Thiết kế môn học cầu thép thiết kế cầu dầm liên hợp l = 33m

Thiết kế môn học gồm 1 bản vẽ cấu tạo kết cấu nhịp cầu dầm thép liên hợp với bản mặt cầu bê tông cốt thép và bản thuyết minh tính toán. Cầu dầm thép có chiều dài nhịp L = 33m, chiều rộng mặt cầu 12m, trên mặt cắt ngang có 6 dầm, thiết kế theo 22 TCN 272 05 Thiết kế môn học gồm 1 bản vẽ cấu tạo kết cấu nhịp cầu dầm thép liên hợp với bản mặt cầu bê tông cốt thép và bản thuyết minh tính toán. Cầu dầm thép có chiều dài nhịp L = 33m, chiều rộng mặt cầu 12m, trên mặt cắt ngang có 6 dầm, thiết kế theo 22 TCN 272 05

Trang 1

1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU

1.1 Số liệu chung

- Qui mô thiết kế : cầu được thiết kế vĩnh cửu bằng dầm thép liên hợp BTCT

- Tần suất thiết kế :P =1%

- Quy trình thiết kế:22TCN272-05

- Chiều dài nhịp :L=33m

- Điều kiện thông thuyền :Sông thông thuyền cấp V,tra bảng cấp thông thuyền của sông ta có:

+ Bề rộng thông thuyền : Btt = 25 m

+ Tĩnh không thông thuyền : Htt = 3.5 m

- Khổ cầu : G8 + 2 x 2+ 2x 0.5 (m)

+ Bề rộng phần xe chạy : Bxe= 8 m

+ Lề người đi bộ: 2 x 2 m => blề = 2 m

+ Chân lan can : 2x0.5 m => bclc = 0.5 m

+ Bề rộng toàn cầu : Bcầu = 8 + 2 x 2 + 2 x 0.5 = 13 m

- Tải trọng thiết kế :

+ Tải trọng HL93

+ Người đi bộ : 3x10-3 Mpa =300 kG/m2

- Vật liệu chế tạo kết cấu :

+ Thép hợp cacbon M270M (tương đương với thép A709M của ASTM).+ Bê tông cốt thép có cường độ chịu nén f c' = 28MPa

- Liên kết dầm :

+ Liên kết dầm chủ bằng đường hàn + Liên kết mối nối dầm bằng bu lông cường độ cao

1.2 Tính chất vật liệu chế tạo dầm

- Thép chế tạo neo liên hợp :Cường độ chảy qui định nhỏ nhất : fY = 420Mpa

- Cốt thép chịu lực bản mặt cầu : độ chảy qui định nhỏ nhất : fY = 420Mpa

- Vật liệu chế tạo bản mặt cầu :Bê tông cấp A

+ Cường độ chịu nén của bản bê tông tuổi 28 ngày : f'c = 28 Mpa

+ Trọng lượng riêng của bản bê tông :γc =2.5 T/m3 =25kN/m3.+ Mô dum đàn hồi của bê tông được tính theo công thức :

Ec =0.043γ1c.5 '

c

f =0.043x 25001.5x 28 =28441.8 Mpa.

- Vật liệu thép chế tạo dầm : Thép hợp kim M270M cấp 345W:

+ Cấp thép 345W (thép chống gỉ)

+ Giới hạn chảy của thép :fY=345 Mpa

+ Giới hạn kéo đứt thép ; fu=485 Mpa

+ Mô dun đàn hồi của thép : Es=2.1x 105 Mpa

+ Hệ số qui đổi từ bê tông sang thép :

1 Khi không xét đế từ biến : n = 8

2 Khi có xét đến từ biến :n’=24

Trang 2

GHI CHÚ :Kí hiệu W của thép là thép chống gỉ.

1.3 Xác định các hệ số tính toán

-Hệ số tải trọng :

+ Tĩnh tải giai đoạn I: γ1=1.25 và 0.9

+ Tĩnh tải giai đoạn II : γ2 = 1.5 và 0.65

+ Hoạt tải HL93 và đoàn người : γh=1.75 và 1.0

- Hệ số xung kích : 1+IM =1.25 (chỉ tính với xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế)

- Hệ số làn :Trong mỗi trường hợp tải trọng nếu chiều dài nhịp Ltt≥25m thì phải xét thêm hệ số làn xe m (giá trị này mặt định là 1)

+ Theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 thì hệ số làn m được lấy như sau : BẢNG HỆ SỐ LÀN XE m

Số làn n Hệ số làn m

2.1 Chiều dài tính toán KCN

- Chiều dài nhịp : L= 33 m

- Khoảng cách từ đầu dầm tới tim gối : a = 0.3m

→ Chiều dài tính toán KCN:

Ltt = L-2 a = 33 – 2*0.3 = 32.4 m2.2 Lựa chọn số dầm chủ trên mặt cắt ngang

2.2.1 Trường hợp số dầm ít: ndc=2÷4

- Ưu điểm : giảm chi phí thép chế tạo dầm và giảm chi phí thi công cầu

- Nhược điểm:Nội lực trong dầm lớn do đó phải tăng chiều cao dầm dẫn đến tăng chiều dài cầu cũng như chiều cao đất đắp nền đường đầu cầu→ tăng tổng chi phí xây dựng công trình

- Trong trường hợp số dầm ít thì hệ số phân bố ngang thường được tính theo phương đòn bẩy

2.2.2 Trường hôp số dầm nhiều nhiều : ndc > 4

- Ưu điểm :Nội lực trong dầm nhỏ do đó giảm chiều dầm cũng như chiều dài cầu và chiều cao đất đắp nền đương đầu cầu do đó giảm được tổng chi phí xây dựng công trình

- Nhược điểm:Tăng chi phí vật liệu thép chế tao dầm cũng như chi phí thji công KCN do số cụm dầm phải lao lắp lớn hơn và đồng thời tăng tĩnh tải mặt cầu

Khi lựa chọn số dầm nên đảm bảo khoảng cách giữa các dầm S =1.2÷2.4 m là hợplý nhất, không nên thiết kế khoảng cách giữa các dầm chủ lớn hơn 3m ,vì khi đó bản mặt cầu làm việt rất bất lợi.Đồng thời liên kết ngang giữa các dầm kém nên khoảng đảm bảo độ cứng cho kết cấu nhịp , khi đó cầu sẽ bị dao động lớn

Trang 3

 trong bài toán thiết kế này căn cứ vào bề rộng thiết kế của cầu bằng 13 m nên ta chọn trường hợp số dầm chủ nhiều: n = 6 dầm chủ.

2.3 Qui mô thiết kế mặt cắt ngang cầu

-Mặt cắt ngang cầu:

- Các kích thước cơ bản của mặt cắt ngang cầu :

2.4 CHIỀU CAO DẦM CHỦ

-Chiều cao dầm chủ được lựa chọn phụ thuộc vào:

+ Chiều dài nhịp tính toán: Ltt

+ Số l ượng dầm chủ trên mặt cắt ngang

+ Quy mô của tải trọng khai thác

-Xác định chiều cao của dầm chủ theo điều kiện cường độ:

Mu ≤ Mr

Trong đ ó:

+ Mu : Momen tính toán lớn nhất do tải trọng sinh ra

+ Mr : Sức kháng uốn lớn nhất của mặt cắt dầm chủ

-Xác định chiếu cao của dầm chủ theo điều kiện độ cứng(độ võng):

∆LL ≤ [∆]

Trong đ ó:

+ ∆LL : Là độ võng của kết cấu nhịp do hoạt tải

+ [∆]:Độ võng cho phép:

Trang 4

1.Tải trọng xe nói chung: [ ]∆ =800L

2 Tải trọng xe , tải trọng người đi bộ hoặc kết hợp cả hai tải trọng này: [ ]∆ =1000L

-Xác định chiều cao dầm thép theo kinh nghiệm:

+ Chiều cao dầm thép : 1

Với Hsb : Là chiều cao dầm thép (Steel beam)

Hcb : Là chiều cao dầm liên hợp(Composite Beam)

-Ngoài ra việc lựa chọn chiều cao dầm thép cần phải phù hợp với bề rộng của các bản thép hiện có trên thị trường để tránh vioệc phải cắt ghép bản thép 1 cách bất hợp lý

-Trong bước tính toán sơ bộ ta chon chiều cao dầm thép theo công thức:

→ Chọn chiều cao dầm thép :

+ Chiều cao bản bụng : Dw = 150 cm

+ Chiều dày bản cánh trên (Top flange): tt = 3 cm

+Chiều dày bản cánh dưới (Bottom flange) : tb = 3 cm

+Chiều cao toànb bộ dầm thép : Hsb = 150+3+3 = 156cm = 1,56m

2.5 CẤU TẠO BẢN BÊ TÔNG MẶT CẦU

-Kích thước của bản bê tông xác định theo điều kiện bản chịu uốn dưới tác dụng của tải trọng cục bộ

-Chiều bản thường chọn : ts =( 16 ÷25 ) cm

-Theo quy định của 22TCN 272-05 thì chiuề dày của bản bê tông mặt cầu phải lớn hơn 175

mm Đồng thời còn phải đảm bảo theo điền kiện chịu lực và thường lấy theo bảng 5.1 (À.5.2.6.3-1)

=> Ở đây ta chọn chiều dày bản bê tông mặt cầu lan ts = 20 cm

-Bản bê tông có thể cấu tạo vút dạng đường vát chéo, theo dạng đường cong tròn hoặc cóthể không cần cấu tạo vút.Mục đích của việc cấu tạo vút bản bêtông lá nhằm tăng chiều cao dầm => tăng khả năng chịu lực của dầm va tạo ra chỗ để bố trí hệ neo liên kết

-Kích thước cấu tạo bản bêtông mặt cầu:

+ Chiều dày bản bêtông : ts = 20 cm

+ Chiều dày vút bản : th = 12 cm

+ Bề rộng vút bản : bh = 12cm

+ Chiều dài phần cánh hẫng : de = 100 cm

+ Chiều dài phần cánh phía trong: S/2 = 110 cm

Trang 5

Hình 3: Cấu tạo bản bê tông mặt cầu

2200

200 120

30

1500

30

120 400

700

400

20 30

- Cấu tạo bản bụng (web)

+ Chiều cao bản bụng: Dw = 150cm

Trang 6

+ Chiều dày bản bụng: tw = 2 cm

-cấu tạo bản cánh trên: do có bản bê tơng chịu nén nên bản cánh trên của dầm thép chỉ cần cấu tạo đử để bớ trí neo lien kết với bản bê tong, vì vậy kích thước của bản cánh trên thường nhỏ hơn kích thước của bản cánh dưới:

+Bề rợng bản cánh trên : bt = 40 cm

+ sớ tập bản cánh trên : nt = 1 tập

+ chiều dày mợt bản: t = 3 cm

+ tởng chiều dày bản cánh trên:tt = 1 x 3 = 3 cm

- cấu tạo bản cánh dưới:

+ bề rợng bản cánh trên : bt = 70 cm

+ sớ tập bản cánh trên : nt = 1 tập

+ chiều dày mợt bản: t = 3 cm

+ tởng chiều dày bản cánh trên:tt = 1 x 3 = 3 cm

- tởng chiều cao dầm thép: Hsb = 150+3+3 = 156 cm

- cấu tạo bản bê tong: chiều dày bản;ts = 20 cm, chiều cao vút bản: th = 12 cm

- chiều cao toàn bợ dầm lien hợp: Hcb = 156 + 12 + 20 = 188 cm

3.XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT DẦM CHỦ

3.1 CÁC GIAI ĐOẠN LÀM VIệC CủA CầU DẦM LIÊN HỢP:

- Tùy theo biện pháp thi cơng kết cấu nhịp mà cầu dầm liên hợp có các giai đoạn làm việc khác nhau Do đó khi tính toán thiết kế cầu dầm liên hợp thì ta phải phân tích rõ quá trình hình thành kết cấu trong các giai đoạn làm việc từ khi chế tạo, thi cơng đến khi đưa kết cấunhịp vào khai thác

a Trường hợp 1: cầu dầm lien hợp thi cơng theo biện pháp lắp ghép hoặc lao kéo dọc

khơng có đà giáo hay trụ tạm đỡ dưới trong TH này dầm liên hợp làm việc theo 2 giai đoạn:

hình 5 : TH thi cơng KCN theo biện pháp lao kéo dọc

Dầm thép

Bản bê tông

Lớp phủ mặt cầu Hoạt tải

GĐ II: Giai đoạn khai thác

GĐ I: Sau khi đổ bản bê tông mặt cầu

GĐ I: Sau khi thi công xong dầm thép

Trang 7

- Giai đoạn 1: khi thi công xong dầm thép.

Y1 Z1

Dc 2

tv ts

Hdc

Y1

DC1 Hdt

bt

DW

tc 20 bc

700 2200

+ Mặt cắt tính toán: là mặt cắt dầm thép

+ tải trọng tính toán: (tĩnh tải gai đoạn 1)

1 trọng lượng bản thân dầm

2 trọng lượng hệ liên kết dọc và ngang

3 trọng lượng bản bê tong và những phần bê tong được đổ cùng với bản

- giai đoạn 2: khi bản mặt cầu đã đạt cường độ và tham gia làm việc tạo ra hiệu ứng liên hợp giưa dầm thép và bản bê tong cốt thép

+ mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp thép-BTCT

+ tải trọng tính toán:

1. Tĩnh tải giai đoạn 2: bao gồm lớp phủ mặt cầu, chân lan can, gờ chắn bánh (nếu các bộ phận này được đổ bê tông hoặc lắp ghép sau khi tháo dỡ ván khuôn bản

bê tong mặt cầu…)

2. Hoạt tải

b Trường hợp 2: cầu dầm liên hợp thi công

theo biện pháp lắp ghép trên đà giáo cố

định hoặc có trụ tạm đỡ dưới

Trang 8

hình 7: trường hợp thi công KCN trên đà giáo cố định

- Giai đoạn 1: trong giai đoạn thi công thì toàn bộ trọng lượng của kết cấu nhịp và tải trọng sẽ do kết cấu đà giáo đỡ dưới chịu, như vậy trong giai đoạn này mặt cắt dầm chưa làm việc

- Giai đoạn 2: sau khi đỡ đà giáo thì trọng lượng của kết cấu nhịp mới truyền lên các dầm chủ, mặt cắt làm việc trong giai đoạn này là mặt cắt lien hợp như vậy tải trọng tá dụng lên dàm chủ sẽ gồm:

+ Tĩnh tải giai đoạn I

+ Tĩnh tải giai đoạn II

+ Hoạt tải

=> Ở đây ta giả thiết cầu được thi công theo biện pháp lắp ghép bằng cần cẩu hoặc lao kéo dọc nên cầu dầm lien hợp làm việc theo 2 giai đoạn như đã phân tích

3.2 XÁC ĐỊNH ĐẶC TRUNG HÌNH HỌC MẶT CẮT GIAI ĐOẠN I

- Giai đoạn I: khi thi công xong dầm thép và đã đổ bản bê tong mặt cầu, tuy nhiện giữa dầm thép và bản bê tong chưa tạo ra hiệu ứng lien hợp

- Mặt cắt tính toán: mặt cắt dầm thép

- Diện tích mặt cắt dầm thép (diện tích mặt cắt nguyên):

t t c c

NC b t b t

- Xác định mômen tĩnh của tiết diện với trục 0-0 đi qua đáy dầm thép:

2 )2.(

.)2.(

t t t

W w W

c sb c c O

t t b t

D t D

t H t b

- khoảng cách từ đáy dầm đến TTH mặt cắt giai đoạn I:

NC A

- chiều cao phần sườn dầm chịu nén: D C1 =H sb −t c −Y1

- Xác định mômen quán tính của mặt cắt dầm đối với trục TH I-I

+ Mômen quán tính bản bụng:

2 1

3

)2

.(

.12

Y t

D D t D t

w w w w

+ Mômen quán tính bản cánh chịu nén:

2 1

3

)2.(

.12

sb c c c c cf

t Y H b t t b

+ Mômen quán tính bản cánh chịu kéo:

2 1

3

)2.(

.12

t t t t tf

t Y b t t b

Trang 9

+ Mômen quán tính của tiết diện dầm thép: I NC =I W +I cf +I tf

- Xác định mômen tĩnh của mặt cắt dầm thép đối với trục trung hòa I-I:

2

)(

.)2.(

2 1

sb c c NC

t Y H t

t Y H t b

- Bảng kết quả tính toán ĐTHH mặt cắt dầm chủ giai đoạn I

Mômen tĩnh mặt cắt đối với TTH I-I S NC 17875.148 cm 3

MMQT của mặt cắt dầm đối với trục oy I y 101850 cm 4

3.3 XÁC ĐỊNH TRƯNG HÌNH HỌC MẶT CẮT GIAI ĐOẠN II

3.3.1 Mặt cắt tính toán

- Giai đoạn 2: Khi bản mặt cầu đã đạt cừờng độ và

tham gia làm việc tạo ra hiệu ứng lien hợp giữa

dầm thép và bản BTCT

- Mặt cắt tính toán là mặt cắt lien hợp => Đặc trưng

hình học của mặt cắt giai đoạn II là đặc trưng hình

học của tiết diện liên hợp

Y1 Z1

Dc 2

tv ts

Hdc

700 2200

Hình 9: mặt cắt dầm giai đoạn II

3.3.2 Xác định bề rộng tính toán của bản bê tông

- Trong tính toán không phải toàn bộ bản bê tông mặt cầu tham gia làm việc chung vói dầmthép theo phương dọc cầu bề rộng bản bê tông làm việc chung với dầm théo hay còn gọi

Trang 10

là bề rộng có hiệu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều dài tính toán của dầm, khoảng cách giữa các dầm chủ và bề dày bản bê tông mặt cầu các quy trình khác nhau có những qui định khác nhau về bề rộng có hiệu này nhưng tựu chung lại đây là phần bề rộng chịu chính cùng dầm chủ, ngoài bề rộng này bản bê tông chủ yếu làm việc theo phương ngang cầu, nội lực khi làm việc theo phương dọc cầu là nhỏ.

- khi tính bề rộng bản cánh dầm hữu hiệu, chiều dài nhịp hữu hioệu có thể lấy bằng nhịp thực tế đối với các nhịp giản đơn và bằng khoảng cách giữa các điểm thay đổi mômen uốn(điểm uốn của biếu đồ mômen) của tải trọng thường xuyên đối với các nhịp liên tục, thích hopự cả mômen âm và mômen dương

- theo 22TCN 272 – 05 bề rộng bản cánh (bản bê tông) lấy như sau:

- xác định b : lấy giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau: 1

cm

L u 3240 405

8

18

cm b

t

4

110.64

1

;2

1max

b2 b1 bs

Trang 11

cm b

t

4

110.64

1

;2

1max

cm

S

100

2 =

=> Bề rộng tính toán của bản cánh dầm biên: b s =b1+b2 =100+100=200cm

=> Bề rộng tính toán của bản cánh dầm trong: b s =2b2 =2.100=200cm

Trong đó :

+ L chiều dày tính toán nhịp tt :

+ :t chiều dày bản bê tông mặt cầu s

+ b bề rộng tính toán của bản bê tông s :

+S: khoảng cách giữa các dầm chủ

+b : bề rộng bản cánh trên của dầm thép c

+t ; chiều dày bản bụng của dầm thépw

+d : chiều dài phần cánh hẫng.e

3.3.3.Xác định hệ số quy đổi từ bêtông sang thép:

-vì tiết diện liên hợp có hai loại vật liệu là thép và bê tông nên khi tính đặc trưng hình học tatính đổi về một loại vật liệu Ta tính đổi phần bê tông sang thép dựa vào hệ số n là tỷ số giữa môđun đàn hồi của thép và bê tông

+Trường hợp chịu lực ngắn hạn (không xét hiện tượng từ biến của bêtông):

s

c

E n E

=

Trong đó:

+E : là môđun đàn hồi của thép s E =2,1.10 s 5MPa

+E : là môđun đàn hồi của bê tông phụ thuộc vào loại bêtông, c E = 28441,83MPa c

+Egdc : là môđun đàn hồi giả định của bêtông khi có xét đến hiện tượng tư biến, thường lấy0,33

Trang 12

-với f'c =28MPa, ta lấy hệ số quy đổi từ bêtông sang théplàn=8 và n'=24

⇒Khi tính toán phần bêtông bản mặt cầu được tính đổi sang thép bằng cách chia đặc trưng hình học của phần bêtông cho hệ số n (khi không xét từ biến) hoặc n'(khi có xét đến từ biến)

3.3.4Xác định ĐTHH c ủa mặt cắt li ê n hợp ngắn hạn

-mặt cắt lien hợp ngắn hạn được sử dụng để tính toán đối với các tải trọng ngắn han như hoạt tải, trong giai đoạn này ta không xét đến hiên tượng từ biến -Cốt thép trong bản bê tông mặt cầu được bố trí thành hai lưới với các đạc trưng hình học cơ bản sau;+Diên tích cốt thép ở lưới trên: A 2

+Diê n tích cốt thép trong bản: Ar= Art+ Arb

+Khoảng cách từ trong tâm cốt thép đến mép trên c ủa dầm thép:

+n d rb, rb,A :Số thanh , đường kính và diện tích cốt thép ở lưới dưới rb

+a ,rt a : Khoảng cách từ tim lưới cốt thép trên và dưới đến mép bản bêt ông rb

+ts: Chiều dày của bản bêtông

+ th: Chiều dày của vút dầm

+Yr:Khoảng cách từ trong t âm của cốt thép trong bản đến mép trên dầm thép

(Trong tính toán có thể bỏ qua cốt thép của bản mặt cầu)

-Tính diên tích mặt cắt:

+Diện tích bản bêtông: A 2 .1

+Ar: Diện tích cốt thép bố trí trong bản bêtông

+ANC:Diện tích dầm thép

+AST: Diện tích của mặtc ắt liên hợp ngắn hạn

Trang 13

-Mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối với TTHI-I của tiết diện thép

-Khoảng cách từ trong tâm tiết diện dầm thép đến trong tâm tiết diện liên hợp (khoảng

cách từTTH I-I đến TTH II-II)

Z1

ST

'

x S A

=

-Chiều cao phần sườn dầm chịu nén đàn hồi: Dc2=H sb− − −t c Y1 Z1

-Xác định momen quán tính của tiết diện liên hợp:

+ Mô men quán tính của phân dầm thép :

2 1

3.3.5 Xác định ĐTHH của mặt cắt liên hợp dài hạn (Long-term section)

Mặt cắt liên hợp dài hạn được sử dụng để tính toán đối với các tải trọng lâu dài như tĩnh tảigiai đoạn II, co ngót khi đó ta xét đến ảnh hưởng của hiện tượng từ biến

Trong trường hợp có xét tới hiện tượng từ biến thì các đặc trưng hình học của mặt cắt

được tính tương tự như khi không xét từ biến, chỉ thay hệ số n bằng n’

3.3.6 Kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm chủ giai đoạn II

- Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm biên :

Trang 14

Bảng tính kết quả ĐTHH của mặt cắt dầm biên :

ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

CỦA DẦM BIÊN

MC NGẮN HẠN MC DÀI HẠN

ĐƠNVỊ

KÍ HIỆU GIÁ TRỊ KÍ HIỆU GIÁ TRỊ

Bề rộng tính toán của bản bê tông b s 210 b s 210 cm

Diện tích toàn bộ bản bê tông A s 603 A s' 201 cm2Diện tích mặt cắt tĩnh đổi A st 1233 A st' 831 cm2

Mô men tĩnh của Mc với truc I-I S xI 83553.1 S x 39767.8 cm3Khoảng cách từ TTH I-I đến II-II Z I 67.8 Z I 47.86 cmMMQT của dầm thép với trục II-II I NCII 5311686 I NCII' 3861531 cm3MMQT của bản bê tông với trục II-II I s 995667 I s' 702024 cm3MMQT phần vút bản với trục II-II I h 60449 I h' 59054.9 cm3MMQT mặt cắt liên hợp với trục II-II I ST 6367802.0 I ST' 4622610 cm3

MM tĩnh của bản với trục II-II S S 24816.21 S S' 12273.7 cm3Đặc trưng hình học của mặt cắt dầm trong :

Trang 15

Bảng tính đặc trưng hình học của mặt cắt.

Kí hiệu Giá trị Kí hiệu Giá trị

Bề rộng tính toán của bản bê tông b s 220 b s 220 cm

Diện tích toàn bộ bản bê tông A s 628 A s' 209.333 cm2Diện tích mặt cắt tĩnh đổi A st 1258 A st' 839.333 cm2

Mô men tĩnh của Mc với truc I-I S xI 86326.29 S x 40692.2 cm3Khoảng cách từ TTH I-I đến II-II Z I 68.622 Z I 48.482 cmMMQT của dầm thép với trục II-II I NCII 5385390.8 I NCII' 3899538 cm3MMQT của bản bê tông với trục II-II I s 1002755.5 I s' 721043 cm3MMQT phần vút bản với trục II-II I h 56809.47 I h' 57517.2 cm3MMQT mặt cắt liên hợp với trục II-II I ST 6444955.7 I ST' 4678098 cm3

MM tĩnh của bản với trục II-II S S 24298.951 S S' 12147.8 cm3

3.4 xác định đạc trưng hình học mặt cắt giai đoạn chảy dẻo

3.4.1mặt cắt chảy dẻo

- Giai đoạn 3: khi ứng suất trên toàn mặt cắt đều đạt đến giới hạn chảy

-mặt cắt tính toán là mặt cắt liên hợp ⇒đặc trưng hình hoc mặt cắt giai đoạn III là đặc trưng hình hoc của tiết diện liên hợp

Trang 16

Hình 13:mặt cắt dầm giai đoạn chảy dẻo

Y1

Dc 2

tv ts

Hdc

bt

bs

Z1 Z2

3.4.2Xác Định Vị Trí Trục Trung Hòa Dẻo(PNA)

-mặt cắt dầm làm việc trong giai đoạn chảy dẻo khi tất cả các phần trên mặt cắt đều đã đạt đến giới hạn chảy

-tính lực dẻo của các phần của mặt cắt dầm:

+lực dẻo tại bản cánh chịu kéo của dầm thép : Pt=Fyt bt tt

+lực dẻo tại bản cánh chịu n én của dầm thép; Pc=Fyc b c t c

+ lực dẻo tại sườn dầm thép : pW =F D t yw w w

+ lực dẻo tại tr ọng t âm b ản b ê t ông: P s =0.85 .f A c, s

+ lực dẻo xuất hiện tại cốt thép bản phía trên : P rt =F Ayrt rt

+ lực dẻo xuất hiện tại cốt thép bản phía dưới: P rb =F Ayrb rb

-v ị tr í tr ục trung h òa d ẻo(PNA) đ ư ợc x ác đ ịnh nh ư sau ;

+ P P t+ w > +P c P rb+ +P s P rt ⇒ TTH đi qua s ư ờn d ầm

+ N ếu:P P t+ w < +P c P rb + +P s P rtv à P P t+ w+ >P c P rb+ +P s P rt

⇒ TTH đi qua b ản c ánh tr ên

+ n ếu: P P t+ w+ <P c P rb + +P s P rt ⇒TTH đi qua b ản bê tông

-Trong trường hợp TTH đi qua trọng tâm bản bê tông về nguyên tắc ta phải xét xem trục trung hòa ở trên hay ở dưới so với cốt thép trên và cốt thép dưới để có được công thức tính toán chính xác Trong tính toán ta thường bỏ qua phần cốt thép của bản bê tông mặt cầu do đó ta chỉ cần xác định TTH đi qua bản bê tông là đư ợc

- K ết qu ả t ính to án l ực d ẻo t ại c ác ph ầ n c ủa m ặt c ắt:

Trang 17

CÁC ĐẠI LƯỢNG Kí hiệu Dầm biên Dầm trong Đơn vị

-Đối với dầm biên ta có:

⇒Kết luận:TTH dẻo(PNA) đi qua sườn dầm

3.4.4Xác Định Chiều Cao Phần Sườn Dầm Chiụ Nén

-Theo kết quả tính toán ở trên thì cả dầm biên và dầm trong khi đạt đến trạng thái chảy ở toàn bộ mặt cắt thì trục trung hòa dẻo(PNA) đều đi qua sườn dầm.Như vậy ta có:

+Sơ đồ tính:

Mp Ar.Fyr 0,85.As.f'c Ac.Fyc Dcp.tw.Fyw (Dw -Dcp).tw.Fyw At.Fyt

fy

fy f'c

III III

bs

I I

Trang 18

, yr w

+D :chiều cao sườn dầm thépw

+ ,A A :Diện tích cánh chịu kéo và cánh chịu nén t c

+ A: Diện tích sườn dầm

+ Ar: Diện tích coost thép trong bản bêtông

+ Fyt,Fyc :Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của thép làm cánh chịu kéo và cánh chịunén của dầm thép (MPa)

+ Fyr : Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của cốt thép dọc (MPa)

+ Fyw : Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của sườn dầm (MPa)

+ fc': Cường độ nén quy định của bêtông tuổi 28 ngày (MPa)

+ As : Diện tích bản bêtông (mm2)

Kết quả tính chiều cao phần sườn dầm chịu nén :

+ Đối với dầm biên : (thay số ta có)

r yr s c c

yc t yt w cp

A F

A F A f A

F A F D

r yr s c c

yc t yt w

A F A f A

F A F D

4 XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN KCN

4.1 CẤU TẠO CÁC BỘ PHẬN LIÊN KẾT TRONG KCN

4.1.1 Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối

- Dầm ngang tại mặt cắt gối là chỗ đặt kích để nâng hạ các cụm dầm trong quá trình thi công và sửa chữa cầu khi cần thiết Do đó liên kết ngang tại gối phải cấu tạo chắc chắn hơn tại các mặt cắt khác, thong thường là dung các dầm I định hình có số hiệu từ

I300÷I900

- Chọn dầm ngang tại gối là dầm định hình I700

- Cấu tạo dầm ngang tại mặt cắt gối:

A A

Dam ngang Dam ngang

Mat cat A-A

Hình 15: Hệ liên kết ngang tại mặt cắt gối

Trang 19

- Tại mặt cắt gối ta sử dụng dầm ngang I700, tra bảng thép hình ta có các kích thước cấu tạo của dầm ngang như sau:

+ Chiều cao dầm ngang: Hdn = 70 cm

+ Bề rộng bản cánh: bc= 21 cm

+ Chiều dày bản cánh : tc = 2,08cm

+ Chiều dày bản bụng : tw = 1,3cm

+ Diện tích mặt cắt ngang : And = 176cm2

+ Mômen quán tính của mặt cắt: Idn = 134600 cm4

+ Trọng lượng dầm ngang trên 1m dài: gdn = 1,38kN/m

- Xác định trọng lượng dầm ngang tác dụng lên dầm chủ:

+ Số mặt cắt có bố trí dầm ngang : n = 11

+ Số dầm ngang trên mỗi mặt cắt: n = 5 dầm

Tổng số dầm ngang trên toàn cầu là : n = 5x11 = 55 dầm

+ Chiều dài mỗi dầm ngang: Ldn = 1,96cm

Trọng lượng dầm ngang trên 1m dài 1 dầm chủ

0.75

n

q = (kN/m)

4.1.2 Hệ kiên kết ngang tại mặt cắt trung gian

- Tại các mặt cắt trung gian(trừ 2 mặt cắt gối) ta có thể cấu tạo dầm ngang bằng dầm định hình,tuy nhiên việc cấu tạo như vậy sẽ rất tốn kém Do đó tại các mặt cắt trung gian thì hệ liên kết ngang thường được cấu tạo theo dạng hệ gồm có các thanh thép góc Thép góc dung trong kết cấu cầu phải có số hiệu tối thiểu là L≥ L 100x100x10mm

- Chiều cao của hệ liên kết ngang: Hlkn = (0,6÷0,7)Hsb

- Cấu tạo hệ liên kết ngang trung gian:

Mat cat I-I

O

Y

x

Hình 16: Hệ liên kết ngang tại các mặt cắt trung gian

+ Khoảng cách giữa các hệ liên kết ngang: an = 2,70m

+ Số hệ liên kết ngang theo phương dọc cầu là 12 hệ và số hệ liên kết ngang theo phương ngang cầu là 5 hệ => tổng số hệ liên kết ngang trên toàn cầu là 12x5 = 60 hệ liên kết ngang trung gian

- Tại mỗi hệ liên kết ngang được cấu tạo có chiều cao H = 120cm, gồm 6 thanh thép góc L100x100x10, 2 thanh ở phía trên quay lưng vào nhau, 2 thanh ở phía dưới quay lưng vàonhau và 2 thanh thép góc xiên liên kết trực tiếp với sườn tăng cường của bản bụng

- Trọng lượng của hệ liên kết ngang trên một dầm chủ được tính bằng cách tính tổng trọng lượng của tất cả các thanh của hệ liên kết ngang và chia đều cho mỗi dầm chủ x chiều dài dầm chủ

Trang 20

L n

q q

dc

LKN n

×

Trong đó:

+ qn : Trọng lượng của hệ liên kết ngang trên 1m dài 1 dầm chủ

+ ∑q LKN : Tổng trọng lượng của các thanh trong hệ liên kết ngang.

+ ndc: Số dầm chủ trên mặt cắt ngang

+ L : Chiều dài kết cấu nhịp

- Đặc điểm cấu tạo và trọng lượng của hệ liên kết ngang trung gian

TÊN GỌI CÁC ĐẠI LƯỢNG KÍ HIỆU GIÁ TRỊ ĐƠN VỊ

Tổng số hệ LKN trên toàn cầu n lkn 55 hệ

Thép góc cấu tạo thanh ngang

Số hiệu thép làm thanh ngang L100x100x10

Mômen quán tính của 1 thanh LKN I lkn 179 cm 4

Thép góc cấu tạo thanh xiên

Số hiệu thép làm thanh xiên L100x100x10

Mômen quán tính của 1 thanh LKN J lkn 179 cm 4

Trọng lượng LKN trên 1m dài dầm chủ q n 0.55 kN/m

Trang 21

4.1.3 Hệ sườn tăng cường dầm chủ.

- Cấu tạo :

Hình 17 : Bố trí sườn tăng cường dầm chủ

-Chiều dày sườn tăng cường : t≥6mm và cụ thể như sau:

+ ts ≥ 10mm đối với liên kết đinh tán

+ ts ≥ 12mm đối với liên kết hàn

 Ở đây ta chọn sườn tăng cường có chiều dày la ts =16mm

- Tại mặt cắt gối sườn tâng cường thường được cấu tạo có chiều dày lớn hơn hoặc tạo dạng sườn kép để nhận phản lực tại gối Ở đây ta cấu tạo sườn tăng cường tại gối theo dạng sườn kép với khoảng cách giữa 2 sườn là 100mm

- Các sườn tăng cường không được liên kết hàn trực tiếp với bản cánh Do đó tại các mặt cắt trừ mặt cắt cóM = 0 thì sườn tăng cường phải được hàn với một bản đệm và bản đệm này có thể trượt tự do tên bản cánh chịu kéo của dầm

Trang 22

Hình 18 : Liên kết sườn tăng cường với cánh dưới dầm thép

- Kích thước các bản đệm :

+ Kích thước hai chiều : a,b = 30 – 40 mm

+ Chiều dà bản : t = 12 – 20 mm

=>Theo cấu tạo ta chọn kích thước bản đệm là : 180x200x16mm

Sườn tăng cường nên bố trí đối xứng về hai bên sườn dầm

- Kích thước của sườn tăng cường thường được chọn trước sau đó tính toán theo điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng để xác định khoảng cách bố trì giữa các sườn tăng cường Hoặc cũng có thể bố trí khoảng cách giữa các sườn theo cấu tạo của hệ liên kết dọc và ngang cầu sau đó kiểm toán điều kiện ổn định cục bộ của bảnbụng

- Cấu tạo và trọng lượng của hệ sườn tăng cường

Các đại lượng Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Trọng lượng thanh sườn tăng cường g s 0.34 kN

Khoảng cách giữa các sườn tăng cường d o 1.35 m

Trọng lượng hệ STC trên 1m dài 1 dầm chủ q s 0.50 kN/m

- Trọng lượng của sườn tăng cường trên một dầm chủ được tính bằng cách tính tổng trọng lượng của tất cả các sườn tăng cường trên một dầm chủ và chia cho chiều dàidầm chủ

+ qs : Trọng lượng của sườn trên 1m dài dầm chủ

+ gs : Trọng lượng của thanh sườn tăng cường

+ do : Khoảng cách giữa các sườn tăng cường

4.1.4 Hệ liên kết dọc cầu

- Vị trí của hệ liên kết dọc cầu :

+ Đối với kết cấu nhịp cầu dầm thép ta cấu tạo hai hệ liên kết dọc trên và dọc dưới nằm trên mặt phẳng song song với bản cánh trên và bản cánh dưới của dầm thép + Đối với kết cấu nhịp cầu dầm lien hợp thép – BTCT thì bản bê tông mặt cầu đóng vai trò như một hệ liên kết dọc trên do đó trong cầu liên hợp thép – BTCT ta chỉ cần cấu tạo hệ liên kết dọc dưới

-Cấu tạo chung :

Trang 23

Chi tiet A

Hình 19: Cấu tạo hệ liên kết dọc cầu

+ Hệ liên kết dọc được cấu tạo từ thép góc có số hiệu L100x100x10

+ Toàn cầu có 11 khoảng hệ giữa các hệ liên kết ngang, trên mỗi khoang chỉ cấu tạo

một thanh xiên có chiều dài 3.36m ( cấu tạo chi tiết xem bản vẽ hệ liên kết dọc cầu)

+ Các thanh xiên của hệ liên kết dọc được liên kết với sườn dầm chủ thông qua các

bản nút được hàn trưc tiếp với dầm chủ

- Trọng lượng của hệ liên kết dọc trên một dầm chủ được tính bằng cách tính tổng trọng lượng của tất cả các thanh của hệ liên kết dọc và chia đều cho các dầm chủ x chiều dài dầm chủ

L n

q q

dc

LKN n

.

∑

=

Trong đó :

+ qn : Trọng lượng của hệ liên kết dọc trên 1m chiều dài dầm chủ

+ ∑q LKN : Tổng trọng lượng của các thanh trong hệ liên kết dọc.

+ ndc : Số dầm chủ trên mặt các ngang

+ L : chiều dài kết cấu nhịp

- Cấu tạo và trọng lượng của hệ liên kết dọc cầu

Số hiệu thép làm thanh xiên L100x100x10

Trọng lượng thanh trên 1m dài g d 0.15 kN/m

Chiều dài 1 thanh liên kết dọc L d 3.36 m

Số thanh liên két dọc trên 1 khoang n t 3 thanh

Số khoang của hệ liên kết dọc n k 11 khoang

Số thanh liên kết dọc trên toàn cầu n d 33 thanh

Trọng lượng LKD trên 1m dài 1 dầm chủ q d 0.086 kN/m

4.2 XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN I

- Tĩnh tải giai đoạn 1 bao gồm :

+ Trọng lượng bản thân của dầm chủ

+ Trọng lượng hệ liên kết ngang cầu

+ Trọng lượng hệ liên kết dọc cầu

+ Trọng lượng mối nối

Trang 24

+ Trọng lượng bản bê tông mặt cầu và những phần bê tông được đổ cùng với bản như : chân lan can, gờ chắn bánh Trong trường hợp chân lan can lắp ghép thì trọng lượng của nó được tính vào tĩnhtải giai đoạn II.

=> Trọng lượng của các bộ phận trên được tính theo tải trọng dải đều trên 1m dài dầm chủ, do đó ta cóthể gọi là tĩnh tải giai đoạn I dải đều

- Tĩnh tải giai đoạn I được xác định theo công thức :

+ Tĩnh tải tiêu chuẩn : DCtc = qdc + qdn + qn + qs + qd + qb + qgc + qmn

+ Tĩnh tải tính toán : DCtt = γ1.DCtc

Trong đó :

+ DCtc : Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I

+ DCtt : Tĩnh tải tính toán giai đoạn II

+ γ 1 : Hệ số vượt tải đối với tĩnh tải giai đoạn I, γ 1 = 1,25

- Bảng tổng hợp tĩnh tải giai đoạn I

Trọng lượng dầm ngang tại gối qdn 0.75 kN/m

Trọng lượng hệ liên kết ngang khác gối qn 0.55 kN/m

Trọng lượng bản bê tông cốt thép qb 12.06 kN/m

Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn I DCtc 18.99 kN/m

Tĩnh tati tính toán giai đoạn I DCtt 23.74 kN/m

4.3 XÁC ĐỊNH TĨNH TẢI GIAI ĐOẠN II.

- Cấu tạo kết cấu mặt cầu :

- Tĩnh tải giai đoạn II :

+ Trọng lượng lớp phủ lề người đi bộ

+ Trọng lượng lớp phủ mặt cầu phần xe

chạy

+ Trọng lượng phần chân lan can, lan can

và gờ chắn bánh nếu các bộ phạn này được

thi công theo phương pháp lắp ghép ngay

trước khi thi công lớp phủ mặt cầu Hình 20 : Kết cấu mặt cầu

- Khi tính toán tĩnh tải giai đoạn II chúng ta phải vẽ ĐAH áp lực lên từng dầm chủ, sau đó xếp tĩnh tải trọng giai đoạn II lên ĐAH để xác định tải trọng phân bố cho từng dầm Tuy nhiên để đơn giản trong tính toán ta coi như trọng lượng lớp phủ lề đi bộ và trọng lượng lớp phủ mặt cầu phân bố đều cho các dầm chủ Việc giả thiết tính toán này cũng không gây sai số nhiều lắm so với việc tính toán chính xác nên có thể chấp nhận được

- Bảng tính tĩnh tãi giai đoạn II

- Cấu tạo lề người đi bộ

+ Chiều dày trung bình lề người đi bộ hle 5 cm

+ TL người đi bộ /1m dài dầm chủ qle 0.575 kN/m

Trang 25

- Cấu tạo lớp phủ mặt cầu

+ Chiều dày lớp bê tông mui luyện hml 2 cm

+ Tổng chiều dày lớp phủ mặt cầu hmc 12 cm

+ TL lớp phủ mặt cầu/1m dài dầm chủ qmc 3.68 kN/m

- Trọng lượng lan can

+ Trọng lượng phần chân lan can gclc 1.56 kN/m

+ Trọng lượng lan can + tay vịn qlc 0.10 kN/m

- Tĩnh tải tiêu chuẩn giai đoạn II DWtc 5.83 kN/m

- Tĩnh tải tính toán giai đoạn II DWtt 8.75 kN/m

- Trọng lượng lớp phủ lề đi bộ :

6

2300.05,0.5,1.2 2

- Tính tĩnh tải giai đoạn II :

+ Tĩnh tải tiêu chuẩn :

5.1.1 Tính hệ số phân bố ngang đối với dầm biên.

- Điều kiện tính toán :

+ Tính hệ số phân bố ngang do tải trọng Người

+ Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên do tải trọng HL93 trong trường hợp xếp tải trên một làn

- Vẽ tung độ ĐAH áp lực gối R1

Trang 26

de = 100 5x220 de = 100

1,8 m 0,6 m 0,6 m

Hình 21 : Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên

- Xếp tải trọng bất lợi lên ĐAH phản lực gối

- Tính hệ số phân ngang đối với xe tải và xe 2 trục thiết kế :

+ Công thức tính : g = ∑Y i

21+ Hệ số phân bố ngang của xe tải và xe 2 trục thiết kế đối với dầm biên khi xếp trên 1 làn :

g = 2

1 (0,95 + 0,05) = 0,50

- Tính hệ số phân bố ngang đối với tải trọng Người dải đều :

+ Công thức tính : g = y y b le

2

)( 1 2

Trong đó :

+ ble : Là bề rộng của lề đi bộ

+ y1 : Là tung độ ĐAH tại vị trí mép ngoài của tải trọng Người

+ y2 ; Là tung độ ĐAH tại vị trí mép trong của tải trọng Người

+ Hệ số phân bố ngang của tải trọng Người đối với dầm biên :

gNg = 2

1 (1,25 + 0,50).1,50 = 1,312-Kết quả tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên:

Xếp tải trọng Tung độ đường ảnh hưởng Hệ

số(g)

Tải trọng người 1.22727 0.3181818 1.545

Xe tải thiết kế 0.95455 0.1363636 0.5454545

Xe hai trục thiết

Tải trọng làn thiết

Trang 27

5.1.2 tính hệ số phân bố ngang đối với dầm trong:

333.06

2

2 = =

=

n g

Với n:là số dầm chủ,n=6 dầm

Đối với hoạt tải HL_93 thì ta không tính hệ số phân bố ngang cho dầm trong theo phương pháp đòn bẩy mà sử dụng các công thức tính toán đã được thiết lập

5.2 Tính hệ số PBN đối với tải trọng HL_93

5.2.1 điều kiện tính toán

- phương pháp tính hế số phân bố ngang trong 22TCN 272_05 chỉ áp dụng cho các cầuthỏa mản điều kiện sau:

+ Bề rộng cầu không thay đổi trên suốt chiều dài nhịp

+ Số dầm chủ ≥4,trừ khi có qui định khác

+ Các dầm chủ song song với nhau và có độ cúng xấp xỉ nhau

+ phần hẩng curaxe chạy ≤910mm trừ khi có quy định khác

+ Mặt cắt ngang cầu phù hợp với qui định

5.2.1 Tính tham số độ cứng dọc :

-công thức tính

E

n=

Trong đó:

EB:Môđun đàn hồi của vật liệu chế tạo dầm(MPa)

ES:Môđun đàn hồi của vật liệu chế tạo bản(MPa)

I: moomen quán tính của mặt cắt dầm chủ(mm4)

A: diện tích mawtf cắt dầm chủ hay dầm dọc phụ(mm2)

e : khoảng cách từ trọng tâm dầm đến trọng tâm bản (mm) g

Các trị số I và A phải được lấy theo mặt cặt dầm liên hợp

- Bảng kết quả tính tham số độ cứng dọc :

TÊN GỌI CÁC ĐẠI LƯỢNG

Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Môđun đàn hồi của vậy liệu chế

Tỉ số môđun đàn hồi dẩm và

MMQT của mặt cắt ngang dầm

Diện tích mặt cắt ngang dầm thép A t 630 cm 2

KC từ trọng tâm dầm thép đến

Tham số độ cứng dọc K g 71521356 cm 4

Trang 28

5.2.3 Tính hệ số phân bố ngang mo men:

-Điều kiện áp dụng công thức :

+1100<S<4900mm

+110<ts<300mm

+6000<L<7300mm

-Hệ số phân bố ngang moomen cho dầm giữa:

+ trường hợp có 1 làn xe tải:

3 0

3

3 0 4 0

4300006

=

g

g Lt

K L

S S

g

16032400

107152135632400

20004300

2000006

.0

3 0

3

4 3

0 4

0

=

+Trường hợp số làn xếp tải≥ 2 làn:

3 0

3

2 0 6 0

2900075

.0

=

S

g Lt

K L

S S

g

32400

107152135632400

20002900

2000075

.0

3 0 4 2

0 6

0

=

g

- Hệ số phân bố ngang mômen cho đầm biên:

+Trường hợp 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy:

Ta có :g =0.5

+ Trường hợp số làn xếp tải ≥ 2 làn:

G = e.gdầmgiữa với e=0.77+ 1.127

2800

100077

.0

-Hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm giữa:

+ Trường hợp có 1 làn xếp tải:

7600

200036

.0

- Hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm biên :

+ Trường hợp có 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy

Ta có : g=0.500+ Trường hợp số làn xếp tải ≥ 2 làn:

g = e.gdầmgiữa với e=0.6+ 0.933

3000

10006

.0

3000d e = + =

⇒ g= 0.933*0.428=0.399

Trang 29

5.3 TỔNG HỢP HỆ SỐ PHÂN BỐ NGANG TẠI CÁC MẶT CẮT.

5.3.1.Hệ số phân bố ngang tại các dầm biên.

STT LànSố Hệ sốPBN hiệuKí T ẢI TR ỌNG

5.3.2.Hệ số phân bố ngang đối với dầm giữa.(dầm trong)

1 1 làn menmô gm

5.3.3 Xác định hệ số phân bố ngang tính toán.

- So sánh hệ số phân bố ngang giữa dầm biên và dầm trong thì hệ số PBN đối với dầm biên là lớn hơn tức là dầm biên chịu lực bất lợi hơn dầm giữa nên ta tính toán thiết kế cho dầm biên

- So sánh hai trường hợp là xếp tải trên 1 làn và xếp tải trên cả 2 làn ta thấy trường hợp xếp tải trên cả 2 làn bất lợi hơn nên ta tính toán xếp tải trên cả 2 làn

- Kết hợp 2 điều kiện trên thì ta sử dụng hệ số PBN tại các mặt cắt cho trường hợp: dầm thiết kế là dầm biên và số làn xếp tải là 2 làn

Trang 30

6.TÍNH TOÁN NỘI LỰC.

6.1 CÁC MẶT CẮT TÍNH TOÁN NỘI LỰC.

- Về nguyên tắt khi tính toán nội lực ta thường chia dầm chủ ra thành nhiều mặt cắt , khoảng cách giữa các mặt cắt khoảng từ 1 - 2m Tuy nhiên thực tế chỉ cần xác định nội lực tại các mặt cắt quan trọng phục cho việc tính duyệt dầm chủ:

+ Mặt cắt có mô men lớn nhất: mặt cắt giữa nhịp: L/2

+ Mặt cắt có lực cắt lớn nhất: mặt cắt gối

+ Mặt cắt có mô men và lực cắt cùng lớn: L/4 ; L/8

+ Mặt cắt có bố trí mối nối dầm

Hình 2-2 : Các mặt cắt tính toán nội lực

- Bảng toạ độ các mặt cắt tính toán nội lực

STT Tên mặt cắt K í hiệu X Đ ơn v ị

4 Mặt cắt mối nối III-III 10.7 m

6.2 VẼ Đ ƯỜNG ẨNH HƯỞNG NỘI LỰC.

6.2.1.Vẽ đường ảnh hưởng mô men:

Trang 31

Hình 26:ĐAH mô men tại mặ t cắ t mố i nố i (III-III)

21.7 m 10.7 m

Hình 25:ĐAH mô men tại mặ t cắ t L/4 (II-II)

24.3 m 8.1 m

Hình 24:ĐAH mô men tại mặ t cắ t L/8 (I-I)

Trang 32

24.30m 8.10m

Hình 28: ĐAH lực cắt tại mặt cắt L/2 (IV-IV)

6.2.3 Tính diện tích đường ảnh hưởng.

- Diện tích ĐAH mômen tại mặt cắt cách tim gối 1 đoạn bằng x tính theo công thức:

ω =

2

)(L x

2

)( − 2

-Bảng kết quả tính diện tích ĐAH n ội lực tại cắt mặt cắt:

BẢNG 1: DIỆN TÍCH ĐAH NỘI LỰC TẠI CÁC MẶT CẮTMẶT

l-x (m)

x)/l

y=x(l-y1x)/l

Trang 33

+ qtc ,qtt: Tĩnh tải tiêu chuẩn và tĩnh tải tính toán

+ M1tc , M1 : Mômen uốn tiêu chuẩn và tính toán do tĩnh tải

+ V1tc , V1: Lực cắt tiêu chuẩn và tính toán do tĩnh tải

+ ΩM ,ΩM: Tổng diện tích đường ảnh hưởng mômen uốn và lực cắt của mặt cắt cần xác định nội lực

-Bảng tổng hợp nội lực do tĩnh tải:

Nội lực tiêu chuẩn(TTGH Sử dụng)

Nội lực tính toán(TTGH cường độ I)

Đơn vị

6.3.2 Tính nội lực do tải trọng làn và tải trọng ngươì.

- Để tính nội lực do tải trọng làn (lane) và tải trọng người (people) thì ta xếp tải trọng dải đều bất lợi lên ĐAH và tính toán nội lực

- Công thức tính nội lực do tải trọng làn:

Mhtc =g1.q1 ΩM ; Mh’ =g1.q1 ΩM ; Mh =γh M1tc;

Vhtc =g1.q1 ΩV ; Vh’ =g1.q1 ΩV ;Vh =γh V1tc;-Công thức tính nội lực do tải trọng người:

Mngtc =gng.qng ΩM ; Mng’ =gng.qng ΩM ; Mngtt =γh Mngtc;

Vngtc =gng.qng ΩV ; Vng’ =gng.qng ΩV ; Vh =γh Vngtc;Trong đó:

+ q1 , gng: Tải trọng làn va tải trọng người dải đều

+ Mhtc , Mh, Mh’: Mômen uốn tiêu chuẩn, tính toán và mômen uốn khi tính mổi do hoạt tải

+ Vhtc, Vh , Vh’: Lực cắt tiêu chuẩn, tính toán và mômen uốn khi tính mổi do hoạt tải

+ ΩM,ΩM: Tổng diện tích ĐAH mômen uốn và lực cắt của mặt cắt cần xác định nội lực

+ g1, gng: Hệ số phân bố ngang của hoạt tải, tải trọng làn và tải trọng người

+ γh: Hệ tải trọng của hoạt tải

+ Tải trọng làn và tải trọng người không xét đến hệ số xung kích

Trang 34

Bảng tởng hợp nợi lực do tải trong làn (Lane) và tải trọng người :

Nợi

lực

Diện

tích

ĐAH Tải trọng Hệ sớPBN

Nợi lực tiêu chuẩn(TTGH Sử

dụng)

Nợi lục tính toán(TTGH Cường

w+ qlàn qNg glàn gNg g*qlàn*

6.3.3Tính nợi lực do xe tải thiêt kế (Truck)và xe 2 trục thiết kế (Tandem)

-Để tính nợi lực do xe tải và xe 2 trục thiết kế ta xếp tải trọng lên đường ảnh hưởng theo sơđờ bất lợi nhất và tính nợi lực.Ví dụ ta có thể xếp như sau :

xe 2 trục thiết kế

xe tải thiết kế

ĐAH M

ĐAH V

xe tải thiết kế

xe 2 trục thiết kế

-Cơng thức tính nợi lực do xe tải và xe 2 trục thiết kế

Trang 35

+yiM, yiV : l à tung đợ Đah mơ men và lực cắt tại vị trí trục thứ i

+gh : hệ sớ phân bớ ngang của hoạt tải ,tải trọng làn và tải trọng người

+1+IM : hệ sớ xung kích của hoạt tải

+ :Hệ sớ tải trọng của hoạt tải

-Tính mơ men tại mặt cắt I-I(mặt cắt L/8)

Xế p tả i lê n ĐAH mô men tại mặ t cắ t L/8 (I-I)

+Bảng kết quả tính nợi lực

CÁC ĐẠI LƯỢNG Xe tải thiết kế Xe 2 trục thiết kế

NL do tải trọng trục 0.00 513.84 105.22 274.31 389.81 0.00 0

Do hoạt tải tiêu chuẩn Mtch = 434.44 kN.m 434.44 kN.m

Do hoạt tải tính toán Mtth = 950.34 kN.m 950.34 kN.m

-Tính mơ men tại mặt cắt II-II(mặt cắt L/4)

+Xếp tải lên ĐAH:

Trang 36

Xế p tả i lê n ĐAH mô men tại mặ t cắ t L/4 (II-II)

+Bảng tính kết quả nợi lực :

Do hoạt tải tiêu chuẩn Mtch = 1031 kN.m 868.44 kN.m

-Tính mơ men tại mặt cắt III-III(mặt cắt mới nới dầm)

Xế p tả i lê n ĐAH mô men tại mố i nố i (III-III)

Trang 37

Vị trí đặt tải x1 x2 x3 x4 x5 x6

Do hoạt tải tính toán Mtth = 2858 kN.m 2284.6 kN.m

-Tính mơ men tại mặt cắt IV-IV(mặt cắt L/2)

ĐAH mô men tại mặ t cắ t L/2 (IV-IV)

Trang 38

+Bảng kết quả nội lực:

- Tính lực cẳt tại mặt căt 0-0(mặt cắt gối)

Hình 38: ĐAH mômen tại mặt cắt gối (0-0)

+Bảng kết quả tính nội lực:

Trang 39

Do hoạt tải tiêu

Do hoạt tải tính

- Tính lực cẳt tại mặt căt I-I(mặt cắt L/8)

Hình 38:Xếp tải lên ĐAH lực cắt tại mặt cắt L/8 (I-I)

Do hoạt tải tiêu chuẩn V tc

- Tính lực cẳt tại mặt căt II-II (mặt cắt L/4)

Trang 40

Hình 38:Xếp tải lên ĐAH lực cắt tại mặt cắt L/4 (II-II)

Do hoạt tải tiêu chuẩn V tc

- Tính lực cẳt tại mặt căt III-III(mặt cắt mối nối dầm)

Định dạng
Số trang	91
Dung lượng	3,36 MB
File đính kèm	BV+TM.rar (1 MB)