ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU THÉP F1 THÁI HOÀNG DUY

trong TH này dầm liên hợp làm việc theo 2 giaiđoạn: Dầm thép Bản bê tông Lớp phủ mặt cầu Hoạt tải GĐ II: Giai đoạn khai thác GĐ I: Sau khi đổ bản bê tông mặt cầu GĐ I: Sau khi thi

Trang 1

1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU

1.1 Số liệu chung

- Qui mô thiết kế : cầu được thiết kế vĩnh cửu bằng dầm thép liên hợp BTCT

- Tần suất thiết kế :P=1%

- Quy trình thiết kế:22TCN272-05

- Chiều dài nhịp :L=32m

- Điều kiện thông thuyền :Sông thông thuyền cấp V,tra bảng cấp thông thuyền của sông ta có:

+ Bề rộng thông thuyền : Btt = 25 m

+ Tĩnh không thông thuyền : Htt = 3.5 m

- Khổ cầu : G9 + 2x1.5 + 2x 0.5 (m)

+ Bề rộng phần xe chạy : Bxe= 8 m

+ Lề người đi bộ: 2x1.5 m => blề =1.5 m

+ Chân lan can : 2x0.5 m => bclc =0.5 m

+ Bề rộng toàn cầu : Bcầu =9+2x1.5+2x0.5 = 13 m

- Tải trọng thiết kế :

+ Tải trọng HL93

+ Người đi bộ :3x10-3 Mpa =300 kG/m2

- Vật liệu chế tạo kết cấu :

+ Thép hợp cacbon M270M (tương đương với thép A709M của ASTM).+ Bê tông cốt thép có cường độ chịu nén f'c = 30 Mpa

- Liên kết dầm :

+ Liên kết dầm chủ bằng đường hàn + Liên kết mối nối dầm bằng bu lôung cường độ cao

1.2 Tính chất vật liệu chế tạo dầm

- Thép chế tạo neo liên hợp :Cường độ chảy qui định nhỏ nhất : fY =420Mpa

- Cốt thép chịu lực bản mặt cầu : độ chảy qui định nhỏ nhất : fY =420Mpa

- Vật liệu chế tạo bản mặt cầu :Bê tông cấp A

+ Cường độ chịu nén của bản bê tông tuổi 28 ngày : f'c =28 Mpa

+ Trọng lượng riêng của bản bê tông :c =2.5 T/m3 =25kN/m3.+ Mô dum đàn hồi của bê tông được tính theo công thức :

Ec =0 43  c1 5 f c' =0 43 2500 1 5 30



- Vật liệu thép chế tạo dầm : Thép hợp kim M270M cấp 345W:

+ Cấp thép 345W (thép chống gỉ)

+ Giới hạn chảy của thép :fY=345 Mpa

+ Giới hạn kéo đứt thép ; fu=485 Mpa

+ Mô dun đàn hồi của thép : Es=2.1x 105 Mpa

+ Hệ số qui đổi từ bê tông sang thép :

1 Khi không xét đế từ biến : n=8

2 Khi có xét đến từ biến :n’=24

GHI CHÚ :Kí hiệu W của thép là thép chống gỉ

1.3 Xác định các hệ số tính toán

-Hệ số tải trọng :

Trang 2

+ Tĩnh tải giai đoạn I: 1=1.25 và 0.9.

+ Tĩnh tải giai đoạn II : 2 = 1.5 và 0.65

+ Hoạt tải HL93 và đoàn người : h=1.75 và 1.0

- Hệ số xung kích : 1+IM =1.25 (chỉ tính với xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế)

- Hệ số làn :Trong mỗi trường hợp tải trọng nếu chiều dài nhịp Ltt25m thì phảixét thêm hệ số làn xe m (giá trị này mặt định là 1)

+ Theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 thì hệ số làn m được lấy như sau : BẢNG HỆ SỐ LÀN XE m

Số làn n Hệ số làn m

Trang 3

2 KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DẦM CHỦ.

2.1 Chiều dài tính toán KCN

- Chiều dài nhịp : L= 32m

- Khoảng cách từ đầu dầm tới tim gới : a = 0.3m

 Chiều dài tính toán KCN:

Ltt=L-2a = 32 -2.0.3 = 31.4m2.2 Lựa chọn sớ dầm chủ trên mặt cắt ngang

2.2.1 Trường hợp sớ dầm ít: ndc=24

- Ưu điểm : giảm chi phí thép chế tạo dầm và giảm chi phí thi cơng cầu

- Nhược điểm:Nợi lực trong dầm lớn do đó phải tăng chiều cao dầm dẫn đến tăng chiều dài cầu cũng như chiều cao đất đắp nền đường đầu cầu tăng tởng chi phí xây dựng cơng trình

- Trong trường hợp sớ dầm ít thì hệ sớ phân bớ ngang thường được tính theo phương đòn bẩy

2.2.2 Trường hơp sớ dầm nhiều nhiều : ndc >4

- Ưu điểm :Nợi lực trong dầm nhỏ do đó giảm chiều dầm cũng như chiều dài cầu và chiều cao đất đắp nền đương đầu cầu do đó giảm được tởng chi phí xây dựngcơng trình

- Nhược điểm:Tăng chi phí vật liệu thép chế tao dầm cũng như chi phí thji cơng KCN do sớ cụm dầm phải lao lắp lớn hơn và đờng thời tăng tĩnh tải mặt cầu

Khi lựa chọn sớ dầm nên đảm bảo khoảng cách giữa các dầm S =1.22.4 m là hợp lý nhất, khơng nên thiết kế khoảng cách giữa các dầm chủ lớn hơn 3m ,vì khi đó bản mặt cầu làm việt rất bất lợi.Đờng thời liên kết ngang giữa các dầm kém nên kho6g đảm bảo đợ cứng cho kết cấu nhịp , khi đó cầu sẽ bị dao đợng lớn

 trong bài toán thiết kế này căn cứ vào bề rợng thiết kế của cầu bằng 12 nên ta chọn trường hợp sớ dầm chủ nhiều: n= 6 dầm chủ

2.3 Qui mơ thiết kết mặt cắt ngang cầu

- Mặt cắt ngang cầu:

Bản mặt cầu dày 20 cmLớp phòng nước dày 1 cm

Lớp bêtông nhựa dày 5 cm Lớp bêtông bảo hộ dày 4 cm

5 x 2200 = 11000

Hình 2: Cấu tạo mặt cắt ngang kết cấu nhịp

- Các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang cầu :

Trang 4

CÁC KÍCH THƯỚC KÍ HIỆU GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ

Khoảng cách giữa các dầm chủ S 220 cm

2.4 CHIỀU CAO DẦM CHỦ

-Chiều cao dầm chủ được lựa chọn phụ thuộc vào:

+ Chiều dài nhịp tính toán: Ltt

+ Số l ượng dầm chủ trên mặt cắt ngang

+ Quy mô của tải trọng khai thác

-Xác định chiều cao của dầm chủ theo điều kiện cường độ:

Mu ≤ Mr

Trong đ ó:

+ Mu : Momen tính toán lớn nhất do tải trọng sinh ra

+ Mr : Sức kháng uốn lớn nhất của mặt cắt dầm chủ

-Xác định chiếu cao của dầm chủ theo điều kiện độ cứng(độ võng):

∆LL ≤ [∆]

Trong đ ó:

+ ∆LL : Là độ võng của kết cấu nhịp do hoạt tải

+ [∆]:Độ võng cho phép:

1.Tải trọng xe nói chung:  

-Xác định chiều cao dầm thép theo kinh nghiệm:

+ Chiều cao dầm thép :

30

1



L Hsb

+ Chiều cao toàn bộ dầm liên hợp :

25

1



L Hcb

Với Hsb : Là chiều cao dầm thép (Steel beam)

Hcb : Là chiều cao dầm liên hợp(Composite Beam)

-Ngoài ra việc lựa chọn chiều cao dầm thép cần phải phù hợp với bề rộng của các bản thép hiện có trên thị trường để tránh vioệc phải cắt ghép bản thép 1 cách bất hợp lý

-Trong bước tính toán sơ bộ ta chon chiều cao dầm thép theo công thức:

Trang 5

→ Chọn chiều cao dầm thép :

+ Chiều cao bản bụng : Dw = 1.5 cm

+ Chiều dày bản cánh trên (Top flange): tt = 3 cm

+Chiều dày bản cánh dưới (Bottom flange) : tb = 3 cm

+Chiều cao toànb bộ dầm thép : Hsb = 150+3+3 = 156cm = 1,56m

2.5 CẤU TẠO BẢN BÊ TÔNG MẶT CẦU

-Kích thước của bản bê tông xác định theo điều kiện bản chịu uốn dưới tác dụng của tải trọngcục bộ

-Chiều bản thường chọn : ts =( 16 ÷25 ) cm

-Theo quy định của 22TCN 272-05 thì chiuề dày của bản bê tông mặt cầu phải lớn hơn 175

mm Đồng thời còn phải đảm bảo theo điền kiện chịu lực và thường lấy theo bảng 5.1

(À.5.2.6.3-1)

=> Ở đây ta chọn chiều dày bản bê tông mặt cầu lan ts = 20 cm

-Bản bê tông có thể cấu tạo vút dạng đường vát chéo, theo dạng đường cong tròn hoặc có thểkhông cần cấu tạo vút.Mục đích của việc cấu tạo vút bản bêtông lá nhằm tăng chiều cao dầm

=> tăng khả năng chịu lực của dầm va tạo ra chỗ để bố trí hệ neo liên kết

-Kích thước cấu tạo bản bêtông mặt cầu:

+ Chiều dày bản bêtông : ts = 20 cm

+ Chiều dày vút bản : th = 12 cm

+ Bề rộng vút bản : bh = 12cm

+ Chiều dài phần cánh hẫng : de = 100 cm

+ Chiều dài phần cánh phía trong: S/2 = 110 cm

Hình 3: Cấu tạo bản bê tông mặt cầu

Ghi chú:

+Bản bê tông: Slab

+ Vút dầm: hounch

2.6TỔNG HỢP KÍCH THƯỚC THIẾT KẾ DẦM CHỦ

- mặt cắt ngang dầm chủ

Trang 6

Hình 4: cấu tạo mặt cắt ngang dầm chủ (trang 14- HDTKMH)

- Cấu tạo bản bụng (web)

+ chiều cao bản bụng: Dw = 170cm

+ chiều dày bản bụng: tw = 2 cm

-cấu tạo bản cánh trên: do có bản bê tông chịu nén nên bản cánh trên của dầm thép chỉ cần cấu tạo đử để bố trí neo lien kết với bản bê tong, vì vậy kích thước của bản cánh trên thường nhỏ hơn kích thước của bản cánh dưới:

+bề rộng bản cánh trên : bt = 40 cm

+ số tập bản cánh trên : nt = 1 tập

+ chiều dày một bản: t = 3 cm

+ tổng chiều dày bản cánh trên:tt = 1 x 3 = 3 cm

- cấu tạo bản cánh dưới:

+ bề rộng bản cánh trên : bt = 70 cm

+ số tập bản cánh trên : nt = 1 tập

+ chiều dày một bản: t = 3 cm

+ tổng chiều dày bản cánh trên:tt = 1 x 3 = 3 cm

- tổng chiều cao dầm thép: Hsb = 150+3+3 = 156 cm

- cấu tạo bản bê tong: chiều dày bản;ts = 20 cm, chiều cao vút bản: th = 12 cm

- chiều cao toàn bộ dầm lien hợp: Hcb = 156 + 12 + 20 = 188 cm

3.XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT DẦM CHỦ

3.1 Các giai đoạn làm việc của cầu dầm liên hợp

- tùy theo biện pháp thi công kết cấu nhịp mà cầu dầm liên hợp có các giai đoạn làm việc khác nhau Do đó khi tính toán thiết kế cầu dầm liên hợp thì ta phải phân tích rõ quá trình hình thành kết cấu trong các giai đoạn làm việc từ khi chế tạo, thi công đến khi đưa kết cấu nhịp vào khai thác

Trang 7

a trường hợp 1: cầu dầm lien hợp thi cơng theo biện pháp lắp ghép hoặc lao kéo dọc

khơng có đà giáo hay trụ tạm đỡ dưới trong TH này dầm liên hợp làm việc theo 2 giaiđoạn:

Dầm thép

Bản bê tông

Lớp phủ mặt cầu Hoạt tải

GĐ II: Giai đoạn khai thác

GĐ I: Sau khi đổ bản bê tông mặt cầu

GĐ I: Sau khi thi công xong dầm thép

Hình 5 : TH thi cơng KCN theo biện pháp lao kéo dọc

I I

bt

bc

bs

tw

6a: Mặt cắt tính toán GĐI Hình 6a: Mặt cắt tính toán GĐII

- Giai đoạn 1: khi thi cơng xong dầm thép

+ mặt cắt tính toán: là mặt cắt dầm thép

+ tải trọng tính toán: (tĩnh tải gai đoạn 1)

1 trọng lượng bản thân dầm

2 trọng lượng hệ liên kết dọc và ngang

Trang 8

3 trọng lượng bản bê tong và những phần bê tong được đở cùng với bản.

- giai đoạn 2: khi bản mặt cầu đã đạt cường đợ và tham gia làm việc tạo ra hiệu ứng liên hợp giưa dầm thép và bản bê tong cớt thép

+ mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp thép-BTCT

+ tải trọng tính toán:

1 tĩnh tải giai đoạn 2: bao gờm lớp phủ mặt cầu, chân lan can, gờ chắn bánh (nếu các bợ phận này được đở bê tơng hoặc lắp ghép sau khi tháo dỡ ván khuơn bản bê tong mặt cầu…)

2 hoạt tải

3

b Trường hợp 2: cầu dầm liên hợp thi cơng

theo biện pháp lắp ghép trên đà giáo cớ

định hoặc có trụ tạm đỡ dưới

Dầm thép Bản bê tông

GĐ I: Giai đoạn thi công Hoạt tải Dầm thép

G Đ II: Giai đoạn khai thác

Bản bê tông Lớp phủ mặt cầu

Hình 7: trường hợp thi cơng KCN trên đà giáo cớ định

- giai đoạn 1: trong giai đoạn thi cơng thì toàn bợ trọng lượng của kết cấu nhịp và tải trọng sẽ do kết cấu đà giáo đỡ dưới chịu, như vậy trong giai đoạn này mặt cắt dầm chưa làm việc

- giai đoạn 2: sau khi đỡ đà giáo thì trọng lượng của kết cấu nhịp mới truyền lên các dầm chủ, mặt cắt làm việc trong giai đoạn này là mặt cắt lien hợp như vậy tải trọng tádụng lên dàm chủ sẽ gờm:

+ tĩnh tải giai đoạn I

+ tĩnh tải giai đoạn II

+ hoạt tải

=> Ở đây ta giả thiết cầu được thi cơng theo biện pháp lắp ghép bằng cần cẩu hoặc lao kéo dọc nên cầu dầm lien hợp làm việc theo 2 giai đoạn như đã phân tích

3.2 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRUNG HÌNH HỌC MẶT CẮT GIAI ĐOẠN I

- Giai đoạn I: khi thi cơng xong dầm thép và đã đở bản bê tong mặt cầu, tuy nhiện giữa dầm thép và bản bê tong chưa tạo ra hiệu ứng lien hợp

- Mặt cắt tính toán: mặt cắt dầm thép

- Diện tích mặt cắt dầm thép (diện tích mặt cắt nguyên):

t t c c

NC b t b t

- Xác định mơmen tĩnh của tiết diện với trục 0-0 đi qua đáy dầm thép:

Trang 9

.)2.(

t t t

W w W

c sb c c O

t t b t

D t D

t H t b

Hình 8 : Mặt cắt dầm GĐI

- chiều cao phần sườn dầm chịu nén: D C1 H sb  t c  Y1

- Xác định mômen quán tính của mặt cắt dầm đối với trục TH I-I

1

3

)2

.(

.12

Y t

D D t D t

w w w w

12

sb c c

c c cf

t Y H b t t b

12

t t

t t tf

t Y b t t b

+ Mômen quán tính của tiết diện dầm thép: I NC I W I cf I tf

- Xác định mômen tĩnh của mặt cắt dầm thép đối với trục trung hòa I-I:

2

)(

.)2.(

2 1

sb c c NC

t Y H t

t Y H t b

- Bảng kết quả tính toán ĐTHH mặt cắt dầm chủ giai đoạn I

Trang 10

I I

Diện tích mặt cắt dầm thép A NC 630 cm2

Mômen tĩnh mặt cắt đối với đáy dầm S O 42255 cm3

Khoảng cách từ đáy dầm đến TTH I-I Y1 67.07 cm

Mômen quán tính phần bản bụng I W 598339.47 cm4

Mômen quán tính phần cánh trên I ct 917370.59 cm4

Mômen quán tính phần cánh dưới I tf 903036.73 cm4

Mômen quán tính phần dầm thép I NC 2418747 cm4

Mômen tĩnh mặt cắt đối với TTH I-I S NC 17875.565 cm3

MMQT của mặt cắt dầm đối với trục OY I y 101850 cm4

3.3 XÁC ĐỊNH TRƯNG HÌNH HỌC

MẶT CẮT GIAI ĐOẠN II

3.3.1 Mặt cắt tính toán

- Giai đoạn 2: Khi bản mặt cầu đã đạt

cừờng độ và

tham gia làm việc tạo ra hiệu ứng lien

hợp giữa

dầm thép và bản BTCT

- Mặt cắt tính toán là mặt cắt lien hợp =>

Đặc trưng

hình học của mặt cắt giai đoạn II là đặc

trưng hình

học của tiết diện liên hợp

3.3.2 Xác định bề rộng tính toán của

bản bê tông

- trong tính toán không phải toàn bộ bản

bê tông mặt cầu tham gia làm việc

chung vói dầm thép theo phương dọc

cầu bề rộng bản bê tông làm việc chung

với dầm théo hay còn gọi là bề rộng có hiệu Hình 9: mặt cắt dầm giai đoạn II.phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều dài tính toán của dầm, khoảng cách giữa các dầm chủ và bề dày bản bê tông mặt cầu các quy trình khác nhau có những qui định khác nhau về bề rộng có hiệu này nhưng tựu chung lại đây là phần bề rộng chịu chínhcùng dầm chủ, ngoài bề rộng này bản bê tông chủ yếu làm việc theo phương ngang cầu, nội lực khi làm việc theo phương dọc cầu là nhỏ

- khi tính bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu, chiều dài nhịp hữu hioệu có thể lấy bằng nhịp thực tế đối với các nhịp giản đơn và bằng khoảng cách giữa các điểm thay đổi

Trang 11

mômen uốn (điểm uốn của biếu đồ mômen) của tải trọng thường xuyên đối với các nhịp liên tục, thích hopự cả mômen âm và mômen dương.

- theo 22TCN 272 – 05 bề rộng bản cánh (bản bê tông) lấy như sau:

Hình 10:Xác định bề rộng tính toán của bản cánh

- xác định b1: lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:

+ L u 3140 392 5cm

8

1 8

1

; 2

1 max

1

; 2

1 max

b2 b1 bs

Trang 12

=> Bề rộng tính toán của bản cánh dầm trong: b s  2b2  2 110  220cm

Trong đó :

+ L tt : chiều dày tính toán nhịp

+ t s : chiều dày bản bê tông mặt cầu

+ b s : bề rộng tính toán của bản bê tông

+S: khoảng cách giữa các dầm chủ

+b : bề rộng bản cánh trên của dầm thép c

+t ; chiều dày bản bụng của dầm thépw

+d : chiều dài phần cánh hẫng.e

3.3.3.Xác định hệ số quy đổi từ bêtông sang thép:

-vì tiết diện liên hợp có hai loại vật liệu là thép và bê tông nên khi tính đặc trưng hình học ta tính đổi về một loại vật liệu Ta tính đổi phần bê tông sang thép dựa vào hệ số

n là tỷ số giữa môđun đàn hồi của thép và bê tông

+Trường hợp chịu lực ngắn hạn (không xét hiện tượng từ biến của bêtông):

s

c

E n E

+ Trường hợp chịu lực dài hạn (có xét hiện tượng từ biến của bêtông):

' s

c

E n E

Trong đó:

+E : là môđun đàn hồi của thép s E =2,1.10 s 5MPa

+E : là môđun đàn hồi của bê tông phụ thuộc vào loại bêtông, c E =29440.1MPa c

+Egdc : là môđun đàn hồi giả định của bêtông khi có xét đến hiện tượng tư biến, thườnglấy gd 0,33

BẢNG:HỆ SỐ QUY ĐỔI TỪ BÊTÔNG SANG THÉP

(khi có xét đến từ biến)

Trang 13

-mặt cắt lien hợp ngắn hạn được sử dụng để tính toán đối với các tải trọng ngắn han như hoạt tải, trong giai đoạn này ta không xét đến hiên tượng từ biến -Cốt théptrong bản bê tông mặt cầu được bố trí thành hai lưới với các đạc trưng hình học cơ bản sau;

+Diên tích cốt thép ở lưới trên: A 2

+Khoảng cách từ trong tâm cốt thép đến mép trên c ủa dầm thép:

+n d A : Số thanh , đường kính và diện t ích cốt thép ở lươi trên rt, rt, rt

+n d rb, rb,A :Số thanh , đường kính và diện tích cốt thép ở lưới dưới rb

+a ,rt a : Khoảng cách từ tim lưới cốt thép trên và dưới đến mép bản bêt ông rb

+ts: Chiều dày của bản bêtông

+ th: Chiều dày của vút dầm

+Yr:Khoảng cách từ trong t âm của cốt thép trong bản đến mép trên dầm thép

(Trong tính toán có thể bỏ qua cốt thép của bản mặt cầu)

-Tính diên tích mặt cắt:

+Diện tích bản bêtông: A 2 .1

+Ar: Diện tích cốt thép bố trí trong bản bêtông

+ANC:Diện tích dầm thép

+AST: Diện tích của mặtc ắt liên hợp ngắn hạn

-Mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối với TTHI-I của tiết diện thép

-Chiều cao phần sườn dầm chịu nén đàn hồi: Dc2H sb  t c Y1 Z1

Trang 14

-Xác định momen quán tính của tiết diện liên hợp:

+ Mô men quán tính của phân dầm thép :

2 1

3.3.5 Xác định ĐTHH của mặt cắt liên hợp dài hạn (Long-term section).

Mặt cắt liên hợp dài hạn được sử dụng để tính toán đối với các tải trọng lâu dài như

tĩnh tải giai đoạn II, co ngót khi đó ta xét đến ảnh hưởng của hiện tượng từ biến

Trong trường hợp có xét tới hiện tượng từ biến thì các đặc trưng hình học của mặt

cắt được tính tương tự như khi không xét từ biến, chỉ thay hệ số n bằng n’

3.3.6 Kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm chủ giai đoạn II.

- Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm biên :

Hình 11:Mặt cắt dầm biên

Trang 15

Bảng tính kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm biên :

HIỆU GIÁ TRỊ

Bề rộng tính toán của bản bê tông bs 210 bs 210 cm

Diện tích toàn bộ bản bê tông As 4824 A's 201.00 cm2Diện tích mặt cắt tĩnh đổi Ast 1233 A'st 831.00 cm2

Mô men tĩnh của Mc với truc I-I Six 65678.79 Si'x 21892.93 cm3Khoảng cách từ TTH I-I đến II-II Z1 53.27 Z1' 26.35 cmMMQT của dầm thép với trục II-II III

NC 4206323.48 III'

NC 2856013.4 cm3MMQT của bản bê tông với trục II-II Is 1763107.89 Is' 1257883.9 cm3MMQT phần vút bản với trục II-II Ih 139325.48 Ih' 124258.48 cm3MMQT mặt cắt liên hợp với trục II-II Ist 6108756.85 Ist' 4238155.7 cm3

MM tĩnh của bản với trục II-II Ss 33558.51 Ss' 16597.53 cm3Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm trong :

Hình 12: Mặt cắt dầm trongBảng tính đặc trưng hình học của mặt cắt

ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

CỦA DẦM TRONG

KHÔNG XÉT TỪBIẾN

CÓ XÉT TỪ BIẾN ĐƠN

VỊ

Trang 16

HIỆU GIÁ TRỊ HIỆUKÍ GIÁ TRỊ

Bề rộng tính toán của bản bê tông bs 220.00 bs 220.00 cmDiện tích bản bê tông Aso 4400.00 A'so 183.33 cm2

Diện tích toàn bộ bản bê tông As 5024.00 A's 209.33 cm2Diện tích mặt cắt tĩnh đổi Ast 1258.00 A'st 839.33 cm2

Mô men tĩnh của Mc với truc I-I Si

x 68452.04 Si'

x 22817.35 cm3Khoảng cách từ TTH I-I đến II-II Z1 54.41 Z’1 27.19 cmMMQT của dầm thép với trục II-II III

NC 4284061.25 III'

NC 2884334.9 cm3MMQT của bản bê tông với trục II-II Is 1775103.52 I’s 1291866.5 cm3MMQT phần vút bản với trục II-II Ih 131897.68 I’h 121261.59 cm3MMQT mặt cắt liên hợp với trục II-II Ist 6191062.46 I’st 4297463 cm3

MM tĩnh của bản với trục II-II Ss 34280.43 S’s 17126.60 cm3

3.4xác định đạc trưng hình học mặt cắt giai đoạn chảy dẻo

3.4.1mặt cắt chảy dẻo

-giai đoạn 3: khi ứng suất trên toàn mặt cắt đều đạt đến giới hạn chảy

-mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp  đặc trưng hình hoc mặt cắt giai đoạn III là đặc trưng hình hoc của tiết diện liên hợp

III IIIbs

I I

Trang 17

3.4.2xác định vị trí trục trung hòa dẻo(PNA)

-mặt cắt dầm làm việc trong giai đoạn chảy dẻo khi tất cả các phần trên mặt cắt đều

đã đạt đến giới hạn chảy

-tính lực dẻo của các phần của mặt cắt dầm:

+lực dẻo tại bản cánh chịu kéo của dầm thép : Pt=Fyt.bt.tt

+lực dẻo tại bản cánh chịu nén của dầm thép; Pc=Fyc.bc t c

+ lực dẻo tại s ư ờn d ầm thép: pW F D t yw w w

+ lực dẻo tại tr ọng t âm b ản bê tông: P s 0.85 .f A c, s

+ lực dẻo xuất hiện tại cốt thép bản phía trên : P rt F Ayrt rt

+ lực dẻo xuất hiện tại cốt thép bản phía dưới: P rb F Ayrb rb

-v ị tr í tr ục trung h òa d ẻo(PNA) đ ư ợc x ác đ ịnh nh ư sau ;

+ P P t w P cP rbP sP rt  TTH đi qua sườn dầm

+ N ếu:P P t w P cP rb P sP rtv à P P t wP c P rbP sP rt

 TTH đi qua b ản c ánh tr ên

+ n ếu: P P t wP c P rb P sP rt  TTH đi qua b ản b ê t ông

-Trong trường hợp TTH đi qua trọng tâm bản bê tông về nguyên tắc ta phải xét xem trục trung hòa ở trên hay ở dưới so với cốt thép trên v à cốt thép dưới để có được công thức tính toán chính xác Trong tính toán ta thường bỏ qua phần cốt thép của bản bê tông mặt cầu do đó ta chỉ cần xác định TTH đi qua bản bê tông là được

- Kết quả tính toán lực dẻo tại các phần của mặt cắt: t:

CÁC ĐẠI LƯỢNG HIỆUKÍ BIÊNDẦM TRONGDẦM ĐƠNVỊDiện tích bản cánh dưới dầm thép At 210 210 cm2Diện tích bản cánh trên dầm thép Ac 120 120 cm2

Diện tích tính toán bản bê tông As 4824 4824 cm2Lực dẻo tại bản cánh phía dưới dầm thép Pt 7245 7245 KNLực dẻo tại bản cánh trên dầm thép Pc 4140 4140 KN

Lực dẻo tại trọng tâm bản bản bê tông Ps 12301.2 12301.2 KNDiện tích cốt thép dọc trong bản phía trên Art 0 0 cm2Diện tích cốt thép dọc trong bản phía dưới Arb 0 0 cm2Lực dẻo tại cốt thép phía trên TTH Prt 0 0 KNLực dẻo tại cốt thép phía dưới TTH Prb 0 0 KN-Đối với dầm biên ta có:

Trang 18

Vậy ta có P P t  w P cP rbP sP rt

 Kết luận:TTH dẻo(PNA) đi qua sườn dầm

3.4.4Xác định chiều cao phần sườn dầm chiụ nén

-Theo kết quả tính toán ở trên thì cả dầm biên và dầm trong khi đạt đến trạng thái chảy ở toàn bộ mặt cắt thì trục trung hòa dẻo(PNA) đều đi qua sườn dầm.Như vậy ta có:

+Sơ đồ tính:

Mp Ar.Fyr 0,85.As.f'c Ac.Fyc Dcp.tw.Fyw

(Dw -Dcp).tw.Fyw At.Fyt

fy

fy f'c

III III bs

I I

, yr w

y

F A F A f A F A D

+D :chiều cao sườn dầm thépw

+ ,A A :Diện tích cánh chịu kéo và cánh chịu nén t c

+ A: Diện tích sườn dầm

+ Ar: Diện tích coost thép trong bản bêtông

+ Fyt,Fyc :Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của thép làm cánh chịu kéo và cánh chịu nén của dầm thép (MPa)

+ Fyr : Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc (MPa)

+ Fyw : Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của sườn dầm (MPa)

+ '

c

f : Cường độ nén quy định của bêtông tuổi 28 ngày (MPa)

+ As : Diện tích bản bêtông (mm2)

Kết quả tính chiều cao phần sườn dầm chịu nén :

+ Đối với dầm biên : (thay số ta có)

Trang 19

r yr s c c

yc t yt w cp

A F

A F A f A

F A F D

r yr s c c

yc t yt w cp

A F

A F A f A

F A F D

4 XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KCN

4.1 CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN LIÊN KẾT TRONG KCN

4.1.1 Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối

- Dầm ngang tại mặt cắt gối là chỗ đặt kích để nâng hạ các cụm dầm trong quá trình thi công và sửa chữa cầu khi cần thiết Do đó liên kết ngang tại gối phải cấu tạo chắc chắn hơn tại các mặt cắt khác, thong thường là dung các dầm I định hình có số hiệu từ I300÷I900

- Chọn dầm ngang tại gối là dầm định hình I700

- Cấu tạo dầm ngang tại mặt cắt gối:

A A

Dam ngang Dam ngang

Mat cat A-A

Hình 15: Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối

- Tại mặt cắt gối ta sử dụng dầm ngang I700, tra bảng thép hình ta có các kích thước cấu tạo của dầm ngang như sau:

+ Chiều cao dầm ngang: Hdn = 70 cm

+ Bề rộng bản cánh: bc= 21 cm

+ Chiều dày bản cánh : tc = 2,08cm

+ Chiều dày bản bụng : tw = 1,3cm

+ Diện tích mặt cắt ngang : And = 176cm2

+ Mômen quán tính của mặt cắt: Idn = 134600 cm4

Trang 20

+ Trọng lượng dầm ngang trên 1m dài: gdn = 1,38kN/m

- Xác định trọng lượng dầm ngang tác dụng lên dầm chủ:

+ Số mặt cắt có bố trí dầm ngang : n=2 mặt cắt (chỉ bố trí dầm ngang tại mặt cắt tại gối)

+ Số dầm ngang trên mỗi mặt cắt: n=5 dầm

 Tổng số dầm ngang trên toàn cầu là : n = 5x2 = 10 dầm

+ Chiều dài mỗi dầm ngang: Ldn = 2.16cm

 Trọng lượng dầm ngang trên 1m dài 1 dầm chủ

16 2 10 38 , 1

n

4.1.2 Hệ kiên kết ngang tại mặt cắt trung gian

- Tại các mặt cắt trung gian(trừ 2 mặt cắt gối) ta có thể cấu tạo dầm ngang bằng dầm định hình,tuy nhiên việc cấu tạo như vậy sẽ rất tốn kém Do đó tại các mặt cắt trung gian thì hệ liên kết ngang thường được cấu tạo theo dạng hệ gồm có các thanh thép góc Thép góc dung trong kết cấu cầu phải có số hiệu tối thiểu là L≥ L

100x100x10mm

- Chiều cao của hệ liên kết ngang: Hlkn = (0,6÷0,7)Hsb

- Cấu tạo hệ liên kết ngang trung gian:

Mat cat I-I

O

Y

x

Hình 16: Hệ liên kết ngang tại các mặt cắt trung gian

+ Khoảng cách giữa các hệ liên kết ngang: an = 3.14m

+ Số hệ liên kết ngang theo phương dọc cầu là 10 hệ và số hệ liên kết ngang theo phương ngang cầu là 5 hệ => tổng số hệ liên kết ngang trên toàn cầu là 10x5 =

50 hệ liên kết ngang trung gian

- Tại mỗi hệ liên kết ngang được cấu tạo có chiều cao H = 120cm, gồm 6 thanh thép góc L100x100x10, 2 thanh ở phía trên quay lưng vào nhau, 2 thanh ở phía dưới quay lưng vào nhau và 2 thanh thép góc xiên liên kết trực tiếp với sườn tăng cường của bản bụng

Trang 21

- Trọng lượng của hệ liên kết ngang trên một dầm chủ được tính bằng cách tính tổng trọng lượng của tất cả các thanh của hệ liên kết ngang và chia đều cho mỗi dầm chủ

x chiều dài dầm chủ

)/(kN m L

n

q q

dc

LKN n



Trong đó:

+ qn : Trọng lượng của hệ liên kết ngang trên 1m dài 1 dầm chủ

+ q LKN : Tổng trọng lượng của các thanh trong hệ liên kết ngang

+ ndc: Số dầm chủ trên mặt cắt ngang

+ L : Chiều dài kết cấu nhịp

- Đặc điểm cấu tạo và trọng lượng của hệ liên kết ngang trung gian

TÊN GỌI CÁC ĐẠI LƯỢNG KÍ HIỆU GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ

Tổng số hệ LKN trên toàn cầu nlkn 50 hệ

Thép góc cấu tạo thanh ngang

Số hiệu thép làm thanh ngang L100x100x10

Trọng lượng thanh trên 1m dài gd 0.151 kN/mMômen quán tính của 1 thanh LKN Ilkn 179.00 cm4

Thép góc cấu tạo thanh xiên

Số hiệu thép làm thanh xiên L100x100x10

Trọng lượng thanh trên 1m dài gd 0.151 kN/mMômen quán tính của 1 thanh LKN Jlkn 179 cm4

Trang 22

Trọng lượng LKN trên 1m dài dầm chủ qn 0.54 kN/m

4.1.3 Hệ sườn tăng cường dầm chủ

- Cấu tạo :

Hình 17 : Bố trí sườn tăng cường dầm chủ

-Chiều dày sườn tăng cường : t6mm và cụ thể như sau:

+ ts  10mm đối với liên kết đinh tán

+ ts  12mm đối với liên kết hàn

 Ở đây ta chọn sườn tăng cường có chiều dày la ts =16mm

- Tại mặt cắt gối sườn tâng cường thường được cấu tạo có chiều dày lớn hơn hoặc tạo dạng sườn kép để nhận phản lực tại gối Ở đây ta cấu tạo sườn tăng cường tại gối theo dạng sườn kép với khoảng cách giữa 2 sườn là 100mm

- Các sườn tăng cường không được liên kết hàn trực tiếp với bản cánh Do đó tại các mặt cắt trừ mặt cắt cóM = 0 thì sườn tăng cường phải được hàn với một bản đệm và bản đệm này có thể trượt tự do tên bản cánh chịu kéo của dầm

Trang 23

ban dem

Hình 18 : Liên kết sườn tăng cường với cánh dưới dầm thép

- Kích thước các bản đệm :

+ Kích thước hai chiều : a,b = 30 – 40 mm

+ Chiều dà bản : t = 12 – 20 mm

=>Theo cấu tạo ta chọn kích thước bản đệm là : 180x200x16mm

Sườn tăng cường nên bố trí đối xứng về hai bên sườn dầm

- Kích thước của sườn tăng cường thường được chọn trước sau đó tính toán theo điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng để xác định khoảng cách bố trì giữa các sườn tăng cường Hoặc cũng có thể bố trí khoảng cách giữa các sườn theo cấu tạo của hệ liên kết dọc và ngang cầu sau đó kiểm toán điều kiệnổn định cục bộ của bản bụng

- Cấu tạo và trọng lượng của hệ sườn tăng cường

Các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Trọng lượng thanh sườn tăng cường gs 0.36 kN

Khoảng cách giữa các sườn tăng cường Do 1.570 M

Trọng lượng hệ STC trên 1m dài 1 dầm chủ qs 0.46 kN/m

Trang 24

- Trọng lượng của sườn tăng cường trên một dầm chủ được tính bằng cách tínhtổng trọng lượng của tất cả các sườn tăng cường trên một dầm chủ và chia cho chiều dài dầm chủ.

- qs = 0.46( / )

57.1

36.02

+ qs : Trọng lượng của sườn trên 1m dài dầm chủ

+ gs : Trọng lượng của thanh sườn tăng cường

+ do : Khoảng cách giữa các sườn tăng cường

4.1.4 Hệ liên kết dọc cầu

- Vị trí của hệ liên kết dọc cầu :

+ Đối với kết cấu nhịp cầu dầm thép ta cấu tạo hai hệ liên kết dọc trên và dọc dưới nằm trên mặt phẳng song song với bản cánh trên và bản cánh dưới của dầm thép

+ Đối với kết cấu nhịp cầu dầm lien hợp thép – BTCT thì bản bê tông mặt cầu đóng vai trò như một hệ liên kết dọc trên do đó trong cầu liên hợp thép – BTCT ta chỉ cần cấu tạo hệ liên kết dọc dưới

-Cấu tạo chung :

Hình 19: Cấu tạo hệ liên kết dọc cầu

+ Hệ liên kết dọc được cấu tạo từ thép góc có số hiệu L100x100x10

+ Toàn cầu có 11 khoảng hệ giữa các hệ liên kết ngang, trên mỗi khoang chỉ cấu tạo một thanh xiên có chiều dài 3.42m ( cấu tạo chi tiết xem bản vẽ hệ liên kết dọc cầu)

+ Các thanh xiên của hệ liên kết dọc được liên kết với sườn dầm chủ thông qua các bản nút được hàn trưc tiếp với dầm chủ

Trang 25

- Trọng lượng của hệ liên kết dọc trên một dầm chủ được tính bằng cách tính tổng trọng lượng của tất cả các thanh của hệ liên kết dọc và chia đều cho các dầm chủ x chiều dài dầm chủ.

L n

q q

dc

LKN n





Trong đó :

+ qn : Trọng lượng của hệ liên kết dọc trên 1m chiều dài dầm chủ

+ q LKN : Tổng trọng lượng của các thanh trong hệ liên kết dọc

+ ndc : Số dầm chủ trên mặt các ngang

+ L : chiều dài kết cấu nhịp

- C u t o và tr ng l ấu tạo và trọng lượng của hệ liên kết dọc cầu ạo và trọng lượng của hệ liên kết dọc cầu ọng lượng của hệ liên kết dọc cầu ượng của hệ liên kết dọc cầu ng c a h liên k t d c c u ủa hệ liên kết dọc cầu ệ liên kết dọc cầu ết dọc cầu ọng lượng của hệ liên kết dọc cầu ầu.

Số hiệu thép làm thanh xiên L100x100x10

Trọng lượng thanh trên 1m dài gd 0.151 kN/m

Chiều dài 1 thanh liên kết dọc Ld 3.83 m

Số thanh liên két dọc trên 1 khoang nt 3 thanh

Số khoang của hệ liên kết dọc nk 9 khoang

Số thanh liên kết dọc trên toàn cầu nd 27 thanh

Trọng lượng LKD trên 1m dài 1 dầm chủ qd 0.081 kN/m

4.2 XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN I

- Tĩnh tải giai đoạn 1 bao gồm :

+ Trọng lượng bản thân của dầm chủ

+ Trọng lượng hệ liên kết ngang cầu

+ Trọng lượng hệ liên kết dọc cầu

+ Trọng lượng mối nối

+ Trọng lượng bản bê tông mặt cầu và những phần bê tông được đổ cùng với bản như : chân lan can, gờ chắn bánh Trong trường hợp chân lan can lắp ghép thì trọng lượng của nó được tính vào tĩnh tải giai đoạn II

=> Trọng lượng của các bộ phận trên được tính theo tải trọng dải đều trên 1m dài dầm chủ, do đó

ta có thể gọi là tĩnh tải giai đoạn I dải đều

- Tĩnh tải giai đoạn I được xác định theo công thức :

+ Tĩnh tải tiêu chuẩn : DCtc = qdc + qdn + qn + qs + qd + qb + qgc + qmn

+ Tĩnh tải tính toán : DCtt = γ1.DCtc

Trong đó :

+ DCtc : Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I

+ DCtt : Tĩnh tải tính toán giai đoạn II

+ γ 1 : Hệ số vượt tải đối với tĩnh tải giai đoạn I, γ 1 = 1,25

- Bảng tổng hợp tĩnh tải giai đoạn I

TÊN GỌI CÁC ĐẠI LƯỢNG KÍ HIỆU GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ

Trang 26

Trọng lượng dầm chủ qdc 4.95 kN/m

Trọng lượng dầm ngang tại gới qdn 0.16 kN/m

Trọng lượng hệ liên kết ngang khác gới qn 0.54 kN/m

Trọng lượng bản bê tơng cớt thép qb 12.06 kN/m

Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I DCtc 18.34 kN/m

Tĩnh tati tính toán giai đoạn I DCtt 22.92 kN/m

4.3 XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN II.

- Cấu tạo kết cấu mặt cầu :

- Tĩnh tải giai đoạn II :

+ Trọng lượng lớp phủ lề người đi bợ

+ Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phần xechạy

+ Trọng lượng phần chân lan can, lan can và gờ chắn bánh nếu các bợ phạn này được thi cơng theo phương pháp lắp ghép ngay trước khi thi cơng lớp phủ mặt cầu

Lớp mui luyện h = 2cm Lớp phòng nước h = 1cm Lớp bêtông bảo vệ h = 4cm Lớp bêtông AtFan h = 5cm

Hình 20 : Kết cấu mặt cầu

- Khi tính toán tĩnh tải giai đoạn II chúng ta phải vẽ ĐAH áp lực lên từng dầm chủ, sau đó xếp tĩnh tải trọng giai đoạn II lên ĐAH để xác định tải trọng phân bớ cho từng dầm Tuy nhiên để đơn giản trong tính toán ta coi như trọng lượng lớp phủ lề đi bợ và trọng lượng lớp phủ mặt cầu phân bớ đều cho các dầm chủ Việc giả thiết tính toán này cũng khơng gây sai sớ nhiều lắm so với việc tính toán chính xác nên có thể chấp nhận được

Trang 27

- B ng tính tĩnh tãi giai o n II ảng tính tĩnh tãi giai đoạn II đoạn II ạo và trọng lượng của hệ liên kết dọc cầu.

- Cấu tạo lề người đi bộ

+ Chiều dày trung bình lề người đi bộ hle 5 cm

+ TL người đi bộ /1m dài dầm chủ qle 0.575 kN/m

- Cấu tạo lớp phủ mặt cầu

+ Chiều dày lớp bê tông bảo vệ hbv 4 cm

+ Chiều dày lớp bê tông mui luyện hml 2 cm + Tổng chiều dày lớp phủ mặt cầu hmc 12 cm

+ TL lớp phủ mặt cầu/1m dài dầm chủ qmc 4.14 kN/m

- Trọng lượng lan can

+ Trọng lượng phần chân lan can gclc 1.56 kN/m + Trọng lượng lan can + tay vịn qlc 0.1 kN/m

- Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn II DWtc 6.38 kN/m

- Tĩnh tải tính toán giai đoạn II DWtt 9.56 kN/m

- Trọng lượng lớp phủ lề đi bộ :

6

2300.05,0.5,1.2

2

- Tính tĩnh tải giai đoạn II :

+ Tĩnh tải tiêu chuẩn :

DWtc = qle + qmc + qclc + qlc = 0,575 + 4.14 + 1,56 + 0,10 = 6.38kN/m

+ Tĩnh tải tính toán :

DWtt = t2.DWtc = 1,5 x 6.38 = 9.56 kN/m

Trang 28

5 XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG 5.1 TÍNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐÒN BẨY.

5.1.1 Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên.

- Điều kiện tính toán :

+ Tính hệ số phân bố ngang do tải trọng Người

+ Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên do tải trọng HL93 trong trường hợp xếp tải trên một làn

- Vẽ tung độ ĐAH áp lực gối R1

Hình 21 : Tính hệ số phân bố nagng cho dầm biên

- Xếp tải trọng bất lợi lên ĐAH phản lực gối

- Tính hệ số phân ngang đối với xe tải và xe 2 trục thiết kế :

+ Công thức tính : g = Y i

2 1

+ Hệ số phân bố ngang của xe tải và xe 2 trục thiết kế đối với dầm biên khi xếp trên 1 làn :

g =

2

1

(1.091 + 0,237) = 0,68

- Tính hệ số phân bố ngang đối với tải trọng Người dải đều :

+ Công thức tính : g = y y b le

+ ble : Là bề rộng của lề đi bộ

+ y1 : Là tung độ ĐAH tại vị trí mép ngoài của tải trọng Người

+ y2 ; Là tung độ ĐAH tại vị trí mép trong của tải trọng Người

+ Hệ số phân bố ngang của tải trọng Người đối với dầm biên :

Trang 29

gNg =

2

1

(1,277 + 0,545).1,50 = 1,33-Kết quả tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên:

Xếp tải trọng Tung độ đường ảnh hưởng Hệ số(g)

Xe hai trục thiế kế 1.091 0.273 0.682

5.1.2 tính hệ số phân bố ngang đối với dầm trong:

333 0 6

2 2



n g

Với n:là số dầm chủ,n=6 dầm

Đối với hoạt tải HL_93 thì ta không tính hệ số phân bố ngang cho dầm trong theo phương pháp đòn bẩy mà sử dụng các công thức tính toán đã được thiết lập 5.2 Tính hệ số PBN đối với tải trọng HL_93

5.2.1 điều kiện tính toán

- phương pháp tính hế số phân bố ngang trong 22TCN 272_05 chỉ áp dụng cho các cầu thỏa mản điều kiện sau:

+ Bề rộng cầu không thay đổi trên suốt chiều dài nhịp

+ Số dầm chủ 4,trừ khi có qui định khác

+ Các dầm chủ song song với nhau và có độ cúng xấp xỉ nhau

+ phần hẩng curaxe chạy 910mm trừ khi có quy định khác

+ Mặt cắt ngang cầu phù hợp với qui định

5.2.1 Tính tham số độ cứng dọc :

-công thức tính

EB:Môđun đàn hồi của vật liệu chế tạo dầm(MPa)

ES:Môđun đàn hồi của vật liệu chế tạo bản(MPa)

I: moomen quán tính của mặt cắt dầm chủ(mm4)

A: diện tích mawtf cắt dầm chủ hay dầm dọc phụ(mm2)

e g: khoảng cách từ trọng tâm dầm đến trọng tâm bản (mm)

Các trị số I và A phải được lấy theo mặt cặt dầm liên hợp

- Bảng kết quả tính tham số độ cứng dọc :

Môđun đàn hồi của vậy liệu chế tạo dầm Eb 200000 MpaMôđun đàn hồi của vậy liệu chế tạo dầm Es 29440.09 MPaTỉ số môđun đàn hồi dẩm và môđun đàn hồi bản N 6.793

Trang 30

MMQT của mặt cắt ngang dầm thép It 2418747 Cm4Diện tích mặt cắt ngang dầm thép At 630 Cm4

KC từ trọng tâm dầm thép đến trọng tâm bản e g 110.93 cm

5.2.3 Tính hệ số phân bố ngang moomen:

-Điều kiện áp dụng công thức :

+1100<S<4900mm

+110<ts<300mm

+6000<L<7300mm

-Hệ số phân bố ngang moomen cho dầm giữa:

+ trường hợp có 1 làn xe tải:

3 0

3

3 0 4 0

4300 006

S S

g

200 31400

10 69097551 31400

2200 4300

2200 006

.

0

3 0

3 4 3

0 4

0

2 0 6 02900075

S S

g

200 31400

10 69097551 31400

2200 2900

2200 075

0

3 0

3 4 2

0 6

0

- Hệ số phân bố ngang mômen cho đầm biên:

+Trường hợp 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy:

Ta có :g 0 682

+ Trường hợp số làn xếp tải  2 làn:

2800

100077

.0280077

-Hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm giữa:

+ Trường hợp có 1 làn xếp tải:

649 0 7600

2200 36

0 7600 36

2

2200 2

0

Trang 31

+ Trường hợp có 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy.

Ta có : g=0.682+ Trường hợp số làn xếp tải  2 làn:

g=e.gdầmgiữa với 0.933

3000

10006

.030006

5.3 TỔNG HỢP HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG TẠI CÁC MẶT CẮT.

5.3.1.Hệ số phân bố ngang tại các dầm biên.

STT Số Làn Hệ sốPBN hiệuKí TẢI TRỌNG

gxetai g2truc gl àn gng1

1 làn Mô men gM 0.682 0.682 0.682 1.330

5.3.2.Hệ số phân bố ngang đối với dầm giữa.(dầm trong)

STT Số Làn Hệ sốPBN hiệuKí TẢI TRỌNG

gxetai g2truc gl àn gng

1 1 làn Mô men gM 0.441 0.441 0.441 0.333

5.3.3 Xác định hệ số phân bố ngang tính toán.

- So sánh hệ số phân bố ngang giữa dầm biên và dầm trong thì hệ số PBN đối với dầm biên là lớn hơn tức là dầm biên chịu lực bất lợi hơn dầm giữa nên ta tính toán thiết kế cho dầm biên

- So sánh hai trường hợp là xếp tải trên 1 làn và xếp tải trên cả 2 làn ta thấy trường hợp xếp tải trên cả 2 làn bất lợi hơn nên ta tính toán xếp tải trên cả 2 làn

- Kết hợp 2 điều kiện trên thì ta sử dụng hệ số PBN tại các mặt cắt cho trường hợp: dầm thiết kế là dầm biên và số làn xếp tải là 2 làn

Trang 32

6.TÍNH TOÁN NỘI LỰC.

6.1 CÁC MẶT CẮT TÍNH TOÁN NỘI LỰC.

- Về nguyên tắt khi tính toán nội lực ta thường chia dầm chủ ra thành nhiều mặt cắt , khoảng cách giữa các mặt cắt khoảng từ 1 - 2m Tuy nhiên thực tế chỉ cần xác định nội lực tại các mặt cắt quan trọng phục cho việc tính duyệt dầm chủ:

+ Mặt cắt có mô men lớn nhất: mặt cắt giữa nhịp: L/2

+ Mặt cắt có lực cắt lớn nhất: mặt cắt gối

+ Mặt cắt có mô men và lực cắt cùng lớn: L/4 ; L/8

+ Mặt cắt có bố trí mối nối dầm

X1

X2 X3

X4

Hình 2-2 : Các mặt cắt tính toán nội lực

- Bảng toạ độ các mặt cắt tính toán nội lực

STT Tên mặt cắt K í hiệu X Đ ơn v ị

3 Mặt cắt L/4 II-II 7.85 m

4 Mặt cắt mối nối III-III 10.47 m

5 Mặt cắt L/2 IV-IV 15.70 m

6.2 VẼ Đ ƯỜNG ẨNH HƯỞNG NỘI LỰC.

6.2.1.Vẽ đường ảnh hưởng mô men:

Trang 33

Hình 26:ĐAH mômen tại mặt cắt mối nối (III-III)

20,93 m10.47 m

Hình 25:ĐAH mômen tại mặt cắt L/4 (II-II)

23,55 m7,85 m

Hình 24:ĐAH mômen tại mặt cắt L/8 (I-I)

Trang 34

Hình 32:ĐAH lực cắt tại mặt cắt L/2 (IV-IV) Hình 31:ĐAH lực cắt mối nối dầm (III-III) Hình 30:ĐAH lực cắt tại mặt cắt L/4 (II-II)

15,7m 15,7m

20,93m 10,47m

23,55m 7,85m

6.2.3 Tính diện tích đường ảnh hưởng.

- Diện tích ĐAH mơmen tại mặt cắt cách tim gới 1 đoạn bằng x tính theo cơng thức:

2

)(L x

BẢNG 1: DIỆN TÍCH ĐAH NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮTMẶ

l-x(m)

y=

x(l-x)/l

y1=(l-x)/l

y2=x/

l

ωM(m2)

ωv+(m2)

ωv(m2)

Trang 35

6.3 Xác định nội lực tại các mặt cắt.

6.3.1 Tính nội lực do tĩnh tải

-Để tính nội lực do tĩnh tải thi ta tĩnh tải trực tiếp lên ĐAH va tính toán lục theo

các công thức:

M1tc =qtc ΩM ; M1 =qtt ΩM

V1tc =qtc ΩM ; V1 =qtt ΩMTrong đó :

+ qtc ,qtt: Tĩnh tải tiêu chuẩn và tĩnh tải tính toán

+ Mttc , Mttt : Mômen uốn tiêu chuẩn và tính toán do tĩnh tải

+ Vttc , Vttt: Lực cắt tiêu chuẩn và tính toán do tĩnh tải

+ ΩM ,ΩM: Tổng diện tích đường ảnh hưởng mômen uốn và lực cắt của mặt cắt cần xác định nội lực

-Bảng tổng hợp do tĩnh tải:

DWtc

ω T ổng

g1.DCtc.ω

6.3.2 Tính nội lực do tải trọng làn và tải trọng ngươì.

- Để tính nội lực do tải trọng làn (lane) và tải trọng người (people) thì ta xếp tải trọng dải đều bất lợi lên ĐAH và tính toán nội lực

- Công thức tính nội lực do tải trọng làn:

Mhtc =g1.q1 ΩM ; Mh’ =g1.q1 ΩM ; Mh =γh M1tc;

Vhtc =g1.q1 ΩV ; Vh’ =g1.q1 ΩV ;Vh =γh V1tc;-Công thức tính nội lực do tải trọng người:

Trang 36

Mngtc =gng.qng ΩM ; Mng’ =gng.qng ΩM ; Mngtt =γh Mngtc;

Vngtc =gng.qng ΩV ; Vng’ =gng.qng ΩV ; Vh =γh Vngtc;Trong đó:

+ q1 , gng: Tải trọng làn va tải trọng người dải đều

+ Mhtc , Mh, Mh’: Mômen uốn tiêu chuẩn, tính toán và mômen uốn khi tính

mổi do hoạt tải

+ Vhtc, Vh , Vh’: Lực cắt tiêu chuẩn, tính toán và mômen uốn khi tính mổi do

hoạt tải

+ ΩM,ΩM: Tổng diện tích ĐAH mômen uốn và lực cắt của mặt cắt cần xác

định nội lực

+ g1, gng: Hệ số phân bố ngang của hoạt tải, tải trọng làn và tải trọng người

+ γh: Hệ tải trọng của hoạt tải

+ Tải trọng làn và tải trọng người không xét đến hệ số xung kích

Bảng tổng hợp nội lực do tải trong làn (Lane) và tải trọng người :

Nội

lực

Diện

tích

ĐAH Tải trọng Hệ sốPBN

Nội lực tiêuchuẩn(TTGH Sử dụng)

Nội lục tính toán(TTGH Cường độ I) Đơn

vị

ω + qlan qng glan gng g qlan

ω + g.qng

qng gh.glan ω + gh.qng.ω +M1 53.92 9.3 4.5 0.705 1.330 353.75 322.60 619.07 564.55 kN.mM2 92.43 9.3 4.5 0.705 1.330 606.43 553.03 1061.26 967.80 kN.mM3 109.55 9.3 4.5 0.705 1.330 718.74 655.44 1257.79 1147.02 kN.mM4 123.25 9.3 4.5 0.705 1.330 808.58 737.37 1415.01 1290.40 kN.mV0 15.70 9.3 4.5 0.417 1.330 60.94 93.93 106.65 164.38 kNV1 12.02 9.3 4.5 0.417 1.330 46.66 71.92 81.65 125.85 kNV2 8.83 9.3 4.5 0.417 1.330 34.28 52.84 59.99 92.46 kNV3 6.98 9.3 4.5 0.417 1.330 27.09 41.75 47.40 73.06 kNV4 3.93 9.3 4.5 0.417 1.330 15.24 23.48 26.66 41.10 kN

6.3.3Tính nội lực do xe tải thiêt kế (Truck)và xe 2 trục thiết kế (Tandem)

-Để tính nội lực do xe tải và xe 2 trục thiết kế ta xếp tải trọng lên đường ảnh hưởng

theo sơ đồ bất lợi nhất và tính nội lực.Ví dụ ta có thể xếp như sau :

Trang 37

xe 2 trục thiết kế

xe tải thiết kế

ĐAH M

ĐAH V

xe tải thiết kế

xe 2 trục thiết kế

-Cơng thức tính nợi lực do xe tải và xe 2 trục thiết kế

+gh : hệ sớ phân bớ ngang của hoạt tải ,tải trọng làn và tải trọng người

+1+IM : hệ sớ xung kích của hoạt tải

+ :Hệ sớ tải trọng của hoạt tải

-Tính mơ men tại mặt cắt I-I(mặt cắt L/8)

Trang 38

+Bảng kết quả tính nợi lực

CÁC ĐẠI LƯỢNG Xe tải thiết kế Xe 2 trục thiết kế

NL do tải trọng trục 0.00 497.98 101.39 262.28 377.78 0.00

Do hoạt tải tiêu chuẩn Mtch = 422.83 KN.m 451.54 KN.m

Do hoạt tải tính toán Mtth = 924.95 KN.m 987.74 KN.m

-Tính mơ men tại mặt cắt II-II(mặt cắt L/4)

+Xếp tải lên ĐAH:

22.55 m 7.85 m

Hình 35:Xếp tải lên ĐAH mômen tại mặt cắt L/4 (II-II)

35kN 145kN

145kN

+Bảng tính kết quả nợi lực :

3.550 7.850 12.150 6.650 7.850 0.000

2.663 5.888 4.813 4.988 5.888 0.000

Trang 39

Tải trọng trục Ptr Ptr Ptr Ptd3 Ptd

2 Ptd

1

-Tính mô men tại mặt cắt III-III(mặt cắt mối nối dầm)

+Bảng tính kết quả nội lực :

Trang 40

-Tính mơ men tại mặt cắt IV-IV(mặt cắt L/2)

15,7m 15,7 m

Hình 37:Xếp tải lên ĐAH mômen tại mặt cắt L/2(IV-IV)

35kN 145kN

145kN

+Bảng tính kết quả nợi lực :

- Tính lực cẳt tại mặt căt 0-0(mặt cắt gới)

Tiêu đề	Đồ Án Môn Học Cầu Thép F1 Thái Hoàng Duy
Người hướng dẫn	Nguyễn Văn Vĩnh
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
Chuyên ngành	Cầu Thép
Thể loại	đồ án môn học
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	109
Dung lượng	3,58 MB