CHƯƠNG 4 KIỂM TOÁN DẦM THÉP THEO 22TCN 272-05

Xác định trục trung hòa dẻo của tiết diện không liên hợp :... Xác định trục trung hòa dẻo của tiết diện không liên hợp :... Xác định trục trung hòa dẻo của tiết diện không liên hợp :...

Trang 1

CHƯƠNG 4 : KIỂM TOÁN DẦMTHÉP THEO 22TCN 272-05

Từ công thức:

(M c u 6.10.2.1-1 quy trình)

Trong đó:

+ Jyc: Mômen quán tính của bản cánh trên chịu nén quanh trục đứng

trong mặt phẳng bản bụng

t b

J

4.7 KIỂM TOÁN DẦM THÉP TRONG GIAI ĐOẠN 1:

4.7.1 Kiểm tra yêu cầu cấu tạo:

4.7.1.1 Kiểm tra các tỷ lệ cấu tạo chung:

Trang 2

+ Jy: Mômen quán tính của mặt cắt phần dầm thép đối với trục thẳng

đứng trong mặt phẳng bản bụng

4.7.1.1 Kiểm tra các tỷ lệ cấu tạo chung:

Trang 3

Cơng thức:

- Trong đó:

Mumax = 3201230150N.mm : mômen max giai đoạn I của dầm biên

Mumax = 3201230150N.mm :mômen max giai đoạn I của dầm giữa

SNCt = 17564778.82 mm3 : mômen kháng uốn của tiết diện (thớ trên

- Thay số ta được: dầm thép)

4.7.1.2 Ứng suất lớn nhất ở thớ dưới (biên) dầm (giữa dầm) :

Trang 4

Cơng thức

- Trong đó:

Mumax = 3201230150N.mm : mômen max giai đoạn I của dầm biên

Mumax = 3201230150N.mm :mômen max giai đoạn I của dầm giữa

SNCt = 17564778.82 mm3 : mômen kháng uốn của tiết diện (thớ trên

- Thay số ta được: dầm thép)

4.7.1.3 Ứng suất lớn nhất ở thớ trên (biên) dầm (giữa dầm)

Trang 5

Cơng thức (M c 6.10.2.2.1 quy trinh) u

- Trong đó:

E = 200000 MPa : môdun đàn hồi của thép

DC: Chiều cao của bản bụng chịu nén trong phạm vi đàn hồi

DC = Y0 – tc = 939.79 – 20 = 919.79 mm fc: ứng suất ở bản cánh chịu nén do lực tính toán

fc = ftNC = 182.28 MPa (dầm biên)

fc = ftNC = 182.25 MPa (dầm giữa)

4.7.1 4 Kiểm tra độ mảnh bản bụng dầm:

Trang 6

4.7.1 4 Kiểm tra độ mảnh bản bụng dầm:

Trang 7

Để đảm bảo chống mất ổn định của bụng dưới tác dụng của trọng

lượng bản thân dầm khi gia công và lắp rắp thi khoảng cách của các

sườn tăng cường phải thỏa mãn điều kiện:

(Mục 6.10.7.3 2-2 quy trình)

Thay số ta được:

=>>Thỏa mãn điều kiện.

4.7.1.5 Kiểm tra yêu cầu bốc xếp :

Trang 8

Hình 4.55: Lực dẻo tác dụng trên

tiết diện dầm không

4.7.2 Kiểm tra dầm không liên hợp :

4.7.2.1 Xác định trục trung hòa dẻo của tiết diện không liên hợp :

Trang 9

- Lực dẻo trong bản phủ cánh dưới dầm:

Trong đó:

+ Bề rộng bản phủ cánh dưới dầm thép: b’f = 550 mm

+ Bề dày bản phủ cánh dưới dầm thép: t’f = 20 mm

+ Cường độ chảy của vật liệu thép làm dầm: Fy = 345 MPa

Thay số:

- Lực dẻo trong cánh dưới dầm:

Trong đó:

+ Bề rộng cánh dưới dầm thép: bf = 450 mm

+ Bề dày cánh dưới dầm thép: tf = 20 mm

Trang 10

- Lực dẻo trong bản bụng dầm:

Trong đó:

+ Chiều cao bản bụng dầm thép: D = 1500 mm

+ Bề dày bản bụng dầm thép: tw = 15 mm

Thay số:

- Lực dẻo trong cánh trên dầm:

Trong đó:

+ Bề rộng cánh trên dầm thép: bc = 350 mm

+ Bề dày cánh trên dầm thép: tc = 20 mm

Trang 11

* Xác định vị trí trục trung hoà dẻo (PDA)

Vị trí trục trung hoà dẻo được xác định trên cơ sở cân bằng lực dẻo chịu kéo với lực dẻo chịu nén:

Nhận thấy:

=>>Trục trung hoà PDA sẽ đi qua bản

bụng dầm thép

Hình 4.56: Trục trung hòa dẻo

của dầm không liên hợp

Trang 12

Đặt khoảng cách từ mép trên bản bụng dầm thép đến trục trung hoà dẻo là Y ta có:

-Phần lực dẻo chịu nén trong bản bụng dầm được xác định theo

Trang 13

- Tổng hợp lực nén phía dưới trục PDA:

- Cân bằng lực kéo và lực nén(PN = PK)xác định được công thức tính Y:

Trang 14

Kiểm tra độ mảnh bản bụng theo công thức sau:

Cơng thức: (Mục 6.10.4.1.2-1 quy trình)

Trong đó:

Dcp = Y=115.33 mm : Chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc momen

dẻo (mm)

tW = 15 mm: Chiều dày bản bụng

E = 200000 MPa: modul đàn hồi của thép

Fyc = 345 MPa: Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất của bản cánh ch u nén i

=>>Không thỏa mãn.

4.7.2.2 Kiểm tra độ mảnh bản bụng:

Trang 15

bc = 350 mm: Bề rộng bản cánh chịu nén

tc = 20 mm: Chiều dày bản cánh chịu nén

E = 200000 MPa: Modul đàn hồi của thép

fc: ứng suất ở bản cánh chịu nén do lực tính toán

fc = ftNC = 182.25 MPa (dầm biên); fc = ftNC = 182.25 MPa (dầm giữa)

4.7.2.3 Kiểm tra độ mảnh của bản cánh chịu nén không đặc chắc:

Trang 16

DC = 919.79 mm: Chiều cao của bản bụng chịu nén trong phạm vi đàn

hồi

tW = 15 mm: Chiều dày bản bụng

(dầm biên)

4.7.2.3 Kiểm tra độ mảnh của bản cánh chịu nén không đặc chắc:

Trang 17

+Lb = 3000 mm: Chiều dài không giằng

+Lp: Độ dài giới hạn giằng ngang đối với khả năng chịu uốn bị khống chế

bởi sự hinh thành uốn dẻo

+E = 200000 MPa: Modul đàn hồi của thép

+Fyc = 345 MPa: Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất của bản cánh chịu nén

+rt: Bán kính hồi chuyển đối với trục thẳng đứng của một mặt cắt quy ước

bao gồm bản cánh chịu nén của mặt cắt thép cộng thêm với 1/3 chiều

cao của bản bụng chịu nén (mm)

4.7.2.4 Kiểm tra giằng bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc chắc:

Trang 18

t b D /3.

m

t 1

t

71544563.65

78.54 11598

J r

4.7.2.4 Kiểm tra giằng bản cánh chịu nén có mặt cắt không đặc chắc:

Trang 19

Sức kháng uốn danh định của bản cánh được tính như sau:

(M c 6.10.4.2.4-1 quy trinh)u

Trong đó:

Rb: Hệ số truyền tải trọng

(M c 6.10.4.3.2a-2 quy trinh)u

Với

(M c 6.10.4.3.2a-3 quy trinh) u

Đối với các cấu kiện có diện tích bản cánh chịu nén bằng hoặc

nhỏ hơn diện tích bản cánh chịu kéo

×

4.7.2.5 Xác định sức kháng uốn bản cánh có mặt cắt không đặc chắc:

Trang 20

+DC = 919.79 mm: Chiều cao của bản bụng chịu nén trong phạm vi đàn

hồi

+tW = 15 mm: Chiều dày bản bụng

+Ac = 20 x 350 = 7000 mm2: Diện tích bản cánh chịu nén

+E = 200000 MPa: Modul đàn hồi của thép

+fc: ứng suất ở bản cánh chịu nén do lực tính toán

fc = ftNC = 182.25 MPa (dầm biên)

fc = ftNC = 182.25 MPa (dầm giữa)

Trang 21

(dầm biên)

(dầm giữa)

Rh = 1: Hệ số lai đối với mặt cắt đồng nhất

Fyf = 345 MPa: Cường độ chảy nhỏ nhất của bản cánh chịu nén

(dầm biên)

Trang 22

Kiểm tra:

Trong đó: Hệ số sức kháng uốn

(dầm biên)

(dầm giữa)

=>>Vậy thỏa mãn điều kiện.

Trang 23

4.8 KIỂM TOÁN DẦM THÉP TRONG GIAI ĐOẠN II:

4.8.1 Kiểm tốn dầm ở trạng thái giới hạn cường độ 1

4.8.1.1 Xác định mômen dẻo của tiết diện dầm trong giai đoạn II:

(tiết diện dầm liên hợp)

A-1/Xác định lực hoá dẻo trên tiết diện dầm biên:

tiết diện dầm biên

Trang 24

- Để đơn giản tính toán ta quy đổi phần vút bê tông từ tiết diện hinh thang sang tiết diện hinh chữ nhật tương đương:+ Chiều cao vút bằng chiều cao quy đổi: hv = th = 100 mm

+ Chiều rộng cánh trên: bt = 550 mm

+ Chiều rộng cánh dưới: bb = 350 mm

+ Chiều rộng quy đổi:

Trang 25

Giả thiết không xẩy ra mất ổn định cục bộ và tổng thể do đó có thể xuất hiện các lực dẻo Giá trị lực hoá dẻo trong từng bộ phận của cấu kiện được xác định theo công thức sau (lưu ý bỏ qua phần bê tông nằm trong vùng kéo):

-Lực dẻo trong bản phủ cánh dưới dầm:

Trong đó:

× ×

P' = b' t ' F

Trang 26

Thay số:

Trong đó:

+ Cường độ chảy của vật liệu thép làm dầm: Fy = 345 Mpa

Trang 27

- Lực dẻo trong bản bụng dầm:

Trong đó:

+ Chiều cao bản bụng dầm thép: D = 1440 mm

+ Bề dày bản bụng dầm thép: tw = 15 mm

Trang 28

+ Bề dày cánh trên dầm thép: tc = 20 mm

Trang 29

+ Cường độ chảy của vật liệu thép bản mặt cầu: Fy = 280 Mpa

Thay số:

- Lực dẻo trong bản bê tông vút dầm:

Trong đó:

+ Chiều rộng quy đổi bản vút: bh = 450 mm

+ Chiều cao quy đổi bản vút: th = 100 mm

+ Cường độ chịu nén của bê tông: f’c = 30 MPa

Trang 30

- Lực dẻo trong bản bê tông:

Trong đó:

+ Chiều rộng bản: be = 2287.5 mm

+ Chiều dày bản: ts = 200 mm

+ Cường độ chịu nén của bê tông: f’c = 30 Mpa

Thay số:

-Lực dẻo trong bản bê tông vút dầm:

Trong đó:

+ Chiều rộng quy đổi bản vút: bh = 450 mm

+ Chiều cao quy đổi bản vút: th = 100 mm

Trang 31

+ Cường độ chịu nén của bê tông: f’c = 30 MPa

Thay số:

- Lực dẻo trong bản bê tông:

Trong đó:

+ Chiều rộng bản: be = 2287.5 mm

+ Chiều dày bản: ts = 200 mm

+ Cường độ chịu nén của bê tông: f’c = 30 Mpa

Trang 32

A-2/Xác định vị trí trục trung hoà dẻo dầm biên (PDA)

Vị trí trục trung hoà dẻo được xác định trên cơ sở cân bằng lực dẻo chịu kéo với lực dẻo chịu nén:

Trang 33

Nhận thấy:

=>>Trục trung hoà PDA sẽ đi qua bản cánh dầm thép

Đặt khoảng cách từ mép trên bản sườn dầm thép đến trục trung hoà dẻo là Y ta có:

- Phần lực dẻo chịu nén trong bản cánh trên dầm được xác định theo công thức:

t

Trang 34

-Phần lực dẻo chịu kéo trong bản sườn dầm được xác định theo công thức:

- Tổng hợp lực kéo phía dưới trục PDA:

- Tổng hợp lực nén phía dưới trục PDA:

Trang 35

- Cân bằng lực kéo và lực nén (PN = PK) xác định được công thức tính Y:

7.2 mm

Trang 36

A-3/Xác định mômen dẻo Mp của dầm biên:

-Mômen dẻo của tiết diện được xác định theo công thức:

Trong đó:

.P i : giá trị lực dẻo thứ i

.di : cánh tay đòn (khoảng cách đại số) từ điểm đặt lực dẻo Pi đến

Thay số: trục trung hoà dẻo

Trang 37

B-1/Xác định lực hoá dẻo trên tiết diện dầm gi a: ư

tiết diện dầm biên

Trang 38

- Để đơn giản tính toán ta quy đổi phần vút bê tông từ tiết diện hinh thang sang tiết diện hinh chữ nhật tương đương:+ Chiều cao vút bằng chiều cao quy đổi: hv = th = 100 mm

+ Chiều rộng cánh trên: bt = 550 mm

+ Chiều rộng cánh dưới: bb = 350 mm

+ Chiều rộng quy đổi:

Trang 39

Giả thiết không xẩy ra mất ổn định cục bộ và tổng thể do đó có thể xuất hiện các lực dẻo Giá trị lực hoá dẻo trong từng bộ phận của cấu kiện được xác định theo công thức sau (lưu ý bỏ qua phần bê tông nằm trong vùng kéo):

-Lực dẻo trong bản phủ cánh dưới dầm:

Trong đó:

× ×

P' = b' t ' F

Trang 40

Thay số:

Trong đó:

+ Cường độ chảy của vật liệu thép làm dầm: Fy = 345 Mpa

Định dạng
Số trang	138
Dung lượng	1,32 MB