Phần I: Thiết kế kỹ thuật cầu thép liên hợp bản BTCT

Chia sẻ: Nguyen Van Tuan | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

88
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu "Phần I: Thiết kế kỹ thuật cầu thép liên hợp bản BTCT" có nội dung chính gồm 2 chương: Chương 1 - Lựa chọn tiết diện dầm chủ và chương 2 - Nội lực và tổ hợp nội lực theo các trạng thái giới hạn. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Phần I: Thiết kế kỹ thuật cầu thép liên hợp bản BTCT

PHẦN I: THIẾT KẾ KỸ THUẬT CẦU THÉP LIÊN HỢP BẢN BTCT CHƯƠNG I : LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DẦM CHỦ 1. Số liệu thiết kế. 1.1 Kích thước tính toán. Khoảng cách từ đầu dầm đến tin gối: a = 0,3m. Chiều dài nhịp tính toán: Ltt = 25m. Chiều dài dầm: L = Ltt + 2a = 25 + 2.0,3 = 25,6m. Tải trọng thiết kế tính toán: hoạt tải 0,65HL93. Tải trọng người đi bộ: PL = 4Kn/m2. Khổ cầu: K = 10,5 + 2x1m. 1.2 Vật liệu sử dụng. Thép sử dụng là thép M270 cấp 250 có: + Cường độ chảy min Fy = 250Mpa. + Cường độ kéo min Fu = 400Mpa. + Modul đàn hồi E = 2.105Mpa. + Trọng lượng riêng: γs = 7,85Kn/m3. Bê tông sủ dụng cho bản mặt cầu là bê tông B30 có f’c = 30Mpa. Modul đàn hồi của bê tông: Ec = 0,043.γb1,5. Tiêu chuẩn thiết kế: AASHTO. 2. Thiết kế mặt cắt ngang. 2.1 Các thông số thiết kế. Chiều rộng phần xe chạy: Blàn xe = 10,5m. Chiều rộng người đi bộ: Bngười đi = 2m. Chiều rộng bệ lan can: Blan can = 0,25m. Chiều rộng gờ chắn bánh xe: Bgờ chắn = 0,25m => Chiều rộng toàn cầu: B = Blx + Bnđ + 2.Blc + 2.Blc = 10,5 + 2 + 2.0,25 + 2.0,25 = 13,5m. Số lượng dầm chủ: Nb = 7 dầm. Khoảng cách giữa các dầm chủ: chọn S = 1,95m. Chiều dài cánh hẫng: Sk = (B – 6S) / 2 = (13,5 – 6.1,95)/2 = 0,9m. 2.2 Bản mặt cầu BTCT. Chiều dày tối thối của BMC BTCT được quy định ở điều {9.7.1.1} là 175mm (không kể lớp bảo vệ và hao mòm). Khi chọn chiều dày bản phải cộng thêm lớp hao mòn 15cm. Đối với bản hẫng của dầm ngoài cùng do phải thiết kế chịu tải trọng va chạm rào chắn nên chiều dày bản phả tăng thêm 25mm (chiều dày tối thiểu ở mút hẫng là 20mm). Chọn chiều dày bản mặt cầu ts = 200mm. 2.3 Các lớp phủ mặt cầu. Lớp phủ asphan: 0,07m. Độ dốc mui luyện 2% => lớp mui luyện dày trung bình: 0,053m. Lớp phòng nước: 0,004m. 1
Hình 1.1 Mặt cắt ngang cầu 3. Lựa chọn tiết diện dầm chủ ( dầm tổ hợp chữ I ): 3.1 Cơ sở chọn tiết diện. Theo kinh nghiệm. Theo điều kiện kinh tế. Theo điều kiện độ cứng. 3.2 Chiều cao dầm chủ (d). Theo điều kiện hmin. Chiều cao dầm không được nhỏ hơn dmin: dmin ≥ 0,033L = 0,033.25 = 0,825m. Theo công thức kinh nghiệm. ddc = L = 25 = 11,38 => chọn chiều cao dầm chủ ddc = 1,3m. 3.3 Chọn tiết diện vách dầm, bản biên và bản táp. Chiều cao sườn dầm (D): D ≥ 0,95d = 0,95.1,3 = 1,235m => chọn D = 1,25m Ta có: bf ≥ D/6 = 1,25/6 = 0,208m chọn bản biên có: btf = 240m, bbf = 320m, bbf’ = 260m. Ta có: ≤ 12 => tf ≥ + Bản biên trên: = = 0,01m => chọn ttf = 0,016m. + Bản biên dưới: = = 0,013m => chọn ttf = 0,017m. + Bản táp: = = 0,0108m => chọn ttf = 0,017m. Chiều dày vách: Ta có: ttf ≥ 1,1tw => tw ≤ ttf / 1,1 = 0,016/1,1 = 0,0014m => chọn tw = 0,016m. Bảng 1.1 Tổng hợp các giá trị dầm chủ Chiều Vách Bản B ả n Bản táp cao dầm biên biên trên dưới d D tw btf ttf bbf tbf bbf’ ttf’ Mm mm mm mm mm mm mm mm mm 2
1300 1250 16 240 16 320 17 260 17 3.4 Kiểm tra tính cân xứng. Tính cân xứng của vách được kiểm tra theo công thức: 0,1 ≤ ≤10 hay 0,1 ≤ = 0,25 ≤10 => ĐẠT. Trong đó: Iyc: mômen quán tính của bản biên chịu nén tiết diện thép đối với trục thẳng đứng của mặt phẳng vách. Iyc = ttf.btf3/12 = 16.2403/12 = 18,43.106 mm4. Iyt: mômen quán tính của bản biên chịu kéo tiết diện thép đối với trục thẳng đứng của mặt phẳng vách. Iyt = tbf.bbf3/12 + tbf’.bbf’3/12 = 17.3203/12 + 17.2603/12 = 71,32.106 mm4. Hình 1.2 Cấu tạo sơ bộ dầm chủ CHƯƠNG II: NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC THEO CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN. Nguyên lý chịu lực của dầm liên hợp với bản bê tông cốt thép các giao đoạn làm việc: Giai đoạn 1: giai đoạn không liên hợp. Trọng lượng bản thân của dầm, các hệ liên kết, bản bê tông khi chưa đông cứng do dầm thép chịu. Giai đoạn 2: giai đoạn liên hợp. + Giai đoạn liên hợp dài hạn: tải trọng tác dụng gồm lớp phủ mặt cầu, lan can tay vịn. Tiết diện dầm làm việc là tiết diện liên hợp. + Giải đoạn liên hơn ngắn hạn: tiết diện làm việc là tiết diện liên hơp ngắn hạn (hoạt tải và xung kích). 3
1. Xác định bề rộng có hiệu quả của BMC. 1.1 Bề rộng có hiệu đối với dầm trong. be = min =min = 1950mm. Vậy bề rộng có hiệu của BMC đối với dầm trong là be = 1950mm. 1.2 Bề rộng có hiệu đối với dầm ngoài. be’ = + min = + min = 1875mm. Vậy bề rộng có hiệu của BMC đối với dầm trong là be’ = 1875mm. Dầm trong D ầm biên Hình 2.1 bề rộng hữu hiệu đối với dầm biên, dầm trong. 2. Xác định đặt trưng hình học của tiết diện dầm ở các giai đoạn làm việc. 2.1 Giai đoạn 1 (dầm chưa liên hợp): Diện tích mặt cắt nguyên: ANC = btf.ttf + D.tw + bbf.tbf + bf’.tf’ Momen tĩnh của tiết diện đối với trục đi qua mép dưới cùng của tiết diện: QNC = bf’tf’(tf’/2) + bbf.tbf .(tf’ + tbf/2) + D.tw.( + tbf + tf’) + btf.ttf .(ttf/2 + D + tbf +tf’) Khoảng cách từ trục trung hòa đến mép dưới của tiết diện: = Khoảng cách từ trục trung hòa đến mép trên của tiết diện: = d Momen quán tính của tiết diện dầm INC: INC = + ..()2 + + ..()2 + + tw.D.( + tbf + )2 + + ..()2 Momen kháng uốn của tiết diện dầm thép tính đối với mép trên và mép dưới: = ; = Bảng 2.1 Tổng hợp các đặc trưng của dầm giai đoạn chưa liên hợp ANC QNC INC 2 3 mm mm mm mm mm4 mm3 mm3 4
33700 18,32.106 543,62 756,38 7,75.109 1,42.107 1,02.107 2.2 Giai đoạn 2: a. Giai đoạn liên hợp dài hạn. Bề rộng chuyển đổi bản bê tông. bbr = = = 78,125mm với n = 8 – tỷ số modul đàn hồi của vật liệu làm dầm (ES) với modul đàn hồi của vật liệu BMC (EC) và trả bảng với fc’ = 30Mpa. Diện tích tiết diện (bỏ qua phần vút). ALT = ANC + btr.ts Momen tĩnh của tiết diện lấy với trục NC. QLT = btr.ts.( + th + ) với th = 100mm – bề dày phần vút bản bê tông. Khi đó trục trung hòa LT của tiết diện liên hợp dài hạn ở vị trí cách trục NC đoạn: b = Trục trung hòa LT cách mép trên, mép dưới của dầm thép và mép trên của bản bê tông lần lượt: = + b = – b = + th + ts Momen quán tính của tiết diện liên hợp. ILT = INC + ANC.b2 + + btr.ts.( )2 Momen kháng uốn của tiết diện dài hạn đối với mép trên, mép dưới của dầm thép và mép trên bản bê tông: = ; = ; = Bảng 2.2 Tổng hợp các đặc trưng hình học của dầm giai đoạn liên hợp dài hạn ALT QLT b ILT mm2 mm 3 mm mm mm mm mm4 mm3 mm3 mm3 49325 14,94.10 6 302,96 846,58 453,42 753,42 1,76.10 10 2,08.10 7 3,88.10 7 2,34.107 b. Giai đoạn liên hợp ngắn hạn. Bề rộng chuyển đổi bản bê tông. bbr = = = 234,375mm Diện tích tiết diện. AST = ANC + btr.ts Momen tĩnh của tiết diện lấy với trục NC. QST = btr.ts.( + th + ) Khi đó trục trung hòa LT của tiết diện liên hợp dài hạn ở vị trí cách trục NC đoạn: c = Trục trung hòa LT cách mép trên, mép dưới của dầm thép và mép trên của bản bê tông lần lượt: 5
= + b = – b = + th + ts Momen quán tính của tiết diện liên hợp. IST = INC + ANC.c2 + + btr.ts.( )2 Momen kháng uốn của tiết diện dài hạn đối với mép trên, mép dưới của dầm thép và mép trên bản bê tông: = ; = ; = Bảng 2.3 Tổng hợp các đặc trưng hình học của dầm giai đoạn liên hợp ngắn hạn AST QST c IST mm2 mm 3 mm mm mm mm mm4 mm3 mm3 mm3 80575 44,83.106 556,3 1099,99 200 500 2,58.1010 2,34.107 12,9.107 5,16.107 8 Hình 2.2 Trục trung hòa ở các giai đoạn tiết diện liên hợp đối với dầm biên. 3. Kiểm tra theo các TTGH. Trạng thái giới hạn cường độ. Trạng thái giới hạn sử dụng và kiểm tra độ võng. Trạng thái giới hạn mỏi và đứt gãy cho các tiết diện. Yêu cầu mỏi cho các vách dầm. 4. Xác định các hệ số và tổ hợp tải trọng. 4.1 Xác định hệ số sức kháng φ. Đối với TTGH cường độ hệ số sức kháng φ phải lấy: Đối với cấu kiện chịu uốn: φf = 1,00. Đối với cấu kiện chịu cắt: φv = 1,00. Các TTGH không thuộc TTGH cường độ: φ = 1. 4.2 Chọn số lượng làn xe. 6
Theo AASHTO thì số làn xe thiết kế là phần nguyên của tỉ số bề rộng cầu là 35000mm (bề rộng làn xe thiết kế). NL = phần nguyên (K/3500) = phần nguyên (10500/3500) = 3 làn. 4.3 Hệ số làn xe. Bảng 2.4 Xác định hệ số làn xe Số làn xe Hệ số làn xe (m) 1 1,2 2 1,0 3 0,85 Hệ số làn xe trong bảng trên không áp dụng cho trạng thái mỏi. 4.4 Hệ số xung kích IM (%). Bảng 2.5 Xác định hệ số xung kích. Cấu kiện IM (%) Mối nối BMC 75 Mỏi 15 Bộ phận khác 25 Dầm chủ 33 4.5 Ảnh hưởng của hoạt tải xe, người đi và tải trọng làn. Bảng 2.6 Hệ số tải trọng γLL γPL Trạng thái cường độ 1,75 1,75 1 Trạng thái sử dụng 1,3 1,3 4.6 Xác định hệ số phân bố ngang. Tính toán hệ số phân bố hoạt tải theo làn: Tham số độ cứng dọc hay còn gọi là momen quán tính của BMC đối với dầm thép khi chưa liên hợp: Kg = n.(INC + ANC.eg2) = 8.(7,75.109 + 33700.956,382) = 0,308.1012 Trong đó: + n = = 8 – tỷ số modul đàn hồi của vật liệu làm dầm và vật liệu làm bản. Với BMC có fc’ = 30Mpa. (tra bảng). + ANC = 33700mm2 – diện tích tiết diện dầm chủ. + INC = 7,75.109 mm4 – momen quán tính của tiết diện. + eg = + th + = 956,38 mm – khoảng cách giữa trọng tâm của BMC và dầm khi dầm chưa liên hợp với bê tông. Xét tỷ số: = = 1,044. 4.7 Đối với dầm trong. Kiểm tra các điều kiện để áp dụng công thức. + 4900mm ≥ S = 1950mm ≥ 1100mm. 7
+ 6000mm ≤ Ld = 25000mm ≤ 73000mm. + Nb = 7 dầm > 4. + 300mm ≥ ts = 200mm ≥ 110mm. Vậy các điều kiện trên được thõa mãn nên áp dụng công thức theo AASHTO. 4.7.1 Hệ số phân bố ngang cho momen. Khi xếp 1 làn xe trên mặt cầu: = 0,06 + . . = 0,06 + . .1,044 = 0,649. Trong đó: + – hệ số phân bố momen cho dầm trong trường hợp chỉ xếp 1 làn xe trên cầu. + S – khoảng cách giữa các dầm chủ. + Ltt – chiều dài tính toán của kết cấu nhịp. + ts – chiều dày bản bê tông mặt cầu. Khi xếp > 1 làn xe trên mặt cầu: = 0,075 + . . = 0,075 + . .1,044 = 0,569. Trong đó: – hệ số phân bố momen cho dầm trong trường hợp chỉ xếp > 1 làn xe trên cầu. => Hệ số phân bố ngang cho momen của dầm trong: = max( ; ) = max(0,649; 0,569) = 0,649. 4.7.2 Hệ số phân bố ngang cho lực cắt. Khi xếp 1 làn xe trên mặt cầu: = 0,36 + = 0,36 + = 0,616. Khi xếp > 1 làn xe trên mặt cầu: = 0,2 + = 0,2 + = 0,708. => Hệ số phân bố ngang cho lực cắt của dầm trong: = max( ) = max( 0,616; 0,708) = 0,708. 4.7.3 Hệ số phân bố tải trọng người đi. gPL = = = 0,285. 4.8 Đối với dầm biên. 4.8.1 Hệ số phân bố ngang cho momen. 8
Hình 2.3 Đường ảnh hưởng phản lực gối của dầm ngoài. a. Trường hợp 1 làn chất tải: Dùng phương pháp đòn bẩy xác định hệ số phân bố. = m.0,5 = 0,85.0,5.(0,263 + 0) = 0,112. b. Trường hợp hai hoặc nhiều làn chất tải. = em. = 1. 0,569= 0,569. Trong đó: + em = 0,77 + = 0,77 + = 0,895 em = 1. de = 350mm – khoảng cách từ mép trong gờ chắn đến dầm biên. 300 ≤ de ≤ 1700. + = 0,569. = > Hệ số phân bố ngang cho momen của dầm biên: = max( , ) = max( 0,112; 0,569) = 0,569. 4.8.2 Hệ số phân bố ngang cho lực cắt. a. Trường hợp 1 làn chất tải. Dùng phương pháp đòn bẩy xác định hệ số phân bố. = m.0,5 = 0,85.0,5.(0,263 + 0) = 0,112. b. Trường hợp hai hoặc nhiều làn chất tải. = em. = 1. 0,708= 0,708. Trong đó: em = 0,77 + = 0,77 + = 0,895 em = 1. de = 350mm – khoảng cách từ mép trong gờ chắn đến dầm biên. 300 ≤ de ≤ 1700. = 0,708. = > Hệ số phân bố ngang cho lực cắt của dầm biên: = max( , ) = max( 0,112; 0,708) = 0,708. 9
4.8.3 Hệ số phân bố tải trọng người đi. gPL = 1/2 (y1 + y2) = ½(1,39 +0,76) = 1,075 Bảng 2.7 Tổng hợp hệ số phân bố ngang Hệ số phân bố Dầm trong Dầm biên ngang Momen 0,649 0,569 Lực cắt 0,708 0,708 Người đi GPL 0,285 1,075 5. Xác định nội lực tại các tiết diện của dầm do hoạt tải gây ra. 5.1 Tính toán momen: Momen tại các tiết diện do hoạt tải gây ra được tính như sau: Theo trạng thái giới hạn cường độ 1: = η.{.γLL.[ 0,65.(1 + IM). + 0,93.ω ] +gPL. γPL.PL. ω} Theo trạng thái giới hạn sử dụng: = .[ 0,65.(1 + IM). + 0,93.ω ] +gPL.PL. ω Trong đó: + η – hệ số điều chỉnh tải trọng. TTGHCĐ1: η = 0,95 TTGHSD: η = 1 + Pi – trọng lượng các trục xe. + yi – tung độ đường ảnh hưởng. + ω – diện tích đường ảnh hưởng. + (1 + IM) = 1,33 – hệ số xung kích. + = 0,649 – hệ số tải trọng đối với momen. + gPL= 1,075 – hệ số tải trọng người đi. + γLL, γPL – hệ số tải trọng của hoạt tải. TTGHCĐ1: γLL = γPL = 1,75. TTGHSD: γLL = γPL = 1,3. + 0,65 – hệ số lấy theo tải trọng 0,65HL93. + PL = 4kN/m2 – tải trọng người đi bộ. 10
Hình 2.4 Đường ảnh hưởng momen tại các tiết diện. Bảng 2.8 Momen do hoạt tải gây ra. Trạng CĐ1 SD thái giới hạn PL Mặt ω gPL M M kN/m cắ t m2 kN.m kN.m 3 trục 2 trục max Gối 0 0 0 0 4 1,075 0 0 11
L/2 78,125 1644,25 1309 1644,25 4 1,075 2170,585 1697,300 L/8 34,125 771,5 584,1 771,5 4 1,075 997,820 761,126 3L/8 73,25 1458,1 1239,7 1458,1 4 1,075 1957,209 1530,449 L/4 52,25 1152,1 889,9 1152,1 4 1,075 1500,588 1173,392 MN 63 1069,65 672,54 1069,65 4 1,075 1511,318 1181,780 5.2 Tính toán lực cắt: Lực cắt tại các tiết diện do hoạt tải gây ra được tính như sau: Theo trạng thái giới hạn cường độ 1: = η.{.γLL.[ 0,65.(1 + IM). + 0,93. ω+ ] + gPL. γPL.PL. ω} Theo trạng thái giới hạn sử dụng: = .[ 0,65.(1 + IM). + 0,93. ω+ ] + gPL.PL. ω+ Trong đó: + η – hệ số điều chỉnh tải trọng. TTGHCĐ1: η = 0,95 TTGHSD: η = 1 + Pi – trọng lượng các trục xe. + yi – tung độ đường ảnh hưởng. + ω+ – diện tích dương đường ảnh hưởng. + (1 + IM) = 1,33 – hệ số xung kích. + = 0,708 – hệ số tải trọng đối với momen. + gPL = 1,075 – hệ số tải trọng người đi. + γLL, γPL – hệ số tải trọng của hoạt tải. TTGHCĐ1: γLL = γPL = 1,75. TTGHSD: γLL = γPL = 1,3. + 0,65 – hệ số lấy theo tải trọng 0,65HL93. + PL = 4kN/m2 – tải trọng người đi bộ. 12
Hình 2.5 Đường ảnh hưởng lực cắt tại các tiết diện. Bảng 2.9 Lực cắt do hoạt tải gây ra. Trạng CĐ1 SD thái giới hạn PL Mặt ω+ gPL V V kN/m cắ t m2 kN.m kN.m 3 trục 2 trục max Gối 12,5 288,1 214,5 288,1 4 1,075 373,223 309,812 L/2 3,125 125,95 104,5 125,95 4 1,075 491,655 120,360 L/8 9,570 247,36 187,55 247,36 4 1,075 313,001 258,509 3L/8 4,883 165,675 132,55 165,675 4 1,075 199,861 163,301 L/4 7,031 207,06 159,72 207,06 4 1,075 255,731 210,076 4 1,075 242,42 MN 6,480 197,45 152,9 197,45 198,878 3 13
6. Xác định nội lực tại các tiết diện của dầm do tĩnh tải gây ra. 6.1 Các thành phần tĩnh tải. Hình 2.6 Mặt cắt ngang cầu Bảng 2.10 Thống số tính toán sơ bộ. Dung trọng của bê tông cốt thép γBT 25kN/m3 Dung trọng của lớp mui luyện γML 15kN/m3 Dung trọng của lớp phòng nước γPN 22kN/m3 Dung trọng của cốt thép γs 78,5kN/m3 Dung trọng của bê tông nhựa γBTN 22,5kN/m3 Tỷ trọng hợp kim Nhôm γAL 28kN/m3 a. Lan can – tay vịn. Gồm có phần bệ làm bằng bê tông cốt thép đổ liên tục theo chiều dài của dầm và phần phía trên làm bằng kim loại. Để tính khối lượng của lan can ta tính cho từng bộ phận như sau: Hình 2.7 Chi tiết bệ lan can và lan can. 14
Phần bệ lan can: DCbệ = Vbệ. γBT = 2.(0,6.0,25 – 2.0,025.0,025).25,6.25 = 190,39kN Phần trụ lan can: Vì phần kết cấu bằng kim loại có tiết diện phức tạp nên để đơn giản việc tính toán, ta tiến hành quy đổi tiết diện này tương đương một tiết diện đơn giản là hình chữ nhật bằng cách tính trung bình bề rộng các mặt cắt đặc trưng, từ đó tính toán được khối lượng của lan can. Ta cần chú ý rằng tại liên kết lan can gắn với tay vịn có 2 đoạn ống kéo dài để tăng cường độ cứng liên kết với tay vịn, tuy nhiên ta xem phần khối lượng này là không đáng kể và bỏ qua khi tính toán khối lượng của lan can. Hình 2.9 Quy đổi mặt cắt tiết diện tính toán của lan can. + Bề rộng bình quân: bbq = .( + 100 + 135 ) = 130mm = 0,13m Diện tích tiết diện: + S = 0,61.0,13 = 0,063m2 + Thể tích 1 lan can: Vlc = S.d = 0,063.0,13 = 0,00818m3 + Cầu nhịp 25,6m, khoảng cách tay vịn là 2m nên tổng số lan can trên 1 nhịp là 2.12 = 24 cọc thép. Tỏng khối lượng của lan can trên 1 nhịp: DClc = 24.Vlc. γAL = 24.0,00818.28 = 5,501kN Phần tay vịn: 15
Hình 2.8 Chi tiết tay vịn theo phương dọc cầu. Tay vịn trên cầu có 2 loại, loại có D = 120mm, t=5mm và loại D = 100mm, t = 5mm. Mỗi đoạn ống tay vịn dài 2m và được liên kết tại các lan can cầu. Để tính toán khối lượng tay vịn, ta tiến hành tính toán khối lượng của mỗi loại tay vịn rồi từ đó tính toán cho cầu. Khối lượng tay vịn D = 120mm, L = 2m được tính như sau: DCtv1 = ( 0,122 – 0,1152).2. γAL = ( 0,122 – 0,1152).2.28 = 0,052kN Khối lượng tay vịn D = 80mm, L = 2m được tính như sau: DCtv2 = ( 0,082 – 0,0752).2. γAL = ( 0,082 – 0,0752).2.28 = 0,034kN Tổng khối lượng tay vịn trên 1 nhịp: DCtv = (12 1).2.(DCtv1 + DCtv2) = 22.(0,052 + 0,034) = 1,892kN b. Gờ chắn bánh xe. Hình 2.10 Chi tiết gờ chắn bánh xe. Khối lượng gờ chắn trên 1 nhịp cầu: DCgc = Vgc. γBT = 2.(0,25.0,35 – 0,5.0,15.0,15).25,6.25 = 97,6kN => Tĩnh tải do lan can – tay vin, gờ chắn bánh xe trên 1m dài của nhịp cầu L = 25,6m, có 7 dầm chủ là: DClctv,gc = = = 1,64kN/m Bảng 2.8 Tổng hợp tĩnh tải của dầm 16
DCdc = As.γs = 33700.106.78,5 Trọng lượng dầm thép = 2,64kN/m DChlk = 0,11.DC1 = 0,11.2,64 Trọng lượng hệ liên kết = 0,29kN/m Trọng lượng lc – tv, DClctv,gc = 1,64kN/m gcbx DCBMC = (ABMC. γBT)/Nb = (13,5.0,2 + 7.0,39.0,1).25/7 Trọng lượng BMC = 10,62kN/m DW = (DW1 + DW2 + DW3)/67 Trọng lượng lớp phủ = (0,07.10,5.22,5+0,004.10,5.22+0,053.10,5.15)/7 = 3,687kN/m DC1 = DCdc + DChlk + DCBMC Tĩnh tải giai đoạn 1 = 2,64 + 0,29 + 10,62 = 13,55kN/m Tĩnh tải giai đoạn 2 DC2 = DClctv,gc = 1,64kN/m 6.2 Momen do tĩnh tải gây ra. = η.( γDC.DC + γDW.DW). Trong đó: + η – hệ số điều chỉnh tải trọng. + γDC, γDW – hệ số tải trọng. η γDC γDW Trạng thái CĐ1 0,95 1,25 1,5 Trạng thái SD 1 1 1 + diện tích đường ảnh hưởng. 17
Hình 2.11 Đường ảnh hưởng momen tại các tiết diện. Bảng 2.9 Momen do tĩnh tải giai đoạn 1 (DC1) gây ra theo các trạng thái giới hạn. Giá trị do tĩnh Cường độ 1 Sủ dụng tải gây ra Mặt cắt ω (m2) DC1 (kN/m) M (kN.m) M (kN.m) Gối 0 13,55 0 0 L/2 78,125 13,55 1257,080 1058,594 3L/8 73,25 13,55 1178,638 992,537 L/4 52,25 13,55 840,735 707,987 L/8 34,125 13,55 549,092 462,393 Mối nối 63 13,55 1013,709 853,65 Bảng 2.10 Momen do tĩnh tải giai đoạn 2 (DC2 DW) gây ra theo các trạng thái giới hạn. Giá trị do Cường độ 1 Sủ dụng tĩnh tải gây ra Mặt cắt ω (m2) DC2 (kN/m) DW (kN/m) M (kN.m) M (kN.m) Gối 0 1,64 3,687 0 0 L/2 78,125 1,64 3,687 562,615 416,172 3L/8 73,25 1,64 3,687 527,508 390,203 L/4 52,25 1,64 3,687 376,277 278,336 L/8 34,125 1,64 3,687 245,750 181,784 Mối nối 63 1,64 3,687 453,693 335,601 6.3 Lực cắt do tĩnh tải gây ra. Vk(LL+PL) = η.( γDC.DC + γDW.DW).(ω+ ω) Trong đó: + η – hệ số điều chỉnh tải trọng. + γDC, γDW – hệ số tải trọng. η γDC γDW Trạng thái CĐ1 0,95 1,25 1,5 Trạng thái SD 1 1 1 + ω+ diện tích dương đường ảnh hưởng. + ω diện tích âm đường ảnh hưởng. 18
Hình 2.12 Đường ảnh hưởng lực cắt tại các tiết diện. Bảng 2.12 Lực cắt do tĩnh tải giai đoạn 1 (DC1) gây ra theo các trạng thái giới hạn. Giá trị do Cường độ1 Sủ dụng tĩnh tải gây ra Mặt cắt ω+ (m2) ω (m2) DC1 (kN/m) M (kN.m) M (kN.m) Gối 12,5 0 13,55 201,133 169,375 L/8 9,570 0,195 13,55 150,849 127,031 L/4 7,031 0,781 13,55 100,566 84,687 3L/8 4,883 1,758 13,55 50,283 42,344 L/2 3,125 3,125 13,55 0 0 Mối 6,480 0,980 13,55 88,498 74,525 nối Bảng 2.13 Lực cắt do tĩnh tải giai đoạn 2 (DC2 DW) gây ra theo các trạng thái giới hạn. Giá trị do Cường Sủ dụng tĩnh tải độ1 gây ra Mặt cắt ω+ (m2) ω (m2) DC2(kN/m) DW (kN/m) M (kN.m) M (kN.m) Gối 12,5 0 1,64 3,687 90,018 66,587 L/8 9,570 0,195 1,64 3,687 67,514 49,941 L/4 7,031 0,781 1,64 3,687 45,009 33,293 3L/8 4,883 1,758 1,64 3,687 22,505 16,647 L/2 3,125 3,125 1,64 3,687 0 0 Mối 6,480 0,980 1,64 3,687 39,608 29,298 nối 19
Bảng 2.14 Tổng kết nội lực do tĩnh tải gây ra. TTGH TTGH sủ dụng cường độ 1 Mặt cắt Momen Lực cắt Momen Lực cắt kN.m kN.m kN.m kN.m Gối 0 201,133 0 169,375 L/8 549,092 150,849 462,393 127,031 Giai L/4 840,735 100,566 707,987 84,687 đoạn 1 3L/8 1178,638 50,283 992,537 42,344 L/2 1257,080 0 1058,594 0 Mối nối 1013,709 88,498 853,650 74,525 Gối 0 90,018 0 66,587 L/8 245,750 67,514 181,784 49,941 Giai L/4 376,277 45,009 278,336 33,293 đoạn 2 3L/8 527,508 22,505 390,203 16,647 L/2 562,615 0 416,172 0 Mối nối 453,693 39,608 335,601 29,298 Gối 0 291,151 0 235,962 L/8 794,842 218,363 644,177 176,972 Tổng nội L/4 1217,012 145,575 986,323 117,980 lực do 3L/8 1706,146 72,788 1382,740 58,991 tĩnh tải L/2 1819,695 0 1474,766 0 Mối nối 1467,402 128,106 1189,251 103,823 6.4 Tính toán tổ hợp các nội lực do tĩnh tải và hoạt gây ra. Tổ hợp nội lực theo TTGH cường độ 1. + Tổ hợp momen. Mu = + + Tổ hợp lực cắt. Vu = + Tổ hợp nội lực theo TTGH sử dụng. + Tổ hợp momen. Mu = + + Tổ hợp lực cắt. Vu = + Bảng 2.15 Tổng hợp nội lực tại các mặt cắt trong dầm chủ. Mặt cắt TTGH cường TTGH sử dụng độ 1 Momen Lực cắt Momen Lực cắt 20