Giáo trình phân tích khả năng ứng dụng sơ đồ mối ép sít đinh tán của dầm đơn p4 docx

Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ mối nối bản biên thẳng góc hoặc xiên góc mối nối sừơn dầm Hình 4.27: Mối nối trong công xưởng dầm hμn Mối nối trong công xưởng tron

2.2.2-Sườn tăng cường:

Sườn tăng cường của dầm hμn lμm bằng những bản thép dμy 10-12mm, riêng tại gối có thể dμy 20-30mm Ngoμi ra nó phải đảm bảo các yêu cầu về mômen quán tính đã trình bμy trong dầm đinh tán vμ bulông

Sườn tăng cường đứng được hμn đính 1 đầu vμo biên chịu nén của dầm nhưng

đầu kia không nên hμn vμo biên chịu kéo mμ phải chêm bằng tấm đệm dμy 16-20mm, rộng 30-40mm Miếng đệm nμy được chêm chặt vμ hμn đính vμo sườn tăng cường chứ không được hμn vμo biên chịu kéo vì nếu hμn vμo trực tiếp sẽ tạo ra các mối hμn ngang vuông góc phương ứng suất kéo sẽ lμm khả năng chịu mỏi giảm đi Riêng đối với sườn tại gối thì được hμn trực tiếp vμo biên để chịu lực lớn hơn

sừơn tăng cừơng ngang sừơn tăng cừơng đứng

miếng đệm

miếng đệm 16ữ20

50:80 mm

30ữ40 mm

sừơng tăng cừơng đựơc cắt vát hoặc bo tròn

30ữ40 mm

Hình 4.26: Sườn tăng cường trong dầm hμn

Sườn tăng cường trước khi hμn với biên dầm cần được khoét lỗ hoặc vát để khỏi vướng đường hμn

2.2.3-Mối nối:

Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ

mối nối bản biên thẳng góc hoặc xiên góc

mối nối sừơn dầm

Hình 4.27: Mối nối trong công xưởng dầm hμn

Mối nối trong công xưởng trong cầu thép, người ta thường dùng mối hμn vμ hμn

đối đầu lμ tốt nhất Mối nối bản biên vμ sườn bố trí so le nhau tránh hμn tại 1 tiết diện Trước đây người ta dùng thêm bản nối nhưng cách nμy không tốt nên ít dùng

Các mối nối ở công trường phần lớn liên kết bằng đinh tán hay bulông cường độ cao vì điều kiện trên công trường không tốt như điều kiện thi công, thời tiết, Mối nối nμy cấu tạo tương tự như dầm tán đinh hoặc bulông nhưng có nhược điểm lμm giảm yếu tiết diện nên có thể khắc phục bằng cách hμn thêm bản bù:

Bản nối Bản bù

Dầm chủ δ

chiều dμi bản nối

b≥35δ

a2

a 2 a 1

Bản nối Bản bù

Dầm chủ

a1

bản bù

b≤35δ

c)

Hình 4.28: Mối nối tại công trường dầm hμn

• Có các loại bản bù: bản bù dμy, bản bù rộng vμ bản bù riêng

• Bản bù riêng lμ tấm thép mỏng không < 6mm hμn táp vμo các bản biên phải nối

sao cho có bề rộng không > 35 bề dμy của nó (hình 4.28a) Trường hợp lớn hơn thì dùng 2 bản bù có bề rộng nhỏ hơn (hình 4.28b) Chú ý chúng phải được cắt

vát để giảm ứng suất tập trung vμ đảm bảo các yêu cầu:

Khoảng cách giữa các đường hμn của 2 bản bù kề nhau không < 60mm Khoảng cách từ tim lỗ đinh đến mép bản bù không < 2 lần đường kính lỗ

đinh

Bản bù được cắt vát theo tỷ lệ không quá 1:1

Đường hμn xiên nên dùng đường hμn thoải tỷ lệ 1:2

Loại nμy có nhược điểm lμ giữa bản nối vμ bản bù có khe hở nên dễ đọng nước vμ gây

gỉ

• Sự giảm yếu của sườn dầm do các lỗ đinh tương đối ít ảnh hưởng đến mômen quán tính chung cho nên có thể không cần bản bù sườn dầm mμ chỉ cần tăng kích thước bản bù biên lên 1 ít

Đ4.3 cấu tạo dầm thép liên hợp với bản bêtông cốt thép

3.1-Khái niệm:

Lợi dụng khả năng chịu nén của bêtông, người ta đưa bản mặt cầu BTCT cùng tham gia lμm việc chịu uốn với dầm thép Nếu không liên kết bản BT với dầm thì bản

BT lμm việc độc lập với dầm thép, khi đó tiết diện lμm việc của dầm chỉ có dầm thép Nếu liên hợp bản BT với dầm thép thì tiết diện lμm việc gồm cả bản BT vμ dầm thép sao cho trong bản chịu ứng suất nén vμ dầm thép chịu ứng suất kéo

Hình 4.29: Các dạng tiết diện ngang dầm thép liên hợp với bản BTCT

a) Dầm I định hình hoặc I định hình có táp thêm bản táp vμo biên dưới

b), c) Dầm I tổ hợp đinh hoặc hμn có kích thước biên dưới lớn hơn biên trên

d) Dầm có bản BTCT dạng chữ T để tận dụng dầm định hình hoặc tiết kiệm

thép đến mức tối đa

ưu nhược điểm:

• Do bản BT chịu lực đỡ cho dầm thép nên tăng chiều cao có hiệu của dầm nên tiết kiệm được thép

• Giảm được chiều cao dầm nên chiều cao kiến trúc giảm

• Độ cứng tăng lên

• Cấu tạo vμ thi công phức tạp hơn

ứng dụng:

• Nó có nhiều hiệu quả nhất lμ ứng dụng trong cầu đơn giản chỉ có mômen dương, bản mặt cầu nằm trong vùng chịu nén

• Đối với cầu dầm liên tục, mút thừa do có mômen âm nên bản mặt cầu rơi vμo khu chịu kéo Ta có thể khắc phục bằng các biện pháp sau:

Không cho bản cùng tham gia chịu lực với dầm thép bằng cách không tạo liên kết bản vμ dầm trong vùng có mômen âm đó

Khi cho bản cùng tham gia lμm việc với dầm thép thì bố trí cốt thép đặc biệt chịu kéo hoặc điều chỉnh ứng suất

Yêu cầu:

• Phải đảm bảo liên kết chắc chắn để cho bản cùng lμm việc với dầm, giữa bản vμ dầm phải có lực dính bám

3.2-Nguyên lý lμm việc:

Sự lμm việc của dầm thép liên hợp với bản BTCT có liên quan mật thiết đến phương pháp thi công kết cấu nhịp Thông thường ta thi công như sau:

• Lao dầm thép ra trước có cả hệ liên kết, neo,

• Thi công bản mặt cầu tại chỗ hay lắp ghép

Như vậy dầm liên hợp sẽ lμm việc theo 2 giai đoạn:

Y

tỉnh 1 tỉnh 2 hoạt tổng cộng

2

1

2 1

σth,d

σbt,tr

Y2

Hình 4.29: Các giai đoạn lμm việc vμ biều đồ ứng suất pháp của dầm

• Giai đoạn 1:

Tải trọng tác dụng: bản thân dầm thép, bản BT, hệ liên kết, ván khuôn, Tiết diện dầm lμm việc: chỉ riêng dầm thép

• Giai đoạn 2:

Tải trọng tác dụng: các lớp mặt cầu, đường người đi, lan can, tay vịn, Tiết diện dầm lμm việc: tiết diện liên hợp gồm cả dầm thép vμ bản BT

Ta phải thiết kế sao cho ứng suất trong giai đoạn sử dụng lμ: σth,d ≈σth.,tr ≤R th vμ

b

tr

bt, ≤ R

dùng dầm thép I cán sẵn (nhịp ngắn) thì tiết diện dầm mới đối xứng

Nhận xét: Ta nhận thấy bản BTCT chỉ chịu tĩnh tải 2 vμ hoạt tải Nếu như bản BTCT tham gia chịu tải trọng nhiều hơn sẽ lμm giảm tải cho dầm thép cũng như giảm kích thước, trọng lượng của chúng Một giải pháp có thể đạt được mục tiêu như vậy lμ điều

chỉnh ứng suất Trong kết cấu nhịp dầm giản đơn, trước khi đổ bêtông hay lắp mặt cầu, người ta dùng kích đặt trên trụ tạm hoặc thanh căng để uốn ngược dầm thép Nhờ đó bản BTCT sau khi liên hợp sẽ chịu thêm tĩnh tải phần 1 Những cũng cần lưu ý trong tính toán lμ dầm thép trong giai đoạn 1 sẽ chịu thêm lực kích vμ trong giai đoạn 2 cũng chịu thêm lực đó nhưng có chiều ngược lại

Hình 4.30: Các giải pháp nâng cao năng lực của dầm liên hợp

3.3-Cấu tạo của dầm thép liên hợp với bản BTCT:

Sơ đồ mặt cắt ngang cầu, số lượng dầm chủ vμ khoảng cách giữa chúng có thể chọn giống như dầm thép có bản BTCT không liên hợp

Chiều cao của dầm thép liên hợp với bản BTCT nhỏ hơn dầm thép bình thường khoảng 15-20% Chiều cao dầm thép không kể chiều dμy của bản BTCT có thể lấy như sau:

⎠

⎞

⎜

⎝

=

25

1 15

1

⎠

⎞

⎜

⎝

=

18

1 12

1

đối với cầu xe lửa

⎠

⎞

⎜

⎝

=

=

35

1 25

1

⎠

⎞

⎜

⎝

=

60

1 40

1

⎠

⎞

⎜

⎝

=

25

1 20 1

Để tạo được liên kết chắc chắn giữa bản với dầm, ta cần phải dùng các neo bố trí vμo mặt trên của dầm thép Hình thức cấu tạo, kích thước vμ số lượng neo phải đảm bảo dầm thép vμ bản BTCT không trượt lên nhau Về hình thức cấu tạo, ta có thể phân thμnh các loại lμ neo cứng, neo mềm, neo cốt thép nghiêng vμ bulông cường độ cao:

• Neo cứng: