IV. TOƠ HỢP TẠI TRĨNG
PHAĂN 3: THIÊT KÊ COƠT
THIÊT KÊ CÁC CHI TIÊT COƠT
1.Nôi hai phaăn coơt :
Dự kiên moêi phaăn coơt là moơt đơn vị vaơn chuyeơn vị trí môi nôi khuyêch đái ở cánh vai coơt 500m do yeđu caău cụa vieơc hàn ở hieơn trường và ở vào choê momen nhỏ hơn ( trong tính toán văn dùng noơi lực ở thiêt dieơn Ct đeơ tính nôi môi )
với cánh ngoài coơt dưới baỉng đường hàn đôi đaău., noơi lực lớn nhât trong nhánh ngoài do caịp noơi lực M1 = M max = 20,46 Tm ; N1= N tư = 30,43 T
Trĩng lực daăm caău cháy : Gdcc = 1,037 T Nngoài =N /2 +M /b'tr
b'tr = bt -δc= 500 - 16 = 484 mm = 0, 484 m ⇒Nng = 200,484,46+302,43= 39,34 T = 39,34.103 KG
Cánh trong coơt tređn nôi đôi đaău với bạn thép "K" . Bạn naỳ được xẹ rạnh loăng vào daăm vai . Noơi lực lớn nhât trong cánh trong cụa coơt tređn gađy bởi caịp noơi lực :
M2 = Mmin = 15,79 Tm
N2 = Ntư = 37,23 T ; Gdcc = 1,037 T
Ntrong =N2 /2 +M2 / b't =37,23 / 2 + 15,79 / 0,484 = 51,24 T = 51,24.103 KG Kieơm trađường hàn đôi đaău với cánh ngoài
h =Nngoài /δ h.lh ≤ Rnh .γ
Chieău dài đường hàn baỉng beă roơng cánh coơt tređn lh = 32-1= 31 cm Chieău cao đường hàn baỉng beă dày thép cạnh : δ h = 1,6 cm
31 . 6 , 1 10 . 34 , 39 3 = ⇒σh = 1033 KG/ cm2 < Rhh =2100 KG / cm2
Môi nôi búng coơt tính đụ chịu lực caĩt tái thiét dieơn nôi . Vì lực caĩt ở coơt tređn khó bé đường hàn đôi đaău lây theo câu táo : hàn suôt , với chieău cao đường hàn đúng baỉng chieău dài thép bạng búng
BULƠNG Ø1460 60 0 500 50 0 i = 1 /5 35 0x 8 5 - 5 57 0 60 0 480 380 12 3 - 3 40 0 1000 750 250 3 4 10 0 100 12 0 5 3 4 BẢN K 75 0 30 0 20 0 5 320 500 16 750 46 0 50 0 250 20 BẢN K 20 50 0 56 0 30 30 12
Nôi coơt tređn với coơt dưới roêng
b-Tính toán daăm vai
Tính như daăm đơn giạn nhịp l=hd =1000mm
Daăm vai chịu uôn bởi lực Ntr = 51,24.103 KG truyeăn từ cánh trong cụa coơt tređn , sơ đoă tính toán như hình vẽ
Phạn lực gôi tựa
A=B =Ntr /2 =51,24.103 / 2 = 25,62.103 KG Mođmen uôn lớn nhât tái giữa nhịp
Mmax =Ntr .l /4 = 51,24.103.1 / 4 = 12,81 .103 KG.m
Chĩn chieău dày bạn đaơy mút nhánh caău trúc coơt bđ =20mm (cũng chính là bạn cánh cụa daăm vai) .Chieău roơng sườn đaău daăm caău cháy bs = 300mm
-Tính chieău dày bạn búng daăm vai
Được xác định từ đieău kieơn ép cúc boơ cụa lực taơp trung Dmax + G dcc =1,037 +75,184 = 76,221 T = 76221 KG
Chieău dài truyeăn lực ép cúc boơ đên búng daăm vai được tính theo cođng thức z=bs +2bd = 30+2x2=34cm
Chieău dày caăn thiêt cụa bạn búng daăm vai được tính theo cođng thức :
dv = 3200 . 34 76221 . max + = R Z G D dcc =0,7 cm
Chĩn dv = 1,2cm
_Búng nhánh caău trúc xẹ rạnh cho bạng búng daăm vai luoăn qua hai bạng búng này lieđn két với nhau baỉng 4 đường góc
-Xác định chieău cao búng daăm vai
Chieău cao này chứa bôn đường hàn góc lieđn kêt bạn búng daăm vai với búng nhánh caău trúc .Giạ thiêt chieău cao đường hàn góc hh = 6mm , chieău dài moơt đường hàn caăn thiêt là:
l h1= 1 ) 1800 . 7 , 0 ( 6 , 0 . 4 25620 76221 1 ) . ( 4 min max + + + = + + g h dcc R h B G D β = 34,7 cm
Chieău dài moơt dường hàn caăn thiêt lieđn kêt bạn K vào búng daăm vai
lh2 = 1 ) 1800 . 7 , 0 .( 6 , 0 . 4 51204 1 ) . 9 . 4 min + = + g h tr R h N β = 18 cm
Do yeđu caău câu táo hdv ≥ 0,5 bd chĩn hdv = 600 mm ; chieău dày bạn cánh dưới daăm vai baỉng 10 mm ;
.Chieău cao bạn búng daăm vai là : hsdv= 60 - ( 2+1) = 57 cm
lh = 34,7 cm < hbdv = 57 cm
Kieơm tra đieău kieơn chịu uôn cụa daăm vai:
Vì tiêt dieơn chữ I khođng đôi xưng ; cánh dườidaăm vai thường là moơt bạn thép naỉm ngang nôi bạn búng cụa 2 nhánh cụa coơt dưới
Cánh tređn cụa daăm vai thường là 2 bạn thép , kích thước 2 bạn này thường khác nhau , neđn thiêt dieơn ngang cụa daăm vai veă 2 phía cụa lực Ntr cũng khác nhau
Đeơ đieău tra uôn cụa daăm vai đụ chịu Mmax caăn phại tính được momen chông uôn cụa cạ 2 thiêt dieơn này và phại tìm vị trí cụa trĩng tađm x-x , khi đieău kieơn uôn thỏa mãn , caăn phại tính lieđn kêt giữa cánh và búng daăm tiêt dieơn chữ I , khoạng đoẫi xứng này khá phức táp .
Có theơ tính đơn giạn thieđn veă an toàn theo quan nieơm chư có rieđng bạn búng daăm vai chịu uôn :
Tính mođmen chông uôn cụa bạn búng: W = 6 57 . 2 , 1 6 . 2 2 = bdv dv h δ = 649,8 cm3
Kieơm tra chịu uôn cụa tiêt dieơn chữ nhaơt:
=Mmaxdv /W = 8 , 649 10 . 12810 2 = 1971,4 KG / cm2 < R = 2100 KG / cm2
2.Chađn coơt -Lieđn kêt coơt với móng a.Câu táo chađn coơt :
Chađn coơt roêng chịu nén leơch tađm câu táo rieđng rẹ cho từng nhánh , chađn cụa moêi nhánh tính như chađn coơt nén đúng tađm . Lực nén tính toán chađn moêi nhánh là lực nén lớn nhât tái tiêt
b.Tính toán bạn đê :
Dieơn tích bạn đê cụa moêi nhánh xác định theo : Fbđnh =Nnhmax /mcb .Rn
Giạ thiêt heơ sô taíng cường đoơ do nén cúc boơ là:
2 , 1 / 3 = = Fm Fbd mcb Trong đó : Fm :dieơn tích maịt móng Fbđ :dieơn tích bạn đê. Chĩn mác 150 có Rn =60KG/cm2 Tính được Rncb = 1,2x 60 = 72 kG/cm2
Chĩn beă roơng B cụa bạn đê theo yeđu caău câu táo B=bc +2.bđ+2C1 =50 +(2x1) + (2x3,5) = 59cm
Các caịp noơi lực đeơ tính toán chađn nhánh coơt vaơn là caịp noơi lực tính toán tiêt dieơn :
- Nhánh caău trúc : Mtư = -104,86Tm ; Nmax = 105,85T
- Nhánh mái : Mtư = 123,24Tm ; Nmax = 105,85T
Và đã tính được : Nct max = 161,88 T ; Nnhmax = 177,21T Dieơn tích yeđu caău cụa mái là:
Fbđmyc =Nnh/mcb .Rn = 177,21x 103 /72=2462cm2
Dựa vào kích thước cụa tiêt dieơn nhánh , chieău dài bạn đê tính theo cođng thức L ≥ Fbđm/B
Chieău dài L cụa bạn đê nhánh mái là: Lbđmyc = Fbđmyc /B =2462/59=38cm Chĩn L=40cm
Dieơn tích yeđu caău cụa nhánh caău cháy là: Fbđctyc =Nnhct/mcb .Rn =161,88x103/72=2248cm2
Chieău dài L cụa bạn đê nhánh caău cháy là: Lbđctyc=Fbđctyc /B =2248/59=42cm
Chĩn L=42cm
Ưùng suât thực tê ngay dưới bạn đê:
nh1 =nhct=Nnhct /Fbđ =161880/(40x59) =68,59kG/cm2 < mcb Rn = 72kG/cm2
nh2 =nhm =Nnhm /Fbđ =177210/(42x59)= 71,5kG/cm2
< mcb Rn = 72kG/cm2
Tính chieău dày bạn đê : Câu táo bạn đê như hình vẽ :
42010 10 35 25 0 10 h = 8 m m h = 8 mm 10 400 10 BULƠNG Ø80 22 BULƠNG Ø90 360 460 500 100 100 10 10 100 460 360 h = 8 m m 100 18 0 17 0 Ơ1 Ơ2 Ơ3 Ơ4 50 980 1000 2L63x4 2L125x8 35 0 540 10 140 160 10 140 100 40 10 0 50 35 0 54 0 150 40 10 100 10150 10 0 50 35 1380 560 25 0 59 0 h = 8 m m
Câu táo chađn coơt roơng
Dieơn tích bạn đê bị các daăm đê ,sườn ngaín chia thành các ođ với các bieđn tựa khác nhau .theo các kích thước cánh ođ và lối ođ tính mođmen uôn trong các ođ này và nhaơn thây raỉng ở nhánh mái :
* Tính cho nhánh mái
OĐ 1 có tỷ sô : b2/a2 =220/250 = 0,88
Trong đó a2 là cánh ngaĩn cụa ođ bạn .Vaơy tra bạng noơi suy được 2 = 0,105
Mođmen lớn nhât cụa ođ bạn này , tính cho dại roơng 1 đơn vị được tính theo cođng thức: M2 =2 .2.d22 =0,105 x 71,5 x 252=4692kGcm
Trong đó :
: heơ sô phú thuoơc lối ođ bạn và tư sô các cánh ođ
2 =nhm = 71,5kG/cm2 :ứng suât nén cụa beđtiođng móng beđn dưới ođ bạn d2 =a2 =25: nhịp tính toán cụa bạn
OĐ 1 có tỷ sô : b2/a2 =188/250 = 0,752
Trong đó a2 là cánh ngaĩn cụa ođ bạn .Vaơy tra bạng noơi suy được 2 = 0,0925
Mođmen lớn nhât cụa ođ bạn này , tính cho dại roơng 1 đơn vị được tính theo cođng thức: M2 =2 .2.d22 =0,0925 x 71,5 x 252=4134kGcm
Mođmen lớn nhât trong ođ bạn này là: Mmax = Mođ1 = 4692kGcm
Chieău dày caăn thiêt cụa bạn đê nhánh mái tính theo cođng thức :
bđ = 6. Mmax /Rγ = 6x4692/(2100 x1) = 3,66 cm Chĩn bđ =40mm
* Tính cho nhánh caău trúc có kích thước B x L = 590 x 400 mm theo câu táo thì các ođ bạn đê nhánh caău trúc có kích thước như hình vẽ . OĐ có kích thước lớn nhât là OĐ4 có cánh b2 = 200mm , a2 = 250mm ,ứng suât lớn nhât : δ = 68,59kG/cm2 bé hơn ứng suât dưới bạn đê cụa nhánh mái . Vì vaơy, lây chieău dày bạn đê nhánh caău trúc là δ = 40mm
c. Tính các boơ phaơn ở chađn coơt -Lieđn kêt coơt vào móng:
Tính daăm đê , toàn boơ lực Nnh truyeăn từ nhánh coơt xuông bạn đê thođng qua 2 daăm đê và đođi sườn hàn vào búng cụa nhánh .Vì vaơy daăm đê chịu tác dúng cụa phaăn phạn lực nh thuoơc dieơn truyeăn tại cụa nó
Tại trĩng leđn daăm đê ở nhánh mái
qdd= [3,5+1 +0,5x2,5]x71,5 =1215,5kG/cm Toơng phạn lực truyeăn leđn daăm đê :
Ndd =qdd.lnhm=1215,5x42=51051kG
Lực Ndđ này do 2 đường hàn lieđn kêt daăm đê với sông và với mép thép góc nhánh coơt phại chịu .
Giạ thiêt chieău cao đường hàn sông hs = 8mm Chieău cao đường hàn mép hm =6mm
Chieău dài caăn thiêt cụa đường hàn sông
lhs= Nbđ(bg -ag)/[bg .hs .(.Rgh )min]= 51051x(14 – 2,2)/(14x0,8x1260)=42,7cm Trong đó
bg :chieău roơng cánh thép góc nhánh
ag :khoạng cách từ trúc trĩng tađm nhánh mái đên đường hàn sông thép góc Chieău dài caăn thiêt cụa đường hàn mép
lhm= Nbđ(bg -ag)/[bg .hs .(.Rgh )min]= 51051x(14 – 2,2)/(14x0,6x1260)=10,6cm
Chĩn bạn đê có tiêt dieơn (500x10) mm .Vì daăm đê có tiêt dieơn lớn hơn nhieău so với nhịp consol cụa bạn đê neđn khođng caăn khođng caăn kieơm tra veă khạ naíng chịu uôn và caĩt cụa daăm đê
Tính sườn ngaín A
Tại trĩng tác dúng leđn sườn qA= 25x71,5=1787,5kG/cm
Mođmen uôn và lực caĩt lớn nhât tái tiêt dieơn ngàm(choê có hai đường hàn góc ,lieđn kêt sườn với búng cụa tiêt dieơn nhánh mái) :
MA=qA.lA2 /2 =1787,5x222/2=432575kG/cm QA =qA.lA =1787,5x22= 39325kG
Lây kích thước sườn ngaín : 400x10mm Wsng = 1x402/6 = 266,7cm3
Kieơm tra sườn ngaín veă uôn :
σsng = 432575/266,7 = 1622kG/cm2 < R = 2100kG/cm2
Kieơm tra sườn ngaín veă caĩt :
τsng = 39325/(40 x1) = 983,1kG/cm2 < Rc = 1300kG/cm2
Tính lieđn kêt sướn ngaín vào búng nhánh coơt , lây chieău cao đường hàn góc la :hh = 8m Khạ naíng chịu caĩt cụa đường hàn
σsng = Msng/Wh = 432575/(0,8x2(50-1)2) = 1523,6kG/cm2
τsng = 39325/(2x0,7x0,8x(50 –1)) = 900,43kG/cm2
σtd = 1523,32 +900,342 =1769,7kG/cm2 < Rgh = 1800kG/cm2
Kích thước daăm đê và sườn ngaín cụa nhánh caău trúc lây baíng kích thước daăm đê và sườn ngaín cụa nhánh mái là đạm bạo :
Bạn đê có kích thước : 400x10mm
Sườn ngaín có kích thước : 400x10mm chung cho cạ hai nhánh * Tính chieău cao các đường hàn ngang :
Các kêt câu sườn như daăm đê ,sườn A, búng cụa nhánh coơt đeău lieđn kêt với bạn đeđ (baỉng hai đường hàn ngang ở hai beđn).Chieău cao đường hàn caăn thiêt cho moêi lieđn kêt cú theơ
-Với lieđn kêt cụa daăm đê vào bạn đê:
hh= qdđ. /2.(.Rg)min= 1215,5/(2x1260) = 0,48 cm -Với lieđn kêt cụa sườn A vào bạn đê:
hh= qA /2.(.Rg)min=1787,5/(2x1260) = 0,71cm -Với lieđn kêt cụa búng nhánh vào bạn đê:
hh= qb /2.(.Rg)min=[71,5 .(0,5.18,8+1,2+0,5.22)]/(2.1260) = 0,61cm Chĩn thông nhât hh=8mm cho tât cạ các đường hàn ngang
Các boơ phaơn chi tiêt liên kêt ở chađn coơt cụa nhánh caău trúc cũng được tính toán tương tự nhánh mái.
4.Tính bulođng neo
Từ bạng toơ hợp noơi lực coơt , ở tiêt deơn chađn coơt ,ta tìm ra toơ hợp cho mođmen uôn lớn nhât và lực dĩc nhỏ nhât .Đó là caịp noơi lực do tĩnh tại và do gió gađy ra
Toơ hơp gađy kéo lớn nhât cho nhánh ngoài : M = 8,866 – 117,39 = - 108,524 Tm N = 31,38T
Toơ hơp gađy kéo lớn nhât cho nhánh trong :
M = 8,866 + 2,199 + 18,417 +12,395 + 111,26 = 153,137 Tm N = 31,38 + 7,56 + 22,675 = 61,615T
Như vaơy , caịp noơi lực này sinh ra lực nhoơ lớn nhât trong bulođng neo do đó noơi lực đeơ tính bulođng neo là:
M2=(Mt .nb /nt ) +Mg = (8,866x0,9/1,1) - 117,39 =-110,136Tm N2=Nt .nb /nt = 31,38x0,9 / 1,1 = 25,67T
Trong đó
nt = 1,1 :heơ sô vượt tại cụa tại trĩng tĩnh .
Mt ,Nt : noơi lực ở tiêt dieơn chađn coơt do tại trĩng tĩnh gađy ra Mg : mođmen ở tiêt dieơn chađn coơt do tại trĩng gió gađy ra .
Từ M2 , N2 vừa tính tređn đađy tính được lực noơ trong bulođng (tức là lực kéo trong nhánh mái) Nnhoơmái = (M2 /c) -(N2 .y1/c) = (110,136.103/0,978) - (25,67.103x 0,473/0,978)= 100,2.103 kG Trong đó
c = 0,978m khoạng cách giữa hai trúc trĩng tađm cụa 2 nhánh
y1 = 0,473m :khoạng cách từ trúc trĩng tađm toàn tiêt dieơn đên trúc cụa nhánh caău trúc Dieơn tích tiêt dieơn caăn thiêt cho moơt bulođng neo ở nhánh mái là :
Fthyc Nb /Rneo =100200/1400 =71,57cm2
Chĩn 2 bulođng φ80mm có dieơn tích tiêt dieơn : Fblchoơn = 2 x 41,4 = 82,8 cm2 ≥ Fthyc =71,57cm2
Tính bulođng trong nhánh caău cháy :
Từ M, N vừa tính tređn đađy tính được lực noơ trong bulođng (tức là lực kéo trong nhánh caău trúc) Nnhoơmái = (M1 /c) -(N1 .y2/c) =151,525.103/ 0,978 –55,91.103x0,505/0,978 = 126,1.103 kG Trong đó
y2 =0,505m :khoạng cách từ trúc trĩng tađm toàn tiêt dieơn đên trúc cụa nhánh mái Dieơn tích tiêt dieơn caăn thiêt cho moơt bulođng neo ở nhánh mái là :
Fthyc Nb /Rneo =126100/1400 =90,07cm2
Chĩn 2 bulođng φ90mm có dieơn tích tiêt dieơn : Fblchoơn = 2 x 53,6 = 107,2 cm2 ≥ Fthyc =90,07cm2
* Sườn đở bulođng neo tính như consol ,chịu lực kéo lớn nhât trong bulođng baỉng : Nk = 0,5 x 126100 = 63050 kG
Lây δs = 10mm , chieău cao hs = 350mm
Momen M = Nk . e = 63050 x 10 = 630500kGcm
e = 10cm : Khoạng cách từ trúc bulođng đên beă maịt daăm đê Sườn hàn vào daăm đê baỉng đường hàn 2 beđn có hh = 8mm σh = M/Wh = 630500x6/(4x0,7x0,8x(35-1)2) = 1461kG/cm2
τh = Nk/Fh = 63050/(4x0,7x0,8x(35 –1)) = 827,9kG/cm2
σ td = 14612 +827,92 = 1679,3kG/cm2 < Rgh = 1800Kg/cm2
Kieơm tra tiêt dieơn sườn :
σh = M/Ws = 630500x6/(2x1x352) = 1544,1G/cm2
σ td = 1544,12 +900,72 = 1787,6kG/cm2 < 1,15R = 2415KG/cm2
Chieău đay bạn thép ngang chĩn δ = 5cm , bạn thép ngang tính như daăm đơn giạn chịu tại trĩng Nk . Daăm có nhịp l =100mm , tiêt dieơn cụa bạn là : 200 x 50 mm
M = Nk .l/4 = 63050 x10 /4 = 157625 kGcm
σh = M/W = 157625x6/(20x52) = 1891,5kG/cm2 < R = 2100kG/cm2
τh = Nk/Fs = 63050/(2x20x5) = 315,25kG/cm2 < Rc = 1300kG/cm2