Bài tập lớn kết cấu thép (Phạm Quang Sơn)

Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
BÀI TẬP LỚN
KẾT CẤU THÉP
Giáo viên hướng dẫn :Cao Thị Mai Hương
Sinh viên : Phạm Quang Sơn
Lớp : Đường ôtô& sân bay K48
Đề bài: Thiết kế một dầm chủ, nhịp giản đơn trên đường ôtô, có mặt cắt chữ I dầm thép ghép
hàn trong nhà máy và lắp ráp mối nối tại công trường bằng bulông độ cao, không liên hợp.
I. SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH
Chiều dài nhịp
Hoạt tải
Khoảng cách tim hai dầm
Số làn xe thiết kế
: L = 18 m
: HL-93
: b
f
+ 32 cm
: n
L
=2 làn
Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích (DW)
Tĩnh tải bản BTCT mặt cầu (DC
2
)
: 3.0kN/m
: 7.4 kN/m
Hệ số phân bố ngang tính cho mômen : mg
M
= 0.56
Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt : mg

Q
= 0.53
Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng : mg
d
= 0.5
Hệ số phân bố ngang tính mỏi : mg
f
= 0.5
Hệ số cấp đường : k = 0.5
Số lượng giao thông trung bình 1 ngày/ 1 làn : ADT = 20000 xe/ngày/làn
Tỷ lệ xe tải trong luồng : k
truck
= 0,2
Độ võng cho phép của hoạt tải : L/800
Vật liệu
Thép chế tạo dầm
Bulông cường độ cao
: f
y
= 345 MPa
: A325
Quy trình thiết kế cầu 22TCN-272-2005
II-YÊU CẦU VỀ NỘI DUNG
1. Chọn mặt cắt ngang dầm.
2. Tính mômen, lực cắt lớn nhất do tải trọng gây ra.
3. Vẽ biểu đồ bao mômen, lực cắt do tải trọng gây ra.
4. Kiểm toán dầm theo các TTGHCĐI, sử dụng và mỏi.
5. Tính toán thiết kế sườn tăng cường.
6. Tính toán thiết kế mối nối công trường.
7. Thể hiện trên giấy A1. Cấu tạo dầm và thống kê sơ bộ khối lượng

Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
1
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
I. CHỌN MẶT CẮT DẦM
Mặt cắt dầm được chọn theo phương pháp thử sai, tức là ta lần lượt chọn kích thước mặt
cắt dầm dựa vào kinh nghiệm và các quy định khống chế của tiêu chuẩn thiết kế rồi kiểm toán
lại, nếu không đạt thì ta phải chọn lại và kiểm toán lại. Quá trình này được lập lại cho đến khi
thoả mãn.
1. Chiều cao dầm thép
Chiều cao dầm chủ có ảnh hưởng rất lớn đến giá thành công trình, do đó phải cân nhắc
kỹ khi lựa chọn giá trị này. Đối với cầu đường ôtô nhịp giản đơn ta có thể chọn theo công
thức kinh nghiệm sau:

L
25
1
d ≥
, và ta thường chọn
L
12
1
20
1
d







÷=
Ta có: 1/25L = 0,72 m
1/20L = 0.9 m
1/12L = 1,5 m
Vậy ta chọn d =1100 mm
2. Bề rộng cánh dầm
Chiều rộng cánh dầm được lựa chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau:
b
f
=
d
3
1
2
1
b
f






÷=
ta chọn: Chiều rộng bản cánh trên chịu nén: b
c
= 400 mm
Chiều rộng bản cánh dưới chịu kéo: b
f
= 400 mm

3. Chiều dày bản cánh và bản bụng dầm
Theo quy định của quy trình (A6.7.3) thì chiều dày tối thiểu của bản cánh, bản bụng dầm là
8mm. Chiều dày tối thiểu này là do chống rỉ và yêu cầu vận chuyển, tháo lắp trong thi công.
Ta chọn: Chiều dày bản cánh trên chịu nén: t
c
= 25 mm
Chiều dày bản cánh dưới chịu kéo: t
t
= 25 mm
Chiều dày bản bụng dầm: t
w
= 14 mm
Do đó chiều cao của bản bụng sẽ là: D = 1050 mm
Mặt cắt dầm sau khi chọn có hình vẽ:
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
2
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
4. Tính các đặc trưng hình học của mặt cắt
Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm được tính toán và lập thành bảng sau:
Mặt cắt A
i
(mm
2
) h
i
(mm) A
i
.h
i
(mm

3
) I
oi
(mm
4
) A
i.
y
i
2
(mm
4
) I
total
(mm
4
)
Cánh trên
10000 1088 1.09+E07 0.5+E06 2.9+E09 2.9+E09
Bản bụng
14700 550 0.8+E07 1.3+E09 0 1.35+E09
Cánh dưới
10000 13 125000 0.5+E06 2.9+E09 2.9+E09
Tổng
34700 1.9+E07 1.35+E09 5.8+E09 7.1+E09
Trong đó:
Ai=Diện tích (mm
2
)
hi=Khoảng cách từ trọng tâm từng phần tiết diện dầm đến đáy dầm (mm)

I
o
=Mômen quán tính của từng phần tiết diện dầm đối với trục nằm ngang đi qua trọng tâm
của nó.
h
total
=Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm ( nhóm các phần tiết diện dầm) đến đáy bản
cánh dưới dầm (mm).
h
total
=
∑
∑
=
−
)(
).(
A
hA
y
(mm).
y=Khoảng cách từ trọng tâm từng bộ phận đến trọng tâm của mặt cắt dầm (mm)
y=
hy−
−
(mm).
I
total
=I
o

+A.y
2
(mm
4
).
Từ đó ta tính được:
Mặt cắt y
bot
y
top
y
botmid
y
topmid
S
bot
S
top
S
botmid
S
topmid
mm mm mm mm mm
3
mm
3
mm
3
mm
3

Dầm thép 550 550 537.5 537.5 1.29E+071.29E+07 1.32E+07 1.32E+07
Trong đó:
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
3
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
y
bot
=Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến đáy bản cánh dưới dầm thép (mm)
y
top
=Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến đỉnh bản cánh trên dầm thép (mm)
y
botmid
=Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến trọng tâm bản cánh dưới dầm thép
(mm)
y
topmid
=Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến trọng tâm bản cánh trên dầm thép (mm)
s
bot
=mômen kháng uốn của mặt cắt dầm ứng với y
bot
s
top
=mômen kháng uốn của mặt cắt dầm ứng với y
top
s
botmid
=mômen kháng uốn của mặt cắt dầm ứng với y
botmid

s
topmid
=mômen kháng uốn của mặt cắt dầm ứng với y
topmid
5. Tính toán trọng lượng bản thân dầm thép
Diện tích mặt cắt ngang dầm thép A = 34700mm
2
Trọng lượng riêng của thép làm dầm
s
γ
= 78.5kN/m
3
Trọng lượng bản thân dầm thép w
DC1
= 2.724kN/m
II. TÍNH TOÁN VÀ VẼ BIỂU ĐỒ BAO NỘI LỰC
1.Tính toán M, V theo phương pháp đường ảnh hưởng
Chia dầm thành các đoạn bằng nhau. Chọn số đoạn dầm: N
dd
= 10 đoạn
Chiều dài mỗi đoạn dầm: L
dd
= 1.8 m
Trị số đường ảnh hưởng mômen được tính toán theo bảng sau:



Trong đó:
X
i

=Khoảng cách từ gối đến mặt cắt thứ i
Đah M
i
=Tung độ đah M
i`
A
Mi
=Diện tích đường ảnh hưởng M
i
Ta có hình vẽ đường ảnh hưởng mômen tại các mặt cắt dầm như sau:
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
Mặt cắt x
i
(m) Đah M
i
(m) A
Mi
(m
2
)
1 1.800 1.620 14.580
2 3.600 2.880 25.920
3 5.400 3.780 34.020
4 7.200 4.320 38.880
5 9.000 4.500 40.500
4
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
ĐAH M 1
ĐAH M 2
ĐAH M 3

ĐAH M 4
ĐAH M 5
Hệ số điều chỉnh tải trọng tính cho TTGHCĐ lấy như sau:
95.0=
η
Mômen tại các tiết diện bất kì được tính theo công thức:
Đối với TTGHCĐI:
M
i
=
( )
[ ]
{ }
MiMiLMWDDC
AIMkLLLLmgww ++++ 175.175.15.125.1
¦
η
=M
DC
i
+M
WD
i
¦
+M
LL
i
Đối với trạng thái giới hạn sử dụng:
M
i

=
( )
[ ]
{ }
MiMiLMWDDC
AIMkLLLLmgww ++++ 13.13.10.10.10.1
¦

=M
DC
i
+M
WD
i
¦
+M
LL
i
Trong đó:
LL
L
=Tải trọng làn rải đều (9.3 kNm)
LL
Mi
=Hoạt tải tương đương ứng với đường ảnh hưởng Mi
mg
M
=Hệ số phân bố ngang tính cho mômen
W
DC

=Tải trọng rải đều do bản thân dầm thép và bản BTCT mặt cầu
W
DW
=Tải trọng rải đều do lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu
1+IM=Hệ số xung kích
A
Mi
=Diện tích đường ảnh hưởng Mi
k=Hệ số cấp đường
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
5
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
Bảng trị số mômen theo TTGHCĐI
Mặt
cắt
x
i
(m)
a A
Mi
(m
2
)
LL
Mi
truck
(kN/m)
LL
Mi
tan dem

(kN/m)
M
i
DC
(kNm)
M
i
DW
(kNm)
M
i
LL
(kNm)
M
i
CĐ
(kNm)
1 1.800 0.100 14.580 29.640 23.522 174.845 62.174 376.752 613.771
2 3.600 0.200 25.920 28.880 23.414 310.836 110.531 658.347 1079.714
3 5.400 0.300 34.020 28.112 23.250 407.972 145.072 848.916 1401.960
4 7.200 0.400 38.880 27.336 23.030 466.254 165.796 952.678 1584.728
5 9.000 0.500 40.500 26.560 22.810 485.681 172.705 974.131 1632.517
Biểu đồ bao mômen cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ
M (kNm)
613.77
1079.71
1401.96
1584.73
1632.52
1584.73

1401.96
1079.17
613.77
Trị số đường ảnh hưởng lực cắt được tính toán theo bảng sau:
Mặt cắt x
i
(m) Đah V
i
(m) A
Vi
(m
2
) A
Vi.l
(m
2
)
0 0.000 1.000 9.000 9.000
1 1.800 0.900 7.200 7.290
2 3.600 0.800 5.400 5.760
3 5.400 0.700 3.600 4.410
4 7.200 0.600 1.800 3.240
5 9.000 0.500 0.000 2.250
Trong đó:
X
i
=Khoảng cách từ gối đến mặt cắt thứ i
Đah V
i
=Tung độ đường ảnh hưởng V

i
A
V
=Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng V
i
A
Vi
=Diện tích đường ảnh hưởng V
i
(phần diện tích lớn hơn)
Ta có hình vẽ đường ảnh hưởng lực cắt tại các mặt cắt dầm như sau:
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
6
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
Lực cắt tại các tiết diện bất kì được tính theo công thức sau:
Đối với TTGHCĐI:
V
i
=
( )
[ ]
{ }
ViViLVvWDDC
AIMkLLLLmgAww ++++ 175.175.1)5.125.1(
¦
η
=V
DC
i
+V

WD
i
¦
+V
LL
i
Đối với TTGHSD:
V
i
=
( )
[ ]
{ }
ViViLVvWDDC
AIMkLLLLmgAww ++++ 13.13.1)0.10.1(0.1
¦
=V
DC
i
+V
WD
i
¦
+V
LL
i
Trong đó :
LL
Vi
=Hoạt tải tương ứng với đường ảnh hưởng V

i
mg
v
=Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt
Bảng trị số lực cắt theo TTGHCĐ và TTGHSD
Mặt
cắt
x
i
(m)
li A
Vi
(m
2
) A
Vi.l
(m
2
)
LL
Vi
truck
(kN/m)
LL
Vi
tan dem
(kN/m)
V
i
DC

(kN)
V
i
DW
(kN)
V
i
LL
(kN)
V
i
CĐ
(kN)
0 0.000 18.000 9.000 9.000 30.400 23.630 107.929 38.379 223.861 370.170
1 1.800 16.200 7.200 7.290 33.100 26.186 86.343 30.703 192.140 309.187
2 3.600 14.400 5.400 5.760 36.242 29.312 64.758 23.027 161.756 249.541
3 5.400 12.600 3.600 4.410 39.968 33.300 43.172 15.352 132.871 191.394
4 7.200 10.800 1.800 3.240 44.350 38.528 21.586 7.676 105.419 134.680
5 9.000 9.000 0.000 2.250 49.400 45.630 0.000 0.000 79.449 79.449
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
7
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
Mặt
cắt
x
i
(m)
li A
Vi
(m

2
) A
Vi.l
(m
2
)
LL
Vi
truck
(kN/m)
LL
Vi
tan dem
(kN/m)
V
i
DC
(kN)
V
i
DW
(kN)
V
i
LL
(kN)
V
i
SD
(kN)

0 0.000 18.000 9.000 9.000 30.400 23.630 91.116 27.000 175.488 293.604
1 1.800 16.200 7.200 7.290 33.100 26.186 72.892 21.600 150.622 245.114
2 3.600 14.400 5.400 5.760 36.242 29.312 54.669 16.200 126.803 197.672
3 5.400 12.600 3.600 4.410 39.968 33.300 36.446 10.800 104.159 151.406
4 7.200 10.800 1.800 3.240 44.350 38.528 18.223 5.400 82.639 106.262
5 9.000 9.000 0.000 2.250 49.400 45.630 0.000 0.000 62.281 62.281

Biểu đồ bao lực cắt cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ :
Q(V) (kN)
III. KIỂM TOÁN DẦM THEO TTGHCĐI
3.1.Kiểm toán điều kiện chịu mômen
3.1.1.Tính toán ứng suất trong các bản cánh dầm thép
Ta lập bảng tính toán ứng suất trong các bản cánh dầm thép tại mặt cắt giữa nhịp dầm theo
TTGHCĐI như sau:
Mặt cắt
M S
bot
S
top
S
botmid
S
topmid
f
bot
f
top
f
botmid
f

topmid
KN.mm mm mm mm mm
3
Mpa Mpa Mpa Mpa
Dầm thép 1.63E+9 1.30E+7 1.30E+7 1.33E+7 1.33E+7 1.26E+21.26E+2
1.23E+2 1.23E+2
Trong đó:
F
bot
=ứng suất tại đáy bản cánh dầm thép
F
top
=ứng suất tại đỉnh bản cánh trên dầm thép
F
botmid
=ứng suất tại điểm giữa bản cánh dưới dầm thép
F
topmid
=ứng suất tại điểm giữa bản cánh trên dầm thép
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
8
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
3.1.2.Tính mômen chảy của tiết diện
Mômen chảy của tiết diện không liên hợp được xác định theo công thức sau:
M
y
=F
y
S
NC

Trong đó:
F
y
=Cường độ chảy nhỏ nhất theo quy định của thép làm dầm
S
nc
=mômen kháng uốn của tiết diện không liên hợp
Ta có:
F
y
= 345 MPa
S
NC
= 1.3E+07 mm
3
M
y
= 4.47E+09 Nmm
3.1.3.Tính mômen dẻo của tiết diện
Chiều cao bản bụng chịu nén tại mômen dẻo được xác định như sau: (A6.10.3.3.2)
Với tiết diện đối xứng kép, do đó: D
cp
=D/2=525mm
Khi đó mômen dẻo của tiết diện không liên hợp được tính theo công thức:
M
p
=P
w







++






++






22224
t
t
c
c
t
D
P
t
D
P
D

Trong đó:
P
w
=F
yw
A
w
=Lực dẻo của bản bụng
P
c
=F
yc
A
c
= Lực dẻo của bản cánh trên chịu nén
P
t
=F
yt
A
t
=Lực dẻo của bản cánh dưới chịu kéo
Vậy ta có: M
p
= 5.04E+09Nmm
3.1.4.Kiểm toán sự cân xứng của tiết diện
Tiết diện I chịu uốn phải được cấu tạo cân xứng sao cho: (A6.10.2.1)
9.01.0 ≤≤
y
yc

I
I
(1)
Trong đó:
I
y
=Mômen quán tính của tiết diện dầm thép đối với trục thẳng đứng đi qua trọng tâm bản
bụng
I
yc
=Mômen quán tính của bản cánh chịu nén của mặt cắt thép quanh trục thẳng đứngđi qua
trọng tâm bản bụng
Ta có:
I
y
= 2.669 E+08 mm
4
I
yc
= 1.333+08 mm
4
I
yc
/I
y
= 0.5
Vậy 0.1<I
yc
/I
y

<0.9
⇒
Đạt
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
9
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
3.1.5.Kiểm toán độ mảnh của vách đứng
Ngoài nhiệm vụ chông cắt, vách đứng còn có chức năng tạo cho bản biên đủ xa để chịu uốn
có hiệu quả. Khi một tiết diện I chịu uốn, có hai khả năng hư hỏng có thể xuất hiện trong vách
đứng. Đó là vách đứng có thể mất ổn định như cột thẳng đứng chịu ứng suất nén có bản biên
đõ hoặc có thể mất ổn định như một tấm do ứng suất dọc trong mặt phẳng uốn.
Bản bụng của dầm phải được cấu tạo sao cho thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.2.2)
cw
c
f
E
t
D
77.6
2
≤
(2)
Trong đó:
F
c
=ứng suất ở giữa bản cánh chịu nén do tải trọng ở TTGHCĐI gây ra
D
c
=Chiều cao bản bụng chịu nén trong phạm vi đàn hồi
Ta có:

Đối với tiết diện không liên hợp đối xứng kép thì D
c
=D/2
D
c
= 525 mm
f
c
= 123.073 MPa
VT = 75.0
VP2 = 268.88
Thoả mãn
3.1.6.Kiểm tra tiết diện dầm là đặc chắc, không đặc chắc hay mảnh
3.1.6.1.Kiểm toán độ mảnh của vách đứng có mặt cắt đặc chắc
Độ mảnh của vách đứng để đảm bảo tiết diện là đặc chắc phải thoả mãn điều kiện sau:
(A6.10.4.1.2)
ycw
cp
f
E
76.3
t
D2
≤
(3)
Trong đó:
D
cp
=Chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc mômen dẻo
F

yc
=Cường độ chảy nhỏ nhất theo quy định của bản cánh chịu nén
Ta có:
Trên ta đã tính được D
cp
= 525 mm
Vế trái của (3) VT3 = 75
Vế phải của (3) VP3 = 90.53
Kiểm toán (3)
⇒
Đạt
3.1.6.2.Kiểm toán độ mảnh của biên chịu nén có mặt cắt đặc chắc
Độ mảnh của biên chịu nén để đảm bảo tiết diện là đặc chắc phải thoả mãn điều kiện sau:
(A.6.10.4.1.3)
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
10
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
ycf
f
F
E
382.0
t2
b
≤
(4)
Trong đó:
B
f
=Chiều rộng bản cánh chịu nén

T
f
=Chiều dày bản cánh chịu nén
Ta có
Vế trái của (4) VT4 = 8.0
Vế phải của (4) VP4 = 9.2
Kiểm toán (4)
⇒
Đạt
3.1.6.3.Kiểm toán tương tác giữa độ mảnh bản bụng và biên chịu nén của mặt cắt đặc
chắc.
Thực nghiệm cho thấy các mặt cắt đặc chắc có thể không có khả năng đạt được các mômen
dẻo khi tỷ số độ mảnh của bụng và cánh chịu nén cả hai đều vượt quá 75% giới hạn cho trong
các phương trình (3) và (4). Do đó, tương tác giữa độ mảnh bản bụng và biên chịu nén để đảm
bảo tiết diện là đặc chắc phải thoả mãn các điều kiện sau: (A6.10.4.1.6)
ycw
c
f
E
76.375.0
t
D2
×≤
(5)
ycf
f
f
E
382.075.0
t2

b
×≤
(6)
Ta có
Vế trái của (5) VT5 = 75
Vế phải của (5) VP5 = 90.53
Kiểm toán (5)
⇒
Đạt
Vế trái của (6) VT6 = 8
Vế phải của (6) VP6 = 9.2
Kiểm toán (6)
⇒
Đạt
3.1.6.4.Kiểm toán liên kết dọc của biên chịu nén có mặt cắt đặc chắc
Khoảng cách giữa các liên kết dọc L
b
để đảm bảo cho tiết diện là đặc chắc phải thoả mãn điều
kiện sau: (A6.10.4.1.7)

























−≤
yc
y
p
l
b
F
Er
M
M
L 0759.0124.0
(8)
Trong đó:
R
y
=Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục đối xứng thẳng đứng
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay

11
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
M
l
=Mômen nhỏ hơn do tác dụng của tải trọng tính toán ở mỗi đầu của chiều dài không
được giằng
M
p
=Mômen dẻo của tiết diện
Ta có:
Trên ta đã tính được I
y
= 2.669E+08 mm
4
Diện tích tiết diện dầm A= 34700 mm
2
r
y
= 87.7mm
Chọn khoảng cách các liên kết dọc L
b
= 4500 mm
Ta kiểm toán cho khoang giữa là bất lợi nhất M
l
= 19.89 Nmm
M
p
= 5.04 E+09 Nmm
Vế phải của (8) VP8 = 6304 mm
Vế trái của (8) VT8 = 4500 mm

Kiểm toán (8)
⇒
Đạt
Kết luận: Vậy tiết diện dầm là đặc chắc
3.1.7.Kiểm toán sức kháng uốn
Sức kháng uốn của dầm phải thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.4)
Đối với trường hợp tiết diện dầm là đặc chắc:
nfru
MMM
φ
=≤
max
(9)
Trong đó:
f
φ
=Hệ số kháng uốntheo quy định: (A6.5.4.2)
M
umax
=Mômen uốn lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp dầm ở TTGHCĐI
M
n
=Sức kháng uốn danh định đặc trưng cho tiết diện đặc chắc
Ta có:
f
φ
=1.0
M
n
=M

p
=5.04 E+09 Nmm
Vế trái của (9) VT9 = 1.63E+9 Nmm
Vế phải của (9) VP9 = 5.04E+09 Nmm
Kiểm toán (9)
⇒
Đạt
3.2.Kiểm toán theo điều kiện chịu lực cắt
3.2.1.Kiểm toán theo yêu cầu bốc xếp
Đối với các bản bụng khi không có STC dọc, phải sử dụng STC đứng nếu:
150>
w
t
D
(10)
Ta có:
Vế trái của (10) VT10 = 75
Kiểm toán (10)
⇒
Không đạt
Kết luận: Không cần sử dụng STC đứng khi bốc xếp
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
12
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
3.2.2.Kiểm toán sức kháng cắt của dầm
3.2.2.1.Kiểm toán khoang trong
Sức kháng cắt của khoang trong phải thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.7.1)
V
u

≤
V
r
=
nV
V
ϕ
(11)
Trong đó:
V
n
=Lực cắt tại mặt cắt tính toán
V
ϕ
=Hệ số kháng cắt theo quy định (A6.5.4.2)
V
n
=Sức kháng cắt danh định của mặt cắt, được xác định như dưới đây
Ta kiểm toán cho mặt cắt 1 là mặt cắt bất lợi nhất, do đó: M
u
=6.138E+8 N.mm
Kiểm tra điều kiện:
pfu
MM
φ
5.0≤
(11*)
Ta có:
Vế trái của (11*) VT11*= 6.138E+8 Nmm
Vế phải của (11*) VP11*= 2.52E+9 Nmm

Kiểm toán (11*)
⇒
Đạt
Khi đó V
n
được xác định theo công thức sau:
( )




















+
−
+=

2
0
1
187.0
D
d
C
CVV
pn
Trong đó:
V
p
=lực cắt dẻo của vách dầm , được xác định như sau:
V
p
=0.58F
yw
Dt
w
=2.94E+6 N
C=tỷ số của ứng suất oằn cắt và cường độ chảy cắt, ta có C được xác định như sau:
(A6.10.7.3.3a).
Nếu:
1.10 63 75 1.38 79
yw w yw
Ek D Ek
F t F
= ≤ = ≤ =
thì C=
1.10

0.84
yw
w
Ek
D
F
t
=
(11a)
Trong đó:
2
0
5
5






+=
D
d
k
=5.61 (do=3000mm)
Ta có:
V
ϕ
=1
V

n
= 2598960 N
Vế trái của (11) VT11 = 309187 N
Vế phải của (11) VP11 = 2598960 N
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
13
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
Kiểm toán (11)
⇒
Đạt
3.2.2.2.Kiểm toán khoang biên
Sức kháng cắt của khoang biên phải thoả mãn điều kiện sau:
pvnvru
CVVVV
ϕϕ
==≤
max
(12)
Trong đó:
V
umax
=lực cắt lớn nhất tại mặt cắt gối
Ta có:
Vế trái của (12) VT12 = 370169.5 N
Vế phải của (12) VP12 = 2460817.87 N
Kiểm toán (12)
⇒
Đạt
IV. KIỂM TOÁN DẦM THEO TTGHSD
4.1.Kiểm toán độ võng dài hạn

Dùng tổ hợp TTSD để kiểm tra chảy của kết cấu thép và ngăn ngừa độ võng thường xuyên bất
lợi có thể ảnh hưởng điều kiện khai thác ứng suất bản biên chịu mômen dương và âm, phải
thoả mãn điều kiện sau:
Đối với tiết diện không liên hợp:
F
f

≤
0.8R
h
F
yt
(13)
Trong đó :
F
f
=ứng suất đàn hồi bản biên dầm do TTGHSD gây ra
R
h
=Hệ số lai, với tiết diện đồng nhất thì R
h
=1
Ta tính toán cho mặt cắt giữa nhịp là bất lợi nhất M
u
= 1.3E+9 Nmm
Ta có: R
h
=1
Vế trái của (13) VT13 = 99.91 MPa
Vế phải của (13) VP13 = 276 MPa

Kiểm toán (13)
⇒
Đạt
4.2.Kiểm toán độ võng
Độ võng của dầm phải thoả mãn điều kiện sau đây:
L
cp
800
1
=∆≤∆
(14)
Trong đó :
L=Chiều dài nhịp dầm
∆
=Độ võng lớn nhất do hoạt tải ở TTGHSD, bao gồm cả lực xung kích,lấy trị số lớn hơn
của:
+Kết quả tính toán do chỉ một mình xe tải thiết kế
+Kết quả tính toán của 25% xe tải thiết kế cùng với tải trọng làn thiết kế
Độ võng lớn nhất (tại mặt cắt giữa dầm ) do xe tải thiết kế gây ra có thể lấy gần đúng ứng với
trường hợp xếp xe sao cho mômen uốn tại mặt cắt giữa dầm là lớn nhất. Khi đó ta có thể sử
dụng hoạt tải tương đương của xe tải thiết kế để tính toán.
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
14
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
Độ võng lớn nhất (tại mặt cắt giữa dầm) do tải trọng rải đều gây ra được tính theo công thức:
∆
=
EI
wL
384

5
4
Trong đó:
W=tải trọng rải đều trên dầm
E=Môđun đàn hồi của thép làm dầm
I=Mômen quán tính của tiết diện dầm
Ta có:
Tải trọng rải đều tương đương của xe tải thiết kế
(đã nhân hệ số) w
truck
= 10.8 N/mm
Tải trọng rải đều tương đương của tải trọng làn thiết kế
(đã nhân hệ số) w
lane
= 6.0N/mm
Mômen quán tính của tiết diện dầm I= 7.13E+9 mm
4
Độ võng do xe tải thiết kế
∆
1
=10.34 mm
Độ võng do tải trọng làn thiết kế
∆
2
=5.79 mm
Độ võng do 25% xe tải thiết kế cùng với tải trọng làn
∆
3
=8.38 mm
Vế trái (14) VT14 =10.34 mm

Vế phải (14) VP14 =22.5 mm
Kiểm toán (14)
⇒
Đạt
4.3.Tính toán độ vồng ngược
Các cầu thép nên làm độ vồng ngược trong khi chế tạo để bù lại độ võng do tĩnh tải không hệ
số và các trắc dọc tuyến. ở đây ta chỉ xét đến độ võng do tĩnh tải không hệ số của:
Tĩnh tải dầm thép và bản BTCT mặt cầu do tiết diện dầm thép chịu
Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu
Ta có:
Tĩnh tải dầm thép và bản BTCT w
dc
=10.12 N/mm
Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu w
dw
=3 N/mm
Độ vồng ngược
∆
= 12.58 mm
V.KIỂM TOÁN DẦM THEO TTGH MỎI VÀ ĐỨT GÃY
5.1.Kiểm toán mỏi đối với vách đứng
5.1.1.Kiểm toán mỏi đối với vách đứng chịu uốn
Kiểm tra điều kiện chịu uốn của vách đứng khi chịu tải trọng lặp:
ycw
c
f
E
t
D
57.0

2
≤
(15)
Trong đó:
D
c
=Chiều cao của vách chịu nén trong giai đoạn đàn hồi
Ta có:
Đối với dầm đối xứng kép thì D
c
=D/2 D
c
=525mm
Vế trái của (15) VT15 = 75 mm
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
15
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
Vế phải của (15)VP15 = 137.24 mm
Kiểm toán (15)
⇒
Đạt
Do đó ứng suất nén đàn hồi lớn nhất phải thoả mãn điều kiện:
f
cf
≤
R
h
F
yc
(16)

Trong đó:
F
cf
=ứng suất nén đàn hồi lớn nhất ở bản biên chịu nén khi uốn do tác dụng của tải trọng dài
hạn chưa nhân hệ số và của tải trọng mỏi theo quy định, đại diện cho ứng suất nén khi uốn lớn
nhất trong vách
Xếp xe tải mỏi bất lợi nhất cho mặt cắt giữa dầm như sau:
Tải trọng trục P1= 35kN Đặt cách gối x1 = 4.7 m
P2= 145kN x2 = 9.0 m
P3= 145kN x3 = 18.0 m
Ta có:
Mômen do xe tải mỏi tác dụng M
truck
= 772.55 kNm
Tĩnh tải rải đều của dầm thép và bản BTCT w
dc
= 3 kN/m
Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu w
dw
= 10.124 kN/m
Mômen do tác dụng của tải trọng dài hạn M
đc+dw
= 531.520 kNm
Mômen mỏi M
cf
= 1.198E+9 kNm
Vế trái của (16) VT16 = 92.404 MPa
Vế phải của (16) VP16 = 345 MPa
Kiểm toán (16)
⇒

Đạt
5.1.2.Kiểm toán mỏi đối với vách đứng chịu cắt
ứng suất cắt đàn hồi lớn nhất trong vách do tác dụng của tải trọng dài hạn chưa nhân hệ số và
của tải trọng mỏi theo quy định phải thoả mãn điều kiện sau:
v
cf

≤
0.58CF
yw
(17)
Trong đó:
V
cf
=ứng suất cắt đàn hồi lớn nhất trong vách do tác dụng của tải trọng dài hạn chưa nhân
hệ số và của tải trọng mỏi theo quy định
Xếp xe tải mỏi bất lợi nhất cho mặt cắt gối như sau:
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
16
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
Tải trọng trục P1= 35kN Đặt cách gối x1 = 13.3 m
P2= 145kN x2 = 9.0 m
P3= 145kN x3 = 0.0 m
Ta có:
Lực cắt do xe tải mỏi tác dụng V
truck
= 217.5 kN
Tĩnh tải rải đều của dầm thép và bản BTCT w
dc
= 10.124 kN/m

Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu w
dw
= 3 kN/m
Lực cắt do tác dụng của tải trọng dài hạn V
đc+dw
= 118.116 kN
Lực cắt mỏi V
cf
= 3.057E+5 N
Vế trái của (17) VT17 = 20.797 MPa
Vế phải của (17) VP17 = 167.403 MPa
Kiểm toán (17)
⇒
Đạt
5.2.Kiểm toán mỏi và đứt gẫy
5.2.1.Kiểm toán mỏi
Thiết kế theo TTGH mỏi bao gồm giới hạn ứng suất do hoạt tải của xe tải thiết kế mỏi chỉ đạt
đến một trị số thích hợp ứng với một số lần tác dụng lặp xảy ra trong quá trình phục vụ của
cầu. Công thức kiểm tra mỏi như sau:
(
F∆
)
n

( f )≥ γ ∆
(18)
Trong đó:

γ =
hệ số tải trọng mỏi, ta có

γ =
0,75

( f )∆
= Biên độ ứng suất do xe tải mỏi gây ra (MPa);
(
F∆
)
n
= Sức kháng mỏi danh định(MPa);
*Tính biên độ ứng suất do xe tải mỏi gây ra
( f )∆
;
+ Đối với tiết diện không liên hợp :
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
17
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU

cf
M
f
S
∆ =
Trong đó :
S = Mô men kháng uốn của tiết diện dầm thép =1.296E+7(mm
3
)
M
cf
= Mô men uốn tại mặt cắt giữa nhịp dầm do xe tải mỏi, có nhân hệ số, xếp ở vị trí bất lợi

nhất gây ra.

truckf 8
cf F
M (1 IM)mg M 6.888.10 Nmm= + =
Vậy
6
cf
6
bot
M
688.8 10
.( f ) 0,75. 39.85MPa
S 12.96 10
 
×
γ ∆ = γ = =
 ÷
×
 
*Tính sức kháng mỏi danh định (
F∆
)
n
: (A6.6.1.2.5)
Ta có công thức tính toán như sau:

( ) ( )
1
3

n TH
A 1
F F
N 2
 
∆ = ≥ ∆
 
 
(18a)
Trong đó:

( )
TH
F ,A∆ =
Ngưỡng ứng suất mỏi, hệ số cấu tạo , tra bảng theo quy định , phụ thuộc vào
loại chi tiết cấu tạo của dầm thép;
+ Dầm thép hình cán => Chi tiết cấu tạo loại A;
+ Dầm thép ghép hàn => Chi tiết cấu tạo loại B.
N = Số chu kỳ biên độ ứng suất trong tuổi thọ thiết kế cầu .
Theo tiêu chuẩn thì tuổi thọ thiết kế cầu là 100 năm, vậy :
N = (100năm).(356ngày).n.(ADTT
SL
) (18b)
n= số chu kỳ ứng suất của một xe tải , tra bảng theo quy định , phụ thuộc vào loại cấu kiện và
chiều dài nhịp.
ADTT
SL
= Số xe tải/ngày trong một làn xe đơn tính trung bình trong tuổi thọ thiết kế;
ADTT
SL

= p.ADTT (18c)
p = Một phần số làn xe tải trong một làn đơn, tra bảng theo quy định , phụ thuộc vào số làn xe
có giá trị cho xe tải của cầu;
ADTT = Số xe tải/ngày theo một chiều tính trung bình trong tuổi thọ thiết kế:
ADTT= k
truck
ADT.n
L
(18d)
ADT = Số lượng giao thông trung bình hàng ngày/một làn;
k
truck
= Tỷ lệ xe tải trong luồng , tra bảng theo quy định , phụ thuộc vào cấp đường thiết kế.
Ta có:
Tra bảng A6.6.1.2.5-1, với chi tiết loại B A = 3,93E+12 MPa
3
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
18
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
Tra bảng A6.6.1.2.5-3, với chi tiết loại B
( )
TH
F∆
= 110 MPa
Tra bảng A6.6.1.2.5-2, với dầm giản đơn và L= 13 m n = 1
Tra bảng A3.6.1.4.2-1, với số làn xe n
L
= 2 làn: p = 0,85
ADT = 20000 xe/ngày/làn
k

truck
= 0,20
ADTT = 6800 xe/ngày
N= 248200000 chu kỳ
( )
1
1
12
3
3
n
A 3,93.10
F 25,111Mpa
N 248200000
 
 
∆ = = =
 ÷
 ÷
 
 
Và
( )
TH
1 1
F .110 55MPa
2 2
∆ = =
Do đó
( )

n
F 55MPa∆ =
Và
( ) ( )
n
F 55MPa f 39.85MPa∆ = > γ ∆ =
=> OK
5.2.2.Kiểm toán đứt gẫy
Vật liệu thép làm dầm phải có độ dẻo dai chống đứt gẫy theo quy định của tiêu chuẩn. Thép
sử dụng theo các tiêu chuẩn của AASHTO là thoả mãn.
VI. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƯỜN TĂNG CƯỜNG.
1. Bố trí sườn tăng cường đứng.
Ta có: 3D = 3150 mm
Vậy ta chọn:
Khoảng cách giữa các STC đứng trung gian d
0
= 3000 mm
Khoảng cách các khoang cuối d
01
= 1500 mm
Chiều rộng của STC đứng trung gian b
p
= 120 mm
Chiều dày của STC đứng trung gian t
p
= 12 mm
Ta có hình vẽ bố trí STC đứng như sau:
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
19
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU

9
t
w
9t
w
t
p
b
p
b
p

D
t
w
b
p
b
p
2. Kiểm toán STC đứng trung gian
2.1. Kiểm toán độ mảnh
Chiều rộng và chiều dày của STC đứng trung gian phải được giới hạn về độ mảnh để ngăn
mất ổn định cục bộ của vách dầm: (A10.8.1.2)
ys
pp
F
E
tb
d

48.0
30
50 ≤≤+
(19)
ppf
tbb 0.1625.0 ≤≤
(20)
Trong đó:
D=Chiều cao mặt cắt dầm thép=1100 mm
T
p
=chiều dày STC=12 mm
B
p
=chiều rộng STC =120 mm
F
ys
=Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của STC
B
f
=Chiều rộng bản cánh của dầm
Ta có:
Vế trái của (19) VT19 = 86.67 mm
Vế phải của (19) VP19 = 138.68 mm
Kiểm toán (19)
⇒
Đạt
Vế trái của (20) VT20 = 100 mm
Vế phải của (20) VP20 = 192 mm
Kiểm toán (20)

⇒
Đạt
2.2. Kiểm toán độ cứng
Độ cứng của STC phải thoả mãn các phương trình sau: (A6.10.8.1.3)
JtdI
wl
3
0
≥
(21)
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
20
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
5.00.25.2
2
0
≥−








=
d
D
J
p

(22)
Trong đó:
D
0
=khoảng cách giữa các STC đứng trung gian
d
p
=Chiều cao của vách không có STC dọc hoặc chiều cao phụ lớn nhất của vách có STC
dọc. Ta chỉ xét khi không có STC dọc nên D
p
=D
I
l
=mômen quán tính của tiết diện STC đứng trung gian lấy đối với mặt tiếp xúc với
váchkhi là STC đơn và với điểm giữa chiều dày vách khi là STC kép
Ta có:
D
p
= 1050 mm
D
0
= 3000 mm
J = 0.5
T
w
= 14 mm
B
p
= 120 mm
T

p
= 12 mm
Vế trái của (21) VT21 = 1.64E+07 mm
4
Vế phải của (21) VP21 = 4.12E+06 mm
4
Kiểm toán (21)
⇒
Đạt
2.3.Kiểm toán cường độ
Diện tích tiết diện ngang của STC đứng trung gian phải đủ lớn để chống lại thành phần thẳng
đứng của ứng suất xiên trong vách: (A6.10.8.4)
( )














−−≥
ys
yw

w
r
u
ws
F
F
t
V
V
CBDtA
2
18115.0
(23)
Trong đó:
V
r
=Sức kháng cắt tính toán của vách dầm
V
u
=Lực cắt do tải trọng tính toán ở TTGHCĐI
A
s
=Diện tích STC, tổng diện tích cả đôi STC
B=Hệ số, được xác định phụ thuộc STC
Ta có:
Với STC kép bằng thép tấm thì B = 1.00
Như trên ta có C = 0.84
Ta xét STC đứng liền kề STC đứng gối là bất lợi nhất V
u
= 319350 N

V
r
= 2598960 N
Vế trái của (23) VT23 = 2880 mm
2
Vế phải của (23) VP23 = -3483.73 mm
2
Kiểm toán (23)
⇒
Đạt
3.Kiểm toán STC gối
3.1. Chọn kích thước STC gối
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
21
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
Ta chọn:
Chiều rộng của STC gối b
p
= 120 mm
Chiều dày của STC gối t
p
= 12 mm
Số đôi STC gối n
g
= 1
Chiều rộng đoạn vát góc của STC gối 4t
w
= 56 mm
Ta có hình vẽ kích thước STC gối như sau:
3.2.Kiểm toán độ mảnh

Độ mảnh của STC gối phải thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.8.2.2)
ys
pp
F
E
tb 48.0≤
(24)
Trong đó:
b
p
=Chiều rộng của STC gối
t
p
=Chiều dày của STC gối
Ta có:
Vế trái của (24) VT24 = 120 mm
Vế phải của (24) VP24 = 139mm
Kiểm toán (24)
⇒
Đạt
3.3.Kiểm toán sức kháng tựa
Sức kháng tựa tính toán, B
f
phải được lấy như sau:
uuyspubf
VRFAB =≥=
φ
(25)
Trong đó:
b

φ
=Hệ số sức kháng tựa theo quy định (A6.5.4.2)
A
pu
=Diện tích phần chìa của STC gối ở bên ngoài các đường hàn bản bụng vào bản cánh
nhưng không vượt ra ngoài mép của bản cánh
Ta có:
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
22
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU

b
φ
= 1.0
Vế trái của (25) VT25 = 529920 N
Vế phải của (25)VP25 = 370170 N
Kiểm toán (25)
⇒
Đạt
3.3.Kiểm toán sức kháng nén dọc trục
STC gối cộng một phần vách phối hợp như một cột để chịu lực nén dọc trục
Đối với STC được hàn vào bản bụng, diện tích có hiệu của tiết diện cột được lấy bằng diện
tích tổng cộng các thành phần của STC và một đoạn vách nằm tại trọng tâm không lớn hơn
9t
w
sang mỗi bên của các cấu kiện phía ngoài của nhóm STC gối
Điều kiện kiểm toán:
uuncr
VRPP =≥=
φ

(26)
Trong đó:
c
φ
=Hệ số kháng nén theo quy định (A6.5.4.2)
P
n
=Sức kháng nén danh định, được xác định như sau: (A4.6.2.5)
Nếu
25.2≤
λ
thì
sysn
AFP
λ
66.0=
Nếu
25.2>
λ
thì
lAFP
sysn
/88.0=
E
F
r
kl
s
2







=
π
λ
Trong đó:
A
s
=Diện tích mặt cắt nguyên
k=Hệ số chiều dài hiệu dụng theo quy định. Với trường hợp liên kết bản ở hai đầu thì
k=0.75 (A4.6.2.5)
l=Chiều dài không giằng =chiều cao vách D
r= Bán kính quán tính của tiết diện cột
s
A
I
r =
I=Mômen quán tính của tiết diện cột đối với trục trung tâm của vách
Ta có:
c
φ
= 0.9
A= 6408mm
2
I = 1.64E+07mm
2
r = 50.57mm

l = 1050mm
k = 0.75
kl/r= 15.75
λ
= 0.0424
P
n
= 2172152 N
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
23
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
Vế trái của (26) VT26 = 1954937 N
Vế phải của (26)VP26 = 370170 N
Kiểm toán (26)
⇒
Đạt
VII. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỐI NỐI CÔNG TRƯỜNG
7.1.Chọn vị trí mối nối công trường
Ta phải bố trí các mối nối dầm do chiều dài vật liệu cung cấp , yêu cầu cấu tạo, điều kiện sản
xuất cũng như khả năng vận chuyển và lắp ráp bị hạn chế
Vị trí mối nối công trường nên tránh chỗ có mômen lớn. Đối với dầm giản đơn, ta thường bố
trí ở chỗ
L






÷

3
1
4
1
và đối xứng với nhau qua mặt cắt giữa dầm
ở đây ta chia dầm thành 3 đoạn
Do đó, vị trí mối nối công trường cách gối một đoạn x
mn
= 6 m
Ta có:
Mômen tại vị trí mối nối ở TTGHCĐI M
CĐ
= 1.46E+9 Nm
Mômen tại vị trí mối nối ở TTGHSD M
SD
= 1.16E+9 Nm
Lực cắt tại vị trí mối nối ở TTGHCĐI V
CĐ
= 1.72E+5 N
Lực cắt tại vị trí mối nối ở TTGHSD V
SD
= 1.36E+5 N
7.2.Tính toán lực thiết kế nhỏ nhất trong bản cánh
7.2.1.Tính toán ứng suất ở điểm giữa bản cánh
Ta có bảng tính toán ứng suất ở điểm giữa bản cánh như sau:
TTGH M(N.mm) S
botmid
(mm
3
) S

topmid
(mm
3
) f
botmid
(Mpa) f
topmid
(Mpa)
CĐI 1.463E+9 1.326E+7 1.326E+7 110 110
SD 1.160E+9 1.326E+7 1.326E+7 87.5 87.5
7.2.2.Tính toán lực thiết kế nhỏ nhất trong bản cánh
ứng suất thiết kế nhỏ nhất trong bản cánh dưới chịu kéo của TTGHCĐI được xác định theo
công thức như sau
yf
yfbotmid
tbot
F
Ff
F
γ
γ
Φ≥
Φ+
= 75.0
2

Trong đó:
F
botmid
=ứng suất ở điểm giữa bản cánh dưới ở TTGHCĐI

γ
Φ
=Hệ số kháng theo quy định (A6.5.4.2)
ứng suất thiết kế nhỏ nhất trong bản cánh trên chịu nén của TTGHCĐI được xác định theo
công thức như sau:
yfc
yfctopmid
ctop
F
Ff
F Φ≥
Φ+
= 75.0
2
Trong đó:
F
topmid
=ứng suất tại điểm giữa bản cánh trên ở TTGHCĐI
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
24
Bài tập lớn Kết cấu thép BỘ MÔN KẾT CẤU
c
φ
=Hệ số sức kháng theo quy định (A6.5.4.2)
Ta có:
γ
Φ
=0.95
c
φ

=0.90
Bảng lực thiết kế nhỏ nhất trong bản cánh ở TTGHCĐI
Vị trí f (Mpa)
Fy (Mpa)
F (Mpa) A (mm
2
) P (N)
Cánh dưới 110 327.8 245.8 10000 2458125
Cánh trên 110 310.5 232.9 10000 2328750
Bảng lực thiết kế trong bản cánh ở TTGHSD
Vị trí F = f (Mpa) A (mm
2
) P (N)
Cánh dưới 87 10000 874755
Cánh trên 87 10000 874755
7.3.Thiết kế mối nối cánh
7.3.1.Chọn kích thước mối nối
Mối nối được thiết kế theo phương pháp thử-sai, tức là ta lần lượt chọn kích thước mối nối
dựa vào kinh nghịêm và các quy định khống chế của tiêu chuẩn thiết kế rồi kiểm toán lại, nếu
không đạt thì ta phải chọn lại và kiểm toán lại. Quá trình được lặp lại cho đến khi thoả mãn
Ta chọn sơ bộ kích thước mối nối như sau:
Kích thước bản nối ngoài=dày x rộng x dài 14x400x500 mm
Kích thước bản nối trong=dày x rộng x dài 14x180x500 mm
Đường kính bulông CĐC d
bolt
= 22 mm
Sử dụng lỗ tiêu chuẩn d
hole
= 24 mm
Số bulông mỗi bên mối nối N = 12 bulông

Bulông được bố trí thành hàng,mỗi hàng bulông
Khoảng cách giữa các bulông theo phương dọc dầm S
l
= 80 mm
Khoảng cách giữa các bulông theo phương ngang dầm S
h
= 80 mm
Ta có hình vẽ mối nối đã chọn như sau:
Phạm Quang Sơn K48 Đường ô tô sân bay
25
φ