Đồ Án Thiết Kế Cầu Dàn Thép L=55m (Kèm Bản Vẽ CAD)

II Thiết kế hệ dầm mặt cầu : DC: tỉnh tải của các bộ phận kết cấu và liên kết.. - k0: Tải trọng tương đương của tất cả các loại hoạt tải tác dụng lên dầm kể cả hệ số phân bố ngang, hệ số

MỤC LỤC

THIẾT KẾ CẦU GIÀN THÉP

I ) Tóm tắt nhiệm vụ đồ án

1 Số liệu đầu vào:

- Chiều dài nhịp tính toán : ltt = 55 m

- Khổ cầu : K = 8+2×0 (m)

- Tải trọng thiết kế:

+ Hoạt tải thiết kế: HL93

+ Đoàn người: 0 daN/m2 ( không có phần đường dành cho người đi bộ )

II) Thiết kế hệ dầm mặt cầu :

DC: tỉnh tải của các bộ phận kết cấu và liên kết

DW: tỉnh tải của các lớp phủ mặt cầu

PL: hoạt tải người

η = ηD.ηR.ηI: hệ số điều chỉnh tải trọng, lấy theo 22TCN 272-05

Bảng 1:

1 Hệ số độ dẻo ηD (A.1.3.3) 0.95 1.0 1.0

2 Hệ số dư thừa ηR (A.1.3.4) 0.95 1.0 1.0

3 Hệ số quan trọng ηI (A.1.3.5) 1.05 KAD KAD

η=ηD.ηR.ηI (A.1.3.2.1) 0.95 1.0 1.0

2 Vật liệu dùng cho kết cấu:

-Thép kết cấu M270 cấp 250 có FY = 250Mpa

- Bê tông bản mặt cầu có f’c = 30Mpa

- Liên kết sử dụng bu lông cường độ cao

3 Chọn sơ đồ kết cấu nhịp

- Chọn giàn có 2 đường biên song song.Giàn có 10 khoang, chiều dài mỗi khoang

d = 5,5 m

- Chiều cao giàn chủ:

m l

= ( với giàn có chiều cao không đổi )

Tuy nhiên ta hoàn toàn không có sự tự do để lựa chọn chiều cao dàn,nó còn phụ thuộc vào kích thước xe chạy trên cầu; đối với cầu ôtô có đường xe chạy duới thì chiều cao của giàn chủ không nhỏ hơn 7,3 m

Chọn sơ bộ chiều cao của giàn chủ h =7,5 m

Trong các dàn hình tam giác có thanh đứng thì chiều dài khoang có thể lấy bằng (0,6÷

0,8)h ,do vậy ta chọn chiều dài mỗi khoang d=5,5m

Khi đó góc xiên α hợp bởi thanh xiên và phương nằm ngang là α = 53044’46’’

53d44'46'' 7.5

55

Hình 1: Sơ đồ giàn chủ

* Khoảng cách giữa các tim giàn chủ :

Đối với cầu xe chạy dưới : Bố trí hai giàn chủ với khoảng cách lớn hơn khổ đường xe chạy

Hình 2: Liên kết dọc trên và dọc dưới của giàn chủ.

4.5 Chọn sơ bộ tiết diện các thanh giàn chủ:

- Chọn tiết diện các thanh kiểu chữ H ở biên giàn

- Chọn các thanh xiên và thanh đứng có cùng bề rộng với thanh biên để dễ liên kết giữa các thanh với nhau, chọn các thanh biên có chiều cao h không đổi để dễ liên kết

- Chiều cao và chiều rộng được xác định theo công thức kinh nghiệm 332/Tr.345 sách N.I.POLIVANOV.

400

5555400

2 2

- Trọng lượng thép trên 1m dài dầm chủ có thể được xác định theo công thức:

DC(dc) = F a l a l

DW DC

k y

)1.(

25,1

.5,1.25,1.75,

75,1.281,9.5,2.55.19,0.5,

DW

55.2

81,9.25,2.55.5,8.075,0

- a: đặc trưng trọng lượng ứng với dầm giản đơn, a = 5

- k0: Tải trọng tương đương của tất cả các loại hoạt tải tác dụng lên dầm kể cả hệ số phân

bố ngang, hệ số làn xe và hệ số xung kích (kN/m)

- Tính hệ số phân phối ngang của hoạt tải: ta dùng phương pháp đòn bẩy.

8.0 9.0

Hình 3: Nguyên tắc đòn bẩy để xác định hệ số phân bố mômen của hoạt tải thiết kế cho

01,10.11031,10.110

= 7,82 kN/mVậy ta chọn k0.25L = 11kN/m

10.5,2

03,7.5,184,19.25,1144,28.75,

.5.55 = 8,289 kN/m

5.1 Tải trọng tác dụng lên dầm dọc:

Sự phân bố tải trọng theo phương ngang cầu lên các dầm dọc được xác định theo phương

pháp đòn bẩy Hình 6 dưới đây thể hiện sự phân bố tải trọng lên các dầm dọc

0.6 DAH R3

DAH R2

1.8

DAH R1 1.80.6

6 5 4 3 2 1

9.0 8.0

5.1.1 Nội lực do tĩnh tải

Tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc bao gồm : lớp phủ mặt cầu DW, đá vỉa , bản thân dầm dọc Tính tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc :

-Tải trọng bản thân dầm dọc, có thể lấy gần đúng trong khoảng từ (0,1÷0,12 T/m) ( Cơ sở

thiết kế và ví dụ tính toán cầu thép trang 88 )

Do vậy ta có thể lấy DC1 = 0,12T/m = 1,2 kN/m

Trọng lượng bản mặt cầu : DC2=0,19.2,5.9,81= 4,66 kN/m2

Trọng lượng lớp phủ : DW=0,075.2,25.9,81=1,655 kN/m2

Trọng lượng đá vỉa : DC2(dv)=1,75kN/m ( hai bên thì có DC2(dv) = 3,5 kN/m)

Tổng quát ta đặt tải trọng lên đường ảnh hưởng áp lực dầm , tĩnh tải được xác định theo công thức sau

ydv: tung độ đường ảnh hưởng ứng với trọng tâm đá vỉa

Bảng 3: Kết quả tính toán tải trọng tĩnh tác dụng lên các dầm dọc

0.75 0.25 DAH Q 1/4

5.500 1.000

DAH Q gố i

1.031

5.500

DAH M1/4

Bảng 4 : Mô men do tĩnh tải tính toân

Tiết diện giữa nhịp Tiết diện 1/4

5.1.2 Nội lực do hoạt tải

Hiệu ứng lớn nhất do hoạt tải gđy ra được lấy theo giâ trị lớn hơn của câc trường hợp sau :

- Xe hai trục thiết kế +tải trọng lăn + tải trọng người đi bộ (hệ số xung kích IM=25%)

- Xe tải thiết kế +tải trọng làn + tải trọng người đi bộ (hệ số xung kích IM=25%)

Ở đây ta không xét đến tải trọng của người đi bộ

* Tại tiết diện gối :

1.2

4.3 4.3

35 145

+Xe tải Mgối = 0

Vgối = 145(1+0.213)=175.88 kN+Xe tanđem Mgối =0

Vgối=110(1+0.782)=196,02 kN+ Tải trọng làn Vln

gối= 9,3.2,75=25,575 kN, Mln

gối=0

*Tại tiết diện 1/4 nhịp:

0.75 0.25

4.3 145

110 110 1.2

0.5 0.5

9,3kN/m

DAH Q1/2L

35 4.3

145 4.3

145

110 110

1/2= 9,3.0,69 = 6,42kN,

Mln 1/2=9,3.3,78 = 35,154kNmNội lực do hoạt tải gây ra là Mu = η mgM 1,75((1+IM)∑P i y i+ qL

Tĩnh tải hoạt tải ∑M Tĩnh tải Hoạt tải ∑V

nhịp Tĩnh tảiMô men (kN.m)hoạt tải Lực cắt (kN)

∑M Tĩnh tải hoạt tải ∑V

1.15

18

1

+ Theo điều kiện kinh tế: D = 3

3 3

10.250

73,382.5,6

y F

1

= đối với thép cacbon

- Trong mọi trường hợp ,bề dày sườn : tW ≥ 12mm

- Chiều dày bản biên: tf ≥

t

.2

1

thì phải bố trí sườn tăng cường đứng theo tính toán

Tổng hợp các điều kiện trên ta chọn sơ bộ dầm ngang có các kích thước như sau:

D =600 mm, bf = 240mm, tf = 16mm, tW = 12mm

Ta có

f

W t d

t

.2

12

− = 0.021 >50

1

nên ta không bố trí sườn tăng cường đứng

Ngoài ra để tránh mất ổn định cục bộ , độ mảnh yêu cầu phải thoả mãn

y

F

E k t

,05,716

→ Diện tích mặt cắt ngang của dầm dọc là 144,96 cm2

Trọng lượng bản thân dầm dọc là : 144,96.10-4.7,85.9,81=1,12 kN/m

5.3 Kiểm tra tiết diện:

5.3.1 Trạng thái giới hạn cường độ I ( A6.10.4)

- Yêu cầu mô men kháng uốn dẻo: Z

Giả thiết tiết diện chắc và biên chịu nén được liên kết dọc toàn bộ :

Trong đó:

Φr: hệ số sức kháng,lấy theo bảng 6.8 Tr.196 sách Cầu thép, với cấu kiện chịu uốn Φf = 1.0

Mn: là sức kháng danh định đặt trưng cho tiết diện chắc

Mp: là mômen chảy dẻo

Từ đó: Z ≥

y

u F

M

=

250

10.73,

Ta thấy: Z = 2794139 mm3 > 1530920mm3 => đạt yêu cầu về mômen kháng uốn dẻo

5.3.2 Kiểm tra mỏi đối với vách đứng (A6.10.6)

Để kiểm tra mỏi đối với vách đứng ta có tham số chính để xác định khả năng mất ổn định của vách chính là tỉ số độ mảnh của vách λw.

w w t

76,

Thì fcf (3,58 0,448 )

E

Fyc F

76,533,4712

2842

+ Fyc: cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén, Fyc = 250 MPa

+ fcf: là ứng suất nén đàn hồi lớn nhất trong biên chịu nén khi uốn do tác dụng của tĩnh tải không hệ số và hai lần tải trọng mỏi

- Tính nội lực do tĩnh tải không hệ số:

* Hoạt tải tính cho TTGH mỏi và đứt gãy do mỏi:

DAH M1/2 5.5 35145 145

4.3 9

Hình 9: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm dọc

(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)

M1/2LL+IM = 0,75.(LL+IM)mgM/m (2.16)

Với m là hệ số làn xe, IM=15%

( Tải trọng mỏi do 1 xe tải mỏi gây ra , không xét hệ số làn xe)

- Tính nội lực do tải trọng mỏi:

* Hoạt tải tính cho TTGH mỏi và đứt gãy do mỏi:

Hình 10: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm dọc

(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)

Với m là hệ số làn xe, IM=15%

( Tải trọng mỏi do 1 xe tải mỏi gây ra , không xét hệ số làn xe)

Bảng 12 Nội lực do hoạt tải mỏi

16052164

,174

w x

x x

cf

g

t I

S V

Ek

=1,10

250

5.200000

CP

F

E t

D

76.3

2

Trong đó:

- Fyc : cường độ chảy dẻo nhỏ nhất Fyc = 250MPa

- DCP là chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc mômen chảy dẻo

.376

.333,47

YC

E t

5.3.3.2) Độ mảnh của biên chịu nén (A.6.10.4.1.3)

Công thức kiểm tra:

YC f

f

F

E t

.0382

.05,716.2

240

Fyc

E t

b

f

5.3.4 Kiểm tra điều kiện chống cắt (A6.10.7)

Với dầm vách không tăng cường

- Sức kháng cắt của dầm Vr được lấy như sau:

D

.46,2

YW

E t

D

.07,3

250200000

= 86,83 thì Vn = 1,48.tW2 EF YW

Nếu:

YW

E t

D

.07,3

Ta thấy: Vr = 1×988,32 > Vu = Vg = 308,31kN ( sức kháng cắt tính toán tại gối ) => Đạt

- Thiết kế sườn tăng cường tại gối:(A6.10.8.2)

Khi: Vu > 0,75.φb.Vn

Trong đó:

+ Vu = 308,31kN: sức kháng cắt tính toán tại gối

+ φb: hệ số sức kháng đối với gối quy định ở điều (A.6.5.4.2) , φb = 1,0

+ Vn = 988,32 kN: sức kháng cắt danh định.

=> 0,75.φb.Vn = 0,75.1,0.988,32 = 741,24kN > Vu = 308,31kN

Vậy không cần bố trí sườn tăng cường tại gối

5.3.5 Yêu cầu cấu tạo

5.3.5.1 ) Tỷ số chung: Theo (A.6.10.2.1)

Đối với cấu kiện chịu uốn phải được cấu tạo theo tỷ lệ sao cho:

I

≤ 0.9 ⇒ Đạt

5.3.5.2) Sức kháng uốn: Theo (A.6.10.10.1.2c)

Trong đó:

+ MY: mômen chảy

MY = Sx.FY = 1605216.10-3.250.10-3 = 401,304kN.m

+ Rb, Rh: các hệ số chiết giảm ứng suất bản cánh, hệ số truyền tải và hệ số đồng nhất

- Với tiết diện đồng nhất: Rh = 1,0 ( Sách cầu thép Lê Đình Tâm trang 306)

- Tính Rb:

Dựa theo điều kiện ,công thức (7.1.1) Sách Lê Đình Tâm trang 297

Đối với biên chịu nén , nếu thỏa mãn phương trình sau thì hệ số truyền tải trọng Rb =1,0

c w

c

f

E t

M = η.(1,25.MDC) = 0,95.1,25 (DC2 ωDC2+DC1+ DC2(dv)ydv) ωM

Bảng 13

DC2(kN/m2) ωDC2 DC1 ydv ωM Mtt

1/2 (kN.m)

,15

200000

76,5

33,4712

)16.2600(5,0

Trạng thái giới hạn sử dụng được kiểm tra để dảm bảo độ võng do tỉnh tải không ảnh hưởng đến giao thông trên cầu.

Đối với cả hai biên của tiết diện không liên hợp

Công thức: ff ≤ 0,8.Rb.Rh.Fyf (A.6.10.5.2-2) (2.25)

Trong đó:

+ ff: là ứng suất bản cánh dầm đàn hồi do tải trọng có hệ số gây ra (MPa)

+ Fyf: là cường chảy của bản biên , Fyf = 250 MPa

5.3.7 Kiểm tra mỏi và đứt gãy

Biên độ ứng suất cho phép phụ thuộc chu kỳ tải trọng và cấu tạo liên kết Đứt gãy phụ thuộc vào cấp liệu vật liệu và nhiệt độ

5.3.7.1) Chu kỳ tải trọng

Giả sử lưu lượng xe trung bình hàng ngày là ADT = 15000 xe/làn/ngày và có hai làn xe tải,

tỉ lệ xe tải trong đoàn xe là 0,2 ( lấy theo Bảng 6.2 Tr.189 sách Cầu thép)

ADTT = 0,2.ADT = 0,2.(15000).(2 làn) = 6000 xe tải/ngày

Số xe tải trong một ngày cho một làn xe trung bình trong tuổi thọ thiết kế tính toán theo biểu thức:

ADTTSL = PxADTT

Trong đó:

+ P: là phần xe tải trong một làn đơn, lấy theo ( Bảng 6.1 Tr.189 sách Cầu thép ), với 2 làn

n = 1,0 lấy theo Bảng 6.3 Tr.190 sách Cầu thép.

5.3.7.2) Biên độ ứng suất cho phép mỏi -Loại B

Sức kháng mỏi danh định được tính theo biên độ ứng suất lớn nhất cho phép như sau:(ΔF)n =

3 / 1

+ N: là số chu kỳ cho một xe tải qua, N = 186,15.106

+ (ΔF)TH:là hằng số ngưỡng biên độ ứng suất mỏi, lấy ở Bảng 6.5 Tr.193 sách Cầu thép, với chi tiết loại B => (ΔF)TH = 110 Mpa

Ta tính được: (ΔF)n = 27,64

10.15,186

103,

5.3.7.3) Biên độ ứng suất lớn nhất: được giả thiết bằng hai lần biên độ ứng suất gây ra do

hoạt tải mỏi đi qua Tuy nhiên biên độ ứng suất không cần nhân với 2 vì sức kháng mỏi đã chia cho 2

Đối với mỏi:U = 0,75.(1+IM)LL

Lực xung kích trong tính mỏi IM = 0,15

Mômen lớn nhất lớn nhất của dầm tính theo tải trọng mỏi:

M = 89,78 kN.m

Từ đó: f =

X S

M

=

1605216

10.78,

= 54,01 MPa < 55Mpa => Đạt

6 Thiết kế dầm ngang:

Dầm ngang đặt vuông góc với hướng xe chạy Dầm ngang và hệ liên kết tạo độ cứng ngang cho các giàn, làm gối đỡ cho các dầm dọc và truyền tải trọng từ hệ mặt cầu xuống giàn chủ Đối với cầu đường xe chạy dưới, dầm ngang làm việc như một dàn đơn giản kê trên hai gối tựa có nhịp là khoảng cách giữa hai giàn chủ, do đó chiều cao dầm ngang có thể chọn theo chiều dài nhịp.

6.1 Tải trọng tác dụng lên dầm ngang:

Dầm ngang được liên kết bằng bulông vào bản nút của giàn chủ thông qua các thép góc liên kết Liên kết này dễ bị xoay nên dầm ngang được tính theo sơ đồ dầm giản đơn có nhịp tính toán bằng khoảng cách giữa tim 2 giàn chủ

6.1.1 Tĩnh tải: gồm các lớp phủ mặt cầu, bó vỉa, bản mặt cầu, trọng lượng của dầm

dọc,trọng lượng bản thân các đầm ngang

Tính tĩnh tải tác dụng lên dầm ngang:

DWDC2+DC3DC1

Hình 12: Sơ đồ tính tỉnh tải tác dụng lên dầm ngang.

6.1.2 Hoạt tải: gồm xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng làn hoặc xe hai trục thiết kế kết hợp

với tải trọng làn

* Hoạt tải tính cho TTGH cường độ I và sử dụng:

Áp lực do một dãy bánh xe đứng trong hai khoang kề bên dầm ngang tính được bằng cách xếp xe lên đường ảnh hưởng:

1.2

9,3/3kN/m

4.3 4.3

35 145

145

Hình 13 : Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm ngang.

(tính cho trạng thái giới hạn cường độ I và sử dụng)

- Với xe tải thiết kế:

ATr = 0,5 [145.(1+0,218)+35.0,218] = 92,12 kN

- Với xe hai trục thiết kế:

Vậy ta tính được hoạt tác dụng lên dầm ngang:

ALL+IM = (ATr hoặc ATa).(1+IM) =98,01(1+IM)

AL = ∑ = 5,5

3

3,9

4.3 9.0

145

Hình 14: Xếp hoạt tải lên đường ảnh hưởng áp lực của dầm ngang.

(tính cho trạng thái giới hạn mỏi)

DW DC2+DC3 DC1

Hình 15: Sơ đồ tính nội lực của dầm ngang do tỉnh tải.

Kết quả tính toán thể hiện trong các bảng tính sau:

Bảng 15:

Các TTGH γDC DC2+DC3 Σyi DC1 Σω γDW DW Σyj M1/2, kN.mTTGH cường độ I 1.25 13,15 9 2.00 10,125 1.50 2,483 9 196,43

AL = ∑ = 5,5=

3

3,9

1.8 1.2 1.8

ALL ALL ALL ALL

ALL

1.8 1.2

1.8 0.6 0.5

9.0

Hình 16: Sơ đồ tính nội lực của dầm ngang do hoạt tải.

Kết quả tính toán thể hiện trong các bảng tính sau:

17

1

+ Theo điều kiện kinh tế: d = 3

3 3

10.250

34,1680.5,6

y F

M

+ Dầm ngang còn phải chọn sao cho đủ độ cao để bố trí vai kê dầm dọc, vì vậy chiều cao của dầm ngang d ≥ hdd + (30 ÷ 40)cm, với hdd = 60cm

Nếu ta chọn chiều cao dầm dọc cộng thêm 30 cm ⇒ d ≥90cm.

Chiều cao sườn dầm và bề dày sườn có quan hệ với nhau theo công thức

D

t w

5,12

t

.2

1

thì phải bố trí sườn tăng cường đứng theo tính toán

Tổng hợp các điều kiện trên ta chọn sơ bộ dầm ngang có các kích thước như sau:

d = 1100 mm, bf = 340mm, tf = 30mm, tW = 14mm

Ta có

f

W t d

t

.2

14

− =0,0135>1/80=0,0125→ Không bố trí sườn tăng cường đứng

Ngoài ra để tránh mất ổn định cục bộ , độ mảnh yêu cầu phải thoả mãn

y

F

E k t

Với :

- b : bề rộng tấm (mm) , lấy theo bảng 4.3 sách cầu thép trang 155.

,067,530

Xác định đặc trưng hình học của dầm ngang

+ Diện tích mặt cắt ngang của dầm ngang : 349,60cm2

+ Trọng lượng bản thân dầm ngang là : 349,60.10-4.7,85.9,81 = 2,69kN/m

6.4 Kiểm tra tiết diện:

6.4.1 Trạng thái giới hạn cường độ I (A.6.10.4)

- Yêu cầu mô men kháng uốn dẻo: Z

Trong đó:

Φr: hệ số sức kháng, lấy theo bảng 6.8 Tr.196 sách Cầu thép, với cấu kiện chịu uốn

Φr = 1,0

Mn: là sức kháng danh định đặt trưng cho tiết diện chắc

Mp: là mômen chảy dẻo

= 6721360 mm3

- Dùng thép công trình M270 cấp 250 có mặt cắt ngang như sau:

Y

X X

Ta thấy: Z = 13005202mm3 > 6721360 mm3=> đạt yêu cầu về mômen kháng uốn dẻo

6.4.2 Kiểm tra mỏi đối với vách đứng (A6.10.6)

Để kiểm tra mỏi đối với vách đứng ta có tham số chính để xác định khả năng mất ổn định của vách chính là tỉ số độ mảnh của vách λw.

w w t

-

Fyc

E Fyc

E

76,

Thì fcf (3,58 0,448 )

E

Fyc F

76,529,7414

5202

+ Fyc: cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh chịu nén, Fyc = 250 Mpa

+ fcf: là ứng suất nén đàn hồi lớn nhất trong biên chịu nén khi uốn do tác dụng của tỉnh tải không hệ số và hai lần tải trọng mỏi

- Tính nội lực do tĩnh tải không hệ số:

6.4.3.1) Độ mảnh vách (A6.10.4.1.1)

Với tiết diện chắc:

YC w

C

F

E t

D

76

- Fyc : cường độ chảy dẻo nhỏ nhất Fyc =250MPa

- DC là chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc mômen chảy dẻo

.376

.329,74

YC

E t

6.4.3.2) Độ mảnh của biên chịu nén (A6.10.4.1.3)

Công thức kiểm tra:

YC f

f

F

E t

.0382

.067,530.2

340

Fyc

E t

b

f

6.4.4 Kiểm tra điều kiện chống cắt (A6.10.7)

- Sức kháng cắt của dầm Vr được lấy như sau:

Nếu:

YW

E t

D

.46,2

D

.07,3

D

.07,3

D

= 74,29 < 86,83 => Vr = Vp = 1,48.tW2 EF YW = 1,48.142.10-3

250

+ Vu = 671,78 kN: sức kháng cắt tính toán tại gối

+ φb: hệ số sức kháng đối với gối quy định ở điều (A.6.5.4.2), φb = 1,0

+ Vn = 2051,18 kN: sức kháng cắt danh định.

=> 0,75.φb.Vn = 0,75.1,0.2051,18 = 1538,39 kN > Vg = 671,78kN

Vậy không cần bố trí sườn tăng cường tại gối

6.4.5 Yêu cầu cấu tạo

6.4.5.1) Tỷ số chung: Theo ( A.6.10.2.1)

Đối với cấu kiện chịu uốn phải được cấu tạo theo tỷ lệ sao cho:

+ Rb, Rh: các hệ số chiết giảm ứng suất bản cánh, hệ số truyền tải và hệ số đồng nhất.

- Với tiết diện đồng nhất: Rh = 1,0 ( sách Lê Đình Tâm trang 306 )

- Tính Rb:

Dựa theo điều kiện ,công thức (7.1.1) Sách Lê Đình Tâm trang 297

Đối với biên chịu nén , nếu thỏa mãn phương trình sau thì hệ số truyền tải trọng Rb =1,0

c w

c

f

E t

,13

200000

76,5

29,7414

)30.21100(5,0

C

f

E t

6.4.6 Kiểm tra trạng thái giới hạn sử dụng

Trạng thái giới hạn sử dụng được kiểm tra để dảm bảo độ võng do tỉnh tải không ảnh hưởng đến giao thông trên cầu

Đối với cả hai biên của tiết diện không liên hợp

Công thức: ff ≤ 0,8.Rb.Rh.Fyf (A.6.10.5.2-2) (2.40)

Trong đó:

+ ff: là ứng suất bản cánh dầm đàn hồi do tải trọng tính toán gây ra (MPa)

+ Fyf: là cường chảy nhỏ nhất quy định của bản cánh, Fyf = 250 MPa

M

= 143,34 MPa ≤ 0,8.1.1.250 = 200 Mpa => Đạt.

6.4.7 Kiểm tra mỏi và đứt gãy

Biên độ ứng suất cho phép phụ thuộc chu kỳ tải trọng và cấu tạo liên kết Đứt gãy phụ thuộc vào cấp liệu vật liệu và nhiệt độ

6.4.7.1) Chu kỳ tải trọng

Giả sử lưu lượng xe trung bình hàng ngày là ADT = 15000 xe/làn/ngày và có hai làn xe tải,

tỉ lệ xe tải trong đoàn xe là 0,2 (lấy theo Bảng 6.2 Tr.189 sách Cầu thép)

ADTT = 0,2.ADT = 0,2.(15000).(2 làn) = 6000 xe tải/ngày

Số xe tải trong một ngày cho một làn xe trung bình trong tuổi thọ thiết kế tính toán theo biểu thức:

n = 1,0 lấy theo Bảng 6.3 Tr.190 sách Cầu thép.

6.4.7.2) Biên độ ứng suất cho phép mỏi -Loại B

Sức kháng mỏi danh định được tính theo biên độ ứng suất lớn nhất cho phép như sau:

3 / 1



Trong đó:

+ A: là hằng số mỏi thay đổi theo loại chi tiết mỏi, lấy ở Bảng 6.5 Tr.193 sách Cầu thép, với chi tiết loại B => A = 39,3.1011 Mpa

+ N: là số chu kỳ cho một xe tải qua, N = 186,15.106

+ (ΔF)TH:là hằng số ngưỡng biên độ ứng suất mỏi, lấy ở Bảng 6.5 Tr.193 sách Cầu thép, với chi tiết loại B => (ΔF)TH = 110 Mpa

Ta tính được: (ΔF)n = 27,6

10.15,186

103,

6.4.7.3) Biên độ ứng suất lớn nhất: được giả thiết bằng lai lần biên độ ứng suất gây ra do

hoạt tải mỏi đi qua Tuy nhiên biên độ ứng suất không cần nhân với 2 vì sức kháng mỏi đã chia cho 2

Đối với mỏi:U = 0,75.(1+IM)LL

Lực xung kích trong tính mỏi IM = 0,15

Mômen lớn nhất lớn nhất của dầm tính theo tải trọng mỏi ( bảng 20 ) :

M = 394,95kNm

Từ đó: f =

X S

M

=

7349800

10

= 45,07 MPa < 55Mpa => Đạt

7 Thiết kế liên kết dầm dọc vào dầm ngang

Liên kết gồm có : bản con cá ở biên trên , các thép góc liên kết đứng và vai kê Ta tiến hành chọn trước cấu tạo liên kết , sau đó tiến hành tính toán và kiểm tra

 Ta dùng trường hợp vai kê bu lông

- Giả thiết trong tính toán :

+ Mômen gối do bản con cá và số bu lông nối vai kê với cánh dầm dọc chịu

+ Lực cắt phân bố đều cho các bu lông nối sườn dầm dọc và cánh đứng của vai kê với sườn dầm ngang

Nội lực tác dụng tại vị trí liên kết dầm dọc và dầm ngang

M=0,6.M1/2=0,6.382,73 = 229,64kNm

V=Vg= 308,31kN

7.1 Xác định số bu lông liên kết bản con cá với cánh trên của dầm dọc

Giả thiết chiều dày của bản con cá là δ =14mm