XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT DẦM CHỦ3.1 CÁC GIAI ĐOẠN LÀM VIỆC CỦA DẦM LIÊN HỢP - Tuỳ theo biện pháp thi công kết cấu nhịp mà cầu dầm liên hợp có các giai đoạnlàm việc khác nhau..
Trang 1MỤC LỤC
I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 5
1.1 Số liệu chung 5
1.2 Tính chất vật liệu chế tạo dầm 5
1.3 Các hệ số tính toán 6
II CẤU TẠO KẾT CẤU NHỊP 7
2.1 Chiều dài tính toán kết cấu nhịp 7
2.2 Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang 7
2.3 Quy mô thiết kế mặt cắt ngang cầu 7
2.4 Chiều cao dầm chủ 8
2.5 Cấu tạo bản bê tông mặt cầu 8
2.6 Tổng hợp kích thước thiết kế dầm chủ 9
III XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT DẦM CHỦ 11
3.1 Các giai đoạn làm việc của cầu dầm liên hợp 11
3.1.1 Trường hợp 1 11
3.1.2 Trường hợp 2 12
3.2 Xác định đặc trưng hình học của mặt cắt giai đoạn I 13
3.3 Xác định đặc trưng hình học của mặt cắt giai đoạn II 15
3.3.1 Mặt cắt tính toán giai đoan II 15
3.3.2 Xác định bề rộng tính toán của bản bê tông 16
3.3.3 Xác định hệ số quy đổi từ bêtông sang thép 17
3.3.4 Xác định ĐTHH của mặt cắt dầm biên 17
3.3.5 Xác định ĐTHH của mặt cắt dầm trong 24
3.4 Xác định ĐTHH mặt cắt giai đoạn chảy dẻo 31
3.4.1 Mặt cắt tính toán 31
3.4.2 Xác định vị trí trục trung hoà của mặt cắt 31
3.4.3 Xác định chiều cao phần sườn chịu nén 33
3.4.4 Xác định mômen chảy My 34
3.4.5 Xác định mômen dẻo Mp 36
IV XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ 39
4.1 Cấu tạo hệ liên kết trong kết cấu nhịp 39
4.1.1 Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối 39
4.1.2 Hệ liên kết ngang tại mặt cắt trung gian 40
Trang 24.1.3 Hệ sườn tăng cường dầm thép 42
4.1.4 Hệ liên kết dọc cầu 44
4.2 Xác định tĩnh tải giai đoạn I 45
4.3 Xác định tĩnh tải giai đoạn II 47
V XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG 49
5.1 Tính hệ số phân bố ngang theo phương pháp đòn bẩy 49
5.1.1 Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên 49
5.1.2 Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm trong 50
5.2 Tính hệ số phân bố ngang đối với hoạt tải HL - 93 50
5.2.1 Điều kiện tính toán 50
5.2.2 Tính tham số độ cứng dọc 50
5.2.3 Tính hệ số phân bố ngang mômen 51
5.2.4 Tính hệ số phân bố ngang lực cắt 52
5.3 Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang 52
5.3.1 Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang đối với dầm biên 52
5.3.2 Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang đối với dầm trong 53
5.3.3 Xác định hệ số phân bố ngang tính toán 53
VI TÍNH TOÁN NỘI LỰC 54
6.1 Các mặt cắt tính toán nội lực 54
6.2 Đường ảnh hưởng nội lực 55
6.2.1 Vẽ ĐAH mômen tại mặt cắt tính toán 55
6.2.2 Đường ảnh hưởng lực cắt 55
6.2.3 Tính diện tích đường ảnh hưởng 55
6.3 Xác định nội lực tại các mặt cắt tính toán 56
6.3.1 Tính nội lực do tĩnh tải 56
6.3.2 Tính nội lực do tải trọng làn và tải trọng Người 57
6.3.3 Tính nội lực do xe tải thiết kế (Truck) và xe 2 trục thiết kế( Tandem) 58
6.3.4 Tổng hợp nội lực 65
VII KIỂM TRA TÍNH CÂN XỨNG CỦA MẶT CẮT DẦM CHỦ 67
7.1 Kiểm tra tính cân xứng chung của mặt cắt 67
7.2 Kiểm tra độ mảnh sườn dầm của mặt cắt đặc chắc 67
7.3 Kiểm tra độ mảnh cánh chịu nén của mặt cắt đặc chắc 68
7.4 Kiểm tra tương tác giữa sườn dầm với bản cánh chịu nén của mặt cắt đặc chắc.68 VIII KIỂM TOÁN DẦM CHỦ THEO TTGH CƯỜNG ĐỘ I 70
8.1 Kiểm toán sức kháng uốn của dầm chủ 70
Trang 38.1.1 Sức kháng uốn của mặt cắt liên hợp đặc chắc 70
8.1.2 Kiểm toán khả năng chịu lực của dầm 71
8.2 Kiểm toán sức kháng cắt của dầm chủ 71
8.2.1 Xác định hệ số c 71
8.2.2 Sức kháng cắt của dầm chủ 72
8.2.3 Kiểm toán khả năng chịu cắt của dầm 74
IX KIỂM TOÁN DẦM CHỦ THEO TTGH MỎI 75
9.1 Nguyên tắc tính toán 75
9.2 Kiểm toán theo điều kiện ứng suất do uốn 75
9.2.1 Công thức kiểm toán 75
9.2.2 Xác định ứng suất trong dầm do tải trọng mỏi 75
9.2.3 Kiểm toán ứng suất mỏi do uốn 77
9.3 Kiểm toán theo điều kiện ứng suất do cắt 77
9.3.1 Công thức kiểm toán 77
9.3.2 Xác định ứng suất cắt trong dầm do tải trọng mỏi 77
9.3.3 Kiểm toán ứng suất mỏi do cắt 78
X KIỂM TOÁN DẦM CHỦ THEO TTGH SỬ DỤNG 79
10.1 Kiểm toán độ võng kết cấu nhịp 79
10 1 Nguyên tắc chung 79
10 2 Kiểm tra độ võng do tĩnh tải theo phân tích đàn hồi 79
10 3 Kiểm tra độ võng do hoạt tải thép phân tích đàn hồi 80
10 3 Tính độ vồng 83
10.2 Kiểm toán dao đọng của kết cấu 84
XI TÍNH TOÁN BỐ TRÍ SƯỜN TĂNG CƯỜNG 86
11.1 Kiểm toán sườn tăng cường tại mặt cắt gối 86
11.1.1 Bố trí sườn tăng cường tại mặt cắt gối 86
11.1.2 Kiểm tra điều kiện cấu tạo 87
11.1.3 Kiểm tra sức kháng ép mặt 87
11.1.4 Kiểm tra sức kháng nén dọc trục 88
11.1.5 Kiểm tra độ mảnh giới hạn 89
11.2 Kiểm toán sườn tăng cường tại mặt cắt trung gian 89
11.2.1 Bố trí sườn tăng cường trung gian 89
11.2.2 Kiểm tra điều kiện cấu tạo 90
11.2.3 Kiểm tra mômen quán tính của sườn Tăng cường 91
11.2.4 Kiểm toán diện tích của sườn tăng cường 91
Trang 4XII TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ NEO LIÊN KẾT 93
12.1 Nguyên tắc chung 93
12.2 Xác định các tải trọng tác dụng lên neo 93
12.2.1 Sự phát sinh lực trượt và lực bóc 93
12.2.2 Lực trượt danh định tác dụng lên neo 93
12.3 Xác định khả năng chịu lực của neo 94
12.3.1 Loại neo sử dụng 94
12.3.2 Sức kháng cắt của neo 94
12.3.3 Sức kháng mỏi của neo 95
12.4 Bố trí neo 96
12.5 Kiểm toán neo theo đinh mũ theo TTGH Mỏi 97
XIII TÍNH TOÁN LIÊN KẾT BẢN CÁNH VỚI BẢN BỤNG 98
13.1 Lực tác dụng lên liên kết 98
13.1.1 Lực gây trượt giữa bản cánh và bản bụng 98
13.1.2 Áp lực phân bố do tải trọng bánh xe 99
13.2 Xác định chiều cao đường hàn 99
13.2.1 Cường độ của đường hàn góc 99
13.2.2 Xác định chiều cao đường hàn 100
XIV TÍNH TOÁN MỐI NỐI DẦM 101
14.1 Khả năng chịu lực của bu lông 101
14.2 Tính toán mối nối bản bụng 103
14.2.1 Cấu tạo mối nối dầm 103
14.2.2 Cấu tạo mối nối bản bụng 104
14.2.3 Kiểm toán khả năng chịu lực của bulông 105
14.3 Tính toán mối nối bản cánh 107
14.3.1 Mối nối bản cánh trên 107
14.3.2 Mối nối bản cánh dưới 108
XV TÍNH TOÁN BẢN MẶT CẦU 111
15.1 Cấu tạo bản mặt cầu 111
15.2 Xác định nội lực bản mặt cầu 111
15.2.1 Diện tích tiếp xúc của bánh xe 111
15.2.2 Chiều dài tính toán của bản 111
15.2.3 Bề rộng tính toán của bản 112
15.2.4 Xác định nội lực của bản trong(bản liên tục) 112
15.2.5 Xác định nội lực của bản hẫng 116
Trang 515.3 Tính toán và bố trí cốt thép bản 118 15.3.1 Nội dung tính toán bố trí cốt thép bản 118 15.3.2 Bố trí cốt thép chịu lực bản mặt cầu 122
Trang 6THIẾT KẾ CẦU DẦM GIẢN ĐƠN LIÊN HỢP THÉP - BTCT
I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU1.1 SỐ LIỆU CHUNG
- Vật liệu chế tạo kết cấu :
- Thép chế tạo neo liên hợp: Cường độ chảy quy định nhỏ nhất fy 345Mpa
- Cốt thép chịu lực bản mặt cầu: Cường độ chảy quy định nhỏ nhất fy 420Mpa
- Vật liệu chế tạo bản mặt cầu:
+ Cường độ chịu nén của bêtông ở tuổi 28 ngày: fc' 36 Mpa
+ Trọng lượng riêng của bêtông: c 25kN / m3
+ Mô đun đàn hồi của bêtông đựơc xác định theo công thức:
Trang 7CÁC ĐẠI LƯỢNG KÍ HIỆU GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ
Giới hạn kéo đứt của thép
u
Hệ số quy đổi từ bêtông sang thép
1.3 CÁC HỆ SỐ TÍNH TOÁN
-Hệ số tải trọng :
+Tĩnh tải giai đoạn I : 1 1, 25 và 0,9
+Tĩnh tải giai đoạn II : 2 1,5 và 0,65
+Đoàn xe ôtô và đoàn người : n 1,75 và 1,0
Trang 8II KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DẦM CHỦ2.1 CHIỀU DÀI TÍNH TOÁN CỦA KẾT CẤU NHỊP
- Chiều dài nhip: Lnh = 28 m
- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối: a = 0.3 m
Chiều dài tính toán KCN:
tt
L L 2, a 33 2 0,3 32, 4 m 2.2 LỰA CHỌN SỐ DẦM CHỦ TRÊN MẶT CẮT NGANG
- Số dầm chủ trên mặt cắt ngang : 6 dầm chủ
2.3 QUY MÔ THIẾT KẾ MẶT CẮT NGANG CẦU
- Mặt cắt ngang cầu
- Các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang cầu
Trang 9Chiều cao gờ chắn bánh h 0 cm
2.4 CHIỀU CAO DẦM CHỦ
- Chiều cao dầm chủ được lựa chọn phụ thuộc vào:
+ Chiều dài nhịp tính toán
+ Số lượng dầm chủ trên mặt cắt ngang
+ Quy mô của tải trọng khai thác
- Xác định chiều cao dầm chủ theo điều kiện cường độ
Mu ≤ MrTrong đó:
+Mu: Mômen lớn nhất do tải trọng sinh ra
+Mr : Khả năng chịu lực của mặt cắt dầm chủ
- Xác định chiều cao dầm chủ theo điều kiện độ cứng và (độ võng)
Trang 10+ Chiều dày bản cánh dưới: tb 4 cm
+ Chiều cao toàn bộ dầm thép: Hsb 165 3 4 172 cm
2.5 CẤU TẠO BẢN BÊ TÔNG MẶT CẦU
- Kích thước của bản bêtông được xác định theo điều kiện bản chịu uốn dưới tácdụng của tải trọng cục bộ
- Chiều dày bản: ts 16 25 cm
- Theo quy định của 22TCN272 – 05 thì chiều dày bản bê tông mặt cầu phải lớnhơn 175 cm.Đồng thời còn phải đảm bảo theo điều kiện chịu lực
Ở đây ta chọn chiều dày bản bêtông mặt cầu là ts 20 cm
- Bản bêtông có thể có cấu tạo dạng đường vát chéo, theo dạng đường cong trònhoặc có thể không cần tạo vút Mục đích của việc cấu tạo vút bản bêtông là nhằm tăngchiều cao dầm Tăng khả năng chịu lực của dầm và tạo ra chỗ để bố trí hệ neo liênkết
- Kích thước cấu tạo bản bêtông mặt cầu:
Trang 11DÇm Gi÷aDÇm Biªn
CẤU TẠO MẶT CẮT NGANG DẦM CHỦ
- Kích thước cấu tạo
Trang 12III XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT DẦM CHỦ
3.1 CÁC GIAI ĐOẠN LÀM VIỆC CỦA DẦM LIÊN HỢP
- Tuỳ theo biện pháp thi công kết cấu nhịp mà cầu dầm liên hợp có các giai đoạnlàm việc khác nhau Do đó khi tính toán thiết kế cầu dầm liên hợp phải phân tích rõquá trình hình thành kết cấu trong các giai đoạn làm việc từ khi chế tạo, thi công đếnkhi đưa vào khai thác sử dụng
3.1.1 Trường hợp 1
- Cầu dầm liên hợp thi công theo phương pháp lắp ghép hay lao kéo dọc không có
đà giáo hay trụ đỡ ở dưới Trong trường hợp này dầm làm việc theo 2 giai đoạn
2.Trọng lượng hệ liên kết dọc và ngang
3.Trọng lượng bản bêtông và những phần bê tông được đổ cùng bản
Trang 14Giai đoạn 1: Trong quá trình thi công thì toàn bộ trọng lượng của kết cấu nhịp và
tải trọng thi công sẽ do đà giáo chịu, như vậy giai đoạn này mặt cắt chưa làm việc
Giai đoạn 2: Sau khi dỡ 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 liên hợp Như vậy tải trọngtác dụng lên dầm gồm:
+ Tĩnh tải giai đoạn I
+ Tĩnh tải giai đoạn II
+ Hoạt tải
Kết luận:
- Giả thiết cầu được thi công bằng phương pháp lắp ghép bằng cần cẩu nên dầm làmviệc theo hai giai đoạn ở trong trường hợp 1
3.2 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT GIAI ĐOẠN I
- Giai đoạn 1: Khi thi công dầm thép và đã đổ bản bêtông mặt cầu, tuy nhiên giữadầm thép và bản mặt cầu chưa tạo ra hiệu ứng liên hợp
Trang 15o 1 NC
54680,S
0071,947
Trang 16- Bảng kết quả tính toán ĐTHH mặt cắt dầm chủ giai đoạn I.
3.3 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA MẶT CẮT GIAI ĐOẠN II
3.3.1 Mặt cắt tính toán giai đoạn II
- Giai đoạn 2: Khi bản mặt cầu đã đạt cường độ và tham gia làm việc tạo ra hiệuứng liên hợp giữa dầm thép và bản BTCT
- Mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp
Đặc trưng hình học giai đoạn này là ĐTHH của mặt cắt liên hợp
Trang 173.3.2 Xác định bề rộng tính toán của bản bê tông.
- Trong tính toán không phải toàn bộ bản bêtông mặt cầu tham gia làm việc chungcùng với dầm thép theo phương dọc cầu Bề rộng bản bêtông làm việc chung cùng vớidầm thép hay còn gọi là bề rộng có hiệu, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều dài tínhtoán của nhịp, khoảng cách giữa các dầm chủ và bề dày bản bêtông mặt cầu
- Theo 22TCN272 – 05 bề rộng bản cánh lấy như sau:
Xác định b1: Lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:
+ 1Ltt 1 3240 405cm
8 8
+
w s
Trang 18 Bề rộng tính toán của bản cánh dầm biên: b s b1 b2 100 110 210 cm
Bề rộng tính toán của bản cánh dầm trong: b s 2b2 2 110 220 cm
Trong đó :
+ Ltt : Chiều dài nhịp tính toán
+ ts : Chiều dày bản bê tông mặt cầu
+ bs : Bề rộng tính toán của bản bê tông
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 bêtông nên khi tính toán đặctrưng hình học ta tính đổi về một loại vật liệu Ta tính đổi phần bê tông sang thép dựavào hệ số n là tỷ số giữa môdun đàn hồi của thép và bêtông
Bảng: Hệ số quy đổi từ thép sang bêtông
Trang 19+ AST: Diện tích tính đổi của tiết diện liên hợp khi không xét từ biến
- Xác định mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối với TTH I-I của tiết diện thép
Trang 20s h
1 x
72 67,60
84544,6S
A 1466,
029
- Xác định mômen quán tính của tiết diện liên hợp
+ Mômen quán tính của dầm thép
NC NC NC 1 3645891,2
I I A Z 3760 57,66 6172559,04 cm+ Mômen quán tính của phần bản bêtông
2 3
2 3
Trang 21d Xác định ĐTHH của mặt cắt liên hợp dài hạn.
- Mặt cắt liên hợp dài hạn đựơc sử dụng để tính toán đối với các tải trọng lâu dài
như tĩnh tải khi đó ta phải xét tới từ biến
- Trong trường hợp có xét tới hiện tượng từ biến thì các đặc trưng hình học của mặt
cắt đựơc tính tương tự khi không xét tới từ biến, chỉ thay hệ số n bằng n’
Trang 22+ Art : Diện tích cốt thép bố trí trong bản bêtông.
+ ANC : Diện tích dầm thép
+ ALT: Diện tích tính đổi của tiết diện liên hợp khi xét từ biến
- Xác định mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối với TTH I-I của tiết diện thép
- Xác định mômen quan tính của tiết diện liên hợp
+ Mômen quán tính của dầm thép
'
2 3
Trang 232 12 12 172 71,947 28,31 2
21516,33
3 m
Trang 24MMQT của bản BTCT với trục II-II I s 2507922,11 '
s
MMQT mặc cắt liên hợp với trục II-II I ST 8934653,59 I LT 6235885,57 cm4
Trang 252 s
5144,0A
01494,86
Trong đó:
+ ANC : Diện tích dầm thép
+ AST: Diện tích tính đổi của tiết diện liên hợp khi không xét từ biến
- Xác định mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối với TTH I-I của tiết diện thép
1 x
72 71,82
88031,82
58,891494,
- Xác định mômen quán tính của tiết diện liên hợp
+ Mômen quán tính của dầm thép
NC NC NC 1 3645891, 2
I I A Z 3760 58,89 6281576,61 cm+ Mômen quán tính của phần bản bêtông
2 3
2 3
Trang 26+ Mômen quán tính của phần vút bản cánh.
d Xác định ĐTHH của mặt cắt liên hợp dài hạn.
- Mặt cắt liên hợp dài hạn đựơc sử dụng để tính toán đối với các tải trọng lâu dài
như tĩnh tải khi đó ta phải xét tới từ biến
- Trong trường hợp có xét tới hiện tượng từ biến thì các đặc trưng hình học của mặt
cắt đựơc tính tương tự khi không xét tới từ biến, chỉ thay hệ số n bằng n’
Trang 27+Diện tích tính đổi của mặt cắt
'
2 s
+ ALT: Diện tích tính đổi của tiết diện liên hợp khi xét từ biến
- Xác định mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối với TTH I-I của tiết diện thép
2 12 12 172 71,947
cm29343,94
29343,94
29, 201004,
- Xác định mômen quan tính của tiết diện liên hợp
+ Mômen quán tính của dầm thép
Trang 282 3
'
2 3
22191, 49
3 m
KÍ HIỆ U
h
Trang 29Diện tích toàn bộ bản bê tông A s 5144,00 '
MMQT của dầm thép với trục II-II I NC II 6281576,61 I NC II' 4293868,05 cm4
MMQT mặc cắt liên hợp với trục II-II I ST 9051814,07 I LT 6319100,40 cm4
3.4 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT GIAI ĐOẠN CHẢY DẺO
3.4.1 Mặt cắt tính toán.
- Giai đoạn 3: Khi ứng suất trên toàn mặt cắt đạt đến giới hạn chảy
- Mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp Đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn 3 làđặc trưng hình học của tiết diện liên hợp
3.4.2 Xác định vị trí trục trung hoà của mặt cắt.
- Tính lực dẻo của các phần của tiết diện:
3.4.2.1 Đối với dầm biên ta có:
+ Lực dẻo tại bản cánh dưới dầm thép:
Trang 30Vị trí trục trung hoà dẻo (PNA) được xác định như sau:L
+ Nếu Pt Pw Pc Ps TTH đi qua sườn dầm
+ Nếu Pt Pw Pc Ps TTH đi qua bản BT
+ Pt Pw Pc 9 606 11385 5175 26220 k N
+ Ps 15128,64 kN
Vậy ta có: Pt Pw Pc Ps
Kết luận:TTH dẻo (PNA) đi qua sườn
3.4.2.2 Đối với dầm trong.
+ Lực dẻo tại bản cánh dưới dầm thép:
Vị trí trục trung hoà dẻo (PNA) được xác định như sau:L
+ Nếu Pt Pw Pc Ps TTH đi qua sườn dầm
+ Nếu Pt Pw Pc Ps TTH đi qua bản BT
Trang 313.4.3 Xác định chiều cao phần sườn chịu nén.
- Sơ đồ tính toán
f'c fy
Z2 Dcp
ts bs
Y1
Z1 Dc1 Yr
+ Chiều cao vùng chịu nén của sườn dầm được tính theo công thức:
'
w cp
yw w
f A f A 0.85f A f AD
+Dw: Chiều cao sườn dầm thép (mm)
+At ;Ac : Diện tích cánh chịu nén và chịu kéo (mm2)
+Aw : Diện tích sườn dầm (mm2)
+Ar : Diện tích cốt thép dọc trong bản bêtông
+fyc ; fyt : Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của thép làm cánh chịu kéo và chịunén (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)
+f’c: Cường độ chịu nén quy định của bêtông ở tuổi 28 ngày (Mpa)
+As : Diện tích bản bêtông (mm2)
- Kết quả tính toán chiều cao phần sườn dầm chịu nén:
+Đối với dầm biên ta có:
Trang 32w cp
yw w
1
f A f A 0.85f AD
3.4.4 Xác định mômen chảy My:
- Mômen chảy (My) ở mặt cắt liên hợp ngắn hạn được lấy bằng tổng các mômentác dụng vào dầm thép, mặt cắt liên hợp ngắn hạn liên hợp ngắn hạn và dài hạn gay ratrạn thái chảy đầu tiên ở một trong 2 cánh của dầm thép ( không xét đến chảy ở sườndầm của mặt mắt lai)
My MD1MD2MAD
Trong đó:
+MD1: Mômen uốn do tĩnh tải giai đoạn I tác dụng trên mặt cắt dầm thép
+MD2: Mômen uốn do tĩnh tải giai đoạn II,co ngót … tác dụng trên mặt cắt liên
hợp dài hạn
+MAD: Mômen uốn bổ sung cần thiết để gây ra chảy ở một bản thép.Mô men này
do hoạt tải tính toán ( có xét đến hệ số vượt tải, hệ số xung kích) và được tính toán theo ĐTHH của mặt cắt liên hợp ngắn hạn
- Ứng suất trong dầm thép do MD1:
+Mômen tính toán do tĩnh tải giai đoạn I: MD1=3282,68 kN.m
+Mômen quán tính của mặt cắt nguyên: INC=3645891 cm4
+Khoảng cách từ TTH I-I đến mép dưới dầm thép:
y Y 71,947 cm+ Khoảng cách từ TTH I-I đến mép trên dầm thép:
t b
y H y 175 71,947 103,503cm + Ứng suất tại mép trên dầm thép:
Trang 33
+ Mômen tính toán do tĩnh tải giai đoạn II: MD2 921,13kNm
+ Mômen quán tính của mặt cắt liên hợp dài hạn: 4
LT 6235
I 886cm + Khoảng cách từ TTH II’-II’ đến mép dưới dầm thép:
b' '
y Y Z 71,947 28,31 100, 258cm+ Khoảng cách từ TTH II’-II’ đến mép trên dầm thép:
t ' b'
y H y 172 100, 258 71,7 2 cm 4 + Ứng suất tại mép trên dầm thép:
- Ứng suất trong dầm thép do mômen uốn bổ xung MAD :
+ Ứng suất tại mép trên dầm thép:
- Khi ứng suất trong cánh dầm thép đạt đến giới hạn chảy ta có:
1.Trường hợp cánh trên chảy ta có:f1t f2t f3t fy
Trang 34- Xác định mômen uốn bổ xung:
ST 8934
I 654cm+ Khoảng cách từ TTH II-II đến mép trên dầm thép:
b
y Y Z ,61cm+ Khoảng cách từ TTH II-II đến mép dưới dầm thép:
t b
y H y ,39cm+ Mômen uốn bổ xung cần thiết để cho cánh trên chảy ( t
- Mômen dẻo là mômen ứng với khi toàn mặt cát trừ phần bêtông chịu kéo đạt đến
cường độ chảy.Khi tính mômen dẻo phải lấy mômen của các lực dẻo tại các phần củamặt cắt đối vứi trục trung hoà dẻo
+ Pi : lực dẻo thứ tại bộ phận thứ i của mặt cắt cắt dầm.
+Zi: Khoảng cách từ điểm đặt lực dẻo thứ i đến TTH dẻo (PNA).
Trang 35-Trong trường hơp TTH đi qua sườn dầm ta có sơ đồ tính:
Lấy tổng mômen đối với trục trung hoà dẻo ta có giá trị mômen của mặt cắt đượctính theo công thức :
+At : Diện tích bản cánh chịu kéo, At = 210 cm2
+ fy: Giới hạn chảy của thép, fy = 345Mpa = 34.5 kN/cm2
+f’c : Cường độ chịu nén của bêtông bản dầm, f’c =36Mpa = 3,6 kN/cm2
+Dcp : Chiều cao phần sườn dầm chịu nén, Dcp = 5,37 cm
+Zs : Là khoảng cách từ trọng tâm bản bêtông đén mép trên của dầm thép
Trang 36 Mômen dẻo của mặt cắt dầm biên
p
2 2
Trang 37IV XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN DẦM CHỦ
4.1 CẤU TẠO HỆ LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU NHỊP
4.1.1 Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối.
mặt cắt gối là dầm định hình I600.
- Trọng lượng của dầm ngang trên một dầm chủ được tính bằng cách tính tổng trọnglượng của tất cả các thanh của dầm ngang và chia đều cho mỗi dầm chủ nhân với chiềudài dầm chủ:
dn n
+ qn : Trọng lượng hệ liên kết ngang trên 1 mét dài dầm chủ
+∑qdn : Tổng trọng lượng của các dầm ngang
+ ndc : Số dầm chủ trên mặt cắt ngang
+ Lnh : Chiều dài kết cấu nhịp
- Cấu tạo và trọng lượng của hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối
Số hiệu thép làm liên kết ngang tại gối I600
Trang 38Bề rộng bản cánh bc 19 cm
Trọng lượng dầm ngang trên 1m dài một dầm chủ
- Chiều cao hệ liên kết ngang Hlkn 0.6 0.7 H sb
- Hệ liên kết ngang có thể làm bằng thép I hoặc thép L 100 100 10
- Trọng lượng của dầm ngang trên một dầm chủ được tính bằng cách tính tổng trọnglượng của tất cả các thanh của hệ liên kết ngang và chia đều cho mỗi dầm chủ nhân vớichiều dài dầm chủ:
Trang 39+ qn: Trọng lượng hệ liên kết ngang trên 1 mét dài một dầm chủ.
+ qLKN: Tổng trọng lượng của các thanh trong hệ liên kết ngang
+ ndc: Số dầm chủ trên mặt cắt ngang.
+Lnh: Chiều dài kết cấu nhịp.
- Cấu tạo và trọng lượng của hệ liên kết ngang tại mặt cắt giữa:
CÁC ĐẠI LƯỢNG
KÍ
Thép góc cấu tạo thanh ngang
Thép góc cấu tạo thanh xiên
Trọng lượng các thanh ngang trong 1 hệ liên kết ngang:
Ptn 2 2.14 0.15 2 2.14 0.15 1.284kN
Trang 40Trọng lượng các thanh xiên trong 1 hệ liên kết ngang:
Hình : Sườn tăng cường tại mặt cắt trung gian
- Chiều dày bản thép dùng làm sườn tăng cường: t ≥ 6 mm và cụ thể như sau:
+ ts ≥ 10 mm đối với tiết diện đinh tán
+ ts ≥ 12 mm đối với liên kết hàn