Đồ án Cầu thép liên hợp BTCT nhịp L = 21 (m)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.04 MB, 63 trang )
HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF TECHNOLOGY AND EDUCATION
FACULTY OF CIVIL ENGINEERING
DEPARTMENT OF TRANSPORTATION ENGINEERING
PROJECT OF STEEL BRIDGE DESIGN
(Present & Calculation)
Student: HOANG KHANH PHUOC
Student ID: 20127027
Advisor: NGUYEN HUYNH TAN TAI. PhD
January, 2024
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH SƠ BỘ CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA - THIẾT KẾ CẦU ĐƯỜNG BỘ
(TCVN 11823-06:2017)
1.1. Số liệu thiết kế (Đề 2A6A)
- Cường độ chảy nhỏ nhất:
Fy =
3300
(MPa)
- Cường độ chịu kéo nhỏ nhất:
Fu =
450
(MPa)
- Cấp
345
- Modun đàn hồi của thép:
Es = 200000 (MPa)
- Trọng lượng riêng của thép:
s =
(kN/m3)
250
1.2. Cấu tạo kết cấu nhịp
1.1.Số liệu chung
1.2.1. Chiều dài tính tốn kết cấu nhịp
- Tiêu chuẩn thiết kế: TCVN 11823-06:2017
- Dầm dài (L):
L = 21 (m)
- Chiều dài nhịp chính:
L = 21
(m)
- Mặt cắt ngang (B):
B = Lc + 0.0 + 15 + 0.0 + Lc
- Khoảng cách đầu dầm đến tim gối:
a = 0,3
(m)
Với bề rộng phần xe chạy là 15m, khơng có lề bộ hành
- Chiều dài nhịp tính tốn:
và kích thước gờ chắn Lc = 0.5m => B = 16 (m)
- Vật liệu:
Cấp bê tông bản mặt cầu: 25 (MPa)
Thép dầm chủ: Fy = 300 (MPa)
- Loại dầm
Dầm thép liên hợp bản bê tông cốt thép
- Hoạt tải:
HL93
Ghi chú: Tải trọng người 3000 N/m2, IM = 33% cho THSH & THCĐ
1.1.2. Vật liệu
1.1.2.1. Bê tông bản mặt cầu
- Cường độ nén của bê tông:
f c' =
- Tỷ trọng bê tông:
γc = 2500
- Modun đàn hồi:
Eb = 0.0017 c2 3 f c' =
- Cường độ chịu kéo khi uốn:
- Trọng lượng riêng lớp phủ:
f r = 0.63 f c' =
25
(MPa)
(kg/m3)
31068 (MPa)
3.15
(MPa)
γDW =
1.1.2.2. Thép dầm chủ
Dầm thép sử dụng tiết diện chữ I, theo tiêu chuẩn ASTM A709M cấp 345 hoặc tương
đương, ta có các đặc trưng sau:
SVTH: HỒNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
Ltt = 21 – 0.3x2 = 20.4 (m)
1.2.2. Thiết kế mặt cắt ngang cầu
- Khoảng cách giữa 2 dầm chủ (1.5m - 1.7m): S =
- Số lượng dầm chủ:
N=
B 15
=
=
S 1.5
1500 (mm)
10 dầm
- Chọn chiều cao dầm chủ:
H 0.045 21 = 0.945 ( m )
H 0.045 L
Chọn H = 1 (m)
1 1
1 1
H
=
L
H
=
21
=
0.95
1.4
m
(
)(
)
22 15
22 15
- Chiều dày bản mặt cầu:
S + 3000 1500 + 3000
=
= 150
h f 30
Chọn h f = 220 (mm)
30
165
- Bề rộng bản cánh:
B
1
1
H = 1 = 0.25 Chọn B = 0.3 (m)
4
4
+) Chiều rộng bản cánh trên dầm thép:
bb = 300 (mm)
+) Chiều rộng bản cánh dưới dầm thép một:
b1 = 300 (mm)
+) Chiều rộng bản cánh dưới dầm thép hai:
b2 = 400 (mm)
- Chiều dày bản sườn: s 6 (mm), chọn
s = 16 (mm)
Page | 1
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
- Chiều dày bản cánh:
c s
Chọn c = 25 (mm)
c 8 ( mm )
- Liên kết ngang:
hng
2
2
H = 1 = 0.67 ( m )
3
3
lng 4 S = 4 1.5 = 6 ( m )
Chọn lng = 4.8 ( m )
lng 8 ( m )
- Chiều dày lớp phủ:
h1 = 75 (mm)
- Chọn độ dốc ngang cầu:
i = 2%
- Tạo độ dốc ngang cầu bằng cách sử dụng lớp mui luyện
1.2.3. Kích thước dầm chủ
Kích thước dầm chủ được lựa chọn như bảng sau:
Thơng số
Kích thước
Đơn vị
Số dầm chủ (N)
10
dầm
Khoảng cách giữa các dầm chủ (S)
1500
mm
Chiều dài bản hẫng (de)
750
mm
Chiều cao dầm chủ (H)
1000
mm
Bề rộng bản cánh trên (bt)
300
mm
Chiều dày bản cánh trên (tt)
25
mm
Bề rộng bản cánh dưới 1(bb)
300
mm
Chiều dày bản cánh dưới 1(tb)
25
mm
Bề rộng bản cánh dưới 2 (bb2)
400
mm
Chiều dày bản cánh dưới 2(tb2)
25
mm
Chiều dày sườn dầm (tw)
16
mm
Chiều cao sườn dầm (hw)
925
mm
SVTH: HỒNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
Hình 1.1. Kích thước sơ bộ dầm thép
2
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
CHƯƠNG 2: ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA DẦM THÉP
2.1. Xác định chiều rộng hữu hiệu của bản cánh
- Đối với dầm trong:
1
1
4 Ltt = 4 20400 = 5100(mm)
300
b
bi = min 12 ts + max tw ; c = 12 220 +
= 2790(mm)
2
2
S = 1500(mm)
Do đó bi = 1500 (mm)
- Đối với dầm ngoài:
1
1
8 Ltt = 8 20400 = 2550(mm)
bi
300
t b
be = + min 6 ts + max w ; c = 6 220 +
= 1395( mm)
2
2
4
4
S hang = 500(mm)
Do đó be =
1500
+ 500 = 1250 ( mm )
2
2.2. Xác định đặc trưng hình học của phần bản BTCT
Hình 2.1. Vị trí TTH của phần bản BTCT của dầm thép
Hình 1.2. Mặt cắt ngang cầu dầm thép liên hợp bản BTCT
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
- Diện tích phần bê tơng:
3
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
Fb = 1500 220 + 100 100 + 300 100 = 370000 (mm2)
2.3. Xác định đặc trưng hình học của phần dầm thép chưa liên hợp bản BTCT
- Mô men tĩnh đối với trục đi qua phần tiếp xúc giữa bản bê tông và dầm thép:
2.3.1. Dầm thép chưa có bản táp
Sb = 1500 220 210 +
( 300 + 500 ) 100 100 − 275 = 71466666.67
2
6
(mm3)
- Vị trí trọng tâm của phần bê tơng (ycb):
ycb =
Sb 71466666.67
=
= 193.2 (mm)
Fb
370000
Vậy vị trí trục trung hịa của phần bê tơng cách mép dưới 1 đoạn là 193.2 (mm)
- Mơ men qn tính của phần bê tơng đối với trục trung hịa của phần bê tơng:
2
100 1003
1500 2203
2
2
Ib =
+ 1500 220 ( 210 − 193.2 ) + 2
+ 100 100 193.2 − 100
12
36
3
300 1003
2
+
+ 300 100 (193.2 − 50 ) = 2389968327.8( mm 4 )
12
Hình 2.2. Vị trí TTH của phần dầm thép chưa có bản táp
- Diện tích phần dầm thép:
Ft = 300 25 + 16 925 + 300 25 = 29800 (mm2)
- Mô men tĩnh đối với trục đi qua đáy của bản cánh dưới:
St = 300 25 12.5 + 16 925 487.5 + 300 25 962.5 = 14527500 (mm3)
- Vị trí trọng tâm của dầm thép (yct):
yct =
St 14527500
=
= 487.5 (mm)
Ft
29800
Vậy vị trí trục trung hịa của dầm thép cách mép dưới cùng 1 đoạn là 487.5 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến mép trên của dầm thép (ytt): ytt = 487.5 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến mép dưới của dầm thép (ytd): ytd = 487.5 (mm)
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
4
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
- Mơ men qn tính của phần dầm thép đối với trục trung hòa của dầm thép:
300 253
16 9253
2
2
It =
+ 300 25 ( 487.5 − 12.5 ) +
+ 16 925 ( 487.5 − 487.5 )
12
12
300 253
2
+
+ 300 25 ( 487.5 − 12.5 ) = 4440427083( mm 4 )
12
- Std = Stt =
I t 4440427083
=
= 9108568.4 (mm3)
ytt
487.5
2.3.2. Dầm thép có bản táp
- Diện tích phần dầm thép:
Ft = 300 25 + 16 925 + 300 25 + 400 25 = 39800 (mm2)
- Mô men tĩnh đối với trục đi qua đáy của bản cánh dưới:
St = 400 25 12.5 + 300 25 37.5 + 16 925 512.5 + 300 25 987.5 = 15397500 (mm3)
- Vị trí trọng tâm của dầm thép (yct):
yct =
St 15397500
=
= 386.9 (mm)
Ft
39800
Vậy vị trí trục trung hòa của dầm thép cách mép dưới cùng 1 đoạn là 386.9 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến mép trên của dầm thép (ytt): ytt = 386.9 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến mép dưới của dầm thép (ytd): ytd = 613.1 (mm)
- Mô men quán tính của phần dầm thép đối với trục trung hịa của dầm thép:
Hình 2.3. Vị trí TTH của phần dầm thép có bản táp
2.4. Xác định đặc trưng hình học của phần dầm thép liên hợp bản BTCT
2.4.1. Dầm thép chưa có bản táp (liên hợp ngắn hạn n)
- Ta có 25 f c' = 25 32 (MPa), nên tỷ số modun đàn hồi của thép trên bê tơng trọng lượng
trung bình (n) là 8
400 253
300 253
2
2
It =
+ 400 25 ( 386.9 − 12.5 ) +
+ 300 25 ( 386.9 − 37.5 )
12
12
- Diện tích tương đương: Ftd =
16 9253
300 253
2
2
+
+ 16 925 ( 386.9 − 512.5 ) +
+ 300 25 ( 386.9 − 987.5 ) = 6312807245(mm 4 )
12
12
- Mô men tĩnh đối với trục đi qua đáy của dầm thép:
- Stt =
I t 6312807245
=
= 16316379.5 (mm3)
ytt
386.9
I
6312807245
= 10296537.7 (mm3)
- Std = t =
ytd
613.1
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
Std =
Fb
370000
+ Ft =
+ 29800 = 76050 (mm2)
n
8
Fb
370000
ycb + Ft ytt =
(975 + 193.2) + 29800 487.5 = 68556750 (mm3)
n
8
- Vị trí trọng tâm của tiết diện liên hợp (yctd1):
yctd 1 =
Std 68556750
=
= 901.5 (mm)
Ftd
76050
5
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
Vậy vị trí trục trung hịa của dầm thép cách mép dưới cùng 1 đoạn là 901.5(mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép dưới của dầm thép (ytd1):
ytd1 = yctd1 = 901.5 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép trên của dầm thép (ytd2) và mép dưới của
bê tông (ytd3):
ytd2 = ytd3 = 73.5 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép trên của bê tông (ytd4):
ytd4 = 1295 – 901.5 = 393.5 (mm)
- Mơ men qn tính của tiết diện liên hợp:
I b Fb
2
+ yttb
1 + I t + Ft ( ytt − ytd 2 )
n n
2389968327.8 370000
2
2
=
+
( 975 + 193.2 − 901.5) + 4440427083 + 29800 ( 901.5 − 487.5) = 1.3 1010 (mm4 )
8
8
I td 1 =
- Stn =
- Sbn =
I td 1 1.3 1010
=
= 176870748.3 (mm3)
ytd 2
73.5
I td 1 1.3 1010
=
= 14420410.4 (mm3)
yctd 1
901.5
Hình 2.4. Vị trí TTH dầm thép liên hợp ngắn hạn n chưa có bản táp
2.4.2. Dầm thép chưa có bản táp (liên hợp dài hạn 3n)
- Ta có 25 f c' = 25 32 (MPa), nên tỷ số modun đàn hồi của thép trên bê tơng trọng lượng
trung bình (n) là 8, suy ra 3n = 24
- Diện tích tương đương: Ftd =
Fb
370000
+ Ft =
+ 29800 = 45216.7 (mm2)
3n
24
- Mô men tĩnh đối với trục đi qua đáy của dầm thép:
Std =
Fb
370000
ycb + Ft ytt =
(975 + 193.2) + 29800 487.5 = 32537250 (mm3)
n
24
- Vị trí trọng tâm của tiết diện liên hợp (yctd1):
yctd 1 =
Std 32537250
=
= 719.6 (mm)
Ftd
45216.7
Vậy vị trí trục trung hịa của dầm liên hợp cách mép dưới cùng 1 đoạn là 719.6 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép dưới của dầm thép (ytd1):
ytd1 = yctd1 = 719.6 (mm)
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
6
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép trên của dầm thép (ytd2) và mép dưới của
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
2.4.3. Dầm thép có bản táp (liên hợp ngắn hạn n)
bê tơng (ytd3):
- Ta có 25 f c' = 25 32 (MPa), nên tỷ số modun đàn hồi của thép trên bê tông trọng lượng
ytd2 = ytd3 = 255.4 (mm)
trung bình (n) là 8
Fb
370000
+ Ft =
+ 39800 = 86050 (mm2)
n
8
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép trên của bê tơng (ytd4):
- Diện tích tương đương: Ftd =
ytd4 = 1295 – 719.6 = 575.4 (mm)
- Mô men tĩnh đối với trục đi qua đáy của dầm thép:
- Mơ men qn tính của tiết diện liên hợp:
Std =
I b Fb
2
+ yttb
1 + I t + Ft ( ytt − ytd 2 )
n n
2389968327.8 370000
2
2
=
+
( 975 + 193.2 − 719.6 ) + 4440427083 + 29800 ( 719.6 − 487.5) = 0.9 1010 (mm4 )
24
24
I td 1 =
- Stn =
I td 1 0.9 1010
=
= 35238841 (mm3)
ytd 2
255.4
- Sbn =
I td 1 0.9 1010
=
= 12506948 (mm3)
yctd 1
719.6
Fb
370000
ycb + Ft ytt =
(1000 + 193.2) + 39800 386.9 = 70584120 (mm3)
n
8
- Vị trí trọng tâm của tiết diện liên hợp (yctd1):
yctd 1 =
Std 70584120
=
= 820.3 (mm)
Ftd
86050
Vậy vị trí trục trung hịa của dầm thép cách mép dưới cùng 1 đoạn là 820.3 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép dưới của dầm thép (ytd1):
ytd1 = yctd1 = 820.3 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép trên của dầm thép (ytd2) và mép dưới của
bê tông (ytd3):
ytd2 = ytd3 = 179.7 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép trên của bê tông (ytd4):
ytd4 = 1320 – 820.3 = 393.5 (mm)
- Mô men quán tính của tiết diện liên hợp:
I b Fb
2
+ yttb
1 + I t + Ft ( ytt − ytd 2 )
n n
2389968327.8 370000
2
2
=
+
(1000 + 193.2 − 820.3) + 6312807245 + 39800 (820.3 − 386.9 ) = 2.1 1010 (mm4 )
8
8
I td 1 =
Hình 2.5. Vị trí TTH dầm thép liên hợp dài hạn 3n chưa có bản táp
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
- Stn =
I td 1 2.11010
=
= 116861435.7 (mm3)
ytd 2
179.7
- Sbn =
I td 1 2.11010
=
= 25600390 (mm3)
yctd 1
820.3
7
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép trên của dầm thép (ytd2) và mép dưới của
bê tông (ytd3):
ytd2 = ytd3 = 388 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép trên của bê tông (ytd4):
ytd4 = 1320 – 612 = 708 (mm)
- Mô men quán tính của tiết diện liên hợp:
I b Fb
2
+ yttb
1 + I t + Ft ( ytt − ytd 2 )
n n
2389968327.8 370000
2
2
=
+
(1000 + 193.2 − 612 ) + 6312807245 + 39800 ( 612 − 386.9 ) = 1.4 1010 (mm4 )
24
24
I td 1 =
Hình 2.6. Vị trí TTH dầm thép liên hợp ngắn hạn n có bản táp
- Stn =
I td 1 1.4 1010
=
= 36082474 (mm3)
ytd 2
388
- Sbn =
I td 1 1.4 1010
=
= 22875817 (mm3)
yctd 1
612
2.4.4. Dầm thép có bản táp (liên hợp dài hạn 3n)
- Ta có 25 f c' = 25 32 (MPa), nên tỷ số modun đàn hồi của thép trên bê tơng trọng lượng
trung bình (n) là 8, suy ra 3n = 24
- Diện tích tương đương: Ftd =
Fb
370000
+ Ft =
+ 39800 = 55216.7 (mm2)
3n
24
- Mô men tĩnh đối với trục đi qua đáy của dầm thép:
Std =
Fb
370000
ycb + Ft ytt =
(1000 + 193.2) + 39800 386.9 = 33793786.7 (mm3)
3n
24
- Vị trí trọng tâm của tiết diện liên hợp (yctd1):
yctd 1 =
Std 33793786.7
=
= 612 (mm)
Ftd
55216.7
Vậy vị trí trục trung hịa của dầm thép cách mép dưới cùng 1 đoạn là 612 (mm)
- Khoảng cách từ trọng tâm dầm liên hợp đến mép dưới của dầm thép (ytd1):
ytd1 = yctd1 = 612 (mm)
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
Hình 2.7. Vị trí TTH dầm thép liên hợp dài hạn 3n có bản táp
8
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
CHƯƠNG 3: HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG
+) Kiểm tra phạm vi áp dụng tiêu chuẩn: −300 de = 250 1700 (Thỏa mãn), với de là
khoảng cách giữa tim bản bụng phía ngồi dầm biên và mép trong lan can
3.1. Hệ số phân bố hoạt tải theo làn cho monen
+) Một làn chất tải: Tính theo phương pháp địn bẩy, sơ đồ như Hình 3.1
- Các thơng số:
+) S = 1500 (mm)
+) ts = 220 (mm)
+) Ltt = 20400 (mm)
- Tham số cứng dọc: K g = n ( I + Aeg2 ) (Đ4.6.2.2.1.E14)
Trong đó:
+) eg: Khoảng cách từ trục trung hòa của dầm thép đến trục trung hòa bản bê tông
eg = 193.2 + 613.1 = 806.3 (mm)
+) n: Hệ số tính đổi modun đàn hồi, n = 8
+) I: Momen quán tính của mặt cắt chưa liên hợp đối với trọng tâm, I = 6312807245 (mm4)
+) A: Tổng diện tích của mặt cắt chưa liên hợp, A = 39800 (mm2)
K g = n ( I + Aeg2 ) = 8 ( 6312807245 + 39800 806.32 ) = 2.6 1011 (mm4)
- Hệ số phân bố momen đối với dầm trong:
+) Một làn chất tải: (Đ4.6.2.2.2.1)
0.3
S
Kg
S
mg = 0.06 +
3
4300
Ltt
Ltt ts
0.4
0.1
SI
M
2.6 1011
1500
1500
= 0.06 +
3
4300
20400
20400 220
0.4
0.3
0.1
= 0.365
+) Hai hay nhiều làn chất tải: (Đ4.6.2.2.2.1)
0.2
S
Kg
S
= 0.075 +
3
2900
Ltt
Ltt ts
0.6
mg
MI
M
2.6 10
1500
1500
= 0.075 +
3
2900
20400
20400 220
0.6
0.2
Hình 3.1. Sơ đồ đường ảnh hưởng 1 làn chất tải của dầm biên
0.1
11
Khi có một làn chất tải, hệ số làn là 1.2 nên ta có:
0.1
= 0.482
1 1150
mg MSE = 1.2
= 0.46 (Đ4.6.2.2.2.3)
2 1500
So sánh các hệ số phân bố, ta chọn: mg MI = 0.482
+) Hai làn chất tải:
- Hệ số phân bố momen đối với dầm biên:
mg MME = e mg MMI (Đ4.6.2.2.2.3.B8)
Với e = 0.77 +
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
de
250
= 0.77 +
= 0.86 (Đ4.6.2.2.2.3.B8)
2800
2800
9
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
mg MME = 0.86 0.482 = 0.415
3.3. Hệ số phân bố ngang cho lan can
So sánh các hệ số phân bố, ta chọn: mg ME = 0.46
- Ở đây ta cho dầm biên chịu toàn bộ phần lan can, vì tải trọng lan can khơng đặt lên chính dầm
biên nên lan can có hệ số phân bố ngang như Hình 3.1. Ta có mg LC =
3.2. Hệ số phân bố hoạt tải theo làn cho lực cắt
2003
= 1.335
1500
- Hệ số phân bố lực cắt đối với dầm trong:
Bảng 3.1. Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang đối với momen
+) Kiểm tra phạm vi áp dụng tiêu chuẩn:
1100 S = 1500 4900
(Thỏa mãn)
110 ts = 220 300 (Thỏa mãn)
(Thỏa mãn)
6000 L = 21000 73000
Momen
Một làn
Hai hay nhiều làn
HSPBN tính tốn
Dầm trong
0.365
0.482
0.482
Dầm biên
0.46
0.415
0.46
N b = 10 4 (Thỏa mãn)
Bảng 3.2. Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang đối với lực cắt
+) Một làn chất tải:
SI
V
mg
S
1500
= 0.36 +
= 0.36 +
= 0.557 (Đ4.6.2.2.3.1.B11)
7600
7600
+) Hai làn chất tải:
2
MI
V
mg
Lực cắt
Một làn
Hai hay nhiều làn
HSPBN tính toán
Dầm trong
0.557
0.597
0.597
Dầm biên
0.46
0.408
0.46
2
S
1500 1500
S
= 0.2 +
−
−
= 0.2 +
= 0.597 (Đ4.6.2.2.3.1.B11)
3600 10700
3600 10700
So sánh các hệ số phân bố, ta chọn: mgVI = 0.597
- Hệ số phân bố lực cắt đối với dầm biên:
CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN NỘI LỰC DO HOẠT TẢI
+) Kiểm tra phạm vi áp dụng tiêu chuẩn: −300 de = 250 1700 (Thỏa mãn)
+) Một làn chất tải: Tính theo phương pháp địn bẩy, tính tốn như sơ đồ như hình 3.1
Khi có một làn chất tải, hệ số làn là 1.2 nên ta có:
1 1150
mgVSE = 1.2
= 0.46 (Đ4.6.2.2.3.2)
2 1500
+) Hai làn chất tải:
mgVME = e mgVMI (Đ4.6.2.2.3.2.B12)
Với e = 0.6 +
de
250
= 0.6 +
= 0.683 (Đ4.6.2.2.3.2.12)
3000
3000
mgVME = 0.683 0.597 = 0.408
So sánh các hệ số phân bố, ta chọn: mgVE = 0.46
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
10
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
4.1. Lực cắt và momen tại vị trí gối
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
4.2. Lực cắt và momen tại vị trí L/8
Hình 4.1. Biểu đồ lực cắt tại vị trí gối
- Do tải trọng làn:
1
Qlan
goi = 9.3 1 20400 = 94860 (N) = 94.86 (kN)
2
M lan
goi = 0
Hình 4.2. Biểu đồ lực cắt tại vị trí L/8
- Do xe 3 trục (Xe 3T):
Q3T
goi = 145 1 + 145
20400 − 4300
20400 − 8600
1 + 35
1 = 279.68 (kN)
20400
20400
M 3T
goi = 0
- Do xe 2 trục (Xe 2T):
2T
Qgoi
= 110 1 + 110
20400 − 1200
1 = 213.53 (kN)
20400
2T
M goi
=0
- Do tải trọng làn:
1
Qlan
L/8 = 9.3 0.875 17850 = 72627.2 (N) = 72.6 (kN)
2
1
1
M lan
2.231 2550 + 2.23117850 = 211632.7 (N.m) = 211.6 (kN.m)
L/8 = 9.3
2
2
- Do xe 3 trục (Xe 3T):
Q3T
L/8 = 145 0.875 + 145
M3T
L/8 = 145 2.231 + 145
17850 − 4300
17850 − 8600
0.875 + 35
0.875 = 239 (kN)
17850
17850
17850 − 4300
17850 − 8600
2.231 + 35
2.231 = 609.5 (kN.m)
17850
17850
- Do xe 2 trục (Xe 2T):
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
11
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
Q2T
L/8 = 110 0.875 + 110
17850 − 1200
0.875 = 186 (kN)
17850
M 2T
L/8 = 110 2.231 + 110
17850 − 1200
2.231 = 474.3 (kN.m)
17850
4.3. Lực cắt và momen tại vị trí L/4
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
- Do xe 3 trục (Xe 3T)
Q3T
L/4 = 145 0.75 + 145
15300 − 4300
15300 − 8600
0.75 + 35
0.75 = 198.4 (kN)
15300
15300
M3T
L/4 = 145 3.825 + 145
15300 − 4300
15300 − 8600
3.825 + 35
3.825 = 1012 (kN.m)
15300
15300
- Do xe 2 trục (Xe 2T):
Q2T
L/4 = 110 0.75 + 110
15300 − 1200
0.75 = 158.5 (kN)
15300
M 2T
L/4 = 110 3.825 + 110
15300 − 1200
3.825 = 808.5 (kN.m)
15300
4.4. Lực cắt và momen tại vị trí 3L/8
Hình 4.3. Biểu đồ lực cắt tại vị trí L/4
- Do tải trọng làn:
Q
lan
L/4
1
= 9.3 0.75 15300 = 53358.75 (N) = 53.4 (kN)
2
1
1
M lan
3.825 15300 + 3.825 5100 = 362839.5(N) = 362.8(kN.m)
L/4 = 9.3
2
2
Hình 4.4. Biểu đồ lực cắt tại vị trí 3L/8
- Do tải trọng làn:
1
lan
Q3L/8
= 9.3 0.625 12750 = 37054.7 (N) = 37.1 (kN)
2
1
1
lan
M3L/8
= 9.3 4.781 7650 + 4.78112750 = 453525.7 (N.m) = 453.5(kN.m)
2
2
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
12
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
- Do xe 3 trục (Xe 3T):
Q3T
3L/8 = 145 0.625 + 145
12750 − 4300
12750 − 8600
0.625 + 35
0.625 = 157.8 (kN)
12750
12750
M3T
3L/8 = 145 4.781 + 145
12750 − 4300
12750 − 8600
4.781 + 35
4.781 = 1207.2 (kN.m)
12750
12750
- Do xe 2 trục (Xe 2T):
2T
Q3L/8
= 110 0.625 + 110
12750 − 1200
0.625 = 131 (kN)
12750
2T
M3L/8
= 110 4.781 + 110
12750 − 1200
4.781 = 1002.3 (kN.m)
12750
4.5. Lực cắt và momen tại vị trí L/2
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
1
M lan
L/2 = 9.3 20400 5.1 = 483786 (N) = 483.8 (kN.m)
2
- Do xe 3 trục (Xe 3T):
Q3T
L/2 = 145 0.5 + 145
10200 − 4300
10200 − 8600
0.5 + 35
0.5 = 117.2 (kN)
10200
10200
M3T
L/2 = 145 5.1 + 145
10200 − 4300
10200 − 4300
5.1 + 35
5.1 = 1270.5 (kN.m)
10200
10200
- Do xe 2 trục (Xe 2T):
Q2T
L/2 = 110 0.5 + 110
10200 − 1200
0.5 = 103.5 (kN)
10200
M 2T
L/2 = 110 5.1 + 110
10200 − 1200
5.1 = 1056 (kN)
10200
Bảng 4.1. Bảng tổng hợp các giá trị hoạt tải trên dầm
Tải trọng
Tải làn
Nội lực
Gối
Q (kN) 94.9
M (kN.m) 0
Xe 3 trục
Q (kN) 279.7
M (kN.m) 0
Xe 2 trục
Q (kN) 213.5
M (kN.m) 0
L/8
L/4
3L/8
L/2
72.6
53.4
37.1
23.7
211.6
362.8
453.5
483.8
239
198.4
157.8
117.2
609.5
1012
1207.2
1270.5
186
158.5
131
103.5
474.3
808.5
1002.3
1056
Hình 4.5. Biểu đồ lực cắt tại vị trí L/2
- Do tải trọng làn:
1
Qlan
L/2 = 9.3 0.5 10200 = 23715 (N) = 23.7 (kN)
2
SVTH: HỒNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN NỘI LỰC DO TĨNH TẢI
13
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
- DC2 = DW = 4.23 (N/mm)
5.1. Tĩnh tải giai đoạn I
- Trọng lượng bản thân dầm thép
- Tại vị trí L/2:
+) Tại các vị trí L/4; 3L/8; L/2
g gh = 7850 9.81 10−9 39800 = 3.06 (N/mm)
+) Tại gối dầm
g gh = 7850 9.81 10−9 29800 = 2.3 (N/mm)
- Trọng lượng dầm ngang, sườn tăng cường
Ta đang làm bài tốn thiết kế do đó ta có thể lấy trọng lượng dầm ngang và sườn tăng cường
theo trọng lượng của dầm chủ.
+) Trọng lượng dầm ngang và sườn tăng cường tác dụng lên một dầm chủ phía trong
Tại vị trí có bản táp: PnI = 3.06 0.09 = 0.28 (N/mm)
Tại vị trí khơng có bản táp: PnI = 2.3 0.09 = 0.21(N/mm)
+) Đối với dầm ngoài, ta lấy trọng lượng dầm ngang và sườn tăng cường bằng một nửa so với
dầm trong
Hình 5.1 Biểu đồ phân bố tĩnh tải tại vị trí L/2 của dầm trong
Tại vị trí có bản táp: PnE = 0.28 0.5 = 0.14 (N/mm)
Tại vị trí khơng có bản táp: PnE = 0.21 0.5 = 0.1 (N/mm)
- Tại vị trí L/2:
- Trọng lượng bản bê tơng
1
1
QLDC/21 = 12.44 10.2 0.5 − 10.2 0.5 = 0 (kN)
2
2
+) Trọng lượng bản bê tông: DC = 2500 9.81 10−9 = 2.45 10 −5 (N/mm3)
−5
+) Trọng lượng bản và bản vút: DC = 2.45 10 370000 = 9.1 (N/mm)
'
1
1
M LDC
20.4 5.1 = 647.1 (kN.m)
/2 = 12.44
2
1
1
QLDW
/2 = 4.23 10.2 0.5 − 10.2 0.5 = 0 (kN)
2
2
5.2. Tĩnh tải giai đoạn II
- Trọng lượng lớp phủ bê tông nhựa dày 75 mm
−9
DW = 2300 9.81 10 75 2500 = 4.23 (N/mm)
- Trọng lượng lan can: DClc = 9.064 (N/mm)
5.3. Tổ hợp nội lực do tĩnh tải (DC1 và DW)
1
M LDW
20.4 5.1 = 220 (kN.m)
/2 = 4.23
2
- Ta tính tốn tại các vị trí L/8; L/4; 3L/8 tương tự như trên, ta được kết quả như bảng 5.1
5.3.2. Nội lực tĩnh tải cho dầm biên
- Tại các vị trí có bản táp: DC1 = 3.06 + 0.14 + 9.1 = 12.3 (N/mm)
5.3.1. Nội lực tĩnh tải cho dầm trong
- Tại vị trí gối DC1 = 2.3 + 0.1 + 9.1 = 11.5 (N/mm)
- Tại các vị trí có bản táp: DC1 = 3.06 + 0.28 + 9.1 = 12.44 (N/mm)
- DW = 4.23 (N/mm)
- Tại vị trí gối: DC1 = 2.3 + 0.21 + 9.1 = 11.61 (N/mm)
- Hệ số phân bố ngang lan can: mg lc = 1.335
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
14
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
- Tĩnh tải do lan can: DClc = 9.064 1.335 = 12.1(N/mm)
- Hệ số thay đổi tải trọng:
Cường độ
- Ta tính tốn tương tự như dầm trong, ta được kết quả như bảng 5.1
Bảng 5.1. Bảng tổng hợp các giá trị tĩnh tải trên dầm
VỊ TRÍ
DẦM
DC1
TRONG
DW
DC1
DẦM
BIÊN
DW
LANCAN
Gối
L/8
L/4
3L/8
L/2
Sử dụng
Mỏi
Dẻo dai D
0.90
1.0
1.0
Dư thừa R
0.95
1.0
1.0
Quan trọng l
1.05
-
-
= D R l
0.95
1.0
1.0
Q 126.9
95.2
63.4
31.7
0
M 0
283.1
485.3
606.7
647.1
Q 43.1
32.4
21.6
10.8
0
M 0
96.3
165
206.3
220
Q 118.4
88.8
59.2
29.6
0.0
M 0
264.2
453
566.2
604
Q 43.1
32.4
21.6
10.8
0.0
M 0
96.3
165
206.3
220
- Hệ số làn xe:
Q 92.5
69.3
46.2
23.1
0
+) Một làn chất tải: m = 1.2
M 0
206.3
353.6
442
471.5
+) Hai làn chất tải: m = 1
- Tổ hợp tải trọng:
+) Trạng thái giới hạn cường độ I: U = [1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL + IM + PL)]
+) Trạng thái giới hạn sử dụng I: U = 1.0(DC+ D W) + 1.0(LL + IM)
+) Trạng thái giới hạn mỏi và đứt gãy: U = 0.75(LL + IM)
- Hệ số xung kích:
Cấu kiện
CHƯƠNG 6: TỔ HỢP TẢI TRỌNG
IM
Mơi nối bản mặt cầu
75%
TTGH mỏi và giòn
15%
Tất cả các TTGH khác
33%
6.2. Tổ hợp tải trọng
6.1. Các hệ số tải trọng
6.2.1. Tổ hợp tải trọng cho dầm trong
- Hệ số sức kháng
- Các thông số tải trọng của hoạt tải:
+) Trạng thái giới hạn cường độ:
Uốn và kéo
1.00
Cắt và xoắn
0.90
Nén tại neo
0.80
+) Hệ số phân phối momen:
Bảng 6.1. Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang đối với momen
Hai hay nhiều làn
HSPBN tính tốn
Dầm trong 0.365
0.482
0.482
Dầm biên 0.46
0.415
0.46
Momen
Một làn
+) Các trạng thái giới hạn khác: = 1
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
15
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
+) Hệ số phân phối lực cắt:
Đối với lực cắt:
Bảng 6.2. Bảng tổng hợp hệ số phân bố ngang đối với lực cắt
DC1 = 0 (kN); DW = 0 (kN)
Lực cắt
Hai hay nhiều làn
HSPBN tính tốn
(LL + IM) = mg Q (1.33 max(Q3T ,Q2T ) + Qlane ) + mg nguoiQ nguoi
Dầm trong 0.557
0.597
0.597
= 0.597 (1.33 117.2 + 23.7) = 107.2(kN)
Dầm biên 0.46
0.408
0.46
Một làn
+) TTGH cường độ I:
U = [1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL + IM)]
+) Thông số tải trọng của người: mgpT = 0
= 0.95 [1.25 0 + 1.5 0 + 1.75 107.2] = 178.2(kN)
+) Hệ số xung kích: IM = 33%
+) TTGH sử dụng I:
+) Tại vị trí có bản táp: DC1 = 12.44 (kN/m)
U = 1.0(DC+ D W) + 1.0(LL + IM) = 1 0 + 1 107.2 = 107.2(kN)
+) Tại vị trí gối: DC1 = 11.61 (kN/m)
Tính tốn tương tự với các mặt cắt còn lại ta được kết quả như bảng 6.4
+) DW = 4.23 (kN/m)
Bảng 6.4. Bảng tổ hợp nội lực cho dầm trong
Bảng 6.3. Bảng tổng hợp các giá trị hoạt tải trên dầm
Tải trọng
Tải làn
Nội lực
Gối
Q (kN) 94.9
M (kN.m) 0
Xe 3 trục
Q (kN) 279.7
M (kN.m) 0
Xe 2 trục
Q (kN) 213.5
M (kN.m) 0
L/8
L/4
3L/8
L/2
BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CHO DẦM TRONG
72.6
53.4
37.1
23.7
Nội
211.6
362.8
453.5
483.8
lực
239
198.4
157.8
117.2
609.5
1012
1207.2
M
1270.5
186
158.5
131
103.5
474.3
808.5
1002.3
1056
Loại tải trọng
(kNm)
- Tổ hợp tải trọng tại vị trí L/2:
Đối với moment:
DC1 = 647.1 (kN.m); DW = 220 (kN.m)
(LL + IM) = mg M (1.33 max(M3T ,M 2T ) + M lane ) + mg nguoi M nguoi
= 0.482 (1.33 1270.5 + 483.8) + 0 = 1047.7(kN.m)
M
TTGH
(kNm)
CƯỜNG
ĐỘ
+) TTGH cường độ I:
Q
(kN)
U = [1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL + IM)]
= 0.95 [1.25 647.1 + 1.5 220 + 1.75 1047.7] = 2823.7(kN.m)
+) TTGH sử dụng I:
L/8
L/4
3L/8
L/2
DC1 0
283.1
485.3
606.7
647.1
DW 0
96.3
165.0
206.3
220.0
492.7
823.6
992.5
1047.7
DC1 126.9
95.2
63.4
31.7
0.0
DW 43.1
32.4
21.6
10.8
0.0
233.1
189.4
147.4
107.2
0.0
1292.5
2180.8
2664.4
2823.8
675.6
546.7
421.0
298.2
178.2
0.0
872.1
1474.0
1805.4
1914.8
mg(LL+IM)+PL 0.0
Q
(kN)
0
mg(LL+IM)+PL 278.7
[1.25DC
+1.5DW
+1.75(LL + IM)]
[1.25DC
+1.5DW
+1.75(LL + IM)]
TTGH
M
[DC + DW
SỬ
(kNm)
+(LL + IM)]
U = 1.0(DC+ D W) + 1.0(LL + IM)
= 1 (647.1 + 220) + 11047.7 = 1914.8(kN.m)
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
16
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
DỤNG
Q
[DC + DW
(kN)
+(LL + IM)]
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
448.8
360.6
274.4
190.0
107.2
U = [1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL + IM)]
= 0.95 [1.25 0 + 1.5 0 + 1.75 82.6] = 137.3(kN)
+) TTGH sử dụng I:
U = 1.0(DC+ D W) + 1.0(LL + IM) = 1 0 + 1 82.6 = 82.6(kN)
6.2.1. Tổ hợp tải trọng cho dầm biên
Tính tốn tương tự với các mặt cắt còn lại ta được kết quả như Bảng 6.4
- Các thông số tải trọng của hoạt tải:
+) Hệ số phân phối momen: Bảng 6.1
+) Hệ số phân phối lực cắt: Bảng 6.2
+) Hệ số xung kích: IM = 33%
+) Tại vị trí có bản táp: DC1 = 12.3 (kN/m)
+) Tại vị trí gối: DC1 = 11.5 (kN/m)
Bảng 6.5. Bảng tổ hợp nội lực cho dầm biên
+) DW = 4.23 (kN/m)
BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CHO DẦM BIÊN
+) DClc = 12.1 (kN/m); mglc = 1.335
- Tổ hợp tải trọng tại vị trí L/2:
Nội
Đối với moment:
lực
Loại tải trọng
DC1 = 604 (kN.m); DW = 220 (kN.m); DClc = 471.5 (kN.m)
(LL + IM) = mg M (1.33 max(M3T ,M 2T ) + M lane ) + mg nguoi M nguoi
(kNm)
+) TTGH cường độ I:
(kN)
U = 1.0(DC+ D W) + 1.0(LL + IM)
Đối với lực cắt:
DC1 = 0 (kN); DW = 0 (kN)
(LL + IM) = mg Q (1.33 max(Q3T ,Q2T ) + Qlane ) + mg nguoiQ nguoi
M
TTGH
CƯỜNG
ĐỘ
= 0.46 (1.33 117.2 + 23.7) = 82.6(kN)
+) TTGH cường độ I:
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
(kNm)
Q
(kN)
L/2
566.2
604.0
DW 0.0
96.3
165.0
206.3
220.0
LANCAN 0.0
206.3
353.6
442.0
471.5
mg(LL+IM)+PL 0.0
470.2
786.0
947.2
999.8
DC1 118.4
88.8
59.2
29.6
0.0
DW 43.1
32.4
21.6
10.8
0.0
LANCAN 92.5
69.3
46.2
23.1
0.0
179.6
145.9
113.6
82.6
0.0
1477.7
2499.8
3065.9
3252.9
669.0
532.5
398.6
266.8
137.3
0.0
1037.0
1757.7
2161.7
2295.3
mg(LL+IM)+PL 214.8
= 1 (604 + 220 + 471.5) + 1 999.8 = 2295.3(kN.m)
3L/8
453.0
Q
+) TTGH sử dụng I:
L/4
264.2
U = [1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL + IM)]
= 0.95 [1.25 ( 604 + 471.5) + 1.5 220 + 1.75 999.8] = 3252.8(kN.m)
L/8
DC1 0.0
M
= 0.46 (1.33 1270.5 + 483.8) + 0 = 999.8(kN.m)
0
[1.25DC
+1.5DW
+1.75(LL + IM)]
[1.25DC
+1.5DW
+1.75(LL + IM)]
TTGH
M
[DC + DW
SỬ
(kNm)
+(LL + IM)]
17
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
DỤNG
Q
[DC + DW
(kN)
+(LL + IM)]
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
468.8
370.1
273.0
177.1
82.6
+) Hệ số phân phối moment: Bảng 6.1
+) Hệ số phân phối lực cắt: Bảng 6.2
- Tổ hợp tải trọng tại vị trí L/2 đối với dầm trong
Đối với momen:
(LL + IM) = mg M (1.15 M 3T ) = 0.482 (1.15 929.8) = 515.4(kN.m)
6.3. Tổ hợp tải trọng cho TTGH mỏi và đứt gãy
- Đối với TTGH mỏi và đứt gãy, ta sử dụng xe 3 trục có khoảng cách hai bánh sau là 9000
(mm) để tính nội lực.
TTGH mỏi và đứt gãy: U = 0.75 (LL + IM) = 0.75 515.4 = 386.6 (kN)
Đối với lực cắt:
- Tại vị trí L/8
(LL + IM) = mg Q (1.15 Q3T ) = 0.597 (1.15 81) = 55.6(kN.m)
TTGH mỏi và đứt gãy: U = 0.75 (LL + IM) = 0.75 55.6 = 41.7 (kN)
- Tính tốn tương tự đối với các vị trí cịn lại và dầm biên, ta được kết quả như Bảng 6.6 và
Bảng 6.7
Bảng 6.6. Bảng tổng hợp giá trị TTGH mỏi và đứt gãy đối với dầm trong
Nội lực
3L/8
L/2
0
279.3
443.7
497.3
515.4
Q (kN)
mg(LL+IM)
163.5
135.7
107.8
80.5
55.6
M (kN.m)
0
209.5
332.8
373.0
386.5
Q (kN.m)
122.7
101.7
80.8
60.4
41.7
Bảng 6.7. Bảng tổng hợp giá trị TTGH mỏi và đứt gãy đối với dầm biên
17850 − 9000
17850 − 13300
= 145 0.875 + 145
0.875 + 35
0.875 = 197.6 (kN)
17850
17850
M3T
goi = 145 2.231 + 145
L/4
mg(LL+IM)
Hình 6.1 Sơ đồ tính tốn tải trọng mỏi tại vị trí L/8
Q
L/8
M (kN.m)
TTGH mỏi
3T
goi
Gối
17850 − 9000
17850 − 13300
2.231 + 35
2.231 = 503.8 (kN.m)
17850
17850
- Ta tính tốn tương tự với các mặt cắt còn lại ta được kết quả như Bảng 6.5
Nội lực
Gối
L/8
L/4
3L/8
L/2
M (kN.m)
mg(LL+IM)
0
266.5
423.5
474.6
491.8
Q (kN)
mg(LL+IM)
126.0
104.5
83.0
62.0
42.9
M (kN.m)
0
199.9
317.6
356.0
368.9
Q (kN.m)
94.5
78.4
62.3
46.5
32.1
TTGH mỏi
Bảng 6.5. Bảng tổng hợp giá trị nội lực xe 3 trục TTGH mỏi và đứt gãy
Tải trọng
Nội lực
Gối
Xe 3 trục, khoảng cách M
2 bánh sau là 9m
Q
L/8
L/4
3L/8
L/2
0.0
503.8
800.5
897.2
929.8
238.2
197.6
157.0
117.3
81.0
- Các thông số tải trọng của hoạt tải:
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
CHƯƠNG 7: KIỂM TRA DẦM CHỦ
- Xem xét việc chất tải và tình huống đổ bêtơng:
18
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU THÉP
GVHD: TS. NGUYỄN HUỲNH TẤN TÀI
+) Giai đoạn I: Trọng lượng dầm và bản do dầm thép chịu ( DC )
+) Giai đoạn II: Tải trọng tĩnh chất thêm ( lan can và lớp phủ mặt cầu – DW ) do tiết diện liên
hợp dài hạn chịu (3n = 24)
+) Giai đoạn III: Hoạt tải và xung kích ( LL+IM) do tiết diện liên hợp ngắn hạn chịu (n=8)
- Sau khi tính tốn nội lực cho dầm trong và dầm biên, ta lựa chọn tổ hợp nội lực bất lợi nhất
để thiết kế cho dầm.
- Bảng nội lực sử dụng để tính tốn
I yc
Iy
=
5.625 107
= 0.49 Thỏa mãn điều kiện
11.28 107
7.1.2. Kiểm tra độ mảnh bản bụng có mặt cắt đặc chắc
- Bản bụng được xem là đặc chắc nếu:
2D cp
tw
3.76
E
(Đ10.6.2.2 TCVN_11823 - 2017)
Fyc
Trong đó:
+) Dcp : chiều cao bản bụng chịu nén tại lúc moment dẻo
+) Fyc = 300 (MPa): cường độ chảy dẻo của bán cánh chịu nén
Bảng 7.1. Bảng tổng hợp giá trị các TTGH
Các TTGH
Giá trị
TTGH
M (kN.m)
0
1477.7
2499.8
3065.9
3252.9
Q (kN)
669.0
532.5
398.6
266.8
137.3
M (kN.m)
0
1037.0
1757.7
2161.7
2295.3
Q (kN)
468.8
370.1
273.0
177.1
82.6
M (kN.m)
0
199.9
317.6
356.0
368.9
Q (kN)
94.5
78.4
62.3
46.5
32.1
CƯỜNG ĐỘ
TTGH
SỬ DỤNG
TTGH MỎI
Gối
L/8
L/4
- Xác định Dcp:
3L/8
L/2
+) Để xác định Dcp phải xác định trục trung hòa dẻo của mặt cắt liên hợp. TTHD của mặt cắt
được xác định dựa trên sự cân bằng các lực dẻo của các thành phần của mặt cắt.
+) Lực dẻo trong thành phần thép của diện tích ngang là tích số của diện tích bản biên, vách
ngăn và cốt thép với cường độ chảy thích hợp
+) Lực dẻo trong phần bê tơng chịu nén của tiết diện xác định trên cơ sở tương đương giữa khối
ứng suất hình chữ nhật và khối ứng suất phân bố đều 0.85 f c'
+) Bỏ qua vùng bê tơng chịu kéo
- Ta có giá trị các lực dẻo là
7.1. Kiểm tra các giới hạn kích thước mặt cắt
Ps 2 = 0.85 f c' As 2 = 0.85 25
7.1.1. Kiểm tra tỉ lệ các phần tử
- Điều kiện: 0.1
I yc
2
(N)
+) Lực dẻo bản cánh chịu kéo: Pt1 = Fyt At1 = 300 300 25 = 2250000 (N)
Trong đó:
+) Iyc: momen quán tính của bán cánh chịu nén của mặt cắt thép quanh trục thẳng đứng trong
Pt 2 = Fyt At 2 = 300 400 25 = 3000000 (N)
+) Lực dẻo trong bản bụng: Pw = Fyw Aw = 300 925 16 = 4440000 (N)
mặt phẳng bản bụng
+) Iy: momen quán tính của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phản bản bụng
25 3003
I yc =
= 5.625 107 (mm4)
12
Iy =
( 300 + 500 ) 100 = 850000
+) Lực dẻo bản cánh chịu nén: Pc = Fyc Ac = 300 300 25 = 2250000 (N)
0.9
Iy
+) Lực dẻo trong bản mặt cầu: Ps1 = 0.85 f c' As1 = 0.85 25 1500 220 = 7012500 (N)
Pw + Pt1 + Pt 2 Ps1 + Ps 2 + Pc
Trục trung hòa dẻo đi qua bản cánh trên
Ta có:
Pt1 + Pt 2 + Pw + Pc Ps1 + Ps 2
- Đặt khoảng cách trục trung hòa dẻo đến mép dưới bản cánh trên là x
25 300 925 16 25 300
+
+
= 11.28 107 (mm4)
12
12
12
3
3
3
SVTH: HOÀNG KHÁNH PHƯỚC / MSSV: 20127027
19
