intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài giảng Cơ sở thiết kế cầu: Chương 3 - TS. Nguyễn Cảnh Tuấn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

3
lượt xem
1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cơ sở thiết kế cầu" Chương 3 - Tính toán nội lực dầm chính, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Giới thiệu phương pháp thiết kế LRFD; Các phương pháp phân tích kết cấu; phương pháp phân tích gần đúng theo TCVN 11823:2017;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở thiết kế cầu: Chương 3 - TS. Nguyễn Cảnh Tuấn

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG TP. HCM KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CHƯƠNG 3 CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM CHÍNH
  2. NỘI DUNG LÝ THUYẾT • Giới thiệu phương pháp thiết kế LRFD • Các phương pháp phân tích kết cấu • PP phân tích gần đúng theo TCVN 11823:2017 VÍ DỤ TÍNH TOÁN • Ví dụ tính toán momen dầm chính KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 2/59
  3. 1. GIỚI THIỆU PHƯƠ NG PHÁP LRFD  LRFD = Load and Resistance Factor Design: phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng. Triết lý thiết kế theo LRFD: (1)  Hệ số φ được gọi là hệ số sức kháng, chọn dựa trên cơ sở thống kê.Hệ số này luôn nhỏ hơn hoặc bằng 1.  Hệ số γi được gọi là hệ số tải trọng, cũng được chọn dựa trên cơ sở thống kê. Hệ số này thường lấy lớn hơn 1, cũng có thể lấy nhỏ hơn 1 trong vài trường hợp đặc biệt (sẽ nêu trong các phần sau). KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 3/59
  4. 1. GIỚI THIỆU PHƯƠ NG PHÁP LRFD • Hệ số sức kháng φ có thể xét đến một số yếu tố sau:  Đặc tính vật liệu  Phương trình dự đoán cường độ  Trình độ tay nghề của công nhân  Hiệu quả của công tác quản lý chất lượng  Hậu quả của hư hỏng • Hệ số tải trọng γi được chọn cho phần tải trọng có thể xem xét một số điều sau:  Độ lớn của tải trọng  Phạm vi tải trọng  Tổ hợp tải trọng KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 4/59
  5. 1. GIỚI THIỆU PHƯƠ NG PHÁP LRFD Chú ý: đối với trạng thái giới hạn sử dụng và trạng thái giới hạn đặc biệt thì hệ số sức kháng được lấy bằng 1.0 KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 5/59
  6. 1. GIỚI THIỆU PHƯƠ NG PHÁP LRFD KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 6/59
  7. 1. GIỚI THIỆU PHƯƠ NG PHÁP LRFD Ưu điểm của LRFD:  Xét được cả sự thay đổi của sức kháng và tải trọng  Đạt được mức độ khá đồng nhất về an toàn đối với các trạng thái giới hạn khác nhau của các loại cầu khác nhau mà không cần thực hiện việc phân tích xác suất và thống kê phức tạp.  Khắc phục được các hạn chế về tồn tại của các phương pháp thiết kế trước đây. KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 7/59
  8. 1. GIỚI THIỆU PHƯƠ NG PHÁP LRFD Nhược điểm của LRFD:  Yêu cầu thay đổi trong triết lý thiết kế  Yêu cầu phải tích lũy nhiều dữ liệu về xác suất thống kê để điều chỉnh hệ số sức kháng và hệ số tải trọng cho phù hợp và đáng tin cậy.  Phải đào tạo lại kiến thức cho sinh viên và kỹ sư. KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 8/59
  9. 1. GIỚI THIỆU PHƯƠ NG PHÁP LRFD  Các trạng thái giới hạn:  Trạng thái giới hạn sử dụng  Trạng thái giới hạn cường độ  Trạng thái giới hạn mỏi  Trạng thái giới hạn đặc biệt  Các cấu kiện ở mỗi trạng thái giới hạn đều phải thỏa mãn phương trình (1).  Khi sử dụng phương trình (1), cả hai vế bất đẳng thức phải được đánh giá với cùng điều kiện và ở cùng một trạng thái giới hạn.  Tầm quan trọng của các trạng thái giới hạn là như nhau. KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 9/59
  10. 2. CÁC PP PHÂN TÍCH KẾT CẤU Tùy từng mục tiêu cụ thể mà lựa chọn các phương pháp phân tích chính xác hoặc gần đúng. Một trong các phương pháp phân tích chính xác là phương pháp phần tử hữu hạn, đã được phát triển qua các phần mềm chuyên dụng (Sap, Midas, RM,…). Độ chính xác cũng tùy theo yêu cầu: mô hình gồm dầm ngang + dầm chính; mô hình xét cả kết cấu nhịp và kết cấu móng trụ,… Trong TCVN 11823 đã đưa ra phương pháp phân tích gần đúng dựa trên hệ số phân bố ngang. Bài giảng trình bày chủ yếu theo phương pháp này. KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 10/59
  11. 2. CÁC PP PHÂN TÍCH KẾT CẤU  Bất kể sử dụng phương pháp phân tích kết cấu nào thì cũng phải thỏa mãn phương trình (1) với mỗi ứng lực.  Nội dung của mỗi quy trình đưa ra là một thể thống nhất. Khi tham khảo và sử dụng cần tránh lắp ghép máy móc thiếu nhất quán. KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 11/59
  12. 3. PP GẦN ĐÚNG THEO TCVN 11823  Trình tự tính toán nội lực dầm chính một cách tổng quát có thể theo các bước: 1. Chọn sơ bộ kích thước mặt cắt ngang cầu, tiết diện dầm chủ. 2. Xác định hệ số phân bố ngang của hoạt tải (cho cả dầm giữa và dầm biên) 3. Xác định tải trọng tác dụng (tĩnh tải và hoạt tải) 4. Vẽ đường ảnh hưởng nội lực tại các mặt cắt đặc trưng. 5. Tính nội lực do tĩnh tải 6. Tính nội lực do hoạt tải 7. Tổ hợp tải trọng. KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 12/59
  13. 3. PP GẦN ĐÚNG THEO TCVN 11823 Xác định hệ số phân bố ngang của hoạt tải Hình 1. Ý nghĩa hệ số phân bố ngang KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 13/59
  14. 3. PP GẦN ĐÚNG THEO TCVN 11823 Điều kiện áp dụng hệ số phân bố ngang:  Các công thức tính toán áp dụng cho các cầu dầm - bản (beam – slab)  Bề rộng mặt cầu không đổi  Các dầm song song và có độ cứng xấp xỉ nhau  Độ cong trên mặt bằng có góc ở tâm < 12o  Phần hẫng của đường xe chạy không quá 910mm  Có mặt cắt ngang cầu (xét kết cấu phần trên) phù hợp với các mặt cắt ngang điển hình. KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 14/59
  15. 3. PP GẦN ĐÚNG THEO TCVN 11823 Hình 2. Mặt cắt ngang kiểu mạng dầm KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 15/59
  16. 3. PP GẦN ĐÚNG THEO TCVN 11823 Hình 2. Mặt cắt ngang kiểu mạng dầm KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 16/59
  17. 3. PP GẦN ĐÚNG THEO TCVN 11823 Hình 2. Mặt cắt ngang kiểu mạng dầm KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 17/59
  18. 3. PP GẦN ĐÚNG THEO TCVN 11823 Các dạng mặt cắt ngang điển hình: Hình 2. Mặt cắt ngang kiểu mạng dầm KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 18/59
  19. 3. PP GẦN ĐÚNG THEO TCVN 11823 Các dạng mặt cắt ngang điển hình: Hình 3. Mặt cắt ngang có dầm dạng hộp kín và hở Hình 4. Mặt cắt ngang dầm hộp nhiều ngăn KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 19/59
  20. 3. PP GẦN ĐÚNG THEO TCVN 11823 Các dạng mặt cắt ngang điển hình: Hình 5. Mặt cắt ngang có dầm dạng bản hộp rỗng lắp ghép Hình 6. Mặt cắt ngang dầm dạng hộp lòng máng lắp ghép KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG - BỘ MÔN CẦU ĐƯỜNG CƠ SỞ THIẾT KẾ CẦU (CI3261) 20/59
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2