Giáo trình phân tích khả năng ứng dụng cấu tạo trong dầm liên hợp ảnh hưởng từ biến của bê tông p7 potx

Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 177 -
Trong trờng hợp các nhánh của thanh rất lớn không thể cấu tạo thanh giằng,
bản giằng đợc do vấn đề bố trí liên kết gặp khó khăn, ngời ta dùng tấm thép có
khoét lỗ để liên kết chúng lại. Bản ny có chiều di theo suốt chiều di thanh.
Loại ny thờng đợc dùng trong các thanh hn để thay thế cho thanh giằng, bản
giằng bởi vì các mối hn liên kết sẽ gây ra hiện tợng tập trung ứng suất lm
giảm khả năng chống mỏi của thanh.
Bản chắn ngang:
Các bản chắn ngang giữ cho thanh chịu nén không bị mất ổn định theo phơng
chéo, nghĩa l tiết diện không bị méo đi. Mặt khác trong tiết diện hình hộp, nó
đảm bảo tiết diện thanh không bị biến hình trong quá trình chế tạo, vận chuyển,
lắp ráp, treo trục.

Bản chắn ngang

Hình 5.19: Tiết diện thanh khi không v có bản chắn ngang

Số lợng bản chắn ngang ít nhất l 3 bản. Thanh chịu nén bố trí bản chắn ngang
ở gần đầu thanh, còn ở giữa không quá 3m. Đối với thanh chịu kéo chỉ cần đặt ở
2 đầu thanh.
3.3-Liên kết nút dn:

Nút dn l chỗ nối của các thanh riêng lẽ lại với nhau v truyền lực giữa các
thanh cho nên nó l bộ phận rất quan trọng của dn thép. Có các cách cấu tạo nút nh
sau:
3.3.1-Nút liên kết chốt-khớp:

Khi tính toán dn, ngời ta giả thiết các nút dn l liên kết khớp lý tởng. Do vậy
liên kết ny phù hợp với sơ đồ tính. Theo thời gian chốt bị gỉ thì khả năng xoay tự do
của nút tăng lên.

Trong thực tế nút kiểu khớp không đợc ứng dụng vì cấu tạo phức tạp, nhất l
nếu các thanh cng lớn cng khó khăn. Mặt khác, nút kiểu khớp dễ sinh chấn động dới
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 178 -
tác dụng của hoạt tải. Tuy nhiên nó có thuận lợi ở chỗ tháo lắp nhanh. Do vậy loại nút
ny thờng dùng trong kết cấu tạm, quân dụng.
Chốt khớp

Hình 5.20: Nút kiểu chốt-khớp

3.3.2-Nút liên kết cứng:

Trong cầu thép hiện đại, ngời ta dùng liên kết nút bằng đinh tán, bulông cờng
độ cao v hn. Các thanh đợc liên kết lại thông qua bản nút gọi l nút liên kết cứng.
Yêu cầu cấu tạo của nút:
Đảm bảo cấu tạo đơn giản, dễ thi công lắp ráp, dễ kiểm tra,
Truyền lực đúng tâm, các thanh phải đồng quy tại 1 điểm để tránh mômen lệch
tâm tại nút.
Có các hình thức cấu tạo sau:
Bản nút trong
Bản nút ngoi

Hình 5.21: Bản nút riêng rẽ
Bản nối
Bản nút

Hình 5.22: Bản nút chắp

Nút có bản nút riêng rẽ:

.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 179 -
Loại nút ny đợc mở rộng để liên kết các thanh xiên, thanh đứng.
Bản nút l bản thép riêng rẽ đợc đặt áp vo thnh đứng của thanh biên.
Nút có bản nút chắp:
Loại nút ny cũng dùng để mở rộng liên kết các thanh nh đối với bản nút
riêng rẽ.
Bản nút chắp đợc xem tham gia vo tiết diện thanh biên nh 1 bộ phận
của tiết diện tại nút.
So sánh 2 loại nút ny nh sau:
Về phơng diện sử dụng thép: ta thấy phần bản nút nằm ngoi phạm vi
thnh đứng của thanh biên trong cả 2 loại nh nhau vì kích thớc ny chỉ
phụ thuộc vo tiết diện v các liên kết các thanh xiên, thanh đứng. Đối với
bản nút riêng phải tốn thêm 1 lợng thép bằng diện tích phần gạch gạch
trên hình (5.21) nằm trong thnh đứng của thanh biên; còn với bản nút
chắp thì phải tốn thêm 1 lợng thép dùng lm các bản nối để nối bản nút
với bản đứng của thnh biên. Nh vậy khi tiết diện các thanh xiên v
thanh đứng nhỏ thì bề rộng bản nút nhỏ v cấu tạo bản nút riêng sẽ hợp lý
hơn. Ngợc lại, trờng hợp dn lớn thì cấu tạo bản nút chắp sẽ lợi hơn.
Về phơng diện chịu lực: loại bản nút riêng lm việc tốt hơn, vì nó tăng
cờng cho thanh v rất lợi cho việc phân bố điều hòa các luồng ứng suất.
Về thi công: bản nút cũng có lợi hơn vì lắp ráp có phần đơn giản.
Cả 2 loại nút trên đều gặp trong các kết cấu nhịp dn nhng do u điểm về mặt thi công
nên trong thời gian gần đây loại bản nút riêng đợc dùng nhiều hơn. Bên cạnh đó ngời
ta còn dùng bản nút lm luôn nhiệm vụ bản nối cho thanh biên.


Hình 5.23: Cấu tạo nút dn dùng bản nút riêng

.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 180 -
Bản nút chồng:


Hình 5.24: Bản nút chồng

Thờng dùng cho dn biên cứng, kết hợp để tạo ra mômen lệch tâm để
giảm mômen cho biên cứng.
3.3.3-Nút không dùng bản nút:



Hình 5.25: Loại nút không dùng bản nút

Loại ny các thanh gắn trực tiếp vo nhau nên có cấu tạo đơn giản. Chỉ có thể áp
dụng cho các dn nhỏ, nội lực trong các thanh đứng, thanh xiên không lớn v khi thnh
đứng của thanh biên tơng đối rộng.
*/Chú ý:
Chiều dy bản nút không < 10mm đối với cầu ôtô v không < 12mm đối
với cầu đờng sắt.
Khi thiết kế bản nút, ta vẽ trớc trục thanh, tính toán số đinh liên kết rồi
vẽ đờng viền của các thanh rồi suy ra kích thớc của bản nút. Nên bố trí đinh
sao cho kích thớc nút l nhỏ nhất v có hình thù đơn giản.
Tiết diện thanh nối vo bản nút chỉ nối bằng các bản đứng cho đơn giản.


.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ

Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 181 -

Đ5.4 tính toán dn chủ

Kết cấu nhịp dn thép l 1 kết cấu không gian có nhiều thanh v nhiều nút, hơn
nữa các nút đợc cấu tạo có tính chất l nút cứng. Do vậy việc tính toán chính xác sẽ vô
cùng khó khăn.
Trong thực tế thiết kế, ngời ta giả thiết tính toán nh sau:
Đơn giản hóa bằng cách coi kết cấu không gian đó l do các kết cấu phẳng ghép
lại, những kết cấu phẳng ny l các dn chủ v các dn liên kết.
Xem liên kết nút l liên kết khớp.
Hệ dầm mặt cầu lm nhiệm vụ đỡ phần mặt cầu v hoạt tải rồi truyền lực cho dn
chủ tại các nút.
Để thỏa mãn giả thiết trên, cần phải chú ý:
Chiều cao thanh không > 1/15 chiều di thanh.
Trục các thanh biên của 2 khoang kề nhau không > 1.5% chiều cao thanh đối với
tiết diện chữ v hình hộp v không quá 0.7% chiều cao đối với tiết diện chữ H.
Đối với dn biên cứng, thanh biên có các thnh phần nội lực M, Q, N.
4.1-Xác định nội lực trong dn chủ:

4.1.1-Tải trọng:

Trọng lợng dn chủ đợc xác định theo công thức (4.4) nhng hệ số đặc trng
trọng lợng a lấy bằng 3.5 v trọng lợng dn thực tế phải nhân với hệ số cấu tạo bằng
1.8-2.0.
Trọng lợng hệ liên kết lấy bằng 0.1-0.12 trọng lợng dn chủ cha nhân với hệ
số cấu tạo.
Đờng ngời đi v lan can, sơ bộ có thể lấy 0.2t/m
2
đối với cầu ôtô v cầu xe lửa

có máng đá dăm v 0.1t/m
2
đối với cầu xe lửa có đờng ngời đi bằng gỗ.
Các tải trọng khác tính tơng tự đối với cầu dầm.
4.1.2-Xác định nội lực:

Trớc khi xác định nội lực, ta cần vẽ đờng ảnh hởng:

.