Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu thép 2: Chương 1 - TS. Nguyễn Ngọc Tuyển (P4)

Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu thép 2 - Chương 1: Cầu giàn thép (P4) do TS. Nguyễn Ngọc Tuyển biên soạn cung cấp cho người học các kiến thức tiếp theo về Giàn chủ. Hy vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên ngành Xây dựng dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.

Trang 1

CẦU THÉP 2

TS. NGUYỄN NGỌC TUYỂN Website môn học: http://cauthep2.tk/

Link dự phòng:

https://sites.google.com/site/tuyennguyenngoc/courses‐in‐

vietnamese/ cau‐thep‐2

Hà Nội, 11‐2014

Giàn chủ (t.theo)

• Kiểm tra theo giới hạn về mỏi:

Điều kiện kiểm tra:

Trong đó:

 ( Δf ) = Biên độ ứng suất do tải trọng mỏi

 ( ΔF )n= Sức kháng mỏi danh định, xác định theo điều 6.6.1.2.5 như sau:

1

3 1 2

A

N

 

    

Đối với TTGH mỏi:

Các hệ số η = 1 và Φ = 1

γ = hệ số tải trọng quy định trong Bảng 3.4.1‐1 cho tổ hợp tải trọng khi tính mỏi.

Trang 2

 N = Chu kỳ ứng suất trong suốt tuổi thọ công trình

 n = Số chu kỳ biên độ ứng suất khi có 1 xe chạy qua cầu lấy theo bảng 6.6.1.2.5‐1

1

3 1 2

A

N

 

    

56

 (ADTT) SL = p(ADTT) = Số xe tải / ngày trong một làn xe đơn tính trung bình

trong tuổi thọ thiết kế.

 ADTT = Số xe tải / ngày theo 1 chiều tính trung bình trong tuổi thọ thiết

kế.

 p = Phân số xe tải trong một làn xe đơn lấy theo Bảng 3.6.1.4.2‐1

Trang 3

 (ΔF) TH= Ngưỡng mỏi biên độ không đổi, lấy từ Bảng 6.6.1.2.5‐3 (Giới hạn mỏi khi biên độ ứng suất không đổi thường lấy bằng 165MPa và 110MPa tương ứng với các giá trị hằng số A ở trên)

1

3 1 2

A

N

 

    

• Khi kiểm toán các thanh giàn, chiều dài tự do các thanh lấy như sau:

– Đối với thanh biên, thanh xiên, thanh đứng ở gối thì khi xét uốn trong mặt phẳng hoặc ra ngoài mặt phẳng của giàn đều lấy bằng chiều dài hình học của thanh

– Đối với các thanh xiên, thanh đứng khác thì khi xét uốn:

Trang 4

– Thanh hai nhánh liên kết bằng bản giằng:

• Thanh 2 nhánh khi uốn ra ngoài mặt phẳng giàn (theo phương của trục x‐x) thì độ cứng của thanh (hay mô men quán tính tiết diện đối với trục y‐y) phải xét tới ảnh hưởng do ghép từ 2 nhánh.

• Nói cách khác, ngoài hiện tượng uốn cong của trục thanh phải xét đến uốn cục bộ của 2 nhánh trong phạm vi giữa các bản giằng.

=> độ mảnh λ sẽ được thay thế bằng độ mảnh tương đương λtđ,x

y

b

2 2

60

2 2

T T

M

c)

2 2

T T

2 2

Trang 5

Trong đó:

– λx= Độ mảnh theo phương của trục x‐x của thanh, tính với tiết diện gồm

cả hai nhánh – λnh,x= Độ mảnh theo phương của trục x‐x của thanh, tính với tiết diện chỉ

có 1 nhánh và chiều dài tự do là khoảng cách giữa các bản giằng. Cần chú

ý rằng giới hạn là 40 đối với thanh chịu nén và 50 đối với thanh chịu kéo

• Bản giằng được tính toán chịu lực cắt giả định có trị số không thay đổi trên cả chiều dài thanh. Lực cắt được xác định bằng biểu thức sau:

Trong đó:

– α = Hệ số lấy bằng (0.24 ÷ 0.00007) λ , với λ là độ mảnh của thanh.

min

y





– A = Diện tích tiết diện nguyên của thanh – Fy= Cường độ chảy dẻo của thép – ϕ = Hệ số uốn dọc trong mặt phẳng song song với mặt phẳng bố trí bản giằng

– ϕmin= Hệ số uốn dọc nhỏ hơn trong hai hệ số uốn dọc tương ứng mặt phẳng song song với mặt phẳng bố trí bản giằng và mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng đó

• Các bản giằng cùng với hai mảnh của thanh tạo thành một kết cấu là hệ giàn không có thanh xiên với các nút cứng, nên dưới tác dụng của lực V

Trang 6

• Lực cắt trong bản giằng

• Căn cứ và trị số của mô men và lực cắt xác định được ở trên => có thể kiểm toán bản giằng và mối hàn liên kết bản giằng vào hai nhánh của thanh

V

2

V

2

C

2

V

2

C

Md

64

– Tính toán nút giàn

• Việc tính toán nút giàn bao gồm:

– Tính liên kết các thanh vào nút – Kiểm toán sức kháng của bản nút

• (1). Tính liên kết thanh vào nút là xác định số đinh cần thiết theo điều kiện cân bằng cường độ của thanh và nút liên kết, như vậy số đinh được xác định theo biểu thức:

Trong đó:

– Pr= sức kháng của thanh (xem phần thiết kế tiết diện thanh) – Rr= sức kháng của một đinh

r

P n R



Trang 7

• (2). Sức kháng của bản nút kiểm toán theo các tiết diện

Cần kiểm tra để đảm bảo các tiết diện giảm yếu theo đường I-I và II-II không bị xé rách bằng cách kiểm tra điều kiện: Pu≤ Pr

(tức là kiểm tra nội lực tác dụng trong thanh không được vượt quá sức kháng xé rách theo các đường I-I và II-II của tiết diện)

I I

iI

iI I

I

A1

A2

A3

A1 A2 A3

– Sức kháng chống xé rách theo đường I-I và II-II lấy như sau:

 Nếu thì:

Trong đó:

– A ; A ; A = Các phần tiết diện trong bản nút

3n 0.58 1n 2n

A  A A P r0.8 0.58 F yA1gA2gF A u 3n

3n 0.58 1n 2n

A  A A P r0.8 0.58 F uA1nA2nF A y 3g

Trang 8

Cần kiểm tra tiết diện giảm yếu theo đường III-III không bị cắt bằng cách kiểm tra điều kiện:

Trong đó:

– A = Diện tích chịu cắt theo đường III-III của các bản nút;

– α = Góc nghiêng của thanh chéo

 cos 0.74 1.0 0.427 0.427

3

u

F

68

Cần kiểm tra tiết diện giảm yếu theo đường IV-IV chịu kéo lẫn uốn:

– Lực kéo bằng:

– Mô men uốn:

cos

NN D 

M e N D 

IV

M N

Dt

IV

Nt

N t +D t cos

e

Chú ý:

(1). Đối với tiết diện cần chú ý xét tới trường hợp có thêm bản thép ốp ngoài (hoặc bên trong) để nối thanh biên vì khi tính toán nối thanh biên chỉ được phép kể diện tích của phần bản nút có chiều cao bằng chiều cao phụ cho

đủ diện tích cần nối (2). Sau khi tính được M và N, cần kiểm tra bản nút chịu kéo

và uốn đồng thời theo công thức như quy định trong điều 6.8.2.3 theo TTGH cường độ

và TTGH mỏi.

Trang 9

– Hệ thống liên kết có tác dụng liên kết các giàn chủ với nhau tạo thành một kết cấu không gian cứng không biến hình do vậy:

• Giúp giàn chịu các tải trọng nằm ngang tác dụng theo phương ngang cầu và

• Phân phối tải trọng thẳng đứng giữa các giàn chủ.

– Hệ liên kết dọc được bố trí ở mức biên trên và biên dưới giàn chủ có các thanh cũng chính là các thanh biên của giàn chủ và dầm ngang của hệ dầm mặt cầu.

– Sơ đồ giàn liên kết dọc có thể là chữ thập, tam giác, quả trám, hoặc chữ K…

Hệ liên kết trong cầu giàn (t.theo)

(3). Kiểu tam giác

(4). Kiểu chữ K

B

d

Trang 10

– Hệ liên kết ngang thường được bố trí trong mặt phẳng của các thanh đứng của giàn chủ và đôi khi trong mặt phẳng các thanh xiên.

• Về nguyên tắc, cố gắng đưa các thanh hệ liên kết ngang càng xuống thấp càng tốt nhưng không được vi phạm vào khổ tĩnh không trong cầu (và phải cách mặt đường tối thiểu 5300mm theo Điều 2.3.3.2)

• Các thanh đứng hoặc thanh xiên của giàn chủ cùng với dầm ngang mặt cầu hợp với các thanh trong hệ liên kết ngang làm thành những khung ngang.

72

Hệ liên kết trong cầu giàn (t.theo)

– Tiết diện của các thanh hệ liên kết thường được cấu tạo kiểu một thành đứng và làm từ các thép hình (ví dụ hình góc L , thép U, hoặc thép I)

– Các thanh thuộc hệ liên kết ngang cũng được quy định về độ mảnh giới hạn (lớn hơn so với độ mảnh giới hạn của các thanh chịu lực chính)

• Thanh chịu nén:

• Thanh chịu kéo:

140

n

  240

k

 

Định dạng
Số trang	10
Dung lượng	332,4 KB