Bài giảng Thiết kế bê tông cốt thép - Chương 5: Cầu dầm đơn giản bê tông cốt thép thường

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế bê tông cốt thép - Chương 5: Cầu dầm đơn giản bê tông cốt thép thường

1. ChCh−−ơơngng 55 CCầầuu ddầầmm đơđơnn gigiảảnn BBÊÊ TTÔÔNGNG CCốốtt ThépThép thth−−ờng.ờng.
2. 5.1. khái niệm chung 1.1.Nguyên lý lμm việc: Khi chiều dμi nhịp L tăng lên → sử dụng cầu bản không hợp lý nữa, do không phát huy hết khả năng lμm việc của vật liệu → tốn vật liệu → không kinh tế → chuyển sang sử dụng cầu dầm. TD kết cấu dầm TD kết cấu bản
3. *Các dạng tiết diện của kết cấu dầm: -D−ới tác dụng của tải trọng , sinh ra M → thớ d−ới chịu kéo, thớ trên chịu nén. -Bỏ qua sự chịu kéo của bê tông, xem nh− cốt thép chịu Vì xem phần bê tông nμy không lμm việc nên bỏ bớt để tiết kiệm vật liệu vμ giảm nhẹ trọng l−ợng → Tiết diện ngang có dạng nh− sau: I, T, π ,†
4. +−u điểm: -Cầu dầm tiết kiệm vật liệu hơn nhiều so với cầu bản. -Trọng l−ợng bản thân/1m dμi nhỏ hơn → khả năng v−ợt nhịp lớn hơn nhiều so với cầu bản. -Về ph−ơng diện chịu lực, biến dạng cũng tốt hơn. -Dễ tiêu chuẩn hóa cấu kiện, dễ định hình hóa kích th−ớc →rất hiệu quả trong việc giải quyết vấn đề lắp ghép - Thuận tiện cho chế tạo, vận chuyển, lao lắp ở công x−ởng.
5. * Nh−ợc điểm: -Bố trí cốt thép t−ơng đối dμy vμ chặt → đổ bê tông khó, dễ bị rổ bề mặt → .giảm tuổi thọ của kết cấu. - Vận chuyển lao lắp dễ bị mất ổn định. - Chiều cao kiến trúc lớn. -Tốn vật liệu hơn so với cầu dầm BTCTƯST 2. Phạm vi áp dụng: -Cầu dầm đơn giản BTCT th−ờng đ−ợc sử dụng trong các cầu có nhiều nhịp: L=7.5 - 20m : th−ờng dùng BTCT th−ờng L=20 - 42m : th−ờng dùng BTCTƯST.
6. 5.2. cầu dầm đơn Giản toμn khối I. Phạm vi sử dụng : -Th−ờng áp dụng với BTCT th−ờng, nhịp L<=22m - Khi không có điều kiện lắp ghép mμ có điều kiện lμm giμn giáo, ván khuôn thuận lợi II. Ưu vμ nh−l ợc≤ 20m điểm của dầm toμn khối: + Ưu điểm: -Có độ cứng tốt do chúng tạo thμnh một khối; truyền lực ngang tốt. - Kỹ thuật thi công không yêu cầu cao lắm. -Có thể sử dụng vật liệu địa ph−ơng. + Nh−ợc điểm: - Thi công đòi hỏi giμn giáo, ván khuôn. -Thời gian thi công lâu ặ Tiến độ thi công chậm. -Phụ thuộc nhiều vμo điều kiện tự nhiên môi tr−ờng.
7. II. Cấu tạo bản mặt cầu: HÃÛ DÁệM PHặẽC TAÛP Bản mặt cầu Dỏửm doỹc phuỷ hb hdn Dỏửm chuớ h Hệ dầm phức tạp Dỏửm ngang chỉ ỏp dụng khi: +Khoảng cỏch gữa l1 hai dầm chủ 5-6m Dỏửm chuớ Dỏửm ngang Dỏửm doỹc phuỷ l1 l2
8. HÃÛ DÁệM ÂÅN GIAÍN Bản mặt cầu hb hdn Hệ dầm đơn Dỏửm chuớ Dỏửm ngang Dỏửm chuớ Dỏửm chuớ giản chỉ ỏp dụng khi: +Khoảng cỏch Dỏửm chuớ Dỏửm chuớ Dỏửm chuớ gữa hai dầm l1 chủ 2-3m Dỏửm ngang l1 l2
9. * Các yêu cầu về cấu tạo của bản mặt cầu: hb >= 10cm hb >= 1/25 lb: bản kê 2 cạnh hb >= 1/30 lb: bản kê 4 cạnh -Chiều dμy lớp bê tông bảo vệ >=2cm. - Cốt thép chịu lực trong bản mặt cầu >=10mm -Sốl−ợng cốt thép /1m rộng của bản 5-14 thanh -Cốt phân bố (cốt cấu tạo) đ−ợc lấy từ 15-20% cốt thép chịu lực - Khi bố trí cốt rời, uốn 30% cốt thép lên biên trên, vị trí uốn th−ờng lμ 1/4l, 1/6l so với s−ờn dầm, góc uốn th−ờng lấy 30-450 . - Khi bố trí l−ới cốt thép hμn , không cần uốn xiên
10. -Đối với bản kê 4 cạnh, th−ờng chia lμm 3 dãi bố trí cốt thép: +Hai dãi ngoμi mỗi dãi lấy rộng 1/4 cạnh ngắn. +Trong các dãi biên, cốt thép đ−ợc bố trí giảm 50% so với l−ợng thép tính toán,nh−ng k/c các cốt thép >= 20cm vμ >= 2hb. Khu vực cho phộp giảm b/4 50% lượng thộp tớnh toỏn b/2 b Khu vực bố trớ 100% thộp tớnh toỏn b/4 a/4 a/2 a/4 a
11. III. Dầm chủ: -Lμ bộ phận chịu lực chính của kết cấu, số l−ợng dầm chủ chọn phụ thuộc vμo khổ cầu, th−ờng lμ từ 2-6 dầm -Nếu 2 dầm chủ cách nhau Dỏửm doỹc phuỷ 5-6m ặBố trí dầm dọc phụ (dầm ngang tính toán) Dỏửm chuớ h Dỏửm ngang -Nếu dầm chủ cánh nhau 2-3m → chỉ có dầm ngang. Dỏửm chuớ Dỏửm ngang Dỏửm chuớ Dỏửm chuớ 1 1 -Chiều cao dầm chủ: h = ( ữ )l 8 16 - Bề rộng s−ờn dầm : b >= 8cm : dầm lắp ghép b >= 12cm: dầm toμn khối
12. Bề rộng sườn dầm cũn xỏc định theo cỏc điều kiện sau: 1 1 +Theo kinh nghiệm: b = ( ữ )h 6 7 +Theo điều kiện chịu cắt: b ϕ = = 0.12 ữ 0.2 : Sườn cốt thộp dạng khung h0 = 0.25 ữ 0.5 : Sườn cốt thộp dạng rời +Theo điều kiện bố trớ cốt thộp Bố trớ dạng khung: Co >= 2Φ ; 5cm b b m = 3 – 5 cm b >= 2(m+Φ) + Co Bố trớ dạng rời: Co’ >= Φ; 3cm Co' m Co m m m b >= 2m + nΦ + (n-1)Co’ Φ Φ Φ
13. * Một số quy định về cốt thộp trong dầm chủ: - Đường kớnh thộp lực Φ>16 (cầu nhỏ); Φ>20 (cầu trung) -Với thộp AI (CT3: trũn, trơn) 2 đầu uốn múc cõu. -Với thộp AII (CT5: cú gờ) uốn múc vuụng. -Cốt thộp chịu lực dạng khung hàn: . Chiều cao của chồng cốt thộp H dạng khung: H = 1m . Số lượng thanh cốt thộp trong khung hàn >= 5 thỡ phải bố trớ thanh đệm cú L>= 6Φ -Cốt thộp chịu lực ở dạng rời thỡ: Bố trớ 2 dóy khi hdc 1m - Để tận dụng cú thể uốn cốt thộp chịu kộo ở dưới lờn để chịu cắt.
14. -Cốt đai Φ=8-10, khoảng cỏch giữa cỏc cốt đai được tớnh toỏn nhưng = 20% và >=2 thanh. -Mối nối giữa cỏc thanh cốt thộp, tốt nhất là mối nối hàn điện tiếp xỳc bằng phương phỏp núng chảy. -Chiều dài đường hàn tại cốt xiờn: Lhàn >=12Φ: hàn một bờn; >=6Φ: hàn hai bờn Chiều dày tối thiểu của đường hàn là 4mm. -Trong phần đầu dầm, cốt thộp được uốn với cỏc gúc 450, 900 theo cung trũn và cú bỏn kớnh uốn >=3d. -Trong phạm vi gối tựa bố trớ lưới cốt thộp Φ=10-12; kớch thước mắt ụ lưới: 10x10, 10x15, 15x15.
15. Cốt xiờn phụ Cốt đai Cốt chịu lực Cốt giỏ (cốt dọc)
16. IV. Dầm ngang: -Dầm ngang cú tỏc dụng: +Tăng dộ cứng theo phương ngang cầu của KCN Nhưng thi cụng phức tạp. khú tiờu chuẩn húa và sản xuất ặ Xu hướng chung là ớt sử dụng dầm ngang (chỉ bố trớ theo cấu tạo gồm 3 dầm ngang cho một nhịp - -Chiều cao dầm ngang: + hdn >= 2/3hdc. -Bề dày dầm ngang: + b = 20cm: Đỗ tại chỗ (cú khi b = 40cm) + b = 15cm: Lắp ghộp -Khỏang cỏch giữa cỏc dầm ngang: 4-6m (tớnh toỏn)
17. V. Dầm dọc phụ: -Khi khoảng cỏch dầm chủ: d↑→ Lbản ↑→ hb ↑ -Để ↓ hbản → dựng dầm dọc phụ. -Số lượng dầm dọc € d; và được bố trớ xen kẻ vào giữa cỏc dầm chủ. - Thường ớt dầm chủ là kinh tế→ thi cụng đơn giản nhưng chiều cao kiến trỳc lớn. - Ít dầm chủ→phải bố trớ dầm dọc phụ để giảm kớch thước cho bản → Chiều cao dầm chủ tăng → tăng độ cứng cho tiết diện. -Chỉ bố trớ dầm dọc phụ khi cú dầm ngang tớnh toỏn hddp = (0.3 – 0.5) hdc bddp = 15 – 20 cm
18. 3.DẦM BTCT ĐƠN GiẢN LẮP GHẫP & BÁN LẮP GHẫP I.Ưu và nhược điểm của kết cấu lắp ghộp(so với kết cấu toàn khối) 1.Ưu điểm: +Chế tạo, sản xuất dầm ở nhà mỏy→ đảm bảo chất lượng bờ tụng tốt hơn so với đổ tại chỗ→khả năng cơ giới húa cao, dễ sản xuất hàng loạt. +Tiết kiệm vật liệu, thi cụng nhanh, vỏn khuụn được sử dụng nhiều lần, lắp rỏp cầu cú thể khụng cầu giàn giỏo → giỏ thành nhỏ hơn so với tại đổ chỗ. 2. Nhược điểm: - Tớnh làm việc khụng gian kộm hơn . - Thi cụng đũi hỏi thiết bị lao lắp phức tạp (khắc phục bằng CK bỏn lắp ghộp)
19. II. Cỏc Yờu cầu chung khi phõn khối lắp ghộp: -Trọng lượng khối lắp ghộp phự hợp với phương tiện vận chuuyển, lao lắp và phương phỏp thi cụng. -Cấu tạo đơn giản, thi cụng dễ, mối nối chắc chắn và cố gắng giảm thiểu, giảm bớt khối lượng cụng tỏc tại hiện trường → thi cụng nhanh chúng. III. Cỏc phương phỏp Phõn khối: Cú 3 phương phỏp phõn cỏc khối lắp ghộp -Phõn khối theo chiều dọc. -Phõn khối theo chiều ngang. -Phõn khối theo chiều dọc, ngang.
20. 1.Phõn khối theo chiều dọc: Mối nối BT đổ sau Dầm I lắp ghộp Mối nối BT đổ sau Dầm ChữΠlắp ghộp
21. Dầm chữΠlắp ghộp *Ưu điểm: +Dễ thi cụng +SX hàng loạt +Mối nối thứ yếu Căng CT CĐC theo phương ngang +Lắp rỏp nhanh +Mối nối đơn giản *Nhược điểm: Trọng lượng khối lắp lớn Dầm I lắp ghộp →thi cụng phải cú thiết bị chuyờn dụng Vớ dụ: Ld=20m→P=30T;Ld=30m→P=50T;Ld=40m→P=80T
22. 2.Phõn khối theo chiều ngang: Theo chiều dọc cầu KCN được chia thành nhiều đoạn nhỏ, khi thi cụng được lắp rỏp lại với nhau K3 K2 K1 K1 K2 K3 K0 Vị trớ neo cỏp CĐC Cốt thộp CĐC liờn kết khối dầm căng dọc cầu đỳc sau vào khối dõm đỳc trước Cỏc khối dầm K3 K2 K1 K0 K1 K2 K3
23. *Ưu điểm: +Trọng lượng khối lắp ghộp nhỏ 10-30cm +Vận chuyển và cẩu lắp dễ dàng Keo Epoxy giữa hai *Nhược điểm: khe nối +Số mối nối thứ nhiều +Mối nối bố trớ vào vị trớ chịu lực chủ yếu. 10-30cm → Để khắc phục ỏp dụng Kết cấu bản lắp ghộp Keo Epoxy giữa hai khe nối