BTL kết cấu thép dầm 11m

Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP Giáo viên hướng dẫn Sinh viên Lớp : Đỗ Thị Hằng : : A NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Thiết kế dầm chủ, nhịp giản đơn đường ôtô, có mặt cắt chữ I dầm thép ghép hàn nhà máy lắp ráp mối nối công trường bulông độ cao, không liên hợp B CÁC SỐ LIỆU CHO TRƯỚC 1 1 Chiều dài nhịp dầm Số xe thiết kế Khoảng cách dầm chủ Tĩnh tải BTCT mặt cầu Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu tiện ích Hoạt tải xe ôtô thiết kế Số lượng giao thông trung bình hàng ngày/một Tỷ lệ xe tải luồng Hệ số phân bố ngang tính cho mômen L nL Sd wDC2 wDW HL-93 = = = = = = ADT = 20000 ktruck mgM = 0.10 = 0.65 Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắt mgV = 0.45 Hệ số phân bố ngang tính cho độ võng mgD = 0.55 Hệ số phân bố ngang tính cho mỏi mgF = 0.50 Hệ số cấp đường m = 1.00 Vật liệu: Thép M270 cấp 345 20000 E = Mpa Fy = 345 Mpa Fu = 450 Mpa -Thép chế tạo dầm Lê Công Lý (1306003) 11.0 2.0 2.20 5.00 5.50 9.3 m m kN/m kN/m kN/m xe/ngày/làn Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu -Bu lông CĐC Bài tập lớn: Kết cấu thép ASTM A325M Tiêu chuẩn thiết kế 22 TCN 272-2005 Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép C NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ Chọn mặt cắt dầm, tính đặc trưng hình học; Tính vẽ biểu đồ bao nội lực phương pháp đường ảnh hưởng; Kiểm toán dầm theo trạng thái giới hạn cường độ I, sử dụng mỏi; Tính toán thiết kế sườn tăng cường; Tính toán thiết kế mối nối công trường; Bản vẽ: - Vẽ mặt dầm, mặt cắt đại diện - Vẽ mối nối - Thống kê sơ vật liệu - Khố giấy A1 Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép BÀI LÀM I CHỌN MẶT CẮT DẦM Mặt cắt dầm chọn theo phương pháp thử sai, tức ta chọn kích thước mặt cắt dầm dựa vào kinh nghiệm quy định khống chế tiêu chuẩn thiết kế kiểm toán lại, không đạt ta phải chọn lại kiểm toán lại Quá trình lặp lại thoả mãn Chiều cao dầm thép Chiều cao dầm chủ có ảnh hưởng lớn đến giá thành công trình, phải cân nhắc kỹ lựa chọn giá trị Đối với cầu đường ôtô nhịp giản đơn ta chọn sơ theo công thức kinh nghiệm Vậy ta chọn d = 850 (mm) Bề rộng cánh dầm Chiều rộng cánh dầm lựa chọn sơ theo công thức kinh nghiệm sau: Vậy ta chọn: Chiều rộng cánh chịu nén: bc = 400 mm Chiều rộng cánh chịu kéo: bf = 400 mm Chiều dày cánh bụng dầm Theo quy định quy trình (A6.7.3) chiều dày tối thiểu cánh, bụng dầm 8mm Chiều dày tối thiểu chống rỉ yêu cầu vận chuyển, tháo lắp thi công Ta chọn: Chiều dày cánh chịu nén: tc = 25 mm Chiều dày cánh chịu kéo: tt = 25 mm Chiều dày bụng dầm: tw = 14 mm Do chiều cao bụng là: Mặt cắt dầm sau chọn có hình vẽ: Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Lê Công Lý (1306003) Bài tập lớn: Kết cấu thép Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép 25 400 Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Tính đặc trưng hình học mặt cắt Bài tập lớn: Kết cấu thép Đặc trưng hình học mặt cắt dầm tính toán lập thành bảng sau: A h A.h I0 A.y2 Itotal = I0+A.y2 Cánh mm2 10000 mm 837.5 mm3 8375000 mm4 520833 mm4 1701562500 mm4 1702083333 Bản bụng 11200 425 4760000 597333333 597333333 Cánh 10000 12.5 125000 520833 1701562500 1702083333 Tổng 31200 425 13260000 598375000 3403125000 4001500000 Mặt cắt Trong đó: •A •h : : • I0 : • : • : Diện tích Khoảng cách từ trọng tâm phần tiết diện dầm đến đáy dầm Mômen quán tính phần tiết diện dầm trục nằm ngang qua trọng tâm Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm (nhóm phần tiết diện dầm) đến đáy cánh dầm Khoảng cách từ trọng tâm phận đến trọng tâm mặt cắt dầm Từ ta tính được: Mặt cắt Dầm thép ybot ytop ybotmid ytopmid Sbot Stop Sbotmid Stopmid mm mm mm mm mm3 mm3 mm3 mm3 425 425 413 413 9.4E+06 9.4E+06 9.7E+06 9.7E+06 Trong đó: • ybot • ytop : : • ybotmid : • ytopmid : K.cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến đáy cánh dầm thép K.cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến đỉnh cánh dầm thép K.cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến trọng tâm cánh dầm thép K.cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến trọng tâm cánh dầm thép Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép : mômen kháng uốn mặt cắt dầm ứng với ybot • Sbot : mômen kháng uốn mặt cắt dầm ứng với ytop • Stop • Sbotmid : mômen kháng uốn mặt cắt dầm ứng với ybotmid • Stopmid : mômen kháng uốn mặt cắt dầm ứng với ytopmid Tính toán trọng lượng thân dầm thép Diện tích mặt cắt ngang dầm thép Trọng lượng riêng thép làm dầm Trọng lượng thân dầm thép A = = = 31200 mm2 78,5 kN/m 2,45 kN/m II TÍNH TOÁN VÀ VẼ BIỂU ĐỒ BAO NỘI LỰC Tính toán M, V theo phương pháp đường ảnh hưởng Chia dầm thành đoạn Chọn số đoạn dầm: Nđd = 10 đoạn Chiều dài đoạn dầm: Lđd = 1,1 m Trị số đường ảnh hưởng mômen tính toán theo bảng sau: Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bài tập lớn: Kết cấu thép Mặt cắt Trong đó: • Xi • Đ.a.h Mi • AMi Lê Công Lý (1306003) xi m 1.10 Đ.a.h Mi M AMi mm2 0.990 5.445 2.20 1.760 9.680 3.30 2.310 12.705 4.40 2.640 14.520 5.50 2.750 15.125 : : : 14 850 Bộ môn Kết Cấu Khoảng cách từ gối đến mặt cắt thứ i Tung độ đ.a.h Mi Diện tích đ.a.h Mi Xây dựng đường sắt –K54 400 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép Đ.a.h M1 0.999 Đ.a.h M2 1.760 Đ.a.h M3 2.310 Đ.a.h M4 2.640 Đ.a.h M5 2.750 Hệ số điều chỉnh tải trọng tính cho TTGHCĐ lấy sau: Mômen tiết diện tính theo công thức: Đối với TTGHCĐI: Đối với trạng thái giới hạn sử dụng: Trong đó: • LLL • LLMi • mgM • WDC • WDW • 1+IM 10 : : : : : : Tải trọng rải Hoạt tải tương đương ứng với đường ảnh hưởng Mi Hệ số phân bố ngang tính cho mômen Tải trọng rải thân dầm thép BTCT mặt cầu Tải trọng rải lớp phủ mặt cầu tiện ích cầu Hệ số xung kích 10 Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép (19) Thỏa mãn KT (19) (20) Thỏa mãn KT (20) Trong đó: •D • Tp • Bp • Fys • Bf : : : : : Chiều cao mặt cắt dầm thép chiều dày STC chiều rộng STC Cường độ chảy nhỏ quy định STC Chiều rộng cánh dầm 2.2 Kiểm toán độ cứng Độ cứng STC phải thoả mãn phương trình sau: (A6.10.8.1.3) (21) Thỏa mãn KT (21) (22) Trong đó: • D0=1800 mm : : • dp=800 mm • It : Khoảng cách STC đứng trung gian Chiều cao vách STC dọc chiều cao phụ lớn vách có STC dọc Ta xét STC dọc nên Dp=D Mômen quán tính tiết diện STC đứng trung gian lấy mặt tiếp xúc với váchkhi STC đơn với điểm chiều dày vách STC kép Thay số lấy J = 0,5 2.3 Kiểm toán cường độ Diện tích tiết diện ngang STC đứng trung gian phải đủ lớn để chống lại thành phần thẳng đứng ứng suất xiên vách: (A6.10.8.4) (23) 28 Lê Công Lý (1306003) 28 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Thỏa mãn KT (23) Trong đó: • Vr = 2,37.106 (N) • Vu = 2,99.105 (N) • As •B = : : : : Bài tập lớn: Kết cấu thép Sức kháng cắt tính toán vách dầm (xét STC đứng liền kề STC đứng gối bất lợi nhất) Lực cắt tải trọng tính toán TTGHCĐI (xét STC đứng liền kề STC đứng gối bất lợi nhất) Diện tích STC, tổng diện tích đôi STC Hệ số, xác định phụ thuộc STC (Với STC kép thép tấm) Tính : • C = 1,07 Kiểm toán STC gối 3.1 Chọn kích thước STC gối Ta chọn: Chiều rộng STC gối Chiều dày STC gối Số đôi STC gối Chiều rộng đoạn vát góc STC gối Ta có hình vẽ kích thước STC gối sau: 29 Lê Công Lý (1306003) bp ng 4tw = = = = 180 16 56 mm mm mm 29 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép 3.2 Kiểm toán độ mảnh Độ mảnh STC gối phải thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.8.2.2) (24) Thỏa mãn KT (24) Trong đó: • bp : Chiều rộng STC gối : Chiều dày STC gối • 3.3 Kiểm toán sức kháng tựa Sức kháng tựa tính toán, Bf phải lấy sau: (25) Thỏa mãn KT (25) Trong đó: : • 30 Hệ số sức kháng tựa theo quy định (A6.5.4.2) 30 Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép : Diện tích phần chìa STC gối bên • Apu đường hàn bụng vào cánh không vượt mép cánh 3.4 Kiểm toán sức kháng nén dọc trục STC gối cộng phần vách phối hợp cột để chịu lực nén dọc trục Đối với STC hàn vào bụng, diện tích có hiệu tiết diện cột lấy diện tích tổng cộng thành phần STC đoạn vách nằm trọng tâm không lớn 9tw sang bên cấu kiện phía nhóm STC gối Điều kiện kiểm toán: (26) Trong đó: • • Pn : : Hệ số kháng nén theo quy định (A6.5.4.2) Sức kháng nén danh định, xác định sau: (A4.6.2.5) Nếu Nếu Trong đó: • As • k = 0,75 : : Diện tích mặt cắt nguyên Hệ số chiều dài hiệu dụng theo quy định A4.6.2.5) (Với trường hợp liên kết hai đầu) Bán kính quán tính tiết diện cột Chiều dài không giằng = chiều cao vách Mômen quán tính tiết diện cột trục trung tâm vách • •l = D •I : : : Ta có φc = A = I = r = l = k = kl/r = 0,9 9288 7.107 86,7 800 0,75 6,9 mm2 mm4 mm mm 31 Lê Công Lý (1306003) 31 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu λ = 0,0084 Pn =3,2.106 N Bài tập lớn: Kết cấu thép Thỏa mãn KT (26) VII TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỐI NỐI CÔNG TRƯỜNG 7.1.Chọn vị trí mối nối công trường Ta phải bố trí mối nối dầm chiều dài vật liệu cung cấp , yêu cầu cấu tạo, điều kiện sản xuất khả vận chuyển lắp ráp bị hạn chế Vị trí mối nối công trường nên tránh chỗ có mômen lớn Đối với dầm giản đơn, 1 1  ÷ L ta thường bố trí chỗ   đối xứng với qua mặt cắt dầm ta chia dầm thành đoạn Do đó, vị trí mối nối công trường cách gối đoạn xmn Ta có: Mômen vị trí mối nối TTGHCĐI MCĐ = Mômen vị trí mối nối TTGHSD MSD = Lực cắt vị trí mối nối TTGHCĐI VCĐ = Lực cắt vị trí mối nối TTGHSD VSD = = 3,567 m 1,02.109 Nm 7,95.108 Nm 1,81.105 N 9,2.104 N 7.2 Tính toán lực thiết kế nhỏ cánh 7.2.1 Tính toán ứng suất điểm cánh Ta có bảng tính toán ứng suất điểm cánh sau: M Sbotmid Stopmid fbotmid TTGH 3 N.mm mm mm MPa 1.02E+09 9.70E+06 9.70E+06 105.0 CĐI SD 7.95E+08 9.70E+06 9.70E+06 82.0 ftopmid MPa 105.0 82.0 7.2.2 Tính toán lực thiết kế nhỏ cánh ứng suất thiết kế nhỏ cánh chịu kéo nén TTGHCĐI xác định theo công thức sau 32 Lê Công Lý (1306003) 32 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Trong đó: : • Fbotmid : • : • Ftopmid : • Bài tập lớn: Kết cấu thép ứng suất điểm cánh TTGHCĐI Hệ số kháng theo quy định (A6.5.4.2) ứng suất điểm cánh TTGHCĐI Hệ số sức kháng theo quy định (A6.5.4.2) Bảng lực thiết kế nhỏ cánh TTGHCĐI f φFy F A Vị trí MPa MPa MPa mm2 245.8 10000 Cánh 105.0 327.8 Cánh 105.0 310.5 232.9 10000 Bảng lực thiết kế cánh TTGHSD F=f A Vị trí MPa mm2 82.0 10000 Cánh Cánh 82.0 10000 P N 2458125 2328750 P N 819628 819628 7.3.Thiết kế mối nối cánh 7.3.1.Chọn kích thước mối nối Mối nối thiết kế theo phương pháp thử-sai, tức ta chọn kích thước mối nối dựa vào kinh nghịêm quy định khống chế tiêu chuẩn thiết kế kiểm toán lại, không đạt ta phải chọn lại kiểm toán lại Quá trình lặp lại thoả mãn Ta chọn sơ kích thước mối nối sau: Kích thước nối ngoài=dày rộng dài 14 400 500 mm Kích thước nối trong=dày rộng dài 14 175 500 mm Đường kính bulông CĐC dbolt = 22 mm Sử dụng lỗ tiêu chuẩn dhole = 24 mm Số bulông bên mối nối N = 12 bulông Bulông bố trí thành hàng,3 cột Khoảng cách bulông theo phương dọc dầm Sl = 80 mm Khoảng cách bulông theo phương ngang dầm Sh= 80 mm Ta có hình vẽ mối nối chọn sau: 33 33 Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép 5x80=400 50 Sau ta tính toán cho cánh dưới, cánh lấy tương tự 7.3.2 Kiểm toán khoảng cách bulông CĐC a) Khoảng cách tối thiểu Khoảng cách tối thiểu từ tim đến tim bulông phải thoả mãn: Kiểm toán khoảng cách bulông theo công thức: (26a) Thỏa mãn KT (26a) Trong đó: • S0 = 80 mm : Khoảng cách bulông theo phương ngang dầm • S1 = 80 mm : Khoảng cách bulông theo phương dọc dầm b) Khoảng cách tối đa Để đảm bảo ép xít mối nối, chống ẩm, khoảng cách tối đa từ tim đến tim bulông hàng bulông liền kề với cạnh tự nối hay thép hình phải thoả mãn: (27) Thỏa mãn KT (27) Trong đó: 34 Lê Công Lý (1306003) 34 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép • t : Chiều dày nhỏ nối hay thép hình c) Khoảng cách đến mép cạnh Khoảng cách nhỏ từ tim bulông đến mép phải thoả mãn theo quy định : (A6.13.2.6.6-1) Khoảng cách lớn từ tim bulông đến mép không lớn lần chiều dày nối mỏng 125 mm Kiểm toán khoảng cách đến mép cạnh theo công thức sau: (27a) Thỏa mãn KT (27a) Trong đó: • Semin : Khoảng cách nhỏ từ tim bulông đến mép • Semax : Khoảng cách lớn từ tim bulông đến mép : Khoảng cách tim bulông đến mép • Se 7.3.3 Kiểm toán sức kháng cắt bulông CĐC Sức kháng cắt tính toán bulông CĐC TTGHCĐI xác định sau: Trong đó: • : Hệ số sức kháng cắt tính toán cho bulông A325M (A490M) chịu cắt theo quy định (A6.5.4.2) : Sức kháng cắt danh định bulông CĐC theo quy • định, dùng bulông có chiều dài cho đường ren nằm mặt phẳng cắt : Diện tích bulông theo đường kính danh định • Ab =380 mm • Fub = 830 MPa : Cường độ chịu kéo nhỏ bulông : Số mặt phẳng cắt cho bulông • Ns = Sức kháng cắt tính toán bulông CĐC TTGHCĐI phải thoả mãn điều kiện sau: (27b) Thỏa mãn KT (27b) Trong đó: • Pbot : Lực thiết kế nhỏ cánh TTGHCĐI 35 Lê Công Lý (1306003) 35 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép 7.3.4 Kiểm toán sức kháng ép mặt lỗ bulông CĐC Sức kháng ép mặt lỗ bulông CĐC TTGHCĐ xác định sau: Trong đó: • =0,8 • • t = 25 mm • Fu = 450 MPa : Hệ số sức kháng ép mặt bulông vật liệu theo quy định: (A6.5.4.2) : Sức kháng ép mặt danh định bulông CĐC theo quy định : Chiều dày nối : Cường độ chịu kéo vật liệu liên kết Sức kháng ép mặt tính toán bulông CĐC TTGHCĐI phải thoả mãn điều kiện sau: (27c) Thỏa mãn KT (27c) 7.3.5 Kiểm toán sức kháng trượt Sức kháng trượt tính toán bulông CĐC TTGHSD xác định sau: Trong đó: : Sức kháng trượt bulông CĐC theo quy định (A6.13.2.8) • : Số lượng mặt ma sát cho bulông • Ns =2 • Pt=221000 N : Lực căng tối thiểu yêu cầu bulông theo quy định (A6.13.2.8-1) : Hệ số kích thước lỗ theo quy định (A6.13.2.8-2) • Kh =1 : Hệ số điều kiện bề mặt theo quy định (A6.13.2.8-3) • Ks =0,33 Sức kháng trượt bulông CĐC TTGHSD phải thoả mãn điều kiện sau: (27d) Thỏa mãn KT (27d) 7.4 Tính toán thiết kế mối nối bụng dầm 36 36 Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép 7.4.1 Chọn kích thước mối nối Mối nối thiết kế theo phương pháp thử-sai, tức ta chọn kích thước mối nối dựa vào kinh nghịêm quy định khống chế tiêu chuẩn thiết kế kiểm toán lại, không đạt ta phải chọn lại kiểm toán lại Quá trình lặp lại thoả mãn Ta chọn sơ kích thước mối nối sau: Kích thước nối =dày rộng cao=10 360 700 mm Đường kính bulông CĐC dbolt = 22 mm Sử dụng lỗ tiêu chuẩn dhole = 24 mm Số bulông bên mối nối N = 18 bulông Bulông bố trí thành cột ,và 10 hàng Khoảng cách bulông theo phương dọc dầm Sl = 75 mm Khoảng cách bulông theo phương đứng Sv = 80 mm 7.4.2 Tính toán lực cắt thiết kế nhỏ Lực cắt thiết kế TTGHCĐI xác định theo công thức sau: Trong đó: • Vu =180565 N : Lực cắt có hệ số tác dụng lên dầm vị trí mối nối TTGHCĐI • Vr = 2367355 N : Sức kháng cắt tính toán dầm vị trí mối nối Lực cắt thiết kế TTGHSD xác định theo công thức sau: Trong đó: : Lực cắt có hệ số tác dụng lên dầm vị trí mối nối TTGHSD • Vu Ta có VSD = 192653(N) 7.4.3 Tính toán mômen lực ngang thiết kế nhỏ a) TTGHCDI Mômen thiết kế nhỏ TTGHCĐI xác định theo công thức sau: Trong đó: • Mv : Mômen lực cắt thiết kế vị trí mối nối TTGHCĐI tác 37 Lê Công Lý (1306003) 37 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép dụng lệch tâm với trọng tâm nhóm đinh bên mối nối gây Lực cắt thiết kế nhỏ vị trí mối nối TTGHCĐI •V Độ lệch tâm nhóm đinh bên mối nối, lấy •e khoảng cách từ trọng tâm nhóm đinh bên mối nối tới tim mối nối Phần mômen tác dụng lên phần bụng, mômen uốn vị • Mw trí mối nối TTGHCĐI gây suất thiết kế nhỏ trọng tâm cánh TTGHCĐI • Ftbot suất thiết kế nhỏ trọng tâm cánh TTGHCĐI • Fctop Ta có: e = 90 mm Mv = 1,6.10 Nmm Mw = 3,57.108 Nmm MCĐ = 5,17.108 Nmm Lực ngang thiết kế nhỏ TTGHCĐI xác định theo công thức sau: b) TTGHSD Mômen thiết kế nhỏ TTGHSD xác định theo công thức sau: Trong đó: • Mv •V •e • Mw • Ftbot • Fctop Ta có: e Mv Mw : Mômen lực cắt thiết kế vị trí mối nối TTGHSD tác dụng lệch tâm với trọng tâm nhóm đinh bên mối nối gây Lực cắt thiết kế nhỏ vị trí mối nối TTGHSD Độ lệch tâm nhóm đinh bên mối nối, lấy khoảng cách từ trọng tâm nhóm đinh bên mối nối tới tim mối nối Phần mômen tác dụng lên phần bụng, mômen uốn vị trí mối nối TTGHSD gây suất thiết kế nhỏ trọng tâm cánh TTGHSD suất thiết kế nhỏ trọng tâm cánh TTGHSD = 90 mm =1,73.10 Nmm =1,22.108 Nmm 38 Lê Công Lý (1306003) 38 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép MSD =1,4.108 Nmm Lực ngang thiết kế nhỏ TTGHSD xác định theo công thức sau: 7.4.4 Kiểm toán khoảng cách bulông CĐC a) Khoảng cách tối thiểu Khoảng cách tối thiểu từ tim đến tim bulông phải thoả mãn: Kiểm toán khoảng cách bulông theo công thức: (27e) Thỏa mãn KT (27e) Trong đó: • SV =80 mm : • S1 = 75 mm : Khoảng cách bulông theo phương đứng Khoảng cách bulông theo phương dọc dầm b) Khoảng cách tối đa Để đảm bảo ép xít mối nối, chống ẩm, khoảng cách tối đa từ tim đến tim bulông hàng bulông liền kề với cạnh tự nối hay thép hình phải thoả mãn: (28) Thỏa mãn KT (28) Trong đó: • t : Chiều dày nhỏ nối hay thép hình c) Khoảng cách đến mép cạnh Khoảng cách nhỏ từ tim bulông đến mép phải thoả mãn theo quy định : (A6.13.2.6.6-1) Khoảng cách lớn từ tim bulông đến mép không lớn lần chiều dày nối mỏng 125 mm Kiểm toán khoảng cách đến mép cạnh theo công thức sau: Kiểm toán khoảng cách đến mép cạnh theo công thức sau: (28a) 39 Lê Công Lý (1306003) 39 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép Thỏa mãn KT (28a) Trong đó: • Semin : Khoảng cách nhỏ từ tim bulông đến mép • Semax : Khoảng cách lớn từ tim bulông đến mép : Khoảng cách tim bulông đến mép • Se 7.4.5 Lực cắt tính toán cho bulông CĐC Ta tính toán với bulông CĐC vị trí xa so với trọng tâm nhóm bulông bên mối nối, bulông chịu lực cắt lớn Lực cắt tính toán bulông vị trí xa xác định sau: Trong đó: •N •V •M •H • xi, yi • xmax : : : : : : Số bulông bên mối nối Lực cắt thiết kế Mômen thiết kế Lực ngang thiết kế Tọa độ đinh thứ i lên hệ tọa độ xoy Khoảng cách từ đinh xa theo phương ngang tới trọng tâm nhóm đinh bên mối nối : Khoảng cách từ đinh xa theo phương đứng tới trọng tâm • ymax nhóm đinh bên mối nối Hình vẽ mô tả cách tính lực cắt bulông vị trí xa sau: Ta có: bu N = 18 lông VCĐ = 1775516 N VSD = 192653 N MCĐ = N.mm MSD = 1,4.10 N.mm HCĐ = 72450 N HSD = N J = 2,0.10 mm xmax = 40 mm 40 Lê Công Lý (1306003) 40 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép ymax = 300 mm Lực cắt tính toán bu lông xa TTGHCĐI: RCĐ Lực cắt tính toán bu lông xa TTGHSD: RSD = = N N 7.4.6 Kiểm toán sức kháng cắt bulông CĐC Sức kháng cắt tính toán bulông CĐC TTGHCĐI xác định sau: Trong đó: • : Hệ số sức kháng cắt tính toán cho bulông A325M (A490M) chịu cắt theo quy định (A6.5.4.2) : Sức kháng cắt danh định bulông CĐC theo quy • định, dùng bulông có chiều dài cho đường ren nằm mặt phẳng cắt : Diện tích bulông theo đường kính danh định • Ab = 380 mm • Fub = 830 MPa : Cường độ chịu kéo nhỏ bulông : Số mặt phẳng cắt cho bulông • Ns = Sức kháng cắt tính toán bulông CĐC TTGHCĐI phải thoả mãn điều kiện sau: (29) Thỏa mãn KT (29) Trong đó: : Lực cắt tính toán bulông vị trí xa • TTGHCĐI 7.4.7 Kiểm toán sức kháng ép mặt lỗ bulông CĐC Sức kháng ép mặt lỗ bulông CĐC TTGHCĐ xác định sau: Trong đó: • =0,8 • • t = 14 mm 41 Lê Công Lý (1306003) : Hệ số sức kháng ép mặt bulông vật liệu theo quy định: (A6.5.4.2) : Sức kháng ép mặt danh định bulông CĐC theo quy định : Chiều dày nối 41 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép • Fu = 450 MPa : Cường độ chịu kéo vật liệu liên kết Sức kháng ép mặt tính toán bulông CĐC TTGHCĐI phải thoả mãn điều kiện sau: (30) Thỏa mãn KT (30) 7.4.8 Kiểm toán sức kháng trượt Sức kháng trượt tính toán bulông CĐC TTGHSD xác định sau: Sức kháng trượt tính toán bulông CĐC TTGHSD xác định sau: Trong đó: : Sức kháng trượt bulông CĐC theo quy định (A6.13.2.8) • : Số lượng mặt ma sát cho bulông • Ns =2 • Pt=221000 N : Lực căng tối thiểu yêu cầu bulông theo quy định (A6.13.2.8-1) : Hệ số kích thước lỗ theo quy định (A6.13.2.8-2) • Kh =1 : Hệ số điều kiện bề mặt theo quy định (A6.13.2.8-3) • Ks =0,33 Sức kháng trượt bulông CĐC TTGHSD phải thoả mãn điều kiện sau: (31) Thỏa mãn KT (31) 42 Lê Công Lý (1306003) 42 Xây dựng đường sắt –K54 [...]... sau: 15 Lê Công Lý (1306003) 15 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép III KIỂM TOÁN DẦM THEO TTGHCĐI 3.1 Kiểm toán điều kiện chịu mômen 3.1.1 Tính toán ứng suất trong các bản cánh dầm thép Ta lập bảng tính toán ứng suất trong các bản cánh dầm thép tại mặt cắt giữa nhịp dầm theo TTGHCĐI như sau: Mặ t cắt Dầ m thép M Sbot Stop Sbotmid Stopmid fbot ftop fbotmid ftopmid N.mm... có hình vẽ đường ảnh hưởng lực cắt tại các mặt cát dầm như sau: 12 Lê Công Lý (1306003) 12 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu 0 1 Bài tập lớn: Kết cấu thép 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Ðah V0 0.9 Ðah V1 0.1 0.8 Ðah V2 0.2 0.7 Ðah V3 0.3 0.6 Ðah V4 0.4 0.5 Ðah V5 0.5 13 Lê Công Lý (1306003) 13 Xây dựng đường sắt –K54 10 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép Lực cắt tại các tiết diện bất kì được tính theo... toán các neo chống cắt 21 21 Lê Công Lý (1306003) Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép Trong phạm vi BTL này ta không tính toán phần này và coi như cấu tạo của các neo chống cắt đã được thỏa mãn IV KIỂM TOÁN DẦM THEO TTGHSD 4.1 Kiểm toán độ võng dài hạn Dùng tổ hợp TTSD để kiểm tra chảy của kết cấu thép và ngăn ngừa độ võng thường xuyên bất lợi có thể ảnh hưởng điều kiện khai... loại chi tiết • của dầm thép : Hệ số cấu tạo, tra bảng,phụ thuộc vào loại chi tiết của dầm •A thép 26 Lê Công Lý (1306003) 26 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép N = (100 năm).(365 ngày).n.(ADTT SL ) = (100 năm).(365 ngày).n.p.ADTT N = (100 năm).(365 ngày).n.p.k truck ADT.n L : Số chu kỳ ứng suất của xe tải,tra bảng theo quy định,phụ •n thuộc vào loại cấu kiện và chiều dài... ứng suất tại đáy bản cánh dầm thép ứng suất tại đỉnh bản cánh trên dầm thép ứng suất tại điểm giữa bản cánh dưới dầm thép ứng suất tại điểm giữa bản cánh trên dầm thép 3.1.2 Tính mômen chảy của tiết diện Mômen chảy của tiết diện không liên hợp được xác định theo công thức sau: Trong đó: • Fy = 345 MPa • SNC = 1,3.107 mm3 : : Cường độ chảy nhỏ nhất theo quy định của thép làm dầm Mômen kháng uốn của tiết... đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Ko thỏa mãn KT (5) Bài tập lớn: Kết cấu thép (6) Ko thỏa mãn KT (6) Đi kiểm tra phương trình tương tác: (7) Thỏa mãn KT (7) d) Kiểm toán liên kết dọc của biên chịu nén có mặt cắt đặc chắc Khoảng cách giữa các liên kết dọc Lb để đảm bảo cho tiết diện là đặc chắc phải thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.4.1.7) (8) Thỏa mãn KT (8) Kết luận: Vậy tiết diện dầm là đặc chắc Trong... độ mảnh để ngăn mất ổn định cục bộ của vách dầm: (A10.8.1.2) 27 Lê Công Lý (1306003) 27 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép (19) Thỏa mãn KT (19) (20) Thỏa mãn KT (20) Trong đó: •D • Tp • Bp • Fys • Bf : : : : : Chiều cao mặt cắt dầm thép chiều dày STC chiều rộng STC Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của STC Chiều rộng bản cánh của dầm 2.2 Kiểm toán độ cứng Độ cứng của STC... Độ võng lớn nhất (tại mặt cắt giữa dầm) do xe tải thiết kế gây ra có thể lấy gần đúng ứng với trường hợp xếp xe sao cho mômen uốn tại mặt cắt giữa dầm là lớn nhất Khi đó ta có thể sử dụng hoạt tải tương đương của xe tải thiết kế để tính toán 22 Lê Công Lý (1306003) 22 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép Độ võng lớn nhất (tại mặt cắt giữa dầm) do tải trọng rải đều gây ra được... nhất cho mặt cắt giữa dầm như sau: Tải trọng trục: Đặt cách gối: P1= 0kN P2= 145kN 24 Lê Công Lý (1306003) x1 = 0 mm x2 = 9000 mm 24 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu P3= 145kN Ta có: Mômen do xe tải mỏi tác dụng Tĩnh tải rải đều của dầm thép và bản BTCT Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu Mômen do tác dụng của tải trọng dài hạn Mômen mỏi Bài tập lớn: Kết cấu thép x3 = 0 mm Mtruck... toán sức kháng uốn Sức kháng uốn của dầm phải thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.4) Đối với trường hợp tiết diện dầm là đặc chắc: (9) Thỏa mãn KT (9) 19 Lê Công Lý (1306003) 19 Xây dựng đường sắt –K54 Bộ môn Kết Cấu Bài tập lớn: Kết cấu thép Trong đó: • φ f =1,0 : Hệ số kháng uốn theo quy định: (A6.5.4.2) • Mumax • Mn=Mp : : Mômen uốn lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp dầm ở TTGHCĐI Sức kháng uốn danh định