Cầu bê tông_Lesson 7

Chia sẻ: Tân Trường Phi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

60
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Có thể tính nội lực trong các bộ phận kết cấu dưới các tác động tĩnh học và động học. Ngày nay, có đủ mọi công cụ để có thể tính toán các kết cấu từ đơn giản đến phức tạp. Những phương pháp đơn giản để có thể tính tay với mức độ chính xác đủ thực tế, vẫn có giá trị và được áp dụng rộng rãi trong nhiều trường hợp. Chúng dựa trên các giả thiết khác nhau về sơ đồ tính toán, đôi khi có những chỗ chưa chặt chẽ....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cầu bê tông_Lesson 7

3.3 Söï phaân phoái taûi troïng : Coù theå tính noäi löïc trong caùc boä phaän keát caáu döôùi caùc taùc ñoäng tónh hoïc vaø ñoäng hoïc. Ngaøy nay, coù ñuû moïi coâng cuï ñeå coù theå tính toaùn caùc keát caáu töø ñôn giaûn ñeán phöùc taïp. Nhöõng phöông phaùp ñôn giaûn ñeå coù theå tính tay vôùi möùc ñoä chính xaùc ñuû thöïc teá, vaãn coù giaù trò vaø ñöôïc aùp duïng roäng raõi trong nhieàu tröôøng hôïp. Chuùng döïa treân caùc giaû thieát khaùc nhau veà sô ñoà tính toaùn, ñoâi khi coù nhöõng choã chöa chaët cheõ. Tuy nhieân, phöông phaùp naøo cuõng ñeàu döïa vaøo caùc nguyeân taéc chung cuûa cô hoïc, vì vaäy trong Tieâu chuaån thieát keá caàu 22 TCN 272-05 cho pheùp aùp duïng moïi phöông phaùp tính toaùn cô hoïc hôïp lyù. Kyõ sö thieát keá caàn phaûi töï xem xeùt maø quyeát ñònh choïn caùch tính toaùn naøo cho phuø hôïp thöïc teá, ñaûm baûo an toaøn vaø chaát löôïng coâng trình, chòu traùch nhieäm phaùp lyù veà keát quaû tinh toaùn cuûa mình.
3.3.1 SÖÏ DI ÑOÄNG CUÛA LÖÏC THEO HAI PHÖÔNG : • Hoaït taûi xe treân caàu oâtoâ coù theå di ñoäng theo caû hai phöông ngang vaø doïc caàu moät caùch khaù tuøy thuoäc ngöôøi laùi xe. Vì vaäy, maëc duø Luaät giao thoâng ñöôøng boä coù quy ñònh veà laøn xe vaø treân maët ñöôøng coù sôn keû vaïch laøn xe, nhöng trong khi tính toaùn keát caáu caàu vaãn phaûi ñeà ra caùc tình huoáng xeáp xe baát lôïi nhaát theo caû hai phöông doïc vaø ngang caàu, keå caû tình huoáng vi phaïm luaät giao thoâng. • Moân “Cô keát caáu” ñaõ trình baøy phöông phaùp xeáp xe theo doïc caàu vaø döïa treân caùc ñöôøng aûnh höôûng noäi löïc ( moâmen, löïc caét, löïc doïc, phaûn löïc goái ) vaø caùc ñöôøng aûnh höôûng chuyeån vò ñeå tính toaùn caùc trò soá baát lôïi nhaát ( nhoû nhaát hoaëc lôùn nhaát ) cuûa moãi noäi löïc vaø chuyeån vò caàn xeùt. • Khi ñoù ñaõ giaû thieát sô ñoà toaøn keát caáu nhòp chæ laø sô ñoà moät daàm chuû ñaët theo truïc doïc tim caàu, khoâng xeùt ñeán söï
• Khaùi nieäm heä soá phaân boá ngang (HSPBN) taûi troïng ( khoâng ñôn vò ), giaù trò cuûa noù theå hieän phaàn cuûa trò soá ñaïi löôïng ñang caàn tính toaùn töông öùng vôùi moät daàm chuû trong maët caét ngang nhòp caàu. • Nhö vaäy, moãi daàm chuû seõ coù caùc heä soá phaân boá ngang rieâng cho töøng loaïi taûi troïng xe vaø ngöôøi, vaø rieâng cho töøng ñaïi löôïng noäi löïc ( moâmen, löïc caét ) vaø chuyeån vò ñang ñöôïc xeùt. Ví duï daàm bieân vaø moãi daàm beân trong ñeàu coù rieâng caùc heä soá phaân boá theo moâmen vaø heä soá phaân boá theo löïc caét ñoái vôùi moãi loaïi hoaït taûi. • Khi thöïc haønh tính toaùn, ñaàu tieân caàn tính HSPBN do hoaït taûi, Sau ñoù, veõ caùc ñöôøng aûnh höôûng noäi löïc roài xeáp taûi theo höôùng doïc caàu nhaèm tìm ra toång noäi löïc vaø chuyeån vò ñoái vôùi caû maët caét ngang caàu goàm nhieàu daàm chuû. • Tieáp theo, nhaân keát quaû naøy vôùi caùc HSPBN hoaït taûi töông öùng vôùi moãi daàm chuû ñeå tìm ra trò soá noäi löïc maø daàm chuû ñoù phaûi chòu taïi vò trí maët caét ñang xeùt.
• Tröôùc ñaây, thöôøng duøng caùc phöông phaùp tính toaùn tham khaûo töø caùc taùc giaû cuûa Nga. nhaát laø phöông phaùp ñoøn baåy, phöông phaùp neùn leäch taâm, phöông phaùp daàm lieân tuïc treân caùc goái ñaøn hoài ... • Theo tieâu chuaån môùi veà thieát keá caàu 22 TCN 272-05, caùc kyõ sö coù theå duøng baát cöù phöông phaùp cô hoïc hôïp lyù naøo ñeå tính toaùn söï phaân boá taûi troïng, nhöng coù gôïi yù moät soá phöông phaùp chuû yeáu : Phöông phaùp chuyeån vò vaø phöông phaùp löïc coå ñieån; sai phaân höõu haïn; phaàn töû höõu haïn; daûi baêng höõu haïn; phöông phaùp baûn gaäp; phöông phaùp ñöôøng chaûy deûo; phöông phaùp töông töï maïng daàm; phöông phaùp chuoãi hay caùc phöông phaùp ñieàu hoaø khaùc… • Ngöôøi thieát keá coù traùch nhieäm söû duïng caùc chöông trình maùy tính ñeå phaân tích keát caáu vaø giaûi trình, söû duïng caùc keát quaû. Taøi lieäu tính toaùn vaø baùo caùo thieát keá caàn chæ roõ
3.3.2. CAÙCH XEÙT HOAÏT TAÛI HL-93, CAÙC TOÅ HÔÏP TAÛI TROÏNG : Hoaït taûi HL-93 ñöôïc xeùt trong thaønh phaàn taûi troïng tham gia vaøo caùc toå hôïp taûi troïng I, III, IV, vaø VI. Toå hôïp hoaït taûi xe HL-93 cho moät laøn ñôn ñöôïc tính phuï thuoäc vaøo caùc traïng thaùi giôùi haïn nhö qui ñònh trong Ñieàu 1.3.2.2 cuûa TC 22 TCN 272-05. Khi thieát keá caàn choïn trò soá lôùn nhaát trong caùc toå hôïp sau : 1- Vôùi toå hôïp taûi troïng ñeå tính theo caùc traïng thaùi giôùi haïn I, III, ñaëc bieät ( va xe ) vaø traïng thaùi giôùi haïn söû duïng ( nhöng khoâng keå duyeät voõng ) : a) Hieäu öùng cuûa xe hai truïc ( coù xung kích 25% ) toå hôïp vôùi hieäu öùng cuûa taûi troïng laøn thieát keá, hoaëc b) Hieäu öùng cuûa xe taûi thieát keá ( coù xung kích 25% ) toå hôïp vôùi taûi troïng laøn thieát keá.
Tuy nhieân, trò soá cuûa caùc thaønh phaàn löïc trong toå hôïp naøy laïi thay ñoåi nhö sau : b1. Thoâng thöôøng ( tröø tröôøng hôïp b2 döôùi ñaây ) chæ duøng moät xe taûi 33.24T ñaët taïi vò trí baát lôïi nhaát vôùi cöï ly giöõa hai truïc sau thay ñoåi 4,3 ÷ 9,0m sao cho taïo ñöôïc öùng löïc cöïc trò keát hôïp vôùi taûi troïng laøn. b2. Rieâng khi tính moâmen vaø phaûn löïc cho truï moät goái ( truï cuûa daàm lieân tuïc ) duøng hai xe taûi thieát keá ñaët caùch nhau 15m, boû qua nhöõng truïc khoâng gaây hieäu öùng cöïc ñaïi ( truïc chieám sang phaàn ÑAH ngöôïc daáu ). Laáy 90% hieäu öùng cuûa hai xe neâu treân keát hôïp vôùi 90% taûi troïng laøn. So saùnh a, b1 vaø b2 ñeå tìm giaù trò cöïc ñaïi.
2- Vôùi toå hôïp taûi troïng tính theo caùc traïng thaùi giôùi haïn söû duïng veà ñoä voõng : c) Hieäu öùng cuûa moät xe taûi thieát keá ( xung kích 25% - theo Ñieàu 2.5.2.6.2 ), hoaëc d) Keát quaû tính toaùn cuûa hieäu öùng cuûa 25% xe taûi thieát keá ( coù xeùt xung kích 25% ) toå hôïp vôùi taûi troïng laøn thieát keá. 3- Ñoái vôùi toå hôïp taûi troïng ñeå tính theo caùc traïng thaùi giôùi haïn moûi vaø ñöùt gaõy : e) Hieäu öùng cuûa moät xe taûi thieát keá ( coù xung kích 15% ) nhöng vôùi khoaûng caùch caùc truïc naëng laø 9,0m. Khoâng xeùt taûi troïng laøn. 4- Ñoái vôùi toå hôïp taûi troïng ñeå tính theo caùc traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä II : khoâng xeùt hoaït taûi HL-93 Nhö vaäy, hoaït taûi HL-93 ñöôïc bieåu dieãn döôùi 6 daïng a, b1, b2, c, d, e coù möùc ñoä taùc ñoäng khaùc nhau. Khaùc vôùi QT–1979 khi tính toaùn moûi laïi coù xu theá giaûm cöôøng ñoä taûi troïng.
5- Caùch xeáp hoaït taûi HL-93 treân ñöôøng aûnh höôûng : • Trong Ñieàu 3.6.1.3.1 qui ñònh: “Chieàu daøi cuûa laøn xe thieát keá hoaëc moät phaàn cuûa noù gaây ra aùp löïc laøn lôùn nhaát phaûi ñöôïc chaát taûi troïng laøn thieát keá”. Coù theå hieåu taûi troïng laøn thieát keá seõ ñöôïc xeáp treân ñöôøng aûnh höôûng gioáng nhö boá trí taûi troïng raûi ñeàu töông ñöông cuûa QT-79. Khi xeáp taûi ñeå xaây döïng caùc ñöôøng bao noäi löïc, taûi troïng laøn phaûi ñöôïc boá trí treân taát caû caùc phaàn ñöôøng aûnh höôûng cuøng daáu vôùi phaàn ñöôøng aûnh höôûng coù ñaët xe taûi thieát keá hoaëc xe hai truïc thieát keá ñeå taïo ra hieäu öùng cöïc ñaïi. • Ngoaøi caùc tröôøng hôïp ñaët moät xe taûi thieát keá hoaëc xe hai truïc, tröôøng hôïp rieâng duøng hai xe taûi thieát keá, cuõng ñöôïc boá trí baát lôïi treân ñöôøng aûnh höôûng nhö nguyeân taéc xeáp hoaït taûi xe tröïc tieáp cuûa QT-1979 vaø
Hình 3.38 Xeáp taûi troïng HL-93 treân ñöôøng aûnh höôûng
6- Boá trí hoaït taûi HL-93 theo phöông ngang caàu : * Soá laøn xe thieát keá : • Soá laøn xe thieát keá ñöôïc coi laø phaàn nguyeân cuûa tyû soá W/ 3500mm. Trong ñoù W laø khoå caàu tính baèng mm ( ñieàu 3.6.1.1.1 ). Nhö vaäy khoå caàu 10m töông ñöông vôùi hai laøn xe vaø 10,5m töông ñöông vôùi ba laøn xe ... • Tuy vaäy trò soá chieàu roäng 3500mm chæ ñeå xaùc ñònh soá laøn xe chuaån treân maët caét ngang maø chieàu roäng moãi laøn xe khoâng nhaát thieát laø 3500mm. Cuõng trong Ñieàu 3.6.1.1.1 coøn qui ñònh theâm loøng ñöôøng roäng töø 6000mm ( 6,0m ) ñeán 7200mm ( 7,20m ) phaûi boá trí hai laøn xe, moãi laøn baèng moät nöûa loøng ñöôøng. Nhö vaäy chieàu roäng laøn xe bieán thieân töø 3000mm (3,0m) ñeán 3600mm (3,6m).
e) Caùc tröôøng hôïp cuï theå ñaët taûi leäch taâm treân maët caét ngang caàu : Hình 3.40 Xeáp taûi leäch taâm treân maët caét ngang caàu
Phaân tích cho caàu hai laøn xe thoâng duïng ôû nöôùc ta vôùi caùc khoå caàu 6,7 ; 8,9 ; 10m, caùc taûi troïng xeáp leäch taâm toái ña treân maët caét ngang vôùi : 1- Khoaûng caùch xa nhaát töø meùp taûi troïng laøn tôùi meùp laøn xe. 2- Khoaûng caùch gaàn nhaát giöõa hai truïc saùt nhau cuûa caùc xe taûi ñaàu keùo hoaëc xe hai truïc 3- Khoaûng caùch troáng coøn laïi cuûa maët caét ngang ( phaàn dö cuûa maët caét ngang ) . Keát quaû ghi trong baûng sau : Khoaûng caùch Khoå caàu W (m) (m)
g) Xeùt caùc tröôøng hôïp cuï theå ñaët taûi ñuùng taâm treân maët caét ngang caàu : Tröôøng hôïp W < 6.0m Tröôøng hôïp W = 6-7.2m Tröôøng hôïp W = 7.2m Tröôøng hôïp W > 7.2m Hình 3.41
Tröôøng hôïp tính toaùn baûn maët caàu cuûa caàu coù nhieàu daàm cuõng caàn boá trí xe theo phöông ngang caàu ñeå taïo ra öùng löïc lôùn nhaát nhö treân hình 3.42. Hình 3.42 * Heä soá laøn xe : Heä soá laøn xe coù yù nghóa xeùt ñeán xaùc suaát xaûy ra khoâng ñoàng thôøi cuûa caùc laøn xe treân caàu ñöôïc qui ñònh trong baûng 3.3. ÖÙng löïc cöïc haïn cuûa hoaït taûi phaûi ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch xeùt moãi toå hôïp coù theå cuûa soá laøn chòu taûi nhaân vôùi heä soá töông öùng ôû baûng 3.3. Heä soá laøn khoâng ñöôïc aùp duïng keát hôïp vôùi heä soá taûi troïng gaàn ñuùng qui ñònh trong caùc ñieàu 4.6.2.2 vaø 4.6.2.3.
3.3.3 CAÙC PHÖÔNG PHAÙP TÍNH TOAÙN : a) Phöông phaùp ñoøn baûy b) Phöông phaùp neùn leäch taâm c) Phöông phaùp daàm lieân tuïc treân goái ñaøn hoài
1- Phöông phaùp ñoøn baûy : a) Giaû thieát vaø sô ñoà tính toaùn : Neáu keát caáu nhòp chæ coù hai hay ba daàm doïc hoaëc coù nhieàu daàm chuû nhöng ñoä cöùng cuûa lieân keát noùi chung vôùi nhau laø nhoû so vôùi ñoä cöùng daàm doïc chuû, coù theå giaû thieát keát caáu ngang laø daàm ñôn giaûn hoaëc daàm haãng goái choát leân caùc daàm doïc chuû, bò caét rôøi treân caùc daàm doïc chuû ñoù (tröø ôû daàm bieân) b) Nguyeân taéc tính toaùn : • Nhö vaäy, khi ñaët taûi leân ñoaïn keát caáu ngang goái leân hai daàm doïc chuû naøo thì chæ hai daàm doïc chuû ñoù tham gia chòu löïc theo ngyeân taéc ñoøn baåy, nghóa laø theo nguyeân taéc tính phaûn löïc goái cuûa daàm giaûn ñôn ( laø daàm ngang ). • Cuï theå laø taûi troïng töø daàm ngang seõ phaân boá xuoáng cho hai daàm chuû theo giaù trò tæ leä nghòch vôùi khoaûng caùch töø ñieåm ñaët taûi troïng ñeán caùc daàm chuû theo ñuùng nguyeân taéc phaûn löïc goái cuûa daàm giaûn ñôn ( ñoái vôùi daàm chuû ôû phía trong ) hay daàm muùt thöøa ( ñoái vôùi daàm chuû ôû bieân ). Vì vaäy, ñeå xaùc ñònh heä soá phaân boá ngang cuûa daàm chuû naøo, caàn veõ
Hình 3.44 Sô ñoà tính toaùn theo phöông phaùp ñoøn baûy
• Ñoái vôùi daàm chuû ôû phía trong ( nhö daàm soá 2 treân hình veõ 3.44 ) ñöôøng aûnh höôûng laø hình tam giaùc coù tung ñoä laø 1 döôùi daàm chuû ñang xeùt, laø 0 döôùi hai daàm chuû saùt beân. • Ñoái vôùi daàm chuû ôû bieân ñöôøng aûnh höôûng coù tung ñoä baèng 1 ôû vò trí beân döôùi daàm ñang xeùt, tung ñoä baèng 0 ôû vò trí beân döôùi daàm chuû beân caïnh vaø keùo daøi cho phaàn muùt thöøa, nhö vaäy töông öùng döôùi ñaàu muùt thöøa tung ñoä seõ lôùn hôn 1 (H.3.44). • Sau khi ñaõ veõ ñöôïc ñöôøng aûnh höôûng phaûn löïc cho töøng daàm seõ xeáp taûi theo chieàu ngang sao cho baát lôïi nhaát, töø ñoù tính ñöôïc heä soá phaân boá ngang cho daàm ñang xeùt. Treân hình 3.44a, phaûn löïc goái A cuûa daàm ngang, töùc laø löïc taùc duïng leân daàm chuû A coù ñöôøng aûnh höôûng RA. Khi ñaët caùc löïc Pi leân ñöôøng aûnh höôûng ñoù ñöôïc trò soá cuûa RA : RA = ∑Pi .y i (3.1)
Caùc löïc Pi naøy chính laø aùp löïc cuûa caùc baùnh xe cuûa cuøng moät truïc xe neân coù theå coi chuùng baèng nhau vaø P1 = P2 = ... = Pi = P. Vaäy : RA = P.∑yi (3.2) yi - toaï ñoä ñöôøng aûnh höôûng phaûn löïc RA taïi caùc vò trí ñaët taûi. Quy öôùc goïi ∑yi = K laø heä soá phaân boá ngang nghóa laø heä soá phaân phoái cuûa caùc löïc Pi theo höôùng ngang cho daàm A phaûi chòu. Coâng thöùc tính toaùn noäi löïc lôùn nhaát taïi maët caét naøo ñoù cuûa daàm doïc chuû, khi xeùt ñeán heä soá phaân boá ngang cuûa caùc hoaït taûi ñoái vôùi daàm ñoù seõ laø : S = q.ω .K(1+µ ).n (3.3) trong ñoù : q - taûi troïng raûi ñeàu töông ñöông cuûa ñöôøng aûnh höôûng noäi löïc S ñang ñöôïc xeùt taïi maët caét naøo ñoù. w - dieän tích ñöôøng aûnh höôûng noäi löïc S taïi maët caét ñoù.
Trong coâng thöùc (3.3), xeùt q laø taûi troïng töông ñöông cuûa moät ñoaøn xe, nhöng trong coâng thöùc (3.2) laïi xeùt P laø löïc cuûa moät haøng baùnh xe. Do ñoù, hoaëc phaûi thay q baèng q/2 trong coâng thöùc (3.3) hoaëc laø phaûi theâm heä soá 1/2 vaøo veá phaûi cuûa coâng thöùc (3.2). Ñeå thuaän tieän tính toaùn, coù theå giöõ nguyeân coâng thöùc (3.3) nhöng thay coâng thöùc (3.2) baèng coâng thöùc : 1 K= 2 ∑ yi (3.4a) Neáu taûi troïng theo chieàu ngang caàu laø taûi troïng phaân boá ñeàu thì heä soá phaân boá ngang tính theo coâng thöùc : K=ω (3.4b) trong ñoù w laø dieän tích phaàn ñöôøng aûnh höôûng töông öùng beân döôùi taûi troïng phaân boá ñeàu ñang xeùt.