thiết kế cầu Bà Lớn, chương 11 pptx

Chương 11 TÍNH TOÁN DẦM NGANG XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM NGANG : - Kết cấu nhòp có 6 dầm ngang, các dầm ngang nối 7 dầm chính lại và có thể coi như sơ đồ dầm ngang liên tục 6 nhòp. Các dầm ngang ở gần gối tính như dầm liên tục tựa trên gối cứng chỉ chòu tải trọng trực tiếp truyền lên nó. - Các dầm ngang nằm giữa khẩu độ dầm chính sẽ chòu hai loại lực : + Một là : Sẽ làm việc như dầm liên tục nhiều nhòp tựa trên gối cứng chòu tải trọng cục bộ dưới dạng xe H30 xếp gần nhau hoặc xe bánh xích XB80. + Hai là : Do dầm ngang tham gia cùng làm việc với toàn bộ kết cấu nhòp, có xét cả sự phân bố ngang của tải trọng theo phương pháp gần đúng. Do vậy tính toán dầm ngang sẽ lấy nội lực tổng cộng do cả hai ảnh hưởng đó gây ra. I./ Nội lực do tải trọng cục bộ gây ra: Sơ đồ tính Ta giả thiết các bản được nối cứng. Để tính gần đúng và thiên về an toàn ta lấy đường ảnh hưởng áp lực dạng gãy khúc. Căn cứ vào điều kiện tải trọng truyền qua bản bốn cạnh. Khi đó tung độ đường ảnh hưởng áp lực ở ¼ chiều dài của nó là : Dầm dọc H30 XB80 1 l = 6.44m 1 l = 6.44m l = 1.65m 2 Dầm ngang 1.6m 6m 6T 12T 12T 1.2m 1.2m 1.2m 20T 20T 20T 20T = 0.0165 = 0.0165 0.511 0.633 0.007 0.633 0.267 0165.0 65.144.6 65.1 5.05.0 33 3 3 2 3 1 3 1      ll l  Trong đó : l 1 : Khoảng cách của dầm dọc. l 1 = 1.65m. l 2 : Khoảng cách của dầm ngang. L 2 = 6.44m - p lực từ một hàng bánh xe đè lên dầm là:   ii yPP 5.0 ' 0 Với : P i : áp lực trên một trục bánh xe. y i : Tung độ đường ảnh hưởng dưới các tải trọng. Tính cho H30 :   TP o 94175110611206801250 '  Tính cho XB80 :   TP o 332520267063301633050 '  Moment do tải trọng cục bộ ' r M sẽ được tính bằng cách xếp áp lực ' 0 P lên đường ảnh hưởng vẽ như với dầm đơn giản và nhân kết quả nhận được với các hệ số xét đến sự liên tục của kết cấu. Moment tính toán trong dầm ngang nhiều nhòp liên tục do hoạt tải H30 và XB80 gây ra. - Giá trò môment khi dầm chòu tải trọng cục bộ: 0.4125 0.5 0.5 1 đah M đah Q 1/2 g đah Q 0.333 l = 1.65m 2 o P ' P o 2.7m 1.9m ' XB80 H30 2.7m 1.9m H30 XB80 o P ' ' P o 2.7m 1.1m XB80 H30 o P ' ' P o P o ' 1.9m 1.9m 1.1m * Ở giữa nhòp: 0 ' 2/1 0 ' 2/1 3.0min 7.0max MnM MnM h h   * Tại các gối giữa : 0 ' 0 ' 9.0min 2.0max MnM MnM hg hg   Trong đó : M 0 xác đònh theo đường ảnh hưởng M 1/2 của dầm giản đơn.   ).1( ' 00 i yPM  - Lực cắt: Q 1/2 = n h .1.6. 2/1 0 Q Q gối = n h .1.15. g Q 0   ).1( ' 00 i yPQ  1./ Khi đặt tải trọng ôtô H30   413119417 0 .,.,. '  h nTP    T Q T Q Tm . . . . 1/2 0 g 0 162550941731 7611333301941731 258441250941731 0       M - Moment : * Ở giữa nhòp: min max ' / ' / TmM TmM 788125843041 173425847041 21 21   * Tại các gối giữa : min max ' ' TmM TmM g g 365525849041 192125842041   - Lực cắt: Q’ 1/2 = 1.4  1.6  5.162 = 11.563 T. Q’ gối = 1.4  1.15  13.761 = 22.155 T. 2./ Khi đặt tải trọng XB80     11113325 0 .,,. '  h nTP  T Q T Q Tm . . . . 1/2 0 g 0 9321350332511 863271332511 4931141250332511 0       M - Moment : * Ở giữa nhòp: min max ' / ' / TmM TmM 44834931130 04584931170 21 21   * Tại các gối giữa : min max ' ' TmM TmM g g 3441049391190 29924931120   - Lực cắt: Q’ 1/2 = 1.15  13.932 = 16.022T. Q’ gối = 1.6  27.863 = 44.581 T. II./ Nội lực do dầm ngang cùng làm việc với kết cấu nhòp gây ra : 1./Xác đònh hệ số phân bố ngang. 1.1./ Tính hệ số mềm : dd n n IE l p a I I pIE d 384 5 6 4 ' 3      Trong đó : l : khẩu độ tính toán của nhòp(l = 33m). E d , E n : môđun đàn hồi của dầm dọc và dầm ngang (lấy E d = E n ). I d : Moment quán tính của dầm chủ. I n : Moment quán tính của dầm ngang. d : khoảng cách giữa hai dầm chủ. a : khoảng cách giữa hai dầm ngang(a = 6.44m). n d Il Iad 4 3 .8.12   * Tính I d : Diện tích tiết diện ngang của dầm dọc chủ( bỏ qua cốt thép) F = 4180.5 cm 2 Moment tónh đối với trục đi qua mép dưới của tiết diện : 3 mc625.26909225.135.161625.7214641291100S  Vò trí trọng tâm của tiết diện quy ước cm369.64 5 . 4180 269092 F S Y  Moment quán tính của tiết diện dối với trục đi qua trọng tâm tiết diện quy ước là: 42 3 2 3 2 3 d cm 1007035261 1119 . 51 5 . 1616 12 5 . 26 61 881.71464 12 5 . 91 16 631.641100 12 22 50 I           26.5 91.5 22 50 61 TIẾT DIỆN TÍNH ĐỔI F = 4180.5 cm 2 * Tính I n : 4 3 n cm1815848 12 12212 I    Sơ bộ bỏ qua cốt thép bố trí trong dầm ta có: Tính : 8 4 3 4 3 10.029.1 18158483300 61.100703526441558.12 8.12      n d Il aId  Ta thấy  = 1.029.10 -8  0.005 Và tỷ số : 5.0227.0 33 5.7  L B Do thoả mãn hai điều kiện trên ta tính hệ số phân bố ngang theo phương pháp nén lệch tâm là chấp nhận được về độ chính xác so với thực tếù. Theo phương pháp này, đường ảnh hưởng áp lực lên dầm chủ biên sẽ là đường thẳng xiên. Dầm ngoài cùng về phía tải trọng lệch tâm chòu lực nhiều nhất, dầm ngoài cùng phía đối diện tức là trái ngược với phía lệch tâm chòu lực ít nhất. Tung độ đường ảnh hưởng theo phương pháp nén lệch tâm : 179.0 464.0 )9.96.63.3(2 9.9 7 1 2 1 222 2 2 2      ph tr i tr ph y y a a n y 1.2./ Hệ số phân bố ngang : 652.0)386.0483.0( 2 1 5.1  nK ng n 4325.0)032.0156.0227.0350.0(5.05.0 30   i H n yK   250.0)156.0344.0(5.05.0 80 i XB n yK Trong đó : y i : Là các tung độ đường ảnh hưởng của áp lực R ở dưới các tải trọng.  : Diện tích của phần đường ảnh hưởng áp lực gối ở 0.464 -0.179 đah R 1 K 1 2 3 4 3 2 1 K , , , , a 3 a 2 1 a 0.3 1.5 7.5m 1.5 0.3 0.55 1.1 1.91.9 0.65 2.7 0.483 0.344 0.227 0.156 0.503 0.250 0.143 0.032 -0.072 -0.218 -0.101 0.386 0.035 0.168 0.356 0.350 H30 XB80 dưới đường bộ hành có đặt tải trọng. - Tung độ đường ảnh hưởng M”, Q’ được xác đònh theo công thức sau: + Khi tải trọng P = 1 đặt bên trái tiết diện “r”         trái i trái riirr RQ xaRxxM 1 5.0 " " + Khi tải trọng P = 1 đặt bên phải tiết diện “r”       trái i trái riir RQ xaRM " " 5.0 Trong đó : x và x r : Là các toạ độ của lực P = 1, và của mặt cắt thứ r so với tim cầu .  trái R i : Tổng tất cả các R i ở bên trái mặt cắt r. Ta cần vẽ các đường ảnh hưởng : Đường ảnh hưởng vẽ cho lực cắt : Q ’ 3 , Q ’ 3-4. Đường ảnh hưởng vẽ cho Moment : M 3 , M 3 - 4 . Moment lớn nhất thường xuất hiện tại khoang dầm ngang gần giữa cầu. Khi tính tính theo phương pháp nén lệch tâm đường ảnh hưởng sẽ có dạng đường thẳng. Vì thế, để vẽ đường ảnh hưởng M và Q ta chỉ cần xác đònh tung độ tương ứng dưới hai dầm biên. Tung độ của các đường ảnh hưởng Nội lực y 1 y 2 y 3 y’ 1 y’ 2 y’ 3 Z 1 Z’ 1 R 1 0.46 4 - 0.17 9 R 2 0.35 - . = 11. 563 T. Q’ gối = 1.4  1.15  13.761 = 22.155 T. 2./ Khi đặt tải trọng XB80     111 13325 0 .,,. '  h nTP  T Q T Q Tm . . . . 1/2 0 g 0 9321350332 511 863271332 511 49 3114 1250332 511 0       M -. Chương 11 TÍNH TOÁN DẦM NGANG XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM NGANG : - Kết cấu nhòp có 6 dầm ngang, các dầm ngang nối 7 dầm chính lại. Q Tm . . . . 1/2 0 g 0 9321350332 511 863271332 511 49 3114 1250332 511 0       M - Moment : * Ở giữa nhòp: min max ' / ' / TmM TmM 448349 3113 0 045849 3117 0 21 21   * Tại các gối giữa :