Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ Khả năng chịu lực của neo cứng chính lμ khả năng chịu ép mặt của nó.. 8.4.2.3-Tính neo cốt thép nghiêng: Khả năng chịu lực trượt củ
Trang 1Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Khả năng chịu lực của neo cứng chính lμ khả năng chịu ép mặt của nó Lực trượt tối đa mμ nó có thể tiếp nhận:
T =F em.R em (4.86)
Trong đó:
+Fem: diện tích chịu ép mặt của neo, được tính Fem = bn*hn
+bn, hn: bề rộng vμ chiều cao của neo
đối với cầu xe lửa
T
hn
c
bn
P
C
bn
P
b2
b1
b2
Hình 4.55: Tính toán neo cứng
Neo cứng cũng phải cần kiểm tra điều kiện bền:
• Lực T được quy thμnh lực phân bố:
n
n h b
T p
8
1
n b p
025
0 p b n
W
1
6 δ
cường độ chịu uốn của thép lμm neo
Tính mối hμn:
• Mối hμn liên kết neo vμ biên dầm chịu lực T vμ mômen M=T.e
Trang 2• ứng suất trong đường hμn:
h h W
e T.
=
h h F
T
=
6
2
2
c h
c b h c h
W h h h n
6
2
2 +
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
2
2
σ
cường độ tính toán của mối hμn
8.4.2.2-Tính neo mềm:
δ
δ
R
d n
Hình 4.56: Tính toán neo mềm
Khả năng chịu lực của neo mềm lμm bằng thép tròn:
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
≤
>
=
<
=
0 2 2
4
2 4 100
2 4 24
R d T
d
h khi R d T
d
h khi R d h T
n
n
n lt
n
n
n lt
n n
π
(4.88)
Trong đó:
+h’: tổng bán kính cong vμ bề dμy của thép hình, cm
+δ: chiều dμy sườn thép hình, cm
+hn, dn: chiều dμi vμ đường kính thép tròn, cm
+Rb: cường độ tính toán bêtông, kg/cm2
Chú ý đường kính thép tròn lμm neo không nên > 25mm để đảm bảo neo tương đối mềm
8.4.2.3-Tính neo cốt thép nghiêng:
Khả năng chịu lực trượt của 1 neo hình quai sanh hoặc 1 nhánh neo được lấy trị
số nhỏ hơn giữa các trị số được xác định theo công thức sau đây:
Trang 3Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
⎢
⎢
⎣
⎡
+
=
+
=
) sin 8 0 cos (cos
sin 100
cos
α β
α
α β
α
a a
lt a
a F R T
R d F
R T
(4.89)
Trong đó:
+α: góc nghiêng của neo so với biên dầm trong mặt phẳng dầm
+β: góc giữa hình chiếu bằng của neo vμ phương dọc dầm
β
Hình 4.57: Tính toán neo cốt thép nghiêng
Đường kính neo thường dùng d=12-16mm Chiều dμi tính toán của neo không <
7d vμ 12cm với neo quai sanh vμ 25d với neo nhánh đơn Khoảng cách tĩnh giữa các neo
theo phương dọc cầu không < 3d nếu bố trí theo hμng vμ 2d nếu bố trí theo ô cờ Nếu
neo quai sanh nằm gọn trong sườn BTCT vμ có chiều dμi < 25d thì bề rộng không >1/3
bề rộng sườn Nếu chiều dμi neo quai sanh lấy bằng kích thước tối thiểu thì khoảng cách
b giữa các nhánh của nó phải đủ lớn để thỏa mãn điều kiện bêtông không bị ép mặt quá
lớn:
d R
F R b
lt
a a
5 3
2
(4.90)
8.4.3-Tổ hợp tải trọng tác dụng lên neo vμ bố trí neo trong dầm:
8.4.3.1-Tổ hợp tải trọng:
Có 4 tổ hợp tải trọng:
• Tổ hợp chính thứ 1: tĩnh tải phần 2, hoạt tải đứng trên phần dương của đ.a.h lực
cắt
• Tổ hợp chính thứ 2: tĩnh tải phần 2, hoạt tải đứng trên phần âm của đ.a.h lực cắt
• Tổ hợp phụ thứ 1: tĩnh tải phần 2, hoạt tải đứng trên phần dương của đ.a.h lực
• Tổ hợp phụ thứ 2: tĩnh tải phần 2, hoạt tải đứng trên phần âm của đ.a.h lực cắt
Chú ý đến việc lấy hệ số vượt tải nếu lực trượt do tĩnh tải 2 vμ do hoạt tải cùng dấu thì
20%
Trang 48.4.3.2-Bố trí neo:
Sử dụng kết quả tính toán trên, ta chọn ra các giá trị bất lợi nhất để vẽ biểu đồ lực
T để tính ra khoảng cách giữa các neo:
0
T
T
a= (4.91)
thay đổi theo Để đơn giản, ta nên chia dầm thμnh 1 số đoạn, trên mỗi đoạn các neo
được bố trí cách đều nhau
Để tránh lực tập trung lên neo vμ ứng suất cục bộ quá lớn, khoảng cách giữa các
cho bêtông giữa các neo không bị phá hoại do bị cắt quá lớn
Để chịu lực bóc đầu dầm, có thể bố trí neo quai sanh thẳng đứng Các neo nμy
8.4.4-Kiểm tra ứng suất tiếp vμ ứng suất chính tại thớ liên kết bản vμo dầm:
b b
nghiêng
Hình 4.58: Vị trí tính toán ứng suất tiếp vμ chính
Sau khi bố trí neo, cần phải kiểm tra ứng suất cắt vμ ứng suất chính trong các tiết diện dọc bản, nằm sát đường bao ngang vμ đứng của neo cứng (thớ a-a vμ thớ b-b) hoặc tiếp giáp giữa đáy bản vμ mặt trên dầm thép nếu dùng neo thép nghiêng (thớ a-a)
Tính ứng suất tiếp do lực cắt tiêu chuẩn lớn nhất gây ra:
1
2 1
.
.
kc td
a II
R b I n
S Q
≤
=
τ (4.92)
Trong đó:
+b1: bề rộng phần bản bêtông tại thớ a-a
+R0
1
.
5 1
kc b
td
b II
R h I n
S Q
≤
=
Trong đó:
+hb: chiều cao bản bêtông tại thớ b-b
Trang 5+S2b: mômen tĩnh đối với trục trung hòa 2-2 của phần bêtông nằm phía ngoμi thớ b-b
Tính ứng suất tiếp vμ ứng suất pháp tại thớ a-a của tiết diện vừa có lực cắt vμ mômen lớn gây ra:
td
a II nI
y
M 2
1
.
=
σ (4.94)
Trong đó:
+y2a: khoảng cách từ trục 2-2 đến thớ a-a
1
2 1 1
75 0 2
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
ư
±
Trong đó:
8.5-Tính toán mối nối dầm liên hợp:
σs,dưσs,tr
σb,tr
σs,tr
R u
2
σs,dưσs,tr
Y1
K
K
δII,tr σI,tr
Nmax
Q
σII,d
σI,d Hình 4.58: Mối nối dầm liên hợp
Mối nối của dầm liên hợp có cấu tạo tương tự như mối nối trong cầu dầm thép
đơn thuần Tuy nhiên do kích thước biên dầm vμ ứng suất biên trên vμ dưới khác nhau nên kích thước bản nối cũng như số đinh mỗi biên không giống nhau Khi tính đặc trưng hình học tiết diện phải kể đến giảm yếu Đối với bản nối biên dầm lấy theo đường kinh lỗ đinh vμ số đinh thực tế trên 1 hμng ngang, còn đối với sườn dầm có thể lấy gần
đúng khoảng 15% Tiết diện giảm yếu của bản nối không được < tiết diện nguyên của phân tố cần nối
Tính mối nối biên dầm:
d d
tr tr
R
, 2 , 1
, 2 , 1 '
σ σ
σ σ +
+
⎣
⎡
=
=
d d d
tr tr b tr
F N
F N
,
, σ σ
(4.97)