• Trong trường hợp các nhánh của thanh rất lớn không thể cấu tạo thanh giằng, bản giằng được do vấn đề bố trí liên kết gặp khó khăn, người ta dùng tấm thép có khoét lỗ để liên kết chúng
Trang 1• Trong trường hợp các nhánh của thanh rất lớn không thể cấu tạo thanh giằng, bản giằng được do vấn đề bố trí liên kết gặp khó khăn, người ta dùng tấm thép có khoét lỗ để liên kết chúng lại Bản nμy có chiều dμi theo suốt chiều dμi thanh
• Loại nμy thường được dùng trong các thanh hμn để thay thế cho thanh giằng, bản giằng bởi vì các mối hμn liên kết sẽ gây ra hiện tượng tập trung ứng suất lμm giảm khả năng chống mỏi của thanh
Bản chắn ngang:
• Các bản chắn ngang giữ cho thanh chịu nén không bị mất ổn định theo phương chéo, nghĩa lμ tiết diện không bị méo đi Mặt khác trong tiết diện hình hộp, nó
đảm bảo tiết diện thanh không bị biến hình trong quá trình chế tạo, vận chuyển, lắp ráp, treo trục
Bản chắn ngang
Hình 5.19: Tiết diện thanh khi không vμ có bản chắn ngang
• Số lượng bản chắn ngang ít nhất lμ 3 bản Thanh chịu nén bố trí bản chắn ngang
ở gần đầu thanh, còn ở giữa không quá 3m Đối với thanh chịu kéo chỉ cần đặt ở
2 đầu thanh
3.3-Liên kết nút dμn:
Nút dμn lμ chỗ nối của các thanh riêng lẽ lại với nhau vμ truyền lực giữa các thanh cho nên nó lμ bộ phận rất quan trọng của dμn thép Có các cách cấu tạo nút như sau:
3.3.1-Nút liên kết chốt-khớp:
Khi tính toán dμn, người ta giả thiết các nút dμn lμ liên kết khớp lý tưởng Do vậy liên kết nμy phù hợp với sơ đồ tính Theo thời gian chốt bị gỉ thì khả năng xoay tự do của nút tăng lên
Trong thực tế nút kiểu khớp không được ứng dụng vì cấu tạo phức tạp, nhất lμ nếu các thanh cμng lớn cμng khó khăn Mặt khác, nút kiểu khớp dễ sinh chấn động dưới
Trang 2Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
tác dụng của hoạt tải Tuy nhiên nó có thuận lợi ở chỗ tháo lắp nhanh Do vậy loại nút nμy thường dùng trong kết cấu tạm, quân dụng
Chốt khớp
Hình 5.20: Nút kiểu chốt-khớp
3.3.2-Nút liên kết cứng:
Trong cầu thép hiện đại, người ta dùng liên kết nút bằng đinh tán, bulông cường
độ cao vμ hμn Các thanh được liên kết lại thông qua bản nút gọi lμ nút liên kết cứng Yêu cầu cấu tạo của nút:
• Đảm bảo cấu tạo đơn giản, dễ thi công lắp ráp, dễ kiểm tra,
• Truyền lực đúng tâm, các thanh phải đồng quy tại 1 điểm để tránh mômen lệch tâm tại nút
Có các hình thức cấu tạo sau:
Bản nút trong
Bản nút ngoμi
Hình 5.21: Bản nút riêng rẽ
Bản nối
Bản nút
Hình 5.22: Bản nút chắp
• Nút có bản nút riêng rẽ:
Trang 3Giáo trình: Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Loại nút nμy được mở rộng để liên kết các thanh xiên, thanh đứng
Bản nút lμ bản thép riêng rẽ được đặt áp vμo thμnh đứng của thanh biên
• Nút có bản nút chắp:
Loại nút nμy cũng dùng để mở rộng liên kết các thanh như đối với bản nút riêng rẽ
Bản nút chắp được xem tham gia vμo tiết diện thanh biên như 1 bộ phận của tiết diện tại nút
So sánh 2 loại nút nμy như sau:
Về phương diện sử dụng thép: ta thấy phần bản nút nằm ngoμi phạm vi thμnh đứng của thanh biên trong cả 2 loại như nhau vì kích thước nμy chỉ phụ thuộc vμo tiết diện vμ các liên kết các thanh xiên, thanh đứng Đối với bản nút riêng phải tốn thêm 1 lượng thép bằng diện tích phần gạch gạch
trên hình (5.21) nằm trong thμnh đứng của thanh biên; còn với bản nút
chắp thì phải tốn thêm 1 lượng thép dùng lμm các bản nối để nối bản nút với bản đứng của thμnh biên Như vậy khi tiết diện các thanh xiên vμ thanh đứng nhỏ thì bề rộng bản nút nhỏ vμ cấu tạo bản nút riêng sẽ hợp lý hơn Ngược lại, trường hợp dμn lớn thì cấu tạo bản nút chắp sẽ lợi hơn
Về phương diện chịu lực: loại bản nút riêng lμm việc tốt hơn, vì nó tăng cường cho thanh vμ rất lợi cho việc phân bố điều hòa các luồng ứng suất
Về thi công: bản nút cũng có lợi hơn vì lắp ráp có phần đơn giản
Cả 2 loại nút trên đều gặp trong các kết cấu nhịp dμn nhưng do ưu điểm về mặt thi công nên trong thời gian gần đây loại bản nút riêng được dùng nhiều hơn Bên cạnh đó người
ta còn dùng bản nút lμm luôn nhiệm vụ bản nối cho thanh biên
Hình 5.23: Cấu tạo nút dμn dùng bản nút riêng
Trang 4• Bản nút chồng:
Hình 5.24: Bản nút chồng
Thường dùng cho dμn biên cứng, kết hợp để tạo ra mômen lệch tâm để giảm mômen cho biên cứng
3.3.3-Nút không dùng bản nút:
Hình 5.25: Loại nút không dùng bản nút
Loại nμy các thanh gắn trực tiếp vμo nhau nên có cấu tạo đơn giản Chỉ có thể áp dụng cho các dμn nhỏ, nội lực trong các thanh đứng, thanh xiên không lớn vμ khi thμnh
đứng của thanh biên tương đối rộng
*/Chú ý:
với cầu đường sắt
vẽ đường viền của các thanh rồi suy ra kích thước của bản nút Nên bố trí đinh sao cho kích thước nút lμ nhỏ nhất vμ có hình thù đơn giản
Trang 5
Đ5.4 tính toán dμn chủ
Kết cấu nhịp dμn thép lμ 1 kết cấu không gian có nhiều thanh vμ nhiều nút, hơn nữa các nút được cấu tạo có tính chất lμ nút cứng Do vậy việc tính toán chính xác sẽ vô cùng khó khăn
Trong thực tế thiết kế, người ta giả thiết tính toán như sau:
• Đơn giản hóa bằng cách coi kết cấu không gian đó lμ do các kết cấu phẳng ghép lại, những kết cấu phẳng nμy lμ các dμn chủ vμ các dμn liên kết
• Xem liên kết nút lμ liên kết khớp
• Hệ dầm mặt cầu lμm nhiệm vụ đỡ phần mặt cầu vμ hoạt tải rồi truyền lực cho dμn chủ tại các nút
Để thỏa mãn giả thiết trên, cần phải chú ý:
• Chiều cao thanh không > 1/15 chiều dμi thanh
• Trục các thanh biên của 2 khoang kề nhau không > 1.5% chiều cao thanh đối với tiết diện chữ Π vμ hình hộp vμ không quá 0.7% chiều cao đối với tiết diện chữ H
Đối với dμn biên cứng, thanh biên có các thμnh phần nội lực M, Q, N
4.1-Xác định nội lực trong dμn chủ:
4.1.1-Tải trọng:
Trọng lượng dμn chủ được xác định theo công thức (4.4) nhưng hệ số đặc trưng
trọng lượng a lấy bằng 3.5 vμ trọng lượng dμn thực tế phải nhân với hệ số cấu tạo bằng 1.8-2.0
Trọng lượng hệ liên kết lấy bằng 0.1-0.12 trọng lượng dμn chủ chưa nhân với hệ
số cấu tạo
Các tải trọng khác tính tương tự đối với cầu dầm
4.1.2-Xác định nội lực:
Trước khi xác định nội lực, ta cần vẽ đường ảnh hưởng: