Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu thép - Bài 7: Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (Tiếp theo) - Nguyễn Ngọc Tuyển

Nội dung text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu thép - Bài 7: Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (Tiếp theo) - Nguyễn Ngọc Tuyển

1. 9/21/2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CẦU THÉP NGUYỄN NGỌC TUYỂN Bộ môn Cầu và Công trình ngầm website: 4‐2012 Tính toán thiếtkế kếtcấunhịpcầu thép (t.theo) • 4.3.5. Xác định sức kháng cắtdanhđịnh  Trường hợpbảnbụng không có sườntăng cường. – Tùy theo độ mảnh củasườndầmmàcóthể sườndầmlàm việcchảydẻodo cắt, bị mất ổn định đàn dẻohoặcbị mất ổn định đàn hồi. DE • Khi 2.46 sức kháng cắttheođiềukiệnchảydẻo: tFw yw VVnp 0.58 FDt yww ED E • Khi2.46 3.07 sức kháng cắttheođiềukiện Ftyww Fyw sườnbị mất ổn định đàn dẻovàkhiđó: 2 VtEFnwyw 1.48 140 1
2. 9/21/2012 Tính toán thiếtkế kếtcấunhịpcầu thép (t.theo) DE • Khi 3.07 sức kháng cắttheođiềukiện tFw yw 4.55tE3 sườnbị mất ổn định đàn hồivàkhiđó: V w n D  Trường hợpbảnbụng có sườntăng cường – Đốivớimảnh sườndầmnằm trong các khoang giữacủatiết diện đặcchắc 141 Tính toán thiếtkế kếtcấunhịpcầu thép (t.theo) • Khi thì M ufp 0,5 M VVCnps • Khi thì M ufp 0,5 M VRCVCVnspp trong đó: 0.87 1 C C C S 2 d 1 o D MM R 0.6 0.4 ru 1 M0,75M  rfy VFDtpyww 0.58 • Mu = mômen lớnnhấttrongmảnh sườndầm đang nghiên cứudo các tảitrọng tính toán (Nmm) 142 2
3. 9/21/2012 Tính toán thiếtkế kếtcấunhịpcầu thép (t.theo) • Vn = sức kháng cắt danh định (N) • Vp = lựccắtdẻo(N) • Mr =sức kháng uốntínhtoán(N‐mm) • f = hệ số sức kháng đốivớiuốn • My = mômen chảy(N‐mm) • D = chiều cao bảnbụng • do = khoảng cách giữa các sườntăng cường (mm) • C = tỷ số của ứng suấtcắtgâymất ổn định vớicường độ chảycắt, tỷ số C phải đượcxácđịnh theo quy định dưới đây D Ek C 1 khi 1.10 tFwyw 1.10 Ek Ek D Ek C 1.10 1.38 D khi Fyw FywtF w yw tw 143 Tính toán thiếtkế kếtcấunhịpcầu thép (t.theo) 1.10 Ek C D Ek 2 khi 1.38 D Fyw tF wyw tw • Trong đó 5 k 5 2 do D 144 3
4. 9/21/2012 Tính toán thiếtkế kếtcấunhịpcầu thép (t.theo) – Đốivớimảnh sườndầmnằm trong các khoang giữacủatiết diện không đặcchắc • Khifufy 0.75 F thì VVCnps • Khifufy 0.75 F thì VRCVCVnspp Trong đó • fu= ứng suất lớn nhất trong bản cánh chịu nén ở trong panen đang xem xét do tải trọng tính toán 145 Tính toán thiếtkế kếtcấunhịpcầu thép (t.theo) – Đốivớimảnh sườndầmnằm trong khoang đầu(6.10.7.3.3c) VCVnp 146 4
5. 9/21/2012 4.4. Kiểmtoántiếtdiệndầm • 4.4.1. Trạng thái giớihạncường độ – Đốivớitiếtdiện đặcchắc:  iiM M r trong đó • = mô men ngoạilựccókể các hệ số tảitrọng  iiM • Mr = là sức kháng uốncủatiếtdiện, sức kháng này xác định bởibiểu thứcMr = φMn. – Đốivớitiếtdiện không đặcchắcvàtiếtdiệnmảnh f f Fr 147 Kiểmtoántiếtdiệndầm (t.theo) f F trong đó f r • ff = ứng suấtkéohoặcnéntrongcánhdầm; • Fr = Cường độ kháng uốn cho phép củacánhdầm; Fr = φFn = Fn (thông thường φ = 1); • Fn = Cường độ kháng uốn danh định củacánhdầm; – Khi kiểmtrasức kháng cắt  iiVV r trong đó •  iiV = lựccắtdo ngoạilựccókể các hệ số tảitrọng • Vr = là sức kháng cắtcủatiếtdiện, sức kháng này xác định bởibiểu thứcVr = φVn. 148 5
6. 9/21/2012 Kiểmtoántiếtdiệndầm (t.theo) • 4.4.2. Trạng thái giớihạnsử dụng – Khi kiểmtoántheotrạng thái giớihạnsử dụng phảixéthai điềukiện: f 11 • Vềđộvõng:  vớidầm đơngiản L 800 1000 f 11  vớidầmhẫng Lh 300 375 • Vềứng suất: – Trong dầm thép không liên hợp: f fbyf 0.80RF – Trong dầm thép liên hợpvớibảnBTCT: f fbyf 0.95RF 149 Kiểmtoántiếtdiệndầm (t.theo) • 4.4.3. Trạng thái giớihạnvề mỏi – Có thể xảyravớithépcơ bảnhoặccácmốihàn – Kiểmtoánđốivớicácnơichịu ứng suấtkéothực(chỉ có kéo) và nơimàứng suấtnéndo tảitrọng tĩnh tiêu chuẩnchỉ bằng dướihailầntrị sốứng suấtkéodo hoạttảigâymỏi. – Điềukiệnkiểmtra: f F n trong đó: • (Δf) = Biên độ ứng suấtdo tảitrọng mỏi: • (ΔF)n = Sức kháng mỏi danh định, xác định như sau: 1 A 3 1 FF nTH N 2 150 6
7. 9/21/2012 Kiểmtoántiếtdiệndầm (t.theo) – Nhắclại: “Hoạttảigâymỏi” • Xe tảithiếtkế vớikhoảng cách giữa2 trụcnặng không đổibằng 9m có xét đếnhệ số xung kích và hệ số làn cho 1 làn xe. • Hệ số tảitrọng củahoạttảilấytheobảng trong quy trình 3.4.1.1. γ = 0.75 • Hệ số xung kích: 1+IM = 1.15 • Tảitrọng người đibộ lấybằng 3x10‐3 MPa tính đồng thờivớixetảithiết kế nếu đường bộ hành rộng hơn0.6m 151 Kiểmtoántiếtdiệndầm (t.theo) • A = Hệ số lấytừ bảng phụ thuộcchi tiếtkiểmtramỏi; • N = chu kỳứng suấttrongsuốtthờikỳ sử dụng công trình; • (ΔF)TH = giớihạnmỏi(trabảng) • Đốivớithépcơ bản ở các chi tiết liên kếtbằng đường hàn góc, ở đó bản không liên tụcthì(ΔF)n lấynhư sau: H 0.094 1.23 t F FFcc p nn1 n 6 t p • tp = bề dày bản • H = chiềucaođường hàn góc c • (ΔF) n = sức kháng mỏi danh định tương ứng vớiloạichi tiếtC 152 7
8. 9/21/2012 Kiểmtoántiếtdiệndầm (t.theo) – Hiên tượng mỏicóthể xảyravớisườndầmdo dao động vì sườnmảnh. Kiểmtramỏi này thông qua kiểmtra: (1) ứng suất nén do uốnvà(2) ứng suấtcắt – (1) Ứng suấtnéndo uốn khi không có sườntăng cường ngang phải đảmbảocácyêucầusau: 2Dc E • fcf = Fyw nếu 5,70 tFw yw 2 t w 2Dc E • fEcf 32.5 nếu 5,70 2D c tFw yw trong đó: • fcf = ứng suấtnénđàn hồilớnnhất trong cánh dầmchịu nén (khi tính theo đàn hồi) do tĩnh tảitiêuchuẩnvàhoạttảimỏi. 153 Kiểmtoántiếtdiệndầm (t.theo) • Fyw = cường độ chảynhỏ nhất quy định củabụng (MPa). • Dc = chiều cao củabảnbụng chịunéntrongphạmvi đàn hồi(m). – (2) Ứng suấtcắt phải đảmbảocácyêucầusau: vCFcf 0.58 yw trong đó: • vcf = ứng suấtcắt đàn hồilớnnhất ở bảnbụng do tác dụng củatảitrọng dài hạntiêuchuẩnvàcủatảitrọng mỏi; • C = tỷ sốứng suấtcắtgâymất ổn định trên cường độ chảykhicắtnhư đãnóiở phầnsức kháng cắt; • Fyw = cường độ chảynhỏ nhất quy định củabảnbụng (MPa). 154 8