ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CẦU GIÀN THÉP BÊ TÔNG CỐT THÉP

Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

THIẾT KẾ CẦU GIÀN THÉP
&1 Mở đầu
1.1 Tóm tắt nhiệm vụ đồ án
1.1.1. Số liệu đầu vào:
- Chiều dài nhịp tính tốn : ltt = 60 m.
- Khổ cầu
: K = 7.0+2x1.0 m
- Tải trọng thiết kế:
+ Hoạt tải thiết kế: HL93.
+ Đoàn người: 300 daN/m2.
1.1.2. Nhiệm vụ thiết kế:
- Thiết hế hệ dầm mặt cầu :dầm dọc , dầm ngang, liên kết dầm dọc vào dầm ngang
và liên kết dầm ngang vào dàn chủ .
- Thiết kế tiết diện các thanh dàn trong một nút tự chọn .
- Thiết kế nút dàn.
1.1.3.Tiêu chuẩn thiết kế
Thiết kế theo quy trình 22TCN 272-05.
1.2- Các trạng thái giới hạn
1.2.1 Trạng thái giới hạn cường độ I
U = η.{1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL+IM+PL)}
IM = 25%
1.2.2 Trạng thái giới hạn sử dụng
U = 1,0.(DC + DW) +1,0.(LL+IM+PL)
IM = 25%
1.2.3Trạng thái giới hạn mỏi và đứt gãy
U = 0,75.(LL+IM)
IM = 15%

Trong đó: LL: hoạt tải xe.
IM: lực xung kích.
DC: tỉnh tải của các bộ phận kết cấu và liên kết.
DW: tỉnh tải của các lớp phủ mặt cầu.
PL: hoạt tải người.
η = ηD.ηR.ηI: hệ số điều chỉnh tải trọng, lấy theo 22TCN 272-05
Bảng1.1:
Các hệ số
Cường độ Sử dụng
Mỏi
1. Hệ số độ dẻo ηD
(1.3.3)
0.95
1.0
1.0
2. Hệ số dư thừa ηR
(1.3.4)
0.95
1.0
1.0
3. Hệ số quan trọng ηI
(1.3.6)
1.05
KAD
KAD
η=ηD.ηR.ηI
(1.3.2.1)
0.95
1.0
1.0

1.3 Vật liệu dùng cho kết cấu

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 1


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

-Thép kết cấu M270 cấp 250 có FY = 250Mpa
-Bê tơng bản mặt cầu có f’c = 30Mpa
- Liên kết sử dụng bu lông cường độ cao.
1.4- Chọn sơ đồ kết cấu nhịp
- Chọn giàn có 2 đường biên song song. Giàn có 10 khoang, chiều dài mỗi khoang
d = 6,0 m.
- Chiều cao giàn chủ:
1 1 
h    l 8.57 6.00m
 7 10 

˜˜
51

˜2

''

25
0'

7.5

Tuy nhiên ta hồn tồn khơng có sự tự do để lựa chọn chiều cao dàn, nó cịn phụ
thuộc vào kích thước xe chạy trên cầu, đối với cầu ơtơ có đường xe chạy dưới
có chiều cao khơng < 7.3 m
Chọn sơ bộ h =7.5 m. Chiều dài mỗi khoang d=6m . Khi đó góc xiên α hợp bởi
thanh xiên và phương nằm ngang là α = 51020’25’’.

10×6m

Hình 1.1: Sơ đồ giàn chủ
* Khoảng cách giữa các tim giàn chủ :
Đối với cầu xe chạy dưới : Bố trí hai giàn chủ với khoảng cách lớn hơn khổ đường
xe chạy 1-1,5m để kể đến phần đá vỉa và bề rộng các thanh giàn .
Ta chọn khoảng cách giữa hai giàn chủ là B = 8,0 m
1.5- Chọn sơ bộ kích thước
1.5.1- Bản mặt cầu:
1.5.1.1-Phần xe chạy:(A9.7.1.1)
- Bản mặt cầu có chiều dày tối thiểu 175 mm,cộng thêm 15 mm hao mòn .Vậy
chiều dày của bản là 190 mm. Phía trên là lớp phủ mặt cầu dày 7.5cm gồm các lớp:
BTAP, lớp bảo vệ, lớp phòng nước
1.5.1.2- Phần bộ hành:
- Mặt đường phần bộ hành làm bằng bản BTCT dày 10cm, trên có rải một lớp phủ
bằng BTN dày 2cm.
Ta tính được:
-Trọng lượng của bản mặt cầu đường xe chạy và đường người đi:
DC1 = 0,19.2,5.7,5.9,81 + 0,1.2,5.2.1,0.9,81 = 39,85(kN/m).

-Trọng lượng của lớp phủ mặt cầu đường xe chạy và đường người đi:

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 2


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

8m

DW = 2,25.9,81.0,075.7,0+ 2.1,0.2,25.9,81.0,02 = 12,47 (kN/m).
-Trọng lượng lan can, phòng hộ :
DC2 = 1,4 (kN/m).
-Trọng lượng đá vĩa:
DC2(dv) = (0,3.0,2+0,5.0,45.0,05 )2,5.9,81=1,75(kN/m).
1.5.2 Dầm dọc:
- Chọn 5 dầm dọc,khoảng cách giữa các dầm dọc là 1,6 m .
- Chiều cao dầm dọc cũng như các kích thước khác được tính chính xác trong phần
thiết kế dầm dọc.
1.5.3 Dầm ngang:
- Các dầm ngang được đặt tại các nút giàn chủ, cách nhau 1 khoảng bằng khoang
giàn d = 6,0 m.
- Chiều cao dầm ngang cũng như các kích thước khác được tính chính xác trong
phần thiết kế dầm ngang.
1.5.4 Liên kết dọc trên và dọc dưới giữa 2 giàn chủ:

8m

8x6m

10x6m
Hình 1.2: Liên kết dọc trên và dọc dưới của giàn chủ.
1.5.5 Chọn sơ bộ tiết diện các thanh giàn chủ:
- Chọn tiết diện các thanh kiểu chữ H ở biên giàn.
- Chọn các thanh xiên và thanh đứng có cùng bề rộng với thanh biên để dễ liên kết
giữa các thanh với nhau, chọn các thanh biên có chiều cao h không đổi để dễ liên kết.
- Chiều cao và chiều rộng được xác định theo công thức kinh nghiệm 332/Tr.345
sách N.I.POLIVANOV.
h l 

l2
60 2
60 
51,00cm
400
400

b = h – 0,2l = 51,00 – 0,2x60 = 39,00cm
Trị số của h chọn có thể chọn sai số ±10cm. Do đó ta có thể chọn h = 50cm, b =
40cm.
1.5.6 Tính trọng lượng kết cấu nhịp:
- Trọng lượng thép trên 1m dài dầm chủ có thể được xác định theo cơng thức:

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 3


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

1,75 .k 0  1,25.DC  1,5.DW
a.l
Fy
DC(dc) =
 1,25.(1   ) a.l


Trong đó:
- DC - trọng lượng BMC đường xe chạy và đường người đi tính cho 1m giàn chủ,
kN/m.(tính cho một giàn chủ chịu )( gồm có bản mặt cầu , đường người đi , lan can ,
đá vỉa )
DC =

 DC = 7,5.0,19.60.2,5.9,81  2.1,75  2.1,0.0,1.60.9,81  2.1,4 =22,45 kN/m
2.60

nl

- DW: trọng lượng lớp phủ mặt cầu tính cho 1m giàn chủ .
DW =

 DW = (0,075.7.60  0,02.1,0.60).2,25.9,81 =6,01 kN/m
2.60

n.l

- l: nhịp tính tốn của dầm, l = 60 m
- Fy: cường độ chảy nhỏ nhất của thép làm dầm, kN/m2
Dùng thép cơng trình M270 cấp 250 có Fy = 250Mpa = 2,5.105 kN/m2
0  : Hệ số sức kháng ,  =1
- : trọng lượng thể tích của thép,  = 7,85 T/m3 = 78,5 kN/m3
- : hệ số xét đến trọng lượng của hệ liên kết giữa các dầm chủ (lấy tùy thuộc vào
chiều dài nhịp),  = 0,1-0,12
- a: đặc trưng trọng lượng ứng với dầm giản đơn, a = 5,0(đối với cầu dàn)
- k0: Tải trọng tương đương của tất cả các loại hoạt tải tác dụng lên dầm kể cả hệ
số phân bố ngang, hệ số làn xe và hệ số xung kích, kN/m
Tính hệ số phân phối ngang của người và hoạt tải: dùng phương pháp đòn bẩy.
8.0

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

0.25

1.8

0.488

1.2

0.638

1.8

0.863

0.6

1.031
1.000

1.156

1.0

7.0

Lớp: 27X3NT

0.263

0.25

Trang: 4


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

Hình1.3: Ngun tắc địn bẩy để xác định hệ số phân bố mômen của hoạt tải thiết
kế cho giàn chủ khi xếp tải một làn xe.

Ta có:
-Xét 1làn xe chất tải :
mgLL=1,2.0,5.(0,863+0,638) = 0,884
-Xét 2làn xe chất tải :
mgLL=1,0.0,5.(0,863+0,638+0,488+0,263) = 1,126
Vậy mgL = mgLL = 1,126 khống chế
mgPL = ΩPL = 0,5.(1,156+1,031).1,0 = 1,094
Xác định k0:
Tính k0.25 do xe tải và xe hai trục gây ra:
145

145

35
3Kn/m

9.100

10.175

11.25

9.3Kn/m

Hình 1.4: Đường ảnh hưởng mômen mặt cắt 1/4 nhịp.
k0.25 =

 P .y
i

i

 145.12,25  145.10,175  35.9,100 
 = 10,56 kN/m
337,50



=


=> k0 = mgLL.[(1+IM).k0.25 + qLL] + mgPL.PL
= 1,126.(1,25.10,56 + 9,3) + 1,094.4
= 28,62 kN/m
Thay tất các vào cơng thức ta có:
1,75.28,62  1,25.24,45  1,5.6,01
.5,0.60
DC(dc) = 2,5.10 5  1,25.(1  0,1).5,0.60
= 9,43 kN/m
78,5
Trọng lượng thép của hệ liên kết, thường được xem là một hàm số của trọng lượng
giàn chủ.
ggl = .DC(dc) = 0,1.9,43 = 0,943 kN/m

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 5

Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

&2 Thiết kế hệ dầm mặt cầu, liên kết dầm dọc vào dầm ngang, dầm ngang
vào dàn chủ
2.1.Thiết kế dầm dọc
Dầm dọc đặt dọc theo hướng xe chạy, làm việc như một dầm liên tục nhiều nhịp,
có nhịp tính toán là khoảng cách giữa các dầm ngang, dầm dọc có tác dụng làm giảm
độ lớn của mặt cầu .
2.1.1 Chọn tiết diện
Dùng tiết diện tổ hợp: tiết diện chữ I bao gồm tấm sườn dầm, các bản biên ghép
với nhau bằng mối hàn góc
Chọn tiết diện dầm dọc thỏa mãn các điều kiện cấu tạo sau
Đối với sườn dầm
- Chiều cao:
1 1 
 8 15 

1 1 
 8 15 

+ Theo điều kiện cấu tạo:D =   .d   .6,0 (0,75 ÷ 0,4) m.
+ Chiều cao sườn dầm và bề dày sườn có quan hệ với nhau theo công thức
1
tw 
D đối với thép cacbon
12,5

- Trong mọi trường hợp,bề dày sườn: tW ≥ 12mm.
Đối với bản biên
Quan hệ giữa bề dày tf và bề rộng bf của bản biên :
tf
bf

- Khi



1
30

tW
1
≤
thì phải bố trí sườn tăng cường đứng theo tính tốn.
d  2.t f
50

→ Tổng hợp các điều kiện trên ta chọn sơ bộ dầm dọc có các kích thước như sau:
D =600 mm, bf = 240mm, tf = 16mm, tW = 12mm.
Ta có

tW
12
1
=
=0.021 >
nên ta khơng bố trí sườn tăng cường đứng

d  2.t f 600  2.16
50

→ Diện tích mặt cắt ngang của dầm dọc là 144,96 cm2
Trọng lượng bản thân dầm dọc là : 144,96.10-4.7,85.9,81=1,12 kN/m
2.1.2 Tải trọng tác dụng lên dầm dọc
Sự phân bố tải trọng theo phương ngang cầu lên các dầm dọc được xác định theo
phương pháp địn bẩy. Hình 2.1 dưới đây thể hiện sự phân bố tải trọng lên các dầm
dọc

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 6


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường
7.5
7.0

1.6

1.8

1.0
0.812

ĐAH R1

1.34

0.6

1.0

1.8

1.0

ĐAH R3

1.8

1.2

0.250

ĐAH R2

0.344

1.8

Bảng 2.1: Hệ số phân phối ngang của các dầm dọc
Dầm
Số làn xe chất tải
Hệ số làn xe m

mg HL 93 =m.0,5  yi

Dầm 1
1
1,2
Dầm 2
2
1,0
Dầm 3
2
1,0
2.1.2.1Nội lực do tĩnh tải
Tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc bao gồm: lớp phủ mặt cầu DW,
dầm dọc .
Tính tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc :
Tải trọng bản thân dầm dọc DC1 = 1,12 kN/m
Trọng lượng bản mặt cầu DC2=0,19.2,5.9,81= 4,66 kN/m2
Trọng lượng lớp phủ DW=0,075.2,25.9,81=1,655 kN/m2
SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

0,487
0,600
0,625
đá vĩa, bản thân

Trang: 7

Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

Trọng lượng đá vỉa : DC2(dv)=1,75kN/m
Tổng quát ta đặt tải trọng lên đường ảnh hưởng áp lực dầm, tĩnh tải được xác định
theo công thức sau
gtt = 1.5.DW.  D¦W +1,25.(DC2.  DC 2 +DC1+ DC2(dv)ydv)
Trong đó :
 D¦W ,  DC 2 : Diện tích đường ảnh hưởng áp lực của dầm đang xét tương ứng với
lớp phủ mặt cầu, bản mặt cầu
ydv: tung độ đường ảnh hưởng ứng với trọng tâm đá vỉa.
Bảng 2.2 Kết quả tính toán tải trọng tĩnh tác dụng lên các dầm dọc
DW(kN/m2)  D¦W DC2(kN/m2)  DC 2
DC1
ydv
Dầm 1
1,655
1,441
4,66
1,129
1,12
1,286
Dầm 2
1,655
1,505
4,66
1,582
1,12

-0,286
Dầm 3
1,655
1,600
4,66
1,600
1,12
0,000
Nội lực tính tốn do tĩnh tải được xác định theo cơng thức:
M= gtt.  M ; V= gtt. V
6

ĐAH M 1/2
3.0

gtt(kN/m)
14,37
13,72
14,69

6

ĐAH M 1/4
1.125

1.5

6
6

1

ĐAQ gối
1
H

ĐAH Q 1/4

1

Bảng 2.3 Mơ men do tĩnh tải tính tốn
Tiết diện giữa nhịp
 DAH
M1/2(kN.m)
Dầm 1
4,50
64,67
Dầm 2
4,50
61,74
Dầm 3
4,50
66,11

Tiết diện 1/4
 DAH
M1/4(kN.m)
3,375
48,50
3,375

46,31
3,375
49,58

Bảng 2.4 Lực cắt do tĩnh tải tính tốn
Tiết diện tại gối
 DAH
V1/2(kN)
Dầm 1
3,00
43,11
Dầm 2
3,00
41,16

Tiết diện ¼
 DAH
V1/4(kN)
1,50
21,56
1,50
20,58

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 8

Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

Dầm 3
3,00
44,07
1,50
22,04
2.1.2.2Nội lực do hoạt tải
Hiệu ứng lớn nhất do hoạt tải gây ra được lấy theo giá trị lớn hơn của các trường
hợp sau
- Xe hai trục thiết kế + tải trọng làn + tải trọng người đi bộ (hệ số xung kích
IM=25%) (HL93M)
- Xe tải thiết kế + tải trọng làn + tải trọng người đi bộ (hệ số xung kích IM=25%)
(HL93K)
Ở đây ta khơng xét tải trọng người (do dầm dọc không chịu tải trọng người)
* Tại tiết diện 100 (gối) :
1.2m
110kN
110kN
4,3m
145kN

6m

4,3m
145kN

35kN

AH Q goái
Đ

1

+Xe tải
+Xe tanđem
+ Tải trọng làn

M100 = 0
V100 = 145(1+0,283) =186,035 kN
M100 =0
V100=110(1+0,8)=198,00 kN
Mln100=0
Vln100= 9,3.3,0=27,90 kN,

*Tại tiết diện 1/4 nhịp

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 9


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường
1.2m

110 kN 110 kN
4.3m

1.2m

4.3m

145 kN

110 kN 110 kN
4.3m

145 kN

4.3m

35 kN

9.3KN/m

6

1

0.03

0.05

1

0.55

1.125

35 kN

0.75

145 kN

6

0.825

1.5

145 kN

ÐAH M 1/4

ÐAH Q 1/4

+Xe tải

M102,5 = 145.(1,125+0.05) =170,375 kN
V102,5 = 145.(0,75+0,03) =113,10 kN
Xe tanđem
M102,5 =110.(1,125+0,825)=214,50 kN
V102,5 =110.(0,75+0,55) =143,00 kN

+ Tải trọng làn Vln102,5= 9,3.1,6875=15,694 kN
Mln102,5=9,3.3,375 =31,388 kN
* Tại tiết diện 105( giữa nhịp)
1.2m

110 kN 110 kN

1.2m

4.3m

145 kN

110 kN 110 kN
4.3m

145 kN

4.3m

145 kN

35 kN

1

ÐAH M 1/2

+Xe tải
SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

0.3

0.5

0.9

1.5

3

6

1

35 kN

9.3KN/m

6

145 kN

4.3m

ÐAH Q 1/2

M105 = 145.1,5
Lớp: 27X3NT

=217,50 kN
Trang: 10


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

V105 = 145.0,5
=72,50 kN
M105 = 110(1,5+0,9)=264 kN
V105 = 110(0,5+0,3)=88 kN
+ Tải trọng làn
Vln105= 9,3.0,75=6,975 kN
Mln105=9,3.4,50 =41,85 kN
h
Nội lực do hoạt tải gây ra là Mu =  . mgM .1,75((1+IM)  Pi yi + qL  )
h
Vu =  . mgV .1,75((1+IM)  Pi yi + qL  )

Xe tanđem

Đối với trạng thái giới hạn cường độ I  = 0,95
Bảng 2.5 Nội lực do hoạt tải tính tốn
mg HL 93 IM(%)
Tại gối
Tại ¼ nhịp
Mu(kN.m) Vu(kN) Mu(kN.m)
Dầm 1 0,487
25

0
222,97
242,50
Dầm 2 0,600
25
0
274,71
298,78
Dầm 3 0,625
25
0
286,16
311,21
Bảng 2.6 Tổng hợp nội lực của dầm dọc
Mô men (kN.m)
Tại gối
Tĩnh tải
Hoạt tải
M
Dầm 1
Dầm 2
Dầm 3
Tại 1/4 nhịp
Dầm 1
Dầm 2
Dầm 3
Tại giữa nhịp

0
0

0

0
0
0
0
0
0
Mô men (kN.m)
Tĩnh tải
Hoạt tải
M
48,50
46,31
49,58

242,50
291,00
298,78
345,09
311,21
360,79
Mô men (kN.m)
Tĩnh tải
Hoạt tải
M

Tĩnh tải
43,11
41,16

44,07
Tĩnh tải
21,56
20,58
22,04
Tĩnh tải

Tại giữa nhịp
Vu(kN) Mu(kN.m) Vu(kN)
157,43
301,06
94,71
193,96
370,92
116,68
202,04
386,38
121,54
Lực cắt (kN)
Hoạt tải

V

222,97
266,08
274,71
315,87
386,16
430,23
Lực cắt (kN)

Hoạt tải
V
157,43
178,99
193,96
214,54
202,04
224,08
Lực cắt (kN)
Hoạt tải
V

Dầm 1
64,67
301,06
365,73
0
94,71
94,71
Dầm 2
61,74
370,92
432,66
0
116,68
116,68
Dầm 3
66,11
386,16
452,27

0
121,54
121,54
2.1.3 Kiểm tra tiết diện
2.1.3.1- Trạng thái giới hạn cường độ I
- Yêu cầu mô men kháng uốn dẻo: Z
Giả thiết tiết diện chắc và biên chịu nén được liên kết dọc tồn bộ:
Φf.Mn ≥ Mu
Trong đó:
Φr: hệ số sức kháng, lấy theo bảng 6.8 Tr.196 sách Cầu thép, với cấu kiện chịu uốn
Φf= 1.0

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 11


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

Mn: là sức kháng danh định đặt trưng cho tiết diện chắc.
Mp: là mơmen chảy dẻo.
Ta có: Mn = Mp = Z.FY
Từ đó: Z ≥

Mu
452,27.10 6

=
= 1809080 mm3
Fy
250

d

tf

- Dùng thép cơng trình M270 cấp 250 có mặt cắt ngang như sau:

Y

X

tw

X

Y
bf
Hình 2.1: Mặt cắt ngang dầm dọc
- Trong đó: d = 600mm, bf = 240mm, tf = 16mm, tW = 12mm.
- Ta có bảng tính các đặt trưng hình học của tiết diện như sau:
Bảng 2.7:
d, mm bf, mm tf, mm tw, mm Z, mm3
Iy, mm4
Ix, mm4
600
240

16
12
2794139 36945792
838241792

S, mm3
1605216

Ta thấy: Z = 2794139 mm3 > 1809080 mm3 => đạt yêu cầu về mômen kháng uốn
dẻo.
2.1.3.2- Kiểm tra mỏi đối với vách đứng`
Ta có:
1
1
. (d-2.tf) = . (600 – 2.16) = 284mm.
2
2
2D
2 x 284
200000
47,33 5,76.
162,9
=> C 
tw
12
250
Do đó: fcf  Rh.FYC (Đối với vách khơng có sườn tăng cường dọc)

Dc =

Trong đó:
+ Rh: hệ số lai, kể đến sự chiết giảm ứng suất trong bản cánh khi mặt cắt không
đồng nhất, ở đây ta lấy Rh = 1,0.
SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 12


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

+ FYC: cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén, FYC = 250 Mpa.
+ fcf: là ứng suất nén đàn hồi lớn nhất trong biên chịu nén do tác dụng của tỉnh tải
không hệ số và hai lần tải trọng mỏi(A6.10.4.2)
- Tính nội lực do tỉnh tải khơng hệ số:
Mtt105 = (DW.  D¦W +DC2.  DC 2 +DC1+ DC2(dv)ydv)  M
Bảng 2.8 Nội lực do tĩnh tải khơng hệ số
DW(kN/m2)  D¦W DC2(kN/m2)

 DC 2

DC1

ydv

M

Dầm 1
1,655
1,441
4,66
1,129
Dầm 2
1,655
1,505
4,66
1,582
Dầm 3
1,655
1,600
4,66
1,600
- Tính nội lực do tải trọng mỏi:
* Hoạt tải tính cho TTGH mỏi và đứt gãy do mỏi:

1,12
1,12
1,12

1,286
-0,286
0,000

4,50
4,50
4,50

9m

4.3m

145kN

145kN
6m

35kN

ĐAH M 1/2
3

1.5

Hình 2.2: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm dọc
(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)
LL+IM
M105
= 0,75.(LL+IM) mgM/m với m là hệ số làn xe, IM=15%
( Tải trọng mỏi do 1 xe tải mỏi gây ra, không xét hệ số làn xe)
Bảng 2.9 Nội lực do hoạt tải mỏi
Dầm

mgM/m



Dầm 1

0,406
Dầm 2
0,500
Dầm 3
0,500
- Tính fcf:
Mcf = 59,03 + 2.93,80= 246,63 kN.m
Fcf =

M cf
S



Piyi(kN.m)
217,5
217,5
217,5

M105LL+IM
76,16
93,80
93,80

246,63.10 6
153,64 Mpa < Rh.Fyc = 1,0.250 = 250 Mpa => đạt
1605216

* Sự mất ổn định cũng có thể xảy ra do cắt , do đó ta phải kiểm tra điều kiện
vcf ≤ vcr=0,58.CFyw

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 13

Mtt105
(kN.m)
65,55
50,82
59,03


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

vcf : Ứng suất đàn hồi lớn nhất của vách do tổ hợp tĩnh tải không hệ số và hai lần
xe tải mỏi
- Tính nội lực do tỉnh tải khơng hệ số:
Vttg= (DW.  D¦W +DC2.  DC 2 +DC1+ DC2(dv)ydv)  M
Bảng 2.10
Nội lực do tĩnh tải không hệ số
2
DW(kN/m )  D¦W DC2(kN/m2)  DC 2
DC1
ydv
Dầm 1
1,655
1,441

4,66
1,129
1,12
1,286
Dầm 2
1,655
1,505
4,66
1,582
1,12
-0,286
Dầm 3
1,655
1,600
4,66
1,600
1,12
0,000
- Tính nội lực do tải trọng mỏi:
* Hoạt tải tính cho TTGH mỏi và đứt gãy do mỏi:
9m
4.3m
145kN

145kN

3,0
3,0
3,0

6

1

Hình 2.2: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm dọc
(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)
VgLL+IM = 0,75.(LL+IM) mgM/m với m là hệ số làn xe, IM=15%
( Tải trọng mỏi do 1 xe tải mỏi gây ra, không xét hệ số làn xe)
Bảng 2.11Nội lực do hoạt tải mỏi
Dầm
mgM/m
VgLL+IM
 Piyi(kN.m)

vcf=

V gcf S 1x / 2x
I xtw

154,91
154,91
154,91

54,24
66,80
66,80

167,27 1605216 3

10 26,69 Mpa

838241792 12

Tính vcr:
Ta có k=5 + 5/(d0+D)=5 (Do khơng có sườn tăng cưịng đứng)
D/tw= 568/12=47,33 < 1,10

Ek
200000.5
=1,10
=69,57 →C=1
Fyw
250

→vcr= 0,58.1.250=145 Mpa
→vcf=26,69 < 145 Mpa → Đạt
SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

35kN

0.283

AH Q gối
Đ

Dầm 1
0,406
Dầm 2
0,500

Dầm 3
0,500
→ Vgcf = 33,67+2.66,80=167,27 kN
Tính vcf :

Vttg (kN)
33,05
31,45
33,67

M

Trang: 14


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

2.1.3.3- Kiểm tra độ mảnh
Tiếc diện chắc phải thoả mãn : ( A.6.10.4.1)
a) Độ mảnh vách(A.6.10.4.1)
Với tiết diện chắc:
2.DCP
E
3.76
tw
FYC

Trong đó:

- DCP là chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc mômen chảy dẻo
DCP = 0,5.(d-2tf) = 0,5.(600-2x16) = 284 mm
- tw: là chiều dày bảng bụng:12mm
=>

2.Dcp
E
200000
47,33 3.76
3.76
106,35 → đạt
tw
FYC
250

b) Độ mảnh của biên chịu nén
Công thức kiểm tra:
bf
2t f

0.382

E
FYC

Trong đó:
- bf: bề rộng bản cánh chịu nén: bf = 240 mm
- tf: chiều dày bản cách chịu nén: tf =16 mm
Vậy

bf
2t f



240
E
200000
7,5 0.382
0.382
10,8 đạt
2.16
Fyc
250

2.1.3.4 Kiểm tra điều kiện chống cắt
Với dầm vách không tăng cường
- Sức kháng cắt của dầm Vr được lấy như sau:
Vr = φv.Vn
Trong đó:
+ φv: hệ số sức kháng, lấy theo mục A.6.5.4.2 được φv = 1.0
=> Vr = 1,0.Vn
+ Vn: sức kháng cắt danh định, đối với bản bụng khơng có sườn tăng cường lấy
theo điều A6.10.7.2 như sau:
Nếu:

D
E
200000
2,46.

= 2,46.
= 69,58 thì Vn = Vp=0,58FYWDtW
tW
FYW
250

Nếu: 69,58< 2,46

E
D
E
200000
< 3,07.
= 3,07.
= 86,83
FYW
FYW tW
250

thì Vn = 1,48.tW2. EFYW
Nếu:

D
E
4,55.tW3 .E
200000
 3,07.
= 3,07.
= 86,83 thì Vn =
tW

FYW
250
d

Trong đó:
SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 15


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

+ FYW: Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng, FYW = 250 Mpa.
+ D = (d-2.tf) = (600-2.16) = 568 mm, tW = 12mm => D/tW = 47,33 < 69,58
=> Vn = Vp = 0,58.FYW.D.tw = 0,58.250.10-3.568.12 = 988,32KN
Ta thấy: Vr > Vu = Vg = 430,23 KN => đạt.
- Thiết kế sườn tăng cường tại gối:(A.6.10.8.2)
Khi: Vu > 0,75.φb.Vn
Trong đó:
+ Vu = 430,23 kN: sức kháng cắt tính tốn tại gối.
+ φb: hệ số sức kháng đối với gối quy định ở điều A.6.5.4.2, φb = 1,0.
+ Vn = 988,32 kN: sức kháng cắt danh định.
=> 0,75.φb.Vn = 0,75.1,0.988,32 = 741,24kN > Vu = 430,23 kN
Vậy khơng cần bố trí sườn tăng cường tại gối.
2.1.3.5. Yêu cầu cấu tạo
a) Tỷ số chung: Theo điều A.6.10.2.1

Đối với cấu kiện chịu uốn phải được cấu tạo theo tỷ lệ sao cho:
0,1 

Iyc
0,9
Iy

Trong đó:
+ Iy: là mơmen qn tính của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng
của bản bụng, Iy = 36945792mm4.
+ Iyc: là mơmen qn tính của bản cách chịu nén của mặt cắt thép quanh trục đứng
trong mặt phẳng của bản bụng:
1
1
. tf.bf3 =
. 16.2403 = 18432000 mm4
12
12
I YC 18432000

0,5 0.9 đạt
=> 0.1 
IY
36945792

Iyc =

b) Sức kháng uốn: Theo A.6.10.10.1.2c
Mn = Rb.Rh.My
Trong đó:

+ MY: mơmen chảy.
MY = S.FY = 1605216.10-3.250.10-3 = 401,304kN.m
+ Rb, Rh: các hệ số chiết giảm ứng suất bản cánh, hệ số truyền tải và hệ số đồng
nhất.
- Với tiết diện đồng nhất: Rh = 1,0
- Tính Rb:
Gọi fc là ứng suất trong biên chịu nén do tải trọng thi công không hệ số gây ra:
M = η.(1,25.MDC) = 0,95.1,25.(DC2.  DC 2 +DC1+ DC2(dv)ydv)  M
Bảng 2.10
DC2(kN/m2)

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

 DC 2

DC1

Lớp: 27X3NT

ydv

M

Mtt105
(kN.m)
Trang: 16


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép
Dầm 1

Dầm 2
Dầm 3

4,66
4,66
4,66

1,129
1,582
1,600

Khoa Xây Dựng Cầu Đường
1,12
1,12
1,12

1,286
-0,286
0,000

4,50
4,50
4,50

46,13
42,70
45,83

 600 
46,13.10 6.


fc = M C
2  = 16,51Mpa.


I
838241792
2D
2.0,5(600  2.16)
E
200000

47,33  b .
5,76.
86,27
tW
12
fC
15,52

=> Rb = 1,0
=> Mn = 1,0.1,0.MY = MY = 401,304 kN.m > M = 46,13 kN.m => đạt.
2.1.3.6. Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng
Trạng thái giới hạn sử dụng được kiểm tra để dảm bảo độ võng do tỉnh tải không
ảnh hưởng đến giao thông trên cầu.
Đối với cả hai biên của tiết diện không liên hợp
Công thức: ff ≤ 0,8.Rb.Rh.Fyf (A.6.10.5.2)
Trong đó:
+ ff: là ứng suất bản cánh dầm đàn hồi do tải trọng có hệ số gây ra (MPa)
+ Fyf: là cường chảy của bản biên , Fyf = 250 MPa.

+ Theo mục trên ta chọn: Rb = 1.0, Rh = 1.0
Mômen lớn nhất của trạng thái giới hạn sử dụng được xác định :
h
+M105=(DW.  D¦W +DC2.  DC 2 +DC1+DC2(dv)ydv)  M + .mgM1,0((1+IM)  Pi yi + qL  ) =
Mtt105 + Mht105 với  =1,00
Bảng 2.11: Mômen lớn nhất của dầm dọc ở TTGH sử dụng
Dầm
Mtt105
Mht105
M105
Dầm 1
46,13
219,99
266,12
Dầm 2
42,70
260,25
302,95
Dầm 3
45,83
272,04
317,87
M 317,87.10 6

Vậy ff =
= 128,85 MPa ≤ 0,8.1.1.250 = 200 Mpa => đạt.
S
1690896

2.1.3.7. Kiểm tra mỏi và đứt gãy

Biên độ ứng suất cho phép phụ thuộc chu kỳ tải trọng và cấu tạo liên kết. Đứt gãy
phụ thuộc vào cấp liệu vật liệu và nhiệt độ
a) Chu kỳ tải trọng
Giả sử lưu lượng xe trung bình hàng ngày là ADT = 15000 xe/làn/ngày và có hai
làn xe tải, tỉ lệ xe tải trong đồn xe là 0,2 (lấy theo Bảng 6.2 Tr.189 sách Cầu thép)
ADTT = 0,2.ADT = 0,2.(15000).(2 làn) = 6000 xe tải/ngày.
Số xe tải trong một ngày cho một làn xe trung bình trong tuổi thọ thiết kế tính tốn
theo biểu thức:
ADTTSL = PxADTT
SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 17


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

Trong đó:
+ P: là phần xe tải trong một làn đơn, lấy theo Bảng 6.1 Tr.189 sách Cầu thép, với
2 làn xe P = 0,85.
=> ADTTSL = 0,85.6000 = 5100 xe tải/ngày.
Số lượng chu kỳ ứng suất N là
N = 365.100.(n).(ADTTSL) (phương trình 6.7 Tr.189)
= 365.100.2.5100
= 372,30.106 chu kỳ
n = 2,0 lấy theo Bảng 6.3 Tr.190 sách Cầu thép.
b) Biên độ ứng suất cho phép mỏi -Loại A

Sức kháng mỏi danh định được tính theo biên độ ứng suất lớn nhất cho phép như
sau:
 A
(ΔF)n =  
N

1/ 3

≥

1
(ΔF)TH
2

Trong đó:
+ A: là hằng số mỏi thay đổi theo loại chi tiết mỏi, lấy ở Bảng 6.5 Tr.193 sách Cầu
thép, với chi tiết loại B => A = 82.1011 Mpa.
+ N: là số chu kỳ cho một xe tải qua, N = 372,30.106
+ (ΔF)TH: là hằng số ngưỡng biên độ ứng suất mỏi, lấy ở Bảng 6.5 Tr.193 sách Cầu
thép, với chi tiết loại B => (ΔF)TH = 165 Mpa.
Ta tính được: (ΔF)n

 82 x1011 

= 
6 
 372,30.10 

1/ 3

28,03 MPa <

1
1
(ΔF)TH =
.165 =
2
2

82,50MPa
Do đó (  F)n = 82,50 MPa.
c) Biên độ ứng suất lớn nhất: được giả thiết bằng hai lần biên độ ứng suất gây ra
do hoạt tải mỏi đi qua. Tuy nhiên biên độ ứng suất khơng cần nhân với 2 vì sức kháng
mỏi đã chia cho 2.
Đối với mỏi:U = 0,75.(1+IM)LL
Lực xung kích trong tính mỏi IM = 0,15
Mơmen lớn nhất lớn nhất của dầm tính theo tải trọng mỏi:
M = 93,80 kN.m
M

93,80.10 6

Từ đó: f = S =
= 58,43MPa < 82,50Mpa => đạt.
1605216
2.2 Thiết kế dầm ngang.
Dầm ngang đặt vng góc với hướng xe chạy. Dầm ngang và hệ liên kết tạo độ
cứng ngang cho các giàn, làm gối đỡ cho các dầm dọc và truyền tải trọng từ hệ mặt
cầu xuống giàn chủ. Đối với cầu đường xe chạy dưới, dầm ngang làm việc như một
dầm đơn giản kê trên hai gối tựa có nhịp là khoảng cách giữa hai giàn chủ, do đó

chiều cao dầm ngang có thể chọn theo chiều dài nhịp.
2.2.1. Chọn tiết diện

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 18


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

Chọn tiết diện dầm ngang thỏa mãn các điều kiện cấu tạo sau
*)Đối với sườn dầm
1 1 
 7 12 

1 1 
 7 12 

+ Theo điều kiện cấu tạo:d =   .B   .11,5 (1,64 ÷ 0,96) m.
+ Dầm ngang còn phải chọn sao cho đủ độ cao để bố trí vai kê dầm dọc, vì vậy
chiều cao của dầm ngang d ≥ hdd + (30 ÷ 40)cm, với hdd = 60cm.
→ d ≥90cm.
Chiều cao sườn dầm và bề dày sườn có quan hệ với nhau theo công thức
1
tw 
D đối với thép cacbon

12,5

- Chiều dày vách: tW ≥ 12mm.
*). Đối với bản biên
Quan hệ giữa bề dày tf và bề rộng bf của bản biên :
tf
bf

- Khi



1
30

tW
1
≤
thì phải bố trí sườn tăng cường đứng theo tính tốn.
d  2.t f
80

Tổng hợp các điều kiện trên ta chọn sơ bộ dầm ngang có các kích thước như sau:
d = 1100 mm, bf = 340mm, tf = 30mm, tW = 14mm.
Ta có

tW
14
=
=0,0135>1/80=0,0125→ Khơng bố trí sườn tăng

d  2.t f 1100  2.30

cường đứng
Xác định đặc trưng hình học của dầm ngang
+ Diện tích mặt cắt ngang của dầm ngang : 349,60cm2
+ Trọng lượng bản thân dầm ngang là : 349,60.10-4.7,85.9,81=2,69kN/m
2.2.2. Tải trọng tác dụng lên dầm ngang.
Dầm ngang được liên kết bằng bulông vào bản nút của giàn chủ thơng qua các
thép góc liên kết. Liên kết này dễ bị xoay nên dầm ngang được tính theo sơ đồ dầm
giản đơn có nhịp tính tốn bằng khoảng cách B giữa tim 2 giàn chủ.
a) Tỉnh tải: gồm các lớp phủ mặt cầu, bó vỉa, bản mặt cầu, trọng lượng của dầm
dọc, trọng lượng bản thân các đầm ngang.
Tính tỉnh tải tác dụng lên dầm ngang:
2'

3'

4'

5'

6'

7'

8'

9'

10'

11'

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

8,0

1'

6,0

6,0

Hình 3.1: Hệ dầm mặt cầu
SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 19


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

- Tải trọng bản thân dầm ngang: phân bố đều lên dầm ngang với cường độ lấy gần
đúng là:
DC1 = 2,69 kN/m.
- Tải trọng tập trung của bản mặt cầu:
DC2 = δbmc.γbmc.b = 0,19.2,5.9,81.1,6 = 7,46 kN/m
- Tải trọng tập trung của dầm dọc:
DC3 = DC(dd).d = 1,3.6 = 7,8 kN
- Tải trọng tập trung của các lớp phủ mặt cầu.
DW = δlpmc.γlpmc.b = 0,075.2,25.9,81.1,6 = 2,65 kN/m.
DW
DC2+DC3
DC1
8.0

Hình 3.2 Sơ đồ tính tỉnh tải tác dụng lên dầm ngang.

b) Hoạt tải: gồm xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng làn hoặc xe hai trục thiết kế
kết hợp với tải trọng làn.
* Hoạt tải tính cho TTGH cường độ I và sử dụng:
Áp lực do một dãy bánh xe đứng trong hai khoang kề bên dầm ngang tính được
bằng cách xếp xe lên đường ảnh hưởng:
1.2m

145kN

9.3KN/m

0.283

35kN

0.8

0.283

145kN

1.00

4.3m

110kN110kN
4.3m

Hình 7: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm ngang.
(tính cho trạng thái giới hạn cường độ I và sử dụng)

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 20


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

- Với xe tải thiết kế:
ATr = 0,5.[145.(1+0,283) + 35.0,283] = 97,97 kN
- Với xe hai trục thiết kế:
ATa = 0,5.110.(1,0+0,8) = 99,0 kN
Vậy ta tính được hoạt tải tác dụng lên dầm ngang:
ALL+IM = (ATr hoặc ATa).(1+IM) = 99.(I+IM)
AL =

9,3
9,3
.   .6,0 = 18,60 kN
3
3

* Hoạt tải tính cho TTGH mỏi và đứt gãy do mỏi:
9m
145kN

6.000

4.3 m
145kN
1

6.000 35kN
0.283

Hình 8: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm ngang.
(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)
Ta có:
ATr = 0,5.(145.1 + 35.0,283) = 77,45 kN
=> ALL+IM = ATr.(1+IM) = 77,45(1+IM) với IM =15%
2.2.3 Xác định nội lực dầm ngang
a) Nội lực do tỉnh tải
Ut = (γDC.(DC2+DC3). Σyi + γDC.DC1. Σ  + γDW.DW. Σyi)
với  = 0,95 đối với TTGH cường độ I
 = 1,00 đối với TTGH sử dụng
 = 1,00 đối với TTGH mỏi

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 21


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường
8.0
7.0

1.6

DW
DC2+DC3

DC1

0.40

1.20

2.00

1.20

0.40

8.0
ĐAH M1/2

0.10

0.30

0.50

0.70

0.90

1.00

ĐAH Vg

Hình 9: Sơ đồ tính nội lực của dầm ngang do tỉnh tải.
Kết quả tính tốn thể hiện trong các bảng tính sau:
Bảng 2:
Các TTGH
γDC DC2+DC3 Σyi DC1 Σ 
γDW
TTGH cường độ I 1.25
15,26
5,20 2.69 8,00 1.50
TTGH sử dụng
1.00
15,26
5,20 2.69 8,00 1.00
TTGH mỏi
0.00
15,26
5,20 2.69 8,00 0.00
Bảng 3:
Các TTGH
γDC DC2+DC3 Σyi DC1 Σ 
γDW
TTGH cường độ I 1.25

15,26
2,50 2.69 4,00 1.50
TTGH sử dụng
1.00
15,26
2,50 2.69 4,00 1.00
TTGH mỏi
0.00
15,26
2,50 2.69 4,00 0.00
b) Nội lực do hoạt tải
Uh =  m (γLL.ALL+IM.Σyi + γL.AL.Σ  )
ALL+IM = 77,45.(1+IM) khi tính cho TTGH mỏi hoặc:
ALL+IM = 99,00.(1+IM) khi tính cho các trạng thái giới hạn còn lại
AL =

DW
2,65
2,65
2,65

Σyj M1/2, kN.m
5,20
139,42
5,20
120,03
5,20
0.00

DW

2,65
2,65
2,65

Σyj
2,50
2,50
2,50

9,3
9,3
.   .6,0  18,60 kN
3
3

với  = 0,95 đối với TTGH cường độ I

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 22

Vg, kN
67,52
49,78
0.00


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

 = 1,00 đối với TTGH sử dụng
 = 1,00 đối với TTGH mỏi
m: hệ số làn xe : m=1,0 khi chất tải 2 làn xe; đối với trạng thái mỏi ta không
xét hệ số làn xe m
1.8
ALL

1.8

1.2
ALL

ALL

ALL

3.0

3.0

VL

1.2

ALL

ALL

ĐAH M1/2

0.50

1.8

1.40

2.00

0.6

1.10

0.50

8.0

1.8

ALL

ALL

3.0

3.0

VL

0.156

0.231

0.456

0.606

0.906
0.831

1.00

ĐAH Vg

Hình 10: Sơ đồ tính nội lực của dầm ngang do hoạt tải.
Kết quả tính tốn thể hiện trong các bảng tính sau:
Bảng 4:
Các TTGH
γLL 1+IM
ALL
Σyi
γL
AL
Σ
TTGH cường độ I
1.75 1.25
99,00
5,00 1.75 18,60 7,5

TTGH sử dụng
1.00 1.25
99,00
5,00 1.00 18,60 7,5
TTGH mỏi
0.75 1.15
77,45
3,30
Bảng 5:
Các TTGH
TTGH cường độ I
TTGH sử dụng
TTGH mỏi
c) Tổng hợp

γLL
1.75
1.00
0.75

SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

1+IM
1.25
1.25
1.15

ALL
99,00
99,00

77,45

Lớp: 27X3NT

Σyi
2,124
2,124
1,437

γL
1.75
1.00

AL
18,60
18,60

Σ
3,186
3,186

M1/2, kN.m
1260,59
758,25
220,44
Vg, Kn
554,02
333,24
95,99

Trang: 23


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

Kết quả tính tốn nội lực được tổng hợp trong bảng sau:
Bảng 6:
Các TTGH
Vgtt, kN
Vght, kN
Vg, kN
TTGH cường độ I
67,52
554,02
621,54
TTGH sử dụng
49,78
333,24
383,02
TTGH mỏi
0.00
95,99
95,99
Bảng 7:
Các TTGH
M1/2tt, kN.m
M1/2ht, kN.m
M1/2, kN.m

TTGH cường độ I
139,42
1260,59
1400,01
TTGH sử dụng
120,03
758,25
878,28
TTGH mỏi
0.00
220,44
220,44
2.2.3- Kiểm tra tiết diện
2.2.3.1 Trạng thái giới hạn cường độ I
- Yêu cầu mô men kháng uốn dẻo: Z
Φr.Mn ≥ Mu
Trong đó:
Φr: hệ số sức kháng, lấy theo bảng 6.8 Tr.196 sách Cầu thép, với cấu kiện chịu uốn
Φr = 1.0
Mn: là sức kháng danh định đặt trưng cho tiết diện chắc.
Mp: là mômen chảy dẻo.
Ta có: Mn = Mp = Z.Fy
Từ đó: Z ≥

Mu
1400,01.10 6
=
= 5600040 mm3
Fy
250

d

tf

- Dùng thép cơng trình M270 cấp 250 có mặt cắt ngang như sau:

Y

X

tw

X

Y
bf
Hình 11: Mặt cắt ngang dầm ngang
- Trong đó: d = 110mm, bf = 340mm, tf = 30mm, tW = 14mm.
SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 24


Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép

Khoa Xây Dựng Cầu Đường

- Ta có bảng tính các đặt trưng hình học của tiết diện như sau:
Bảng 8:
d, mm bf, mm tf, mm tw, mm Z, mm3
Iy, mm4
Ix, mm4
1100
340
30
14
13005202 196757813 7152861333

S, mm3
7349800

Ta thấy: Z = 13005202mm3 > 5600040 mm3 => đạt yêu cầu về mômen kháng uốn
dẻo.
2.2.3.2. Kiểm tra mỏi đối với vách đứng`
Ta có:
1
1
. (d-2.tf) = . (1100 – 2.30) = 520mm.
2
2
2D
2 x520
200000
74,29 5,76.
162,9
=> C 
tw

14
250
Do đó: ffc  Rh.Fyc, theo Tr.224 sách Cầu thép.

Dc =

Trong đó:
+ Rh: hệ số lai, kể đến sự chiết giảm ứng suất trong bản cánh khi mặt cắt không
đồng nhất, ở đây ta lấy Rh = 1,0.
+ FYC: cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén, FYC = 250 Mpa.
+ fcf: là ứng suất nén đàn hồi lớn nhất trong biên chịu nén do tác dụng của tỉnh tải
không hệ số và hai lần tải trọng mỏi:
- Tính nội lực do tỉnh tải không hệ số:
M1/2lt = (DC2+DC3). Σyi + DC1.Σ  + DW. Σyj
M1/2lt = 15,26.5,0+ 2,69.7,5+ 2,65.5,0 = 109,73kN.m
- Tính nội lực do tải trọng mỏi: từ kết quả ở phần trên ta có:
VgLL+IM = 95,99 kN
M1/2lLL+IM = 220,44kN.m
- Tính fcf:
Mcf =220,44+ 2.95,99= 412,42 kN.m
Fcf =

M cf
S



412,42.10 6
56,11 Mpa < Rh.Fyc = 1,0.250 = 250 Mpa => đạt
7349800

2.2.3.3 Kiểm tra độ mảnh
Theo Tr.256 sách Cầu thép.
a) Độ mảnh vách
Với tiết diện chắc:
2.DC
E
3.76
tw
FYC

Trong đó:
- DC là chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc mômen chảy dẻo
DC = 0,5.(d-2tf) = 0,5.(1100-2x30) = 520mm
- tw: là chiều dày bảng bụng:14mm
SVTH: TRẦN VĂN ĐIỀU

Lớp: 27X3NT

Trang: 25