§å ¸n Tèt NghiÖp
GVHD : Th.S Ph¹m V¨n Th¸i

ThuyÕt Minh
ThiÕt KÕ Kü thuËt

PHÇn iI:
thiÕt kÕ kü thuËt

SVTH : NguyÔn Quang H-ng
MSV:091351

72

Líp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

Ch-ơng I :
Tính toán bản mặt cầu
+Chiều dài tính toán: L = 33m
+Khổ cầu:

B=(8 + 2x1.0)m

+Tải trọng: đoàn xe HL93, ng-ời đi bộ: 300kg/m2

+Quy trình thiết kế BGTVT 22 TCN 272-05.
+Tiêu chuẩn thiết kế đ-ờng ôtô TCVN4054-05.
Vật liệu :
+C-ờng độ bêtông 28 ngày tuổi f c' 50MPa .
+C-ờng độ thép th-ờng Fy

400MPa .

I .Ph-ơng pháp tính toán nội lực bản mặt cầu.
-áp dụng ph-ơng pháp tính toán gần đúng theo TCN 4.6.2( điều 4.6.2 của
22TCN272-05) . Mặt cầu có thể phân tích nh- một dầm liên tục trên các gối là
các dầm.
II. Xác định nội lực bản mặt cầu
Sơ đồ tính và vị trí tính nội lực:
Bản mặt cầu làm việc theo hai giai đoạn.
- Giai đoạn một : Khi ch-a nối bản , bản làm việc nh- một dầm cống son
ngàm ở s-ờn dầm
- Giai đoạn hai : Sau khi nối bản, bản đ-ợc nối bằng mối nối -ớt, đổ trực
tiếp với dầm ngang.
1150
50

1050

50

30

30


30

230

230

230

230

86.5

30

170

20

A

115
a

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

b

A


c

73

d

115
e

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

200

200

2000

1700

1200

200


200

250 200

200

600

1.Xác định chiều rộng bản cánh hữu hiệu:
-Tổng chiều dài một dầm là 33 m , để hai đầu dầm mỗi bên 0.3m để kê
len gối . Nh- vậy chiều dài tính toán của nhịp cầu là: 32.4m.
Đối với dầm giữa :
*Bề rộng bản cánh hữu hiệu có thẻ lấy giá trị nhỏ nhất của :
+ 1/4 chiều dài nhịp =32400/4 =8100mm
+ 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản
bụng dầm hoặc 1/2 bề rộng bản cánh trên của dầm
=12 x 200 + max

2000 / 2
200

=3400mm

+ Khoảng cách trung bình giữa các dầm kề nhau = 2300 mm.
*Đối với dầm biên :
Bề rộng cánh dầm hữu hiệu có thể lấyđ-ợc bằng ẵ bề rộng hữu hiệu của
dầm kề trong (=2300/2 =1150) cộng trị số nhỏ nhất của :
+ 1/8 chiều dàI nhịp hữu hiệu = 32400/8 = 4050mm
+ 6 lần trung bình chiều dầy của bản cộng số lớn hơn giữa 1/2 độ dầy
bản bụng hoặc bề dầy bản cánh trên của dầm chính :

= 6 x 200 + max
+Bề rộng phần hẫng = 1150 mm

200 / 2
2000 / 4

= 1700

be = 1150 + 1150 = 2300 mm.

Kết luận bề rộng cánh hữu hiện:

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

74

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

Dầm giữa ( bi)

2300 mm


Dầm biên (be)

2300 mm

a-Xác định tĩnh tải cho 1 mm chiều rộng của bản
1 -Trọng l-ợng bản mặt cầu :
Ws=Hb x

c

= 200 x 2.4x10 -5 =480 x10-5 N/mm

2-Trọng l-ợng lớp phủ:
-Lớp phủ mặt cầu :
+ Bê tông Asphalt dày 5cm trọng,l-ợng riêng là 22,5 KN/m3.
+ Bê tông bảo vệ dày 3cm trọng,l-ợng riêng là 24 KN/m3.
+ Lớp phòng n-ớc Raccon#7(không tính)
+ Lớp tạo phẳng dày 3 cm,trọng l-ợng riêng là 24 KN/m3.
Bề dày

TL riêng

Khối l-ợng

(m)

(KN/m3)

(KN/m2)


BT Asfalt

0,05

22,5

1,12

BT bảo vệ

0,03

24

0,72

Lớp tạo phẳng

0,03

24

0,72

Tên lớp

Tĩnh tải rải đều của lớp phủ tính cho 1mm cầu là:
WDW

1,12 0,72 0,72 2,56(KN/m)


3 -Trọng l-ợng lan can :
Pb=(( 865x180+(500-180)x75+50x255+535x50/2+(500-230)x255/2))x2.4x10-5
=240250 x 2.4 x 10-5=576600x10-5=5.766N/mm
180

865

150
270

500

75

255

50

cấu tạo lan can
SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

75

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái


Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

b- Tính nội lực bản mặt cầu
1- Nội lực do tĩnh tải
( Nội lực tính cho dải bản ngang có chiều rộng là 1 mm)
1.1. Nội lực do bản mặt cầu Ws (tác dụng lên sơ đồ hẫng):
Sơ đồ:
S=2300mm , Ws

480x10 5 N / mm
Ws

200
204

(300)

960

190

2300/2

R200 = Ws x
M 200

s
2300

=480 x10-5 x
=5.52 N/mm.
2
2

s s
2300 2300
=-3174 N/mm.
Ws x x =-480 x10-5 x
x
2
4
2 4

M204 = -Ws x190x
M300 = M 200

190
190
=480 x10-5 x190x
=-86.64 N/mm.
2
2

s s
Ws x x =-3174 N/mm.
2 4

1.2. Nội lực do lan can
Tải trọng lan can coi nh- một lực tập trung có giá trị Pb


5.766N / mm đặt

tại trọng tâm của lan can .Xếp tải lên đah để tìm tung độ đah t-ơng ứng .Tra
bảng với: L1 1150 150 1000mm .
Pb=5.766 N/mm

150

200

1000
1150

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

300

2300

400

2300

76

Lớp : XD 903



Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

R200 = Pb x (tung độ đah)
R200 = Pb(1+1.270L1/S)
=576600x10-5x(1+1.127x1000/2300)=8.591N/mm
M200 = Pb x (tung độ đah)x L1
M200-b =Pb(-1xL1)
=576600x10-5x(-1x1000)=-5760.23 N mm/mm
M204 = Pb x (tung độ đah)x L1
M204 =Pb(-0.4920xL1)
=576600x10-5x(-0.4920x1000)=- 2836.87 mm/mm
M300 = Pb x (tung độ đah)x L1
M300 =Pb(0.27xL1)
=576600x10-5x(0.27x1000)=1556.82 N mm/mm
S/2

S

200

205

S

300


305

S

400

405

S

500

S/2

600

204

Đah R200
1

Plancan
Đah M204
Diện tích
phần hẫng

Đah M300

S/2


Đah M200

1.3. Nội lực do lớp phủ WDW
Sơ đồ :
WDW

256x10 5 N / mm2

Dùng bảng tra với : L2 1150 500 650mm .

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

77

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái
500

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

Wdw
200

1150


300

400

2300

2300

500

2300

600

2300

1150

R200 = WDW((diện tích đah đoạn hẫng )L2+(Diên tích đah không hẫng)S )
R200 = WDW ((1+0.635x

L2
)x L2+0.3928xS)
S

=256x10-5 x ((1+0.635x650/2300)x650+0.3928x2300)=4.27 N/mm
M200 = WDW((diện tích đah đoạn hẫng )x L22
M200-DW = WDW(-0.5) x L22
=256x10-5x(-0.5)x6502=- 540.8 N mm/mm
M204 = WDW x[(diện tích đah đoạn hẫng)x L22 +( diện tích đah không hẫng)x S 2 ]

M204 = WDW[(-0.246)x L22 +(0.0772)x S 2 )
=256x10-5x[(-0.246)x6502+(0.0772)x23002]=779.39 N mm/mm
M300 = WDWx[(diện tích đah đoạn hẫng)x L22 +(diện tích đah không hẫng)x S 2 ]
M300 = WDWx[(0.135)x L22 +(-0.1071)x S 2 )
=256x10-5x[(0.135)x650 2 +(-0.1071)x2300 2 ]=- 1304.37 N mm/mm
2- Nội lực do hoạt tải
Nội lực tính cho dải bản trong( nằm giữa 2 s-ờn dầm )
2.1 Mômen d-ơng lớn nhất do hoạt tải bánh xe:
+ Với các nhịp bằng nhau ( S = 2300) mômen d-ơng lớn nhát gần đúng tại
điểm 204 ( 0.4 x S của nhịp b-c)
+ Chiều rộng của dải bản khi tính M+ là:
Sw+ = 660 + 0.55S =660+0.55x2300=1925mm
+ Chất tải một làn xe

hệ số làn xe : m=1.2.

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

78

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật


2.1.1 Tr-ờng hợp khi xếp 1 làn xe :
1800
W
200

W=72.5KN
205

300

305

400

405

500

600

204

S/2

S

S

S


S/2

S

Đah M204

y2
y1

0.4S

Tra đah M204 có :
y204 = 0.204
y302 = - 0.0254
Chiều rộng làm việc của dải bản : Sw+ =1925mm.
Chất tải 1 làn xe

hệ số làn xe : m=1.2

M204 = 1.2x(0.204 0.0254)x2300x72.5 x103/1925 =18565.12 N mm/mm
2.1.2 Tr-ờng hợp khi xếp 2 làn xe:
Chất tải 2 làn xe

hệ số làn xe :m=1.
1800

1800

W
200


W

205
204

S/2

300

W=72.5KN
305

S

400

S

y2

405

S

500

600

S


S/2

y3
y4

y1

0.4S

Tra đah M204 có :
Y204= 0.204
y302 =- 0.0254
y404 = 0.0086
y502 =-0.002
SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

79

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

M204 = 1x(0.204 0.0254+0.0086-0.002)x2300x72.5 x103/1925

=16120.61 mm/mm
M 204

LL

max( M 204

LL 1

, M 204

LL 2

)

M 204

LL

18565.12Nmm / mm

Vậy kết quả lấy 1 làn xe.
2.2 Mômen âm lớn nhất do hoạt tải bánh xe.
+Thông th-ờng mômen âm lớn nhất đạt tại gối C ( điểm 300)
+ Chiều rộng dải bản khi tính mômen âm là S-W
S-W=1220 + 0.25S = 1220+0.25x2300 = 1795
+ Chất tải một làn xe bất lợi hơn

hệ số làn xe : m= 1.2.


2.2.1 Tr-ờng hợp khi xếp 1 làn xe ( đah M300 có tung dọ lớn nhất tại 206)
1800
W
200

W=72.5KN

205

300

305

400

405

500

600

204

S/2

S

S

y1


S

S

S/2

Đah M300

y2

Tra đah M300 có :
y206 = - 0.1025
y304 = - 0.0788
M300 = - 1.2x(0.1025+0.0788)x2300x72.5 x103/1795
= - 20210.65N mm/mm

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

80

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật


2.3 Mômen bản hẫng tại tiết diện 200:
Sơ đồ :
300

W=72.5KN
500

X

L=S/2

S

S

1800
W

W=72.5KN
200

205

300

305

400


405

500

600

204

S/2

S/2

S

S

S

S/2

S

Đah M200

y1

X = (L Bc 300) > 0
Thay s: X = (1150 500 300) =350 > 0
Chiều rộng làm việc của dải bản :
SW0 = 1140+0.833 X=1140+0.833 x 350 = 1431.55mm

Xếp 1 làn xe hệ số làn : m=1.2 .
M200-LL = -1.2x14.6x103x350/1431.55 =-4283.46N mm/mm
Với y1=0.2mm
* Phn lc do hot ti trờn bn hng:
- S :
1800
W

W=72.5KN
200

205

300

305

400

405

500

600

204

S/2

S


S

S

S

S/2

Đah R200
y1

1

y2

R200 = m*(y1v + y2v )*(W/ SWo)
= 1.2*(1.1905+0.2971)* 72.5*103/1431.55= 90.41 N

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

81

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái


Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

3- Tổ hợp tải trọng :
Công thức tổng quát do hiệu ứng tải trọng gây ra :
RU

.

i

.Qi .

3.1 Theo TTGHCĐ1:
Trong đó :
0.95 ,

Do ú:

1.25 ,

DC

DW

1 .5 ,

1.75 , IM

LL


25% .

I=0.95(0.95)(1.05)=0.95.

Trong ú:
MWo, QWo l mụmen v lc ct do trng lng bn hng
MPb, QPb l mụmen v lc ct do trng lng lan can
MwDW, QwDW l mụmen v lc ct do trng lng lp ph
Mw, Qw l mụmen v lc ct do hot ti bỏnh xe
(1+IM) l h s xung kớch = 1.25
p1

l h s vt ti cho ni lc do tnh ti khụng k lp ph

p2

l h s vt ti cho ni lc do tnh ti do lp ph

Chỳ ý:
+ Nu ni lc do tnh ti v hot ti cựng du thỡ
+ Nu ni lc do tnh ti v hot ti trỏi du thỡ

p1
p1

= 1.25,

= 0.9,


p2

= 1.5

= 0.65

p2

Mômen âm tại gối 200:
M 200

x[1.25x(M 200

WS

M 200 b ) 1.5xM 200

DW

1.75x(1 IM ) xM 200

LL

]

=0.95x[1.25(-3174-5760.23)+1.5x(-540.8)+1.75x(1+0.25)x(-4283.46)]
=-20220.62/mm=-20.220KNm/m.
Mômen d-ơng tại vị trí 204:
Do trọng l-ợng bản thân của bản và trọng l-ợng lan can gây ra mômen âm
làm giảm hiệu ứng bất lợi của mômen d-ơng tại vị trí 204 nên lấy với hệ số 0.9.

M 204

x[0.9 x(M 204

WS

M 204 b ) 1.5xM 204

DW

1.75x(1 IM ) xM 204

LL

]

= 0.95[0.9x(-86.64-2836.87)+1.5x779.39+1.75x(1+0.25)x18565.12]
=39969.61 mm/mm=39.969KNm/m.

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

82

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái


Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

Mômen âm tại vị trí 300:
Do trọng l-ợng lan can gây ra mômen d-ơng làm giảm hiệu ứng bất lợi
của mômen âm tại vị trí 300 nên lấy với hệ số 0.9.
M 300

.[1.25xM300

WS

0.9 xM300

b

1.5xM300

DW

1.75x(1 IM ) xM300

LL

]

= 0.95[1.25x(-3174) + 0.9x(1556.82) + 1.5x(-1304.37) + 1.75x1.25x(-20210.65)]
= - 46297.02 N mm/mm=-46.297/m.
3.2 Theo TTGHSD1:
1,


i

1 ( cả tĩnh tải và hoạt tải ) , IM

25% .

M200 =-3174-5760.23-540.8+1.25x(-4283.46)=-14792.68 Nmm/mm.
M204 = -86.64-2836.87+779.39+1.25x18565.12=21062.28N mm/mm
M300 = -3174+1556.82-1304.37-1.25x20210.65 = -28184.86 N mm/mm
Bảng tổng hợp nội lực
TTGH CĐ1

TTGH SD1

M(KN.m/m)

M(KN.m/m)

200

-20.220

-14.792

204

39.969

21.062


300

-46.297

-28.184

Tiết diện

4- Tính cốt thép và kiểm tra:

200

25

d âm

dd-ơng

60

15

Sơ đồ :

Chiều cao có hiệu lực của bản mặt cầu
Chiều dầy bản Hb = 200 mm , lớp bảo vệ = 15 mm

hf = 200-15 = 185 mm


Sơ bộ chọn dd-ơng =d = hf = 185 25-16/2 = 152 mm
dâm= d, =hf = 185 45-16/2 = 132mm
bêtông có fc = 50 MPa , cốt thép có fy = 400 MPa.
SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

83

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

4.1 Sơ bộ chọn diện tích cốt thép:
As = M204 / 330d = 39969/(330x152) = 0.79mm2/mm=7.9cm2/1m.
AS = M300 / 330d = 46297/ (330 x 132) =1.06mm2/ mm=10.6cm2/1m.
Sơ bộ chọn : 6 16

As

12.05 cm2/1m.

7 14 - AS/ =10.77 cm2/1m

+ Kiểm tra hàm l-ợng cốt thép tối đa với mômen d-ơng:
a = AS . fy / 0.85.fc.b


0.35d ( với b = 1 mm )

a = 1.205 x 400 / 0.85x 50 x 1 = 11.34 0.35 x 152 =53.2 ( đạt )
+ Kiểm tra hàm l-ợng cốt thép tối thiểu với mômen d-ơng:
= AS / b.d

0.03 fc/ fy = 1.205/152 = 5.1x10-3

3.75 .10-3 (đạt)

+ Kiểm tra hàm l-ợng cốt thép tối đa với mômen âm:
a = 1.077x 400 / 0.85x 50 x 1 =10.13 0.35 x 132 =42.24 ( đạt )
+ Kiểm tra hàm l-ợng cốt thép tối thiểu với mômen âm:
= 1.077/132 = 8.1x10-3

3.75 .10-3 (đạt)

4.2 kiểm tra c-ờng độ theo mômen:
+ Theo mômen d-ơng :
Mn = As .fy(d a /2) = 0.9 x 1.205x 400 x(152 15.7/2)
=62532.27Nmm/mm
Mn

Mu =39969 Nmm/mm ( đạt)=M204+

+ Theo mômen âm:
Mn = 0.9 x1.077*400 x (132 18.9/2) =47515.086N mm/mm
Mn


Mu =46297 Nmm/mm( đạt)

4.3 Kiểm tra nứt :
+ ứng suất kéo fS

fSa = Z/(dc.. A)1/3

0.6 fy = 240 MPa

Trong đó
+Z:thông số bảo vệ nứt = 23000 N/mm
+dc khoảng cách từ thớ chịu kéo xa nhất đến tim thanh gần nhất

50 mm

+A : Diện tích có hiệu của bê tông chịu kéo có trọng tâm trùng trọng tâm
cốt thép
SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

84

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật


+ Để tính ứng suất kéo fS trong cốt thép ta ding mômen trong trạng thái
GHSD là M với = 1
M = MDC + MDW + 1.25 MLL + MPL ( theo TTSD1)
-Các hệ số 1 2 = 1)
-Môđun đàn hồi của bêtông:
Ec = 0.043
c

c

1.5

f 'c

= 2400 kg/ m3

fc = 50 MPa
Ec = 35744 MPa
ES = 200 000 MPa
n= ES / Ec = 6
a Theo mômen d-ơng :

hf

d

A's

d'


x

Mụmen dng trong trng thỏi gii hn s dng ti v trớ 204

dc

As
b = 1 mm

Ta giả thiết x d , dc = 45 mm , d = 45 mm , d+ = 152 mm, hf = 175
Ta có :
0,5bx2 = n AS(d x) + n AS (d x )
0,5 bx2 = 6 . 1.077(45 x ) + 6 . 1.205(152 x )
0,5 bx2 = 213.3 4.74x + 720.48 4.74x
Giải ph-ơng trình ta có : x = 34.7< d=45
Ta có :
ICT = bx3/3 + nAS (d x)2 + nAS(d x)2
ICT = 34.73/3 + 6.1.077(45 34.7)2 + 6.1.205(152- 34.7)2
ICT = 141947.14 mm4
Vậy ta có :
fS = n.

M
21062
x(152-34.7) = 104.5 MPa
. y = 6x
141947.14
I


Kết luận: fS < fSa =0.6 fy = 240 MPa đạt

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

85

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

b Theo mômen âm :
0,5bx2 = n AS(d x) + n AS (d x )
0,5 bx2 = 6 . 1.205(45 x ) + 6 . 1.077(132 x )
0,5 bx2 = 325.35 7.23x + 954.36 7.23x
Giải ph-ơng trình ta có : x = 38.1< d=45
ICT = 38.13/3 + 6.1.205(45 38.1)2 + 6.1.205(152- 38.1)2
ICT = 82528.09mm4
Vậy ta có :
fS = n.

M
28184
x(140-38.1) = 208.7 MPa
. y = 6x

82528.09
I

Kết luận: fS < fSa = 0.6 fy = 240 MPa đạt
4.4 Bố trí cốt thép bản:
+ Cốt thép chịu mômen + là : 1.205mm2/mm = 12.05cm2/1m
chọn cốt thép 6 16, @ 170
+ Cốt thép chịu mômen - là : 1.077 mm2/mm = 1.077cm2/1m,
chọn cốt thép 6 16, @ 170
Vy, i vi ct thộp ngang phớa di chu mụmen dng, dựng6 16 @ 170mm
i vi ct thộp ngang bờn trờn chu mụmen õm, dựng 6 16 @170mm.
i vi ct thộp dc bờn di, dựng7

14 @150mm,

i vi ct dc trờn, dựng 7 14@150mm,
ta có sơ đồ bố trí thép :
mặt cắt i-i
tl 1/20

14

10

16

200

8
190


40

9

16

170

1

14

2

2

60

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

86

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái


Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

TNH TON DM CH
TIT DIN NGUYấN CNG SAU
mặt cắt ngang cầu
1
2 mặt

1
2 mặt

cắt ?A
GI NH?P

cắt gối

1150
50

1050

50
50

50

230

230


230

230

86.5

50

170

20

A
50

115
a

b

A

c

d

115
e


16500
L/2

1700

GốI

1500 1000

200

600

300

1500 1000

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

87

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật


MC L/2
2300

200

600

1700

1500

MC GốI
2300

600

I Tính Nội Lực
1. Tĩnh tải cho 1 dầm
1. 1 Tĩnh tải giai đoạn 1 ( g1)

200

2000

200

200

250


200

1700

200

600

Mặt cắt MC105 ( Ch-a nối bản)
Diện tích dầm chủ đ-ợc xác định nh- sau:
+ MC105:
A105 =(2*0.2)+2[(0.6+0.2)*0.2/2]+0.85*0.2+0.6*0.25
A105 = 0.88 m2
+ MC100:
A100 =( 2300-500)*200+600*1500
SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

88

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật


A100 = 1.26m2
g1=[A105(L-2(L1+L2))+A100*2L1+(A105+A100)/2*2L2]* c/L
(vi c=24KN)
+ g1 = A105(33-2(1.5+1))+ A100x2x1.5+1/2(A105 +A100)x2x1 x c /33
g1= 0.88(33-2(1.5+1))+1.26x2x1.5+1/2(0.88+1.26)x2x1 x24/33
g1=22.22KN/m
1. 2. Tĩnh tải giai đoạn 2 ( g2)
1.trọng l-ợng mối nối bản :
gmn =bmn xhbx c =0.3x0.2x24=1.44 Kn/m.
2. do dầm ngang :
gdn =(s-b n)*(h - hb h1 ) *bn

c

x1/ l1

=(2.3-0.2)x(1.7-0.2-0.25)x0.2x24/8.1.=1.55 Kn/m
Với bn =200mm,l=L-2 l =33000-2x300=32400mm
l1 :khoảng cách các dầm ngang :chọn 5 dầm ngang /nhịp
l1 =l/4=8100mm
3. do cột lan can :
glc =plc x2/n =5.766x2/5=2.306 Kn/m
Vi

Plc=5.766KN/m.
n=5: s dm

4. do lớp phủ :
-lớp phủ mặt cầu:
+ Bê tông Asphalt dày 5cm trọng,l-ợng riêng là 22,5 KN/m3.

+ Bê tông bảo vệ dày 3cm trọng,l-ợng riêng là 24 KN/m3.
+ Lớp phòng n-ớc Raccon#7(không tính)
+ Lớp tạo phẳng dày 3 cm,trọng l-ợng riêng là 24 KN/m3.
Tên lớp

Bề dày

TL riêng

Khối l-ợng

(m)

(KN/m3)

(KN/m2)

BT Asfalt

0,05

22,5

1,12

BT bảo vệ

0,03

24


0,72

Lớp tạo phẳng

0,03

24

0,72

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

89

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

Tĩnh tải rải đều của lớp phủ tính cho 1mm cầu là:
g lp

1,12 0,72 0,72


2,56(KN/m)

kí hiệu : g2a = gmn + gdn + glc =2.44+1.55+2.306=6.296Kn/m
g2b = glp =2.56 Kn/m
Tĩnh tải giai đoạn 2: g2 = g2a + g2b =8.796Kn/m
2. Vẽ đah mômen và lực cắt :
w

(l

x)
2

*x

32400

x
l/8

l/4 3l/8 l/2

dah m
x
+

x*(l-x)/l

x/l
-


dah q
x
+

(l-x)/l
w
w

x2
2l
(l

x) 2
2l

3.Nội lực do tĩnh tải (không hệ số):
Công thức :NLựC =g*w ,với g là tĩnh tảI phân bố đều ,w là tổng diện tích dah
Lập bảng nội lực tĩnh tải (không hệ số):

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

90

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái


Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

Lc ct

Mụmen

Mặt
cắt

Mt ct

Vi trớ X

M

+

-



100

0

0

16.2


0

16.2

101

L/8

57.4

12.04

0.25

11.79

102

L/4

98.4

9.11

1.01

8.1

103


3L/8

123.01

6.32

2.27

4.05

105

L/2

131.2

4.05

4.05

0

tĩnh tải
G1

G2a

Mômen
Glp


Wm

Gối

22.22 6.296 2.56

L/8
L/4

M1

M2a
0

Mlp
0

0

0

w
16.2

w
16.2

v1


v2a

vlp

359.964

102 41.47

22.22 6.296 2.56 57.4

1275.43 361.39 146.944 0.25 12.04 11.79 261.974

74.23 30.18

22.22 6.296 2.56 98.4

2186.45 619.53 251.904 1.01 9.11

8.1

179.982 50.998 20.74

3L/8 22.22 6.296 2.56 123.01 2733.28 774.47 314.906 2.27 6.32

4.05

89.991 25.499 10.37

22.22 6.296 2.56 131.2 2915.26 826.04 335.872 4.05 4.05


0

0

0

II.Tính hệ số phân phối mômen và lực cắt :
+Tính đặc tr-ng hình học tiết diện dầm chủ :
Tiết diện tính toán :

bv

yt

bv

hv

eg

hf

ts

b

h

yd


bw

hd

25 20

L/2

0

Lực cắt

b1

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

91

Lớp : XD 903

0


§å ¸n Tèt NghiÖp
GVHD : Th.S Ph¹m V¨n Th¸i

1
*l
4


ThuyÕt Minh
ThiÕt KÕ Kü thuËt

32400
8100mm
4

b=min 12 ts + bw=12x(200-15)+200=2420mm

s=2300mm

s=2300mm)
h= Hd -15=1700-15=1685mm
Hf =

(b bw ) * t s bv * hv
(b bw )

(b1 bw ) * h1

H® =

(2300 200) *185 200 * 2000
(2300 200)

1
2

(b1 bw) * h2


(600 200) * 250 (600 200) *

(b1 bw )

Ag= (b bw ) * h f

204.04mm

200
2

(600 200)

h * bw

350mm

(b1 bw ) * hd

=(2300-200)*204.04+1685*200+(600-200)*350=905484 mm2 .
S® =( (b bw ) * h f * (h

hf
2

) bw *

=(2300-200)*204.04*(1685-


h2
2

(b1 bw ) *

(hd )
2

2

16852
204.04
)+200*
+(6002
2

3502
200)*
=986704102.3 mm3
2

Yd =

Sd
Ag

1089.69 mm ;Ytr =h- Yd =595.31mm, eg= Ytr -

ts
=610.312


(200 15)
=502.8mm
2

Ig= (b- bw )*

( h f )3
12

=(2300-200)

(b bw )h f ( ytr

hf
2

)

2

h3
bw
bwh( yd
12

h 2
(hd )3
) (b1 bw )
(b1 bw )( yd

2
12

hd 2
)
2

16853
204.043
+(2300-200)*204.04*(595.31-204.04/2) 2 +200x
+
12
12

+200x1685x(1089.69-

1685 2
350 2
3503
) +(600-200)
+(600-200)(1089.69)
2
12
2

=2.07842x10 11 mm 4 .

SVTH : NguyÔn Quang H-ng
MSV:091351


92

Líp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

2.Tính hệ số phân phối mômen :

dầm ngoài

S

dầm ngoài

dầm trong

2.1.Tính hệ số phân phối mômen cho dầm trong (theo ph-ơng pháp gần
đúng):
a.Tr-ờng hợp 1 làn xe :
mg MSI

0.06 (

S 0.4 S 0.3 K g 0.1
) ( ) ( 3)

4300
L
Lt s

Trong đó: - S :khoảng cách giữa 2 dầm chủ=2300mm
-L :chiều dài tính toán của nhịp=32400mm
-t s :chiều dày tính toán của bản mặt cầu=185mm.
Kg

n=

n( I g

Eb
Ed

Aeg2 )

1

- Eb :Môđun đàn hồi của vật liệu làm dầm.
- E d :Môđun đàn hồi của vật liệu làm bản mặt cầu.
- I g :Mômen quán tính của dầm không liên hợp
- eg :khoảng cách giữa trọng tâm dầm và trọng tâm bản mặt cầu.
-A:Diện tích dầm chủ.
Thay vào :
K g =1x(2.07842x10 11 +502.8 2 x905484)=4.3675x10 11
mg SIM =0.439
b.Tr-ờng hợp 2 làn xe :
mg MI

M =0.075+ (

S 0.6 S 0.2 Kg 0.1
) ( ) ( 3 ) =0.627
2900
L
Lt s

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

93

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

2.2.Tính hệ số phân phối mômen cho dầm ngoài:
a.Tr-ờng hợp xếp 1 làn xe (tính theo ph-ơng pháp đòn bẩy):
600

1800

500


850

1150

2300

dahal

dc
1

y1

Ta tính đ-ợc :y 1 =0.58
y 2 =0
mg SE
M =m L (

Y1 Y2
) =0.35 ,m L =1.2.
2

b.Tr-ờng hợp xếp 2 làn xe :
MI
mg ME
M =e*mg M . Với e =0.77+

Với d c =-100 ,suy ra :e =0.77-

dc

2800

100
2800

0.734

mg ME
M =0.734x0.627=0.46
Ta có bảng tổng hợp nh- sau :
Xếp tải

Dầm trong Dầm ngoài

1 làn xe

0.439

0.35

2 làn xe

0.627

0.665

Kết luận :Hệ số phân phối mômen khống chế lấy :0.627
3.Hệ số phân phối lực cắt :
3.1.Tính hệ số phân phối lực cắt cho dầm trong :
a.Tr-ờng hợp xếp 1 làn xe :

mg VSI =0.36+

S
=0.66
7600

b.Tr-ờng hợp xếp 2 làn xe :
SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

94

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

mg VMI =0.2+

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

s
s 2
(
) =0.792
3600 10700

3.2.Tính hệ số phân phối lực cắt cho dầm ngoài :

a.Tr-ờng hợp xếp 1 làn xe (theo ph-ơng pháp đòn bẩy ):

mg VSE =m L (

Y1 Y2
) =0.35 ,m L =1.2
2

b.Tr-ờng hợp xếp 2 làn xe :
mg VME =exmg VMI ,với e =0.6-

100
=0.567
3000

mg VME =0.567x0.729=0.4131
Ta có bảng tổng hợp nh- sau : 1.75
Xếp tải

Dầm trong Dầm ngoài

1 làn xe

0.66

0.35

2 làn xe

0.792


0.4131

Kết luận :Hệ số phân phối lực cắt khống chế lấy :0.792
4.Nội lực do hoạt tải (không có hệ số):
4.1. Tại MC Gối:
a.Nội lực do mômen : M gối =0.
b.Nội lực do lực cắt : Vgối .
110 110

1.2m
4.3m
145

gối

qn=3Kn/m

4.3m
145

l/8

35

l/4

3l/8

ql=9.3Kn/m


l/2

L=32400
dah vGối

y1 y2 y3

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

y4

95

Lớp : XD 903


Đồ án Tốt Nghiệp
GVHD : Th.S Phạm Văn Thái

Thuyết Minh
Thiết Kế Kỹ thuật

Ta tính đ-ợc : y 1 =1m
y2 =

29.4 1.2
29.4


0.96 m

y3 =

29.4 4.3
29.4

0.867 m

y4 =

29.4 8.6
29.4

0.734 m

w =1/2x32.4=16.2m
V tr =145(y 1 + y 3 ) +35 y 4 =296.405KN
V Tad =110( y 2 + y 1 )=215.60 KN.
V LN =9.3x W =150.66KN.
VNG =3x W =48.6 KN
Suy ra :Vgối=296.405+150.66+48.6=495.665KN
4.2.Tại mặt cắt L/8=32.4/8=4.05m:
a.Nội lực do Lực cắt Vl / 8 :
110110
145

145

35


ql=9.3Kn/m

ql=9.3Kn/m

4.05
gối

l/4

l/8

X/L

3l/8

l/2

L=32400
dah vl/8

y1=(L-x)/l
y2 y3

Ta tính đ-ợc : y 1 =

32.4 4.05
32.4

y4


0.875 m

y2 =

32.4 4.05 1.2
32.4

0.837 m

y3 =

32.4 4.05 4.3
32.4

0.742 m

SVTH : Nguyễn Quang H-ng
MSV:091351

96

Lớp : XD 903