Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BM KỸ THUẬT XÂY DỰNG BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP CẦU NGÀNH KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG Sinh viên thực hiện HUỲNH QUỐC HUY B2012559 Cán bộ hướng dẫn: LÊ NÔNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BM KỸ THUẬT XÂY DỰNG BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP CẦU NGÀNH KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Sinh viên thực hiện: HUỲNH QUỐC HUY – B2012559 Cán hướng dẫn: LÊ NÔNG Cần Thơ, tháng 04 năm 2022 I – NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: Thiết kế dầm cầu thép đường ô tô nhịp giản đơn Dầm có mặt cắt dạng chữ I, liên kết cánh với bụng dầm nhà máy đường hàn, lắp ráp công trường bu lông cường độ cao II – SỐ LIỆU GIẢ ĐỊNH Chiều dài nhịp tính toán: Số xe thiết kế Khoảng cách dầm chủ Tĩnh tải BTCT mặt cầu (trên 1m dài dầm): Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu tiện ích (trên 1m dài dầm): Hoạt tải xe tô thiết kế Hệ số cấp đường: Số lượng xe trung bình hàng ngày: Tỷ lệ xe tải luồng: Các hệ số phân bố ngang: Tính cho mơ men: Tính cho lực cắt: Tính cho độ võng Tính cho mỏi: Vật liệu 16 m nL = Sd = 2,0 m wDC2 = 16 (kN/m) Độ võng hoạt tải cho phép Tiêu chuẩn thiết kế: 1/800 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05 (Tham khảo AASHTO LRFD 1998) ASTM A325M Bu lông cường độ cao: wDW = 3,2 (kN/m) HL - 93 0.5 ADT = 2,5×104 xe/ngày/làn m = 0,2 mgM = 0,6 mgV = 0,6 mgD = 0,6 mgF = 0,6 Thép chế tạo dầm: ASTM A709M fy = 345 fu = 485 III – NỘI DUNG TÍNH TỐN A BẢN TÍNH Chọn mặt cắt dầm Tính đặc trưng hình học Tính tốn vẽ biểu đồ bao nội lực Kiểm toán dầm theo TTGH cường độ I, TTGH sử dụng TTGH mỏi Tính tốn thiết kế sườn tăng cường cho bụng Tính tốn thiết kế mối nối công trường B BẢN VẼ: khổ giấy A1 Vẽ mặt dầm, mặt cắt đại diện Vẽ chi tiết mối nối công trường Vẽ tách chi tiết dầm Thống kê vật liệu I CHỌN MẶT CẮT DẦM Mặt cắt dầm lựa chọn theo phương pháp thử - sai, tức chọn kích thước mặt cắt dầm dựa vào kinh nghiệm quy định khống chế tiêu chuẩn thiết kế, kiểm tốn lại, khơng đạt ta phải chọn lại kiểm tốn lại Q trình lặp lại thỏa mãn Chiều cao dầm thép Chiều cao dầm chủ có ảnh hưởng lớn đến giá thành cơng trình, phải cân nhắc kỹ lựa chọn giá trị Đối với cầu đường ơtơ, nhịp giản đơn, ta lựa chọn sơ theo kinh nghiệm d L , thường chọn d = L Ta có: 1/25L = 0.6 m 1/20L = 0.8m 1/12L = 1.3m Theo ta chọn: d = 1100 mm Bề rộng cánh dầm Chiều rộng cánh dầm lựa chọn sơ theo cơng thức kinh nghiệm sau: = (mm) Ta có: (1/3)d = 367 mm (1/2)d = 550 mm Vậy ta chọn : Chiều rộng cánh chịu nén bc = 400 mm Chiều rộng cánh chịu kéo bt = 400 mm Chiều dày cánh bụng dầm Theo quy định quy trình (A6.7.3) chiều dày tối thiểu cánh, bụng dầm mm Chiều dày tối thiểu chống gỉ yêu cầu vận chuyển, tháo lắp thi công Ta chọn : - Chiều dày cánh chịu nén tc = 25 mm - Chiều dày cánh chịu kéo tt = 25 mm - Chiều dày bụng dầm tw = 14 mm - Do chiều cao bụng (vách dầm) : D = 1050 mm Vậy mặt cắt dầm sau chọn có hình vẽ sau : Tính chất đặc trưng hình học mặt cắt Mặt cắt Cánh Bản bụng Cánh Tổng Trong : A (mm 2) 10000 14700 10000 34700 h(mm ) 1088 550 13 550 A.h (mm 3) 10875000 8085000 125000 19085000 I0 (mm 4) 520833 1350562500 520833 1351604167 A.y2 (mm 4) 2889062500 2889062500 5778125000 Itotal (mm ) 2889583333 1350562500 2889583333 7129729167 A : Diện tích (mm ); h : Khoảng cách từ trọng tâm phần tiết diện dầm đến đáy dầm (mm ); I0 : Mô men quán tính phần tiết diện dầm trục nằm ngang qua trọng tâm (mm ); htotal : Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm (nhóm phần tiết diện dầm) đến đáy cánh dầm (mm ); = = (mm) y: khoảng cách từ trọng tâm phận đến trọng tâm mặt cắt dầm (mm) y= (mm) = + A (mm4) Từ ta tính được: Mặt cắt ybot (mm ) ytop (mm ) ybotmid (mm ) ytopmid (mm ) Sbot Stop Sbotmid Stopmid (mm 3) (mm 3) (mm 3) (mm 3) Dầm thép 550 550 538 538 1.3E+07 1.3E+07 1.3E+07 1.3E+07 Trong : ybot : Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến đáy cánh dầm thép (mm ); ytop : Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến đỉnh cánh dầm thép (mm ); ybotmid : K/c từ trọng tâm mặt cắt dầm đến trọng tâm cánh dầm thép (mm ); ytopmid : K/c từ trọng tâm mặt cắt dầm đến trọng tâm cánh dầm thép (mm ); Sbot : Mômen kháng uốn mặt cắt dầm ứng với ybot (mm 3); Stop : Mômen kháng uốn mặt cắt dầm ứng với ytop (mm 3); Sbotmid : Mômen kháng uốn mặt cắt dầm ứng với ybotmid (mm 3); Stopmid : Mômen kháng uốn mặt cắt dầm ứng với ytopmid (mm 3); Tính tốn trọng lượng thân dầm = 34700 mm = 78.5 kN/m Trọng lượng WDC1 = 2.72 kN/m Diện tích mặt cắt ngang dầm thép Trọng lượng riêng thép làm dầm As thân dầm thép II TÍNH TỐN VÀ VẼ BIỂU ĐỒ BAO NỘI LỰC Tính tốn M,V theo phương đường ảnh hưởng Chia dầm thành đoạn Chọn số đoạn dầm Nđd = 10 đoạn Chiều dài đoạn dầm Lđd = 1.6 m Trị số đường ảnh hưởng tính bảng sau: Mặt cắt (m) 1.600 3.200 4.800 6.400 8.000 Đah 1.440 2.560 3.360 3.840 4.000 11.520 20.480 26.880 30.720 32 1.440 2.560 3.360 3.840 4.000 10 - Chọn hệ số điều chỉnh tải trọng tính cho TTGHCĐ: = 0.95 - Mơmen tiết diện tính theo cơng thức sau : (đặt tải trực tiếp) Đối với TTGHCĐI: = 1.25 + 1.5 + = + + Đối với TTGHSD: = 1.0 + 1.0 + = + + Trong : LLL : Tải trọng rải (9,3kN/m); LLMi : Tải trọng bánh xe thứ i xe tải thiết kế xe trục thiết kế ứng với tung độ yi đường ảnh hưởng mômen (kN); mgM : Hệ số phân bố ngang tính cho mơmen (đã tính hệ số xe m); WDC : Tải trọng rải thân dầm thép BTCT mặt cầu (kN/m); WDW : Tải trọng rải lớp phủ mặt cầu tiện ích cầu (kN/m); + IM: Hệ số xung kích; : Diện tích đường ảnh hưởng (); m: Hệ số cấp đường Ta lập bảng tính tốn trị số momen sau: Mặ t Cắt xi (m) AMi (m2) 1.6 3.2 4.8 6.4 11.520 20.480 26.880 30.720 32 Bảng số momen theo TTGHCĐI * * MiDC MiDW (kNm) (kNm) (kNm) 375.55 667.705 876.32 908.3 913 267.165 240.47 213.775 127.165 105.995 37.2096 66.1504 86.8224 99.2256 103.36 55.896 98.904 129.624 148.056 154.2 Bảng số momen theo TTGHSDII * * MiDC MiDW (kNm) (kNm) (kNm) (kNm) Mặ xi AMi t (m) (m2) Cắt 1.6 11.520 375.55 3.2 20.480 667.705 267.165 240.47 31.334 37.464 55.705 66.136 4.8 26.880 876.32 213.775 73.113 86.616 6.4 30.720 908.3 127.165 83.558 98.904 105.995 87.04 32 ` 913 103 MiLL MiCĐ 439.227 1129.002 1808.106 2123.572 2220.806 907.89 1961.76 2900.87 3277.65 3391.36 MiLL (kNm) MiSD (kNm) 326.283 838.687 770.63 1628.2 1343.165 2379.2 1577.51 2668.2 1649.741 2752.7 907.89 Mặt cắt 1961.76 2900.87 xi (m) 3277.65 3391.36 3277.65 2900.87 Đ.a.h (m) () 1961.76 907.89 () 0.000 1.000 8.000 8.000 1.600 0.900 6.400 6.480 3.200 0.800 4.800 5.760 4.800 0.700 3.200 5.040 6.400 0.600 1.600 4.320 8.000 0.500 0.000 3.600 Trị số đường ảnh hưởng lực cắt tính theo bảng sau: Trong đó: xi: khoảng cách từ gối đến mặt cắt thứ i Đ.a.h : tung độ phần lớn đường ảnh hưởng : tổng diện tích đường ảnh hưởng : diện tích đường ảnh hưởng (phần diện tích lớn) Ta có hình vẽ đ.a.h lực cắt mặt cắt dầm sau: ... cho mơmen (đã tính hệ số xe m); WDC : Tải trọng rải thân dầm thép BTCT mặt cầu (kN/m); WDW : Tải trọng rải lớp phủ mặt cầu tiện ích cầu (kN/m); + IM: Hệ số xung kích; : Diện tích đường ảnh hưởng... lại Q trình lặp lại thỏa mãn Chiều cao dầm thép Chiều cao dầm chủ có ảnh hưởng lớn đến giá thành cơng trình, phải cân nhắc kỹ lựa chọn giá trị Đối với cầu đường ơtơ, nhịp giản đơn, ta lựa chọn... dầm đến đỉnh cánh dầm thép (mm ); ybotmid : K/c từ trọng tâm mặt cắt dầm đến trọng tâm cánh dầm thép (mm ); ytopmid : K/c từ trọng tâm mặt cắt dầm đến trọng tâm cánh dầm thép (mm ); Sbot : Mômen