intTypePromotion=1

Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu thép: Chương 4 - Nguyễn Ngọc Tuyển (P3)

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

0
82
lượt xem
16
download

Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu thép: Chương 4 - Nguyễn Ngọc Tuyển (P3)

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Thiết kế và xây dựng cầu thép - Chương 4: Tính toán cầu dầm thép, cầu dầm thép bê tông liên hợp" cung cấp cho người học các kiến thức về xác định sức kháng uốn danh định. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thiết kế và xây dựng cầu thép: Chương 4 - Nguyễn Ngọc Tuyển (P3)

  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: http://48cdhn2.tk/ 4‐2012 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo) • 4.3.5. Xác định sức kháng uốn danh định  Giải thích một số khái niệm.  – Tiết diện đặc chắc: là tiết diện hay mặt cắt có khả năng phát triển sự phân bố ứng suất dẻo hoàn toàn khi chịu uốn trước khi xảy ra mất ổn định. – Tiết diện không đặc chắc: là tiết diện hay mặt cắt có thể phát triển cường độ chảy dẻo trong các phần chịu nén trước khi xảy ra mất ổn định uốn dọc cục bộ nhưng không thể chống lại mất ổn định cục bộ phi đàn hồi khi yêu cầu có sự phân bố ứng suất dẻo hoàn toàn trên cả tiết diện. – Tiết diện mảnh: là tiết diện hay mặt cắt bị mất ổn định khi chưa kịp phát triển cường độ chảy dẻo trong phần chịu nén. 122 1
  2. 9/21/2012 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo)  Khi tiết diện liên hợp chịu mô men dương (bản chịu nén).  2D cp E  1. Nếu tiết diện đặc chắc, tức là sườn dầm có:  3,76 tw Fyc (6.10.4.2.2)    Trong đó: – Dcp = chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc có mô men dẻo (mm) – Fyc = cường độ chảy dẻo nhỏ nhất được quy định của bản cánh chịu nén (Chú ý: với tiết diện liên hợp chịu mô men dương thì không cần điều kiện của cánh trên vì bản cánh trên đã liên hợp với bản BTCT do đó sẽ đảm bảo ổn định) Khi đó sức kháng danh định của tiết diện liên hợp chịu mô men dương Mn được tính như sau: • Nếu Dp ≤ D’ thì Mn = Mp 123 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo) 5M p  0,85M y 0,85M y  M p  D p  • Nếu D’ 
  3. 9/21/2012 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo)  2. Nếu tiết diện không đặc chắc (6.10.4.2.4), tức là sườn dầm chỉ có thể đảm bảo điều kiện: 2D c E  với α = 6.77 khi không có sườn tăng cường ngang tw fc α = 11.63 khi có sườn tăng cường ngang • Nếu không dùng công thức Q (Q là mô men tĩnh của diện tích bản tính đổi ngắn hạn đối với trục trung hòa của mặt cắt liên hợp ngắn hạn trong các vùng uốn dương) thì sức kháng uốn xác định theo sự làm việc của cánh dầm như sau: – Với biên chịu nén: Fn  Rb .Fyc  f  – Với biên chịu kéo: Fn  Rb Fyt 1  3  v   Fyt   125 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo)  f  Fn  Rb Fyt 1  3  v  – Trong đó: F  yt  » fv = ứng suất cắt St.Venant lớn nhất trong cánh dầm » Rb = hệ số truyền tải trọng (hệ số giảm cường độ sau khi mất ổn định) được quy định ở điều 6.10.4.3.2 » Rb = 1 đối với biên chịu kéo » Rb = 1 đối với biên chịu nén nếu có sườn tăng cường dọc hoặc bản 2D c E bụng dầm thỏa mãn điều kiện:  b tw fc  ar   2D c E nếu không thỏa mãn thì:  Rb = 1      b   1200  300a r   tw fc  » fc = ứng suất trong bản cánh chịu nén đang xét do tác dụng của tải trọng tính toán (MPa) 126 3
  4. 9/21/2012 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo) » λb = 5,76 đối với các cấu kiện có diện tích bản cánh chịu nén bằng hoặc lớn hơn diện tích bản cánh chịu kéo » λb = 4,64 đối với các cấu kiện có diện tích bản cánh chịu nén bằng hoặc nhỏ hơn diện tích bản cánh chịu kéo 2D c t w » ar  Ac » Ac = diện tích của bản cánh chịu nén (mm2)  127 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo)  3. Nếu tiết diện không thỏa mãn các điều kiện của tiết diện đặc chắc và của tiết diện không đặc chắc thì tiết diện là tiết diện mảnh ở biên chịu nén E L b  1,76rt Fyc trong đó: • Lb = khoảng cách giữa các điểm giằng cánh dầm • rt = bán kính quán tính đối với trục thẳng đứng của một mặt cắt quy ước bao gồm bản cánh chịu nén của mặt cắt thép cộng thêm với chiều cao của bản bụng chịu nén (mm). • Fyc = cường độ chảy nhỏ nhất qui định của bản cánh chịu nén (MPa). Sức kháng xác định với sự làm việc của cánh dầm • Với cánh chịu kéo: Fn = RbFyt 128 4
  5. 9/21/2012 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo) • Đối với cánh chịu nén: Fn = RbFyt 9,86 E Fn  Cb Rb 2  Rb Fyc  Lb     rt  Trong đó 2 P  P  C b = 1,75  1,05  l   0,3  l   2,3  P2   P2  • P1 = Lực có trị số nhỏ hơn trong biên chịu nén tại điểm dằng ngang. • P2 = Lực có trị số lớn hơn trong biên chịu nén tại điểm dằng ngang.  129 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo) Bảng tổng kết sức kháng uốn danh định của tiết diện chịu mô men dương 130 5
  6. 9/21/2012 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo)  Khi tiết diện liên hợp chịu mô men âm (bản chịu kéo).   1. Nếu tiết diện đặc chắc khi đó 2D cp E • Sườn dầm thỏa mãn điều kiện:  3,76 tw Fyc bf E • và bản biên chịu nén thỏa mãn điều kiện:   0.382 2t f Fyc • Hoặc phương trình tương tác độ mảnh giữa sườn và cánh nén 2D cp bf E  9.35  6.25 tw 2t f Fyc • Khoảng cách giữa các điểm giằng ngang biên nén  M    ry E  L b  0,124  0,0759  l M    F    p    yc  131 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo) • Trong đó: – Dcp = chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc có mô men dẻo (mm) – Fyc = cường độ chảy dẻo nhỏ nhất được quy định của bản cánh chịu nén – tw = chiều dày bản bụng – bf, tf = bề rộng và bề dày cánh chịu nén – Lb = chiều dài dầm không được giằng (mm) – ry = bán kính quán tính nhỏ nhất của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng (mm) – M1 = mô men nhỏ hơn do tác dụng của tải trọng tính toán ở mỗi đầu của chiều dài không được giằng (N‐mm) – Mp = mô men dẻo Khi đó sức kháng danh định của tiết diện Mn được tính như sau: • Mn = Mp 132 6
  7. 9/21/2012 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo)  2. Nếu tiết diện không đặc chắc, khi đó • Sườn dầm cần đảm bảo điều kiện: 2D c E  với α = 6.77 khi không có sườn tăng cường ngang tw fc α = 11.63 khi có sườn tăng cường ngang • Biên chịu nén của dầm phải đảm bảo điều kiện: bf E  1.38 khi không có sườn tăng cường ngang 2t f 2 Dc fc tw bf E  0.408 khi có sườn tăng cường ngang 2t f fc E • Khoảng cách giữa các điểm giằng của cánh nén:  Lb  1.76rt Fyc 133 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo) Trong đó • rt = bán kính quán tính đối với trục thẳng đứng của một mặt cắt quy ước bao gồm bản cánh chịu nén của mặt cắt thép cộng thêm với 1/3  chiều cao của bản bụng chịu nén (mm) Khi đó, sức kháng của tiết diện được xác định theo sức kháng uốn của bản cánh có mặt cắt không đặc chắc: Fn  Rb .Fyc • Hệ số truyền tải trọng Rb lấy theo quy định trong điều 6.10.4.3.2.  134 7
  8. 9/21/2012 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo)  3. Nếu tiết diện mảnh, khi đó • Không có các điều kiện về sườn dầm và cánh dầm chịu nén như tiết diện không đặc chắc. Phải xét tới mất ổn định do cả xoắn. • Khoảng cách giữa các điểm giằng của cánh nén:   M   ry E  E E Lb   0.124  0.0759 1    và 1.76rt  Lb  4.44rt  Mp    Fyc  Fyc Fyc • Khi đó sức kháng uốn xác định với cánh nén   L  Fyc  Fn  Cb Rb Fyc 1.33  0.187  b    Rb Fyc   rt  E  9.86 E hoặc: Fn  Cb Rb 2  Rb Fyc  Lb     rt  135 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo)  Sử dụng công thức Q tùy chọn cho mặt cắt không đặc chắc • Khi tiết diện dầm liên hợp chịu mô men âm hoặc với dầm thép đơn thuần không liên hợp, sườn dầm không có sườn tăng cường dọc và độ mảnh sườn dầm và cánh nén thỏa mãn các điều kiện: 2D cp bf E  6.77 E  2.52 tw Fyc 2t f 2 Dcp Fyc tw • và khoảng cách các điểm giằng của cánh nén thỏa mãn:  M   ry E  Lb   0.124  0.0759 1     M  p   Fyc  • thì sức kháng uốn danh định tính bằng:   0.7 M y   Q p  Q fl   M n  1  1      M p  M p    Mp   Q p  0.7   136 8
  9. 9/21/2012 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo) • Trong đó Mp Q p  5.47  3.13 với mặt cắt dầm không đối xứng My Q p  3.0 với mặt cắt dầm có đối xứng • và: 30.5 Q fl  bf E 2 Dcp nếu  0.382 2t f Fyc tw 4.45 E Q fl  2 nếu bf  0.382 E  bf  2 Dcp Fyc 2t f Fyc    2t f  tw 137 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo) Bảng tổng kết sức kháng uốn danh định của tiết diện liên hợp chịu mô men âm 138 9
  10. 9/21/2012 Tính toán thiết kế kết cấu nhịp cầu thép (t.theo)  Với tiết diện không liên hợp chịu mô men dương (hoặc âm):  139 10

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản