Chương 4 : NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ CẦU DẦM BÊTÔNG CỐT THÉP THƯỜNG

Trong kết cấu nhịp cầu ôtô thường có các sơ đồ tính toán mặt cầu là : - Bản hẫng. - Bản hai cạnh ( bản một hướng - bản kiểu dầm ). - Bản bốn cạnh ( bản hai hướng ). - Bản mặt cầu của cầu không dầm ngang. A. Nguyên lý tính toán theo các sơ đồ nói trên : - Bản hẫng được tính theo sơ đồ công xon, lấy 1 mét chiều rộng bản theo phương dọc cầu để xét là chiều rộng của mặt cắt chịu lực, căn cứ vào đó để tính toán...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 4 : NGUYÊN LÝ THIẾT KẾ CẦU DẦM BÊTÔNG CỐT THÉP THƯỜNG Chöông 4 : NGUYEÂN LYÙ THIEÁT KEÁ CAÀU DAÀM BEÂTOÂNG COÁT THEÙP THÖÔØNG 4.1 XAÙC ÑÒNH NOÄI LÖÏC BAÛN : 4.1.1 Phaân tích caáu taïo choïn sô ñoà tính toaùn : Trong keát caáu nhòp caàu oâtoâ thöôøng coù caùc sô ñoà tính toaùn maët caàu laø : - Baûn haãng. - Baûn hai caïnh ( baûn moät höôùng - baûn kieåu daàm ). - Baûn boán caïnh ( baûn hai höôùng ). - Baûn maët caàu cuûa caàu khoâng daàm ngang. A. Nguyeân lyù tính toaùn theo caùc sô ñoà noùi treân : - Baûn haãng ñöôïc tính theo sô ñoà coâng xon, laáy 1 meùt chieàu roäng baûn theo phöông doïc caàu ñeå xeùt laø chieàu roäng cuûa maët caét chòu löïc, caên cöù vaøo ñoù ñeå tính toaùn vaø boá trí coát theùp cho taát caû caùc meùt daøi khaùc cuûa baûn theo doïc - Baûn hai caïnh thöôøng gaëp laø caùc baûn chæ töïa treân 2 daàm doïc ( khoâng coù daàm ngang ) hay baûn thöïc teá töïa treân boán caïnh ( 2 daàm doïc vaø 2 daàm ngang ) nhöng tyû soá chieàu daøi cuûa caùc caïnh lôùn hôn 2, coù nghóa laø baûn seõ chæ laøm vieäc chòu uoán vôùi nhòp tính toaùn ñöôïc laáy song song vôùi caïnh ngaén cuûa baûn ( trong caàu daàm giaûn ñôn thoâng thöôøng, nhòp naøy ño theo höôùng ngang caàu ). Ngöôøi ta coù theå theo sô ñoà tính toaùn qui öôùc laø daàm giaûn ñôn ñeå tính moâmen cuûa baûn vaøo caùc söôøn daàm. Ñeå tính toaùn löïc caét lôùn nhaát trong baûn thì laïi khoâng nhaân heä soá hieäu chænh, nhaèm thieân veà an toaøn. - Trong moät soá tröôøng hôïp caàu voøm, caàu daây xieân - daàm cöùng BTCT, coù theå gaëp loaïi baûn hai caïnh maø töïa leân daàm ngang chöù khoâng phaûi töïa leân daàm doïc. Khi ñoù nhòp tính toaùn cuûa baûn ñöôïc laáy theo höôùng doïc caàu chöù khoâng phaûi theo höôùng ngang caàu. - Baûn boán caïnh thöôøng gaëp ôû caùc caàu maët caét hình hoäp, coù theå coi laø baûn töïa treân hai söôøn daàm doïc vaø hai söôøn daàm ngang ( tyû soá chieàu daøi caùc caïnh nhoû hôn 2 ), seõ duøng caùc baûng tra ñöôïc laäp saün ñeå tính noäi löïc moät caùch rieâng reõ theo hai höôùng. - Baûn cuûa caàu khoâng daàm ngang seõ ñöôïc tính theo hai böôùc, tröôùc heát tính baûn chòu löïc cuïc boä theo sô ñoà baûn hai caïnh, sau ñoù tính noäi löïc baûn khi xeùt baûn laøm nhieäm vuï cuûa daàm ngang, caùc keát quaû tính toaùn seõ ñöôïc coäng laïi vôùi nhau ñeå laøm caên cöù tính duyeät maët caét vaø choïn coát theùp. B. Caùc yeâu caàu veà caáu taïo baûn maët caàu : - Chieàu daøy toái thieåu cuûa baûn maët caàu : Ñieàu 5.13.1 vaø trong phaàn 9 cuûa 22 TCN 272-05 chæ daãn caùc yeâu caàu veà baûn maët caàu. - Chieàu daøy toái thieåu cuûa baûn maët caàu BTCT qui ñònh ôû ñieàu 9.7.1.1 laø 175mm ( khoâng keå lôùp hao moøn ). - Khi choïn chieàu daøy baûn, phaûi theâm lôùp hao moøn 15mm. - Ñoái vôùi baûn haãng cuûa daàm ngoaøi cuøng, do phaûi thieát keá chòu taûi troïng va chaïm vaøo raøo chaén neân chieàu daøy baûn phaûi taêng theâm 25mm ( chieàu daøy toái thieåu ôû muùt haãng baèng 200mm ) ( Ñieàu 13.7.3.5.1 ). - Chieàu daøy toái thieåu cuûa baûn coøn choïn theo tyû leä vôùi chieàu daøi nhòp tính toaùn cuûa baûn ñeå ñaûm baûo yeâu caàu veà ñoä cöùng qui ñònh ôû Ñieàu 2.5.2.6.3-1 : S + 3000 hmin = (mm) (4.1) 30 trong ñoù S laø khaåu ñoä nhòp cuûa baûn. + Rieâng ñoái vôùi caùc daàm hoäp vaø daàm chöõ T, BTCT ñuùc taïi choã, yeâu caàu chieàu daøy baûn caùnh treân ( baûn maët caàu ) phaûi lôùn hôn 1/20 laàn khoaûng caùch giöõa caùc naùch daàm hoaëc caùc söôøn daàm. C. Sô ñoà tính toaùn : - Xeùt caùc daûi baûn keâ treân caùc caáu kieän ñôõ. Caùc caáu kieän ñôõ laø daàm chuû hay caùc daàm ngang. Nhòp cuûa daûi baûn ñöôïc coi laø song song vôùi höôùng chính ( höôùng coù khoaûng caùch caùc goái ñôõ ngaén hôn ). Caùc baûn haãng, chieàu daøi haãng ñöôïc tính töø tim söôøn daàm bieân ñeán muùt haãng. - Caùc daûi baûn coù theå tính theo hai sô ñoà : sô ñoà baûn haãng, sô ñoà baûn kieåu daàm lieân tuïc keâ treân caùc daàm chuû. - Trong thöïc teá, baûn maët caàu ñöôïc keâ treân caû daàm chuû vaø caùc daàm ngang. Khi khoaûng caùch giöõa caùc daàm ngang lôùn hôn 1,5 laàn khoaûng caùch giöõa caùc daàm chuû thì höôùng chòu löïc chính cuûa baûn seõ theo phöông ngang caàu. Daûi baûn töông ñöông seõ ñöôïc coi ngaøm taïi hai daàm chuû vaø chòu toaøn boä löïc. Neáu tyû leä treân nhoû hôn 1,5 thì phaûi xeùt moâ hình baûn giao nhau. - Löïc taùc duïng leân caùc sô ñoà tuyø thuoäc vaøo caáu taïo. Hình 4.1 Caùc sô ñoà tính toaùn baûn maët caàu 4.1.2 Nguyeân taéc tính toaùn : A. Phöông phaùp phaân tích veà noäi löïc : - Phöông phaùp kinh nghieäm theo Ñieàu 9.7.2 noäi dung chính qui ñònh chi tieát veà kích thöôùc caáu taïo, soá lôùp coát theùp, soá löôïng coát theùp toái thieåu, caáp coát theùp ... Sau khi caùc yeâu caàu caáu taïo thoûa maõn coù theå khoâng caàn tính toaùn. - Phöông phaùp truyeàn thoáng ( Ñieàu 9.7.3) : qui ñònh chieàu daøy, lôùp coát theùp ... tính löôïng coát theùp chính ñeå chòu moâmen sau ñoù quy ñònh phaân boá coát theùp theo höôùng phuï vuoâng goùc vôùi höôùng chính. - Phöông phaùp chính xaùc : Coù theå aùp duïng phöông phaùp phaàn töû höõu haïn ñeå tính baûn maët caàu. Ngaøy nay caùch tính toaùn naøy caøng thoâng duïng vì coù saün caùc chöông trình maùy tính nhö SAP, MIDAS, STAAD PRO ... - Phöông phaùp gaàn ñuùng ( caùc kyõ sö thöôøng duøng, coù theå deã daøng aùp duïng ). Trong noäi dung saùch naøy, sau ñaây seõ B. Thieát keá baûn theo phöông phaùp gaàn ñuùng : Coù theå söû duïng phöông phaùp phaân tích gaàn ñuùng ñeå thieát keá baûn maët caàu BTCT ñuùc beâtoâng taïi choã vaø ñuùc lieàn khoái ( Ñieàu 4.6.2.1.6 ). Moâ hình tính : coi maët caàu nhö caùc daûi baûn vuoâng goùc vôùi caùc caáu kieän keâ ñôõ. Khi tính toaùn hieäu öùng löïc trong baûn, phaân tích moät daûi roäng 1m theo chieàu ngang caàu. Caùc caáu kieän keâ ñöôïc giaû thieát laø cöùng tuyeät ñoái. Coù hai sô ñoà t ...