Chương 3: Cơ sở lập phương ỏn và tớnh toỏn thiết kế cụng trỡnh cầu theo Tiờu chuẩn 22 TCN 272
3.1.1.3 Tớnh toỏn theo cỏc trạng thỏi giới hạn
Kết cấu cầu được tớnh toỏn theo cỏc trạng thỏi giới hạn với trạng thỏi giới hạn là tỡnh huống nguy hiểm đặc trưng dự kiến cú thể xảy ra cho kết cấu. Khi vượt qua trạng thỏi giới hạn thỡ kết cấu ngừng thỏa món yờu cầu thiết kế. Cỏc trạng thỏi giới hạn được coi trọng như nhau.
• Khi tớnh toỏn cấu kiện, ta phải đảm bảo cho cỏc cấu kiện thoả món cỏc yờu cầu về mặt sử dụng như cấu kiện chịu lực tỏc dụng khụng quỏ sức, biến dạng khụng quỏ lớn hay khụng xuất hiện vết nứt hoặc vết nứt khụng quỏ rộng. Nếu cỏc điều kiện khụng cũn thoả món được cỏc yờu cầu đú thỡ ta núi rằng kết cấu đó ở vào
Pro
trạng thỏi giới hạn. Sự quỏ độ từ trạng thỏi làm việc bỡnh thường sạng trạng thỏi giới hạn phụ thuộc vào nhiều nhõn tố:
• Trị số và tớnh chất của tải trọng; • Chất lượng và tớnh chất của vật liệu;
• Điều kiện làm việc của cấu kiện và vật liệu;
Cầu phải được thiết kế theo cỏc trạng thỏi giới hạn quy định để đạt được cỏc mục tiờu thi cụng được, an toàn và sử dụng được, cú xột đến cỏc vấn đề : khả năng dễ kiểm tra, tớnh kinh tế và mỹ quan như nờu ở Điều 2.5 tiờu chuẩn 22 TCN 272-05.
Bất kể dựng phương phỏp phõn tớch kết cấu nào thỡ phương trỡnh 1.3.2.1-1 tiờu chuẩn 22 TCN 272 - 05 sau đõy luụn luụn cần được thỏa món với mọi ứng lực và cỏc tổ hợp được ghi rừ của chỳng.
∑ηi γi Qi ≤ Φ Rn = Rr (1.3.2.1-1)
với :
ηi= ηD ηR ηl > 0,95 (1.3.2.1-2)
Đối với tải trọng dựng giỏ trị cực đại của γi:
0 , 1 1 I R D i= ≤ η η η η (1.3.2.1-3) Trong đú :
• γi = hệ số tải trọng : hệ số nhõn dựa trờn thống kờ dựng cho ứng lực. • Φ = hệ số sức khỏng: hệ số nhõn dựa trờn thống kờ dựng cho sức khỏng danh định được ghi ở cỏc Phần 5, 6, 10, 11 và 12.
• ηi = hệ số điều chỉnh tải trọng; hệ số liờn quan đến tớnh dẻo, tớnh dư và tầm quan trọng trong khai thỏc.
• ηD = hệ số liờn quan đến tớnh dẻo được ghi ở Điều 1.3.3. • ηR = hệ số liờn quan đến tớnh dư được ghi ở Điều 1.3.4. `
• ηI = hệ số liờn quan đến tầm quan trọng trong khai thỏc (Điều 1.3.5).
• Qi = ứng lực
• Rn = sức khỏng danh định • Rr = sức khỏng tớnh toỏn : ΦRn
(a) Trạng thỏi giới hạn sử dụng
Trạng thỏi giới hạn sử dụng phải xột đến như một biện phỏp nhằm hạn chế đối với ứng suất, biến dạng và vết nứt dưới điều kiện sử dụng bỡnh thường.
Pro
(b) Trạng thỏi giới hạn mỏi và phỏ hoại giũn
Trạng thỏi giới hạn mỏi phải được xột đến trong tớnh toỏn như một biện phỏp nhằm hạn chế về biờn độ ứng suất do một xe tải thiết kế gõy ra với số chu kỳ biờn độ ứng suất dự kiến.
Trạng thỏi giới hạn phỏ hoại giũn phải được xột đến như một số yờu cầu về tớnh bền của vật liệu theo Tiờu chuẩn vật liệu.
(c) Trạng thỏi giới hạn cường độ
Trạng thỏi giới hạn cường độ phải được xột đến để đảm bảo cường độ và sự ổn định cục bộ và ổn định tổng thể được dự phũng để chịu được cỏc tổ hợp tải trọng quan trọng theo thống kờ được định ra để cầu chịu được trong phạm vi tuổi thọ thiết kế của nú.
(d) Trạng thỏi giới hạn đặc biệt
Trạng thỏi giới hạn đặc biệt phải được xột đến để đảm bảo sự tồn tại của cầu khi động đất hoặc lũ lớn hoặc khi bị tầu thuỷ, xe cộ va, cú thể cả trong điều kiện bị xúi lở.