Đồ án thiết kế cầu thép thiết kế cầu dàn thép

TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Thiết Kế cầu dn thép
I.NHIM V:
- Chiều dài nhịp tính toán : l= 80 m
- Khổ cầu : 7 + 2x1.5 m
- Tải trọng :
+ Ô tô : H30
+ Ngời đi bộ : 300 kg/cm2
+ Xe đặc biệt : XB80

II. CHN S KT CU:
Chọn kết cấu nhịp đờng xe chạy dới ,dạng dàn tam giác có biên song song , gồm hai dàn chủ.
-

Khoảng cách giữa hai dàn chđ :
B = Bx+2x0.25+bt+2x0.15

Trong ®ã :
+Bx = 7 m
+bt: chiỊu réng cđa thanh biªn: bt = ht – 0.2l

+ht : ChiỊu cao thanh biªn
ht = l -

l2
80 2
= 80 = 64 (cm)
400
400

chän ht = 64 cm
+bt = ht – 0.2l= 64- 0.2x80 = 48 (cm)
chän bt = 50 cm
B = 7 + 0.5 + 2x0.50 + 2x0.15 = 8.3 m
ChiÒu cao dµn chđ : h = 9.5 m
→

h
1
h
1
1
→ n»m trong khoảng
=
ữ
thoả mÃn.

l 8.4
l
7 10

Khoảng cách giữa các dầm ngang(các dầm ngang đợc đặt tại nút giàn) : 8 m
Chiều cao dÇm ngang : 1.05 m
+hdng ≈

1
1 1
B → n»m trong khoảng ( ữ )B thoả mÃn.
7.9
7 12

Chiều cao bản mặt cầu : 15 (cm)
Chiều dày của lớp phủ : 15(cm)
hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1

2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang1


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccÇÇuu tthhÐÐpp

ChiỊu cao cỉng cÇu : hcc = 3 m
Ta cã : H+hdng+hmc+hcc = 4.5+1.05+0.31+3 = 8.86( m) → tho¶ mÃn điều kiện.
h=9.5(m) H+hdng+hmc+hcc = 8.86
Số lợng và chiều dài khoang giàn :
Số lợng :10
Chiều dài :8 m
500 nằm trong khoảng 450ữ600 thoả mÃn.

Số dầm dọc trong mặt cắt ngang cầu : 5
Khoảng cách giữa các dÇm däc :1.6 (m)
ChiỊu cao dÇm däc :0.6(m)
→

hdd
1
1 1
=
→ n»m trong khoảng ( ữ )d thoả mÃn.
d 13,3
8 15
hệ liªn kÕt däc trªn
T'2

T'3

T'4

T1

T2

T3

T4

T1

T2

T3

T4

D1

D2

D3

D4

D'1

D'2

D'3

D'4

D1

D2

D3

D4

T'5

T'6

T'7

T'8

T'9

T5
T6
8 x 8000 = 64000

T7

T8

T9

T6

T7

T8

T9

D5
D6
D7

10 x 8000 = 80000

D8

D9

D10

D11

D'8

D'9

D'10

D'11

D8

D9

D10

D11

8300

T'1

Sơ đồ giàn

9500

T5

8300

hệ liên kết dọc dới
D'5
D'6
D'7

9500

D5
D6
D7
10 x 8000 = 80000

1500 1050

7000
250

250

1500

1500

1

950

2

3

4

5

4 x 1600 = 6400
600500
8300
sơ đồ và mặt cắt ngang cầu giàn

Đờng ngời đi bộ bố trí phía ngoài của dàn chủ
hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ

Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang2


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Kết cấu nhịp gồm hai hệ liên kết dọc trên và dọc dới có dạng chữ thập

Vật liệu :
+ ThÐp than CT3 ,Ro=1900 kg/cm2 ,Ru=2000 kg/cm2 dïng cho hÖ dầm mặt cầu (dầm dọc và dầm
ngang)
+ Thép hợp kim thÊp sè hiƯu 15XCH∏ vµ 10ΓCH∏ Ro=2700 kg/cm2 ,Ru=2800 kg/cm2 dùng
cho các thanh giàn và hệ liên kết.
+ Bê tông cốt thép M300#
+ Liên kết sử dụng bu lông cờng độ cao.

III.XC NH TNH TI TC DNG:
Trọng lợng bản mặt cầu (gmc) :

0,15x2.5 = 0.38 (T/m2)

Trọng lợng lớp phủ (glp) :

0.35 (T/m2)

Trọng lợng gờ chắn bánh (gbv) :

0,25ì0,25ì2,5 = 0.16 (T/m)

Trọng lợng lan can phòng hộ (glc) : 0.14 (T/m).

IV. THIẾT KẾ DẦM DỌC:
Chän tiÕt diƯn cđa dÇm däc: tiÕt diện chữ I,gồm có :

24

tấm sờn dầm, các bản biên,các phân tố này ghép với nhau bằng mối hàn góc.
Chiều dầy sờn

1.2 (cm )

Chiều rộng bản biên

24 (cm)

Chiều dầy bản biên

2.4 (cm)

600

Chiều cao dầm dọc : 60 (cm)

12

Diện tích mặt cắt ngang dầm dọc 181.44(cm2)

Trọng lợng bản thân dầm däc 181.44x 10-4 x7.85 = 0.14 (T/m)
IV.1. Kiểm tra điều kin cu to ca dm dc:

240

Tỷ số h/d đà đợc kiểm tra ở trên.
Chiều dày sờn s = 12 mm thoả mÃn điều kiện s 12 mm
Chiều dày bản biên b = 24 mm

1
1

bb =
.240 = 8 mm vµ δb = 24 mm ≤ 50 mm (thÐp than) thoả
30
30

mÃn.
Bề rộng phần hẫng của cánh b = 240/2 - 12/2 = 114 mm < 15 ∑δi = 15x24 = 360 mm và 400 mm
Bề rộng bản biên bb = 240 30b = 30ì24 = 720 và 800 mm thoả mÃn

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2

9
4
7
MSSV:12229-47
trang3


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

s
hs

=

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

12
1
1
=
>
không phải bố trí sờng tăng cờng.

600 2 x 24 46 50

Các đặc trng hình học của dÇm däc: Idd=112426,4448cm4; S1/2=2115,936cm3.
IV.2.Xác định tải trọng tác dụng lên dm dc :
Sự phân bố tải trọng theo phơng ngang cầu lên các dầm dọc đợc xác định theo phơng pháp đòn bẩy.
8300

7000
250

1500

1050

250

1

2

3

4

5

4 x 1600 = 6400

300
2700

0.781

650

HK80
500

1.266
1.188

0.875

H30

1

1.344

Đah R1

1900

1400
1900
2150

1.000

2700

HK80

0.188

H30

1.000

1900

0.344
0.266

Đah R2

550

3200

1.000

2700

HK80
500

1900

1100

1.000

H30

1900

0.313

Đah R3

7000

Hình 2. Đờng ảnh hởng áp lực lên các dầm,
diện tích và tung độ tơng ứng với tải trọng tác dụng
hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S

V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang4


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Dựa vào các Đah R1,Đah R2 , Đah R3 xá định hệ số phân phối ngang của hoạt tải lên các dầm :

= 0,5yi
Bảng 1: Hệ số phân phối ngang của các dầm dọc
Dầm

H30

HK80

Dầm 1

0.438

0.39

Dầm 2

0.500

0.50

Dầm 3

0.657

0.50

V.3. Ni lc do tnh ti:
Tính tải tổng cộng tác dụng lên dầm dọc đợc xác định theo công thức sau:
gtt = [ 1.1(gmc Ωmc + gbv ybv + gdd) + 1.5 (glp Ωlp + glc ylc) = (1.1 g1 + 1.5g2)
Trong đó:

mc, lp : Diện tích đờng ảnh hởng áp lực của dầm đang xét tơng ứng dới lớp mặt cầu hoặc lớp
phủ

ybv, ylc : Tung độ đờng ảnh hởng áp lực của dầm đang xét tơng ứng dới trọng tâm gờ chắn bánh ,
lan can phòng hộ.
Bảng 2: Kết quả tính toán tải trọng tĩnh tác dụng lên các dầm dọc
Lớp phủ, lan can phòng hộ

Mặt cầu và gờ chắn bánh,

Dầm
g2

Tổng tĩnh tải tính toán

trọng lợng bản thân
g1

gtt

(T/m)

(T/M)

1.445

0.892

1.842

0.513

1.505

0.669

1.506

0.560

1.600

0.748

1.663

lp

ylc

Dầm 1

1.131

1.270

0.574

Dầm 2

1.572

-0.266

Dầm 3

1.600

0.000

(T/m)

Ωmc

Ghi chó : Ylc = ybv
Néi lùc tÝnh to¸n do tĩnh tải đợc xác định theo công thức : So = gtt.
Trong đó : Diện tích đờng ảnh hởng nội lực của đại lợng tính toán của dầm dọc.
Đah M 1/4

2
3

4.0

3

1.5

Đah M 1/2

=6

=8

4.0

2.0

6.0

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7

MSSV:12229-47
trang5


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Bảng 3. Mômen do tĩnh tải tính toán
Dầm dọc

Tiết diện giữa nhịp

Tiết diện 1/4

Đah1/2

M1/2 = gtt Đah1/2

Đah1/4

M1/4 = gtt Đah1/4

Dầm 1

8

14.67

6.0

11.052

Dầm 2

8

11.90

6.0

8.944

Dầm 3

8

13.32

6.0

9.977

Đah Q 1/4

0.75

3

(-) = 0,25

0.25

Đah Qg

3

3

=4

8.0

2.0

(+) = 2,25
6.0

Bảng 4. Lực cắt do tĩnh tải tính toán
Dầm dọc

Tiết diện gối

Tiết diện 1/4

Đah

Q1/2 = gtt Đah

Đah1/4

Q1/4 = gtt Đah1/4

Dầm 1

4

7.336

2

3.67

DÇm 2

4

5.948

2

2.97

DÇm 3

4

6.660

2

3.33

V.4. Nội lực do hoạt tải
Néi lùc do hoạt tải xác định theo công thức:

So = nh (1 + ) k h

Trong đó:
Ktđ của đoàn xe H30 khi tính mômen tại tiết diện giữa nhịp với = 8m Ktđ = 4.8 (T/m)
Ktđ của đoàn xe H30 khi tính lực cắt tại tiết diện gối với

= 8m Ktđ = 5.47 (T/m)

Ktđ của xe đặc biệt HK80 khi tính mômen tại tiết diện giữa nhịp với = 8m Ktđ = 14 (T/m)
Ktđ của xe đặc biệt HK80 khi tính lực cắt tại tiết diện gối với

= 8m Ktđ = 15.5 (T/m)

Ktđ của đoàn xe H30 khi tính mômen tại tiết diện L/4 với

= 8m Ktđ = 6.58 (T/m)

Ktđ của đoàn xe H30 khi tính lực cắt tại tiết diện L/4 với

= 6m Ktđ = 6.93 (T/m)

Ktđ của xe đặc biệt HK80 khi tính mômen tại tiết diện L/4 với

= 8m Ktđ = 14 (T/m)

Ktđ của xe đặc biệt HK80 khi tính lực cắt tại tiết diện L/4 với

= 6m Ktđ = 18.67(T/m)

Diện tích Đah M1/2:

=8

Diện tích Đah Qg:

=4

Hệ số xung kích của ôtô xác định theo công thức:

1+ =1+

15
= 1.33
37.5 +
hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn

ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang6


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg

K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Mômen tính toán tại tiết diện giữa nhịp của dầm dọc 1 do H30 gây ra:
MH30 = nh (1+) ktđ,M h,M = 1.4 ì 1.33 ì 0.438 ì 4.8 ì 8 = 31.32 Tm.
Lực cắt tại gối của dầm dọc 3 do HK80 gây ra:
QHK80 = nh ktđ,Q h,Q = 1.1 ì 0.5 ì 15.5 ì 4 = 34.1 T.
Tơng tự cách tính trên, mômen tại tiết diện giữa nhịp và L/4, lực cắt tại gối và L/4 của dầm dọc 1,
2, 3 đợc ghi trong bảng 6-5.
Bảng 5. Mômen tại L/2 và L/4 của dầm dọc do hoạt tải
Dầm

Hệ số phân phối ngang

Mômen tại tiết diện giữa nhịp, (Tm)

Mômen tại tiết diện L/4, (Tm)

dọc

H30

HK80

MH30

MHK80

Mmax

MH30

MHK80

Mmax

Dầm 1

0.438

0.390

31.32

48.048

48.048

27.905

31.231

31.231

Dầm 2

0.500

0.500

35.75

61.600

61.600

31.855

40.040

40.040

Dầm 3

0.657

0.500

46.98

61.600

61.600

41.858

40.040

41.858

Bảng 6. Lực cắt tại gối và L/4 của dầm dọc do hoạt tải
Dầm

Hệ số phân phối ngang

Lực cắt tại tiết diện gối, (T)

Lực cắt tại tiết diện L/4, (T)

dọc

H30

HK80

QH30

QHK80

QQax

QH30

QHK80

QQax

Dầm 1

0.438

0.39

17.84

26.60

26.60

12.72

18.02

18.02

Dầm 2

0.500

0.50

20.37

34.10

34.10

14.52

23.10

23.10

Dầm 3

0.657

0.50

26.77

34.10

34.10

19.07

23.10

23.10

Tổng nội lực tác dụng vào dầm dọc do tĩnh tải và hoạt tải đợc tính toán trong bảng 6-7, 6-8.
Bảng 7. Tổng mômen tác dụng vào dầm dọc tại tiết diện L/2 và L/4 (Tm)
Mômen tại tiết diện L/2

Dầm dọc

Mômen tại tiết diện L/4

Mtĩnh

Mhoạt

M

Mtĩnh

Mhoặt

M

Dầm 1

14.74

48.05

62.78

11.05

31.23

42.28

Dầm 2

11.93

61.60

73.53

8.94

40.04

48.98

Dầm 3

13.30

61.60

74.90

9.98

41.86

51.83

Bảng 8. Tổng lực cắt tác dụng vào dầm dọc tại gối và L/4
Lực cắt tại gối

Dầm dọc

Lực cắt tại tiết diện L/4

Qtĩnh

Qhoạt

Q

Qtĩnh

Qhoặt

Q

Dầm 1

7.37

26.60

33.97

3.68

18.02

21.71

Dầm 2

5.96

34.10

40.06

2.98

23.10

26.09

Dầm 3

6.65

34.10

40.75

3.33

23.10

26.43

hhtttttpp::////w
w

w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang7


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D

Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Đah M 1/4

2

3

1.5

Đah M 1/2

=6

4.0

4.0

2.0

Đah Qg

6.0

Đah Q 1/4

0.75

3

(-) = 0,25

0.25

3

=8

3

3

=4

8.0

2.0

(+) = 2,25
6.0

Hình 3. Đah M và Đah Q tại các tiết diện tính toán của dầm dọc
IV.5. Kim toỏn ng sut phỏp trong dm dc
Mômen quán tính của dầm dọc: I = 112426.4448 (cm4).

Giá trị ứng suất pháp tại tiết diện giữa nhịp xác định theo công thức

=

74.90 ì 10 5 60
M
y=
ì
= 1998.64 (kg/cm2) < 2000 (kg/cm2) đạt.
112426.4448 2
I

IV.6. Kiểm tra ứng suất tiếp

τmax ≤ 0.6 c’ Ro

§iỊu kiện:

Ta có mômen tĩnh của nửa tiết diện đó lấy với trục trung hoà của dầm.
S1/2 = 2.4 ì 24 × 28.8 + (55.2/2) × 1.2 × (55.2/4) = 2115.936 (cm3)
øng suÊt tiÕp lín nhÊt:

τ max =

Q S1 / 2 40.75 × 10 3 × 2115.936
=
= 639.12 (kg/cm2)
I ng δ s
112426.4448 × 1.2

øng suÊt tiÕp trung b×nh:

τ tb =

40.75 × 10 3
Q
=
= 615.19 (kg/cm2)
55.2 ì 1.2
hs . s

Xác định c:
Ta cã

τ max 639.12
=
= 1.04 < 1.25 → c’ = 1.0
τ tb
615.19

Khả năng chịu ứng suất tiếp: 0.6cRo = 0.6 × 1.0 × 1900 = 1140 (kg/cm2).
Ta thÊy:

τmax = 639.12 < 0.6cRo = 1140 đạt.

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CC§
§44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang8


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ

Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

IV.7. Kim tra ng sut tng ng
Điều kiện: td = 0.8σ 2 + 2.4τ 2 ≤ Ro
Ta cã τmax = 639.12 < (0.6 × 0.6c’Ro) = 684 → không cần phải kiểm tra ứng suất tơng đơng.

Chiều dày bản biên:

2.6 (cm)

diện tích mặt cắt ngang của dầm ngang
34 × 2.6 × 2 + 99.8 × 1.2 =296.56 (cm2)
Trọng lợng bản thân của dầm ngang (gdn)
296.56ì10-4 ì 7.85 = 0.233 (T/m)

1050

Chọn tiết diện dầm ngang: tiết diện chữ I, gồm có: tấm sờn dầm, các
bản biên, các phân tè nµy ghÐp víi nhau b»ng mèi hµn gãc.
ChiỊu cao:
105 (cm)
Chiều dày sờn:
1.2 (cm)
Chiều rộng bản biên:
34 (cm)

26

V. THIT K DẦM NGANG

12

260

V.1. Kiểm tra điều kiện cấu tạo của dầm ngang

ã Tỷ số h/l đà kiểm tra ở trên
ã Chiều dày sờn s = 12 mm thoả mÃn điều kiện s 12 mm
ã Chiều dày bản biên b = 26 mm ≥

1
1
bb =
340 = 11.33 mm vµ δb =26mm 50 mm
30
30

(thép than) thoả mÃn.
ã Bề rộng phần hẫng của cánh b = 340/2 - 12/2 =164mm<15i = 15 ì 26 = 390mm
và b < 400mm.
ã Bề rộng bản biên bb = 340 30b = 30 × 26 = 780 vµ bb < 800 mm → thoả mÃn.

12
1
1
=
<

bố trí sờn tăng cờng theo tính toán.
ã s =
hs

1050 2 ì 26

83.17

80

Xác định các đặc trng hình học của dầm ngang:
Mômen quán tính của toàn dầm (Idn): 562971.39 (cm4).
Mômen quán tính kể đến sự giản yếu do bố trí 2 bulông trên bản biên tại vị trí
bản con cá: 494799.30 (cm4).
Mômen tĩnh một nửa tiết diện (S1/2): 6020.086 (cm3).
V.2. Nội lực do tĩnh tải tác dụng

Coi tĩnh tải của lớp phủ, mặt cầu, gờ chắn bánh, lan can phòng hộ, và bản thân dầm dọc
tác dụng lên dầm ngang theo tải trọng tập trung.
Dựa vào đờng ảnh hởng nội lực ta xác định đợc tung độ tơng ứng dới tải trọng tập
trung:

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P

Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CC§
§44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang9


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ

Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Đah M 1/2

Đah M 1/4

4.15
1.6

1.6

1.6

2.075

1.6

0.95

6.225

0.95

1.6

1.6

1.6

1.037

1.438

1.556

2.08

0.637

2.075

1.27

1.27

0.95

0.237

0.48

0.48

0.712

0.95

4.15

Đah Q 1/4

2.075

Đah Qg
4.15

0.95

4.15

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

1.6

0.95

0.95

0.114

0.307

0.500

0.693

0.114

1

0.114

0.307

0.500

0.693

0.886

1

1

0.95

6.225

Hình 4. Tung độ Đah M và Đah Q của dầm ngang tại các tiết diện tơngz ứng vị trí
Tĩnh tải tính toán tác dụng lên dầm dọc đợc xác định theo b¶ng 2 → t¶i träng tËp trung
do tÜnh t¶i cđa tứng dầm dọc tác dụng lên dầm ngang:

Bảng 9. Tải trọng tập trung do tĩnh tải từ dầm dọc tác dụng lên dầm ngang
Dầm dọc

Tĩnh tải tính toán (g = g1 + g2)
(T/m)

Diện tích đờng ảnh hởng

Tải trọng tập trung, (Pi)
(T)

Dầm 1

1.842

8

14.74

Dầm 2

1.506

8

12.05

Dầm 3

1.663

8

13.30

Nội lực tại các tiết diện của dầm ngang do tĩnh tải tính toán xác định theo công thức:
S = Pi ì yi + g dn ì S

Trong đó:
Pi

- tải trọng tập trung do tĩnh tải lớp phủ, mặt cầu, bản thân dầm dọc ...
truyền xuống dầm ngang.
yi
- tung độ đờng ảnh hởng nội lực của dầm ngang tơng ứng dới tải
trọng tập trung.
- tải trọng tính toán phân bố đều của dầm ngang:
gdn
gdn = 1.1 ì 0.233 = 0.256 (T/m).
s
- diện tích đờng ảnh hởng nội lực.
Mômen tại tiết diện giữa nhịp dầm ngang do tĩnh tải:
M1/2 = 14.74 ì (2 ì 0.48) + 12.05 × (2 × 1.27) + 13.3 × 2.08 + 0.256 ì (8.3 ì 2.08)/2
= 74.631 (Tm)
hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CC§
§44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang10


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Lực cắt tại tiết diện gối do tĩnh tải:
Qg = 14.74 × (0.886 + 0.114) + 12.05 × (0.693 + 0.307) + 13.3 × 0.5 + 0.256 × (8.3 ì 1)/2
= 34.502 (T)
Mômen tại tiết diện L/4:
M1/4 = 14.74 × (0.712 + 0.237) + 12.05 × (1.438 + 0.637) + 13.3 × 1.037 + 0.256 × 6.457
= 54.44 (Tm)
Lùc cắt tại tiết diện L/4:
Q1/4 = 14.74 ì (-0.114 + 0.114) + 12.05 × (0.693 + 0.307) + 13.3 × 0.5 + 0.256 ì 2.075
= 19.231 (T)
Bảng 10. Kết quả tính toán nội lực trong dầm ngang do tĩnh tải
M1/2 (Tm)
74.63

Qg (T)
34.50

M1/4 (Tm)
54.44

Q1/4 (T)
19.23

V.3. Nội lực do hoạt tải
¸p lùc do 1 dÃy bánh xe đứng trong phạm vi hai khoang kề bên dầm ngang tính đợc bằng cách xếp
xe lên đờng ảnh hởng: A = 0.5 (1 + ) ΣPi yi

Ta cã: 1 + μ = 1 +

15
15
= 1+
= 1.28
37.5 + λ
37.5 + 16

víi λ = 2 × 8 = 16 (m)

8.0

8.0

6.4

1.6

6.0

12

6

12

1

0.8

0.25

H30

2.0

8.0

8.0
1.2

20

20

1

0.85

HK80

5.6

1.2

20

20

6

0.7

1.2

0.85

6.8

Hình 5. Xếp xe H30 và HK80 lên đờng ảnh hởng áp lực của dầm ngang
Đối với H30:
AH30 = 0.5 × 1.28 × [12 ×( 0.8+1)+6×0.25] = 14.78 (T)
Đối với HK80:
AHK80 = 0.5 ì 1 ì 20 ì (0.85 + 1 + 0.85 + 0.7) = 34 (T)
XÕp tải trọng A lên đờng ảnh hởng nội lực của dầm ngang để xác định nội lực do hoạt
tải theo công thức: So = nh A yi

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLíípp 4477CC§
§44

M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang11


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

1.15

H30

1.9

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

1.9

1.1

A

2.25

A

A

1.15

1.9

H30

A

Đah M 1/2

1.9

1.1

A

2.25

A

A

A

4.15

4.15

0.27

4.15
1.45

2.7

HK80

0.50

0.63

0.86

2.075

1.56

1.12

0.58

1

Đah Qg

A

1.3

HK80

A

Đah M 1/2

4.15
2.7

A

A

2.075

0.843

0.518

0.73

1

Đah Qg

2.075

1.9

H30

6.225
1.9

6.225
1.9

1.1

A

1.325

1.325

A

A

1.9

1.1

A

H30

A

A

A

A

1

2.075

0.750

0.521

0.389

1

0.331
0.806

1.081
1.556

0.160

Đah Q 1/4

Đah M 1/4

6.225

2.075

HK80

A

6.225
2.7

3.5

2.7

HK80

A

A

1

2.075

A

Đah Q 1/4

0.881

0.750

0.425

1

Đah M 1/4

Hình 6. Xếp tải trọng A lên Đah nội lực của dầm ngang
Bảng 11. Nội lực do hoạt tải tác dụng vào dầm ngang
Tải trọng

M1/2

Qg

M1/4

Q1/4

H30
HK80
Tính toán

110.39
104.91
110.39

46.76
50.79
50.79

78.63
91.37
91.37

37.66
43.95
43.95

V.4. Tng hp ni lc ca dm ngang
Bảng 12. Nội lực trong dầm ngang
Tải trọng

M1/2 (Tm)

Qg (T)

M1/4 (Tm)

Q1/4 (T)

Tĩnh tải
Hoạt tải
Tổng cộng

74.63
110.39
185.02

34.50
50.79
85.29

54.44
91.37
145.81

19.23
43.95
63.18

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn

ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang12


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg

K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

V.5. Kim toỏn ng sut phỏp

ứng suất pháp đợc kiểm tra tại tiết diện giữa nhịp dầm ngang:
M ì y 185.02 × 105 × 52.5
σ=
=
= 1963.13 (kg/cm2)
I gy
494799.30

Igy - mômen quán tính có kể đến sự giảm yếu của tiết diện do lỗ bulông liên kết bản con
cá và dầm ngang.
ứng suất tại tiết diện giữa nhịp dầm ngang = 1963.13< Ru = 2000 đạt.
V.6. Kim tốn ứng suất tiếp

§iỊu kiƯn: τmax ≤ 0.6 c’ Ro
øng st tiÕp lín nhÊt:
τ max =

Q.S1/ 2 85.29 × 103 × 6020.086
=
= 760.03 (kg/cm2)
I ng δ s

562971.39 × 1.2

S1/2 - Mômen tĩnh của 1/2 tiết diện đó lấy với trục trung hoà của dầm.
ứng suất tiếp trung bình:
tb =

Q. 85.29 ì 103
=
= 712.17 (kg/cm2)
hs
99.8 ì 1.2

Xác định c:

max 760.03
=
= 1.07 ≤ 1.25 → c’ = 1.0
τ tb 712.17
→ Khả năng chịu ứng suất tiếp: 0.6 ì 1.0 ì 1900 = 1140 (kg/cm2)
Ta thÊy:
τmax = 760.03 < 0.6 c’ Ro = 1140 đạt.

Ta có

V.7. Kim tra ng sut tương đương

§iỊu kiƯn:
σ td = 0.8σ 2 + 2.4τ 2 ≤ Ro
Ta cã: τmax = 760.03 > (0.6 × 0.6 c’ Ro) = 684 → ph¶i kiĨm tra øng st tơng đơng.
Theo chiều dọc chọn tiết diện L/4 để tiến hành kiểm tra ứng suất tơng đơng, trên tiết diện

chọn vị trí liên kết sờn dầm vào bản biên.
ứng suất pháp tại vị trí kiểm tra:
=

145.81ì105
M
ìy=
ì 49,9 = 1,292.41(kg/cm2)
562971,39
I

ứng suất tiếp tại vị trí kiểm tra:
=

Q.Sb 63,18 ì 103 ì 4526,08
=
= 423.42(kg/cm2)
562971,39 ì 1,2
I ng . b

ứng suất tơng đơng tại vị trí kiểm tra:
td= 0.8 2 + 2.4 2 = 0.8 × 1292.412 + 2.4 × 423.42 2 = 1329.113(kg/cm2)
td= 1329.113kg/cm2 < Ro= 1900kg/cm2 đạt
hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV

V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLíípp 4477CC§
§44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang13


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccÇÇuu tthhÐÐpp

VI. THIẾT KẾ LIÊN KẾT DẦM DỌC VÀ DẦM NGANG
Do dầm dọc có chiều cao thấp hơn dầm ngang, nên có thể dùng vai kê, nhng qua những
tính toán sơ bộ thấy rằng bulông liên kết vai kê và sờn dầm ngang không đủ chịu lực do vậy để
liên kết dầm dọc và dầm ngang có thể hàn thêm vào phía dới dầm dọc đoạn thép hình K, phía
dới có cánh để liên kết vào bản con cá.
Nội lực tác dụng tại vị trí liên kết dầm dọc và dầm ngang:
M = 0.6M1/2 = 0.6 ì 74.90 = 44.94 (Tm)
Q = 40.76 (T)
Giả thiết chiều dày bản con cá h = 14 mm.
Nội lực trong bản con cá:
S=

Mg
hdn + δ

=

44.94
= 42.24 (T)
1.05 + 0.014

DiƯn tÝch tiÕt diƯn gi¶m u của bản con cá:
Fgy =

S 42.24 ì 103
=
= 22.23 (cm2)

Ro
1900

Số bulông cờng độ cao liên kết bản cá và dầm däc:
n1 = Fgy μ

1
1
= 7.56 → chän 8 bul«ng c−êng độ cao
= 22.23 ì 0.306 ì
m2
0.9

Chiều rộng làm việc của tiết diện di qua hàng bulông sát dầm ngang của bản con cá:
Fgy

22.23
= 15.88 (cm)
h
1.4
Giả thiết bản con cá sẽ bố trí mỗi hàng 2 bulông cờng độ cao, có đờng kính lỗ 25mm chiều
rộng nhỏ nhất tại vị trí đi qua hàng bulông sát dầm ngang của bản cá b = 15.88 + 2 ì 2.5 = 20.88 (cm)
Chọn chiều rộng của bản cá tại vị trí dầm ngang b = 30 (cm).
bgy =

=

4

3

2
370

240

51

64

58

95

300

240

71

Dựa vào kết quả tính toán trên, bố trí bản cá nh sau:

1
340
1080

370

Hình 7. Cấu tạo bản con cá liên kết dầm dọc và dầm ngang
Căn cứ vào cách bố trí tiến hành kiểm tra ứng suất trong bản con cá:

=

S
b gy

Ro , với giả thiết

là lực truyền lên các bulông bằng nhau:

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2

2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang14


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Bảng 13. Kiểm tra ứng suất bản con cá
Lực tác dụng
(T)
42.24
31.68
21.12
10.56

Tiết diện
1

2
3
4

Chiều rộng bgy
(cm)
23.70
22.41
21.11
19.81

Diện tích giảm yếu
(cm2)
33.18
31.37
29.55
27.74

ứng suất
(kg/cm2)
1272.91
1009.96
714.69
380.74

Kết luận
đạt
đạt
đạt
đạt

1080
3x80=240

50 30

170

250

3x80=240

50 30

170

250

3x80=240

50

80

66

600

4 x 90 = 360

104

14

50

50

14

3x80=240

14

50

Vai kê hàn liền
vào dầm dọc

436

3 x 90 =270

Dầm dọc

50

1080
240

50

240

165

170

165

240

50

30

60 120

300

60

30

50

5030

170

170

80

240

50

1080

Hình 8. Liên kết dầm dọc và dầm ngang

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1

2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang15


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Số lợng bulông cờng độ cao để liên kết sờn dầm dọc với thép góc liên kết:
Q 1 40.75 ì 103 0.306 1
=
ì
ì
= 3.65
n2
Ro 2 m2

1900

2

0.9

căn cứ vào kích thớc thực tế chọn số bulông n2 = 9.
Trong đó:
Ro
- cờng độ tính toán của thép làm dầm, Ro = 1900 (kg/cm2).
Số lợng bulông cờng độ cao để liên kết thép góc liên kết vào dầm ngang:
n3 = 2 n2 + 2 = 2 × 9 + 2 = 20 bul«ng

VII. THIẾT KẾ LIÊN KẾT DẦM NGANG VI GIN CH
Bulông để liên kết sờn dầm ngang với thép góc liên kết:
Q 1 85.29 ì 103 0.306 1
n1 = 2
=
ì
ì
= 7.63 chọn 8 bulông cờng độ
Ro 2 m2

1900

2

0.9

cao.
Số lợng bulông liên kết thép góc liên kết với giàn chủ:
n2 =

1
Q2 1 85.29 ì 103

=
ì 0.306 ì
= 16.01 chọn 16 bulông cờng
Ro m2
1900
0.85

độ cao.
Căn cứ vào số lợng bulông đà tính ở trên và kết hợp với cấu tạo bản nút giàn, tiến hành
bố trí các bulông liên kết thép góc với dầm ngang cũng nh thép góc liên kết với nút giàn.

VIII. THIT K GIN CH
VIII.1. Tnh ti tỏc dng lờn gin ch

Trọng lợng tiêu chuẩn của lớp phủ
Trọng lợng tiêu chuẩn của lan can phòng hộ
Trọng lợng đờng ngời đi
Tổng tĩnh tải 2 (g2):
Trọng lợng tiêu chuẩn của dầm ngang
Trọng lợng tiêu chuẩn mặt cầu
Trọng lợng tiêu chuẩn dầm dọc
Trọng lợng giàn tính theo công thức Strenleski
Trọng lợng của hệ liên kết

Tổng tĩnh tải 1 (g1):

1.225 (T/m)
0.14 (T/m)
0.69 (T/m)
2.055 (T/m)
0.104 (T/m)
1.585 (T/m)
0.375 (T/m)
0.67 (T/m)
0.12 ì 0.67 = 0.08 (T/m)
2.946 (T/m)

Trọng lợng thép trên 1m dµi giµn chđ:
g gc =

anh k o + b[n1 ( g lk + g mc ) + n2 g md ]
ìl
Ru
n1bl



trong đó:
a,b


- hệ số đặc trng cho trọng lợng của giàn, giàn nhịp đơn giản a = b = 3.5
- träng l−ỵng thĨ tÝch cđa thÐp, γ = 7.85 (T/m3)
hhtttttpp::////w

w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang16


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X

Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

ko

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

- tải trọng phân bố đều của hoạt tải
ko = ηh(1 + μ)k1/4 + ηngT

víi:
(1 + μ) - hƯ sè xung kÝch, (1 + μ ) = 1 +

15
=
37.5 +

1.13

- hệ số phân phối ngang của hoạt tải
h
- tải trọng tơng đơng của hoạt tải với đờng ảnh hởng tam giác
k1/4
có đỉnh ở 1/4 nhịp, và = 80m.
k1/4 H30 = 1.74
k1/4 HK80 = 1.94

qH30 + qng = 1.143 × 1.13 × 1.74 + 1.730 × 0.3 = 2.8 (T/m)
qHK80 = 0.681 × 1.0 × 1.94 = 1.321 (T/m)
→
ko = 2.8 (T/m)
→

g gc =

3.5 × 1.4 × 2.80 + 3.5 × [1.1× (1.585 + 0.095) + 1.5 × 1.365]
× 80 = 0.67 (T/m)
28000
− 1.1× 3.5 × 80
7.85

VIII.2. Xác định đường ảnh hưởng của các thanh giàn
B¶ng 14. B¶ng ghi kết quả tính diện tích đờng ảnh hởng và ktđ của hoạt tải
Tên
thanh

Vị trí

(1)
D1-D2
D3-D4
D5-D6
T1-T2
T4-T5
D1-T1
D3-T3
D5-T5

T1-D3
T3-D5
T3-D4

(2)
biên dới
biên dới
biên dới
biên trên
biên trên
Xiên Xiên Xiên Xiên +
Xiên +
Đứng

Phần dơng của đờng ảnh hởng
Vị trí
Diện
Chiều
Tung
đỉnh
tích
dài
độ đỉnh
a1/L1
dơng
(L1)
(3)
(4)
(5)
(6)

0.1
80
0.76
30.40
0.3
80
1.77
70.80
0.5
80
2.11
84.40

0.1
0.1
0.1
0.1
0.5

17.76
35.56
71.12
53.36
16

0.26
0.52
1.05
0.79
1.00

2.31
9.25
37.34
21.08
8.00

Phần âm của đờng ảnh hởng
Vị trí
Tung
Chiều
Diện
đỉnh
độ
dài
tích âm
a2/L2
đỉnh
(L2)
(7)
(8)
(9)
(10)

0.2
0.4
0.1
0.1
0.1
0.1

0.1

80
80
80
62.24
44.44
8.88
26.64

-1.35
-2.02
-1.18
-0.92
-0.65
-0.13
-0.39

-54.00
-80.80
-47.20
-28.63
-14.44
-0.58
-5.19

Diện
tích đại
số
(11)

30.4
70.8
84.4
-54.0
-80.8
-47.2
-26.3
-5.2
36.8
15.9
8.0

Trong đó:
L1, L2 - chiều dài phần dơng, phần âm của đờng ảnh hởng lực dọc.
a1, a2 - hoành độ trái của đỉnh đờng ảnh hởng lực dọc dơng, âm.

Góc nghiêng của các thanh xiên = 0.87 rad.

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44

M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang17


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg
T1

D1

T2

D2

T3

D3

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

T4

D4

T5

D5

T6

D6

T7

D7

T8

D8

T1

T9

D10 D11

D9

D1

T2

D2

T3

D3

T4

D4

T5

D6

D5

8

D10 D11

56

0.26

1.308
1.77

2.53

D9

72

24

Đah D3-D4
Đah D3-T3

16

64

56

40

0.65

40

2.11

Đah D5-D6

0.52

1.308

24

4.21

D8

T9

Đah D1-T1

72

Đah D5-T5

40

32

40

48

8

Đah T1-T2
16

1.05

1.308

1.35

72

0.13

Đah T1-D3

1.684

D7

T8

0.92

8

T7

1.18

1.308

0.76

0.842

Đah D1-D2

T6

16

64

64
56

0.79

24

0.39
1.308

2.02

3.368

Đah T3-D5

32

48

Đah T4-T5
32

48

8

Đah T3-D4

8

1

Hình 9. Đah lực dọc của các thanh giàn chủ

VIII.3. Ni lc tỏc dng lờn cỏc thanh gin

Do tĩnh tải xác định theo công thức:
S t = ∑ nt g t ∑ Ω
B¶ng 15. Néi lùc tác dụng lên thanh giàn do tĩnh tải
Tĩnh tải tác dụng lên 1 giàn
Tên thanh
D1-D2
D3-D4

D5-D6
T1-T2

Tĩnh tải

g1

g2

Tiêu chuẩn

2.946
2.946
2.946
2.946

2.055
2.055
2.055
2.055

152.030
354.071
422.084
-270.054

Tính toán
n>1
n<1
192.222

136.827
447.675
318.664
533.670
379.876
-341.447
-243.049

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9

4
7
MSSV:12229-47
trang18


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Tĩnh tải tác dụng lên 1 giàn
Tên thanh
T4-T5
D1-T1
D3-T3
D5-T5
T1-D3
T3-D5
T3-D4

Tĩnh tải

g1

g2

Tiêu chuẩn

2.946
2.946
2.946
2.946
2.946
2.946
2.946

2.055
2.055
2.055
2.055
2.055
2.055
2.055

-404.081
-236.047
-131.634
-25.992
183.841
79.428
40.008

Tính toán
n>1
n<1
-510.906
-363.673
-298.450
-212.442
-166.434
-118.471
-32.864
-23.393
232.442
165.457
100.426
71.485
50.585
36.007

Do hoạt tải:
Tải trọng tiêu chuẩn:
+
Ôtô và ngời:
S h = [η oto β o k oto + η ng T ]
+
Xe đặc biệt:
S h = db k db
Bảng 16. Nội lực tác dụng lên thanh giàn do hoạt tải tiêu chuẩn
Tên thanh
D1-D2
D3-D4

D5-D6
T1-T2
T4-T5
D1-T1
D3-T3
D5-T5
T1-D3
T3-D5
T3-D4

Tải trọng tơng đơng
Ktđ ôtô
Ktđ HK80
dơng
âm
dơng
âm
1.896
1.946
1.740
1.94
1.740
1.94
1.792
1.942
1.740
1.94
1.896
1.946
5.220

1.908
13.886
2.186
2.178
2.084
4.242
3.47
1.908
5.220
2.186
13.886
1.996
2.450
2.908
5.544
2.890
8.5

Hoạt tải tiêu chuẩn
Ôtô + ngời
Xe đặc biệt
dơng
âm
dơng
âm
69.271
0
40.257
0
150.066

0
93.468
0
178.892
0
111.422
0
0
-117.321
0
-71.363
0
-171.262
0
-106.670
0
-107.552
0
-62.505
13.087
-65.589
21.817
-42.590
23.726
-35.679
26.689
-34.105
85.537
-3.272
55.543

-5.454
50.177
-14.772
41.710
-19.598
26.338
0
46.274
0

Tải trọng tính toán:
+
Ôtô vµ ng−êi:
S h = 1.4[(1 + μ )η oto β o k oto + ng T ]
+
Xe đặc biệt hoặc xe xích:
S h = 1.1 db k db
Bảng 17. Nội lực tính toán tác dụng lên thanh giàn
Tên thanh
D1-D2
D3-D4
D5-D6
T1-T2
T4-T5
D1-T1
D3-T3
D5-T5
T1-D3
T3-D5
T3-D4

Ôtô + Ngời
S+
S107.484
0
232.544
0
277.213
0
0
-181.884
0
-265.389
0
-166.883
22.991
-103.553
39.119
-57.817
133.797
-5.971
80.163
-24.930
46.127
0

Hoạt tải tính toán
Xe đặc biệt
S+
S44.283

0
102.815
0
122.565
0
0
-78.499
0
-117.337
0
-68.755
23.999
-46.849
29.358
-37.515
61.097
-6.000
45.880
-21.558
50.901
0

Tính toán
S+
S107.484
0.00
232.544
0.00
277.213
0.00

0
-181.88
0
-265.39
0
-166.88
23.999
-103.55
39.119
-57.82
133.797
-6.00
80.163
-24.93
50.901
0.00

Nội lực tính cờng độ
S+
299.706
680.219
810.883
15.726
366.239
180.589
101.486

S0
0
0

-523.332
-776.295
-465.333
-269.987
-90.681
159.457
46.556
0

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2

9
4
7
MSSV:12229-47
trang19


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Tải trọng tính mỏi:
S h = [(1 + )η oto β o k oto + η ng T ]
+ Ôtô và ngời:
Bảng 18. Nội lực tính toán tác dụng lên thanh giàn (tính mỏi)
Tên thanh
D1-D2
D3-D4
D5-D6
T1-T2
T4-T5
D1-T1

D3-T3
D5-T5
T1-D3
T3-D5
T3-D4

Tĩnh tải

SM+

SM-

152.030
354.071
422.084
-270.054
-404.081
-236.047
-131.634
-25.992
183.841
79.428
40.008

76.774
166.103
198.009
0
0
0

16.422
27.942
95.569
57.259
32.948

0
0
0
-129.917
-189.563
-119.202
-73.966
-41.298
-4.265
-17.807
0

Nội lực tính mỏi
Nội lực tính toán
SM+
SM228.804
152.030
520.173
354.071
620.094
422.084
-270.054
-399.971
-404.081

-593.644
-236.047
-355.249
-115.212
-205.601
1.950
-67.290
279.410
179.575
136.687
61.621
72.956
40.008



tính

chịn

0.664
0.681
0.681
0.675
0.681
0.664
0.560
-0.029
0.643
0.451

0.548

1.458
1.475
1.475
-5.246
-5.097
-5.563
-13.475
1.911
1.436
1.264
1.346

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

không phải tính mỏi.
VIII.4. Xỏc nh các kích thước cơ bản và diện tích của các thanh

Việc chọn tiết diện thờng bắt đầu từ thanh có nội lực nén lớn nhất T4-T5, các kích

thớc cơ bản của thanh này sẽ quyết định bề rộng b của tất cả các thanh và cố gắng giữ không
đổi để các thanh liên kết vào nút đợc thuận lợi. Chiều cao h của các thanh biên cũng nên giữ
cố định để cho việc cấu tạo giàn đợc đơn giản.
Xác định sơ bộ b và h theo công thức kinh nghiệm:

l2 ⎤
h = ⎢l −
⎥;
⎣ 400 ⎦

b = [h − 0.2l ]

Trong đó:
l
- nhịp của giàn, [m]
Trị số h chọn có thể sai lệch 10cm so với h tính đợc theo công thức trên.
Diện tích cần thiết của tiết diện đợc tính sơ bộ theo công thức gần đúng:
+

Thanh biên chịu nén:

+

Thanh biên chịu kéo
(có xét giảm yếu do lỗ đinh):

Fng ≈

S
0.82(Ro − 100 )

Fng ≈

S
0.85(Ro − 100 )

NÕu tiÕt diÖn thanh không bị giảm yếu (chẳng hạn các thanh có cấu tạo
bản bù tại nút) thì không có hệ số 0.85;
+

Thanh xiên chịu nén:

+

Thanh xiên chịu kéo:

S
0.6(Ro 100)
S
Fng
0.85(Ro 100 )

Fng

Dựa vào kết quả tính toán diện tích cần thiết và kích thớc của tiết diện thanh, tiến hành
chọn kích thớc của các thanh giàn, kiểm tra ®iỊu kiƯn h/l < 1/15 tøc lµ l/15 > h. Các kết quả
hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww

ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang20


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K

Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

tính toán đợc thể hiện trong bảng 19. Các thanh giàn chọn tiết diện chữ H riêng thanh D1- T1
chọn tiết diện hình hộp.
d

d

d

Y

n

hd

hd

n

X

Y

bn

bn

Hình 10. Tiết diện thanh giàn chủ
Bảng 19. Kích thớc tiết diện thanh

Thanh

D1-D2
D3-D4
D5-D6
T1-T2
T4-T5
D1-T1
D3-T3
D5-T5
T1-D3
T3-D5
D2-T1
D3-T2

Chiều dài
thanh

Diện tích cần
thiết

(cm)

(cm2)

800
800
800
800
800
1242
1242
1242
1242
1242
950
950

Kích thớc ban đầu của
thanh

Kích thớc tiết diện chọn
Bản đứng

Chiều cao

Chiều rộng

(cm)

(cm)

135.614
307.791
346.915

196.973
294.673
235.388
136.720
45.115
165.719
81.714
45.921

64
64

48
48

d

hd

(cm)

(cm)

1.4
2
2.4
2
2.4
1.8
1.6

1.2
1.4
1.4
1.2
1.2

38
52
52
48
56
50
50
44
40
40
26
26

L/15
53.33
53.33
53.33
53.33
53.33
82.80
82.80
82.80
82.80
82.80

63.33
63.33

Bản ngang
n

bn

(cm)

(cm)

1.4
2.2
2.2
2.0
2.4
1.6
1.6
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2

50
50
50
50
50

50
50
50
50
50
50
50

Diện tích
chọn
(cm2)

172.48
309.20
349.04
284.00
377.28
328.48
234.88
162.72
168.64
168.64
119.52
119.52

Bảng 20. Kiểm tra độ mảnh của thanh
Mômen quán tính

Bán kính quán
tính

Hệ số chiều dài
tự do
Chiều dài tự do

Độ mảnh ()

Thanh

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S
V
:
1
2
2
2

9
4
7
MSSV:12229-47
trang21


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Trong MP
giàn
(cm4)
D1-D2 12814.26
D3-D4 46910.15
D5-D6 56283.31
T1-T2 36894.67
T4-T5 70298.47
D1-T1 123770.34
D3-T3 33349.31
D5-T5 17043.65
T1-D3 14940.13
T3-D5 14940.13
D2-T1 3522.05

D3-T2 3522.05

Ngoµi MP
giàn
(cm4)
75113.49
137722.27
158433.22
126878.67
170857.18
131233.69
107403.63
73667.71
76668.58
76668.58
47942.97
47942.97

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Trong Ngoài
Ngoài Trong
MP giàn MP giµn Trong
MP MP giµn
(cm)
(cm)
(cm) MP giµn giµn
8.619 20.868
1

1
800
12.317 21.105
1
1
800
12.698 21.305
1
1
800
11.398 21.137
1
1
800
13.650 21.281
1
1
800
19.411 19.988
1
1
1242
11.916 21.384
0.8
1
994
10.234 21.277
0.8
1
994

9.412 21.322
0.8
1
994
9.412 21.322
0.8
1
994
5.428 20.028
0.8
1
760
5.428 20.028
0.8
1
760

Ngoµi
MP
giµn Trong
(cm) MP giàn
800
92.81
800
64.95
800
63.00
800
70.19
800

58.61
1242
63.98
1242
83.39
1242
97.08
1242 105.56
1242 105.56
950
140.00
950
140.00

Ngoài
MP
giàn
38.34
37.91
37.55
37.85
37.59
62.14
58.08
58.37
58.25
58.25
47.43
47.43

Tính
toán
92.81
64.95
63.00
70.19
58.61
63.98
83.39
97.08
105.56
105.56
140.00
140.00

Yêu
cầu
100
100
100
100
100
100
100
100
150
150
150
150

Kết
luận
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt

Nếu điều kiện 2.h.cos < 1.7 ì 105 cho các thanh chịu nén và 2.h.cos < 3.4 × 105 cho thanh chÞu
kÐo th× cã thĨ bá qua ảnh hởng của trọng lợng bản thân đối với ứng suất trong thanh.
Bảng 21. ảnh hởng của trọng lợng bản thân và hệ số uốn dọc thanh chữ H
Tên thanh
D1-D2
D3-D4
D5-D6
T1-T2
T4-T5
D1-T1
D3-T3
D5-T5
T1-D3
T3-D5
D2-T1

D3-T2

Hệ số uốn dọc

Trọng lợng bản thân
.h.cos

Yêu cầu

Kết luận việc xét đến trọng lợng bản thân

327347.32
219359.26
206385.37
236469.95
192347.22
224179.19
267421.90
287430.12
287430.12
328615.44
328615.44

340000
340000
340000
170000
170000
170000
170000

340000
340000

không
không
không
có
có
có
có
không
không

2



0.67
0.75
0.55
0.42

(*) Thanh D1 - T1 là thanh cổng cầu tiết diện hình hộp nên phần tính toán hệ số uốn dọc sẽ đợc
trình bày sau.

Kiểm tra điều kiện bề dày nhỏ nhất của bản thép hoặc tập bản thép nằm ngang trong tiết diện chữ H
đối với kết cấu hàn phải thoả mÃn: 0.5 khi δ ≥ 30mm vµ 0.6δ khi δ ≥ 25mm , trong đó: - chiều dày
tập bản thép (hoặc bản thép) nằm trong mặt phẳng của giàn.
Để đảm bảo sự ổn định cục bộ của thanh, tỷ số giữa bề rộng tính toán của tập bản thép hoặc bản
thép trên bề dày của chúng trên các thanh chịu nén không vợt quá các trị số quy định.

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLíípp 4477CC§
§44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang22


TTrrờờnngg Đ

Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Bảng 22. Kiểm tra điều kiện bề dầy nhỏ nhất và ổn định cục bộ của thanh
Kiểm tra tỷ số bề rộng/chiều dày

Kiểm tra chiều dày nhỏ nhất bản nằm ngang
Thanh

b1/1 (bn/n)

b2/2 (bđ/(2ìđ))

Chọn

Yêu cầu

Kết luận

Chọn

Yêu cầu

Kết luận

Chọn

Yêu cầu

Kết luận

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

D1-D2

D3-D4
D5-D6
T1-T2
T4-T5
D1-T1
D3-T3
D5-T5
T1-D3
T3-D5
D2-T1
D3-T2

1.4
2.2
2.2
2.0
2.4
1.6
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2

0.84
1.2
1.44
1.2
1.44
0.96

0.72
0.84
0.84
0.72
0.72

đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt

35.71
22.73
22.73
25.00
20.83
31.25
31.25
41.67
41.67
41.67
41.67
41.67

45.00
34.95
33.00
40.19
30.00
35.00
45.00
45.00
45.00
45.00
45.00
45.00

đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt

13.57
13.00
10.83

12.00
11.67
27.78
15.63
18.33
14.29
14.29
10.83
10.83

18.56
13.00
12.60
14.04
12.00
30.00
16.68
19.42
20.00
20.00
20.00
20.00

đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt

đạt
đạt
đạt
đạt
đạt

VIII.5. Kiểm tốn tiết diện thanh theo cường độ

Sau khi ®· chọn đợc tiết diện các thanh, ta tiến hành kiểm tra chúng theo cờng độ và
mỏi. Khi đó ngoài lực dọc trong các thanh có thể phải xét đến thanh bị uốn cục bộ do trọng
lợng bản thân, bảng 21 xác định các thanh cần thiết phải kể đến ảnh hởng của trọng lợng
bản thân.
VIII.5.1. Mụmen un ti gia v đầu thanh do trọng lượng bản thân
M bt = ±0.8nt

gbt l 2
cos
8

trong đó:
gbt


- trọng lợng trên 1m dài thanh.
- góc nghiêng của thanh so với phơng ngang.

VIII.5.2. Kim tra cng

Đối với thanh chịu nén hoặc chịu kéo:

=

S M bt
ymax ≤ Ro
+
Fgy I gy

trong ®ã:
Fgy, Igy - DiƯn tÝch và mômen quán tính của thanh theo mặt phẳng giàn đà trừ giảm yếu
do các lỗ đinh liên kết các bộ phận của thanh cũng nh liên kết đầu thanh vào nút giàn hoặc bản nối;
nếu các thanh có cấu tạo bản bù thì Fgy = Fng.
ymax

- khoảng cách lớn nhất từ trục trung hoà đến thớ mép của thanh.

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44
M
S
S

V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang23


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccÇÇuu tthhÐÐpp

VIII.5.3. Kiểm tra ổn định trong và ngồi mặt phng gin

=

Công thức:

S
Ro
Fng

trong đó:
Fng

- Diện tích tiết diện nguyên của thanh.


- Hệ số giảm khả năng chịu nén, phụ thuộc vào độ mảnh và độ lệch tâm tơng
đối trong mặt phẳng uốn i.

(kg/cm2)

(kg/cm2)

Kết luận
(kg/cm2)



Kết luận

2.23
2.96
1.84
1.28

-102.1
-83.0
-151.2
-180.4

đạt
đạt
đạt
đạt

0.0

đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt
đạt

-2207
-2220
-1651
-1030

40

2074
2527
2694
-1823
-2141
-1203
-688
2604
1284
1062

h (cm)

2074
2527
2694
-1721
-2058
-1051
-507
2604
1284
1062

I (cm4)

144
269
301
244

305
203
139
141
141
96

Mbt (kg.cm)

(kg/cm2)

8
8
8
8
12
8
8
8
8
8

(rad)

Fgy (cm2)

299.71
680.22
810.88
-419.95

-628.24
-213.28
-70.38
366.24
180.59
101.49

gbt (kg/cm)

Số bulông

D1-D2
D3-D4
D5-D6
T1-T2
T4-T5
D3-T3
D5-T5
T1-D3
T3-D5
D2-T1

N (t)

Thanh

Bảng 23. Kết quả kiểm toán tiết diện thanh chữ H

0
0

0.87
0.87

156950
208500
201741
139762

12814
46910
56283
36895
70298
33349
17044

38
52
52
48
56
50
44

0.87

0

14940

Căn cứ kết quả trên cho thấy các thanh đều thoả mÃn điều kiện về cờng độ và ổn định.

IX. THIT K NT GIN CH
Nút giàn thiết kế:
D5, liên kết sử dụng bulông cờng độ cao. Nút D5 gồm có các thanh xiên
và đứng liên kết vào nút: D5-T3, D5-T4, D5-T5; các thanh biªn: D5-D4, D5-D6.
IX.1. Tính liên kết các thanh xiên v thanh ng vo bn nỳt

Số lợng bulông cờng độ cao đợc tính theo diện tích tiết diện thanh:
1
n Ft .b .
m2
trong đó:
- diện tích chịu lực của thanh.
Ft

- số bulông cờng độ cao cần thiết ứng với một đơn vị diện tích tiết diện thanh.
m2
- hệ số điều kiện làm việc, m2 = 1.

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D

Dơơnngg LLớớpp 4477CC§
§44
M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang24


TTrrờờnngg Đ
Đạạii H
Họọcc X
Xââyy D
Dựựnngg
K
Khhooaa CCầầuu Đ
Đờờnngg

Đ
Đồồ áánn tthhiiếếtt kkếế ccầầuu tthhéépp

Bảng 24. Số lợng bulông của thanh xiên và thanh đứng liên kết vào nút D5
Số bulông trong
một hàng
8
8

Thanh
D5-T3
D5-T4
D5-T5

Diện tích tiết diện
tính toán Ft
140.64
28.68
138.72

b
0.386
0.386
0.386

Số bulông
Tính
54.287
11.070
53.546

Chọn
60

36
60

(Số bulông của thanh D5-T4 tính theo điều kiện ổn định, và số bulông chọn dựa vào thực tế bố
trí tại nút giàn).
IX.2. Tớnh mi ni thanh biờn

Thanh biên chỉ nối tại các bản đứng, sư dơng 2 b¶n nèi N1 kÝch th−íc tiÕt diƯn 230 ì 22 (mm),
một bản nối N2 kích thớc tiết diƯn 5200 × 22 (mm).
IX.2.1. Tính số lượng bulơng liên kết thanh D5-D6

HƯ sè mèi nèi:

α=

∑F
∑F −∑F +∑F
o

o

i

=

n

2 × (52 − 4 × 2.5) × 2.4 + 45.2 × 2.2
= 0.896
((2 × 23 − 8 × 2.5) × 2.2 + (52 8 ì 2.5) ì 2.2) ì 2

Số bulông cờng độ cao cần thiết để liên kết bản nối N1:
n1 = μ .α .Fn1 = 0.386×0.896×2.2×(4×23-8×2.5) = 54.784 ≈ 55 bulông.
Số bulông cờng độ cao cần thiết để liên kÕt b¶n nèi N2:
n2 = μ .α .Fn 2 = 0.386ì0.896ì2.2ì(2ì52-8ì2.5) = 63.914 64 bulông.


Số bulông cờng độ cao cần thiết để liên kết thanh D5-D6 là:
n max(55;64) = 64 bul«ng.

IX.2.2. Tính số lượng bulơng lên kết thanh D4-D5

HƯ sè mèi nèi:

α=

∑F
∑F −∑F +∑F
o

o

i

n

=

2 × (52 − 4 × 2.5) × 2.0 + 46 × 2.2
= 0.819

((2 × 23 − 8 × 2.5) × 2.2 + (52 − 8 ì 2.5) ì 2.2) ì 2

Số bulông cờng độ cao cần thiết để liên kết bản nối N1:
n1 = . .Fn1 = 0.386ì0.819ì2.2ì(4ì23-8ì2.5) = 50.076 50 bulông.
Số bulông cờng độ cao cần thiết để liên kết bản nèi N2:
n2 = μ .α .Fn 2 = 0.386×0.819×2.2×(2×52-8×2.5) = 58.422 58 bulông.


Số bulông cờng độ cao cần thiết để liên kết thanh D4-D5 là:
n max(58;50) = 58 bulông.

Căn cứ vào kết quả tính toán ở trên tiến hành bố trí bulông cờng độ cao cho nút giàn D5 vơi
một số yêu cầu sau:
Sử dụng bulông cờng độ cao 22 đờng kính lỗ 25 khoảng các tối thiểu giữa các tâm lỗ
bulông là 3 = 3ì25 = 75mm chọn khoảng cách giữa các tim lỗ là 80mm.
Với mục đích không thay đổi khoảng cách giữa các bulông cờng độ cao và bản nút có cấu tạo
đơn giản mối nối nút D5 đợc thể hiện nh hình vẽ 11.

hhtttttpp::////w
w
w..eebbooookk..eedduu..vvnn
ww
ww

SSV
V:: P
Phhạạm
m QQuuýý D
Dơơnngg LLớớpp 4477CCĐ
Đ44

M
S
S
V
:
1
2
2
2
9
4
7
MSSV:12229-47
trang25