Giáo trình phân tích khả năng ứng dụng cấu tạo trong dầm liên hợp ảnh hưởng từ biến của bê tông p9 ppt

Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 187 -
4.3.3-Kiểm tra điều kiện chịu mỏi:
Khi kiểm tra mỏi, nội lực trong thanh đợc xác định theo tổ hợp tải trọng chính,
các hệ số vợt tải lấy bằng 1.
Công thức kiểm tra:

o
gigi
tc
R
I
yM
F
N
.
'.
max

+= (5.14)
Trong đó:
+M: đợc lấy nh sau:
++Đối với các tiết diện nằm trong phạm vi nửa chiều di ở đoạn giữa thanh
v khi độ mãnh >70 thì:
+++
E
tc
bt
N
N
M

M
+
=
1
'
khi thanh chịu kéo.
+++
E
tc
bt
N
N
M
M

=
1
'
khi thanh chịu nén.
++Các trờng hợp khác M=M
bt
.
+N
tc
: nội lực tiêu chuẩn có kèm theo dấu, dấu + đối với chịu kéo v dấu - đối
với chịu nén

+S
E
: lực Euler đối với thanh chịu nén trung tâm khi uốn dọc trong mặt phẳng

tác dụng của mômen, đợc tính:
2
2
.
o
ng
E
l
EI
S

=
.
+: hệ số giảm cờng độ tính toán về mỏi.
4.3.4-Ví dụ tính toán:

4.3.4.1-Ví dụ 1:

Cho tiết diện thanh nh hình vẽ:

Hình 5.30: Ví dụ 1

Biết thanh chịu lực nén tính toán N=720t, chiều di thanh 10m. Thép sử dụng l thép
than.
Giải:
Tính đặc trng hình học:
Bản đứng:
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 188 -

()









=ììì+ììì=
=ììì=
==
=ìì==ìì=
4
2
3
43
0
2
22
1750401282602260
12
1
2
72000602
12
1
2
6.2214.18240

4.1823.24,2402602
cmI
cmI
cmF
cmFcmF
yng
ngx
gi
long

Thép góc: L100x100x16 có F = 29.7cm
2
, I
x-x
= 264cm
4
, z
0
= 3.06cm.
()
()








=+ìì+ì=

=ìì+ì=
==
=ìì==ì=
4
2
4
2
0
2
22
2.11566506.3287.2942644
7.8727606.3307.2942644
36.8944.298.118
44.296.13.28,8.1187.294
cmI
cmI
cmF
cmFcmF
yng
ngx
gi
long

Bản ngang:
()

=ìì=
=+ìì+ìì=
===ìì==ì=
43
4
2
3
0
222
73163762
12
1
7.146122130276276
12
1
8.1422.91522.96.13.22,152276
cmI
cmI
cmFcmFcmF
yng
ngx
gilong

Tổng diện tích nguyên: F
ng
= 240+118.8+152=510.8cm
2

.
Tổng diện tích lỗ: F
lỗ
= 18.4+29.44+9.2 = 57.04cm
2
.
Tổng diện tích giảm yếu: F
gi
= 510.8-57.04 = 453.76cm
2
.
Tổng mômen quán tính nguyên: I
x0ng
= 11491.9+87276.7+146122.7 = 244891.3cm
4
.
I
yng
= 175040+115665.2+73163 = 363868.2cm
4
.
Mômen tĩnh của tiết diện đối với trục x
0
-x
0
:
()
3
0
4712130276 cmS

x
=+ìì=
Trục trung hòa tiết diện x-x cách trục x
0
-x
0
1 đoạn z:
cm
F
S
z
ng
x
2.9
8.510
4712
0
===
Mômen quán tính của tiết diện đối với trục trung hòa:
42
2.2016572.98.5103.244891 cmI
xng
=ì=
Kiểm tra điều kiện độ mãnh:

===
===
cm
F
I
r
cm
F
I
r
ng
yng
y
ng
xng
x
7.26
5.510
2.363868
88.19
5.510
2.201657

==
==
43.37
7.26
1000
3.50
88.19
1000
y
x



Ta thấy
x
,
y
đều < 100
OK.
Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ:
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 189 -
3525
2
50
,4533
2
66
2

2
1
1
<==<==

bb

OK.
Điều kiện ổn định:
Mômen do trọng lợng bản thân:
mtM
bt
.01.41005108.085.7
10
1
2
=ììì=
Độ lệch tâm trong mặt phẳng uốn:
m
N
M
e
bt
00056.0
720
01.4
0
===

Bán kính lõi:

()
cm
F
W
ng
xng
92.18
2.9318.510
2.201657
=
ì
==


Chú ý lấy đối với mép của lõi tiết diện có ứng suất do lực dọc v mômen cùng dấu.
Độ lệch tâm tơng đối:
029.0
92.18
056.0
0
===

e
i

Hệ số uốn dọc:
Hệ số uốn dọc trong mặt phẳng uốn tra bảng phụ thuộc
x
=50.3 v i=0.029: = 0.808.
Hệ số uốn dọc ngoi mặt phẳng uốn tra bảng phụ thuộc

y
=37.43 v i=0: = 0.858.
Ta thấy độ mãnh của thanh trong mặt phẳng uốn lớn hơn độ mãnh theo mặt phẳng
kia nên không cần kiểm tra thanh bị uốn ra ngoi mặt phẳng có độ mãnh lớn.
Kiểm tra điều kiện ổn định của thanh:
2
0
2
/1900/5.1744
8.510808.0
720000
.
cmkgRcmkg
F
N
ng
=<=
ì
==



OK.
Kiểm tra điều kiện bền:
(
)
2
0
2
max

/1900/7.1637
2.20165785.0
2.931401000
76.453
720000
cmkgRcmkg
I
yM
F
N
gi
bt
gi
=<=
ì
ì
+=
ì
+=


OK.
IV.3.4.2-Ví dụ 2:

Cho tiết diện thanh nh hình vẽ:

Hình 5.31: Ví dụ 2
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 190 -

Biết thanh xiên vừa chịu nén vừa chịu kéo. Nội lực tính toán N
tt
n
=-190t, N
tt
k
=45t; nội lực
tiêu chuẩn để tính mỏi N
tc
n
=-122t, N
tc
k
=32t. Chiều di thanh 10m, góc nghiêng phơng
ngang 50
o
. Thép sử dụng l thép than.
Giải:
Đặc trng hình học:
Diện tích tiết diện nguyên:
2
6.1979.374146 cmF
ng
=ì+ì=
Diện tích lỗ:
2
64.153.22.143.212 cmF
ng
=ìì+ìì=

Diện tích giảm yếu:
2
96.18164.156.197 cmF
gi
==
Mômen quán tính đối với trục x:
()
[]
4
2
3
5.1494254.619.3715804146
12
1
cmI
x
=+ì+ì+ìì=
Mômen quán tính đối với trục y:
()
[]
4
2
3
6.7171483.2239.374824461
12
1
cmI
y
=ì+ì+ìì=

Xác định độ mãnh:






====
=
ì
===
49.52
05.19
1000
05.19
6.197
6.71714
95.91
7.8
10008.0
7.8
6.197
5.14942
yy
xx
cmr
cmr

Ta thấy
x
,
y
< 100
OK.
Mômen do trọng lợng bản thân:
mtM
o
bt
.997.050cos1001976.085.7
10
1
2
=ìììì=

Độ lệch tâm trong mặt phẳng uốn:
m
N
M
e
bt
005.0
190
997.0
0
===
Bán kính lõi:
cm

F
W
ng
xng
69.3
5.206.197
5.14942
=
ì
==


Độ lệch tâm tơng đối:
14.0
69.3
5.0
0
===

e
i

Hệ số uốn dọc:
-Hệ số uốn dọc trong mặt phẳng uốn tra bảng phụ thuộc
x
= 91.95 v i = 0.14: =
0.51.
Kiểm tra điều kiện bền:
2
0

2
max
/1900/1.1205
5.1494285.0
5.2099700
96.181
190000
cmkgRcmkg
I
yM
F
N
gi
bt
gi
=<=
ì
ì
+=
ì
+=


.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 191 -
OK.
Kiểm tra điều kiện ổn định của thanh:
2
0

2
/1900/4.1885
6.19751.0
190000
.
cmkgRcmkg
F
N
ng
=<=
ì
==



OK.
Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ:
()






<=ì=<==
<=+ì=+<=

=
2039.1895.912.02.033.8
2.1

10
6018.572595.9135.02535.05.33
1
5.1246
2
2
1
1




b
b

OK.
Kiểm tra điều kiện mỏi:
Ta thấy thanh ny chịu nén l chủ yếu nên ta có công thức:
()()
1
7.07.0
1

+
=


baba

với a = 0.58, b = 0.26 (thép than), = 1.2,

26.0
122
32
max
min
=

==



(bỏ qua ảnh hởng
mômen).

()()()
137.2
26.026.02.158.07.026.02.158.07.0
1
>=
ì+ìììì
=


Chọn = 1. Không cần kiểm tra.
OK.
[*Giả sử thanh ny chịu kéo l chủ yếu
26.0
122
32
max

min
=

==



, ta áp dụng công thức:
()()()
124.1
26.026.02.158.07.026.02.158.07.0
1
>=
ììì+ìì
=

Thanh chịu nén
chủ yếu chịu mỏi tốt hơn*].

Đ5.5 tính toán thanh giằng, bản giằng

5.1-Lực tác dụng lên hệ thống giằng:

Thanh giằng, bản giằng lm nhiệm vụ liên kết các nhánh của thanh cùng lm
việc với nhau. Nếu độ bền của thanh giằng, bản giằng không đảm bảo sẽ dẫn đến bị phá
hoại vì hiện tợng uốn dọc của thanh thanh chịu nén, sau đó đến lợt bản thân thanh
cũng bị phá hoại vì các nhánh lm việc riêng rẽ v mất ổn định.
Thanh giằng, bản giằng tính toán chịu lực cắt giả định còn gọi lực cắt quy ớc.
Lực ny không thay đổi suốt chiều di thanh:

min

ong
RFQ = (5.15)
Trong đó:
.