Giáo trình phân tích khả năng ứng dụng cấu tạo trong dầm liên hợp ảnh hưởng từ biến của bê tông p3 pptx

Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 160 -
Trong đó:
+
1,tr
,
2,tr
,
1,d
,
2,d
ứng suất tại mép trên v mép dới của dầm thép ứng với 2
giai đoạn.
+
b,tr
,
b,d
: ứng suất tại trọng tâm của các bản nối biên dầm, xác định bằng cách
tính tỷ lệ.
+F
tr
, F
d
: diện tích ứng các bản nối biên dầm có trừ giảm yếu.
Số lợng đinh đợc xác định:
[]
[]

=
=
d
d
d
d
tr
tr
Sm
N
n
Sm
N
n
2
2

(4.98)
Trong đó:
+[S]
đ
: khả năng chịu lực của 1 đinh.
+m
2
: hệ số điều kiện lm việc, lấy bằng 1 đối với biên chịu nén v 0.9 đối với
biên chịu kéo.
Tính mối nối sờn dầm:
Biểu đồ sờn dầm có tính chất nén lệch tâm do mômen M

s
v lực dọc N
s
đặt tại
trọng tâm của sờn dầm. Chúng đợc xác định:







=
+
=
s
trsds
s
s
s
trsds
s
FN
h
I
M
.
2
5.0
.

2
,,
,,


(4.99)
Trong đó:
+
s,tr
,
s,d
: ứng suất tại mép trên v mép dới của sờn dầm.
+h
s
, F
s
, I
s
: chiều cao, diện tích v mômen quán tính sờn dầm đã trừ giảm yếu.
Ta có thể lấy
12
.
85.0,.85.0
3
ss
ssss
h
IhF

== .
Lực dọc v lực cắt tác dụng lên mỗi đinh:






=
=
k
Q
Z
k
N
S
s
1
(4.100)
Trong đó:
+k: số đinh của 1/2 bản nối sờn dầm.
Lực tác dụng lên đinh ngoi cùng do mômen uốn:

=
2
max
1
.
k
s

y
yM
N

(4.101)
Tổng hợp lực tác dụng lên đinh nặng nhất:

()
[]
d
SZNSN ++=
2
2
11max
(4.102)

8.6-Tính độ võng của kết cấu nhịp:

.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 161 -
Độ võng của dầm thép liên hợp với bản BTCT sẽ tăng dần theo thời gian ảnh ảnh
hởng của bêtông bị biến dạng dẻo. Nếu không lm trụ tạm để điều chỉnh ứng suất thì
độ võng do tĩnh tải phần 1 đwocj tính theo công thức:

+=
th
thth
thth
I
II
IE
lg
f
,0
,0
4
1
1
.
25
3
1.
.384
.5

(4.103)
Trong đó:
+I
th
, I

0,th
: mômen quán tính của tiết diện dầm thép tại giữa nhịp v tại gối.
+g
1
: cờng độ phân bố tiêu chuẩn của tĩnh tải 1, kể cả trọng lợng ván khuôn.
Khi bố trí trụ tam nhng cha kích thì độ võng nói trên bằng không. Dới tác
dụng của lực điều chỉnh
R
, dầm thép sẽ vồng lên 1 đoạn:










+

=
th
thth
thth
R
I
II
IE
l

f
,0
,0
3
1
.
25
3
1.
.48
.5
(4.104)
Độ võng do tĩnh tải phần 2, lực xả kích, tháo dỡ trụ tạm v ván khuôn đợc xác
định theo công thức:

()
(
)









+

+
+

=
td
tdtd
tdth
R
tdth
V
I
II
IE
lR
IE
lgg
f
,0
,0
3
4
2
1
.
25
3

1.
48
5
384
5
(4.105)
Trong đó:
+I
tđ
, I
0,tđ
: mômen quán tính của tiết diện dầm liên hợp tại giữa nhịp v tại gối,
tính với
h
th
E
E
n =
.
+
R
: lực xả kích.
+g
V
: trọng lợng tiêu chuẩn ván khuôn.
+R: phản lực trụ tạm.

-

.

Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 159 -



C
C
C
H
H
H
Ư
Ư
Ư
Ơ
Ơ
Ơ
N
N
N
G
G
G



V
V
V
:

:
:



T
T
T
H
H
H
I
I
I
ế
ế
ế
T
T
T



K
K
K
ế
ế
ế

C
C
C
ầ
ầ
ầ
U
U
U



d
d
d



n
n
n



t
t
t
h

h
h
é
é
é
p
p
p




Đ5.1 sơ đồ v kích thớc cơ bản

Với những nhịp 40-50m thì cầu dn thép có chi phí vật liệu ít hơn cầu dầm
nhng do cấu tạo, thi công phức tạp nên giá thnh lại đắt hơn so với cầu dầm. Thực tế
thấy rằng khi nhịp từ 50-80m m áp dụng cho cầu dn có đờng xe chạy trên v cầu
dầm thì chúng có giá thnh ngang nhau. Nếu nhịp lớn hơn hoặc dùng đờng xe chạy
dới thì cầu dn rẻ hơn nhiều. Đối với cầu xe lửa thì nhịp >50-60m thì kinh tế hơn.
Cầu dn có loại đơn giản, liên tục, mút thừa, v hình thức cũng có nhiều loại.
Việc chọn sơ đồ, kích thớc cơ bản, loại dn phụ thuộc vo nhiều yếu tố nh chiều di
nhịp, tải trọng khổ cầu, chiều cao kiến trúc, điều kiện vận chuyển lắp ráp,
1.1-Các dạng cấu tạo mắc cáo của dn (hoa dn):

Dn thanh xiên:

Loại 1
1
2
11

9
1
0
8
7
6
5
4
3
2
1

Loại 2

Dn thanh xiên 1 v 2 gần giống nhau. Thanh xiên dn 1 chịu nén v thanh xiên dn
2 chịu kéo. Do đó dn thanh xiên 2 có lợi hơn.
Dn tam giác:
11'
9'
1
0
'
7'
6'
5'
4'
3'
2'
1'
1

2
'
8
'

Ta thử so sánh dn tam giác với dn thanh xiên loại 2:
Đối với thanh biên trên: thanh 1 > thanh 1, thanh 2 = thanh 2, thanh 3 >
thanh3.
Đối với thanh biên dới : thanh 4 < thanh 4, thanh 5 = thanh 5, thanh 6 <
thanh 6.
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 160 -
Đối với thanh đứng: các thanh đứng dn thanh xiên lm việc với đ.a.h suốt
chiều di nhịp, còn dn tam giác các thanh đứng lm việc cục bộ hoặc bằng 0.
Đối với các thanh xiên: các thanh xiên của 2 loại dn nói chung xấp xĩ nhau.
Nh vậy các thanh biên v thanh xiên nói chung l nh nhau, còn các thanh đứng
dn tam giác tiết kiệm vật liệu hơn. Do đó dn tam giác có lợi hơn so với dn thanh
xiên. Ngoi ra đối với dn tam giác ta có thể bỏ thanh biên đứng v biên trên ở đầu dn
để tiết kiệm vật liệu hơn:

-Dn chữ K:


Loại ny đợc sử dụng khi chiều cao lớn nhờ giảm đợc chiều di thanh xiên v
thanh đứng nên ổn định hơn. Ngoi ra có thể giảm chiều di khoang m vẫn giữ đợc
góc xiên có lợi. Tuy nhiên hệ ny có nhiều nút, cấu tạo phức tạp, hình thức bề ngoi
không đẹp nên hạn chế phạm vi sử dụng của nó. Do vậy hệ ny thờng dùng trong hệ
liên kết.
-Dn nhiều thanh xiên:

Loại ny l hệ có bậc siêu tĩnh rất cao, tính toán, cấu tạo v thi công phức tạp. Loại
ny đợc áp dụng rộng rãi ở thế kỷ 19, thờng áp dụng cho cầu dn gỗ. Sau đó ngời ta
thay thế loại ny bằng dn có 2 thanh xiên:

.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng V: Thiết kế cầu dn thép - 161 -
Loại ny có nội lực trong thanh xiên v chiều di tự do nhỏ đi nhng điều ny không
giảm đợc khối lợng vì do không có thanh đứng nên gây khó khăn phức tạp thêm cho
việc liên kết dầm ngang vo nút.

Nếu ta dùng loại 2 thanh xiên m đa thêm thanh đứng sẽ lm cho liên kết dầm
ngang với nút dễ dng hơn. Tuy nhiên nó không đợc sử dụng rộng rãi vì lm tăng khối
lợng v hình thức lại không đẹp.
-Dn chữ :


Loại ny xuất phát từ loại 2 thanh xiên m đa thêm thanh đứng đi qua nút giữa thì
khoang của dn v chiều di tất cả các thanh giảm đi 2 lần. Do vậy có thể áp dụng khi
khẩu độ v chiều cao dn lớn hoặc l khi cần giảm chiều di tự do của các thanh v
chiều di khoang mặt cầu.
-Dn quả trám:


Dùng dn 2 thanh xiên biến đổi hình thức để trở thnh dn quả trám. Loại ny khi đó
trở thnh hệ biến hình nên thờng bố trí thanh đứng hoặc thanh ngang ở giữa nhịp. Dn
ny không có u điểm mặt kỹ thuật nh đối với dn 2 thanh xiên nhng nó có hình thức

đẹp v hon thiện hơn.
-Dn có hình thức phân nhỏ:


Để giảm chiều di tự do các các thanh, ngời ta dùng dn phân nhỏ. Loại ny thờng
dùng cho cầu nhịp lớn v tải trọng lớn. Thông thờng gặp dn phân nhỏ ở dới vì khi đó
chỉ tăng nội lực trong thanh biên dới chịu kéo chứ không tăng nội lực thanh biên trên
.