Đồ án môn học thiết ke cầu thép theo 22TCN272 05

Vì là đặc điểm dầm liên hợp do vậy mà bản mặt cầu sẽ cùng tham gia chịu nén cùng với biên trên của dầm thép do vậy mà kích thước của dầm thép cho phép giảm đến mức tốithiểu, tuy nhiên vi

Trang 1

Đồ Án Môn Học: Thiết Ke cầu Thép Theo 22TCN272-05

MỤC LỤC

I. Nhiệm vụ đồ án môn học thiết kế cầu thép

1. Các số liệu thiết kế 2

2. Nội dung thiết kế 2

II. Nội dung A. Tổng quan 3

1. Chọn tiết diện 3

2. Thiết kế bản mặt cầu 3

3. Tiêu chuẩn thiết kế 3

B. Thiết kế dầm chủ 1. Chọn tiết diện 4

2. Tính toán nội lực 5

3. Kiểm toán dầm chủ 21

4. Kiểm tra dầm theo các TTGH 36

5. Tính toán mối nối dầm chủ 39

6. Tính toán các liên kết trong tiết diện dầm chủ 49

SVTH: Lê Văn Lâm-Lớp 04X3A GVHD: ThS Nguền Văn Mỹ Trang 1

THIẾT KẾ CẦU THÉP LIÊN HỢP BẢN BTCT I.NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KÉ CẦU THÉP

1. Các Số Liệu Thiết kế:

1.1 Tiêu chuẩn thiết kế: áp dụng tiêu chuẩn ngành 22TCN 272-05

1.2 Chiều dài nhịp: lu=30m

1.3 Khổ cầu: K=10.5+2xlm

1.4 Tải trọng: hoạt tải HL93

1.5 Đoàn người: 400 daN/m2

2. NỘÍ Dung Thiết Ke: Thiết kế cầu dầm thép liên hợp với bản bêtông cốt thép:

2.1 Lựa chọn tiết diện dầm chủ

2.2 Kiểm tra tiết diện dầm chủ theo các trạng thái giới hạn

2.3 Thiết kế liên kết giữa các bộ phận trong tiết diện dầm chủ

2.4 Thiết kế mối nối dầm chủ

2.5 Thiết kế hệ neo liên kết

SVTH: Lê Văn Lâm-Lớp 04X3A GVHD: ThS Nguễn Văn Mỹ Trang 2

Trang 2

Tính chất Cường độ Sử dụng Mỏi Ghi chú

II NỘI DƯNG:

l.Chọn tiết diện chung:

-.Bề rộng phần xe chạy 10.5+2x1=12.5m là khoảng cách giữa hai mép của lan can (tínhluôn phần đường dành cho người đi bộ)

-Bố trí nhịp giản đơn 30m

-.Chọn kieu dầm thép là kiếu tiết diện chữ I Thép chọn sử dụng là thép công trình-loạithép hợp kim thấp cường độ cao M270 cấp 345, có cường độ chảy min Fy = 345MPa, cường

độ kéo min Fu = 450MPa

-.Bêtông sử dụng cho bản mặt cầu là bêtông có fc’ = 30MPa

-Thép đường hàn là thép cơ bản A36/M270 cấp 250

3.1.1. Trạng thái giới hạn cường độ : (6.5.4.2)

- Đối với cắt : <£> =1.00

3.1.2. Trạng thái giói hạn khác ngoài cưòng độ :

SVTH: Lê Văn Lâm-Lớp 04X3A ìs<GÌ£f GVHD: ThS Nguễn Văn Mỳ Trang 3

Đồ Án Môn Học: Thiết Ke cầu Thép Theo 05

, S + 3000 , „ 2200 + 3000

/7 = 1,2 -—— = 1,2 - -=208 mm30 (3)Vậy ta chọn chiều dày của bản mặt cầu ts =210mm

Trang 3

Hai hoặc nhiều làn chất tải 0,5956(khống chế) 0,2991

Dầmngoài

Xe tải

tung độ

yl 5,35 35,00 2050,5 112,5 1046,3 2149,77 2749,04tung độ

+Chiều dày bản biên không lớn hơn 40mm đối với thép hợp kim thấp

+Quan hệ giữa chiều dày tf và chiều rộng bf của bản biên:

chọn tw=l,2cm(tw không được nhỏ hơn 12mm)

Vì là đặc điểm dầm liên hợp do vậy mà bản mặt cầu sẽ cùng tham gia chịu nén cùng với

biên trên của dầm thép do vậy mà kích thước của dầm thép cho phép giảm đến mức tốithiểu, tuy nhiên việc chọn kích thước của dầm thép phải đảm bảo điều kiện ổn định của dầm

thép khi nén

Qua một số đặc điểm và lựa chọn trên của dầm liên hợp như trên ta có hình vẽ tiết diện

Hình 2: Sơ hộ chọn tiết diện dầm liên hợp

2 Tính toán nội lực :

2.1. Do hoạt tải:

2.1.1. Chọn số lượng làn xe: {A6.3.1.1.1}

Theo AASHTO thì số làn xe là phần nguyên của tỉ số giữa bề rộng cầu và 3500mm (bề

ĐÒ Án Môn Học: Thiết Kế cầu Thép Theo 22TCN272-05

Nl= phân nguyên (——) = phân nguyên D = ị 10500

t 3500Chọn số làn thiết kế n=2

bằng cách đưa sơ đồ cầu thực tế về sơ đồ cầu phẳng và khi đó phải kế thêm hệ số phân bốngang của hoạt tải

+ Xác định hệ số phân phối ngang:

-Khi có một làn xe chất tải dùng phương pháp đòn bẩy:

Đồ Án Môn Học: Thiết Kế cầu Thép Theo 22TCN272-05

Hình 3: Tỉnh hệ số phân hổ mômen của dầm ngoài.

Cân bằng mômen đối với khớp giả ta tính được : gMSE=0,5643Khi xếp một làn xe thì hệ số làn xe m = 1,2 suy ra mgMSE= 0,5643x1,2 = 0,6772

-Khi có hai làn xe chất tải:„ ME_ „ MImgM -exmgMvới Ể? = 0,77 + —^ = 0,5021

2800

(9)

Vậy hệ số phân bổ mômen của dầm ngoài: mgM = mgMSE = 0,6772Trong đó: de = -750mm là khoảng cách từ tim dầm chủ ngoài cùng đến mép của đá vỉa

rrigM = 0,6772Bảng tổng hợp hệ số phân phổi ngang của Mômen:

2.1.5.Xác Định Hệ số Phân Bố Lực cắt Của Dầm Trong Và Dầm Ngoài:

-Khi có một làn xe được chất tải dùng phương pháp đòn bẩy ta xác định được hệ số phân

-

-7 -H -Bảng tông hợp hệ sô phân phôi ngang:

2.1.6 Xác định mômen do hoạt tải tác dụng:

Giá trị mômen trong các dầm khi có kể đến lực xung kích:

MLL+IM-mg[(Mxr hoặc MxaX 1 + )+MLH]

Trong đó: MTr mômen tại tiết diện dầm do xe tải thiết kế

MTa mômem tại tiết diện dầm do xe hai trục thiết kế

MLn mômen tại tiết diện dầm do tải trọng làn thiết kế

Các giá trị mômen này đựoc xác định dựa vào việc xếp tải trên đường ảnh hưởng (ĐAH)

tại mỗi tiết diện, cần xét tại các tiết diện sau:L/2, 3L/8, L/4, L/8 và ở gối

IM là lực xung kích (%)

mg hệ sổ phân bố

1125 _

4

Ỉ

SJ v

Hình 5a: Đường ảnh hưởng tỉnh Mjy

Hình 5h: Đường ảnh hưởng tỉnh Mra

150

—1 -, -. -7

50

Đồ Án Môn Học: Thiết Kế cầu Thép Theo

22TCN272-05

w=9,3kN/m

Hình 5c: Tủi trọng làn tác dụng lên dầm.

2.1.6.3.xếp tải tại tiết diện L/4:

Hình 6a: Đường ảnh hưởng tính

Hình 7a: Đường ảnh hưởng tính Mjr

Trang 4

Xe hai

trục

3,28 110,00 705,

1 49,2 457,6 797,49 1040,033,13 110,00

110,00110,0

2.1.7.]

^ực cắt của cầm chủ do hoạt tải gây ra là:

SVTH: Lê Văn Lâm-Lớp 04X3A GVHD: ThS Nguễn Văn Mỹ Trang II

Trang 5

Giá trị lực cắt trong các dầm khi có kế đến lực xung kích:

VLL+,M=mg[(VTr hoặc VTa)(l + ^)+VL„]

Trong đó: VTr lực cắt tại tiết diện dầm do xe tải thiết kế

VTa mômem tại tiết diện dầm do xe hai trục thiết kế

VLn lực cắt tại tiết diện dầm do tải trọng làn thiết kế

Các giá trị lực cắt này đựợc xác định dựa vào việc xếp tải trên đường ảnh hưởng (ĐAH)

tại mỗi tiết diện, cần xét tại các tiết diện sau:L/2, 3L/8, L/4, L/8 và ở gối

IM là lực xung kích (%)

mg hệ số phân bố lực cắt

2.1.7.1. Tại tiết diện giữa nhịp (L/2): 3000 _

145kN 145kN 35kN

Hình 8a: Đường ảnh hướng+xếp xe tính VTr tại L/2.

Hình 8b: Đường ảnh hưởng+ xếp xe tính VTa tại L/2.

Hình 8c: Đường ảnh hưởng tímh VLn tại L/2.

2.1.7.2.xếp tải tại tiết diện 3L/8:

Hình 9b: Đường ảnh hưởng+ xếp xe tỉnh VTa tại 3L/8.

Hình 9c: Đường ảnh hưởng tímh VL„ tại 3L/8.

13

Trang 6

Đồ Án Môn Học: Thiết Ke cầu Thép Theo

22TCN272-05

Hình lũb: Đường ảnh hưởng+ xếp xe tỉnh VTa tại L/4.

Hình lOc: Đường ảnh hưởng tỉmhVLn tại L/4

Hình 1 la: Đường ảnh hưởng+xếp xe tính VTr tại L/8.

Trang 7

Tại mặt cắt L/2 Giá

trịĐAH

VLL+iM(kN)Dầmtrong

Dầmngoài

110,00110,0

215,

Hình llb: Đường ảnh hưởng+ xếp xe tỉnh VTa tại L/8.

Hình llc: Đường ảnh hưởng tímh VLn tại L/8

2.1.7.5.xếp tải tại tiết diện gối:

GVHD: ThS Nguền Văn Mỹ

Bảng tống họp lực cắt do hoạt tải khi chưa có hệ số :

Trang 8

Loại Lực w (kN/m) ị=0,5 5=0,375 £,=0,25 5=0,125 ỉ=0

2.2. Tính Toán Nội Lực Của Dầm Chủ Do Tĩnh Tải:

Gọi Di là tải trọng của dầm thép, bản mặt cầu, phần vút

D2 là trọng lượng của các lớp mặt cầu 75mmm

D3 là trọng lượng của lan can tay vịn, đá vỉa

w là giá trị của tải phân bố đều kN/m

Khi đó mômen và lực cắt do tải trọng rải đều đơn vị tại các vị trí khác nhau trong dầm có thế

tính theo công thức:

K- = w(ị-x) = wL(0,5-Ẹ),ỉ = j

Mx = — x ( L — x ) = 0,5wL2(ệ - ệ 2 )

L :là chiều dài nhịp

X là vị trí cần tính

Hình 13: Kích thước lan can tay vịn

Mô men và lực cắt của dầm trong khi chưa có hệ số:

D2: Các lớp mặt cầu =0,075x1,65x2,25x9,81 =2,73kN/m

D3 phần lan can tay vịn =1,06 kN/m

Mô men và lực cắt dầm ngoài khi chưa có hệ số:

Mômen:

Lực cắt:

2.3 Tổ hợp nội lực:

2.3.1 TTGH cường độ:

(12)(13)

ĐÒ Án Môn Học: Thiết Kế cầu Thép Theo 05

22TCN272-M=0,95x{ 1,25xDj+l ,5xD2+l ,25xD3+l ,75x(LL+IM)}

v=0,95x {1,25xD!

M= 1,00x {1,00xD 1+1 ,00XD2+ 1,00xD3+1,00x(LL+IM)} (14)V=1,00x{ 1,00xD J+1 ,00XD2+1 ,00XD3+ 1,00x(LL+IM)} (15)Dầm trong:

Dâm ngoài:

2.3.3 TTGH mỏi: xét riêng trong phần sau 2.4 Các đặc trưng của tiết diện dầm thép: 2.4.1. Xét dầm liên hợp vói bản bêtông cốt thép có các giai đoạn làm việc như

sau:

+Trọng lượng của dầm và bản bêtông khi chưa đông cứng là do dầm thép chịu

+Tải trọng tĩnh chất thêm là do dầm liên hợp dài hạn chịu

+Hoạt tải và lực xung kích là do tiết diện liên hợp ngắn hạn chịu

2.4.2. Xác định chiều rộng có hiệu của bản mặt cầu:

*Đối với dầm trong chiều rộng có hiệu bản cánh là trị số nhỏ nhất của:

- Một phần tư chiều dài nhịp trung bình

- 12 lần chiều dày trung bình của bản cộng với trị số lớn hơn của chiều dày vách hoặcmột nửa chiều rộng biên trên của dầm

- Khoảng cách trung bình của hai dầm kề nhau

Do đó bề rộng có hiệu của bản cánh dầm trong là giá trị nhỏ nhất của các sổ liệu sau:

SVTH: Lê Văn Lâm-Lớp 04X3A ìs<GÌ£f GVHD: ThS Nguễn Văn Mỳ Trang 19

> s=2,3m

> 12.0,21 + — = 2,61 m

2Vậy chiều rộng có hiệu của bản cánh dầm trong bj=2,3m

*Đối với dầm ngoài chiều rộng có hiệu bản cánh bằng một nửa chiều rộng có hiệu củadầm trong kề bên cộng nhỏ nhất của S:

-Một phần tám chiều dài nhịp có hiệu-6 lần chiều dày trung bình của bản cộng với trị số lớn hơn của một nửa chiều dày váchhoặc một phần tư chiều rộng biên trên của dầm

2*2, 12.0,21 + —

> ^ + -— = 2,435ra

2 2Vậy chiều rộng có hiệu của bản cánh dầm ngoài be=2,05m

2.4.3 Xác định đặc trưng hình học của tiết diện dầm thép qua các giai đoạn:

Ta có bảng sau:

2.4.3.lTiêt diện dâm thép:

1O'cn

ìs<EÌ£f GVHD: ThS Nguễn Văn Mỳ

Trang 9

2.4.3.2. Tiết diện liên họp ngắn hạn n=8:

Trang 10

lyc = 12 =3375cm

7 12 12Tải

Trọn

g

MD1(kNm)

MỊ)

2 MD3 MLL+IM

(kNm)

g thép(cm3)

g liênhợp(cm3)

us biên trên

dầm thép(MPa)

MD

2 MD3 MLL+IM

(kNm)

Q thóp(cm3)

r-t licnhơp(cm3)

us biên dưới

dầm thép(MPa)

Trọn

g

MD1(kN

MQ

(kN

g thép(cm3)

g liênhợp

MD2(kN

MD3(kN

MLL+

IM(kN.m)

e thép(cm3

(cm3)

us(MPa)

Đồ Án Môn Học: Thiết Kẻ cầu Thép Theo 22TCN272-05

Iyc,Iy lần lượt là mô men quán tính của bản cánh chịu nén và dầm thép với trục thẳng đứngtrong mặt phang sườn dầm

Giới hạn này đảm bảo rằng việc tính toán ổn định do xoắn ngang là có hiệu quả

_ l,5x303 4

33750,1 <— =—_ = 0,202 < 0,9 ->thoả mãn

Iy 16725,61

3.2 Kiểm Tra Mỏi Của Vách Dầm Khi Chịu uốn:

Độ mãnh của vách đứng được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

tw =12mm là chiều dày của sườn dầm.

Dc là chiều cao của vách chịu nén trong giai đoạn đàn hồi

3.2.1 Tính toán Dc:

Xác định các ứng suất

ứng suất nén cực đại ỏ’ tại đỉnh của dầm thép do tải trọng không có hệ số (dầm ngoài):

ứng suất kéo cực đại tại đáy của dầm thép do tải trọng không có hệ số:

Vậy: DC=J —à. -/ =1240 -15 = 585,33mm (18)

f, + fb 214,82 + 228,9

3.2.2 Tính toán ứng suất nén do tải trọng mỏi:

về nguyên tắc sườn tăng cường sẽ ngăn cản hay chống lại sự mất ốn định của vách dầm,

nhưng đế bất lợi ta xét trường hợp không có sườn tăng cường đứng hay phần sườn nằm giữa

hai sườn tăng cường đứng

Trong đó:

Rh = 1,0 hệ số triết giảm cường độ khi xét đến tiết diện lai

Fyc là cường độ chảy ở biên chịu nén, chọn thép cấp 345 như vậy giới hạn chảy củathép là Fyc=345Mpa

E=200GPa là môđun đàn hồi của thép

số và hai lần tải trọng mỏi

-Mômen do 2 lần tải trọng mỏi:

Xe tải nặng qua cầu gấp gần 2 lần tải trọng mỏi do vậy ta phải nhân đôiMômen do tải trọng mỏi gây ra tại giữa nhịp khi kế đến lực xung kích 15%

145kN Ọ.Om 145kN 4 2m 3 5kN

MLL+IM= 2X0,75X mgMsx(LL+IM)/mVới:

mgMs = 0,6772 hệ số phân bố mômen của dầm ngoài,

m = 1,2 khi ta xét một làn xe

Suy ra: MLL+IM=2X0,75x0,6772x1,15x[145(7,5+3,0)+35x5,35]/l,2=1447,3 kNm

-Úng suất nén khi uốn lớn nhất trong vách của dầm thép tại giữa nhịp do tĩnh tải không

hệ số (lấy ở dầm trong) và hai lần tải trọng mỏi:

Từ đó ta thấy Fcf= 193,19MPa<345MPa như vậy đạt yêu cầu, nghĩa là dầm thép đã đảmbảo ổn định mỏi cho vách của dầm do uốn

3.2.3 Tính Toán ứng Suất Ở Trạng Thái Giói Hạn về Cưòng Độ:

3.2.3.1 Úng suất nén cực đại ỏ' tại đỉnh của dầm thép do tải trọng có hệ số (dầm ngoài):

3.2.2.2 ứng suất kéo cực đại tại đáy của dầm thép do tải trọng có hệ số (dầm ngoài):

Trang 11

Ớ biên dưới gần đạt đến cường độ chảy.

3.3.Thiết kế uốn:

3.3.1 Kiếm tra độ chắc của tiết diện:

Đối với cầu thép thì các cấu kiện thép có giới hạn kéo rất lớn, nhung nếu như cưòng độchịu kéo tính toán vuợt quá giới hạn kéo thì kết cấu vẫn chưa thế phá hoại do thép là vật liệu

có giới hạn chịu lực rất lớn, hay nói cách khác thì thép là vật liệu hầu như không phá hoạikhi chịu kéo, mà kết cấu thép thường phá hoại do mất ốn định khi chịu nén

Do vậy mà đối với các công trình được cấu thành từ vật liệu thép ta phải kiểm tra ốn định

cho tùng cấu kiện chịu nén

Đối với dầm thép liên hợp với bản bêtông thì ta phải kiểm tra ổn định (độ mãnh) củasườn dầm, bản biên chịu nén của dầm thép, hệ liên kết dọc của bản biên chịu nén

Vách dầm là có bộ phận có phần trên chịu nén do đó ta cần kiểm tra độ mãnh cho vách.Đối với vách dầm không có sườn tăng cường thì:

Dc là chiều cao vách chịu nén ở trạng thái đàn hồi (Dc = 585,33mm) là trạng thái mà bảnbêtông chưa đông cứng, dầm thép là bộ phận chịu toàn bộ tải trọng tĩnh

fc là ứng suất trong bản cánh chịu nén do tải trọng có hệ số (MPa)

Trường hợp này là trường hợp dầm thép chịu toàn bộ tĩnh tải của bản mặt cầu chưa đông

cứng và trọng lượng bản thân dầm thép

Thoả mãn với điều kiện về độ mảnh khi dầm chưa liên hợp và vách dầm không có sườntăng cường

3.3.1.2. Độ mãnh của vách dầm khi dầm thép đã liên họp vói bản mặt cầu:

Tiết diện đặc chắc là tiết diện mà khi đạt được mômen dẻo Mp thì cả bản biên, vách dầm

đều đạt được mômen dẻo Mp

cầu:

(21)

^NCMi/2nhịp = 0,95x1,25x1595,25=

1894,36kNm

SNC = stthép= 9494,03cm3.

(22)Trong đó:

Trang 12

DCp là chiều cao phần vách dầm chịu nén đối với trục trung hòa dẻo

tw là chiều dày của vách dầm

Giả sử rằng trục trung hoà dẻo của dầm là đi qua bản mặt cầu:

Chọn bêtông bản mặt cầu có fc’=30MPa, thép dầm là loại thép công trình cóFyc=345MPa

Xác định được trục trung hoà dẻo của dầm bằng cách cân bằng các lực dẻo:

Lực dẻo trong bản mặt cầu: Ps=0,85x30x2300x210=12316,5kN

Lực dẻo trong bản biên trên: Prt=300x 15x345= 1552,5 kN

Lực dẻo trong bản biên dưới: Prb=400x25x345=3450kN

Lực dẻo trong vách dầm: Pw=1200xl2x345=4968kN

Từ đó ta nhận thấy rằng Ps>Prt+Prb+Pw Vậy trục trung hoà dẻo đi qua bản mặt cầu,

nghĩa là chiều cao vùng nén của vách dầm bằng 0 -ỳ DCp=0 Vậy

Khi đó thực chất chỉ có một phần chiều dày của bản là cân bằng với các lực dẻo của dầm

drb=210-dw=210-170+50+15+1200/2=705mm

Mp=(65x 12316,5+705x4968+97,5x 1552,5+1317,5x3450) 10'3=8999,76kNm

3.3.1.3. Kiếm tra độ mãnh của bản biên chịu nén:

Đối với tiết diện chắc thì không cần phải kiếm tra độ mãnh, độ ổn định của biên chịu nén

hay nói cách khác là thường thì biên chịu nén luôn thoả Đế đánh giá độ mất ốn định củabiên chịu nén ta xem biên chịu nén như là một cột riêng rẽ

Tiết diện dầm thép I liên hợp với bản bêtông cốt thép có biên trên của dầm nằm ở vùng chịu

kéo, khi đó biên sẽ ốn định trên suốt chiều dài do đó mà ta không cần thiết phải yêu cầu độmãnh

Trang 13

Lb=chiều dài không được giằng(mm).

ry=bán kính quán tính của mặt cắt thép đối với trục thắng đứng

A V 289

MỊ= mômen nhỏ hơn do tác dụng của tải trọng tính toán ở mồi đầu của chiều dài khôngđược giằng, là mô men do tải trọng khi chưa liên hợp tại giữa nhịp (M 1=1821,1 lkNm)Mp=mômen dẻo (Mp=8999,76kNm)

0,124-0,0759 76,1x200000345

Vậy yêu cầu về liên kết dọc chịu nén sẽ được thoả mãn với chiều dài không giằng lớnnhất Lb=4793mm

*Kiểm tra mất ồn định xoắn ngang:

Từ công thức tính tham số độ mảnh đế tiết diện đạt đến giới hạn chảy ta tính được chiềudài giới hạn đế tiết diện đạt đến giới hạn chảy

L p = Ẫ p.r, = 92,2x199,44 = 18388,38/77/77

So sánh có Lb<Lp Vậy tiết diện đảm bảo ốn định xoắn ngang và Mn=Mp

3.3.2 Kiếm tra sức kháng uốn:

3.3.2.1. Kiểm tra sức kháng uốn tiết diện dầm khi chưa liên họp: (Kiểm tra đối

với dầmSức kháng uốn danh định của dầm: Mn =

SVTH: Lê Văn Lâm-Lớp 04X3A ì±Eữj£f GVHD: ThS Nguễn Văn Mỹ Trang 27

Trang 14

ĐÒ Án Môn Học: Thiết Kế cầu Thép Theo

My = St.Fy = 9494,03.10‘ỗx345.103 = 3 275,44kNm (chảy đối với biên chịu nén)

My = Sb.Fy= Ĩ6442,51.10‘6X345.103 = 5672,67kNm (chảy đối với biên chịu kéo)Nhu vậy khi chảy sẽ chảy đôi với biên chịu nén trước

Mr =<Ị)f.Mn = 1x3275,44= 3275,44 kNm (29)

M1/2 p = 0,95x1,25x1595,25 = 1894,36kNm

Suy ra (Ị)f.Mn > M1/2nhịp

3.3.2.2 Kiếm tra sức kháng uốn tiết diện dầm khi đã liên họp: (Kiếm tra đối với dầm

• Kiếm tra tỉnh dẻo dai của tiết diện chịu mômen:

Đây là điều kiện đế khi bị phá hoại thì thép và bêtông bị phá hoại đồng thời, điều kiệnnày bắt buộc phải kiểm tra đối với tiết diện liên hợp chắc

7,5Trong đó:

Dsh là khoảng cách từ trục trung hoà dẻo của dầm đến đỉnh bản Dsh=l

70mm

d: chiều cao của tiết diện dầm thép d=1240mm

ts là bề dày của bản mặt cầu ts=21 Omm

th là chiều cao của phần vút th=50mm

Suy ra: ■ d + t +th 1240 + 210 + 50

D = -— -

200mm > Dsh

Yêu cầu về độ dẻo dai của tiết diện chắc liên hợp đã dược thoả mãn

• Sức kháng uốn của tiết diện chắc:(6 ĩ 0.4.2.2a)

Trang 15

Mu là mômen lớn nhất tại giữa nhịp dầm ngoài.

Như vậy tất cả các yêu cầu về uốn đều thoả mãn

3.4.1. Kiếm tra điều kiện bố trí sườn tăng cường:

Giống như sức kháng uốn của dầm thì sức kháng cắt của dầm cũng phụ thuộc vào độmãnh của bản thép Trong tính toán cường độ chịu cắt của sườn dầm thì ta cần xét đến 3kiểu phá hoại: Phá hoại do mất ổn định cắt không đàn hồi, mất ổn định cắt đàn hồi và mất ổn

định cắt quá đàn hồi

Giả sử ta không cần phải bố trí sườn tăng cường cho vách của dầm:

Khi đó phải thoả mãn điều kiện sau:

D/tw=l 200/12=1002,46 =2,46 20000

0345

=59,22<D/tw=l 00Vậy ta cần phải bố trí sườn tăng cường cho vách của dầm thép

Ta cũng cần phải tiếp tục xem xét rằng vách dầm mất ốn định chống cắt nằm trong giaiđoạn đàn hồi hay quá đàn hồi

3,07 =3,07 V 345 =73,9 <D/tw= 100Vậy vách dầm mất ổn định chống cắt đàn hồi

Đối với tiết diện chữ I thì các sườn tăng cường dọc có thể gia cường sức kháng uốn vìngăn chặn mất ốn định cục bộ, trong khi các sườn tăng cường đứng thường cung cấp gia

cường sức kháng cắt do tác dụng của ứng suất kéo, có 3 loại sườn tăng cường được sử dụng:

+ Sườn tăng cường trung gian

+Sườn tăng cường tại gối

+Sườn tăng cường dọc

Kiếm tra xem ta cần phải sử dụng sườn tăng cường dọc hay không

6,77^=6,77^^ =163,0 > D/tw=100 (33)Vậy ta không cần phải bố trí sườn tăng cường dọc cho vách của dầm, mà ta chỉ cần phải

bố trí sườn tăng cường đứng trung gian và sườn tăng cường đứng tại gối

Theo khuyến cáo khi vách của sườn dầm mà không có sườn tăng cường dọc thì vách của

sườn được coi là tăng cường khi khoảng cách của các sườn tăng cường đứng do không vượtquá 3D, và đoạn đầu dầm sẽ có lực cắt lớn do vậy mà khoảng cách của các sườn tăng cường

tại vị trí đầu dầm sẽ nhỏ, theo AASHTO thì khoảng đầu dầm giữa các sườn tăng cường đứng

do < 1,5D0

Chọn khoảng đầu dầm d0=l,5m; khoảng trong có do=2,7m

Hình 16: Bô trí sườn tăng cường theo phương dọc dầm.

3.4.2. Thiết kế sườn tăng cường : 3.4.2.1. Sườn tăng cường đứng trung gian đầu tiên:

Đối với các sườn tăng cường trung gian thì ta có the nhận thấy rằng với dầm đơn giản thì

lực cắt sẽ giảm dần theo chiều dài của nhịp dầm và đến 1/2 nhịp dầm thì hoàn toàn triệt tiêu(khi không kế đến hoạt tải) Đe đơn giản cho việc tính toán cũng như an toàn thì đối với cácsườn tăng cường trung gian ta chỉ tính toán đối với sườn tăng cường trung gian gần gối nhất

Thép sử dụng làm các sườn tăng cường ta chọn loại thép cùng cấp với thép dầm chủ, cấp

Bản thép có tiết diện 115xl0mm, bản thép này được hàn vào hai cạnh của sườn

Be rộng sườn tăng cường bt phải không quá lớn đế tránh hiện tượng mất ốn định cục bộphần sườn tăng cường đứng, và phải thoả mãn:

Hình 18: sườn tăng cường đứng trung gian đầu tiên.

Trong đó d = 1240 mm là chiều cao của cả dầm thép

Vậy với bt = 115mm đã thoả các yêu cầu cấu tạo (chiều rộng của sườn tăng cường)

Yêu cầu về độ cứng (mômen quán tính):

❖Ycu cầu này thoả mãn là đế đảm bảo sườn tăng cường đứng đủ độ cứng

J = 2,5 Ậ)2 -2 = 2,5 í7^1 -2 = -1,51 - ỳ lấy J = 0,5. (34)

I, = 2x 1153x 10/12 = 2,53.106mm > d0tw3J = 2700xl23x0,5 = 2,33.106mm -»Thoả mãn

Định dạng
Số trang	30
Dung lượng	2,12 MB