Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cÊu Mơc lơc : 1.6 TÝnh to¸n néi lùc hoạt tải 11 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Danh sách hình vẽ 1.6 Tính toán nội lực hoạt tải 11 Sinh viªn: Trang Trêng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Danh sách bảng biểu 1.6 Tính toán nội lực hoạt tải 11 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu BàI TậP LớN CƠ HọC KếT CấU 1.1 Sơ đồ kết cấu tính toán Hình 1.1 - Sơ đồ tính toán kết cấu 1.2 Các số liệu giả định Số liệu Ký hiệu Giá trị Diện tích mặt cắt ngang A 0.6 m2 Diện tích lớp phủ mặt cầu ADW 0.1 m2 Tỷ trọng vật liệu làm dầm c 24 kN/m3 Tỷ trọng cđa vËt liƯu lµm líp phđ γ 22 kN/m3 HƯ số phân bố ngang mô men mgM 0.75 Hệ số phân bố ngang lực cắt mgV 0.5 Trọng lợng thân rải WDC = A* c 14.4 kN/m Trọng lợng lớp phủ rải WDW = ADW* 2.2 kN/m Hoạt tải HL- 93 1.3 Phân chia mặt cắt Để đơn giản tính toán, ta chia thành 11 mặt cắt, khoảng cách đoạn 2m, kết nh hình vẽ Hình 1.2 - Sơ đồ phân chia mặt cắt Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu 1.4 Đờng ảnh hởng nội lực tất mặt cắt Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.3 - Đờng ảnh hởng mô men mặt cắt Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.4 - Đờng ảnh hởng lực cắt tất mặt cắt 1.5 Tính nội lực tĩnh tải Tĩnh tải bao gồm trọng lợng thân kết cấu trọng lợng tĩnh tải phần 2, hai loại tải trọng đợc quy tải trọng phân bố Khi xếp tĩnh tải lên đờng ảnh hởng tải trọng phân bố trải dài hết chiều dài đờng ảnh hởng Nội lực mặt cắt đợc tính tải trọng phân bố nhân diện tích đờng ảnh hởng Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.5 - Nguyên tắc xếp tĩnh tải lên đờng ảnh hởng Mặt cắt 10 11 Mặt cắt 10 11 Bảng 1.1 - Mô men tĩnh tải Diện tÝch DiƯn tÝch Tỉng MDC = MDW = ®ah d®ah âm diện tích AMi*WDC AMi*WDC ơng (m2) (m2) đah (AMi) (kN.m) (kN.m) 0 0 -5 43.2 6.6 12 -10 28.8 4.4 12 -15 -3 -43.2 -6.6 -20 -12 -172.8 -26.4 -25 -25 -360 -55 -12 -12 -172.8 -26.4 -3 -3 -43.2 -6.6 2 28.8 4.4 3 43.2 6.6 0 0 B¶ng 1.2 - Tổ hợp mô men tĩnh tải 1.25*MDC + MDW 1*MDC + 1*MDW MDC 1.5MDW 0 0 43.2 6.6 63.9 49.8 28.8 4.4 42.6 33.2 -43.2 -6.6 -63.9 -49.8 -172.8 -26.4 -255.6 -199.2 -360 -55 -532.5 -415 -172.8 -26.4 -255.6 -199.2 -43.2 -6.6 -63.9 -49.8 28.8 4.4 42.6 33.2 43.2 6.6 63.9 49.8 0 0 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.6 - Biểu đồ mô men tĩnh tải TTGH cờng độ I Hình 1.7 - Biểu đồ mô men tĩnh tải TTGH sử dụng Mặt cắt trái Diện tích đah dơng (m2) 3.2 1.8 0.8 0.2 7.5 Sinh viên: Bảng 1.3 - Lực cắt tĩnh tải Diện tích Tổng VDC = ®ah ©m diƯn tÝch AVi*WDC (m ) ®ah (AMi) (kN.m) -2.5 2.5 36 -2.7 0.5 7.2 -3.3 -1.5 -21.6 -4.3 -3.5 -50.4 -5.7 -5.5 -79.2 -7.5 -7.5 -108 7.5 108 VDW = AVi*WDC (kN.m) 5.5 1.1 -3.3 -7.7 -12.1 -16.5 16.5 Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải phải 10 11 Mặt cắt Trái phải 10 11 5.5 3.5 1.6 0.4 MDC 36 7.2 -21.6 -50.4 -79.2 -108 108 79.2 50.4 21.6 -7.2 -36 0 -0.1 -0.9 -2.5 Bé m«n KÕt cÊu 5.5 3.5 1.5 -0.5 -2.5 79.2 50.4 21.6 -7.2 -36 12.1 7.7 3.3 -1.1 -5.5 B¶ng 1.4 - Tỉ hợp lực cắt tĩnh tải 1.25*MDC + MDW 1*MDC + 1*MDW 1.5MDW 5.5 53.25 41.5 1.1 10.65 8.3 -3.3 -31.95 -24.9 -7.7 -74.55 -58.1 -12.1 -117.15 -91.3 -16.5 -159.75 -124.5 16.5 159.75 124.5 12.1 117.15 91.3 7.7 74.55 58.1 3.3 31.95 24.9 -1.1 -10.65 -8.3 -5.5 -53.25 -41.5 Sinh viên: Trang 10 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Bảng 1.26 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Trục xe (Pi) Tung ®é (yi) Pi*yi (kN) ∑ P * y (kN) i i 145 kN Xe tải thiết kế không tính 145 kN 35 kN Xe hai trôc 110 kN 0.2 110 kN 0.08 22 30.8 8.8 Lực cắt dơng lớn nhÊt xe thiÕt kÕ 30.8 kN DiƯn tÝch phÇn đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM 0.2 1.86 kN Tính toán lực cắt âm Loại xe Xe tải thiÕt kÕ Xe hai trơc Trơc xe (Pi) Tung ®é (yi) Pi*yi (kN) 145 kN -0.8 -116 145 kN -0.5 -72.5 35 kN -0.08 -2.8 110 kN -0.8 -88 110 kN -0.68 Sinh viªn: -74.8 ∑ P * y (kN) i i -193.1 -132.5 Trang 46 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Lực cắt âm lín nhÊt xe thiÕt kÕ -193.1 kN DiƯn tÝch phần đờng ảnh hởng lực cắt âm AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM -5.7 -53.01 kN * Mặt cắt 6, trái - Lực cắt âm Hình 1.44 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.27 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt trái hoạt tải Tính toán lực cắt âm Loại xe Xe tải thiết kÕ Trơc xe (Pi) Tung ®é (yi) Pi*yi (kN) 145 kN -1 -145 145 kN -0.5 -72.5 35 kN -0.08 -2.8 110 kN -1 -110 Sinh viªn: ∑ P * y (kN) i i -220.3 Trang 47 Trờng đại học Giao thông Vận tải Xe hai trục 110 kN Bộ môn Kết cấu -0.88 -206.8 -96.8 Lực cắt âm lớn nhÊt xe thiÕt kÕ -220.3 kN DiƯn tÝch phÇn đờng ảnh hởng lực cắt âm AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM -7.5 -69.75 kN * Mặt cắt 6, phải - Lực cắt dơng Hình 1.45 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.28 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt phải hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Trơc xe (Pi) Tung ®é (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 145 145 kN 145 0.31 10.85 35 kN Sinh viªn: ∑ P * y (kN) i i 300.85 Trang 48 Trờng đại học Giao thông Vận tải Xe hai trơc 110 kN 110 kN Bé m«n Kết cấu 110 220 110 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế 300.85 kN Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM 7.5 69.75 kN * Mặt cắt - Lực cắt dơng Hình 1.46 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.29 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 145 Sinh viªn: ∑ P * y (kN) i Trang 49 i Trờng đại học Giao thông Vận tải Xe tải thiết kế Xe hai trục Bé m«n KÕt cÊu 145 kN 0.76 110.2 35 kN 0 110 kN 110 110 kN 255.2 220 110 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế 255.2 kN Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM 5.5 51.15 kN * Mặt cắt - Lực cắt dơng Hình 1.47 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.30 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Trơc xe (Pi) Tung ®é (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 145 Sinh viªn: ∑ P * y (kN) i Trang 50 i Trờng đại học Giao thông Vận tải Xe tải thiết kế Xe hai trục Bộ môn Kết cÊu 145 kN 0.37 53.65 35 kN 0 110 kN 110 110 kN 0.98 107.8 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM 198.65 217.8 217.8 kN 3.5 32.55 kN * Mặt cắt - Lực cắt dơng Hình 1.48 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt * Mặt cắt - Lực cắt âm Sinh viên: Trang 51 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.49 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.31 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai trục Trục xe (Pi) Tung ®é (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 0.8 130.5 145 kN 0 35 kN 0 110 kN 0.8 88 110 kN 0.55 Lực cắt dơng lớn nhÊt xe thiÕt kÕ Sinh viªn: 60.5 ∑ P * y (kN) i i 116 148.5 148.5 kN Trang 52 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM 1.6 14.88 kN Tính toán lực cắt âm Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai trục Trơc xe (Pi) Tung ®é (yi) Pi*yi (kN) 145 kN -0.2 -29 145 kN 0 35 kN 0 110 kN -0.2 -22 110 kN i i -29 -22 Lực cắt âm lớn xe thiết kế Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt âm AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM ∑ P * y (kN) -29 kN -0.1 -0.93 kN * Mặt cắt 10 - Lực cắt dơng Sinh viên: Trang 53 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.50 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt * Mặt cắt 10 - Lực cắt âm Hình 1.51 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.32 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt 10 hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 0.4 58 145 kN 0 35 kN 0 110 kN 0.4 44 Sinh viªn: ∑ P * y (kN) i i 58 Trang 54 Trờng đại học Giao thông Vận tải Xe hai trục 110 kN Bé m«n KÕt cÊu 0.16 61.6 17.6 Lùc cắt dơng lớn xe thiết kế 61.6 kN Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM 0.4 3.72 kN Tính toán lực cắt âm Loại xe Xe t¶i thiÕt kÕ Xe hai trơc Trơc xe (Pi) Tung ®é (yi) Pi*yi (kN) 145 kN -0.6 -87 145 kN 0 35 kN 0 110 kN -0.6 -66 110 kN -0.37 -40.7 Lực cắt âm lớn xe thiết kế Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt âm AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM Sinh viên: P * y (kN) i i -87 -106.7 -106.7 kN -0.9 -8.37 kN Trang 55 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.52 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng1.33 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt 11 hoạt tải Tính toán lực cắt âm Loại xe Xe t¶i thiÕt kÕ Xe hai trơc Trơc xe (Pi) Tung ®é (yi) Pi*yi (kN) 145 kN -1 -145 145 kN -0.16 -23.2 35 kN 0 110 kN -1 -110 110 kN -0.76 Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt âm AV (m2) Sinh viên: i i -162.8 -193.6 -83.6 Lực cắt âm lớn xe thiết kế Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM ∑ P * y (kN) -193.6 kN -2.5 -23.25 kN Trang 56 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu 1.6.4 Tính toán vẽ biểu đồ bao lực cắt Bảng 1.34 - Bảng tổ hợp lực cắt dơng hoạt tải Mặt cắt Vxe (kN.m) VLàn (kN.m) mgV[(1+IM)*Vxe+VLan] Trái phải 10 11 232.55 167.55 118.8 74.8 30.8 300.85 255.2 217.8 148.5 61.6 46.5 29.76 16.74 7.44 1.86 69.75 5.5 3.5 14.88 3.72 168.59 119.6 82.62 50.47 20.18 222.91 162.25 137.88 100.25 40.36 Bảng 1.35 - Bảng tổ hợp lực cắt âm hoạt tải Mặt cắt Vxe (kN.m) VLàn (kN.m) mgV[(1+IM)*Vxe+VLan] trái phải 10 11 -97.9 -97.9 -97.9 -162.3 -193.1 -220.3 0 -29 -106.7 -193.6 -23.25 -25.11 -30.69 -33.99 -53.01 -69.75 0 -0,93 -8.37 -23.25 -72.813 -73.743 -76.533 -118.433 -147.193 -172.563 0.000 0.000 0.000 -18.590 -70.873 -132.625 Bảng 1.36 - Bảng tổ hợp mô men tĩnh tải hoạt tải TTGH Cờng độ I Mặt cắt 1.25*VD C + 1.5VDW Sinh viên: Lực cắt âm Lực cắt dơng mgV[(1+IM)*Vxe+VLan] V giới hạn dới V giới hạn 0.95{1.25*VDC + 1.5VDW+ Trang 57 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu 1.75*mgV[(1+IM)*Vxe+VLan] } trái phải 10 11 53.25 10.65 -31.95 -74.55 -117.15 -159.75 -72.813 -73.743 -76.533 -118.433 -147.193 -172.563 168.59 119.6 82.62 50.47 20.18 -70.464 -112.48 -157.59 -267.72 -356 -438.65 330.87 208.95 107 13.084 -77.743 -151.76 159.75 0.000 222.91 151.76 522.34 117.15 74.55 31.95 -10.65 -53.25 0.000 0.000 -18.590 -70.873 -132.625 162.25 137.88 100.25 40.36 111.29 70.823 -0.5534 -127.94 -271.08 381.03 300.04 197.02 56.981 -50.588 Bảng 1.37 - Bảng tổ hợp lực cắt tĩnh tải hoạt tải TTGH Sử dụng Mặt cắt 1*MDC + 1*MDW Lực cắt âm Lực cắt dơng mgV[(1+IM)*Vxe+VLan] Sinh viên: V giới hạn dới V giới hạn 1*{VDC + VDW+ Trang 58 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu mgM[(1+IM)*Vxe+VLan]} trái phải 10 11 41.5 8.3 -24.9 -58.1 -91.3 -124.5 -72.813 -73.743 -76.533 -118.433 -147.193 -172.563 168.59 119.6 82.62 50.47 20.18 -31.313 -65.443 -101.43 -176.53 -238.49 -297.06 210.09 127.9 57.72 -7.63 -71.12 -124.5 124.5 0.000 222.91 124.5 347.41 91.3 58.1 24.9 -8.3 -41.5 0.000 0.000 -18.590 -70.873 -132.625 162.25 137.88 100.25 40.36 91.3 58.1 6.31 -79.173 -174.13 253.55 195.98 125.15 32.06 -41.5 Hình 1.41 - Biểu đồ bao lực cắt TTGH cờng độ I Sinh viên: Trang 59 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.42 - Biểu đồ bao lc cắt ë TTGH sư dơng Sinh viªn: Trang 60 ... viªn: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu BàI TậP LớN CƠ HọC KếT CấU 1.1 Sơ đồ kết cấu tính toán Hình 1.1 - Sơ đồ tính toán kết cấu 1.2 Các số liệu giả định Số liệu Ký hiệu Giá... đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Danh sách hình vẽ 1.6 Tính toán nội lực hoạt tải 11 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Danh sách bảng biểu 1.6 Tính... Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.3 - Đờng ảnh hởng mô men mặt cắt Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.4 - Đờng ảnh hởng lực cắt tất