Giáo trình phân tích khả năng ứng dụng cấu tạo trong dầm liên hợp ảnh hưởng từ biến của bê tông p10 pot

Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 192 -
+F
ng
: diện tích tiết diện nguyên của thanh, nếu dùng tấm khoét lỗ thì bản ny
có thể đợc tính thêm vo nhng phải trừ lỗ.
+R
o
: cờng độ tính toán của thép.
+: hệ số uốn dọc của thanh trong mặt phẳng thanh giằng, bản giằng.
+
min
: hệ số uốn dọc nhỏ nhất trong 2 hệ số uốn dọc tơng ứng với 2 mặt phẳng
của thanh (ứng với mặt phẳng có độ mãnh lớn nhất).
+: hệ số đợc lấy bằng
(
)

00007.0024.0

nhng không > 0.015 đối với thép
thanh v không > 0.017 đối với thép hợp kim thấp.
Ta thấy công thức (5.15) đợc dựa trên giả thiết diện tích thanh F
ng
đợc rút ra từ điều
kiện ổn định khi chịu nén. Nh vậy:
Nếu tiết diện thanh đợc chọn trên cơ sở tính mỏi m thanh chịu nén l chủ yếu
thì Q sẽ giảm đi bằng cách nhân với tỷ số /
min
.
Nếu thanh chịu kéo l chủ yếu thì Q đợc nhân thêm tỷ số N

nén
/N
kéo
.
Lực cắt Q ny sẽ phân chia cho các hệ thống giằng nh sau:
Q
Q/2 Q/2
Q/2
1.Thanh giằng, bản giằng
2.Tấm thép có khóet lỗ
1
1
Q/4
1
2
Q/4
1
1

Hình 5.32: Phân lực cắt quy ớc cho hệ thống giằng

Khi chỉ có 1 hệ thống thanh giằng, bản giằng thì sẽ chịu ton bộ lực Q. Khi có
nhiều hệ thống thanh giằng, bản giằng thì lực cắt sẽ phân đều cho mỗi hệ thống.
Khi có tấm thép có khoét lỗ lm nhiệm vụ giằng thì lực Q sẽ phân cho nó 1 nửa,
còn 1 nửa sẽ phân chia đều cho thanh giằng, bản giằng.
5.2-Tính thanh giằng:


e
0

Q
S
Q
S

Hình 5.33: Tính thanh giằng

Thanh giằng đợc tính nh thanh xiên của dn:
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 193 -


sin
1
Q
S =
(5.15)
Trong đó:
+Q
1
: lực cắt tính toán do 1 hệ thống thanh giằng chịu.
+: góc nghiêng của thanh giằng với trục của thanh.
Lực S có thể chịu kéo hoặc nén nên bất lợi chọn theo điều kiện chịu nén. Nếu
thanh giằng lm bằng thép góc thì cần xét thêm mômen uốn do lệch tâm gây ra. Hoặc
có thể đa vo hệ số điều kiện lm việc m
2
lấy bằng 0.75 khi dùng thép góc đều cạnh,
0.7 đối với thép góc không đều cạnh liên kết với thanh bằng cánh nhỏ v 0.8 đối với
thép góc không đều cạnh liên kết với thanh bằng cánh lớn.

5.3-Tính bản giằng, tấm khoét lỗ:

c
Q
Q
Q
Q
Q1/2 Q1/2
Q1/2 Q1/2
Q1/2
Q1/2
M
Q1.c/4
T
Q1/2 Q1/2
T
b
Q
Q
c


Hình 5.34: Tính bản giằng, tấm khoét lỗ
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 194 -

Bản giằng tính toán với giả thiết các bản giằng hợp với các nhánh của thanh
thnh 1 dn nút cứng không có thanh xiên. Các điểm có mômen bằng 0 có thể coi gần
đúng tại điểm giữa các khoang v các thanh đứng. Khi đó nội lực trong bản giằng, tấm

khoét lỗ sẽ l:
Mômen:
2
.
1
cQ
M =
(5.16)
Lực cắt:
b
cQ
b
M
T
.
2/
1
==
(5.17)
Trong đó:
+c: khoảng cách giữa các bản giằng v các lỗ của tấm thép khoét lỗ.
+b: khoảng cách giữa 2 trục nhánh của thanh.
Tính toán đinh liên kết:
Lực tác dụng lên 1 đinh do T:
m
T
S =
1

Lực tác dụng lên 1 đinh do M:

=
2
max
2
.
i
a
aM
S

Lực tác dụng lên đinh ngoi cùng:
[
]
d
SSSS +=
2
2
2
1
.
Tính toán mối hn:
ứng suất mối hn do T:
dh
T
.
1
=

ứng suất mối hn do M:
2
2
.
.6
dh
M
=

với d, h chiều di v chiều cao tính toán của
mối hn.
Điều kiện kiểm tra ứng suất:
o
R75.0
2
2
2
1
+=

.

Đ5.6 tính toán mối nối thanh biên v liên kết các thanh xiên,
thanh đứng vo nút dn

6.1-Tính toán mối nối thanh biên:

Số lợng đinh tán v bulông đợc xác định theo phơng pháp cân bằng diện tích v
đợc xác định theo công thức:

tt
Fn .

=
(5.18)
Trong đó:
+: số đinh tán hoặc bulông của 1 đợn vị diện tích, có thể l
c
,
em
,
b
.
+F
tt
: diện tích tính toán của thanh, có thể l F
gi
, F
ng
,
Khi chọn kích thớc các bản nối của thanh cần chú ý nh sau:
Đối với thanh biên chịu nén, diện tích giảm yếu của chúng không nhỏ hơn diện
tích tiết diện giảm yếu của các phân tố cần nối.
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 195 -
Đối với thanh biên chịu kéo phải xét với hệ số điều kiện lm việc m
2
=0.9. Điều
ny cũng có nghĩa l sự tăng diện tích của các bản nối lên 11%.

Nếu phân tố đợc nối v bản nối không trực tiếp ép sát vo nhau thì khi tính số
đinh cần đa vo hệ số điều kiện lm việc m
2
nh sau:
Giữa phân tố cần nối v bản nối có 1 bản thép ngăn cản hoặc mối nối có 2
bản nối nhng không ép sát ngay bên phân tố cần nối: m
2
=0.9.
Giữa phân tố cần nối v bản nối có 2 bản thép trở lên xen vo giữa:
m
2
=0.8.
Trong tính toán khi kể đến m
2
bằng cách nhân với diện tích của các phân tố đợc nối
với
2
1
m
bằng 1.11 với m
2
=0.9, bằng 1.25 với m
2
=0.8.
Cách tính toán:
Khi tính theo diện tích, ta xem ứng suất trong tiết diện đạt đến R
o
.
Trờng hợp các tấm thép cùng nối tại 1 mặt cắt:

Hình 5.35: Sơ đồ tính mối nối tại 1 mặt cắt

Nếu ta gọi S l ứng suất trong tiết diện ngang tại mối nối, hay còn gọi l
nội lực trên 1 đơn vị diện tích tiết diện ngang tại mối nối, ta có:

()
(
)
()
()
o
nn
o
onn
R
FF
RFF
S
RFFSFF
.
.

21
21
2121

=
+

+
=
+=+
(5.19)
Trong đó:
+: hệ số mối nối.
+F
n1
, F
n2
: diện tích các bản nối.
+(F
1
+F
2
)R
o
: nội lực trong các phân tố cần nối có diện tích tiết diện F
1
v F
2
.
Số đinh hoặc bulông để liên kết các bản nối đợc xác định:




=
=
22

11


n
n
Fn
Fn


(5.20)
Trong đó:
+: hệ số đinh tán chịu cắt 1 mặt, ép mặt v hệ số bulông cờng độ cao ma sát
1 mặt.
Đối với thanh chịu kéo cần xét đến hệ số điều kiện lm việc m
2
nên
F
n1
+F
n2
1.11(F
1
+F
2
).
Trờng hợp các mối nối so le nhau:
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 196 -
Tại tiết diện I-I:

()()
(
)
()
()
()
221
21
1
1
221
21
21221
.
.

FFF
FF
R
FFF
RFF
SRFFSFFF
nn
o
nn
o
onn
++
+

=
=
++
+
=+=++



(5.21)


Hình 5.36: Sơ đồ tính mối nối so le

Tại tiết diện II-II:

()()
(
)
()
()
()
121
21
2
2
121
21
21121
.
.

FFF
FF
R
FFF
RFF
SRFFSFFF
nn
o
nn
o
onn
++
+
=
=
++
+
=+=++


(5.22)
Số lợng đinh tán, bulông:
o Đoạn từ đầu bản nối đến tiết diện I-I:
111

n
Fn

=
đối với bản nối
F
n1
v
121

n
Fn


= đối với bản nối F
n2
.
o Đoạn từ đầu bản nối đến tiết diện II-II:
212

n
Fn


=
đối với bản nối
F
n1
v
222

n
Fn

= đối với bản nối F
n2
.
o Đoạn giữa tiết diện I-I v II-II:
123
Fn


=
hoặc
213
Fn


= .
Từ công thức (5.19), (5.21) v (5.22), ta có công thức tổng quát về hệ số mối nối:




+
=
ni
FFF
F
0
0

(5.23)
Trong đó:
+F
0
: tổng diện tích các phân tố của thanh.
+F
i
: diện tích phân tố cần nối trong tiết diện thanh.
+F
n
: tổng diện tích các bản nối.
Ngoi ra có thể tính toán mối nối liên kết dựa trên giả thiết l nội lực trong các tấm
thép đợc phân phối sang các bản nối theo nguyên tắc đòn bẩy.
Trờng hợp các mối nối tại 1 chỗ:
Tính số đinh liên kết bản nối F
n1
:

()()
(
)
()
()
()
321
32321
11
321
32321
1323213211

.

.

ccc
cFccF
Fn
ccc
cFccF
FcFccFcccF
n
nn
++
++
==
++
+
+
=++=++

(5.24)
.