Giáo trình hướng dẫn ứng dụng sơ đồ tính toán chiều cao dầm đinh tán của dầm đơn p10 ppt

Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 145 -
+: đặc trng từ biến của bêtông v ép sít các mối ngang, đợc tính
b
b
k
a
E


.
.

+=
.
+
k
: đặc trng từ biến, khi không có số liệu thực nghiệm có thể lấy bằng 1.5.
+, a: độ ép sít tại mối nối ngang của bản lắp ghép khoảng 0.5-1mm v khoảng
cách giữa các mối nối.
+
b
: cờng độ trong bản có thể lấy gần đúng bằng cờng độ tính toán của
bêtông chịu nén đúng tâm.
Trục trung hòa l trục 2-2.
Các đặc trng hình học:
o Diện tích tiết diện tơng đơng:
bthtd
F
n
FF .

1
+= , với F
b
l diện tích của
bản bêtông.
o Tìm vị trí trục trung hòa 2-2. Trục ny cách trục 1-1 đoạn y
2
. Do đó
td
b
F
aF
n
y
.
.
1
2
= (*
aF
n
b

1
chính l mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối
với trục 1-1*).
o Mômen quán tính của tiết diện liên hợp đối với trục 2-2:
()
2
2

2
2

1
.
1
. yaF
n
I
n
yFII
bbththtd
+++= với I
b
l mômen quán tính của
bản đối với trục của nó 0-0.
Ngoi ra có thể kể đến ảnh hởng của các cốt thép dọc trong bản mặt cầu.
8.1.3-Tính toán ứng suất pháp:

Nội lực trong dầm ứng với 2 giai đoạn lm việc của nó l M
I
, Q
I
v M
II
, Q
II
.
tỉnh 1 tỉnh 2
hoạt

tổng cộng

th,d
22
11
y

bt,tr

bt,d

th,tr
y
2

Hình 4.49: Các biểu đồ ứng suất pháp của dầm liên hợp

8.1.3.1-ứng suất trong bản bêtông:

ứng suất mép trên của bản:
b
td
trbt
II
trb
Rm
I
yM
n
.

.
.
1
2
,2
,
=

(4.60)
ứng suất mép dới của bản:
td
dbt
II
db
I
yM
n
,2
,
.
.
1
=

(4.61)
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 146 -
ứng suất trục của bản:
td

bt
II
b
I
yM
n
0,2
0,
.
.
1
=

(4.62)
Trong đó:
+R
b
: cờng độ tính toán chịu nén của bêtông. Nó phụ thuộc vo tỷ số
db
trb
,
,


:
++R
b
= R
u
nếu

db
trb
,
,


>1.2.
++R
b
= R
lt
nếu
db
trb
,
,


<1.1.
Các trị số khác thì nội suy.
+m
2
: hệ số điều kiện lm việc xét đến sự ngăn cản phát triển biến dạng dẻo của
dầm thép do biên bêtông cha đạt đến còng độ, đợc lấy:
++m
2
= 1.2 khi
bt,0
0.6R
b

.
++m
2
= 1.1 khi 0.6R
b
<
bt,0
0.8R
b
.
++m
2
= 1.0 khi
bt,0
> 0.8R
b
.
8.1.3.2-ứng suất trong dầm thép:

ứng suất mép trên của dầm thép:
thu
td
trth
II
th
trth
I
trth
Rm
I

yM
I
yM
,2
,2,1
,
.

+=

(4.63)
ứng suất mép dới của dầm thép:
thu
td
dth
II
th
dth
I
dth
R
I
yM
I
yM
,
,2,1
,

+=

(4.64)
Trong đó:
+R
u,th
: cờng độ tính toán chịu nén của thép.
+m
2
: hệ số điều kiện lm việc lấy nh trên.
*Chú ý:
Các công thức kiểm tra trên cha kể đến ảnh hởng của từ biến v sự ép xít các
mối nối. Nếu ứng suất tại trục của bản do tĩnh tải gây ra
td
bt
tII
b
t
I
yM
n
0,2
0,
.
.
1
=

>
0.2R
u,b

thì phải kể đến ảnh hởng của nó v ngợc lại.
Nếu
b,0
> R
b
l trờng hợp rất hiếm xảy ra đối với cầu ôtô. Khi đó bản sẽ lm
việc trong giai đoạn dẻo v dầm thép lm việc trong giai đoạn đn hồi:
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 147 -
y
2
y
1th,tr
y
1th,d
y
2th,tr
y
2th,d
y
00
y
2bt,d
y
2bt,0
a
R
b
N

b
M
b
N
b
22
11

Hình 4.50: Khi bản lm việc ở trạng thái dẻo

Nội lực giới hạn trong bản:
bbd
RFN .
=
, lực ny đặt tại trọng tâm của bản
v đợc dời về trục trung hòa của dầm thép tơng đơng với lực
d
N v
mômen
aNM
bd
.= .
ứng suất dầm thép đợc xác định từ điều kiện chỉ riêng dầm thép chịu
mômen 2 giai đoạn M
I
, M
II
v N
d
, M

d
:
o ứng suất mép trên của dầm thép:

(
)
thu
th
trthd
d
d
th
trth
III
trth
R
I
yM
F
N
I
yMM
,
,1,1
,


+
=

(4.65)
o ứng suất mép dới của dầm thép:

(
)
thu
th
dthd
d
d
th
dth
III
dth
R
I
yM
F
N
I
yMM
,
,1,1
,

+
+
=

(4.66)

Ngoi ra, ta cần kiểm tra sự biến dạng của bêtông lm việc trong giai đoạn
dẻo có dẫn đến phá hoại hay không:

b
thth
d
d
d
th
II
b
EI
aM
F
N
I
aM









=
1
.
.

.

(4.67)

Trong đó:
+
b
: biến dạng tơng đối giới hạn của bêtông, lấy bằng 0.0016.
8.1.4-Tính toán ứng suất tiếp:

Đối với dầm liên hợp, ta phải đặc biệt chú ý đến việc kiểm tra ứng suất tiếp.
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 148 -
t
max
t
II
max
t
I
max
t
I
t
II
t=t
I
+t
II

22
11

Hình 4.51: Biểu đồ ứng suất tiếp

Thiên về an ton, ta có công thức:

0
2/12/1
max
.6,0'.
.
.
.
.
Rc
I
SQ
I
SQ
std
td
II
sth
th
I
III
+=+=

(4.68)
Trong đó:
+S
th
1/2
, S
tđ
1/2
: mômen tĩnh của 1/2 tiết diện đối với trục trung hòa tơng ứng giai
đoạn I, II.
+
s
: chiều dy sờn dầm thép.
Ngoi ra cũng cần kiểm tra ứng suất tơng đơng nh đối với dầm đặc nhng
cần chú ý đến các giai đoạn lm việc của tiết diện.
8.1.5-Xác định vị trí cắt bớt của bản biên:

Việc xác định vị trí thay đổi tiết diện đợc thực hiện bằng cách vẽ biểu đồ nh
đối với dầm đặc. Tuy nhiên đối với kết cấu dầm liên hợp do việc lm việc của tiết diện ở
2 giai đoạn khác nhau nên việc tính toán khác 1 chút.
Cắt bớt bản biên ở biên dới đợc thực hiện nh sau:
Ta đặt
dthtd
dthth
yI
yI
,1
,2
.
.

=

, với các đặc trng hình học tiết diện đã tính giảm bớt.
Tính đại lợng M
I
+ .M
II
tại số tiết diện dầm (thờng chỉ cần tại giữa nhịp v
1/4 nhịp l đủ).
Tính đại lợng
dth
thuth
y
RI
,1
,
.
rồi kẻ biểu đồ nằm ngang. Giao điểm 2 biểu đồ chính l
điểm cắt lý thuyết cần tìm.
Cắt bớt bản biên ở biên trên: cũng tơng tự nh trên. Lúc đó các đại lợng y
1th,d
,
y
2th,d
v R
u,th
đợc thay bằng y
1th,tr
, y
2th,tr

v m
2
.R
u,th
.
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 149 -
Trong trờng hợp có xét đến từ biến v ép sít mối nối, ta cũng đặt
dthtd
dthth
yI
yI
,1
,2
.
.
=


nhng với
h
th
E
E
n =
v đặt
dthtd
dthth
yI

yI
,1
,2
.
.
=

với
b
th
E
E
n =
; rồi tính M
I
+ .M
tĩnh
II
+.M
hoạt
II
v
lm nh các bớc ở trên.
8.2-Tính ảnh hởng từ biến v ép sít mối nối trong dầm liên hợp:

Từ biến của bêtông chỉ phát sinh khi có tác dụng lâu di của nội lực. Do đó từ
biến sẽ sẽ đợc xét với tác dụng của tĩnh tải phần 2, lực ứng suất trớc, lực điều chỉnh
ứng suất v sự co ngót của bêtông. Còn các nội lực do hoạt tải, do nhiệt độ thay đổi thì
hầu nh không kịp gây ra biến dạng từ biến v sẽ không tính đến. Từ biến trong bêtông
phát triển lâu di thờng đạt đến giá trị lớn nhất 3-4 năm hoặc lâu hơn.

Biến dạng do từ biến v ép sít mối nối tỷ lệ với ứng suất tác dụng trong bêtông.
ứng suất ny sẽ thay đổi trong quá trình biến dạng xuất hiện v phát triển.
Ta gọi:

b,0
: ứng suất trọng tâm của bản BTCT trớc lúc phát sinh biến dạng dẻo do từ
biến v ép sít mối nối.

tb
: phần ứng suất thay đổi trong bản BTCT do từ biến v ép sít mối nối.
: hệ số đặc trng cho từ biến l tỷ số giữa biến dạng do từ biến v biến dạng
đn hồi.
Trị số biến dạng tơng đối gồm cả biến dạng dẻo v biến dạng đn hồi:

b
tb
b
tbb
b
EE

=
.
2
1
.
0,
(4.69)
Trong đó:
+: đặc trng từ biến của bêtông v ép sít các mối ngang, đợc tính
b
b
k
a
E


.
.

+=
.
+
k
: đặc trng từ biến, khi không có số liệu thực nghiệm có thể lấy bằng 1.5.
+, a: độ ép sít tại mối nối ngang của bản lắp ghép khoảng 0.5-1mm v khoảng
cách giữa các mối nối.
+
b
: cờng độ trong bản có thể lấy gần đúng bằng cờng độ tính toán của
bêtông chịu nén đúng tâm.

ứng suất
tb
gây ra biến dạng trong phần thép của tiết diện. Trị số biến dạng
đợc suy ra tại trong tâm của bản bêtông l:

thth
btb
thth
btb
th
IE
aF
FE
F
.

.
.
2

+= (4.70)
Trong đó:
+F
th
, I
th
: diện tích v mômen quán tính của dầm thép kể cả cốt thép trong bản
mặt cầu.
Cân bằng (4.69) v (4.70), ta đợc phơng trình thay đổi ứng suất do từ biến:
.