d d D
Hình 13-1: V t ti p xúc c a bánh ệ ế ủ
xe v i m t đ ngớ ặ ườ
TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ✆ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDCÂ
CH NG 13 : TÍNH TOÁN K T C U ÁO Đ NG M MƯƠ Ế Ấ ƯỜ Ề
13.1 Đ C ĐI M C A T I TR NG XE CH Y TÁC D NG LÊN M T Đ NG VÀẶ Ể Ủ Ả Ọ Ạ Ụ Ặ ƯỜ
NH H NG C A NÓ Đ N C C U LÀM VI C C A KCAĐ .Ả ƯỞ Ủ Ế Ơ Ấ Ệ Ủ
1.1 Đ c đi m c a t i tr ng xe ch y tác d ng lên m t đ ngặ ể ủ ả ọ ạ ụ ặ ườ
Đ l n c a t i tr ng tác d ng lên m t đ ng ph thu c vào hai y u t :ộ ớ ủ ả ọ ụ ặ ườ ụ ộ ế ố
+ Đ l n c a t i tr ng tr c Q (T).ộ ớ ủ ả ọ ụ
Các xe t i th ng có tr ng l ng tr c sau chi m 3/4 tr ng l ng c a toàn b xe. Do đóả ườ ọ ượ ụ ế ọ ượ ủ ộ
đ l n c a t i tr ng ph thu c vào tr ng l ng c a tr c sau ôtôộ ớ ủ ả ọ ụ ộ ọ ượ ủ ụ
+ Di n tích v t ti p xúc c a bánh xe v i m t đ ng (cmệ ệ ế ủ ớ ặ ườ 2) ph thu c vào kích th c và đụ ộ ướ ộ
c ng c a l p xe (áp l c h i).ứ ủ ố ự ơ
Di n ti p xúc c a bánh xe v i m t đ ng đ c xác đ nh nh sau:ệ ế ủ ớ ặ ườ ượ ị ư
Ap l c truy n xu ng m t đ ng (kG/cmự ề ố ặ ườ 2)
p = α.p0 (13-1)
Trong đó:
α: H s k đ n đ c ng c a l pệ ố ể ế ộ ứ ủ ố
α=0,9÷1,3 khi tính toán l y ấα=1,1
P0: Ap l c h i trong xăm.ự ơ
Nh v y D có th tính:ư ậ ể
.
F.4
Dπ
=
ta có : p =
F
P
=>
p
P
08,1
p.
P.4
D≈
π
=
(cm) (13-2)
P: 1/2 t i tr ng tr c sau c a xeả ọ ụ ủ
D : Đ ng kính c a v t bánh xe t ng đ ngườ ủ ệ ươ ươ
p : áp l c c a bánh xe tác d ng lên m t đ ng. ự ủ ụ ặ ườ
Theo 22TCN 211-06 t i tr ng tính toán tiêu chu n nh sau :ả ọ ẩ ư
Lo i đ ngạ ườ T i tr ngả ọ Ap l c tính toán lênự Đ ng kínhườ
Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä
tä Trang : 1
TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ✆ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDCÂ
tr c (daN)ụm t đ ngặ ườ
( daN/cm2)
v t bánh xeệ
(cm)
+Đ ng ô tô thu c m ng l i chung,ươ ộ ạ ướ
đ ng cao t c, đ ng đô th c p khu v cườ ố ườ ị ấ ự
tr xu ngở ố
10000 6 33
+Tr c chính đô th , m t s đ ng cao t c,ụ ị ộ ố ườ ố
đ ng khu công nghi pườ ệ 12000 6 36
= > Đ c đi m t i tr ng xe tác d ng lên m t đ ng :ặ ể ả ọ ụ ặ ườ
- T i tr ng đ ngả ọ ộ
- T i tr ng trùng ph c ả ọ ụ hi n t ng m iệ ượ ỏ
- T i tr ng tác d ng đ t ng t và t c th i.ả ọ ụ ộ ộ ứ ờ
1.2 Anh h ng c a t i tr ng đ n c ch làm vi c c a KCAĐ ưở ủ ả ọ ế ơ ế ệ ủ
Bi n d ng c a KCAĐ và n n đ ng ph thu c:ế ạ ủ ề ườ ụ ộ
- Th i gian tác d ng c a t i tr ngờ ụ ủ ả ọ
Bi n d ng t l thu n v i th i gian tác d ng : n u cùng t i tr ng tác d ng nh nhauế ạ ỷ ệ ậ ớ ờ ụ ế ả ọ ụ ư
thì th i gian tác d ng các lâu sinh ra bi n d ng càng l nờ ụ ế ạ ớ
- T i tr ng tác d ng Pả ọ ụ
Bi n d ng t l thu n v i t i tr ng : n u cùng th i gian tác d ng nh nhau thì t iế ạ ỷ ệ ậ ớ ả ọ ế ờ ụ ư ả
tr ng tác d ng các l n sinh ra bi n d ng càng l nọ ụ ớ ế ạ ớ
- T c đ gia t iố ộ ả
Bi n d ng t l ngh ch v i t c đ gia t i : t c đ gia t i càng ch m thì bi n d ng doế ạ ỷ ệ ị ớ ố ộ ả ố ộ ả ậ ế ạ
nó gây ra càng l n.ớ
Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä
tä Trang : 2
TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ✆ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDCÂ
12.2 CÁC HI N T NG PHÁ HO I KCAĐ M M, NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN C NGỆ ƯỢ Ạ Ề ƯỜ
Đ ÁO Đ NG M MỘ ƯỜ Ề
2.1 Các hi n t ng phá ho i KCAĐ m mệ ượ ạ ề
l
D
D
o
KÐo
C¾t
KÐo
Lón
Tråi
¸
p lùc truyÒn lª n ®Êt
(®Êt bÞ nÐn)
H×nh 13-2.
C¸ c hiÖn tù¬ng ph¸ ho¹i ¸ o ®õ¬ng mÒm ë tr¹ng th¸ i
giíi h¹n dø¬i t¸ c dông cña t¶i träng xe ch¹y
- Ngay d i m t ti p xúc c a bánh xe , m t đ ng s b lún ( ng su t nén)ướ ặ ế ủ ặ ườ ẽ ị ứ ấ
- Xung quanh ch ti p xúc s phát sinh tr t d o ( ng su t c t)ỗ ế ẽ ượ ẻ ứ ấ ắ
- Trên m t đ ng xu t hi n các đ ng n t h ng tâm bao tròn, xa h n 1 chút v t li u bặ ườ ấ ệ ườ ứ ướ ơ ậ ệ ị
đ y tr i, m t đ ng có th b gãy v và ph n đáy c a áo đ ng b n t ( ng su t kéo)ẩ ồ ặ ườ ể ị ỡ ầ ủ ườ ị ứ ứ ấ
2.2 Nguyên lý tính toán k t c u áo đ ng m m.ế ấ ườ ề
2.2.1 Tính toán theo đ võng đàn h i:ộ ồ
Đ võng đàn h i c a c KCAĐ d i tác d ng c a t i tr ng xe gây ra không đ c v tộ ồ ủ ả ướ ụ ủ ả ọ ượ ượ
qua đ võng đàn h i cho phép.ộ ồ
âv
cd
K
. lđh ≤ lgh (13-3)
lđh : đ võng đàn h i c a c KCAĐ d i tác d ng c a t i tr ng xe gây ra (cm)ộ ồ ủ ả ướ ụ ủ ả ọ
lgh : đ võng đàn h i cho phép xu t hi n trong KCAĐ (cm)ộ ồ ấ ệ
âv
cd
K
: H s c ng đ v đ võng, ph thu c vào đ tin c y thi t k ( l y theo b ng 3-2 vàệ ố ườ ộ ề ộ ụ ộ ộ ậ ế ế ấ ả
b ng 3-3 c a 22 TCN 211-06)ả ủ
(12-3) Ech
≥
âv
cd
K
.Eyc (13-4)
Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä
tä Trang : 3
TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ✆ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDCÂ
Eyc : môđuyn đàn h i yêu c u c a KCAĐ [daN/cmồ ầ ủ 2]
Eyc =
gh
l
Dp )1.(. 2
µ
−
(13-5)
Trong đó : p : áp l c c a bánh xe tác d ng lên m t đ ng ự ủ ụ ặ ườ
D : đ ng kính v t bánh xe t ng đ ngườ ệ ươ ươ
Lgh : đ võng gi i h n cho phépộ ớ ạ
µ
: hh s poissonệ ố
Ech : môđuyn đàn h i chung c a c k t c u [daN/cmồ ủ ả ế ấ 2]
2.2.2 Tính toán theo ng su t c t :ứ ấ ắ
ng su t c t t i m i đi m trong KCAĐ và trong n n đ t do t i tr ng xe ch y và tr ngỨ ấ ắ ạ ọ ể ề ấ ả ọ ạ ọ
l ng b n thân c a các l p v t li u gây ra không đ c quá ng su t c t gi i h n trong n n đ tượ ả ủ ớ ậ ệ ượ ứ ấ ắ ớ ạ ề ấ
và trong các l p v t li u KCADớ ậ ệ
tr
cd
K
(τax + τav ) ≤ Ctt (13-6)
τax : ng su t c t ho t đ ng l n nh t xu t hi n trong n n đ t ho c trong các l p v t li uứ ấ ắ ạ ộ ớ ấ ấ ệ ề ấ ặ ớ ậ ệ
kém dính do t i tr ng xe ch y gây ra (daN/cmả ọ ạ 2)
τav : su t c t ho t đ ng xu t hi n trong n n đ t ho c trong các l p v t li u kém dính doấ ắ ạ ộ ấ ệ ề ấ ặ ớ ậ ệ
tr ng l ng b n thân c a các l p v t li u phía trên gây ra (daN/cmọ ượ ả ủ ớ ậ ệ ở 2)
tr
cd
K
: H s c ng đ v ch u c t ( tr t), ph thu c vào đ tin c y thi t k ( l y theo b ngệ ố ườ ộ ề ị ắ ượ ụ ộ ộ ậ ế ế ấ ả
3-7 c a 22 TCN 211-06)ủ
Ctt : l c dính tính toán c a n n đ t ho c c a các l p v t li u kém dính tr ng thái đ m vàự ủ ề ấ ặ ủ ớ ậ ệ ở ạ ộ ẩ
đ ch t tính toán (daN/cmộ ặ 2 )
Ctt = C.K1.K2.K3(13-8)
C : L c dính c a đ t ho c c a l p v t li u kém dính.ự ủ ấ ặ ủ ớ ậ ệ
K1 :
K2 :
K3:
2.2.3 Tính toán theo ng su t kéo u n :ứ ấ ố
ng su t kéo u n xu t hi n đáy các l p v t liêu toàn kh i do t i tr ng xe ch y gây raỨ ấ ố ấ ệ ở ớ ậ ố ả ọ ạ
không đ c quá ng su t kéo u n cho phép c a các l p v t li u đó.ượ ứ ấ ố ủ ớ ậ ệ
Công th c tính toán nh sau : ứ ư
Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä
tä Trang : 4
TRÆÅÌNG ÂAÛI HOÜC BAÏCH KHOA ÂN --- ✆ --- BÄÜ MÄN ÂÆÅÌNG – KHOA XDCÂ
σku ≤ Rku (13-9)
σku : ng su t kéo u n l n nh t xu t hi n trong các l p v t li u toàn kh i do t i tr ng xeứ ấ ố ớ ấ ấ ệ ớ ậ ệ ố ả ọ
ch y gây ra (daN/cmạ2)
Rku : c ng đ ch u kéo u n cho phép c a v t li u (daN/cmườ ộ ị ố ủ ậ ệ 2)
12.3 TÍNH TOÁN C NG Đ C A K T C U ÁO M M THEO TIÊU CHU N ĐƯỜ Ộ Ủ Ế Ấ Ề Ẩ Ộ
VÕNG ĐÀN H I Ồ
3.1 Nguyên lý tính toán.
Ech ≥ Eyc (13-10)
3.2 Tính toán :
3.2.1 Tính Ech :
a. Đ i v i h 2 l p :ố ớ ệ ớ
* Xác đ nh Eịch khi bi t chi u dày h nh sau :ế ề ư
- Xét t s : ỉ ố
1
1
0E
E
E
E
D
h
ch
öKogantratoaïnâä →
=> Ech
*.Bài toán ng c : tìm hượ 1 khi bi t Eếyc
- Xét t s : ỉ ố
D
h
E
E
E
E
E
E
öKogantratoaïnâä
yc
ch
→
=
11
1
0
=> h
b. Đ i v i h 3 l p :ố ớ ệ ớ
- Đ i l p 1 và l p 2 thành 1 l p t ng đ ngổ ớ ớ ớ ươ ươ
Voî Âæïc Hoaìng Giaïo aïn : Thiãút Kãú Âæåìng ä
tä Trang : 5
Hình 13- 3 S¬ ® tÝnh h 2 lpơ
E
ch
p
D
E
0
E
1
h