Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG II : THIẾT KẾ HỆ DẦM MẶT CẦU,LIÊN KẾT DẦM DỌC VÀO DẦM NGANG , DẦM NGANG VÀO GIÀN CHỦ

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ HỆ DẦM MẶT CẦU,LIÊN KẾT DẦM DỌC VÀO DẦM NGANG , DẦM NGANG VÀO GIÀN CHỦ

Tải bản đầy đủ - 0trang

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

- Bề rộng bản biên: bf ≤ 30tf và 800mm.

- Khi



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 ngang 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

d  2.t f 600  2.16

50



đứng.

Ngoài ra để tránh mất ổn định cục bộ , độ mảnh yêu cầu phải thoả mãn

b

E

k

t

Fy



(A6.9.4.2)



(2.9)



Với

- b : bề rộng tấm (mm) , lấy theo bảng 4.3 sách cầu thép trang 155.

- t : là bề dày tấm .

t = tf = 16 (mm)

- k : hệ số mất ổn định tấm . Tra bảng 4.3 sách cầu thép ; k = 0,56 .

 Ta có



120

200000

7,5 0,56

15,84  Đạt

16

250



→ 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 đòn bẩy .Hình 2.2 dưới đây thể hiện sự phân bố tải trọng lên các

dầm dọc



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 7



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí



Hình 2.2 Đường ảnh hưởng áp lực lên các dầm

Bảng 2.1: Hệ số phân phối ngang của các dầm dọc

Dầm

Số làn xe chất tải

Hệ số làn xe m mg 0.65 HL 93 =m.0,5  yi

Dầm 1

Dầm 2

Dầm 3



1

1

2



1,2

1,2

1,0



0,46

0,6

0,6



2.1.2.1.Nội lực do tĩnh tải

Tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc bao gồm : lớp phủ mặt cầu DW, đá vĩa , bản thân

dầm dọc .

Tính tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc :

Tải trọng bản thân dầm dọc DC1 = 0,99 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

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)

(2.2)

Trong đó :



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 8



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

 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 3: Kết quả tính tốn tải trọng tĩnh tác dụng lên các dầm dọc

DW(kN/m2)  DW

DC2(kN/m2)  DC 2

DC1

ydv

Dầm 1

1,655

1,021

4,66

1,333

1,2

1,250

Dầm 2

1,655

1,521

4,66

1,583

1,2

-0,250

Dầm 3

1,655

1,5

4,66

1,5

1,2

0,000

Nội lực tính tốn do tĩnh tải được xác định theo cơng thức :

M= gtt.  M ; V= gtt. V



gtt(kN/m)

17,27

13,40

13,96



(2.6)



Hình 7 : Đường ảnh hưởng của tải trọng tĩnh tác dụng lên dầm

Từ cơng thức (2.6) ta có các bảng tính sau :

Bảng 4 : Mơ men do tĩnh tải tính toán

Tiết diện giữa nhịp

 DAH

M1/2(kN.m)

Dầm 1

8.0

138.16

Dầm 2

8.0

107.2

Dầm 3

8.0

111.68

Bảng 5: Lực cắt do tĩnh tải tính tốn

Tiết diện tại gối

 DAH

V1/2(kN)

Dầm 1

4.0

69.08

Dầm 2

4.0

53.6

Dầm 3

4.0

55.84



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Tiết diện 1/4

 DAH

M1/4(kN.m)

6.0

103.62

6.0

80.4

6.0

83.76

Tiết diện 1/4

 DAH

V1/4(kN)

2.5

43.175

2.5

33.5

2.5

34.9



Trang: 9



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

2.1.2.2.Nội 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 không xét tải trọng người ( do dầm dọc không chịu tải trọng người)

* Tại tiết diện 100 (gối) :



+Xe tải

+Xe tanđem

+ Tải trọng làn

*Tại tiết diện 1/4 nhịp



M100 = 0

V100 = 145(1+0,46) =211.7 kN

M100 =0

V100=110(1+0,8)=198 kN

Vln100=0.65. 9,3.4=24.18kN, Mln100=0



+Xe tải



M102,5 = 145.(1.5+0.425)=279.125kN

V102,5= 145 (0.75+0.213)=139.635 kN

Xe tanđem

M102,5 =110(1.5+1.2)=297kN

V102,5=110(0,75+0,6)=148.5 kN

ln

+ Tải trọng làn V 102,5= 0,65.9,3.2.5=15,11kN, Mln102,5=0,65.9,3.6 =36.27kN

* Tại tiết diện 105( giữa nhịp)



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 10



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí



+Xe tải



M105 = 145.2,0=290kN

V105= 145 0,5=72,50 kN

Xe tanđem

M105 =110(2,0+1,40)=374kN

V105=110(0,50+0,35)=93.5 kN

ln

+ Tải trọng làn V 105=0,65.9,3.1,0=6,05kN, Mln105=0,65.9,3.8,0 =48.36 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  )

Đối với trạng thái giới hạn cường độ một  = 0,95

Bảng 2.5 Nội lực do hoạt tải tính tốn

mg HL 93 IM(%)

Tại gối

Tại ¼ nhịp

Tại giữa nhịp

Mu(kN.m) Vu(kN) Mu(kN.m) Vu(kN) Mu(kN.m) Vu(kN)

Dầm 1

0,46

25

0

220,86

311,65

153,51

394,50

94,00

Dầm 2

0,60

25

0

288,08

406,5

200,23

514,57

122,61

Dầm 3

0,60

25

0

288,08

406,5

200,23

514,57

122,61

Bảng 2.6 Tổng hợp nội lực của dầm dọc

Tại gối

Mô men (kN.m)

Lực cắt (kN)

Tĩnh tải

hoạt tải

Tĩnh tải

hoạt tải

M

V

Dầm 1

Dầm 2

Dầm 3

Tại 1/4

nhịp



0

0

0



0

0

0

0

0

0

Mô men (kN.m)

Tĩnh tải

hoạt tải

M



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



69.08

53.6

55.84

Tĩnh tải



220,86

289.94

288.08

341,68

288.08

343,92

Lực cắt (kN)

hoạt tải

V

Trang: 11



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Dầm 1

Dầm 2

Dầm 3

Tại giữa

nhịp



103.62

80.4

83.76



311.65

415.27

406.5

486.9

406.5

490.26

Mô men (kN.m)

Tĩnh tải

hoạt tải

M



43.175

33.5

34.9

Tĩnh tải



153.51

196.685

200.23

233.73

200.23

235.13

Lực cắt (kN)

hoạt tải

V



Dầm 1

138.16

394.5

532.66

0

94.00

104,17

Dầm 2

107.2

514.57

621.77

0

122.61

122.61

Dầm 3

111.68

514,57

626.25

0

122.61

122.61

- 5.2 Chọn tiết diện:

Dùng tiết diện tổ hợp hàn : 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 :

- Chiều cao:

1 1 

 8 15 



1 1 

 8 15 



+ Theo điều kiện cấu tạo:D =   .d   .8,0 (1,0 ÷ 0,533) m



+ Theo điều kiện kinh tế: D = k .3



M

626,25

6,5.3

= 0,749m.

Fy

250.10 3



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.

- Chiều dày bản biên: tf ≥



1

bf và không lớn hơn 50mm.

30



- Bề rộng bản biên: bf ≤ 30tf và 800mm.

- Khi



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 ngang 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

d  2.t f 600  2.16

50



đứng.

Ngồi ra để tránh mất ổn định cục bộ , độ mảnh yêu cầu phải thoả mãn

b

E

k

t

Fy



(A6.9.4.2)



(2.9)



Với

- b : bề rộng tấm (mm) , lấy theo bảng 4.3 sách cầu thép trang 155.

SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 12



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

- t : là bề dày tấm .

t = tf = 16 (mm)

- k : hệ số mất ổn định tấm . Tra bảng 4.3 sách cầu thép ; k = 0,56 .

 Ta có



120

200000

7,5 0,56

15,84  Đạt

16

250



→ 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

2.1.3 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 toàn bộ :

Φf.Mn ≥ Mu

(2.10)

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

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

626,25.10 6

=

=2505000 mm3

Fy

250



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



d



tf



Y



X



tw



X



Y

bf



Hình 8: Mặt cắt ngang thép hình “W”.



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 13



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

- 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 8:

d, mm bf, mm tf, mm tw, mm Z, mm3

Iy, mm4

Ix, mm4

600

240

16

12

2794139 36945792

838241792



Sx, mm3

1605216



Ta thấy: Z = 2794139 mm3 > 2505000mm3 => đạt yêu cầu về mômen kháng

uốn dẻo.

5.3.2 Kiểm tra mỏi đối với vách đứng (A6.10.6)

Để kiểm tra mỏi đối với vách đứng ta có tham số chính để xác định khả năng

mất ổn định của vách chính là tỉ số độ mảnh của vách  w .

w 



2 Dc

tw



(2.11)



Với :

-  w 5,76

- 5,76



E

thì fcf  Rh Fyc

Fyc



(2.12)



E

E

  w  6,43

Fyc

Fyc



Thì fcf  Rh Fyc (3,58  0,448 w



Fyc

)

E



E

E

thì fcf  28,9 Rh 2

w

Fyc

1

1

Ta có Dc = . (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 áp dụng cơng thức (2.12) : fcf  Rh.Fyc



-  w  6,43



(2.13)



(2.14)



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 khi uốn do tác dụng

của tĩnh tải không hệ số và hai lần tải trọng mỏi .

- Tính nội lực do tĩnh tải không hệ số:

Mtt1/2 = (DW.  DW +DC2.  DC 2 +DC1 + DC2(dv)ydv)  M

(2.15)

Bảng 9 Nội lực do tĩnh tải không hệ số

M

DW(kN/m2)  DW

DC2(kN/m2)  DC 2

DC1

ydv



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 14



Mtt1/2

(kN.m)



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Dầm 1



1,655



1,021



4,66



1,333



1,12



1,25



3,781



50,65



Dầm 2



1,655



1,521



4,66



1,583



1,12



-0,25



3,781



38,33



Dầm 3



1,655



1,5



4,66



1,5



1,12



0,000



3,781



40,05



- Tính nội lực do tải trọng mỏi:

* Hoạt tải tính cho TTGH mỏi và đứt gãy do mỏi:



9



145



4.3



145

5.5



35



1.375



DAH M1/2



Hình 9: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm dọc

(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)

LL+IM

M1/2

= 0,75.(LL+IM)mgM/m

(2.16)

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)

Từ cơng thức (2.16) ta có bảng tính sau :

Bảng 10 Nội lực do hoạt tải mỏi

Dầm



mgM/m



Dầm 1

0,383

Dầm 2

0,5

Dầm 3

0,6

- Tính fcf:

Mcf = 50,65 + 2.89,78 = 230,21 kN.m

fcf =



M cf

SX











Piyi(kN.m)

199,38

199,38

199,38



M1/2LL+IM

57,31

74,82

89,78



230,21.10 6

143,41 MPa

1605216



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 15



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Ta thấy fcf < Rh.Fyc = 1,0.250 = 250 MPa => đạt

* Sự mất ổn định cũng có thể xảy ra do cắt , do đó ta phải kiểm tra điều kiện :

vcf ≤ vcr=0,58.CFyw (A6.10.6.4)

(2.17)

vcf : Ứng suất đàn hồi lớn nhất của vách do tổ hợp tĩnh tải không hệ số và hai

lần xe tải mỏi

C xác định theo (A10.7.3.3a)

- Tính nội lực do tỉnh tải không hệ số:

Vttg= (DW.  DW +DC2.  DC 2 +DC1+ DC2(dv)ydv)  M

(2.18)

Từ cơng thức (2.18 ) ta có bảng tính sau :

Bảng 11 Nội lực do tĩnh tải khơng hệ số

M

DW(kN/m2)  D¦W DC2(kN/m2)  DC 2

DC1

ydv

Dầm 1



1,655



1,021



4,66



1,333



1,12



1,25



2,75



Vttg (kN)

36,84



Dầm 2



1,655



1,521



4,66



1,583



1,12



-0,25



2,75



27,88



Dầm 3



1,655



1,5



4,66



1,5



1,12



0,000



2,75



29,13



- Tính nội lực do tải trọng mỏi:

* Hoạt tải tính cho TTGH mỏi và đứt gãy do mỏi:



9



145



4.3



145



5.5 35

0.022



1.0



DAH Q gäúi



Hình 10: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm dọc

(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)

LL+IM

Vg

= 0,75.(LL+IM) mgM/m

(2.19)

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 12 Nội lực do hoạt tải mỏi

SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 16



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí



Dầm



mgM/m







Dầm 1

0,383

Dầm 2

0,5

Dầm 3

0,6

cf

→ Vg = 36,84+2.68,78 = 174,4 kN

* Tính vcf :

vcf=



V gcf S 1x / 2x

I xtw



VgLL+IM



Piyi(kN.m)

152,7

152,7

152,7



43,91

57,32

68,78



174,4 1605216 3



10 27,83 MPa

838241792 12



* Tính vcr:

Ta có k = 5 + 5/(d0+D)2 = 5

D 568

Ek

200000.5

=

= 47,33 < 1,10

=1,10

= 69,57 → C=1

tw

Fyw

12

250



→vcr= 0,58.1.250 = 145 MPa

→vcf = 27,83 < 145 MPa → Đạt .



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



(2.11)



Trong đó:

- DCP là chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc mômen chảy dẻo

DCP = 0,5.(d-2tf) = 0,5.(537-2x17,4) = 251,1 mm

- tw: là chiều dày bảng bụng:10,9mm

=>



2.Dcp

E

200000

46,07 3.76

3.76

106,35 đạt

tw

FYC

250



b) Độ mảnh của biên chịu nén

Cơng thức kiểm tra:

bf

2t f



0.382



E

FYC



(2.12)



Trong đó:

- bf: bề rộng bản biên chịu nén: bf = 210 mm

- tf: chiều dày bản biên chịu nén: tf =17,4 mm



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 17



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ HỆ DẦM MẶT CẦU,LIÊN KẾT DẦM DỌC VÀO DẦM NGANG , DẦM NGANG VÀO GIÀN CHỦ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×