Tiểu luận cầu thép nâng cao

Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao Tiểu luận cầu thép nâng cao

TI U LU N MƠN H C C U THÉP NÂNG CAO GVHD: TS LÊ TH BÍCH TH Y I H C BÁCH KHOA TP H CHÍ MINH TH C HI N TR N QUANG HUY (00105014) THANH TÙNG (04005674) NGUY N THIÊN GIANG (00105009) TR N XN H I (00105010) http://www.tracuuxaydung.com NỘI DUNG BÁO CÁO: I/ SỰ XUẤT HIỆN VÀ PHÁT TRIỂN CỦA KẾT CẤU NHỊP THÉP VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP LIÊN HP II/ CÁC DẠNG KẾT CẤU DẦM THÉP – BTCT LIÊN HP III/ ƯU NHƯC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU NHỊP THÉP – BÊ TÔNG CỐT THÉP LIÊN HP IV/ KẾT CẤU NHỊP THÉP BTCT V/ CÁC BIỆN PHÁP LIÊN HP DẦM VÀ BẢN VI/ CÁC BIỆN PHÁP ĐIỀU CHỈNH ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU BTCT LIÊN HP NHỊP GIẢN ĐƠN VII/ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA TỪ BIẾN, CO NGÓT VÀ THAY ĐỔI NHIỆT ĐỘ LÊN DẦM THÉP – BTCT LIÊN HP 10 VIII/ MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC TẾ VỀ KẾT CẤU LIÊN HP THÉP – BTCT 24 IX/ KẾT LUẬN 26 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy I/ SỰ XUẤT HIỆN VÀ PHÁT TRIỂN CỦA KẾT CẤU NHỊP THÉP VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP LIÊN HP Cùng với phát triển vượt bậc công nghệ thi công cầu giới, chuyên gia lónh vực nghiên cứu đưa nhiều dạng kết cấu như: cầu BTCT nhòp giản đơn dầm I, T, Super Tee, cầu BTCT liên tục đúc hẫng cân bằng, cầu giàn thép hay dưới, cầu vòm hay cầu thép – BTCT liên hợp… Ở đây, đề cập số vấn đề liên quan tới kết cấu cầu Thép – BTCT liên hợp nhòp giản đơn Kết cấu nhòp Thép - BTCT liên hợp dạng kết cấu làm từ vật liệu thép bê tông cốt thép liên kết chặt chẽ với để tham gia chòu lực Vật liệu cốt thép thường loại thép hình, dàn, khung, vòm (ít gặp) hay tổ hợp từ thép (loại dầm thép tiết diện hộp); vật liệu bê tông cốt thép bê tông cốt thép thường ứng suất trước Kết cấu nhòp Thép - BTCT liên hợp hay gặp dạng dầm thép liên hợp với mặt cầu bê tông cốt thép Dầm làm dạng dầm đơn giản nhòp nhỏ vừa, dầm liên tục nhòp lớn Hình 1: Các dạng thức kết cấu nhòp thép – BTCT liên hợp Phân tích phát triển kỹ thuật ngành xây dựng cầu cho thấy kết cấu nhòp thép – BTCT liên hợp sản sinh từ ba xu hướng: - Sử dụng ngày rộng rãi bê tông cốt thép nhằm tiết kiệm thép Sự hoàn chỉnh phần mặt cầu, dùng mặt cầu BTCT, máng đá dăm BTCT (trong cầu xe lửa) có chất lượng sử dụng tốt tuổi thọ cao http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao - GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Sự cố gắng tạo kết cấu nhòp thành kết cấu không gian làm việc kết cấu toàn khối thống lắp ghép kết cấu phẳng làm việc riêng rẽ Kết cấu nhòp thép bê tông cốt thép liên hợp thông thường thi công theo hai bước: - Bước thứ thi công lắp ghép phần thép Bước thứ hai thi công phần bê tông cốt thép Theo cách thông thường ban đầu có phần thép gánh chòu trọng lượng thân trọng lượng phần bê tông cốt thép Sau phần bê tông cốt thép có liên kết chắn với phần thép, kết cấu liên hợp thép bê tông cốt thép bắt đàu làm việc tải trọng lại Đối với kết cấu bê tông cốt thép liên hợp (bước 2), người ta gây tạo điều chỉnh nội lực tónh tải tải trọng phân phối lại phần thép bê tông cốt thép, cho việc sử dụng vật liệu đạt hiệu cao Chẳng hạn dùng biện pháp kích nhòp dầm chưa lắp ghép mặt cầu dầm liên hợp II/ CÁC DẠNG KẾT CẤU DẦM THÉP – BTCT LIÊN HP Cầu dầm thép tiết diện thép hình (dầm I): Đối với cầu có nhòp nhỏ (≤ 30m) dùng thép hình cán Các loại dầm thép thường dùng cho dầm thép thường tiết diện I I cánh rộng, có chiều cao tới 1000mm Dầm thép cán thường tiết diện đối xứng kép, biên biên dùi có chiều dày chiều rộng cánh Vách thường có chiều dày đủ để chòu lực cắt chống ổn đònh không cần nhiều sườn tăng cường Khi cần tăng cường chiều dày biên lắp thêm thép vào biên Đối với nhòp lớn, để đảm bảo triệt để sử dụng khả làm việc tất vật liệu cấu thành tiết diện thường dùng tiết diện ghép thép Các dạng tiết diện ngang thường dùng: Hình 2: Bản mặt cầu kê lên dầm dọc dầm chủ Hình 3: Tiết diện dầm thép bê tông cốt thép liên hợp http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Cầu dầm thép tiết diện hộp: Cầu dầm thép tiết diện hợp thích hợp cho nhòp dầm giản đơn > 25m cầu dầm liên tục nhòp > 36m Cầu dầm thép tiết diện hợp có hai hay nhiều tiết diện ngang kín riêng rẽ, bên có BTCT Vách đứng xiên: vách xiên có ưu điểm đáy đẹp Dầm thép tiết diện hộp có nhiều điểm bật: - Tiết diện ngang kín nên có độ cứng cường độ chống xoắn cao so với tiết diện I hở làm cốt thép cán dầm ghép - Độ cứng chống xoắn cao, thích hợp với cầu cong chòu moment xoắn lớn Các loại dầm có tiết diện hộp thường sử dụng: Hình 4: Dầm thép – BTCT liên hợp tiết diện hộp III/ ƯU NHƯC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU NHỊP THÉP – BTCT LIÊN HP Ưu điểm: - - Với kết cấu nhòp thép có mặt cầu BTCT sử dụng mặt cầu liên hợp tiết kiệm thép khoảng 15 ÷ 20% Sự liên kết chặt chẽ kết cấu nhòp mặt cầu BTCT làm cho độ cứng kết cấu tăng lên Ngoài ra, tận dụng tốt khả chòu nén bê tông chòu kéo thép Thi công nhanh, thiết bò đơn giản Trọng lượng kết cấu cầu nhẹ cầu bê tông cốt thép nên giảm giá thành xử lý móng Sửa chữa, tăng cường dễ dàng Với cầu xe lửa, độ cứng phương đứng phương ngang kết cấu nhòp tăng sử dụng loại kết cấu thay cho loại mặt cầu tà vẹt gỗ đặt trực tiếp Nhược điểm: - - Đối với nhòp bê tông cốt thép loại kết cấu nhòp Thép - BTCT liên hợp phần mặt cầu thường tốn thép từ khoảng 1.5 ÷ lần Nhòp lớn chênh lệch khối lượng thép sử dụng giảm bớt tónh tải trọng lượng thân kết cấu nhòp BTCT tăng nhiều Phải thường xuyên tu, bảo dưỡng phần dầm thép tưởng rỉ cấu kiện thép bê tông bao bọc Không thích hợp xây dựng vùng biển (nếu biện pháp chống ăn mòn cho bê tông thép) http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao - GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Với kết cấu Thép – BTCT liên hợp nhòp liên tục, gặp nhiều khó khăn việc khắc phục mô men âm mặt cầu (bản chòu kéo) IV KẾT CẤU NHỊP THÉP BTCT: 1/ Kết cấu nhòp thép – BTCT thông thường: Người ta dùng thuật ngữ kết cấu nhòp Thép – BTCT liên hợp thông thường để kết cấu gây tạo điều chỉnh ứng suất Do bê tông tham gia chòu lực nên chiều cao dầm thép có kích thước nhỏ cụ thể sau: Đối với nhòp giản đơn ta có: h 1 = ÷ l 16 25 Đối với kết cấu liên tục mút thừa tỷ số nhỏ - Nhòp 100m å h 1 = ÷ l 20 30 - Nhòp 100m å h gối = ÷ l 40 50 h = ÷ l 15 20 Trong đó: l : Chiều dài nhòp (m) h : Chiều cao dầm chủ (m) Bản bê tông tùy thuộc vào đồ án thiết kế thông thường dày 14 ÷ 16 cm, khoảng cách dầm lớn ÷ 6m tới 20 ÷ 22 cm Đối với kết cấu nhòp đơn giản, bê tông cốt thép nằm biên hoàn toàn làm việc chòu ép nên cấu tạo đặc biệt Trong kết cấu nhòp liên tục mút thừa, khu vực mômen âm BTCT rơi vào khu vực chòu kéo, mặt cấu tạo phải có cách xử lý riêng 2/ Kết cấu nhòp thép – BTCT liên hợp có gây tạo điều chỉnh ứng suất: Cấu tạo kết cấu nhòp loại đặc biệt Phương pháp gây tạo điều chỉnh ứng suất thực nhờ biện pháp kỹ thuật trình thi công, sau xây dựng hoàn chỉnh công trình sơ đồ cấu tạo kết cấu không khác so với kết cấu thép – BTCT thông thường Có nhiều biện pháp kỹ thuật để gây tạo hiệu chỉnh ứng suất tùy theo kết cấu nhòp đơn giản, liên tục mút thừa… Các vấn đề đề cập chương VI V/ CÁC BIỆN PHÁP LIÊN HP DẦM VÀ BẢN Tiết diện liên hợp nói lên làm việc thép BTCT tiết diện thống tượng trượt mặt tiếp xúc Tuy nhiên, dính kết bêtông dầm thép không đủ không đáng tin cậy để tạo sức chống cắt cho tiết diện liên hợp Do để chống trượt tách BTCT với kết cấu thép tác động tải http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy trọng, thay đổi nhiệt độ, tượng co ngót bê tông… cần có biện pháp học dùng neo Có nhiều loại neo áp dụng để chống lại lực cắt ngang mặt tiếp xúc thép bê tông sau: a) Neo cứng: Tiếp nhận lực trượt từ truyền vào neo lớn, xuất Liên Xô cũ ứng dụng rộng rãi Các neo loại thường làm từ đoạn thép góc có hàn thêm sườn tăng cường đoạn thép hình khác Hình 5: Một số dạng neo cứng thường dùng Liên Xô cũ Hình 6: Một số loại neo cứng kết hợp với neo mềm làm tăng khả chống trượt tách b) Neo mềm: Loại neo có độ cứng nhỏ neo cứng, giảm lực trượt tập trung từ sang dầm (số lượng bố trí nhiều neo cứng) Loại thép tròn có mũ hàn dính vào mặt biên dầm thép đoạn cốt thép hình quai sanh đoạn thép hình L, I… Hình 7: Các loại neo mềm http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy c) Neo cốt thép: Làm từ thép tròn với nhánh đơn nghiêng, đặt chéo mặt nên đảm bảo chòu ứng suất kéo tốt Ở loại thường có loại thép thuộc hệ thống Alpha, cốt thép xiên… (b) (a) Hình 8: (a) Loại neo cốt thép đặt nghiêng kiểu quai sanh (đây loại neo mềm) (b) Hệ thống neo “Alpha” d) Neo bulông cường độ cao: Thông thường sử dụng bulông cường độ cao để liên kết BTCT kết cấu thép lắp ghép Sự truyền lực BTCT kết cấu thép nhờ ma sát mặt tiếp giáp chúng Sự liên kết hiệu trước đặt có cấu tạo lớp mỏng vữa xi măng đặc biệt tốt lớp vừa keo epoxy Cần ý lực ép xít truyền từ bulông cường độ cao lên lớn, phải có giải pháp để bêtông không bò ép vỡ Hình e) Neo pec-fo-bôn: Neo pec-fo-bôn thuộc dạng neo cứng, làm từ đoạn thép dạng neo liên tục có lỗ khoét Các lỗ khoét thuận lợi cần bố trí cốt thép đồng thời tăng khả liên kết dầm thép • Tính toán lực tác dụng lên neo: Neo làm việc với: - Lực trượt dầm chòu uốn tác dụng tải trọng thẳng đứng - Lực trượt phát sinh đầu dầm co ngót nhiệt độ thay đổi không - Lực trượt cục tải trọng thẳng đứng nơi tiết diện dầm thay đổi, cốt thép ứng suất trước, lực kích đặt trực tiếp - Lực bóc đầu dầm co ngót nhiệt độ thay đổi không Từ tính toán độ bền neo phân bố neo cho cánh biên dầm thép Khi bê tông mặt cầu đạt cường độ yêu cầu toàn neo, BTCT, dầm thép tạo nên dầm có tiết diện liên hợp hoàn chỉnh http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao • GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Một số hình ảnh thí nghiệm sức kháng trượt neo: Hình 10: (a) Một kiểu thí nghiệm dùng kích tạo lực ngang gây trượt bê tông (bên dưới) dầm thép (bên trên) (a) (b) Kiểu thí nghiệm neo hai bê tông vào dầm thép (như hình bên), sau gây tạo lực từ xuống (b) • Kết thí nghiệm loại neo mềm (Headed Stud Connectors): (b) (a) Hình 11: (a) Mẫu siêu âm từ thí nghiệm sức kháng trượt neo (b) Phân tích lực ứng suất gây nứt bê tông Lưu ý: Ứng suất dầm thép-BTCT liên hợp nhiệt độ thay đổi phát sinh phận riêng rẽ tiết diện liên hợp bò hun nóng lạnh không nhiều Thông thướng xét hai trường hợp: nhiệt độ thép cao bê tông cốt thép tmax = 30oC, nhiệt độ thép thấp nhiệt độ BTCT tmax =15 0C ng suất co ngót bê tông có xét ảnh hưởng từ biến ứng suất phụ co ngót giảm phân nửa http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy VI/ CÁC BIỆN PHÁP ĐIỀU CHỈNH ỨNG SUẤT TRONG KẾT CẤU BTCT LIÊN HP NHỊP GIẢN ĐƠN Sự cần thiết điều chỉnh ứng suất: Mục đích việc gây tạo điều chỉnh ứng suất kết cấu nhòp thép - BTCT liên hợp nhằm tận dụng làm việc btct giảm bớt làm việc phần thép tiết kiệm thép Các cách gây tạo điều chỉnh ứng suất kết cấu thép btct nhòp giản đơn Có nhiều cách gây tạo điều chỉnh ứng suất kết cấu thép - BTCT liên hợp (áp dụng cách tuỳ đặc điểm thi công kết cấu, điều kiện tự nhiên khu vực, độ nhòp): - Cách 1: kích nâng dầm trụ tạm tạo độ vồng, sau btct đạt cường độ giải phóng kích cách thường áp dụng khu vực có thuỷ văn không phức tạp - Cách 2: kết hợp kích nâng trụ tạm chất tải để gây tạo ứng suất lớn Các giai đoạn làm việc kết cấu btct liên hợp (thi công không giàn giáo) Giai đoạn 1: tương ứng với làm việc dầm thép, tải trọng trọng lượng thân btct Giai đoạn 2: tương ứng làm việc dầm thép liên hợp btct, tải trọng lớp mặt cầu, lan có thể, lề hành hoạt tải Điều chỉnh ứng suất dầm thép – btct liên hợp nhòp giản đơn: Khác với đổ bt giàn giáo, dầm thép giai đoạn gần không chòu tải trọng (do giàn giáo đảm nhiệm), bt khô cứng đảm bảo truyền toàn tải trọng lên kết cấu liên hợp Ở đây, thi công không cần làm giàn giáo mà dùng biện pháp gây tạo điều chỉnh nội lực kết cấu nhòp liên hợp có kết khả quan Vấn đề việc điều chỉnh nội lực ứng suất dầm thép – btct liên hợp cố gắng đưa làm việc nhiều hơn, để giảm bớt chòu lực dầm thép, giảm kích thước trọng lượng tiết diện liên hợp Trong kết cấu nhòp giản đơn cầu ô tô thi công điều chỉnh ứng suất thường cường độ bê tông không sử dụng hết Nguyên nhân, mặt cầu ô tô rộng nên diện tích bê tông lớn, mặt khác tónh tải áp dụng giai đoạn dầm thép chòu Ở điều kiện thuỷ văn không phức tạp kết cấu nhòp không lớn lắm, phương pháp phổ biến để đưa vào làm việc nhiều giải tải trọng cho dầm thép dùng trụ tạm để kích Kích dầm nhòp tạo phản lực C với trò số cho trước giảm bớt làm việc dầm thép giai đoạn Ở đây, biểu đồ mômen giai đoạn l hiệu biểu đồ mômen tónh tải g1 phản lực C: m1= g1*l2/2 – C*l/4 với – g1: tónh tải giai đoạn - l: chiều dài nhòp http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao d C = ϕK ⎡ ′C(0) - CR C EC ⎣ GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy (1-e-kt ) ⎤ ke-kt dt ⎦ Lấy tích phân: t C (t ) = ∫ d C = ϕK ⎡ CR ⎤ C ′ (1-e-kt ) ⎥ (1-e-kt )-kt ⎢ C(0) E C ⎢⎣ ⎥⎦ Khi t = ∞ (thường t = 2÷3 năm) C = ϕK ⎛ ⎞ ′ ⎜ C(0) ⎟ E C ⎜⎝ ⎟⎠ CR C (a) Trong phương trình (a) có ẩn số C CR C nên phải tìm liên hệ thứ hai chúng để giải Đó độ biến dạng đàn hồi phần thép (và cốt thép bản) với bêtông tuân theo luật tiết diện phẳng CR Trên đoạn L biến dạng CR C L=( C - C )L Nếu bỏ qua độ cứng (giả thiết mỏng) trục tác dụng bêtông từ biến gây lực ép N CR đặt C mức trọng tâm tiết diện bêtông, ngược lại ảnh hưởng phần thép bêtông bò lực kéo giá trò N CR C đặt điểm N CR C = ( C CR C - )L (b) ST,C LZC,ST L Với ST,C = -biến dạng đàn hồi thép đoạn L có lực ép đơn + E C FST E S IST vò đặt mức trọng tâm bêtông (giả thiết phần bêtông) Chú ý N CR C = F ξ CCR = CR C C CR C EC đồng thời ký hiệu C,C = L -biến dạng đàn E C FC hồi bêtông đoạn L lực đơn vò, từ (a) (b) giải được: CR C C =- = 2ϕK 2( ST,C + C,C ) + ϕK 2ϕK ( ST,C + C,C ) 2( ST,C + C,C ′C(0) C,C )+ϕK C,C ′C(0) C,C Từ có thông số từ biến: = = 2ϕ K C,C (2+jK ) C,C +2 2ϕ K ST,C ; ST,C ; (2+ϕ K ) C,C +2 ST,C ST,C + (2 − ϕ K ) C,C E eff = EC 2(1+ϕK ) ST,C +(2+ϕK ) C,C 12 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Trong trường hợp dầm thép BTCT liên hợp cấu tạo bêtông có sườn dầm (hình 15) cầu Bến Chang áp dụng lý thuyết mỏng, mà phải kể tới độ cứng chống uốn NCS Nguyễn Bình Hà theo đường lối “phương pháp mỏng” xây dựng “phương pháp có độ cứng” cho kết hợp lý đáng tin cậy Hãy xem xét bắt đầu tượng từ biến tự Nếu bêtông chòu tác sđộng ứng suất C (do tải trọng thường xuyên), biến dạng tương đối từ biến tự phát triển theo thời gian t xác đònh theo công thức Dishinger sau đây: ϕK ϕK -kt -kt C C(t) = C (1-e ) = C (1-e ) Khi t → ∞ ⇒ C = EC EC Trong đó: k – tham số tốc độ tắt dần từ biến; K – đặc trưng cuối từ biến, ϕ K = C ; C – biến dạng tương đối cuối từ biến tự bêtông; C – biến dạng tương đối đàn hồi ứng suất nén C; EC – môđun đàn hồi bêtông C η 2 1 ξ ε Trọng tâm bê tông σaCR σcCR σST,TOCR εST,TOCR σcfCR εST σST,BOCR ε Biểu đồ biến dạng Biểu đồ ứng suất Hình 16: Biểu đồ biến dạng ứng suất từ biến gây Trong kết cấu dầm thép liên hợp với BTCT tác dụng tónh tải thường xuyên, xét đoạn có chiều dài L, mặt cắt ngang không thay đổi Tại trọng tâm mặt cắt ngang chòu nén bêtông có: Ứng suất chòu nén ban đầu ( C(0)) tương ứng có biến dạng tương đối đàn hồi ban đầu co ngắn BT: C(0) = C(0) EC ; Như biến dạng từ biến tự là: Và độ gia tăng từ biến là: d Nhưng thực C(0) C C(t) = ϕK EC = ϕK C(0) EC C (0) ke -kt dt; lại thay đổi có từ biến 13 (1-e -kt ); C(t); http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Căn theo giả thiết E.E.Gibshman theo thời gian phát sinh ứng suất từ biến, thay đổi theo quy luật biến dạng: CR CR -kt ) C (t) = C (1-e Như ứng suất BTCT biểu thò công thức: CR CR -kt ) C(t) = C(0) - C(t) = C(0) - C (1-e Trong đó: - Sự giảm cuối ứng suất nén từ biến tương ứng có biến CR C dạng tương đối đàn hồi cuối giảm ứng suất bêtông: CR C CR C = CR C EC Độ tăng biến dạng tương đối bêtông xuất từ biến: = C - CCR Nhiệm vụ tìm quan hệ: CR C =- CR C = C (0) C (0) Ta viết lại biểu thức độ gia tăng từ biến sau: ϕ d C= K ⎡ ⎣ C (0 ) EC - CR C (1 -e -k t ) ⎤ k e -k t d t ⎦ Lấy tích phân lên để có biến dạng không tự từ biến theo thời gian khoảng thời gian từ ÷ t: ηC ( t ) ϕ = ∫ dηC = ∫ K ⎡ ⎣ t t = ϕK ⎡ ⎢ EC ⎣ C(0) (1-e -kt )- ⎡ = (1-e ) ⎢ EC ⎢⎣ ϕK EC CR C ϕ (1-e ) ⎤ ke-kt dt = ∫ K ⎡ ⎦ E ⎣ t C(0) - CR C -kt t ⎡ ϕK (1-e -kt ) ⎤ -kt ⎢ (1-e ) = ⎥ ⎢⎣ ⎦0 EC CR C (1-e-kt ) ⎤ d(1-e-kt ) ⎦ C(0) - CR C (1-e ) ⎤⎥ C -kt C(0) - (1-e ) ⎤⎥ t ⎥⎦ -kt -kt C(0) - CR C ⎥⎦ CR ⎞ C ⎜ ⎟ C C(0) E C ⎜⎝ ⎟⎠ Mặt khác xét trạng thái tiết diện sau xuất từ biến, nội lực tiết diện phải tự cân nên ta có: Khi t = ∞ có CR N CR C =N ST = = ϕK ⎛ CR C C F CR CR M CR = C +M ST =M CR C C ST.C Fz Trong đó: CR N CR C ,N ST − Lực tác dụng vào phần bêtông, phần thép; CR M CR C ,M ST − Mô men tác dụng vào phần bêtông, phần thép; Do phần bêtông phần thép có độ cong nên: 14 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy M CC R M SCTR = E C I C E S I ST M SCTR M CR = E S IST E C I CF + E S IST Vậy: Suy ra: ES IST ES IST = CCR FC zST.C E C IC +ES IST E C IC +ES IST Theo giả thiết tiết diện phẳng, biến dạng dầm thép trọng tâm bêtông xác đònh theo công thức sau: CR ⎤ ⎡ σ CCR FC zST C CR ⎤ ES IST ⎡ N CCR M ST CR CR + + z ST C ⎥ = ε C = ηC − ξ C = σ C FC zST C ⎢ ⎢ ⎥ ES ⎣⎢ FST IS I ST E C IC +ES IST ⎥⎦ ⎦⎥ ES ⎣⎢ FST CR M ST =M CR Hay: C- CR C ⎡ ⎤ zST.C F ⎢ + ⎥ ⎣ E S FST E C IC +E S IST ⎦ CR C C = (d) Giải hệ phương trình (c) (d) để tìm Thay CR C C= CR C σ CCR = = = CR C EC ϕK ⎛ zST.C E C FC ⎜ + ⎝ ES FST E C IC +ES IST ϕK ⎛ E C FC E C FC zST.C + ⎜ ⎝ ES FST E C IC +ES IST σ CCR = Đặt: C vào phương trình (d) chuyển vế ta có: ⎡ ⎛ zST.C + ⎢ FC ⎜ ⎢⎣ ⎝ E S FST E C IC +E S IST Hay: CR C ⎞ ⎤ ⎥ thay ⎟+ ⎠ E C ⎥⎦ ⎞ ϕK ⎟ +1+ ⎠ ⎞ ϕK ⎟ +1+ ⎠ C vào phương trình (c) σ C ( 0) σ C (0) ϕK ⎛ FC ⎜ zST.C ⎜ + n1 ⎜ FST IC +I ST ⎜ n1 ⎝ ⎛ FC ⎜ zST C ⎜ skn = + n1 ⎜ FST IC +I ST ⎜ n1 ⎝ ⎞ ⎟ ϕ ⎟ +1+ K ⎟ ⎟ ⎠ C ( 0) ⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ 15 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao có: CR C = ϕC GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy ϕK + skn + C(0) Từ kết đạt xác đònh quan hệ ứng suất từ biến ứng suất ban đầư bêtông: = ϕK 0,5ϕ K + s kn +1 Và tương ứng quan hệ biến dạng: β= ϕ K skn 0,5ϕ K + s kn +1 Như tính theo công thức tìm CR C ,và từ tính ứng suất từ biến bêtông gây thớ tiết diện dầm thép liên hợp với bêtông cốt thép Trong công thức thông số bỏ qua độ cứng bêtông ECIC nhận công thức tương ứng N.N.Strelesky 2/ ẢNH HƯỞNG CỦA CO NGÓT BÊ TÔNG: Hiện tượng co ngót bê tông kết tượng hoá lý mao dẫn xảy thành phần cấu trúc dính kết bê tông Biến dạng tương đối co ngót tự giống biến dạng từ biến tự do, phát triển theo quy luật tắt dần theo thời gian t biểu thò công thức: ε sh (t ) = ε sh (1 − e −ξt ) Trong đó: ξ : hệ số tốc độ phát triển tắt dần co ngót εsh : trò số biến dạng tương đối cuối co ngót tự Về lý thuyết trò số có t = ∞, thực tế ứng với t = ÷ năm Đại lượng phụ thuộc nhiều nhân tố có chế độ ẩm bê tông đông cứng, kích thước kết cấu, thành phần bê tông, loại xi măng… Người ta qua nhiều thí nghiệm thực nghiệm để xác đònh εsh Cũng kết cấu BTCT, kết cấu thép – BTCT liên hợp biến dạng co ngót bò phần thép cản trở, phần thép cứng có kích thước lớn nên ảnh hưởng lớn đến biến dạng co ngót không kết cấu BTCT Kết kết cấu xuất ứng suất nội co ngót: bêtông bò ứng suất kéo phần thép tiếp xúc với bêtông bò ứng suất ép Với trọng tâm phần thép phần bê tông không trùng với nên phân tố liên hợp nói chung bò uốn, thớ phần thép phía không tiếp xúc với bêtông xuất ứng suất kéo Biến dạng co ngót bê tông kết cấu liên hợp nhỏ nhiều so với biến dạng co ngót tự do, điều tương ứng với việc ứng suất phát sinh co ngót từ biến lớn 16 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Thực tác dụng lâu dài ứng suất co ngót không tự bê tông xuất từ biến, từ biến lại làm giảm ứng suất co ngót Hai tượng co ngót từ biến có tác dụng ảnh hưởng lẫn phức tạp trình diễn biến theo thời gian, tính chất có chỗ tương tự nên hợp thành trình thống ε εsh(t)=εsh(1-e−ξt) Phân tích ảnh hưởng từ biến tới ứng suất co ngót ta thấy rằng, trái với trường hợp tác dụng εsh tải trọng cố đònh, lúc đầu ứng suất tải trọng cố đònh có trò số cực đại sau giảm dần (do từ t biến), ứng suất co ngót lúc đầu không sau tăng đạt tới trò số đònh Hình 17: Biểu đồ biến dạng co ngót Như vào giai đoạn đầu đáng biến dạng từ biến phát triển mạnh ứng suất (do co ngót) lại gần không từ biến không xuất Vì ảnh hưởng toàn từ biến tới ứng suất co ngót trình phải nhỏ ảnh hưởng từ biến tới ứng suất tải trọng cố đònh Vì lẽ tính toán co ngót có xét tới từ biến môđun đàn hồi có hiệu Esh phải gần với môđun đàn hồi bê tông EC môđun đàn hồi có hiệu tính với tải trọng cố đònh có xét tới từ biến Eeff Cho nên phương pháp tính đơn giản người ta lấy Esh = 0.5EC để tính co ngót bêtông đồng thời có xét tới từ biến, so với tính với tải trọng cố đònh có xét tới ảnh hưởng từ biến dùng Eeff = 0.4EC Trong kết cấu thép – BTCT liên hợp biến dạng tương đối co ngót cho phép láy bằng: εsh = 2.10-4 : với kết cấu đổ bê tông toàn khối εsh = 1.10-4 : với kết cấu có phần bê tông lắp ghép (so với biến dạng co ngót tự εsh tới 6.10-4, trò số dùng cho trường hợp tính nội lực tiêu chuẩn lẫn nội lực tính toán, hệ số siêu tải co ngót bêtông 1) 3/ ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ THAY ĐỔI: Trong kết cấu nhòp thép – BTCT liên hợp, hệ số dẫn nhiệt thép bê tông chênh gấp chừng 50 lần nhiệt độ môi trường thay đổi phát sinh ứng suất nhiệt độ lớn, đặc biệt trường hợp phận thép có bề dày nhỏ (như sườn dầm) bò ánh nắng mặt trời trực tiếp rọi vào Người ta phân chia hai trường hợp nhiệt độ chênh lệch kết cấu thép – BTCT liên hợp: Trường nh hưởng Thời gian độ chênh lệch nhiệt độ nh hưởng đến kết hợp nhiệt độ đạt tới mức tối đa cấu Khi nhiệt độ phần thép cao nhiệt độ phần BTCT Khoảng trưa mùa hè trời nắng, có ánh nắng mặt trời rọi trực tiếp Khi nhiệt độ phần thép thấp nhiệt độ phần BTCT Khoảng nửa đêm mùa rét, mùa hè mưa to đột ngột thép nguội lạnh nhanh bê tông giữ nhiệt độ cao 17 Phần BTCT bò kéo, toàn kết cấu liên hợp bò uốn, giống trường hợp co ngót bê tông Bản BTCT chòu ứng suất ép http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Qua quan sát đo đạc ta thấy chênh lệch đột ngột nhiệt độ hai mặt tiếp giáp thép bê tông, nhiệt độ cao nằm phạm vi sườn dàm vào khoảng chiều cao, phần biên nhiệt độ nhỏ nhiều so với sườn (hình 18) dó nhiên dầm chênh lệch nhiều so với dầm Trong dầm, nhiệt độ phân bố tương đối theo chiều dài nhòp Dầm Dầm t° môi trường 150 350 Hình 18: Biểu đồ nhiệt độ dầm liên hợp Những năm 60 kỷ trở trước, phần lớn tính toán thường dùng biểu đồ (1) lẽ tính toán đơn giản Hình 19: Các biểu đồ để tính toán thay đổi nhiệt độ Trong năm gần người ta chấp nhận biểu đồ thay đổi nhiệt độ sau: tTO = 00 tTO = 00 tmax = 300 (-150) tmax = ±150 tBO = 90 (-450) tBO = ±4.50 Dầm chủ, biên cứng Dầm mặt cầu Hình 20a: Các dạng biểu đồ nhiệt độ để tính kết cấu khác 18 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Các trò số nhiệt độ chênh lệch trò số tiêu chuẩn Cần phải xét với hệ số siêu tải 1.1 Hệ số nở thép bê tông lấy α = 1.10-5 tTO = 00 tmax = 300 (-150) tBO = ±00 Dầm chủ có Hình 20b 4/ XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ ỨNG SUẤT DO CO NGÓT CỦA BÊ TÔNG VÀ NHIỆT ĐỘ THAY ĐỔI Xác đònh nội lực ứng suất co ngót nhiệt độ thay đổi với giả thiết biểu đồ nhiệt độ phân bố ε Mc Nc EcFcIc MST NST ESFSTIST Hình 21: Để tính nội lực ứng suất co ngót nhiệt độ thay đổi Điều kiện để xác đònh MC, MST, NC = NST = N là: - Điều kiện cân nội lực: M ST + M C = N a - Điều kiện có độ cong: M ST MC ε ST = ε C ↔ = E S I ST EC I C - Điều kiện tiết diện phẳng (biến dạng phần thép mức trọng tâm bê tông biến dạng tự trừ biến dạng nội lực) N ST M ST NC + ×a =ε − E S FST E S I ST EC FC Từ phương trình ta giải được: N = A × (EC I C + ES I ST ) × ε M C = A × a × EC × I C × ε 19 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy M ST = A × a × E S × I ST × ε A= ⎛ 1 ⎞ ⎟⎟ + a + (EC I C + E S I ST )⎜⎜ ⎝ EC FC E S FST ⎠ Với: Sau có N, MC, MST ta hoàn toàn xác đònh ứng suất thớ BTCT dầm thép Khi tính với nhiệt độ ε = α t (t: nhiệt độ chênh lệch dầm bản), Khi tính co ngót ε = ε sh , có xét từ biến dùng Esh = 0.5EC Xác đònh nội lực ứng suất co ngót nhiệt độ thay đổi (cách tính tổng quát): Biến dạng đàn hồi tương đối ứng với ứng suất phát sinh co ngót nhiệt độ thay đổi thớ thuộc tiết diện biểu thò bởi: dU ε= − ε fr dx Trong đó: εfr : biến dạng tự tương đối co ngót nhiệt độ U : biến dạng toàn phần kết tượng co ngót nhiệt độ thay đổi Theo giả thiết tiết diện phẳng, biến dạng tương đối toàn phần mọt tiết diện phải tuân theo luật bậc nhất, viết: dU = A + Bz dx Với: z : tung độ thớ xét tính từ trục qua trọng tâm tiết diện liên hợp A, B : số Ứng suất co ngót hay nhiệt độ là: σ = εE = (− ε fr + A + Bz )E Trong kết cấu tónh đònh, ảnh hưởng co ngót hay nhiệt độ, tiết diện không xuất lực dọc momen phụ, đó: N = ∫ σ dF = → ∫ (− ε fr + A + Bz )E.dF = − ∫ ε fr E.dF + A∫ E.dF + B ∫ zE.dF = F F F F F M = ∫ σ z.dF = → ∫ (− ε fr + A + Bz )E.z.dF = − ∫ ε fr z.E.dF + A∫ z.E.dF + B ∫ z E.dF = Vì z F F F tính từ trục qua trọng tâm tiết diện nên: F F ∫ z.E.dF = F Rút được: A= ∫ε fr E.dF F ∫ E.dF B= ∫ε fr z.E.dF F F ∫z E.dF F Khi tính co ngót bê tông Đối với bê tông: εfr = -εsh E = Esh = 0.5EC (có xét đến từ biến) Đối với thép (kể cốt thép): εfr = E = ES Ở đây, tính tiết diện tương đương phải quy đổi với mô đun đàn hồi Esh nen đại lượng đặc trưng hình học có số “sh” 20 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao A = −ε sh sh FSTC − FST sh FSTC GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy B = −ε sh sh − FST sh FSTC Z C , STC sh I STC Với: Z Csh, STC : khoảng cách từ trục trọng tâm BTCT đến trục trung hoà tiết diện liên hợp Cho thớ “i” bê tông: ⎞ ⎛ F sh − F F sh − F σ ish = ⎜⎜ ε sh − ε sh STC sh ST − ε sh STC sh ST Z Csh, STC × z ish, STC ⎟⎟ E sh FSTC I STC ⎠ ⎝ Cho thớ “k” thép: ⎞ ⎛ F sh − F F sh − F σ ksh = ⎜⎜ − ε sh STC sh ST − ε sh STC sh ST Z Csh,STC × z ksh, STC ⎟⎟ E S FSTC I STC ⎠ ⎝ Nếu ta ký hiệu: sh sh S ST , STC = FST Z ST , STC sh sh Và điều kiện: Z ST , STC E S FST + Z C , STC E sh FC = →Z sh C , STC =− sh E S FST Z ST , STC E sh FC =− sh S ST , STC FSTC − FST Vậy ta có công thức cuối sau: sh ⎛ F ⎞ S ST , STC Cho bê tông: + z ish, STC ⎟ σ ish = ε sh E sh ⎜⎜ ST sh sh ⎟ I STC ⎝ FSTC ⎠ Cho thép: ⎛ σ ksh = ε sh E S ⎜⎜ − + sh ⎞ S ST FST , STC + z ksh, STC ⎟ sh sh ⎟ FSTC I STC ⎠ ⎝ (kết cho dấu (+) kéo, dấu (-) ép) Cụ thể thớ mép bê tông, dầm thép hay cốt thép bản, có công thức để xác đònh ứng suất co ngót sau: (chú ý từ lấy z với giá trò tuyệt đối) + Ứng suất co ngót mép bê tông: sh ⎛ FST ⎞ S ST sh ⎜ (chòu kéo) σ cf = ε sh E sh ⎜ sh − sh, STC z cfsh, STC ⎟⎟ I STC ⎝ FSTC ⎠ + Ứng suất co ngót trọng tâm bê tông: sh ⎛ FST ⎞ S ST sh ⎜ (chòu kéo) σ C = ε sh E sh ⎜ sh − sh, STC z Csh, STC ⎟⎟ I STC ⎝ FSTC ⎠ + Ứng suất co ngót vò trí cốt thép BTCT: sh ⎛ ⎞ S ST FST sh ⎜ σ a = ε sh E S ⎜1 − sh + sh, STC z ash,STC ⎟⎟ I STC ⎝ FSTC ⎠ + Ứng suất co ngót biên dầm thép: sh ⎛ ⎞ S ST F , STC sh sh ⎟ = ε sh E S ⎜1 − ST + σ TO z TO STC , sh ⎜ F sh ⎟ I STC STC ⎝ ⎠ + Ứng suất co ngót biên dầm thép: sh ⎛ ⎞ S ST F , STC sh sh ⎟ = ε sh E S ⎜ − + ST + z BO σ BO STC , sh sh ⎜ ⎟ F I STC STC ⎝ ⎠ 21 (chòu ép) (chòu ép) (chòu kéo) http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Trường hợp tính với nhiệt độ thay đổi với biểu đồ phân bố nhiệt độ dầm thép không đổi: ta áp dụng phương pháp tính A B ứng với: Đối với bê tông: E = EC εfr = Đối với thép: E = ES εfr = αt ∫F ε fr E.dF ∫F ε fr z.E.dF FST S ; B= Sẽ có: A= = α t = α t S FSTC I STC ∫ E.dF ∫ z E.dF F F Thay vào công thức ứng suất giá trò A B tính có ứng suất nhiệt độ thay đổi Trường hợp nhiệt độ thay đổi với biểu đồ hình elip: Tính toán tương tự cách xác đònh A B Đối với bê tông: E = EC εfr = Đối với thép: E = ES εfr = αtmax.ψk : phần sườn dầm εfr = : biên dầm cốt thép εfr = 0.3αtmax : biên dầm thép Với ψ k = 3.91 Z TF ,k h ⎛ Z TF ,k − 3.82⎜⎜ ⎝ h ⎞ ⎟⎟ ⎠ k Trong đó: ZTF,k : khoảng cách tính từ điểm k đến mép biên (hình) Như ∫F ε fr E.dF ∫F ε fr z.E.dF FS S ;B = A= = α t.max = α t.max S FSTC I STC ∫ E.dF ∫ z E.dF F STC FV Fu F Hình 22: Tính ψk Với FS : diện tích giả đònh phần tiết diện bò đốt nóng FS = 0.8 FV + 0.3FU SS : mômen tónh giả đònh phần tiết diện bò đốt nóng S S = (0.4h − 0.8Z TF , STC )FV + 0.3Z U , STC FU Trong đó: FV : diện tích tiết diện phần sườn dầm (gồm cánh đứng thép góc biên) FU : diện tích tiết diện biên Tương tự có công thức xác đònh ứng suất nhiệt độ (ở Z lấy trò số tuyệt đối): ⎞ ⎛ F S σ cfT = αt max EC ⎜⎜ S − S Z cf , STC ⎟⎟ (chòu kéo) ⎠ ⎝ FSTC I STC ⎞ ⎛ FS S − S Z C , STC ⎟⎟ ⎠ ⎝ FSTC I STC σ CT = αt max EC ⎜⎜ (chòu kéo) 22 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy ⎞ ⎛ FS S − S Z a , STC ⎟⎟ ⎠ ⎝ FSTC I STC (chòu kéo) ⎞ ⎛ FS S − S Z TO , STC ⎟⎟ ⎠ ⎝ FSTC I STC (chòu kéo) σ aT = αt max E S ⎜⎜ T σ TO = αt max E S ⎜⎜ ⎛ σ −Tk = αt max E S ⎜⎜ψ − k − ⎞ FS S − S Z −k , STC ⎟⎟ FSTC I STC ⎠ ⎝ ⎞ ⎛ F S σ kT = αt max E S ⎜⎜ψ k − S − S Z k , STC ⎟⎟ FSTC I STC ⎠ ⎝ ⎞ ⎛ F S T σ BO = αt max E S ⎜⎜ S − S Z BO , STC − 0.3 ⎟⎟ ⎠ ⎝ FSTC I STC (chòu ép) (chòu ép) (chòu kéo) Nếu nhiệt độ thép thấp nhiệt độ bê tông tmax có giá trò âm, chiều ứng suất ngược lại Trường hợp có hai bên bên dưới, công thức tương tự Hình 23: Biểu đồ ứng suất nhiệt độ thay đổi (tmax > 0) 5/ KIỂM TRA CƯỜNG ĐỘ VÀ CHỐNG NỨT CỦA TIẾT DIỆN CÓ KỂ ĐẾN CO NGÓT CỦA BÊTÔNG VÀ NHIỆT ĐỘ THAY ĐỔI nh hưởng co ngót bêtông nhiệt độ thay đổi tính toán với tổ hợp phụ tải trọng Người ta xét hai trường hợp: Bêtông co ngót với nhiệt độ chênh lệch thép bêtông t > (khi nhiệt độ thép cao nhiệt độ bêtông) Hoặc xét nhiệt độ chênh lệch thép bê tông t < (khi nhiệt độ thép thấp nhiệt độ bêtông) Tính toán kiểm tra cường độ tiết diện có chòu ép tác dụng hoạt tải, ứng suất tải trọng lực ứng suất trước cộng thêm với: sh ,T xác đònh + Trường hợp A: ứng suất toàn phần co ngót nhiệt độ thay đổi σ STC theo đặc trưng hình học tiết diện liên hợp (đối với co ngót dùng Esh) + Trường hợp B: ứng suất σ ish,ST,T nội lực phụ gây co ngót nhiệt độ thay đổi, xác đònh theo đặc trưng hình học tiết diện gồm kết cấu thép cốt thép (chỉ có kết cấu siêu tónh) + Trường hợp C: ứng suất σ ish,ST,T nội lực phụ gây co ngót nhiệt độ thay đổi, xác đònh theo đặc trưng hình học tiết diện có phần kết cấu thép (chỉ có kết cấu siêu tónh) Tính toán kiểm tra cường độ tiết diện có chòu kéo tác dụng hoạt tải, ứng suất tải trọng ứng suất trước cộng thêm với: 23 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy + Trường hợp D: ứng suất toàn phần co ngót nhiệt độ thay đổi giống trường hợp A ,T + Trường hợp E: ứng suất σ ish,ST,T + σ ish,STC kết cấu thép σ ash ,T xác đònh nói cốt thép Ở trường hợp E này, bê tông không đưa vào thành phần tiết diện kiểm tra chòu kéo bò nứt Nhưng phạm vi vết nứt tồn biến dạng co ngót nhiệt độ phần bê tông cốt thép ảnh hưởng đến làm vệc toàn kết cấu bê tông cốt thép liên hợp với thép cốt thép dính kết bê tông Có thể coi cách đơn giản bêtông cốt thép kết cấu bò kéo trung tâm với lực xác đònh sở ứng suất kéo trọng tâm tiết kiện BTCT Tại tiết diện chỗ vết nứt toàn ,T phần nội lực FC σ Csh,STC co ngót nhiệt độ thay đổi từ phần bêtông truyền cho cốt thép Như cốt thép ứng suất co ngót nhiệt độ thay đổi thân, chòu thêm phần ứng suất truyền từ bê tông Vì vậy: F ,T ,T σ ash ,T = σ ash,STC + C σ Csh,STC Fa Kiểm tra chống nứt: Khi kiểm tra chống nứt có cốt thép sợi cường độ cao phải bảo đảm ứng suất mép không kéo Ở ứng suất toàn phần co ngót nhiệt độ thay đổi xác đònh thép tiết diện liên hợp Khi cốt thép sợi cường độ cao kiểm tra độ mở rộng đường nứt với công thức: a cra = 0.5 σa Ea ψ Rr hay a cra = σa Ea ψ Rr Với σa gồm có phần ứng suất tải trọng, lực ứng suất trước phần ứng suất co ngót nhiệt độ thay đổi tính theo công thức trên: F ,T ,T σ ash ,T = σ ash,STC + C σ Csh,STC Fa VIII/ MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC TẾ VỀ KẾT CẤU LIÊN HP THÉP – BTCT: 24 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Cầu vượt Bad Langensalza, Đức Kết cấu liên hợp thép – BTCT liên hợp thép dằn ngang, nhòp giản đơn Cầu Aristide Briand, Pháp, kết cấu dầm thép – BTCT liên hợp có thép dằn ngang, có tác dụng làm tăng cường khả làm việc dầm chủ Cầu Drome Viaduct, Pháp Một dạng dầm tiết diện hộp 25 http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Cầu Viaduc de la Gartempe, Pháp Một loại kết cấu có thép dằn ngang kiến trúc sư Berdj Mikaelian thiết kế, xây dựng xong năm 1996 Dầm thép tiết diện hộp thi công xưởng IX/ KẾT LUẬN: Trong công phát triển đất nước nay, tất ngành phải chung sức xây dựng tổ quốc Với ngành giao thông vận tải điều quan trọng mang lại thuận tiện tạo điều kiện cho ngành khác phát triển Vì vậy, đường hay cầu phải đáp ứng nhu cầu phải đẹp, phải có tính thẩm mỹ Việc phụ thuộc vào trình độ người thiết kế công nghệ thi công để chọn loại kết cấu ưng ý Sử dụng dầm thép - btct liên hợp kết cấu nhòp giản đơn vừa nhỏ có điều chỉnh ứng suất, tiết kiệm vật liệu thép khai thác gần hết khả làm việc vật liệu thép btct từ hạ giá thành xây dựng công trình đáng kể Tuy nhiên cần so sánh kinh phí phương án tăng tiết diện dầm thép xây dựng trụ tạm Thông thường điều kiện thuỷ văn cho phép, xây dựng trụ tạm đơn giản việc điều chỉnh ứng suất kích trụ tạm tỏ hiệu Còn nhiều loại kết cấu khác có nhiều ưu khuyết điểm mà việc áp dụng phụ thuộc vào tùy tính chất công trình 26 http://www.tracuuxaydung.com ... Bản mặt cầu kê lên dầm dọc dầm chủ Hình 3: Tiết diện dầm thép bê tông cốt thép liên hợp http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao GVHD: Ts Lê Thò Bích Thủy Cầu dầm thép tiết... kiệm thép Sự hoàn chỉnh phần mặt cầu, dùng mặt cầu BTCT, máng đá dăm BTCT (trong cầu xe lửa) có chất lượng sử dụng tốt tuổi thọ cao http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng. .. cứng) Loại thép tròn có mũ hàn dính vào mặt biên dầm thép đoạn cốt thép hình quai sanh đoạn thép hình L, I… Hình 7: Các loại neo mềm http://www.tracuuxaydung.com Tiểu luận môn học: Cầu thép nâng cao