Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Cách 2 bản đệm Cách 3 Hình 4.18: Các mối nối sườn dầm • Cách 1: nối sườn dầm bằng bản nối có chiều cao lọt trong khoảng các gi
Trang 1Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Cách 2
bản đệm
Cách 3
Hình 4.18: Các mối nối sườn dầm
• Cách 1: nối sườn dầm bằng bản nối có chiều cao lọt trong khoảng các giữa các thép góc biên trên vμ dưới Cách nμy đơn giản nhưng yếu vì các thép góc biên
vμ bản biên sẽ lμm việc tăng thêm do 1 bộ phận ứng suất trong sườn dầm không
được nối truyền qua Cách nμy thường dùng khi mômen nhỏ
• Cách 2: cách nμy đặt thêm các bản nối phủ lên cánh thép góc biên nên khắc phục được nhược điểm trên nhưng có nhược điểm lμ những đinh ở thép góc biên của phần nối sẽ chịu lực lớn vμ phần đinh trục trung hòa chịu lực ít hơn
• Cách 3: đây lμ cách tốt nhất do việc tăng số đinh ra xa trục trung hoμ Do đó áp dụng cho tiết diện có M lớn
b/Nối biên dầm:
Nối bản biên:
• Để tránh nối nhiều bản cùng1 tiết diện, người ta đặt so le các vị trí nối Cách nμy số đinh tính toán thực tế tăng thêm 10% so với tính toán do nối không trực tiếp lên bản nối vμ bản nối có chiều dμy tối thiểu bằng chiều dμy bản biên lớn
Trang 2Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
bản nối
các bản nối so le
Hình 4.19: Các mối nối bản biên đặt so le nhau
• Trường hợp không được như trên thì phải nối tại 1 chỗ, khi đó chiều dμy của bản nối sẽ tăng lên
bản nối
các bản nối 1 chỗ
Hình 4.20: Các mối nối bản biên tại 1 chỗ
Nối thép góc biên:
• Có thể dùng bản nối hoặc thép góc để nối thép góc biên Tuy nhiên việc dùng thép góc để nối sẽ mất công gọt sống thép góc nối
• Cấu tạo nối đã trình bμy chương II
2.1.3.2-Mối nối toμn tiết diện (tại công trường):
Mối nối tại công trường phải cấu tạo sao cho tránh hiện tượng xen kẽ kiểu răng lược, gây khó khăn lớn cho vấn đề lắp ráp vμ phải đảm bảo khả năng đưa mãnh dầm lên xuống theo phương đứng để liên kết
Cách nối ở hình (4.22): các bản biên được nối bằng 2 bản nối đặt nằm, sườn dầm
được nối bằng 2 bản nối đứng có chiều cao bằng chiều cao sườn dầm như vậy thép góc biên phải cắt ngay từ mép bản nối sườn dầm vμ cũng được nối bằng thép góc cùng cỡ hoặc bằng các bản đứng vμ bản nằm Nếu mỗi biên dầm có 1 hoặc 2 bản ngang thì cắt chúng tại tim của mối nối vμ dùng1 bản nối chung Nếu số bản ngang lớn hơn 2 thì phải nối so le nhau
Hình 4.21: Các bản thép xen kẽ răng lược (hạn chế dùng)
Trang 3Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Hình 4.22: Mối nối toμn tiết diện
2.2-Dầm hμn:
2.2.1-Tiết diện:
Cũng tương tự như dầm tán đinh vμ bulông, dầm hμn thường có dạng chữ I gồm bản biên vμ sườn đứng
bản biên
sừơn dầm nối hμn
mối nối dọc
Hình 4.23: Các tiết diện dầm hμn
Chiều cao tiết diện lấy tương tự như dầm đinh tán vμ bulông Khi chiều cao dầm lớn > 2.2-2.4m thì có thể cấu tạo mối nối dọc sườn dầm
2.2.1.1-Bản biên:
Mỗi biên dầm nên cố gắng lμm 1 bản để giảm khối lượng đường hμn Kích thước của bản biên thỏa mãn các quy định sau đây:
• Bề rộng bản biên không < 1/5 chiều cao dầm vμ không < 1/20 khoảng cách giữa các điểm dược liên kết cố định trong phương ngang Ngoμi ra đối với cầu đường sắt không nhỏ hơn 40mm (*Mục đích để đảm bảo độ cứng của dầm*)
• Bề rộng bản biên không > 30δ vμ 800mm đối với cầu ôtô, không > 20δ vμ 600mm đối với cầu đường sắt với δ lμ chiều dμy bản thép (*Mục đích để tránh mất ổn định cục bộ*)
Trang 4Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
400mm-thép hợp kim thấp 500mm-thép than
δ
min 40mm,max 20δ vμ 600mm-Đừơng sắt
max 30δ vμ 800mm-Đừơng ôtô
≥ 5mm
Hình 4.24: Các yêu cầu cấu tạo bản biên dầm hμn
• Bề dμy bản biên không < 1/30 bề rộng của nó; không > 50mm đối với thép than
vμ không > 40mm đối với thép hợp kim thấp (*Mục đích để tăng hiệu quả lμm việc của thép cũng như đảm bảo giới hạn chảy của thép mμ vẫn giữ các đặc trưng khác của thép*)
• Nếu bề dμy bản biên theo tính toán mμ vượt quá quy định trên thì có thể phát triển tiết diện dầm bằng cách hμn thêm những bản biên phụ sao cho thỏa mãn các yêu cầu cấu tạo:
Bề dμy của nó không > bề dμy bản biên chính, không < 1/20 bề rộng của
nó đối với cầu xe lửa vμ 1/30 đối với cầu ôtô
Các bản biên phụ nhỏ hơn bản biên chính vμ khoảng cách giữa các mép bản biên chính vμ phụ không < 5mm
Để thay đổi mômen quán tính, người ta có thể thay đổi bề rộng vμ chiều dμy của bản biên:
• Trường hợp mỗi biên có 1 tấm:
Để tránh hiện tượng tập trung ứng suất, từ tấm thép nμy sang tấm thép kia phải thay đổi 1 cách hμi hòa bằng cách cắt gọt với độ dốc 1:8 đối với biên
chịu kéo vμ 1:4 đối với biên chịu nén (hình 4.25a, b, d)
Bề rộng tấm thép có thể thay đổi trên 1 đoạn dμi hơn nhiều so với quy
định bằng cách dùng 1 bản thép hình thang (hình 4.25c), vừa phù hợp biểu
đồ mômen hơn vừa tiết kiệm thép hơn
• Trường hợp mỗi biên có 2 tấm:
Bề rộng các mép của tấm thép không < 5mm
Các tấm biên ở phạm vi cắt cần được gọt mỏng dần với độ dốc không quá
1:8 nhưng vẫn để bề dμy mép cuối lμ 10mm (hình 24.e) Bề rộng tấm thép
cũng cắt vát với độ dốc không quá 1:4 nhưng đảm bảo bề rộng cuối tấm lμ
50mm (hình 4.25f) Nếu có thể thì cấu tạo tấm thép có dạng hình thang trên 1 đoạn dμi lμ tốt hơn cả (hình 4.25g)
Trang 5Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
a)
b)
c)
d)
b1
1:8 (1:4)
b2
1:8 (1:4)
b1
δ 2
b1
1:8 (1:4)
b2
b1
l
b2
a)
f)
g)
1:8
1:4
10mm
5 mm
≥5mm
≥5mm
50 mm
Hình 4.25: Thay đổi bề rộng vμ bề dμy bản biên
2.2.1.2-Sườn dầm:
Bề dμy sườn lấy tương tự đối với dầm đinh tán vμ bulông nhưng không < 12mm
đối với dầm chủ vμ không < 10mm đối với dầm mặt cầu
⇒Tóm lại ta có thể chọn tiết diện dầm theo trình tự sau:
1 Đã biết trước mômen M vμ cường độ tính toán Ru
2 Xác định mômen chống uốn của tiết diện dầm không giảm yếu:
u ng
R
M
3 Xác định mômen quán tính sườn dầm:
12
s3
s s
h
ng s ng
I = ư = 1 05 ư
2
với 1.05 lμ hệ số xét đến chiều cao toμn bộ dầm lớn hơn chiều cao sườn dầm khoảng 5%
5 Xác định mômen quán tính của các bản biên: I bng =I b ưI thgvμ diện tích
2
025 1 2
025 1 2
.
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
→
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
h
I F
h F
025 1 2
h
lμ trị số gần đúng của khoảng cách từ trục trung hòa của dầm đến