Đề tài Thiết kế một dầm cho cầu dường ôtô nhịp giản đơn, bằng bê tông cốt thép, thi công bằng phương pháp đúc riêng từng dầm tại công trường và tải trọng cho trước

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI -TRƯỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG- -PHÂN HIỆU CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI THÁI NGUYÊN …………….000…………… ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP GIẢNG VIÊN:TRỊNH MINH HOÀNG BỘ MÔN: CẦU SINH VIÊN:nguyÔn m¹nh tuÊn THÁI NGUYÊN 2010 ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP Giáo viên hướng dẫn:TRỊNH MINH HOÀNG Sinh viên: NguyÔn M¹nh TuÊn Lớp:59CDB6 ĐỀ BÀI: Thiết kế một dầm cho cầu dường ôtô nhịp giản đơn, bằng BTCT, thi công bằng phương pháp đúc riêng từng dầm tại công trường và tải trọng cho trước. I-SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH Chiều dài nhịp Hoạt tải Khoảng cách tim hai dầm Bề rộng chế tạo cánh :l=20(m) :HL – 93 : 220(m) : bf= 180(cm) Tĩnh tải mặt cầu dải đều :DW=5(kN/m) Hệ số phân bố ngang tính cho mômen :mgM=0.6 Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt :mgQ= 0.8 Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng : mg= 0.55 Hệ số cấp đường :k=1 Độ võng cho phép của hoạt tải : 1/800 Khối lượng riêng của bê tông γc=2500(kg/m3) Vật liệu(cốt thép theo ASTM 615M) : Cốt thép chịu lực fy=420 MPA : Cốt đai fy=420MPA : Bêtông fy=32MPA Quy trình thiết kế cầu 22TCN-272-2005. II-YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG: A-TÍNH TOÁN: 1. Chọn mặt cắt ngang dầm. 2. Tính mômen, lực cắt lớn nhất do tải trọng gây ra. 3.Vẽ biểu đồ bao mômen, lực cắt do tải trọng gây ra. 4. Tính và bố trí cốt thép dọc chỉ tại mặt cắt giữa nhịp. 5. Tính và bố trí cốt thép đai. 6. Tính toán kiểm toán nứt. 7. Tính độ võng do hoạt tải gây ra. 8. Xác định vị trí cốt thép, vẽ biểu đồ bao vật liệu. B-BẢN VẼ: 1. Thể hiện trên khổ giấy A1. 2. Vẽ mặt chính dầm, vẽ các mặt cắt đại diện. 3. Vẽ biểu đồ bao vật liệu. 4. Bóc tách cốt thép, thống kê vật liệu. BÀI LÀM I-XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT DẦM: 1.1. Chiều cao dầm h: -Chiều cao dầm h được chọn theo điều kiện cường độ và điều kiện độ võng, thông thường với dầm BTCT khi chiều cao đã thỏa mãn điều kiện cường độ thì cũng aatj yêu cầu về độ võng. - Chiều cao dầm được chọn không thay đổi trên suốt chiều dài nhịp,chọn theo công thức kinh nghiệm: h= h=0.65(m)2.0(m) -Chiều cao nhỏ nhất theo quy định của quy trình: hmin =0.07l= 0.0720= 1.4 (m) Trên cơ sở đó chọn chiều cao dầm h =150(cm). Mặt cắt ngang dầm 1.2. Bề rộng sườn dầm:bw Tại mặt cắt trên 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 bw này được chọn chủ yếu theo yêu cầu thi công sao cho dễ đổ bêtông với chất lượng tốt. Theo yêu cầu đó ta chọn chiều rộng sườn dầm bw= 20(cm). 1.3. Chiều dày bản cánh: hr Chiều dày bản cánh 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 khác. Theo kinh nghiệm hf= 18(cm). 1.4.Chiều rộng bản cánh: Theo điều kiện đề bài cho: b=180(cm). 1.5.Chọn kích thước bầu dầm:b1,h1 b1=35(cm). h1=25(cm). 1.6.Tính sơ bộ trọng lượng bản thân của dầm trên 1(m) dài: Diện tích mặt cắt dầm: A=1.8x0.18.0.1x0.1+0.075x0.075+0.25x0.35+(1.5-0.18-0.25)x0.2=0.641125(cm2) =Axγ=0.641125x2500=16.028(kN/m) Trong đó: γ=2500(kN/m): trọng lượng riêng của bê tông. *Xác định bề rộng cánh tính toán: Bề rộng cánh tính toán đối với dầm bên trong không lấy quá trị số nhỏ nhất trong ba trị số sau: - = =5(m), với L là chiều dài nhịp. -Khoảng cách tim 2 dầm:220(cm). -12 lần bề dày cánh và bề rộng sườn dầm:12hf + =1218+20=236(cm). -Và bề rộng canh tính toán cũng không được lớn hơn bề rộng cánh chế tạo: bf= 180(cm). Vì thế bề rộng cánh hữu hiệu là b=180(cm). *Quy đổi tiết diện tính toán: -diện tích tam giác tại chỗ vát bản cánh : S=10x =50 cm2 -Chiều dày cánh quy đổi: hfqd=hf+=18+ =18.625 (cm). -diện tích tam giác tại chỗ vát bầu dầm: S2=x7.5x7.5=28.125(cm2)-Chiều cao bầu dầm mới: Hfqd=h1+=25+ =30.625(cm). Mặt cắt ngang tính toán II-XÁC ĐỊNH NỘI LỰC: vẽ đường ảnh hưởng mômen,lực cắt. -Chiều dài nhịp:l=20(m) -Chia dầm thàn một đoạn tương ứng với các mặt cắt từ 0 đến 10, mỗi đoạn dài 2(m) Đường ảnh hưởng mômen tại các tiết diện: Các công thức tinh giá trị mômen,lực cắt thứ i theo trang thái giới hạn cường độ.Mi=η{(1.25xwdc+1.5xwdw)+mgM[1.75xLLl+1.75xkxLLwx(1+IM)]}xwM Qi=η{(1.25xwdc+1.5xwdw)xwq+mgQ[1.75xLLl+1.75xkxLLwx(1+IM)]xw1Q} Các công thức tính toán trị số mômen lực cắt thứ I theo trạng thái giới hạn sử dụng Mi=1.0{(wdc+wdw)+mgM[LLl+kxLLMx(1+IM)]}xwM Qi=1.0{(wdc+wdw)xwQ+mgQ[LLl+kxLLMx(1+IM)]xw1Q} Trong đó: wdw ,wdw:Tĩnh tải rải đều và trọng lượng bản thân của dầm(KN.m) wM :Diện tích đ.ả.h mômen tại măt cắt thứ i. wQ :Tổng đại số diện tích đ.ả.h lực cắt. w1Q :Diện tích phần lớn hơn trên đường ảnh huởng lực cắt. LLM:Hoạt tải tương ứng với đừng ảnh hưởng mômen tại mặt cắt thứ i. LLQ :Hoạt tải tương ứng với đ.ả.h lực cắt tại mặt cắt thứ i. MgM,mgQ :Hệ số phân bố ngang tính cho mômen, lực cắt. LLM=9.3(KN/m):tải trọng dải đều (1+IM):Hệ số xung kích. η :Hệ số điều chỉnh tải trọng xác định bằng công thức: η = ηdxηRxηI>0.95 Với đường quốc lộ và trạng thái giới hạn cường độ:ηd=0.95;ηR=1.05;ηI=0.95 Với trạng thái giới hạn sử dụng η=1. Bảng giá trị mômen Mặt cắt xi (m) α ωMi(m2) LLMitruck (KN/m) LLMitan (KN/m) Micd (KN/m) Misd (KN/m) 1 2 0.10 18 27.264 21.252 1249.736 847.008 2 4 0.20 32 26.648 21.164 2197.175 1491.008 3 6 0.30 42 26.024 21.032 2851.114 1937.292 4 8 0.40 48 25.392 20.856 3220.591 2191.296 5 10 0.50 50 24.76 20.68 3315.381 2258.9 Biểu đồ bao M(KN/m) Đường ảnh hưởng lực cắt tại các tiết diện: Bảng giá trị lực cắt Mặt cắt xi (m) li (m) ωQi(m2) ωQ(m2) LLMitruck (KN/m) LLMitan (KN/m) Qcdi (KN) Qisd (KN) 0 0.00 20 10 10 27.88 21.34 563.48 848.778 1 2 18 8.1 8 27.264 21.252 449.326 676.599 2 4 16 6.4 6 26.648 21.164 344.331 519.646 3 6 14 4.9 4 26.024 21.032 248.086 377.239 4 8 12 3.6 2 25.392 20.856 160.251 248.816 5 10 10 2.5 0.00 24.76 20.68 80.5 133.831 Ta vẽ được biêu đồ bao mômen cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ: Biểu đồ bao Q (kN) III-TÍNH TOÁN DIỆN TÍC BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI MẶT CẮT GIỮA DẦM: Tính mômen tính toán ứng với trạng thái giới hạn cường độ, tính tại mặt cắt giữa nhịp: M= n{(1.25xwdc+1.5xwdc)}+mgM[1.75xLL1+1.75x k x LLMx(1+IM)]}xwM Trong đó: LLL:Tải trọng làn rải đều(9.3KN/m). LLMtan dem=20.68: Hoạt tải tương đương củ xe hai trục thiết kế ứng với đ.ả.h M tại mặt cắt t giữa nhịp (KN/m). LLMtruck=24.76:Hoạt tải tương đương củ xe tải thiết kế ứng với đ.ả.h M tại mặt cắt giữa nhịp (KN/m). mgM=0.6 :Hệ số phân bố ngang tính cho mômen(đã tính cho cả hệ số làn xem). wdc=0.641125:Trọng lượng dầm trên một đơn vị chiều dài (KN/m). wdw=5 : Trọng lượng các lớp mặt cầu và các tiện ích công cộng trên một đơn vị chiều dài(tính cho một dầm)(KN/m). 1+IM :Hệ số xung kích. wM=50: Diện tích đường ảnh hưởng(m2). K=1:Hệ số của HL-93 Thay số: Mu=0.95x{(1.25x16.028+1.5x5)+0.6x[1.75x9.3+1.75x0.5x24.76x(1+0.25)]}x50 =3315.381(KNm). Giả sử chiều cao hữu hiệu của dầm: d=(0.80.9)h chọn d=0.9h=0.9x150=135(cm). Giả sử trục trung hoà đi qua sườn dầm ta có: Mn=0.85xaxbwxfc’(d-)+0.85xß1(b-b )xhfxfc’(d-) Mu=φMn Trong đó: Mn:là Mômen kháng danh định. Mu=3315.381(KN.m) As :diện tích cốt thép chịu kéo. fy=420MPa:Giới hạn chảy của cốt thép dọc chủ. fc’=32MPa:Cường độ chịu kéo của bêtông ở tuổi 28 ngày. ß1: Hệ số quy đổi chiều cao vùng nén,được xác định: =0.821 khi 28 MPa>fc’ =0.821-0.05x(f’c-28)/7khi 56MPa >f>28MPa =0.65khi f’c>56MPa Vì f’c=32MPa nên ta có ß1=0.821 hf=0.1864m: Chiều dày bản cánh sau khi quy đổi. a=ß1xc :Chiều cao khối ứng suất tương đương. Ta có :a=d(1- ) Với Mf=0.85ß1(b-)hf(d-) Thay các số liệu vào ta có Mf=0.850.821(1.8-0.2)0.1862532103(1.35- )=8364.123(KN/m) = =3683.757(KN/m)<Mfa<0 Vậy trục trung hoà đi qua bản canh ta chuyển sang tính toán như mặt cắt chữ nhật. Xác định a từ điều kiện: Mu=Mr=Mn=0.85ba(d-) Đặt A=a(d-)A=a(d-)= a=d-=d Thay số vào ta ®­îc: a=1.35x =0.057 a=0.057(m)=5.7(cm)<hf=0.821x18.625=15.29(cm) Diện tích cốt thép cần thiết As là: As = =6644(mm2)=66.44(cm2) *Sơ đồ chọn và bố trí cốt thép: Phương án Ft(cm2) Số thanh Ft(cm2) 1 25 5.1 12 61.2 2 29 6.45 12 77.4 3 32 8.19 12 81.9 Từ bảng trên chọn phương án 3: +Số thanh bố trí:12 +Số hiệu thanh:#29 +Tổng diện tích cốt thép thực tế:77.4cm2 +Bố trí thành 3 hàng, 4 cột 50 75 100 75 50 350 200 75 75 50 75 *Kiểm tra lại tiết diện: As=77.4cm2 Khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoµi cïng ®Õn trọng tâm cốt thép. d1== =125mm=12.5cm d:Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo: d=h-d1=150-12.5=137.5cm Giả sử trục trung hoà qua cánh. Tính toán chiều cao vùng chịu nén quy đổi: a===6.64(cm)<1hf=15.29(cm) Vậy điều giả sử là đúng. Mômen kháng tính toán: Mr=.Mn=0.90.85.a.b. Mr=0.90.8566.4x180032 =3925904993(Nmm)=3925.904(KNm) Như vậy Mr=3925.904(KNm)>Mu=3315.381(KN.m)Dầm đủ khả năng chịu mômen. *Kiểm tra lượng cốt thép tối đa: ===0.059 VËy cốt thép tối đa thoả mãn. *Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: ρ== =1.21% Tỷ lệ hàm lượng cốt thép: =1.21%>0.03=0.03=0.229% Thoả mãn. IV-VẼ BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU *Tính toán mômen 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 mômen lớn nhất sẽ lần lượt được cắt bớt đi cho phù hợp với hình bao mômen. Tại mỗi mặt cắt phải xá định lại diện tích cốt thép, vị trí trục trung hoà, chiều cao khối ứng suất tương đương và mômen kháng tính toán. Do đó ta có bảng sau: Số lần cắt ST còn lại As(mm2) ds(cm) a(cm) Vị trí TTH Mr(kNm) 0 12 7740 137.5 6.64 Qua cánh 3925.904 1 10 6450 139 5.53 Qua cánh 3310.692 2 8 5160 139.38 4.43 Qua cánh 2670.091 3 6 3870 140 3.32 Qua cánh 2009.181 Trong đó do TTH đi qua cách nên: Mr=φMu=φ A= *Hiệu chỉnh biểu đồ bao mômen: Do điều kiện về lượng cốt thép tối thiểu: Mrmin{1.2mcr;1.33Mu } Nên khi Mu 0.9Mcr thì điều kiện lượng cốt thép tối thiểu sẽ là Mr 1.33Mu. Điều nàycó nghĩa là khả năng chịu lực của dầm phải bao ngoài đường 4/3Mu khi Mu 0.9Mcr +Xác định mômen nứt: Mcr=fr Diện tích của mặt cắt ngang:Ag Ag=0.641125(m2) Vị trí trục trung hoà:yt= yt= =101.58(cm) Mômen quán tính của tiết diện nguyên: Ig Ig= Cường độ chịu kéo khi uốn của bêtông: fr fr=0.63=0.63=3.564(MPa) Vậy momen nứt là: Mcr=fr=3.564x10x =480.382(kNm) -Tìm vị tr í mà Mu=1.2Mcr và Mu=0.9Mcr. Để tìm được các vị trí này ta x ác đ ịnh khoảng cách x1,x2 nội suy tung độ của biểu đồ momen ban đầu. Mu=1.2Mcr= 1.2x480.382=576.458(kNm)x2=922 (mm) Mu=0.9Mcr=0.9×480.382=432.344(kNm)x1=691 (mm) -Tại đoạn Mr≥1.2Mcr ta giữ nguyên biểu đồ Mu. -Tron đoạn 0.9Mcr≤Mr≤1.2Mcr vẽ đườn nằm ngang với giá trị 1.2Mcr. -Tại đoạn Mu≤0.9 Mcr vẽ đ ường BIỂU ĐỒ BAO MÔMEN SAU KHI Đà HIỆU CHỈNH Xác định điẻm cắt lý thuyết: Điểm cắt lý thuyết l à điểm mà tại đó theo yêu cầu về uốn không cần cốt thép dài hơn. Để xác định điểm cắt lý thuyết ta chỉ cần vẽ biểu đồ mômen tính toán Mu và xác đinh điểm giao biểu đò ΦMu. Xác định điẻm cắt thực tế: +Từ điểm cắt ký thuyết kéo dài về phía momen nhỏ hơn một đoạn l1. Chiều dài này lấy giá trị lớn nhất trong giá trị sau: -Chiều cao hữu hiệu của tiết diện:d=h-ds=1500-125=1375 (mm). -15 lần đừong kính danh định=15x29=435 mm) -1/20lần chiều dài nhịp=1/20x2000=1000 (mm). Chọn l1=1375(mm). +Chiều dài phát triển lực ld:Chiều dài này không được nhỏ hơn tích sốchiều dài triển khai cốt thép cơ bản ldb với các hệ số điều chỉnh, đồng thời không nhỏ hơn 300(mm).Trong đó, ldb lấy giá trị lon nhat trong hai giá trị sau: L= = =957.78 (mm). L≥0.06xdbxfy=0.06x29x420=730.8 (mm). Chọn ldb=957.78 (mm). Trong đó:Ab là diện tích thanh 29 +Hệ số điều chỉnh làm tăng: ld=1.4 +Hệ số điều chỉnh làm giảm ld= = =0.8584 Với Act =66.44(cm2) là diện tích cần thiết khi tính toán. Att =77.4(cm2) là thực tế bố trí. Vậy ld=957.78x1.4x0.8584= 1151.02 (mm). Chọn ld=1155 (mm). Trên cơ sớ đó ta vẽ biểu đồ bao vật liệu như sau: BIỂU ĐỒ BAO VẬT LIỆU V.TÍNH TOÁN CHỐNG CẮT : Biểu thức kiểm toán:.Vn>Vu Vn:Sức kháng cắt danh định, được lấy bằng giá trị nhỏ hơn của:Vn=Vc+Vs Hoặc Vn=0.25xxbvxdv(N) Vc=0.083xβx Vs= Trong đó:+bv: Bề rộng bản bụng hữu hiệu, lấy bằng bề rộng bản bụng nhỏ nhất trong chiều cao dv,vậy bv=bw=20cm +dv: Chiều cao hữu hiệu +s(mm): Cự ly cốt thép đai +β: Hệ số chỉ khả năng của bêtông bị nứt chéo truyền lực kéo. +θ: Góc nghiêng của ứng suất nán chéo + β, θ:đựoc xác định bằng cách tra đồ thị và tra bảng. +α: Góc nghiêng của cốt thép ngang với trục dọc , α =900 +φ: Hệ só sức kháng cắt, với bêtông thường, φ=0.9. +Av: Di ện t ích c ốt th ép b ị c ắt trong c ự ly s (mm) +Vs: Khả năng chịu lực cắt của cốt thép(N) +Vc: Khả năng chịu lực cắt của bêtông(N). +Vu: Lực cắt tính toán. Bước 1:Xác định chiều cao chịu cắt hữu hiệu dv. dv=max{0.9de;0.72h;d-} Ta có bảng sau: Vị trí tính de(mm) a(mm) 0.9 de de-a/2 0.72h dv(mm) 12 thanh 1375 66.4 1237.5 1341.8 108 1341.8 10 thanh 1390 55.3 1251 1362.35 108 1162.35 8 thanh 1393.8 44.3 1254.42 1371.65 108 1371.65 6 thanh 1400 33.2 1260 1383.4 108 1383.4 Bước 2:Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt theo khả năng chịu lực của bêtông vùng nén . Xét mặt cắt cánh gối một đoạn dv, x ác định nội lực trên đường bao bằng phương pháp nội suy. Điều kiện kiểm tra là lực cắt Vu tại mỗi mặt cắt<sức kháng tính toán Vr tương ứng mặt cắt đó.Trong đó Vr= φxVn=φx(0.25f’cbvdv) Từ đó ta có bảng sau: dv (mm) Vu(KN) Mu(KNm) Vr(KNm) Kiểm tra 1341.8 486.89 838.45 1932.31 đạt 1362.35 485.72 851.29 1961.78 đạt 1371.65 485.19 857.1 1975.18 đạt 1383.4 484.52 864.44 1992.1 đạt Bước 3: Tính góc θ và hệ số β Ta có bảng tính ửng suất cắt v= (N/mm2),tỉ số ứng suất (phải<0.25). dv(mm) V(N/mm2) v/f’c 1341.8 2.016 0.063 1362.35 1.981 0.0619 1371.65 1.965 0.0614 1383.4 1.946 0.0608 Tại mỗi mặt cắt cách gối một đoạn dv tương ứng,giả sử góc nghiêng của ứng suât nén chính θ và tính biến dạng dọc trong cốt thép chịu uốn: Dùng các giá trị và xác định θ bằng cách tra bảng rồi so sánh với giá trị θ giả định. Nếu sai số lớn tính lại và lại xác định θ đến khi θ hội tụ thì dừng lại.Sau đó xác định hệ số biểu thị khả năng truyền lực kéo bêtông β *Trường hợp 1: dv=1341.8(mm); As=7740(mm2). Kết quả nội suy: Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 θ 45 30.4311 32.0841 31.8313 31.8678 1000* 0.5609 0.6714 0.6545 0.6570 0.6566 β 2.401 *Trường hợp 2: dv=1362.35 (mm); As=6450 (mm2). Kết quả nội suy: Kết quả nội suy: Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 θ 45 32.0748 33.6225 33.4313 32.0748 1000* 0.6727 0.7848 0.7675 0.6727 0.7848 β 2.336 *Trường hợp 3: dv=1371.65(mm); As=5160 (mm2). Kết quả nội suy: Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 θ 45 34.2326 35.4567 35.286 35.3092 1000* 0.8406 0.951 0.9356 0.9377 0.9378 β 2.237 *Trường hợp 4: dv=1383.4(mm); As=3870 (mm2). Kết quả nội suy: Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 θ 45 37.0991 38.0201 37.8967 37.9131 1000* 1.1203 1.2212 1.0276 1.2094 1.2092 β 2.085 Bước 4:Tính toán sức kháng cắt cần thiết của cố đai Vs Ta có: Vs=-Vc=-0.083 Với Vc là sức kháng danh định của bêtông. Ta có bảng sau: dv(mm) β i Vu(kN) Vc(N) Vs(N) 1341.8 2.401 486.84 302526.22 238462.67 1362.35 2.336 485.72 298844.05 240844.84 1371.65 2.237 485.19 288132.58 250967.42 1383.4 2.085 484.52 270855.03 267500.53 Bứơc 5: Tính bước cốt đai s(mm) Ta có :s.cotg Trong đó:Av:diện tích cốt đai trong cự li s(mm2) fy:là giới hạn chảy quy định của cốt thép đai(MPA) Chọn cốt thép đai số 10,d=9,5mm Diện tích mặt cắt ngang một thanh là: Av=2x71=142(mm2) Vậy ta có bảng sau: dv(mm) Av(mm2) Cotg(θ) Vs(N) Smax(mm) Chẵn S(cm) 1341.8 142 1.6085252 238462.67 539.800 30 1362.35 142 1.5038394 240844.84 499.677 30 1371.65 142 1.4118699 250967.42 460.212 30 1383.4 142 1.2839508 267500.03 396.013 30 -Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: Điều kiện kiểm tra : Av>Avmin Trong đó : Av=142(mm2) Avmin=0.083 Do đó ta có bảng sau: S(mm) Avmin(mm2) Kết luận 30 67.074 Tho¶ m·n 30 67.074 Tho¶ m·n 30 67.074 Tho¶ m·n 30 67.074 Tho¶ m·n -Kiểm tra khoảng cách tối đa của cốt thép đai: Điều kiện kiểm tra: +Nếu Vu<0.1 thì s0.8dv +Nếu Vu0.1 thì s0.4dv Vậy ta có bảng sau: Vu(kN) dv(mm) 0.8dv 0.4dv 0.1**bv*dv (N) S(mm) Kết luận 486.89 1341.8 1073.94 536.72 858752 300 §¹t 485.72 1362.35 1089.88 544.94 871904 300 §¹t 485.19 1371.65 1097.32 548.66 877856 300 §¹t 484.52 1383.4 1106.72 553.36 885376 300 §¹t Bước 6:Kiểm tra điều kiện cốt thép dọc không bị chảy dẻo dưới tác dụng của tổ hợp mômen, lực dọc và lực cắt. Điều kiện kiểm tra:Asfy Trong đó : Vs=:là khả năng chịu cắt của cốt thép đai. F= Vậy ta có bảng sau: Mu (kN.m) Vu(kN) dv(mm) As*fy (N) Cotg() Vs (N) F (N) Kết luận 838.45 486.89 1341.8 3250800 1.6085252 238462.67 121940 §¹t 851.29 485.72 1362.35 2709000 1.5028294 240849.84 1199652.73 §¹t 857.1 485.19 1371.65 2167500 14118699 250967.92 1183655.71 §¹t 864.44 484.52 1383.4 1625400 1.2839508 267500.53 1158828.65 §¹t Tóm lại: Cốt thép đai được bố trí như sau: *Từ gối đến vị trí gần nhất (vị trí 1) ta bố trí với bước cốt đai s=300(mm) *Từ vị trí cắt 1 đến vị trí cắt tiếp theo (vị trí 2) ta bố trí bước cốt đai s=300(mm) *Từ vị trí cắt 2 đến vị trí cắt tiếp theo (vị trí 3) ta bố trí bước cốt đai s=300(mm) *Từ vị trí cắt 3 đến giữa nhịp ta bố trí bước cốt đai s= 300(mm). VI:TÍNH TOÁN KIỂM TOÁN NỨT: Tại một mặt cắt bất kì thì tuỳ vào giá trị nội lực bêtông có thể bị nứt hay không.Vì thế để tính toán kiểm toán nứt ta kiểm tra xem mặt cắt có bị nứt hay không. Để tính toán xem mặt cắt có bị nưt hay không người ta coi phân bố ứng suất trên mặt cắt ngang là tuyến tính và ứng suất kéo fc của bêtông. Mặt cắt ngang tính toán 1800 350 TTH yt f'c fs 1500 186.25 30625 Bước 1: Kiểm tra tiết diện ở giữa dầm có bị nứt hay không. Điều kiện kiểm tra: fc0.8fr Trong đó: fc:ứng suất kéo của bêtông. fr=0.63:cường độ chịu kéo khi uốn của bêtông. Ta có: *Diện tích mặt cắt ngang:Ag=6411.25(cm2) *Xác định vị trí trục trung hoà: yt==101.58(cm) *Mômen quán tính của tiết diện nguyên: Ig=13691698.47(cm4) *Tính ưng suất kéo của bêtông: fc== =16.76(MPa) Ma:Mômen lớn nhất trong cấu kiện ở giai đoạn đang tính biến dạng(lấy theo trạng thái giới hạn sử dụng).Ma=2258.9(kN.m) Cườn độ chịu kéo khi uốn của bêtông: fr=0.63=0.63=3.564Mpa Ta thấy fc=16.76>0.8fr=2.85Mpa Vậy mặt cắt bị nứt. Bứoc 2: Kiểm tra bề rộng vết nứt. Điều kiện kiểm tra: fs<fsa Trong đó fsa là khả năng chịu kéo lớn nhất trong cốt thép ở trạng thái giới hạn sử dụng: fsa=min +dc: Chiều cao phần bêtông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng cho đên tâm thanh gần nhất,theo bố trí cốt thép dọc ta có dc=50(mm) +A:Diện tích phần bêtông có trọng tâm với cốt thép chịu kéo và đượcbao bởi Các mặt cắt ngang và đường thẳng song song với trục trung hoà chia số lượng thanh.Bằng cách tìm ngược và giải phương trình: ya= =12.5(cm) x=0(cm) Khi đó diện tích vngf bêtông có cùng trọng tâm với trọng tâm cốt thép chịu kéo là:dtA=350x250=87500 (mm2) A= = 7291.67(mm2) Z:Thông số bề rộng vết nứt,xét trong điều kiện bình thường Z=3000N/mm = =419.94 (Mpa) 0.6fy=0.6x420=252 (Mpa) fsa=252 (Mpa) Tính toán ứng suất sử dụng trong cốt thép -Tính diện tích tương đương của tiết diện khi bị nứt Es=2x105 E =0.043xγx=0.043x2500 x =30405.59 (Mpa) -Tỷ lệ môđun đàn hồi giữa cốt thép và bêtông: n= = =6.58 chọn n=7 -Xác định vị trí trục trung hoà dựa vào phương trình mômen tĩnh với trục trung hoà bằng không: S= S=18.625x(180-20)x=0 Giải ra được y=123.03(cm) -Tính ứng suất trong cốt thép :fs=n. Ma:Mômen tính toán ở trạng thái giới hạn sử dụng (Ma=1105.112kN.m) -Tính mômen quán tính của tiết diện khi đã bị nứt: Icr= Icr= +18.625x(180-20)x(150-123.03- )+ +=7765159.835(cm) fs=7x