Chương I: Thiết kế lan can - lề bộ hành

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (233.71 KB, 7 trang )

(1)<div class='page_container' data-page=1>

THI T K K THU T

Ế

Ế Ỹ

Ậ

CH

ƯƠ

NG I

: THI T K LAN CAN – L B HNH

Ế

Ề Ộ

Các n i dung s th c hi nộ ẽ ự ệ :

I. Thi t k tính tốn kh năng ch u l c c a thanh lan can và tay v n.ế ế ả ị ự ủ ị
II. Thi t k tính tốn l b hnhế ế ề ộ

III. Thi t k tính toán kh năng ch u l c va xe c a bó v a.ế ế ả ị ự ủ ỉ
I. THI T K TÍNH TỐN LAN CANẾ Ế :

1. V t li u thi t kậ ệ ế ế:

Thi t k lan can dành cho ngế ế ười đi b trên c u độ ầ ường ôtô. M c đích lan can là đ mụ ả
b o an toàn cho ngả ười đi trên l ngề ười đi trên c u.ở ầ

M c đ an toàn lan can thi t k theo tiêu chu n L3 – c p 3 dùng cho h u h t cácứ ộ ế ế ẩ ấ ầ ế
đường cao t c có c xe t i và xe n ng. ố ả ả ặ

2. C u t o lan can, tay v n:ấ ạ ị

Hình I.1: C u t o lan can

ấ ạ

3. TÍNH TOÁN LAN CAN:

3.1 C u t o chung thanh lan canấ ạ :

Ta ch n thanh tay v n và tr lan can làm b ng v t li u thép AIIọ ị ụ ằ ậ ệ
Ti t di n 2 thanh tay v n là thép ng có b dày 5mmế ệ ị ố ề

Thép ng l n đố ớ ược đ t trên v i kích thặ ở ớ ước :

110

5
100

ng tay v n trên

Ố ị

Đường kính ngồi : D = 110 mm
Đường kính trong : d = 100 mm
Thép ng nh đố ỏ ược đ t dặ ở ướ ới v i kích thước:

90 5

80
5

ng tay v n d i

Ố ị ướ

Đường kính ngồi : D = 70 mm
Đường kính trong : d = 60 mm

Vì t i tr ng bên ngoài tác d ng lên hai thanh lan can đả ọ ụ ược qui ước là nh nhauư
nên ta s ti n hành ki m toán cho thanh có ti t di n nh là thanh phía dẽ ế ể ế ệ ỏ ưới.

3.2/. T i tr ng tác d ng lên thanh lan can :ả ọ ụ

 T nh t i :ỉ ả

Tr ng lọ ượng b n thân :ả

</div>
(2)<div class='page_container' data-page=2>

 Ho t t i :ạ ả

Ho t t i tính tốn cho lan can ngạ ả ười đi b độ ược qui ước là m t t i tr ngộ ả ọ
phân b đ u Wố ề i = 0,37 N/mm đ t theo c hai phặ ả ương đ ng và ngang( i làứ
phương c a t i tr ng tác d ng ) và t i tr ng t p trung Pủ ả ọ ụ ả ọ ậ i = 890 N đ t t i v tríặ ạ ị
nguy hi m nh t theo b t kì phể ấ ấ ương nào.

Vì thanh lan can làm b ng ng thép tròn nên kh năng ch u t i tr ng tácằ ố ả ị ả ọ
d ng theo m i phụ ọ ương là nh nhau. ư

Đ đ n gi n hoá trong tính tốn ta có th mơ hình lan can là nh p đ n gi n,ể ơ ả ể ị ơ ả
chi u dài nh p là 1985mm và ch u t i tr ng tác d ng quy v m t phề ị ị ả ọ ụ ề ộ ương v i đớ ộ
l n t i tr ng đã nhân v i h s t i tr ng nh sau:ớ ả ọ ớ ệ ố ả ọ ư

Trong đó Wd được tính g m ho t t i và tĩnh t i.ồ ạ ả ả
3.3./. N i l c trong thanh lan canộ ự :

S đ tính tốn: ơ ồ

- Momen l n nh t trong thanh lan can:ớ ấ
3.4./. Momen kháng u n c a thanh lan can :ố ủ

S c kháng u n c a thanh lan can:ứ ố ủ
Do đó:

= 269,1764.104 Nmm

V y : .Lan can tho đi u ki n ch u u n ậ ả ề ệ ị ố
4./ THI T K TR LAN CAN Ế Ế Ụ

4.1

/ S đ c u t o tr lan can:ơ ồ ấ ạ ụ

5
7

3
5
0
3
5
0
7
5
7

Ống thép liên kết Þ 100
Dày 3mm

Đường hàn 4mm

R57

Đường hàn góc h = 4mm

Đường hàn 4mm
Ống thép liên kết Þ 64

Dày 3mm

R5500

Tấm thép T1
757x152x5
97
70

3
3
0
R50
R35
Dày 4mm
R2200
R57
R5600

Tấm thép T2
1510x152x5
152 160
7
6
1
4.2

./.S đ tính tốn và ngo i l c tác d ng:ơ ồ ạ ự ụ

</div>
(3)<div class='page_container' data-page=3>

S đ tính tốn tr lan canơ ồ ụ

Trong đó: P = 890N, l c t p trung tác d ng trên đ nh tr lan can, theo phự ậ ụ ỉ ụ ương b t kỳ.ấ
W = 0,37 N/mm, l c phân b tác d ng trên thanh tay v n theo c 2 phự ố ụ ị ả ương.

 Tĩnh t i:ả

- Tr ng lọ ượng b n thân c a 1 tr lan can: ả ủ ụ

- Tr ng lọ ượng 2 thanh tay v n tính trên 1985m chi u dài: ị ề

 Ho t t i :ạ ả
-
-

S đ l c tác d ng nh hình v .ơ ồ ự ụ ư ẽ
4.3./ . N i l c t i chân c a tr :ộ ự ạ ủ ụ

- L c nén d c tr c :ự ọ ụ

- Momen u n :ố

- L c c t :ự ắ

4.4./.Đ t tr ng hình h c ti t di n nh nh tặ ư ọ ế ệ ỏ ấ

Ta s ki m toán cho ti t di n nh nh t trên tr lan can ẽ ể ế ệ ỏ ấ ụ
S đ ti t di n nh nh t tr lan canơ ồ ế ệ ỏ ấ ụ

Di n tích c a ti t di n ệ ủ ế ệ

Momen quán tính c a ti t di n đ i tr c x-xủ ế ệ ố ụ
Bán kính qn tính

4.5./.Ki m tốn s c ch u nén c a tr lan can:ể ứ ị ủ ụ
Đ m nh :ộ ả

là giá tr đ m nh 1/r tị ộ ả ương ng v i ng su t t i h n đàn h i c c đ i Fứ ớ ứ ấ ớ ạ ồ ự ạ cr =
0,5Fy :

> = 29,6

Do đó c t n đ nh không b o n.ộ ổ ị ị ằ
ng su t cho phép c a c t :

Ứ ấ ủ ộ

ng su t làm vi c th c t c a c t :
Ứ ấ ệ ự ế ủ ộ

Ti t di n đ m b o an toàn v ch u l cế ệ ả ả ề ị ự

4.6./.Ki m toán s c ch u nh c a bulông chân tr :ể ứ ị ổ ủ ụ
S đ bu lông liên k t tr lan canơ ồ ế ụ

</div>
(4)<div class='page_container' data-page=4>

L c nh tác d ng vào 1 bulông:ự ổ ụ

Cân b ng momen quanh 1 hàng bulông th 1 ta cóằ ứ
L c c t tác d ng m t bulông :ự ắ ụ ộ

S c kháng c t c a bulơng :ứ ắ ủ
Trong đó :

: Di n tích bulơng theo đệ ường kính danh đ nh ị
: Cường đ ch u kéo nh nh t c a bulôngộ ị ỏ ấ ủ
: S m t ph ng c t cho bulôngố ặ ẳ ắ

V y :ậ

Ta có Rn = 63382,78 N > Pu-1 = 1032 N. V y Bulông đ kh năng ch u c t.ậ ủ ả ị ắ
S c kháng kéo c a bulông ch u c t và nh đ ng th i:ứ ủ ị ắ ổ ồ ờ

Ta có :

=> S c kháng kéo c a Bulơng đứ ủ ược tính theo cơng th c :ứ
> P = 10641,56 N

V y Bulông th a đi u ki n ch u kéo.ậ ỏ ề ệ ị
II. THI T K TÍNH TỐN L B HÀNH:Ế Ế Ề Ộ
1. V t li u thi t kậ ệ ế ế:

L ngề ười đi được thi t k r ng 1.0m, b trí đ i x ng qua tim c u, b ng BTCT đế ế ộ ố ố ứ ầ ằ ổ
t i ch , cạ ổ ường đ ch u nén c a BT sau 28 ngày là 28MPa.ộ ị ủ

C t thép s d ng lo i thép tròn tr n CI, có ;ố ử ụ ạ ơ
2. S đ tính l ngơ ồ ề ười đi:

L ngề ười đi được mơ hình là m t d m gi n đ n, chi u dài tính tốn , xét trên m tộ ầ ả ơ ề ộ
đ n v chi u dài theo phơ ị ề ương d c c uọ ầ

3. T i tr ng tác d ngả ọ ụ :

- T i tr ng ngả ọ ười phân b đ u:ố ề
- Tr ng lọ ượng b n thân bêtông :ả

DC2 = 1000 x 100 x 0.25 x 10-4 = 2.5 N/mm
T h p t i tr ng :ổ ợ ả ọ

Momen u n l n nh t t i m t c t gi a nh p:ố ớ ấ ạ ặ ắ ữ ị

Hình II.1: S đ tính l b hànhơ ồ ề ộ
4. Tính tốn c t thépố :

Th c hi n bài toán ki m tra cự ệ ể ường đ , xác đ nh l i kh năng ch u l c c a ti t di nộ ị ạ ả ị ự ủ ế ệ
hình ch nh t đ t c t đ n.ữ ậ ặ ố ơ

Ti t di n tính tốn cho b n m t l ngế ệ ả ặ ề ười là hình ch nh t có kích thữ ậ ước: h x b
=100x 1000 mm ch u mômen u n Mị ố u nh trên:ư

</div>
(5)<div class='page_container' data-page=5>

- Ch n kho ng cách t tr ng tâm c t thép đ n mép ngồi bê tơng: a’ = 25mmọ ả ừ ọ ố ế
- Kho ng cách t mép BT ch u nén đ n tr ng tâm c t thép ch u kéo: ả ừ ị ế ọ ố ị

ds = h – a’ = 100 – 25 = 75 mm

- Xác đ nh chi u cao vùng nén a:ị ề
a = ds - 75 -

- B n l b hành có 28 MPa< f'ả ề ộ c = 30 Mpa < 56 Mpa

- Xác đ nh kho ng cách t th ch u nén đ n tr c trung hoà c:ị ả ừ ớ ị ế ụ
c = = => = < 0,45

- Xác đ nh trị ường h p phá ho i cho bài toán c t đ n:ợ ạ ố ơ

0.01 < 0,45 bài toán thu c trộ ường h p phá ho i d oợ ạ ẻ
- Xác đ nh di n tích c t thép:ị ệ ố

As = =

- Ki m tra hàm lể ượng c t thép t i thi u:ố ố ể

Asmin = 0.03.b.h.= 0.03.1000.75.= 241 mm2

- Ch n 5ọ φ10 a200, 1000 mm có 5 thanh thép (di n tích Aệ s = 392,5 mm2) và theo
phương d c l b hành b trí 5ọ ề ộ ố φ8 a200, có di n tích Aệ s = 251,2 mm2

V i : , nên l y h s ớ ấ ệ ố
Xét t s : ỉ ố

, do đó ti t di n thu c trế ệ ộ ường h p phá ho i d o.ợ ạ ẻ
Kh năng ch u l c c a ti t di n ch u u n:ả ị ự ủ ế ệ ị ố

Đi u ki n an toàn v kh năng ch u l c:ề ệ ề ả ị ự
( tho mãn)ả

III. TÍNH TỐN KH NĂNG CH U L C VA XE C A BÓ V AẢ Ị Ự Ủ Ỉ :
1. S c kháng c a bó v a đ i v i tr c th ng đ ng:ứ ủ ỉ ố ớ ụ ẳ ứ

- Ta ti n hành ki m tra kh năng ch u l c c a bó v a d ng tế ể ả ị ự ủ ỉ ạ ường nh sau:ư
+ S đ tính tốn c a lan can d ng tơ ồ ủ ạ ường là s đ d oơ ồ ẻ

+ Ch n c p lan can là c p 3 dùng cho c u có xe t i ọ ấ ấ ầ ả

B ng 2.1: L c tác d ng vào lan canả ự ụ

Phương l c tác d ngự ụ L c tác d ng (KN)ự ụ Chi u dài l c tácd ng(mm)ềụ ự
Phương m m ngangằ Ft = 240 Lt = 1070
Phương th ng đ ngẳ ứ FV = 80 LV = 5500

Phương d c c uọ ầ FL = 80 LL = 1070
+ Bi u th c ki m toán cể ứ ể ường đ c a lan can có d ngộ ủ ạ

Khi xe va vào gi a tữ ường:
Khi xe va vào đ u tầ ường:
Trong đó:

: s c kháng c a lan can ứ ủ

: s c kháng mômen trên m t đ n v chi u dài đ i v i tr c th ng đ ngứ ộ ơ ị ề ố ớ ụ ẳ ứ
: s c kháng mômen trên m t đ n v chi u dài đ i v i tr c n m ngangứ ộ ơ ị ề ố ớ ụ ằ
: s c kháng c a d m đ nhứ ủ ầ ỉ

</div>
(6)<div class='page_container' data-page=6>

- Xác đ nh chi u cao vùng nén: ị ề

- Kho ng cách t th ch u nén đ n tr c trung hoàả ừ ớ ị ế ụ
- Xác đ nh trị ừơng h p phá ho i c a ti t di nợ ạ ủ ế ệ

Ti t di n thu c trế ệ ộ ường h p phá ho i d oợ ạ ẻ

- S c kháng u n c t thép ngang trên tồn b chi u cao bó v a:ứ ố ố ộ ề ỉ
- Ki m tra lể ượng c t thép t i thi u:ố ố ể

V y tho m n đi u ki n c t thép nh nh tậ ả ả ề ệ ố ỏ ấ

2.3.3.Chi u dài đề ường ch y: ả

Chi u cao bó v a: H=300 mm, vì khơng b trí d m đ nh nên ề ỉ ố ầ ỉ
* V i trớ ường h p xe va vào gi a tợ ữ ường:

- Chi u dài đề ường ch y:ả
- S c kháng c a tứ ủ ường:
.v y tho mãnậ ả

* V i trớ ường h p xe va vào đ u tợ ầ ường:
- S c kháng c a tứ ủ ường:

Tho mãnả

3. Tính tốn ch ng c t cho lan can t i m t c t ti p xúc v i B n m t c uố ắ ạ ặ ắ ế ớ ả ặ ầ :
S truy n l c gi a lan can và b n m t c u :ự ề ự ữ ả ặ ầ

Gi thi t s c kháng danh đ nh Rả ế ứ ị W phát tri n theo góc nghiêng 1 : 1 b t đ u t Lể ắ ầ ừ c.
L c c t t i chân tự ắ ạ ường do va ch m xe c Vạ ộ CT tr thành l c kéo T trên m t đ n vở ự ộ ơ ị
chi u dài b n h ng :ề ả ẫ

(13.7.3.5.2-1)

S c kháng c t danh đ nh Vứ ắ ị n c a m t ti p xúc :ủ ặ ế
(5.8.4.1-1)

Trong đó :

- Di n tích m t ti p xúc ch u c t: ệ ặ ế ị ắ

- Di n tích c t thép neo c a m t ch u c t:ệ ố ủ ặ ị ắ

- L c nén do t nh t i: đây ta xét đ n t nh t i do bó v a truy n xu ng:ự ỉ ả Ở ế ỉ ả ỉ ề ố

- Trường h p bêtông đợ ược đ trên bêtông đã đông c ng và r a s ch nên ta có hổ ứ ử ạ ệ

s dính k t: c = 0,52 và h s ma sát:ố ế ệ ố

Ta th y:ấ

</div>
(7)<div class='page_container' data-page=7>

tho đi u ki n ả ề ệ

V y : tho mãn đi u ki n ch ng trậ ả ề ệ ố ượ ủt c a lan can