Chiều cao tính toán h được lấy bằng: Chiều cao sườn dầm trong các dầm hμn.. Khoảng cách giữa các đinh trong cùng của thép góc biên hoặc bản thép phụ trong các dầm đinh tán... Trong dầm
Trang 1Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
+p1, p2: ứng suất nén cục bộ trung bình trong các mãnh, ở đây
s h
h p
2 =
+σ01, σ02: ứng suất nén pháp tuyến tới hạn trong mãnh có chiều cao h1 vμ h2 Chú ý K được tra bảng phụ thuộc vμo:
++Đối với mãnh thứ nhất: phụ thuộc
1
h
a
vμ
tr
d tr
σ
σ σ
α1 = ư với σtr, σd2 lμ ứng suất mép trên vμ mép dưới đối với mãnh thứ nhất
++Đối với mãnh thứ hai: phụ thuộc
2
h
a
vμ
tr
d tr
'
' ' '1
σ
σ σ
α = ư với σ’tr, σ’d2 lμ ứng suất mép trên vμ mép dưới đối với mãnh thứ hai
Vμ χ đối với mãnh thứ 2 không xét nghĩa lấy bằng 1, đối với mãnh thứ nhất được lấy như sau:
++Dầm tán đinh lấy bằng 1.3
++Dầm hμn phụ thuộc vμo hệ số γ như đã nói ở trên
++Dầm liên hợp lấy bằng 1.35
+τo1, τ02: ứng suất tiếp tới hạn trong các mãnh Khi đó ta coi μ được xác định nếu coi các mãnh trên vμ dưới độc lập với nhau Đối với mãnh thứ nhất, người ta đưa hệ
số để giảm bớt độ ngμm
2
1
χ = + , đối với mãnh thứ hai lấy χ=1
+p01, p02: ứng suất nén cục bộ tới hạn
++Đối với mãnh thứ nhất: ( )
1 1 2
2 1
2 2 2 1 ,
1
h
a i
i
μ
μ
Nếu μ ≥ 0.7 lấy i=1 vμ 0.4 < μ < 0.7 lấy i=2
++Đối với mãnh thứ hai: Z được xác định như đã nói phần trước vμ
2 1
h
a
=
Chú ý:
• ổn định cục bộ sườn dầm phụ thuộc vμo tỷ số giữa bề dμy sườn dầm δs vμ chiều cao tính toán h Tỷ số nμy cμng nhỏ cμng phải tăng cường cho sườn dầm Chiều cao tính toán h được lấy bằng:
Chiều cao sườn dầm trong các dầm hμn
Khoảng cách giữa các đinh trong cùng của thép góc biên hoặc bản thép phụ trong các dầm đinh tán
• Bố trí sườn tăng cường:
Nếu
50
1
≥
h s
δ
thì không cần tính toán ổn định cục bộ, không cần đặt các sườn tăng cường cũng đảm bảo ổn định
Nếu
80
1
≥
h s
δ
đối với thép than vμ
65
1
≥
h s
δ
đối với thép hợp kim thì cũng không cần tính toán ổn định cục bộ với điều kiện có đặt các sườn tăng cường đứng cách nhau không > 2h vμ 2m
Trang 2Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Nếu
160
1
140 1 ư
≥
h s
δ
thì tính toán chỉ đặt sườn tăng cường đứng
Nếu
160
1
140 1 ư
<
h s
δ
thì tính toán đặt sườn tăng cường đứng vμ ngang
• Người ta thường kiểm tra ổn định cục bộ các mãnh sườn dầm tại gối, tại 1/4 nhịp vμ tại giữa nhịp Trong phạm vi mỗi mãnh cần phải xác định mômen uốn tính toán tại tiết diện:
Nếu chiều dμi mãnh ≤ chiều cao mãnh thì xác định mômen uốn tại giữa mãnh
Nếu dμi mãnh > chiều cao mãnh thì xác định mômen uốn tại giữa mãnh phần hình vuông nằm về phía có mômen lớn hơn
a
Khi a<=h
h s
A
h s a
h s
Khi a>h s
Hình 4.42: Xác định mômen trong các mãnh
• Khi xác định M vμ Q cần xếp hoạt tải như sau:
Khi xác định tại gối, ta đặt hoạt tải bất lợi theo Q rồi lấy thế tải đó tính M Khi xác định tại giữa nhịp, ta đặt hoạt tải theo M rồi lấy thế tải đó tính Q Khi xác định tại 1/4 nhịp, ta tính theo 2 trường hợp đặt theo Q vμ đặt theo
M rồi từ đó tính ra M vμ Q tương ứng
5.3-Tính toán sườn tăng cường trên gối:
Trang 3Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
A
30δ s
F ng
δ s
F em
F ng
15δ σ 15δ s
δ s
F em
Hình 4.43: Tính toán sườn tăng cường trên gối
Phần sườn dầm trên gối được tăng cường bằng các sườn đứng Trong dầm hμn thường cấu tạo bằng các bản thép vμ trong dầm đinh tán cấu tạo bằng 4 thép góc vμ 2 bản kép giữa chúng Các bản đệm giữa thép góc vμ sườn dầm không được tính
Sườn tăng cường nμy có nhiệm vụ tiếp nhận phản lực gối qua mặt tiếp xúc giữa
đầu mặt của nó với biên dưới của dầm vμ truyền lên sườn dầm qua các mối hμn hoặc các
đinh liên kết Nôi dung kiểm tra bao gồm ổn định, ép mặt vμ liên kết của nó với sườn dầm
5.3.1-Tính toán điều kiện ổn định:
Điều kiện kiểm tra:
0
.F R
A ng
≤
=
ϕ
σ (4.34)
Trong đó:
+A: phản lực thẳng đứng tính toán tại gối
+ϕ: hệ số uốn dọc tra bảng phụ thuộc vμo độ mãnh
r
l0
=
ng F
I
r =
+l0: chiều dμi tự do, lấy bằng 0.7 lần khoảng cách h0 giữa các nút của hệ liên kết ngang tại gối
+Fng: diện tích tính toán gồm các sườn tăng cường vμ phần sườn dầm lấy rộng 15δs về mỗi bên
+I: mômen quán tính của tiết diện tính toán lấy đối với trục nằm ngang trong mặt phẳng sườn dầm
+R0: cường độ tính toán dọc trục
5.3.2-Tính toán điều kiện ép mặt:
Điều kiện kiểm tra:
Trang 4Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
1 R.5 0
F
A em
≤
=
σ (4.35)
Trong đó:
+Fem: diện tích tiếp xúc giữa đầu sườn tăng cường với biên dưới của dầm
+1.5: hệ số chuyển đổi từ cường độ cơ bản sang ép mặt
5.3.3-Tính toán liên kết giữa sườn tăng cường đứng vμ sườn dầm:
Đối với dầm tán đinh, số lượng đinh cần thiết:
em
s R d
A n
.δ
=
(4.36)
Trong đó:
+Rem: cường độ chịu ép mặt của đinh tán
+d: đường kính lỗ đinh tán
Đối với dầm hμn, thường định trước chiều dμi đường hμn lh vμ chiều cao hμn hh rồi kiểm tra ứng suất trong mối hμn theo công thức:
0,75 0
7 , 0
A h h
σ (4.37)
Trong đó:
+0.7hh: chiều cao tính toán của đường hμn
+0.75R0: cường độ chịu cắt của mối hμn
Đ4.6 tính toán cấu tạo của dầm đặc
6.1-Tính toán liên kết biên dầm vμo sườn dầm:
6.1.1-Liên kết đinh tán, bulông:
P
a thép góc biên
sừơn dầm
a2+2H
Hình 4.44: Tính toán liên kết đinh tán, bulông
Khi chịu tác dụng của tải trọng, các đinh liên kết thép góc biên chịu cắt Lực cắt phát sinh do sự trượt của thép góc biên trên sườn dầm
Ta gọi T lμ lực cắt hay lực trượt trên 1 đơn vị chiều dμi, được tính:
Trang 5Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
ng
b I
S Q
T = . (4.38)
Trong đó:
+Q: lực cắt tính toán, thường lấy tại gối
+Sb, Ing: mômen tĩnh của biên dầm vμ mômen quán tính của tiết diện nguyên
đối với trục trung hòa của tiết diện
Nếu trên mặt cầu có lực tập trung P, nó sẽ xuống đinh 1 lực thẳng đứng cục bộ V trên 1 đơn vị chiều dμi, được tính:
=(a2 +2H) (.n h.1+μ)
P
V (4.39)
Trong đó:
+P: tải trọng của 1 bánh xe
+H: khoảng cách từ mặt cầu xe chạy đến tâm của hμng đinh
Tổng hợp 2 thμnh phần T vμ V lμ lực S, được tính:
2 2
V T
S = + (4.40)
Như vậy lực tác dụng lên 1 đinh sẽ lμ S.a với a lμ khoảng cách giữa các đinh Sau đó ta kiểm tra điều kiện:
S.a≤[ ]S d (4.41)
Trong đó:
+[S]đ: khả năng chịu lực của 1 đinh
Ngoμi ra, ta cũng cần kiểm tra điều kiện lực T không xé rách sườn dầm trong phạm vi 2 lỗ đinh:
( ) 0.6 0
R d
a
a T s
≤
ư
δ
(4.42)
6.1.2-Liên kết hμn:
a2
a2+2H
T
Sừơn dầm
đừơng hμn
P
Hình 4.45: Tính toán liên kết hμn
Cũng tương tự như trên ta kiểm tra cường độ mối hμn vμ từ đó xác định được chiều cao đường hμn theo công thức:
0
2 2
75 0
2
V h
T
h h
≤
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ +
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
→
2 75 ,
S
h h = (4.43)
6.1.3-Kiểm tra mỏi của liên kết: