bài giảng cầu thép

Gi¸o tr×nh cÇu thÐp 1

Môc lôc 1. Kh¸i niÖm chung.....................................................................................................5 1.1 Vµi nÐt vÒ lÞch sö ph¸t triÓn............................................................................... 5 1.2 Ph−¬ng h−íng ph¸t triÓn: ................................................................................. 7 1.3 VËt liÖu dïng cho cÇu thÐp................................................................................ 7 1.4 Çc hÖ thèng chÝnh cña cÇu thÐp...................................................................... 9 1.4.1. CÇu dÇm: ............................................................................................................. 9 1.4.2. CÇu giµn: ............................................................................................................. 9 1.4.3. CÇu vßm:........................................................................................................... 10 1.4.4. CÇu khung:........................................................................................................ 11 1.4.5. CÇu hÖ liªn hîp: ................................................................................................ 11 1.4.6. CÇu treo:............................................................................................................ 11 1.4.7. CÇu d©y v¨ng: ................................................................................................... 11 2. HÖ mÆt cÇu cña cÇu thÐp ................................................................................13 2.1 MÆt cÇu «t«. ..................................................................................................... 13 2.1.1. MÆt cÇu dïng b¶n BTCT................................................................................... 13 2.1.2. MÆt cÇu b»ng kim lo¹i. ..................................................................................... 14 2.2 MÆt cÇu xe löa. ................................................................................................ 14 2.2.1. MÆt cÇu cã tµ vÑt ®Æt trùc tiÕp........................................................................... 14 2.2.2. MÆt cÇu cã m¸ng ®¸ d¨m.................................................................................. 15 2.3 HÖ thèng dÇm mÆt cÇu. ................................................................................... 15 2.4 Liªn kÕt dÇm däc vµo dÇm ngang, dÇm ngang vµo dÇm chñ hoÆc giµn chñ. 16 2.4.1. Liªn kÕt dÇm däc vµo dÇm ngang. .................................................................... 16 2.4.1.1. Liªn kÕt dÇm däc ®Æt chång lªn dÇm ngang: .................................................... 17 2.4.1.2. Liªn kÕt ®ång møc: ........................................................................................... 17 2.4.1.3. Liªn kÕt víi biªn dÇm däc ®Æt thÊp h¬n:........................................................... 17 2.4.2. Liªn kÕt dÇm ngang vµo giµn chñ hoÆc dÇm chñ. ............................................. 18 2.5 TÝnh to¸n hÖ dÇm mÆt cÇu vµ liªn kÕt chóng. ................................................ 19 2.5.1. DÇm däc:........................................................................................................... 19 2.5.1.1. DÇm däc bÞ c¾t t¹i chç nèi víi dÇm ngang ....................................................... 20 2.5.1.2. DÇm däc lµ kÕt cÊu hoµn toµn liªn tôc .............................................................. 20 2.5.2. DÇm ngang:....................................................................................................... 20 2.5.3. TÝnh liªn kÕt dÇm däc vµo dÇm ngang. ............................................................. 20 2.5.3.1. Tr−êng hîp cã b¶n con ç vµ vai kª.................................................................. 21 2.5.3.2. Tr−êng hîp liªn kÕt cã çc b¶n con ç trªn vµ d−íi: ........................................ 22 2.5.4. TÝnh liªn kÕt dÇm ngang vµo giµn chñ. ............................................................. 22 3. çc liªn kÕt trong cÇu thÐp .......................................................................23 3.1 Liªn kÕt bu l«ng ............................................................................................... 23 3.1.1. Bu l«ng th−êng.................................................................................................. 23 3.1.2. Bu l«ng c−êng ®é cao ....................................................................................... 23 3.1.3. Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña bu l«ng....................................................................... 23 3.1.3.1. Søc kh¸ng c¾t [A 6.13.2.7]................................................................................ 23 3.1.3.2. Søc kh¸ng Ðp mÆt [A 6.13.2.9] ......................................................................... 24 3.1.3.3. Søc kh¸ng tr−ît ................................................................................................. 24 3.1.3.4. Søc kh¸ng kÐo ................................................................................................... 25 3.2 Liªn kÕt hµn ..................................................................................................... 27 3.2.1. Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña mèi hµn [A 6.13.3.3.2] .............................................. 27 3.2.1.1. Mèi hµn r·nh ngÊu hoµn toµn ........................................................................... 27 3.2.1.2. Mèi hµn r·nh ngÊu kh«ng hoµn toµn [6.13.3.2.3]............................................. 27 3.2.1.3. Mèi hµn gãc [6.13.3.2.4] .................................................................................. 28


3.2.1.4. DiÖn tÝch hiÖu dông [A 6.13.3.3] ..................................................................... 28 3.2.1.5. KÝch th−íc cña çc ®−êng hµn gãc [A 6.13.3.4]............................................... 28 3.3 ThiÕt kÕ mèi nèi ............................................................................................... 29 4. CÇu dÇm thÐp ..........................................................................................................30 4.1 Çc s¬ ®å vµ kÝch th−íc c¬ b¶n. ...................................................................... 30 4.1.1. CÇu dÇm gi¶n ®¬n: ............................................................................................ 32 4.1.2. CÇu dÇm liªn tôc: .............................................................................................. 32 4.2 CÊu t¹o DÇm chñ ............................................................................................. 33 4.2.1. TiÕt diÖn dÇm ch÷ I: .......................................................................................... 33 4.2.1.1. Çc cÊu kiÖn uèn ph¶i ®−îc cÊu t¹o theo tû lÖ sao cho: ............................... 34 4.2.1.2. §é m¶nh cña b¶n bông. .................................................................................... 34 4.2.1.3. Thay ®æi b¶n biªn ............................................................................................. 34 4.2.2. S−ên t¨ng c−êng................................................................................................ 35 4.2.2.1. S−ên t¨ng c−êng ngang..................................................................................... 35 4.2.2.2. S−ên t¨ng c−êng ngang trªn gèi [A 6.10.8.2] ................................................... 37 4.2.2.3. S−ên t¨ng c−êng däc:........................................................................................ 39 4.2.3. Mèi nèi dÇm...................................................................................................... 39 4.3 CÊu t¹o dÇm thÐp liªn hîp víi b¶n bª t«ng cèt thÐp. ..................................... 40 4.3.1. ý nghÜa kinh tÕ vµ nguyªn lý lµm viÖc. ............................................................ 40 4.3.2. §Æc ®iÓm cÊu t¹o cña dÇm liªn hîp: ................................................................. 41 4.3.2.1. CÊu t¹o cña neo cøng ........................................................................................ 42 4.3.2.2. Neo mÒm........................................................................................................... 43 4.3.2.3. Neo cèt thÐp nghiªng ........................................................................................ 44 4.4 TÝnh to¸n cÇu dÇm........................................................................................... 45 4.4.1. Nh÷ng quy ®Þnh chung: .................................................................................... 45 4.4.2. X¸c ®Þnh néi lùc vµ ®Æc tr−ng h×nh häc cña tiÕt diÖn........................................ 46 4.4.3. Søc kh¸ng uèn ®µn dÎo cña tiÕt diÖn................................................................. 48 4.4.4. Søc kh¸ng uèn dÎo cña tiÕt diÖn Mp................................................................. 48 4.4.4.1. Khi b¶n lµm viÖc chÞu nÐn ................................................................................ 49 4.4.4.2. Khi b¶n lµm viÖc chÞu kÐo ................................................................................ 50 4.4.5. Søc kh¸ng uèn theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é............................................. 51 4.4.5.1. X¸c ®Þnh d¹ng mÆt c¾t lµm viÖc........................................................................ 51 4.4.6. X¸c ®Þnh søc kh¸ng uèn danh ®Þnh b¶n lµm viÖc chÞu nÐn............................... 54 4.4.6.1. Søc kh¸ng uèn cña tiÕt diÖn ®Æc ch¾c th«ng th−êng [6.10.4.2.1] ..................... 54 4.4.6.2. Søc kh¸ng uèn d−¬ng tiÕt diÖn liªn hîp ®Æc ch¾c [6.10.4.2.2] ......................... 54 4.4.6.3. Søc kh¸ng uèn cña tiÕt diÖn kh«ng ®Æc ch¾c [6.10.4.2.4]................................. 55 4.4.6.4. TiÕt diÖn m¶nh .................................................................................................. 55 4.4.6.5. Çc hÖ sè gi¶m øng suÊt b¶n çnh [6.10.4.3]................................................ 58 4.4.6.6. Tr×nh tù kiÓm to¸n tiÕt diÖn dÇm I chÞu uèn ..................................................... 59 4.4.7. Çc yªu cÇu vÒ mái ®èi víi b¶n bông [6.10.6].............................................. 60 4.4.7.1. T¶i träng mái [6.10.6.2].................................................................................. 60 4.4.7.2. Uèn [6.10.6.3].................................................................................................. 60 4.4.7.3. C¾t [6.10.6.4] ................................................................................................... 60 4.4.8. X¸c ®Þnh søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh .................................................................... 61 4.4.8.1. Tæng qu¸t [6.10.7.1]........................................................................................ 61 4.4.8.2. Søc kh¸ng danh ®Þnh cña çc b¶n bông kh«ng ®−îc t¨ng c−êng [6.10.7.2] ..... 61 4.4.8.3. Søc kh¸ng danh ®Þnh cña çc b¶n bông ®−îc t¨ng c−êng [6.10.7.3] ................ 62 4.4.9. Çc neo chèng c¾t [6.10.7.4] ............................................................................ 64 4.4.9.1. Tæng qu¸t [6.10.7.4.1] ...................................................................................... 64 4.4.9.2. Çc kiÓu neo [6.10.7.4.1a] ................................................................................ 64 4.4.9.3. B−íc neo [6.10.7.4.1b]...................................................................................... 66 4.4.9.4. Søc kh¸ng mái cña çc neo chèng c¾t trong çc mÆt c¾t liªn hîp [6.10.7.4.2] 66


4.4.9.5. Çc yªu cÇu ®Æc biÖt ®èi víi çc ®iÓm uèn tÜnh t¶i [6.10.7.4.3] ....................... 67 4.4.9.6. Tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é [6.10.7.4.4] ........................................................ 67 4.4.10. KiÓm tra tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông vÒ ®é vâng dµi h¹n[6.10.5]................ 69 4.4.10.1. Tæng qu¸t [6.10.5.1]........................................................................................ 69 4.4.10.2. Ph©n phèi l¹i m«men theo ph©n tÝch ®µn håi [6.10.5.2] ............................... 69 4.5 tÝnh to¸n cÊu t¹o dÇm ...................................................................................... 69 4.5.1. TÝnh to¸n liªn kÕt biªn dÇm víi s−ên dÇm........................................................ 69 4.5.2. TÝnh mèi nèi dÇm.............................................................................................. 70 4.5.2.1. Mèi nèi s−ên dÇm:............................................................................................ 70 4.5.2.2. Mèi nèi biªn dÇm:............................................................................................. 73 4.5.2.3. TÝnh thanh ®øng trªn gèi................................................................................... 73 5. CÇu giμn thÐp .........................................................................................................75 5.1 CÊu t¹o chung kÕt cÊu nhÞp cÇu giµn. ............................................................ 75 5.1.1. Çc bé phËn vµ s¬ ®« kÕt cÊu nhÞp:................................................................... 75 5.1.2. Çc s¬ ®å cÇu giµn: ........................................................................................... 76 5.1.3. Çc kÝch th−íc c¬ b¶n:...................................................................................... 78 5.1.3.1. ChiÒu dµi nhÞp l:................................................................................................ 78 5.1.3.2. ChiÒu cao h cña giµn:........................................................................................ 78 5.1.3.3. ChiÒu dµi khoang giµn d vµ gãc nghiªng cña thanh xiªn α. ............................. 79 5.1.3.4. Kho¶ng çch gi÷a tim çc giµn chñ B:.............................................................. 79 5.1.4. CÇu giµn hµn ..................................................................................................... 79 5.2 CÊu t¹o giµn chñ.............................................................................................. 80 5.2.1. TiÕt diÖn çc thanh giµn chñ. ............................................................................ 80 5.2.2. CÊu t¹o b¶n d»ng, tÊm thÐp cã khoÐt lç - b¶n ch¾n ngang................................ 82 5.2.2.1. B¶n d»ng: .......................................................................................................... 82 5.2.2.2. Thanh d»ng: ...................................................................................................... 83 5.2.2.3. TÊm thÐp d»ng cã khoÐt lç:............................................................................... 83 5.2.2.4. B¶n ch¾n ngang:................................................................................................ 83 5.2.3. CÊu t¹o nót giµn: ............................................................................................... 84 5.3 TÝnh to¸n giµn chñ .......................................................................................... 86 5.3.1. T¶i träng t¸c dông lªn giµn chñ: ....................................................................... 87 5.3.1.1. Träng l−îng giµn: ............................................................................................. 87 5.3.1.2. Ho¹t t¶i: ............................................................................................................ 87 5.3.2. X¸c ®Þnh néi lùc:............................................................................................... 87 5.3.3. ThiÕt kÕ çc thanh dµn ...................................................................................... 87 5.3.3.1. Chän tiÕt diÖn s¬ bé .......................................................................................... 87 5.3.4. KiÓm tra to¸n tiÕt diÖn thanh ............................................................................ 88 5.3.4.1. KiÓm to¸n thanh chÞu kÐo ................................................................................. 88 5.3.4.2. Thanh chÞu kÐo lÉn uèn..................................................................................... 88 5.3.4.3. KiÓm to¸n thanh chÞu nÐn ................................................................................. 89 5.3.4.4. KiÓm tra thanh chÞu nÐn lÉn uèn [A 6.9.2.2] .................................................... 90 5.3.4.5. KiÓm tra giíi h¹n vÒ mái [A6.6.1.2.5].............................................................. 90 5.3.4.6. TiÕt diÖn thanh cã hai thµnh ®øng liªn kÕt b»ng b¶n d»ng ............................... 91 5.4 TÝnh to¸n mèi nèi vµ liªn kÕt nót giµn............................................................ 93 5.4.1. Søc kh¸ng cña b¶n nót kiÓm to¸n theo çc ®iÒu kiÖn ....................................... 93 5.4.1.1. KiÓm tra theo 1-1 vµ 2-2. .................................................................................. 94 5.4.1.2. KiÓm tra theo 3-3: ............................................................................................. 94 5.4.1.3. KiÓm tra uèn vµ kÐo theo 4-4: .......................................................................... 95 5.5 HÖ thèng liªn kÕt.............................................................................................. 95 5.5.1. Çch bè trÝ vµ cÊu t¹o hÖ thèng liªn kÕt:........................................................... 95 5.5.1.1. Çc kiÓu hÖ thèng liªn kÕt däc vµ liªn kÕt ngang: ............................................ 98 5.5.1.2. CÊu t¹o tiÕt diÖn çc thanh hÖ liªn kÕt. ............................................................. 99


5.5.1.3. CÊu t¹o chç nèi çc thanh vµo giµn chñ.......................................................... 100 5.5.2. TÝnh to¸n hÖ thèng liªn kÕt: ............................................................................ 100 5.5.2.1. TÝnh néi lùc trong giµn liªn kÕt däc:............................................................... 101 5.6 TÝnh néi lùc trong cæng cÇu:......................................................................... 103 6. Gèi cÇu thÐp..........................................................................................................106 6.1 Ph©n lo¹i , bè trÝ trªn b×nh ®å gèi cÇu ......................................................... 106 6.1.1. Çc lo¹i gèi cÇu: ............................................................................................. 106 6.1.2. Çch bè trÝ gèi cÇu trªn b×nh ®å...................................................................... 106 6.1.3. Çch bè trÝ gèi cÇu theo ph−¬ng däc: ............................................................. 107 6.2 CÊu t¹o gèi cÇu:............................................................................................. 107 6.2.1. Gèi con l¨n trßn vµ xÐn c¹nh. ......................................................................... 108 6.2.2. Gèi con l¨n h×nh qu¹t:..................................................................................... 108 6.2.3. Gèi con quay:.................................................................................................. 108 6.2.4. CÊu t¹o gèi cÇu b»ng cao su............................................................................ 109 6.3 TÝnh to¸n gèi cÇu........................................................................................... 110 6.3.1. TÝnh gèi cè ®Þnh kiÓu con quay: ..................................................................... 110 6.3.2. TÝnh to¸n gèi di ®éng:..................................................................................... 112 6.3.3. TÝnh con l¨n: ................................................................................................... 113 6.3.4. TÝnh thít kª con l¨n: ....................................................................................... 113 6.4 Nguyªn t¾c tÝnh to¸n gèi cao su.................................................................... 114


1. Kh¸i niÖm chung CÇu thÐp lµ lo¹i cÇu ®−îc sö dông réng r·i nhÊt do tÝnh chÊt −u viÖt cña vËt liÖu thÐp.

Ngµy nay thÐp cßn ®−îc ®−a thªm çc thµnh phÇn kim lo¹i kh¸c t¹o ra nh÷ng lo¹i thÐp hîp kim cã nh÷ng tÝnh n¨ng rÊt tèt, do vËy cÇu thÐp cµng trë nªn quan träng, nhÊt lµ khi cÇu v−ît nhÞp lín.

1.1 Vμi nÐt vÒ lÞch sö ph¸t triÓn

CÇu kim lo¹i xuÊt hiÖn muén h¬n so víi cÇu gç, cÇu ®¸. Tuy nhiªn cã tµi liÖu nãi r»ng tõ ®Çu cña kû nguyªn nµy ë Trung Quèc, Ên §é ®· cã x©y dùng çc cÇu treo d©y xÝch s¾t. Çc cÇu kim lo¹i ®Çu tiªn lÆp theo d¹ng cÇu vßm gç, råi sau ®ã lµ cÇu dÇm. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña kü nghÖ luyÖn kim còng nh− cña lý thuyÕt tÝnh to¸n c¬ häc, çc d¹ng cÇu kh¸c ra ®êi, ®Æc biÖt lµ cÇu giµn thÐp. CÇu treo nhê ®· chÕ t¹o ®−îc d©y çp vµ cã −u ®iÓm lµ v−ît nhÞp dµi nªn ®· ph¸t triÓn m¹nh. Nh−ng do ®é cøng kÐm nªn nhiÒu cÇu treo ®· xÈy ra tai n¹n mµ ®iÓn h×nh nhÊt lµ cÇu Tacoma ë Mü, nhÞp l - 855m ®· bÞ sËp ®æ n¨m 1910 do giã lín.

CÇu thÐp mót thõa

B¶ng 1-1 Name Location Country Year Span 1 Pont de Québec Québec Canada 1917 549 2 Firth of Forth Edinburgh Scotland 1890 521 3 Minato Osaka Japan 1975 510 4 Commandore Barry Chester, PA USA 1975 501 5 Greater New Orleans-1 New Orleans, LA USA 1958 480 6 Greater New Orleans-2 New orleans LA USA 1988 480 7 Howrah Calcutta India 1943 457 8 Gramercy Gramercy, LA USA - 445 9 Transbay San Francisco, CA USA 1936 427 10 Baton Rouge Baton Rouge, LA USA 1968 376

CÇu DÇm hép hoÆc b¶n thÐp

B¶ng 1-2 Name Location Country Year Span + Ponte Costa e Silva Rio de Janeiro Brazil 1974 300 + Neckartalbruecke-1 Weitingen Germany 1978 263 + Sava-1 Belgrade Yugoslavia 1956 261 + Ponte de Vitoria-3 Espirito Santo Brazil 1989 260 + Zoobruecke Cologne Germany 1966 259 + Sava-2 Belgrade Yugoslavia 1970 250 + Kaita Hiroshima Japan 1991 250 + Shirinashi-Gawa Osaka Japan 1994 250 + Auckland Harbour Auckland New Zealand 1969 244 + Trans Tokyo Bay Tokyo Japan 1996 240 + Koblenz Suedbruecke Koblenz Germany 1975 236 + Shorenji-Gawa Osaka Japan 1989 235 + Grand Duchess Alzette Valley Luxembourg 1966 234 + Neckartalbruecke-2 Weitingen Germany 1978 234 + Foyle Foyle River North Ireland 1983 234 + Konrad Adenauer Bruecke Bonn Germany 1972 230 + Ariake-Nichi Unga Tokyo Japan 1993 230 + San Mateo-Hayward II San Francisco, CA USA 1967 229


Name Location Country Year Span + Amagasaki-Ko Hyogo Pref. Japan 1993 223 + Rader Insel bruecke Hamburg Germany 1972 222

CÇu giμn thÐp

B¶ng 1-3 Name Location Country Year Span Remarks 1 Francis Scott Key USA 1977 366 2 Oshima Ohashi Japan 1976 325 3 Tenmon Japan 1966 300 4 Rio-Niteroi Brazil 1973 300

ë n−íc ta cÇu thÐp ®−îc x©y dùng tõ thêi thùc d©n Ph¸p x©m chiÕm, ®iÓn h×nh nhÊt lµ cÇu Long Biªn (Hµ Néi), cÇu Hµm Rång (Thanh Hãa), Tr−êng TiÒn (HuÕ) vµ cÇu §µ R»ng (Phó Yªn). CÇu Long Biªn lµ cÇu giµn mót thõa l - 107,5m vµ l - 75m. CÇu Hµm Rång lµ cÇu vßm ch¹y d−íi cã thanh kÐo l - 160m.

H×nh 1-1. CÇu Long Biªn (®· gia cè söa ch÷a)

H×nh 1-2. CÇu Tr−êng TiÒn (HuÕ)


CÇu Th¨ng Long (Hµ Néi) gåm 2 lµn ®−êng s¾t khæ 1435mm vµ 1000mm, bèn lµn xe « t«, hai ®−êng cho ng−êi ®i bé vµ hai ®−êng xe th« s¬. Tæng chiÒu dµi cÇu: 5503,30m (§−êng s¾t), 3115,45m (§−êng bé), 2658,42m (Xe th« s¬). PhÇn cÇu chÝnh b»ng dµn thÐp, tÇng trªn cho xe « t« vµ ng−êi ®i bé, tÇng d−íi cho §−êng s¾t vµ xe th« s¬, tæng chiÒu dµi 1688m, gåm 15 nhÞp dµn thÐp biªn song song ®−îc bè trÝ thµnh 5 liªn, mçi liªn gåm 3 nhÞp liªn tôc, chiÒu dµi mét nhÞp b»ng 112m. CÇu ®−îc b¾t ®Çu x©y dùng vµo n¨m 1974 vµ hoµn thµnh vµo n¨m 1985.

CÇu §ång Nai (Km1872+579, Quèc lé 1A thuéc ®Þa phËn tØnh §ång Nai) ®−îc thiÕt kÕ cho 4 lµn xe « t« t¶i träng HS20-44 víi chiÒu réng phÇn ®−êng xe ch¹y b»ng 16,10m vµ hai lÒ ®−êng ng−êi ®i réng 2x1,55m. ChiÒu dµi toµn cÇu b»ng 453,5m, gåm 8 nhÞp bè trÝ theo s¬ ®å: 2x24,75 + 56 + 4x73 + 56 (m). KÕt cÊu nhÞp sö dông dÇm thÐp-BTCT liªn hîp vµ BTCT tiÒn ¸p l¾p ghÐp, tiÕt diÖn T, lo¹i 24,70m. CÇu ®−îc x©y dùng trong kho¶ng tõ n¨m 1959-1964.

1.2 Ph−¬ng h−íng ph¸t triÓn:

+ VËt liÖu chÊt l−îng cao: ThÐp chÊt l−îng cao (High Performance Steel-HPS) vµ bª t«ng chÊt l−îng cao (High Performance Concrete-HPC) chóng bao gåm çc ®Æc tÝnh: c−êng ®é cao, chèng ¨n mßn tèt, dÎo...

+ S¬ ®å vµ kÕt cÇu lµm viÖc hîp lý: hÖ thèng liªn hîp dÇm vµ d©y, ®iÒu chØnh néi lùc. TiÕt diÖn dÇm h×nh hép, b¶n mÆt cÇu tham gia thµnh phÇn tiÕt diÖn. ThÐp bª t«ng liªn hîp.

+ Liªn kÕt bu l«ng c−êng ®é cao, hµn, d¸n keo.

1.3 VËt liÖu dïng cho cÇu thÐp

ë ®©y ®Ò cËp chñ yÕu vËt liÖu ®Ó lµm çc thanh, çc ph©n tè cña kÕt cÊu nhÞp.

CÇu lµ c«ng tr×nh n»m ngoµi trêi, chÞu ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng vµ thêi gian, t¶i träng t¸c ®éng kh«ng nh÷ng lín vÒ c−êng ®é mµ cßn cã tÝnh chÊt ®éng vµ lÆp, kÕt cÊu cã cÊu t¹o

1995/2

1610/2=805155 155

660 660

490

340

1995/2

1610/2=805

a) b)

H×nh 1-1. Mặt cắt ngang dầm thép cầu Đồng Nai (a. trên trụ, b. giữa nhịp)


phøc t¹p cho nªn thÐp dïng lµm cÇu ph¶i cã chÊt l−îng cao, ®¹t nh÷ng qui ®Þnh vÒ çc ®Æc tr−ng c¬ lý, thµnh phÇn hãa häc, c«ng nghÖ chÕ t¹o.

M· hiÖu thÐp cña çc n−íc kh¸c nhau. Cã n−íc dïng m· hiÖu lµ ch÷ vµ sè ®Ó chØ thµnh phÇn çc kim lo¹i c¬ b¶n cã trong thÐp, cã n−íc dïng m· hiÖu chØ ®Æc tr−ng c¬ häc.

M«®un ®µn håi vµ hÖ sè gi·n në nhiÖt cña tÊt c¶ çc cÊp cña thÐp kÕt cÊu ph¶i gi¶ ®Þnh lµ 200.000 MPa vµ 11,7x10-6 mm/mm/ oC.

B¶ng 1-1. Çc ®Æc tÝnh c¬ häc tèi thiÓu cña thÐp kÕt cÊu theo h×nh d¸ng, c−êng ®é vμ chiÒu dμy [A 6.4.1.1]

ThÐp kÕt cÊu

ThÐp hîp kim thÊp c−êng ®é cao

ThÐp hîp kim thÊp

t«i vµ ram

ThÐp hîp kim t«i & ram, c−êng ®é ch¶y

dÎo cao Ký hiÖu AASHTO

M270M CÊp 250

M270M CÊp 345

M270M CÊp 345W

M270M CÊp 485W

M270M Çc cÊp 690/690 W

Ký hiÖu ASTM t−¬ng ®−¬ng

A 709M CÊp 250

A 709M CÊp 345

A 709M CÊp 345W

A 709M CÊp 485W

A 709M Çc cÊp 690/690 W

ChiÒu dµy cña çc b¶n, mm Tíi 100 Tíi 100 Tíi 100 Tíi 100 Tíi 65 Trªn 65

®Õn 100

ThÐp h×nh TÊt c¶ çc

nhãm

TÊt c¶ çc nhãm

TÊt c¶ çc nhãm

Kh«ng ¸p dông

Kh«ng ¸p dông

Kh«ng ¸p dông

C−êng ®é chÞu kÐo nhá nhÊt, Fu,

MPa 400 450 485 620 760 690

§iÓm ch¶y nhá nhÊt hoÆc c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt Fy,

MPa

250 345 345 485 690 620

Çc lo¹i thÐp th−êng dïng theo tiªu chuÈn 22TCN 18 -79:

+ ThÐp than: CT3M, M16C, St37, A37.

+ ThÐp hîp kim thÊp: 15XCHД, 10XCHД, St52, A52.

Giíi h¹n ch¶y tèi thiÓu cña thÐp than lµ 240MPa, giíi h¹n bÒn tèi thiÓu lµ 380MPa. §èi víi thÐp hîp kim thÊp çc con sè ®ã t−¬ng øng lµ 340 MPa vµ 490MPa.

§é d·n giíi h¹n kh«ng nhá h¬n 22%.

VÒ thµnh phÇn hãa häc: C n»m trong ph¹m vi 0,10÷0,25%. Çc chÊt Mn, Si, Cr, Cu, Ni... c¶i thiÖn tÝnh chÊt c¬ häc cña thÐp, çc chÊt l−u huúnh (S), phèt pho (P) cã h¹i vµ kh«ng ®−îc chiÕm tû lÖ qu¸ 0,45% vµ 0,040%.

C−êng ®é tÝnh to¸n c¬ b¶n cña thÐp

B¶ng 1-2 C−êng ®é tÝnh to¸n (kg/cm2)

Lo¹i thÐp Khi chÞu t¸c dông cña lùc däc trôc R0

Khi chÞu uèn Ru

ThÐp çcbon sè hiÖu «CT.3 cÇu» M16C 1900 2000


ThÐp hîp kim thÊp sè hiÖu 15. XCHD ThÐp çc-bon rÌn hay çn nãng sè hiÖu BCT.5 ThÐp çc-bon ®óc sè hiÖu 25L

2700 2000 1500

2800 2100 1600

HÖ sè tÝnh chuyÓn sang c−êng ®é dÉn xuÊt cña thÐp

trong çc cÊu kiÖn cña kÕt cÊu.

B¶ng 1-3 TT Tr¹ng th¸i øng suÊt HÖ sè tÝnh

chuyÓn 1 C¾t 0,6 2 Ðp mÆt tùa ®Çu(khi cã gia c«ng cho khÝt) 1,5 3 Ðp mÆt côc bé khi tiÕp xóc khÝt 0,75

4 NÐn theo ®−êng kÝnh khi l¨n tù do 0,04 5 Ðp mÆt theo ®−êng kÝnh cña bu l«ng chèt ë nót 1,5 6 Uèn cña bu l«ng chèt ë nót ( khi cã khe hë rÊt nhá gi÷a hai mÆt tiÕp xóc cña çc

cÊu kiÖn ghÐp cã hai b¶n bông cÇn liªn kÕt) 1,75

1.4 Çc hÖ thèng chÝnh cña cÇu thÐp.

ThÐp lµ vËt liÖu ®¼ng h−íng, cã kh¶ n¨ng chèng ®ì tèt mäi t¸c ®éng cña ngo¹i lùc, cho nªn cÇu thÐp cã thÓ lµm víi mäi kiÓu d¸ng vµ mäi hÖ thèng. VÒ mÆt tÜnh häc cã thÓ ph©n lo¹i nh− sau:

1.4.1. CÇu dÇm:

§−îc sö dông phæ biÕn nhÊt tr−íc ®©y vµ ®Õn nay vÉn cßn ®−îc ¸p dông nhiÒu. §Æc

®iÓm cña cÇu dÇm lµ:

+ ChØ truyÒn ¸p lùc ®øng (d−íi t¶i träng th¼ng ®øng) nªn kÝch th−íc mè trô t−¬ng ®èi nhá.

+ CÊu t¹o kh¸ ®¬n gi¶n, dÔ tiªu chuÈn hãa vµ ®Þa h×nh hãa.

+ Thi c«ng t−¬ng ®èi ®¬n gi¶n.

+ Cã thÓ lµm dÇm gi¶m ®¬n, dÇm liªn tôc. DÇm mót thõa rÊt Ýt sö dông.

+ CÇu dÇm thÐp cã thÓ ®¹t víi nhÞp 200-300m.

1.4.2. CÇu giµn:

§−îc sö dông réng r·i. Khi nhÞp lín cÇu giµn tiÕt kiÖm vËt liÖu h¬n cÇu dÇm v× çc thanh chÞu lùc däc nªn tËn dông ®−îc kh¶ n¨ng lµm viÖc hÕt c−êng ®é cña toµn tiÕt diÖn.

Còng nh− cÇu dÇm, cÇu giµn chØ truyÒn ¸p lùc ®øng.

DÔ tiªu chuÈn hãa vµ ®Þnh h×nh hãa kÕt cÊu nãi chung vµ tõng thanh tõng ph©n tè nãi riªng.

Thi c«ng ®¬n gi¶n, l¾p r¸p theo c«ng nghÖ hÉng kh«ng cÇn giµn gi¸o.

Cã thÓ lµm cÇu ®¬n gi¶n, liªn tôc, mót thõa. MÆt cÇu ®−îc bè trÝ ®i trªn hoÆc ®i d−íi. ChiÒu dµi nhÞp th«ng th−êng tõ 50-60m ®Õn 120-150m, cã thÓ ®¹t nhÞp trªn 500m. Næi tiÕng lµ çc cÇu Forth (1890) ë Scottland l - 521m, cÇu QuÐbec (1917) ë Canada l - 549m, cÇu Minato-Ohashi ë NhËt l - 510m.


H×nh 1-3. C¸c s¬ ®å c¬ b¶n cña cÇu thÐp

1.4.3. CÇu vßm:

Tr−íc kia th−êng dïng ®Ó v−ît nhÞp lín, ngµy nay Ýt ®−îc sö dông. §Æc ®iÓm cña cÇu vßm lµ cã lùc ®Èy ngang do ®ã mè trô th−êng cã kÝch th−íc lín.


ë nh÷ng n¬i ®Þa h×nh, ®Þa chÊt thÝch hîp th× cÇu vßm rÊt kinh tÕ. V× ®Êt lµm nhiÖm vô nh− mét thanh biªn d−íi cña giµn, vßm nh− lµ thanh biªn trªn.

CÇu vßm khã ®Þnh h×nh hãa vµ tiªu chuÈn hãa kÝch th−íc. Th−êng lµm cÇu vßm 2 khíp hoÆc 3 khíp. MÆt cÇu cã thÓ ®i trªn, ®i d−íi, ®i gi÷a. ChiÒu dµi nhÞp ®· ®¹t tíi trªn 500m.

Çc cÇu vßm thÐp dµi nhÊt vÒ nhÞp lµ cÇu VÞnh Sydney (1931) ë Australia l= 503m. CÇu Bayonne (1931) ë Mü l = 504m cÇu Fayetteville (1977) ë West Virginia, Mü l = 518m.

1.4.4. CÇu khung:

HÇu nh− kh«ng ®−îc sö dông v× kh«ng v−ît ®−îc nhÞp lín vµ çc mÆt kinh tÕ kü thuËt kh«ng cã g× −u viÖt.

§èi víi cÇu «t« cã ¸p dông hÖ liªn hîp khung dÇm cã kÕt hîp ®iÒu chØnh øng suÊt ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ tèt vµ cã thÓ v−ît nhÞp tíi 150m hoÆc h¬n.

1.4.5. CÇu hÖ liªn hîp:

Lµ do çc hÖ ®¬n gi¶n hîp l¹i víi nhau. §©y lµ çc hÖ siªu tÜnh nªn th−êng ®−îc ®iÒu chØnh hoÆc g©y t¹o néi lùc tr−íc ng−îc dÊu víi néi lùc do t¶i träng ngoµi. Trong cÇu thÐp th−êng ¸p dông hÖ dÇm cøng vßm dÎo, dÇm cøng cã biªn phô ®ì d−íi.

Cã thÓ sö dông cho cÇu x©y míi hoÆc ®Ó gia cè t¨ng kh¶ n¨ng chÞu lùc cña cÇu cò. §¹t tíi nhÞp 150-200m.

1.4.6. CÇu treo:

Thùc chÊt ®©y còng lµ mét d¹ng liªn hîp gi÷a dÇm vµ d©y: dÇm cøng ®−îc d©y treo ®ì. CÇu treo d©y parabon hay cßn gäi lµ cÇu treo d©y vâng dïng v−ît nhÞp lín vµ rÊt lín tíi hµng ngµn mÐt.

CÇu treo chia lµm:

+ Cã lùc ngang truyÒn xuèng ®Êt.

+ Kh«ng cã lùc ngang truyÒn xuèng ®Êt.

KÕt cÊu chÞu lùc chñ yÕu lµ d©y lµm b»ng thÐp c−êng ®é rÊt cao (tíi 1.800-2.000MPa), chÞu kÐo rÊt thÝch hîp vµ kinh tÕ.

Th−êng v−ît nhÞp rÊt lín, tõ 500-600m ®Õn 1500-1600m.

Mét vµi cÇu næi tiÕng: Trong nöa thÕ kû 20 vÒ tr−íc: Golden Gate (1280m) 1937 ë Mü. Nh÷ng thËp kû gÇn ®©y: Humber (1981) ë Anh l - 1410m.

Great Belt East (1997), §an m¹ch l - 1624m, Akashi Kaikyo (1998), NhËt l - 1991m.

1.4.7. CÇu d©y v¨ng:

XuÊt hiÖn tõ nöa sau thÕ kû 20 vµ ngµy nay ®−îc sö dông rÊt phæ biÕn. Çc d©y ®−îc bè trÝ xiªn vµ cã t¸c dông nh− gèi tùa ®µn håi cho çc dÇm cøng. Kinh tÕ ®èi víi nhÞp tõ 150m trë lªn. Cã thÓ ®¹t tíi nhÞp gÇn ngµn mÐt. Çc cÇu næi tiÕng:

Tatara (1999) ë NhËt l = 890m.

Normandie (1995) ë Ph¸p l= 856m. Qingzhou Minjiang (1996) ë Trung Quèc l = 605m.

CÇu chÝnh cña cÇu Sutong lµ d¹ng cÇu d©y v¨ng hai mÆt ph¼ng d©y, hai th¸p, dÇm b»ng thÐp, tiÕt diÖn hép, s¬ ®å cÇu chÝnh: 100+100+300+1088+300+100+100=2088 (m).

CÇu Stonecutters (Hång K«ng) dµi 1596m, nhÞp chÝnh dµi 1018m.


ë ta cã cÇu B¾c Mü ThuËn ®−a vµo sö dông n¨m 2000 L=350m; CÇu B·i Ch¸y 435m mét mÆt ph¼ng d©y; cÇu CÇn Th¬ 500m


2. HÖ mÆt cÇu cña cÇu thÐp HÖ mÆt cÇu lµ phÇn trùc tiÕp chÞu ho¹t t¶i, tiÕp nhËn ¸p lùc tõ b¸nh xe ho¹t t¶i vµ truyÒn

tíi kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh lµ kÕt cÊu nhÞp.

Trong cÇu thÐp, kÕt cÊu nhÞp cã thÓ cÊu t¹o kh¸c nhau vÒ s¬ ®å vµ hÖ thèng, nh−ng mÆt cÇu ®Òu gièng nhau. Sù kh¸c nhau cña mÆt cÇu lµ cÇu «t« hay cÇu xe löa.

HÖ mÆt cÇu bao gåm:

+ MÆt cÇu: lµ bé phËn trùc tiÕp chÞu ¸p lùc tõ b¸nh xe.

+ HÖ thèng dÇm mÆt cÇu: ®ì mÆt cÇu cïng víi ho¹t t¶i trªn ®ã vµ truyÒn çc t¶i träng ®ã cho hÖ thèng kÕt cÊu nhÞp.

Tr−êng hîp cÇu hÖ dÇm cã çc dÇm chñ ®Æt gÇn nhau hoÆc dÇm tiÕt diÖn h×nh hép, mÆt cÇu cã thÓ ®Æt trùc tiÕp lªn chóng mµ kh«ng cÊu t¹o hÖ thèng dÇm mÆt cÇu.

2.1 MÆt cÇu «t«.

Yªu cÇu: b»ng ph¼ng, Ýt hao mßn, tuæi thä cao, cè g¾ng cµng nhÑ nh»m gi¶m bít tÜnh t¶i;

Ngµy nay mÆt cÇu «t« th−êng lµm b»ng bª t«ng cèt thÐp hoÆc b»ng thÐp (kim lo¹i). MÆt cÇu ph¶i ®−îc cÊu t¹o ®é dèc ngang vµ ®é dèc däc ®Ó gi¶i quyÕt vÊn ®Ò tho¸t n−íc.

2.1.1. MÆt cÇu dïng b¶n BTCT.

Lo¹i mÆt cÇu nµy ®−îc sö dông rÊt phæ biÕn. B¶n BTCT cã thÓ ®óc t¹i chç hoÆc l¾p ghÐp. Trªn mÆt b¶n cã çc líp ®Öm, phßng n−íc, b¶o vÖ, bª t«ng nhùa. §é dèc ngang cÇu 1,5÷2% cã thÓ ®−îc cÊu t¹o nhê líp ®Öm hoÆc thay ®æi chiÒu cao vót kª lªn dÇm thÐp.

H×nh 2-1. MÆt cÇu bª t«ng


Khi kho¶ng çch gi÷a çc dÇm chñ < 2,5÷3,0m th× b¶n BTCT cã thÓ ®Æt trùc tiÕp lªn dÇm chñ, kh«ng cÇn tíi hÖ thèng dÇm mÆt cÇu.

Khi çc dÇm chñ ®Æt xa nhau hoÆc trong cÇu giµn th× th−êng cÊu t¹o hÖ thèng dÇm däc dÇm ngang mÆt cÇu ®Ó ®ì b¶n, hoÆc sö dông b¶n mÆt cÇu bª t«ng cèt thÐp øng suÊt tr−íc. B¶n BTCT l¾p ghÐp cã thÓ lµm víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt, tiÕt diÖn ch÷ Π. §Ó b¶n kª thËt ch¾c ch¾n vµ s¸t lªn dÇm, th−êng cã r¶i mét líp v÷a xi m¨ng ®Æc tr−íc khi ®Æt b¶n lªn. NÕu cÊu t¹o mèi nèi trªn ®Ønh dÇm th× cèt thÐp b¶n ph¶i ®Ó thß ra ®Ó hµn nèi l¹i víi nhau hoÆc cÊu t¹o mèi nèi vßng, sau ®ã ®æ bª t«ng t¹i chç.

MÆt cÇu BTCT cã chÊt l−îng sö dông cao, mÆt cÇu b»ng ph¼ng, kh¶ n¨ng dÝnh b¸m cña b¸nh xe tèt, Ýt g©y xung kÝch, gi÷a mÆt cÇu vµ mÆt ®−êng ngoµi cÇu t−¬ng ®èi ®ång nhÊt. Tuy nhiªn träng l−îng rÊt nÆng, kho¶ng 600÷800 kg/m2.

2.1.2. MÆt cÇu b»ng kim lo¹i.

MÆt cÇu b»ng thÐp th−êng d−íi d¹ng kÕt cÊu b¶n trùc giao. Trªn mÆt b¶n thÐp hµn ®Ýnh mét l−íi thanh thÐp φ6mm víi « m¾t ço 100÷150mm ®Ó t¨ng ®é liªn kÕt cña líp bª t«ng nhùa r¶i trªn mÆt b¶n thÐp. Çc s−ên çch nhau kho¶ng 200÷400mm, cã thÓ dïng thÐp h×nh ®Æc biÖt ®Ó t¨ng ®é cøng chèng xo¾n. Träng l−îng t−¬ng ®èi nhÑ 230-250 kg/m2.

Trong cÇu qu©n dông ®Ó gi¶m nhÑ träng l−îng dïng mÆt cÇu b»ng ®uya-ra.

2.2 MÆt cÇu xe löa.

KÕt cÊu mÆt cÇu xe löa cã 2 lo¹i:

+ MÆt cÇu cã tµ vÑt ®Æt trùc tiÕp lªn dÇm.

+ MÆt cÇu cã m¸ng ®¸ d¨m.

2.2.1. MÆt cÇu cã tµ vÑt ®Æt trùc tiÕp.

Khæ ®−êng s¾t tiªu chuÈn 1435mm th× kho¶ng çch gi÷a çc dÇm cã thÓ bè trÝ trong ph¹m vi 1,8÷2,5m. Trong kÕt cÊu ®Þnh h×nh th−êng lÊy 2,0m. §èi víi khæ cÇu ®−êng s¾t 1000m th× çc dÇm cã thÓ bè trÝ kho¶ng çch nhá h¬n. Kh«ng ®Æt ray trùc tiÕp lªn ®Ønh dÇm ®Ó ®−êng cã ®é ®µn håi. Tµ vÑt gç chuÈn dµi 3,0m vµ tiÕt diÖn tèi thiÓu 20x24cm, bè trÝ víi kho¶ng çch ≥10cm vµ ≤15cm phßng khi tr−ît b¸nh th× b¸nh xe kh«ng r¬i xuèng mét ®é qu¸ s©u lµm gÉy tµ vÑt. ë vÞ trÝ ®Ønh dÇm ngang cho phÐp cã kho¶ng çch gi÷a tµ vÑt lín nh−ng ≤30cm (theo ®iÒu kiÖn chÞu lùc cña ray). T¹i vÞ trÝ g¸c lªn çnh dÇm, tµ vÑt kh¾c s©u 0,5÷3cm vµ ®−îc bu l«ng mãc liªn kÕt. Ray

L−íi cèt thÐp Líp phñ 3-5cm

TÊm thÐp mm

S−ên t¨ng c−êng

H×nh 2-1. MÆt cÇu b»ng thÐp

1

2

1

H×nh 2-2. MÆt cÇu sμn m¾t ço (1. d¶i thÐp b¶n chÞu lùc; 2. d¶i thÐp b¶n uèn; 3. dÇm

mÆt cÇu)


b¶o vÖ cã thÓ dïng nhá mét cÊp so víi ray ®−êng tÇu vµ çch ∼200mm. Còng cã thÓ dïng thÐp gãc 160+100x14 thay ray b¶o vÖ, ®Æt çnh dµi ë ph−¬ng ®øng. Gç gê 20x10cm kh¾c s©u 2cm t¹i vÞ trÝ giao nhau víi tµ vÑt vµ cã bu l«ng liªn kÕt ®Ó gi÷ cho çc tµ vÑt kh«ng xª dÞch cù ly. Kho¶ng çch gi÷a gç vµ ray ®−êng tÇu 300÷400mm. §Ó gi÷ cho toµn bé hÖ thèng ray tµ vÑt kh«ng tr−ît ®−îc trªn ®Ønh dÇm, t¹i çc khoang hoÆc víi kho¶ng çch ≤5,0M cã cÊu t¹o thÐp gãc chèng tr−ît. ThÐp gãc nµy cã çnh ®øng ≥120mm vµ liªn kÕt víi çc tµ vÑt b»ng bu l«ng.

MÆt cÇu lo¹i tµ vÑt ®Æt trùc tiÕp cã −u ®iÓm lµ t−¬ng ®èi nhÑ, xong l¹i bÊt tiÖn lµ kh«ng

®¶m b¶o sù ®ång nhÊt cña tuyÕn ®−êng, khã t¹o siªu cao vµ t¨ng tiÕng ®éng.

2.2.2. MÆt cÇu cã m¸ng ®¸ d¨m.

MÆt cÇu lo¹i nµy rÊt nÆng, ®Æc biÖt khi m¸ng ®¸ d¨m BTCT. ¦u ®iÓm lµ t¹o sù ®ång nhÊt gi÷a cÇu vµ ®−êng.

Trong cÇu lín, dïng m¸ng thÐp sÏ gi¶m bít träng l−îng, nh−ng chó ý vÊn ®Ò chèng rØ tèt.

Ngµy nay cã xu h−íng kh«ng dïng tµ vÑt vµ ®¸ d¨m mµ ®Æt ray trùc tiÕp qua mét ®Öm ®µn håi.

2.3 HÖ thèng dÇm mÆt cÇu.

HÖ thèng dÇm mÆt cÇu gåm cã çc dÇm däc, dÇm ngang lµm nhiÖm vô:

+ §ì phÇn mÆt cÇu,

+ TruyÒn t¶i träng tõ phÇn mÆt cÇu tíi kÕt cÊu chÞu lùc chÝnh; truyÒn t¶i träng vµo ®óng nót giµn chñ.

Cã tr−êng hîp kh«ng cÊu t¹o hÖ dÇm mÆt cÇu (khi cÇu dÇm cã çc dÇm chñ ®Æt gÇn nhau) hoÆc chØ cã dÇm ngang.

H×nh 2-3. MÆt cÇu ®−êng s¾t


H×nh 2-4. HÖ dÇm mÆt cÇu

Kho¶ng çch gi÷a çc dÇm däc mÆt cÇu hoÆc çc dÇm ngang phô thuéc kÕt cÊu mÆt cÇu, kho¶ng çch gi÷a çc dÇm chñ hoÆc giµn chñ, chiÒu dµi khoang giµn chñ. §èi víi cÇu «t« b cã thÓ tõ 1,2÷1,5m ®Õn 2,5÷3,0m hoÆc h¬n.

DÇm mÆt cÇu th−êng cã tiÕt diÖn I. Khi nhÞp nhá, t¶i träng nhÑ cã thÓ dïng I çn. Khi

nhÞp lín dïng I t¸n ghÐp hoÆc I hµn. DÇm I çn th«ng th−êng 121

81h

÷=l

, I ghÐp tû sè ®ã lµ

101

71

÷

CÇu xe löa 71

51

÷=l

h. TiÕt diÖn dÇm ph¶i b¶o ®¶m vÒ c−êng ®é vµ ®é vâng. DÇm ngang

th−êng cã tiÕt diÖn lín h¬n dÇm däc. Khi çc dÇm chñ ®Æt rÊt xa nhau, cã thÓ cÊu t¹o giµn ngang thay cho dÇm ngang.

S−ên dÇm ngang t¹i vÞ trÝ dÇm däc kª lªn ph¶i cã s−ên t¨ng c−êng.

DÇm ngang t¹i vÞ trÝ nót gèi ph¶i xÐt tíi kh¶ n¨ng kÝch kÕt cÊu nhÞp.

2.4 Liªn kÕt dÇm däc vμo dÇm ngang, dÇm ngang vμo dÇm chñ hoÆc giμn chñ.

2.4.1. Liªn kÕt dÇm däc vµo dÇm ngang.


DÇm däc liªn kÕt vµo dÇm ngang cã thÓ thùc hiÖn theo c¸c c¸ch sau:

+ DÇm däc ®Æt chång lªn dÇm ngang;

+ DÇm däc vµ dÇm ngang cã biªn trªn ®ång møc;

+ Biªn trªn dÇm däc ë møc thÊp h¬n biªn trªn dÇm ngang.

2.4.1.1. Liªn kÕt dÇm däc ®Æt chång lªn dÇm ngang:

ChiÒu cao kiÕn tróc lín,

+ CÊu t¹o ®¬n gi¶n, dÇm däc liªn tôc,

+ L¾p r¸p dÔ dµng.

2.4.1.2. Liªn kÕt ®ång møc:

§−îc sö dông réng r·i nhÊt v×:

+ ChiÒu cao kiÕn tróc nhá

+ Liªn kÕt ch¾c ch¾n, b¶n mÆt cÇu kª ®Òu lªn dÇm däc, dÇm ngang.

+ Khi chiÒu cao dÇm däc vµ dÇm ngang cao b»ng nhau th× cÊu t¹o ®¬n gi¶n h¬n.

ThÐp gãc liªn kÕt nhá nhÊt 100÷100x10 (mm)

2.4.1.3. Liªn kÕt víi biªn dÇm däc ®Æt thÊp h¬n:

H×nh 2-5. Liªn kÕt dÇm doc ®Æt chång

lªn dÇm ngang

H×nh 2-6. Khi dÇm däc cao b»ng dÇm ngang

H×nh 2-7. Khi dÇm däc thÊp h¬n dÇm ngang


+ Hay dïng trong cÇu xe löa, khi ®ã chiÒu cao kiÕn tróc nhá nhÊt.

+ ChØ cã thÐp gãc liªn kÕt vµ vai kª ®ì dÇm däc.

2.4.2. Liªn kÕt dÇm ngang vµo giµn chñ hoÆc dÇm chñ.

CÊu t¹o liªn kÕt dÇm ngang vµo dÇm chñ hoµn toµn gièng nh− liªn kÕt dÇm däc vµo

dÇm ngang.

H×nh 2-8. DÇm däc ®Æt thÊp h¬n dÇm ngang


H×nh 2-9. Liªn kÕt dÇm ngang vμo giμn chñ

§¬n gi¶n nhÊt lµ chØ dïng thÐp gãc liªn kÕt ¸p vµo s−ên dÇm ngang mµ ®ñ b¶o ®¶m truyÒn lùc. Khi cÇn ph¶i t¨ng diÖn bè trÝ ®inh cã thÓ cÊu t¹o b¶n gãc (víi ®iÒu kiÖn phÇn s−ên dÇm ngang ®ñ bè trÝ 60-70% sè ®inh cÇn thiÕt). Trong tr−êng hîp nµy do çc ®inh ®øng liªn kÕt b¶n gãc víi dÇm ngang bÞ biÕn d¹ng nªn ph¶i kiÓm tra thÐp gãc liªn kÕt víi néi lùc b»ng phÇn lùc truyÒn cho toµn bé çc ®inh t¸n bè trÝ trªn çnh thÐp gãc thuéc ph¹m vi b¶n gãc. Khi b¶n gãc lín sÏ ¶nh h−ëng tíi bÒ réng phÇn xe ch¹y. H¬n n÷a nh÷ng ®inh phÝa trªn cña thÐp gãc liªn kÕt (n¬i ¸p vµo b¶n nót) bÞ døt ®Çu. Cho nªn khi s−ên dÇm ngang kh«ng ®ñ bè trÝ 60-70% ®inh, liªn kÕt ®−îc cÊu t¹o b¶n ch¾p hay b¶n mòi r×u". Dïng b¶n mïi r×u cã nh−îc ®iÓm lµ khã kh¨n cho viÖc l¾p r¸p. Cã thÓ kh¾c phôc nh−îc ®iÓm nµy b»ng çch c¾t riªng mòi r×u ®Ó l¾p s½n vµo thanh ®øng, sau ®ã sÏ nèi t¹i c«ng tr−êng khi l¾p dÇm ngang.

2.5 TÝnh to¸n hÖ dÇm mÆt cÇu vμ liªn kÕt chóng.

2.5.1. DÇm däc:

DÇm däc lµ kÕt cÊu liªn tôc kª trªn çc gèi ®µn håi lµ çc dÇm ngang. TÝnh to¸n gÇn ®óng xem lµ dÇm gi¶n ®¬n kª tù do trªn 2 gèi ®Ó x¸c ®Þnh momen M ë gi÷a nhÞp vµ lùc c¾t V ë gèi. Dïng çc néi lùc M & V nµy ®Ó x¸c ®Þnh tiÕt diÖn dÇm.


Sù ph©n bè tÜnh t¶i vµ hÖ sè ph©n phèi ngang cña ho¹t t¶i lÊy gièng nh− tÝnh dÇm däc mÆt cÇu trong cÇu BTCT

2.5.1.1. DÇm däc bÞ c¾t t¹i chç nèi víi dÇm ngang

Néi lùc tÝnh to¸n khi tÝnh theo c−êng ®é (t¹i gi÷a nhÞp vµ t¹i gèi):

M« men t¹i gi÷a nhÞp

);(75,1 IMLLDWDCQ DWDC +++= γγ (2-1)

Trong ®ã:

Q – Néi lùc tÝnh to¸n, cã thÓ lµ M hoÆc V

DW - t¶i träng trªn mét mÐt dµi dÇm däc do träng l−îng líp phñ mÆt;

DC - t¶i träng trªn mét mÐt dµi dÇm däc do träng l−îng b¶n BTCT mÆt cÇu, träng l−îng b¶n th©n dÇm;

b – kho¶ng çch gi÷a çc dÇm däc theo ph−¬ng ngang cÇu

DWγ , DCγ – çc hÖ sè v−ît t¶i cña t¶i träng DW vµ DC.

LL+IM – Ho¹t t¶i t¸c dông lªn dÇm däc cã xÐt ®Õn hÖ sè v−ît t¶i cña ho¹t t¶i, hÖ sè xung kÝch, hÖ sè ph©n phèi t¶i träng.

M« men t¹i tiÕt diÖn dÇm t¹i gèi

;, AMM goiu = (2-2)

Trong ®ã: A=0,6 - ®èi víi liªn kÕt ®inh t¸n; A- 0,75 - ®èi víi liªn kÕt hµn (gÇn ®óng)

Víi çc tæ hîp t¶i träng kh¸c xem b¶ng A 3.4.1.1

2.5.1.2. DÇm däc lµ kÕt cÊu hoµn toµn liªn tôc

Tr−êng hîp dÇm däc kª lªn dÇm ngang. Néi lùc M vµ V x¸c ®Þnh nh− dÇm liªn tôc.

2.5.2. DÇm ngang:

DÇm ngang lµ thµnh phÇn cña khung ngang vµ chÞu t¶i träng cña çc dÇm däc kª lªn nã. §Ó ®¬n gi¶n dÇm ngang còng ®−îc coi lµ dÇm gi¶n ®¬n cã nhÞp b»ng kho¶ng çch gi÷a tim çc giµn chñ vµ gèi tù do lªn giµn chñ. Néi lùc momen vµ lùc c¾t ®−îc tÝnh víi s¬ ®å ®ã vµ tõ ®ã x¸c ®Þnh tiÕt diÖn dÇm. DÇm ngang ë gèi cÇu ph¶i ®Õn xÐt ®iÒu kiÖn kª kÝch.

ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n tiÕt diÖn dÇm däc, dÇm ngang mÆt cÇu ®−îc thùc hiÖn t−¬ng tù nh− ®èi víi dÇm chñ vµ sÏ ®−îc tr×nh bÇy ë ch−¬ng dÇm chñ.

DÇm ngang chØ cã s−ên dÇm ®−îc liªn kÕt:

Néi lùc momen vµ lùc c¾t ®−îc tÝnh víi s¬ ®å coi lµ dÇm gi¶n ®¬n cã nhÞp b»ng kho¶ng çch gi÷a tim çc giµn chñ vµ gèi tù do lªn giµn chñ.

CÇn tÝnh to¸n maxM vµ minM do t¶i träng tÝnh to¸n vµ t¶i träng tiªu chuÈn g©y ra t¹i gi÷a nhÞp, V ë gèi vµ gi÷a nhÞp.

DÇm ngang cã ®Çu mót thõa

M« men gèi lÊy b»ng m« men khi ®Æt t¶i träng trªn mót thõa. M« men t¹i gi÷a nhÞp do tÜnh t¶i ph¶i trõ bít trÞ sè m« men t¹i gèi do tÜnh t¶i cña phÇn mót thõa g©y ra.

2.5.3. TÝnh liªn kÕt dÇm däc vµo dÇm ngang.


Liªn kÕt dÇm däc vµo dÇm ngang th−êng tÝnh to¸n víi lùc c¾t vµ m« men t¹i gèi cña dÇm däc, trÞ sè nh− sau:

Mg - 0,6 M0

A - Q0 (2-3)

Mg, M0 – M« men t¹i gèi vµ t¹i gi÷a nhÞp dÇm däc ®−îc tÝnh theo s¬ ®å dÇm ®¬n gi¶n

2.5.3.1. Tr−êng hîp cã b¶n con ç vµ vai kª.

H×nh 2-10. S¬ ®å tÝnh liªn kÕt dÇm däc vμ dÇm ngang sö dông vai kª

Çc thÐp gãc chØ truyÒn lùc c¾t t¹i gèi, nh− vËy sè l−îng ®inh t¸n hoÆc hoÆc bu l«ng cÇn thiÕt ®Ó liªn kÕt s−ên dÇm däc sÏ ®−îc x¸c ®Þnh theo lùc c¾t:

[ ]dSmQn2

= (2-4)

Çc ®inh t¸n hoÆc bu l«ng liªn kÕt s−ên dÇm däc víi thÐp gãc liªn kÕt chÞu c¾t hai mÆt, cßn çc ®inh t¸n liªn kÕt thÐp gãc liªn kÕt víi s−ên dÇm ngang chÞu c¾t mét mÆt nh−ng víi sè l−îng gÊp ®«i. Khi tiÕn hµnh tÝnh to¸n cÇn ph©n tÝch râ tÝnh chÊt lµm viÖc cña çc ®inh.

Néi lùc trong b¶n con ç do m« men gèi x¸c ®Þnh nh− saui:

d

gc h

MN = (2-5)

DiÖn tÝch tiÕt diÖn b¶n con ç cÇn thiÕt ®Ó chÞu lùc Nc (phÇn tiÕt diÖn tõ hµng ®inh gÇn trôc dÇm ngang nhÊt ®Õn tim dÇm ngang)

0RNF c

gi = (2-6)

Vai kª ë ®©y tÝnh to¸n víi gi¶ thiÕt lµ ¸p lùc gèi A ph©n phèi ®Òu cho tÊt c¶ çc ®inh n bè trÝ trªn thÐp gãc liªn kÕt s−ên dÇm däc vµ vai kª vµo dÇm ngang, nh− vËy ¸p lùc truyÒn lªn vai kª sÏ lµ:

nAnA vv = (2-7)

Trong ®ã:


n vµ nv lµ sè l−îng ®inh t¸n bè trÝ trªn thÐp gãc liªn kÕt vµ chØ trªn ph¹m vi chiÒu cao vai kª.

Do Mg, b¶n con ç vµ vai kª chÞu:

d

g

hM

S = (2-8)

D−íi t¸c dông cña lùc Av vµ S vai kª sÏ lµm viÖc chÞu uèn Mk:

zSCAM vk .. −= (2-9)

Néi lùc lín nhÊt sÏ lµ ®inh t¸n n»m ë trªn cïng hoÆc d−íi cïng thuéc vai kª (tuú theo chiÒu momen t¸c dông lªn vai kª Mv) vµ cã trÞ sè Tmax vµ néi lùc nµy ph¶i nhá h¬n hoÆc b»ng kh¶ n¨ng chÞu lùc cña ®inh:

[ ]di

maxv

vmax S

yyM

nS

nAT ≤⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛=

∑

2

2

2

(2-10)

B¶n tam gi¸c ë vai kª sÏ kiÓm tra chÞu Av vµ Mv t¹i tiÕt diÖn gi¶m yÕu do hµng ®inh.

2.5.3.2. Tr−êng hîp liªn kÕt cã çc b¶n con ç trªn vµ d−íi:

Tr−êng hîp çch liªn kÕt gåm hai b¶n con ç biªn trªn vµ biªn d−íi ®Ó nèi dÇm däc, çc thÐp gãc liªn kÕt ®Ó nèi s−ên dÇm däc vµo dÇm ngang, th× ng−êi ta cho r»ng çc b¶n con ç chÞu toµn bé m« men, çc thÐp gãc chØ truyÒn lùc c¾t t¹i gèi, nh− vËy sè l−îng ®inh t¸n hoÆc hoÆc bu l«ng cÇn thiÕt ®Ó liªn kÕt s−ên dÇm däc sÏ ®−îc x¸c ®Þnh theo lùc c¾t V, Mg truyÒn cho çc b¶n con ç chÞu.

2.5.4. TÝnh liªn kÕt dÇm ngang vµo giµn chñ.

Do dÇm ngang liªn kÕt vµo giµn chñ dÔ dµng cã chuyÓn vÞ xoay nªn t¹i gèi trÞ sè momen cã thÓ coi b»ng 0, do ®ã liªn kÕt dÇm ngang chØ tÝnh víi ¸p lùc A - Vo.--> liªn kÕt chÞu c¾t.


3. çc liªn kÕt trong cÇu thÐp HiÖn nay trong cÇu thÐp th−êng dïng hai lo¹i liªn kÕt: liªn kÕt ®inh vµ liªn kÕt hµn. §inh

lµ tõ dïng chung ®Ó chØ çc lo¹i liªn kÕt cã d¹ng thanh thÐp trßn x©u qua lç cña çc bé phËn cÇn liªn kÕt, vÝ dô : ®inh t¸n, bu l«ng, bul«ng c−êng ®é cao, chèt...

Çc liªn kÕt vµ çc mèi nèi cña çc cÊu kiÖn chÝnh ph¶i ®−îc thiÕt kÕ ë tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é kh«ng nhá thua trÞ sè lín h¬n cña [A 6.13.1]:

+ TrÞ sè trung b×nh cña m«men uèn, lùc c¾t hoÆc lùc däc trôc do çc t¶i träng tÝnh to¸n ë t¹i ®iÓm nèi hoÆc liªn kÕt vµ søc kh¸ng uèn, c¾t hoÆc däc trôc tÝnh to¸n cña cÊu kiÖn ë cïng ®iÓm, hoÆc

+ 75% cña søc kh¸ng uèn, c¾t hoÆc däc trôc tÝnh to¸n cña cÊu kiÖn.

Çc liªn kÕt ®Çu cña çc v¸ch ng¨n, çc khung ngang, hÖ gi»ng ngang hoÆc çc dÇm sµn cho çc bé phËn th¼ng chÞu uèn ph¶i ®−îc thiÕt kÕ theo çc t¶i träng tÝnh to¸n cña bé phËn.

Çc liªn kÕt cÇn ®−îc lµm ®èi xøng theo trôc cña çc bé phËn, kh«ng Ýt h¬n hai bul«ng hoÆc ®−êng hµn t−¬ng ®−¬ng (trõ çc thanh b¶n bông giµn vµ çc lan can tay vÞn). Çc bé phËn cÇn ®−îc liªn kÕt ®Ó çc trôc träng t©m cña chóng giao nhau ë mét ®iÓm. NÕu kh«ng thÓ bè trÝ ®−îc th× cÇn ph¶i thiÕt kÕ mèi nèi c©n xøng ®èi víi çc t¸c ®éng tæ hîp cña lùc c¾t vµ m«men.

3.1 Liªn kÕt bu l«ng

3.1.1. Bu l«ng th−êng

3.1.2. Bu l«ng c−êng ®é cao

3.1.3. Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña bu l«ng

Søc kh¸ng c¾t vµ Ðp mÆt dïng cho çc bu l«ng chÞu Ðp mÆt, søc kh¸ng tr−ît dïng cho liªn kÕt chÞu ma s¸t.

3.1.3.1. Søc kh¸ng c¾t [A 6.13.2.7]

Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña bul«ng c−êng ®é cao hoÆc bul«ng ASTM A307 ë tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é trong çc mèi nèi mµ chiÒu dµi gi÷a çc bu l«ng xa nhÊt ®o song song víi ®−êng t¸c dông cña lùc nhá h¬n 1270mm ph¶i lÊy nh− sau:

Khi ®−êng ren n»m ngoµi mÆt ph¼ng c¾t [6.13.2.7-1]:

subbn NFAR 48,0= (3-1)

Khi ®−êng ren bao n»m trong mÆt ph¼ng c¾t [A 6.13.2.7-2]:

subbn NFAR 38,0= (3-2)

trong ®ã:

Ab - diÖn tÝch cña bul«ng t−¬ng øng víi ®−êng kÝnh danh ®Þnh (mm2)


Fub - c−êng ®é kÐo nhá nhÊt quy ®Þnh cña bul«ng ®−îc quy ®Þnh trong §iÒu 6.4.3 (MPa)

Ns - sè l−îng çc mÆt ph¼ng chÞu c¾t tÝnh cho mçi bul«ng.

Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña bul«ng trong çc mèi nèi cã chiÒu dµi lín h¬n 1270 mm ph¶i lÊy b»ng 0,80 lÇn trÞ sè theo çc Ph−¬ng tr×nh (3-1) hoÆc (3-2).

NÕu çc ren cña bul«ng ®−îc n»m trong mÆt ph¼ng c¾t cña mèi nèi, th× søc kh¸ng c¾t cña bul«ng ë trong tÊt c¶ çc mÆt ph¼ng c¾t lµ trÞ sè khi çc ren n»m trong mÆt ph¼ng c¾t.

§èi víi çc bu l«ng A307, thiÕt kÕ c¾t ph¶i dùa vµo Ph−¬ng tr×nh (3-2). Khi chiÒu dµi «m cña mét bu l«ng A307 v−ît qu¸ 5 lÇn ®−êng kÝnh, søc kh¸ng danh ®Þnh ph¶i gi¶m 1,0% cho mçi 1,5mm chiÒu dµi «m v−ît qu¸ 5 lÇn ®−êng kÝnh.

3.1.3.2. Søc kh¸ng Ðp mÆt [A 6.13.2.9]

Çc bu l«ng ngoµi chÞu c¾t cßn chÞu Ðp mÆt. DiÖn tÝch Ðp mÆt hiÖu dông cña bul«ng b»ng ®−êng kÝnh cña nã nh©n víi chiÒu dµy cña b¶n thÐp mµ nã Ðp. ChiÒu dµy cã hiÖu dông cña b¶n nèi víi çc lç khoÐt miÖng loe lÊy b»ng chiÒu dµy cña b¶n nèi trõ ®i mét nöa chiÒu cao cña miÖng loe.

§èi víi çc lç tiªu chuÈn, lç qu¸ cì, lç « van chÞu t¸c dông theo mäi ph−¬ng, vµ tÊt c¶ çc lç « van dµi song song víi lùc t¸c dông, th× søc kh¸ng Ðp mÆt danh ®Þnh cña çc lç bul«ng bªn trong vµ ë ®Çu trong tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é, Rn, lÊy nh− sau:

+ Víi çc bul«ng cã kho¶ng çch tÜnh gi÷a çc lç kh«ng nhá h¬n 2,0d vµ víi kho¶ng çch tÜnh ë ®Çu kh«ng nhá h¬n 2,0d :

un dtFR 4,2= [A 6.13.2.9-1] (3-3)

+ NÕu hoÆc kho¶ng çch tÜnh gi÷a çc lç nhá h¬n 2,0d, hoÆc kho¶ng çch tÜnh ë ®Çu nhá h¬n 2,0d:

ucn tFLR 2,1= [A 6.13.2.9-2] (3-4)

§èi víi çc lç « van dµi cã c¹nh dµi vu«ng gãc víi ph−¬ng chÞu lùc:

+ Víi çc bul«ng cã kho¶ng çch tÜnh gi÷a çc lç kh«ng nhá h¬n 2,0d vµ víi kho¶ng çch tÜnh ë ®Çu kh«ng nhá h¬n 2,0d:

un dtFR 0,2= [A 6.13.2.9-3] (3-5)

+ NÕu hoÆc kho¶ng çch tÜnh gi÷a çc lç nhá h¬n 2,0d, hoÆc kho¶ng çch tÜnh ë ®Çu nhá h¬n 2,0d:

ucn tFLR = [A 6.13.2.9-4] (3-6)

trong ®ã:

d - ®−êng kÝnh danh ®Þnh cña bul«ng (mm)

t - chiÒu dµy cña vËt liÖu liªn kÕt (mm)

Fu - c−êng ®é kÐo cña vËt liÖu liªn kÕt quy ®Þnh trong B¶ng 6.4.1-1 (MPa)

Lc - kho¶ng çch tÜnh gi÷a çc lç hoÆc gi÷a lç vµ ®Çu cña bé phËn (mm)

3.1.3.3. Søc kh¸ng tr−ît

Søc kh¸ng tr−ît danh ®Þnh cña bul«ng ë trong liªn kÕt ma s¸t ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

Rn = Kh Ks Ns Pt (6.13.2.8.-1) (3-7)


trong ®ã:

Ns - sè l−îng mÆt ma s¸t tÝnh cho mçi bul«ng

Pt - lùc kÐo yªu cÇu nhá nhÊt cña bu l«ng quy ®Þnh trong B¶ng 3-1 (N)

Kh - hÖ sè kÝch th−íc lç quy ®Þnh trong B¶ng 2.

Ks - hÖ sè ®iÒu kiÖn bÒ mÆt quy ®Þnh trong B¶ng 3.

B¶ng 3-1 [A B¶ng 6.13.2.8-1] - Lùc kÐo nhá nhÊt yªu cÇu cña bu l«ng

§−êng kÝnh bul«ng Lùc kÐo yªu cÇu - Pt (kN)

(mm) M164 (A325M) M253 (A490M)

16 91 114

20 142 179

22 176 221

24 205 257

27 267 334

30 326 408

36 475 595

B¶ng 3-2. [A B¶ng 6.13.2.8-2] - Çc trÞ sè cña Kh

Cho çc lç tiªu chuÈn 1,0

Cho çc lç v−ît qu¸ cì vµ « van ng¾n 0,85

Cho çc lç « van dµi vu«ng gãc víi ph−¬ng cña lùc 0,70

Cho çc lç « van dµi song song víi ph−¬ng cña lùc 0,60

B¶ng 3-3. [A B¶ng 6.13.2.8-3] - Çc trÞ sè cña Ks

Cho çc ®iÒu kiÖn bÒ mÆt Lo¹i A 0,33

Cho çc ®iÒu kiÖn bÒ mÆt Lo¹i B 0,50

Cho çc ®iÒu kiÖn bÒ mÆt Lo¹i C 0,33

Ph¶i ¸p dông çc m« t¶ sau ®©y cña ®iÒu kiÖn bÒ mÆt cho B¶ng 3-3:

+ BÒ mÆt Lo¹i A: Lµm s¹ch líp çu bÈn ë nhµ m¸y lµm s¹ch kh«ng s¬n, vµ çc bÒ mÆt ®−îc lµm s¹ch b»ng thæi víi çc líp phñ bäc Lo¹i A.

+ BÒ mÆt Lo¹i B: çc bÒ mÆt ®−îc lµm s¹ch b»ng thæi kh«ng s¬n, vµ çc bÒ mÆt ®−îc lµm s¹ch b»ng thæi cã çc líp phñ Lo¹i B.

+ BÒ mÆt Lo¹i C: çc bÒ mÆt m¹ kÏm nãng vµ lµm nh¸m h×nh bµn ch¶i s¾t sau khi m¹.

3.1.3.4. Søc kh¸ng kÐo

Çc bul«ng c−êng ®é cao chÞu kÐo däc trôc ph¶i ®−îc c¨ng ®Õn lùc quy ®Þnh trong B¶ng 3-1. Lùc kÐo ®Æt lªn ph¶i ®−îc lÊy nh− lùc do çc t¶i träng bªn ngoµi tÝnh to¸n, céng víi bÊt kú lùc kÐo nµo do t¸c ®éng nhæ lªn g©y ra bëi sù biÕn d¹ng cña çc phÇn liªn kÕt theo quy ®Þnh trong [A 6.13.2.10.4].

Søc kh¸ng kÐo danh ®Þnh

Søc kh¸ng kÐo danh ®Þnh cña bul«ng, Tn, kh«ng phô thuéc vµo lùc xiÕt ban ®Çu lÊy nh− sau:


Tn - 0,76 Ab Fub (6.13.2.10.2-1) (3-8)

trong ®ã:

Ab - diÖn tÝch cña bul«ng t−¬ng øng víi ®−êng kÝnh danh ®Þnh (mm2)

Fub - c−êng ®é kÐo nhá nhÊt quy ®Þnh cña bul«ng ®−îc quy ®Þnh trong §iÒu 6.4.3 (MPa).

Søc kh¸ng mái [A 6.13.2.10.3]

ë n¬i çc bul«ng c−êng ®é cao trong kÐo däc trôc chÞu mái, ph¹m vi øng suÊt, Δf, trong bul«ng, do ho¹t t¶i mái thiÕt kÕ, céng víi sù tÝnh ®Õn t¶i träng ®éng ®èi víi t¶i träng mái quy ®Þnh trong A 3.6.1.4, céng víi lùc nhæ lªn do tÝnh chu kú cña t¶i träng mái, ph¶i tháa m·n Ph−¬ng tr×nh A 6.6.1.2.2-1.

( ) ( )nFf Δ≤Δγ [A 6.6.1.2.2-1] (3-9)

trong ®ã:

γ - hÖ sè t¶i träng quy ®Þnh trong B¶ng 3.4.1-1 ®èi víi tæ hîp t¶i träng mái

(Δf) - t¸c dông lùc, ph¹m vi øng suÊt ho¹t t¶i do sù ®i qua cña t¶i träng mái nh− quy ®Þnh trong §iÒu 3.6.1.4 (MPa)

(ΔF)n - søc chÞu mái danh ®Þnh nh− quy ®Þnh trong §iÒu 6.6.1.2.5 (MPa)

§−êng kÝnh danh ®Þnh cña bul«ng ph¶i ®−îc sö dông trong tÝnh to¸n ph¹m vi øng suÊt bul«ng. Lùc nhæ lªn tÝnh to¸n kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 60% cña t¶i träng bªn ngoµi ®Æt lªn.

Çc bul«ng thÐp çcbon thÊp ASTM 307 kh«ng ®−îc sö dông trong çc liªn kÕt chÞu mái.

T¸c dông nhæ [A 6.13.2.10.4]

Lùc kÐo do t¸c dông nhæ lªn ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

u

3

u P000328

t-

8a

3b = Q ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ (6.13.2.10.4-1) (3-10)

trong ®ã

Qu - lùc kÐo nhæ lªn trªn mét bul«ng do çc t¶i träng tÝnh to¸n, lÊy b»ng 0 khi lµ ©m (N)

Pu - lùc kÐo trùc tiÕp trªn mét bul«ng do çc t¶i träng tÝnh to¸n (N)

a - kho¶ng çch tõ tim cña bul«ng ®Õn mÐp cña tÊm (mm)

b - kho¶ng çch tõ tim cña bul«ng ®Õn ch©n ®−êng hµn cña bé phËn liªn kÕt (mm)

t - chiÒu dµy cña bé phËn liªn kÕt máng nhÊt (mm)

KÐo vµ c¾t kÕt hîp [A 6.13.2.11]

Søc kh¸ng kÐo danh ®Þnh cña bul«ng chÞu c¾t kÕt hîp kÐo däc trôc, Tn, ph¶i lÊy nh− sau:

NÕu 0,33R

P

n

u ≤ th× Tn - 0,76 Ab Fub (6.13.2.11-1) (3-11)


NÕu kh«ng, 2

ns

uubbn R

P-1FA 0,76 = T ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ϕ

(6.13.2.11-2) (3-12)

trong ®ã:

Ab - diÖn tÝch bul«ng øng víi ®−êng kÝnh danh ®Þnh (mm2)

Fub - øng suÊt kÐo nhá nhÊt quy ®Þnh cña bul«ng quy ®Þnh trong §iÒu 6.4.3 (MPa)

Pu - lùc c¾t t¸c ®éng lªn bul«ng do c¸c t¶i träng thµnh phÇn (N)

Rn - søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña bul«ng quy ®Þnh trong §iÒu 6.13.2.7 (N)

Søc kh¸ng danh ®Þnh cña bul«ng trong c¸c liªn kÕt ma s¸t do Tæ hîp t¶i träng sö dông quy ®Þnh trong B¶ng 3.4.1-1, ®Ó chÞu c¾t kÕt hîp kÐo däc trôc, kh«ng ®−îc v−ît qu¸ søc kh¸ng tr−ît danh ®Þnh quy ®Þnh trong §iÒu 6.13.2.8 nh©n víi:

t

u

P

T - 1 (6.13.2.11-3) (3-13)

trong ®ã:

Tu - lùc kÐo do t¶i träng cña tæ hîp t¶i träng sö dông (N)

Pt - lùc kÐo nhá nhÊt yªu cÇu cña bu l«ng quy ®Þnh trong B¶ng 6.13.2.8-1

3.2 Liªn kÕt hμn

3.2.1. Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña mèi hµn [A 6.13.3.3.2]

3.2.1.1. Mèi hµn r·nh ngÊu hoµn toµn

KÐo vµ nÐn

Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña mèi hµn r·nh ngÊu hoµn toµn chÞu kÐo hoÆc nÐn trùc giao víi diÖn tÝch hiÖu dông hoÆc song song víi trôc cña ®−êng hµn ph¶i ®−îc lÊy nh− søc kh¸ng tÝnh to¸n cña kim lo¹i c¬ b¶n.

C¾t

Søc kh¸ng c¾t cña mèi hµn r·nh ngÊu hoµn toµn chÞu c¾t trªn diÖn tÝch hiÖu dông ph¶i ®−îc lÊy theo trÞ sè nhá h¬n cña hoÆc trÞ sè cho bëi (3-14), hoÆc 60% cña søc kh¸ng tÝnh to¸n cña kim loai c¬ b¶n chÞu kÐo:

Rr - 0,6 ϕe1 Fexx [A 6.13.3.2.2b-1] (3-14)

trong ®ã:

Fexx - c−êng ®é ph©n lo¹i cña kim lo¹i hµn (MPa)

ϕe1 - hÖ sè søc kh¸ng ®èi víi kim lo¹i hµn quy ®Þnh trong §iÒu 6.5.4.2

3.2.1.2. Mèi hµn r·nh ngÊu kh«ng hoµn toµn [6.13.3.2.3]

KÐo hoÆc nÐn

Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña mèi hµn r·nh ngÊu kh«ng hoµn toµn chÞu kÐo hoÆc nÐn song song víi trôc cña ®−êng hµn hoÆc nÐn trùc giao víi diÖn tÝch hiÖu dông ph¶i ®−îc lÊy nh− søc kh¸ng tÝnh to¸n cña kim lo¹i c¬ b¶n.


Søc kh¸ng tÝnh to¸n ®èi víi mèi hµn r·nh ngÊu kh«ng hoµn toµn chÞu kÐo trùc giao víi diÖn tÝch hiÖu dông ph¶i ®−îc lÊy theo trÞ sè nhá h¬n cña hoÆc trÞ sè cho bëi hoÆc Ph−¬ng tr×nh 1, hoÆc søc kh¸ng tÝnh to¸n cña kim lo¹i c¬ b¶n:

Rr - 0,6 ϕe1 Fexx (6.13.3.2.3a-1) (3-15)

trong ®ã:

ϕe1 - hÖ sè søc kh¸ng ®èi víi kim lo¹i hµn quy ®Þnh trong §iÒu 6.5.4.2 (ϕe1=0,8)

C¾t

Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña mèi hµn r·nh ngÊu kh«ng hoµn toµn chÞu c¾t song song víi trôc cña ®−êng hµn ph¶i lÊy theo trÞ sè nhá h¬n cña hoÆc søc kh¸ng danh ®Þnh tÝnh to¸n cña vËt liÖu liªn kÕt quy ®Þnh trong §iÒu 6.13.5, hoÆc søc kh¸ng tÝnh to¸n cña kim lo¹i hµn lÊy nh− sau:

Rr - 0,6 ϕe2 Fexx (6.13.3.2.3b-1) (3-16)

trong ®ã:

ϕe2 - hÖ sè søc kh¸ng ®èi víi kim lo¹i hµn quy ®Þnh trong §iÒu 6.5.4.2.

3.2.1.3. Mèi hµn gãc [6.13.3.2.4]

KÐo vµ nÐn

Søc kh¸ng tÝnh to¸n ®èi víi çc liªn kÕt hµn dïng ®−êng hµn gãc chÞu kÐo hoÆc nÐn song song

víi trôc cña ®−êng hµn ph¶i ®−îc lÊy theo søc kh¸ng tÝnh to¸n cña kim lo¹i c¬ b¶n.

C¾t

Çc liªn kÕt hµn dïng ®−êng hµn gãc chÞu c¾t trªn diÖn tÝch hiÖu dông ph¶i ®−îc lÊy theo trÞ sè nhá h¬n cña hoÆc søc kh¸ng tÝnh to¸n cña vËt liÖu liªn kÕt quy ®Þnh trong §iÒu 6.13.5, hoÆc søc kh¸ng tÝnh to¸n cña kim lo¹i hµn lÊy nh− sau:

Rr - 0,6 ϕe2 Fexx (6.13.3.2.4b-1) (3-17)

3.2.1.4. DiÖn tÝch hiÖu dông [A 6.13.3.3]

DiÖn tÝch hiÖu dông ph¶i lµ chiÒu dµi ®−êng hµn hiÖu dông nh©n víi chiÒu cao bÐ hiÖu dông cña mèi hµn. ChiÒu cao bÐ cña mèi hµn ph¶i lµ kho¶ng çch nhá nhÊt tõ gèc mèi ghÐp ®Õn mÆt mèi hµn.

3.2.1.5. KÝch th−íc cña çc ®−êng hµn gãc [A 6.13.3.4]

KÝch th−íc cña ®−êng hµn gãc cã thÓ ®−îc gi¶ thiÕt ë trong thiÕt kÕ liªn kÕt, ph¶i sao cho çc lùc do çc t¶i träng tÝnh to¸n kh«ng v−ît qu¸ søc kh¸ng tÝnh to¸n cña liªn kÕt quy ®Þnh trong §iÒu 6.13.3.

KÝch th−íc lín nhÊt cña ®−êng hµn gãc cã thÓ ®−îc sö dông däc theo çc mÐp cña çc bé phËn liªn kÕt ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

+ §èi víi vËt liÖu dµy nhá h¬n 6,0 mm: chiÒu dµy cña vËt liÖu, vµ

+ §èi víi vËt liÖu chiÒu dµy 6,0 mm hoÆc lín h¬n: nhá h¬n chiÒu dµy cña vËt liÖu 2 mm, trõ khi ®−êng hµn ®−îc ®Þnh râ trªn çc tµi liÖu hîp ®ång lµ ph¶i x©y ®¾p thªm ®Ó cã chiÒu cao bÐ ®Çy ®ñ.


KÝch th−íc nhá nhÊt cña ®−êng hµn gãc cÇn lÊy theo quy ®Þnh trong B¶ng 1. KÝch th−íc ®−êng hµn kh«ng cÇn v−ît qu¸ chiÒu dµy cña bé phËn máng h¬n ®−îc nèi ghÐp.

B¶ng 6.13.3.4-1 - KÝch th−íc nhá nhÊt cña c¸c ®−êng hµn gãc

ChiÒu dµy kim lo¹i c¬ b¶n cña bé phËn máng h¬n ®−îc nèi ghÐp (T)

KÝch th−íc nhá nhÊt cña ®−êng hµn gãc

mm mm

T ≤ 20 6

20 < T 8

ChiÒu dµi hiÖu dông nhá nhÊt cña ®−êng hµn gãc ph¶i lµ bèn lÇn kÝch th−íc cña nã vµ kh«ng cã tr−êng hîp nµo nhá h¬n 40 mm.

3.3 ThiÕt kÕ mèi nèi


4. CÇu dÇm thÐp CÇu dÇm thÐp cã çc −u ®iÓm:

+ CÊu t¹o t−¬ng ®èi ®¬n gi¶n, chÕ t¹o vµ thi c«ng dÔ dµng, nhanh chãng h¬n so víi cÇu giµn thÐp hoÆc hÖ thèng kh¸c. Tr−íc ®©y th−êng chØ cã chØ tiªu kinh tÕ tèt h¬n ®èi víi çc nhÞp nhá vµ võa, nh−ng ngµy nay c«ng nghÖ thi c«ng hiÖn ®¹i nªn víi nh÷ng nhÞp 50-80m nhiÒu khi vÉn tá ra −u viÖt h¬n.

Víi kÕt cÊu nhÞp dÇm ng−êi ta cã thÓ sö dông liªn kÕt hµn mét çch thuËn lîi. Mèi nèi thi c«ng t¹i hiÖn tr−êng còng cã thÓ ¸p dông liªn kÕt hµn.

+ §−a b¶n mÆt cÇu vµo tham gia chÞu lùc cïng dÇm chñ (b¶n bª t«ng cèt thÐp liªn hîp, b¶n trùc giao).

cÇu dÇm thÐp ®· ®−îc x©y dùng víi nhÞp tíi 200-300m. CÇu Costa e Silva ë Rio de Janeiro (Brazil) 1974 víi nhÞp 300m; CÇu Sava -1 ë Belgrad (Nam t− cò) nhÞp 261m x©y dùng n¨m 1956.

Trong çc kÕt cÊu nhÞp thuéc hÖ thèng cÇu dÇm víi ®−êng ®i trªn cña cÇu trªn ®−êng « t« vµ ®−êng thµnh phè th× viÖc sö dông kÕt cÊu liªn hîp gi÷a thÐp vµ BTCT lµ ®Æc tr−ng h¬n c¶, v× tÊm BTCT mÆt cÇu ®−îc bè trÝ ë vïng chÞu nÐn cïng tham gia chÞu lùc dÉn ®Õn gi¶m néi lùc t¸c dông vµo dÇm thÐp.

4.1 Çc s¬ ®å vμ kÝch th−íc c¬ b¶n.

CÇu dÇm thÐp th−êng chØ lµm víi s¬ ®å dÇm gi¶n ®¬n vµ dÇm liªn tôc.

H×nh 4-1. Çc s¬ ®å cÇu dÇm


Çc d¹ng mÆt c¾t ngang cÇu dÇm thÐp

DÇm thÐp sö dông th−êng lµ tiÕt diÖn I hoÆc tiÕt diÖn hép. Tr−êng hîp sö dông dÇm I th× sè l−îng dÇm chñ lín h¬n hai vµ tiÕt diÖn dÇm I hîp lý lµ tiÕt diÖn kh«ng ®èi xøng víi kÝch th−íc biªn trªn nhá h¬n biªn d−íi. Khi sö dông tiÕt diÖn hép (thµnh ®øng hoÆc xiªn) biªn d−íi cã thÓ lµ b¶n thÐp trùc h−íng hoÆc b¶n BTCT øng suÊt tr−íc. §èi víi kÕt cÊu nhÞp gi¶n ®¬n ®a sè sö dông dÇm thÐp tiÕt diÖn I, cßn víi kÕt cÊu nhÞp liªn tôc th−êng sö dông tiÕt diÖn hép.

Sè l−îng dÇm chñ (hoÆc s−ên dÇm) ®−îc x¸c ®Þnh phô thuéc vµo chiÒu réng, chiÒu cao kiÕn tróc cña cÇu vµ kho¶ng çch gi÷a çc dÇm chñ kh«ng lín h¬n tõ 2,8m ®Õn 3,5m ®Ó cã lîi nhÊt cho sù lµm viÖc cña tÊm BTCT mÆt cÇu ®èi víi ®é vâng theo ph−¬ng ngang. Khi nhÞp lín th× cÊu t¹o tiÕt diÖn ngang cÇu cã sè dÇm chñ Ýt sÏ kinh tÕ h¬n vµ sÏ dïng çc dÇm tiÕt diÖn lín. Th−êng trong nh÷ng tr−êng hîp nµy cã thÓ dïng 2 dÇm chñ, b¶n mÆt cÇu sÏ ®−îc kª lªn çc dÇm chñ vµ dÇm däc phô (), kª trªn hÖ liªn kÕt ngang () hoÆc sö dông mÆt cÇu b»ng BTCTUST (). §Æc tr−ng cña cÇu ®−êng « t« nhÞp nhá lµ mÆt c¾t ngang nhiÒu dÇm (H×nh 4-1).

Ngµy nµy cÇu dÇm nhÞp lín rÊt hay lµm tiÕt diÖn hép cã mÆt cÇu lµ b¶n trùc giao. Çc b¶n thÐp mÆt cÇu chØ dµy 12-16mm vµ cã çc s−ên ®øng.

CÇu xe löa cã sè dÇm chñ phô

H×nh 4-2. MÆt c¾t ngang sö dông dÇm I

H×nh 4-3. MCN sö dông dÇm hép

H×nh 4-4. Giíi h¹n kho¶ng çch b¶n mÆt cÇu

H×nh 4-1. MÆt c¾t ngang nhiÒu dÇm chñ


thuéc vµo tuyÕn ®−êng. Th−êng cÊu t¹o dÇm ch÷ I çch nhau 1,9-2m (2,4m).

4.1.1. CÇu dÇm gi¶n ®¬n:

KÕt cÊu nhÞp gi¶n ®¬n ®−îc øng dông réng r·i víi nhÞp trung b×nh (35÷66m), nhÞp nhá (9÷35m), chiÒu cao dÇm cÊu t¹o kh«ng thay ®æi, tiÕt diÖn ch÷ I. Quan hÖ gi÷a chiÒu cao vµ chiÒu dµi nhÞp.

+ Kh«ng liªn hîp: 151

121

÷=lh

(cÇu « t«) vµ 131

91

÷=lh

(cÇu ®−êng s¾t).

+ NÕu liªn hîp víi b¶n mÆt cÇu th× çc tû sè trªn gi¶m tíi 251

151

÷=lh

(®−êng « t«) vµ

161

101

÷=lh

(®−êng s¾t).

+ Theo A 2.5.2.6.3: víi nhÞp gi¶n ®¬n chiÒu cao tèi thiÓu cña dÇm liªn hîp lh 04,0= , trong ®ã phÇn dÇm thÐp lh 033,0= .

4.1.2. CÇu dÇm liªn tôc:

Dïng víi çc nhÞp kho¶ng tõ 50-60 m trë lªn.

CÇu dÇm liªn tôc cã −u ®iÓm:

+ TiÕt kiÖm vËt liÖu h¬n so víi cÇu dÇm gi¶n ®¬n do cã momen ë gèi nªn gi¶m momen d−¬ng ë nhÞp, trªn çc trô chØ cã mét gèi vµ chÞu lùc cña trô lµ nÐn ®óng t©m nªn kÝch th−íc nhá h¬n.

+ §é cøng lín h¬n so víi cÇu dÇm gi¶n ®¬n vµ ®−êng ®µn håi kh«ng bÞ gÉy khóc.

Tuy nhiªn cÇu dÇm liªn tôc còng cã nh÷ng h¹n chÕ lµ khi mè trô lón kh«ng ®Òu sÏ ph¸t sinh néi lùc vµ biÕn d¹ng tÝch luü ë ®Çu dÇm lín.

Çc kÝch th−íc c¬ b¶n cña cÇu dÇm lµ chiÒu cao dÇm h, chiÒu dµi nhÞp l vµ kho¶ng çch gi÷a çc dÇm chñ B.

Khi nhÞp d−íi 60-80m thËm chÝ 100m th−êng lµm dÇm cã chiÒu cao kh«ng thay ®æi. NhÞp lín cã thÓ lµm dÇm víi chiÒu cao thay ®æi t¨ng lªn t¹i çc gèi nhÞp gi÷a.

Quan hÖ gi÷a chiÒu cao vµ chiÒu dµi nhÞp cña dÇm cã thÓ lÊy:

+ 301

201

÷=lh

cho nhÞp võa vµ chiÒu cao kh«ng thay ®æi

+ 601

451

lh

÷= ®èi víi tiÕt diÖn gi÷a nhÞp vµ chiÒu cao dÇm t¹i gèi th−êng lÊy lín h¬n

chiÒu cao dÇm t¹i nhÞp kho¶ng 20÷30%÷50%(1,2÷1,3÷1,5). ChiÒu dµi nhÞp biªn b»ng 0,75÷0,80 chiÒu dµi nhÞp gi÷a.

+ Theo A 2.5.2.6.3: víi nhÞp liªn tôc chiÒu cao tèi thiÓu dÇm liªn hîp lh 032,0= , trong ®ã phÇn dÇm thÐp lh 027,0= .

BÒ réng B gi÷a çc dÇm chñ phô thuéc vµo cÇu dïng cho ®−êng bé hoÆc ®−êng s¾t.

§èi víi cÇu ®−êng bé B ®−îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së khæ réng cña phÇn xe ch¹y vµ lo¹i kÕt cÊu mÆt cÇu. Trong cÇu ®−êng s¾t kho¶ng çch gi÷a çc ray ®−êng tÇu còng nh− gi÷a tim çc


tuyÕn ®−êng ®−îc qui ®Þnh, do ®ã B th−êng ®· ®−îc x¸c ®Þnh, tuy nhiªn mét yÕu tè ph¶i b¶o

®¶m lµ ®é cøng ngang, th−êng tû lÖ 181

161

÷≥lB

4.2 CÊu t¹o DÇm chñ

4.2.1. TiÕt diÖn dÇm ch÷ I:

H×nh 4-5. Ký hiÖu c¸c kÝch th−íc cña dÇm ch÷ I

40mm - thÐp HK thÊp50 mm - thÐp than

≥ 50mm

≥ 50mm

max 20δ vµ 600mm - §. s¾tmax 30δ vµ 800mm - §. « t«

δ

H×nh 4-6. TiÕt diÖn dÇm hμn (c¸c kÝch th−íc theo QT 1979)


§−îc sö dông rÊt phæ biÕn, thµnh phÇn tiÕt diÖn gåm:

+ TÊm s−ên dÇm

+ Çc b¶n biªn

TÊm biªn dÇm hµn víi s−ên dÇm b»ng mèi hµn gãc.

4.2.1.1. Çc cÊu kiÖn uèn ph¶i ®−îc cÊu t¹o theo tû lÖ sao cho:

0,9I

I0,1

y

yc ≤≤ ( 6.10.2.1-1) (4-1)

trong ®ã :

yI - m« men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t thÐp ®èi víi trôc th¼ng ®øng trong mÆt ph¼ng

cña b¶n bông (mm4).

ycI - m« men qu¸n tÝnh cña b¶n çnh chÞu nÐn cña mÆt c¾t thÐp quanh trôc ®øng

trong mÆt ph¼ng cu¶ b¶n bông (mm4).

4.2.1.2. §é m¶nh cña b¶n bông.

B¶n bông dÇm ph¶i ®−îc cÊu t¹o sao cho:

Khi kh«ng cã s−ên t¨ng c−êng däc cw

c

f

E6,77

t

2D≤ (6.10.2.2.1) (4-2)

Khi cã s−ên t¨ng c−êng däc cw

c

f

E

t

2D 63,11≤ (6.10.2.2-2) (4-3)

trong ®ã:

Dc - chiÒu cao cña b¶n bông chÞu nÐn trong ph¹m vi ®µn håi (mm)

fc - øng suÊt ë b¶n çnh chÞu nÐn do lùc tÝnh to¸n (Mpa).

wt - chiÒu dµy cña s−ên dÇm.

E - m« ®un ®µn håi cña thÐp

4.2.1.3. Thay ®æi b¶n biªn

Tr−êng hîp biªn dÇm cÊu t¹o cã 1 tÊm thÐp, momen qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ®−îc thay ®æi nhê thay ®æi bÒ réng fb hoÆc bÒ dµy ft cña b¶n biªn. Çc b¶n biªn ®−îc hµn nèi b»ng

mèi hµn ®èi ®Çu. §Ó tr¸nh øng suÊt tËp trung, kÝch th−íc b¶n thÐp nªn cã ®é v¸t ®Ó tiÕt diÖn thay ®æi ®Òu ®Òu, víi çc mèi hµn ph¼ng ®Õn b¶n nÒn ®é dèc kh«ng dèc h¬n 1,0/2,5 (vÒ chiÒu réng hoÆc chiÒu dµy). Mèi hµn còng nªn gia c«ng nh½n vµ v¸t.


Khi cÇn thiÕt cã thÓ t¸p thªm mét b¶n thÐp vµo biªn dÇm. ChiÒu dµy lín nhÊt cña b¶n t¸p ®¬n trªn b¶n çnh kh«ng ®−îc lín h¬n hai lÇn chiÒu dµy cña b¶n çnh mµ b¶n t¸p ®−îc liªn kÕt vµo. Kh«ng ®−îc dïng b¶n t¸p hµn nhiÒu líp. Çc b¶n t¸p cã thÓ hoÆc réng h¬n hoÆc hÑp h¬n b¶n çnh mµ chóng ®−îc liªn kÕt vµo. ChiÒu dµi b¶n t¸p kÐo qua mÆt c¾t chÞu lùc theo ®iÒu 6.10.9.2, vµ ph¶i tháa m·n bÊt ph−¬ng tr×nh:

9002dL scp +≥ (mm) (6.10.9.1-1)

(4-4)

Trong ®ã:

ds - chiÒu cao cña mÆt c¾t thÐp (mm)

T¹i vÞ trÝ c¾t bá 1 b¶n biªn nªn cÊu t¹o ®é v¸t c¶ vÒ bÒ réng lÉn bÒ dµy cña b¶n biªn ®ã. ChiÒu réng ë çc ®Çu cña çc b¶n t¸p vuèt thon kh«ng ®−îc nhá h¬n 75 mm.

4.2.2. S−ên t¨ng c−êng

Trong dÇm chñ cã thÓ cÊu t¹o çc s−ên t¨ng c−êng ®Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh cña s−ên dÇm. Cã thÓ chØ cÊu t¹o s−ên t¨ng c−êng ngang (®øng) hoÆc võa cã s−ên t¨ng c−êng ngang, võa cã s−ên t¨ng c−êng däc.

S−ên t¨ng c−êng ngang th−êng sö dông phæ biÕn, s−ên t¨ng c−êng däc chØ dïng khi chiÒu cao dÇm kh¸ lín vµ Ýt sö dông h¬n do khã kh¨n cho viÖc chÕ t¹o.

4.2.2.1. S−ên t¨ng c−êng ngang

§èi víi çc tÊm s−ên kh«ng cã s−ên t¨ng c−êng däc, ph¶i sö dông s−ên t¨ng c−êng ngang, nÕu ([A98. 6.10.7.3.2])

150t

D

w

> (6.10.7.3.2-1) (4-5)

Kho¶ng çch gi÷a çc gê t¨ng c−êng ngang, do, ph¶i tháa m·n.

H×nh 4-7. Thay ®æi chiÒu r«ng b¶n biªn

H×nh 4-8. S−ên t¨ng c−êng


( )

2

wtD

260D ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡≤0d (6.10.7.3.2-2) (4-6)

S−ên t¨ng c−êng ngang lµ nh÷ng gi¶i b¶n thÐp cã bÒ dµy 10-12mm riªng t¹i gèi cã thÓ dµy 20-30mm hoÆc h¬n. Çc gê t¨ng c−êng ®−îc sö dông nh− çc tÊm nèi cho çc v¸ch ngang hoÆc çc khung ngang ph¶i ®−îc liªn kÕt vµo c¶ hai b¶n çnh b»ng hµn hoÆc b¾t bul«ng, cßn khi kh«ng sö dông nh− lµ çc tÊm nèi th× ph¶i l¾p khÝt chÆt vµo b¶n çnh chÞu nÐn, nh−ng kh«ng cÇn ph¶i Ðp vµo mÆt b¶n çnh chÞu kÐo.

Kho¶ng çch gi÷a ®Çu cña mèi hµn s−ên t¨ng c−êng vµo b¶n bông vµ mÐp gÇn cña ®−êng hµn b¶n çnh vµo b¶n bông ph¶i kh«ng nhá h¬n 4tw hoÆc lín h¬n 6tw.

BÒ réng çnh ch×a ra cña s−ên t¨ng c−êng bt nªn trong ph¹m vi:

yspt f

Etbd 48,030

50 ≤≤+ [A. 6.10.8.1.2 -1] (4-7)

Vµ ftp bbt 25,00,16 ≥≥ [A. 6.10.8.1.2 -2] (4-8)

trong ®ã:

d - chiÒu cao mÆt c¾t thÐp (mm)

tp - chiÒu dµy cña ph©n tè ch×a ra (mm)

Fys - c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña gê t¨ng c−êng (MPa)

bf - toµn bé chiÒu réng cña b¶n çnh thÐp trong mét mÆt c¾t (mm)

Çc s−ên t¨ng c−êng bè trÝ t¹i n¬i truyÒn lùc tËp trung, t¹i çc vÞ trÝ ®Æt hÖ liªn kÕt ngang ®Ó d»ng çc dÇm víi nhau, ngoµi ra ®Æt víi kho¶ng çch kh«ng lín h¬n 2÷3m vµ kh«ng lín h¬n d. Cã thÓ ®Æt ®èi xøng hai bªn tÊm s−ên dÇm hoÆc h¬i so le ®Ó tr¸nh çc mèi hµn tËp

H×nh 4-9. CÊu t¹o s−ên t¨ng c−êng ngang (theo AASHTO vμ QT 79)


trung khi bÒ dµy tÊm s−ên dÇm nhá. Còng cã thÓ chØ ®Æt s−ên t¨ng c−êng ë mét phÝa tÊm s−ên dÇm khi cÇn phÝa mÆt ngoµi ph¼ng cho t¨ng mü quan.

Ngoµi ra yªu cÇu vÒ m« men qu¸n tÝnh cña s−ên t¨ng c−êng

JtdI wt3

0≥ [A. 6.10.8.1.3 -1] (4-9)

J - hÖ sè, 5,00,25,22

0

≥−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

dD

J p

Trong ®ã:

It - m«men qu¸n tÝnh cña s−ên t¨ng c−êng ngang quanh mÐp tiÕp xóc víi b¶n bông ®èi víi çc s−ên ®¬n vµ quanh trôc gi÷a chiÒu dµy cña b¶n bông ®èi víi çc s−ên kÐp (mm4)

tw - chiÒu dµy b¶n bông (mm)

do - kho¶ng çch gi÷a çc s−ên t¨ng c−êng ngang (mm)

Dp - chiÒu cao b¶n bông ®èi víi çc b¶n bông kh«ng cã çc s−ên t¨ng c−êng däc hoÆc chiÒu cao lín nhÊt cña panen phô ®èi víi çc b¶n bông cã çc s−ên t¨ng c−êng däc (mm).

Çc s−ên t¨ng c−êng ngang sö dông kÕt hîp víi çc s−ên t¨ng c−êng däc còng ph¶i tháa m·n:

l

l

I3,0d

D

b

bI

o

tt ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≥ (6.10.8.1.3-3) (4-10)

trong ®ã:

bt - chiÒu réng thiÕt kÕ cña s−ên t¨ng c−êng ngang (mm)

bl - chiÒu réng thiÕt kÕ cña s−ên t¨ng c−êng däc (mm)

Il - m«men qu¸n tÝnh cña s−ên t¨ng c−êng däc lÊy qua mÐp tiÕp xóc víi b¶n bông, c¨n cø trªn mÆt c¾t hiÖu dông theo quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.8.3.3 (mm4)

D - chiÒu cao b¶n bông (mm)

4.2.2.2. S−ên t¨ng c−êng ngang trªn gèi [A 6.10.8.2]

Çc ph¶n lùc gèi vµ çc t¶i träng tËp trung kh¸c, hoÆc ë tr¹ng th¸i cuèi cïng hoÆc trong khi thi c«ng, ph¶i do çc s−ên t¨ng c−êng ë gèi chÞu.

Çc s−ên t¨ng c−êng gèi ph¶i ®−îc ®Æt lªn çc b¶n bông cña çc dÇm thÐp çn ë t¹i tÊt c¶ çc vÞ trÝ gèi vµ çc ®iÓm cña çc t¶i träng tËp trung kh¸c mµ ë ®ã:

Vu > 0,75 ϕb Vn (6.10.8.2.1-1) (4-11)

trong ®ã:

ϕb = hÖ sè søc kh¸ng ®èi víi gèi quy ®Þnh ë §iÒu 6.5.4.2

Vu = lùc c¾t do çc t¶i träng tÝnh to¸n (N)

Vn = søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh tõ §iÒu 6.10.7 (N)

Çc s−ên t¨ng c−êng gèi ph¶i ®−îc ®Æt lªn çc b¶n bông cña çc dÇm b¶n ë t¹i tÊt c¶ çc vÞ trÝ gèi vµ ë t¹i tÊt c¶ çc vÞ trÝ chÞu çc t¶i träng tËp trung.

Çc s−ên t¨ng c−êng gèi ph¶i bao gåm mét hoÆc nhiÒu thÐp b¶n hoÆc thÐp gãc ®−îc liªn kÕt b»ng hµn hoÆc b¾t bul«ng vµo c¶ hai bªn cña b¶n bông. Çc mèi nèi vµo b¶n bông ph¶i ®−îc thiÕt kÕ ®Ó truyÒn toµn bé lùc gèi do çc t¶i träng tÝnh to¸n.


Çc s−ên t¨ng c−êng ph¶i kÐo dµi ra toµn bé chiÒu cao cña b¶n bông vµ cµng khÝt cµng tèt, tíi çc mÐp ngoµi cña çc b¶n çnh.

Mçi s−ên t¨ng c−êng ph¶i ®−îc hoÆc mµi ®Ó l¾p khÝt vµo b¶n çnh th«ng qua ®ã nã nhËn ®−îc ph¶n lùc, hoÆc ®−îc g¾n vµo b¶n çnh ®ã b»ng ®−êng hµn r·nh ngÊu hoµn toµn.

4.2.2.2.1 ChiÒu réng phÇn ch×a

ChiÒu réng, bt, cña mçi phÇn ch×a cña s−ên t¨ng c−êng ph¶i tháa m·n

yspt F

E0.48tb ≤ (6.10.8.2.2-1) (4-12)

trong ®ã:

tp = chiÒu dµy cña phÇn ch×a (mm)

Fys = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña s−ên t¨ng c−êng (MPa)

4.2.2.2.2 Søc kh¸ng tùa

Søc kh¸ng tùa tÝnh to¸n, Br ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

Br = ϕb Apn Fys (6.10.8.2.3-1) (4-13)

trong ®ã:

Fys = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña s−ên t¨ng c−êng (MPa)

Apn = diÖn tÝch phÇn ch×a cña s−ên t¨ng c−êng ë bªn ngoµi çc ®−êng hµn

b¶n bông vµo b¶n çnh, nh−ng kh«ng v−ît ra ngoµi mÐp cña b¶n çnh (mm2)

ϕb = hÖ sè søc kh¸ng tùa ®−îc quy ®Þnh trong §iÒu 6.5.4.2

4.2.2.2.3 Søc kh¸ng däc trôc cña çc s−ên t¨ng c−êng ®ì tùa.

Søc kh¸ng tÝnh to¸n däc trôc, Pr, ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh theo quy ®Þnh trong §iÒu 6.9.2.1. B¸n kÝnh qu¸n tÝnh ph¶i ®−îc tÝnh ®èi víi gi÷a chiÒu dµy cña b¶n bông vµ chiÒu dµi cã hiÖu ph¶i b»ng 0,75D, trong ®ã D lµ chiÒu cao cña b¶n bông.

4.2.2.2.4 MÆt c¾t hiÖu dông

§èi víi çc s−ên t¨ng c−êng ®−îc b¾t bul«ng vµo b¶n bông, mÆt c¾t hiÖu dông cña cét hiÖu dông chØ ®−îc bao gåm çc cÊu kiÖn cña s−ên t¨ng c−êng.

§èi víi çc s−ên t¨ng c−êng ®−îc hµn vµo b¶n bông, mÆt c¾t hiÖu dông cña cét hiÖu dông ph¶i bao gåm tÊt c¶ çc cÊu kiÖn cña s−ên t¨ng c−êng, céng víi d¶i n»m ë trung t©m cña b¶n bông, kÐo dµi ra kh«ng qu¸ 9tw sang mçi bªn cña çc cÊu kiÖn phÇn ch×a phÝa ngoµi cña nhãm, nÕu nh− sö dông nhiÒu h¬n mét ®«i s−ên t¨ng c−êng.

D¶i cña b¶n bông kh«ng ®−îc tÝnh vµo trong mÆt c¾t hiÖu dông ë t¹i çc trô ®ì phÝa trong cña nhÞp liªn tôc cÊu kiÖn lai, nÕu:

yt

yw

F

F < 0,70 (6.10.8.2.4b-1) (4-14)

trong ®ã:

Fyw = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n bông (MPa)

Fyf = sè lín h¬n trong çc c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña çc b¶n çnh (MPa)


4.2.2.3. S−ên t¨ng c−êng däc:

S−ên t¨ng c−êng däc ®Æt ë khu vùc nÐn cña tÊm s−ên dÇm vµ çch mÐp chÞu nÐn gi¸p víi biªn chÞu nÐn cña dÇm mét kho¶ng b»ng 2Dc/5 tõ mÐp trong cña b¶n çnh chÞu nÐn. Dc lµ chiÒu cao cña b¶n bông chÞu nÐn ë mÆt c¾t cã øng suÊt uèn nÐn lín nhÊt. BÒ réng ch×a ra cña s−ên còng t−¬ng tù nh− ®èi víi s−ên t¨ng c−êng ®øng

ycs F

Etb 48,0≤l [A 6.10.8.3.2] (4-15)

trong ®ã:

ts = chiÒu dµy cña s−ên t¨ng c−êng (mm)

Fyc = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn liÒn kÒ (MPa)

4.2.2.3.1 M«men qu¸n tÝnh

Çc ®Æc tr−ng mÆt c¾t cña s−ên t¨ng c−êng ph¶i c¨n cø trªn diÖn tÝch hiÖu dông gåm cã s−ên t¨ng c−êng vµ d¶i ë trung t©m cña b¶n bông kh«ng v−ît qu¸ 18tw.

Çc s−ên t¨ng c−êng däc ph¶i tháa m·n:

EF

drDdDtI yc

w 0

203 234,0;13,04,2 =

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡−⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛≥l [A 6.10.8.3.3] (4-16)

ë ®©y:

Il = m«men qu¸n tÝnh cña s−ên t¨ng c−êng däc vµ d¶i b¶n bông quanh mÐp tiÕp xóc víi b¶n bông (mm4)

r = b¸n kÝnh håi chuyÓn cña s−ên t¨ng c−êng däc vµ d¶i b¶n bông quanh mÐp tiÕp xóc víi b¶n bông (mm)

D = chiÒu cao b¶n bông (mm)

do = kho¶ng çch s−ên t¨ng c−êng ngang (mm)

tw = chiÒu dµy b¶n bông (mm)

Fyc = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn liÒn kÒ (MPa)

4.2.3. Mèi nèi dÇm

§èi víi mèi nèi t¹i nhµ m¸y, gåm mèi nèi çc b¶n biªn dÇm vµ b¶n s−ên dÇm ®Òu ®−îc thùc hiÖn b»ng mèi hµn ®èi ®Çu, do ®ã c−êng ®é cña tiÕt diÖn nèi hoµn toµn ®¶m b¶o.

§èi víi mèi nèi t¹i c«ng tr−êng th−êng cã thÓ gi¶i quyÕt theo çc ph−¬ng ¸n sau:

+ Hµn b»ng m¸y hµn b¸n tù ®éng kÕt hîp víi hµn tay.

+ Sö dông liªn kÕt bu l«ng c−êng ®é cao kÕt hîp cÊu t¹o çc b¶n nèi, hoÆc trong tr−êng hîp kh«ng dïng bu l«ng c−êng ®éc cao th× sö dung liªn kÕt ®inh t¸n. §Ó kh¾c phôc sù gi¶m yÕu tiÕt diÖn do lç ®inh cã thÓ hµn t¸p çc b¶n bï.

BÒ réng L phô thuéc kÝch th−íc m¸y hµn ®Ó thùc hiÖn mèi hµn 1. Çc mèi hµnh 1, 2, 3 thùc hiÖn theo thø tù vµ b»ng m¸y hµn b¸n tù ®éng, mèi hµnh 4 ph¶i hµn b»ng tay v× kh«ng thÓ dïng m¸y hµn ®−îc. ChÊt l−îng cña mèi hµn 4 kh«ng ®−îc nh− çc mèi hµn 1,2,3.

Çc b¶n bï cã tiÕt diÖn x¸c ®Þnh trªn c¬ së phÇn gi¶m yÕu do lç ®inh vµ yªu cÇu cÊu t¹o. Çc b¶n bï ®−îc hµn tr−íc vµo dÇm.


4.3 CÊu t¹o dÇm thÐp liªn hîp víi b¶n bª t«ng cèt thÐp.

4.3.1. ý nghÜa kinh tÕ vµ nguyªn lý lµm viÖc.

DÇm thÐp liªn hîp víi b¶n bª t«ng cèt thÐp mÆt cÇu lµ mét lo¹i kÕt cÊu thÐp bª t«ng

cèt thÐp liªn hîp. KÕt cÊu nµy hîp lý vÒ mÆt sö dông vËt liÖu, ®Æc biÖt ®èi víi cÇu dÇm gi¶n

®¬n. B¶n mÆt cÇu BTCT ®−îc ®−a vµo tham gia chÞu lùc nh− thµnh phÇn tiÕt diÖn dÇm, dÇm

thÐp chñ yÕu lµm viÖc víi øng suÊt kÐo. Do b¶n tham gia vµo tiÕt diÖn nªn:

+ Gi¶m ®−îc phÇn tiÕt diÖn thÐp cña dÇm;

+ T¨ng c−êng sù æn ®Þnh vµ ®é cøng cña dÇm;

+ Cã thÓ kh«ng cÇn hÖ liªn kÕt däc trªn.

Nguyªn lý lµm viÖc: phô thuéc ph−¬ng ph¸p thi c«ng x©y dùng.

Theo çch thi c«ng th«ng th−êng: dÇm thÐp ®−îc lao ra vÞ trÝ, sau ®ã ®æ bª t«ng b¶n mÆt cÇu hoÆc l¾p ghÐp çc tÊm b¶n mÆt cÇu vµ ®æ bª r«ng mèi nèi, tiÕp theo míi cÊu t¹o çc líp mÆt cÇu vµ l¾p ®Æt lan can bé hµnh. DÇm liªn hîp trong tr−êng hîp nµy lµm viÖc theo 2 giai ®o¹n:

Giai ®o¹n I: Khi bª t«ng b¶n mÆt cÇu ch−a ®«ng cøng hoÆc mèi liªn kÕt b¶n víi dÇm ch−a ®«ng cøng nghÜa lµ ch−a cã sù liªn kÕt chÆt chÏ gi÷a b¶n vµ dÇm thÐp, sÏ chØ cã mét m×nh dÇm thÐp chÞu phÇn t¶i träng do träng l−îng b¶n th©n cña dÇm vµ cña b¶n, gäi lµ phÇn tÜnh t¶i thø nhÊt.

Giai ®o¹n II: Khi ®· cã sù liªn kÕt ch¾c ch¾n gi÷a b¶n vµ dÇm thÐp, khi ®ã ®· lµ dÇm liªn hîp tøc lµ tiÕt diÖn gåm c¶ phÇn thÐp vµ phÇn bª t«ng cïng lµm viÖc d−íi phÇn t¶i träng cßn l¹i lµ träng l−îng çc líp mÆt cÇu, lan can, bé hµnh - ®−îc gäi lµ phÇn tÜnh t¶i thø hai vµ ho¹t t¶i.

b > 35δ

a2 1

≥ 60

mm

ChiÒu dµi b¶n nèi

a

B¶n nèi B¶n bï

DÇm chñ

a a2 1

B¶n nèi

b ≤ 35δ

DÇm chñ

B¶n bï

δ δ

H×nh 4-10. Mèi dÇm hμn cã b¶n bï


§Ó tËn dông kh¶ n¨ng lµm viÖc cña thÐp dÇm, tiÕt kiÖm vËt liÖu, biªn trªn cña dÇm thÐp nªn lµm nhá h¬n biªn d−íi.

Ngoµi ra cã thÓ ¸p dông çc biÖn ph¸p ®iÒu chØnh néi lùc trong giai ®o¹n thi c«ng ®Ó tËn dông kh¶ n¨ng chÞu lùc cña bª t«ng nh»m tiÕt kiÖm h¬n n÷a dÇm thÐp. Ch¼ng h¹n:

+ §iÒu chØnh néi lùc b»ng trô t¹m

+ §iÒu chØnh néi lùc b»ng thanh c¨ng

+ §iÒu chØnh néi lùc b»ng çch nÐn tÊm BTCT

4.3.2. §Æc ®iÓm cÊu t¹o cña dÇm liªn hîp:

TiÕt diÖn dÇm: DÇm thÐp trong dÇm liªn hîp th−êng cã chiÒu cao thÊp h¬n kho¶ng 20% chiÒu cao dÇm thÐp kh«ng liªn hîp cã cïng chiÒu dµi nhÞp. TiÕt diÖn liªn hîp chÞu m« men uèn d−¬ng, tøc lµ b¶n BTCT lµm viÖc chÞu nÐn, nªn diÖn tÝch biªn trªn cña dÇm th−êng lµm nhá h¬n so víi biªn d−íi, kÝch th−íc biªn trªn nµy ®¶m b¶o sù lµm viÖc an toµn khi b¶n BTCT ch−a tham gia lµm viÖc trong qu¸ tr×nh thi c«ng vµ còng b¶o ®¶m viÖc bè trÝ neo liªn kÕt. Cã thÓ cã çc d¹ng tiÕt diÖn nh− d−íi ®©y:

tæng céngho¹ttÜnh 2tÜnh 1

+

y

y1

2

+

1

2 2-

+ +

th,d

-

-

-

-bt,d

-th,tr

bt,tr

-

H×nh 4-11. Çc giai ®o¹n lμm viÖc cña dÇm thÐp liªn hîp víi BTCT

y

y

1

2

2

1

2

tÜnh 1 tÜnh 2 ho¹t tæng céng

+

+ + +-

- -

---

bt,tr

bt,d th,tr

th,d

(cã trô t¹m) (+dì trô t¹m)

H×nh 4-12. BiÓu ®å øng suÊt qua çc giai ®o¹n cña tiÕt diÖn dÇm liªn hîp cã ®iÒu chØnh néi lùc b»ng trô t¹m


Tr−êng hîp cÊu t¹o b¶n BTCT cã s−ên tuy cã ph¸t huy ®−îc kh¶ n¨ng lµm viÖc cña dÇm liªn hîp, nh−ng còng g©y khã kh¨n cho c«ng t¸c thi c«ng vµ bÊt lîi d−íi ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é thay ®æi.

Neo liªn kÕt: lµm nhiÖm vô g¾n kÕt ch¾c ch¾n b¶n víi dÇm, ®¶m b¶o chóng cïng tham lµm viÖc nh− mét tiÕt diÖn thèng nhÊt. Cã nhiÒu d¹ng neu liªn kÕt, xong cã thÓ ph©n lµm hai lo¹i

+ Neo cøng: lµm tõ çc thÐp h×nh nh− thÐp gãc cã sèng t¨ng c−êng, thÐp èng...

+ Neo mÒm: lµm tõ thÐp gãc thÐp U hoÆc çc ®o¹n cèt thÐp.

Còng cã thÓ dïng bu l«ng c−êng ®é cao ®Ó liªn kÕt gi÷a b¶n vµ dÇm.

Khi b¶n mÆt cÇu ®−îc thi c«ng l¾p ghÐp tõ çc tÊm b¶n ®óc s½n, ®Ó t¹o liªn kÕt víi dÇm thÐp cã thÓ gi¶i quyÕt theo çc çch:

+ ®Ó chõa çc « bè trÝ neo trong khi ®óc b¶n

+ çc neo ®−îc ®óc s½n trong b¶n, ë mÐp b¶n cã ®Æt s½n çc chi tiÕt ®Ó hµn vµo biªn dÇm

4.3.2.1. CÊu t¹o cña neo cøng

a) b) c) d))

H×nh 4-13. Çc d¹ng tiÕt diÖn cÇu dÇm thÐp liªn hîp víi bª t«ng cèt thÐp


Neo cøng (H×nh 4-14) ®−îc lµm b»ng thÐp gãc cã çnh dµy 10-12mm hoÆc thÐp b¶n, cã hµn 1 hoÆc 2 sèng t¨ng c−êng dµy 8 ®Õn 10mm. Cã thÓ gi¶m bít c«ng chÕ t¹o neo nÕu dïng thÐp I c¾t çnh. ChiÒu réng neo ®−îc chän sao cho ®ñ bè trÝ çc ®−êng hµn, th−êng lÊy nhá h¬n bÒ réng biªn trªn dÇm thÐp chõng 3-5cm. NÕu neo chØ n»m trong ph¹m vi s−ên hoÆc vót cña b¶n BTCT th× chiÒu réng neo kh«ng ®−îc lín h¬n bs/1,5, trong ®ã bs - chiÒu réng s−ên hoÆc vót cña b¶n BTCT t¹i møc øng víi ®iÓm gi÷a chiÒu cao cña neo.

Neo cøng cã −u ®iÓm lµ cÊu t¹o ®¬n gi¶n, kh«ng sî h− háng trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn lao l¾p; nh−îc ®iÓm lµ g©y øng suÊt tËp trung vµ dÝnh kÕt víi bª t«ng kh«ng thËt tèt.

4.3.2.2. Neo mÒm

a) b)

c) d)

H×nh 4-14. Mét sè kiÓu neo cøng

h'

Rδ

δR h'

d

hn

n

a) b) c)

H×nh 4-15. Mét sè kiÓu neo mÒm


Neo mÒm ®−îc chÕ t¹o tõ nh÷ng thÐp h×nh (H×nh 4-15, a, b) hoÆc tõ nh÷ng ®o¹n thÐp trßn cã mãc hoÆc ®inh cã mò (H×nh 4-15, c)…

Do cã thÓ ®µn håi mét chót, nªn neo mÒm cã kh¶ n¨ng ph©n bè vµ lµm dÞu lùc tr−ît tËp trung truyÒn tõ b¶n sang dÇm tèt h¬n so víi neo cøng.

Mét sè yªu cÇu cÊu t¹o cña neo mÒm theo quy tr×nh AASHTO-LRFD 98:

• Tû lÖ cña chiÒu cao vµ ®−êng kÝnh cña neo ®inh chÞu c¾t kh«ng ®−îc nhá h¬n 4,0.

• B−íc tõ tim ®Õn tim cña çc neo chèng c¾t kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 600mm vµ kh«ng ®−îc nhá h¬n 6 lÇn ®−êng kÝnh ®inh.

• Theo ph−¬ng ngang çc neo ®inh chèng c¾t kh«ng ®−îc ®Æt gÇn h¬n 4 lÇn ®−êng kÝnh tõ tim ®Õn tim

• Theo ph−¬ng ngang kho¶ng çch tÜnh gi÷a mÐp cña b¶n çnh trªn vµ mÐp cña neo chèng c¾t gÇn nhÊt kh«ng ®−îc nhá h¬n 25 mm

• ChiÒu cao tÞnh cña líp bª t«ng phñ ë trªn çc ®Ønh cña çc neo chèng c¾t kh«ng ®−îc nhá h¬n 50mm. Çc neo chèng c¾t cÇn ®−îc ch«n s©u Ýt nhÊt 50mm vµo trong mÆt cÇu.

4.3.2.3. Neo cèt thÐp nghiªng

Neo cèt thÐp nghiªng (H×nh 4-16) lµm tõ çc thanh thÐp trßn, ®−êng kÝnh 12-16mm, uèn thµnh h×nh quai sanh. Lo¹i nµy phï hîp víi tiÕt diÖn dÇm cã phÇn BTCT h×nh ch÷ T. Khi cÇn bÎ do·ng ra trªn mÆt b»ng th× cÊu t¹o neo theo kiÓu çc nh¸nh ®¬n cã mãc ë ®Çu. Theo ph−¬ng däc cÇu, neo cèt thÐp ®−îc bè trÝ nghiªng mét gãc 45°. ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña neo kh«ng ®−îc nhá h¬n 7d vµ 12cm víi neo h×nh quai sanh vµ 25d víi neo nh¸nh ®¬n (d - ®−êng kÝnh thanh neo). NÕu neo quai sanh n»m gän trong s−ên BTCT vµ cã chiÒu dµi nhá h¬n 25d th× bÒ réng quai sanh kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 1/3 bÒ réng s−ên. Kho¶ng çch tÜnh kh«ng gi÷a çc neo theo ph−¬ng däc cÇu kh«ng ®−îc nhá h¬n 3d.

l α

β

I

I

I-I

H×nh 4-16. Neo cèt thÐp nghiªng


4.4 TÝnh to¸n cÇu dÇm

4.4.1. Nh÷ng quy ®Þnh chung:

Theo tiªu chuÈn AASHTO LRFD 1998 cÇu thÐp sÏ thiÕt kÕ theo çc tr¹ng th¸i giíi h¹n

+ Tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é (Strength Limit State)

+ Tr¹ng th¸i giíi h¹n mái vµ ph¸ ho¹i (Fatigue and Fracture limit state)

+ Tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông (Service limit state)

+ Tr¹ng th¸i giíi h¹n ®Æc biÖt (Extreme Event limit state)

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é chia ra:

+ C−êng ®é I: ®−a vµo tæ hîp t¶i träng c¬ b¶n víi xe tiªu chuÈn vµ kh«ng cã giã thæi

+ C−êng ®é II: Tæ hîp çc t¶i träng nh−ng kh«ng cã ho¹t t¶i, céng víi giã trªn 25m/sec

+ C−êng ®é III: Tæ hîp çc t¶i träng, céng víi giã trªn 25m/sec

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n ®Æc biÖt cã xÐt ®éng ®Êt, lùc va tÇu thuyÒn, xe cé vµ mét sè ¶nh h−ëng cña lùc n−íc

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông, t¶i träng lÊy trÞ sè tiªu chuÈn vµ giã tèc ®é v=25m/sec

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n mái, ®èi víi cÇu « t« chØ xÐt t¸c ®éng cña 1 xe t¶i víi cù ly çc trôc b¸nh xe quy ®Þnh nh− d−íi ®©y

(H×nh vÏ)

VÒ t¶i träng vµ hÖ sè t¶i träng lÊy nh− d−íi ®©y:

TÜnh t¶i do träng l−îng kÕt cÊu vµ b¶n mÆt cÇu (DC) 1,25 0,9

TÜnh t¶i do träng l−îng çc líp mÆt cÇu (DW) 1,50 0,65

§èi víi ho¹t t¶i « t«, ng−êi sö dông hÖ sè t¶i träng

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é I 1,75

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é II 0

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é III 1,35

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n §Æc biÖt 0,50

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n Sö dông 1,30

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n mái 0,75

HÖ sè IM cña « t«:

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n mái 1,15

Khi xÐt tr¹ng th¸i giíi h¹n kh¸c 1,25

§iÒu kiÖn ph¶i ®¶m b¶o khi thiÕt kÕ lµ çc hiÖu øng do t¸c ®éng cña t¶i träng ph¶i nhá h¬n hoÆc b»ng søc kh¸ng

( )rnii RRQ =Φ≤∑ηγ (4-17)

ë ®©y:


η - HÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng, th«ng th−êng 0,1=η

iγ - HÖ sè t¶i träng

Φ - HÖ sè søc kh¸ng

Çc hÖ sè Φ,iγ ®−îc quy ®Þnh trong mçi tr−êng hîp (theo quy ph¹m)

iQ - Néi lùc (hiÖu øng do t¶i träng t¸c dông)

Rn – Søc kh¸ng danh ®Þnh

Rr – Søc kh¸ng cho phÐp hay søc kh¸ng giíi h¹n

nr RR Φ= (4-18)

VÒ ®é vâng ph¶i ®¶m b¶o trÞ sè ®é vâng t−¬ng ®èi 1000

1≤

l

f

NÕu so s¸nh víi t− t−ëng cña quy ph¹m tr−íc ®©y th× khi xem xÐt ®iÒu kiÖn an toµn ®èi víi tr¹ng th¸i giíi h¹n, thay v× ®iÒu kiÖn øng suÊt ph¶i nhá h¬n hoÆc b»ng c−êng ®é tÝnh to¸n cña vËt liÖu, sÏ lµ néi lùc ph¶i nhá h¬n hoÆc b»ng søc kh¸ng cña tiÕt diÖn. Søc kh¸ng xem xÐt hai trÞ sè t−¬ng øng víi sù xuÊt hiÖn chÈy dÎo (®¹t tíi c−êng ®é) t¹i mét thí, hoÆc xuÊt hiÖn chÈy dÎo toµn tiÕt diÖn.

4.4.2. X¸c ®Þnh néi lùc vµ ®Æc tr−ng h×nh häc cña tiÕt diÖn

Nguyªn nh©n cña néi lùc lµ:

+ T¶i träng th¼ng ®øng: tÜnh vµ ho¹t

+ Tõ biÕn, co ngãt vµ ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é thay ®æi

Xem xÐt chñ yÕu t¶i träng th¼ng ®øng vµ ¶nh h−ëng cña tõ biÕn (theo tiªu chuÈn 272-05).

Néi lùc do t¶i träng: X¸c ®Þnh M vµ V t¹i çc tiÕt diÖn dÇm. Trong dÇm ®¬n gi¶n còng nh− liªn tôc lµm sao vÏ ®−îc biÓu ®å bao M, V ®Ó thiÕt kÕ tiÕt diÖn t−¬ng øng (thay ®æi theo chiÒu dµi nhÞp). Th«ng th−êng xem xÐt tiÕt diÖn ®Æc tr−ng: gi÷a nhÞp, 4l , gèi vµ trung gian

cã thÓ kho¶ng ( )l2,01,0 ÷ gi÷a çc tiÕt diÖn. Néi lùc cã kÓ ®Õn çc hÖ sè, lÊy theo quy ph¹m

HÖ sè t¶i träng

HÖ sè ph©n bè ngang

HÖ sè xung kÝch

HÖ sè lµn xe

CÇu dÇm thÐp th−êng liªn hîp víi b¶n mÆt cÇu, do ®ã sÏ tÝnh to¸n tiÕt diÖn liªn hîp. Tr−êng hîp dÇm thÐp ®¬n thuÇn hoÆc trong çc giai ®o¹n lµm viÖc chØ cã mét m×nh dÇm thÐp th× çc sè h¹ng cña biÓu thøc tÝnh to¸n chøa phÇn b¶n BTCT sÏ kh«ng ®−a vµo.

X¸c ®Þnh bÒ réng tham gia lµm viÖc cña b¶n, ®Æc tr−ng h×nh häc cña tiÕt diÖn liªn hîp lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi

BÒ réng lµm viÖc cña b¶n [4.6.2.6]

§èi víi bÒ réng b¶n çnh dÇm h÷u hiÖu cña çc dÇm gi÷a cã thÓ lÊy trÞ sè nhá nhÊt cña:

+ 1/4 chiÒu dµi nhÞp h÷u hiÖu


+ 12 lÇn ®é dÇy trung b×nh cña b¶n céng víi sè lín nhÊt cña bÒ dÇy b¶n bông dÇm hoÆc lÊy 1/2 bÒ réng cña b¶n çnh trªn cña dÇm hoÆc.

+ Kho¶ng çch trung b×nh cña çc dÇm liÒn kÒ nhau.

§èi víi çc dÇm biªn, bÒ réng b¶n çnh dÇm h÷u hiÖu cã thÓ ®−îc lÊy b»ng 1/2 bÒ réng h÷u hiÖu cña dÇm trong kÒ bªn, céng thªm trÞ sè nhá nhÊt cña:

+ 1/8 lÇn chiÒu dµi nhÞp h÷u hiÖu

+ 6,0 lÇn ®é dµy trung b×nh cña b¶n, céng víi sè lín h¬n gi÷a 1/2 ®é dÇy b¶n bông dÇm hoÆc 1/4 bÒ réng cña b¶n çnh trªn cña dÇm chÝnh, hoÆc.

+ BÒ réng cña phÇn hÉng

§Æc tr−ng h×nh häc cña tiÕt diÖn liªn hîp:

Trôc 1- 1 lµ trôc träng t©m cña dÇm thÐp

Trôc 2-2 lµ trôc träng t©m cña tiÕt diÖn liªn hîp

aFn

S bb1

=

bth

b

td

b

Fn

F

SFSy 1

+==

( )22 11 yaFn

In

yFII bbththtd −+++=

Khi tÝnh víi t¶i träng t¸c dông l©u dµi (phÇn tÜnh t¶i II) sÏ kÓ tíi hiÖn t−îng tõ biÕn vµ çc biÓu thøc vÒ ®Æc tr−ng h×nh häc tiÕt diÖn liªn hîp sÏ

thay n b»ng 3n; víi b

th

EEn =

§èi víi tiªu chuÈn AASHTO LRFD søc kh¸ng uèn cña dÇm thÐp liªn hîp víi BTCT ®−îc kiÓm tra b»ng 4 d¹ng ph¸ ho¹i: ChÈy dÎo, æn ®Þnh côc bé cña çnh, æn ®Þnh côc bé cña s−ên, æn ®Þnh xo¾n ngang (æn ®Þnh tæng thÓ). C¨n cø vµo gi¸ trÞ ®é m¶nh λ so víi pλ vµ rλ ( rp λλ < vµ lµ çc ®é m¶nh giíi

h¹n), khi thiÕt kÕ çc thµnh phÇn cña kÕt cÊu thÐp ®−îc ph©n lµm ba vïng: ®µn dÎo, uèn phi ®µn håi vµ uèn ®µn håi, cô thÓ khi tû sè ®é m¶nh pλλ ≤ tiÕt diÖn lµ ®Æc ch¾c, sö dông m« men

kh¶ n¨ng chÞu lùc lµ m« men dÎo ( pM ); khi tû sè ®é m¶nh rp λλλ ≤≤ tiÕt diÖn lµ kh«ng ®Æc

ch¾c sö dông m« men kh¶ n¨ng chÞu lùc nhá h¬n pM nh−ng lín h¬n m« men ®µn håi ( yM );

khi tû sè ®é m¶nh rλλ ≥ tiÕt diÖn lµ m¶nh, tÝnh to¸n theo d¹ng h− háng ®µn håi. §é m¶nh λ ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng çc tû sè: ®èi víi æn ®Þnh côc bé cña çnh lµ tû sè gi÷a chiÒu réng vµ chiÒu dµy cña çnh ( )ff tb , ®èi víi æn ®Þnh côc bé cña s−ên lµ tû sè gi÷a chiÒu cao s−ên

trong vïng chÞu nÐn vµ chiÒu dµy s−ên ( )wcp tD , ®èi víi æn ®Þnh tæng thÓ lµ tû sè gi÷a kho¶ng

çch çc liªn kÕt ngang vµ b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn b¶n biªn chÞu nÐn vµ mét phÇn ba chiÒu cao s−ên trong vïng chÞu nÐn ( )yb rL .

H×nh 4-17. Ba vïng thiÕt kÕ cho cÊu kiÖn chÞu uèn


TiÕt diÖn ®Æc ch¾c lµ tiÕt diÖn cã thÓ sö dông toµn bé m« men dÎo pM tr−íc khi x¶y ra

mÊt æn ®Þnh tæng thÓ hoÆc côc bé. TiÕt diÖn kh«ng ®Æc ch¾c lµ tiÕt diÖn cã thÓ sö dông m« men b»ng hoÆc lín h¬n yM , nh−ng nhá h¬n pM tr−íc khi x¶y ra mÊt æn ®Þnh côc bé cña

nh÷ng phÇn tö chÞu nÐn. TiÕt diÖn m¶nh lµ tiÕt diÖn mµ mét trong çc phÇn tö chÞu nÐn lµ cã ®é m¶nh lín mµ chóng bÞ mÊt æn ®Þnh côc bé tr−íc khi m« men ®¹t tíi yM

M« men dÎo pM sÏ ®−îc x¸c ®Þnh th«ng qua trôc trung hoµ dÎo, ë ®ã lùc trong nh÷ng

phÇn cña dÇm thÐp nh− b¶n biªn, s−ên dÇm sÏ sö dông c−êng ®é chÈy dÎo ( yF ), cßn trong

phÇn bª t«ng lµ øng suÊt ph©n bè ®Òu trªn toµn tiÕt diÖn víi c−êng ®é b»ng '85,0 cf .

M« men yM lµ m« men ®µn håi nhá nhÊt cña tiÕt diÖn khi ®−îc tÝnh trong giai ®o¹n ®µn

håi, yM lÊy gi¸ trÞ nhá h¬n trong hai gi¸ trÞ lµ m« men ®µn håi lín nhÊt ®èi víi thí chÞu nÐn

( ycM ) hoÆc thí chÞu kÐo ( ytM ) khi øng suÊt t¹i çc thí nµy ®¹t gi¸ trÞ yF .

M« men kh¸ng uèn danh ®Þnh ( nM ) chÞu m« men d−¬ng ®−îc x¸c ®Þnh trong môc 6.10.4.2.2 cña tiªu chuÈn AASHTO-LRFD 1998 vµ TCN-272-05 vµ môc 6.10.7 tiªu chuÈn AASHTO-LRFD 2004. Trong çc c«ng thøc ®ã ®Òu cã tr−êng hîp tÝnh to¸n ®èi víi tiÕt diÖn trong giai ®o¹n ®µn håi.

4.4.3. Søc kh¸ng uèn ®µn dÎo cña tiÕt diÖn

M« men My gäi lµ søc kh¸ng uèn ®µn dÎo t−¬ng øng sù xuÊt hiÖn hiÖn t−îng ch¶y ®Çu tiªn trong mét cña hai biªn dÇm.

ADDDy MMMM ++= 21

Trong ®ã

1DM - M« men do tÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm thÐp (phÇn tÜnh t¶i I)

2DM - M« men do tÜnh t¶i t¸c dông lªn dÇm liªn hîp (phÇn tÜnh t¶i II)

ADM - M« men do ho¹t t¶i t¸c dông vµ g©y ra ch¶y ë biªn dÇm thÐp, nh− vËy:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−=

n

D

S

DynAD S

MS

MfSM3

21

ë ®©y: nnS SSS 3,, lµ m« men chèng uèn cña biªn dÇm (th−êng lµ biªn chÞu kÐo) cña tiÕt diÖn dÇm thÐp ®¬n thuÇn, cña tiÕt diÖn liªn hîp øng víi khi tiÕt diÖn chÞu phÇn t¶i träng t¸c dông ng¾n h¹n, t¸c dông l©u dµi; yf - Giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu.

4.4.4. Søc kh¸ng uèn dÎo cña tiÕt diÖn Mp

M« men pM gäi lµ søc kh¸ng uèn dÎo t−¬ng øng tiÕt diÖn dÇm thÐp vµ c¶ cèt thÐp träng

bª t«ng b¶n ®Òu bÞ ch¶y, phÇn b¶n bª t«ng nÐn còng cã biÓu ®å øng suÊt ch÷ nhËt cã trÞ sè 0,85Rb.

§Ó x¸c ®Þnh pM th× ph¶i x¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ dùa trªn ®iÒu kiÖn b»ng nhau cña

phÇn øng suÊt kÐo vµ nÐn cña tiÕt diÖn liªn hîp ë tr¹ng th¸i ch¶y.

D−íi ®©y lµ b¶ng ph©n lo¹i çc tr−êng hîp tÝnh to¸n, vÞ trÞ trôc trung hoµ cña tiÕt diÖn vµ biÓu thøc trÞ sè søc kh¸ng uèn dÎo Mp cña tiÕt diÖn


4.4.4.1. Khi b¶n lµm viÖc chÞu nÐn

4.4.4.1.1 Tr−êng hîp I : trôc trung hoµ n»m ë s−ên dÇm thÐp

§iÒu kiÖn : rtrbscwt PPPPPP +++≥+

VÞ trÝ trôc trung hoµ : ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−−−−= 1

2 w

rtrbsct

PPPPPPDY

Søc kh¸ng uèn: ( )[ ] ttccrbrbrtrtssw

p yPyPyPdPdPYDYD

PM +++++−+=22

2

4.4.4.1.2 Tr−êng hîp II: Trôc trung hoµ n»m ë biªn trªn cña dÇm thÐp:

§iÒu kiÖn : rbrtscwt PPPPPP ++≥++


⎞⎜⎜⎝

⎛+

−−−+= 1

2 c

rbrtscwc

PPPPPPtY

Søc kh¸ng uèn: ( )[ ] ttwwrbrbrtrtsscc

cp yPyPdPdPdPYtY

tPM +++++−+=

22

2

4.4.4.1.3 Tr−êng hîp III: Trôc trung hoµ n»m ë phÇn b¶n mÆt cÇu vµ n»m d−íi hµng cèt thÐp d−íi cña b¶n:

§iÒu kiÖn : rtrbss

rbcwt PPP

tCPPP ++⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≥++


⎞⎜⎜⎝

⎛ −−++=

s

rbrttcws P

PPPPPtY

Søc kh¸ng uèn: ttwwccrbrbrtrts

sp dPdPdPdPdP

tPYM +++++=

2

2

4.4.4.1.4 Tr−êng hîp IV: Trôc trung hoµ n»m ë phÇn b¶n mÆt cÇu vµ ë hµng cèt thÐp d−íi cña b¶n:

H×nh 4-18. B¶n lμm viÖc chÞu nÐn


§iÒu kiÖn : rtss

rbrbcwt PP

tCPPPP +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≥+++

VÞ trÝ trôc trung hoµ : rbCY =

Søc kh¸ng uèn: ttwwccrtrts

sp dPdPdPdP

tPYM ++++=

2

2

4.4.4.1.5 Tr−êng hîp V:Trôc trung hoµ n»m ë phÇn b¶n mÆt cÇu vµ ë trªn hµng cèt thÐp d−íi cña b¶n:

§iÒu kiÖn : rtss

rtrbcwt PP

tCPPPP +⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≥+++


⎞⎜⎜⎝

⎛ −+++=

s

rttwcrbs P

PPPPPtY

Søc kh¸ng uèn: ttwwccrbrbrtrts

sp dPdPdPdPdP

tPYM +++++=

2

2

4.4.4.2. Khi b¶n lµm viÖc chÞu kÐo

Tr−êng hîp I : Khi trôc trung hoµ ë ph¹m vi s−ên dÇm thÐp

§iÒu kiÖn: rtrbtwc PPPPP ++≥+

VÞ trÝ trôc trung hoµ:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−−−= 1

2 w

rbrttc

PPPPPDY

Søc kh¸ng uèn

( )[ ] ccwwrbrbrtrtw

p dPdPdPdPYDYD

PM ++++−+=22

2

Tr−êng hîp II : Khi trôc trung hoµ n»m ë biªn trªn dÇm thÐp

H×nh 4-19. B¶n lμm viÖc chÞu kÐo


§iÒu kiÖn : rtrbtwc PPPPP +≥++

VÞ trÝ trôc trung hoµ:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−−+= 1

2 t

rbrtcwt

PPPPPtY

Søc kh¸ng uèn

( )[ ] ccwwrbrbrtrttt

tp dPdPdPdPYtY

tPM ++++−+=

22

2

Çc ký hiÖu trong nh÷ng biÓu thøc trªn

tytt tFP = ; wyww DtFP = ; ccycc tbFP = rtyrtrt AFP = ; rbyrbrb AFP = ; sscs tbfP '85,0= - Lùc

øng víi biÓu ®å øng suÊt ®¹t c−êng ®é ch¶y cña biªn d−íi, cña s−ên, cña biªn trªn, cña cèt thÐp hµng trªn, cèt thÐp hµng d−íi, cña b¶n.

srbrttwt dddddd ,,,,, - çnh tay ®ßn tõ çc lùc ®ã tíi trôc trung hoµ

4.4.5. Søc kh¸ng uèn theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é

Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n ®èi víi m« men vµ øng suÊt ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

nfr MM ϕ= (6.10.4-1) (4-19)

vµ nfr FF ϕ= (6.10.4-2) (4-20)

trong ®ã:

ϕf = hÖ sè kh¸ng uèn ®−îc quy ®Þnh ë §iÒu 6.5.4.2

Mn = søc kh¸ng uèn danh ®Þnh (N-mm)

Fn = søc kh¸ng uèn danh ®Þnh ë mçi b¶n çnh (MPa)

4.4.5.1. X¸c ®Þnh d¹ng mÆt c¾t lµm viÖc

4.4.5.1.1 C−êng ®é ch¶y dÎo nhá nhÊt quy ®Þnh

Nghiªn cøu vÒ søc kh¸ng uèn cña çc mÆt c¾t ch÷ Ι tho¶ m·n çc giíi h¹n vÒ tØ lÖ h×nh häc trong §iÒu 6.10.2 vµ nghiªn cøu vÒ vËt liÖu thÐp cã c−êng ®é ch¶y dÎo nhá nhÊt quy ®Þnh nh− sau:

Kh«ng v−ît qu¸ 345 MPa vµ cã chiÒu cao mÆt c¾t kh«ng ®æi ph¶i ®−îc thùc hiÖn theo çc quy ®Þnh vÒ ®é m¶nh cña b¶n b¶n bông cã mÆt c¾t ®Æc cña §iÒu 6.10.4.1.2, hoÆc

V−ît qu¸ 345 MPa vµ cã chiÒu cao mÆt c¾t thay ®æi ph¶i ®−îc thùc hiÖn theo çc quy ®Þnh vÒ ®é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t kh«ng ®Æc cña §iÒu 6.10.4.1.4.

4.4.5.1.2 §é m¶nh cña b¶n b¶n bông cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c [6.10.4.1.2]

NÕu: ycw

cp

F

E3,76

t

2D≤ (6.10.4.1.2-1) (4-21)

trong ®ã:

Dcp = chiÒu cao cña b¶n b¶n bông chÞu nÐn t¹i lóc m« men dÎo (mm)


Fyc = c−êng ®é ch¶y dÎo nhá nhÊt ®−îc quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn (MPa)

th× b¶n bông ®−îc xem lµ ®Æc vµ

§èi víi çc mÆt c¾t liªn hîp chÞu uèn d−¬ng søc kh¸ng uèn ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh theo çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4.2.2 vÒ søc kh¸ng uèn d−¬ng cña mÆt c¾t liªn hîp ®Æc hoÆc

§èi víi çc mÆt c¾t kh¸c, viÖc nghiªn cøu ph¶i tiÕn hµnh theo çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4.1.3 vÒ ®é m¶nh cña b¶n çnh chiô kÐo cã mÆt c¾t ®Æc.

NÕu kh¸c ®i th× b¶n b¶n bông kh«ng ®ñ ®iÒu kiÖn ®Ó coi lµ ®Æc ch¾c.

4.4.5.1.3 §é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c [A 6.10.4.1.3]

NÕu : ycf

f

F

E0.382

2t

b≤ (6.10.4.1.3-1) (4-22)

trong ®ã:

bf = chiÒu réng b¶n çnh chÞu nÐn (mm)

tf = bÒ dµy b¶n çnh chÞu nÐn (mm)

ViÖc tÝnh to¸n ph¶i theo çc quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.4.1.6 vÒ sù t¸c ®éng qua l¹i gi÷a ®é m¶nh cña b¶n bông cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c vµ b¶n çnh chÞu nÐn.

NÕu kh«ng nh− vËy th× b¶n çnh chÞu nÐn kh«ng ®−îc coi lµ ®Æc vµ :

NÕu kh«ng xÐt c«ng thøc Q th× ph¶i nghiªn cøu theo çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4.1.4 vÒ ®é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c, hoÆc:

NÕu sö dông c«ng thøc Q th× tÝnh to¸n ph¶i theo çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4.1.5 vÒ ®iÒu kiÖn sö dông c«ng thøc Q.

4.4.5.1.4 §é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c [6.10.4.1.4]

NÕu :

w

cc

f

f

t

2Df

E1,38

2t

b≤ kh«ng cã s−ên t¨ng c−êng däc (6.10.4.1.4-1) (4-23)

hoÆc:

cf

f

f

E0,408

2t

b≤ cã s−ên t¨ng c−êng däc (6.10.4.1.4-2)

(4-24)

trong ®ã:

bf = chiÒu réng cña b¶n çnh chÞu nÐn (mm).

fc = øng suÊt trong b¶n çnh chÞu nÐn do t¸c dông cña t¶i träng tÝnh to¸n ®ang nghiªn cøu (MPa).

Th× tÝnh to¸n ph¶i theo çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4.1.9 vÒ viÖc gi»ng b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t kh«ng ®Æc.

NÕu kh«ng ®¹t th× mÆt c¾t kh«ng ®−îc chÊp nhËn vµ ph¶i chän mét mÆt c¾t míi.


4.4.5.1.5 T−¬ng t¸c ®é m¶nh gi÷a b¶n bông cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c vµ b¶n çnh chÞu nÐn [A 6.10.4.1.6a]

NÕu:

ycw

cp

F

E3,76

t

2D≤ ( 6.10.4.1.6a-1)

Vµ:

ycf

f

F

E0,382

2t

b≤ ( 6.10.4.1.6a-2)

(4-25)

th× ph¶i theo quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4.1.7 vÒ viÖc gi»ng b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c.

NÕu kh«ng ®¹t th× ph¶i theo ph−¬ng tr×nh ë §iÒu 6.10.4.1.6b vÒ sù t¸c ®éng qua l¹i gi÷a b¶n bông cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c vµ b¶n çnh chÞu nÐn.

4.4.5.1.6 Ph−¬ng tr×nh t−¬ng t¸c ®é m¶nh gi÷a b¶n bông cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c vµ b¶n çnh chÞu nÐn [A 6.10.4.1.6b]

NÕu:

ycf

f

w

cp

F

E6,25

2t

b9,35

t

2D≤⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡+ ( 6.10.4.1.6b-1)

(4-26)

Ph¶i theo quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4.1.7 vÒ viÖc gi»ng b¶n çnh chÞu nÐn.

Khi kh«ng ®¹t th×:

NÕu kh«ng dïng c«ng thøc tuú chän Q, th× ph¶i tiÕp tôc xÐt theo quy ®Þnh cña ®iÒu 6.10.4.1.4 vÒ ®é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c.

4.4.5.1.7 Gi»ng b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c [6.10.4.1.7].

NÕu:

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−≤

yc

y

p

lb F

Er

M

M0,07590,124L (6.10.4.1.7-1)

(4-27)

trong ®ã:

Lb = chiÒu dµi kh«ng ®−îc gi»ng (mm)

ry = b¸n kÝnh håi chuyÓn nhá nhÊt cña mÆt c¾t thÐp ®èi víi trôc th¼ng ®øng (mm)

Ml = m« men nhá h¬n do t¸c dông cña t¶i träng tÝnh to¸n ë mçi ®Çu cña chiÒu dµi kh«ng ®−îc gi»ng (N-mm).

Mp = m« men dÎo (N-mm).

Fyc = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn (Mpa).

Trong ®ã: (Ml/Mp) ph¶i lÊy gi¸ trÞ ©m nÕu phÇn cÊu kiÖn trong ph¹m vi chiÒu dµi kh«ng ®−îc gi»ng bÞ uèn theo ®−êng cong ng−îc l¹i.


vµ:

Çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4.1.6a hoÆc 6.10.4.1.6b vÒ ®é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c ®· ®−îc tho¶ m·n, b¶n çnh chÞu nÐn ®−îc coi nh− ®Æc ch¾c th× søc kh¸ng uèn ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh theo quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4.2.1 vÒ søc kh¸ng uèn cña mÆt c¾t ®Æc ch¾c th«ng th−êng hoÆc:

Khi çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4.1.6a hoÆc 6.10.4.1.6b vÒ ®é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c, kh«ng ®−îc tho¶ m·n th× søc kh¸ng uèn cã thÓ ®−îc x¸c ®Þnh theo çc quy ®Þnh vÒ søc kh¸ng uèn cña ®iÒu 6.10.4.2.3 dùa trªn c«ng thøc Q theo çch tuú chän.

NÕu kh«ng ®¹t th× ph¶i nghiªn cøu theo quy ®Þnh cña ®iÒu 6.10.4.1.9 vÒ viÖc gi»ng b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c.

4.4.5.1.8 Gi»ng b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c [6.10.4.1.9]

NÕu:

yctpb F

E1,76rLL =≤ ( 6.10.4.1.9-1)

(4-28)

trong ®ã:

rt = b¸n kÝnh qu¸n tÝnh ®èi víi trôc th¼ng ®øng cña mét mÆt c¾t quy −íc

bao gåm b¶n çnh chÞu nÐn cña mÆt c¾t thÐp céng thªm víi 3

1 chiÒu cao cña b¶n bông chÞu

nÐn (mm).

ycF - c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt qui ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn (MPa).

4.4.6. X¸c ®Þnh søc kh¸ng uèn danh ®Þnh b¶n lµm viÖc chÞu nÐn

4.4.6.1. Søc kh¸ng uèn cña tiÕt diÖn ®Æc ch¾c th«ng th−êng [6.10.4.2.1]

Mn = Mp (6.10.4.2.1-1) (4-29)

trong ®ã:

Mn = søc kh¸ng uèn danh ®Þnh (N-mm)

4.4.6.2. Søc kh¸ng uèn d−¬ng tiÕt diÖn liªn hîp ®Æc ch¾c [6.10.4.2.2]

tøc lµ ph¶i ®¶m b¶o §èi víi s−ên: ycw

cp

F

E3,76

t

2D≤ (v× ®èi víi dÇm liªn hîp: ®é m¶nh

cña çnh chÞu nÐn vµ gi»ng cña tÊm chÞu nÐn kh«ng yªu cÇu ë TTGH C−êng ®é)

− Víi nhÞp ®¬n gi¶n vµ nhÞp liªn tôc mµ tiÕt diÖn t¹i gèi gi÷a ®Æc ch¾c

+ Khi Dp ≤ D′ th× pn MM = (6.10.4.2.2a-1) (4-30)

+ Khi D′ < Dp ≤ 5D′ th× ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛′

−+

−=

D

pD

4

pMy0,85M

4

y0,85Mp

5M

nM (4-31)

− Víi nhÞp liªn tôc mµ tiÕt diÖn t¹i gèi gi÷a kh«ng ®Æc ch¾c


+ yhn MRM 3,1= nh−ng kh«ng lín h¬n 2 gi¸ trÞ tÝnh ë trªn (4-32)

Dp– kho¶ng çch tõ thí trªn cña b¶n tíi trôc trung hoµ cña tiÕt diÖn ch¶y dÎo

Rh – HÖ sè lai (A 6.10.4.3.1)

D’ - ®−îc x¸c ®Þnh ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ++=

7,5h

ts

tdβ'D

⎩⎨⎧

==

=MPaRkhiMPaRkhi

3457,02509,0

β

4.4.6.3. Søc kh¸ng uèn cña tiÕt diÖn kh«ng ®Æc ch¾c [6.10.4.2.4]

Khi kh«ng tháa m·n çc ®iÒu kiÖn cña tiÕt diÖn ®Æc ch¾c ®−îc x¸c ®Þnh theo çc bÊt

ph−¬ng tr×nh 6.10.4.1.2 (4-21), 6.10.4.1.3 (4-22), 6.10.4.1.6b (4-26), tiÕn hµnh kiÓm tra

®iÒu kiÖn cña bÊt ph−¬ng tr×nh 6.10.4.1.4 (4-23), (4-24) nÕu ®¹t tiÕp tôc kiÓm tra (4-28)

Tr−êng hîp nµy theo ®iÒu kiÖn øng suÊt trong çc biªn dÇm

Fn = Rb Rh Fyf (6.10.4.2.4-1) (4-33)

Trong ®ã :

Rh = hÖ sè lai ®−îc quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.4.3.1

Rb = hÖ sè truyÒn t¶i träng ®−îc quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.4.3.2

Fyf = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña çnh (MPa)

4.4.6.4. TiÕt diÖn m¶nh

Kh«ng cã çc ®iÒu kiÖn cña tiÕt diÖn ®Æc ch¾c, kh«ng ®Æc ch¾c th× thuéc tiÕt diÖn m¶nh, ë biªn chÞu nÐn

4.4.6.4.1 Søc kh¸ng uèn cña b¶n çnh cña mÆt c¾t liªn hîp chÞu o»n khi xo¾n ngang [6.10.4.2.5]

Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn (chÞu o»n khi xo¾n ngang), xÐt vÒ øng suÊt ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau:

NÕu: ,F

E4,44rLL

yctrb =≤

(4-34)

Th× Fn = Cb Rb Rh Fyc ≤⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

E

F

r

L0,1871,33 yc

t

b Rb Rh Fyc

(6.10.4.2.5a-1)

(4-35)


nÕu kh«ng th× Fn = Cb Rb Rh ≤

⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛2

t

b

r

L

E86,9 Rb Rh Fyc (6.10.4.2.5a-2)

(4-36)

trong ®ã:

§èi víi çc dÇm hÉng kh«ng ®−îc gi»ng hoÆc ®èi víi çc cÊu kiÖn mµ m« men trong ph¹m vi lín cña ®o¹n dÇm kh«ng ®−îc gi»ng v−ît qua gi¸ trÞ lín h¬n trong hai gi¸ trÞ cña çc m« men mót ®Çu cña ®o¹n dÇm ta lÊy:

Cb = 1,0 ; hoÆc (6.10.4.2.5a-3)

§èi víi çc tr−êng hîp kh¸c:

Cb = 2,3P

P0,3

P

P1,051,75

2

h

l

h

l ≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛− (6.10.4.2.5a-4)

trong ®ã:

Cb = hÖ sè ®iÒu chØnh gradient m«men.

Pl = lùc trong b¶n çnh chÞu nÐn t¹i ®iÓm gi»ng øng víi lùc cã gi¸ trÞ thÊp h¬n d−íi t¸c dông cña t¶i träng tÝnh to¸n (N)

Ph = lùc trong b¶n çnh chÞu nÐn t¹i ®iÓm gi»ng øng víi lùc cã gi¸ trÞ cao h¬n do t¸c dông cña t¶i träng t×nh to¸n (N).

Lb = chiÒu dµi ®o¹n kh«ng ®−îc gi»ng (mm)

rt = b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña mét mÆt c¾t quy −íc gåm b¶n çnh chÞu nÐn cña mÆt c¾t thÐp céng víi mét phÇn ba chiÒu cao cña b¶n bông chÞu nÐn lÊy ®èi víi trôc th¼ng ®øng (mm).

Fyc = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn (Mpa)


Rb = hÖ sè xÐt ®Õn o»n côc bé ®−îc quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.4.3.2

(Pl /Ph) ph¶i lÊy gi¸ trÞ ©m nÕu Pl lµ mét lùc kÐo.

Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh cña b¶n çnh chÞu kÐo khi xÐt vÒ øng suÊt, ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh nh− d−íi ®©y:

Fn = Rb Rh Fyt (6.10.4.2.5b-1). (4-37)

trong ®ã:

Fyt = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh (MPa) cña b¶n çnh chÞu kÐo.

4.4.6.4.2 Søc kh¸ng uèn cña mÆt c¾t kh«ng liªn hîp bÞ o»n do xo¾n ngang [6.10.4.2.6]

Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh cña çc b¶n çnh chÞu nÐn ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau:

NÕu cã s−ên t¨ng c−êng däc hoÆc tháa m·n ®iÒu kiÖn ,F

E

t

D2

ycb

w

c λ≤ (4-38)


yh

2

bycb

yc MRL

d9,87

I

J0,772

L

I≤⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= hbn RECM 14,3

(6.10.4.2.6a-1)

(4-39)

NÕu kh«ng th× kiÓm tra ®iÒu kiÖn: ,F

E

S

dI4,44LL

ycxc

ycrb =≤ (4-40)

NÕu tháa m·n yhbyhbbn MRRMRRCM ≤⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

−

−−=

pr

pb

LL

LL0,51

(6.10.4.2.6a-2)

(4-41)

NÕu kh«ng yhbhbbn MRRRRCM ≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

2

b

ry

L

L

2

M (6.10.4.2.6a-3) (4-42)

Víi

∑+=3

tb

3

Dt 3ff

3wJ (6.10.4.2.6a-4) (4-43)

yctp F

E1,76rL = (6.10.4.2.6a-5) (4-44)

trong ®ã:

bλ = 5,76 ®èi víi çc cÊu kiÖn cã diÖn tÝch b¶n çnh chÞu nÐn b»ng hoÆc lín h¬n diÖn tÝch b¶n çnh chÞu kÐo

bλ = 4,64 ®èi víi çc cÊu kiÖn cã diÖn tÝch b¶n çnh chÞu nÐn nhá h¬n diÖn tÝch b¶n çnh chÞu kÐo

Cb = hÖ sè ®iÒu chØnh gradient m« men

Iyc = m« men qu¸n tÝnh cña b¶n çnh chÞu kÐo cña mÆt c¾t thÐp ®èi víi trôc th¼ng ®øng trong mÆt ph¼ng b¶n bông (mm4)

Sxc = m« ®un mÆt c¾t ®èi víi trôc n»m ngang cña mÆt c¾t cã liªn quan ®Õn b¶n çnh chÞu nÐn (mm3)

My = m« men ch¶y ®èi víi b¶n çnh chÞu nÐn ®−îc quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.3.3.1


rt = b¸n kÝnh qu¸n tÝnh nhá nhÊt cña mÆt c¾t chÞu nÐn ®èi víi trôc th¼ng ®øng (mm)

tf = bÒ dµy b¶n çnh chÞu nÐn (mm)

Fyc = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn (MPa)

Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh cña çc b¶n çnh chÞu kÐo, xÐt vÒ øng suÊt ph¶i x¸c ®Þnh nh− sau:

Fn = Rb Rh Fyt (6.10.4.2.6b-1) (4-45)

trong ®ã:


Fyt = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh b¶n çnh chÞu kÐo (MPa)

4.4.6.5. Çc hÖ sè gi¶m øng suÊt b¶n çnh [6.10.4.3]

4.4.6.5.1 HÖ sè lai Rh [6.10.4.3.1]

§èi víi çc mÆt c¾t ®ång nhÊt, Rh ®−îc lÊy b»ng 1,0.

Çc d¹ng mÆt c¾t kh¸c theo ®iÒu [6.10.4.3.1]

4.4.6.5.2 HÖ sè truyÒn t¶i träng Rb [6.10.4.3.2]

+ Çc b¶n çnh chÞu nÐn

NÕu cã t¨ng c−êng theo ph−¬ng däc, hoÆc

cb

w

c

f

Eλt

2D≤ (6.10.4.3..2a-1) (4-46)

NÕu kh«ng th×

Rb = ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

−c

bw

c

r

r

f

Eλt

2D

300a1200

a1 (6.10.4.3.2a-2)

víi

ar = c

wc

A

t2D (6.10.4.3.2a-3)

trong ®ã:

bλ = 5,76 ®èi víi çc cÊu kiÖn cã diÖn tÝch b¶n çnh chÞu nÐn b»ng hoÆc lín h¬n diÖn tÝch b¶n çnh chÞu kÐo

bλ = 4,64 ®èi víi çc cÊu kiÖn cã diÖn tÝch b¶n çnh chÞu nÐn b»ng hoÆc nhá h¬n diÖn tÝch b¶n çnh chÞu kÐo

fc = øng suÊt trong b¶n çnh chÞu nÐn ®ang xÐt do t¸c dông cña t¶i träng tÝnh to¸n (MPa)

Ac = diÖn tÝch cña b¶n çnh chÞu nÐn (mm2)

§èi víi çc b¶n çnh chÞu kÐo, Rb lÊy b»ng 1,0

4.4.6.5.3 Sù ph©n phèi l¹i m« men theo ph©n tÝch ®µn håi [6.10.4.4]

§èi víi çc cÊu kiÖn chÞu uèn cña nhÞp thÐp liªn tôc ®Æc ch¾c cho chÞu uèn ©m, lµ thÐp çn hoÆc ®−îc chÕ t¹o tõ thÐp cã c−êng ®é ch¶y kh«ng lín h¬n 345 MPa vµ cã çc mÆt c¾t liªn hîp hoÆc kh«ng liªn hîp chÞu uèn ©m tho¶ m·n çc yªu cÇu cña çc ®iÒu 6.10.4.1.2 vµ 6.10.4.1.3; 6.10.4.1.6a hoÆc 6.10.4.1.6b vµ 6.10.4.17 th× m« men ©m trªn çc trô do t¸c dông cña t¶i träng tÝnh to¸n x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p ®µn håi, cã thÓ ®−îc triÕt gi¶m nhiÒu nhÊt lµ 10%. KÌm theo sù triÕt gi¶m ®ã, ph¶i t¨ng m« men trªn toµn bé çc nhÞp kÕ bªn, t−¬ng ®−¬ng vÒ mÆt tÜnh häc vµ lÊy tr¸i dÊu ®Ó gi¶m m« men ©m ë çc gèi ®ì liÒn kÒ. Sù ph©n phèi l¹i m« men kh«ng ®−îc ¸p dông cho m« men ©m ë dÇm hÉng.

B»ng çch kh¸c, ®èi víi çc mÆt c¾t ®Æc, sù ph©n phèi l¹i cã thÓ −íc l−îng b»ng çch ¸p dông çc ph−¬ng ph¸p phi ®µn håi ®−îc chØ dÉn ë §iÒu 6.10.10.


4.4.6.6. Tr×nh tù kiÓm to¸n tiÕt diÖn dÇm I chÞu uèn

A. Tr−êng hîp tiÕt diÖn thay ®æi, MPaFy 345> hoÆc khi thi c«ng dÇm liªn hîp

B−íc A1: KiÓm tra ®iÒu kiÖn: §é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c [6.10.4.1.4], môc 4.4.5.1.4.

+ NÕu tháa m·n chuyÓn ®Õn B−íc A2,

+ NÕu kh«ng tháa m·n th× ph¶i lùa chän l¹i tiÕt diÖn

B−íc A2: KiÓm tra ®iÒu kiÖn: Gi»ng b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c [6.10.4.1.9], môc 4.4.5.1.8

+ NÕu tháa m·n Søc kh¸ng uèn danh dÞnh ®−îc tÝnh theo tr−êng hîp Søc kh¸ng uèn cña tiÕt diÖn kh«ng ®Æc ch¾c [6.10.4.2.4], môc 4.4.6.3

+ NÕu kh«ng tháa m·n Søc kh¸ng uèn danh dÞnh ®−îc tÝnh theo tr−êng hîp:

• Søc kh¸ng uèn cña b¶n çnh cña mÆt c¾t liªn hîp chÞu o»n khi xo¾n ngang [6.10.4.2.5], môc 4.4.6.4.1, hoÆc

• Søc kh¸ng uèn cña mÆt c¾t kh«ng liªn hîp bÞ o»n do xo¾n ngang [6.10.4.2.6], môc 4.4.6.4.2

B. Tr−êng hîp dÇm cã chiÒu cao kh«ng ®æi vµ MPaFy 345≤

B−íc B1: KiÓm tra ®iÒu kiÖn §é m¶nh cña b¶n b¶n bông cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c [6.10.4.1.2], môc 4.4.5.1.2

+ NÕu tháa m·n: chuyÓn ®Õn B−íc B2

+ NÕu kh«ng tháa m·n: chuyÓn ®Õn B−íc A1

B−íc B2: KiÓm tra ®iÒu kiÖn §é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c [A 6.10.4.1.3], môc 4.4.5.1.3



B−íc B3: KiÓm tra ®iÒu kiÖn T−¬ng t¸c ®é m¶nh gi÷a b¶n bông cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c vµ b¶n çnh chÞu nÐn [A 6.10.4.1.6a], môc 4.4.5.1.5


+ NÕu kh«ng tháa m·n: chuyÓn ®Õn B−íc B4

B−íc B4: KiÓm tra ®iÒu kiÖn Ph−¬ng tr×nh t−¬ng t¸c ®é m¶nh gi÷a b¶n bông cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c vµ b¶n çnh chÞu nÐn [A 6.10.4.1.6b], môc 4.4.5.1.6



B−íc B5: KiÓm tra ®iÒu kiÖn Gi»ng b¶n çnh chÞu nÐn cã mÆt c¾t ®Æc ch¾c [6.10.4.1.7]., môc 4.4.5.1.7




B−íc B6: TÝnh søc kh¸ng uèn (phô thuéc vµo d¹ng tiÕt diÖn – liªn hîp hay kh«ng liªn hîp)

+ Søc kh¸ng uèn cña tiÕt diÖn ®Æc ch¾c th«ng th−êng [6.10.4.2.1], môc 4.4.6.1

+ Søc kh¸ng uèn d−¬ng tiÕt diÖn liªn hîp ®Æc ch¾c [6.10.4.2.2], môc 4.4.6.2

Tr−êng hîp tiÕt diÖn lµ liªn hîp khi chÞu uèn d−¬ng th× çc b−íc A1, A2, B2, B3, B5 ®−îc xem nh− lµ tù ®éng tháa m·n.

4.4.7. Çc yªu cÇu vÒ mái ®èi víi b¶n bông [6.10.6]

Ph¶i ¸p dông çc quy ®Þnh cña ®iÒu nµy ®Ó kiÓm tra uèn ngoµi mÆt ph¼ng cña b¶n bông do uèn hoÆc c¾t d−íi t¸c dông lÆp ®i lÆp l¹i cña ho¹t t¶i

4.4.7.1. T¶i träng mái [6.10.6.2]

øng suÊt uèn do ho¹t t¶i vµ øng suÊt c¾t do t¶i träng mái nh− ®−îc quy ®Þnh ë §iÒu 3.6.1.4 ph¶i lÊy b»ng hai lÇn çc gi¸ trÞ ®−îc tÝnh theo tæ hîp t¶i träng mái ë B¶ng 3.4.1-1

4.4.7.2. Uèn [6.10.6.3]

Çc b¶n bông kh«ng cã gê t¨ng c−êng däc ph¶i tho¶ m·n çc yªu cÇu sau:

NÕu yww

c

F

E5,70

t

2D≤ fcf = Fyw (6.10.6.3-1) (4-47)

NÕu kh«ng th×: 2

ccf 2D

wtE32,5f ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡≤ (6.10.6.3- 2) (4-48)

trong ®ã :

fcf = øng suÊt nÐn ®µn håi lín nhÊt trong çch khi chÞu uèn do t¸c dông cña t¶i träng dµi h¬n ch−a nh©n hÖ sè vµ cña t¶i träng mái theo quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.6.2 ®−îc lÊy b»ng øng suÊt uèn lín nhÊt ë b¶n bông (MPa)

Fyw = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña bông (MPa)

Dc = chiÒu cao cña b¶n bông chÞu nÐn trong ph¹m vi ®µn håi (m)

4.4.7.3. C¾t [6.10.6.4]

Ph¶i bè trÝ çc b¶n bông cña çc mÆt c¾t ®ång nhÊt cã gê t¨ng c−êng ngang vµ cã hoÆc kh«ng cã gê t¨ng c−êng däc ®−îc bè trÝ ®Ó tho¶ m·n:

Vcf = 0,58 CFyw (6.10.6.4-1) (4-49)

trong ®ã:

Vcf = øng suÊt c¾t ®µn håi lín nhÊt ë b¶n bông do t¸c dông cña t¶i träng dµi h¹n tiªu chuÈn vµ cña t¶i träng mái nh− ®−îc quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.6.2 (MPa).

C = tû sè øng lùc o»n do c¾t víi c−êng ®é ch¶y do c¾t nh− ®−îc quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.6.7.3.3a.

Fyw = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n bông (MPa).


4.4.8. X¸c ®Þnh søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh

4.4.8.1. Tæng qu¸t [6.10.7.1]

Søc kh¸ng c¾t tÝnh to¸n cña dÇm hoÆc dÇm tæ hîp Vr ph¶i ®−îc lÊy lµ:

Vr = ϕv Vn (6.10.7.1-1) (4-50)

Vn = søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh ®−îc quy ®Þnh ë çc §iÒu 6.10.7.2 vµ 6.10.7.3 lÇn l−ît ®èi víi çc b¶n bông kh«ng cã gê t¨ng c−êng vµ cã gê t¨ng c−êng.

ϕv = hÖ sè kh¸ng c¾t ®−îc quy ®Þnh ë §iÒu 6.5.4.2

Çc gê t¨ng c−êng ngang trung gian ë gi÷a ph¶i ®−îc thiÕt kÕ theo quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.8.1. Çc gê t¨ng c−êng däc ph¶i ®−îc thiÕt kÕ theo quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.8.3.

Çc khoang b¶n bông ®−îc t¨ng c−êng cña mÆt c¾t ®ång nhÊt ph¶i ®−îc nghiªn cøu vÒ chÞu c¾t d−íi t¸c dông cña ho¹t t¶i lÆp nh− quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.4.4 vµ vÒ t−¬ng t¸c lùc c¾t uèn nh− quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.7.3.3

Çc khoang trong cña b¶n bông dÇm ®ång nhÊt vµ dÇm lai:

− Khi kh«ng cã gê t¨ng c−êng däc vµ kho¶ng çch gi÷a çc gê t¨ng c−êng ngang kh«ng qu¸ 3D hoÆc

− Khi cã gê t¨ng c−êng däc vµ kho¶ng çch gi÷a çc gê t¨ng c−êng ngang kh«ng qu¸ 1,5 lÇn chiÒu cao lín nhÊt cu¶ khoang phô.

Ph¶i ®−îc xem nh− lµ ®−îc t¨ng c−êng vµ ph¶i ¸p dông çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.7.3. NÕu kh¸c ®i, panen ph¶i ®−îc xem nh− lµ kh«ng ®−îc t¨ng c−êng vµ ph¶i ¸p dông çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.7.2.

Çc quy ®Þnh ®èi víi çc panen biªn ph¶i theo quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.7.3.3c hoÆc 6.10.7.3.4.

M«men ®ång thêi ph¶i xem xÐt chØ khi t¸c dông tr−êng kÐo ®−îc ¸p dông.

4.4.8.2. Søc kh¸ng danh ®Þnh cña çc b¶n bông kh«ng ®−îc t¨ng c−êng [6.10.7.2]

Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña çc b¶n bông kh«ng cã t¨ng c−êng cña çc dÇm lai vµ rÇm ®ång nhÊt ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

NÕu ,F

E2,46

t

D

yww

≤ th×: Vn = Vp = 0,58FywDtw (6.10.7.2-1) (4-51)

NÕu ,F

E3,07

t

D

F

E2,46

ywwyw

≤< th×: Vn = yw2w EF1,48t (6.10.7.2-

2)

(4-52)

NÕu ,F

E3,07

t

D

yww

> th×: Vn = D

E4,55t3w (6.10.7.2-3) (4-53)

trong ®ã:


D = chiÒu cao b¶n bông (mm)

tw = chiÒu dµy b¶n bông (mm)


4.4.8.3. Søc kh¸ng danh ®Þnh cña çc b¶n bông ®−îc t¨ng c−êng [6.10.7.3]

4.4.8.3.1 Tæng qu¸t [6.10.7.3.1]

Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña çc panen biªn vµ phÝa trong cña b¶n bông ®−îc t¨ng c−êng ngang hoÆc ngang vµ däc ph¶i nh− quy ®Þnh trong çc §iÒu 6.10.7.3.3 vµ 6.10.7.3.4 ®èi víi çc mÆt c¾t thuÇn nhÊt vµ lai t−¬ng øng. Tæng chiÒu cao b¶n bông, D, ph¶i ®−îc sö dông trong x¸c ®Þnh søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña çc panen b¶n bông cã çc gê t¨ng c−êng däc. Çc gê t¨ng c−êng ngang ph¶i ®−îc bè trÝ çch nhau sö dông lùc c¾t lín nhÊt trong panen.

Çc gê t¨ng c−êng ph¶i tháa m·n çc yªu cÇu quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.8.

Yªu cÇu cÊu t¹o §èi víi çc panen b¶n bông kh«ng cã gê t¨ng c−êng däc, ph¶i sö dông gê t¨ng c−êng ngang xem 4.2.2.1.

4.4.8.3.2 Çc mÆt c¾t thuÇn nhÊt [6.10.7.3.3]

6.10.7.3.3a. Çc panen ë phÝa trong cña çc mÆt c¾t ®Æc ch¾c

Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña çc panen b¶n bông ë phÝa trong cña çc mÆt c¾t ®Æc ch¾c theo çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.7.1 ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

NÕu Mu ≤ 0,5 ϕf Mp , th×

⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

+=2

Dod

1

C)-0,87(1CpVnV

(6.10.7.3.3a-1) (4-54)

NÕu Mu > 0,5 ϕf Mp , th× pCV

2

Dod

1

C)-0,87(1CpRVnV ≥

+

+=

⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛

(6.10.7.3.3a-2)

(4-55)

víi

R = 1yMf0,75rM

uMrM0,40,6 ≤

ϕ−

−+

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ (6.10.7.3.3a-3)

(4-56)

Vp = 0,58 Fyw Dtw (6.10.7.3.3a-4) (4-57)

trong ®ã:

Mu = m«men lín nhÊt trong panen ®ang nghiªn cøu do çc t¶i träng tÝnh to¸n (N-mm)

Vn = søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh (N)

Vp = lùc c¾t dÎo (N)

Mr = søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n nh− quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.2.1 (N-mm)

ϕf = hÖ sè søc kh¸ng ®èi víi uèn quy ®Þnh trong §iÒu 6.5.4.2

My = m«men ch¶y theo quy ®Þnh trong çc §iÒu 6.10.5.1.2 hoÆc 6.10.6.1.1 (N-mm)

D = chiÒu cao b¶n bông

do = kho¶ng çch gi÷a çc gê t¨ng c−êng (mm)


C = tû sè cña øng suÊt o»n c¾t víi c−êng ®é ch¶y c¾t

Tû sè C ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh theo quy ®Þnh d−íi ®©y :

NÕu ywF

Ek1,10

wt

D≤ , th× C = 1 (6.10.7.3.3a-5) (4-58)

NÕu ,F

Ek1,38

t

D

F

Ek1,10

ywwyw

≤≤ th× C = yw

w

F

Ek

t

D1,10

(6.10.7.3.3a-6)

(4-59)

NÕu ,F

Ek1,38

t

D

yww

> th× C = ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ yw2

w

F

Ek

t

D

1,52

(6.10.7.3.3a-7)

(4-60)

víi

k = 2

o

D

d

55

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

+ (6.10.7.3.3a-8)

6.10.7.3.3b. Çc panen ë phÝa trong cña çc mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c

Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña çc panen phÝa trong b¶n bông cña çc mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c theo çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.7.1 ph¶i lÊy nh− sau:

NÕu fu ≤ 0,75 ϕf Fy , th× Vn = Vp

( )

⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

−+

2

o

D

d1

C10,87C (6.10.7.3.3b-1) (4-61)

NÕu fu > 0,75 ϕf Fy , th× Vn = RVp

( )p2

o

CV

D

d1

C10,87C ≥

⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+

−+

(6.10.7.3.3b-2)

(4-62)

víi : R = ⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

−−

+yfr

ur

F0,75F

fF0,40,6 (6.10.7.3.3b-3) (4-63)

trong ®ã :

fu = øng suÊt lín nhÊt trong b¶n çnh chÞu nÐn ë trong panen ®ang xem xÐt do t¶i träng tÝnh to¸n (MPa)

C = tû sè cña øng suÊt o»n c¾t víi c−êng ®é ch¶y c¾t nh− quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.7.3.3a


Ff = søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n cña b¶n çnh chÞu nÐn, trong ®ã fu ®−îc x¸c ®Þnh nh− quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.2.1 (MPa)

6.10.7.3.3c. Çc panen biªn

Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña panen biªn ph¶i ®−îc giíi h¹n ®Õn sù o»n c¾t hoÆc lùc ch¶y c¾t vµ ®−îc lÊy nh− sau:

Vn = CVp (6.10.7.3.3c-1) (4-64)

víi: Vp = 0,58 Fyw D tw (6.10.7.3.3c-2) (4-65)

trong ®ã:

C = tû sè cña øng suÊt o»n c¾t víi c−êng ®é c¾t ch¶y nh− quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.7.3.3a

Vp = lùc c¾t dÎo (N).

Kho¶ng çch cña gê t¨ng c−êng ngang ®èi víi çc panen biªn kh«ng cã gê t¨ng c−êng däc kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 1,5 D. Kho¶ng çch gê t¨ng c−êng ngang ®èi víi çc panen biªn cã gê t¨ng c−êng däc kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 1,5 lÇn chiÒu cao cña panen phô lín nhÊt.

4.4.8.3.3 Çc mÆt c¾t lai [6.10.7.3.4]

Çc yªu cÇu kho¶ng çch cña gê t¨ng c−êng ngang cña §iÒu 6.10.7.3.3c kh«ng ¸p dông cho çc mÆt c¾t lai.

C−êng ®é c¾t danh ®Þnh cña çc panen biªn vµ bªn trong b¶n bông ®−îc giíi h¹n ®Õn o»n c¾t hoÆc lùc ch¶y c¾t, ®−îc lÊy nh− sau:

Vn = CVp (6.10.7.3.4-1) (4-66)

4.4.9. Çc neo chèng c¾t [6.10.7.4]

4.4.9.1. Tæng qu¸t [6.10.7.4.1]

Trong çc mÆt c¾t liªn hîp, ph¶i lµm çc neo ch÷ U hoÆc neo ®inh chèng c¾t ë mÆt tiÕp xóc gi÷a b¶n mÆt cÇu bª t«ng vµ mÆt c¾t thÐp ®Ó chÞu lùc c¾t ë mÆt tiÕp xóc.

ë çc cÊu kiÖn liªn hîp nhÞp gi¶n ®¬n ph¶i lµm çc neo chèng c¾t suèt chiÒu dµi cña nhÞp.

ë çc cÇu liªn hîp liªn tôc th−êng nªn lµm çc neo chèng c¾t suèt chiÒu dµi cÇu. Trong çc vïng uèn ©m ph¶i lµm çc neo chèng c¾t ë n¬i mµ cèt thÐp däc ®−îc xem lµ mét phÇn cña mÆt c¾t liªn hîp. MÆt kh¸c, çc neo chèng c¾t kh«ng cÇn ph¶i lµm trong çc vïng uèn ©m, nh−ng ph¶i ®Æt çc neo bæ sung ë trong vïng cña çc ®iÓm uèn tÜnh t¶i theo quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.7.4.3.

ë n¬i mµ çc neo chèng c¾t ®−îc sö dông trong çc vïng uèn ©m, cèt thÐp däc ph¶i ®−îc kÐo dµi vµo vïng uèn d−¬ng theo quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.1.2.

4.4.9.2. Çc kiÓu neo [6.10.7.4.1a]

Çc neo ch÷ U vµ neo ®inh chèng c¾t ph¶i ®−îc thiÕt kÕ theo çc quy ®Þnh cña ®iÒu nµy.

Çc neo chèng c¾t cÇn thuéc mét kiÓu mµ kiÓu ®ã cho phÐp khi ®Çm kü bª t«ng th× b¶o ®¶m toµn bé çc bÒ mÆt cña chóng ®−îc tiÕp xóc víi bª t«ng. Çc neo ph¶i cã kh¶ n¨ng chèng l¹i c¶ hai chuyÓn vÞ th¼ng ®øng vµ n»m ngang gi÷a bª t«ng vµ thÐp.

Tû lÖ cña chiÒu cao víi ®−êng kÝnh cña neo ®inh chÞu c¾t kh«ng ®−îc nhá h¬n 4,0.


C¸c neo ch÷ U chèng c¾t ph¶i cã c¸c ®−êng hµn kh«ng nhá h¬n 5 mm ®Æt däc theo ch©n vµ gãt cña thÐp U.


4.4.9.3. B−íc neo [6.10.7.4.1b]

B−íc cña çc neo chèng c¾t ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh ®Ó tháa m·n tr¹ng th¸i giíi h¹n mái theo quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.7.4.2 vµ 6.10.7.4.3 khi cã thÓ ¸p dông ®−îc. Sè l−îng tÝnh ra cña çc neo chèng c¾t kh«ng ®−îc nhá h¬n sè l−îng yªu cÇu ®Ó tháa m·n tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é nh− quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.7.4.4.

B−íc cña çc neo chèng c¾t kh«ng ®−îc nhá h¬n:

QVInZp

sr

r≤ (6.10.7.4.1b-1) (4-67)

trong ®ã:

p = b−íc cña çc neo chèng c¾t däc theo trôc däc (mm)

n = sè l−îng çc neo chèng c¾t trong mét mÆt c¾t ngang

I = m«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n (mm4)

Q = m«men thø nhÊt (m« men tÜnh) cña diÖn tÝch quy ®æi cña b¶n ®èi víi trôc trung hßa cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n (mm3)

Vsr = ph¹m vi lùc c¾t do (under?) LL+ I x¸c ®Þnh cho tr¹ng th¸i giíi h¹n mái

Zr = søc kh¸ng mái chÞu c¾t cña mét neo chèng c¾t riªng lÎ theo quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.7.4.2 (N).

B−íc tõ tim ®Õn tim cña çc neo chèng c¾t kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 600 mm vµ kh«ng ®−îc nhá h¬n 6 lÇn ®−êng kÝnh ®inh.

4.4.9.3.1 Kho¶ng çch ngang [6.10.7.4.1c]

Çc neo chèng c¾t ph¶i ®−îc ®Æt theo ph−¬ng ngang, ngang qua b¶n çnh trªn cña tiÕt diÖn thÐp vµ cã thÓ ®Æt çch kho¶ng theo çc cù ly ®Òu hoÆc thay ®æi.

Çc neo ®inh chèng c¾t kh«ng ®−îc ®Æt gÇn h¬n 4 lÇn ®−êng kÝnh tõ tim ®Õn tim theo ph−¬ng ngang ®Õn trôc däc cña cÊu kiÖn ®ì tùa.

Kho¶ng çch tÜnh gi÷a mÐp cña b¶n çnh trªn vµ mÐp cña neo chèng ch¾t gÇn nhÊt kh«ng ®−îc nhá h¬n 25 mm.

4.4.9.3.2 Líp phñ vµ ®é ch«n s©u [6.10.7.4.1d]

ChiÒu cao tÞnh cña líp bª t«ng phñ ë trªn çc ®Ønh cña çc neo chèng c¾t kh«ng ®−îc nhá h¬n 50 mm. Çc neo chèng c¾t cÇn ®−îc ch«n s©u Ýt nhÊt 50 mm vµo trong mÆt cÇu.

4.4.9.4. Søc kh¸ng mái cña çc neo chèng c¾t trong çc mÆt c¾t liªn hîp [6.10.7.4.2]

Søc kh¸ng mái cña neo chèng c¾t riªng lÎ, Zr, ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

Zr = 2

38,0dd

22 ≥α (6.10.7.4.2-1) (4-68)

víi: α = 238 - 29,5 LogN (6.10.7.4.2-2) (4-69)

trong ®ã:

d = ®−êng kÝnh cña neo ®inh (mm)


N = sè chu kú quy ®Þnh trong §iÒu 6.6.1.2.5

B−íc neo ph¶i ®−îc x¸c ®Þnh tõ Ph−¬ng tr×nh 6.10.7.4.1b-1, sö dông trÞ sè Zr vµ ph¹m vi lùc c¾t Vsr.

¶nh h−ëng cña neo chèng c¾t lªn søc kh¸ng mái cña b¶n çnh ph¶i ®−îc nghiªn cøu b»ng sö dông çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.6.1.2.

4.4.9.5. Çc yªu cÇu ®Æc biÖt ®èi víi çc ®iÓm uèn tÜnh t¶i [6.10.7.4.3]

ë n¬i mµ çc dÇm liªn hîp l¹i kh«ng liªn hîp ®èi víi sù uèn ©m, ph¶i lµm çc neo chÞu c¾t bæ sung ë trong vïng çc ®iÓm uèn tÜnh t¶i.

Sè l−îng çc neo bæ sung, nAC ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

nAC = r

srr

Z

fA (6.10.7.4.3-1) (4-70)

trong ®ã :

Ar = tæng diÖn tÝch cèt thÐp ë trong ph¹m vi chiÒu réng hiÖu dông cña b¶n çnh (mm2)

fsr = ph¹m vi øng suÊt ë trong cèt thÐp däc quy ®Þnh trong §iÒu 5.5.3.1 (MPa)

Zr = søc kh¸ng mái chÞu c¾t cña mét neo chèng c¾t riªng lÎ theo quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.7.4.2 (N)

Çc neo chèng c¾t bæ sung ph¶i ®−îc ®Æt trong ph¹m vi kho¶ng çch b»ng mét phÇn ba cña chiÒu réng hiÖu dông cña b¶n vÒ mçi bªn cña ®iÓm uèn tÜnh t¶i. CÇn ®Æt çc mèi nèi ë hiÖn tr−êng sao cho chóng kh«ng g©y trë ng¹i cho çc neo chèng c¾t.

4.4.9.6. Tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é [6.10.7.4.4]

4.4.9.6.1 Tæng qu¸t [6.10.7.4.4a]

Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña çc neo chèng c¾t Q ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

Qr = ϕsc Qn (6.10.7.4.4a-1) (4-71)

trong ®ã:

Qn = søc kh¸ng danh ®Þnh theo quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.7.4-4c.

ϕsc = hÖ sè søc kh¸ng ®èi víi çc neo chèng c¾t theo quy ®Þnh trong §iÒu 6.5.4.2

Sè l−îng neo chèng c¾t bè trÝ gi÷a mÆt c¾t m«men d−¬ng lín nhÊt vµ mçi ®iÓm kÒ m«men 0,0, hoÆc gi÷a mçi ®iÓm kÒ m«men 0,0 vµ tim cña trô ®ì ë phÝa trong kh«ng ®−îc nhá h¬n:

n = r

h

Q

V (6.10.7.4.4a-2) (4-72)

trong ®ã:

Vh = lùc c¾t n»m ngang danh ®Þnh theo quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.7.4.4b

Qr = søc kh¸ng c¾t tÝnh to¸n cña mét neo chèng c¾t quy ®Þnh trong §iÒu 6.10.7.4.4a


4.4.9.6.2 Lùc c¾t n»m ngang danh ®Þnh [6.10.7.4.4b]

Tæng lùc c¾t n»m ngang, Vh. ë gi÷a ®iÓm m«men d−¬ng lín nhÊt vµ mçi ®iÓm kÒ cña m«men 0,0 ph¶i nhá h¬n trong hai gi¸ trÞ sau:

Vh = 0.85 f’cbts (6.10.7.4.4b-1) (4-73)

hoÆc:

Vh = FywD tw + Fyt bt tt + Fyc bf tf (6.10.7.4.4b-2) (4-74)

trong ®ã:

cf ′ = c−êng ®é nÐn 28 ngµy quy ®Þnh cña bª t«ng (MPa)

b = chiÒu réng hiÖu dông cña b¶n (mm)

bc = chiÒu réng cña b¶n çnh chÞu nÐn (mm)

bt = chiÒu réng cña b¶n çnh chÞu kÐo (mm)

ts = chiÒu dµy cña b¶n (mm)


Fyt = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu kÐo (MPa)

Fyc = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn (MPa)

D = chiÒu cao cña b¶n bông (mm)

tt = chiÒu dµy cña b¶n çnh chÞu kÐo (mm)

tf = chiÒu dµy cña b¶n çnh chÞu nÐn (mm,)

tw = chiÒu dµy cña b¶n bông (mm)

§èi víi çc mÆt c¾t liªn hîp nhÞp liªn tôc, tæng lùc c¾t n»m ngang gi÷a mçi ®iÓm kÒ cña m«men 0,0 vµ tim cña gèi ®ì ë phÝa trong ph¶i lÊy nh− sau:

Vh = Ar Fyr (6.10.7.4.4b-3) (4-75)

trong ®ã:

Ar = tæng diÖn tÝch cña cèt thÐp däc ë trªn trô ®ì phÝa trong, trong ph¹m vi chiÒu réng hiÖu dông cña b¶n (mm2)

Fyr = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña cèt thÐp däc (MPa)

4.4.9.6.3 Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh [6.10.7.4.4c]

Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña mét neo ®inh chÞu c¾t ®−îc bäc trong b¶n bª t«ng ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

Qn = 0,5Asc uscc'c FAEf ≤ (6.10.7.4.4c-1) (4-76)

trong ®ã:

Asc = diÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña neo ®inh chÞu c¾t (mm2) 'cf = c−êng ®é nÐn 28 ngµy quy ®Þnh cña bª t«ng (MPa)

Ec = m«®un ®µn håi cña bª t«ng theo quy ®Þnh trong §iÒu 5.4.2.4 (MPa)

Fu = c−êng ®é kÐo nhá nhÊt quy ®Þnh cña neo ®Þnh chÞu c¾t ®−îc quy ®Þnh trong §iÒu 6.4.4 (MPa)


Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña mét neo ch÷ U chÞu c¾t ®−îc ch«n trong b¶n bª t«ng ph¶i lÊy nh− sau :

Qn = ( ) cccwf Ef'L0.5tt0,3 + (6.10.7.4.4c-2) (4-77)

trong ®ã:

tf = chiÒu dµy b¶n çnh cña neo U chÞu c¾t (mm)

tw = chiÒu dµy b¶n bông cña neo U chÞu c¾t (mm)

Lc = chiÒu dµi cña neo U chÞu c¾t (mm).

4.4.10. KiÓm tra tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông vÒ ®é vâng dµi h¹n[6.10.5]

4.4.10.1. Tæng qu¸t [6.10.5.1]

Ph¶i ¸p dông tæ hîp t¶i träng sö dông ë B¶ng 3.4.1-1.

Cã thÓ ¸p dông çc quy ®Þnh cña §iÒu 6.10.4 vÒ ph©n tÝch ®µn håi vµ phi ®µn håi. VÉn sö dông çch nµy (tøc lµ ®µn håi vµ phi ®µn håi) ®Ó kiÓm tra c¶ tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é lÉn çc yªu cÇu vÒ ®é vâng dµi h¹n.

4.4.10.2. Ph©n phèi l¹i m«men theo ph©n tÝch ®µn håi [6.10.5.2]

§èi víi çc cÊu kiÖn tu©n thñ víi §iÒu 6.10.4.4, khi nghiªn cøu ®é vâng dµi h¹n, cã thÓ dùa trªn tÝnh to¸n theo ph©n phèi l¹i m«nen.

øng suÊt b¶n çnh trong uèn d−¬ng vµ uèn ©m kh«ng ®−îc v−ît qu¸:

§èi víi c¶ hai b¶n çnh cña mÆt c¾t liªn hîp :

ff ≤ 0,95 Rb Rh Fyf (6.10.5.2-1) (4-78)

§èi víi c¶ hai b¶n çnh cña mÆt c¾t kh«ng liªn hîp

ff ≤ 0,80 Rb Rh Fyf (6.10.5.2-2) (4-79)

trong ®ã:

ff = øng suÊt b¶n çnh dÇm ®µn håi do t¶i träng tÝnh to¸n g©y ra (MPa)

Rb = hÖ sè truyÒn t¶i träng quy ®Þnh ë §iÒu 6.10.4.3.2


Fyf = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh (MPa).

4.5 tÝnh to¸n cÊu t¹o dÇm

4.5.1. TÝnh to¸n liªn kÕt biªn dÇm víi s−ên dÇm.


Khi dÇm chÞu uèn, tÇm biªn dÇm muèn tr−ît lªn s−ên dÇm, v× vËy mèi hµnh liªn kÕt biªn dÇm víi s−ên dÇm sÏ lµm viÖc víi øng suÊt c¾t. Lùc tr−ît trªn mét ®¬n vÞ chiÒu dµi dÇm:

IQST

b

=0 (4-80)

Trong ®ã:

Q - lùc c¾t

Sb - Momen tÜnh cña biªn dÇm, gåm c¸c thÐp gãc biªn vµ c¸c b¶n biªn

I - Momen qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn dÇm

§èi víi dÇm liªn hîp b¶n BTCT

ntd

bAD

ntd

bD

S

bsD

ISQ

ISQ

ISQT ++= 3

21

0 (4-81)

Khi cã b¸nh xe ®Æt trùc tiÕp, th× mèi hµn cßn chÞu øng suÊt c¾t th¼ng ®øng, do ®ã øng suÊt c¾t tæng céng sÏ b»ng:

22Tp τττ += (4-82)

Víi h

TT

Δ=

.7,0.20τ ,

( )h

pP

Δ+

=.7,0.2.

1λ

μτ (4-83)

ë ®©y: hΔ - bÒ dµ

λ - chiÒu dµi ph©n bè ¸p lùc b¸nh xe, b»ng d+2H

μ+1 - HÖ sè xung kÝch t¶i träng b¸nh xe

§iÒu kiÖn ph¶i ®¶m b¶o

yher RR 26,0 ϕτ =≤ víi 80,02 =eϕ .

Ryh – C−êng ®é thÐp que hµn, trong tr−êng hîp kh«ng cã sè liÖu x¸c ®Þnh th× cã thÓ lÊy b»ng giíi h¹n c−êng ®é cña thÐp dÇm (R)

4.5.2. TÝnh mèi nèi dÇm

4.5.2.1. Mèi nèi s−ên dÇm:

H a

P

a + 2H

aa +2H

H

P

2

2

a2

2

H×nh 4-20. S¬ ®å tÝnh to¸n liªn kÕt biªn dÇm vμo s−ên dÇm


Trong tr−êng hîp dÇm lµm viÖc chÞu uèn th× t¹i c¸c tiÕt diÖn cã M, vµ Q, s−ên dÇm còng sÏ chÞu mét phÇn M vµ V cña tiÕt diÖn. M« men uèn ph©n cho s−ên dÇm tû lÖ víi m« men qu¸n tÝnh cña s−ên dÇm, cßn lùc c¾t cã thÓ coi nh− s−ên dÇm chÞu toµn bé vµ nh− v©y sÏ thiªn vÒ an to¸n h¬n. Tøc lµ:

IIMM s

s = ; Qs - Q (4-84)

Trong ®ã:

Ing vµ Is – m« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn dÇm vµ cña s−ên dÇm

Néi lùc truyÒn lªn mét ®inh lµ:

Do Q: kQSQ = (4-85)

Do M: ∑

= 2max

max,i

sM yyMS (4-86)

Trong ®ã:

k – sè l−îng ®inh trªn nöa b¶n nèi

y – kho¶ng c¸ch tõ träng t©m tiÕt diÖn tíi hµng ®inh theo ph−¬ng th¼ng ®øng

§iÒu kiÖn:

rMQ SSSS ≤+= 2max,

2max (4-87)

ë ®©y Sr lµ søc kh¸ng cña ®inh bu l«ng lµm viÖc víi hai mÆt ma s¸t.

Q

Ns

Ms

b n

hn

y

yi

max

S Q

NS M, maxS

maxS

H×nh 4-21. S¬ ®å tÝnh mèi nèi s−ên dÇm tr−êng hîp chiÒu cao lín h¬n chiÒu réng nhiÒu


Khi b¶n nèi kh¸ réng, tøc lµ sè hµng ®inh theo ph−¬ng ngang nhiÒu th×

( )∑∑ +

+==

K

kk

sK

k

maxsmax,M

yx

yxM

r

rMS

1

22

21

21

1

2

(4-88)

Thµnh phÇn th¼ng ®øng vµ n»m ngang cña lùc SM, max:

( )

( )∑

∑

+=α=

+=α=

K

kk

smax,Mmax,Y,M

K

kk

smax,Mmax,X,M

yx

yMSinSS

yx

xMcosSS

1

22

1

1

22

1

(4-89)

Lùc truyÒn cho ®inh do Qs tÝnh to¸n t−¬ng tù nh− c«ng thøc (4-85) vËy ta cã:

§iÒu kiÖn cÇn ph¶i tháa m·n

( ) ( ) rQYMXM SSSSS ≤++= 2max,,

2max,,max (4-90)

Trong ®ã:

x1, y1, xk, yk – Hoµnh ®é vµ tung ®é tõ träng t©m khu vùc t¸n ®inh (ë mét nöa b¶n nèi) ®Õn ®inh n»m xa nhÊt vµ ®inh thø k

maxr - kho¶ng çch tõ trung t©m khu vùc bè trÝ ®inh (trªn mét nöa b¶n nèi) tíi ®inh xa nhÊt.

ir - lµ kho¶ng çch tíi çc ®inh

Tr−êng hîp dÇm thÐp liªn hîp víi b¶n mÆt cÇu th×

ntd

nsuonAD

ntd

nsuonD

dam

suonDS I

IMIIM

IIMM ++= 3

321

ADDDS QQQQQ ++== 21

(4-91)

Khi tÝnh QS kh«ng cã g× kh¸c ë trªn, nh−ng khi tÝnh max,MS th× vÞ trÝ trôc träng t©m tiÕt

diÖn thay ®æi. Tuy nhiªn cã thÓ lÊy gÇn ®óng theo vÞ trÝ trôc träng t©m cña dÇm thÐp

h

b n

n

Q

NMs

s

NS

QS

hn

My, maxS

Mx, maxS

S M, max

maxr

ir

XK

Y K

My, max

S Mx, max

maxS

H×nh 4-22. S¬ ®å tÝnh mèi nèi s−ên dÇm khi chiÒu cao xÊp xØ chiÒu réng


4.5.2.2. Mèi nèi biªn dÇm:

Lùc trong biªn dÇm cã thÓ x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc :

br ARN = (4-92)

ë ®©y: N – søc kh¸ng cña biªn dÇm khi chÞu uèn

Rr – C−êng ®é giíi h¹n cña vËt liÖu biªn dÇm

Ab – DiÖn tÝch tÝnh to¸n cña biªn dÇm

Sè ®inh bu l«ng cÇn thiÕt ®Ó nèi biªn dÇm sÏ lµ :

rSNn = (4-93)

Víi rS lµ søc kh¸ng cña ®inh khi lµm viÖc víi mét mÆt ma s¸t

Çc b¶n nèi s−ên dÇm còng nh− biªn dÇm ph¶i cã diÖn tÝch tiÕt diÖn, m« men qu¸n tÝnh (lÊy ®èi víi trôc dÇm thÐp) kh«ng nhá h¬n çc ®Æc tr−ng h×nh häc ®ã cña çc bé phËn t−¬ng øng cña dÇm.

4.5.2.3. TÝnh thanh ®øng trªn gèi

Thanh ®øng trªn gèi lµm nhiÖm vô truyÒn ¸p lùc gèi, bao gåm çc s−ên t¨ng c−êng vµ

mét phÇn hoÆc kh«ng tÝnh phÇn s−ên dÇm. Thanh ®øng trªn gèi ph¶i kiÓm to¸n theo ®iÒu kiÖn

- ChÞu nÐn

nbVP ϕ75,0≤ (4-94)

víi 1=bϕ vµ RAV chiacanhn = (4-95)

- §¶m b¶o æn ®Þnh

nbVP ϕ≤ (4-96)

víi 9,0=bϕ

vµ 25,266,0 ≤= λλ khiRAVn

25,288,0>= λ

λkhiRAVn

ER

rh 2

075,0⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=

πλ

(4-97)

Khi x¸c ®Þnh A vµ r th× tiÕt diÖn gåm mét phÇn s−ên dÇm bÒ réng 18 sδ

KiÓm tra mèi hµn s−ên t¨ng c−êng ®øng

hanhanRP Δ≤ 7,0..4.6,0.8,0 l (4-98)

Trong ®ã: 0,8 lµ hÖ sè hanϕ , hanl , hanΔ - chiÒu dµi vµ bÒ dµy mèi hµn.


lh

A

30δ

δ15δ

δ

A

hd

15δ

H×nh 4-23. S¬ ®å tÝnh thanh ®øng trªn gèi


5. CÇu giμn thÐp ThiÕt kÕ cÇu thÐp theo tr¹ng th¸i giíi h¹n còng cã tr−êng hîp ®iÒu kiÖn quyÕt ®Þnh lµ tiÕt

diÖn ph©n tè lµm viÖc ®µn håi, nh− vËy nÕu kÕt cÊu nhÞp lµ dÇm th× biÓu ®å øng suÊt khi ®ã cã d¹ng tam gi¸c vµ kh«ng tËn dông ®−îc hÕt kh¶ n¨ng lµm viÖc cña vËt liÖu toµn tiÕt diÖn. Trong khi ®ã çc thanh cña nhÞp cÇu dµn chØ chÞu lùc däc cã biÓu ®å øng suÊt lu«n lu«n lµ ch÷ nhËt nªn tËn dông ®−îc kh¶ n¨ng lµm viÖc cña vËt liÖu toµn tiÕt diÖn, do ®ã vÒ lý thuyÕt sÏ kinh tÕ h¬n kÕt cÊu nhÞp dÇm. Tuy nhiªn do cÊu t¹o cña cÇu dµn phøc t¹p, nhiÒu thanh nhiÒu nót, nªn chÕ t¹o vµ l¾p r¸p kh«ng ®¬n gi¶n nh− cÇu dÇm, cho nªn th−êng chØ ®èi víi nhÞp lín th× cÇu dµn thùc tÕ míi thÓ hiÖn tÝnh −u viÖt.

Th«ng th−êng kÕt cÊu nhÞp cÇu dµn sÏ kinh tÕ h¬n cÇu dÇm khi nhÞp lín h¬n > 60÷80m ®èi víi cÇu « t« vµ 50÷60m ®èi víi cÇu xe löa.

KÕt cÊu nhÞp cÇu dµn còng dÔ tiªu chuÈn ho¸ vµ ®Þnh h×nh ho¸, thuËn lîi cho viÖc c«ng nghiÖp ho¸ chÕ t¹o còng nh− thi c«ng x©y dùng.

Chän hÖ thèng, h×nh d¹ng vµ kiÓu giµn chñ phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè: chiÒu dµi nhÞp, cÊp t¶i träng, khæ cÇu, vÞ trÝ cÇu, c¾t däc tuyÕn ®−êng.. do ®ã muèn cã ph−¬ng ¸n hîp lý th−êng ph¶i lËp nhiÒu ph−¬ng ¸n, nghiªn cøu vµ so s¸nh vÒ mÆt kinh tÕ kü thuËt.

CÇu giµn cã thÓ cÊu t¹o mÆt cÇu ®i trªn hoÆc ®i d−íi, cÇu ®i trªn cã çc −u ®iÓm: kÕt cÊu nhÞp ®¬n gi¶n, ®Æc biÖt lµ kÕt cÊu phÇn mÆt cÇu, bÒ réng çc mè trô nhá h¬n, h×nh d¸ng ®Ñp ®Ï h¬n, mÆt cÇu che kÕt cÊu phÇn bªn d−íi gi¶m sù x©m thùc cña m«i tr−êng, gia cè më réng th× dÔ dµng h¬n

5.1 CÊu t¹o chung kÕt cÊu nhÞp cÇu giμn.

5.1.1. Çc bé phËn vµ s¬ ®« kÕt cÊu nhÞp:

+ Giµn chñ: bè trÝ trong mÆt

ph»ng chÞu lùc do tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i.

+ HÖ thèng liªn kÕt gåm cã: hÖ liªn kÕt däc (hÖ d»ng giã) vµ hÖ liªn kÕt ngang. HÖ thèng liªn kÕt nµy cßn lµm nhiÖm vô liªn kÕt çc giµn chñ t¹o thµnh mét hÖ kh«ng gian kh«ng biÕn h×nh. ChÞu lùc do t¶i träng giã thæi lªn kÕt cÊu nhÞp vµ ®oµn xe, chÞu çc lùc t¸c dông n»m ngang theo ph−¬ng ngang cÇu.

H×nh 5-1. H×nh d¹ng tæng qu¸t cña kÕt cÊu nhÞp

cÇu giμn (a. CÇu xe löa, b. CÇu « t«; 1. giμn chñ; 2. hÖ liªn kÕt däc; 3. cæng cÇu; 4. liªn kÕt ngang; 5. phÇn mÆt

cÇu)


+ Cæng cÇu lµ mét hÖ liªn kÕt ngang cøng lµm nhiÖm vô truyÒn lùc tõ hÖ liªn kÕt däc xuèng gèi cÇu, ®−îc bè trÝ t¹i vÞ trÝ gèi trªn chiÒu dµi nhÞp

+ HÖ mÆt cÇu: lµm nhiÖm vô trùc tiÕp ®ì ho¹t t¶i ®Ó truyÒn ®Õn çc giµn chñ.

+ Khi chiÒu dµi nhÞp lín hoÆc trong cÇu xe löa cßn cã khung truyÒn lùc h·m.

+ Thµnh phÇn chñ yÕu cña kÕt cÊu nhÞp lµ giµn chñ. Giµn chñ cã çc thanh biªn trªn, thanh biªn d−íi, thanh xiªn, thanh ®øng. Çc thanh ®−îc liªn kÕt víi nhau qua nót giµn.

5.1.2. Çc s¬ ®å cÇu giµn:

CÇu giµn cã thÓ lµ ®i trªn, ®i d−íi vµ gi¶n ®¬n, liªn tôc hoÆc mót thõa.

CÇu ®i trªn cã chiÒu cao kiÕn tróc lín do ®ã t¨ng khèi l−îng ®−êng dÉn vµo cÇu v× vËy th−êng hay gÆp lµ cÇu ®i d−íi.

Víi chiÒu dµi nhÞp l ≤ 80÷100m th−êng biªn trªn vµ biªn d−íi ®−îc cÊu t¹o song song, chiÒu cao H kh«ng ®æi.

§èi víi nh÷ng nhÞp lín 120÷150m trë lªn cã thÓ lµm chiÒu cao H thay ®æi ®Ó giµn lµm viÖc phï hîp víi biÓu ®å momen, vËt liÖu sÏ tiÕt kiÖm h¬n. Chç gÉy khóc cña biªn giµn nªn ®Æt vµo çc nót chÝnh (cã çc thanh xiªn).

KiÓu hoa cña giµn chñ hay gäi v¾n t¾t lµ kiÓu giµn

H×nh 5-2. Liªn kÕt chèng h·m

(1. thanh biªn d−íi; 2. thanh cña liªn kÕt chèng h·m; 3. dÇm däc)

H×nh 5-3. Çc s¬ ®å chÝnh cña giμn gi¶n ®¬n


Khi chiÒu dµi khoang lín, giµn ®−îc cÊu t¹o thªm çc khoang phô (giµn ph©n nhá).

CÇu giµn liªn tôc hoÆc mót thõa th−êng gÆp ®èi víi tr−êng hîp çc nhÞp lín trªn 100÷120m. CÇu giµn liªn tôc 2 nhÞp th× chiÒu dµi çc nhÞp b»ng nhau. CÇu giµn liªn tôc 3 nhÞp th× gi÷a th−êng lín h¬n nhÞp biªn, l1 - ∼ (0,75 - 0,80) l2

CÇu liªn tôc nhiÒu nhÞp Ýt khi gÆp v× ®é biÕn d¹ng ë ®Çu nhÞp lín, cÊu t¹o khe biÕn d¹ng phøc t¹p. Th−êng trong tr−êng hîp ®ã lµm cÇu víi nhiÒu liªn, mçi liªn cã ba nhÞp liªn tôc. CÇu Th¨ng Long lµ mét vÝ dô, gåm 3 liªn mçi liªn 3x112m.

CÇu mót thõa lµm víi nhÞp lín vµ t¹i n¬i ®Þa chÊt xÊu kh«ng cho phÐp lµm liªn tôc v× cã thÓ cã hiÖn t−îng lón kh«ng ®Òu çc trô mè. Çc nhÞp th−êng ph©n bè theo tû lÖ: l2 - (1,3 - 1,4) l1; lK - ∼ (0,20 - 0,25) l2. ChiÒu dµi phÇn mót thõa lK ph¶i b¶o ®¶m sù æn ®Þnh vµ ®é vßng t¹i mót

kk lf250

1= . CÇu mót thõa th−êng cã chiÒu cao

H×nh 5-4. KiÓu hoa cña giμn chñ

H×nh 5-5. S¬ ®å giμn cã thªm çc giμn ph©n nhá vμ thanh d»ng ngang

H×nh 5-6. S¬ ®å cÇu giμn liªn tôc vμ mót thõa


thay ®æi. Hg cã thÓ tíi 2/3 lK ®Ó ®¶m b¶o ®é cøng. CÇu mót thõa cã thÓ lµm nhiÒu nhÞp. CÇu Long Biªn lµ mét vÝ dô, gåm 19 nhÞp.

5.1.3. Çc kÝch th−íc c¬ b¶n:

H×nh 5-7. S¬ ®å kÕt cÊu nhÞp bul«ng-hμn (BБ-®Ønh cóa dÇm däc; HK- ®¸y kÕt cÊu nhÞp; HП- ®−êng biªn d−íi)

5.1.3.1. ChiÒu dµi nhÞp l:

X¸c ®Þnh do çc ®iÒu kiÖn:

+ Kinh tÕ,

+ B¶o ®¶m khÈu ®é tho¸t n−íc,

+ Khæ th«ng th−¬ng d−íi cÇu,

+ Sö dông ®Þnh h×nh.

5.1.3.2. ChiÒu cao h cña giµn:

Do çc ®iÒu kiÖn:

+ Chi phÝ vËt liÖu Ýt nhÊt,

+ B¶o ®¶m ®é cøng cña kÕt cÊu nhÞp,

+ Khæ tÜnh kh«ng trong cÇu.

T¨ng chiÒu cao h th× néi lùc trong çc thanh biªn gi¶m, träng l−îng chóng còng gi¶m ®i, nh−ng l¹i t¨ng chiÒu dµi çc thanh biªn, thanh ®øng vµ träng l−îng nh÷ng thanh nµy. Do ®ã chiÒu cao h hîp lý sÏ kh«ng nªn qu¸ lín hoÆc qu¸ thÊp. Bªn c¹nh ®ã ph¶i b¶o ®¶m ®é vâng do

ho¹t t¶i 800

1≤

lf

®èi víi cÇu xe löa vµ 4001

≤lf

®èi víi cÇu «t«.

§Ó b¶o ®¶m khæ tÜnh kh«ng trong cÇu, cho xe qua l¹i th× h ®èi víi cÇu xe löa ∼ 8÷8,5m, cÇu «t« 6÷6,5m.

Th«ng th−êng quan hÖ gi÷a chiÒu cao h vµ chiÒu dµi nhÞp l ®èi víi cÇu giµn gi¶n ®¬n:


Khi biªn song song: ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ÷=

101

71

lh

Khi biªn cong: ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ÷=

81

51

lh

ë gi÷a nhÞp, t¹i gèi b»ng (0,5-0,7)h

§èi víi cÇu liªn tôc vµ mót thõa: ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ÷=

121

101

lh

(« t«);

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ÷=

91

71

lh

(®−êng s¾t)

5.1.3.3. ChiÒu dµi khoang giµn d vµ gãc nghiªng cña thanh xiªn α.

Khoang giµn d nhá th× dÇm däc, dÇm ngang mÆt cÇu nhÑ nh−ng sè l−îng dÇm ngang t¨ng, gãc α lín lùc trong thanh xiªn vµ chiÒu dµi thanh còng gi¶m nh−ng tæng chiÒu dµi l¹i t¨ng. V× vËy chän khoang d cÇn b¶o ®¶m lîi vÒ vËt liÖu cho c¶ mÆt cÇu lÉn giµn chñ. Gãc α còng kh«ng nªn qu¸ lín hoÆc qu¸ nhá sÏ khã cho cÊu t¹o nót giµn.

Th«ng th−êng:

d = (0,6 ÷ 0,8) h nÕu giµn cã thanh ®øng vµ

d = (1,0 ÷ 1,2) h nÕu kh«ng cã thanh ®øng.

α = ∼ 40o ÷ 60o ®èi víi ph−¬ng ngang

§èi víi giµn ®−êng xe ch¹y trªn, khoang giµn cã chiÒu dµi tõ 2-6m, ®−êng xe ch¹y d−íi chiÒu dµi tõ 6-10m.

5.1.3.4. Kho¶ng çch gi÷a tim çc giµn chñ B:

CÇu «t« cã bÒ réng phÇn xe ch¹y lín nªn B kh«ng quan träng. CÇu cã ®−êng xe ch¹y d−íi bè trÝ hai giµn chñ víi kho¶ng çch gi÷a chóng lín h¬n khæ ®−êng xe ch¹y 0,8-1,0m ®Ó kÓ ®Õn phÇn ®¸ vØa vµ bÒ réng cña çc thanh giµn. CÇu cã ®−êng xe ch¹y trªn cã thÓ bè trÝ hai giµn chñ çch nhau 5÷7m hoÆc nhiÒu giµn chñ çch nhau 2,5÷4,0m

§èi víi cÇu xe löa, khæ ®−êng cè ®Þnh nªn B còng th−êng cè ®Þnh, v× vËy khi nhÞp lín th× ph¶i chó ý vÊn ®Ò ®é cøng ngang. CÇu xe löa mét tuyÕn ®−êng th−êng B ≥ 5,50m. Nãi

chung ®èi víi cÇu ®i d−íi 251

201

÷≥lB

cßn ®èi víi cÇu ®i trªn 181

161

÷≥lB

5.1.4. CÇu giµn hµn


Dïng kÕt cÊu giµn hµn cÇu ph¶i quan t©m çc vÊn ®Ò:

+ Gi¶m bít ®Õn møc thÊp nhÊt øng suÊt hµn vµ øng suÊt tËp trung.

+ Cè g¾ng cã Ýt mèi nèi l¾p r¸p t¹i c«ng tr−êng. Nh÷ng mèi nèi nµy nªn ®¬n gi¶n vµ dÔ thùc hiÖn víi chÊt l−îng tèt.

+ ThÐp sö dông lµm kÕt cÊu ph¶i ®¸p øng yªu cÇu mét çch chÆt chÏ.

+ Th«ng th−êng çc kÕt cÊu nhÞp giµn cã mèi nèi l¾p r¸p dïng bul«ng c−êng ®é cao.

Giµn hµn toµn bé nªn cÊu t¹o Ýt thanh, Ýt nót. Giµn biªn cøng ®¸p øng phÇn nµo çc yªu cÇu nµy. Biªn cøng cã thÓ chÞu c¶ momen, do ®ã dÇm ngang mÆt cÇu kh«ng chØ bè trÝ t¹i nót mµ c¶ më phÇn gi÷a khoang, cho phÐp cÊu t¹o khoang giµn vµ khoang mÆt cÇu ®éc lËp víi nhau theo ®iÒu kiÖn kinh tÕ cña mçi bé phËn.

5.2 CÊu t¹o giμn chñ.

5.2.1. TiÕt diÖn çc thanh giµn chñ.

Çc cÇu cò vµ cÇu nhÞp ng¾n th−êng cã çc thanh giµn ®−îc cÊu t¹o ®¬n gi¶n víi tiÕt diÖn mét thµnh ®øng, cÊu t¹o tõ çc thÐp b¶n vµ thÐp gãc t¸n ®inh ghÐp l¹i. Ngµy nay cÇu giµn dïng cho nh÷ng nhÞp lín vµ ¸p dông c«ng nghÖ hµn nªn tiÕt diÖn ®−îc cÊu t¹o cã hai thµnh ®øng. Çc b¶n thÐp ®−îc hµn ghÐp t¹o nªn tiÕt diÖn cã diÖn tÝch vµ ®é cøng lín ®¸p øng yªu cÇu chÞu lùc.

+ Cè g¾ng cÊu t¹o çc thanh ®¬n gi¶n gåm Ýt bé phËn ®Ó gi¶m bít sè ®inh hoÆc mèi hµn ghÐp nèi, gi¶m tèi ®a l−îng thÐp tÊm vµo çc chi tiÕt lµm nhiÖm vô ghÐp nèi.

H×nh 5-8. Giμn cã biªn d−íi cøng

H×nh 5-9. TiÕt diÖn çc thanh hμn ghÐp


+ Tr¸nh sö dông qu¸ nhiÒu chñng lo¹i thÐp h×nh ®Ó chÕ t¹o dÔ dµng vµ rÎ.

+ H×nh d¹ng tiÕt diÖn cè g¾ng thuËn tiÖn cho viÖc chÕ t¹o t¹i nhµ m¸y, dÔ dµng cho c«ng t¸c duy tu b¶o qu¶n, kh«ng bÞ tÝch tô n−íc vµ r¸c bÈn.

TiÕt diÖn hµn ghÐp ngµy nay nhê çc thiÕt bÞ hµn tù ®éng cã thÓ ®−îc ghÐp nhê çc mèi hµn gãc hoÆc hµn c¹nh çc b¶n thÐp. TiÕt diÖn ch÷ H chÕ t¹o ®¬n gi¶n vµ dÔ hµn nhÊt, song ®é cøng cña thanh tiÕt diÖn ch÷ H th−êng phï hîp khi chiÒu dµi kh«ng lín l¾m vµ lµm viÖc chÞu kÐo. §èi víi çc thanh cÇn ®é cøng lín th× tiÕt diÖn h×nh hép thÝch hîp h¬n. TiÕt diÖn (H×nh 5-9. 2) dïng cho thanh biªn d−íi, tiÕt diÖn (H×nh 5-9. 3) dïng cho thanh biªn trªn, tiÕt diÖn (H×nh 5-9. 6) dïng cho çc thanh xiªn, tiÕt diÖn (H×nh 5-9. 4) cã thÓ dïng cho mäi thanh trong giµn.

TiÕt diÖn hép kÝn (H×nh 5-9. 5) cã ®é cøng rÊt tèt nhøng kÝn do ®ã ë hai ®Çu thanh ph¶i hµn v¸ch ngang kÝn b¶o ®¶m ®iÒu kiÖn chèng th©m nhËp cña n−íc vµ Èm trong lßng tiÕt diÖn g©y rØ. TiÕt diÖn (H×nh 5-9. 7) gièng tÝnh chÊt cña tiÕt diÖn (H×nh 5-9. 6) nh−ng liªn kÕt hai thµnh kh«ng dïng tÊm khoÐt lç mµ dïng çc b¶n d»ng. TiÕt diÖn (H×nh 5-9. 6) dïng cho çc thanh biªn chÞu kÐo cña dµn t−¬ng ®èi kh«ng dµi. Cã mét sè Ýt dµn ®Æc biÖt dïng tiÕt diÖn d¹ng èng trßn cho tÊt c¶ çc thanh (cÇu « t« nèi b¸n ®¶o S¬n Trµ ë §µ N½ng), lo¹i dµn nµy kh«ng cã −u ®iÓm g× ngoµi tÝnh ®éc ®¸o vÒ cÊu t¹o chèng rØ, tuy nhiªn rÊt phøc t¹p ë mèi nèi çc thanh t¹i nót vµ thay ®æi tiÕt diÖn.

- §Ó thay ®æi diÖn tÝch tiÕt diÖn thanh phï hîp víi néi lùc, çc tÊm thÐp cña tiÕt diÖn sÏ cã bÒ dµy vµ bÒ réng thay ®æi. Tuy nhiªn ph¶i b¶o ®¶m ®iÒu kiÖn nèi çc thanh t¹i nót vµ sù ho¹t ®éng cña m¸y hµn tù ®éng trong lßng tiÕt diÖn còng nh− vÊn ®Ò kiÓm tra, duy tu vµ thi c«ng. Th«ng th−êng tiÕt diÖn hép cã bÒ réng trong lßng kh«ng nhá h¬n 350-400mm

- Khi thiÕt kÕ tiÕt diÖn ph¶i chó ý:

+ ChiÒu cao tiÕt diÖn kh«ng lín h¬n 151

chiÒu dµi thanh. Hai thanh biªn cña hai khoang

kÒ nhau kh«ng cã ®é lÖch t©m hoÆc ®é lÖch t©m kh«ng lín h¬n 1,5% chiÒu cao tiÕt diÖn. Trong tr−êng hîp kh«ng ®¶m b¶o çc yªu cÇu nµy sÏ ph¶i xÐt tíi m« men do nót cøng vµ do ®é lÖch t©m.

+ Çc tÊm thÐp kh«ng ®−îc máng h¬n 10mm, ngoµi ra gi÷a bÒ dµy vµ bÒ réng cßn ph¶i ®¶m b¶o çc quan hÖ nhÊt ®Þnh. Th«ng

th−êng

2018;3530

;45402;3530

4

4

3

3

21

1

÷≤÷≤

÷≤÷≤

δδ

δδcb

bb

§èi víi thanh chÞu nÐn çc tû sè trªn ph¶i ®¶m b¶o yªu cÇu æn ®Þnh côc bé:

REc

REb

REb

REb

56,0;49,1

;40,12;49,1

4

4

3

3

21

1

≤≤

≤≤

δδ

δδ

§é m¶nh giíi h¹n çc thanh ®−îc quy ®Þnh:

Thanh chÞu nÐn 120≤λ

Thanh cã øng suÊt ®æi dÇu 140≤λ

H×nh 5-10. TiÕt diÖn çc thanh hμn ghÐp


Thanh chØ chÞu kÐo 200≤λ

5.2.2. CÊu t¹o b¶n d»ng, tÊm thÐp cã khoÐt lç - b¶n ch¾n ngang

NhiÖm vô cña thanh d»ng, b¶n d»ng lµ liªn kÕt c¸c nh¸nh cña thanh ®Ó chóng cã thÓ cïng lµm viÖc vµ t¹o ®−îc ®é cøng cÇn thiÕt cho thanh.

§èi víi thanh chÞu nÐn b¶n d»ng, thanh d»ng gi÷ vai trß quan träng ®¶m b¶o æn ®Þnh chung cña thanh, do ®ã cÇn ph¶i bè trÝ vµ cÊu t¹o trªn c¬ së tÝnh to¸n. §èi víi thanh chÞu kÐo th× chñ yÕu dùa trªn qui ®Þnh b¶o ®¶m yªu cÇu cÊu t¹o.

5.2.2.1. B¶n d»ng:

Lµm tõ nh÷ng b¶n thÐp, cïng víi hai nh¸nh cña thanh t¹o thµnh hÖ giµn kh«ng cã thanh xiªn.

KÝch th−íc cña b¶n d»ng:

+ ®èi víi thanh chÞu nÐn vµ lóc chÞu nÐn lóc chÞu kÐo cña giµn chñ lµm viÖc d−íi t¸c dông cña ho¹t

t¶i b45

1≥δ vµ ≥ 8mm

(cÇu « t« vµ cÇu thµnh phè) 10mm (®−êng s¾t)

H×nh 5-11. Thanh d»ng, b¶n gi»ng vμ tÊm khoÐt lç (Petropavlovsky)

H×nh 5-12. BiÕn d¹ng cña b¶n nót (1. b¶n nót; 2. nh¸nh cña thanh; 3. b¶n d»ng ®Çu thanh)


+ ®èi víi thanh chÞu nÐn vµ lóc chÞu nÐn lóc chÞu kÐo cña hÖ liªn kÕt b45

1≥δ vµ

≥ 8mm

+ §èi víi thanh thø yÕu cña giµn chñ chØ chÞu tÜnh t¶i vµ çc thanh cña hÖ liªn kÕt chÞu kÐo ≥ 8mm

+ a ≥ 0,75b. ë hai ®Çu thanh a® - 1,7a ®èi víi thanh chÞu nÐn vµ a® - 1,3a ®èi víi thanh chÞu kÐo.

B¶n d»ng ®−îc liªn kÕt b»ng ®inh t¸n hoÆc mèi hµn.

Sè l−îng ®inh t¸n tèi thiÓu cÇn thiÕt ®Ó liªn kÕt mét bªn cña b¶n gi»ng ph¶i lÊy b»ng:

+ 4 : ®èi víi çc thanh giµn chñ chÞu ho¹t t¶i

+ 3 : ®èi víi çc thanh giµn chñ chÞu tÜnh t¶i vµ çc thanh cña hÖ liªn kÕt.

+ 2 : ®èi víi çc thanh kh«ng chÞu lùc

+ Cù ly gi÷a çc ®inh t¸n liªn kÕt b¶n gi»ng kh«ng ®−îc lín qu¸ 120mm.

b- kho¶ng çch gi÷a hai hµng ®inh t¸n (hay gi÷a çc m¹ch hµn) liªn kÕt b¶n d»ng vµo çc nh¸nh cña thanh

5.2.2.2. Thanh d»ng:

Th−êng lµm tõ çc thÐp gãc, còng cã thÓ dïng thÐp b¶n. NÕu lµ thÐp gãc th× cì nhá nhÊt lµ 63+63x6mm, nÕu lµ thÐp b¶n δmin - 8÷10mm. CÇn chó ý ®Ó çc thanh d»ng h−íng t©m vµo ®−êng trôc cña nh¸nh. Thanh d»ng cã ®é m¶nh tèi ®a 150. Gãc nghiªng cña thanh d»ng ®¬n ®èi víi trôc thanh α ≥ 60o, nÕu cÊu t¹o thanh d»ng kÐp α ≥ 45o.

Dï liªn kÕt çc nh¸nh cña thanh b»ng thanh d»ng th× ®Çu thanh vÉn ph¶i dïng mét b¶n d»ng réng ®Ó ph©n phèi lùc cho hai nh¸nh ®−îc ®ång ®Òu. Çc b¶n d»ng nµy cè g¾ng ®−a s©u vµo trong nót nh−ng kh«ng g©y khã kh¨n cho vÊn ®Ò cÊu t¹o vµ l¾p r¸p.

5.2.2.3. TÊm thÐp d»ng cã khoÐt lç:

Cã t¸c dông nh− b¶n d»ng, thanh d»ng. Th−êng sö dông khi thanh cã tiÕt diÖn t¸n ghÐp lín mµ b¶n d»ng hoÆc thanh d»ng khã thùc hiÖn, ch¼ng h¹n çc b¶n d»ng sÏ rÊt s¸t nhau. Còng dïng khi thanh cã tiÕt diÖn hµn ghÐp.

Lç khoÐt cã thÓ h×nh trßn hoÆc bÇu dôc.

5.2.2.4. B¶n ch¾n ngang:

Còng cã khi gäi lµ v¸ch ngang. Cã t¸c dông gi÷ cho tiÕt diÖn kh«ng bÞ biÕn h×nh khi vËn chuyÓn, lao l¾p hoÆc chÞu lùc (mÊt æn ®Þnh ®èi víi thanh chÞu nÐn).

BÒ dÇy b¶n ch¾n ngang δ - 8÷10mm. B¶n ch¾n ngang ®−îc bè trÝ ë hai ®Çu thanh, cßn ë ®o¹n gi÷a thanh th× çch nhau chõng 3m ®èi víi thanh chÞu nÐn, vµ chØ cÇn mét b¶n ë gi÷a hoÆc ®«i khi kh«ng cã ®èi víi thanh chÞu kÐo.


5.2.3. CÊu t¹o nót giµn:

H×nh 5-13. B¶n ch¾n ngang (a. trong thanh t¸n ®inh; b. trong thanh hμn)

H×nh 5-14. BiÕn h×nh cña tiÕt diÖn khi kh«ng cã b¶n ch¾n ngang


Nót giµn lµ n¬i truyÒn lùc gi÷a çc thanh nªn rÊt quan träng. Ngµy nay çc thanh liªn kÕt vµo nót th−êng b»ng bu l«ng c−êng ®é cao hoÆc cã thÓ hµn. Liªn kÕt b»ng ®inh t¸n Ýt sö dông, chñ yÕu trong çc cÇu cò.

Khi cÊu t¹o nót cÇn chó ý:

+ H−íng t©m çc thanh,

+ B¶o ®¶m nèi çc thanh vµo nót ch¾c ch¾n,

+ DÔ dµng cho thi c«ng, l¾p r¸p.

+ DÔ dµng cho kiÓm tra, b¶o qu¶n, duy tu.

+ Tèn Ýt thÐp.

Trong çc cÇu cò th−êng çc thanh ®øng thanh xiªn ®−îc liªn kÕt trùc tiÕp vµo thanh biªn kh«ng th«ng qua b¶n nót. Çc cÇu ngµy nay cã cÊu t¹o çc b¶n nót ®Ó nèi çc thanh. B¶n nót cã thÓ lµ mét b¶n riªng rÏ kh«ng tham gia thµnh phÇn tiÕt diÖn thanh biªn hoÆc lµ mét b¶n ®−îc ch¾p vµo tiÕt diÖn thanh biªn t¹i vÞ trÝ nót.

So s¸nh 2 çch cÊu t¹o b¶n nót nµy:

+ VÒ vËt liÖu: nÕu çc thanh xiªn, thanh ®øng kh«ng lín, bÒ réng b¶n nót kh«ng lín th× b¶n nót riªng lîi h¬n. Khi giµn lín b¶n nót ch¾p sÏ tiÕt kiÖm h¬n.

+ VÒ sù lµm viÖc: B¶n nót riªng t¨ng c−êng diÖn tÝch cho nót giµn lµ n¬i øng suÊt tËp trung vµ luång øng suÊt ®i tõ thanh nä sang thanh kia.

+ VÒ cÊu t¹o, l¾p r¸p: B¶n nót riªng ®¬n gi¶n vµ dÔ dµng trong l¾p r¸p.

XuÊt ph¸t tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn, tr−íc ®©y th−êng sö dông b¶n nót riªng, cã thÓ dïng b¶n nót riªng lµm nhiÖm vô b¶n nèi cho çc thanh biªn cña hai khoang kÒ nhau. Do cÊu t¹o phøc t¹p vµ hiÖn t−îng tËp trung øng suÊt còng nh− gi¶m yÕu tiÕt diÖn ®ång thêi víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ chÕ t¹o kÕt cÊu thÐp, çc nót giµn vµ cã thÓ mét hoÆc mét sè thanh giµn ®−îc chÕ t¹o t¹i nhµ m¸y, mét sè mèi nèi ®−îc thùc hiÖn t¹i çc thanh giµn, c«ng nghÖ nµy ®· ®−îc ¸p dông t¹i nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi vµ ®· b¾t ®Çu ¸p dông t¹i n−íc ta.

1

2

1 2 1

a)

b)

33

H×nh 5-15. Hai kiÓu nót giμn:a. B¶n nót ch¾p;

b. b¶n nót riªng (1. B¶n nèi; 2. b¶n nót ch¾p. 3. B¶n nót riªng


Trong cÇu giµn cã thanh biªn cøng, b¶n nót th−êng ®−îc hµn ®Ýnh vµo biªn cña dÇm cøng vµ c¸c thanh xiªn h−íng t©m vµo mét ®iÓm kh«ng n»m trªn trôc cña thanh biªn cøng nh»m gi¶m bít trÞ sè momen M trong biªn cøng.

5.3 TÝnh to¸n giμn chñ

KÕt cÊu nhÞp cÇu giµn thÐp lµ mét kÕt cÊu kh«ng gian siªu tÜnh rÊt nhiÒu bËc vµ ngay b¶n th©n giµn chñ còng lµ mét hÖ ph¼ng siªu tÜnh phøc t¹p. TÝnh to¸n chÝnh x¸c tèn nhiÒu c«ng søc

H×nh 5-16. CÊu t¹o nót H2 cña kÕt cÊu nhÞp bu

l«ng-hμn; L=66m

H×nh 5-17. CÊu t¹o nót biªn d−íi cña giμn biªn d−íi cøng


vµ thêi gian vµ thùc ra còng nÆng vÒ phÇn lý thuyÕt, do ®ã th«ng th−êng ®−îc ®¬n gi¶n hãa, t¸ch thµnh çc hÖ ph¼ng. Giµn chñ ®−îc xem lµ giµn ph¼ng trong mÆt ph¼ng ®øng cã çc nót liªn kÕt khíp (trõ giµn biªn cøng) vµ chÞu t¶i träng th¼ng ®øng truyÒn vµo çc nót qua hÖ dÇm mÆt cÇu. Sù ®¬n gi¶n hãa nµy cho kÕt qu¶ ®ñ chÝnh x¸c ®èi víi c«ng t¸c thiÕt kÕ thùc tÕ.

5.3.1. T¶i träng t¸c dông lªn giµn chñ:

5.3.1.1. Träng l−îng giµn:

§−îc x¸c ®Þnh theo 1 trong 2 çch:

+ Dùa vµo çc kÕt cÊu nhÞp t−¬ng tù cã s½n, kÕt cÊu nhÞp ®Þnh h×nh ®Ó suy ra, hoÆc dùa vµo çc kÝch th−íc cÊu t¹o.

+ X¸c ®Þnh theo c«ng thøc lý thuyÕt (c«ng thøc (5-1)).

( )[ ]l

lbRgggbqa

g lkmccld

−

+++=

γ

.

(5-1)

Trong ®ã: q - ho¹t t¶i t¸c dông lªn giµn, lµ t¶i träng t−¬ng ®−¬ng øng víi ®−êng ¶nh h−ëng cã ®Ønh ë phÇn t− nhÞp, cã kÓ tíi hÖ sè t¶i träng, xung kÝch (1 + μ) vµ hÖ sè ph©n phèi ngang η

gd, gcl, gmc, glk - träng l−îng giµn chñ, träng l−îng çc líp phñ mÆt cÇu, träng l−îng mÆt cÇu, träng l−îng hÖ liªn kÕt ph©n cho 1m dµi giµn chñ chÞu.

l - chiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n

R – Søc kh¸ng cña vËt liÖu dµn

γ - Dung träng cña thÐp

a, b - Çc ®Æc tr−ng träng l−îng cña giµn, phô thuéc vµo s¬ ®å vµ cÊu t¹o giµn chñ. §èi víi giµn ®¬n gi¶n a - b - 3,5

5.3.1.2. Ho¹t t¶i:

Theo quy ®Þnh ®· giíi thiÖu ë phÇn tÝnh to¸n cÇu dÇm, cÇn chó ý: HÖ sè ph©n phèi ngang x¸c ®Þnh theo nguyªn t¾c ®ßn bÈy do cÇu dµn th−êng cÊu t¹o hai giµn chñ. Tr−êng hîp nhiÒu dµn chñ th× coi sù liªn kÕt gi÷a çc dµn lµ yÕu

5.3.2. X¸c ®Þnh néi lùc:

§Ó x¸c ®Þnh néi lùc cÇn ph¶i vÏ ®−êng ¶nh h−ëng. §èi víi giµn siªu tÜnh ph¶i gi¶ thiÕt tr−íc ®Æc tr−ng h×nh häc çc thanh. XÕp t¶i träng lªn §ah ®Ó tÝnh néi lùc do t¶i träng.

5.3.3. ThiÕt kÕ çc thanh dµn

Çc b−íc chÝnh sau:

+ Dùa trªn çc yªu cÇu vÒ cÊu t¹o vµ çc qui ®Þnh ®Ó s¬ bé x¸c ®Þnh tiÕt diÖn thanh.

+ C¨n cø vµo çc yªu cÇu vÒ cÊu t¹o, gi¶ thiÕt çc tÊm thÐp thµnh phÇn tiÕt diÖn.

+ KiÓm to¸n tiÕt diÖn.

5.3.3.1. Chän tiÕt diÖn s¬ bé

Khoang chÞu lùc lín nhÊt cña biªn trªn (chÞu nÐn) lµ thanh rÊt quan träng trong giµn, chän tiÕt diÖn th−êng b¾t ®Çu tõ thanh ®ã. Çc kÝch th−íc c¬ b¶n th−êng quyÕt ®Þnh bÒ réng b


cña tÊt c¶ mäi thanh vµ cè g¾ng gi÷ kh«ng ®æi ®Ó çc thanh nèi vµo nót ®−îc thuËn lîi, chiÒu cao h còng lµm cè ®Þnh cho thanh biªn trªn ®−îc ®¬n gi¶n, s¬ bé diÖn tÝch tiÕt diÖn cã thÓ sö dông c«ng thøcii:

§èi víi çc thanh biªn trªn chÞu nÐn ( )ξ−≈

uFNA (5-2)

Trong ®ã:

N – Néi lùc trong çc thanh giµn do t¶i träng tÝnh to¸n

Fu – −êng ®é cña thÐp khi kÐo ®øt (giíi h¹n bÒn)

ξ - Dù tr÷ cho sù gi¶m yÕu tiÕt diÖn hoÆc sù gi¶m søc kh¸ng khi xem xÐt æn ®Þnh cña thanh chÞu nÐn.

5.3.4. KiÓm tra to¸n tiÕt diÖn thanh

5.3.4.1. KiÓm to¸n thanh chÞu kÐo

§iÒu kiÖn ⎩⎨⎧=

≤UAF

AFPP

nuu

gyyru ϕ

ϕ [A 6.8.2.1-1]

(5-3)

Trong ®ã:

yϕ - hÖ sè søc kh¸ng b»ng 0,95

uϕ - hÖ sè søc kh¸ng b»ng 0,80

Fy – c−êng ®é ch¶y cña thÐp

Fu- C−êng ®é cña thÐp khi kÐo ®øt (giíi h¹n bÒn)

Ag- diÖn tÝch tiÕt diÖn nguyªn

An DiÖn tÝch thùc (tiÕt diÖn gi¶m yÕu). Çc ký hiÖu kh¸c nh− ®· nãi.

U - hÖ sè, x¸c ®Þnh nh− sau: b»ng 1 nÕu tÊt c¶ çc bé phËn kh«ng ®−îc nèi trùc tiÕp

gn

ne

AA

U =

ë ®©y:

Ane – diÖn tÝch gi¶m yÕu çc bé phËn nèi trùc tiÕp trong ph¹m vi chiÒu dµi nèi (liªn kÕt thanh t¹i nót)

Agn – diÖn tÝch gi¶m yªu cña thanh ë ngoµi ph¹m vi nèi

Th−êng cã thÓ lÊy 85,0=U

Pu – néi lùc trong thanh; Pr - søc kh¸ng cña thanh.

5.3.4.2. Thanh chÞu kÐo lÉn uèn

NÕu 2,0<r

u

PP

th× 0,10,2

≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

ry

uy

rx

ux

r

u

MM

MM

PP

[A 6.8.2.3-1]


NÕu 2,0≥r

u

PP

th× 0,10,90,8

≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

ry

uy

rx

ux

r

u

MM

MM

PP

[A 6.8.2.3-2]

Pu – néi lùc trong thanh; Pr - søc kh¸ng cña thanh.

Mux, Muy – M« men uèn do t¶i träng t−¬ng øng trôc x vµ y

Mrx,Mry – Søc kh¸ng uèn cña tiÕt diÖn t−¬ng øng trôc x vµ y

Søc kh¸ng uèn Mr x¸c ®Þnh nh− sau:

nnfr MMM 0,1== ϕ (5-4)

Víi Mn lµ søc kh¸ng danh ®Þnh

+ §èi víi tiÕt diÖn ch÷ H khi uèn trong mÆt ph¼ng th¼ng ®øng

pn MM = (5-5)

Mp – søc kh¸ng tiÕt diÖn khi bÞ ch¶y toµn bé

Khi uèn trong mÆt ph¼ng ngang th× cÇn chó ý çc quy ®Þnh nh− ®èi víi dÇm I

+ §èi víi tiÕt diÖn hép

⎪⎪

⎭

⎪⎪

⎬

⎫

⎪⎪

⎩

⎪⎪

⎨

⎧

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−=∑

21

064,01y

n I

b

AERSRSM δl

(5-6)

ë ®©y:

S – m« men chèng uèn

A – diÖn tÝch bao quanh bëi ®−êng tim çc tÊm t¹o thµnh tiÕt diÖn

l - chiÒu dµi thanh kh«ng ®−îc liªn kÕt trong ph−¬ng vu«ng gãc ph−¬ng chÞu uèn.

Iy – m« men qu¸n tÝnh ®èi víi trôc vu«ng gãc víi ph−¬ng uèn

b- kho¶ng çch tÜnh gi÷a çc tÊm t¹o thµnh tiÕt diÖn

δ - bÒ dµy t−¬ng øng cña çc tÊm t¹o thµnh tiÕt diÖn

5.3.4.3. KiÓm to¸n thanh chÞu nÐn

§iÒu kiÖn: ncru PPP ϕ=≤ (5-7)

Trong ®ã:

cϕ - hÖ sè søc kh¸ng, b»ng 0,9

trÞ sè cña søc kh¸ng danh ®Þnh Pn x¸c ®Þnh nh− sau:

NÕu 25,2≤λ th× syn AFP λ66,0=

NÕu 25,2>λ th× λ

syn

AFP

88,0=


Víi EF

rK y

s

2

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

πλ l

Trong ®ã

A - diÖn tÝch tiÕt diÖn nguyªn cña thanh

R, E – C−êng ®é ch¶y vµ m« ®un ®µn håi cña vËt liÖu thÐp

K – hÖ sè chiÒu dµi, b»ng 0,75 (liªn kÕt bu-l«ng hoÆc hµn ë c¶ hai ®Çu) [A 4.6.2.5]

l - chiÒu dµi thanh kh«ng cã d»ng ngang

sr - b¸n kÝnh qu¸n tÝnh

5.3.4.4. KiÓm tra thanh chÞu nÐn lÉn uèn [A 6.9.2.2]

NÕu 2,0<r

u

PP

th× 0,10,2

≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

ry

uy

rx

ux

r

u

MM

MM

PP

NÕu 2,0≥r

u

PP

th× 0,10,90,8

≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛++

ry

uy

rx

ux

r

u

MM

MM

PP

(5-8)

C¸c ký hiÖu ®· tr×nh bµy ë phÇn thanh chÞu kÐo lÉn uèn

5.3.4.5. KiÓm tra giíi h¹n vÒ mái [A6.6.1.2.5]

§iÒu kiÖn: ( ) ( )nRΔ≤Δσ (5-9)

Trong ®ã:

( )σΔ - biªn ®é øng suÊt do t¶i träng mái (ho¹t t¶i vµ c¸c hÖ sè quy ®Þnh khi tÝnh vÒ mái)

( )nRΔ - Søc kh¸ng mái danh ®Þnh, x¸c ®Þnh nh− sau

( ) ( )TH

3

1

n 2

1

N

A ΔRΔR ≥⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= (5-10)

Víi N – chu kú øng suÊt trong suèt tuæi thä c«ng tr×nh

( )( ) ( )SLADTTnN 100365= (5-11)

Trong ®ã:

(ADTT)SL = l−u l−îng xe t¶i trung b×nh cña mét lµn trong ngµy(x¸c ®Þnh theo 3.6.1.4); ADTTSL - p x ADTT, p - phô thuéc vµo sè lµn xe b»ng 1,0 hoÆc 0,85 hoÆc 0,8 (b¶ng 3.6.1.4.2-1)

n - Sè chu kú øng suÊt khi mét xe t¶i qua (x¸c ®Þnh theo b¶ng 6.6.1.2.5-2 ).

A – h»ng sè phô thuéc chi tiÕt kÕt cÊu. §èi víi thanh dµn th−êng A=82,0x1011Mpa3 vµ A=39,3x1011Mpa3.

( )THRΔ - Giíi h¹n mái khi biªn ®é øng suÊt kh«ng ®æi. Th−êng b»ng 165Mpa vµ 110MPa (t−¬ng øng h»ng sè A ë trªn)


Khi kiÓm to¸n c¸c thanh dµn, chiÒu dµi tù do cña thanh lÊy nh− sau:

+ §èi víi thanh biªn, thanh xiªn ë gèi, thanh ®øng ë gèi th× khi xÐt uèn trong mÆt ph¼ng hoÆc ra ngoµi mÆt ph¼ng cña dµn ®Òu lÊy b»ng chiÒu dµi h×nh häc cña thanh.

+ §èi víi thanh xiªn, thanh ®øng kh¸c th× khi xÐt uèn:

+ Trong mÆt ph¼ng cña dµn, lÊy b»ng 0,8 chiÒu dµi h×nh häc

+ Ra ngoµi mÆt ph¼ng cña dµn lÊy b»ng chiÒu dµi gi÷a c¸c ®iÓm mµ thanh ®−îc liªn kÕt trong ph−¬ng ngang (nhê hÖ th«ng liªn kÕt)

+ Ra ngoµi mÆt ph¼ng cña dµn lÊy b»ng 0,7 chiÒu dµi h×nh häc nÕuthanh ®ã giao nhau víi mét thanh kh¸c chÞu kÐo.

5.3.4.6. TiÕt diÖn thanh cã hai thµnh ®øng liªn kÕt b»ng b¶n d»ng

H×nh 5-18. S¬ ®å tÝnh thanh d»ng, b¶n d»ng, tÊm khoÐt lç


TiÕt diÖn hai thµnh ®øng khi uèn ra ngoµi mÆt ph¼ng dµn (theo ph−¬ng trôc x-x) th× ®é cøng cña tiÕt diÖn (m« men qu¸n tÝnh ®èi víi trôc y-y) ph¶i xÐt tíi ¶nh h−ëng do ghÐp tõ hai nh¸nh, nghÜa lµ ngoµi hiÖn t−îng uèn cong cña trôc thanh ph¶i xÐt tíi uèn côc bé cña nh¸nh, do ®ã ®é m¶nh λ sÏ thay b»ng ®é m¶nh t−¬ng ®−¬ng

22x,nhxx,td λ+λ=λ (5-12)

Trong ®ã :

λx - §é m¶nh cña thanh (theo ph−¬ng trôc x-x), tÝnh tiÕt diÖn gåm c¶ 2 nh¸nh, cã trôc qu¸n trÝnh chÝnh lµ y-y.

λnh,x - §é m¶nh cña nh¸nh (theo ph−¬ng trôc x-x), th«ng th−êng λnh,x giíi h¹n lµ 40 ®èi víi thanh chÞu nÐn, 50 ®èi víi thanh chÞu kÐo.

B¶n d»ng ®−îc tÝnh to¸n chÞu lùc c¾t gi¶ ®Þnh kh«ng thay ®æi trªn c¶ chiÒu dµi thanh:

ϕϕ

α minARQ = (5-13)

Trong ®ã:

α - HÖ sè lÊy b»ng 0,024 - 0,00007λ , víi λ ®é m¶nh cña thanh trong mÆt ph¼ng song song víi mÆt ph¼ng bè trÝ b¶n d»ng, thanh d»ng.

A - DiÖn tÝch tiÕt diÖn nguyªn cña thanh;

R – c−êng ®é ch¶y cña thÐp

ϕ - HÖ sè uèn däc trong mÆt ph¼ng song song víi mÆt ph¼ng bè trÝ b¶n d»ng, thanh d»ng;

ϕmin - Gi¸ trÞ ϕ nhá h¬n gi÷a hai gi¸ trÞ hÖ sè ϕ øng víi mÆt ph¼ng nãi trªn vµ mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi mÆt ph¼ng ®ã;

HÖ thèng çc b¶n d»ng hîp víi hai nh¸nh cña thanh thµnh mét giµn kh«ng thanh xiªn cã nót cøng nªn d−íi t¸c dông cña lùc c¾t V sÏ cã biÓu ®å m« men trong hÖ nh− tr×nh bµy trªn H×nh 5-18, çc ®iÓm gi÷a cña çc phÇn tö thanh giµn cã M - 0

Momen trong nh¸nh cña thanh:

4CQ

2C

2Q

M 11 == (5-14)

M« men trong b¶n gi»ng t¹i chç nèi vµo nh¸nh:

C

y

y

x x

y '

y '

H×nh 5-19. X¸c ®Þnh ®é m¶nh cña thanh


2CQ

M 1d = (5-15)

NÕu cã m mÆt ph¼ng bè trÝ thanh d»ng th× momen trong b¶n d»ng:

m2QC

2C

m2Q2M d == (5-16)

Vµ lùc c¾t :

mbQC

bMT d ==

2 (5-17)

Dùa vµo Md vµ T ®Ó kiÓm to¸n b¶n d»ng vµ mèi hµn liªn kÕt b¶n d»ng.

5.4 TÝnh to¸n mèi nèi vμ liªn kÕt nót giμn.

KiÓm to¸n nót bao gåm:

+ KiÓm to¸n liªn kÕt thanh vµo nót

+ KiÓm to¸n søc kh¸ng cña b¶n nót

Liªn kÕt thanh vµo nót lµ x¸c ®Þnh sè ®inh cÇn thiÕt theo ®iÒu kiÖn c©n b»ng c−êng ®é cña thanh vµ mèi liªn kÕt. Nh− vËy sè ®inh ®−îc x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc

r

r

RPn = (5-18)

Trong ®ã: rP - søc kh¸ng cña thanh (®· nãi ë ®iÓm kiÓm to¸n thanh)

rR - søc kh¸ng cña mét ®inh (§inh bu l«ng c−êng ®é cao lµ søc kh¸ng tr−ît

nr RR ϕ= ; NÕu lµ bu l«ng c−êng ®é cao 1=ϕ ; nR lÊy theo ph−¬ng tr×nh (3-7) – [A 6.13.2.8.-1])

(5-19)

5.4.1. Søc kh¸ng cña b¶n nót kiÓm to¸n theo çc ®iÒu kiÖn

B¶n nót cã thÓ ph¸ ho¹i v×:

+ Çc thanh xiªn xÐ r¸ch theo 1-1, 2-2.

+ Thµnh phÇn n»m ngang cña lùc trong çc thanh xiªn c¾t theo 3-3.

2

2

11

3 3

4

4

α

Nf

DfDt

Nt

α

H×nh 5-20. S¬ ®å tÝnh to¸n søc bÒn cña b¶n nót


+ B¶n nót bÞ kÐo uèn nguy hiÓm theo 4-4.

5.4.1.1. KiÓm tra theo 1-1 vµ 2-2.

§iÒu kiÖn ru RP ≤ (5-20)

Trong ®ã:

uP - Néi lùc t¸c dông trong thanh,

rR - søc kh¸ng cña b¶n nót theo c¸c ®iÒu kiÖn 1-1, 1-2 lÊy nh− sau

Søc kh¸ng tÝnh to¸n cña tæ hîp c¸c mÆt ph¼ng song song vµ th¼ng gãc ph¶i ®−îc lÊy nh− sau:

NÕu Atn ≥ 0,58Avn, th×: Rr= ϕbs (0,58 Fy Avg + Fu Atn) (6.13.4-1)

NÕu kh¸c ®i: Rr= ϕbs (0,58 Fu Avn + FyAtg) (6.13.4-2)

trong ®ã:

Avg = diÖn tÝch nguyªn däc theo mÆt ph¼ng chÞu øng suÊt c¾t (mm2)

Atn = diÖn tÝch thùc däc theo mÆt ph¼ng chÞu øng suÊt c¾t (mm2)

Atg = diÖn tÝch nguyªn däc theo mÆt ph¼ng chÞu øng suÊt kÐo (mm2)

Atn = diÖn tÝch thùc däc theo mÆt ph¼ng chÞu øng suÊt kÐo (mm2)

Fy = c−êng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña vËt liÖu liªn kÕt (MPa)

Fu = c−êng ®é kÐo nhá nhÊt quy ®Þnh cña vËt liÖu liªn kÕt ®−îc quy ®Þnh trong B¶ng 6.4.1-1 (MPa)

ϕbs = hÖ sè søc kh¸ng ®èi víi c¾t khèi quy ®Þnh trong §iÒu 6.5.4.2; ϕbs=0,8

5.4.1.2. KiÓm tra theo 3-3:

Theo [A 6.14.2.8]: ®èi víi c¾t uèn ®−îc tÝnh nh− lùc c¾t tÝnh to¸n chia cho diÖn tÝch c¾t

§iÒu kiÖn :

( ) AFAFAFDD uuu

v ..427,0..427,0.0,1374,0cos21 ==≤+ ϕα (5-21)

ë ®©y: Fu – nh− ®· nªu trªn

A – diÖn tÝch tiÕt diÖn b¶n nót chÞu c¾t

1A

A2

3A

A1

A2

A3

H×nh 5-21. KiÓm tra theo 1-1 vμ 2-2

α

3 3

Dt Df

α

Nt Nf

H×nh 5-22. KiÓm to¸n theo 3-3


5.4.1.3. KiÓm tra uèn vµ kÐo theo 4-4:

TiÕt diÖn 4-4 chÞu :

Lùc kÐo: Pu =Nt + Dt cosα;

vµ m« men Mu=(Nt + Dt cosα)e (5-22)

KiÓm to¸n theo c«ng thøc cña thanh chÞu kÐo lÉn uèn:

NÕu 2,0<r

u

PP

th×

0,10,2

≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

r

u

r

u

MM

PP

NÕu 2,0≥r

u

PP

th×

0,10,90,8

≤⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

r

u

r

u

MM

PP

(5-23)

Nh÷ng kiÓm to¸n nªu trªn lµ theo tr¹ng th¸i giíi h¹n c−êng ®é. CÇn ph¶i kiÓm to¸n ®iÒu kiÖn tr¹ng th¸i giíi h¹n vÒ mái t−¬ng tù nh− tÝnh víi çc thanh.

5.5 HÖ thèng liªn kÕt

HÖ thèng liªn kÕt bao gåm: (xem H×nh 5-1)

+ HÖ liªn kÕt däc: giµn liªn kÕt däc trªn vµ giµn liªn kÕt däc d−íi.

+ HÖ liªn kÕt ngang: Liªn kÕt ngang ë gèi (cæng cÇu). Liªn kÕt ngang ë gi÷a nhÞp.

Trong cÇu xe löa cßn cã hÖ liªn kÕt truyÒn lùc h·m hay gäi lµ khung truyÒn lùc h·m (H×nh 5-2).

NhiÖm vô cña çc hÖ liªn kÕt lµ liªn kÕt çc giµn chñ l¹i víi nhau, t¹o thµnh mét kÕt cÊu kh«ng gian cøng kh«ng biÕn h×nh, chÞu t¸c dông cña çc t¶i träng n»m ngang (lùc giã, lùc ly t©m) vµ ph©n phèi t¶i träng ®ång ®Òu h¬n gi÷a çc giµn chñ.

5.5.1. Çch bè trÝ vµ cÊu t¹o hÖ thèng liªn kÕt:

4

N= U + D cosα

M

N

4

X X

e

t t

1

α

Nt

Dt

H×nh 5-23. KiÓm to¸n tiÕt diÖn 4-4


§Ó t¹o thµnh mét kÕt cÊu kh«ng gian kh«ng biÕn h×nh th× chØ cÇn hai giµn liªn kÕt däc bè trÝ ë 2 møc biªn giµn chñ, hai hÖ liªn kÕt ngang ë gèi; xong ®Ó t¨ng thªm ®é cøng vµ ®Ó ph©n phèi t¶i träng ®Òu h¬n th−êng bè trÝ thªm çc hÖ liªn kÕt ngang ë kho¶ng gi÷a cña nhÞp, trong çc mÆt ph¼ng cña çc thanh ®øng hoÆc thanh xiªn.

Trong cÇu ®i d−íi hÖ liªn kÕt ngang

bè trÝ ë phÇn trªn, ®¶m b¶o khæ tÜnh ë trong

cÇu. HÖ liªn kÕt ngang ë gèi bè trÝ trong mÆt ph¼ng cña thanh ®øng hoÆc thanh xiªn ®Çu giµn

lµm t−¬ng ®èi cøng h¬n vµ gäi tªn lµ cæng cÇu.

Trong cÇu ®i d−íi, khi h < htÜnh cña cÇu kh«ng thÓ bè trÝ hÖ liªn kÕt däc trªn sÏ cã kÕt cÊu nhÞp hë. Khi ®ã biªn trªn chÞu Ðp ®−îc çc khung ngang hç t−¬ng ®èi cøng gi÷ cho æn ®Þnh ra ngoµi mÆt ph¼ng giµn. Khung ngang lµm bëi dÇm ngang vµ çc thanh ®øng.

lLiªn kÕt däc d−íi

Liªn kÕt ngang ë gèi

Liªn kÕt ngang ë gi÷a Liªn kÕt däc trªn

B

B

Liªn kÕt däc d−íi

H×nh 5-24. S¬ ®å bè trÝ HÖ liªn kÕt cho ®−êng xe ch¹y trªn

b,

a,

liªn kÕt däc trªn

liªn kÕt däc d−íi

khung ®Çu cÇu

B

L

B

B

H×nh 5-25. Bè trÝ hÖ thèng liªn kÕt däc trong cÇu giμn kÝn

H×nh 5-26. Liªn kÕt däc trong cÇu giμn hë


2

1

3

3

H×nh 5-27. Bè trÝ hÖ thèng liªn kÕt trong cÇu cã biªn trªn h×nh ®a gi¸c (1. LK däc trªn; 2. LK däc d−íi; 3.

Cæng cÇu)

2 33

33 2

3

1

1

H×nh 5-28. Bè trÝ hÖ thèng liªn kÕt trong cÇu liªn tôc (1. LK däc d−íi; 2. LK däc trªn; 3. Cæng cÇu)

H×nh 5-29.Bè trÝ hÖ thèng liªn kÕt trong cÇu mót thõa

H×nh 5-30. BiÕn d¹ng cña thanh biªn giμn chñ

khi liªn kÕt däc kiÓu qu¶ tr¸m


Khung truyÒn lùc h·m th−êng bè trÝ ë gi÷a nhÞp hoÆc gi÷a çc ®o¹n mµ dÉm däc gi¸n

®o¹n, tiÕp nhËn lùc h·m vµ truyÒn ngay cho biªn giµn chñ ®Ó truyÒn vµo gèi cÇu.

H×nh 5-31. S¬ ®å bè trÝ khung truyÒn lùc h·m

Çc thanh cña hÖ thèng liªn kÕt cã mét sè cÊu t¹o riªng rÏ lµm nhiÖm vô cña hÖ liªn kÕt, cã mét sè chÝnh lµ bé phËn cña giµn chñ hoÆc hÖ mÆt cÇu (thanh biªn giµn chñ, dÇm ngang mÆt cÇu...)

5.5.1.1. Çc kiÓu hÖ thèng liªn kÕt däc vµ liªn kÕt ngang:

5.5.1.1.1 Liªn kÕt däc:

+ KiÓu ch÷ thËp: Th−êng hay dïng nhÊt lµ trong cÇu xe löa. ¦u ®iÓm lµ ch¾c ch¾n, nh−îc ®iÓm lµ ph¸t sinh øng suÊt phô do biÕn d¹ng cña thanh biªn.

+ KiÓu tam gi¸c lµ kiÓu qu¶ tr¸m lµm cho thanh biªn bÞ

uèn trong ph−¬ng ngang.

H×nh 5-32. Çc kiÓu liªn kÕt däc


+ KiÓu ch÷ K dïng cho tr−êng hîp B>>d. Lµm cho dÇm ngang (hoÆc thanh chèng) bÞ uèn ®i trong ph−¬ng ngang.

Trong cÇu cã nhiÒu giµn chñ, cÊu t¹o hÖ

liªn kÕt däc tõng 2 giµn mét, cßn gi÷a chóng chØ

cÇn cÊu t¹o thanh chèng ngang.

5.5.1.1.2 Liªn kÕt ngang:

Tïy theo sè l−îng giµn, B vµ h, cÇu ®i trªn hoÆc ®i d−íi mµ cÊu t¹o liªn kÕt ngang theo 1 trong çc kiÓu trªn h×nh...

Liªn kÕt ngang trong cÇu cã nhiÒu giµn chñ cã thÓ chØ cÇn cÊu t¹o tõng 2 giµn mét.

Liªn kÕt ngang ë gèi vµ cæng cÇu còng cÊu t¹o nh− vËy nh−ng çc ph©n tè cã tiÕt diÖn vµ ®é cøng lín h¬n.

Trong cÇu ®i d−íi, nªn cè g¾ng ®−a thÊp çc thanh cña liªn kÕt ngang xuèng võa t¨ng ®é cøng chung cña hÖ, võa gi¶m chiÒu dµi tù do çc thanh giµn chñ.

5.5.1.2. CÊu t¹o tiÕt diÖn çc thanh hÖ liªn kÕt.

Çc thanh cña hÖ liªn kÕt th−êng lµm tõ thÐp h×nh:

c)

b)

a)

H×nh 5-33. Liªn kÕt däc trong cÇu cã ba giμn chñ trë lªn

H×nh 5-34. Liªn kÕt ngang trong cÇu ®i trªn

H×nh 5-35. Liªn kÕt ngang ®−êng xe ch¹y d−íi

H×nh 5-36. S¬ ®å bè trÝ cæng cÇu


ThÐp L thÐp U vµ ®«i khi thÐp I. Hay dïng nhÊt lµ thÐp L, tïy theo chiÒu dµi vµ ®iªn tÝch mµ cã thÓ 1 hoÆc nhiÒu thÐp L ghÐp l¹i.

Çc thanh liªn kÕt còng yªu cÇu khèng chÕ vÒ ®é m¶nh:

Thanh chÞu nÐn 140≤λ

Thanh chÞu kÐo 240≤λ

5.5.1.3. CÊu t¹o chç nèi çc thanh vµo giµn chñ.

§èi víi cÇu giµn, çc thanh liªn kÕt th−êng nèi qua b¶n nót. §Ó gi¶m kÝch th−íc b¶n nót cã thÓ h−íng trôc çc thanh liªn kÕt vµo 1 ®iÓm trªn trôc cña nh¸nh thanh biªn.

H×nh 5-38. Çch nèi thanh liªn kÕt vμo thanh biªn giμn chñ

§èi víi cÇu giµn biªn cøng, cÇu dÇm th× cã thÓ g¾n trùc tiÕp vµo b¶n biªn dÇm chñ, dÇm cøng vµ h−íng trôc vµo tim cña dÇm.

5.5.2. TÝnh to¸n hÖ thèng liªn kÕt:

HÖ thèng liªn kÕt chÞu çc t¶i träng n»m ngang t¸c dông theo ph−¬ng ngang cÇu:

+ Lùc giã

H×nh 5-37. Çc lo¹i tiÕt diÖn cña çc thanh liªn kÕt


+ Lùc l¾c ngang

+ Lùc ly t©m (cÇu trªn ®−êng cong).

HÖ thèng liªn kÕt chñ yÕu víi lùc giã, ¸p lùc giã thæi lªn diÖn tÝch 1m2 x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc:

2

2v

gW γ

= (5-24)

Víi: γ - dung träng cña kh«ng khÝ

g – gia tèc träng tr−êng

v – vËn tèc giã thæi

theo tiªu chuÈn 272-05: ( )22 /8,10006,0 mKNCvW d ≥=

trong c«ng thøc v tÝnh ra m/sec vµ Cd lµ hÖ sè ch¾n giã cña kÕt cÊu nhÞp dµn

T¶i träng giã thæi lªn kÕt cÊu nhÞp ®−îc ph©n phèi cho c¸c hÖ liªn kÕt däc nh− sau:

Trong cÇu cã hai hÖ liªn kÕt däc trªn vµ d−íi mçi hÖ sÏ chÞu 60% ¸p lùc giã truyÒn lªn giµn chñ;

Giã thæi lªn phÇn mÆt cÇu: hÖ liªn kÕt däc ë phÇn mÆt cÇu chÞu 80% hÖ liªn kÕt däc ë biªn cßn l¹i chÞu 40% ;

5.5.2.1. TÝnh néi lùc trong giµn liªn kÕt däc:

Giµn liªn kÕt däc coi lµ kª trªn c¸c gèi lµ gèi cÇu (giµn liªn kÕt däc d−íi) hoÆc kª trªn gèi lµ ®Ønh cña cæng cÇu, hoÆc hÖ liªn kÕt ngang ë gèi (giµn liªn kÕt däc trªn).


Gi¶ sö xÐt cÇu ®i trªn nh− h×nh vÏ: Ký hiÖu:

h - ChiÒu cao giµn chñ;

h1 - chiÒu cao phÇn mÆt cÇu;

h2 - chiÒu cao phÇn lan can;

h3 - chiÒu cao gi¶i ch¾n giã ®oµn tµu;

Cd - hÖ sè ch¾n giã cña giµn chñ b»ng 0,4 nÕu cã 2 dµn, b»ng 0,5 nÕu cã lín h¬n 3 dµn

Clc - HÖ sè ch¾n giã cña lan can, phô thuéc kÕt cÊulan can, ®èi víi c¸c nhÞp cÇuthÐp th«ng th−êng Clc=0,3-0,8

¸p lùc giã lªn hÖ liªn kÕt däc trªn: (trªn 1 m dµi)

( )[ ]whCChhCW dlcdt 21 8,08,06,0 −++=

¸p lùc giã lªn hÖ liªn kÕt däc d−íi:

( )[ ]whCChhCW dlcdd 21 4,04,06,0 −++=

§Ó tu©n theo tiªu chuÈn 272-05 th× hWW td 8,1≥+ tÝnh ra KN/m

Néi lùc trong c¸c thanh xiªn dµn liªn kÕt ch÷ thËp trong khoang thø i

b

nw

K

Kn

1/sin

D

b

HH

Wd

Wd,d

Wt,d

Wt

h

hh

h

b

12

3

2

1/sin3

H×nh 5-39. S¬ ®å tÝnh hÖ liªn kÕt däc trong cÇu xe löa ®i trªn cã biªn song song


αsin2i

iQ

D = (5-25)

ë ®©y: iQ - lùc c¾t do t¶i träng giã ë khoang thø i

α - gãc nghiªng cña thanh xiªn hÖ liªn kÕt

Th«ng th−êng c¸c thanh chän theo lùc cña khoang ®Çu vµlµm gièng nhau trong tÊt c¶ toµn bé khoang.

NÕu kÓ giã thæi lªn ®oµn tµu n÷a:

¸p lùc giã coi lµ ph©n bè trªn c¶ chiÒu dµi giµn, cßn ¸p lùc giã lªn ®oµn tÇu hoÆc lùc l¾c ngang, lùc ly t©m th× coi lµ cã thÓ chØ ph©n bè sao cho néi lùc bÊt lîi nhÊt.

5.6 TÝnh néi lùc trong cæng cÇu:

T¶i träng t¸c dông lªn cæng cÇu lµ ph¶n lùc gèi cña giµn liªn kÕt däc trªn.

2tt lWH = (5-26)

S¬ ®å tÝnh: ch©n ngµm, c¸c thanh liªn kÕt nèi khíp.

Wt

b

H H

b

h h

h

Wd

Lb

Knw

(K -

nwb

2

1

2

H

H×nh 5-40. S¬ ®å ®Ó tÝnh hÖ liªn kÕt däc trong cÇu « t« ®i d−íi cã biªn song song


H×nh 5-41. S¬ ®å tÝnh cæng cÇu

D−íi t¸c dông cña lùc H s¬ ®å biÕn d¹ng nh− h×nh vÏ: CDFE chuyÓn dÞch nh−ng kh«ng thay ®æi chiÒu dµi. CD vÉn n»m ngang, EC vµ FD vÉn ë trªn ®−êng th¼ng ®øng. Trªn c¬ së ®ã x¸c ®Þnh ®−îc vÞ trÝ ®iÓm M - 0.

T¸ch ch©n khung ra chÞu X vµ Y:

Gãc xoay α t¹i F x¸c ®Þnh tõ:

2

2

00

xQxMEJtg +−=α

t¹i x=a ( ) ( )222

222 ayahaxayxayaxhEJtg +⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−=−++−=α

(5-27)

V× D vµ F trªn ®−êng th¼ng ®øng nªn: f - (h - a)tgα

mµ ( )

3

3ahxEIf −= (5-28)

Thay vµo

( ) ( )ahyaahaxahx−⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−=

−223

223

Tõ ®ã:

22

2

22

3

ahala

yx

i −+= (5-29)

Do ®iÒu kiÖn ∑M - 0 t¹i ®iÓm x - c: x(h-c) – y(a-c)=0

chca

yx

−−

=→ (5-30)


Tõ (1-49) vµ (1-50) gi¶i ra

( )( )ah

)ahac22

2

++

= (5-31)

Tr−êng hîp cæng cÇu lµ 1 khung cã xµ ngang lµ 1 thanh ®Æc:

hcν+ν+

=61

31 (5-32)

Víi bIhI

c

x=ν

Ix - cña xµ ngang

Ic - cña ch©n khung

Sau khi x¸c ®Þnh ®−îc vÞ trÝ ®iÓm M - 0 cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc néi lùc trong c¶ hÖ:

( )b

chHN −= (5-33)

CÇn chó ý khi t¸ch nót ph¶i kÓ tíi lùc däc vµ lùc c¾t trong ch©n khung.


6. Gèi cÇu thÐp 6.1 Ph©n lo¹i , bè trÝ trªn b×nh ®å gèi cÇu

6.1.1. Çc lo¹i gèi cÇu:

Gèi cÇu lµm nhiÖm vô: TruyÒn çp lùc tõ kÕt cÊu nhÞp xuèng mè, trô ®ång thêi ®¶m b¶o sù chuyÓn vÞ tù do cña ®Çu kÕt cÊu nhÞp. Do ®ã tuú theo ¸p lùc lín nhá vµ ®é chuyÓn vÞ mµ gèi cÇu cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n hoÆc hoµn thiÖn h¬n, ®¸p øng çc nhiÖm vô ®Æt ra.

Theo tÝnh chÊt lµm viÖc, ph©n chia lµm: gèi cè ®Þnh vµ gèi di ®éng

+ Gèi cè ®Þnh: §¶m b¶o gi÷ cho ®Çu kÕt cÊu kh«ng di ®éng däc, mµ chØ cho phÐp xoay. TruyÒn ¸p lùc qua mét ®iÓm (H×nh 6-1.a).

+ Gèi di ®éng: Cho phÐp ®Çu kÕt cÊu võa cã thÓ di ®éng däc, võa cã thÓ xoay. ¸p lùc truyÒn theo mét ph−¬ng th¼ng ®øng (H×nh 6-1.c).

Trong nh÷ng tr−êng hîp ®Æc biÖt ng−êi ta cßn cÊu t¹o gèi cÇu cã thÓ xoay vµ cã thÓ võa xoay võa chuyÓn dÞch theo c¶ hai ph−¬ng däc vµ ngang cÇu.

Theo vËt liÖu lµm gèi cÇu cã thÓ ph©n ra lµ gèi cÇu lµm b»ng kim lo¹i, ngµy nay chñ yªu lµm b»ng thÐp vµ gèi cÇu lµm tõ vËt liÖu dÎo, th−êng lµ cao su cã cèt ®Ó t¨ng c−êng kh¶ n¨ng chÞu lùc.

6.1.2. Çch bè trÝ gèi cÇu trªn b×nh ®å.

§Ó ®¶m b¶o chuyÓn vÞ tù do th× cÇn ph¶i bè trÝ gèi nh− ph−¬ng ¸n A, ë mét ®Çu giµn ph¶i cã gèi di ®éng theo hai ph−¬ng. Lo¹i gèi nµy phøc t¹p, ®¾t tiÒn. Ph−¬ng ¸n B chØ ®¶m b¶o di ®éng tù do khi ΔTo ®Òu trong toµn kÕt cÊu; th«ng th−êng hai bªn ΔTo kh«ng gièng nhau, hoÆc ho¹t t¶i t¸c dông nªn kh«ng biÕn d¹ng theo ®−êng chÐo.

H×nh 6-1. Çc d¹ng c¬ b¶n cña gèi cÇu vμ s¬ ®å bè trÝ gèi cÇu trªn b×nh ®å


Ph−¬ng ¸n C th−êng ®−îc dïng v× thùc tÕ çc cÇu cã B ≤ 10-12m nªn biÕn d¹ng trong

ph−¬ng ngang nhá, cÊu t¹o gèi cÇu ®¬n gi¶n.

Tuy nhiªn trong nh÷ng cÇu cã B ≥ 12-15m, nh÷ng cÇu thµnh phè, cÇn ph¶i chó ý bè trÝ gèi ®¶m b¶o sù di ®éng.

6.1.3. Çch bè trÝ gèi cÇu theo ph−¬ng däc:

Çch bè trÝ gèi cÇu trong ph−¬ng däc cÇu phô thuéc t×nh h×nh bè trÝ çc khe biÕn d¹ng, t×nh h×nh lµm viÖc cña çc trô cÇu d−íi t¸c dông cña lùc ngang.

Ph−¬ng ¸n A: Khi h çc trô cÇu xÊp xØ nhau, vµ çc khe biÕn d¹ng cã Δ kh«ng lín, cÊu t¹o ®¬n gi¶n.

Ph−¬ng ¸n B: Khi cÇu gi¶i phãng mét trô cã h lín khái lùc ngang.

Ph−¬ng ¸n C: Khi cÇn gi¶m bít sè mèi biÕn d¹ng, cã thÓ cÊu t¹o víi Δ lín.

6.2 CÊu t¹o gèi cÇu:

VÒ mÆt cÊu t¹o chia lµm:

- Gèi tiÕp tuyÕn: l ≤ 18m

- Gèi con l¨n trßn vµ xÐn c¹nh,l - 18 ÷ 25-30m.

- Gèi con l¨n h×nh qu¹t, l - 18 ÷ 25-30m.

- Gèi con quay

H×nh 6-3. Çc d¹ng gèi c¬ b¶n trong kÕt cÊu cÇu nhÞp nhá

Yªu cÇu cÊu t¹o cµng hoµn chØnh khi ph¶n lùc gèi cµng lín vµ ®é chuyÓn vÞ cµng lín, nãi chung lµ khi nhÞp cµng lín

Gèi tiÕp tuyÕn cÊu t¹o gièng nh− trong cÇu BTCT.

H×nh 6-2. Bè trÝ gèi cÇu theo ph−¬ng däc


H×nh 6-4. CÊu t¹o cña gèi cÇu cña kÕt cÊu cÇu nhÞp nhá

6.2.1. Gèi con l¨n trßn vµ xÐn c¹nh.

Khi lùc nhá dïng con l¨n trßn. NÕu ®Çu kÕt cÊu di chuyÓn Δ, con l¨n dÞch chuyÓn Δ/2. Khi lùc lín dïng con l¨n xÐn c¹nh víi r ≥ h/2; b ≥ 0,4h. Con l¨n xÐn c¹nh cã r > h/2 cã −u ®iÓm lµ tiÕt kiÖm vµ gi¶m träng l−îng thÐp con l¨n. Thªm vµo ®ã khi dÞch chuyÓn t¨ng æn ®Þnh.

Gèi cè ®Þnh cã thÓ vÉn dïng lo¹i gèi tiÕp tuyÕn.

6.2.2. Gèi con l¨n h×nh qu¹t:

§Æc ®iÓm lµ:

+ §−êng kÝnh (Ðp mÆt) lín nh−ng kÝch th−íc gèi vÉn nhá.

+ §Çu kho¶ng c¸ch nhÞp di chuyÓn Δ th× con l¨n cïng chuyÓn dÞch Δ.

+ Thªm ma s¸t ë khíp.

6.2.3. Gèi con quay:

Gèi cè ®Þnh gåm: con quay trªn, khíp, co quay d−íi.

Gèi di ®éng gåm: con quay trªn, khíp, con quay d−íi, con l¨n, thít.

ThÐp cã thÓ dïng thÐp ®óc, t¹o thµnh s−ên ®Ó gi¶m träng l−îng vµ gi¶m øng suÊt nhiÖt ®é. Cã thÓ cÊu t¹o tõ c¸c thÐp tÊm hµn ghÐp l¹i. Con l¨n th−êng dïng thÐp rÌn, con l¨n còng cã thÓ xÐn c¹nh. Sè l−îng con l¨n nªn ch½n, kh«ng qu¸ 6 con l¨n.


H×nh 6-5. CÊu t¹o gèi cÇu cho cÇu nhÞp lín

Con quay trªn vµ con quay d−íi ®−îc g¾n kÕt víi nhau qua khíp. Trong nhiÒu tr−êng hîp kh«ng cÊu t¹o khíp lµ mét bé phËn riªng biÖt mµ cÊu t¹o chç tiÕp gi¸p gi÷a con quay trªn vµ con quan d−íi víi h×nh thøc tiÕp xóc trùc tiÕp gi÷a hai bé phËn nµy. Tuy nhiªn ph¶i ®¶m b¶o chóng kh«ng ®−îc xª dÞch t−¬ng ®èi víi nhau theo ph−¬ng däc còng nh− ph−¬ng ngang.

§Ó ®¶m b¶o çc conl¨n kh«ng bÞ xª dÞch chÐo, chóng ®−îc chÕ t¹o 1 r·nh ë gi÷a theo ®−êng chu vi vµ r·nh nµy n»m theo hai ®−êng sèng låi däc ë mÆt d−íi con quay vµ mÆt trªn cña thít. Hai mÆt bªn cña çc con l¨n cã çc nÑp däc ë vÞ trÝ trôc gi÷a, gi÷ cho cù ly gi÷a chóng lu«n cè ®Þnh. Mét trong çc con l¨n cßn cã thªm chèt ®øng ¨n vµo c¹nh cña con quay d−íi vµ cña thít nh»m ®¶m b¶o çc con l¨n kh«ng thÓ ch¹y ra ngoµi ph¹m vi con quay vµ thít. Kho¶ng çch tÜnh tèi thiÓu gi÷a çc con l¨n lµ 30mm, riªng ®èi víi con l¨n xÐn c¹nh khi dÞch chuyÓn Δmax ph¶i ®¶m b¶o ≥15mm, ®Ó cã thÓ lau chïi vµ b¶o d−ìng thuËn lîi.

6.2.4. CÊu t¹o gèi cÇu b»ng cao su

Gèi cÇu lµ çc tÊm ®µn håi th−êng lµm tõ cao su. Gèi cao su cã hai lo¹i:

Gèi cao su ®¬n thuÇn

Gèi cao su ®−îc gia c−êng b»ng sîi thuû tin, v¶i hoÆc b¶n thÐp

Gèi cao su ®¬n thuÇn chØ chÞu ®−îc ¸p lùc nhá nªn phÇn lín tr−êng hîp trong thùc tÕ sö dông gèi cao su gia c−êng, mµ phæ biÕn lµ gia c−êng b»ng çc b¶n thÐp. Gèi sÏ ®−îc cÊu t¹o thµnh mét tÊm dÇy cã çc b¶n thÐp lµm thµnh nhiÒu líp

Kh¶ n¨ng chèng c¾t vµ biÕn d¹ng tr−ît cña gèi cao su cho phÐp kÕt cÊu nhÞp cã thÓ chuyÓn vÞ tÞnh tiÕn; kh¶ n¨ng chÞu ¸p lùc nÐn vµ biÕn d¹ng nÐn kh¸c nhau ë çc mÐp tÊm gèi cao su cho phÐp kÕt cÊu nhÞp cã thÓ chuyÓn vÞ xoay.

Lùc nÐn

Tr−ît ngang Tr−ît ngang

Lùc ngang

Tr−ît ngang

M« men

H×nh 6-6. BiÕn d¹ng cña gèi cao su khi chÞu nÐn, tr−ît vμ quay


§Ó t¨ng c−êng kh¶ n¨ng chÞu t¶i, h¹n chÕ biÕn d¹ng nÐn, tÊm gèi cao su cã thÓ ®−îc ®Æt trong cèi thÐp

6.3 TÝnh to¸n gèi cÇu.

6.3.1. TÝnh gèi cè ®Þnh kiÓu con quay:

¸p lùc tõ kÕt cÊu nhÞp xuèng gèi cè ®Þnh trong tr−êng hîp tæng qu¸t cã thµnh phÇn th¼ng ®øng A vµ thµnh phÇn n»m ngang H

Néi dung cña tÝnh to¸n lµ x¸c ®Þnh kÝch th−íc c¸c con quay vµ kiÓm tra ®iÒu kiÖn Ðp mÆt ë khíp gi÷a con quay trªn vµ con quay d−íi.

KÝch th−íc mÆt ®¸y con quay d−íi ad, bd x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn chÞu lùc cña ®¸ t¶ng:

ddd

d

ddmax R

baHh

baA

≤+=σ2

6 (6-1)

Trong ®ã:

A vµ H - ¸p lùc ®øng vµ ngang truyÒn lªn gèi;

hd - ChiÒu cao tÝnh tõ t©m khíp ®Õn mÆt ®Êy con quay d−íi;

Rd - C−êng ®é tÝnh to¸n cña ®¸ t¶ng.

KÝch th−íc mÆt trªn cña con quay trªn at , bt x¸c ®Þnh trªn c¬ së bÒ réng thanh biªn d−íi kÓ c¶ bÒ dµy δ cña b¶n nót ë gèi

H×nh 6-7. CÊu t¹o gèi cao su cã tÊm thÐp

t¨ng c−êng vμ cÊu t¹o gèi cÇu b»ng cao su

H×nh 6-8. CÊu t¹o gèi chËu cè ®Þnh

H×nh 6-9. S¬ ®å tÝnh gèi con quay cè ®Þnh


bt - b + 2 x (5÷10mm)

§iÒu kiÖn Ðp mÆt gi÷a b¶n nót gèi vµ mÆt trªn cña con quay trªn:

nutt

t

tem R

aHh

aA

≤+=δδ

σ 2

6 (6-2)

Trong ®ã:

at – chiÒu dµi con quay trªn

ht - chiÒu cao tÝnh tõ t©m khíp ®Õn bÒ mÆt trªn cña con quay trªn.

Rnót - c−êng ®é chÞu Ðp ®Çu mÆt cña thÐp b¶n nót

Nªn b¶o ®¶m: at ≤ 2ht vµ ad ≤ 2h®

ChiÒu cao çc con quay ph¶i kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn chÞu uèn trong ph−¬ng däc:

M« men uèn t¹i tiÕt diÖn gi÷a cña con quay d−íi:

M - Fd . bd . ed - 0,5Hzd (6-3)

Fd - phÇn diÖn tÝch biÓu ®å øng suÊt lªn ®¸ t¶ng thuéc 1/2 chiÒu dµi ad cña con quay.

zd - kho¶ng çch tõ trôc n»m ngang cña tiÕt diÖn ®Õn mÆt ®¸y (mÐp d−íi tiÕt diÖn).

ed, bd - xem h×nh vÏ

M« men nµy sÏ so s¸nh víi søc kh¸ng uèn cña tiÕt diÖn. Khi xÐt theo tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông

goid

dr R

yI

M = (6-4)

Trong ®ã:

Id ,Yd – m« men qu¸n tÝnh vµ kho¶ng çch tõ trôc trung hoµ tíi thí xa nhÊt cña h×nh vÏ.

Rgèi - C−êng ®é ch¶y cña thÐp gèi cÇu.

Con quay trªn t−¬ng tù cã momen uèn:

ttt HzeFM 5,0.2. −= δ (6-5)

Vµ so s¸nh víi søc kh¸ng uèn tiÕt diÖn con quay trªn

KiÓm tra Ðp mÆt côc bé cña khíp vµ con quay theo tr¹ng thai giíi h¹n sö dông:

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

≤ER

DDDbDP

2

12

218 (6-6)

Trong ®ã: P – lùc truyÒn lªn khíp

b- kÝch th−íc cña khíp trong ph−¬ng vu«ng gãc (chiÒu dµi tiÕp xóc gi÷a khíp vµ con quay)


D1, D2 - §−êng kÝnh cña khíp vµ cña mÆt tiÕp xóc con quay. Khi bÒ mÆt cña con quay lµ ph¼ng th× ∞=2D , c«ng thøc trªn cã thÓ viÕt lµ

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≤

ERbDP

2

18 (6-7)

R, E – c−êng ®é ch¶y vµ m« ®un ®µn håi cña thÐp lµm khíp hoÆc con quay

6.3.2. TÝnh to¸n gèi di ®éng:

Gèi di ®éng ph¶i tÝnh trong ®iÒu kiÖn cã chuyÓn dÞch

Δ - Δ1 + Δ2

Δ1 lµ do nhiÖt ®é thay ®æi cã thÓ x¸c ®Þnh: Δ1 =αtl

Δ2 lµ do ho¹t t¶i th¼ng ®øng: Elσ

=Δ2

Víi α lµ ®é d·n në dµi do nhiÖt ®é cña thÐp, t ®é chªnh lÖch nhiÖt ®é, l – chiÒu dµi nhÞp, σ lµ øng suÊt trung b×nh trong biªn d−íi do ho¹t t¶i g©y ra.

§Ó cho kÝch th−íc gèi trong ph−¬ng däc (ph−¬ng chuyÓn vÞ) nhá nhÊt th× cÇn thiÕt kÕ sao cho ®é chuyÓn dÞch vÒ c¶ 2 phÝa ®Òu b»ng nhau. Nh− vËy ë to trung b×nh, gèi cÇu ®· ph¶i cã chuyÓn dÞch ©m lµ Δ2/2. Nh− vËy vÒ mçi phÝa ®é chuyÓn dÞch sÏ lµ:

221 Δ+Δ

=Δ (6-8)

(H×nh vÏ)

chuyÓn dÞch cña gèi cÇu lµ Δ th× con l¨n sÏ cã chuyÓn dÞch b»ng:

H×nh 6-10. S¬ ®å tÝnh gèi di ®éng


2

Δ=Δk (6-9)

ChiÒu dµi cÇn thiÕt con con quay d−íi gèi di ®éng vµ cña thít d−íi con l¨n:

a - (k - 1) aK + Δ + 2c (6-10)

Víi: k - sè con l¨n;

aK - kho¶ng çch gi÷a tim çc con l¨n;

c - §é dù tr÷ ≥ 50 mm

Con quay trªn vµ khíp cña gèi di ®éng tÝnh to¸n gièng nh− trong gèi cè ®Þnh.

Con quay d−íi chÞu ¸p lùc A vµ çc ph¶n lùc Pi tõ çc con l¨n.

∑Δ

±= 2j

iki a

aAkAP (6-11)

aj - kho¶ng çch gi÷a çc cÆp con l¨n ®èi xøng nhau qua trôc gi÷a;

ai - kho¶ng çch gi÷a 2 con l¨n ®èi xøng ®−îc xÐt momen uèn trong con quay d−íi:

M« men uèn trong con quay d−íi t¹i tiÕt diÖn kiÓm to¸n

∑ λ=ben

jjPM1

(6-12)

Thiªn vÒ an toµn lÊy m«men ®èi víi tiÕt diÖn trôc gi÷a con quay th× lÊy dÊu ∑ l©y

t−¬ng øng mét bªn ®èi víi trôc gi÷a, λj - kho¶ng çch tõ con l¨n j tíi trôc gi÷a (khi cã chuyÓn dÞch Δ).

§Òu kiÖn

rMM ≤ (6-13)

6.3.3. TÝnh con l¨n:

Khi cã chuyÓn dÞch Δ th× ¸p lùc lín nhÊt lªn con l¨n sÏ lµ:

∑Δ

+= 2max

maxj

k

aaA

kAP (6-14)

§iÒu kiÖn kiÓm to¸n:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛≤

ERDP k

2

max 8l (6-15)

kl - chiÒu dµi con l¨n.

6.3.4. TÝnh thít kª con l¨n:

KÝch th−íc trªn mÆt b»ng theo ®iÒu kiÖn chÞu lùc cña ®¸ t¶ng, t−¬ng tù nh− gèi cè ®Þnh:

dthththth

Rba

AbaA

≤Δ

+= 2max6σ (6-16)


thth ba , - kÝch th−íc thít

BÒ dÇy thít δth kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn chÞu uèn. M« men uèn x¸c ®Þnh víi s¬ ®å t¶i träng lµ çc lùc tËp trung Pi truyÒn tõ con l¨n vµ biÓu ®å lùc ph©n bè σ do ®¸ t¶ng t¸c dông trë l¹i. M« men lín nhÊt sÏ lµ mét tiÕt diÖn trong sè çc tiÕt diÖn d−íi con l¨n.

6.4 Nguyªn t¾c tÝnh to¸n gèi cao su

Gèi cao su th−êng ®−îc tÝnh to¸n víi t¶i träng sö dông vµ ho¹t t¶i kh«ng cã hÖ sè xung kÝch μ+1

Lùc th¼ng ®øng truyÒn lªn gèi do tÜnh t¶i VtÜnh

Lùc th¼ng ®øng truyÒn lªn gèi do ho¹t t¶i Vho¹t - Vxet¶i + Vlµn

ChiÒu dµy tÊm gèi x¸c ®Þnh trªn c¬ së ®é chuyÓn dÞch tÞnh tiÕn; ph¶i kh«ng ®−îc nhá h¬n 2 lÇn ®é chuyÓn dÞch lín nhÊt

Sh Δ≥ 2 (6-17)

trÞ sè cña SΔ lÊy b»ng chuyÓn dÞch do nhiÖt ®é thay ®æi (céng víi do co ngãt, tõ biÕn, nÐn ®µn håi ®èi víi kÕt cÊu nhÞp BTCT øng suÊt tr−íc kÐo sau), nh− vËy:

( )TLS Δ=Δ αγ (6-18)

Víi α - HÖ sè d·n në dµi

( )TΔ - Gradient nhiÖt ®é

L – chiÒu dµi nhÞp

γ - HÖ sè lÊy b»ng 1,20

KÝch th−íc trªn mÆt b»ng cña gèi x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn øng suÊt nÐn ë tr¹ng th¸i sö dông

baSVV hoattinh

s ..+

=σ , lµ øng suÊt do toµn bé t¶i träng (6-19)

Vµ baS

VhoatL ..

=σ , lµ øng suÊt do ho¹t t¶i (6-20)

§iÒu kiÖn lµ:

MPaGSs 0,1166,1 ≤≤σ (6-21)

GSL 66,0≤σ (6-22)

NÕu lµ gèi cè ®Þnh

MPaGSS 0,1200,2 ≤≤σ (6-23)

GSL 00,1≤σ (6-24)

Trong çc c«ng thøc trªn

a, b – çc kÝch th−íc trªn mÆt b»ng cña tÊm gèi

S- hÖ sè h×nh d¹ng


( )bahabS

+=

2 (6-25)

NÕu kh¶o s¸t tõng líp gèi th× sÏ thay S b»ng Si

( )bahabS

ii +

=2

(6-26)

Víi Si, hi lµ cho líp thø i

G – m« ®un chÞu c¾t phô thuéc vµo ®é cøng Shore A

®é cøng Shore A

50 60 70

G (MPa) 0,66-0,90 0,90-1,38 1,38-2,07

KiÓm tra kh¶ n¨ng chuyÓn vÞ cña gèi

§é nÐn lón δ x¸c ®Þnh theo biÓu thøc

∑= iihεδ (6-27)

Víi iε - ®é biÕn d¹ng cña líp i, th−êng x¸c ®Þnh nhê ®å thÞ quan hÖ gi÷a nã vµ øng suÊt nÐn cho trong c¸c tµi liÖu liªn quan gèi cao su

ih - bÒ dµy líp i

Kh¶ n¨ng chuyÓn vÞ gãc xoay cña gèi cã thÓ x¸c ®Þnh nh− sau:

aδθ 2

max = (6-28)

Gãc xoay Sθ do t¶i träng xÐt ®èi víi tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông cã thÓ nhËn ®−îc tõ biÓu thøc:

unkLDS θθθθ ++= (6-29)

Trong ®ã:

Dθ - do tÜnh t¶i. Trong kÕt cÊu dÇm liªn tôc Dθ cã thÓ cã trÞ sè ©m do nhÞp cã sù vång lªn;

Lθ - do ho¹t t¶i lµm cho nhÞp vâng xuèng

unkθ - ®é cho phÐp do yÕu tè kh«ng xÐt hÕt, cã thÓ lÊy b»ng Radian0005,0±

§iÒu kiÖn lµ

maxθθ ≤S (6-30)

- KiÓm tra t¸c ®éng nÐn vµ xoay ®ång thêi ®èi víi gèi

+ §iÒu kiÖn ®Ó kh«ng bÞ bãc lªn

Khi lµ gèi h×nh ch÷ nhËt


2

0,1 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=>

i

SbocS h

Bn

GSθ

σσ (6-31)

Víi: Sθ - gãc xoay

n- sè líp (cña gèi) trung gian

B- chiÒu dµi cña gèi theo ph−¬ng xoay (th−êng ë trªn ký hiÖu lµ a)

G – m« ®un c¾t

hi – chiÒu cao cña líp thø i

Khi lµ gèi h×nh trßn 2

75,0 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛>

i

SS h

Dn

GSθ

σ (6-32)

Víi D - ®−êng kÝnh gèi

Çc ký hiÖu kh¸c nh− trªn

+ §iÒu kiÖn chÞu biÕn d¹ng c¾t

Khi gèi ch÷ nhËt

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−<

2

20,01785,1i

SS h

Bn

GSθ

σ (6-33)

Khi gèi ch÷ nhËt cè ®Þnh

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−<

2

167,0125,2i

SS h

Bn

GSθ

σ (6-34)

Khi gèi h×nh trßn

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−<

2

15,015,2i

SS h

Dn

GSθ

σ (6-35)

Khi gèi h×nh trßn cè ®Þnh

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−<

2

167,010,3i

SS h

Dn

GSθ

σ (6-36)

Víi çc ký hiÖu ®· nãi ë trªn

- TÝnh cèt t¨ng c−êng

ChiÒu dµy b¶n thÐp t¨ng c−êng lµm cèt trong çc líp tÊm gèi

Khi xÐt ®èi víi tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông

mmF

hh

y

S 6,13 max ≥≥

σ (6-37)

Khi xÐt ®èi víi tr¹ng th¸i giíi h¹n mái


mmF

hh

TH

L 6,12 max ≥

Δ≥

σ (6-38)

ë ®©y:

maxh - bÒ dµy líp cao su dµy nhÊt

Sσ - øng suÊt nÐn trung b×nh do tæng t¶i träng

Lσ - øng suÊt nÐn trung b×nh do ho¹t t¶i

yF - C−êng ®é ch¶y cña thÐp.

THΔ - nh− ®· nãi ë phÇn tÝnh vÒ mái cña thÐp (xÐt lo¹i A)


i Trong c«ng thøc nµy ch−a xÐt ®Õn sù lµm viÖc cña hÖ mÆt cÇu cïng víi thanh biªn dµn chñ Nm

ii G. ¸n T Kh¶i. ξ−

=0RNF N - Néi lùc tÝnh to¸n;Ro - C−êng ®é thÐp; ξ - Dù trï cho sù gi¶m yÕu cña

tiÕt diÖn hoÆc gi¶m c−êng ®é khi xÐt vÒ æn ®Þnh. ξ cã thÓ lÊy 100-200 kg/cm2

bài giảng cầu thép

Documents