Thiết kế theo trạng thâi giới hạn mỏi bao gồm giới hạn ứng suất do hoạt tải của xe tải thiết kế mỏi chỉ đạt đến một trị số thích hợp ứng với một số lần tâc dụng lặp xảy ra trong quâ trình phục vụ của cầu.
• Biín độ ứng suất cho phĩp phụ thuộc văo chu kỳ của tải trọng vă cấu tạo liín kết. Đứt gêy phụ thuộc văo cấp vật liệu vă nhiệt độ.
Điều kiện: Φ.(ΔF)n η.γ.Δf. Trong đó:
(ΔF)n lă sức khâng mỏi danh định (MPa)
Δf lă biín độ ứng suất do tải trọng mỏi gđy ra (MPa) Ở trạng thâi giới hạn mỏi thì hệ số sức khâng =1,0; = 1,0. Như vậy điều kiện đảm bảo sức khâng mỏi của dầm lă:
(ΔF)n γ.Δf
γ= 0,75-trạng thâi giới hạn mỏi. • Chu kỳ tải trọng:
Giả thiết rằng đđy lă cầu trín đường cao tốc liín tỉnh với lưu lượng xe lă 20000xe/lăn-ngăy.
Tỉ lệ xe tải trong luồng:
ADTT= 0,15x20000x2(lăn)=6000 xe/ ngăy.
Số lượng xe tải trung bình của hai lăn xe tải đơn trong một ngăy: ADTTSL=p x ADTT=0,85x6000=5100 (xe/ngăy)
Trong đó p=0,85 lă một phần số lăn xe tải trong lăn đơn.
Số chu kỳ ứng suất mỗi lăn xe tải qua, trong thời gian(tuổi thọ) của cầu 100 năm lă:
N=365x100x1,0x5100=186,15x106 chu kỳ. n=1,0 lă chu kỳ của một xe tải
Chọn biín độ cho ứng suất mỏi loại B:kết cấu tổhợp. (ΔF)n = 1 3 ( ) N A = 12 1/3 6 3,93 10 ( ) 186,15 10 x x =27,64MPa. 1/2(ΔF)TH=1/2x110=55MPa > (ΔF)n = 27,64MPa. Vậy (ΔF)n = 55MPa
N lă số chu kỳ biín độ ứng suất. (ΔF)n lă sức khâng mỏi danh định. A lă hệ số cầu tạo lấy ở bảng
(ΔF)TH lă ngưỡng ứng suất mỏi có biín độ không đổi (bảng 3.3)
Biín độ ứng suất lớn nhất được giả thiết bằng 2 lần biín độ ứng suất gđy ra do hoạt tải mỏi đi qua. Tuy nhiín biín độ ứng suất không cần phải nhđn cho 2 vì giới hạn mỏi đê chia cho 2.
Đối với trạng thâi giới hạn mỏi thì: U=0,75x(LL+IM); IM=15%. MLL+IM lă mômen max do tải trọng của dầm ngoăi không hệ số
145KN145KN 145KN 8. 3 5 3. 85 9m 4.3m 35KN 6. 2
Hình 15: Mỏi tại giữa nhịp dầm + Hoạt tải xe thiết kế:
Mxtk
K = 145 × 3,85 + 35 × 6,2 + 145 × 8,35 = 1986 kNm;
IM= hệ số xung kích;
IM = 15% (lấy đối với TTGH mỏi vă giòn);
→ MLL(K) = 0,65.(1+0,15)×1986 = 1484,535 kNm;
Trong đó:
γ = hệ số tải trọng lấy đối với hoạt tải, lấy γ = 0,75;.
Hệ số phđn bố ngang :mgMME=0,89/1,2=0,74(không kể đến hệ số lăn xe). m = 1,2 khi ta xĩt một lăn xe.
Suy ra:MMOI= 0,75x mgMMEx(LL+IM)/m
MMOI=0,75x0,74x1484,535 = 823,916 kNm Suy ra biín độ ứng suất của dầm:
f = b S moi M = 823,916 x106/(2.67x107) = 30,858 MPa. Suy ra f = 30,858 < 55MPa
Trong đó Sb lă mômen khâng uốn của tiết diện liín hợp ngắn hạn.
• Kiểm tra trạng thâi giới hạn mỏi đối với vâch tai tiết diện ở gối Tĩnh tải :DC1=16,59 KN.m , DC2=2,58 KN.m , DW=4,47 KN.m . 3.4KN/m 9.3KN/m 2 145KN 145KN 0 .8 7 1 3 0 .9 6 4 1 0 .7 4 2 6 4.3m 4.3m 33.4m 1.2m 35KN 110KN 110KN 1
Hình 16: sơ đồ xếp xe lín đường ảnh hưởng tại vị trí gối
V=1(1x(16,59+2,58+1x4,47)x16,7+0,74x0,75x(1+0,15)x0,65x(145x1+145x0,8713+35 x0,7426))
=518,138 KN<Vcr=4076,04 KN
Vậy tiết diện dầm đê đảm bảo đủ sức khâng mỏi, nghĩa lă với biín độ ứng suất thấp hơn giới hạn mỏi (ngưỡng ứng suất) chu kỳ tải trọng sẽ không lan truyền, vết nứt mỏi vă mối nối có tuổi thọ cao.
1.3.6.4.Trạng thâi giới hạn về cường độ:
Mô men:
Đối với tiết diện chắc,sức khâng uốn cố hệ số được viết dưới dạng momen.
+Trong đó:
f
Φ :hệ số sức khâng do uốn
Mn=Mp=12376,13 KN.m
Mr: sức khâng uốn tính toân: Mr=φf Mn =12376,13 kNm. Kiểm tra:
Mr=12376,13 (KNm) > Mu = 9732,926 kNm=> thoả mên. (Mu lă momen lớn nhất tại giữa nhịp dầm ngoăi.)
Lực cắt:
Sức khâng cắt tính toân của dầm hoặc tổ hợp hăn Vr được tính theo: Vr=φvVn Trong đó : φv= 1: hệ số sức khâng cắt (6.5.4.2) Vn : sức khâng cắt danh định : Vn=4076,04 KN. Sức khâng cắt có hệ số :Vr =ϕv.Vn = 1.4076,04 = 4076,04 (kN) Ta có Vu = 1189,924 KN < Vr =4076,04 KN. → OK CHƯƠNG 2