đồ án kết cấu thép

1.1. Tóm tắt nhiệm vụ đồ án 1.1.1. Số liệu đầu vào: Chiều dài nhịp tính toán : ltt = 65 m. Khổ cầu : K = 8+2x1 m Tải trọng thiết kế: + Hoạt tải thiết kế: HL93. + Đoàn người: 3KNm2. 1.1.2. Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế hệ dầm mặt cầu: dầm dọc, dầm ngang, liên kết dầm dọc vào dầm ngang và liên kết dầm ngang vào dàn chủ .

1.1.1 Số liệu đầu vào:

- Chiều dài nhịp tính toán : ltt = 65 m

- Thiết kế hệ dầm mặt cầu: dầm dọc, dầm ngang, liên kết dầm dọc vào dầm ngang

và liên kết dầm ngang vào dàn chủ

- Thiết kế tiết diện các thanh dàn trong một nút tự chọn

- Thiết kế nút dàn

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

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

* Khoảng cách giữa các tim giàn chủ :

Đối với cầu xe chạy dưới: Bố trí hai giàn chủ với khoảng cách lớn hơn khổ đường

xe chạy 1-1,5m để kể đến phần đá vỉa và bề rộng các thanh giàn

Ta chọn khoảng cách giữa hai giàn chủ là B = 9m

Hình 1.2: Liên kết dọc trên và dọc dưới của giàn chủ.

CHƯƠNG II :

THIẾT KẾ HỆ DẦM MẶT CẦU, LIÊN KẾT DẦM DỌC VÀO

DẦM NGANG, DẦM NGANG VÀO GIÀN CHỦ

2.1.Thiết kế dầm dọc

Dầm dọc đặt dọc theo hướng xe chạy, làm việc như một dầm liên tục nhiều nhịp,

có nhịp tính toán là khoảng cách giữa các dầm ngang, dầm dọc có tác dụng làm giảm

Chọn tiết diện của dầm dọc là dầm tiết diện chữ I, gồm có: tấm sườn dầm, các bản

biên, các phân tố này ghép với nhau bằng liên kết hàn góc

Y

Y

XX

 kiểm tra điều kiện cấu tạo tiết diện dầm dọc:

-Chiều dày sườn tw= 12mm

- Chiều dày bản biên tf= 16mm

0.6 DAH R3

4 3

2 1

8.0

8.5

Hình 2.2 Đường ảnh hưởng áp lực lên các dầm

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

Trọng lượng lớp phủ DW=0,075.2,25.9,81=1,655 kN/m2

Trọng lượng đá vỉa : DC2(dv)=1,75kN/m ( hai bên thì có DC2(dv) = 3,5 kN/m)

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

gtt = 1.5.DW.ωD¦W

+1,25.(DC2 ωDC2

+DC1 + DC2(dv)ydv) (2.2)Trong đó :

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

Bảng 2.2 Kết quả tính toán tải trọng tĩnh tác dụng lên các dầm dọc

1

1

Bảng 2.3 Mô men do tĩnh tải tính toán

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 trường hợp sau :

- Xe hai trục thiết kế +tải trọng làn + tải trọng người đi bộ (hệ số xung kích IM=25%) ( HL93M)

-.Xe tải thiết kế +tải trọng làn + tải trọng người đi bộ (hệ số xung kích IM=25%) ( HL93K)

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

* Tại tiết diện gối :

4.3 4.3

35 145

Bảng 2.4 Đường ảnh hưởng phản lực gối

+Xe tải Mg = 0

Vg = 145(1+0,338) =194.01 kN+Xe tanđem Mg =0

Vg=110(1+0,816) = 199.76 kN+ Tải trọng làn Vln g= 9,3.3,25 = 30.225kN, M ln g=0

*Tại tiết diện 1/4 nhịp

0.75 0.25

4.3 145

110 110 1.2

4.3 145

* Tại tiết diện giữa nhịp:

0.5 0.5

9,3kN/m

DAH Q1/2L

35 4.3

145 4.3

145 110 110 1.2

Bảng 2.6 Đường ảnh hưởng tại giữa nhịp

+Xe tải Ml/2 = 145.1,625 = 235.625 kN

V l/2 = 145.0,5 = 72,5 kN

Xe tanđem M l/2 = 110.(1,625+1.025) = 291,5 kN

V l/2 = 110.(0,50+0,318) = 89.98 kN+ Tải trọng làn Vln l/2 = 9,3.0,813 = 7,56 kN, M ln l/2 = 9,3.5,28 = 49,12 kN

Nội lực do hoạt tải gây ra là Mu = η

y P

= 0,95Bảng 2.5 Nội lực do hoạt tải tính toán :

93

HL

Mu(kN.m) Vu(kN) Mu(kN.m) Vu(kN) Mu(kN.m) Vu(kN)

145 4.3 35

Tại gối Mô men (kN.m) Lực cắt (kN)

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)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

Ta có: Mn = MP = W.FY

u

F M

=

6

486,183.10250

(600 – 2.16) = 284 mm

+ 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 không đồng 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 tải không hệ số và hai lần tải trọng mỏi (A6.10.6.2)

- Tính nội lực do tĩnh tải không hệ số:

l/2 (kN.m)

- Tính nội lực do tải trọng mỏi:

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

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

(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 2.8 Nội lực do hoạt tải mỏi

Mpa < Rh.Fyc = 1,0.250 = 250 Mpa => đạt

* Sự mất ổn định cũng có thể xảy ra do cắt, do đó ta phải kiểm tra điều kiện vcf ≤ vcr=0,58.CFyw (2.8)vcf : Ứng suất cắt đàn hồi lớn nhất của vách do tổ hợp tĩnh tải không hệ số và hai lần xe tải mỏi

- Tính nội lực do tĩnh tải không hệ số:

ydv ωV Vtt g (kN)

- Tính nội lực do tải trọng mỏi:

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

0.338

Hình 2.8: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm dọc

(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)

VgLL+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 2.10: Nội lực do hoạt tải mỏi

185,17

128241792

Ta có k=5 + 5/(d0+D)=5 ( Do không có sườn tăng cường đứng)

D/tw= 568/12 = 47,33< 1,10 yw

F Ek

5.200000

CP

F

E t

D

76.3

2

≤

(2.11)Trong đó:

- Dcp là chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc mômen chảy dẻo

Dcp = 0,5.(d-2tf) = 0,5.(600-2x16) = 284 mm

b) Độ mảnh của biên chịu nén

Công thức kiểm tra:

YC f

f

F

E t

2.1.3.4 Kiểm tra điều kiện chống cắt

Với dầm vách không tăng cường ( A6.10.7.2)

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

D

.46

F

E t

D

.07,3

≤

200000

= 86,83 thì Vn=1,48.tW2 YW

EF

(2.15)

F

E t

D

.07,3

(2.16)Trong đó:

+ FYW: Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng, FYW = 250 Mpa

+ Vu = 183,077 KN: 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 = 522 KN: sức kháng cắt danh định

=> 0,75.φb.Vn = 0,75.1,0 988,32 = 741,24 kN > Vu = 324,595 KN

Vậy không cần bố trí sườn tăng cường tại gối

2.1.3.5 Yêu cầu cấu tạo

a) Tỷ số chung: Theo điều A.6.10.2.1

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

0,1≤ Iy

Iyc

≤

0,9 (2.18)Trong đó:

+ Iy: là mômen quán tính của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng của bản bụng, Iy = 36945792mm4

+ Iyc: là mômen quán tính của bản cánh chịu nén của mặt cắt thép quanh trục đứng trong mặt phẳng của bản bụng:

I

≤

0,9 Đạt

b) Chiều dày các bộ phận(A 6.7.3)

Chiều dày vách của tiết diện thép cán không nhỏ hơn 7 mm

tw =12 mm > 7 mm Đạt

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 không ảnh 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

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 gãy phụ thuộc vào cấp liệu vật liệu và nhiệt độ

a) Chu kỳ tải trọng

Giả sử lưu lượng xe trung bình hàng ngày là ADTT = 15000 xe/làn/ngày và có hai

làn xe tải, tỉ lệ xe tải trong đoàn xe là 0,2 (lấy theo Bảng 6.2 Tr.189 sách Cầu thép)

ADTT = 0,2.ADTT = 0,2.(15000).(2 làn) = 6000 xe tải/ngày

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

n = 1,0 lấy theo Bảng 6.3 Tr.190 sách Cầu thép.

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

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

(ΔF)n =

3 / 1

+ A: là hằng số mỏi thay đổi theo loại chi tiết mỏi, lấy ở Bảng A6.6.1.2.5-1, với chi tiết loại B => A = 39,3.1011 Mpa

+ N: là số chu kỳ cho một xe tải qua, N = 186,15.106

+ (ΔF)TH: là hằng số ngưỡng biên độ ứng suất mỏi, lấy ở Bảng A6.6.1.2.5-3, với chi tiết loại B => (ΔF)TH = 110 Mpa

Ta tính được: (ΔF)n =

1/3 11 6

39,3.10

27,64186,15.10

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 kháng mỏi đã chia cho 2

Đối với mỏi:U = 0,75.(1+IM).0,5.LL

Lực xung kích trong tính mỏi IM = 0,15

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

M = 106.15kN.m

Từ đó: f =

W M

=

6

106,15 2794

.10 139,3

= 38,0 MPa < 55Mpa => đạt

2.2.Thiết kế dầm ngang.

Dầm ngang đặt vuông góc với hướng xe chạy Dầm ngang và hệ liên kết tạo độ cứng ngang cho các dàn, làm gối đỡ cho các dầm dọc và truyền tải trọng từ hệ mặt cầu xuống dàn chủ Đối với cầu đường xe chạy dưới, dầm ngang làm việc như một dàn đơn giản kê trên hai gối tựa có nhịp là khoảng cách giữa hai dàn chủ, do đó chiều cao dầm ngang có thể chọn theo chiều dài nhịp

+ Dầm ngang còn phải chọn sao cho đủ độ cao để bố trí vai kê dầm dọc, vì vậy chiều cao của dầm ngang d ≥ hdd + (40 ÷ 45)cm, với hdd = 400mm.

2.2.2 Tải trọng tác dụng lên dầm ngang.

Dầm ngang được liên kết bằng bulông vào bản nút của giàn chủ thông qua các thép góc liên kết Liên kết này dễ bị xoay nên dầm ngang được tính theo sơ đồ dầm giản

đơn có nhịp tính toán bằng khoảng cách B giữa tim 2 giàn chủ

a) Tĩnh tải: gồm các lớp phủ mặt cầu, bó vỉa, bản mặt cầu, trọng lượng của dầm

dọc, trọng lượng bản thân các đầm ngang

Tính tĩnh tải tác dụng lên dầm ngang:

- Tải trọng bản thân dầm ngang: phân bố đều lên dầm ngang với cường độ lấy gần đúng là:

Hình 2.11 Sơ đồ tính tĩnh tải tác dụng lên dầm ngang.

b) Hoạt tải: gồm (xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng làn hoặc xe hai trục thiết kế )

kết hợp với tải trọng làn

* Hoạt tải tính cho TTGH cường độ I và sử dụng:

Áp lực do một dãy bánh xe đứng trong hai khoang kề bên dầm ngang tính được bằng cách xếp xe lên đường ảnh hưởng:

9,3/3kN/m

4.3 4.3

35 145

145

Hình 2.12: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm ngang.

(tính cho trạng thái giới hạn cường độ I và sử dụng)

- Với xe tải thiết kế:

ATr = 0,5.[145.(1+0,338) + 35.0,338] = 102,92 kN

- Với xe hai trục thiết kế:

ATa = 0,5.110.(1,0+0,815) = 99,825 kN

Vậy ta tính được hoạt tác dụng lên dầm ngang:

ALL+IM = (ATr hoặc ATa).(1+IM) = 102,92.(1+IM), IM=0,25

Hình 2.13: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm ngang.

(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)

D W DC2+DC3 DC1 DC'2

Hình 2.14: Sơ đồ tính nội lực của dầm ngang do tĩnh tải.

Kết quả tính toán thể hiện trong các bảng tính sau:

10.12

141 35

10.12

ALL+IM = 102,92.(1+IM) khi tính cho các trạng thái giới hạn còn lại

= 1,00 đối với TTGH mỏi

m: hệ số làn xe : m=1 khi chất tải 2 làn xe; đối với trạng thái mỏi ta không

xét hệ số làn xe m

1.8 1.2 1.8

ALL ALL ALL ALL

ALL

1.8 1.2

1.8 0.6 0.5

9.0

Hình 2.15: Sơ đồ tính nội lực của dầm ngang do hoạt tải.

Kết quả tính toán thể hiện trong các bảng tính sau:

2.2.3 Kiểm tra tiết diện

2.2.3.1 Trạng thái giới hạn cường độ I

- Yêu cầu mô men kháng uốn dẻo: W

Trong đó:

Φr: hệ số sức kháng, lấy theo bảng 6.8 Tr.196 sách Cầu thép, với cấu kiện chịu uốn

Φr = 1.0

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

Mp: là mômen chảy dẻo

Ta có: Mn = Mp = W.Fy

u

F M

=

6

.1

1542 72 0,250

- Tính nội lực do tĩnh tải không hệ số:

M1/2lt = (DC2+DC3) Σyi + DC1.Σω

+ DW Σyj +DC’2 ΣykM1/2lt = (14,79).6,75+ 1,75.0,375+ 2,38.10,125 +2,483.6,75= 141,347 kN.m

- Tính nội lực do tải trọng mỏi: từ kết quả ở phần trên ta có:

Mpa < Rh.Fyc = 1,0.250 = 250 Mpa => đạt

* Sự mất ổn định cũng có thể xảy ra do cắt, do đó ta phải kiểm tra điều kiện

vcf ≤ vcr=0,58.CFywvcf : Ứng suất đàn hồi lớn nhất của vách do tổ hợp tĩnh tải không hệ số và hai lần

xe tải mỏi

- Tính nội lực do tĩnh tải không hệ số:

Vtt g= 64,279

Ta có k=5 + 5/(d0+D)=5 ( Do không có sườn tăng cưòng đứng)

D/tw= 1100/14= 78.57< 1,40 yw

F Ek

5.200000

CP

F

E t

D

76.3

b) Độ mảnh của biên chịu nén

Công thức kiểm tra:

YC f

f

F

E t

2.1.3.4 Kiểm tra điều kiện chống cắt

Với dầm vách không tăng cường ( A 6.10.7.2)

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

D

.46,2

F

E t

D

.07,3

D

.07,3

+ Vu = 722,777 kN: 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 = 2051,18kN: sức kháng cắt danh định

=> 0,75.φb.Vn = 0,75.1,0 2051,18= 1538,385 kN > Vu = 722,777 kN

Vậy không cần bố trí sườn tăng cường tại gối

2.1.3.5 Yêu cầu cấu tạo

a) Tỷ số chung: Theo điều A.6.10.2.1

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

0,1≤ Iy

Iyc

≤

0,9Trong đó:

+ Iy: là mômen quán tính của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng của bản bụng, Iy = 196757813 mm4

+ Iyc: là mômen quán tính của bản cách chịu nén của mặt cắt thép quanh trục đứng trong mặt phẳng của bản bụng:

I

≤

0.9 đạt

b) Chiều dày các bộ phận(A 6.7.3)

Chiều dày vách của tiết diện thép cán không nhỏ hơn 7 mm

tw =14 mm > 7 mm => Đạt

2.1.3.6 Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng

Trạng thái giới hạn sử dụng được kiểm tra để dảm bảo độ võng do tĩnh tải không ảnh 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)

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

Vậy ff =

6

.1012

734980

130

,33

M

W =

= 165,083 MPa ≤ 0,8.1.1.250 = 200 Mpa => đạt

2.2.3.7.Kiểm tra mỏi và đứt gãy

Biên độ ứng suất cho phép phụ thuộc chu kỳ tải trọng và cấu tạo liên kết Đứt gãy phụ 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 = 15000 xe/làn/ngày và có hai

làn xe tải, tỉ lệ xe tải trong đoàn xe là 0,15 (lấy theo Bảng 6.2 Tr.189 sách Cầu thép)

ADTT = 0,2.ADT = 0,2.(15000).(2 làn) = 6000 xe tải/ngày

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

n = 1,0 lấy theo Bảng 6.3 Tr.190 sách Cầu thép.

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

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

(ΔF)n =

3 / 1

+ A: là hằng số mỏi thay đổi theo loại chi tiết mỏi, lấy ở Bảng 6.5 Tr.193 sách Cầu thép, với chi tiết loại B => A = 39,3.1011 Mpa

+ N: là số chu kỳ cho một xe tải qua, N = 186,15.106

+ (ΔF)TH: là hằng số ngưỡng biên độ ứng suất mỏi, lấy ở Bảng 6.5 Tr.193 sách Cầu thép, với chi tiết loại B => (ΔF)TH = 110 Mpa

Ta tính được: (ΔF)n =

1/3 11 6

c) Biên độ ứng suất lớn nhất: được giả thiết bằng lai 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 kháng mỏi đã chia cho 2

Đối với mỏi:U = 0,75.(1+IM)LL

Lực xung kích trong tính mỏi IM = 0,15

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

M = 338,164kN.m

= 46 MPa < 55Mpa => đạt.

2.3 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 Ta tiến 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 kê với sườn dầm ngang

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

M=0,6.Ml/2= 0,6 486,183 = 291,71kN.m

V=Vg = 324,595 kN

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 S =

+ 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

→ Sức kháng tính toán của bu lông là

tt n

R

= Rn ϕbb

=128,5.0,8 =102,8 kN

= 4,73 bulông

=> chọn số bulông nb=6 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

(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

+ 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

+

(2.28) d: đường kính danh định của bulông cộng thêm 3 mm, d = 24+3=27 mm

td: chiều dày bản con cá

Đối với bản con cá , ta bố trí bu lông theo dạng bàn cờ do đó

=0

→ Wn = Wg - ∑d

→ An= Ag – n.(d+3)tdVới n(d+3)td = 2.23,2.14 = 649,6

+ 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 22 mm, bản con cá dày 14 mm

Với n(d+3)td = 2.27.14 = 756

A P

= 146,22mm

S ≤4480×b -224000→ b≥

7101804480

=158,52mm Vậy bề rộng bản con cá tại vị trí dầm ngang là b≥ 15,85cm Ta chọn b= 31 cm

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

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