L. TÍNH TOÂN MỐI NỐI DẦM CHỦ
1.Tính Toân Mối Nối Bản Biín Dầm Chủ:
- Trong tiết diện dầm thì bản biín của dầm lă bộ phận chủ yếu chịu uốn cho dầm, trong câc công trình cầu thường xuất hiện ứng suất đổi dấu do tâc dụng của tải trọng động, đồng thời đối với cầu dầm thĩp liín hợp thì tiết diện dầm được hình thănh qua 2 giai đoạn, vì vậy mă tiết diện dầm cũng chịu lực qua hai giai đoạn, ở mỗi giai đoạn bản biín của dầm sẽ có câc giâ trị ứng suất khâc nhau. Bản biín dầm sẽ chịu hầu như toăn bộ mômen uốn. Do đó, khi tính toân mối nối của bản biín dầm chủ ta phải tính toân mối nối theo điều kiện chịu uốn của dầm.
- Với việc bản biín của dầm chủ tham gia chịu uốn cho dầm nín khi tính toân mối nối bản biín dầm ta nhận thấy sẽ có một số trường hợp lăm việc của bulông mối nối như sau:
+ Bu lông có thể bị kĩo đứt.
+ Bulông có thể bị ĩp chặt văo thănh tấm thĩp, giảm khả năng chịu lực của đinh. + Bulông không chịu được lực nhổ, lăm bong bulông ra khỏi đai ốc.
Từ nhận định trín khi tính toân thiết kế mối nối của bản biín dầm phải thoả mên lă bulông sẽ không bị kĩo đứt, bulông sẽ không bị bong ra khỏi đai ốc, vă ta cũng cần phải kiểm tra sức khâng mỏi của bulông khi chịu kĩo dọc trục.
1.1 Xâc định nội lực tại tiết diện mối nối câch gối cầu 6 m.
- Xâc định mômen do hoạt tải tại tiết diện câch gối cầu 6m:
126 399 428 331 443 600 2300 120 Ðah M(6m) 430 430 0.367 0.69 0.55 0.741 430 430 Ðah V(6m) 120 2300 MLL+IM=mg[(MTr hoặc MTa)(1+ 100 IM )+MLn] VLL+IM=mg[(VTr hoặc VTa)(1+ 100 IM )+VLn] MTr = 145.(4,43 +3,31) + 35x1,26 = 1166,4 kNm. MTa = 110x(4,28+3,99) = 909,7 kNm. MLn = 9,3x(4,43x23)/2 = 437,79 kNm. Suy ra MLL+IM = 0,65x0,627x( 1187,875x1,25+502,2 ) = 835,57 kN m. - Xâc định lực cắt do hoạt tải:
VTr = 145x(0,741+0,55)+35x0,367 = 200,4 kN. VTa = 110x(0,741+0,69) = 157,4 kN.
VLn = 9,3x0,741x0.5x (23-6)= 58,57 kN.
Suy ra VLL+IM = 0,65x 0,627x(200,4x1,25+58,57) = 105,40 kN.
Nội lực do tĩnh têi vă hoạt tải gđy ra tại tiết diện câch gối cầu 6m khi chưa có hệ số: Loại Lực W (kN/m) M(kNm) V(kN) D1 10,15 535.43 57.81 D2 1,98 100.87 10.89 D3 2,5 127.36 13.75 LL+IM 835.574 105.40
Nội lực do tĩnh tải vă hoạt tải gđy ra tại tiết diện câch gối 6m:
Loại Lực Hệ Số γ M(kNm) V(kN)
D1 1,25 669.29 72.26
D2 1,5 151.31 16.34
D3 1,25 159.20 17.19
LL+IM 1,75 1462.25 184.45
Tổng mômen vă lực cắt do tĩnh tải vă hoạt tải gđy ra:
M6m = 0,95.( 669,29+151,31+159,20+1462,25) = 2319,95 kNm. V6m = 0,95. (72,26+16,34+17,19+184,45) = 275,72 kN.
1.2. Xâc Định Nội Lực Tại Câc Bản Biín:
- Đối với dầm đơn giản thì biín dưới của dầm luôn luôn chịu kĩo, vă trường hợp dầm chịu tâc dụng của cả tĩnh tải vă hoạt tải lă lớn nhất.
- Đối với biín chịu nĩn thì có thể chịu nĩn hoặc chịu kĩo tuỳ thuộc cấu tạo của dầm vă cũng tuỳ thuộc văo câc giai đoạn lăm việc của dầm liín hợp.
-Trong tiết diện dầm liín hợp do bản bítông cốt thĩp cũng tham gia chịu nĩn cùng với bản biín trín của dầm thĩp, điều năy lă để giảm chiều cao dầm vă bản biín trín có thể cấu tạo bĩ hơn bản biín dưới của dầm thĩp. Vì vậy mă ứng suất tại mĩp của biín trín vă biín dưới sẽ khâc nhau, cho nín kích thước bản nối cũng như số đinh cần thiết bố trí cho mối nối bản biín trín vă mối nối bản biín dưới cũng khâc nhau.
-Khi tính toân đặc trưng hình học của dầm ta phải kể đến giảm yếu của tiết diện.Với tiết diện giảm yếu lấy đối với đường kính lỗ vă số đinh trín 1 hăng ngang.
-Diện tích của bản nối biín dầm sau khi kể đến giảm yếu phải không nhỏ hơn diện tích của bản biín, điều năy thoả mên lă để đảm bảo độ ổn định của mối nối vă đảm bảo điều kiện bản nối không bị phâ hoại trước bản biín dầm.
- Chọn bu lông lă loại bu lông cường độ cao đường kính 20 mm, đường kính lỗ tròn chuẩn lă 22mm.
- Khi tính toân để an toăn ta xem ứng suất lớn nhất ở biín dưới của dầm thĩp đạt đến cường độ chịu uốn nhỏ nhất của thĩp bản biín Fu = 450MPa. Do đường ứng suất có mối quan hệ tuyến tính do đó ứng suất ở mĩp bản biín bín kia của dầm thĩp được xâc định:
'u u F = d t .Fu
Fu’ ứng suất ở biín ở biín kia khi biín năy đạt đến Fu.
t (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
,d ứng suất lần lượt ở mĩp biín trín vă mĩp biín dưới của dầm thĩp tại tiết diện ¼ do tất cả tải trọng gđy ra.
Xâc định ứng suất tại mĩp biín dầm :
*ứng suất nĩn ở đỉnh dầm thĩp do tải trọng có hệ số
Tải Trọng MD1 MD2 MD3 MLL+IM Stthĩp Stliínhợp US(MPa)
D1 669.29 -10514140 -63.66
D2 151.31 -29246004 -5.17
D3 159.20 -29246004 -5.44
(LL+IM) 1462.25 -79106978 -18.48
Tổng cộng -92,76
*ứng suất đây dầm thĩp do tải trọng có hệ số
Tải Trọng MD1 MD2 MD3 MLL+IM Stthĩp Stliínhợp US(MPa)
D1 669.29 11763578 56.90 D2 151.306 65 14971591 10.11 D3 159.20 14971591 10.63 (LL+IM) 1462.25 14060280 104.00 Tổng cộng 181,63 Suy ra: Fu’= 63 , 181 76 , 92 x450 = 229,8 MPa.
Khi đó nội lực trong câc biín dầm được xâc định theo công thức: Biín trín: Nt = ft.At Biín dưới: N = f .A . ft1 fb2 fb1 Bản nối sườn ft2
Với ft ứng suất tại trọng tđm bản biín trín, fb ứng suất tại trọng tđm bản biín dưới. At, Ab lần lượt lă diện tích của bản nối biín trín vă bản nối biín dưới có kể đến giảm yếu.
Ta có:
* Khi sử dụng bulông để liín kết mối nối của bản biín dầm cũng như mối nối sườn dầm ta chú ý một số yếu tố liín quan đến cấu tạo mă đê bị khống chế không được vi phạm như sau:
- Theo cấu tạo thì khoảng câch của câc bulông từ tim đến tim không được nhỏ hơn 3 lần đường kính của nó, nghĩa lă không nhỏ hơn 60mm.
- Để đảm bảo ĩp xít mối nối của liín kết, chống ẩm thì khoảng câch từ tim bulông đơn ngoăi kề với cạnh tự do của bản nối hay thĩp hình phải thoả mên:
S ≤ (100+4t) ≤ 175mm.
- Nếu có một hăng thứ hai bố trí so le với hăng kia mă có khoảng câch đến mĩp tự do nhỏ hơn 38+4t thì cự li so le S giữa hai hăng đinh thoả mên:
S ≤ 100+4t(3 4
g
) ≤ 175mm.
- Khoảng câch từ tim bulông đến mĩp thanh không nhỏ hơn 34mm (bulông d=20mm). Trong đó:
t: chiều dăy nhỏ hơn của bản nối hay thĩp cần nối(mm). g: khoảng câch ngang giữa câc bulông(mm).
- Từ những khống chế về khoảng câch tối đa, tối thiểu vừa níu ta có thể đưa ra câch bố trí câc bulông dùng cho mối nối bản biín trín vă biín dưới như sau:
- Mối nối của bản biín trín dự định bố trí 4 đinh:
- Chọn thĩp bản nối có tiết diện 300x16mm.
Abản nối = 300x16 + 130x16x2 = 8960mm2. Alỗ = 4x16x22x2 = 2816mm2.
Agiảm yếu = 8960 – 2816 = 6144mm2 > Anguyín = 300x20 = 6000mm2. Nt = 6144x229,8x10-3 = 1411,89 kN. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Mối nối của bản biín dưới dự định bố trí 1 hăng 6 đinh d =20mm:
Bản biín dưới có kích thước 400x20mm. Anguyín = 400x20 = 8000mm2. - Chọn bản nối có tiết diện 400x16mm vă hai bản nối 190x16mm.
90 70 35 70 35 300 25 25
Abản nối = 400x16 + 190x2x16 = 12480mm2.
Alỗ = 6x22x16x2 = 4224mm2.
Agiảm yếu = 12480 – 4224 = 8256 mm2 > Abản nối. Suy ra Nb = 8256x444,40 = 3669,05 kN.
1.3. Tính Toân Sức Khâng Danh Định Của Một Đinh:
- Như đê nói ở trín, trong tiết diện dầm thì bản biín đóng vai trò chủ yếu lă chịu mômen cho tiết diện dầm, do vậy mă khi phâ hoại đinh có thể xảy ra một số trường hợp phâ hoại như sau: Đinh bị cắt đứt, đinh chịu ĩp mặt, đinh cũng có thể bị nhổ.
- Vì vậy mă khi tính toân mối nối của bản biín ta phải thiết kế sao cho sức khâng danh định của đinh không nhỏ hơn lực tâc dụng lín đinh.