THIẾT KẾ CẦU THÉP - CHƯƠNG 4 ppsx

Giới thiệu chung• Với các nhịp lớn, để phát triển khả năng chịu uốn,thường phải tăng chiều cao dầm làm kết cấunặng nề, tốn thép và không kinh tế.. • Nếu tập trung vật liệu tấm vách thành

CHƯƠNG 4 : CẦU GIÀN THÉP

• Bài 1: Cấu tạo chung; ưu khuyết điểm và phạm vi

sử dụng

• Bài 2: Cấu tạo các thanh giàn

• Bài 3: Liên kết dầm & giàn chủ

• Bài 4: Các loại nút giàn

• Bài 5: Thiết kế hệ giàn chủ

BÀI 1: CẤU TẠO CHUNG;ƯU KHUYẾT

ĐIỂM & PHẠM VI SỬ DỤNG.

• 1 Giới thiệu chung

• 2 Các dạng cấu tạo mắt cáo của giàn

• 3 Sơ đồ và kích thước cơ bản

• 4 Các bộ phận chính của cầu giàn thép

• 5 Ưu, khuyết điểm và phạm vi sử dụng

1 Giới thiệu chung

• Với các nhịp lớn, để phát triển khả năng chịu uốn,thường phải tăng chiều cao dầm làm kết cấunặng nề, tốn thép và không kinh tế

• Nếu tập trung vật liệu tấm vách thành các thanhxiên, cùng với các thanh biên trên và dưới tạothành giàn có dạng hình tam giác

• Về lý tưởng, đầu các thanh ở nút giàn có thể xoay

tự do, độc lập với các phần tử khác trong nút

• Thực tế nút giàn thường được liên kết cứng nên

1 Giới thiệu chung

- Thanh biên trên của giàn đường xe chạy trên được xem như một thanh chịu nén tựa trên các gối đàn hồi tạo bởi thanh đứng và dầm ngang đã tăng cường.

- Cầu giàn thường có chiều cao lớn, kết cấu vách hở, các thanh chủ yếu chịu kéo và nén,

có khả năng chịu tải lớn với khối lượng thép

2 Các dạng cấu tạo mắt cáo của giàn

• 2.1 Giàn thanh xiên

• 2.2 Giàn tam giác

3 Sơ đồ và kích thước cơ bản

• 3.1 Giàn giản đơn

• 3.2 Giàn liên tục

• 3.3 Giàn mút thừa

3.1 Giàn giản đơn

• Đây là loại thông dụng nhất

- Loại giàn có đường xe chạy trên

- Loại giàn có đường xe chạy dưới

3.2 Giàn liên tục

- Giàn liên tục và mút thừa thường dùng cho đường xe chạy dưới Đối với đường xe chạy trên thì dùng cầu dầm có lợi hơn.

- Đây là hệ siêu tĩnh, nội lực trong thanh thay đổi theo tải trọng và đổi dấu Do vậy việc tính toán khó khăn hơn và phải chú ý tính toán mỏi.

- Cầu giàn liên tục thường làm với số nhịp ≤ 3,

• Ngoài ra do có đường đàn hồi gãy khúc tại khớp nên làm tăng ảnh hưởng của lực xung kích của hoạt tải nên không áp dụng cho cầu

xe lửa và cầu thành phố có tuyến đường xe điện.

4 Các bộ phận chính của cầu giàn thép

5 Ưu, khuyết điểm và phạm vi sử dụng

• Ưu điểm cơ bản của cầu giàn là có độ cứng lớn,

là biện pháp kinh tế và có hiệu quả nhất cho cácnhịp từ 50-60m

• Ngoài ra nó có đặc điểm quan trọng là có thể bốtrí đường xe chạy dưới để giảm chiều cao kiếntrúc của cầu

5 Ưu, khuyết điểm và phạm vi sử dụng

- Nhược điểm là phức tạp trong cấu tạo, chế tạo

và lắp ráp

- Khi chiều cao kiến trúc không hạn chế thì tốtnhất bố trí cầu giàn đường xe chạy trên vì nóđơn giản về cấu tạo và chiều rộng mố trụ nhỏhơn Khi đó, mặt cầu đặt trực tiếp lên các núttrên của giàn Thường dùng cho các cầu cónhiều giàn chủ đỡ hệ mặt cầu

5 Ưu, khuyết điểm và phạm vi sử dụng

- Khi chiều cao kiến trúc bị hạn chế cũng như đốivới các cầu giàn nhịp lớn thường dùng cầuđường xe chạy dưới Giảm được cao độ nềnđường vào cầu Hầu hết được dùng cho các cầulớn nhỏ trên đường sắt và đường ô tô

- Có thể bố trí đường sắt và ô tô đi chung:

▪ Đường sắt ở giữa, ô tô hai bên

▪ Ô tô chạy ở tầng trên và đường sắt bố tríbên dưới

BÀI 2: CẤU TẠO CÁC THANH GIÀN

• 1 Tiết diện thanh giàn đinh tán, bu lông

• 2 Tiết diện thanh giàn hàn

• 3 Cấu tạo bản giằng, thanh giằng

1 Tiết diện thanh giàn đinh tán, bu lông

• 1.1 Tiết diện một vách đứng

• 1.2 Tiết diện hai vách đứng và tiết diện hộp

1.1 Tiết diện một vách đứng

1.2 Tiết diện hai vách đứng và tiết diện hộp

• 1.2.1 Tiết diện chữ H

• 1.2.2 Tiết diện hộp có thép góc quay vào trong

• 1.2.3 Tiết diện hộp có thép góc quay ra ngoài

1.2.1 Tiết diện chữ H

1.2.2 Tiết diện hộp có thép góc quay

vào trong

1.2.3 Tiết diện hộp có thép góc quay

ra ngoài

2 Tiết diện thanh giàn hàn

3 Cấu tạo bản giằng, thanh giằng

• 3.1 Bản giằng

• 3.2 Thanh giằng

• 3.3 Bản thép có khoét lỗ

• 3.4 Bản chắn ngang

3.1 Bản giằng

3.2 Thanh giằng

3.3 Bản thép có khoét lỗ

3.4 Bản chắn ngang

BÀI 3: LIÊN KẾT DẦM & GIÀN CHỦ

• 1 Liên kết dầm dọc vào dầm ngang

• 2 Liên kết dầm ngang vào giàn chủ

1 Liên kết dầm dọc vào dầm ngang

• 1.1 Liên kết tầng

• 1.2 Liên kết đồng mức

1.1 Liên kết tầng

1.1 Liên kết tầng

1.2 Liên kết đồng mức

- Liên kết đồng mức là liên kết sao cho biên trên

của dầm dọc và dầm ngang đặt ngang bằng nhau Cách này áp dụng phổ biến nhất vì:

• Chiều cao kiến trúc nhỏ mà kết cấu lại vữngchắc

• Bản mặt cầu trong trường hợp này kê lên hệthống dầm dọc + dầm ngang cũng dễ giàng hơn

• Ở đây biên trên của dầm dọc được nối liền

bằng bản cá nên đảm bảo cho dầm làm việc có

2 Liên kết dầm ngang vào giàn chủ

• 2.1 Liên kết tầng và liên kết đồng mức

• 2.2 Liên kết thấp

2.1.1 Liên kết tầng và liên kết đồng mức

2.1.2 Liên kết thấp

cánh và liên kết đinh vào sườn dầm ngang

• Nếu bố trí 1 hàng đinh không đủ có thể tăng bềrộng thép góc liên kết để tăng số hàng đinh

• Loại này được sử dụng khi chiều cao sườn dầmngang đủ bố trí lượng đinh liên kết vào giàn chủ

BÀI 4: CÁC LOẠI NÚT GIÀN

• 1 Nút liên kết khớp

• 2 Nút liên kết cứng

• 3 Nút không dùng bản nút

1 Nút liên kết khớp

2 Nút liên kết cứng

3 Nút không dùng bản nút

BÀI 5: THIẾT KẾ HỆ GIÀN CHỦ

• 1 Tính toán nội lực trong các thanh giàn

• 2 Kiểm toán thanh giàn theo phương pháp LRFD

1 Tính toán nội lực trong các thanh giàn

• 1.1 Tính gần đúng

• 1.2 Tính chính xác

1.1 Tính gần đúng

• Giả thiết:

• Đơn giản hóa bằng cách coi kết cấu khônggian đó là do các kết cấu phẳng ghép lại, nhữngkết cấu phẳng này là các giàn chủ và các giànliên kết

• Xem liên kết nút là liên kết khớp

• Hệ dầm mặt cầu làm nhiệm vụ đỡ phầnmặt cầu và hoạt tải rồi truyền lực cho giàn chủtại các nút

1.1 Tính gần đúng

• Để thỏa mãn giả thiết trên, cần phải chú ý:

- Chiều cao thanh không > 1/15 chiều dài thanh

- Trục các thanh biên của 2 khoang kề nhaukhông > 1.5% chiều cao thanh đối với tiết diệnchữ Π và hình hộp và không quá 0.7% chiều caođối với tiết diện chữ H

• Tính toán: Sử dụng phương pháp thông thườngtrong cơ học kết cấu

1.2 Tính chính xác

- Hiện nay với công cụ máy tính việc coi nút giàn

là khớp không còn phù hợp nữa, nên coi nút

giàn là ngàm cứng

- Hệ dầm mặt cầu làm nhiệm vụ đỡ phần mặt cầu

và hoạt tải rồi truyền lực cho giàn chủ tại các

nút

2 Kiểm toán thanh giàn theo phương pháp LRFD

• 2.1 Thanh chịu kéo.

• 2.2 Thanh chịu nén.

• 2.3 Thanh chịu kéo và uốn.

• 2.4 Thanh chịu nén và uốn.