ĐỒ ÁN MÔN HỌC CẦU THÉP HỌC PHẦN F1

TKMH Cầu Thép F1 SV:Nguyễn Văn Việt CĐS48 I:số liệu thiết kế: - Chiều dài nhịp L = 36 m - khổ cầu: cầu đường sắt 1 làn khổ đường 1m. lề 2 bên 1m - Tải trọng: xe lửa T16 Người 300KG/m 2 - Số lượng dầm chủ: n = 2 - Vật liệu : thép hợp kim thấp - Bê tông : mác 300 - Liên kết: - trong xưởng:hàn - công trường bulông CĐC II:Chọn tiết diện và chọn mặt cắt ngang: 1:Chọn tiết diện dầm chủ ( dầm I) a;chiều cao của dầm chủ: H = 1/25 L = 1/25 x 36000 =1440 (mm) vậy chiều cao của dầm chủ h =1300mm b;chiều dày của sườn dầm theo quy định của quy trình ta có đối với dầm hàn nối đối với dầm nối bằng đinh tán vậy chiều dày của sườn dầm: = 20mm c;chiều rộng của bản cánh: bản cánh phía trên =400mm bản canh phía dưới = 600mm d:chiều dày của bản cánh: Bản cánh phía trên =30mm bản cánh phía dưới = 40mm MCN của dầm I: GVHD: Nguyễn Mạnh Bộ Môn Cầu Hầm TKMH Cầu Thép F1 SV:Nguyễn Văn Việt CĐS48 2:kích thước của bản bêtông cốt thép: chiều dày của bản bêtông :h b = 200mm kích thước của đoạn vút: 80x80mm MCN của mặt cắt liên hợp: khoảng cách giữa tim hai dầm chủ: d = 2000mm chiều dài của phần cánh hẫng : c = 0,45d = 900mm do yêu cầu thiết kế ta có chiều rộng của người đi bộ là 1m Sơ hoạ MCN cầu: GVHD: Nguyễn Mạnh Bộ Môn Cầu Hầm TKMH Cầu Thép F1 SV:Nguyễn Văn Việt CĐS48 Ta có chiều dài nhịp L = 36m chia làm 3 đoạn 2 đoạn có chiều dài 12m 1 đoạn có chiều dài 12m Hình vẽ như sau: 3; Cấu tạo hệ liên kết : Hệ liên kết ngang: Dùng dầm ngang là thanh I 700a có chiều cao h 700a = 700mm Khoảng cách dầm ngang theo phương dọc cầu là 4,4 m Số lượng dầm ngang : 9 dầm GVHD: Nguyễn Mạnh Bộ Môn Cầu Hầm TKMH Cầu Thép F1 SV:Nguyễn Văn Việt CĐS48 4; Hệ liên kết dọc: Dùng thép L100x100x10 5;Thống kê khối lượng thép Ta có : 3 7850 / thep kg m γ = 3 900 / go kg m γ = 3 2500 / btong kg m γ = Thống kê khối lượng thép dầm I: Kí hiệu Kích thước khối lượng1m dài chiều dài(m) khối lượng đơn vị(kg/m) số lượng khối lượng(kg) Bản cánh trên1A- 1B 0.03x0.4 94.2 10 942 2 1884 bản cánh dưới1A- 1B 0,03x0.6 141.3 10 1413 2 2826 bản bụng1A- 1B 0.02x1.2 3 193.11 10 1931.1 2 3862.2 bản cánh trên 2A 0.03x0.4 94.2 12 1130.4 1 1130.4 bản cánh dưới 2A 0,03x0.6 141.3 12 1695.6 1 1695.6 bản bụng2A 0.02x1.2 3 193.11 12 2317.32 1 2317.32 Thống kê khối lượng dầm ngang: Kí hiệu khối lượng1m dài chiều dài(m) khối lượng đơn vị(kg/m) số lượng khối lượng(kg) GVHD: Nguyễn Mạnh Bộ Môn Cầu Hầm TKMH Cầu Thép F1 SV:Nguyễn Văn Việt CĐS48 I700a 158 1.998 315.684 9 2841.156 Thống kê khối lượng liên kết dọc: Kí hiệu khối lượng 1m dài(kg) chiều dài(m) khối lượng đơn vị(kg/m) số lượng khối lượng(kg) L100x100x10 15.1 4.472 67.53 16 1080.4352 Tổng khối lượng của dầm thép I M thép I = 17637(kg) Tải trọng của dầm thép I W dầmI = 570.89(KG/m) = 5.71(kN/m) 2:Tính các đặc trưng hình học các giai đoạn: a;Giai đoạnI: Chỉ có riêng dầm thép: Diện tích MCN dầm thép: F t = 400x30+600x40+20x(1300-30-40) = 60600 mm 2 Mômen quán tính của mặt cắt dầm I Xác định trọng tâm của mặt cắt dầm thép C(x c ;y c ) GVHD: Nguyễn Mạnh Bộ Môn Cầu Hầm TKMH Cầu Thép F1 SV:Nguyễn Văn Việt CĐS48 chọn hệ trục x 0 0y 0 như hình vẽ: 40 600 20 20 130 655 400 30 1285 528.3 60600 c x x x x x x y mm + + = = C(0; 528,3) Tính mômen quán tính của mặt cắt I 1 2 3 x x x x J J J J= + + 3 1 2 6 4 400 30 400 30 756,7 6871,2.10 ( ) 12 x x J x x mm= + = 3 2 2 6 4 600 40 600 40 528,3 6204,05.10 ( ) 12 x x J x x mm= + = 3 3 2 6 4 20 1230 1230 20 121,7 3465,8.10 ( ) 12 x x J x x mm= + = 6 6 16450,25.10 ( ) x J mm= = 0,016450(m 4 ) b;Giai đoạn II Do bê tông mác 300 ta có n = 6.5 n ′ =13 chọn cốt thép doc là thanh phi 12 Diện tích của một thanh cốt thép F 1ct = 9.42(mm 2 ) Diện tích của cốt thép F ct = 24x9.42 = 226.08(mm 2 ) Chiều rộng có hiệu của bản cánh : phần cánh hẫng : ta có c = 900mm L = 36000mm L>12C vậy b 1 = c = 900mm phần cánh trong do L>4B vậy b 2 = B/2 = 1000mm GVHD: Nguyễn Mạnh Bộ Môn Cầu Hầm TKMH Cầu Thép F1 SV:Nguyễn Văn Việt CĐS48 MCN quy đổi tính toán Diện tích của phần bêtông 2 80 1900 200 (400 400 2 80) 418400( ) 2 b F x x mm= + + + = Diện tích tính đổi : khi không xét từ biến: 2 418400 226.08 60600 132895,05( ) 5,8 b td t ct F F F F mm n = + + = + + = Khi có xét đến từ biến: 2 418400 226.08 60600 96895,05( ) 11.6 b td t ct F F F F mm n ′ = + + = + + = ′ Khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến trọng tâm tính đổi: Khi không xét đến từ biến: ( ) 1 1 1 1900 220 882 226,08 892 132895,05 5.8 b b ct ct td F Z y F y x x x F n     = + = +  ÷       Z = 479,83mm Khi có xét đến từ biến: , 1 330,09 b b ct ct td F z y F y mm F n   ′ = + =  ÷ ′   Mômen quán tính của tiết diện liên hợp đối với trục trung hoà của nó: Khi không xét đến từ biến: 2 2 2 1 ( ) ( ) td t t bi bi ct ct J J F Z J F y Z F y Z n   = + + + − + −   ∑ 10 4 4,239.10 ( ) td J mm= = 0,04239(m 4 ) Khi có xét đến từ biến: [ ( ) ( ) 2 2 2 1 ] td t t bi bi bi ct ct J J F z J F y Z F y Z n ′ ′ ′ ′ = + + + − + − ′ ∑ 10 4 4 2,7653.10 ( ) 0,027653( ) td J mm m ′ = = Mômen tĩnh của bản bêtông cốt thép đối với trục trung hoà của diện tích liên hợp: Khi không xét đến từ biến: ( ) ( ) 9 3 3 1 0,029.10 ( ) 0,029( ) b bi bi ct ct S F y Z F y Z mm m n = − + − = = ∑ Khi xét đến từ biến: ( ) ( ) 9 3 3 1 0,02.10 ( ) 0,02( ) b bi bi ct ct S F y Z F y Z mm m n ′ ′ ′ = − + − = = ′ ∑ III.xác định nội lực : a;Xác định nội lực do tĩnh tải: *Tĩnh tải giai đoạn I vàII GVHD: Nguyễn Mạnh Bộ Môn Cầu Hầm TKMH Cầu Thép F1 SV:Nguyễn Văn Việt CĐS48 - Tĩnh tải giai đoạn I (bao gồm trọng lượng bản thân dầm, trọng lượng hệ lien kết , bản mặt cầu và mui luyện) trọng lượng bản thân dầm và hệ lien kết : 5,71( / ) dam helienket q q KN m+ = trọng lượng bản mặt cầu và mui luyện: 3 1 2 0,22 1,9 1.5 0,03 0,881( ) 2 bt F x x m   = + =  ÷   anma 22,025( / ) b tcauvamuiluyen q KN m= - Tĩnh tải giai đọan I: P = 22,025+ 5,71 = 27,735(KN/m) Tĩnh tải tác dụng lên 1 dầm ở giai đoạn I 27,735 13,87( / ) 2 2 I tc p P KN m= = = 1.1 13,87 15,25( / ) I tt P x KN m= = - Tĩnh tải giai đoạn II: Tĩnh tải của gờ chắn đá: 6( / ) gochan q KN m= Tĩnh tải của ray: Ta sử dụng ray chính là ray P43 và ray hậu luân là ray P38 ray raychinh rayphu q q q= + 43 38 81( / ) 0.81( / ) ray q kg m kN m= + = = Tĩnh tải của lớp đá ba lát; 2,15( / ) balat q KN m= Do trên cầu ta bố trí với bước của tavet là 20cm nên trên 1m dài ta có 5 thanh khối lượng của một thanh tàvẹt là 80kg 5 80 400( / ) 4( / ) tavet q x kg m KN m= = = Tĩnh tải của liên kết giữa ray và tàvẹt 1( / ) lienket q KN m= Tĩnh tải của lan can: Lan can dùng thép L100x100x10 làm kết cấu đỡ và phần mặt người đi là bản bêtông cốt thép có chiều dày 20cm ancal n thep bt q q q= + bt q :trọng lượng phần bêtông 5( / ) bt q KN m= q thep :trọng lượng phần thép q thep = 3(KN/m) vậy q lancan = 8(KN/m) Tải trọng thép định vị tà vẹt:sử dụng L100x100x10 q dinhvi = 0,302(KN/m) Tĩnh tải của lớp đá ba lát khi sủa chữa đường q suachua = 10(KN/m) GVHD: Nguyễn Mạnh Bộ Môn Cầu Hầm TKMH Cầu Thép F1 SV:Nguyễn Văn Việt CĐS48 Tĩnh tải của lớp bêtông bảo vệ: q btbve = 0,48(KN/m) Tĩnh tải của lớp chống thấm: q chỏngtham = 0.15(KN/m) Tổng tĩnh tải giai đoạn II 32.3( / ) i q q KN m= = ∑ Tĩnh tải tác dụng lên 1dầm ở giai đoạn II 16,15( / ) 2 II tc q q Kn m= = *Xác định nội lực tại một số mặt cắt :gối;L/4;L/2;mối nối - Xác định momen: vẽ ĐAH momen: các hệ số tải trọng được lấy theo quy trình như sau loại tải trọng hệ số n tất cả các tải trọng trừ những tải trọng kể dưới đây trọng lượng kiến trúc phần trên mặt cầu đường sắtcó balat trọng lượng tầng đệm, tầng cách nước, tầng bảo hộ và các tầng khác, trọng lượng phần mặt cầu xe chạy, trọng lượng đường người đi của cầu đường ôtô và cầu thầnh phố trọng lượng các bộ phận bằng gỗ áp lực do trọng lượng đất gây ra đối với mổ trụ cầu và cống 1,1vào0,9 1,3và0,9 1,5và0,9 1,2và0,9 1,2và0,9 GVHD: Nguyễn Mạnh Bộ Môn Cầu Hầm TKMH Cầu Thép F1 SV:Nguyễn Văn Việt CĐS48 tác động co ngót bêtông tác động lún của đất 1,0và0,9 1,5và0,5 Mặt cắt tại gối: Ta có 0 M Ω = do đó 0 tc tt tc tt I I II II M M M M= = = = Mặt cắt tại L/4 : Ta có 2 108 M mΩ = 13,87 108 1497,96( ) tc tc I I M M q x KNm= Ω = = 22,025 5,71 1,5 1,1 108 2123,2( ) 2 2 tt tt I t I M M q x KNm η   = Ω = + =  ÷   ∑ 16,15 108 1744,2( ) tc tc II II M M q x KNm= Ω = = 6 0,15 0,48 8 0,81 4 0,302 2,15 10 (1,5 1,3 1,1 ) 108 2 2 2 (1,5 7,315 1,3 3,631 1,1 5) 108 2288,82( ) tt tt II t II M M q x x x x x kNm η + + + + + + = Ω = + + = + + = ∑ Mặt cắt L/2 Ta có 2 144 M mΩ = Tương tự ta cũng tính được 13,87 144 1997,28( ) tc tc I I M M q x kNm= Ω = = 2830,93( ) tt tt I t I M M q kNm η = Ω = ∑ 16,15 128 2325,6( ) tc tc II II M M q x kNm= Ω = = 3051,76( ) tt tt II t II M M q kNm η = Ω = ∑ Mặt cắt tại mối nối : Ta có 2 123,75 M mΩ = Tương tự ta cũng tính được : 13,87 123,75 1716,41( ) tc tc I I M M q x kNm= Ω = = 2432,83( ) tt tt I t I M M q kNm η = Ω = ∑ 16,15 123,75 1998,56( ) tc tc II II M M q x kNm= Ω = = 2622,61( ) tt tt II t II M M q kNm η = Ω = ∑ Trong đó : M Ω : diện tích ĐAH tai các mặt cắt (m 2 ) t η : hệ số tải trọng - Xác định lực cắt : ĐAH tại một số mặt cắt : GVHD: Nguyễn Mạnh Bộ Môn Cầu Hầm [...]... 40 x508 + 20 x 488 x V.3.1 - Nguyên tắc tính toán - Mặt cắt kiểm toán: Kiểm toán tại mặt cắt có mômen và lực cắt cùng lớn.Đối với cầu dầm giản đơn thì ta kiểm toán ứng suất tính đổi tại mặt cắt L/4 - Vị trí kiểm toán : Kiểm toán tại điểm D là điểm tiếp giáp giữa bản bụng và bản cánh V.3.2 - Kiểm toán ứng suất tính đổi - Các công thức tính toán: +) Kiểm toán theo ứng suất tính đổi: td = 0,8. 2 + 2,4.... trên cánh chịu nén của dầm(nh cầu dầm liên hợp Thép - BTCT) +) Nếu bề rộng bản cánh chịu nén của dầm đảm bảo : Lo < 15.bc Đối với dầm bằng thép than Lo < 13.bc Đối với dầm bằng thép hợp kim thấp Trong đó: +) Lo: là chiều dài tự do của cánh chịu nén, lấy bằng khoảng GVHD: Nguyn Mnh B Mụn Cu Hm TKMH Cu Thộp F1 SV:Nguyn Vn Vit CS48 cách của hệ liên kết dọc trong cánh chịu nén +) bc: là bề rộng của cánh... sung: VI.1.1 - Nguyên tắc kiểm toán - Hiện tợng mất ổn định chung của dầm là hiện tợng mặt cắt ngang bị xoắn do cánh chịu nén bị oằn theo phơng ngang cầu Do đó kiểm toán ổn định chung của dầm thực chất là kiểm tra ổn định của cánh chịu nén trong mặt phẳng nằm ngang và khi đó ta coi cánh trên của dầm là một thanh chịu nén đúng tâm - Điều 341 quy định: Không cần kiểm toán độ ổn định chung trong trờng... trong cánh chịu nén +) bc: là bề rộng của cánh chịu nén VI.1.2 - Kiểm tra điều kiện kiểm toán Ta có : +) Bề rộng cánh chịu nén: bc = 50 +) Chiều dài tự do của cánh chịu nén: Lo = 2.45 < 13.bc = Kết luận: Không cần kiểm tra ổn định chung cm 6.5 m VI.2 - Kiểm toán ổn định cục bộ của dầm VI.2.1 - Nguyên tắc kiểm toán - Hiện tợng mất ổn định cục bộ của dầm là do: +) Dầm bị uốn cong cục bộ +) Do lực cắt lớn... bảo : +) Đối với thép than: +) Đối với thép hợp kim: b b Và khoảng cách giữa các sờn tăng cờng đứng thoả mãn : 1 hb 80 1 hb 65 a 2.hb VI.2.2 - Kiểm tra điều kiện kiểm toán Ta có : +) Chiều dày bản bụng: a 2m b = 2.0 < hb / 65 = 2.20 +) Khoảng cách giữa các sờn tăng cờng đứng: 2 > as = 1.23 < 2.hb = Kết luận: Phải kiểm tra ổn định cục bộ - Tuy nhiên trong tính toán ta vẫn kiểm toán ổn định cục bộ... 1+ GVHD: Nguyn Mnh kG/cm2 B Mụn Cu Hm 15 37,5 + m C TKMH Cu Thộp F1 SV:Nguyn Vn Vit CS48 Trong đó: :là chiều dài đặt tải =a2 + 2 H - Kết quả tính ứng suất ép cục bộ: Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Chọn hoạt tải thiết kế Bề dày sờn dầm Chiều dài tiếp xúc của bánh xe Tải trọng bánh xe Hệ số vợt tải của hoạt tải tính toán Chiều dày bản mặt cầu (kể cả lớp phủ) Chiều dài đặt tải Hệ số động b a2 P nh H 1+à... - Kết quả tính ứng suất pháp tại mảnh sờn dầm kiểm toán: Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Mômen max do tĩnh tải giai đoạn I MttI Mômen max do tĩnh tải giai đoạn II MttII Mômen max do tổ hợp hoạt tải lớn nhất Mtth Khoảng cách từ mép trên sờn dầm đến trục I-I ytI Khoảng cách từ mép trên sờn dầm đến trục II-II ytII Mômen quán tính của dầm thép Jt Mômen quán tính của tiết diện liên hợp Jtd ứng suất nén tại... SD c c o 2 - Kết quả tính ứng suất tại điểm kiểm toán: Tên gọi các đại lợng Kí hiệu Mômen max do tĩnh tải giai đoạn I MttI 148.73 Mômen max do tĩnh tải giai đoạn II MttII 426.16 Mômen max do tổ hợp hoạt tải lớn nhất Mtth 347.10 Lực cắt tính toán do tĩnh tải giai đoạn I QttI 13.49 Lực cắt tính toán do tĩnh tải giai đoạn II QttII 38.65 Lực cắt tính toán do hoạt tải Qtth 44.06 Khoảng cách từ điểm D đến... Sng : Mômen tĩnh của phần tiết diện nguyên từ trục trung hoà đến mép trên hoặc dới của mặt cắt lấy đối với trục trung hoà +) Jng: Mômen quán tính của tiết diện nguyên đối với trục trung hoà +) b : Bề rộng mặt cắt tại vị trí tính ứng suất tiếp - Trong trờng hợp không có sờn tăng cờng ngang thì ta tính theo công thức: Với max 2 Qtt S ng - Kết quả tính = 3 max tại mảnh sờn dầm kiểm toán: ứng suất tiếp... Kí hiệu as à z ứng suất nén cục bộ tới hạn trên mảnh sờn dầm C po VI.2.5 - Kiểm toán ổn định cục bộ của mảnh sờn dầm - Công thức kiểm toán ổn định cục bộ của dầm khi chỉ có sờn tăng cờng đứng Trong đó 2 2 việc số điều p làm m +) m : Hệ + kiện + o Đối dầmohàn po với m= 0.9 Đối với dầm đinh tán m= 1.0 +) ,,p : Là ứng suất pháp ,ứng suất tiếp và ứng suất ép cục bộ ở mảnh sờn