Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
4 Thiết kế liên kết dầm ngang vào nút

4 Thiết kế liên kết dầm ngang vào nút

Tải bản đầy đủ - 0trang

Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Sức kháng tính danh định của bu lơng khi liên kết thép góc với sườn dầm ngang

Rn =2.0,5.1.176 = 176kN.

Sức kháng tính danh định của bu lơng khi liên kết thép góc với nút giàn

Rn =1.0,5.1.221 = 88 kN.

→ Sức kháng tính tốn của bu lơng khi liên kết thép góc với sườn dầm ngang

Rntt = Rn  bb =176.0,8 =140,8 kN

→ Sức kháng tính tốn của bu lơng khi liên kết thép góc với sườn dầm ngang

Rntt = Rn  bb =88.0,8 =70,4 kN

2.4.2.Tính số lượng bulông

- Số lượng bulông liên kết thép với giàn chủ:

n1 ≥



Vg

R



=



tt

n



792,96

= 11,26 bulông

70,4



=> chọn số bulông n1=12 và thỏa điều kiện cấu tạo.

- Số lượng bulông liên kết thép góc với sườn dầm ngang:

n2 ≥



Vg

R



tt



=

n



792,96

= 5,63 bulơng

140,8



53



26



40



80×3



40



11×75



50



100 100 100 100 100 100 100 80



 chọn số bulông n2=8 và thỏa điều kiện cấu tạo.



Hình 2.12 : Liên kết dầm ngang vào giàn chủ (giả thiết cấu tạo nút giàn)

SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 36



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí



CHƯƠNG III : THIẾT KẾ THANH QUY TỤ TAI NÚT

3.1. Xác định nội lực các thanh qui tụ tại nút số 4

3.1.1. Xác định tải trọng tác dụng lên giàn

3.1.1.1.Tính trọng lượng kết cấu nhịp:

- Trọng lượng thép trên 1m dài dầm chủ có thể được xác định theo cơng thức

kinh nghiệm của Streletsky :

1,75.k 0  1,25.DC  1,5.DW

a.l

 Fy

DC(dc) =

 1,25.(1   )a.l





(3.1)



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 = 11.0,19.50.2,5.9,81  2.1,75  2.1,5.0,1.50.9,81  2.1,4 =27,18 kN/m

2.50



nl



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

DW =



 DW = (0,075.11 .50  0,02.1,5.50).2,25.9,81 =9,44 kN/m

n.l



2.50



- l: nhịp tính tốn của dầm, l = 50 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

 : 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.



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 37



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

11.50

10.50



0.25



1.800



0.226



1.200



0.383



1.800



0.643



0.904



1.0217

1.0000



1.1522



1.200



0.748



0.600 1.800



1.5



0.487



0.25



Hình3.1: Ngun tắc đòn 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.(0,904+0,748) = 0,9912

-Xét 2làn xe chất tải :

mgLL=1,0.0,5.(0,904+0,748+0,643+0,487) = 1,391

-Xét 3 làn xe chất tải :

mgLL = 0,85.0,5.(0,904+0,748+0,643+0,487+0,383+0,226) = 1,442

Vậy mgL = mgLL = 1,442 khống chế

mgPL = ΩPL = 0,5.(1,1522+1,0217).1,5 = 1,630

Xác định k0:

Tính k0.25 do xe tải và xe hai trục gây ra:



145



145



35

4.0KN/M



7.225



9.300



9.375



9.3KN/M



Hình 3.2: Đường ảnh hưởng mômen mặt cắt 1/4 nhịp.

SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 38



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

k0.25 =



 P .y

i



i



 145.9,375  145.8,300  35.7,225 

 = 12,01 kN/m

234,375







=





=> k0 = mgLL.[(1+IM).k0.25 + qLL] + mgPL.PL

= 1,442.(1,25.12,01 + 9,3) + 1,63×0.4

= 41,58 kN/m

Thay tất các vào cơng thức ta có:

1,75.41,58  1,25.27,18  1,5.9,44

.5,0.50

DC(dc) = 2,5.10 5  1,25.(1  0,1).5,0.50

= 7,186 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) = 0,1.7,186 = 0,7186kN/m



3.1.1.2. Tĩnh tải tác dụng lên giàn chủ

Tỉnh tải tác dụng lên giàn bao gồm.

-Trọng lượng của BMC ( phần xe chạy và đường người đi):

DC(bmc) = 0,5.56,61 = 28,31 kN/m

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

DC(lpmc) = 0,5.18,71 = 9,355 kN/m

-Trọng lượng lan can, tay vịn: DC(lc,tv) = 0,5.2,8 = 1,4 kN/m

-Trọng lượng bó vĩa: DC(bv) = 1,75 kN/m

-Trọng lượng dầm dọc (6 dầm): DC(dd) = 0,5.0,99 .6 = 2,97 kN/m

-Trọng lượng dầm ngang : DC(dn) = 0,5.



2,67.11

= 2,937 kN/m

5



-Trọng lượng giàn: 7,186 kN/m

-Trọng lượng hệ liên kết: DCLK = 0,7186 kN/m

Gọi DC là tỉnh tải trên 1 m dài một giàn do các bộ phận kết cấu và liên kết gây

ra:

DC = DC(dc)+DCLK + DC(bmc) + DC(dn) + DC(dd)

= 7,186 + 0,7186 + 28,31 +2,937 + 2,97

= 41,6316 kN/m

Gọi DW là tỉnh tải do các lớp phủ mặt cầu gây ra:

DW = DC(lpmc) + DC(bv) + DC(lctv)

= 9,355 + 1,75 + 1,40

= 12,505 kN/m

Đường ảnh hưởng của các thanh qui tụ tại nút:



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 39



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí



1



2



3'



4



5'



6



7'



8



9'



10



2'



3



4'



5



6'

50 m



7



8'



9



10'



4.3m



11



4.3m



145kN 145kN



35kN



1.2m



0.8373



1.0667

1.0347



0.9520



1.333



110kN



4.3m



Dah N43'



4.3m



145kN 145kN



35kN



1.2m



2.667



110kN



0.7209



4.3m



1.141



1.2018



Dah N45



Pi .yi- = 94.95

Pi .yi+ = 212.065

A= 3.005

A+

= 12.015



35kN



4.3m



Pi .yi- = 251.18

Pi .yi+ = 55.90

A

= 16.357

A+

= 1.336



4.3m



145kN 145kN



35kN



Dah N44'



Pi.yi-(XTTK) =0

Pi.yi+(XTTK) =170.20

Pi.yi+(XHT)

=193.60

Pi.yi- (XHT)

=0

A=0

A+

=5



0.140



1.000

0.760



110kN 110kN



0.140



Dah N43



1.2018



0.6345



0.7379



0.8412



145kN



0.2404



0.1370



0.0336



145kN



35kN



4.3m



145kN 145kN

35kN



0.6175



145kN 145kN



Pi.yi-(XTTK) =470.585

Pi.yi+(XTTK) =0

Pi.yi+(XHT) =0

Pi.yi- (XHT) =344.85

A= 39.975

A+

=0



0.5142



145kN



0.3605



0.2572



0.1538



1.2018



145kN



1.371



1.599

1.536



Dah N45'



35kN



1.2018



Pi.yi-(XTTK) =322.02

Pi.yi+(XTTK) =0

Pi.yi+ (XHT) =0

Pi.yi- (XHT) =231.54

A= 26.668

A+

=0



Hình 3.3 : Đường ảnh hưởng nội lực các thanh qui tụ tại nút số 4.

SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 40



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

3.1.2. Tổ hợp nội lực

3.1.2.1 Nội lực do tỉnh tải chưa hệ số

Công thức tính: NDC = DC.∑A

NDW = DW.∑A

Kết quả tính tốn cho ở bảng:

Bảng 3.1:

Thanh

ΣA

DC

NDC,kN

43’

-26.668 41.6316 -1119.35

45’

-39.975 41.6316 -1469.08

45

9.01

41.6316

378.18

43

-15.021 41.6316

-630.49

44'

5.0

41.6316

209.87



DW

12.505

12.505

12.505

12.505

12.505



NDW, kN

-333.48

-437.68

112.67

-187.84

62.53



3.1.2.2.Nội lực do hoạt tải chưa hệ số, chưa kể lực xung kích

Cơng thức tính: NLL = mgLL.∑Pi.yi

NL = mgL.L.A

NPL = gPL.PL.A

Bảng 3.2:

Dấu

của

Thanh

BĐNL

Âm

43'

Dương

Âm

45'

Dương

Âm

45

Dương

Âm

43

Dương

Âm

44'

Dương



mgL

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442



NLL,

ΣPi.yi

kN

-322 -464.4

0

0

-470.6 -602.8

0

0

-94.95 -136.9

212.07 305.8

-251.2 -362.2

55.9 80.608

0

0

193.6 279.17



A

-26.67

0

-39.98

0

-3.005

12.015

-16.36

1.336

0

5



mgL

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442

1.442



L

9.3

9.3

9.3

9.3

9.3

9.3

9.3

9.3

9.3

9.3



NL ,

kN

-357.6

0

-469.4

0

-40.3

161.13

-219.4

17.917

0

67.053



gPL PL

1.63 4

1.63 4

1.63 4

1.63 4

1.63 4

1.63 4

1.63 4

1.63 4

1.63 4

1.63 4



3.2. Chọn tiết diện thanh

3.2.1. Tính nội lực

Dựa vào tổ hợp tải trọng theo trạng thái giới hạn thứ nhất (trạng thái giới hạn

cường độ I) để xác định tiết diện thanh.

3.2.1.1.Nội lực do tỉnh tải

SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 41



NPL,

kN

-173.9

0

-228.2

0

-19.59

78.338

-106.6

8.7107

0

32.6



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Nt = γDC. NDC + γDW. NDW

Trong đó:

+ γDC, γDW: là hệ số tải trọng được chọn theo 2 trị số >1 và <1 để gây ra nội lực

bất lợi nhất trong thanh, được lấy theo bảng tr.50 sách Cầu thép:

Bảng 3.3:

γDC

γDW

max min max min

1.25 0.9 1.5 0.65

+ NDC, NDW: nội lực trong thanh do DC và DW không hệ số gây ra.

Bảng 3.4:

NDW,

Thanh

γDC

NDC,kN

γDW

kN

Nt, kN

1.25

1.5

-1899

43’

0.9

-1119

0.65

-333.5 -1224

1.25

1.5

-2493

45'

0.9

-1469

0.65

-437.7 -1607

1.25

1.5

641.73

45

0.9

378.18

0.65

112.67 413.6

1.25

1.5

-1070

43

0.9

-630.5

0.65

-187.8 -689.5

1.25

1.5

356.13

44'

0.9

209.87

0.65

62.53 229.53

3.2.1.2. Nội lực do hoạt tải

Nh = γLL.(1+IM).NLL + γL.NL + γPL.NPL

Trong đó:

γLL = γL = γPL = 1,75: hệ số tải trọng của hoạt tải.

NLL, NL, NPL: nội lực thanh do xe tải thiết kế, tải trọng làn và tải trọng người

gây.

(1+IM): lực xung kích, với trạng thái giới hạn cường độ I, (1+IM) = 1,25.



Bảng 3.5:

SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 42



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

Dấu

NLL,

của

Thanh

γLL

1+IM

γL

kN

BĐNL

1.75

1.25

-464.4

1.75

Âm

43'

Dương 1.75

1.25

0

1.75

Âm

1.75

1.25

-602.8

1.75

45'

Dương 1.75

1.25

0

1.75

Âm

1.75

1.25

-136.9

1.75

45

Dương 1.75

1.25

305.8

1.75

Âm

1.75

1.25

-362.2

1.75

43

Dương 1.75

1.25

80.608

1.75

Âm

1.75

1.25

0

1.75

44'

Dương 1.75

1.25

279.17

1.75

3.1.2.3 Tổng hợp nội lực theo TTGHCĐ I

- Khi tính thanh chịu nén: Nnén = min(Nt) + Nhâm

- Khi tính thanh chịu kéo: Nkéo = max(Nt)+ Nhdương

Bảng 3.6:

Nt, kN



Nh, kN



NL ,



NPL,



γPL



kN

-357.63

0

-469.37

0

-40.299

161.13

-219.36

17.917

0

67.053



1.75

1.75

1.75

1.75

1.75

1.75

1.75

1.75

1.75

1.75



kN

-173.88

0

-228.2

0

-19.593

78.338

-106.65

8.7107

0

32.6



N, kN



Thanh

γ>1

γ<1

Nh+, kN Nh-, kN Nnén, kN Nkéo, kN

43’

-1899

-1224

0

-1945.91 -3844.9

-1224

45'

-2493

-1607

0

-2539.34 -5032.3

-1607

45

641.73

413.6

1088

-404.32

9.28

1729.73

43

-1070

-689.5

222.93 -1362.82 -2432.8 -466.57

44'

356.13

229.53

785.08

0

229.53 1141.21

Dựa vào bảng tính ta thấy các thanh qui tụ tại nút số 4 khơng có thanh nào chịu lực

đổi dấu, giá trị nội lực khi tính tiết diện thanh được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 3.7:

Chịu

Nmax,

Thanh

lực

kN

43’

Biên

Nén

3844.9

45'

Biên

Nén

5032.3

43

Xiên

Nén

2432.8

45

Xiên

Kéo

1729.73

44'

Đứng

Kéo

1141.21

3.2.2.Chọn tiết diện

- Để chọn tiết của các thanh trong giàn, ta dựa vào giá trị nội lực của các thanh

có nội lực nén lớn nhất, các kích thước cơ bản của thanh này sẽ quyết định bề rộng

SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 43



Nh, kN

-1945.91

0

-2539.34

0

-404.32

1088

-1362.82

222.93

0

785.08



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

b của tất cả các thanh và cố gắng giữ không đổi để các thanh liên kết vào nút được

thuận lợi. Chiều cao h của các thanh biên cũng nên giữ cố định để cho việc cấu tạo

giàn được đơn giản.

- Chiều cao và chiều rộng được xác định theo công thức kinh nghiệm

332/Tr.345 sách N.I.POLIVANOV.

h l 



l2

50 2

50 

43,75cm

400

400



b = h – 0,2l = 43,75 – 0,2x50 = 33,75cm

Trị số của h chọn có thể chọn sai số ±10cm. Do đó ta có thể chọn h = 50cm, b

= 40cm.

- Chọn tiết diện thanh theo các công thức gần đúng theo sách “Cơ sở thiết kế và

các ví dụ tính tốn cầu dầm và cầu giàn thép” Tr.212

- Đối với thanh biên chịu nén:

Ang =



N max

, k = 0,82

k .( Fy  10)



- Đối với thanh biên chịu kéo có xét giảm yếu do lỗ đinh:

Ang =



N max

, k = 0,85

k .( Fy  10)



- Đối với thanh xiên chịu nén:

Ang =



N max

, k = 0,6

k .( Fy  10)



- Đối với thanh xiên chịu kéo:

Ang =



N max

, k = 0,85

k .( Fy  10)



Trong đó:

Nmax: là nội lực lớn nhất trong các thanh giàn do tải trọng tính tốn gây ra.

FY – 10: là cường độ tính tốn lấy với mức dự trữ 10 Mpa, Fy = 250Mpa.

k: là hệ số uốn dọc lấy theo kinh nghiệm.

Dựa vào kết quả tính tốn diện tích cần thiết và kích thước của tiết diện thanh ,

tiến hành chọn kích thước của các thanh giàn ,kiểm tra điều kiện h/l<15 hay

l/15>h(một đk đảm bảo nút giàn là khớp )

Từ đó ta có thể tính được tiết diện cần thiết của các thanh như sau:



Bảng 3.8:

Thanh

43’

Biên

45'

Biên



Chịu

lực

Nén

Nén



SVTH: VÕ MINH TIẾN



k

0.82

0.82



Nmax, Fy-10,

kN

Mpa

3844.9

240

5032.3

240



Lớp: 04X3A



Ang,

cm2

195.37

255.71

Trang: 44



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

45

Xiên

Kéo

0,85 1729.7

240

84.78

43

Xiên

Nén

0.6

2432.8

240

168.94

44'

Đứng

Kéo

0.85 1141.2

240

55.94

- Chọn tiết diện các thanh giàn có dạng chữ H, với các kích thước như sau:

td



td



h



tn



Y



X



X



X

Y

b



Hình 3.4: Mặt cắt ngang thanh giàn chủ

- Chọn kích thước cơ bản của các thanh theo diện tích tiết diện yêu cầu:

Bảng 3.9:

Ang,

l/15

2

Thanh Tiết diện L, cm

cm

h, cm b, cm

td, cm tn, cm

33.33

43’

500

195.37

32

40

2.0

2.0

33.33

45'

500

255.71

32

40

2.6

2.6

60.09

45

901.39 84.78

40

40

1.4

1.2

60.09

43

901.39 168.94

40

40

1.4

1.4

50

44'

750

55.94

20

40

1.2

1.2



H



- Tính các đặt trưng hình học của thanh:

1

1

.t d .h 3 +

.(b  2.t d ).t n3

12

12

2

1

 b  td  

1

3

.t n .(b  2.t d ) 3

  +

IY = 2.  .h.t d  h.t d .

12

 2  

12

L

L

IX

I

rx =

, rY = Y , λX = k. , λY = k.

rX

rY

A

A



IX = 2.



Trong đó:



SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 45



Achọn,

cm2

200.00

256.88

156.64

164.08

93.12



Ket-noi.com kho tài liệu miễn phí

IX, IY: mơmen qn tính đối với trục x-x, y-y.

rX, rY: bán kính quán tính đối với trục x-x, y-y.

λX, λY: độ mãnh của thanh đối với trục x-x, y-y.

k: hệ số chiều dài hữu hiệu, lấy theo A.4.6.2.5, k = 0,75

Kết quả tính tốn cho ở bảng sau:

Bảng 3.10:

Ix,

Thanh cm4 Iy, cm4 rx, cm

ry, cm

k

λx

λy

[λ]

43'

10947 54027 7.3982 16.4357 0.75

51 22.816 120

45'

14250 67413 7.4482 16.1997 0.75

50 23.149 120

45

14939 46885 9.7657 17.3008 0.75

69 39.076 KAD

43

14942 47743 9.5428 17.058

0.75

71 39.632 120

44'

1605 23387 4.1521 15.8475 0.75 135 35.494 KAD

Với [λ] là độ mãnh cho phép của thanh chịu nén, lấy theo A.6.9.3

[λ] = 120 với các bộ phận chính.

[λ] = 140 với các bộ phận liên kết.



Kết

luận

Đạt

Đạt

Đạt

Đạt

Đạt



3.3.Kiểm tra tiết diện thanh

3.3.1. Kiểm tra thanh chịu kéo và uốn kết hợp

3.3.1.1. Sức kháng kéo:

- Pr là sức kháng kéo tính tốn, xác định theo A.6.8.2.1 lấy giá trị nhỏ hơn của

2 giá trị sau:

Pr =  y .Pny =  y FyAg

(3.2)

Pr =  u .Pnu =  u FuAe

(3.3)

Trong đó:

+ Pny: Sức khánh kéo danh định khi chảy của tiết diện nguyên

+ Fy: cường độ chảy, Fy = 250MPa.

+ Pnu: sức kháng kéo danh định khi đứt gãy trong tiết diện

+ Fu: cường độ kéo, Fu = 400Mpa.

+  y : là hệ số sức kháng đối với chảy dẻo của các bộ phận chịu kéo, lấy ở mục

A.6.5.4.2,  y = 0,95.

+  u :là hệ số sức kháng đối với kéo ,đứt trong mặt cắt thực, lấy ở mục

A.6.5.4.2,  u = 0,80

+ Ag: là diện tích mặt cắt ngang nguyên của bộ phận (mm2)

+ Ae: diện tích thực có hiệu của thanh(mm2)

Ae=UAn (đối liên kết bu lơng)

An: diện tích tiết diện thực của thanh(mm2)

An= t Wn với Wn : chiều rộng thực của thanh

SVTH: VÕ MINH TIẾN



Lớp: 04X3A



Trang: 46



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

4 Thiết kế liên kết dầm ngang vào nút

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×