Giáo trình phân tích khả năng vận dụng quy trình cấu tạo liên kết tán đinh trong thép hình p8 docx

Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng III: Cấu tạo chung của cầu thép - 86 -
Nếu nhịp nhỏ với nội lực bé thì dùng dầm I định hình






ữ=
12
1
8
1
l
h
.
Nếu nhịp lớn có nội lực lớn thì dùng dầm I tổ hợp bulông cờng độ cao
hoặc hn






ữ=
10
1
7
1
l

h
đối với cầu ôtô v






ữ=
7
1
5
1
l
h
đối với cầu đờng
sắt.
Trong cầu dn, dầm dọc thờng lấy nhỏ hơn dầm ngang từ 35-40cm để đủ
cấu tạo đợc vai kê.
Để đảm bảo ổn định cho dầm, ngời ta chọn
s
lớn so với chiều cao h thì
không phải lm sờn tăng cờng:






ữ=

65
1
50
1
h
s

.
4.1.2-Nguyên lý tính toán nội lực dầm dọc, dầm ngang:

4.1.2.1-Dầm dọc:

Thực tế dầm dọc l dầm liên tục kê trên các gối đn hồi l các dầm ngang. Mặt
khác theo phơng đứng dầm dọc còn chịu chịu xoắn nên tính đầy đủ sẽ phức tạp. Để
đơn giản v thiên về an ton, ta coi dầm dọc l 1 dầm đơn giản kê trên các gối l các
dầm ngang nếu dầm dọc gián đoạn tại vị trí dầm ngang. Nếu dầm dọc liên tục (dầm dọc
đặt chồng trên dầm ngang) thì trớc tiên ta tính nh dầm đơn giản, sau đó nhân với hệ
số kể đến sự lm việc liên tục của dầm.
Tải trọng tác dụng gồm:
Tĩnh tải:
Trọng lợng các lớp mặt đờng, bản bêtông. Giá trị của chúng phụ thuộc
vo kết cấu mặt đờng v kích thớc của bản mặt cầu.
Trọng lợng dầm dọc, sơ bộ có thể lấy 0.1-0.12t/m.
Hoạt tải:
Hệ số phân phối ngang: vì liên kết của dầm dọc tơng đối yếu nên áp lực
lên dầm dọc đợc tính theo phơng pháp đòn bẩy.
Hệ số xung kích: lấy theo công thức đã biết nhng với chiều di đặt tải d l
khoảng cách giữa các dầm ngang.
Khi tính mỏi phải xác định S
o

tc
max
do tĩnh tải v hoạt tải (các hệ số siêu tải lấy
bằng 1) v S
o
tc
min
chỉ do tĩnh tải.


.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng III: Cấu tạo chung của cầu thép - 87 -

Hình 3.51: Sơ đồ tính toán nội lực dầm dọc

4.1.2.2-Dầm ngang:

Nói chung dầm ngang đợc liên kết bằng đinh tán hoặc bulông vo bản nút dn
chủ. Liên kết ny dễ bị xoay nên dầm ngang đợc tính theo sơ đồ dầm đơn giản có nhịp
tính toán bằng khoảng cách tim 2 dn chủ.
Cho dù bản mặt cầu có kê trực tiếp trên dầm ngang hay không, khi tính toán vẫn
xem nh tải trọng thẳng đứng truyền lên dầm ngang thông qua các dầm dọc.
Tải trọng tác dụng gồm:
Tĩnh tải:
Trọng lợng bản thân các lớp mặt đờng, bản bêtông, dầm dọc.
Khi các dầm dọc đặt tơng đối gần nhau (hoặc không có dầm dọc),
các tĩnh tải trên đợc xem phân bố đều theo chiều di dầm ngang v
có giá trị:
b

d
gg
ddt
.= với d l khoảng cách 2 dầm ngang, b l khoảng
cách giữa các dầm dọc v g
dd
l tĩnh tải phân bố trên chiều di dầm
dọc.
Khi dầm dọc đặt tha thì các tĩnh tải trên tác dụng lên dầm ngang
đợc coi l lực tập trung có giá trị:
dgP
ddt
.
=
.
Trọng lợng dầm ngang.
Hoạt tải:
.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng III: Cấu tạo chung của cầu thép - 88 -
Ta cần vẽ đờng ảnh hởng áp lực lên dầm ngang theo phơng pháp đòn
bẩy với chiều di đ.a.h l 2d.


Hình 3.52: Sơ đồ tính toán nội lực dầm ngang

Xác định áp lực A do 1 dãy bánh xe đứng trong phạm vi 2 khoang kề bên
dầm ngang đang tính bằng cách xếp xe hoặc dùng tải trọng tơng đơng:

(

)
()


td
ii
kA
yPA
+=
+=

15.0
.15.0
(3.1)
Để xác định nội lực trong dầm ngang, phải vẽ đ.a.h lực cắt tại gối v
mômen uốn tại tiết diện:
Giữa nhịp dầm ngang nếu các dầm dọc bố trí dy hoặc các dầm dọc
bố trí tha với số lợng dầm l lẻ.
ứng với vị trí dầm dọc đặt gần giữa nhịp dầm ngang nhất nếu số
lợng dầm dọc l chẵn v tha.
Nội lực trong dầm ngang sẽ có đợc bằng cách chất tải v xếp các áp lực
A nói trên theo các vị trí bất lợi của đ.a.h:



++=
ihttdngo
yAnyPgS
0

(3.2)
Trong đó:
+: diện tích đ.a.h nội lực của dầm ngang.
+y
t
, y
i
: tung độ đ.a.h ứng với vị trí đặt dầm dọc v điểm đặt lực A.
Khi tính mỏi phải xác định S
o
tc
max
do tĩnh tải v hoạt tải (các hệ số siêu tải lấy
bằng 1) v S
o
tc
min
chỉ do tĩnh tải.
Nếu cầu có dầm ngang kê lên nhiều dn chủ (thờng hay gặp trong cầu có đờng
xe chạy trên) thì nội lực trong dầm ngang phải đợc xác định theo sơ đồ dầm liên tục
trên các gối đn hồi.
4.2-Liên kết dầm dọc vo dầm ngang:

4.2.1-Liên kết tầng:

.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng III: Cấu tạo chung của cầu thép - 89 -
Liên kết tầng l dầm dọc đặt chồng lên dầm ngang, áp dụng khi chiều cao kiến
trúc của cầu không hạn chế. Trong trờng hợp ny, dầm dọc đặt ngay trên đỉnh dầm

ngang v đợc liên kết với dầm ngang bằng 1 bản tam giác hoặc có thể tán đinh hay bắt
bulông liên kết biên dới của dầm dọc vo biên trên của dầm ngang.
2
3
4
5
1
6
2
4
5
3
6
1

1. Dầm ngang 2. Dầm dọc 3. Bản tam giác 4. Thép góc liên kết dầm dọc với bản tam giác
5. Thép góc liên kết dầm ngang với bản tam giác 6.S ờn tăng cờng

Hình 3.53: Cấu tạo liên kết tầng giữa dầm dọc v dầm ngang

Theo cấu tạo trên thì dầm dọc cấu tạo liên tục. Để giảm bớt ứng suất phụ phát
sinh trong dầm do biến dạng của thanh biên dn chủ, cách liên kết ny phải đảm bảo
cho dầm dọc có khả năng di động dọc đợc v ngời ta thờng đặt đầm dọc trên 1 gối
tiếp tuyến. u điểm của cách cấu tạo ny l kết cấu đơn giản v lắp ráp dễ dng nhng
nhợc điểm l chiều cao kiến trúc lớn.
4.2.2-Liên kết đồng mức:

Liên kết đồng mức l liên kết sao cho biên trên của dầm dọc v dầm ngang đặt
ngang bằng nhau. Cách ny áp dụng phổ biến nhất vì:
Chiều cao kiến trúc nhỏ m kết cấu lại vững chắc.

Bản mặt cầu trong trờng hợp ny kê lên hệ thống dầm dọc + dầm ngang cũng
dễ dng hơn.
ở đây biên trên của dầm dọc đợc nối liền bằng bản con cá nên đảm bảo cho
dầm lm việc có tính liên tục.
4.2.2.1-Liên kết dùng bản con cá ở biên trên:

.
Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng III: Cấu tạo chung của cầu thép - 90 -

n
d
inh
dam ngang
dam doùc
baỷn con caự
baỷn con caự

Hình 3.54: Cấu tạo liên kết dùng bản con cá

Liên kết ny yếu không chịu đợc mômen (thực chất lên kết có mômen nhng
rất nhỏ). Bản con cá chỉ giữ cho đinh không bị rứt đầu đinh.
Số lợng đinh liên kết:
[]
d
g
Sm
Q
n
.

2
=
(3.3)
hoặc có thể tính theo diện tích
02
.
.
Rm
Q
n
g

= (3.4)
Trong đó:
+Q
g
: lực cắt ở gối của dầm dọc khi coi dầm dọc l dầm đơn giản.
+m
2
: hệ số điều kiện lm việc đợc lấy bằng 0.7
+[S]
đ
: khả năng chịu lực của 1 đinh.
+: số đinh trên 1 đơn vị diện tích đợc tra bảng xem ở chơng 2.
+R
0
: cờng độ tính toán của thép lm dầm.
Chú ý thép góc yêu cầu để bố trí đinh không < L100*100*10.
4.2.2.2-Liên kết dùng bản con cá ở biên trên v biên dới:

.