Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (726.76 KB, 101 trang )

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH

SỚ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU
1.1 Sớ liệu chung.
- Qui mơ thiết kế : cầu được thiết kế vĩnh cửu bằng dầm thép liên hợp BTCT.
- Tần śt thiết kế :P=1%.
- Quy trình thiết kế:22TCN272-05.
- Chiều dài nhịp :L= 33 m.
- Điều kiện thơng thùn :Sơng thơng thùn cấp V,tra bảng cấp thơng thùn của
sơng ta có:
+ Bề rợng thơng thùn :
Btt = 28 m.
+ Tĩnh khơng thơng thùn :
H tt = 3,5 m.
- Khở cầu : G8 + 2x1,5 + 2x 0,5 (m).
+ Bề rợng phần xe chạy :
Bxe = 7 m.
+ Lề người đi bợ: 2x1,5 m =>
blề = 1,5 m.
+ Chân lan can : 2x0.5 m
=>
bclc = 0,5 m.
+ Bề rợng toàn cầu : Bcầu = 7+2x1,5+2x0,5 = 11 m.
- Tải trọng thiết kế :
+ Tải trọng HL93.+3. 10 −3 MPa
+ Người đi bợ :3x10-3 Mpa = 300 kG/m2.
- Vật liệu chế tạo kết cấu :
+ Thép Hợp kim
+ Bê tơng cớt thép có cường đợ chịu nén f c′ = 30 Mpa.
- Liên kết dầm :

+ Liên kết dầm chủ bằng tở hợp hàn
+ Liên kết mới nới dầm bằng bu lơng cường đợ cao.

1.2. Tính chất vật liệu chế tạo dầm.
- Thép chế tạo neo liên hợp :Cường đợ chảy qui định nhỏ nhất : fy = 420Mpa.
- Cớt thép chịu lực bản mặt cầu : đợ chảy qui định nhỏ nhất : fy = 420 Mpa.
- Vật liệu chế tạo bản mặt cầu :Bê tơng cấp A
'

+ Cường đợ chịu nén của bản bê tơng t̉i 28 ngày : f c =30 Mpa.
+ Trọng lượng riêng của bản bê tơng :γ c =2,5 T/m3 = 25 kN/m3.
+ Mơ đun đàn hời của bêtơng được tính theo cơng thức :

E c = 0,043 × γ1,5c f c′ = 0,043 × 25001,5 × 30 = 29440.1 Mpa

- Vật liệu thép chế tạo dầm : Thép hợp kim M270M cấp 345W:
+ Cấp thép 345 W (thép chớng gỉ).
+ Giới hạn chảy của thép : fy = 345 Mpa.
+ Giới hạn kéo đứt thép ; fu = 485 Mpa.
+ Mơ đun đàn hời của thép : Es = 2,1x 105 Mpa.
+ Hệ sớ qui đởi từ bê tơng sang thép :
1. Khi khơng xét đế từ biến : n = 8.
2. Khi có xét đến từ biến :
n’ = 24.
Ghi chú : Kí hiệu W của thép là thép chớng gỉ.

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

-1-

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
1.3. Xác định các hệ sớ tính toán .
-Hệ sớ tải trọng :
+ Tĩnh tải giai đoạn I:
γ 1=1,25 và 0,9.
+ Tĩnh tải giai đoạn II : γ 2 = 1,5 và 0,65.
+ Hoạt tải HL93 và đoàn người : γ h=1,75 và 1,0
- Hệ sớ xung kích : 1+IM =1,25 (chỉ tính với xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế).
- Hệ sớ làn :Trong mỡi trường hợp tải trọng nếu chiều dài nhịp L tt ≥ 25m thì phải xét
thêm hệ sớ làn xe m (giá trị này mặt định là 1).
+ Theo tiêu ch̉n 22TCN 272-05 thì hệ sớ làn m được lấy như sau :

Bảng hệ sớ làn xe m
Sớ làn n
1
2
3
>3

Hệ sớ làn m
1,2
1,0
0,85
0,65

+ Ở đây do cầu được thiết 2 làn nên ta lấy hệ sớ làn : m =1,0

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

-2-

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH

2.KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA DẦM CHỦ
2.1 Chiều dài tính toán KCN
- Chiều dài nhịp : L= 33 m
- Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gới: a = 0,3 m
⇒ Chiều dài tính toán KCN:
Ltt = L-2a = 33 - 0,6 = 32.4 m

2.2 Lựa chọn sớ dầm chủ trên mặt cắt ngang
2.2.1 Trường hợp sớ dầm ít: ndc=2÷ 4
- Ưu điểm : giảm chi phí thép chế tạo dầm và giảm chi phí thi cơng cầu .
- Nhược điểm:Nợi lực trong dầm lớn do đó phải tăng chiều cao dầm dẫn đến tăng chiều
dài cầu cũng như chiều cao đất đắp nền đường đầu cầu→ tăng tởng chi phí xây dựng cơng
trình.
- Trong trường hợp sớ dầm ít thì hệ sớ phân bớ ngang thường được tính theo phương
đòn bẩy.

2.2.2 Trường hơp sớ dầm nhiều nhiều : ndc >4

- Ưu điểm :Nợi lực trong dầm nhỏ do đó giảm chiều dầm cũng như chiều dài cầu và
chiều cao đất đắp nền đương đầu cầu do đó giảm được tởng chi phí xây dựng cơng trình.
- Nhược điểm:Tăng chi phí vật liệu thép chế tao dầm cũng như chi phí thji cơng KCN
do sớ cụm dầm phải lao lắp lớn hơn và đờng thời tăng tĩnh tải mặt cầu.
- Khi lựa chọn sớ dầm nên đảm bảo khoảng cách giữa các dầm S =1.2÷ 2.4 m là hợp
lý nhất, khơng nên thiết kế khoảng cách giữa các dầm chủ lớn hơn 3m ,vì khi đó bản mặt cầu
làm việt rất bất lợi.Đờng thời liên kết ngang giữa các dầm kém nên khơng đảm bảo đợ cứng
cho kết cấu nhịp , khi đó cầu sẽ bị dao đợng lớn.
Trong bài toán thiết kế này căn cứ vào bề rợng thiết kế của cầu bằng 11m nên ta chọn
trường hợp sớ dầm chủ nhiều: n=5 dầm chủ.

2.3. Qui mơ thiết kết mặt cắt ngang cầu .
-Mặt cắt ngang cầu:
(hình vẽ)

- Các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang cầu :

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

-3-

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
CÁC KÍCH THƯỚC

KÍ HIỆU

GIÁ TRI

ĐƠN VI

Bề rợng làn xe chạy

Bxe

700

Cm

Sớ làn xe thiết kế

n1

2

làn

Lề người đi bợ

ble

2x150

cm

Chiều rợng gờ chắn bánh

bgc

0

cm

Chiều cao gờ chắn bánh

hgc

0

cm

Chiều rợng chân lan can

bclc

2x50

cm

Chiều cao chân lan can

hclc

50

cm

Chiều rợng toàn cầu

Bcau

1100

cm

Sớ dầm chủ thiết kế

n

5

dầm

Khoảng cách giữa các dầm chủ

S

220

cm

Chiều dài cánh hẩng

de

110

cm

2.4. Chiều cao dầm chủ
-Chiều cao dầm chủ được lựa chọn phụ tḥc vào:
+ Chiều dài nhịp tính toán: Ltt
+ Sớ lượng dầm chủ trên mặt cắt ngang.
+ Quy mơ của tải trọng khai thác.
- Xác định chiều cao của dầm chủ theo điều kiện cường đợ:
Mu ≤ M r
Trong đó:
+ Mu : Momen tính toán lớn nhất do tải trọng sinh ra.
+ Mr : Sức kháng ́n lớn nhất của mặt cắt dầm chủ.
- Xác định chiếu cao của dầm chủ theo điều kiện đợ cứng(đợ võng):
∆LL ≤ [∆]
Trong đó:
+ ∆LL : Là đợ võng của kết cấu nhịp do hoạt tải.
+ [∆]:Đợ võng cho phép:
L
1.Tải trọng xe nói chung: [ ∆ ] =
800
2. Tải trọng xe , tải trọng người đi bợ hoặc kết hợp cả hai tải trọng này:
[ ∆] = L
1000
- Xác định chiều cao dầm thép theo kinh nghiệm:
H
1
+ Chiều cao dầm thép : sb ≥
L
30

H
1
+ Chiều cao toàn bợ dầm liên hợp : cb ≥
L
25
Với Hsb : Là chiều cao dầm thép (Steel beam).
Hcb : Là chiều cao dầm liên hợp(Composite Beam).
- Ngoài ra việc lựa chọn chiều cao dầm thép cần phải phù hợp với bề rợng của các bản
thép hiện có trên thị trường để tránh vịc phải cắt ghép bản thép 1 cách bất hợp lý.

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

-4-

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
- Trong bước tính toán sơ bợ ta chon chiều cao dầm thép theo cơng thức:
H sb
1
1
≥
⇒ H sb ≥
× 32.4 = 1.08 m
L
30
30

→ Chọn chiều cao dầm thép :
+ Chiều cao bản bụng :
D w = 150 cm.
+ Chiều dày bản cánh trên (Top flange):
t t = 3 cm.
+Chiều dày bản cánh dưới (Bottom flange) : tb = 3 cm.
+Chiều cao toànb bợ dầm thép : Hsb = 150+3+3 = 156cm = 1,56m.

2.5. Cấu tạo bản bê tơng mặt cầu
- Kích thước của bản bê tơng xác định theo điều kiện bản chịu ́n dưới tác dụng của
tải trọng cục bợ.
- Chiều bản thường chọn : ts =( 16 ÷25 ) cm.
- Theo quy định của 22TCN 272-05 thì chiều dày của bản bê tơng mặt cầu phải lớn hơn
175 mm. Đờng thời còn phải đảm bảo theo điền kiện chịu lực và thường lấy theo bảng 5.1
(À.5.2.6.3-1).
=> Ở đây ta chọn chiều dày bản bê tơng mặt cầu lan t s = 20 cm.
- Bản bê tơng có thể cấu tạo vút dạng đường vát chéo, theo dạng đường cong tròn
hoặc có thể khơng cần cấu tạo vút.Mục đích của việc cấu tạo vút bản bêtơng lá nhằm tăng
chiều cao dầm => tăng khả năng chịu lực của dầm và tạo ra chỡ để bớ trí hệ neo liên kết.
- Kích thước cấu tạo bản bêtơng mặt cầu:
+ Chiều dày bản bêtơng :
ts = 20 cm.
+ Chiều dày vút bản :
th = 12 cm.
+ Bề rợng vút bản :
bh = 12cm.
+ Chiều dài phần cánh hẫng :
de = 110 cm.
+ Chiều dài phần cánh phía trong: S/2 = 110 cm.

Hình 3: Cấu tạo bản bê tơng mặt cầu
Ghi chú:
+ Bản bê tơng: Slab.
+ Vút dầm: hounch.

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

-5-

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
2.6 Tởng hợp kích thước dầm chủ
- Mặt cắt ngang dầm chủ:

Hình 4: cấu tạo mặt cắt ngang dầm chủ
- Cấu tạo bản bụng (web)
+ Chiều cao bản bụng:
Dw = 150 cm
+ Chiều dày bản bụng:
tw =
2 cm
- Cấu tạo bản cánh trên: do có bản bê tơng chịu nén nên bản cánh trên của dầm thép
chỉ cần cấu tạo đử để bớ trí neo lien kết với bản bê tong, vì vậy kích thước của bản cánh trên
thường nhỏ hơn kích thước của bản cánh dưới:
+ Bề rợng bản cánh trên :
bt = 40 cm

+ Sớ tập bản cánh trên :
nt = 1 tập
+ Chiều dày mợt bản:
t = 3 cm
+ Tởng chiều dày bản cánh trên:tt = 1 x 3 = 3 cm
- Cấu tạo bản cánh dưới:
+ Bề rợng bản cánh trên :
bt = 70 cm
+ Sớ tập bản cánh trên :
nt = 1 tập
+ Chiều dày mợt bản:
t = 3 cm
+ Tởng chiều dày bản cánh trên:tt = 1 x 3 = 3 cm
- Tởng chiều cao dầm thép: Hsb = 150+3+3 = 156 cm
- Cấu tạo bản bê tong: chiều dày bản;ts = 20 cm, chiều cao vút bản: th = 12 cm
- Chiều cao toàn bợ dầm lien hợp: Hcb = 156 + 12 + 20 = 188 cm

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

-6-

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH

3. XÁC ĐINH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT DẦM CHỦ
3.1 Các giai đoạn làm việc của cầu dầm liên hợp.

- Tùy theo biện pháp thi cơng kết cấu nhịp mà cầu dầm liên hợp có các giai đoạn làm
việc khác nhau. Do đó khi tính toán thiết kế cầu dầm liên hợp thì ta phải phân tích rõ quá trình
hình thành kết cấu trong các giai đoạn làm việc từ khi chế tạo, thi cơng đến khi đưa kết cấu
nhịp vào khai thác.
a. Trường hợp 1 : Cầu dầm lien hợp thi cơng theo biện pháp lắp ghép hoặc lao kéo
dọc khơng có đà giáo hay trụ tạm đỡ dưới. trong TH này dầm liên hợp làm việc theo 2 giai
đoạn:
Dầ
m thé
p

GĐ I: Sau khi thi công xong dầm thé
p
Bả
n bêtô
ng

GĐ I: Sau khi đổbả
n bêtô
ng mặ
t cầ
u
Hoạt tả
i
Lớ
p phủmặ
t cầu

GĐ II: Giai đoạn khai thá
c

hình 5 : TH thi cơng KCN theo biện pháp lao kéo dọc.

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

-7-

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH

ts

bs

Hình 6a: Mặt cắt tính toán GĐI

tv
Hdt
Hdc

Dw

I

Y1

II

I

Z1

Dc2

tc
bt

II

tt

tt

Y1

I

Dw
Hdt

tw
I

Dc1

tc

bc

bt

Hình 6a: Mặt cắt tính toán GĐII

- Giai đoạn 1: khi thi cơng xong dầm thép.
+ Mặt cắt tính toán: là mặt cắt dầm thép.
+ Tải trọng tính toán: (tĩnh tải gai đoạn 1)
Trọng lượng bản thân dầm
Trọng lượng hệ liên kết dọc và ngang.
Trọng lượng bản bê tong và những phần bê tong được đở cùng với bản.
- Giai đoạn 2: khi bản mặt cầu đã đạt cường đợ và tham gia làm việc tạo ra hiệu ứng
liên hợp giữa dầm thép và bản bê tơng cớt thép.
+ Mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp thép-BTCT
+ Tải trọng tính toán:
1. Tĩnh tải giai đoạn 2: bao gờm lớp phủ mặt cầu, chân lan can, gờ chắn bánh (nếu
các bợ phận này được đở bê tơng hoặc lắp ghép sau khi tháo dỡ ván khn bản bê tơng mặt
cầu…)
2. Hoạt tải

b. Trường hợp 2: Cầu dầm liên hợp thi cơng theo biện pháp lắp ghép trên đà giáo cớ
định hoặc có trụ tạm đỡ dưới.

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

-8-

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH

B?n bê
tơng

D?m thép

Giai do?n I: Giai do?n thi cơng
Ho?t t?i

D?m thép

B?n bê
tơng

L? p ph? m?t c?u

Giai do?n II: Giai do?n khai thác

Hình 7: trường hợp thi cơng KCN trên đà giáo cớ định.
- Giai đoạn 1: Trong giai đoạn thi cơng thì toàn bợ trọng lượng của kết cấu nhịp và tải
trọng sẽ do kết cấu đà giáo đỡ dưới chịu, như vậy trong giai đoạn này mặt cắt dầm chưa làm
việc.
- Giai đoạn 2: Sau khi đỡ đà giáo thì trọng lượng của kết cấu nhịp mới trùn lên các
dầm chủ, mặt cắt làm việc trong giai đoạn này là mặt cắt lien hợp. như vậy tải trọng tá dụng
lên dàm chủ sẽ gờm:

+ Tĩnh tải giai đoạn I.
+ Tĩnh tải giai đoạn II.
+ Hoạt tải.
=> Ở đây ta giả thiết cầu được thi cơng theo biện pháp lắp ghép bằng cần cẩu hoặc lao kéo
dọc nên cầu dầm lien hợp làm việc theo 2 giai đoạn như đã phân tích.

3.2. Xác định đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn I
- Giai đoạn I: Khi thi cơng xong dầm thép và đã đở bản bê tong mặt cầu, tuy nhiện giữa
dầm thép và bản bê tong chưa tạo ra hiệu ứng lien hợp.
- Mặt cắt tính toán: mặt cắt dầm thép.
- Diện tích mặt cắt dầm thép (diện tích mặt cắt ngun):
ANC = bc .t c + bt .t t
- Xác định mơmen tĩnh của tiết diện với trục 0-0 đi qua đáy dầm thép:
t
D
t
S O = bc .t c .( H sb − c ) + DW .t w .( W + t t ) + bt .t t . t
2
2
2
- Khoảng cách từ đáy dầm đến TTH mặt cắt giai đoạn I:
S
Y1 = 0
ANC

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

-9-

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH

Dc1

tc

bc

I

tt

Y1

I

Dw
Hdt

tw

bt

Hình 8 : Mặt cắt dầm GĐI
- Chiều cao phần sườn dầm chịu nén:
DC1 = H sb − t c − Y1

- Xác định mơmen quán tính của mặt cắt dầm đới với trục TH I-I.
t .D 3
D
+ Mơmen quán tính bản bụng: I w = w w + t w .Dw .( w + t t − Y1 ) 2
12
2
3
b .t c
t
+ Mơmen quán tính bản cánh chịu nén: I cf = c
+ t c .bc .( H sb − Y1 − c ) 2
12
2
3
b .t t
t
+ Mơmen quán tính bản cánh chịu kéo: I tf = t
+ t t .bt .(Y1 − t ) 2
12
2
+ Mơmen quán tính của tiết diện dầm thép: I NC = I W + I cf + I tf
- Xác định mơmen tĩnh của mặt cắt dầm thép đới với trục trung hòa I-I:
S NC

tC
( H sb − Y1 − t c ) 2
= bc .t c .( H sb − Y1 − ) +t w .
2
2

- Bảng kết quả tính toán ĐTHH mặt cắt dầm chủ giai đoạn I.
CÁC ĐẠI LƯỢNG

KÍ HIỆU

GIÁ TRI

ĐƠN VI

Diện tích mặt cắt dầm thép

ANC

630

cm 2

Mơmen tĩnh mặt cắt đới với đáy dầm

SO

42255

cm 3

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 10 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
Khoảng cách từ đáy dầm đến TTH I-I

Y1

67,071

cm

Mơmen quán tính phần bản bụng

IW

598334,9

cm 4

Mơmen quán tính phần cánh trên

I ct

917379,6

cm 4

Mơmen quán tính phần cánh dưới

I tf

903064,3

cm 4

Mơmen quán tính phần dầm thép

I NC

2418747

cm 4

Mơmen tĩnh mặt cắt đới với TTH I-I

S NC

17875,15

cm 3

Iy

101850

cm 4

MMQT của mặt cắt dầm đới với trục OY

3.3. Xác định đặc trưng hình học mặt cắt giai đoạn II
3.3.1. Mặt cắt tính toán.
- Giai đoạn 2: Khi bản mặt cầu đã
đạt cừờng đợ và tham gia làm việc tạo ra
hiệu ứng lien hợp giữadầm thép và bản BTCT
- Mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp
=> Đặc trưng hình học của mặt cắt giai
đoạn II là đặc trưng hình học của tiết diện
liên hợp.

II

Z1
Dw
Hdt

II

Hdc

Dc2

tc

tv

ts

bs

I

tt

Y1

I

bt

Hình 9: mặt cắt dầm giai đoạn II.

3.3.2. Xác định bề rộng tính toán của bản bê tơng.
- Trong tính toán khơng phải toàn bợ bản bê tơng mặt cầu tham gia làm việc chung vói
dầm thép theo phương dọc cầu. bề rợng bản bê tơng làm việc chung với dầm théo hay còn gọi
là bề rợng có hiệu phụ tḥc vào nhiều ́u tớ như chiều dài tính toán của dầm, khoảng cách
giữa các dầm chủ và bề dày bản bê tơng mặt cầu. các quy trình khác nhau có những qui định
khác nhau về bề rợng có hiệu này nhưng tựu chung lại đây là phần bề rợng chịu chính cùng
dầm chủ, ngoài bề rợng này bản bê tơng chủ ́u làm việc theo phương ngang cầu, nợi lực khi
làm việc theo phương dọc cầu là nhỏ.
- Khi tính bề rợng bản cánh dầm hữu hiệu, chiều dài nhịp hữu hịu có thể lấy bằng
nhịp thực tế đới với các nhịp giản đơn và bằng khoảng cách giữa các điểm thay đởi mơmen
́n (điểm ́n của biếu đờ mơmen) của tải trọng thường xun đới với các nhịp liên tục, thích
hopự cả mơmen âm và mơmen dương.
- Theo 22TCN 272 – 05 bề rợng bản cánh (bản bê tơng) lấy như sau:
- Xác định b1 : lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 11 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
Biểu đờ ứng śt pháp
bs

b2

ts

b1

Hcb

de

S

1
1
Lu = × 3240 = 405 cm
8
8
1
1 1 

+ 6t s + max  t w ; bc  = 6.10 + .40 = 130 cm
4
2 4 
+

+ d e = 110 cm
=> vậy : b1 = 110 cm
- xác định b2 : lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau:
+

1
1
Lu = × 3240 = 405 cm
8
8

1 
1
1
+ 6t s + max  t w ; bc  = 6 × 20 + × 40 = 130 cm
4 
4
2
S
+ = 110 cm
2
=> Bề rợng tính toán của bản cánh dầm biên: bs = b1 + b2 = 110 + 110 = 220 cm
=> Bề rợng tính toán của bản cánh dầm trong: bs = 2b2 = 2 × 110 = 220 cm
Trong đó :
+ Ltt : Chiều dày tính toán nhịp.

+ t s : Chiều dày bản bê tơng mặt cầu.
+ bs : Bề rợng tính toán của bản bê tơng.
+ S : Khoảng cách giữa các dầm chủ
+ bc : Bề rợng bản cánh trên của dầm thép
+ t w ; Chiều dày bản bụng của dầm thép

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 12 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
+ d e : Chiều dài phần cánh hẫng.

3.3.3.Xác định hệ sớ quy đởi từ bêtơng sang thép:
-Vì tiết diện liên hợp có hai loại vật liệu là thép và bê tơng nên khi tính đặc trưng hình
học ta tính đởi về mợt loại vật liệu .Ta tính đởi phần bê tơng sang thép dựa vào hệ sớ n là tỷ sớ
giữa mơđun đàn hời của thép và bê tơng
+Trường hợp chịu lực ngắn hạn (khơng xét hiện tượng từ biến của bêtơng):
E
n= s
Ec
+Trường hợp chịu lực dài hạn (có xét hiện tượng từ biến của bêtơng):
E
n' = s
Ec

Trong đó:
+ Es : là mơđun đàn hời của thép Es = 2,1.10 5 MPa
+ Ec : là mơđun đàn hời của bê tơng phụ tḥc vào loại bêtơng, Ec =29440,1 Mpa
gd

+E c : là mơđun đàn hời giả định của bêtơng khi có xét đến hiện tượng tư biến, thường
gd
lấy Ebt = 0,33.Ebt

Ec = 0, 043.γ c1,5 . f c'
Với:+ γ c :Trọng lượng riêng của bê tơng , với bê tơng thơng thường có thể lấy
γ c = 2500kG / m3 = 2,5T / m3
'
'
+ f c :Cường đợ quy định của bêtơng ở t̉i 28 ngày, f c = 30 Mpa

BẢNG:HỆ SỐ QUY ĐỔI TỪ BÊTƠNG SANG THÉP
STT

f c ’(MPa)

N

n’=3n

1

16 ≤ f c ’<20

10

30

2

20 ≤ f c ’<25

9

27

3

25 ≤ f c ’<32

8

24

4
7
21
32 ≤ f c ’<41
'
-Với f c = 30
Mpa, ta lấy hệ sớ quy
5
6
18
≤

41
f
c’
đởi từ bêtơng sang
théplàn n = 8 và n ' =
24
⇒ Khi tính toán phần bêtơng bản mặt cầu được tính đởi sang thép bằng cách chia đặc
trưng hình học của phần bêtơng cho hệ sớ n (khi khơng xét từ biến) hoặc n ' (khi có xét đến từ
biến)

3.3.4Xác định ĐTHH của mặt cắt liên hợp ngắn hạn
- Mặt cắt lien hợp ngắn hạn được sử dụng để tính toán đới với các tải trọng ngắn han
như hoạt tải, trong giai đoạn này ta khơng xét đến hiên tượng từ biến.
- Cớt thép trong bản bê tơng mặt cầu được bớ trí thành hai lưới với các đạc trưng hình
học cơ bản sau;
πd 2
+ Diên tích cớt thép ở lưới trên: A rt = nrt . rt
4

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 13 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
π d rb 2

4
=
+ Diê n tích cớt thép trong bản : A r A rt + A rb
+ Khoảng cách từ trong tâm cớt thép đến mép trên c ủa dầm thép:
Art .(ts + th − art ) + Arb .(arb + th )
Yr =
A rt + A rb
+ Diên tích cớt thép ở lưới dưới: A rb = nrb .

Trong đó:
+ nrt , d rt , Art : Sớ thanh,đường kính và diện t ích cớt thép ở lươi trên.
+ nrb , d rb , Arb :Sớ thanh,đường kính và diện tích cớt thép ở lưới dưới
+ a rt , arb : Khoảng cách từ tim lưới cớt thép trên và dưới đến mép bản bêt ơng
+ t s : Chiều dày của bản bêtơng.
+ t h : Chiều dày của vút dầm
+ Y r :Khoảng cách từ trong t âm của cớt thép trong bản đến mép trên dầm thép
(Trong tính toán có thể bỏ qua cớt thép của bản mặt cầu)
-Tính diên tích mặt cắt:
1
+Diện tích bản bêtơng: A s = bs .t s + bc .th + 2. .bh .th
2
+Diện tích tính đởi của mặt cắt liên hợp ngắn hạn:
A
A ST = ANC + S + Ar
n
Trong đó:
+ A r : Diện tích cớt thép bớ trí trong bản bêtơng
+ A NC :Diện tích dầm thép
+ A ST : Diện tích của mặtc ắt liên hợp ngắn hạn
- Mơmen tĩnh của tiết diện liên hợp đới với TTHI-I của tiết diện thép

t
t
1
S x ' = S NC + {bs .t s .( H sb − Y1 + th + s ) + bc .th .( H sb − Y1 + h )
n
2
2
1
2
+2. .th .bt ( H sb − Y1 + .th )}+A r ( H sb − Y1 + Yr )
2
3
- Khoảng cách từ trong tâm tiết diện dầm thép đến trong tâm tiết diện liên hợp (khoảng
cách từTTH I-I đến TTH II-II).
Sx '
Z1=
AST
- Chiều cao phần sườn dầm chịu nén đàn hời: D c 2 = H sb − tc − Y1 − Z1
- Xác định momen quán tính của tiết diện liên hợp:
+ Mơ men quán tính của phân dầm thép :

I

II
NC

II

2

= I NC + A NC.Z 1

+ Mơ men quán tính của phần bê tơng :
2

t 
1  bs ts3
Is = 
+ bs hs ( H sb − Y1 − Z1 + th + s ÷
n  12
2

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 14 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
+ Mơ men quán tính của phần vút bản cánh :
th 2
bhth3
1 bc th3
1
2
Ih = (
+ bc th ( H sb − Y1 − Z1 + ) + 2

+ 2 bhth ( H sb − Y1 − Z1 + th ) 2
n 12
2
36
2
3
+ Mơ men quán tính của phần cớt thép trong bản
I r = Ar ( H sb − Y1 − Z1 + Yr ) 2
+ Mơ men quán tính của tiết diện liên hợp
II
I ST = I NC
+ IS + Ih + Ir
- Xác định mơ men tĩnh của bản bê tơng với TTH II-II của tiết diên liên hợp
t 
t  1
1
2 



S s =  ( b1 + b2 ) ts  H sb − Y1 − Z1 + th + s ÷ + bc th  H sb − Y1 − Z1 + h ÷ + 2 thbh  H sb − Y1 − Z1 + th ÷ + Ar (H sb − Y1 − Z1 + Yr )
n
2
2 2
3 




3.3.5. Xác định ĐTHH của mặt cắt liên hợp dài hạn (Long-term section).

- Mặt cắt liên hợp dài hạn được sử dụng để tính toán đới với các tải trọng lâu dài như
tĩnh tải giai đoạn II, co ngót khi đó ta xét đến ảnh hưởng của hiện tượng từ biến.
Trong trường hợp có xét tới hiện tượng từ biến thì các đặc trưng hình học của mặt cắt được
tính tương tự như khi khơng xét từ biến, chỉ thay hệ sớ n bằng n’

3.3.6 Kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm chủ giai đoạn II.
- Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm biên :

Bảng tính kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm biên :
ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC
CỦA DẦM BIÊN

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

MC NGẮN HẠN
KÍ HIỆU

GIÁ TRI

- 15 -

MC DÀI HẠN
KÍ
GIÁ TRI
HIỆU

ĐƠN
VI

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
Bề rợng cánh hẫng
Bề rợng cánh trong
Bề rợng tính toán của bản bê tơng
Diện tích bản bê tơng
Diện tích phần vút bản
Diện tích toàn bợ bản bê tơng
Diện tích mặt cắt tĩnh đởi

b1
b2
bs
Aso
Ah
As
Ast

Mơ men tĩnh của Mc với truc I-I
Khoảng cách từ TTH I-I đến II-II

Si x
Z1

MMQT của dầm thép với trục II-II
MMQT của bản bê tơng với trục II-II
MMQT phần vút bản với trục II-II

MMQT mặt cắt liên hợp với trục II-II
MM tĩnh của bản với trục II-II

IIINC
Is
Ih
Ist
Ss

100
100
200
4000
624
4624
1208
62905.54
52.07

b1
b2
bs
A'so
A'h
A's
A'st

4127126.76
1748673.82
147278.47

6023079.05
32806.70

cm
cm
cm
cm2
cm2
cm2
cm2

Si'x
Z1'

100
100
200
166.67
26
192.67
822.67
20968.51
25.49

III'NC
Is'
Ih'
Ist'
Ss'

2828033.9
1222264.8
127353.88
4177652.5
16057.735

cm3
cm3
cm3
cm3
cm3

cm3
cm

Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm trong :

Bảng tính đặc trưng hình học của mặt cắt.
ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC
CỦA DẦM TRONG
Bề rợng cánh hẫng
Bề rợng cánh trong

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

KHƠNG XÉT TỪ BIẾN
KÍ HIỆU
GIÁ TRI
100

b1
100
b2

- 16 -

CĨ XÉT TỪ BIẾN
KÍ HIỆU
GIÁ TRI
b1
100
b2
100

ĐƠN
VI
cm
cm

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
Bề rợng tính toán của bản bê tơng
Diện tích bản bê tơng
Diện tích phần vút bản
Diện tích toàn bợ bản bê tơng
Diện tích mặt cắt tĩnh đởi
Mơ men tĩnh của Mc với truc I-I

Khoảng cách từ TTH I-I đến II-II

bs
Aso
Ah
As
Ast
Six
Z1

MMQT của dầm thép với trục II-II
MMQT của bản bê tơng với trục II-II
MMQT phần vút bản với trục II-II
MMQT mặt cắt liên hợp với trục II-II
MM tĩnh của bản với trục II-II

IIINC
Is
Ih
Ist
Ss

200
4000
624
4624
1208
62905.54
52.07
4127126.76

1748673.82
147278.47
6023079.05
32806.70

bs
A'so
A'h
A's
A'st
Si'x
Z1'

200
166.67
26
192.67
822.67
20968.51
25.49

cm
cm2
cm2
cm2
cm2
cm3
cm

III'NC

Is'
Ih'
Ist'
Ss'

2828033.9
1222264.8
127353.88
4177652.5
16057.735

cm3
cm3
cm3
cm3
cm3

3.4Xác định đạc trưng hình học mặt cắt giai đoạn chảy dẻo
3.4.1Mặt cắt chảy dẻo
- Giai đoạn 3: Khi ứng śt trên toàn mặt cắt đều đạt đến giới hạn chảy
- Mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp ⇒ đặc trưng hình hoc mặt cắt giai đoạn III là đặc
trưng hình hoc của tiết diện liên hợp

II

II

Hdc

III

Z1
Dw
Hdt

III

Dc2

tc

tv

ts

bs

I

tt

Y1

I

bt

Hình 13:Mặt cắt dầm giai đoạn chảy dẻo
3.4.2Xác định vị trí trục trung hòa dẻo(PNA)
- Mặt cắt dầm làm việc trong giai đoạn chảy dẻo khi tất cả các phần trên mặt cắt đều đã đạt

đến giới hạn chảy
- Tính lực dẻo của các phần của mặt cắt dầm:
+ Lực dẻo tại bản cánh chịu kéo của dầm thép : P t =F yt .b t .t t

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 17 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
+ Lực dẻo tại bản cánh chịu nén của dầm thép;
+ Lực dẻo tại sư ờn dầm th ép :
+ Lực dẻo tại trọng t âm bản b ê t ơng:
+ Lực dẻo x́t hiện tại cớt thép bản phía trên :

P c =F yc .b c tc
pW = Fyw .Dw .tw
Ps = 0.85. f c, . As
Prt = Fyrt . Art

Prb = Fyrb . Arb
+ Lực dẻo x́t hiện tại cớt thép bản phía dưới:
- Vị trí trục trung hòa dẻo(PNA) được xác định như sau ;
+ Nếu : Pt + Pw > Pc + Prb + Ps + Prt ⇒ TTH đi qua sườn dầm
+ N ếu : Pt + Pw < Pc + Prb + Ps + Prt v à Pt + Pw + Pc > Prb + Ps + Prt
⇒ TTH đi qua bản cánh trên

+ N ếu : Pt + Pw + Pc < Prb + Ps + Prt ⇒ TTH đi qua bản bê tơng
- Trong trường hợp TTH đi qua trọng tâm bản bê tơng về ngun tắc ta phải xét xem
trục trung
hòa ở trên hay ở dưới so với cớt thép trên và cớt thép dưới để có được cơng thức tính toán
chính xác.Trong tính toán ta thường bỏ qua phần cớt thép của bản bê tơng mặt cầu do đó ta
chỉ cần xác định TTH đi qua bản bê tơng là được
- Kết quả tính toán lực dẻo tại các phần của mặt cắt:
C ÁC Đ ẠI L Ư ỢNG

K Í HI ỆU

D ẦM
BI ÊN

D ẦM
TRONG

Đ ƠN
VI

Diện tích bản cánh dưới dầm thép

At

210

210

cm2

Diện tích bản cánh trên dầm thép

Ac

120

120

cm2

Diện tích bản bụng

Aw

300

300

cm2

Diện tích tính toán bản bê tơng

As

4624

4624

cm2

Lực dẻo tại bản cánh phía dưới dầm thép

Pt

7245

7245

KN

Lực dẻo tại bản cánh trên dầm thép

Pc

4140

4140

KN

Lực dẻo tại sườn dầm

Pw

10350

10350

KN

Lực dẻo tại trọng tâm bản bản bê tơng

Ps

11791.2

11791.2

KN

Diện tích cớt thép dọc trong bản phía tr ên

Art

0

0

cm2

Diện tích cớt thép dọc trong bản phía dưới

Arb

0

0

cm2

Lực dẻo tại cớt thép phía tr ên TTH

Prt

0

0

KN

Lực dẻo tại cớt thép phía dưới TTH

Prb

0

0

KN

- Đới với dầm biên ta có:
+ Pt + Pw = 7245 + 10350 = 17595 Mpa
+ Pc + Prb + Ps + Prt = 4140+11971,2+0+0 = 15931 Mpa
- Đới với dầm trong ta có:
+ Pt + Pw = 7245 + 10350 = 17595 Mpa

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 18 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
+ Pc + Prb + Ps + Prt = 4140+11971,2+0+0 = 15931 Mpa
Vậy ta có Pt + Pw > Pc + Prb + Ps + Prt
⇒ Kết ḷn :TTH dẻo (PNA) đi qua sườn dầm

3.4.4Xác định chiều cao phần sườn dầm chiụ nén
- Theo kết quả tính toán ở trên thì cả dầm biên và dầm trong khi đạt đến trạng thái chảy
ở toàn bợ mặt cắt thì trục trung hòa dẻo(PNA) đều đi qua sườn dầm.Như vậy ta có:
+ Sơ đờ tính:

bs

f'c

ts

0,85.As.f'c
Ar.Fyr

tc

Dc2
Z1

Hdc

Dw

Hdt

tv

fy

Ac.Fyc

Mp

Dcp.tw.Fyw
III

III

II

II

I

I

tt

Y1

(Dw -Dcp).tw.Fyw

bt

fy

At.Fyt

Hình 14:Sơ đồ xác định vị trí trục trung hòa dẻo
+ Viết phương trình cân bằng lực dọc theo ngang ta có cơng thức xác định chiều
cao vùng nén của sườn dầm:
,
D F A − Fyc Ac − 0,85 f c As − Fyr Ar
Dcp = w ( yt t
+ 1)
2
Fyw Aw
Trong đó :
+ Dw :chiều cao sườn dầm thép
+ At , Ac :Diện tích cánh chịu kéo và cánh chịu nén
+ A: Diện tích sườn dầm.
+ Ar: Diện tích coost thép trong bản bêtơng.
+ Fyt,Fyc :Cường đợ chảy nhỏ nhất quy định của thép làm cánh chịu kéo và cánh chịu
nén của dầm thép (MPa).
+ Fyr : Cường đợ chảy nhỏ nhất quy định của cớt thép dọc (MPa).
+ Fyw : Cường đợ chảy nhỏ nhất quy định của sườn dầm (MPa).
+

f c' : Cường đợ nén quy định của bêtơng t̉i 28 ngày (MPa).

+ As : Diện tích bản bêtơng (mm2).
Kết quả tính chiều cao phần sườn dầm chịu nén :
+ Đới với dầm biên : (thay sớ ta có)

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 19 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
 Fyt At − Fyc Ac − 0,85 f c' As − Fyr Ar


+ 1 = 12,06 cm


Fyw Aw


+ Đới với dầm trong: (thay sớ ta có)
'

D  F yt At − F yc Ac − 0,85 f c As − F yr Ar
Dcp = w 
+ 1 = 12,06 cm


2 
F yw Aw

D
Dcp = w
2

4. XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KCN
4.1. Cấu tạo các bộ phận liên kết trong KCN
4.1.1. Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gới.
- Dầm ngang tại mặt cắt gới là chỡ đặt kích để nâng hạ các cụm dầm trong quá trình thi
cơng và sửa chữa cầu khi cần thiết. Do đó liên kết ngang tại gới phải cấu tạo chắc chắn hơn
tại các mặt cắt khác, thong thường là dung các dầm I định hình có sớ hiệu từ I300÷I900.
- Chọn dầm ngang tại gới là dầm định hình I700.
- Cấu tạo dầm ngang tại mặt cắt gới:

Mat cat A-A
Dam ngang

A

Dam ngang

A

Hình 15: Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gới.
- Tại mặt cắt gới ta sử dụng dầm ngang I700, tra bảng thép hình ta có các kích thước
cấu tạo của dầm ngang như sau:
+ Chiều cao dầm ngang:
H dn = 70 cm

+ Bề rợng bản cánh:
b c= 21 cm.
+ Chiều dày bản cánh :
tc = 2,08cm
+ Chiều dày bản bụng :
t w = 1,3cm.
+ Diện tích mặt cắt ngang :
And = 176cm2.
+ Mơmen quán tính của mặt cắt:
Idn = 134600 cm4.
+ Trọng lượng dầm ngang trên 1m dài: g dn = 1,38kN/m
- Xác định trọng lượng dầm ngang tác dụng lên dầm chủ:
+ Sớ mặt cắt có bớ trí dầm ngang : n=2 mặt cắt (chỉ bớ trí dầm ngang tại mặt cắt
tại gới).
+ Sớ dầm ngang trên mỡi mặt cắt: n=5 dầm.

Tởng sớ dầm ngang trên toàn cầu là : n = 5x2 = 10 dầm
+ Chiều dài mỡi dầm ngang:
Ldn = 1,96cm.

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 20 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH



Trọng lượng dầm ngang trên 1m dài 1 dầm chủ

qn =

1,38 × 10 × 1,96
= 0,14 (kN/m)
6 × 33

4.1.2. Hệ kiên kết ngang tại mặt cắt trung gian.
- Tại các mặt cắt trung gian(trừ 2 mặt cắt gới) ta có thể cấu tạo dầm ngang bằng dầm
định hình,tuy nhiên việc cấu tạo như vậy sẽ rất tớn kém. Do đó tại các mặt cắt trung gian thì
hệ liên kết ngang thường được cấu tạo theo dạng hệ gờm có các thanh thép góc. Thép góc
dung trong kết cấu cầu phải có sớ hiệu tới thiểu là L ≥ L 100x100x10mm.
- Chiều cao của hệ liên kết ngang: Hlkn = (0,6÷0,7)Hsb.
- Cấu tạo hệ liên kết ngang trung gian:
Mat cat I-I
Y

x
O

Hình 16: Hệ liên kết ngang tại các mặt cắt trung gian.
+ Khoảng cách giữa các hệ liên kết ngang: an = 2,74 m
+ Sớ hệ liên kết ngang theo phương dọc cầu là 11 hệ và sớ hệ liên kết ngang
theo phương ngang cầu là 5 hệ => tởng sớ hệ liên kết ngang trên toàn cầu là 11x5 = 55 hệ
liên kết ngang trung gian.
- Tại mỡi hệ liên kết ngang được cấu tạo có chiều cao H = 100 cm, gờm 6 thanh thép
góc L100x100x10, 2 thanh ở phía trên quay lưng vào nhau, 2 thanh ở phía dưới quay lưng

vào nhau và 2 thanh thép góc xiên liên kết trực tiếp với sườn tăng cường của bản bụng.
- Trọng lượng của hệ liên kết ngang trên mợt dầm chủ được tính bằng cách tính tởng
trọng lượng của tất cả các thanh của hệ liên kết ngang và chia đều cho mỡi dầm chủ x chiều
dài dầm chủ.

qn =

∑q

LKN

ndc × L

( kN / m )

Trong đó:
+ qn : Trọng lượng của hệ liên kết ngang trên 1m dài 1 dầm chủ.

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 21 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
+ ∑ q LKN : Tởng trọng lượng của các thanh trong hệ liên kết ngang.
+ ndc: Sớ dầm chủ trên mặt cắt ngang.

+ L : Chiều dài kết cấu nhịp.
-

Đặc điểm cấu tạo và trọng lượng của hệ liên kết ngang trung gian.
TÊN GỌI CÁC ĐẠI LƯỢNG

KÍ HIỆU

GIÁ TRI

ĐƠN VI

Chiều cao hệ liên kết ngang

hdn

100

cm

Sớ hệ LKN theo phương dọc cầu

nd

9

hệ

Sớ hệ LKN theo phương ngang cầu

nn

5

hệ

Tởng sớ hệ LKN trên toàn cầu

nlkn

45

hệ

Khoảng cách giữa các hệ LKN

an

2,74

cm

Thép góc cấu tạo thanh ngang
Sớ hiệu thép làm thanh ngang
L100x100x10
Bề rợng cánh thép góc

bg

10

cm

Chiều dày cánh thép góc

tg

1.0

cm

Diện tích mặt cắt thanh

Fth

19.2

cm2

Trọng lượng thanh trên 1m dài

gd

0.15

kN/m

Mơmen quán tính của 1 thanh LKN

Ilkn

179

cm4

Sớ thanh ngang trên

nnt

2

thanh

Chiều dài thanh ngang trên

Lnt

1.98

m

Sớ thanh ngang dưới

nnd

2

thanh

Chiều dài thanh ngan dưới

Lnd

1.98

m

Thép góc cấu tạo thanh xiên
Sớ hiệu thép làm thanh xiên
L100x100x10
Bề rợng cánh thép góc

bg

10

cm

Chiều dày cánh thép góc

tg

1.0

cm

Diện tích mặt cắt thanh

Fth

19.2

cm2

Trọng lượng thanh trên 1m dài

gd

0.15

kN/m

Mơmen quán tính của 1 thanh LKN

Jlkn

179

cm4

Sớ thanh xiên

nx

2

thanh

Chiều dài thanh xiên

Lx

2.22

m

Trọng lượng LKN trên 1m dài dầm chủ

qn

0.50

kN/m

4.1.3. Hệ sườn tăng cường dầm chủ.
- Cấu tạo :

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 22 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH

Hình 17 : Bớ trí sườn tăng cường dầm chủ
- Chiều dày sườn tăng cường : t ≥ 6 mm và cụ thể như sau:

+ ts ≥ 10 mm đới với liên kết đinh tán.
+ ts ≥ 12 mm đới với liên kết hàn.
⇒ Ở đây ta chọn sườn tăng cường có chiều dày la ts =16 mm
- Tại mặt cắt gới sườn tâng cường thường được cấu tạo có chiều dày lớn hơn hoặc tạo
dạng sườn kép để nhận phản lực tại gới. Ở đây ta cấu tạo sườn tăng cường tại gới theo dạng
sườn kép với khoảng cách giữa 2 sườn là 100 mm.
- Các sườn tăng cường khơng được liên kết hàn trực tiếp với bản cánh. Do đó tại các
mặt cắt trừ mặt cắt cóM = 0 thì sườn tăng cường phải được hàn với mợt bản đệm và bản đệm
này có thể trượt tự do tên bản cánh chịu kéo của dầm.

ban dem

Hình 18 : Liên kết sườn tăng cường với cánh dưới dầm thép
- Kích thước các bản đệm :
+ Kích thước hai chiều : a,b = 30 – 40 mm.
+ Chiều dà bản : t = 12 – 20 mm.
=>Theo cấu tạo ta chọn kích thước bản đệm là : 180x200x16mm
- Sườn tăng cường nên bớ trí đới xứng về hai bên sườn dầm.

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 23 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH
- Kích thước của sườn tăng cường thường được chọn trước sau đó tính toán theo điều

kiện ởn định cục bợ của bản bụng để xác định khoảng cách bớ trì giữa các sườn tăng cường.
Hoặc cũng có thể bớ trí khoảng cách giữa các sườn theo cấu tạo của hệ liên kết dọc và ngang
cầu sau đó kiểm toán điều kiện ởn định cục bợ của bản bụng.
- Cấu tạo và trọng lượng của hệ sườn tăng cường.
Các đại lượng
Chiều cao sườn tăng cường
Chiều dày sườn tăng cường
Bề rợng sườn tăng cường
Trọng lượng thanh sườn tăng cường
Khoảng cách giữa các sườn tăng cường
Trọng lượng hệ STC trên 1m dài 1 dầm chủ

Kí hiệu
hs
ts
bs
gs
Do
qs

Giá trị
150
1.6
19
0.36
1.37
0.53

Đơn vị
cm

cm
cm
kN
M
kN/m

- Trọng lượng của sườn tăng cường trên mợt dầm chủ được tính bằng cách tính tởng
trọng lượng của tất cả các sườn tăng cường trên mợt dầm chủ và chia cho chiều dài dầm chủ.
2 × g s 2 × 0,36
qs =
=
= 0,53 (kN/m)
do
1,35
Trong đó :
+ qs : Trọng lượng của sườn trên 1m dài dầm chủ.
+ gs : Trọng lượng của thanh sườn tăng cường.
+ do : Khoảng cách giữa các sườn tăng cường.

4.1.4. Hệ liên kết dọc cầu.
- Vị trí của hệ liên kết dọc cầu :
+ Đới với kết cấu nhịp cầu dầm thép ta cấu tạo hai hệ liên kết dọc trên và dọc
dưới nằm trên mặt phẳng song song với bản cánh trên và bản cánh dưới của dầm thép.
+ Đới với kết cấu nhịp cầu dầm lien hợp thép – BTCT thì bản bê tơng mặt cầu
đóng vai trò như mợt hệ liên kết dọc trên do đó trong cầu liên hợp thép – BTCT ta chỉ cần cấu
tạo hệ liên kết dọc dưới.
- Cấu tạo chung :

2000

Chi tiet A

Chi tiet B
300

Chi tiet C
1370

4x2740=10960

1370

Hình 19: Cấu tạo hệ liên kết dọc cầu
+ Hệ liên kết dọc được cấu tạo từ thép góc có sớ hiệu L100x100x10.
+Toàn cầu có 9 khoảng hệ giữa các hệ liên kết ngang, trên mỡi khoang chỉ cấu
tạo mợt thanh xiên có chiều dài 3,39 m ( cấu tạo chi tiết xem bản vẽ hệ liên kết dọc cầu).

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

- 24 -

LỚP:

TKMH CẦU THÉP F1
GVHD:NGUYỂN VĂN VĨNH

+ Các thanh xiên của hệ liên kết dọc được liên kết với sườn dầm chủ thơng qua
các bản nút được hàn trưc tiếp với dầm chủ.

- Trọng lượng của hệ liên kết dọc trên mợt dầm chủ được tính bằng cách tính tởng trọng lượng
của tất cả các thanh của hệ liên kết dọc và chia đều cho các dầm chủ x chiều dài dầm chủ.

qn =

∑q

LKN

n dc .L

Trong đó :
+ qn : Trọng lượng của hệ liên kết dọc trên 1m chiều dài dầm chủ.
+ ∑ q LKN : Tởng trọng lượng của các thanh trong hệ liên kết dọc.
+ ndc : Sớ dầm chủ trên mặt các ngang
+ L : chiều dài kết cấu nhịp
- Cấu tạo và trọng lượng của hệ liên kết dọc cầu.
CÁC ĐẠI LƯỢNG
Sớ hiệu thép làm thanh xiên
Bề rợng cánh thép góc
Chiều dày cánh thép góc
Trọng lượng thanh trên 1m dài
Chiều dài 1 thanh liên kết dọc
Sớ thanh liên két dọc trên 1 khoang
Sớ khoang của hệ liên kết dọc
Sớ thanh liên kết dọc trên toàn cầu
Trọng lượng LKD trên 1m dài 1 dầm chủ

KÍ HIỆU GIÁ TRỊ
L100x100x10

bg
10
tg
1
gd
0.15
Ld
3.39
nt
3
nk
9
nd
27
qd
0.084

ĐƠN VỊ
cm
cm
kN/m
m
thanh
khoang
thanh
kN/m

4.2 Xác định tĩnh tải giai đoạn I

- Tĩnh tải giai đoạn 1 bao gờm :

+ Trọng lượng bản thân của dầm chủ.
+ Trọng lượng hệ liên kết ngang cầu.
+ Trọng lượng hệ liên kết dọc cầu.
+ Trọng lượng mới nới.
+ Trọng lượng bản bê tơng mặt cầu và những phần bê tơng được đở cùng với bản như :
chân lan can, gờ chắn bánh. Trong trường hợp chân lan can lắp ghép thì trọng lượng của nó được
tính vào tĩnh tải giai đoạn II.
=> Trọng lượng của các bợ phận trên được tính theo tải trọng dải đều trên 1m dài dầm chủ, do đó ta
có thể gọi là tĩnh tải giai đoạn I dải đều.
- Tĩnh tải giai đoạn I được xác định theo cơng thức :
+ Tĩnh tải tiêu ch̉n : DCtc = qdc + qdn + qn + qs + qd + qb + qgc + qmn
+ Tĩnh tải tính toán : DCtt = γ1.DCtc
Trong đó :
+ DCtc : Tĩnh tải tiêu ch̉n giai đoạn I.
+ DCtt : Tĩnh tải tính toán giai đoạn II.
+ γ1 : Hệ sớ vượt tải đới với tĩnh tải giai đoạn I, γ 1 = 1,25
-

Bảng tởng hợp tĩnh tải giai đoạn I
TÊN GỌI CÁC ĐẠI LƯỢNG

SVTH:CHÂU VĂN BÌNH
ĐƯỜNG BỘ K45

KÍ HIỆU

- 25 -

GIÁ TRỊ

ĐƠN VỊ

LỚP:

Thiết kế môn học cầu thép f1 chiều dài dầm 33m, bề rộng mặt cầu 10m

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về