Giáo trình hướng dẫn ứng dụng sơ đồ tính toán chiều cao dầm đinh tán của dầm đơn p8 pot

Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 135 -
+p
1
, p
2
: ứng suất nén cục bộ trung bình trong các mãnh, ở đây
s
h
h
pp
2
2
.= .
+
01
,
02
: ứng suất nén pháp tuyến tới hạn trong mãnh có chiều cao h
1
v h
2
.
Chú ý K đợc tra bảng phụ thuộc vo:
++Đối với mãnh thứ nhất: phụ thuộc
1
h
a
v
tr
dtr

=
1
với
tr
,
d2
l ứng
suất mép trên v mép dới đối với mãnh thứ nhất.
++Đối với mãnh thứ hai: phụ thuộc
2
h
a
v
tr
dtr
'
''
'
1





= với

tr
,
d2
l ứng
suất mép trên v mép dới đối với mãnh thứ hai.
V đối với mãnh thứ 2 không xét nghĩa lấy bằng 1, đối với mãnh thứ nhất đợc lấy
nh sau:
++Dầm tán đinh lấy bằng 1.3.
++Dầm hn phụ thuộc vo hệ số nh đã nói ở trên.
++Dầm liên hợp lấy bằng 1.35.
+
o1
,
02
: ứng suất tiếp tới hạn trong các mãnh. Khi đó ta coi đợc xác định
nếu coi các mãnh trên v dới độc lập với nhau. Đối với mãnh thứ nhất, ngời ta đa hệ
số để giảm bớt độ ngm
2
1
'


+
=
, đối với mãnh thứ hai lấy =1.
+p
01
, p
02
: ứng suất nén cục bộ tới hạn.

++Đối với mãnh thứ nhất:
(
)
1
1
22
1
2
22
1
,
.
.1
h
a
i
i
Z =
+
=



. Nếu 0.7 lấy i=1 v
0.4 < < 0.7 lấy i=2.
++Đối với mãnh thứ hai: Z đợc xác định nh đã nói phần trớc v
2
1
h
a

=

.
Chú ý:
ổn định cục bộ sờn dầm phụ thuộc vo tỷ số giữa bề dy sờn dầm
s
v chiều
cao tính toán h. Tỷ số ny cng nhỏ cng phải tăng cờng cho sờn dầm. Chiều
cao tính toán h đợc lấy bằng:
Chiều cao sờn dầm trong các dầm hn.
Khoảng cách giữa các đinh trong cùng của thép góc biên hoặc bản thép
phụ trong các dầm đinh tán.
Bố trí sờn tăng cờng:
Nếu
50
1

h
s

thì không cần tính toán ổn định cục bộ, không cần đặt các
sờn tăng cờng cũng đảm bảo ổn định.
Nếu
80
1

h
s

đối với thép than v

65
1

h
s

đối với thép hợp kim thì cũng
không cần tính toán ổn định cục bộ với điều kiện có đặt các sờn tăng
cờng đứng cách nhau không > 2h v 2m.
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 136 -
Nếu
160
1
140
1

h
s

thì tính toán chỉ đặt sờn tăng cờng đứng.
Nếu
160
1
140
1
<
h
s

thì tính toán đặt sờn tăng cờng đứng v ngang.
Ngời ta thờng kiểm tra ổn định cục bộ các mãnh sờn dầm tại gối, tại 1/4
nhịp v tại giữa nhịp. Trong phạm vi mỗi mãnh cần phải xác định mômen uốn
tính toán tại tiết diện:
Nếu chiều di mãnh chiều cao mãnh thì xác định mômen uốn tại giữa
mãnh.
Nếu di mãnh > chiều cao mãnh thì xác định mômen uốn tại giữa mãnh
phần hình vuông nằm về phía có mômen lớn hơn.
a
Khi a<=h
h
s
A
h
s
a
h
s
M
1
M
2
>M
1
Khi a>h
s

Hình 4.42: Xác định mômen trong các mãnh

Khi xác định M v Q cần xếp hoạt tải nh sau:
Khi xác định tại gối, ta đặt hoạt tải bất lợi theo Q rồi lấy thế tải đó tính M.
Khi xác định tại giữa nhịp, ta đặt hoạt tải theo M rồi lấy thế tải đó tính Q.
Khi xác định tại 1/4 nhịp, ta tính theo 2 trờng hợp đặt theo Q v đặt theo
M rồi từ đó tính ra M v Q tơng ứng.
5.3-Tính toán sờn tăng cờng trên gối:


.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 137 -

A
h
0
l
h
30
s
F
ng

s
F
em
F
ng
15

15

s

s
F
em

Hình 4.43: Tính toán sờn tăng cờng trên gối

Phần sờn dầm trên gối đợc tăng cờng bằng các sờn đứng. Trong dầm hn
thờng cấu tạo bằng các bản thép v trong dầm đinh tán cấu tạo bằng 4 thép góc v 2
bản kép giữa chúng. Các bản đệm giữa thép góc v sờn dầm không đợc tính.
Sờn tăng cờng ny có nhiệm vụ tiếp nhận phản lực gối qua mặt tiếp xúc giữa
đầu mặt của nó với biên dới của dầm v truyền lên sờn dầm qua các mối hn hoặc các
đinh liên kết. Nôi dung kiểm tra bao gồm ổn định, ép mặt v liên kết của nó với sờn
dầm.
5.3.1-Tính toán điều kiện ổn định:

Điều kiện kiểm tra:

0
.
R
F
A
ng
=


(4.34)
Trong đó:

+A: phản lực thẳng đứng tính toán tại gối.
+: hệ số uốn dọc tra bảng phụ thuộc vo độ mãnh
r
l
0
=

,
ng
F
I
r =
.
+l
0
: chiều di tự do, lấy bằng 0.7 lần khoảng cách h
0
giữa các nút của hệ liên
kết ngang tại gối.
+F
ng
: diện tích tính toán gồm các sờn tăng cờng v phần sờn dầm lấy rộng
15
s
về mỗi bên.
+I: mômen quán tính của tiết diện tính toán lấy đối với trục nằm ngang trong
mặt phẳng sờn dầm.
+R
0
: cờng độ tính toán dọc trục.

5.3.2-Tính toán điều kiện ép mặt:

Điều kiện kiểm tra:
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 138 -

0
5.1 R
F
A
em
=

(4.35)
Trong đó:
+F
em
: diện tích tiếp xúc giữa đầu sờn tăng cờng với biên dới của dầm.
+1.5: hệ số chuyển đổi từ cờng độ cơ bản sang ép mặt.
5.3.3-Tính toán liên kết giữa sờn tăng cờng đứng v sờn dầm:

Đối với dầm tán đinh, số lợng đinh cần thiết:

ems
Rd
A
n

=

(4.36)
Trong đó:
+R
em
: cờng độ chịu ép mặt của đinh tán.
+d: đờng kính lỗ đinh tán.
Đối với dầm hn, thờng định trớc chiều di đờng hn l
h
v chiều cao hn h
h
rồi kiểm
tra ứng suất trong mối hn theo công thức:

0
.75,0
7,0.4
R
lh
A
hh
h
=

(4.37)
Trong đó:
+0.7h
h
: chiều cao tính toán của đờng hn.

+0.75R
0
: cờng độ chịu cắt của mối hn.



Đ4.6 tính toán cấu tạo của dầm đặc

6.1-Tính toán liên kết biên dầm vo sờn dầm:

6.1.1-Liên kết đinh tán, bulông:

P
a
2
H
a
thép góc
biên
sừơn dầm
V
a
S
a
a
2
+2H

Hình 4.44: Tính toán liên kết đinh tán, bulông

Khi chịu tác dụng của tải trọng, các đinh liên kết thép góc biên chịu cắt. Lực cắt
phát sinh do sự trợt của thép góc biên trên sờn dầm.
Ta gọi T l lực cắt hay lực trợt trên 1 đơn vị chiều di, đợc tính:
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 139 -

ng
b
I
SQ
T
.
=
(4.38)
Trong đó:
+Q: lực cắt tính toán, thờng lấy tại gối.
+S
b
, I
ng
: mômen tĩnh của biên dầm v mômen quán tính của tiết diện nguyên
đối với trục trung hòa của tiết diện.
Nếu trên mặt cầu có lực tập trung P, nó sẽ xuống đinh 1 lực thẳng đứng cục bộ V
trên 1 đơn vị chiều di, đợc tính:

()
()

+

+
= 1
2
2
h
n
Ha
P
V (4.39)
Trong đó:
+P: tải trọng của 1 bánh xe.
+H: khoảng cách từ mặt cầu xe chạy đến tâm của hng đinh.
Tổng hợp 2 thnh phần T v V l lực S, đợc tính:

22
VTS += (4.40)
Nh vậy lực tác dụng lên 1 đinh sẽ l S.a với a l khoảng cách giữa các đinh. Sau đó ta
kiểm tra điều kiện:

[
]
d
SaS

. (4.41)
Trong đó:
+[S]
đ
: khả năng chịu lực của 1 đinh.
Ngoi ra, ta cũng cần kiểm tra điều kiện lực T không xé rách sờn dầm trong

phạm vi 2 lỗ đinh:

()
0
6.0
.
.
R
da
aT
s




(4.42)
6.1.2-Liên kết hn:

a
2
H
a
2
+2H
V
S
T
Sừơn dầm
đừơng hn
P

Hình 4.45: Tính toán liên kết hn

Cũng tơng tự nh trên ta kiểm tra cờng độ mối hn v từ đó xác định đợc
chiều cao đờng hn theo công thức:

0
22
75.0
.2.2
R
h
V
h
T
hh









+

2 75,0
0
R
S
h
h
=
(4.43)
6.1.3-Kiểm tra mỏi của liên kết:

.