Thiết Kế Cầu Dầm Thép Liên Hợp Bản BTCT Nhịp Đơn Giản L=25 M (Kèm Bản Vẽ Cad, Bảng Tính)

1. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
Trêng §¹i Häc GiaoTh«ng VËn T¶i
Khoa C«ng Tr×nh
Bé m«n : CÇu - HÇm
ThiÕt KÕ m«n häc
cÇu dÇm thÐp liªn hîp
Gi¸o viªn híng dÉn : PGS.TS. TrÇn §øc NhiÖm
1

2. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
I. Nội dung thiết kế:
Thiết kế kết cấu cầu dầm thép liên hợp với bản BTCT nhịp giản đơn
II.Số liệu thiết kế:
1. Hoạt tải tiêu chuẩn: HL93 + Tải trọng người đi bộ 3.10 3−
mpa
2. Chiều dài nhịp: 25 m.
3. Chiều dài nhịp tính toán:Ltt =25 - 2x0,3 = 24,4 m.
4. Khổ cầu: 7+ 2x 1.5
5. Loại liên kết sử dụng: bu lông cường độ cao.
6. Dầm chủ : Mặt cắt ghép tổ hợp hàn.
7. Loại thép : M270/ Cấp 345
8. Bêtông bản mặt cầu cấp 28 MPa.
III. Tiêu chuẩn thiết kế:
Sử dụng tiêu chuẩn thiết kế của Bộ GTVT: 22 TCN 272 - 05.
PhÇn thuyÕt minh
I. C¸c sè liÖu cña bªt«ng, thÐp vµ lùa chon mÆt c¾t:
2

3. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
1. Sè liÖu cña bªt«ng lµm b¶n mÆt cÇu:
Bª t«ng lµm b¶n mÆt cÇu :
1. Cêng ®é nÐn quy ®Þnh cña bª t«ng fc’ = 28 Mpa
2. M« ®un ®µn håi cña bª t«ng Ec = 0,043. , '
c cfγ = 26752.50 Mpa
3. Tû träng cña bª t«ng γ c = 24 KN/m3
4. ChiÒu dµy cña b¶n mÆt cÇu ts = 180 mm
5. ChiÒu dµy cña líp phñ = 70 mm
6. Tû träng cña vËt liÖu lµm líp phñ = 22,5 KN/m3
7. ChiÒu dµy cña líp phßng níc = 5 mm
8.Tû träng cña vËt liÖulµm líp phßng níc = 0,72 KN/m3
9. ChiÒu cao vót = 50 mm
2. Sè liÖu cña thÐp dÇm chñ:
1.M« ®uyn ®µn håi cña thÐp Es 200000 Mpa
2. ThÐp hîp kim thÊp cêng ®é cao M270 CÊp 345
3. Cêng ®é chÞu kÐo nhá nhÊt Fu 450 Mpa
4. Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt Fy 345 Mpa
5. Tû träng cña thÐp γ s 78,5 kN/m3
3. Lùa chän h×nh d¸ng vµ kÝch thíc mÆt c¾t dÇm chñ:
Sè lîng dÇm chñ n 6
Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c dÇm chñ S 2000 mm
ChiÒu dµi phÇn hÉng kÓ c¶ lan can 750 mm
ChiÒu cao dÇm chñ H =(1/20 ÷1/25)Ltt 1000 mm
ChiÒu réng b¶n c¸nh trªn bfc = 350 mm
ChiÒu dµy b¶n c¸nh trªn tfc = 25 mm
ChiÒu réng b¶n c¸nh díi bft = 400 mm
ChiÒu dµy b¶n c¸nh díi tft= 30 mm
ChiÒu dµy sên dÇm tw = 20 mm
ChiÒu cao sên dÇm D = 945 mm
BÒ réng lan can = 500 mm
BÒ réng gê ch¾n= 250 mm
Tæng bÒ réng cña cÇu B = 11500 mm
DiÖn tÝch dÇm thÐp ANC = 39650 mm2
Träng lîng b¶n th©n mét dÇm chñ 77.8131 kN
3

4. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
2000
180
30
400
350
25
50
50
20
1000
H×nh 1: MÆt c¾t ngang dÇm chñ
1502
75020002000
610500
500
2%
500
500610
20002000750
2501500
2000
11500
7000
2%
H×nh 2: MÆt c¾t ngang kÕt cÊu nhÞp
4.KÝch thíc mÆt c¾t dÇm ngang:
Tæng sè lîng dÇm ngang = 25
Sè lîng dÇm ngang theo ph¬ng däc cÇu 5
Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c dÇm ngang 6100 mm
ChiÒu cao dÇm ngang dn= 550 mm
ChiÒu dµi mét dÇm ngang 1940 mm
BÒ réng b¶n c¸nh dÇm ngang bfn = 180 mm
ChiÒu dµy b¶n c¸nh dÇm ngang tfn = 16.5 mm
ChiÒu dµy sên dÇm ngang twn = 10.3 mm
ChiÒu cao sên dÇm ngang Dwn = 529.4 mm
DiÖn tÝch mÆt c¾t dÇm ngang An = 11400 mm2
Khèi lîng c¸c dÇm ngang = 34.7221 KN
4

5. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
TÜnh t¶i r¶i ®Òu trªn 1 dÇm chñ lµ = 0.23717 KN/m
I. TÝnh c¸c ®Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t .
1.X¸c ®Þnh bÒ réng h÷u hiÖu cña b¶n c¸nh. (A.4.6.2.6) Gi¸ trÞ §¬n vÞ
1.1.DÇm gi÷a
BÒ réng h÷u hiÖu cña b¶n c¸nh cã thÓ lÊy lµ gi¸ trÞ nhá nhÊt cña 3
gi¸ trÞ sau:
+ 1/4 chiÒu dµi nhÞp 6100 mm
+ 12 lÇn ®é dµy trung b×nh cña b¶n céng víi sè lín nhÊt cña bÒ dµy
b¶n bông dÇm hoÆc 1/2 bÒ réng b¶n c¸nh trªn cña dÇm
2335 mm
+ Kho¶ng c¸ch trung b×nh gi÷a c¸c dÇm kÒ nhau 2000 mm
VËy bÒ réng h÷u hiÖu cña b¶n c¸nh ®èi víi dÇm gi÷a lµ : 2000 mm
1.2.DÇm biªn
BÒ réng c¸nh dÇm h÷u hiÖu cã thÓ ®îc lÊy b»ng 1/2 bÒ réng h÷u hiÖu
cña dÇm gi÷a céng trÞ sè nhá nhÊt cña c¸c ®¹i lîng sau:
+ 1/8 chiÒu dµi nhÞp h÷u hiÖu 3050 mm
+ 6 lÇn chiÒu dµy trung b×nh cña b¶n céng víi sè lín h¬n gi÷a 1/2
®é dµy b¶n bông hoÆc 1/4 bÒ réng b¶n c¸nh trªn cña dÇm chÝnh 1167,5 mm
+ ChiÒu dµi phÇn hÉng 750 mm
VËy bÒ réng h÷u hiÖu cña b¶n c¸nh ®èi víi dÇm biªn lµ : 1750 mm
2. X¸c ®Þnh hÖ sè quy ®æi n:
betong
thep
E
E
n = víi thÐp cÊp 345W , bª t«ng cÊp 28 MPa
⇒ §èi víi t¶i träng t¹m thêi: n = 8
 §èi víi t¶i träng dµi h¹n: n = 3x8 = 24
3. TÝnh ®Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t:
5

6. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
t
b
b
bft
tft
tw
tfc
fc
s
s
Dtw
Dtvs
H×nh3: C¸c kÝ hiÖu kÝch thíc dÇm liªn hîp
2000
180
30
400
350
25
50
50
20
1000
1000
20
50
50
25
350
400
30
180
2000
DÇm trong DÇm biªn
H×nh 4: MÆt c¾t liªn hîp cña dÇm trong vµ dÇm biªn
3.1. §èi víi mÆt c¾t nguyªn:
a) C¸c c«ng thøc tÝnh to¸n:
 DiÖn tÝch mÆt c¾t nguyªn:
wftftfcfcnc tDtbtbA ... ++=
 M«men tÜnh cña mÆt c¾t ®èi víi mÐp díi cïng cña mÆt c¾t:
6
)
2
.(.)
2
.(.)
2
.(. ftw
ft
ftft
fc
fcfcnc t
D
tD
t
tb
t
dtbS +++−=

7. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
 Kho¶ng c¸ch tõ trôc trung hoµ ®Õn thí chÞu kÐo vµ chÞu nÐn xa nhÊt:
ncdnct
nc
nc
ncd YdY
A
S
Y −== ;
 M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t:
2
323
2
3
2
..
12
.
2
..
12
.
)
2
.(.
12
.






−−+
++





−++−+=
ftncdw
wft
ncdftft
ftftfc
nctfcfc
fcfc
nc
t
D
YDt
Dtt
Ytb
tbt
Ytb
tb
I
b) Thay sè tÝnh to¸n ta ®îc kÕt qu¶ sau:
DiÖn tÝch MC nguyªn Anc 39650 mm2
M«men tÜnh Snc 1.8E+07 mm3
Kho¶ng c¸ch tõ TTH ®Õn thí chÞu kÐo Yncd 461.989 mm
Kho¶ng c¸ch tõ TTH ®Õn thí chÞu nÐn Ynct 538.011 mm
M«men qu¸n tÝnh Inc 6.3E+09 mm4
3.2. §èi víi mÆt c¾t liªn hîp
a) C«ng thøc tÝnh to¸n:
 DiÖn tÝch mÆt c¾t liªn hîp:
n
tb
tDtbtbA ss
wftftfcfclh
.
... +++= (§Ó ®¬n gi¶n ta cã thÓ bá qua vót)
 M«men tÜnh cña mÆt c¾t ®èi víi mÐp díi cïng cña mÆt c¾t:






+++





+++−=
2
.
.
2
..)
2
.(.)
2
.(. s
vs
ss
ftw
ft
ftft
fc
fcfclh
t
td
n
tb
t
D
tD
t
tb
t
dtbS
 Kho¶ng c¸ch tõ trôc trung hoµ ®Õn thí chÞu kÐo vµ chÞu nÐn xa cña mÆt c¾t
liªn hîp:
lhdsvslht
lh
lh
lhd YthdY
A
S
Y −++== ;
 M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t liªn hîp dµi h¹n:
( ) 2
3
2
323
2
3
2
..
12
.
2
..
12
.
2
..
12
.
)
2
.(.
12
.






−++++





−−+
++





−++−+=
lhd
s
vss
s
s
s
ftlhdw
wft
lhdftft
ftftfc
lhtfcfc
fcfc
lh
Y
t
tdt
n
b
t
n
b
t
D
YDt
Dtt
Ytb
tbt
Ytb
tb
I
7

8. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
b) Thay sè cho tõng trêng hîp
∗MÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n (n=8)
n =8 DÇm trong DÇm ngoµi §¬n vÞ
BÒ réng BMC 250 218.75 mm
Alh 84650 79025 mm2
Slh 69617875 6.3E+07 mm3
Ylhd 822.42026 799.815 mm
Ylht 407.57974 430.185 mm
Ilt 1.606E+10 1.5E+10 mm4
∗ MÆt c¾t liªn hîp dµi h¹n (n=24)
n=24 DÇm trong DÇm ngoµi §¬n vÞ
BÒ réng BMC 83.3333 72.9167 mm
Alh 54650 52775 mm2
Slh 35417875 3.3E+07 mm3
Ylhd 648.08554 630.609 mm
Ylht 581.91446 599.391 mm
Ilh 1.13E+10 1.1E+10 mm4
III .TÝnh to¸n t¶i träng:
3. TÜnh t¶i t¸c dông lªn 1 dÇm chñ:
1.1. TÜnh t¶i giai ®o¹n I (t¸c dông lªn mÆt c¾t kh«ng liªn hîp)
Ký hiÖu Gi¸ trÞ §¬n vÞ
+ Träng lîng b¶n th©n dÇm chñ DCdc = 0.31125 KN/m
+ TÜnh t¶i do träng lîng b¶n mÆt cÇu DCbmc = 8.76000 KN/m
+ TÜnh t¶i r¶i ®Òu lªn dÇm chñ do TLBT dÇm
ngang DCdn = 0.02372 KN/m
+ TÜnh t¶i r¶i ®Òu lªn dÇm chñ do TLBT hÖ liªn
kÕt däc
8

9. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
* Liªn kÕt däc dïng thÐp gãc ®Òu c¹nh cã : 100x100x14
Träng lîng trªn 1m dµi lµ 20,6 Kg/m
ChiÒu dµi mçi hÖ liªn kÕt däc 6,1 m
Dclkdoc= 0.16755 KN/m
+ Träng lîng mèi nèi dÇm lÊy b»ng 0.1 KN/m
VËy tÜnh t¶i giai ®o¹n 1 lµ : 12,38 KN/m
1.2-TÜnh t¶i giai ®o¹n II (T¸c dông lªn mÆt c¾t liªn hîp):
*TÜnh t¶i do lan can cÇu: Gi¸ trÞ §¬n vÞ
Träng lîng phÇn lan can thÐp = 0.5 kN/m
Träng lîng phÇn lan can bªt«ng = 4.32 kN/m
DÇm ngoµi DClc = 0,5 + 4,32= 4.82 kN/m
DÇm trong DClc = 0 kN/m
*TÜnh t¶i do träng lîng phÇn líp phñ trªn 1 dÇm:
Träng lîng phÇn líp phñ = 2,76 kN/m
Träng lîng phÇn líp phßng níc = 0,04 kN/m
DW = 2,79 kN/m
*TÜnh t¶i do träng lîng r¶i ph©n c¸ch
BÒ réng d¶i ph©n c¸ch Bpc 0.25 m
ChiÒu cao r¶i ph©n c¸ch Hpc 0.00 m
DCpc 0.00 KN/m
VËy tÜnh t¶i giai ®o¹n II lµ: DC2 = 7.61 kN/m
1.3/ Tæng hîp c¸c lo¹i tÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm
Coi lan can chØ do dÇm biªn chÞu.(cha nh©n hÖ sè )
Lo¹i t¶i
träng
DÇm trong DÇm ngoµi §¬n vÞ
DC1 12.377 12.377 KN/m
DClc 0 4.82 KN/m
DCpc 0 0 KN/m
DW 2.794 2.794 KN/m
DC2 15.171 19.991 KN/m
2. Ho¹t t¶i t¸c dông lªn dÇm chñ:
9

10. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
2.1 C¸c ho¹t t¶i t¸c dông gåm:
 Ho¹t t¶i HL93 bao gåm:
+xe t¶i thiÕt kÕ hoÆc xe hai trôc thiÕt kÕ.
+T¶i träng lµn.
 T¶i träng ngêi ®i bé.
2.2. Chän sè lîng lµn xe:
Sè lîng lµn xe sÏ b»ng phÇn nguyªn cña kÕt qu¶ khi chia phÇn chiÒu réng xe
ch¹y cho 3500mm:
7000
2
3500
n = = VËy sè lîng lµn xe lµ 2 lµn.
3. TÝnh hÖ sè ph©n bè ho¹t t¶i theo lµn:
3.1. HÖ sè ph©n bè ho¹t t¶i theo lµn ®èi víi m«men:
3.1.1. §èi víi dÇm trong
+ Mét lµn chÞu t¶i thiÕt kÕ
= 0,40763
+ Hai hoÆc h¬n hai lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i
= 0,28309
S: Kho¶ng c¸ch tim c¸c dÇm chñ, S = 2000mm.
L: ChiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n L = 24400 mm.
Trong ®ã : Kg = n(I + Aeg
2 )
= 7.(2,74873.1011 + 39650.678,012) = 11
1,7214.10
n : Tû sè gi÷a m« ®un ®µn håi cña bª t«ng b¶n mÆt cÇu vµ m« ®un ®µn håi
cña dÇm .
I : M« men qu¸n tÝnh chèng uèn cña tiÕt diÖn phÇn dÇm chñ .
A : DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña phÇn dÇm chñ
eg : Kho¶ng c¸ch tõ träng tam b¶n mÆt cÇu ®Õn träng t©m cña dÇm
Chän gi¸ trÞ cùc ®¹i lµm ph©n bè hÖ sè m« men thiÕt kÕ cña c¸c dÇm gi÷a
max(0,40763;0,28309) 0,40763mgg = =
3.1.2. §èi víi dÇm ngoµi:
+ Mét lµn chÞu t¶i thiÕt kÕ : Dïng ph¬ng ph¸p ®ßn bÈy
10
1,0
3
3,04,0
4300
06,0 

















+=
s
g
mi
Lt
K
L
SS
g
1,0
3
2,06,0
2900
075,0 

















+=
s
g
mi
Lt
K
L
SS
g

11. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
0.21.1
145 kN145 kN
1
2000
Víi xe t¶i thiÕt kÕ: ( )1
1
1,2. . 1,1 0,2 0,78
2HL
g = + =
+ Hai lµn thiÕt kÕ: )
2800
77,0( e
mg
d
gg +=
ed = 250 mm : Kho¶ng c¸ch tõ tim dÇm biªn ®Õn mÐp ®¸ vØa
250
0,77 0,77 0,859
2800 2800
ed
e = + = + =
⇒ g = 0,5602 .0,859 = 0,48136
3.2. HÖ sè ph©n bè ho¹t t¶i theo lµn ®èi víi lùc c¾t (A.4.6.2.2.3)
3.2.1 .§èi víi dÇm trong
+ Mét lµn chÞu t¶i thiÕt kÕ:
2000
0,36 0,36 0,62316
7600 7600
vi
s
g = + = + =
+Hai hoÆc h¬n hai lµn chÞu t¶i thiÕt kÕ:
2 2
2000 2000
0,2 0,2 = 0,72062
7600 10700 7600 10700
vi
s s
g
   
= + = + ÷  ÷
   
Chän gi¸ trÞ cùc ®¹i lµm ph©n bè hÖ sè m« lùc c¾t thiÕt kÕ cña c¸c dÇm trong
max(0,62316;0,7206) 0,7206vig = =
3.2.2. §èi víi dÇm ngoµi
+ Mét lµn chÞu t¶i thiÕt kÕ theo quy t¾c ®ßn bÈy gHL1= 0.78
+ Hai hoÆc h¬n hai lµn thiÕt kÕ chÞu t¶i
g= vgg .(0,6+ )
3000
ed
V× de= 250 mm
⇒ g = 0,5602 .0,683= 0,48136
11
7600
S
0,36g +=
vi

12. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
3.3. HÖ sè ph©n bè ho¹t t¶i theo lµn ®èi ngêi ®i b«.
Sö dông ph¬ng ph¸p ®ßn bÈy cho c¶ m« men vµ lùc c¾t coi t¶i träng ngêi lµ
t¶i träng tËp trung
-DÇm ngoµi : gne = 0,875.1,5= 1,313
-DÇm trong : gni = 0
B¶ng tæng hîp hÖ sè ph©n bè
HÖ sè ph©n bè tÝnh to¸n DÇm trong DÇm ngoµi
HÖ sè ph©n bè cho m«men 0.5602 0.7800
HÖ sè ph©n bè cho lùc c¾t 0.7206 0.7800
HÖ sè ph©n bè cho ngêi ®i bé 0.0000 1.3125
IV.Néi lùc dÇm chñ:
1.B¶ng c¸c hÖ sè t¶i träng:
a) B¶ng hÖ sè t¶i träng:γP
Lo¹i
t¶i träng
TTGH cêng ®é I TTGHSD TTGH mái
Max Min
DC 1.25 0.9 1 0
DW 1.5 0.65 1 0
LL+IM 1.75 1.35 1 0.75
b) B¶ng hÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng:
HÖ sè Cêng ®é Sö dông Mái
DÎo dai Dη 0.95 1 1
D thõa Rη 0.95 1 1
Quan träng Iη 1.05 KAD KAD
TÝch D R Iη η η η= 0.95 1 1
c) B¶ng lùc xung kÝch :
CÊu kiÖn IM
Mèi nèi b¶n mÆt cÇu 75%
TÊt c¶ c¸c TTGH
TÊt c¶ c¸c cÊu kiÖn kh¸c
• T
TGH mái vµ gißn 15%
•
TÊt c¶ c¸c TTGH kh¸c 25%
12

13. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
2.Néi lùc dÇm chñ do tÜnh t¶i g©y ra:
2.1 §êng ¶nh hëng t¹i mÆt c¾t
§ah M« men
§ah Q
L
x.
.
1
1
x
+DiÖn tÝch §ah m« men
tt
tt
ttM
L
xLx
L
).(
..
2
1 −
=ω
+Lùc c¾t - PhÇn ©m:
tt
V
L
x
2
2
=−ω
- PhÇn d¬ng :
( )
tt
tt
V
L
xL
2
2
−
=+ω
2.2 B¶ng gi¸ trÞ m«men do tÜnh t¶i giai ®o¹n I: (cã nh©n víi hÖ sè t¶i träng ).
M« men t¹i mÆt c¾t i ®îc tÝnh nh sau: MPi DCM ωγ .. 11 =
+ 25,1=Pγ Víi TTGH Cêng ®é I.
+ 1=Pγ Víi TTGH Sö dông.
M«men do DC1 g©y ra TTGH Cêng ®é 1 TTGH Sö dông
MC DÇm x (mm) W (m2) DÇm trong DÇm ngoµi DÇm trong DÇm ngoµi
Gèi 0 0 0 0 0 0
L/4 6100 55.815 863.5449 863.5449 690.8359 690.8359
L/3(M Nèi) 8133.3333 66.1511 1023.4606 1023.4606 818.7685 818.7685
L/2 12200 74.42 1151.3932 1151.3932 921.1145 921.1145
§¬n vÞ mm m2 KN.m KN.m KN.m KN.m
2.3 B¶ng gi¸ trÞ lùc c¾t do tÜnh t¶i giai ®o¹n I:( cã nh©n víi hÖ sè t¶i träng )
Lùc c¾t t¹i mÆt c¾t i ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc sau : −−++ −= ωγωγ .... 111 DCDCV PPi
+ §Ó thiªn vÒ an toµn ë TTGH Cêng ®é I 25,1=+Pγ 9,0=−Pγ
+ ë TTGH Sö dông 1== −+ PP γγ
13

14. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
Lùc c¾t do DC1 w(m2) TTGH Cêng ®é 1 TTGH Sö dông
MC DÇm x (mm) w + w - DÇm trong DÇm ngoµi DÇm trong DÇm ngoµi
Gèi 0 12.2 0 188.753 188.753 151.002 151.002
L/4 6100 6.863 0.763 97.680 97.680 75.501 75.501
L/3(M Nèi) 8133.333 5.422 1.356 68.790 68.790 50.334 50.334
L/2 12200 3.05 3.05 13.2127 13.2127 0 0
§¬n vÞ mm m2 m2 KN KN KN KN
2.4 B¶ng gi¸ trÞ m«men do tÜnh t¶i giai ®o¹n II g©y ra:( cã nh©n víi hÖ sè t¶i
träng )
ωγγ )...( 22 DWDCM DWDCi +=
+ë TTGH Cêng ®é I 25,1=DCγ 5,1=DWγ
+ë TTGH Sö dông 1== DWDC γγ
M«men do DC2 TTGH Cêng ®é 1 TTGH Sö dông
MC DÇm x (mm) w (m2) DÇm trong DÇm ngoµi DÇm trong DÇm ngoµi
Gèi 0 0 0 0 0 0
L/4 6100 55.815 233.925 570.210 155.950 424.978
L/3(M Nèi) 8133.333 66.151 277.244 675.805 184.830 503.678
L/2 12200 74.42 311.900 760.280 207.933 566.638
§¬n vÞ mm m2 KN.m KN.m KN.m KN.m
2.5 B¶ng gi¸ trÞ lùc c¾t do tÜnh t¶i giai ®o¹n II g©y ra:( cã nh©n víi hÖ sè t¶i träng
Lùc c¾t t¹i mÆt c¾t i ®îc tÝnh b»ng c«ng thøc sau :
−−−+++ +−+= ωγγωγγ )...()...( 222 DWDCDWDCV DWPDWPi
+§Ó thiªn vÒ an toµn ë TTGH Cêng ®é I 25,1=+Pγ 9,0=−Pγ
5,1=+DWγ 65,0=−DWγ
+ë TTGH Sö dông 1==== −+−+ DWDWPP γγγγ
Lùc c¾t do DC2 g©y ra w(m2) TTGH Cêng ®é 1 TTGH Sö dông
MC DÇm x (mm) w + w - DÇm trong DÇm ngoµi DÇm trong DÇm ngoµi
Gèi 0 12.2 0 51.131 124.636 34.087 92.891
L/4 6100 6.863 0.763 27.376 65.415 17.044 46.446
L/3(M Nèi) 8133.333 5.422 1.356 20.263 47.052 11.362 30.964
14

15. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
L/2 12200 3.05 3.05 7.244 12.389 0 0
§¬n vÞ mm m2 m2 KN KN KN KN
3. B¶ng tæng hîp néi lùc do tÜnh t¶i g©y ra
3.1 B¶ng tæng hîp m« men do tÜnh t¶i g©y ra:( cã nh©n víi hÖ sè biÕn ®æi t¶i
träng) ).(95,0).( 2121 iiiiDWDC MMMMM +=+=+ η
M«men do DC g©y ra TTGH Cêng ®é 1 TTGH Sö dông
MC DÇm x (mm) DÇm trong DÇm ngoµi DÇm trong DÇm ngoµi
Gèi 0 0 0 0 0
L/4 6100 1042.596 1362.067 804.447 1060.023
L/3(M Nèi) 8133.333 1235.670 1614.302 953.418 1256.324
L/2 12200 1390.128 1816.090 1072.595 1413.365
§¬n vÞ mm m2 KN.m KN.m KN.m
3.2 B¶ng tæng hîp lùc c¾t do tÜnh t¶i g©y ra:( cã nh©n víi hÖ sè biÕn ®æi t¶i träng)
).(95,0)( 2121 iiiiDWDC VVVVV +=+=+ η
Lùc c¾t do DC g©y ra TTGH Cêng ®é 1 TTGH Sö dông
MC DÇm x (mm) DÇm trong DÇm ngoµi DÇm trong DÇm ngoµi
Gèi 0 227.890 297.720 175.835 231.699
L/4 6100 118.803 154.940 87.918 115.850
L/3(M Nèi) 8133.333 84.600 110.049 58.612 77.233
L/2 12200 19.433 24.322 0 0
§¬n vÞ mm KN KN KN KN
4. M«men do ho¹t t¶i g©y ra:
4.1 Do xe 3 trôc g©y ra:
 T¶i träng cña b¸nh xe vµ kho¶ng c¸ch cña chóng xem h×nh vÏ.
 C¸ch xÕp xe lªn ®êng ¶nh hëng (§AH): XÕp xe sao cho hîp lùc cña c¸c trôc
b¸nh xe vµ trôc b¸nh xe gÇn nhÊt c¸ch ®Òu tung ®é lín nhÊt cña §AH.
35.(x+4,3)+145.x=145.(4,3-x)
X = 1,455 (m)
15

16. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
P3=145
4,3m
y3
x = 1,455m
yiy1 y2
§AH MÆt C¾t i
4,3m
P1=35
P2=145
H×nh vÏ: S¬ ®å xÕp t¶i bÊt lîi cña xe 3 trôc t¹i mÆt c¾t i
 C«ng thøc tÝnh m«men:
.truck i iM P y= ∑ = 321 14514535 yyy ++
Trong ®ã:
Pi: Träng lîng c¸c trôc xe.
yi: Tung ®é ®êng ¶nh hëng m«men.
MÆt c¾t yi (m) y1 (m) y2 (m) y3 (m) M (KN.m)
Gèi 0 0 0 0
L/4 4.575 0.804 4.029 3.682 1225.4
L/3 5.422 2.071 4.937 4.231 1472.243
L/2 6.1 3.586 5.210 4.314 1635.5125
4.2 Do ho¹t t¶i xe 2 trôc g©y ra (Tandem):
.
iYY1 y2
110 KN110 KN
1,2 M
H×nh vÏ: S¬ ®å xÕp t¶i bÊt lîi cña xe 2 trôc
 C«ng thøc tÝnh m«men:
.Tandem i iM P y= ∑ =110.y1+110.y2
16

17. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
Trong ®ã: Pi: Träng lîng c¸c truc xe.
yi: Tung ®é ®êng ¶nh hëng m«men.
Ta cã b¶ng tung ®é c¸c vÞ trÝ ®Æt t¶i vµ m«men cña dÇm chñ:
MÆt c¾t yi (m) y1 (m) y2 (m) P1 (KN) P2 (KN) M (KN.m)
Gèi 0 0 0 110 110 0
L/4 4.575 4.125 4.425 110 110 940.5
L/3 5.422 5.022 5.222 110 110 1126.889
L/2 6.1 5.8 5.8 110 110 1276
4.3. Do t¶i träng lµn g©y ra:
Lµ t¶i träng r¶i ®Òu trªn toµn bé chiÒu dµi dÇm, cã ®é lín P = 9,3N/mm.
T¶i träng lµn kh«ng tÝnh hÖ sè xung kÝch.
C«ng thøc tÝnh m«men: Lane i iM Pω=
Trong ®ã: Pi: T¶i träng lµn.
iω : DiÖn tÝch ®êng ¶nh hëng m«men.
MÆt c¾t yi (m) wi (m2) Pi (KN) M (KN.m)
Gèi 0 0 9.3 0
L/4 4.575 55.815 9.3 519.080
L/3 5.422 66.151 9.3 615.205
L/2 6.1 74.42 9.3 692.106
4.4-Do t¶i träng ngêi g©y ra:
T¶i träng ngêi trªn cÇu «t« b»ng 3kN/m2.. Lµ t¶i träng r¶i ®Òu trªn toµn bé
chiÒu dµi dÇm coi nh r¶i ®Òu trªn toµn bé bÒ réng lÒ ngêi ®i . T¶i träng ngêi
kh«ng tÝnh hÖ sè xung kÝch.
C«ng thøc tÝnh m«men: P i iM Pω=
Trong ®ã:
Pi: T¶i träng ngêi. Pi = 3.1,5 = 4,5 (kN/m)
iω : DiÖn tÝch ®êng ¶nh hëng m«men.
MÆt c¾t yi (m) wi (m2) Pi (KN) M (KN.m)
Gèi 0 0 4.5 0
L/4 4.575 55.815 4.5 251.1675
L/3 5.422 66.151 4.5 297.68
17

18. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
L/2 6.1 74.42 4.5 334.89
4.5 B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ m«men:
MÆt c¾t Truck Tan dem Lµn Ngêi
Gèi 0 0 0 0
L/4 1225.4 940.5 519.0795 251.1675
L/3 1472.2431 1126.8889 615.2053 297.6800
L/2 1635.5125 1276.00 692.11 334.8900
5. Lùc c¾t do ho¹t t¶i g©y ra:
5.1 Do ho¹t t¶i xe 3 trôc g©y ra:
C«ng thøc tÝnh lùc c¾t:
.truck i iQ P y= ∑
Trong ®ã: Pi: Träng lîng c¸c trôc xe.
yi: Tung ®é ®êng ¶nh hëng lùc c¾t.
4,3 M4,3 M
145 KN145 KN35 KN
Y1 y2
y3
H×nh vÏ: S¬ ®å xÕp t¶i bÊt lîi t¹i mÆt c¾t i do xe t¶i 3 trôc
MÆt c¾t y1 y2 y3 P1 (KN) P2 (KN) P3 (KN) Q (KN)
Gèi 0.6475 0.8238 1 35 145 145 287.1107
L/4 0.3975 0.5738 0.75 35 145 145 205.8607
L/3 0.3142 0.4904 0.6667 35 145 145 178.7773
L/2 0.1475 0.3238 0.5 35 145 145 124.6107
5.2 -Do ho¹t t¶i xe 2 trôc g©y ra (Tandem):
C«ng thøc tÝnh lùc c¾t: .Tandem i iQ P y= ∑
Trong ®ã:
Pi: Träng lîng c¸c trôc xe.
yi: Tung ®é ®êng ¶nh hëng lùc c¾t.
18

19. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
Y1 y2
110 KN 110 KN
1,2 M
H×nh vÏ: S¬ ®å xÕp t¶i bÊt lîi t¹i mÆt c¾t i do xe 2 trôc
Ta cã b¶ng tung ®é c¸c vÞ trÝ ®Æt t¶i vµ lùc c¾t cña dÇm chñ:
MÆt c¾t y1 (m) y2 (m) P1 (KN) P2 (KN) Q (KN)
Gèi 0.951 1 110 110 214.590
L/4 0.701 0.75 110 110 159.590
L/3 0.617 0.667 110 110 141.257
L/2 0.451 0.5 110 110 104.590
5.3-Do t¶i träng lµn g©y ra:
Lµ t¶i träng r¶i ®Òu trªn toµn bé chiÒu dµi dÇm, cã ®é lín P = 9,3N/mm.
T¶i träng lµn kh«ng tÝnh hÖ sè xung kÝch.
C«ng thøc tÝnh lùc c¾t: Lane i iQ Pω=
Trong ®ã: Pi: T¶i träng lµn.
iω : DiÖn tÝch ®êng ¶nh hëng lùc c¾t.
MÆt c¾t wi (m2) Pi (KN) Q (KN)
Gèi 12.2 9.3 113.46
L/4 6.863 9.3 63.8213
L/3 5.422 9.3 50.4267
L/2 3.05 9.3 28.3650
5.4-Do t¶i träng ngêi g©y ra:
T¶i träng ngêi trªn cÇu «t« b»ng 3 kN/m2.. Lµ t¶i träng r¶i ®Òu trªn toµn bé
chiÒu dµi dÇm. T¶i träng ngêi kh«ng tÝnh hÖ sè xung kÝch.
C«ng thøc tÝnh m«men: P i iQ Pω=
Pi : T¶i träng ngêi, Pi = 3.1,5= 4,5 (KN/m)
iω : DiÖn tÝch ®êng ¶nh hëng lùc c¾t.
MÆt c¾t wi (m2) Pi (KN) Q (KN)
Gèi 12.2 4.5 54.9000
L/4 6.863 4.5 30.8813
L/3 5.422 4.5 24.4000
L/2 3.05 4.5 13.7250
19

20. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
5.5-B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh lùc c¾t kh«ng hÖ sè:
MÆt c¾t Truck Tan dem Lµn Ngêi
Gèi 287.1107 214.5902 113.4600 54.9000
L/4 205.8607 159.5902 63.8213 30.8813
L/3 178.7773 141.2568 50.4267 24.4000
L/2 124.6107 104.5902 28.3650 13.7250
6- B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh to¸n néi lùc do ho¹t t¶i g©y ra (cã xÐt ®Õn hÖ sè t¶i
träng vµ hÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng t¬ng øng):
6.1-B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ m«men tÝnh to¸n sau khi nh©n hÖ sè:
)..).1(.(. mPLPLmLanlanmHLxetk gMgMgIMMM +++= γη
η = 0,95 : HÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng
(1+IM) =1+0,25 =1,25
M«men do ho¹t t¶i TTGH Cêng ®é 1 TTGH Sö dung
MC DÇm x (mm) DÇm trong DÇm ngoµi DÇm trong DÇm ngoµi
Gèi 0 0 0 0 0
L/4 6.10 1865 3025 1066 1728
L/3 8.13 2227 3617 1272 2067
L/2 12.20 2489 4036 1422 2306
§¬n vÞ mm KN.m KN.m KN.m KN.m
6.2 B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ lùc c¾t tÝnh to¸n sau khi nh©n hÖ sè:
)..).1(.(. mPLPLmLanlanmHLxetk gVgVgIMVV +++= γη
η =0,95 HÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng
(1+IM) =1+0,25 =1,25
gm : HÖ sè ph©n bè t¶i träng
Lùc c¾t do ho¹t t¶i TTGH Cêng ®é 1 TTGH Sö dung
MC DÇm x (mm) DÇm trong DÇm ngoµi DÇm trong DÇm ngoµi
Gèi 0 685.6798 692.3800 391.8170 395.6457
L/4 6.10 452.1269 461.3700 258.3582 263.6400
L/3 8.13 381.3793 390.6720 217.9310 223.2412
L/2 12.20 250.5392 258.7340 143.1652 147.8480
§¬n vÞ mm KN KN KN KN
20

21. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
7.Tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh néi lùc do toµn bé t¶i träng g©y ra:
B»ng tæng néi lùc do tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i (®· tÝnh ë phÇn trªn)
7.1 B¶ng tæ hîp m«men tÝnh to¸n do toµn bé t¶i träng g©y ra:
M«men tÝnh to¸n TTGH Cêng ®é 1 TTGH Sö dung
MC DÇm x (mm) DÇm trong DÇm ngoµi DÇm trong DÇm ngoµi
Gèi 0 0 0 0 0
L/4 6.10 2907.9861 4386.8507 1870.3836 2788.4710
L/3 8.13 3462.4940 5231.5149 2225.8892 3323.3028
L/2 12.20 3878.6362 5851.8021 2494.5999 3719.4858
§¬n vÞ mm KN.m KN.m KN.m KN.m
7.2-B¶ng tæng hîp lùc c¾t tÝnh to¸n do toµn bé t¶i träng g©y ra:
Lùc c¾t tÝnh to¸n TTGH Cêng ®é 1 TTGH Sö dung
MC DÇm x (mm) DÇm trong DÇm ngoµi DÇm trong DÇm ngoµi
Gèi 0 913.570 990.100 567.652 627.345
L/4 6.10 570.930 616.310 346.276 379.490
L/3 8.13 465.980 500.721 276.543 300.474
L/2 12.20 269.973 283.056 143.165 147.848
§¬n vÞ mm KN KN KN KN
⇒ DÇm trong lµ dÇm bÊt lîi ta tÝnh to¸n cho dÇm ngoµi.
21

22. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
V. ThiÕt kÕ vµ kiÓm duyÖt dÇm chñ:
 Sau khi tÝnh to¸n néi lùc dÇm chñ cho dÇm trong vµ dÇm biªn so s¸nh ta thÊy
dÇm trong bÊt lîi h¬n nªn ta tÝnh to¸n thiÕt kÕ cho dÇm trong.
 C¸c dÇm cã mÆt c¾t ch÷ I chÞu uèn ph¶i ®îc thiÕt kÕ theo:
 Søc kh¸ng uèn theo TTGH cêng ®é.
 Søc kh¸ng c¾t theo TTGH cêng ®é.
 TTGH sö dông ®èi víi ®é vâng vµ ®é vång thiÕt kÕ.
 TÝnh to¸n mái.
1. KiÓm tra ®iÒu kiÖn cÊu t¹o:
1.1. TØ lÖ cÊu t¹o chung :
C«ng thøc kiÓm to¸n: 0,1 0,9
yc
y
I
I
≤ ≤
Trong ®ã:
- yI : M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t thÐp ®èi víi trôc th¼ng ®øng trong mÆt
ph¼ng b¶n bông.
- ycI : M«men qu¸n tÝnh cña b¶n c¸nh chÞu nÐn cña mÆt c¾t thÐp quanh trôc
th¼ng ®øng trong mÆt ph¼ng b¶n bông.
12
.
12
.
12
. 333
wftftfcfc
y
tDbtbt
I ++=
12
. 3
fcfc
yc
bt
I =
Thay sè vµo ta cã:
Iy = 249952916.7 mm4
Iyc = 89322916.67 mm4
Iyc / Iy = 0.357358969
KiÓm tra §¹t
1.2. KiÓm tra ®é m¶nh cña sên dÇm.
22
Tải bản FULL (file word 47 trang): bit.ly/3mtI8M4
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

23. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
V× dÇm kh«ng cã sên t¨ng cêng däc nªn ®iÒu kiÖn kiÓm tra lµ:
cw
c
f
E
t
D
77,6
.2
≤
Trong ®ã:
+ cD : chiÒu cao cña b¶n bông chÞu nÐn trong ph¹m vi ®µn håi
+ cf :øng xuÊt ë b¶n c¸nh chÞu nÐn do lùc tÝnh to¸n.
1.2.1 -Giai ®o¹n I.(n)
- cD =Yltt - Tft= 538,010- 25 = ( )513,011 mm
- cf :øng suÊt bÊt lîi nhÊt trong c¸nh nÐn do tÝnh t¶i g® I:
1
. 99,068tt
c cnt
nc
M
f y
I
= = Mpa
Víi M 1tt =1151,393kNm
VËy
2.
51,301c
w
D
t
= <
200000
6,77 6,77. 304,184
99,068c
E
f
= = →§¹t !
1.2.2 -Giai ®o¹n II.(3n)
- cD =Yltd-Tft = 599,391- 25 =574,391 (mm)
- cf :øng suÊt bÊt lîi nhÊt trong c¸nh nÐn do:
+TÜnh t¶i tÝnh to¸n giai ®o¹n I : cf = 99,068 ( Mpa)
+TÜnh t¶i tÝnh to¸n giai ®o¹n II : cf = 2
42,112tt
cnd
lt
M
Y
I
= Mpa
+Ngêi ®i vµ HL93 : cf = 112,435cnt
lt
M
Y
I
= (Mpa)
→ cf = 99,068+42,112 + 112,435= 253,614 (Mpa)
VËy
2.
57,439c
w
D
t
= <
200000
6,77 6,77. 190,115
253,614c
E
f
= = →§¹t !
2 .Søc kh¸ng uèn theo TTGH cêng ®é .
2.1 §é m¶nh cña b¶n bông cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c
§iÒu kiÖn kiÓm tra :
ycw
cp
F
E
t
D
76,3
.2
≤
Trong ®ã:
23
Tải bản FULL (file word 47 trang): bit.ly/3mtI8M4
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

24. ThiÕt KÕ CÇu ThÐp
- Dcp: ChiÒu cao cña b¶n bông chÞu nÐn t¹i lóc m«men dÎo.
- Fyc: Cêng ®é ch¶y dÎo nhá nhÊt ®îc qui ®Þnh cña b¶n c¸nh chÞu nÐn,
Fyc = 345 (Mpa).
 X¸c ®Þnh Dcp:
§Ó x¸c ®Þnh Dcp ph¶i x¸c ®Þnh trôc trung hoµ dÎo (TTHD) cña mÆt c¾t liªn hîp.
TTHD cña mÆt c¾t ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së c©n b»ng lùc dÎo cña c¸c thµnh
phÇn cña mÆt c¾t.
Lùc dÎo trong thµnh phÇn thÐp cña tiÕt diÖn ngang lµ tÝch sè cña diÖn tÝch
b¶n biªn, v¸ch ng¨n vµ cèt thÐp víi cêng ®é ch¶y thÝch hîp.
Lùc dÎo trong phÇn bª t«ng chÞu nÐn cña tiÕt diÖn x¸c ®Þnh trªn c¬ së t¬ng
®¬ng gi÷a khèi øng suÊt h×nh ch÷ nhËt vµ khèi øng suÊt ph©n bè ®Òn 0,85f’c.
Bá qua vïng bª t«ng chÞu kÐo.
 Gi¸ trÞ c¸c lùc dÎo lµ:
Lùc dÎo trong b¶n mÆt cÇu:
Ps = 0,85.fc'bc.ts = ( )7973000 N
Lùc dÎo trong b¶n c¸nh chÞu nÐn:
Pc = Fy.bfc.tfc = ( )3018750 N
Lùc dÎo trong b¶n c¸nh chÞu kÐo:
Pt = Fy.bft.tft = ( )4140000 N
Lùc dÎo trong b¶n bông:
Pw = Fy.D.tw = ( )6520500 N
 X¸c ®Þnh vÞ trÝ cña TTHD:
V×:
( )
( )
7973
13679,25
s
w t c
s c w t
P KN
P P P KN
P P P P
=
+ + =
→ < + +
⇒ Nªn TTHD ®i qua b¶n c¸nh cña dÇm chñ.
Do trôc trung hßa dÎo ®i qua b¶n c¸nh chÞu nÐn nªn Dcp = 0
2.
0 3,76 90,53
cp
w yc
D E
t F
= ≤ = →§¹t !
KÕt luËn: MÆt c¾t cã b¶n bông ®Æc ch¾c.
2.2 §é m¶nh cña b¶n c¸nh chÞu nÐn cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c,
C«ng thøc kiÓm tra lµ:
24
3466935