Bài tập lớn Kết cấu thép

Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP
(THEO 22 TCN 272-05)
GVHD:
Nguyễn Đăng Điềm
SVTH:
Trần Lê Kim Đĩnh
Lớp:
Đường ơtơ & sân bay__k48
Số thứ tự : 07

Nhiệm vụ thiết kế :Thiết kế một dầm chủ nhòp đơn giản trên cầu đường ô tô, có mặt
cắt dầm thép ghép hàn trong nhà máy và lắp ráp mối công trường bằng bulông CĐC ,không
liên hợp.
I-Số liệu giả định :
1.Chiều dài nhòp dầm:
L = 18 m
2.Số làn xe thiết kế:
nL = 2 làn
3.Khoảng cách giữa các dầm chủ:
S = 2.0 m
4.Tónh tải BTCT mặt cầu:
wDC2 = 7.6 KN/m
5.Tónh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích:
wDW = 5.2 KN/m
6.Hoạt tải xe ôtô thiết ke:á
HL - 93

7.Số lượng giao thông trung bình hàng ngày\một làn:
T = 35000 xe/ngày/làn
8.Tỷ lệ xe tải trong luồng:
ktruck = 0.55
9.Hệ số phân bố ngang tính cho mômen:
mgm = 0.51
10.Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt:
mgv = 0.59
11.Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng:
mgD = 0.51
12.Hệ số phân bố ngang tính cho mỏi:
mgF = 0.44
13.Hệ số cấp đường:
m = 0.5
14.Vật liệu:
Thép chế tạo dầm:
Thép M270 cấp 345
E = 200000 Mpa
Fy = 345 Mpa
Fu = 450 Mpa
Bu lông CĐC:
ASTM A490M
15.Tiêu chuẩn thiết kế:
22TCN272-05
II-u cầu về nội dung:
A-Tính tốn:
1.Chọn mặt cắt dầm tính các đặc trưng hình học.
2.Tính và vẽ biểu đồ bao nội luwcjbawngf phương pháp đường ảnh hưởng.
3.Kiểm tốn dầm theo các trạng thái giới hạn cường độ, sử dụng và mỏi.
4.Tính tốn thiết kế sườn tăng cường.

5.Tính tốn thiết kế mối nối cơng trường.
B-Bản vẽ:
1.Vẽ mặt chính dầm, vẽ các mặt cắt đại diện.
2.Vẽ các mối nối.
3.Thống kê sơ bộ khối lượng vật liệu.
4.Khổ giấy A1.

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 1


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

BÀI LÀM:
I.-Chọn mặt cắt dầm:
Mặt cắt dầm được lựa chọn theo phương pháp thử – sai, tức là ta lần lượt chọn kích thước mặt
cắt dầm dựa vào kinh nghiệm và các quy đònh khống chế của tiêu chuẩn thiết kế, rồi lại kiểm
toán lại nếu không đạt thì ta phải chọn lại và kiểm toán lại. Quy trình được lặp 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 trước khi lựa chọn giá trò này. Đối với cầu đờng ôtô, nhòp giản đơn, ta có thể lựa chọn sơ bộ
theo kinh nghiệm sau:
1
1

 1
d≥
L và ta thường chọn d =  ÷ 
25
 20 12 
Ta có:
(1/25)L = 0.72 m
(1/20)L = 0.9 m
(1/12)L = 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:
1 1
b f =  ÷  × d mm
 2 3
Ta có:
(1/3)d = 367 mm
(1/2)d = 550 mm
Vậy ta chọn: Chiều rộng bản cánh trên chòu nén bc = 400 mm
Chiều rộng bản cánh dưới chòu kéo b f = 400 mm
3. Chiều dày bản cánh và bản bụng dầm:
Theo quy đònh của quy trình (A.6.7.3) thì chiều dày tối thiểu của bản cánh, bản bụng
dầm là 8mm. Chiều dày tối thiểu này là do chống gỉ và yêu cầu vận chuyển, tháo lắp trong thi
công.
Ta chọn:
Chiều dày bản cánh trên chòu nén t c = 25 mm
Chiều dày bản cánh dưới chòu nén t t = 25 mm
t w = 14 mm
Chiều dày bản bụng dầm

Do đó, chiều cao của bản bụng (vách dầm) sẽ là:
D = 1050 mm
Vậy mặt cắt dầm sau khi chọn có hình vẽ như sau:

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 2


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

1050

1100

25

400

25

14

MẶT CẮT NGANG DẦM
4. Tính các đặc trưng hình học của mặt cắt dầm:
Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm được tính toán và lập thành bảng sau:

Mặt cắt

A(mm2)

h (mm)

A.h (mm3)

I o ( mm4)

A.y2 (mm4)

Cánh trên
Bản bụng

10000
14700

1087.5
550

10875000
8085000

520833
135056250
0
520833
2889062500
1351604167 5778125000

I total (mm4)
28889062500 2889583333
0
1350562500

Cánh dưới 10000
12.5
125000
2889583333
Tổng
34700
550
19085000
7129729167
Trong đó:
A : Diện tích (mm2)
h: khoảng cách từ trọng tâm từng phần tiết diện dầm đến đáy dầm (mm).
I o : mo men quán tính của từng phần tiết diện dầm đối với trục nằm ngang đi qua trọng
tâm của nó (mm4).
_
∑ ( Ai × hi )
y=
(mm)
∑ Ai
Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 3

Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

y: khoảng cách từ trọng tâm của từng bộ phận đến trọng tâm của mặt cắt dầm (mm).
_

y = y− h (mm)
I total = I o + A.y 2 (mm4)
Từ đó ta tính được:
y top
y topmid
S top
S topmid
y bot
y botmid
S bot
S botmid
Mặt
cắt
mm
mm
mm3
mm3
mm
mm
mm3
mm3

Dầm
550
550
537.5
537.5 1.296.107 1.296.107 1.325.107 1.325.107
thép
Trong đó:
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 : momen kháng uốn của mặt cắt dầm với y bot (mm3)
S top : momen kháng uốn của mặt cắt dầm với y top (mm3)
S botmid : momen kháng uốn của mặt cắt dầm với y botmid (mm3)
S topmid : momen kháng uốn của mặt cắt dầm với y topmid (mm3)
5. Tính toán trọng lượng bản thân dầm:
Diện tích mặt cắt ngang dầm thép
A = 34700 mm2 =0.0347 m2
Trọng lượng riêng của thép làm dầm γ s = 78.5 kN/m3
wDCI = A × γ s = 2.72 kN/m
Trọng lượng bản thân dầm thép

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 = 120 đoạn
L dd = 1.5 m
Chiều dài mỗi đoạn dầm
Ta đánh số thứ tự các mặt cắt dầm theo các đoạn chia như sau:

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 4


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Trò số đường ảnh hưởng mômen được tính theo bảng sau:
Mặt cắt

Xi (m)

Đah Mi (m)

AMi (m2)

1
2
3
4
5
6

1,5
3,0
4,5
6,0

7,5
9,0

1.375
2.,500
3,750
4,000
4,375
4,500

12,375
22,500
30,375
36,000
39,375
40,500

Trong đó:
Xi : khoảng cách từ gối đến mặt cắt thứ i
Đah Mi = tung độ đường ảnh hưởng Mi
AMi = Diện tích đường ảnh hưởng Mi.
Ta có hình vẽ đường ảnh hưởng mômen tại các mặt cắt dầm như sau:

Ðah M1
Ðah M2

Ðah M3

Ðah M4

Ðah M5

Ðah M6

Hệ số điều chỉnh tải trọng tính cho TTGHCĐ lấy như sau: η = η D × η R × η l = 0.95
Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 5


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Ta xét tổ hợp các tải trọng sau :
+ Hoạt tải (HL – 93)
+Tónh tải của bản thân dầm,”bản BTCT mặt cầu (DC)”
+ Tónh tải cảu lớp phủ mặt cầu và các tiện ích khác (DW)
Mô men tại tiết diện bất kỳ được tính theo công thức sau:
Đối với trạng thái giới hạn cường độ:
Mi = h{ 1.25WDC + 1.50WDW + mgM [ 1.75LLL + 1.75mLL Mi (1 + IM )] } AMi
DC
DW
LL
= Mi + M i + M i
Đối với trạng thái giới hạn sử dụng:
Mi = 1.0 { 1.0WDC + 1.0WDW + mgM [ 1.3LLL + 1.3mLL Mi (1 + IM )] } AMi
DC

DW
LL
= Mi + M i + M i
Trong đó:
LLL : Tải trọng rải đều (9.3 KN/m)
LLMi : Hoạt tải tương đương ứng với đường ảnh hưởng Mi.
mg M : Hệ số phân bố ngang tính cho mô men (đã tính cả hệ số làn xe m)
WDC : Tải trọng rải đều do bản thân dầm thép và bản BTCT mặt cầu
WDW : Tải trọng rải đều do lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu.
1+IM : Hệ số xung kích.
AMi : Diện tích đường ảnh hưởng Mi
m : hệ số cấp đường.
Ta lập bảng tính các trò số M tại các mặt cắt như sau:

Bảng trò số mômen theo TTGHSD:
6
9.0 0.500 40.500 26.500
22.81
418.120
dem
AMi
M iDC
LLTruck
LLtan
Mặt Xi
Mi
Mi
αi
cắt
m

kN.m
(m2)
(kN/m (kN/m)
1
1.5 0.083 12.375 29.767 23.540 127.759
2
3.0 0.167 22.550 29.133 23.450 232.805
3
4.5 0.250 30.375 28.500 23.360 313.590
4
6.0 0.333 36.000 27.833 23.177 371.662
5
7.0 0.471 39.000 27.167 22.933 402.634

Trần Lê Kim Đĩnh

210.600
M iDW

694.447
M iLL

1323.167
M iSD

kN.m
64.350
117.260
157.950
187.200

202.800

kN.m
228.945
411.264
546.008
637.171
697.506

kN.m
421.054
761.329
1017.548
1196.033
1284.840

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 6


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Bảng trò số mômen theo TTGHCĐI:

αi
AMi
M Xi

ặt m
(m2)
cắt
1 1.5 0.083 12.375
2 3.0 0.167 22.550
3 4.5 0.250 30.375
4 6.0 0.333 36.000
5 7.5 0.471 39.000
6
9.0 0.500 40.500

LLTruck
Mi

dem
LLtan
Mi

(kN/m

(kN/m

M iDC

kN.m

29.767 23.540 151.714
29.133 23.450 276.456
28.500 23.360 372.388
27.833 23.177 441.349

27.167 22.933 478.128
26.500 22.810 496.520

M iDW

M iLL

M iCD

kN.m

kN.m

kN.m

91.699 292.785 536.198
167.096 453.238 896.790
225.079 698.261 1295.728
266.760 841.844 1522.953
288.990 877.339 1644.457
300.105 888.091 1684.716

Ta vẽ biểu đồ bao mômen cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 7

Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Trò số đường ảnh hưởng lực cắt được tính theo bảng sau:
Mặt cắt

Xi (m)

Đah Mi (m)

AMi (m2)

A1.vi (m2)

0
1
2
3
4
5
6

0.000
1.500
3.000
4.500
6.000
7.500

9.000

1.000
0.917
0.833
0.750
0.667
0.583
0.500

9.000
7.500
6.000
4.500
3.000
1.500
0.000

9.000
7.563
6.250
5.063
4.000
3.063
2.250

Trong đó:
Xi : khoảng cách từ gối đến mặt cắt thứ i
Đah Vi = tung độ đường ảnh hưởng Vi
AVi = Diện tích đường ảnh hưởng Vi.

A1,Vi :Diện tích đường ảnh hưởng Vi (phần diện tích lớn hơn)
Ta có hình vẽ đường ảnh hưởng Vi tại các mặt cắt dầm như sau:

Ðah V0
Ðah V1

Ðah V2

Ðah V3
Ðah V4
Ðah V5
Ðah V6

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 8


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Lực cắt tại tiết diện bất kỳ được tính theo công thức sau:
Đối với trạng thái giới hạn cường độ:
Vi = h{ (1.25WDC + 1.50WDW ) AVi + mgV [ 1.75LLL + 1.75mLLVi (1 + IM )] A1,Vi }
DC
DW
LL

= Vi + Vi + Vi
Đối với trạng thái giới hạn sử dụng:
Vi = 1.0 { (1.0WDC + 1.0WDW ) AVi + mgv [ 1.3LLL + 1.3mLLVi (1 + IM )] AVi }
DC
DW
LL
= Vi + Vi + Vi
Trong đó:
LLVi : Hoạt tải tương đương ứng với đường ảnh hưởng Vi

mgv: Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt (đã tính hệ số làn xe m).
Ta lập bảng tính các trò số V tại các mặt cắt như sau:
Bảng trò số lực cắt theo TTGHCĐ
M
ặt
cắt
0
1
2
3
4
5
6

Xi
M

li

AQi

AQi

LLTruck
Qi

dem
LLtan
(
Qi

(m)

(m2)

m2

(kN/m)

kN/m)

0.0
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
9.0

18.0

16.5
15.0
13.5
12.0
10.5
9.0

9.000
7.503
5.997
4.500
3.003
1.497
0.000

9.000
7.565
6.248
5.063
4.002
3.061
2.250

30.400
32.650
35.120
38.025
41.330
45.160
49.400

23.630
25.760
28.160
31.180
34.830
39.590
45.630

QiDC

kN
110.337
91.984
73.521
55.169
36.816
18.353
0.000

QiDW

QiLL

QiCD

kN

kN

kN.

249.829
220.437
191.501
164.193
137.906
113.484
76.643

426.856
368.019
309.460
252.070
196.974
142.929
76.643

66.690
55.597
44.438
33.345
22.252
11.093
0.000

Bảng trò số lực cắt theo TTGHSD
Mặt
cắt

Xi
M

0
1
2
3
4
5
6

0.0
1.5
3.0
4.5
6.0
7.5
9.0

li

AQi

AQi

LLTruck
Qi

dem
LLtan

(
Qi

QiDC

QiDW

kN
(m)
(m2)
m2
kN
(kN/m)
kN/m)
18.0 9.000
9.000
30.400
23.630
92.916 46.800
16.5 7.503
7.565
32.650
25.760
77.460 39.016
15.0 5.997
6.248
35.120
28.160
61.913 31.184
13.5 4.500

5.063
38.025
31.180
46.458 23.400
12.0 3.003
4.002
41.330
34.830
31.003 15.616
10.5 1.497
3.061
45.160
39.590
15.455
7.784
9.0 0.000
2.250
49.400
45.630
0.000
0.000
Ta vẽ biểu đồ bao mômen cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ:

Trần Lê Kim Đĩnh

QiLL
kN
195.355
172.372
149.745

128.392
107.837
88.739
62.065

QiSD
kN.
335.070
288.847
242.842
198.250
154.455
111.978
62.065

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 9


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

III. Kiểm toán dầm theo TTGHCĐ:
3.1.Kiểm toán điều kiện chòu mômen uốn:
3.1.1 Tính toán ứng suất trong trong các bản cánh dầm thép :
Ta lập bảng tính toán ứng suất trong trong các bản cánh dầm thép tại mặt cắt giữa dầm
tại TTGHCĐ như sau:
S top

S topmid
S bot
S botmid
M
Mặt cắt
3
3
(N.mm)
mm
mm
mm3
mm3
Dầm
1.685x109
1.296 x107
1.296 x107
1.32 x107
1.32 x107
thép
f top MPa
f topmid MPa
f bot MPa
f botmid MPa
129.962
129.962
127.008
127.008
Trong đó:
f bot
: ứng suất tại bản cánh dưới dầm thép (Mpa)

f top : ứng suất tại bản cánh trên dầm thép (Mpa)
f botmid : ứng suất tại điểm giữa bản cánh dưới dầm thép (Mpa)
f topmid : ứng suất tại điểm giữa bản cánh trên dầm thép (Mpa)
3.1.2 Tính mô men chảy của tiết diện:
Mô men chảy của tiết diện khôn liên hợp được tính theo công thức sau:
M y = Fy .SNC
Trong đó:
Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 10


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Fy : cường độ chảy nhỏ nhất theo quy đònh của thép làm dầm (Mpa)
S NC : mô men kháng uốn của tiết diện không liên hợp (mm3)
Fy
Ta có:
=
345.0
S NC =
1.2963.107
My
Vậy ta có:
=
4.47 .109

MPa
mm3
Nmm

3.1.3. Tính mô men dẻo của tiết diện:
Chiều cao bản bụng chòu nén tại mômen dẻo được xác đònh như sau: (A.6.10.3.3.2)
Dcp =
Với tiết diện đối xứng kép, do đó: Dcp = D/2
525 mm
Khi đó mômen của tiết diện không liên hợp được tính theo công thức:
D t 
D t 
D
M P = Pw   + Pc  + c  + Pt  + t 
4
2 2
 2 2
Trong đó:
Pw=FYwAw
PC= FycAc
Pt=FytAt
Vậy ta có:

:

lực dẻo của bản bụng (N)
: lực dẻo của bản cánh trên chòu nén (N);
: lực dẻo của bản cánh dưới chòu kéo (N);

1050
 1050 25 
 1050 25 
+  + 345 * 400 * 25 * 
+ 
+400*25*345* 
2 
2 
4
 2
 2
9
= 5.04 x10
N.mm
3.1.4 Kiểm toán sự cân xứng của tiếp diện
Tiếp diện I chòu uốn phải được cấu tạo cân xứng sao cho:(A6.10.2.1)
Iyc
≤ 0.9
0.1 ≤
(1)
Iy
MP = 345*14*1050*

Trong đó:
Iy=Mô men quán tính của tiếp diện dầm thép đối với trục thẳng đứng đi qua
trọng tâm của ban bụng (mm4);
Iyc= Mô men quán tính của bản cánh chòu nén của mặt cắt thép quanh trục thẳng
đứng đi qua trọng tâm của bản bụng (mm4) ;
Ta có:
t × b 3 25 × 400 3

= 1.333 × 10 8 (mm4)
Iyc = c c =
12
12
3
3
25 × 400 3 1050 × 14 3 25 × 400 3
t c × bc D × t 3 t f × b f
+
+
= 2.669 × 10 8 (mm 4 )
Iy =
+
+
=
12
12
12
12
12
12
Iyc
= 0.5 ⇒ Đạt
Iy
3.1.5 Kiểm toán độ mảnh của vách đứng
Ngoài nhiệm vụ chống cắt,vách đứng còn có chức năng tạo cho bảng biên đủ xa để chòu
uốn có hiệu quả.Khi một tiếp diện I chòu uốn ,có hai khả năng hư hỏng có thể xuất hiện
trong vách đứng.Đó là vách đúng có thể mất ổn đònh như một côt thẳng đứng chòu ứng suất
Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 11


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

nén có bản biên đỡ hoặc có thể mất ổn đònh như một tấm do ứng suất dọc mặt phẳng
uốn.Bản bụng dầm phải được cấu tạo sao cho thoả mãn điều kiện sau:(A6.10.2.2)
Khi không co gờ tăng cường dọc:
2 Dc
E
≤ 6,67
(2)
tw
fc
Trong đó:
fc =ứng suất ở giữa bản cánh chòu nén do tải trọng ở TTGHCĐ I gây ra (Mpa);
Dc=chiều cao của bản bụng chòu nén trong phạm vi đàn hồi (mm);
Ta có:
Đối với tiếp diện không liên hợp đối xứng kép thì Dc= D 2
Dc = 525 mm
trên ta đã tính được
fc = 127.008 Mpa
2 Dc 2 × 525
E
2.10 5
=

= 75 ≤ 6,77
= 6,77
= 268,651 ⇒ Đạt
tw
14
fc
127.008
3.1.6.Kiểm tra tiếp diện dầm là đạc 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 tiếp diện là đặc chắc phải thoả mãn điều kiên sau:
(A6.10.4.1.2)
2 Dcp
E
≤ 3,76
(3)
tw
Fyc
Trong đó:
ở trên ta tính được
Dcp = 525 mm
Vế trái của (3)
VT(3) = 75.0
Vế phải của (3)
VP(3) = 90.5
Kiểm toán (3)
KT(3) = > ĐẠT
3.1.6.2.Kiểm toán độ mảnh của biên chòu nén có mặt đặc chắc
Độ mảnh của biên chòu nén, để đảm bảo tiết diện là đặc chắc phải thoả mãn điều kiện sau:
(A6.10.4.1.3)
bf

E
≤ 0.382
(4)
2t f
Fyc
Trong đó :
Bf= chiều rộng của bản cánh chòu nén (mm);
Tf = chiều dày của bản cánh chòu nén (mm);
Ta có:
Vế trái của (4)
VT(4) = 8.0
Vế phải của (4)
VP(4) = 9.2
Kiểm toán (4)
KT(4) = > ĐẠT
3.1.6.3. kiểm toán tương tác giữa độ mảnh của bản bụng và biên chòu nén của mặt cắt đặc
chắc
Thực nghiệm cho thấy các mặt cắt đặc chắc có thể không có khả năng đạt được mô men
dẻo khi tỷ số độ mảnh của bụng và cánh chòu nén cả hai đều vượt 75% của các giới hạn cho
Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 12


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

trong các phương trình (3) và (4).Do đó ,tương tác giữa đo ämảnh bản bụng và biên chòu
nén,để đảm bảo tiếp diện là đặc chắc phải thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.4.1.6)
2 Dc
E
≤ 0.75 × 3.76 ×
(5)
tw
Fyc
Và
bf
2t f

≤ 0.75 × 30.382

E
Fyc

(6)

Ta có:
Vế trái của (5)
VT(5) = 75.0
Vế phải của (5)
VP(5) =67.9
Kiểm toán (5)
KT(5) =NOT OK
Vế trái của(6)
VT(6) =8.0
Vế phải của (6)
VP(6) =6.9

Kiểm toán (6)
KT(6) =NOT OK
Do đó ta phải kiểm tra phng trình tương tác:
 b 
2 Dcp
 ≤ 6.25 E (7)
+ 9.35


tw
Fyc
 2t f 
Ta có:
Vế trái của (7)
VT(7) =149.8
Vế phải của (7)
VT(7) =150.5
Kiểm toán (7)
KT(7) => ĐẠT
3.1.6.4.Kiểm toán liên kết dọc của biên chòu nén có mặt cắt đặc chắc
Khoảng cách giữa các liên kết dọc Lb để đảm bảo cho tiếp diện là đặc chắc phải thoả mãn
điều kiện sau: (A6.10.4.1.7)

 M    ry E 
 (8)
Lb ≤ 0.124 − 0.0759 I 





M
F

 p  yc 
Trong đó:
ry= bán kính quán tính của tiếp đối với trục đối xứng thẳng đứng (mm);
M1 =mô men nhỏ hơn do tác dụng của tải trọng tính toán ở mỗi đầu của chiều dài không
được giằng( N.mm);
Mp =Mô men dẻo của tiếp diện ( N.mm);
Tacó :
trên ta đã tính được
Iy = 266906767 mm4
Diện tích tiếp diện dầm
A = 34700
mm2
I
ry = y = 88
mm
A
Chọn khoảng cách giữa các liên kết dọc
Lb = 4500 mm
Ta kiểm toán cho khoảng giữa là bất lợi nhất,nên MX=4,5m =1295727685 Nmm
trên ta đã tính được
Mp = 5040018750 Nmm
Vế phải của (8)
VP(8) = 4500 mm
Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 13

Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Vế trái của (8)
VT(8) = 5330.14 mm
Kiểm toán (8)
KT(8) => ĐẠT
Kết luận: vậy tiếp diện dầm là đặc chắc.
3.1.7. kiểm toán sức kháng uốn
Sức kháng uốn của dầm phải thoả mãn điều kiện sau:( A.6.10.4)
Đối với trường hợp tiếp diện là đặc chắc:
M ≤ M r = ϕ1 × M n
(9)
umax

Trong đó :
ϕ1 = 1 hệ số kháng uốn theo qui đònh; (A6.5.4.2)
Mumax = mô men uốn lớn nhất tại mặt cắt giữa nhòp dầm ở trạng thái giới hạn cường độ I
(Nmm);
Mn = sức kháng uốn danh đònh đặc trưng cho tiếp diện đặc chắc (Nmm);
Tacó:
ϕ1 = 1
Mn= Mp =5.04 x109 N.mm
Vế trái của(9)
VT(9) = 1.684 x109 Nmm
Vế phải của (9)

VP(9) = 5.04 x109 N.mm
Kiểm toán (9)
KT(9) => ĐẠT
3.2.Kiểm toán điều kiện chòu lực cắt
3.2.1.Kiểm toán theo yêu cầu bốc xếp
Đối với các bản bụng khi không costc dọc,phải sử dụng stc đứng nếu:
D
> 150
(10)
tw
Ta có :
1054
= 75
14
KT(10) => không ĐẠT

Vế trái của (10)

VT(10) =

Kiểm toán (10)
Kết luận : không cần sử dụng stc đứng khi bốc xếp.
3.2.2.kiểm toán sức kháng cắt của dầm
3.2.2.1kiểm toán khoang trong
Sức kháng cắt của khoang trong phải thoẫmãn điều kiện sau: (A6.10.7.1)
Vu ≤ Vr = ϕ v × Vn (11)
Trong đó:
Vu= lực cắt tại mặt cắt tính toán;
ϕ v =hệ số kháng cắt theo qui đònh;(A6.5.4.2)
Vn=sức kháng cắt danh đònh của mặt cắt được xác đònh dùi đây.

Ta kiểm toán cho mặt cắt I là mặt cắt bất lợi nhất,do đó : Mu= 536.198 KN.m: Vu= 368.019 kN
M ≤ 0.5 × ϕ1 × M p
Kiểm tra điều kiện : u
Tacó :
Mu= 5.36198 x108 N.mm ≤ 0.5 × 1 × 5.04 × 10 9 = 5.04 x109 N.mm
Khi đó Vn được xác đònh theo công thức sau:
Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 14


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng






0,87(1 − C ) 
C +
2 
 d0  

1+   

D 


Vn = Vp
Trong đó:
Vp= lực cắt dẻo của vách dầm, được xác đònh như sau:
Vp= 0.58 x Fyw x D x tw = 0.58 x 345 x 1050 x 14 =2,94 x106 N
C =Tỷ số của ứng suất oằn cắt và cường độ chảy cắt,ta co C được xác đònh như sau:
(A6.10.7.3.3a)
Trong đó :
5
5
= 5+
= 5,61
2
2
 3000 
k= 5 +  d 0 
 


 1050 
D
1.10
Ek
D
Ek
1,10
≤
≤ 1,38
thì C = D
Fyw t w

Fyw
tw

Ek
Fyw

(11b)

Tacó :
D 1054
Ek
Ek
2.10 5 × 5,61
2.10 5 × 5,61
=
= 75 : 1,10
= 1,10
= 63 : 1,38
= 79
= 1,38
tư
14
Fyw
Fyw
345
345
1.10
Ta có : C = D
tw

Ek
1,10 2.10 5 × 5,61
= 0,84
Fyw = 1050
345
14









0,87(1 − C ) 
0,87(1 − 0,84) 

C +
0,84 +
2 
2 
 d0  

 3000  

1+   
1+ 




D 
1050  


6

Vn = Vp
=2,94 .10
= 25958960 N
Mà Vu= 368019 N < Vr = ϕ1 × Vn = 25958960 N => ĐẠT
3.2.2.2.kiểm toán khoang biên
Sức kháng cắt của khoang biên phải thoả mãn điều kiện sau:
≤ V = ϕ v × Vn = ϕ v × C × V p
Vumax r
(12)
Trong đó
Vumax =426856 N :lực cắt lớn nhất tại gối
6
Vr = 1 × 0.84 × 2,94.10 = 2460818 N
Ta có :
C =0.84
Vậy sức kháng cắt ở khoang biên thỏa mãn điều kiện
3.2.3.tính toán các neo chống cắt

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 15

Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Trong phạm vi bài tập lớn này ta không tính toán phần này và coi như cấu tạo của các neo
chống cắt đã được thản mãn.
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 xấu đến điều kiện khai thác ,ứng suất bản biên chòu mômen dương và
âm,phải thoả mãn điều kiện sau:
Đối với tiếp diện không liên hợp:
f f ≤ 0,80 Rh Fyt (13)
Trong đó:
ff= ứng suất bản biên dầm do TTSD gây ra (MPs)
Rh= hệ số lai, với tiếp diện đồng nhất thì Rh=1.0.
Ta tính toán cho mặt cắt giữa nhòp là mặt cắt bất lợi nhất,do đo :M a = 1323,167 kN.m
M
1,323167 × 10 9
ff = a =
= 102,096MPa < 0,8.Rh .Fyt = 0,8 × 1 × 345 = 276MPa => ĐẠT
S bot
1,296 × 10 7
4.2.kiểm toán độ võng không bắt buộc
Độ võng của dầm phải thoả mãn điều kiện sau đây:
1
∆ ≤ ∆ cp =
L

(14)
800
Trong đó:
L=chiều dài nhòp dầm(m);
D = độ võng lớn nhất do hoạt tải ở TTGHSD,bao gồm cả lực xung kích,lấy trò số lớn hơn của:
+ kết quả tính toán do chỉ một mình xe tải thiết kế ,hoặc
+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 đúngứng với
trường hợp xếp xe sao cho mô men uốn tai 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.
Độ võng lớn nhất(tại mặt cắt giữa dầm)do tải trọng rải đều gây ra được tính theo công thức
của lý thuyết đàn hồi như sau:
5wL4
D=
384 El
Trong đó:
W= tải trọng rải đều trên dầm (N/m);
E =Mô đun đàn hồi củathép làm dầm(Mpa)
I = Mô men quán tínhcủa tiết diện dầm,bao gồm cả bản BTCT mặt cắt đối với dầm liên hợp
(mm4)
Ta có :
Tải trọng rải đều tương đương của xe tải thiết kế(đã nhân hệ số)
Wtruck =1,3m.mgD.LLMi.(1+IM) = 1,3.0,5.0,51.26,5.(1+0,25) =10,99 N/mm
Tải trọng rải đều tương đương của tải trọng làn thiết kế (đã nhân hệ số)
wlane =1,3.mgD.LL=1,3.0,51.9,3 = 6,1659 N/mm
Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 16

Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

=7,1 .10 9 mm
5.10,99.18000 4
∆
=
= 10,579(mm)
Độ võng do xe tải thiết kế
1
384.2.10 5.7,1.10 9
5.6,1659.18000 4
∆2 =
= 5,935(mm)
Độ võng do tải trọng làn thiết kế
384.2.10 5.7,1.10 9
Độ võng do25% xe tải thiết kế cùng với tải trọng làn
∆ 3 = 0,25(∆ 1 + ∆ 2 ) = 0,25(10,579 + 5,935) = 4,1285(mm)
Vậy độ võng lớn nhất là ∆ = 10,597(mm)
1
18000 = 22,5(mm) => ĐẠT
Độ võng cho phép là ∆ cp =
800
4.3.Tính toán độ vồng ngược
Các cầu thép làm độ võng ngược trong khi chế tạo để bù lại do độ võng do tónh tải không hệ
số và trắcdọc tuyến.ở đây ta chỉ xét đến độ võng do tónh tải không hệ số của:
Tónh tải dầm thép và bản BTCT mặt cầu do tiếp diện dầm thép chòu;

Tónh tải lớp phủ mặt cầu và lớp phủ trên cầu.
Ta có :
Tónh tải rãi đều của dầm thép và bản BTCT mặt cầu
WDC = WDC1 +WDC2 =2,72+7,6 = 10,32 N/mm
Tónh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu
WDw=5,2 N/mm
Độ võng do tónh tải không hệ số hay độ võng ngược là: \
5 × (10,32 + 5,2) × 18000 4
∆=
= 14,939(mm)
384 × 2.10 5 × 7,1.10 9
Mô men quán tính của tiếp diện dầm

I

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 chòu uốn
Kiểm tra điều kiện ổn dònh uốn của vách đứng khi chòu tải trọng lặp:
2 Dc
E
≤ 5,70
(15)
tw
Fyw
Trong đó :
Dc = chiều cao của vách chòu nén trong giai đoạn đàn hồi (mm).
Ta có :
Đối với dầm đối xưng kép thì Dc= D 2
Dc

= 525 mm
Vế trái của (15)
VT(15) = 75 mm
Vế phải của (15)
VP(15) = 137 mm
Kiểm toán (15)
KT(15)= OK
Do đó,ứng suất nén đàn hồi lớn nhất phải thoả mãn điều kiện:
Fcf ≤ RhFyc
(16)
Trong đó:
Fcr =ứng suất nén đàn hồi lớn nhất ở bản biên chòu nén khi uốn do tác dụng của tải trọng dài
hạn chưa nhân hệ số và của tải trọng mỏi theo qui đònh,đại diện cho ứng suất nén khi uốn lớn
nhất trong vách (Mpa).
Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 17


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Xếp xe tải mỏi bất lợi nhất cho mặt cắt giữa dầm như sau:

43
Tải trọng trục P1 = 35.0 KN đặt cách gối X1 = 4700 mm tung độ Đah y1 = 2,35
P2 =145.0 KN

X2 = 9000 mm
y2 = 4,5
P3 = 145.0 KN
X3 = 18000 mm
y3 = 0
Tacó:
Mô men do xe tải mỏi tác dụng
M truckf = P1y1 + P2y2 +P3y3 = 35 × 2,35 + 145 × 4,5 + 145 × 0 = 734,8(kN .m)
Tónh tải rải đều của dầm thép và bản BTCT mặt cầu wDc = 10,32 kN/m
Tónh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu
wDw = 5,2 kN/m
L2
= 628,560 kN.m
Mô men do tác dụng của tải trọng dài hạn MDC+DW = ( wDC + wDw )
8
Mô men mỏi
M cf = 2 M truck × mg F (1 + IM )γ + M DC + DW
= 2 × 734,8.10 6 × 0,44 × (1 + 0.15) × 0,75 + 628,56.10 6 = 1,1863.10 9 N.mm
M cf 1,1863.10 9
=
= 91,533 MPa < RhFyc = 1 x 345 = 345 MPa => ĐẠT
Vậy fcf =
S top
1,296.10 7
5.1.2.kiểm toán mỏi đối với vách đứng chòu cắt
ng 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 qui đònh sau
v cf ≤ 0,58CFyw
Trong đó
vcf =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 đònh(Mpa)
Xếp xe tải mỏi bất lợi nhất cho mặt cắt gối như sau:

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 18


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Tải trọng trục P1 = 35.0 KN Đặt cách gối X1 = 13300 mm Tung độ Đah y1 = 0,261
P2 = 145.0 KN
X2 = 9000 mm
y2 = 0,5
P3 = 145.0 KN
X3 = 0.000 mm
y3 = 1
Ta có:
Lực cắt do xe tải mỏi tác dụng
Vtruckf =226,6 kN
Tónh tải rãi đều của dầm thép và bản BTCT mặt cầu
wDC = 10,32 kN/m
Tónh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu
wDW = 5,2 kN/m
Lực cắt do tác dụng của tải trọng dài hạn
VDC+DW = 139,68 kN

Lực cắt mỏi
Vcf = 3,1167 .105 N
Như trên ta có
C = 0.84
Vế trái của (17), coi ứng suất cắt phân bố đều
VT(17) = 21,202 MPa
Vế phải của (17)
VP(17) = 167 MPa
Kiểm toán (17)
KT(17) => ĐẠT
5.2 Kiểm toán mỏi và đứt gãy
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 trò số thích hợp ứng với mọt số lần tác dụng lặp xảy ra trong quá tringf phục
vụ cầu.
Công thức kiểm tra mỏi: (∆F ) n ≥ γ (∆f )
γ
Trong đó
:Hệ số tải trọng mỏi γ = 0,75
∆f
:Biên độ ứng suất do xe tải mỏi gay ra (MPa)
(∆F ) n :sức kháng mỏi danh đònh (MPa)
• Tính biên độ ứng suất do xe tải mỏi gay ra :
M cf
∆f =
S
Trong đó
Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48

Page 19


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

S : Mômen kháng uốn của tiết diện dầm thép (mm3)
Mcf: Mômen uốn tại mặt cắt giữa nhòp dầm do xe tải mỏi ,có nhân hệ số ,xếp ở vò trí
bất lợi nhất gay ra .
Mcf = (1+IM)mgFMtruckcf = (1+0,15) x 0,44 x 1,1863 .109 = 6,001 .108 N.mm
 M cf 
6,001.10 8


γ
(
∆
f
)
=
γ
=
0
,
75
= 34,728 MPa
Vậy
S 

1,296.10 7
 bot 
•
•

Tính sức kháng mỏi danh đònh :
Ta có công thức tính toán như sau :
1

 A 3 1
(∆F ) n =   ≥ (∆F ) TH
2
N
Trong đó :
(∆F ) TH , A :Ngưỡng ứng suất mỏi ,hệ số cấu tạo ,tra bảng theo quy đònh phụ
thuộc 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 kì biên độ ứng suất trong tuổi thọ thiết kế của cầu .theo tiêu chuẩn thì
tuổi thọ thiết kế của cầu là 100 năm
Vậy N = (100 năm) x (365 ngày) x n x (ADTTSL)
n :Số chu kì ứng suất của 1 xe tải ,tra bảng theo quy đònh ,phụ thuộc loại cấu kiện
và chiều dài nhòp .
ADTTSL : số xe tải /ngày trong một làn xe đơn tính trung bình trong tuổi thọ thiết kế :
ADTTSL = p x ADTT
p : Một phần số làn xe tải trong moat làn đơn , tra bảng theo quy đònh ,phụ thuộc
số làn xe có giá trò cho xe tải qua cầu
ADTT : số xe tải /ngày theo moat chiều tính trung bình trong tuổi thọ thiết kế
ADT : số lượng giao thông trung bình hàng ngày / moat làn
k : Tỉ lệ xe tải trong luồng ,tra bảng theo quy đònh phụ thuộc vào cấp đường thiết kế

Ta có

Tra bảng A6.6.1.2.5-1, với chi tiết loại B :
A
= 3,93 .10 12 MPa3
Tra bảng A6.6.1.2.5-3 , với chi tiết loại B
( ∆F ) n = 110
MPa
Tra bảng A6.6.1.2.5-2 ,với dầm giản đơn và L= 18 m : n = 1,0
Tra bảng A3.6.1.4.2-1 ,với số làn xe nL = 2 làn :
p = 0,85
ADT = 35000 xe/làn/ngày
k = 0,2
ADTT = 8000 xe/làn
N = 2,5 .108 chu kì
1
3

1

12
 A   3,93.10  3
(∆F ) n =   = 
= 25,1 MPa
8
 N   2,5.10 
1
1
Và (∆F ) TH = × 110 = 55 MPa
2

2

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 20


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

Do đó (∆F ) n = 55 MPa > γ (∆f ) = 34,728 MPa => ĐẠT
5.2.2 Kiểm toàn đứt gãy
Vật liệu thép làm dầm phải có đọ dẻo dai chống đứt gãy theo quy đònh của tiêu
chuẩn .Thép sử dụng theo các tiêu chuẩn của AÁHOT là thỏa mãn

VI.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƯỜN TĂNG CƯỜNG
1.Bố trí STC đứng
Ta có:
Vậy ta chọn
Khoảng cách giữa các STC đứng trung gian (khoang trong)
Khoảng cách khoang cuối(khoang biên)
Chiều rộng của STC đứng trung gian
Chiều dày của STC đứng trung gian
Ta có hình vẽ bố trí STC đứng như sau

3D = 3150 mm
d0 = 3000 mm

d01 = 1500 mm
bp
= 180 mm
tp
= 16 mm

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 ỏn đònh cục bộ của vách dầm:(A 10.8.1.2)

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 21


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm
50 +

GVHD : Nguyễn Đăng

d
E
≤ b p ≤ 0,48t p
30
Fys

(19)

0,25b f ≤ b p ≤ 16t p (20)
Trong đó
d=chiều cao mặt cắt dầm thép (mm)
tp=chiều dày STC (mm);
bp=chiều rộng STC (mm); bp = 120 mm
Fys=cường độ chảy nhỏ nhất quy đònh của STC (MPa)
Bf=chiều rộng bản cách của dầm (mm).
Ta có :
Vế trái của(19)
VT(19) = 86,7 mm
Vế phải của(19)
VP(19) = 184,91 mm
Kiểm toán (19)
KT (19) => ĐẠT
Vế trái của (20)
VT (20) =100 mm
Vế phải của (20)
VP (20) = 256 mm
Kiểm toán (20)
KT (20) => ĐẠT
2.2.Kiểm toán độ cứng
Độ cứng của nó phải thoả mãn các phương trình sau :(A6.10.8.1.3)
3
It ³ ≥ d 0 t w J
(21)
 Dp
J= 2.5 
 d0

2


 -2.0 ≥ 0.5


(22)

Trong đó:
d0 = khoảng cách giữa các STC đứng trung gian (mm)
Dp= chiều cao D của vách không có STC dọc hoặc chiều cao phụ lớn nhất của vách
có STC dọc.
Ta chỉ xét trường hợp không có STC dọc,nên Dp=D (mm)
It =mômen quán tính của tiêt diện STC đứng trung gian lấy đối với mặt tiếp xúc với
vách.
Khi là STC đơn và với điểm giữa chiều dày vách khi là STC kép(mm 4)
Ta có:
Dp = 1050 mm
d0 = 3000 mm
J = 0.5
tw = 14 mm
bp = 180 mm
tp = 16 mm
Vế trái của (21)
VT (21) = 1,97 .107 mm4
Vế phải của (21)
VP (21) = 4,12 .106 mm4
Kiểm toán (21)
KT (21) => ĐẠT
2.3Kiểm toán cường độ

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 22


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

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 (A6.10.8.1.4)
Fyw

Vu
2
0,15 BDt w (1 − C ) − 18t w 
Vr
 Fys
As ≥ 
(23)
trong đó
Vr =sức kháng cắt tính toán của vách dầm (N)
Vu =lực cắt do tải trọng tính toán ở TTGHCĐI (N);
As =diện tích STC ,tổng diện tích của cả đôi STC (mm2)
B = hệ số ,được xác đònh phụ thuộc loại 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 gối là bất lợi nhất ,khi đó
Vu = 536198 N
Vr = 2598960 N
Vế trái của (23)
VT (23) = 5760 mm2
Vế phải của (23)
VP (23) = -3455,213 mm2
Kiểm toán (23)
KT (23) => ĐẠT
3.Kiểm toán STC gối
3.1.chọn kích thước STC gối
ta chọn
Chiều rộng của STC gối
bp = 180 mm
Chiều dày của STC gối
tp = 16 mm
Số đôi của STC gối
ng = 1 đôi
Chiều rộng đoạn vát góc của STC gối
4tw = 56
mm

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 23

Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

3.2 Kiểm toán độ mảnh
Độ mảnh của STC gối phải thoả mãn điều kiện sau :(A6.10.8.2.2)
E
≤
Fý
bp 0.48tp
(24)
Trong đó :
bp = chiều rộng của STC gối(mm);
tp = chiều dày của STC gối (mm);
Ta có:
Vế trái của (24)
VT (24) = 180 mm2
Vế phải của (24)
VP (24) = 185 mm2
Kiểm toán (24)
KT (24) => ĐẠT
3.3Kiểm toán sức kháng tựa
Sức kháng tựa tính toán ,Br phải được lấy như sau:
Br = ϕ b ApuFys ≥ Ru =Vu
Trong đó:
ϕ b = hệ số sức kháng tựa theo quy đònh ;(A6.5.4.2)
Apu = diện tích phần chìa của STC gối ở bên ngoài các đường hàn bản bụng và bản
cánh ,nhưng không vượt ra ngoài mép của bản cánh (mm2)
Ta có:

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 24


Bài Tập Lớn: Kết Cấu Thép
Điềm

GVHD : Nguyễn Đăng

ϕb

= 1.0
VT (25)= 1369860 N
VP (25) = 426856 N
KT (25) => ĐẠT

Vế trái của (25)
Vế phải của (25)
Kiểm toán (25)

3.3 Kiểm toán sức kháng nén dọc trục
STC gối cộng một phần vách phối hợp như một cột để chòu lực nén dọctrục
Đối với STC được hàn vào bản bụng,diện tích có hiệu của tiết diện cột
được lấy bằng lấy bằng diện tích tổng cộng các thành phần của STC và
một đoạn vách nằm tại trọng tâm không lơn hơn 9tw sang mỗi bên của các cấu kiện phía
ngoài của nhóm STC gối
Điều kiện kiểm toán

Pr = ϕ c Pn ≥ Ru=Vu

Trong đó :
ϕ c = hệ số sức kháng nén theo quy đònh;(A6.5.4.2) ( ϕ c = 0,9)
Pn= sưc kháng nén danh đònh ,được xác đònh như sau :(A4.6.2.5)
λ
Nếu λ ≤ 2.25 thì Pn= 0,66 FysAs
Nếu λ > 2.25 thì Pn= 0.88FysAs/ λ

Trần Lê Kim Đĩnh

Lớp:Đường ơ tơ & sân bay_k48
Page 25