Đồ án môn học thiết kế cầu thép

-Thiết kế tiết diện các thanh dàn giao nhau tại 1 nút tự chọn ở biên dưới.. Chọn tiết diện Chọn tiết diện dầm dọc chữ I gồm có tấm sườn dầm, các bản biên các phân tố này ghép với nhau bằ

Trang 1

Chương 1: GIỚI THIỆU NHIỆM VỤ VÀ CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU NHỊP

1.1 Tóm tắt nhiệm vụ đồ án

1.1.1 Số liệu đầu vào:

- Chiều dài nhịp tính toán : ltt = 75 m

5.1.3-Thiết kế cầu dàn có đường xe chạy dưới (through truss):

-Thiết kế dầm dọc và liên kết dầm dọc vào dầm ngang

-Thiết kế tiết diện các thanh dàn giao nhau tại 1 nút tự chọn ở biên dưới

-Thiết kế bản nút

1.1.3.Tiêu chuẩn thiết kế

Thiết kế theo quy trình 22TCN 272-05

DC : tĩnh tải của các bộ phận kết cấu và liên kết

DW: tĩnh tải của các lớp phủ mặt cầu

PL : hoạt tải người

Trang 2

η = ηD.ηR.ηI: hệ số điều chỉnh tải trọng, lấy theo 22TCN 272-05

-Bê tông bản mặt cầu có f’c = 30Mpa

-Liên kết sử dụng bu lông cường độ cao

+bt: chiều rộng của thanh biên: bt =ht -0,2l

+ht: chiều cao thanh biên

Chọn sơ bộ h = 10m Chiều dài mỗi khoang d=7.5m Khi đó góc xiên α hợp bởi

thanh xiên và phương nằm ngang là α =53’7”48.37”

Khoảng cách giữa các dầm ngang (các dầm ngang đặt tại nút dàn):7,5m

Chiều cao dầm ngang ngang ngang

1 1( ) l

7 12

Trong đó lngang=10,5+2.0,25+2.0,15=11,3(m)

Trang 3

+Chiều cao bản mặt cầu 20cm.

+Chiều dày lớp phủ mặt cầu 16cm

+Chiều cao cổng cầu hcc=2,5m

Ta có: H h+ dng+h mc +h cc =7.3 1,1 0,36 8, 76+ + = m chon h=10m hợp lý

0 , ,,

53 7 48

α = nằm trong khoảng 400÷600 ⇒ thỏa mãn

Số lượng và chiều dài khoang dàn:

Trang 4

KẾ BẢN NÚT.

2.1.Thiết kế dầm dọc 2.1.1 Chọn tiết diện

Chọn tiết diện dầm dọc chữ I gồm có tấm sườn dầm, các bản biên các phân tố này ghép với nhau bằng mối hàn góc

Trang 5

*Kiểm tra điều kiện cấu tạo dầm dọc:

Tỷ số h/d đã kiểm tra ở trên

AASHTO đề nghị kích thước bản biên so với vách là

f

b

thoa t

Hình 2.2 Đường ảnh hưởng áp lực lên các dầm

Bảng 2.1: Hệ số phân phối ngang của các dầm dọc

Trang 6

Tải trọng bản thân dầm dọc DC1 = 1,56 kN/m

Trọng lượng bản mặt cầu DC2= 53,9k/m

Trọng lượng lớp phủ DW=31.08 kN/m

Trọng lượng lan can tay vịn : DC2(dv)=1.68kN/m

Tổng quát ta đặt tải trọng lên đường ảnh hưởng áp lực dầm, tĩnh tải được xác địnhtheo công thức sau:

Tính theo trạng thái giới hạn cường độ 1

ydv: tung độ đường ảnh hưởng ứng với trọng tâm đá vỉa

Bảng 2.Tĩnh tải theo trạng thái giới hạn cường độ I

DW(kN/m) ωD¦W DC2

M= ηgtt.ωM; V= ηgtt.ωV (2.3)

Trang 7

1.875 3.75

DAH M1/2 7.5

DAH Q1/4 DAH M1/4

Bảng 2.3 Mô men do tĩnh tải tính toán

Trạng thái giới hạn cường độ I do tĩnh tải

Tiết diện giữa nhịp Tiết diện 1/4

Trạng thái giới hạn sử dụng II do tĩnh tải

Tiết diện giữa nhịp Tiết diện 1/4

Trang 8

2.1.2.2.Nội lực do hoạt tải

Hiệu ứng lớn nhất do hoạt tải gây ra được lấy theo giá trị lớn hơn của các trườnghợp sau :

- Xe hai trục thiết kế +tải trọng làn + tải trọng người đi bộ (hệ số xung kíchIM=25%)

- Xe tải thiết kế +tải trọng làn + tải trọng người đi bộ (hệ số xung kích IM=25%)

Ở đây ta không xét tải trọng người ( do dầm dọc không chịu tải trọng người)

* Tại tiết diện gối :

7.5m 145kN 145kN 35kN

4.3m 4.3m 110kN

110kN 1.2m

Bảng 2.4 Đường ảnh hưởng phản lực gối

+Xe tải Mg = 0

Vg = 145(1+0,427) =206.915kN+Xe tanđem Mg =0

Vg=110(1+0,84)=202.4 kN+ Tải trọng làn Vln

1.2m

1 0.75

7.5m Đ

1.2m

Trang 9

Bảng 2.6 Đường ảnh hưởng tại giữa nhịp

+Xe tải Ml/2 = 145.1,875=271.875 kN

V l/2 = 145.0,5=72.5 kN

Xe tanđem M l/2 =110(1,875+1,275)=346.5 kN

V l/2 =110(0,50+0,34)=92.4kN+ Tải trọng làn Vln

l/2 = 9,3.0,9375=8.719 kN, Mln

l/2 =9,3.7,03125 =65.39 kNNội lực do hoạt tải gây ra là Mu = η mgM 1,75((1+IM).∑P i y i+ qL

Đối với trạng thái giới hạn cường độ một η= 1.0

Bảng 2.5 :Đối với trạng thái giới hạn cường I

Dầm 2 2.96 1.834 4.905 1.752 1.56 1.68 -0.395 7.031 104.893

Dầm 3 2.96 1.9 4.905 1.900 1.56 1.68 0.000 7.031 116.036

Trang 10

- Tính nội lực do tải trọng mỏi:

* Hoạt tải tính cho TTGH mỏi và đứt gãy do mỏi:

1.875 3.75

ĐAH M 1/2

7.5m145kN 35kN145kN

4.3m 9m

Hình 2.7: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm dọc

1

1 0.5

0.5

(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)

Ml/2LL+IM = 0,75.(LL+IM) mgM/m, với m là hệ số làn xe, IM=15%

( Tải trọng mỏi do 1 xe tải mỏi gây ra, không xét hệ số làn xe)

Bảng 2.5 Nội lực do hoạt tải mỏi momen

Trang 11

Tại gối Mô men (kN.m) Lực cắt (kN)

Tĩnh tải hoạt tải ∑M Tĩnh tải hoạt tải ∑V

2.1.3 Kiểm tra tiết diện

2.1.3.1.Trạng thái giới hạn cường độ I

- Yêu cầu mô men kháng uốn dẻo:

Giả thiết tiết diện chắc và biên chịu nén được liên kết dọc toàn bộ :

Φf.Mn≥ Mu (2.4)

Trang 12

Trong đó:

Φf: hệ số sức kháng, với cấu kiện chịu uốn Φf= 1.0

Mn: là sức kháng danh định đặt trưng cho tiết diện chắc

MP: là mômen chảy dẻo

*Kiểm tra mỏi đối với vách đứng.

Để kiểm tra mỏi đối với vách đứng ta có tham số chính xác để xác định khả năng mất

λ = với

w 5,76

yc

E f

Trang 13

Do đó áp dụng công thức (*) Trong đó:

+ Dc là chiều cao vách trong giai đoạn đàn hồi

+ Rh: hệ số lai, kể đến sự chiết giảm ứng suất trong bản cánh khi mặt cắt khôngđồng nhất, ở đây ta lấy Rh = 1,0

+ Fyc: cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén, Fyc = 250 Mpa.+ fcf: là ứng suất nén đàn hồi lớn nhất trong biên chịu nén do tác dụng của tĩnh tảikhông hệ số và hai lần tải trọng mỏi (A6.10.6.2)

- Tính nội lực do tĩnh tải không hệ số:

1.875 3.75

ĐAH M 1/2

7.5m145kN 35kN145kN

4.3m 9m

Ml/2LL+IM = 0,75.(LL+IM) mgM/m, với m là hệ số làn xe, IM=15%

Bảng 2.8 Nội lực do hoạt tải mỏi

Trang 14

fcf =

4553747.566

6517.42.10

VgLL+IM = 0,75.(LL+IM) mgM với m là hệ số làn xe, IM=15%

Bảng 2.10: Nội lực do hoạt tải mỏi

Trang 15

=69,57 →C=1

→vcr= 0,58.1.250=145 Mpa

→vcf=105.471 < 145 Mpa → OK

Tiếc diện chắc phải thoả mãn : ( A.6.10.4.1)

2.1.3.4 Kiểm tra điều kiện chống cắt

Yêu cầu vách khi không bố trí sườn tăng cường dọc:

thỏa mãn điều kiện)

- Sức kháng cắt của dầm Vr được lấy như sau:

Vr = φv.V n

. (2.13)Trong đó:

+ φv: hệ số sức kháng, lấy theo mục A.6.5.4.2 được φv = 1.0

Trang 16

- Thiết kế sườn tăng cường tại gối:(A.6.10.8.2)

Khi: Vu > 0,75.φb.Vn (2.17)Trong đó:

+ Vu = 438.150KN: sức kháng cắt tính toán tại gối

+ φb hệ số sức kháng đối với gối quy định ở điều A.6.5.4.2, φb = 1,0

+ Vn = 1134.48KN: sức kháng cắt danh định

=> 0,75.φb.Vn = 0,75.1,0 1134.48= 850.86kN > Vu = 438.150KN

Vậy không cần bố trí sườn tăng cường tại gối

2.1.3.5 Yêu cầu cấu tạo ( tính cân xứng trong tiết diện dầm thép)

Đối với cấu kiện chịu uốn phải được cấu tạo theo tỷ lệ sao cho:

2.1.3.6 Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng

Trạng thái giới hạn sử dụng được kiểm tra để đảm bảo độ võng do tĩnh tải khôngảnh hưởng đến giao thông trên cầu

Đối với cả hai biên của tiết diện không liên hợp

Công thức: ff ≤ 0,8.Rb.Rh.Fyf (A.6.10.5.2) (2.19)

Trong đó:

+ ff: là ứng suất bản cánh dầm đàn hồi do tải trọng có hệ số gây ra (MPa)

+ Fyf: là cường chảy của bản biên, Fyf = 250 MPa

+ Theo mục trên ta chọn: Rb = 1.0, Rh = 1.0

Mômen lớn nhất của trạng thái giới hạn sử dụng: max

SD

M = 668.826(KN.m)

Trang 17

Vậy ff = 668,826.106 146.874

4553747.566

M

W = = MPa ≤ 0,8.1.1.250 = 200 Mpa => đạt

2.1.3.7 Kiểm tra mỏi và đứt gãy

Biên độ ứng suất cho phép phụ thuộc chu kỳ tải trọng và cấu tạo liên kết Đứt gãyphụ thuộc vào cấp liệu vật liệu và nhiệt độ

a) Chu kỳ tải trọng

Giả sử lưu lượng xe trung bình hàng ngày là ADT= 20000 xe/làn/ngày và có hai

làn xe tải, tỉ lệ xe tải trong đoàn xe là 0,,2 (lấy theo Bảng 3.12 Tr.69 sách Cầu thép)

ADTT = 0,2.n.ADTT = 0,2.(20000).(2 làn) = 8000xe tải/ngày

Số xe tải trong một ngày cho một làn xe trung bình trong tuổi thọ thiết kế tính toántheo biểu thức:

ADTTSL = PxADTT (2.20)

Trong đó:

+ P: là phần xe tải trong một làn đơn, lấy theo Bảng 3.11/trang 68 sách Cầu thép,với 3 làn xe P = 0,85

=> ADTTSL = 0,85.8000= 6800 (xe tải/ngày)

Số lượng chu kỳ ứng suất N là

N = 365.100.(n).(ADTTSL) = 365.100.1,0 6800 = 248.106 ( chu kỳ)

b) Biên độ ứng suất cho phép mỏi -Loại A

Sức kháng mỏi danh định được tính theo biên độ ứng suất lớn nhất cho phép nhưsau:

(ΔF)n =

3 / 1

+ A: là hằng số mỏi thay đổi theo loại chi tiết mỏi, lấy ở Bảng 3.3, với chi tiết loạiA=> A = 82,0.1011 Mpa

+ N: là số chu kỳ cho một xe tải qua, N = 248.106

+ (ΔF)TH:là hằng số ngưỡng biên độ ứng suất mỏi, lấy ở Bảng 3-3, với chi tiết loạiA=> (ΔF)TH = 165Mpa

Ta tính được: (ΔF)n =

1/3 11 6

c) Biên độ ứng suất lớn nhất: được giả thiết bằng hai lần biên độ ứng suất gây ra do

hoạt tải mỏi đi qua Tuy nhiên biên độ ứng suất không cần nhân với 2 vì sức khángmỏi đã chia cho 2

Đối với mỏi:U = 0,75.(1+IM).0,5.LL

Trang 18

Lực xung kích trong tính mỏi IM = 0,15

Mômen lớn nhất lớn nhất của dầm tính theo tải trọng mỏi:

M = 200.022(kN.m)

Từ đó: f = W M = 200.022 6

4553747

.10 566 = 43.925 MPa < 62.5Mpa => đạt

l2.3 Thiết kế liên kết dầm dọc vào dầm ngang

Liên kết gồm có: bản con cá ở biên trên, các thép góc liên kết đứng và vai kê Tatiến hành chọn trước cấu tạo liên kết, sau đó tiến hành tính toán, kiểm tra

- Giả thiết trong tính toán :

+ Mômen gối do bản con cá và số bu lông nối vai kê với cánh dầm dọc chịu

+ Lực cắt phân bố đều cho các bu lông nối sườn dầm dọc và cánh đứng của vai kêvới sườn dầm ngang

Nội lực tác dụng tại vị trí liên kết dầm dọc và dầm ngang

M=0,6.Ml/2.=0.6*899.064=539.438kN.m

V=Vg=520.781kN

2.3.1.Xác định số bu lông liên kết bản con cá với cánh trên của dầm dọc

Nội lực trong bản con cá

R

S

(2.24)Trong đó:

+ S: Nội lực trong bản con cá

+ n: số lượng bulông cần thiết

KS: là hệ số điều kiện bề mặt quy định, chọn bề mặt loại B, KS = 0,5

Kh:là hệ số kích thước lỗ, với lỗ tiêu chuẩn Kh = 1

NS: là số lượng mặt ma sát cho mỗi bulông, Ns = 1

Pt: lực căng tối thiểu yêu cầu của bulông, với bulông 24 mm A490M, Pt = 257kN(Bảng A6.13.2.8-1)

vậy: Rn = 1.0,5.1.257= 128.5 kN

Trang 19

→ Sức kháng tính toán của bu lông là tt

=> chọn số bulông nb=10 và thỏa điều kiện cấu tạo

 Tính toán bản con cá chịu kéo

Kích thước bản con cá xác định theo điều kiện

S ≤ min ( sức kháng chảy TD nguyên, sức kháng đứt TD thực)

Sức kháng chảy có hệ số của tiết diện nguyên :

g y ny y

P =ϕ =ϕ Fy (2.26)

Sức kháng đứt có hệ số của tiết diện thực :

U A P

P r =ϕu nu =ϕuFu n (2.27)Trong đó:

+ Pny: Sức kháng kéo danh định khi chảy của tiết diện nguyên

+ Fy: cường độ chảy, Fy = 250MPa

+ Pnu: sức kháng kéo danh định khi đứt gãy trong tiết diện

+ Fu: cường độ kéo, Fu = 400Mpa

+ ϕy : là hệ số sức kháng đối với chảy dẻo của các bộ phận chịu kéo, lấy ở mục

A.6.5.4.2, ϕy = 0,95.

+ ϕu:là hệ số sức kháng đối với kéo, đứt trong mặt cắt thực, lấy ở mục A.6.5.4.2,

u

ϕ = 0,80

+ Ag: là diện tích mặt cắt ngang nguyên của bộ phận (mm2)

+ An: diện tích tiết diện thực của thanh (mm2)

An= t.Wn với Wn : chiều rộng thực của thanh

Wn = Wg - ∑d+∑4s g2 (2.28) d: đường kính danh định của bulông cộng thêm 3 mm, d = 24+3.2=27.2mm

td: chiều dày bản con cá

Đối với bản con cá , ta bố trí bu lông theo dạng bàn cờ do đó ∑4s g2 =0

→ Wn = Wg - ∑d→ An= Ag – n.(d+3)td

+ U : hệ số triết giảm khi xét đến cắt trễ

Đối với bản con cá, giả thiết nội lực truyền đến tất cả tiết diện thanh → U=1,0

Giả thiết trên bản con cá sẽ bố trí mỗi hàng có hai bu lông cường độ cao có đường kính danh định 22mm, bản con cá dày 14 mm

Trang 20

→ P r =ϕy P ny =ϕyFyA g=0,95.250.14.b ( b:bề rộng bản con cá tại vị trí dầm ngang)

Dựa vào kết quả tính toán ta bố trí bản con cá như sau

1

2

2 3

3 4

S ≤ min ( sức kháng chảy TD nguyên, sức kháng đứt TD thực)

Ở đây ta chỉ cần kiểm tra cho tiết diện nguy hiểm nhất là tiết diện 1-1

Tiết diện S (KN) Pr (KN) Pr (KN) Min (Pr,Pr) Kết luận

2.3.2 Xác định số bu lông liên kết sườn dầm dọc và thép góc liên kết

- Số lượng bulông được xác định theo công thức sau:

n ≥

n tt

g

R

V

(2.29)Trong đó:

Trang 21

Sức kháng trượt danh định của bu lông trong liên kết ma sát được tính như sau

Rn = Kh KS NS Pt

Trong đó:

KS: là hệ số điều kiện bề mặt quy định, chọn bề mặt loại B, KS = 0,5

Kh:là hệ số kích thước lỗ, với lỗ tiêu chuẩn Kh = 1

NS: là số lượng mặt ma sát cho mỗi bulông, Ns = 2

Pt: lực căng tối thiểu yêu cầu của bulông, với bulông 24 mm A490M, Pt =257kNvậy: Rn =2.0,5.257 = 257kN

→ Sức kháng tính toán của bu lông là tt

DAÌY 12mm8

Hình 2.17: Vai kê liên kết dầm dọc và dầm ngang.

Lực cắt tác dụng lên vai kê : Av=

n

(2.30)Trong đó n : số bu lông trên thép góc đứng ( cả ở sườn dầm dọc và vai kê )

Trang 22

nv : số bu lông trên thép góc đứng phần nằm trên phạm vi vai kê

CHƯƠNG III : THIẾT KẾ THANH QUY TỤ TẠI NÚT

3.1 Xác định nội lực các thanh quy tụ tại nút số D5

3.1.1 Xác định tải trọng tác dụng lên giàn

k

y

)1.(

25,1

.5,1

25,1.75,

(3.1)

Trong đó:

- DC- trọng lượng BMC đường xe chạy và đường người đi tính cho 1m giàn chủ,kN/m.(tính cho một giàn chủ chịu ) ( gồm có bản mặt cầu, đường người đi, lan can, đávỉa )

nl DC

Trang 23

- DW: trọng lượng lớp phủ mặt cầu tính cho 1m giàn chủ

DW =

l n

- a: đặc trưng trọng lượng ứng với dầm giản đơn, a = 5,0(đối với cầu dàn)

- k0: Tải trọng tương đương của tất cả các loại hoạt tải tác dụng lên dầm kể cả hệ

số phân bố ngang, hệ số làn xe và hệ số xung kích, kN/m

Tính hệ số phân phối ngang của người và hoạt tải: dùng phương pháp đòn bẩy.

Hình 3.1: Nguyên tắc đòn bẩy để xác định hệ số phân bố mômen của hoạt tải

thiết kế cho giàn chủ khi xếp tải một làn xe.

Trang 24

Xác định k 0 :

Tính kl/4 do xe tải và xe hai trục gây ra:

0 Hình 3.2: Đường ảnh hưởng mômen mặt cắt 1/4 nhịp.

1, 25.(1 0,1).5.7578,5

3.1.1.2 Tĩnh tải tác dụng lên giàn chủ

Tĩnh tải tác dụng lên giàn bao gồm

-Trọng lượng của BMC ( phần xe chạy và đường người đi):

Trang 25

110 110

35

110 110

145 145

35

? + = +18.750

? - = -4.688

? = 14.062 d.a.h T3-D5

35

110 110

145 145

Trang 26

Dương 1.437 456.405 655.854 59.063 1.437 9.3 789.32 1.627 6.75 648.645T3-

D5

Âm 1.437 91.095 130.904 4.688 1.437 9.3 62.651 1.627 6.75 51.4848Dương 1.437 212.970 306.038 18.75 1.437 9.3 250.58 1.627 6.75 205.917T5-

D5

Âm 1.437 172.345 247.660 13.02 1.437 9.3 174 1.627 6.75 142.989Dương 1.437 131.720 189.282 8.333 1.437 9.3 111.36 1.627 6.75 91.5151

3.2 Chọn tiết diện thanh

3.2.1 Tính nội lực

Dựa vào tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn thứ nhất (trạng thái giới hạn

cường độ I) để xác định tiết diện thanh

3.2.1.1.Nội lực do tĩnh tải

Nt = γDC NDC + γDW NDW

Trong đó:

+ γDC, γDW: là hệ số tải trọng được chọn theo 2 trị số >1 và <1 để gây ra nội lực bất

lợi nhất trong thanh, được lấy theo bảng tr.50 sách Cầu thép:

Bảng 3.3:

Trang 27

γDC γDW

max min max min1.25 0.9 1.5 0.65+ NDC, NDW: nội lực trong thanh do DC và DW không hệ số gây ra

Bảng 3.4:

Thanh γDC NDC,kN γDW NDW, kN Nt, kNT4-T5 1.25 -3974.81 1.5 -1048.950 -6541.93

γLL = γL = γPL = 1,75: hệ số tải trọng của hoạt tải

NLL, NL, NPL: nội lực thanh do xe tải thiết kế, tải trọng làn và tải trọng người gây.(1+IM): lực xung kích, với trạng thái giới hạn cường độ I, (1+IM) = 1,25

D5

Dương 1.75 1.25 655.854 1.75 789.324 1.75 648.645 3951.125T3-

D5

Âm 1.75 1.25 130.904 1.75 62.651 1.75 51.485 486.089Dương 1.75 1.25 306.038 1.75 250.577 1.75 205.917 1468.322T5-

D5

Âm 1.75 1.25 247.660 1.75 174.001 1.75 142.989 1096.487Dương 1.75 1.25 189.282 1.75 111.363 1.75 91.515 769.0903.1.2.3 Tổng hợp nội lực theo TTGHCĐ I

- Khi tính thanh chịu nén: Nnén = min(Nt) - Nhâm

- Khi tính thanh chịu kéo: Nkéo = max(Nt)+ Nhdương

Bảng 3.6:

Trang 28

- Chiều cao và chiều rộng được xác định theo công thức kinh nghiệm 332/Tr.345 sách N.I.POLIVANOV.

- Chọn tiết diện thanh theo các công thức gần đúng theo sách “Cơ sở thiết kế và các

ví dụ tính toán cầu dầm và cầu giàn thép” Tr.212

- Đối với thanh biên chịu nén:

Trang 29

Ang =

)10.(

Nmax: là nội lực lớn nhất trong các thanh giàn do tải trọng tính toán gây ra

FY – 10: là cường độ tính toán lấy với mức dự trữ 10 Mpa, Fy = 250Mpa

k: là hệ số uốn dọc lấy theo kinh nghiệm

Dựa vào kết quả tính toán diện tích cần thiết và kích thước của tiết diện thanh , tiếnhành chọn kích thước của các thanh giàn, kiểm tra điều kiện h/l<15 hay l/15>h (một

Hình 3.4: Mặt cắt ngang thanh giàn chủ

- Chọn kích thước cơ bản của các thanh theo diện tích tiết diện yêu cầu:

Bảng 3.9:

Trang 30

Thanh Tiết diện L, cm Ang, cm2 h, cm b, cm l/15 td, cm tn,

- Tính các đặt trưng hình học của thanh:

2 3

2 12

d d

t b t h t

Trong đó:

IX, IY: mômen quán tính đối với trục x-x, y-y

rX, rY: bán kính quán tính đối với trục x-x, y-y

λX, λY: độ mãnh của thanh đối với trục x-x, y-y

k: hệ số chiều dài hữu hiệu, lấy theo A.4.6.2.5, k = 0,75

Kết quả tính toán cho ở bảng sau:

Bảng 3.10:

Thanh Ix, cm4 Iy, cm4 rx, cm ry, cm k λx λy [λ] Kết

luậnT4-T5 208720 276970.6 19.203 22.12 0.75 29.29 25.43 120 Đạt

Trang 31

3.3.Kiểm tra tiết diện thanh

3.3.1 Kiểm tra thanh chịu kéo và uốn kết hợp

+ Pny: Sức khánh kéo danh định khi chảy của tiết diện nguyên

+ Fy: cường độ chảy, Fy = 250MPa

+ Pnu: sức kháng kéo danh định khi đứt gãy trong tiết diện

+ Fu: cường độ kéo, Fu = 400Mpa

+ϕy : là hệ số sức kháng đối với chảy dẻo của các bộ phận chịu kéo, lấy ở mục

A.6.5.4.2, ϕy= 0,95.

+ϕu:là hệ số sức kháng đối với kéo ,đứt trong mặt cắt thực, lấy ở mục A.6.5.4.2, ϕu

= 0,80

+ Ag: là diện tích mặt cắt ngang nguyên của bộ phận (mm2)

+ Ae: diện tích thực có hiệu của thanh(mm2)

Ae=UAn (đối liên kết bu lông)

An: diện tích tiết diện thực của thanh(mm2)

An= t.Wn với Wn : chiều rộng thực của thanh

Wn = Wg - ∑d+∑4s g2 (3.4)

d: đường kính danh định của bulông cộng thêm 3.2 mm, d = 24+3.2=27.2 mm

td: chiều dày thanh đứng

Đối với bản nút , ta bố trí bu lông theo dạng bàn cờ do đó ∑4s g2 =0

→ Wn = Wg - ∑d→ An= Ag – n.(d+3)td

+ U: là hệ số triết giảm dể tính bù cho trễ trượt, lấy theo A.6.8.2.2 U = 0.85 (Việc

lấy giá trị U =0.85 chỉ mang tính gần đúng , thực tế ta phải xác định theo công thức

gần đúng U=1-x/L , giá trị 0.85 chỉ được lấy thay cho việc xác định theo công thức

cho kết quả thấp hơn , tuy nhiên do chưa bố trí bu lông nên ta không thể xác định

chính xác chiều dài liên kết L )

- Từ đó tính được Pr theo bảng tính sau:

Bảng 3.11:

Thanh Chịu

lực ϕy Fy,MPa Ag,cm

Trang 32

D5-D6 Kéo 0.95 250 566.04 13443.45 400 0.8 0.85 8 502.936 13679.86 13443.45D4-D5 Kéo 0.95 250 566.04 13443.45 400 0.8 0.85 8 502.936 13679.86 13443.45T3-D5 Kéo 0.95 250 207.52 4290.2 400 0.8 0.85 8 172.7 4697.549 4697.55

3.3.1.2.Yêu cầu giới hạn về độ mảnh

- Yêu cầu độ mảnh thường yêu cầu cho thanh chịu nén nhưng thực tế vẫn cần giới

hạn này cho thanh chịu kéo

- Yêu cầu độ mảnh đánh giá thông qua tỷ số L/r với L là chiều dài thanh và r là bán

kính nhỏ nhất của tiết diện thanh

Giới hạn này thể hiện bảng sau :

3.3.1.3 Kiểm tra thanh chịu kéo uốn kết hợp (A.6.8.2.3.)

Thực tế làm việc, các thanh giàn ngoài lực dọc có thể phải kể đến thanh bị uốn cục bộ

do trọng lượng bản thân do đó ta phải kiểm tra điều kiện thanh chịu kéo uốn kết hợp

ry

uy rx

ux r

U

M

M M

M P

8 ,

ry

uy rx

ux r

U

M

M M

M P

P

(3.6)Trong đó:

Pr: sức kháng kéo có hệ số (N), Pr được tính trong bảng 2.11

Mrx, Mry: sức kháng uốn có hệ số đối với trục x và y (kN.m)

Mux, Muy: mômen đối với trục x và y theo tải trọng có hệ số (kN.m)

Pu: lực dọc trục do tải trọng có hệ số (N)

Tính M ux , M uy :

Định dạng
Số trang	65
Dung lượng	2,52 MB