CHƯƠNG I. TÍNH TOÁN LAN CAN - LỀ BỘ HÀNH tbh – bề dầy bản DL = 25 10-6 100000 = 2.5 N/mm Chọn các hệ số tải trọng D = 1 cho các thiết kế thông thường R = 1 cho các mức dư thông thường I = 1.05 cầu quan trọng = D R I = 1 1 1.1 TÍNH TOÁN LỀ BỘ HÀNH Momen tại giữa nhịp ở trạng thái giới hạn cường độ : 1.1 Sơ đồ tính: Mu = ( DL p DL + PL p PL ) L tt /8 2 =1.mm 25 200 25 Momen tại giữa nhịp ở trạng thái giới hạn sử dụng : 25 D10@ 200 5 20 0 100 Ms = ( DL p DL+ p PL) L tt /8 PL 2 D10@ 200 D10@ 200 25 50 25 6D10 2 1 7 =1 (1 2.mm 25 Ta lấy momen tại giữa nhịp của dầm giản đơn để thiết kế cốt thép D12@ 200 25 3 25 5D8 D10@ 200 4 6 1.2 Tính toán cốt thép 33 0 1 78 Chiều cao tiết diện : h = 100 mm 25 300 25 25 150 25 Chiều rộng tiết diện : b = 1000 mm Chiều dày bản lề bộ hành: 100 mm fc' = 28 MPa = 28 N/mm2 Cường độ chảy của cốt thép f y = 280 N/mm2 Chiều dài tính toán: Ltt = 1500 mm Tải trọng người bộ hành tác dụng lên bản lấy bằng 3kPa = 3 10 N/mm -3 2 Xét 1 đơn vị chiều dài theo phương dọc cầu để tính toán, lấy bề rộng là 1000 mm Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ 20 mm Chọn thép 10 Tải trọng người bộ hành : PL = 3 10-3 1000 = 3 N/mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt : ds = h – 2 - /2 = 100 – 20 – 10/2 = 75 mm Tải trọng bản thân tác dụng lên bản lề bộ hành: Chọn hệ số sức kháng : = 0.9 DL = betong A Chiều dày của khối ứng suất tương đương: Trong đó A là diện tích mặt cắt ngang theo phương dọc cầu a=ds- d s2 2 Mu =75 - 752 2 2473242 = 1.85 28 1000 A = tbh 1000 = 100 1000 = 100000 mm2 SVTH: NGUYỄN THANH TIẾN MSSV: 17127051 TRANG: 5 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. ĐỖ TIẾN THỌ fc' = 28 MPa = 28 N/mm2 nên 1 = 0.3 Kiểm tra ở trạng thái giới hạn sử dụng 1 - hệ số qui đổi vùng nén Momen tác dụng ở trạng thái giới hạn sử dụng là: Ms = 1532812 N.mm Diện tích cốt thép chịu kéo: As = 471.24 mm2 Chiều cao trục trung hoà: c = a/ 1 = 1.83 mm Chiều cao có hiệu của mặt cắt: d s = 75 mm Tính giá trị c/ds = 1.42 Giả sử dầm đặt trong điều kiện khí hậu bình thường nên có Z = 30000 N/mm Diện tích cốt thép Diện tích trung bình của bêtông bọc quanh 1 cây thép chịu kéo 0.6 1000 Ae As = = = 136 mm2 A= = (25 2 ) 1000/5 = 10000 mm2 fy 280 n Ae – diện tích bêtông bọc quanh nhóm thép chịu kéo Hàm lượng cốt thép: n – số lượng cốt thép nằm trong vùng kéo Ứng suất cho phép trong cốt thép : A 136 s = = 0.00136 b h 1000 100 Hàm lượng thép tối thiểu: fsa = Z/(d c × A)1/3 = 30000 /(25 10000 )1/ 3 =476.2-1 ) fy 280 Lấy fsa = 0.6 f y = 168 MPa Vì < min nên lấy = min để tính toán diện tích cốt thép Môđun đàn hồi của cốt thép thường : E s = 200000 MPa As = min b h = 0.003 1000 100 = 300 mm2 Chọn 10 a200 để bố trí cốt thép chịu momen dương của bản lề bộ hành Môđun đàn hồi của bêtông: E c = 0.5 c fc ' với c = 2400 kg/m3 Kiểm tra lại điều kiện c/ds < 0.5 MPa Với cốt thép đã bố trí trong phạm vi 1m bố trí được 6 thanh 10 Tỷ số mođun đàn hồi: n = E s / E c = 200000/26752.24 mm 2 2 Ta tính lại x 0-0 As f y 471.85 ' M Tính lại chiều cao trục trung hoà: c = a/ 1 = 6.673 mm dc Tính giá trị c/ds = 7.42 (thỏa) b 1000 Lấy momen đối với trục 0 – 0: bx2/2 = n As ds - n As x 100 Đặt e = n As 7.523 mm b 1000 Bề rộng bêtông chịu nén : SVTH: NGUYỄN THANH TIẾN MSSV: 17127051 TRANG: 6 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. ĐỖ TIẾN THỌ M c L2c Rw 8M b 8M w H ( theo 13.733 mm 2 2L c L t H Momen quán tính của tiết diện đối với trục 0 - 0: I cr b x 3 / 3 n A s (d s x) 2 Ta tính chiều dài đường chảy theo công thức L 8.4-2) Ứng suất trong bêtông tại trọng tâm cốt thép : 2 Mc fs n Ms (ds x) / Icr Đối với các va xô tại đầu tường hoặc mối nối M c L2c Rw b = 7.50 MPa 2 2Lc L t H M M w H Kiểm tra : fs = 47.50 MPa < fsa = 168 MPa => Thỏa điều kiện ở trạng thái giới hạn sử dụng (theo 13.4-3 của 22TCN272-05) Ta tính chiều dài đường chảy theo công thức: 1.2 KIỂM TOÁN VA XE CHO GỜ CHẮN BÁNH Chọn chọn mức độ thiết kế lan can cấp L-3 L H.4-4) 2 Mc Theo bảng 13.3-1 của 22TCN-272-05 ta có: Phương lực tác dụng Lực tác dụng (KN) Chiều dài lực tác dụng(mm) Trong đó : Rw - là sức kháng của bó vỉa (N) Phương mằm ngang Ft = 240 Lt = 1070 Lc - là chiều dài xuất hiện cơ cấu chảy (mm) Phương thẳng đứng FV = 80 LV = 5500 Lt - là chiều dài phân bố của lực theo phương dọc (mm) Phương dọc cầu FL = 80 LL = 1070 Mb - là sức kháng của dầm tại đỉnh tường (N.mm) Mw - là sức kháng uốn của thép ngang trên 1 đơn vị chiều dài Khi tính lực va vào bó vỉa là xét vào trạng thái giới hạn đặt biệt (N.mm/mm) Mc - là sức kháng uốn của thép đứng trên 1 đơn vị chiều dài Trong các cầu thông thường thì lực Fv, FL không gây nguy hiểm cho bó vỉa nên việc tính toán ở đây (N.mm/mm) chỉ xét lực phân bố FT trên chiều dài LT.
H - là chiều cao của bó vỉa (mm) Trong trường hợp tính cho bó vỉa thì Mb = 0 FT Tính sức kháng uốn của thép ngang trên toàn chiều cao của bó vỉa Ta đi tính bài toán tính khả năng chịu lực của bài toán cốt đơn tiết diện chữ nhật LT Xác định Mwh Tiết diện tính toán có kích thước Tính sức kháng của bó vỉa Sức kháng của bêtông được xác định theo phương pháp đường chảy b = 250 mm Đối với các va xô trong một phần đoạn tường h = 200 mm SVTH: NGUYỄN THANH TIẾN MSSV: 17127051 TRANG: 7 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS.mm 25 Xác định MC D12@ 200 25 3 Tính sức kháng uốn của thép đứng trên một đơn vị chiều dài (ở đây lấy 1 m để tính toán) 5D12 4 b = 100 cm h = 20 cm Số thanh cốt thép ngang dọc theo chiều cao bó vỉa : n d = 6, bước 200 mm 25 150 25 Số thanh cốt thép ngang dọc theo chiều cao bó vỉa : n n = 3, chọn 12 1000 Thép dọc theo chiều cao của bó vỉa 12 169 200 Lớp bêtông bảo vệ 2.5 cm 25 Chiều cao có hiệu của mặt cắt : ds = h – 2.3929 cm2 Diện tích cốt thép đứng trong 1m dài theo phương dọc cầu: Kiểm tra điều kiện A s As min A s n d d 2n / 4 = 6 1.03 28 Chiều cao có hiệu của mặt cắt: ds = h – 2.9 cm Kiểm tra điều kiện A s As min min = = 0.2-1) fy 280 As min min b h = 0.003 fy 280 Ta có As = 3.3929 cm2 > As min = 1.8 cm2 => Thỏa As min min b ds = 0.07 cm2 Ta tính sức kháng uốn của thép ngang Giả sử: fs = f y = 280 MPa = 280 N/mm2 = 28 KN/cm2 Ta có As = 6.786 cm2 > As min = 5.07 cm2 => Thỏa điều kiện A s As min Chiều dày của khối ứng suất tương đương: Ta tính sức kháng uốn của thép đứng As f y Giả sử : fs = f y = 280 MPa = 280 N/mm2 = 28 KN/cm2 3.3929 280 Chiều dày của khối ứng suất tương đương : a= = = 1.85 28 30 ' Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất 1 : As f y 6.85 28 100 fc' = 28 MPa nên 1 = 0.2 ) c Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất 1 : Chiều cao trục trung hoà : c = a/ 1 = 1.565 cm fc' = 28 MPa nên 1 = 0.2 ) Tính giá trị c/ds = 1.42 Ta tính được khả năng chịu lực của tiết diện : Chiều cao trục trung hoà : c = a/ 1 = 0.9392 cm SVTH: NGUYỄN THANH TIẾN MSSV: 17127051 TRANG: 8 THUYẾT MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. ĐỖ TIẾN THỌ Tính giá trị c/ds = 0.42 Ta có: Rw > Ft = 240 KN Ta tính được khả năng chịu lực của tiết diện : => Đảm bảo khả năng chịu lực đối với va xô tại đầu tường hoặc mối nối M n A s f y (d s a / 2) = 1 6.3 Tính toán thanh lan can => M c = Mn/100 = 31.1 Sơ đồ tính toán Đối với các va xô trong một phần đoạn tường : P = 890 Chiều dài đường chảy ; P+w L 8.H) w = 0,37 Nmm/mm Lc t t 2 L 2 = 2 Mc w 104 1070 8 300 (0 14283145) 110 2 2500 1070 2 Thanh lan can được xem như dầm liên tục, để đơn giản trong tính toán ta đưa về sơ đồ dầm giản đơn = = 1709.1 Sức kháng của bêtông: để tính rồi sau đó điều chỉnh bằng các hệ số.