu BTCT trên đường ôtô’Lê Đình Tâm,chọn No.15@300mm Diện tích cốt thép thực: AS:= As=0.667 ( ) Kiểm tra diện tích cốt thép tối thiểu yêu cầu trên một đơn vị chiểu rộng bản: minAS:=0.03(1)ddương AS=0.667 () > minAS=0.37575() OK Kiểm tra lượng cốt thép lớn nhất được giới hạn theo yêu cầu về tính dẻo Với giả thiết phân bố ứng suất nén theo hình chữ nhật.Chiều cao khối ứng suất hình chữ nhật vùng nén: a:= a=10,46 mm Hệ số quy đổi ứng suất := 0.85 Nếu fc’28Mpa 0.85- Nếu 28 fc’56Mpa 0.65 Nếu fc’56 Mpa fc’=30Mpa =>=0,836 Ta có: c:=. c =12,51mm Vậy ==0,075 0,42 OK I.4.2.Kiểm tra cường độ tiết diện(TTGH cường độ I) Sức kháng uốn của tiết diện  : =.AS.fy.(ddương-) =38,84 () > M204=35,74 () OK I.5.Tính toán cốt thép chịu momen âm-Kiểm tra TTGH cường độ 1 a.Tính cho bản hẫng I.5.1.Bố trí cốt thép Gỉa thiết sử dụng thép số No.15 db:= 16mm Ab:=200 mm2 fy=400Mpa fc’=30Mpa Chiều cao có hiệu của bản mặt cầu Chiều cao có hiệu của bản tại tiết diện giữa nhịp chịu momen âm. dam := 225mm-60mm- dam=157mm Hệ số kháng uốn :=0.9 Momen âm lớn nhất(TTGH cường độ I): Mu:=M200 Mu=-72.56 Khoảng cách từ trọng tâm miền chịu nén của bê tông đến trọng tâm cốt thép chịu kéo trong bê tông thường(lấy gần đúng): jd:=0.9dam jd=141.3 mm Sơ bộ chọn diện tích cốt thép chịu kéo AS:= AS=1.43 () Tra phụ lục B,bảng B4,’Cầu BTCT trên đường ôtô’Lê Đình Tâm,chọn No.20@200mm Diện tích cốt thép thực: AS’:= As’=1.5 ( ) Kiểm tra diện tích cốt thép tối thiểu yêu cầu trên một đơn vị chiểu rộng bản: minAS:=0.03(1)dam AS=1.5 () > minAS=0.35325() OK Kiểm tra lượng cốt thép lớn nhất được giới hạn theo yêu cầu về tính dẻo Với giả thiết phân bố ứng suất nén theo hình chữ nhật.Chiều cao khối ứng suất hình chữ nhật vùng nén: a:= a=23.53 mm Hệ số quy đổi ứng suất := 0.85 Nếu fc’28Mpa 0.85- Nếu 28 fc’56Mpa 0.65 Nếu fc’56 Mpa fc’=30Mpa =>=0.836 Ta có: c:=. c =28.15mm Vậy ==0.18 0.42 OK I.4.2.Kiểm tra cường độ tiết diện(TTGH cường độ I) Sức kháng uốn của tiết diện  : =.AS.fy.(dam-) =78.43 () > M200=74,56() OK b.Tính cho bản trong I.5.1.Bố trí cốt thép Gỉa thiết sử dụng thép số No.15 db:= 16mm Ab:=200 mm2 fy=400Mpa fc’=30Mpa Chiều cao có hiệu của bản mặt cầu Chiều cao có hiệu của bản tại tiết diện giữa nhịp chịu momen âm. dam := 200mm-60mm- dam=132mm Hệ số kháng uốn :=0,9 Momen âm lớn nhất(TTGH cường độ I): Mu:=M200 Mu=-46,06 Khoảng cách từ trọng tâm miền chịu nén của bê tông đến trọng tâm cốt thép chịu kéo trong bê tông thường(lấy gần đúng): jd:=0.9dam jd=118.8 mm Sơ bộ chọn diện tích cốt thép chịu kéo AS:= AS=1,077() Tra phụ lục B,bảng B4,’Cầu BTCT trên đường ôtô’Lê Đình Tâm,chọn No.15@200mm Diện tích cốt thép thực: AS’:= As’=1.000 ( ) Kiểm tra diện tích cốt thép tối thiểu yêu cầu trên một đơn vị chiểu rộng bản: minAS:=0.03(1)dam AS=1.00 () > minAS=0.297() OK Kiểm tra lượng cốt thép lớn nhất được giới hạn theo yêu cầu về tính dẻo Với giả thiết phân bố ứng suất nén theo hình chữ nhật.Chiều cao khối ứng suất hình chữ nhật vùng nén: a:= a=15.69 mm Hệ số quy đổi ứng suất := 0.85 Nếu fc’28Mpa 0.85- Nếu 28 fc’56Mpa 0.65 Nếu fc’56 Mpa fc’=30Mpa =>=0.836 Ta có: c:=. c =18.77 mm Vậy ==0.14 0.42 OK I.4.2.Kiểm tra cường độ tiết diện(TTGH cường độ I) Sức kháng uốn của tiết diện  : =.AS.fy.(dam-) =55.18 () > M204=46,06 () OK I.6 Kiểm tra nứt thớ dưới theo các trạng thái giới hạn sử dụng =1 IM=25% =1 cho cả tĩnh tải và hoạt tải Kiểm tra nứt tại tiết diện 204,momen tại tiết diện này tính theo TTGH sử dụng: M204:= [1.(M204_WS +M204_b+M204_Wo) + 1(M204_DW) + 1(1+IM)M204_LL] M204=18060,56 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:= Trong đó Modul đàn hồi của bêtông: Ec:=0.043. Wc1,5 . Tỷ trọng của bêtông: Wc:=2400 fc’=30MPa Ec=2.769x104 Mpa Modul đàn hồi của thép : Es :=200000Mpa Tỉ số modul đàn hồi : n := n=7.222 Lấy n=7 Tiết diện bản Tiết diện bêtông tương đương Vì lớp bê tông bảo vệ phía trên bản mặt cấu khá lớn(60mm)nên giả thiết trục trung hòa nằm trên cốt thép chịu nén As’,chiều cao miền chịu nén là: x<68mm Lấy tổng mômen tĩnh đối với trục trung hòa ta có: 0,5.b.x2 = n.A’s(d’-x)+n.As.(d-x) với b:=1mm d’:=68 mm d:=167 mm As=0,667 (mm2) As’=1.00(mm2) Giải phương trình bậc 2 đối với x,thu được: x:= x=39,79(mm) < 68 (mm). vậy trục trung hòa đúng như giả thiết Mômen quán tính của tiết diện đàn hồi chuyển đổi : Icr := + n.A’s(d’-x)2+n.As.(d-x)2 Icr:=102125,27 mm4 ứng suất trong cốt thép chịu kéo As : fs=n. M204:= 18060,56 .thay vào công thức.ta có: fs:=7. =157,48 Mpa vậy fs:= 157,48 Mpa Nứt được kiểm tra bằng cách phân giới hạn ứng suất kéo trong bê tông fsfsa=0.6fy dc = chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng cho đến tâm của thanh hay sợi đặt gần nhất; nhằm mục đích tính toán phải lấy chiều dày của lớp bê tông bảo vệ dc không được lớn hơn 50 mm A = diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo và được bao bởi các mặt của mặt cắt ngang và đường thẳng song song với trục trung hòa,chia cho số lượng của các thanh hay sợi (mm2) ; nhằm mục đích tính toán,phải lấy chiều dày tịnh của lớp bê tông bảo vệ không được lớn hơn 50 mm. Z = thông số bề rộng vết nứt(N/mm). Chiều dày lớp bảo vệ tính từ thớ chịu kéo xa nhất đến trọng tâm của thanh gần nhất(nhưng không lớn hơn 50 mm) dc:min(33mm;50mm) dc=33 mm Tham số chiều rộng vết nứt lấy trong điều kiện môi trường khắc nghiệt : Z :=23000 () diện tích bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chịu kéo chính chia cho số thanh.Dùng thanh số No.15 cách nhau từ tim đến tim 200mm A:=2.(33mm)(300mm)=19800 mm2 Ta có: fsa:= fsa= 281.66 MPa Kiểm tra : fs= 157,48 MPa fsa=265,05 Mpa OK fs=157,48 MPa < 0.6fy=240 Mpa I.7.Kiểm tra nứt thớ trên theo các trạng thái giới hạn sử dụng Kiểm tra nứt tại tiết diện 200,300,momen tại các tiết diện này tính theo TTGH sử dụng =1 IM=25% M200:= [1.(M200_WS +M200_Wo+M200_b) + 1(M200_DW) + 1(1+IM)M200_LL] M200=-45033,29 M300:= [1.(M300_WS+M300_Wo +M300_b) + 1(M300_DW) + 1(1+IM)M300_LL] M300=-25627,08 a. đối với bản hẫng 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:=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