Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Tính toán nội lực tại các tiết diện ta đã tính toán ở trên, kết quả được tổng hợp theo bảng sau:

Tính toán nội lực tại các tiết diện ta đã tính toán ở trên, kết quả được tổng hợp theo bảng sau:

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án môn học: Thiết kế cầu thép



GVHD: TS.Nguyễn Xuân Toản



25



3.5.2.Vẽ biểu đồ bao mơmen uốn của dầm:



25



1500

1450



16



300



Hình 2.23 Tiết diện dầm sau khi cắt bản biên.

- Khả năng chịu lực của tiết diện khi chưa cắt bản biên:

Mn = MP=6711,875 (kN.m)

- Sau khi cắt bản biên thì kiểm tra tương tự các điều kiện về tiết diện của dầm, ta có tiết

diện dầm vẫn là tiết diện chắc. Do đó:

Xác định tương tự mơ men dẻo ở trên ta có:

M P  Ptf .(



D t tf

D

D

D t

 )  Ptw .  Pbw .  Pbf .(  bf )

2 2

4

4

2 2



(2.23)



Do tiết diện dầm đối xứng nên ta có Ptf = Pbf và Ptw = Pbw

Trong đó:

- Ptf , Pbf : Lực dẻo ở bản biên trên chịu nén và bản biên dưới chịu kéo.

Ptf = Pbf = Fy. btf. ttf = 250.106.300.25.10-6 = 1875 kN

-Ptw , Pbw : Lực dẻo ở vách dầm phía trên chịu nén và phía dưới chịu kéo.

Ptw = Pbw = Fy .



D

1450

.t w  250.106.

.16.10 6  2900.103 N  2900 kN

2

2



SVTH: Hồng Đình Thắng-10X3CLC



Trang 56



Đồ án mơn học: Thiết kế cầu thép



GVHD: TS.Nguyễn Xn Toản



Thay vào cơng thức (2.23) ta có:

M P  Ptf .(



D t tf

D

D

D t

 )  Ptw .  Pbw .  Pbf .(  bf )

2 2

4

4

2 2



1450 25

1450 � 3



�

2.1875.(

 )  2.2900.

.10  4868,125kN.m



2

2

4 �



Ta có:

ML/4 = 4439,551 kN.m < Mn= 4868,125 kN < M3L/8= 5493,661 kN.m

Do đó vị trí cắt lý thuyết được xác định như sau:

Xlt = 6,35 



4868,125  4439,551

.3,175  7,641m

5493,661  4439, 551



Biểu đồ bao vật liệu:



2616.027



4439.551



5493.661



5810.662



4868.125



5493.661



4439.551



2616.027



25400



4868.125



6711.875

7641



10118



7641



Hình 2.24 Biểu đồ bao vật liệu, vị trí cắt bản biên lý thuyết.

Xác định điểm cắt bớt bản biên thực tế :

Để tránh tập trung ứng suất từ tấm thép này sang tấm thép kia, ta thay đổi bề rộng cánh

một cách hài hồ bằng một đương cong bán kính 610mm đối với cả hai biên, và bản nối

nằm trong đoạn dầm chưa cắt do đó điểm cắt thực tế cách gối là:

Xtt = 5990 mm



SVTH: Hồng Đình Thắng-10X3CLC



Trang 57



Đồ án mơn học: Thiết kế cầu thép



GVHD: TS.Nguyễn Xuân Toản



500



300



0

61

R=



5855

5990



300



100



355



6710



12700



Hình 2.25: Mặt bằng dầm sau khi cắt.

3.6. Thiết kế sườn tăng cường (A6.10.8.1):

3.6.1. Thiết kế sườn tăng cường ngang trung gian: (A6.10.8.1)

3.6.1.1. Độ mảnh:

Kích thước sườn tăng cường trung gian được chọn để có độ mảnh yêu cầu sau đó kiểm

tra lại cường độ và độ cứng:

Ta có: 50 





d

E

bt 0,48t p

30

Fyc



(A6.10.8.1.2-1)



(2.24)



(A6.10.8.1.2-2)



(2.25)



16,0t p bt 0,25b f



Trong đó:

- d: chiều cao mặt cắt thép (mm)

- tp: chiều dày của phân tố chìa ra.(mm)

- Fys: cường độ chảy nhỏ nhất qui định trong sườn tăng cường.(MPa)

- bf : toàn bộ chiều rộng của bản cánh thép trong một mặt cắt.(mm)

Chọn sườn tăng cường đứng trung gian là thép cơng trình M270 cấp 250, có F ys = 250 MPa,

chiều rộng bt=130 (mm), chiều dày tp = 12 (mm).

Kiểm tra điều kiện:

Thay vào công thức (2.24) ta có:

16.tp=16.12 = 192 mm  bt = 130mm 0,25.bf = 0,25.500 = 125 mm (thỏa mãn).

Thay vào công thức (2.25) ta có:

SVTH: Hồng Đình Thắng-10X3CLC



Trang 58



Đồ án mơn học: Thiết kế cầu thép

50 



GVHD: TS.Nguyễn Xuân Toản



d

1500

200000

 50 

 100mm �130mm �0, 48.12.

 162,92mm (thỏa mãn)

30

30

250



25



Vậy chọn kích thước sườn tăng cường như sau: bt=130 mm và tp=12 mm



C



C



C-C



10 100

10 100



130



100



S2



10 100

10 100



D-D



D



16

8 1330

8 1330



12



D



100



8 1310

8 1310



18tw=288



1500

1450



16



8 1330

8 1330



18tw=288

12



130



16



130



130



25



10 26000

10 26000



300



Hình 2.26: Sườn tăng cường trung gian.

3.6.1.2. Độ cứng (A.6.10.8.1.3):

Mơmen qn tính của bất kì sườn tăng cường nào cũng phải thoã mãn yêu cầu sau:

It  do.tw3.J

Với



 Dp

J 2,5

 d0



(A6.10.8.1.3-1)



(2.26)



2





  2,0 0,5





(A6.10.8.1.3-2)



(2.27)



Trong đó:

- Dp : Chiều cao của vách khơng có sườn tăng cường dọc, Dp = D = 1450mm

- It: mơmen qn tính của sườn tăng cường ngang quanh trục giữa của chiều dày

vách đối với các sườn kép (mm4).



SVTH: Hồng Đình Thắng-10X3CLC



Trang 59



Đồ án môn học: Thiết kế cầu thép



GVHD: TS.Nguyễn Xuân Toản



2

2

�1

130 16 ��

�b t t w �� �1



3

3

I t  2. � .t p .b t  t p .b t . �  �� 2. � .12.130  12.130. �  �� 21,02.106 mm 4

12

12

2 ��

�2 2 �� �

�2





- tw = 16: chiều dày vách (mm).

- d0: khoảng cách của sườn tăng cường ngang (mm):

d0 = 3000 mm

Thay vào công thức (2.27) ta có:

2



2

�D p �

1450 �



J  2,5 � � 2,0  2,5 �

� 2,0  1, 416  0,5 . Vậy J=0,5.

d

3000





�0 �



Thay vào cơng thức (2.26) ta có:

It = 21,02.106 mm4  do.tw3.J = 3000.163.0,5 = 6,144.106 mm4

Vậy sườn tăng cường đã chọn đựơc thoã mãn về độ cứng.

3.6.1.3. Cường độ:

- Diện tích tiết diện ngang của sườn tăng cường: As = 2.12.130 = 3120mm2

- Điều kiện về cường độ của sườn tăng cường phải thỏa mãn:



  Fyw 

V

As 0,15BDt w (1,0  C ) u  18,0t w2  



Vr



  Fys 



(A6.10.8.1.4-1)



(2.28)



Trong đó:

- Vr: sức kháng cắt tính tốn (N).

- Vu: lực cắt do các tải trọng tính tốn gây ra ở TTGH cường độ (N).

- As : tổng diện tích của cả đơi gờ tăng cường.

- B = 1,0: cho các đôi sườn tăng cường.

- B = 1,8: cho các sườn tăng cường đơn bằng thép góc.

- B = 2,4: cho các sườn tăng cường đơn bằng thép tấm.

- C: tỷ số ứng suất oằn cắt với cường độ chảy cắt được quy định ở (A6.10.7.3.3a)

- Fyw: cường độ chảy nhỏ nhất của bản bụng (MPa).

- Fys : cường độ chảy nhỏ nhất của gờ tăng cường (MPa).

Tính C:

- C: tỷ số của ứng suất oằn cắt với cường độ chảy cắt, được xác định theo cơng thức.

SVTH: Hồng Đình Thắng-10X3CLC



Trang 60



Đồ án mơn học: Thiết kế cầu thép



GVHD: TS.Nguyễn Xuân Toản



Xác định các giá trị:

+



k  5



+ 1,12

+ 1, 4

+

Ta thấy :1,12



Nên



C



5

2



�d 0 �

�D �

� �



 5



5

2



�4200 �





�1450 �



 5,596



(2.29)



E.k

200000.5,596

 1,12

=74,938

Fyw

250

E.k

200000.5,596

 1, 4

 93,672

Fyw

250



D 1450



 90,625

tw

16

E.k

D

E.k

 74,938 �  90,625 �1, 4

 93,672

Fyw

tw

Fyw



1,12 E.k

1

.



.74,938 

�D � Fyw 90,625

0,827

� �

�t w �



(2.30)



Thay vào công thức (2.28) ta có:

992, 072

250 �



��

As ��

0,15.1.1450.16.(1,0  0,827).

 18.16 2 �

. � � 4451,930mm 2

2782, 028

250 �



��

Vậy sườn tăng cường đã chọn đựơc thoã mãn về độ cứng.

3.6.2.Thiết kế sườn tăng cường gối: (A6.10.8.2)

- Sườn tăng cường gối là sườn tăng cường ngang đặt tại vị trí có phản lực gối và các lực

tập trung khác. Các lực tập trung được truyền qua các bản biên dầm và được đỡ bởi hai

đầu sườn tăng cường. Sườn tăng cường gối được liên kết với vách và tạo ra đường biên

thẳng đứng chịu lực neo do cắt trong tác động trường kéo.

- Các sườn tăng cường gối phải được đặt lên các vách của các dầm thép ở tại các vị trí

gối và các điểm của các tải trọng tập trung khác mà ở đó:

Vu �0,75.b .Vn



(2.31)



Trong đó:

- Vu: lực cắt do các tải trọng tại gối, Vu =992,072 kN

SVTH: Hoàng Đình Thắng-10X3CLC



Trang 61



Đồ án mơn học: Thiết kế cầu thép



GVHD: TS.Nguyễn Xuân Toản



- Vn: sức kháng cắt danh định, Vn =2782,028 kN

- b : hệ số sức kháng đối với gối, b =1,0.

Thay vào công thức (2.31) :

Vu  992,072 �0,75.b .Vn  0,75.1.2782,028 = 2086,521kN .

Bố trí 2 sườn tăng cường ở 2 đầu gối dầm, hai bên với chiều dày tp = 22mm và



25



rộng bt = 130mm



A

10 100

10 100



130



B



100



100



10 100

10 100



B-B



B

S1



16

8 1330

8 1330



130



130



10 26000

10 26000



25



60



30



8 1330

8 1330



8 1330

8 1330



18tw=288



1500

1450



16



16



22



130



A-A

18tw=288

22



A



300



Hình 2.27 Bố trí sườn tăng cường gối.

3.6.2.1 Độ mảnh (6.10.8.2.2):

Sườn tăng cường gối được thiết kế như một phần tử chịu nén, chịu lực tập trung thẳng

đứng, thường được thiết kế có chiều cao bằng chiều cao của vách và càng gần mép ngoài

của bản biên càng tốt.

Phần lồi của sườn tăng cường gối phải thỏa mãn yêu cầu về độ mảnh:

bt t p .0,48.



E

Fys



(2.32)



Trong đó:

SVTH: Hồng Đình Thắng-10X3CLC



Trang 62



Đồ án môn học: Thiết kế cầu thép



GVHD: TS.Nguyễn Xuân Toản



- bt: chiều rộng cánh lồi của sườn tăng cường.

- tp : chiều dày của phần lồi của sườn tăng cường.

- Fys : cường độ chảy nhỏ nhất của gờ tăng cường (MPa). Chọn sườn tăng cường tại

gối là thép cơng trình M270 cấp 250, có Fys = 250 Mpa.

Thay vào cơng thức (2.32) ta có:

b t 130

E

200000



 5,91  0, 48.

 0, 48.

 13,58 (thỏa mãn).

tp

22

Fys

250

3.6.2.2. Sức kháng của gối (6.10.8.2.3):

Diện tích tựa có hiệu sẽ nhỏ hơn tiết diện nguyên của sườn tăng cường vì đầu sườn tăng

cường phải vát chéo để không cho mủ hàn lọt vào góc giữa bản biên và góc. Sức kháng

tựa của gối dựa trên diện tích gối triết giảm này và cường độ chảy Fys của sườn tăng

cường. Sức kháng tựa tính tốn được xác định dựa vào cơng thức:

Br = φb.Apn .Fys



(2.33)



Trong đó:

- Br : sức kháng tựa có hệ số.

- φb : hệ số sức kháng tựa, φb = 1,0.

- Apn: diện tích phần chìa của sườn tăng cường ở bên ngoài các đường hàn bản bụng

vào bản cánh, nhưng khơng vượt ra ngồi mép của bản cánh(mm2).

Ở đây ta dùng 2 sườn tăng cường 22x130, cắt vát 30mm, đặt đối xứng với sườn dầm:

Apn = 2.22.(130-30) =4400 (mm2)

Thay vào cơng thức (2.33) ta có:

Br = 1.4400.250 = 1100.103 (N) = 1100 kN > 992,072 kN (thỏa mãn)

3.6.2.3 Sức kháng nén dọc trục (6.10.8.2.4):

Sức kháng nén dọc trục có hệ số Pr được xác định theo công thức:

Pr = ϕc.Pn



(2.34)



Trong đó:

- Pn : sức kháng nén danh định.

- ϕc: hệ số sức kháng nén, ϕc = 0,9.

Mặt khác ta có:

SVTH: Hồng Đình Thắng-10X3CLC



Trang 63



Đồ án mơn học: Thiết kế cầu thép



GVHD: TS.Nguyễn Xn Toản



Diện tích có hiệu của tiết diện ngang cột:

A = 2.22.130 + 16.288 = 10328 (mm2)

Mômen quán tính của sườn tăng cường đối với trục trung tâm của vách:

2�

�1

I  2.� .22.1303  22.130.  65  8  � 38,537.106 mm 4

12







Bán kính quán tính của tiết diện cột:

r



I

38,537.106



 61,084mm

A

10328



Tỷ số độ mảnh của cột được xác định (A.6.9.3) theo công thức:

K.L 0,75.1450



 17,814 �120 (thỏa mãn)

r

61,084

Độ mảnh  được xác định (A.6.9.4) theo công thức: (A.6.9.4.1-3)

2

�k.L � Fy

  � �.

�.r � E



(2.35)



Trong đó:

- K : hệ số chiều dài hiệu dụng. Đối với liên kết hàn 2 đầu của thanh chịu nén mà

dịch chuyển theo phương ngang bị cản trở thì lấy k = 0,75.

- L: chiều dài thanh không giằng, L = D = 1450mm.

Thay vào cơng thức (2.35) ta có:

2



�0,75.1450 � 250

�

 0,0402  2, 25 .

�.

�3,14.61,084 � 200000

Nên sức kháng nén danh định được xác định theo công thức sau:

Pn = 0,66.Fy.As = 0,660,0402.250.10328.10-3 = 2539,229 kN



(2.36)



Thay vào (2.34) ta có: Pr = c.Pn = 0,9. 2539,229 = 2285,306 > 948,47 kN (thỏa mãn)

Vậy sườn tăng cường gối gồm một đôi 22x130 bố trí đối xứng hai bên sườn dầm .

------  ------



SVTH: Hồng Đình Thắng-10X3CLC



Trang 64



Đồ án mơn học: Thiết kế cầu thép



GVHD: TS.Nguyễn Xuân Toản



CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MỐI NỐI DẦM

4.1. GIỚI THIỆU CHUNG: {A.6.13}

4.1.1. Các loại liên kết hiện nay:

Nguyên tắc bố trí mối nối là tại các tiết diện có nội lực (lực cắt, mơmen) nhỏ. Các mối

nối của cấu kiện phải được thiết kế ở trạng thái cường độ không nhỏ thua trị số lớn hơn

của"

- Trị số trung bình của mơmen uốn, lực cắt hoặc lực dọc trục do các tải trọng tính tốn

ở tại điểm mối nối hoặc liên kết và sức kháng uốn, cắt hoặc dọc trục tính tốn của cấu

kiện ở cùng điểm, hoặc:

- 75% của sức kháng uốn, cắt hoặc dọc trục tính tốn của cấu kiện.

4.1.2. Phân đoạn dầm chủ:

Với chiều dài dầm chủ là 26000m ta sẽ cắt 3 đoạn dầm, 2 đoạn 2 bên dài 9m đoạn giữa

dài 8m nối lại với nhau. Như vậy mối nối đối xứng qua giữa nhịp.

7000



12000



7000



Hình 3.1: Phân đoạn dầm chủ

Trong dầm chủ thì bản biên đóng vai trò chịu mơmen là chủ yếu. Bản biên dưới thì chịu

kéo (trường hợp dầm chịu tĩnh tải và hoạt tải lớn nhất); bản biên trên chịu nén hoặc vừa

chịu nén vừa chịu kéo.

Sườn dầm coi như chịu cắt. Các liên kết còn chịu thêm momen khi có sự lệch tâm so

với trọng tâm sườn dầm.

Khi tính tốn đặc trưng hình học ta phải kể đến sự giảm yếu tiết diện tại các vị trí bố trí

mối nối.

Chọn bulơng cường độ cao đường kính 20mm, đường kính lỗ tiêu chuẩn là 22mm

(Bảng A.6.13.2.4.2-1).



Các khoảng cách qui định theo AASHTO.6.13.2.6:

SVTH: Hồng Đình Thắng-10X3CLC



Trang 65



Đồ án mơn học: Thiết kế cầu thép



GVHD: TS.Nguyễn Xuân Toản



- Cự li tim đến tim của bulông với các lỗ tiêu chuẩn khơng được lấy nhỏ hơn 3 lần

đường kính bng.

- Cự li tối đa của bulông trên một tuyến tim đơn 1 hàng kề liền với mép tự do của

bản táp ngồi hay thép hình phải thỗ mãn:

S  (100 + 4,0t)  175



(3.1)



- Nếu có một tuyến trục thứ hai bố trí so le các bulơng một cách đều đặn với tuyến

tim liền kề với mép tự do có khoảng cách khơng nhỏ hơn 38 + 4,0t thì cự li tính so le S

giữa hai tuyến tim đó phải thỗ mãn :

S  100 + 4,0t 



3g

 175

4



(3.2)



Cự li này không được nhỏ hơn một nữa so với yêu cầu đối với tuyến tim đơn.

Trong đó:



t: chiều dày của tấm ốp ngồi hay thép hình, lấy giá trị nhỏ hơn.

g: khoảng cách giữa các bulơng.



145 kN 110 kN



110 kN



4.2. Tính tốn:

4.2.1.Tính tốn nội lực tại tiết diện mối nối:

4.2.1.1. Mơmen tại mối nối:



145 kN



4300



4300



35 kN



1200



6700



dah Mmn



2.664



3.798



4.933

4.616



DC=17,182kN/m

DW=3.234kN/m

TTL=9.3kN/m

PL=3.0kN/m2



25400



Hình 3.2 Đường ảnh hưởng mơmen tại mối nối.

Bảng tính tốn hoạt tải xe.

L(m)



x(m)







Tải

trọng

bánh



SVTH: Hồng Đình Thắng-10X3CLC



yi



Pi.yi



Tổng

cộng



Max Pi.yi



Trang 66



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tính toán nội lực tại các tiết diện ta đã tính toán ở trên, kết quả được tổng hợp theo bảng sau:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×