Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 172 -
Hình 5.12: Các dạng tiết diện hn
Khi cần thay đổi tiết diện thì nên thay đổi chiều dy bản đứng, còn bề rộng v
chiều cao tiết diện nên giữ nguyên.
Tiết diện chữ H có thể dùng cho thanh biên chịu kéo, nén. Khi thanh chịu nén
lớn có thể áp dụng tiết diện b, c, e, f. Thanh chịu kéo áp dụng tiết diện b, e. Thanh xiên
áp dụng tiết diện d.
3.1.4-Các kích thớc v quy định cấu tạo:
Bề dy các bản đứng trong 2 khoang kề nhau không lệch quá 4mm, tức l bằng
bề dy cho phép nhỏ nhất của bản đệm. Trọng tâm tiết diện thanh thuộc 2 khoang kề
nhau không sai lệch quá 1.5% chiều cao đối với tiết diện chữ v hình hộp v không
quá 0.7% chiều cao đối với tiết diện chữ H. Nếu điều ny không đảm bảo thì phải kể
đến mômen uốn ở nút gây ra bởi sự truyền lực lệch tâm.
Các thanh có tiết diện hình hộp phải đảm bảo dễ sơn, cạo gỉ, dễ tán đinh v bắt
bulông trong lòng tiết diện thanh. Do đó khoảng cách giữa 2 thnh đứng không <
400mm, trờng hợp thanh nhỏ v không sâu lắm thì không < 300mm. Khoảng cách tĩnh
giữa các mép thép góc trong tiết diện hộp có thép góc quay vo trong không < 200mm.
Hình 5.13: Quy định chung cho tiết diện hộp
Chiều cao tiết diện thanh cng lớn cng sinh ra nội lực phụ. Do đó ta nên chọn
chiều cao tiết diện
thanhthanh
lh
15
1
để đảm bảo giả thiết liên kết nút l khớp, nếu không
tuân thủ theo quy định ny thì trong tính toán phải tính theo sơ đồ nút cứng.
3.1.4.1-Tiết diện đinh tán, bulông:
Quy định bề dy của bản thép:
Bản thép tán đinh: không > 20mm.
Thanh chịu lực chính: không < 10mm.
Thanh chịu lực cục bộ: không < 8mm.
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 173 -
Bản nút: không < 10mm.
Bản giằng: không < 8mm.
Bản đệm: không < 4mm.
Chiều dy của tập bản thép nằm ngang trong tiết diện chữ H không < 0.4, với l
chiều dy tập bản thép nằm trong mặt phẳng dn.
Chiều dy tán ghép lớn nhất (kẻ cả thép góc, bản nút, bản đệm, bản nối) không >
4.5d hoặc 5.5d nếu tán bằng búa móc câu v bằng 2 búa hơi ép có giá đỡ.
Độ mãnh của các thanh quy định không lớn hơn độ mãnh cho phép để đảm bảo
thanh không bị cong vênh khi vận chuyển, lắp ráp, ổn định khi khai thác:
Các thanh chính chịu nén, kéo v vừa kéo vừa nén: không > 100.
Các thanh xiên, thanh đứng chịu kéo: không > 150.
Các thanh phụ trong dn v hệ liên kết không chịu hoạt tải m bố trí để giảm
chiều di tự do của thanh: không > 150.
Để đảm bảo ổn định cục bộ, ngời ta quy định về tỷ số giữa bề rộng tính toán v bề
dy của bản thép hoặc tập bản thép:
Hình 5.14: Quy định tỷ lệ trong thanh chịu nén tiết diện chữ H v hình hộp
Đối với tiết diện chữ H:
Đối với thép cacbon:
o
45
1
1
b
khi < 60,
()
602535.0
1
1
+
b
khi 60.
o
12
2
2
b
khi < 60, 202.0
2
2
b
khi 60.
Đối với thép hợp kim:
o
40
1
1
b
khi < 65, 606.0
1
1
b
khi 65.
o
10
2
2
b
khi < 60,
()
20525.0
2
2
b
khi 60.
Đối với tiết diện hộp:
Đối với thép cacbon:
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 174 -
o 45
1
1
b
khi < 60,
()
602535.0
1
1
+
b
khi 60.
o
35
2
2
b
khi < 60, 506.0
2
2
b
khi 60.
Đối với thép hợp kim:
o
40
1
1
b
khi < 65, 606.0
1
1
b
khi 65.
o
30
2
2
b
khi < 60,
()
502585.0
2
2
b
khi 65.
3.1.4.2-Tiết diện hn:
Tiết diện hn có kích thớc chiều cao, độ mãnh nh tiết diện đinh tán, bulông. Bề
dy bản thép không > 50mm đối với thép than v không > 40mm đối với thép hợp kim
thấp. Tuy nhiên không nên chọn quá 30mm. Trong tiết diện chữ H, bề dy của tập bản
thép nằm ngang không < 0.5 khi 30mm v không < 0.6 khi 25mm.
Để đảm bảo ổn định cục bộ, ngời ta quy định về tỷ số giữa bề rộng tính toán v
bề dy của bản thép hoặc tập bản thép:
Hình 5.15: Quy định tỷ lệ trong thanh chịu nén tiết diện hn
Đối với thép cacbon:
o
35
1
1
b
khi 60,
()
4525
1
1
b
khi > 60.
o
14
2
2
b
khi 60,
()
20515.0
2
2
+
b
khi > 60.
Đối với thép hợp kim:
o
30
1
1
b
khi 60,
()
4530
1
1
b
khi > 60.
o
12
2
2
b
khi 60, 202.0
2
2
b
khi > 60.
*/Chú ý:
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 175 -
Nếu trong các thanh mức độ sử dụng cờng độ vật liệu 1<=
o
R
thì các tỷ số ở
các phần trên
1
1
b
,
2
2
b
sẽ nhân lên với 35.1<
, đồng thời đảm bảo các yêu cầu
60
1
1
b
.
Trong các thanh chịu kéo tiết diện chữ H có tỷ số
2
2
b
không vợt quá 1.5 lần trị
số đối với thanh chịu nén.
3.2-Cấu tạo thanh giằng, bản giằng:
Để cho các nhánh của thanh loại tiết diện có 2 thnh đứng cùng lm việc với
nhau v thanh có đủ độ cứng trong trờng hợp uốn ra ngoi mặt phẳng của dn, ngời ta
cấu tạo các bản giằng, thanh giằng hoặc bản thép có khoét lỗ.
Bản giằng:
b
c
a
Hình 5.16: Cấu tạo bản giằng
Trong các thanh chịu nén hoặc vừa chịu nén vừa chịu kéo, bản giằng bố trí trên
cơ sở tính toán. Bề dy bản không < 1/45 khoảng cách giữa các hng đinh tán
gần nhất (không < 1/45c) để đảm bảo ổn định cục bộ. Mặt khác bề dy nó không
< 10mm đối với các thanh chịu lực chính của kết cấu nhịp cầu xe lửa v không <
8mm đối với các thanh khác hoặc đối với nhịp cầu ôtô.
Chiều di bản giằng a không < 0.75b. Khoảng cách c lấy chừng 2b đối với thanh
chịu kéo, còn đối với thanh chịu nén thì theo tính toán.
ở gần mỗi đầu thanh bố trí 1 bản giằng có chiều di a=1.7a đối với thanh chịu
nén hoặc vừa nén vừa kéo, a=1.3a đối với thanh chịu kéo. Bản giằng ny cố
gắng đa sâu vo gần nút nhng không gây khó khăn trong việc liên kết. Mục
đích để đảm bảo các nhánh thanh truyền lực đồng đều hơn, đồng thời khác phục
mômen do liên kết các nhánh thanh vo nút không đối xứng.
Thanh giằng:
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 176 -
Thanh giằng
3
1
2
Hình 5.17: Cấu tạo thanh giằng
Thanh giằng có thể lm bằng thép bản hoặc thép góc. Bề dy bản thép không <
8mm, thép góc không < 63*63*6. Tuy nhiên do cấu tạo thanh giằng có phần bất
tiện cho vấn đề chế tạo các thanh nên trong kết cấu nhịp hiện đại nó ít đợc
dùng.
Cố gắng cấu tạo sao cho trục thanh giằng v trục nhánh của thanh giao nhau tại 1
điểm.
Góc nghiêng thanh giằng v trục thanh không < 60
o
, trong trờng hợp dùng
thanh giằng kép không <45
o
.
Khi dùng thanh giằng, mỗi đầu thanh vẫn phải dùng bản giằng nh trên.
Bản thép có khoét lỗ:
Hình 5.18: Cấu tạo bản khoét lỗ
.