Đang tải... (xem toàn văn)
[r]
(1)THI T K K THU TẾ Ế Ỹ Ậ
CHƯƠNG I: THI T K LAN CAN – L B HNHẾ Ế Ề Ộ Các n i dung s th c hi nộ ẽ ự ệ :
I Thi t k tính tốn kh ch u l c c a lan can tay v n.ế ế ả ị ự ủ ị II Thi t k tính tốn l b hnhế ế ề ộ
III Thi t k tính tốn kh ch u l c va xe c a bó v a.ế ế ả ị ự ủ ỉ I THI T K TÍNH TỐN LAN CANẾ Ế :
1 V t li u thi t kậ ệ ế ế:
Thi t k lan can dành cho ngế ế ười b c u độ ầ ường ôtô M c đích lan can đ mụ ả b o an toàn cho ngả ười l ngề ười c u.ở ầ
M c đ an toàn lan can thi t k theo tiêu chu n L3 – c p dùng cho h u h t cácứ ộ ế ế ẩ ấ ầ ế đường cao t c có c xe t i xe n ng ố ả ả ặ
2 C u t o lan can, tay v n:ấ ạ ị
Hình I.1: C u t o lan canấ ạ 3 TÍNH TỐN LAN CAN:
3.1 C u t o chung lan canấ ạ :
Ta ch n tay v n tr lan can làm b ng v t li u thép AIIọ ị ụ ằ ậ ệ Ti t di n tay v n thép ng có b dày 5mmế ệ ị ố ề
Thép ng l n đố ược đ t v i kích thặ ước :
110
11
0
5 100
5
10
0
5
ng tay v n trên
Ố ị
Đường kính ngồi : D = 110 mm Đường kính : d = 100 mm Thép ng nh đố ỏ ược đ t dặ ướ ới v i kích thước:
90
80
90
5
80
5
ng tay v n d i
Ố ị ướ
Đường kính ngồi : D = 70 mm Đường kính : d = 60 mm
Vì t i tr ng bên tác d ng lên hai lan can đả ọ ụ ược qui ước nh nhauư nên ta s ti n hành ki m tốn cho có ti t di n nh phía dẽ ế ể ế ệ ỏ ưới
3.2/ T i tr ng tác d ng lên lan can :ả ọ ụ
T nh t i :ỉ ả
Tr ng lọ ượng b n thân :ả
(2) Ho t t i :ạ ả
Ho t t i tính tốn cho lan can ngạ ả ười b độ ược qui ước m t t i tr ngộ ả ọ phân b đ u Wố ề i = 0,37 N/mm đ t theo c hai phặ ả ương đ ng ngang( i làứ phương c a t i tr ng tác d ng ) t i tr ng t p trung Pủ ả ọ ụ ả ọ ậ i = 890 N đ t t i v tríặ ị nguy hi m nh t theo b t kì phể ấ ấ ương
Vì lan can làm b ng ng thép tròn nên kh ch u t i tr ng tácằ ố ả ị ả ọ d ng theo m i phụ ọ ương nh
Đ đ n gi n hố tính tốn ta có th mơ hình lan can nh p đ n gi n,ể ả ể ị ả chi u dài nh p 1985mm ch u t i tr ng tác d ng quy v m t phề ị ị ả ọ ụ ề ộ ương v i đớ ộ l n t i tr ng nhân v i h s t i tr ng nh sau:ớ ả ọ ệ ố ả ọ
Trong Wd tính g m ho t t i tĩnh t i.ồ ả ả 3.3./ N i l c lan canộ ự :
S đ tính tốn:
- Momen l n nh t lan can:ớ ấ 3.4./ Momen kháng u n c a lan can :ố ủ
S c kháng u n c a lan can:ứ ố ủ Do đó:
= 269,1764.104 Nmm
V y : .Lan can tho u ki n ch u u n ậ ả ề ệ ị ố 4./ THI T K TR LAN CAN Ế Ế Ụ
4.1
/ S đ c u t o tr lan can:ơ ấ ạ ụ
5 5 7
Ống thép liên kết Þ 100 Dày 3mm
Đường hàn 4mm
R57
Đường hàn góc h = 4mm
Đường hàn 4mm Ống thép liên kết Þ 64
Dày 3mm
R5500
Tấm thép T1 757x152x5 97 70 3 R50 R35 Dày 4mm R2200 R57 R5600
Tấm thép T2 1510x152x5 152 160 4.2
./.S đ tính tốn ngo i l c tác d ng:ơ ồ ạ ự ụ
(3)S đ tính tốn tr lan canơ ồ ụ
Trong đó: P = 890N, l c t p trung tác d ng đ nh tr lan can, theo phự ậ ụ ỉ ụ ương b t kỳ.ấ W = 0,37 N/mm, l c phân b tác d ng tay v n theo c phự ố ụ ị ả ương
Tĩnh t i:ả
- Tr ng lọ ượng b n thân c a tr lan can: ả ủ ụ
- Tr ng lọ ượng tay v n tính 1985m chi u dài: ị ề
Ho t t i :ạ ả - -
S đ l c tác d ng nh hình v ự ụ ẽ 4.3./ N i l c t i chân c a tr :ộ ự ạ ủ ụ
- L c nén d c tr c :ự ọ ụ
- Momen u n :ố
- L c c t :ự ắ
4.4./.Đ t tr ng hình h c ti t di n nh nh tặ ư ọ ế ệ ỏ ấ
Ta s ki m toán cho ti t di n nh nh t tr lan can ẽ ể ế ệ ỏ ấ ụ S đ ti t di n nh nh t tr lan canơ ế ệ ỏ ấ ụ
Di n tích c a ti t di n ệ ủ ế ệ
Momen quán tính c a ti t di n đ i tr c x-xủ ế ệ ố ụ Bán kính quán tính
4.5./.Ki m toán s c ch u nén c a tr lan can:ể ứ ị ủ ụ Đ m nh :ộ ả
là giá tr đ m nh 1/r tị ộ ả ương ng v i ng su t t i h n đàn h i c c đ i Fứ ứ ấ ự cr = 0,5Fy :
> = 29,6
Do c t n đ nh khơng b o n.ộ ổ ị ị ằ ng su t cho phép c a c t :
Ứ ấ ủ ộ
ng su t làm vi c th c t c a c t : Ứ ấ ệ ự ế ủ ộ
<
Ti t di n đ m b o an toàn v ch u l cế ệ ả ả ề ị ự
4.6./.Ki m toán s c ch u nh c a bulông chân tr :ể ứ ị ổ ủ ụ S đ bu lông liên k t tr lan canơ ồ ế ụ
(4)L c nh tác d ng vào bulông:ự ổ ụ
Cân b ng momen quanh hàng bulơng th ta cóằ ứ L c c t tác d ng m t bulông :ự ắ ụ ộ
S c kháng c t c a bulơng :ứ ắ ủ Trong :
: Di n tích bulơng theo đệ ường kính danh đ nh ị : Cường đ ch u kéo nh nh t c a bulôngộ ị ỏ ấ ủ : S m t ph ng c t cho bulôngố ặ ẳ ắ
V y :ậ
Ta có Rn = 63382,78 N > Pu-1 = 1032 N V y Bulông đ kh ch u c t.ậ ủ ả ị ắ S c kháng kéo c a bulông ch u c t nh đ ng th i:ứ ủ ị ắ ổ
Ta có :
=> S c kháng kéo c a Bulơng đứ ủ ược tính theo công th c :ứ > P = 10641,56 N
V y Bulông th a u ki n ch u kéo.ậ ỏ ề ệ ị II THI T K TÍNH TỐN L B HÀNH:Ế Ế Ề Ộ 1 V t li u thi t kậ ệ ế ế:
L ngề ười thi t k r ng 1.0m, b trí đ i x ng qua tim c u, b ng BTCT đế ế ộ ố ố ứ ầ ằ ổ t i ch , cạ ổ ường đ ch u nén c a BT sau 28 ngày 28MPa.ộ ị ủ
C t thép s d ng lo i thép tròn tr n CI, có ;ố ụ 2 S đ tính l ngơ ồ ề ười đi:
L ngề ười mơ hình m t d m gi n đ n, chi u dài tính tốn , xét m tộ ầ ả ề ộ đ n v chi u dài theo phơ ị ề ương d c c uọ ầ
3 T i tr ng tác d ngả ọ ụ :
- T i tr ng ngả ọ ười phân b đ u:ố ề - Tr ng lọ ượng b n thân bêtông :ả
DC2 = 1000 x 100 x 0.25 x 10-4 = 2.5 N/mm T h p t i tr ng :ổ ợ ả ọ
Momen u n l n nh t t i m t c t gi a nh p:ố ấ ặ ắ ữ ị
Hình II.1: S đ tính l b hànhơ ồ ề ộ 4 Tính tốn c t thépố :
Th c hi n toán ki m tra cự ệ ể ường đ , xác đ nh l i kh ch u l c c a ti t di nộ ị ả ị ự ủ ế ệ hình ch nh t đ t c t đ n.ữ ậ ặ ố
Ti t di n tính tốn cho b n m t l ngế ệ ả ặ ề ười hình ch nh t có kích thữ ậ ước: h x b =100x 1000 mm ch u mômen u n Mị ố u nh trên:ư
(5)- Ch n kho ng cách t tr ng tâm c t thép đ n mép bê tông: a’ = 25mmọ ả ọ ố ế - Kho ng cách t mép BT ch u nén đ n tr ng tâm c t thép ch u kéo: ả ị ế ọ ố ị
ds = h – a’ = 100 – 25 = 75 mm
- Xác đ nh chi u cao vùng nén a:ị ề a = ds - 75 -
- B n l b hành có 28 MPa< f'ả ề ộ c = 30 Mpa < 56 Mpa
- Xác đ nh kho ng cách t th ch u nén đ n tr c trung hoà c:ị ả ị ế ụ c = = => = < 0,45
- Xác đ nh trị ường h p phá ho i cho toán c t đ n:ợ ố
0.01 < 0,45 toán thu c trộ ường h p phá ho i d oợ ẻ - Xác đ nh di n tích c t thép:ị ệ ố
As = =
- Ki m tra hàm lể ượng c t thép t i thi u:ố ố ể
Asmin = 0.03.b.h.= 0.03.1000.75.= 241 mm2
- Ch n 5ọ φ10 a200, 1000 mm có thép (di n tích Aệ s = 392,5 mm2) theo phương d c l b hành b trí 5ọ ề ộ ố φ8 a200, có di n tích Aệ s = 251,2 mm2
V i : , nên l y h s ấ ệ ố Xét t s : ỉ ố
, ti t di n thu c trế ệ ộ ường h p phá ho i d o.ợ ẻ Kh ch u l c c a ti t di n ch u u n:ả ị ự ủ ế ệ ị ố
Đi u ki n an toàn v kh ch u l c:ề ệ ề ả ị ự ( tho mãn)ả
III TÍNH TỐN KH NĂNG CH U L C VA XE C A BÓ V AẢ Ị Ự Ủ Ỉ : 1 S c kháng c a bó v a đ i v i tr c th ng đ ng:ứ ủ ỉ ố ớ ụ ẳ ứ
- Ta ti n hành ki m tra kh ch u l c c a bó v a d ng tế ể ả ị ự ủ ỉ ường nh sau:ư + S đ tính toán c a lan can d ng tơ ủ ường s đ d oơ ẻ
+ Ch n c p lan can c p dùng cho c u có xe t i ọ ấ ấ ầ ả
B ng 2.1: L c tác d ng vào lan canả ự ụ
Phương l c tác d ngự ụ L c tác d ng (KN)ự ụ Chi u dài l c tácd ng(mm)ềụ ự Phương m m ngangằ Ft = 240 Lt = 1070 Phương th ng đ ngẳ ứ FV = 80 LV = 5500 Phương d c c uọ ầ FL = 80 LL = 1070 + Bi u th c ki m toán cể ứ ể ường đ c a lan can có d ngộ ủ
Khi xe va vào gi a tữ ường: Khi xe va vào đ u tầ ường: Trong đó:
: s c kháng c a lan can ứ ủ
: s c kháng mômen m t đ n v chi u dài đ i v i tr c th ng đ ngứ ộ ị ề ố ụ ẳ ứ : s c kháng mômen m t đ n v chi u dài đ i v i tr c n m ngangứ ộ ị ề ố ụ ằ : s c kháng c a d m đ nhứ ủ ầ ỉ
(6)- Xác đ nh chi u cao vùng nén: ị ề
- Kho ng cách t th ch u nén đ n tr c trung hoàả ị ế ụ - Xác đ nh trị ừơng h p phá ho i c a ti t di nợ ủ ế ệ
Ti t di n thu c trế ệ ộ ường h p phá ho i d oợ ẻ
- S c kháng u n c t thép ngang tồn b chi u cao bó v a:ứ ố ố ộ ề ỉ - Ki m tra lể ượng c t thép t i thi u:ố ố ể
V y tho m n u ki n c t thép nh nh tậ ả ả ề ệ ố ỏ ấ
2.3.3.Chi u dài đề ường ch y: ả
Chi u cao bó v a: H=300 mm, khơng b trí d m đ nh nên ề ỉ ố ầ ỉ * V i trớ ường h p xe va vào gi a tợ ữ ường:
- Chi u dài đề ường ch y:ả - S c kháng c a tứ ủ ường: v y tho mãnậ ả
* V i trớ ường h p xe va vào đ u tợ ầ ường: - S c kháng c a tứ ủ ường:
Tho mãnả
3 Tính tốn ch ng c t cho lan can t i m t c t ti p xúc v i B n m t c uố ắ ạ ặ ắ ế ớ ả ặ ầ : S truy n l c gi a lan can b n m t c u :ự ề ự ữ ả ặ ầ
Gi thi t s c kháng danh đ nh Rả ế ứ ị W phát tri n theo góc nghiêng : b t đ u t Lể ắ ầ c L c c t t i chân tự ắ ường va ch m xe c Vạ ộ CT tr thành l c kéo T m t đ n ự ộ ị chi u dài b n h ng :ề ả ẫ
(13.7.3.5.2-1)
S c kháng c t danh đ nh Vứ ắ ị n c a m t ti p xúc :ủ ặ ế (5.8.4.1-1)
Trong :
- Di n tích m t ti p xúc ch u c t: ệ ặ ế ị ắ
- Di n tích c t thép neo c a m t ch u c t:ệ ố ủ ặ ị ắ
- L c nén t nh t i: ta xét đ n t nh t i bó v a truy n xu ng:ự ỉ ả Ở ế ỉ ả ỉ ề ố
- Trường h p bêtông đợ ược đ bêtông đông c ng r a s ch nên ta có hổ ứ ệ s dính k t: c = 0,52 h s ma sát:ố ế ệ ố
Ta th y:ấ
(7)tho u ki n ả ề ệ
V y : tho mãn u ki n ch ng trậ ả ề ệ ố ượ ủt c a lan can