chuong 3 tinh toan cau dam

- Ch¬ng 3: TÝnh to¸n cÇu dÇm thÐp - Bµi gi¶ng cÇu thÐp F1

Ch¬ng 3TÝnh to¸n cÇu dÇm thÐp

Theo tiªu chuÈn 22TCN 272 - 05

3.1. Kh¸i qu¸t vÒ qu¸ tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ3.1.1. Kh¸i niÖm chung

- Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ lµ qu¸ tr×nh x¸c ®Þnh, lùa chän nh÷ng th«ng

sè kÜ thuËt cña kÕt cÊu ®¶m b¶o tho¶ m·n ®iÒu kiÖn vÒ chÞu lùc vµ sö

dông...

- Qu¸ tr×nh thiÕt kÕ kÕt cÊu lµ mét tËp hîp çc giai ®o¹n:

+ Ph©n tÝch çc ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ.

+ S¬ bé ®Ò xuÊt çc gi¶i ph¸p kÕt cÊu.

+ Ph©n tÝch kÕt cÊu díi t¸c dông cña t¶i träng.

+ TÝnh duyÖt vµ kiÓm to¸n kÕt cÊu theo çc ®iÒu kiÖn giíi h¹n.

+ XuÊt kÕt qu¶.

+ Thùc hiÖn çc b¶n vÏ cÊu t¹o chi tiÕt vµ b¶n vÏ thi c«ng.3.1.2. S¬ ®å khèi.

3.2.TriÕt lý thiÕt kÕ vµ

- NguyÔn V¨n VÜnh - Bé m«n CÇu HÇm - §H GTVT

1

Kh«ng ®¹t

§¹t

Ph©n tÝch çc ®iÒu kiÖn

thiÕt kÕ.S¬ bé ®Ò xuÊt çc gi¶i ph¸p kÕt cÊu.

B¾t ®Çu

Ph©n tÝch kÕt cÊu d íi t¸c dông cña t¶i träng.

X¸c ®Þnh néi lùc

TÝnh to¸n kiÓm tra theo çc ®iÒu kiÖn khèng

chÕS [Sgh]

XuÊt kÕt qu¶

KÕt thóc


çc ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n thiÕt kÕ3.2.1. Tiªu chuÈn tÝnh to¸n thiÕt kÕ hiÖn hµnh.

- Çc tiªu chuÈn thiÕt kÕ ®îc thiÕt lËp nh»m ®¶m b¶o kÕt cÊu thiÕt kÕ ph¶i

lµm viÖc an toµn díi t¸c dông cña t¶i träng trong suèt thêi gian khai th¸c.

- Víi mçi mét dù ¸n ®Òu ph¶i tu©n thñ theo çc quy tr×nh thiÕt kÕ, hiÖn

nay t¹i níc ta tån t¹i song hµnh hai quy tr×nh:

+ Quy tr×nh tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu cèng theo çc tr¹ng th¸i giíi h¹n do

Bé GTVT ban hµnh n¨m 1979:

22TCN 18 - 79

+ Quy tr×nh theo hÖ sè t¶i träng vµ søc kh¸ng (Quy tr×nh AASHTO

98):

22TCN 272 - 053.2.2. TriÕt lý thiÕt kÕ .

- TriÕt lÝ tÝnh to¸n thiÕt kÕ lµ çc quan niÖm vÒ øng sö cña kÕt cÊu vµ sù

lµm viÖc an toµn cña nã. §ång thêi x¸c lËp ®iÒu kiÖn, ph¬ng thøc ®Ó ®¶m

b¶o ®iÒu kiÖn an toµn cho kÕt cÊu trong qu¸ tr×nh khai th¸c.

- Nguyªn t¾c chung: Khi cã t¶i träng t¸c ®éng vµo kÕt cÊu, nã sÏ g©y ra mét

hiÖu øng trong kÕt cÊu vµ hiÖu øng ®ã kh«ng ®îc lín h¬n kh¶ n¨ng chÞu lùc

cña kÕt cÊu.

T¸c ®éng trªn kÕt cÊu Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña kÕt cÊu

Do t¶i träng g©y ra Do b¶n th©n vËt liÖu

vµ cÊu t¹o cña kÕt cÊu

3.2.3. Çc ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n kÕt cÊu:

3.2.3.1. Ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ theo øng suÊt cho phÐp (ASD)

- Trong ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ theo øng suÊt cho phÐp, ngêi ta nh×n nhËn

øng sö cña kÕt cÊu th«ng qua øng suÊt cña mét ®iÓm ®¹i diÖn.

VÝ dô khi kiÓm to¸n øng suÊt ph¸p:

Trong ®ã:

+ fmax: øng suÊt lín nhÊt trong bé phËn kÕt cÊu do t¶i träng g©y ra.

+ [f]: øng suÊt lín nhÊt cho phÐp xuÊt hiÖn trong bé phËn kÕt cÊu.

Víi: + fy: Lµ giíi h¹n ch¶y cña vËt liÖu.

+ k: Lµ hÖ sè an toµn.

- §Æc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p:

+ TÝnh to¸n ®¬n gi¶n, râ rµng, cho phÐp tÝnh to¸n nhanh chãng vµ

tiÖn dông nªn ®îc sö dông kh¸ phæ biÕn.


2


+ §¶m b¶o an toµn chÞu lùc cho çc bé phËn kÕt cÊu.

+ Kh«ng ¸p dông ®îc cho vËt liÖu lµm viÖc ngoµi giíi h¹n ®µn håi do

®ã kh«ng tËn dông hÕt kh¶ n¨ng chÞu lùc cña çc bé phËn kÕt cÊu vµ

g©y l·ng phÝ vËt liÖu.

+ Kh«ng xÐt ®Õn tÝnh lµm viÖc thùc tÕ cña kÕt cÊu. ViÖc x¸c ®Þnh

hÖ sè an toµn lµ kh«ng thËt sù râ rµng, chñ yÕu lµ dùa vµo kinh

nghiÖm.

3.2.3.2. Ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ theo t¶i träng ph¸ ho¹i (LFD)

- Ph¬ng ph¸p t¶i träng ph¸ ho¹i ®¸nh gi¸ sù lµm viÖc cña kÕt cÊu th«ng qua

mét mÆt c¾t ®¹i diÖn.

- C«ng thøc c¬ b¶n:

Trong ®ã:

+ Smax: Néi lùc lín nhÊt do t¶i träng g©y ra t¹i mÆt c¾t bÊt lîi (MC gi¶m

yÕu)

+ [S]: Kh¶ n¨ng chÞu lùc lín nhÊt cña mÆt c¾t bÊt lîi.

Víi: + [Sgh]: Lµ kh¶ n¨ng chÞu lùc lín nhÊt cña mÆt c¾t.

+ k: Lµ hÖ sè an toµn.

- §Æc ®iÓm:

+ Ph¬ng ph¸p nµy cã tÝnh trùc quan, râ rµng. Ngoµi ra ph¬ng ph¸p nµy

tiÕn bé h¬n ph¬ng ph¸p øng suÊt cho phÐp ë chç lµ ®· xÐt ®Õn sù

lµm viÖc chung cña toµn bé mÆt c¾t.

+ Cha xÐt ®Õn çc yÕu tè çc bé phËn kÕt cÊu cïng tham gia chÞu lùc.

Do ®ã cha ph¸t huy hÕt kh¶ n¨ng chÞu lùc cña vËt liÖu.

+ ViÖc x¸c ®Þnh hÖ sè an toµn lµ kh«ng thËt sù râ rµng, chñ yÕu lµ

dùa vµo kinh nghiÖm.

3.2.3.3. Ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ theo çc tr¹ng th¸i giíi h¹n.

- Ph¬ng ph¸p TTGH h×nh dung chia tr¹ng th¸i cña kÕt cÊu thµnh hai miÒn:

+ MiÒn duy tr× kh¶ n¨ng lµm viÖc (MiÒn A).

+ MiÒn kh«ng cã kh¶ n¨ng lµm viÖc (MiÒn B)

(bÞ ph¸ ho¹i hoÆc kh«ng sö dông ®îc b×nh

thêng)

+ Ng¨n çch gi÷a hai miÒn lµ tËp hîp çc

tr¹ng th¸i giíi h¹n.

VËy: Tr¹ng th¸i giíi h¹n (TTGH) lµ tr¹ng th¸i

mµ ë ®ã kÕt cÊu hoÆc nÒn mãng c«ng tr×nh kh«ng cßn tho¶ m·n çc

yªu cÇu khai th¸c do ¶nh hëng cña çc t¸c ®éng lùc.

- C«ng thøc c¬ b¶n khi tÝnh to¸n theo çc TTGH:


3

MiÒn A

MiÒn B

Çc TTGH


Trong ®ã:

+ DÊu “ < “ x¶y ra khi kÕt cÊu thuéc miÒn A.

+ DÊu “ = “ x¶y ra khi kÕt cÊu r¬i vµo çc tr¹ng th¸i giíi h¹n.

+ DÊu “ > ” x¶y ra khi kÕt cÊu thuéc miÒn B.

+ Smax: Néi lùc lín nhÊt xuÊt hiÖn trong bé phËn kÕt cÊu cã xÐt tíi tÊt c¶

çc yÕu tè lµm gia t¨ng t¸c ®éng cña t¶i träng.

+ [R]: Kh¶ n¨ng chÞu lùc giíi h¹n cña bé phËn kÕt cÊu cã xÐt ®Õn tÊt c¶

çc yÕu tè lµm gi¶m kh¶ n¨ng chÞu lùc cña kÕt cÊu.

C«ng thøc c¬ b¶n khi tÝnh to¸n theo çc TTGH ®· ®îc cô thÓ trong tiªu

chuÈn thiÕt kÕ cÇu 22TCN 272 - 05 nh sau:

Trong ®ã :

+ i: HÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng liªn quan ®Õn tÝnh dÎo vµ tÝnh d còng

nh tÇm quan träng trong khai th¸c.

+ i: HÖ sè t¶i träng

+ Qi: øng lùc do t¶i träng

+ Rn: Søc kh¸ng danh ®Þnh.

+ Rr : Søc kh¸ng tÝnh to¸n.

+ : HÖ sè søc kh¸ng

- HÖ sè søc kh¸ng : §èi víi mét TTGH nµo ®ã th× hÖ sè søc kh¸ng ®îc sö

dông ®Ó xÐt ®Õn tÝnh thÊt thêng trong tÝnh chÊt cña kÕt cÊu, cña vËt liÖu

vµ ®é chÝnh x¸c cña çc ph¬ng tr×nh thiÕt kÕ ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng chÞu t¶i,

t×nh huèng h háng cña c«ng tr×nh.

- HÖ sè ®iÒu chØnh t¶i träng: i

+ i = D.R.I 0,95 ®èi víi çc t¶i träng dïng hÖ sè t¶i träng imax.

+ i = 1,0 ®èi víi çc t¶i träng dïng hÖ sè t¶i träng imin.

Trong ®ã:

+ D: §é dÎo: §é dÎo cña vËt liÖu rÊt quan träng cho ®é an toµn cña

cÇu. NÕu vËt liÖu dÎo, khi mét bé phËn chÞu lùc qu¸ t¶i nã sÏ ph©n bè

néi lùc sang bé phËn kh¸c.

1. D 1,05 cho çc cÊu kiÖn vµ liªn kÕt kh«ng dÎo.

2 D =1,0 cho çc thiÕt kÕ th«ng thêng, theo ®óng yªu cÇu cña tiªu

chuÈn thiÕt kÕ.

3 D 0,95 cho çc cÊu kiÖn cã dïng çc biÖn ph¸p ®Ó t¨ng thªm

tÝnh dÎo.

+ R: §é d thõa: §é d thõa cã ý nghÜa ®èi víi giíi h¹n an toµn cña cÇu.

Mét sè kÕt cÊu siªu tÜnh ®îc cäi lµ d thõa v× nã cã nhiÒu liªn kÕt h¬n


4


so víi yªu cÇu c©n b»ng tÜnh ®Þnh. HÖ cÇu cã mét ®îc tiÕp ®Êt ®îc

coi lµ kh«ng d thõa (kh«ng nªn dïng lo¹i nµy).

Trong tr¹ng th¸i giíi h¹n cêng ®é (TTGH cêng ®é).

1. R 1,05 cho çc bé phËn kh«ng d thõa.

2. R=1,0 cho çc møc d thõa th«ng thêng.

3. R 0,95 cho çc møc d thõa ®Æc biÖt.

+ I: §é quan träng:

Dung trong çc TTGH cêng ®é vµ TTGH ®Æc biÖt.

1. I 1,05 cho çc cÇu quan träng.

2. I=1,0 cho çc cÇu ®iÓn h×nh.

3. I 0,95 cho çc cÇu t¬ng ®èi Ýt quan träng.

- §Æc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n theo çc TTGH:

+ Ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n theo çc TTGH xÐt mét çch ®Çy ®ñ vÒ sù

lµm viÖc cña toµn bé kÕt cÊu do ®ã tËn dông tèi ®a kh¶ n¨ng lµm viÖc cña

kÕt cÊu.

+ Ph¬ng ph¸p nµy còng ®¸nh gi¸ ®îc çc yÕu tè ¶nh hëng ®Õn sù lµm

viÖc an toµn cña kÕt cÊu vÒ c¶ hai phÝa lµ søc kh¸ng vµ t¶i träng chø kh«ng

xÐt gép trong mét hÖ sè k nh çc ph¬ng ph¸p tríc.

+ Nh vËy ph¬ng ph¸p nµy khoa häc, thuyÕt phôc h¬n çc ph¬ng ph¸p

tríc vµ ®ang ngµy cµng ®îc sö dông mét çch réng r·i trong çc tiªu chuÈn

tÝnh to¸n thiÕt kÕ c«ng tr×nh trªn thÕ giíi.


5


3.2.4. Néi dung tÝnh to¸n kÕt cÊu theo c¸c TTGH (theo 22TCN - 272 - 05)

- S¬ ®å khèi tÝnh to¸n thiÕt kÕ theo 22TCN 272 - 05.


6


3.3.Ph©n tÝch kÕt cÊu vµ x¸c ®Þnh néi lùc trong c¸c bé phËn KCN.


7


3.3.1. Çc ph¬ng ph¸p ph©n tÝch kÕt cÊu.

3.3.1.1. Nguyªn t¾c chung.

- KÕt cÊu cÇu lµ mét kÕt cÊu kh«ng gian víi hÖ thèng dÇm chñ, dÇm ngang,

hÖ liªn kÕt däc, hÖ liªn kÕt ngang vµ kÕt cÊu b¶n mÆt cÇu. Trong tÝnh to¸n

thiÕt kÕ th× ta ph¶i x¸c ®Þnh néi lùc trong tõng bé ph©n kÕt cÊu ®Ó tõ ®ã

thiÕt kÕ cÊu t¹o cho tõng bé phËn sao cho çc bé phËn cña kÕt cÊu ®¶m

b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc. §Ó x¸c ®Þnh ®îc néi lùc trong kÕt cÊu th× ph¶i tiÕn

hµnh ph©n tÝch kÕt cÊu. ViÖc ph©n tÝch kÕt cÊu cµng chÝnh x¸c th× viÖc

thiÕt kÕ cµng ®¶m b¶o an toµn vµ tiÕt kiÖm vËt liÖu. Cã hai ph¬ng ph¸p

ph©n tÝch kÕt cÊu c¬ b¶n:

+ Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch kÕt cÊu theo m« h×nh kh«ng gian.

+ Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch kÕt cÊu theo m« h×nh ph¼ng.

3.3.1.2. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch kÕt cÊu theo m« h×nh kh«ng gian.

- §©y lµ ph¬ng ph¸p m« h×nh chÝnh x¸c cÊu t¹o cña tõng bé phËn còng nh

liªn kÕt gi÷a çc bé phËn trong kÕt cÊu nhÞp trªn çc phÇn mÒm ph©n tÝch

vµ tÝnh to¸n kÕt cÊu sau ®ã ®Æt t¶i träng vµ x¸c ®Þnh néi lùc trong tõng

bé phËn kÕt cÊu. Ph¬ng ph¸p nµy ph¶n ¸nh chÝnh x¸c sù lµm viÖc thùc tÕ

cña kÕt cÊu, nhng ®©y còng lµ ph¬ng ph¸p tÝnh rÊt phøc t¹p.

- HiÖn nay víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh ®· cã çc phÇn mÒm ph©n tÝch tÝnh

to¸n kÕt cÊu nh: Sap 2000, Midas, RM... Tuy nhiªn viÖc sö dông çc ch¬ng

tr×nh nµy ®ßi hái ngêi sö dông ph¶i cã kiÕn thøc v÷ng vµ nhiÒu kinh

nghiÖm ®Ó cã thÓ kiÓm so¸t qu¸ tr×nh tÝnh to¸n vµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n.

- Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch kÕt cÊu theo m« h×nh kh«ng gian thêng ®îc ¸p

dông cho çc KCN liªn tôc, kÕt cÊu nhÞp siªu tÜnh bËc cao v× khi ®ã viÖc

ph©n tÝch tÝnh to¸n theo bµi to¸n ph¼ng gÆp nhiÒu khã kh¨n.

H×nh 3.1: M« h×nh tÝnh to¸n cÇu dÇm vµ cÇu dµn trªn Sap 2000


8


H×nh 3.2: M« h×nh tÝnh to¸n cÇu d©y v¨ng trªn Midas 6.3

- Tr×nh tù tÝnh to¸n x¸c ®Þnh néi lùc trong bé phËn KCN theo bµi to¸n

kh«ng gian:

+ M« h×nh kÕt cÊu nhÞp trªn çc phÇn mÒm ph©n tÝch kÕt cÊu nh:

Sap 2000, Midas, RM....

+ TÝnh to¸n x¸c ®Þnh t¶i träng t¸c dông lªn KCN.

+ XÕp t¶i träng lªn m« h×nh kÕt cÊu.

+ Ch¹y ch¬ng tr×nh vµ xuÊt kÕt qu¶ néi lùc t¹i çc mÆt c¾t cÇn ph©n

tÝch.

3.3.1.3. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch kÕt cÊu theo m« h×nh ph¼ng:

- §©y lµ ph¬ng ph¸p ph©n chia kÕt cÊu kh«ng gian thµnh çc hÖ ph¼ng

lµm viÖc theo çc mÆt ph¼ng kh¸c nhau. Sù ph©n chia nµy ®îc thùc hiÖn

theo gi¶ thiÕt ®éc lËp vµ céng t¸c dông.

- Çch tÝnh nµy ®¬n gi¶n vµ dÔ thùc hiÖn nªn hiÖn nay vÉn ®ang ®îc ¸p

dông phæ biÕn. ViÖc tÝnh to¸n thiÕt kÕ dÇm chñ ®îc thùc hiÖn víi mét dÇm

®Æc trng chÞu lùc bÊt lîi nhÊt. T¶i träng trªn cÇu ph©n bè cho dÇm chñ ®îc

tÝnh to¸n th«ng qua çc hÖ sè ph©n bè ngang (hÖ sè ph©n bè t¶i träng

theo ph¬ng ngang cÇu).

H×nh 3.3: M« h×nh tÝnh to¸n dÇm gi¶n ®¬n trªn Sap 2000

H×nh 3.4: M« h×nh tÝnh KCN cÇu dµn trªn Sap 2000

- Tr×nh tù x¸c ®Þnh néi lùc cña dÇm chñ theo bµi to¸n ph¼ng:

+ TÝnh to¸n x¸c ®Þnh tÜnh t¶i t¸c dông lªn 1 dÇm chñ..

+ TÝnh to¸n x¸c ®Þnh hÖ sè ph©n bè ngang (ph©n bè t¶i träng cho çc

dÇm chñ theo ph¬ng ngang cÇu). Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc ho¹t t¶i t¸c dông

lªn 1 dÇm chñ.


9


+ VÏ çc ®êng ¶nh hëng néi lùc t¹i çc mÆt c¾t cÇn tÝnh to¸n cña dÇm

chñ.

+ XÕp t¶i träng bÊt lîi lªn ®êng ¶nh hëng néi lùc.

+ X¸c ®Þnh néi lùc t¹i çc mÆt c¾t cÇn kiÓm to¸n.3.3.2. t¶i träng vµ hÖ sè t¶i träng.

3.3.2.1. TÜnh t¶i.

- TÜnh t¶i giai ®o¹n I: lµ tÜnh t¶i t¸c dông lªn KCN khi cha h×nh thµnh kÕt

cÊu chÞu lùc hoµn chØnh.

+ Träng lîng b¶n th©n dÇm chñ.

+ Träng lîng hÖ liªn kÕt ngang cÇu.

+ Träng lîng hÖ liªn kÕt däc cÇu.

+ Träng lîng b¶n bªt«ng mÆt cÇu.

- TÜnh t¶i giai ®o¹n II: Träng lîng líp phñ mÆt cÇu, ch©n lan can, lan can, gê

ch¾n b¸nh, thiÕt bÞ an toµn vµ chiÕu s¸ng trªn cÇu...§©y lµ nh÷ng tÜnh t¶i

t¸c dông lªn KCN khi ®· cã sù h×nh thµnh kÕt cÊu chÞu lùc hoµn chØnh.

3.3.2.2. Ho¹t t¶i thiÕt kÕ.

a. §Þnh nghÜa:

- Ho¹t t¶i xe «t« trªn mÆt cÇu hay kÕt cÊu phô trî ®îc ®Æt tªn lµ HL - 93

gåm mét tæ hîp cña: Xe t¶i thiÕt kÕ hoÆc xe 2 trôc thiÕt kÕ vµ t¶i träng lµn

thiÕt kÕ

b. Xe t¶i thiÕt kÕ (Truck)

- Xe t¶i thiÕt kÕ: lµ mét xe 3 trôc cã tæng

t¶i träng P = 325kN = 32,5T

+ T¶i träng trôc tríc: P1 = 35kN = 3,5T.

+ T¶i träng trôc gi÷a: P2 = 145kN =

14,5T.

+ T¶i träng trôc sau: P3 = 145kN =

14,5T.

+ Kho¶ng çch tõ trôc tríc ®Õn trôc

gi÷a: a1 = 4,3m.

+ Kho¶ng çch tõ trôc gi÷a ®Õn trôc

sau: a2 thay ®æi tõ 4,3m tíi 9 m ®Ó

cã thÓ g©y ra øng lùc lín nhÊt.

+ Kho¶ng çch gi÷a çc trôc xe theo chiÒu ngang: a3=1,8m

H×nh 2.11: Xe t¶i thiÕt kÕ

- S¬ ®å cÊu t¹o xe:


10


145kN 35kN145kN

a = 0.6m khi tÝnh kÕt cÊu nhÞp

a = 0.3m khi tÝnh b¶n mÆt cÇu.

H×nh 2.12: Xe t¶i thiÕt kÕ (Truck)

c. Xe hai trôc thiÕt kÕ (Tandem)

- Xe 2 trôc thiÕt kÕ: Lµ mét xe hai trôc cã tæng t¶i träng P = 220kN = 22T.

+ T¶i träng trôc tríc: P1 = 110kN = 11T.

+ T¶i träng trôc sau: P2 = 110kN = 11T.

+ Kho¶ng çch tõ trôc tríc ®Õn trôc sau: a1 = 1,2m.

+ Kho¶ng çch gi÷a çc trôc xe theo chiÒu ngang: a2=1,8m

+ §èi víi çc cÇu trªn çc tuyÕn ®êng cÊp IV vµ thÊp h¬n, Chñ ®Çu t cã

thÓ x¸c ®Þnh t¶i träng xe hai trôc nãi trªn nh©n víi hÖ sè 0,50 hoÆc

0,65.

- S¬ ®å cÊu t¹o xe:

110kN 110kN

a = 0.6m khi tÝnh kÕt cÊu nhÞp

a = 0.3m khi tÝnh b¶n mÆt cÇu.

H×nh 2.13: Xe 2 trôc thiÕt kÕ (Tandem)

d. T¶i träng lµn (Lane)

- T¶i träng lµn thiÕt kÕ gåm t¶i träng cã gi¸ trÞ b»ng 9,3 kN/m ph©n bè ®Òu

theo chiÒu däc cÇu.

- Theo chiÒu ngang cÇu ®îc gi¶ thiÕt ph©n bè ®Òu trªn chiÒu réng b = 3m.

- øng lùc cña t¶i träng lµn thiÕt kÕ kh«ng xÐt lùc xung kÝch.

- S¬ ®å cÊu t¹o lµn.

9,3 kN/m

H×nh 2.14: T¶i träng lµn thiÕt kÕ (Lane)


11


e. T¶i träng Ngêi (People)

- Khi chiÒu réng lÒ 0,6 m th× míi xÐt ®Õn t¶i träng Ngêi ®i bé lµ ¸p lùc

ph©n bè trªn hÕt diÖn tÝch lÒ víi trÞ sè 300 kG/m2 = 3.10-3 MPa.

- Khi chiÒu réng lÒ 1,5 m th× ph¶i xÐt thªm c¶ xe th« s¬ khi ®ã trÞ sè t¶i

träng lµ 410 kG/m2 = 4,1.10-3 MPa.

- Trong tÝnh to¸n ta ph¶i ®æi sang t¶i träng ph©n bè ®Òu theo chiÒu däc

b»ng

+ Víi lÒ t 0,6 m: qng = t x 300 (kG/m2).

+ Víi lÒ t 1,5 m: qng = t x 410 (kG/m2).

Víi t lµ chiÒu réng lÒ ®i bé (m).

3.3.2.2. HÖ sè t¶i träng (scale factor).

- Çc tæ hîp t¶i träng vµ hÖ sè t¶i träng t¬ng øng.B¶ng 2.21: B¶ng tæ hîp vµ hÖ sè t¶i träng

Tæ hîp t¶i

träng

Tr¹ng th¸i

giíi h¹n

DC

DD

DW

EH

EV

ES

LL

IM

CE

BR

PL

LS

EL

WA WS WL FR

TU

CR

SH

TG SE

Cïng mét lóc

chØ dïng 1

trong çc t¶i

träng

EQ CT CV

Cêng ®é I n 1.7

5

1.0 - - 1.0 0.5/1.

2

TG SE - - -

Cêng ®é II n - 1.0 1.4 - 1.0 0.5/1.

2

TG SE - - -

Cêng ®é III n 1.3

5

1.0 0.4 1.0 1.0 0.5/1.

2

TG SE - - -

§Æc biÖt n 0.5

0

1.0 - - 1.0 - - - 1.0 1.0 1.0

Sö dông 1,0 1.0

0

1.0 0.3 1.0 1.0 1.0/1.

2

TG SE - - -

Mái chØ cã

LL, IM, CE

- 0.7

5

- - - - - - - - - -

Chó thÝch:

+ Gi¸ trÞ lín h¬n ®èi víi hÖ sè t¶i träng cña TU, CR vµ SH ®Ó tÝnh ®Õn

biÕn d¹ng, gi¸ trÞ nhá h¬n ®Ó tÝnh çc hiÖu øng kh¸c.


12


+ HÖ sè t¶i träng ®èi víi lón ®îc quy ®Þnh cô thÓ trong çc ®å ¸n.

+ HÖ sè t¶i träng ®èi víi gradien nhiÖt lÊy nh sau:

1. B»ng 0 t¹i TTGH cêng ®é vµ ®Æc biÖt.

2. B»ng 1 t¹i TTGH sö dông khi kh«ng cã ho¹t t¶i.

3. B»ng 0,5 t¹i TTGH sö dông khi cã ho¹t t¶i.

- HÖ sè t¶i träng dïng cho çc t¶i träng thêng xuyªn.B¶ng 2.22 – HÖ sè t¶i träng dïng cho t¶i träng thêng xuyªn

STT KÝ hiÖu Tªn t¶i trängHÖ sè t¶i träng

Max Min

1 DC TÜnh t¶i giai ®o¹n I 1.25 0.90

2 DD Ma s¸t ©m 1.80 0.45

3 DW TÜnh t¶i giai ®o¹n II 1.50 0.65

4

EH ¸p lùc ngang cña ®Êt

+ Chñ ®éng.

+ TÜnh

1.50

1.35

0.90

0.90

5 EL øng suÊt do qu¸ tr×nh hîp long 1.00 1.00

6

EV ¸p lùc th¼ng ®øng

+ æn ®Þnh tæng thÓ

+ KÕt cÊu têng ch¾n

1.35

1.35

Kh«ng cã

1.00

7 ES §Êt chÊt thªm 1.50 0.75

3.3.2.3. HÖ sè lµn:

- Trong mçi trêng hîp t¶i träng nÕu chiÒu dµi nhÞp Ltt 25m th× ph¶i xÐt

thªm hÖ sè lµn xe m (gi¸ trÞ nµy mÆc ®Þnh lµ 1).

- HÖ sè lµn m ®îc lÊy nh sau:

B¶ng: HÖ sè lµn xe mSè lµn n HÖ sè lµn m

1 1.22 1.03 0.85

> 3 0.65

3.3.2.4. HÖ sè xung kÝch: (Dynamic Allowance)

- Khi tÝnh to¸n mèi nèi b¶n mÆt cÇu (tÝnh cho çc tr¹ng th¸i giíi h¹n)

- Khi tÝnh to¸n çc cÊu kiÖn kh¸c.

+ TÝnh theo tr¹ng th¸i giíi h¹n mái vµ gißn :

+ TÝnh theo çc tr¹ng th¸i giíi h¹n kh¸c:

- T¶i träng Ngêi vµ t¶i träng lµn thiÕt kÕ


13


3.3.3. X¸c ®Þnh hÖ sè ph©n bè ngang (HÖ sè ph©n phèi t¶i träng)

3.3.3.1. Nguyªn t¾c tÝnh to¸n.

- KÕt cÊu CÇu lµ mét kÕt cÊu kh«ng gian trong ®ã mäi bé phËn ®Òu tham

gia chÞu t¶i víi mét møc ®é kh¸c nhau do ®ã trong tÝnh to¸n th× ta ph¶i

tÝnh ®Õn sù ph©n bè t¶i träng gi÷a çc bé phËn.

- ViÖc tÝnh to¸n ph©n phèi t¶i träng phô thuéc vµo:

+ §é cøng cña çc bé phËn.

+ Liªn kÕt cña çc bé phËn.

+ VÞ trÝ ®Æt ho¹t t¶i.

3.3.3.2. Çc nhãm ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n ph©n phèi t¶i träng.

a. Nhãm 1: Ph¬ng ph¸p dÇm + m¹ng dÇm.

- Çc ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n thuéc nhãm nµy coi kÕt cÊu nhÞp cÇu lµ mét hÖ

thanh.

+ Gi¶ thiÕt çc sên däc cÇu vßm hay çc dÇm däc ®Òu ®îc coi lµ çc

thanh däc.

+ Gi¶ thiÕt çc sên ngang hay sên chÐo lµ çc thanh ngang hay thanh

chÐo.

+ B¶n mÆt cÇu ®îc coi lµ chÞu lùc côc bé vµ truyÒn t¶i träng lªn çc bé

phËn ®ì nã nh dÇm däc, dÇm ngang...

- Çc ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n thuéc nhãm 1:

+ Ph¬ng ph¸p ®ßn bÈy.

+ Ph¬ng ph¸p nÐn lÖch t©m.

+ Ph¬ng ph¸p gèi ®µn håi.

b. Nhãm 2: Ph¬ng ph¸p thanh thµnh máng

Çc ph¬ng ph¸p thuéc nhãm nµy gi¶ thiÕt kÕt cÊu cÇu lµ çc thanh

thµnh máng cã mÆt c¾t kÝn hoÆc hë.

c. Nhãm 3: Ph¬ng ph¸p b¶n.

Çc ph¬ng ph¸p thuéc nhãm nµy gi¶ thiÕt kÕt cÊu cÇu lµ mét d¹ng b¶n

hay hÖ thèng b¶n.

d. Nhãm 4: Ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n.

Çc ph¬ng ph¸p thuéc nhãm nµy ph©n tÝch vµ tÝnh to¸n kÕt cÊu cÇu

theo ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n. §©y lµ ph¬ng ph¸p m« h×nh ho¸ kÕt cÊu

cÇu gÇn ®óng nhÊt, tuy nhiªn khi tÝnh to¸n theo ph¬ng ph¸p nµy th× cÇn

thiÕt ph¶i cã sù hç trî cña m¸y tÝnh.

3.3.3.3. Ph¬ng ph¸p ®ßn bÈy.

a. Gi¶ thiÕt tÝnh to¸n.

- Gi¶ thiÕt kÕt cÊu ngang lµ dÇm gi¶n ®¬n hoÆc dÇm hÉng gèi chèt lªn çc

dÇm däc vµ bÞ c¾t rêi trªn çc dÇm däc. Do ®ã khi ®Æt t¶i träng lªn kÕt

cÊu ngang n»m trong ph¹m vi cña hai dÇm däc nµo th× chØ cã hai dÇm däc


14


®ã chÞu theo nguyªn t¾c ®ßn bÈy tøc lµ nh nguyªn t¾c tÝnh ph¶n lùc cña

mét dÇm gi¶n ®¬n.

b. Ph¹m vi ¸p dông.

- ¸p dông cho cÇu cã Ýt dÇm chñ: n = (2 4) dÇm.

- ¸p dông khi tÝnh to¸n cÇu b¶n l¾p ghÐp.

- ¸p dông khi tÝnh to¸n hÖ sè ph©n bè ngang t¹i mÆt c¾t gèi.

- §èi víi cÇu cã nhiÒu dÇm chñ th× ta tÝnh hÖ sè ph©n bè ngang theo ph-

¬ng ph¸p ®ßn bÈy khi hÖ sè mÒm: 1,5. Tøc lµ khi ®ã ®é cøng cña kÕt

cÊu ngang nhá h¬n nhiÒu so víi ®é cøng cña dÇm chñ.

c. Néi dung tÝnh to¸n.

- VÏ ®êng ¶nh hëng ph¶n lùc gèi Ri (ph¶n lùc cña çc dÇm chñ)

- XÕp t¶i träng bÊt lîi lªn ®êng ¶nh hëng:

1

1

1,8m 1,2m 1,8m

1,8m

0,6m

0,5m 1,8m

§AH R1

§AH R3

1 2 3 4 5 6

H×nh 3.5: TÝnh hÖ sè ph©n bè ngang theo ph¬ng ph¸p ®ßn bÈy.

- ¸p lùc tõ trôc xe lªn çc dÇm chñ:

Trong ®ã:

+ Q: ¸p lùc trôc xe.

+ Ri: Ph¶n lùc gèi.

+ yi: Tung ®é ®êng ¶nh hëng ph¶n lùc.

- Khi tÊt c¶ çc trôc b»ng 1 th× ¸p lùc cña çc trôc xe t¸c dông lªn dÇm chñ

lµ:

Khi ®ã ta gäi hÖ sè: lµ hÖ sè ph©n bè ngang cho çc dÇm chñ.

- HÖ sè ph©n bè ngang cña t¶i träng Ngêi ®îc tÝnh theo c«ng thøc:


15


Trong ®ã:

+ ble: Lµ bÒ réng lÒ ®i bé.

+ gng: HÖ sè ph©n bè ngang cña t¶i träng Ngêi.

+ y1: Lµ tung ®é §AH t¹i vÞ trÝ mÐp ngoµi cña bÒ réng lÒ ®i bé.

+ y2: Lµ tung ®é §AH t¹i vÞ trÝ mÐp trong cña bÒ réng lÒ ®i bé.

3.3.3.4. TÝnh hÖ sè ph©n bè ngang cho t¶i träng HL93 theo 22TCN

272 – 05.

a. §iÒu kiÖn tÝnh to¸n.

- Ph¬ng ph¸p tÝnh hÖ sè ph©n bè ngang trong 22TCN 272 – 05 chØ ¸p dông

cho çc cÇu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn sau:

+ BÒ réng mÆt cÇu kh«ng thay ®æi trªn suèt chiÒu dµi nhÞp.

+ Sè dÇm chñ 4, trõ khi cã quy ®Þnh kh¸c.

+ Çc dÇm chñ song song víi nhau vµ cã ®é cøng xÊp xØ nhau.

+ PhÇn hÉng cña ®êng xe ch¹y 910mm trõ khi cã quy ®Þnh kh¸c.

+ MÆt c¾t ngang cÇu phï hîp víi quy ®Þnh trong b¶ng 1.

B¶ng 1: Çc mÆt c¾t ngang KCN cÇu thÐpSTT CÊu kiÖn ®ì Lo¹i mÆt cÇu MÆt c¾t ®iÓn h×nh

1

DÇm thÐp

Bªt«ng ®óc t¹i chç,

®óc s½n hoÆc b»ng líi

thÐp m¾t ço. (a

)

2DÇm thÐp

hép kÝnBªt«ng ®óc t¹i chç

(b

)

3

DÇm thÐp

hép hë

Bªt«ng ®óc t¹i chç

hoÆc ®óc s½n


16


(c

)

- Khi kÕt cÊu nhÞp ®· cÊu t¹o tho¶ m·n çc ®iÒu kiÖn trªn th× t¶i träng th-

êng xuyªn cña b¶n mÆt cÇu vµ t¶i träng trªn b¶n mÆt cÇu (líp phñ mÆt

cÇu...) ®îc xem nh ph©n bè ®Òu cho çc dÇm chñ hoÆc ph©n bè ®Òu cho

çc dÇm chñ vµ dÇm däc hoÆc ph©n bè ®Òu cho çc dÇm däc nh trong

KCN cÇu dµn.

b. TÝnh tham sè ®é cøng däc.

- C«ng thøc tÝnh:

Víi:

Trong ®ã:

+ EB: M«®un ®µn håi cña vËt liÖu chÕ t¹o dÇm (MPa).

+ ES: M«®un ®µn håi cña vËt liÖu chÕ t¹o b¶n (MPa).

+ I: M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t dÇm chñ (mm4).

+ A: DiÖn tÝch mÆt c¾t dÇm chñ hay dÇm däc phô (mm2).

+ eg: Kho¶ng çch tõ träng t©m dÇm ®Õn träng t©m b¶n (mm).

+ Çc trÞ sè I vµ A ph¶i ®îc lÊy theo mÆt c¾t dÇm kh«ng liªn hîp.

c. TÝnh hÖ sè ph©n bè ngang cho ho¹t t¶i HL93.

- X¸c ®Þnh c«ng thøc tÝnh hÖ sè ph©n bè ngang: C¨n cø vµo lo¹i kÕt cÊu

dÇm, mÆt c¾t thÝch hîp (a hoÆc b hoÆc c trong b¶ng 1) vµ ph¹m vi ¸p

dông tõ ®ã tra b¶ng 2 ®Ó t×m c«ng thøc tÝnh hÖ sè ph©n bè ngang cho

phï hîp, sau ®ã thay çc gi¸ trÞ t¬ng øng vµo ®Ó t×m gi¸ trÞ cña hÖ sè

ph©n bè ngang.

- Çc ký hiÖu sau ®©y ®îc ¸p dông cho çc b¶ng 4.6.2.2.2 ®Õn

4.6.2.2.3:

+ A: DiÖn tÝch cña dÇm däc phô, dÇm hoÆc dÇm tæ hîp (mm2)

+ b: BÒ réng cña dÇm (mm)

+ C: Tham sè ®é cøng

+ d: ChiÒu cao cña dÇm hoÆc dÇm däc phô (mm)

+ do: Kho¶ng çch gi÷a tim b¶n bông phÝa ngoµi cña dÇm biªn vµ

mÐp trong cña bã vØa hoÆc lan can ch¾n xe (mm)

+ do: ChiÒu dµi phÇn hÉng cña ®êng xe ch¹y.

+ D: BÒ réng ph©n bè trªn lµn (mm)

+ e: HÖ sè ®iÒu chØnh


17


+ g: HÖ sè ph©n bè

+ Ip: M« men qu¸n tÝnh cùc (mm4)

+ J: M« men qu¸n tÝnh chèng xo¾n St. Venant

+ K: H»ng sè cho çc lo¹i kÕt cÊu kh¸c nhau

+ Kg: Tham sè ®é cøng däc (mm4)

+ L: ChiÒu dµi nhÞp dÇm.

+ Nb: Sè dÇm, dÇm däc phô hoÆc dÇm tæ hîp

+ Nc: Sè ng¨n trong mét dÇm hép bª t«ng

+ NL: Sè lµn thiÕt kÕ nªu trong §iÒu 3.6.1.1.1

+ S: Kho¶ng çch cña çc dÇm hoÆc çc b¶n bông dÇm (mm)

+ tg: ChiÒu dµy cña líi thÐp hoÆc tÊm thÐp lîn sãng (mm)

+ to: ChiÒu dµy cña líp phñ (mm)

+ ts : ChiÒu dµy cña b¶n bª t«ng (mm)

+ W : BÒ réng mÐp®Õn mÐp cña cÇu (mm)

+ We: 1/2 kho¶ng çch b¶n bông dÇm, céng víi tæng phÇn hÉng

(mm)

+ : Gãc chÐo (§é)

+ : HÖ sè Poisson

B¶ng 2: HÖ sè ph©n bè t¶i träng theo lµn

Néi

lùc

Lo¹i

kÕt

cÊu

HÖ sè ph©n bè t¶i

träng

HÖ sè ®iÒu

chØnh ®é

chÐo

Ph¹m vi

¸p dông

M«

men

dÇm

tron

g

Loại a,

mặt cầu

bằng bản

bªt«ng

Mét lµn chÞu t¶i

Sè lµn chÞu t¶i 2Nếu < 300,

C1=0,0

Nếu > 600, sử

dụng = 600

1100S490

0

110 ts 300

6000L730

00

Nb 4

Dïng gi¸ trị nhỏ hơn trong


18


hai gi¸ trị trªn với Nb=3 hoặc

tÝnh theo nguyªn t¾c ®ßn

bÈy.

Nb = 3

Loại a,

mặt cầu

bằng líi

thÐp

m¾t c¸o

Mét lµn chÞu t¶i.

S/2300 nếu tg < 100 mm

S/3050 nếu tg 100 mm

Sè lµn chÞu t¶i 2

S/2400 nếu tg < 100 mm

S/3050 nếu tg 100 mm

KAD

S 1800mm

S 3200mm

Loại b,c

mặt cầu

bằng bản

bªt«ng

Số lµn chịu tải bất kỳ

KAD

Loại a,

mặt cầu

bằng

tÊm t«n

lîn sãng


S / 2800


S / 2700

KAD

S 1700mm

tg 50

B¶ng 2: HÖ sè ph©n bè t¶i träng theo lµn (TiÕp)

Néi

lùc

Lo¹i

kÕt

cÊu

HÖ sè ph©n bè t¶i

träng

HÖ sè ®iÒu

chØnh ®é

chÐo

Ph¹m vi ¸p

dông

M«

men

dÇm

biªn

Loại a,

mặt cầu

bằng bản

bªt«ng


TÝnh theo nguyªn t¾c ®ßn

bÈy


g = e.gdÇm trong Nếu < 300,

C1=0,0

Nếu > 600, sử

dụng = 600

-300 de1700

Nb 4

Dïng gi¸ trị nhỏ hơn trong

hai gi¸ trị trªn với Nb=3

Nb = 3


19


hoặc tÝnh theo nguyªn t¾c

®ßn bÈy

Loại a,

mặt cầu

bằng líi

thÐp

m¾t ço

Số lµn chịu tải bÊt k× ®Òu


bÈyKAD

¸p dông cho

mäi trêng hîp

Lùc

c¾t

dÇm

tron

g

Loại a,

mặt cầu

bằng bản

bªt«ng


Sè lµn chÞu t¶i 2 với 00 600

1100S4900

110 ts 300

6000L7300

0

4.109Kg3.1012

Nb 4

Nguyªn t¾c ®ßn bÈy Nb = 3

Loại a,

mặt cầu

bằng líi

thÐp

m¾t ço



bÈy KAD

¸p dông cho

mäi trêng hîp

Lùc

c¾t

dÇm

biªn

Loại a,

mặt cầu

bằng bản

bªt«ng


TÝnh theo nguyªn t¾c ®ßn

bÈy


g = e. gdầm trong với 00 600

300 de1700

Nb 4

Nguyªn t¾c ®ßn bÈy Nb = 3

Loại a,

MC bằng

líi thÐp

m¾t ço



bÈy

KAD

¸p dông cho

mäi trêng hîp

d. TÝnh hÖ sè ph©n bè ngang cho t¶i träng Ngêi.

- TÝnh hÖ sè ph©n bè ngang cho t¶i träng Ngêi ®i nÕu bÒ réng ®êng ngêi

®i bé ble > 0,6m.

- Trong quy tr×nh kh«ng tr×nh bÇy çch tÝch hÖ sè ph©n bè ngang cho t¶i

träng Ngêi ®i bé, do ®ã ta cã thÓ tÝnh nh sau:

+ §èi víi dÇm biªn tÝnh theo ph¬ng ph¸p ®ßn bÈy, khi xÕp t¶i träng Ng-

êi ®i ë lµn s¸t víi dÇm biªn ®ang tÝnh. HÖ sè nµy dïng cho c¶ m«men vµ lùc

c¾t.


20


1

H×nh 3.7: TÝnh hÖ sè ph©n bè ngang cho dÇm biªn.

=> HÖ sè ph©n bè ngang cña t¶i träng Ngêi ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

Trong ®ã:

+ ble: Lµ bÒ réng lÒ ®i bé.

+ y1: Lµ tung ®é §AH t¹i vÞ trÝ mÐp ngoµi cña bÒ réng lÒ ®i bé.

+ y2: Lµ tung ®é §AH t¹i vÞ trÝ mÐp trong cña bÒ réng lÒ ®i bé.

+ §èi víi dÇm trong th× ta xÕp t¶i träng Ngêi lªn c¶ hai lÒ ®i bé vµ coi

nh t¶i träng nµy ph©n bè ®Òu cho çc dÇm chñ:

Víi n: Lµ sè dÇm chñ.

3.4.5. VÏ ®êng ¶nh hëng néi lùc.

3.4.5.1. §èi víi kÕt cÊu nhÞp gi¶n ®¬n.

- §èi víi kÕt cÊu nhÞp gi¶n ®¬n th× ta cã thÓ ¸p dông çc bµi to¸n cña c¬

häc kÕt cÊu ®Ó vÏ biÓu ®å néi lùc vµ ®êng ¶nh hëng néi lùc t¹i çc mÆt

c¾t.

- BiÒu ®å m«men vµ biÓu ®å lùc c¾t.


21


§AH

VV

qL8

2

§AHM M

LttLtt

x

H×nh 3.8: BiÓu ®å vµ §AH néi lùc cña dÇm gi¶n ®¬n.

+ DiÖn tÝch §AH M t¹i mÆt c¾t çch tim gèi ®o¹n b»ng x tÝnh theo

c«ng thøc:

+ DiÖn tÝch §AH V t¹i mÆt c¾t çch tim gèi ®o¹n b»ng x tÝnh theo

c«ng thøc:

3.4.5.2. §èi víi kÕt cÊu nhÞp liªn tôc.

- §èi víi kÕt cÊu nhÞp liªn tôc, do lµ kÕt cÊu siªu tÜnh nªn ta còng cã thÓ vÏ

biÓu ®å néi lùc vµ §AH néi lùc

b»ng çch gi¶i bµi to¸n c¬ häc

kÕt cÊu, tuy nhiªn biÖn ph¸p tèt

nhÊt lµ sö dông çc phÇn mÒm

ph©n tÝch kÕt cÊu nh Sap

2000, Midas 6.3 ®Ó thùc hiÖn

c«ng viÖc nµy.

H×nh 3.9a: BiÓu ®å m«men vµ lùc

c¾t

- §êng ¶nh hëng néi lùc.

§AH

§AH

Q

M

H×nh 3.9b: §AH m«men vµ lùc c¾t t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp

- DiÖn tÝch §AH néi lùc t¹i mÆt c¾t bÊt k× ®îc tÝnh b»ng çch xuÊt §AH

thµnh file text sau ®ã dïng ch¬ng tr×nh so çc sinh viªn líp CÇu ®êng bé

K37 lËp trªn m«i trêng Visua Basic 6.0 ®Ó tÝnh diÖn tÝch tõng phÇn §AH néi

lùc.


22

V

M


3.4.6. X¸c ®Þnh néi lùc do tÜnh t¶i.

- XÕp tÜnh t¶i lªn toµn bé chiÒu dµi ®êng ¶nh hëng néi lùc vµ tÝnh to¸n néi

lùc theo c¸c c«ng thøc:

;

;

Trong ®ã:

+ qtc, qtt: TÜnh t¶i tiªu chuÈn vµ tÜnh t¶i tÝnh to¸n

+ Mttc, Mt

tt : M« men uèn tiªu chuÈn vµ tÝnh to¸n do tÜnh t¶i.

+ Vttc, Vt

tt : Lùc c¾t tiªu chuÈn vµ tÝnh to¸n do tÜnh t¶i.

+ : Tæng diÖn tÝch ®êng ¶nh hëng m«men uèn vµ lùc c¾t cña

mÆt c¾t cÇn x¸c ®Þnh néi lùc.3.4.7. X¸c ®Þnh néi lùc do ho¹t t¶i

- TÝnh néi lùc do ho¹t t¶i ta sö dông ph¬ng ph¸p xÕp t¶i trùc tiÕp lªn §AH.

110kN

145kN 145kN 35kN

ql = 9,3kN/m

4,3m 4,3m

1,2m

110kN

Xe t¶i thiÕt kÕ

Xe 2 trôc thiÕt kÕ110kN

145kN 145kN 35kN

§AH M

Ltt

4,3m 4,3m

1,2m

110kN

Xe t¶i thiÕt kÕ

Xe 2 trôc thiÕt kÕ

ql = 9,3kN/m

§AH V

Ltt

Ltt

Ltt

H×nh 3.10: VÝ dô xÕp t¶i trªn §AH néi lùc.

- C«ng thøc tÝnh to¸n néi lùc do xe t¶i vµ xe 2 trôc thiÕt kÕ:

; ;

; ; .

- C«ng thøc tÝnh to¸n néi lùc do t¶i träng lµn:

; ;

; ;

- C«ng thøc tÝnh to¸n néi lùc do t¶i träng ngêi:

; ;

; ;

Trong ®ã:

+ ql; qng: T¶i träng lµn vµ t¶i träng Ngêi d¶i ®Òu.

+ Mhtc, Mh

tt, Mh’ : M« men uèn tiªu chuÈn, tÝnh to¸n vµ m«men uèn khi

tÝnh mái do ho¹t t¶i.


23


+ Vhtc, Vh

tt, Vh’: Lùc c¾t tiªu chuÈn, tÝnh to¸n vµ m«men uèn khi tÝnh

mái do ho¹t t¶i.

+ : Tæng diÖn tÝch §AH m«men uèn vµ lùc c¾t cña mÆt c¾t x¸c

®Þnh néi lùc.

+ yiM, yi

V: Lµ tung ®é §AH m«men vµ lùc c¾t t¹i vÞ trÝ trôc thø i.

+ gh, gl, gng: HÖ sè ph©n bè ngang cña ho¹t t¶i, t¶i träng lµn vµ t¶i träng

Ngêi.

+ 1 + IM: HÖ sè xung kÝch cña ho¹t t¶i.

+ h: HÖ sè t¶i träng cña ho¹t t¶i.3.4.8. Tæng hîp néi lùc.

- Néi lùc sau khi tÝnh to¸n ®îc sÏ ®îc tæ hîp c¸c trêng hîp gi÷a tÜnh t¶i vµ

ho¹t t¶i nh»m t×m ra gi¸ trÞ bÊt lîi nhÊt.

+ Víi cÇu ®êng « t«: néi lùc sÏ lµ tæ hîp bÊt lîi h¬n trong hai tæ hîp:

TH1: TÜnh t¶i + Xe t¶i thiÕt kÕ + t¶i träng lµn + §oµn Ngêi.

TH2: TÜnh t¶i + Xe 2 trôc thiÕt kÕ + t¶i träng lµn + §oµn Ngêi.

+ Víi cÇu ®êng s¾t: ta tÝnh víi mét tæ hîp.

TÜnh t¶i + §oµn tµu + §oµn ngêi.

- Trong thùc tÕ tÝnh to¸n chØ cÇn so s¸nh néi lùc do xe t¶i vµ xe hai trôc

sinh ra lµ sÏ biÕt tæ hîp t¶i träng nµo bÊt lîi h¬n vµ ®îc sö dông ®Ó tÝnh

to¸n.

3.4.X¸c ®Þnh §Æc trng h×nh häc


24


cña mÆt c¾t dÇm chñ.3.4.1. §THH cña mÆt c¾t dÇm kh«ng liªn hîp.

3.4.1.1. Sù ph¸t triÓn øng suÊt trong mÆt c¾t dÇm.

- CÇu dÇm kh«ng liªn hîp cã b¶n mÆt cÇu cã thÓ lµm b»ng bªt«ng hoÆc

b»ng gç. Khi ®ã b¶n mÆt cÇu chØ

®ãng vai trß t¹o ra mÆt ®êng xe ch¹y

vµ kh«ng tham gia lµm viÖc cïng víi

dÇm chñ nªn cÇu dÇm kh«ng liªn hîp

cã mÆt c¾t tÝnh to¸n lµ mÆt c¾t

dÇm thÐp.

- XÐt mét dÇm chñ chÞu uèn, khi ®ã

mÆt c¾t chÞu lùc bÊt lîi lµ mÆt c¾t gi÷a nhÞp víi sù h×nh thµnh øng suÊt

nh sau:

fy

fminfmin

fmax

I II III IV

A-A

I I

II II

fy fy

fyfy

Y1

Dcp

Dc

Y2

H×nh 3.11: BiÓu ®å ph¸t triÓn øng suÊt trªn mÆt c¾t dÇm

- C¸c giai ®o¹n ph¸t triÓn øng suÊt trªn mÆt c¾t dÇm chñ:

+ Giai ®o¹n I: MÆt c¾t lµm viÖc trong giíi h¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n II: §iÓm øng suÊt lín nhÊt trªn mÆt c¾t ®· ®¹t ®Õn giíi h¹n

ch¶y, søc kh¸ng t¬ng øng cña mÆt c¾t trong giai ®o¹n nµy lµ m«men ch¶y

(My).

+ Giai ®o¹n III: Mét phÇn mÆt c¾t ®· bÞ ch¶y, phÇn kh¸c vÉn lµm viÖc

trong giíi h¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n IV: MÆt c¾t bÞ ch¶y hoµn toµn, søc kh¸ng t¬ng øng cña

mÆt c¾t trong giai ®o¹n nµy lµ m«men dÎo (MP).

- Mét mÆt c¾t chÞu uèn tõ lóc b¾t ®Çu chÞu lùc cho ®Õn khi ph¸ ho¹i, ph¸t

triÓn tèi ®a qua 4 giai ®o¹n lµm viÖc nh vËy.

- Trong thùc tÕ tÝnh to¸n cÇu dÇm kh«ng liªn hîp ta chØ quan t©m ®Õn 2

giai ®o¹n lµm viÖc cña mÆt c¾t lµ:

+ Giai ®o¹n I: MÆt c¾t lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n II: MÆt c¾t ch¶y dÎo hoµn toµn, søc kh¸ng t¬ng øng cña



25

A

8qL

2

M

A


3.4.1.2. X¸c ®Þnh §THH mÆt c¾t dÇm chñ trong giai ®o¹n ®µn håi

- MÆt c¾t tÝnh to¸n: mÆt c¾t dÇm thÐp (Steel Beam)

- DiÖn tÝch mÆt c¾t:

- X¸c ®Þnh m«men tÜnh cña tiÕt diÖn víi trôc

®i qua ®¸y dÇm thÐp:

- Kho¶ng çch tõ ®¸y dÇm ®Õn TTH I-I mÆt

c¾t giai ®o¹n I (giai ®o¹n ®µn håi):

H×nh 3.12: MÆt c¾t

dÇm G§ I

- Kho¶ng çch tõ mÐp trªn b¶n bông ®Õn TTH I-I lµ:

- X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t dÇm ®èi víi TTH I-I

+ M«men qu¸n tÝnh b¶n bông:

+ M«men qu¸n tÝnh b¶n çnh chÞu nÐn:

+ M«men qu¸n tÝnh b¶n çnh chÞu kÐo:

+ M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn dÇm thÐp:

- X¸c ®Þnh m«men tÜnh cña mÆt c¾t ®èi víi TTH I-I:

3.4.1.3. X¸c ®Þnh §THH mÆt c¾t dÇm chñ trong giai ®o¹n ch¶y dÎo.

a. MÆt c¾t tÝnh to¸n.

- Giai ®o¹n IV: MÆt c¾t bÞ ch¶y hoµn

toµn, søc kh¸ng t¬ng øng cña mÆt c¾t

trong giai ®o¹n nµy lµ m«men dÎo (MP).

- MÆt c¾t tÝnh to¸n: mÆt c¾t dÇm thÐp.

H×nh: MÆt c¾t giai ®o¹n ch¶y

dÎo.


26

TTH

fmin

fmax

I I

Y1

TTH

HsbII II

Y2

fy

fy


b. X¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ dÎo (PNA).

- TÝnh lùc dÎo cña çc phÇn cña mÆt c¾t dÇm:

+ Lùc dÎo t¹i b¶n çnh chÞu kÐo cña dÇm thÐp: Pt = Fyt.bt. tt

+ Lùc dÎo t¹i b¶n çnh chÞu nÐn cña dÇm thÐp: Pc = Fyc.bc. tc

+ Lùc dÎo t¹i sên dÇm thÐp: Pw = Fyw.Dw. tw

- VÞ trÝ trôc trung hoµ dÎo (PNA) ®îc x¸c ®Þnh nh sau:

+ NÕu: Pc > Pt + Pw => TTH ®i qua b¶n çnh chÞu

nÐn.

+ NÕu: Pt > Pc+ Pw => TTH ®i qua b¶n çnh chÞu

kÐo.

+ NÕu: Pc < Pt + Pw vµ Pt < Pc+ Pw => TTH ®i qua sên dÇm.

- X¸c ®Þnh chiÒu cao phÇn sên dÇm chÞu nÐn:

1. Tr êng hîp trôc trung hoµ ®i qua s ên dÇm.

+ S¬ ®å tÝnh:

TTH

Hsb

TTHMp

Ac.Fyc

Dcp.tw.Fyw

(Dw-Dcp).tw.Fyw

At.Fyt

II II II-II

Y2

fy

fy

H×nh 3.24: S¬ ®å x¸c ®Þnh chiÒu cao vïng chÞu nÐn.

+ ViÕt ph¬ng tr×nh c©n b»ng lùc däc theo ph¬ng ngang ta cã c«ng

thøc x¸c ®Þnh chiÒu cao vïng chÞu nÐn cña sên dÇm:

=>

Trong ®ã:

+ Dw: ChiÒu cao sên dÇm thÐp.

+ At, Ac: Diện tÝch çnh chịu kÐo vµ çnh chÞu nÐn.

+ Aw: DiÖn tÝch sên dÇm.

+ Fyt, Fyc: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña thÐp lµm b¶n çnh

chÞu kÐo vµ chÞu nÐn (MPa).

+ Fyw: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña sên dÇm (MPa).


27


2. Çc tr êng hîp kh¸c:

+ Trêng hîp TTH ®i qua b¶n çnh chÞu nÐn th× chiÒu cao chÞu nÐn

cña sên dÇm Dcp = 0 vµ coi nh yªu cÇu ®é m¶nh trong çc mÆt c¾t

®Æc ch¾c ®· tho¶ m·n.

+ Trêng hîp TTH ®i qua b¶n çnh chÞu kÐo th× chiÒu cao chÞu nÐn cña

sên dÇm lµ Dcp = Dw.

c. X¸c ®Þnh çc §THH cña mÆt c¾t.

- DiÖn tÝch mÆt c¾t:

- Kho¶ng çch tõ ®¸y mÆt c¾t ®Õn trôc trung hoµ II-II lµ:

- X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t dÇm ®èi víi TTH II-II





- X¸c ®Þnh m«men tÜnh cña mÆt c¾t ®èi víi TTH II - II:

3.4.1.4. X¸c ®Þnh M«men ch¶y (My) vµ m«men dÎo (Mp).

a. M«men ch¶y.

- M«men ch¶y (My) ë mÆt c¾t ®îc lÊy b»ng tæng çc m«men t¸c dông vµo

dÇm thÐp, ®Ó g©y ra tr¹ng th¸i ch¶y ®Çu tiªn ë mét trong 2 çnh cña dÇm

thÐp (kh«ng xÐt ®Õn ch¶y ë sên dÇm cña mÆt c¾t lai).

Trong ®ã:

+ MD1: m«men uèn do tÜnh giai ®o¹n I t¸c dông trªn mÆt c¾t dÇm

thÐp.

+ MD2: M«men uèn do tÜnh t¶i giai đoạn II t¸c dông trªn mÆt c¾t liªn

hîp.

+ MAD: M«men uèn bæ sung cÇn thiÕt ®Ó g©y ch¶y ë mét b¶n biªn

thÐp. M«men nµy do ho¹t t¶i cã hÖ sè vµ ®îc tÝnh to¸n theo m«men kh¸ng

uèn cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.


28


- Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n néi lùc t¹i c¾t mÆt c¾t ta sÏ tÝnh ®îc gi¸ trÞ

m«men do tÜnh t¶i giai ®o¹n I g©y ra lµ MD1 vµ m«men do tÜnh t¶i giai

®o¹n II g©y ra lµ MD2.

- X¸c ®Þnh m«men uèn bæ sung MAD.

+ øng suÊt trong dÇm thÐp do MD1:

+ øng suÊt trong dÇm thÐp do MAD.

+ Khi øng suÊt çnh dÇm thÐp ®¹t ®Õn giíi h¹n ch¶y ta cã:

=>

=>

+ M«men uèn bæ xung: MAD

vµ =>

=> Nh vËy ta cã:

Trong ®ã:

+ yIt, yI

b: Kho¶ng çch tõ TTH I-I ®Õn mÐp trªn vµ mÐp díi cña dÇm

thÐp.

+ INC : M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t dÇm thÐp.

+ MtAD, Mb

AD: M«men uèn bæ xung cÇn thiÕt ®Ó g©y ra tr¹ng th¸i ch¶y ë

®Çu tiªn ë mÐp trªn vµ mÐp díi cña dÇm thÐp.

+ fy: Lµ giíi h¹n ch¶y cña thÐp.

b. M«men dÎo.

- M«men dẻo (Mp) lµ m«men øng víi khi toµn mÆt c¾t ®¹t ®Õn cêng ®é

ch¶y. Khi tÝnh m«men dÎo ph¶i lÊy m«men cña çc lùc dÎo t¹i çc phÇn cña

mÆt c¾t ®èi víi trôc trung hoµ dÎo (PNA).

- C«ng thøc tÝnh m«men dÎo:

Trong ®ã:

+ Pi: lµ lùc dÎo thø i.

+ Zi: Kho¶ng çch tõ ®iÓm ®Æt cña lùc dÎo thø i ®Õn trôc trung hoµ

dÎo.

- Trong trêng hîp TTH ®i qua sên dÇm ta cã s¬ ®å tÝnh:


29


TTH

Hsb

TTHMp

Ac.Fyc

Dcp.tw.Fyw

(Dw-Dcp).tw.Fyw

At.Fyt

II II II-II

Y2

fy

fy

H×nh 3.25: S¬ ®å tÝnh m«men dÎo cña mÆt c¾t.

LÊy tæng m«men çc thµnh phÇn lùc dÎo ®èi víi trôc trung hoµ dÎo ta

cã:

- Trêng hîp TTH ®i qua b¶n çnh trªn ta cã s¬ ®å tÝnh:

- Trêng hîp TTH ®i qua b¶n çnh díi ta cã s¬ ®å tÝnh:3.4.2. §THH cña mÆt c¾t dÇm liªn hîp chÞu m«men uèn d¬ng.

3.4.2.1. Kh¸i niÖm chung.

- MÆt c¾t chÞu m«men uèn d¬ng thêng gÆp trong kÕt cÊu nhÞp gi¶n ®¬n

vµ mÆt c¾t trong khu vùc gi÷a nhÞp cña kÕt cÊu nhÞp liªn tôc.

- Trong mÆt c¾t chÞu m«men uèn d¬ng th× b¶n çnh díi cña dÇm thÐp sÏ

chÞu kÐo cßn b¶n çnh trªn cña dÇm thÐp vµ b¶n bªt«ng sÏ chÞu nÐn. Nh

vËy b¶n bªt«ng võa ®ãng vai trß lµm b¶n mÆt cÇu võa tham gia chÞu lùc

cïng víi dÇm chñ. Do bªt«ng chÞu nÐn nªn nã sÏ tham gia lµm viÖc cïng víi

dÇm thÐp cho ®Õn tËn giai ®o¹n

ch¶y dÎo.

3.4.2.2. Sù ph¸t triÓn øng suÊt

trong mÆt c¾t.

- XÐt mét mÆt c¾t dÇm chñ chÞu

m«men uèn d¬ng, khi ®ã mÆt c¾t

chÞu lùc bÊt lîi lµ mÆt c¾t gi÷a nhÞp víi sù h×nh thµnh øng suÊt nh sau:


30

A

8qL

2

M

A


Hsb

II II

I

I I

II III

III III

IV V

Y1Z1

Hcb

fsbt

fsbc

fsbt

fsbc

fcc

fsbc

f 'c

fy fy fy

fy fy

f 'c f 'c

H×nh 3.17: BiÓu ®å øng suÊt trªn mÆt c¾t dÇm

Trong ®ã:

+ fsbt: Lµ øng suÊt t¹i mÐp dÇm thÐp chÞu kÐo.

+ fsbc: Lµ øng suÊt t¹i mÐp dÇm thÐp chÞu nÐn.

+ fcc: Lµ øng suÊt t¹i mÐp trªn b¶n bªt«ng chÞu nÐn.

+ fc’: Cêng ®é chÞu nÐn cña bªt«ng ë tuæi 28 ngµy.

+ fy: Giíi h¹n ch¶y cña thÐp.

+ Dw: ChiÒu cao b¶n bông.

+ Hsb: ChiÒu cao cña mÆt c¾t dÇm thÐp.(Steel Beam)

+ Hcb: ChiÒu cao cña mÆt c¾t dÇm liªn hîp. (Composite Beam).

+ Dcp: Lµ chiÒu cao phÇn sên dÇm chÞu nÐn giai ®o¹n ch¶y dÎo.


+ Giai ®o¹n I: MÆt c¾t dÇm thÐp lµm viÖc trong giíi h¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n II: B¶n bªt«ng ®¹t cêng ®é 80%fc’ vµ t¹o ra hiÖu øng liªn

hîp.Toµn bé mÆt c¾t vÉn lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n III: §iÓm øng suÊt lín nhÊt trªn mÆt c¾t ®· ®¹t ®Õn giíi

h¹n ch¶y, søc kh¸ng t¬ng øng cña mÆt c¾t trong giai ®o¹n nµy lµ

m«men ch¶y (My).

+ Giai ®o¹n IV: Mét phÇn mÆt c¾t ®· bÞ ch¶y, phÇn kh¸c vÉn lµm viÖc


+ Giai ®o¹n V: MÆt c¾t bÞ ch¶y hoµn toµn, søc kh¸ng t¬ng øng cña


- Mét mÆt c¾t chÞu uèn tõ lóc b¾t ®Çu chÞu lùc cho ®Õn khi ph¸ ho¹i, ph¸t

triÓn tèi ®a qua 5 giai ®o¹n lµm viÖc nh vËy.

- Trong thùc tÕ tÝnh to¸n víi mÆt c¾t dÇm liªn hîp chÞu m«men uèn d¬ng ta

chØ quan t©m ®Õn 3 giai ®o¹n lµm viÖc cña mÆt c¾t ®ã lµ:

+ Giai ®o¹n I: MÆt c¾t dÇm thÐp lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n II: B¶n bªt«ng ®¹t cêng ®é 80%fc vµ t¹o ra hiÖu øng liªn

hîp. Toµn bé mÆt c¾t vÉn lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi.


31


+ Giai ®o¹n III: MÆt c¾t ch¶y dÎo hoµn toµn, søc kh¸ng t¬ng øng cña

mÆt c¾t trong giai ®o¹n nµy lµ m«men dÎo (MP)

3.4.2.3. X¸c ®Þnh §THH mÆt c¾t dÇm giai ®o¹n

I.

- Giai ®o¹n 1: Khi thi c«ng xong dÇm thÐp vµ ®· ®æ

b¶n bª t«ng mÆt cÇu, tuy nhiªn gi÷a dÇm thÐp vµ

b¶n bª t«ng cha t¹o ra hiÖu øng liªn hîp.


H×nh 3.18: MÆt c¾t dÇm giai ®o¹n I

- DiÖn tÝch mÆt c¾t dÇm thÐp:

- X¸c ®Þnh m«men tÜnh cña tiÕt diÖn víi trôc ®i qua ®¸y dÇm thÐp:

- Kho¶ng c¸ch tõ ®¸y dÇm ®Õn TTH mÆt c¾t giai ®o¹n I:

- ChiÒu cao phÇn sên dÇm chÞu nÐn:






- X¸c ®Þnh m«men tÜnh cña mÆt c¾t dÇm thÐp ®èi víi TTH I-I:

3.2.2.4. X¸c ®Þnh §THH mÆt c¾t dÇm

giai ®o¹n II.



32

I I

HsbDw

Dc2

II II

I I

Y1Z1

Hcb


- Giai ®o¹n 2: Khi b¶n mÆt cÇu ®· ®¹t cêng ®é vµ tham gia lµm viÖc t¹o ra

hiÖu øng liªn hîp gi÷a dÇm thÐp vµ b¶n BTCT.

- MÆt c¾t tÝnh to¸n lµ mÆt c¾t liªn hîp => §Æc trng h×nh häc mÆt c¾t

giai ®o¹n II lµ ®Æc trng h×nh häc cña tiÕt diÖn liªn hîp.

H×nh 3.19: MÆt c¾t dÇm chñ giai ®o¹n II

b. X¸c ®Þnh bÒ réng tÝnh to¸n cña b¶n bªt«ng.

- Trong tÝnh to¸n kh«ng ph¶i toµn bé b¶n bªt«ng mÆt cÇu tham gia lµm viÖc

chung víi dÇm thÐp theo ph¬ng däc cÇu. BÒ réng b¶n bªt«ng lµm viÖc

chung víi dÇm thÐp hay cßn gäi lµ bÒ réng cã hiÖu phô thuéc vµo nhiÒu yÕu

tè nh chiÒu dµi tÝnh to¸n cña dÇm, kho¶ng çch gi÷a çc dÇm chñ vµ bÒ

dµy b¶n bªt«ng mÆt cÇu. Çc quy tr×nh kh¸c nhau cã nh÷ng quy ®Þnh kh¸c

nhau vÒ bÒ réng cã hiÖu nµy nhng tùu chung l¹i ®©y lµ phÇn bÒ réng chÞu

lùc chÝnh cïng dÇm chñ, ngoµi bÒ réng nµy b¶n bªt«ng chñ yÕu lµm viÖc

theo ph¬ng ngang cÇu, néi lùc khi lµm viÖc theo ph¬ng däc cÇu lµ nhá.

- Khi tÝnh bÒ réng b¶n çnh dÇm h÷u hiÖu, chiÒu dµi nhÞp h÷u hiÖu cã thÓ

lÊy b»ng nhÞp thùc tÕ ®èi víi çc nhÞp gi¶n ®¬n vµ b»ng kho¶ng çch gi÷a

çc ®iÓm thay ®æi m«men uèn (®iÓm uèn cña biÓu ®å m«men) cña t¶i

träng thêng xuyªn ®èi víi çc nhÞp liªn tôc, thÝch hîp c¶ m«men ©m vµ d¬ng.

- Theo 22TCN 272 - 05 bÒ réng b¶n çnh (b¶n bª t«ng) lÊy nh sau:

Hbc

Sde

bs

ts

b2b1BiÓu ®å øng suÊt ph p

H×nh 3.20: X¸c ®Þnh bÒ réng tÝnh to¸n cña b¶n çnh.

- X¸c ®Þnh b1: LÊy gi¸ trÞ nhá nhÊt trong çc gi¸ trÞ sau:

+ 1/8Ltt

+ 6.ts +

+ de- X¸c ®Þnh b2: LÊy gi¸ trÞ nhá nhÊt trong çc gi¸ trÞ sau:

+ 1/8. Ltt


33


+ 6.ts +

+ S/2 BÒ réng tÝnh to¸n cña b¶n çnh (b¶n bª t«ng)

bs = b1 + b2 (dÇm biªn); bs = b2 + b2 = 2b2 (dÇm trong)

Trong ®ã:

+ Ltt: ChiÒu dµi tÝnh to¸n nhÞp.

+ ts: ChiÒu dµy b¶n bªt«ng mÆt cÇu.

+ bs : BÒ réng tÝnh to¸n cña b¶n bªt«ng.

+ S: Kho¶ng çch gi÷a çc dÇm chñ.

+ bc: BÒ réng b¶n çnh trªn cña dÇm thÐp.

+ tw: ChiÒu dµy b¶n bông cña dÇm thÐp.

+ de : ChiÒu dµi phÇn çnh hÉng.

c. Quy ®æi tõ bªt«ng sang thÐp.

- V× tiÕt diÖn liªn hîp cã hai lo¹i vËt liÖu lµ thÐp vµ bª t«ng nªn khi tÝnh

®Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t dÇm th× ta quy ®æi tõ mÆt c¾t hçn hîp

vÒ mÆt c¾t thuÇn nhÊt theo 2 nguyªn t¾c sau:

* Nguyªn t¾c biÕn d¹ng t¬ng ®¬ng: biÕn d¹ng cña phÇn vËt liÖu tÝnh

®æi tríc vµ sau khi tÝnh ®æi ph¶i

b»ng nhau.

Gi¶ sö cã vËt liÖu chÞu nÐn víi çc

®Æc trng h×nh häc E1, F1 (nh

h×nh vÏ), sau khi tÝnh ®æi cã

®Æc trng h×nh häc lµ E2, F2.

H×nh 3.21: BiÕn d¹ng t¬ng

®¬ng

Ta cã: ;

Mµ: => =>

Víi :

Nh vËy ta tÝnh ®æi phÇn BT sang thÐp th«ng qua hÖ sè n lµ tû sè gi÷a

m«®un ®µn håi cña thÐp vµ bªt«ng.

+ Trêng hîp chÞu lùc ng¾n h¹n (kh«ng xÐt hiÖn tîng tõ biÕn cña bª

t«ng) :


34

N N

21

E1, A1 E2, A2


+ Trêng hîp chÞu lùc dµi h¹n (cã xÐt hiÖn tîng tõ biÕn cña bª t«ng) :

Trong ®ã:

+ Es: lµ m«®un ®µn håi cña thÐp, Es = 2,1.106 kG/cm2.

+ Ec: lµ m«®un ®µn håi cña bª t«ng phô thuéc vµo lo¹i bªt«ng.

+ Eg®c: lµ m«®un ®µn håi gi¶ ®Þnh cña bª t«ng khi cã xÐt ®Õn hiÖn t-

îng tõ biÕn, thêng lÊy Eg®bt = 0,33.Ebt

,

Víi: + c : Träng lîng riªng cña bªt«ng , với bªt«ng th«ng thêng cã thÓ lÊy

c = 2500 kG/m3

+ fc’: Cường độ quy định của bªt«ng ở tuổi 28 ngµy, trong cÇu dÇm liªn

hîp cã thÓ lÊy fc’ = 28 Mpa.

B¶ng: hÖ sè quy ®æi tõ bªt«ng sang thÐpSTT fc

’ (MPa) n N’ = 3n

1 16 fc’ < 20 10 30

2 20 fc’ < 25 9 27

3 25 fc’ < 32 8 24

4 32 fc’ < 41 7 21

5 41 fc’ 6 18

Khi tÝnh to¸n phÇn bª t«ng b¶n mÆt cÇu ®îc tÝnh ®æi sang thÐp b»ng

c¸ch chia ®Æc trng h×nh häc cña phÇn bª t«ng cho hÖ sè n hoÆc n’.

– Träng t©m mÆt c¾t tríc vµ sau khi quy ®æi vÉn gi÷ nguyªn:

Bª t«ng ThÐp quy ®æiTräng t©m

Träng t©m

MÆt c¾t dÇm liªn hî p MÆt c¾t dÇm quy ®æi

H×nh 3.22: Quy ®æi mÆt c¾t dÇm chñ

d. §Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n (Shortterm

section).

- MÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n ®îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n ®èi víi c¸c t¶i träng

ng¾n h¹n nh ho¹t t¶i, trong giai ®o¹n nµy ta kh«ng xÐt ®Õn hiÖn tîng tõ

biÕn.


35


- §Æc trng cña cèt thÐp trong b¶n bªt«ng.

+ DiÖn tÝch cèt thÐp ë líi trªn: 4

..

2rt

rtrt

dnA

+ DiÖn tÝch cèt thÐp ë líi díi: 4

..

2rb

rbrb

dnA

+ DiÖn tÝch cèt thÐp trong b¶n:

+ Kho¶ng çch tõ träng t©m cèt thÐp b¶n ®Õn mÐp trªn cña dÇm

thÐp:

rbrt

hrbrbrthsrtr AA

taAattAY

).().(

Trong ®ã:

+ nrt, drt, Art: Sè thanh, ®êng kÝnh vµ diÖn tÝch cèt thÐp ë líi trªn.

+ nrb, drb, Arb: Sè thanh, ®êng kÝnh vµ diÖn tÝch cèt thÐp ë líi díi.

+ art, arb: Kho¶ng çch tõ tim líi cèt thÐp trªn vµ díi ®Õn mÐp b¶n

bªt«ng.

+ ts: ChiÒu dµy b¶n bªt«ng.

+ th: ChiÒu dµy cña vót dÇm.

+ Yr: Kho¶ng çch tõ träng t©m cña cèt thÐp trong b¶n ®Õn mÐp trªn

dÇm thÐp.

- TÝnh diÖn tÝch mÆt c¾t:

+ DiÖn tÝch b¶n bª t«ng:

+ DiÖn tÝch tÝnh ®æi cña mÆt c¾t:

rs

NCST An

AAA

Trong ®ã:

+ Ar: DiÖn tÝch cèt thÐp bè trÝ trong b¶n bª t«ng.

+ ANC: DiÖn tÝch dÇm thÐp.

+ AST: DiÖn tÝch cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.

- M«men tÜnh cña tiÕt diÖn liªn hîp ®èi víi TTH I-I cña tiÕt diÖn thÐp.

- Kho¶ng çch tõ träng t©m tiÕt diÖn dÇm thÐp ®Õn träng t©m tiÕt diÖn

liªn hîp (kho¶ng çch tõ TTH I-I ®Õn TTH II-II).

ST

Ix

A

SZ 1


36



- X¸c ®Þnh m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn liªn hîp:

+ M«men qu¸n tÝnh cña phÇn dÇm thÐp:

+ M«men qu¸n tÝnh cña phÇn b¶n bªt«ng:

2

11

3

)2

(.12

.1 shsbss

sss

ttZYHhb

tb

nI

+ M«men qu¸n tÝnh cña phÇn vót b¶n çnh:

+ M«men qu¸n tÝnh cña phÇn cèt thÐp trong b¶n:

+ M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn liªn hîp:

- X¸c ®Þnh m«men tÜnh cña b¶n bª t«ng víi TTH II-II cña tiÕt diÖn liªn hîp:

rsbrhsbhh

hsbhc

shsbss

YZYHAtZYHbt

tZYHtb

ttZYHtbb

nS

1111

111121

.3

2..

2

1.2

2.

2.).(

1

e. §Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t liªn hîp dµi h¹n (Longterm

section).

- MÆt c¾t liªn hîp dµi h¹n ®îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n ®èi víi çc t¶i träng l©u

dµi nh tÜnh t¶i giai ®o¹n II khi ®ã ta ph¶i xÐt ®Õn ¶nh hëng cña hiÖn tîng

tõ biÕn.

- Trong trêng hîp cã xÐt ®Õn hiÖn tîng tõ biÕn th× çc ®Æc trng h×nh cña

mÆt c¾t ®îc tÝnh t¬ng tù nh khi kh«ng xÐt ®Õn tõ biÕn, chØ thay hÖ sè n

b»ng n’.

- Çc §THH cña mÆt c¾t liªn hîp dµi h¹n lµ:

+ ALT: DiÖn tÝch mÆt c¾t liªn hîp dµi h¹n.

+ ILT: M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t liªn hîp dµi h¹n.

3.4.2.5. X¸c ®Þnh §THH mÆt c¾t dÇm

trong giai ®o¹n ch¶y dÎo.



37

Dw

Dcp

II II

I I

Y1

Z1

III III

Hsb

Hcb


- Giai ®o¹n 3: Khi øng suÊt trªn to¸n mÆt c¾t ®Òu ®¹t ®Õn giíi h¹n ch¶y.

- MÆt c¾t tÝnh to¸n lµ mÆt c¾t liªn hîp bao gåm dÇm thÐp, b¶n bªt«ng vµ

cèt thÐp trong b¶n.

H×nh 3.23: MÆt c¾t dÇm giai ®o¹n ch¶y dÎo

b. X¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ cña mÆt c¾t.

- §Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ dÎo ta cã thÓ tiÕn hµnh theo tr×nh tù

sau:

+ Gi¶ ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ dÎo, ch¼ng h¹n n»m trªn sên dÇm khi

®ã sÏ cã mét sè Èn lµ kho¶ng çch tõ trôc trung hoµ dÎo ®Õn mÐp trªn hoÆc

mÐp díi dÇm thÐp.

+ TÝnh lực dẻo của çc phần: çnh dầm thÐp, sên dÇm thÐp, cèt thÐp

däc (trong tÝnh to¸n cã thÓ bá qua cèt thÐp däc), bªt«ng ë vïng chÞu

nÐn.Lùc dÎo ë mçi phÇn b»ng diÖn tÝch cña phÇn ®ã nh©n víi cêng ®é

ch¶y t¬ng øng.

+ Lùc dÎo trong phÇn bªt«ng chÞu nÐn ®îc tÝnh dùa trªn c¬ së: quan hÖ

tù nhiªn gi÷a øng suÊt trong bªt«ng chÞu nÐn vµ øng biÕn, cã thÓ coi nh

mét khèi h×nh ch÷ nhËt t¬ng ®¬ng cã c¹nh 0,85fc’ ph©n bè trªn mét vïng

giíi h¹n bëi mÆt ngoµi cïng chÞu nÐn cña vµ c¾t vµ ®êng th¼ng song song

víi trôc trôc hoµ çch thí chÞu nÐn ngoµi cïng mét kho¶ng çch a = 1c.

Kho¶ng çch c ph¶i ®îc tÝnh vu«ng gãc víi trôc trung hoµ. Hệ số 1 lÊy b»ng

0,85 ®èi víi bªt«ng cã cêng ®é kh«ng lín h¬n 28MPa. Víi bªt«ng cã cêng ®é

lín h¬n 28MPa th× 1 gi¶m ®i theo tØ lÖ 0,05 cho từng 7Mpa vît qu¸ 28MPa,

nhng kh«ng lÊy nhá h¬n 0,65.

Chó ý: c: lµ kho¶ng çch tõ thí chÞu nÐn ngoµi cïng ®Õn TTH nÕu TTH r¬i

vµo b¶n BTCT. Trong trêng hîp TTH kh«ng r¬i vµo b¶n BTCT th× c cã thÓ ®-

îc lÊy lµ:

1. ChiÒu dµy b¶n bªt«ng nÕu b¶n kh«ng cã vót hoÆc xem nh bá qua

phÇn bªt«ng chÞu nÐn ë vót.

2. ChiÒu dµy tÝnh ®æi cña b¶n bªt«ng khi cã xÐt ®Õn c¶ phÇn vót

dÇm.

3. fc’: Cêng ®é nÐn quy ®Þnh cña bªt«ng ë tuæi 28 ngµy (MPa).

+ C©n b»ng çc lùc dÎo ë çc phÇn kÐo vµ nÐn sÏ x¸c ®Þnh ®îc Èn sè

khi gi¶ ®Þnh vÞ trÝ TTH.


38


+ KiÓm tra l¹i vÞ trÝ TTH theo Èn sè ®· t×m ®îc, nÕu phï hîp th× ngõng

tÝnh to¸n cßn nÕu kh«ng phï hîp th× ph¶i gi¶ ®Þnh l¹i vÞ trÝ TTH vµ lÆp l¹i

qu¸ tr×nh trªn.





+ Lùc dÎo t¹i träng t©m b¶n bªt«ng: Ps = 0,85.fc’.As

+ Lùc dÎo xuÊt hiÖn t¹i cèt thÐp b¶n phÝa trªn: Prt = Fyrt. Art

+ Lùc dÎo xuÊt hiÖn t¹i cèt thÐp b¶n phÝa díi: Prb = Fyrb. Arb


+ NÕu: Pt + Pw > Pc + Prb + Ps + Prt => TTH ®i qua sên dÇm.

+ NÕu: Pt + Pw < Pc + Prb + Ps + Prt vµ Pt + Pw + Pc > Prb + Ps + Prt

=> TTH ®i qua b¶n c¸nh trªn.

+ NÕu: Pt + Pw + Pc < Prb + Ps + Prt => TTH ®i qua b¶n bªt«ng.

Trong trêng hîp TTH ®i qua träng t©m b¶n bªt«ng vÒ nguyªn t¾c ta

ph¶i xÐt xem TTH ë trªn hay ë díi so víi cèt thÐp trªn vµ cèt thÐp díi ®Ó cã

®îc c«ng thøc tÝnh to¸n chÝnh x¸c. Trong tÝnh to¸n ta cã thÓ bá qua phÇn

cèt thÐp cña b¶n bªt«ng mÆt cÇu do ®ã ta chØ cÇn x¸c ®Þnh TTH ®i qua

b¶n bªt«ng lµ ®îc.


1. Trêng hîp trôc trung hoµ ®i qua sên dÇm.

+ S¬ ®å tÝnh:

fc'

fy

fy

Ac.Fyc

Dcp.tw.Fyw

(Dw-Dcp).tw.Fyw

At.Fyt

0,85.As.fc'

Mp

Hsb Dw

Dcp

II II

I I

Y1Z2Hcb

III III

Z1





39


Trong ®ã:

+ Dw: Chiều cao sườn dầm thÐp.

+ At, Ac: Diện tÝch çnh chịu kÐo vµ çnh chÞu nÐn.

+ Aw: Diện tÝch sườn dầm.

+ Ar: Diện tÝch cốt thÐp dọc trong b¶n bªt«ng.

+ Fyt, Fyc: Cường độ chảy nhỏ nhÊt quy ®Þnh cña thÐp lµm çnh chÞu kÐo

vµ çnh chÞu nÐn (MPa).

+ Fyr: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña cèt thÐp däc (MPa).

+ Fyw: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña sên dÇm (MPa);

+ fc’: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña bªt«ng b¶n ë tuæi 28 ngµy

(MPa);

+ As: Diện tÝch b¶n bªt«ng (mm2).

2. Çc trêng hîp kh¸c: Trêng hîp TTH ®i qua b¶n çnh chÞu nÐn hoÆc ®i qua

b¶n bªt«ng th× chiÒu cao chÞu nÐn cña sên dÇm Dcp = 0 vµ coi nh yªu cÇu

®é m¶nh trong çc mÆt c¾t ®Æc ch¾c ®· tho¶ m·n.

c. §Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n (Short term

Section).



biÕn.



+ DiÖn tÝch tÝnh ®æi cña mÆt c¾t:

Trong ®ã:


+ ANC: DiÖn tÝch mÆt c¾t dÇm thÐp.

+ AST: DiÖn tÝch mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.

- Kho¶ng çch tõ TTH I-I ®Õn TTH III-III lµ:





40



+ M«men qu¸n tÝnh cña cèt thÐp trong b¶n bªt«ng:


- X¸c ®Þnh m«men tÜnh cña b¶n BTCT víi TTH III-III:

d. §Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t liªn hîp dµi h¹n (Long term

Section).


dµi nh tÜnh t¶i khi ®ã ta ph¶i xÐt ®Õn hiÖn tîng tõ biÕn.



b»ng n’.

3.4.2.6. X¸c ®Þnh m«men ch¶y vµ m«men dÎo.

a. M«men ch¶y (My).

- M«men ch¶y (My) ë mÆt c¾t liªn hîp ®îc lÊy b»ng tæng c¸c m«men t¸c

dông vµo dÇm thÐp, mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n vµ dµi h¹n ®Ó g©y ra tr¹ng

th¸i ch¶y ®Çu tiªn ë mét trong 2 c¸nh cña dÇm thÐp (kh«ng xÐt ®Õn ch¶y ë

sên dÇm cña mÆt c¾t lai).

Trong ®ã:

+ MD1: m«men uèn do tÜnh t¶i giai đoạn I t¸c dông trªn mÆt c¾t dÇm

thÐp.

+ MD2: M«men uèn do tÜnh t¶i giai đoạn II, co ngãt...t¸c dông trªn mÆt

c¾t liªn hîp dµi h¹n.





m«men do tÜnh t¶i giai ®o¹n I g©y ra lµ MD1 vµ m«men do tÜnh t¶i giai

®o¹n II g©y ra lµ MD2.


41




+ øng suÊt trong dÇm thÐp do MD2.



=>

=>


vµ =>

=> Nh vËy ta cã:

Trong ®ã:

+ yIt, yI


thÐp.

+ yII’t,yII’

b: Kho¶ng çch tõ TTH II-II’ ®Õn mÐp trªn vµ mÐp díi cña dÇm

thÐp.

+ yIIt, yII

b: Kho¶ng çch tõ TTH II-II ®Õn mÐp trªn vµ mÐp díi cña dÇm

thÐp.

+ Trôc trung hoµ II-II lµ cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n, vµ TTH II-II’ lµ

cña mÆt c¾t liªn hîp dµi h¹n.


+ IST, ILT : M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n vµ dµi h¹n.

+ MtAD, Mb




b. M«men dÎo (Mp).

- M«men dẻo (Mp) lµ m«men øng víi khi toµn mÆt c¾t trõ phÇn bªt«ng chÞu

kÐo ®¹t ®Õn cêng ®é ch¶y. Khi tÝnh m«men dÎo ph¶i lÊy m«men cña çc

lùc dÎo t¹i çc phÇn cña mÆt c¾t ®èi víi trôc trung hoµ dÎo.


Trong ®ã:


42




dÎo.


fc'

fy

fy

Ac.Fyc

Dcp.tw.Fyw

(Dw-Dcp).tw.Fyw

At.Fyt

0,85.As.fc'

Mp

Hsb Dw

Dcp

II II

I I

Y1Z2Hcb

III III

Z1


Gi¸ trÞ m«men dÎo cña mÆt c¾t ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

Trong ®ã:

+ Zs: Lµ kho¶ng c¸ch tõ träng t©m b¶n bªt«ng ®Õn mÐp trªn cña dÇm

thÐp.

+ Bá qua cèt thÐp trong b¶n bªt«ng.


- Trêng hîp TTH ®i qua b¶n bªt«ng ta cã s¬ ®å tÝnh:3.4.3. §THH cña MÆt c¾t dÇm liªn hîp chÞu m«men uèn ©m.

3.4.3.1. Kh¸i niÖm chung.

- MÆt c¾t cã m«men uèn ©m lµ mÆt c¾t trªn ®Ønh trô, thêng chØ cã ®èi

víi kÕt cÊu nhÞp cÇu liªn tôc.

- Khi tÝnh to¸n øng suÊt trong giai ®o¹n II kh«ng ph©n biÖt dµi h¹n hay

ng¾n h¹n, cã xÐt tõ biÕn hay kh«ng xÐt tõ biÕn.

- MÆt c¾t tÝnh to¸n: lµ mÆt c¾t liªn hîp bao gåm mÆt c¾t dÇm thÐp vµ cèt

thÐp trong ph¹m vi bÒ réng b¶n c¸nh h÷u hiÖu.

- Cèt thÐp däc trong vïng cã m«men ©m ph¶i ®¶m b¶o:


43


+ Cèt thÐp cã sè hiÖu lín h¬n No19: tøc lµ >18,8mm.

+ Giíi h¹n ch¶y dÎo cña thÐp: fy > 420MPa.

+ Hµm lîng cèt thÐp tèi thiÓu:

Trong ®ã:

+ Ar: DiÖn tÝch cèt thÐp trong b¶n t¹i vïng cã m«men ©m.

+ As: DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang b¶n bªt«ng.

- Cèt thÐp däc ph¶i ®îc bè trÝ thµnh 2 líp vµ ph©n bè ®Òu trªn suèt bÒ

réng b¶n. Hai phÇn ba sè lîng thÐp ph¶i ®Æt ë líp trªn, kho¶ng çch gi÷a

çc cèt thÐp trong mçi líp @ 150mm.

- Cã thÓ bè trÝ neo chèng c¾t ë miÒn chÞu m«men uèn ©m. Khi kh«ng cã

neo chèng c¾t th× th«ng thêng cèt thÐp däc ph¶i ®îc kÐo dµi ®Õn miÒn

uèn d¬ng vµ vît qu¸ neo chèng c¾t mét ®o¹n lín h¬n chiÒu dµi khai triÓn.

ChiÒu dµi nµy kh«ng nhá h¬n çc trÞ sè sau:

+ ChiÒu cao h÷u hiÖu cña mÆt c¾t dÇm.

+ 12+ 0,0625Ltt.

Víi: : Lµ ®êng kÝnh cèt thÐp chÞu lùc cña thí trªn.

3.4.3.2. Sù ph¸t triÓn øng suÊt trong mÆt c¾t chÞu m«men uèn ©m.

- CÇu dÇm liªn hîp cã b¶n mÆt cÇu ®îc lµm b»ng bªt«ng cèt thÐp. Khi ®ã

b¶n mÆt cÇu võa ®ãng vai trß t¹o ra mÆt ®êng xe ch¹y vµ võa tham gia

lµm viÖc cïng víi dÇm chñ.

- XÐt mét liªn hîp liªn tôc chÞu uèn, khi ®ã mÆt c¾t chÞu m«men ©m bÊt lîi

lµ mÆt c¾t t¹i ®Ønh trô gi÷a víi sù h×nh thµnh øng suÊt nh sau:


44


fsbt

fyf

I I

II

sbc

fsbt

fsbt

fct

frt

III

fsbtfr

t

IV

frt

fy

fyr

fsbc fsb

c fy

I V

fy

fyr

fyVI

H×nh 3.27: BiÓu ®å øng suÊt trªn mÆt c¾t dÇm

Trong ®ã:

+ fsbt: Lµ øng suÊt t¹i mÐp dÇm thÐp chÞu kÐo.

+ fsbc: Lµ øng suÊt t¹i mÐp dÇm thÐp chÞu nÐn.

+ fcc: Lµ øng suÊt t¹i mÐp trªn b¶n bªt«ng chÞu nÐn.

+ frt: Lµ øng suÊt kÐo trong cèt thÐp b¶n.

+ fc’: Cêng ®é chÞu nÐn cña bªt«ng ë tuæi 28 ngµy.

+ fy: Giíi h¹n ch¶y cña thÐp.

+ fyr: Giíi h¹n ch¶y cña cèt thÐp b¶n.

+ Dw: ChiÒu cao b¶n bông.

+ Hsb: ChiÒu cao cña mÆt c¾t dÇm thÐp.(Steel Beam)

+ Hcb: ChiÒu cao cña mÆt c¾t liªn hîp. (Conjugate Beam)

+ Dcp: Lµ chiÒu cao phÇn sên dÇm chÞu nÐn trong giai ®o¹n ch¶y dÎo.


+ Giai ®o¹n I: MÆt c¾t dÇm thÐp lµm viÖc trong giíi h¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n II: B¶n bªt«ng ®¹t cêng ®é 80%fc.Toµn bé mÆt c¾t vÉn

lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n III: B¶n bªt«ng b¾t ®Çu bÞ nøt vµ dÇn dÇn nøt toµn bé. Khi

®ã b¶n bªt«ng kh«ng tham gia lµm viÖc cïng víi dÇm thÐp, mÆt c¾t

liªn hîp chØ cßn l¹i dÇm thÐp vµ cèt thÐp trong b¶n bªt«ng. Toµn bé

mÆt c¾t vÉn lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n IV: §iÓm øng suÊt lín nhÊt trªn mÆt c¾t ®· ®¹t ®Õn giíi

h¹n ch¶y, søc kh¸ng t¬ng øng cña mÆt c¾t trong giai ®o¹n nµy lµ

m«men ch¶y (My).

+ Giai ®o¹n V: Mét phÇn mÆt c¾t ®· bÞ ch¶y, phÇn kh¸c vÉn lµm viÖc


+ Giai ®o¹n VI: MÆt c¾t bÞ ch¶y hoµn toµn, søc kh¸ng t¬ng øng cña


- Mét mÆt c¾t chÞu m«men uèn ©m tõ lóc b¾t ®Çu chÞu lùc cho ®Õn khi

ph¸ ho¹i, ph¸t triÓn tèi ®a qua 6 giai ®o¹n lµm viÖc nh vËy.


45


- Trong thùc tÕ tÝnh to¸n cÇu dÇm kh«ng liªn hîp ta chØ quan t©m ®Õn 3

giai ®o¹n lµm viÖc cña mÆt c¾t lµ:

+ Giai ®o¹n I: MÆt c¾t lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n II: B¶n bªt«ng ®¹t cêng ®é 80%fc vµ t¹o ra hiÖu øng liªn

hîp. Toµn bé mÆt c¾t vÉn lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi.

+ Giai ®o¹n III: MÆt c¾t ch¶y dÎo hoµn toµn, søc kh¸ng t¬ng øng cña

mÆt c¾t trong giai ®o¹n nµy lµ m«men dÎo

(MP).

3.4.3.3. X¸c ®Þnh §THH mÆt c¾t dÇm giai

®o¹n I.

- Giai ®o¹n 1: Khi thi c«ng xong dÇm thÐp vµ ®·

®æ b¶n bª t«ng mÆt cÇu, tuy nhiªn gi÷a dÇm thÐp

vµ b¶n bª t«ng cha t¹o ra hiÖu øng liªn hîp.


- DiÖn tÝch mÆt c¾t dÇm thÐp:

- X¸c ®Þnh m«men tÜnh cña tiÕt diÖn víi trôc ®i

mÐp díi dÇm thÐp:

H×nh 3.28: MÆt c¾t

dÇm G§ I

- Kho¶ng c¸ch tõ ®¸y dÇm ®Õn TTH I-I:







- X¸c ®Þnh m«men tÜnh cña mÆt c¾t ®èi víi TTH I-I:


46

I I


3.4.3.4. X¸c ®Þnh §THH mÆt c¾t dÇm giai ®o¹n II.


- Giai ®o¹n II: B¶n bªt«ng ®¹t cêng ®é

80%fc. Toµn bé mÆt c¾t vÉn lµm viÖc

trong giai ®o¹n ®µn håi.

- NÕu cã thiÕt kÕ neo ®Ó t¹o ra hiÖu øng

liªn hîp th× mÆt c¾t tÝnh to¸n sÏ bao gåm

dÇm thÐp, b¶n bªt«ng vµ cèt thÐp trong

b¶n.

- NÕu kh«ng thiÕt kÕ neo ®Ó t¹o ra hiÖu

øng liªn hîp th× mÆt c¾t tÝnh to¸n sÏ chØ

gåm cã dÇm thÐp vµ cèt thÐp trong b¶n.

H×nh 3.29: MÆt c¾t dÇm chñ giai ®o¹n II

b. X¸c ®Þnh bÒ réng tÝnh to¸n cña b¶n bªt«ng.

- Trong tÝnh to¸n kh«ng ph¶i toµn bé b¶n bªt«ng mÆt cÇu tham gia lµm viÖc

chung víi dÇm thÐp theo ph¬ng däc cÇu. BÒ réng b¶n bªt«ng lµm viÖc

chung víi dÇm thÐp hay cßn gäi lµ bÒ réng cã hiÖu phô thuéc vµo nhiÒu yÕu

tè nh chiÒu dµi tÝnh to¸n cña dÇm, kho¶ng çch gi÷a çc dÇm chñ vµ bÒ

dµy b¶n bªt«ng mÆt cÇu. Çc quy tr×nh kh¸c nhau cã nh÷ng quy ®Þnh kh¸c

nhau vÒ bÒ réng cã hiÖu nµy nhng tùu chung l¹i ®©y lµ phÇn bÒ réng chÞu

lùc chÝnh cïng dÇm chñ, ngoµi bÒ réng nµy b¶n bªt«ng chñ yÕu lµm viÖc

theo ph¬ng ngang cÇu, néi lùc khi lµm viÖc theo ph¬ng däc cÇu lµ nhá.

- Khi tÝnh bÒ réng b¶n çnh dÇm h÷u hiÖu, chiÒu dµi nhÞp h÷u hiÖu cã thÓ

lÊy b»ng nhÞp thùc tÕ ®èi víi çc nhÞp gi¶n ®¬n vµ b»ng kho¶ng çch gi÷a

çc ®iÓm thay ®æi m«men uèn (®iÓm uèn cña biÓu ®å m«men) cña t¶i

träng thêng xuyªn ®èi víi çc nhÞp liªn tôc, thÝch hîp c¶ m«men ©m vµ d¬ng.

- BÒ réng tÝnh to¸n cña b¶n bªt«ng ®îc x¸c ®Þnh t¬ng tù nh ®èi víi mÆt c¾t

chÞu m«men uèn d¬ng.

c. Quy ®æi tõ bªt«ng sang thÐp.

- V× tiÕt diÖn liªn hîp cã hai lo¹i vËt liÖu lµ thÐp vµ bª t«ng nªn khi tÝnh

®Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t dÇm th× ta quy ®æi tõ mÆt c¾t hçn hîp

vÒ mÆt c¾t thuÇn nhÊt theo nguyªn t¾c biÕn d¹ng t¬ng ®¬ng vµ nguyªn

t¾c gi÷ nguyªn träng t©m mÆt c¾t.

d. §Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n (Short term

section).



biÕn.


47


- §Æc trng cña cèt thÐp trong b¶n bªt«ng.

+ DiÖn tÝch cèt thÐp ë líi trªn: 4

..

2rt

rtrt

dnA

+ DiÖn tÝch cèt thÐp ë líi díi: 4

..

2rb

rbrb

dnA

+ DiÖn tÝch cèt thÐp trong b¶n: Ar = Art + Arb

+ Kho¶ng çch tõ träng t©m cèt thÐp b¶n ®Õn mÐp trªn cña dÇm

thÐp:

rbrt

hrbrbrthsrtr AA

taAattAY

).().(

Trong ®ã:

+ nrt, drt, Art: Sè thanh, ®êng kÝnh vµ diÖn tÝch cèt thÐp ë líi trªn.

+ nrb, drb, Arb: Sè thanh, ®êng kÝnh vµ diÖn tÝch cèt thÐp ë líi díi.

+ art, arb: Kho¶ng çch tõ tim líi cèt thÐp trªn vµ díi ®Õn mÐp b¶n

bªt«ng.


+ th: ChiÒu dµy cña vót dÇm.

+ Yr: Kho¶ng çch tõ träng t©m cña cèt thÐp trong b¶n ®Õn mÐp trªn

dÇm thÐp.



+ DiÖn tÝch cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.

Trong ®ã:


+ ANC: DiÖn tÝch dÇm thÐp (mÆt c¾t nguyªn).

+ AST: DiÖn tÝch cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.

- X¸c ®Þnh m«men tÜnh cña tiÕt diÖn liªn hîp ®èi víi TTH I-I cña tiÕt diÖn

thÐp.

rsbrhsbhh

hsbht

shsbssNC

Ix

YYHAtYHbt

tYHtb

ttYHtb

nSS

11

11

.3

2..

2

1.2

22..

1

- Kho¶ng çch tõ träng t©m tiÕt diÖn dÇm thÐp ®Õn träng t©m tiÕt diÖn

liªn hîp (kho¶ng çch tõ TTH I-I ®Õn TTH II-II).


48







+ M«men qu¸n tÝnh cña phÇn cèt thÐp trong b¶n:


- M«men tÜnh cña b¶n bª t«ng vµ cèt thÐp trong b¶n ®èi víi TTH II-II:

rsbrhsbhh

hsbht

shsbsss

YZYHAtZYHbt

tZYHtb

ttZYHtb

nS

1111

1111

.3

2..

2

1.2

2.

2..

1

e. §Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t liªn hîp dµi h¹n (Long term

section).


dµi nh tÜnh t¶i giai ®o¹n II khi ®ã ta ph¶i xÐt ®Õn ¶nh hëng cña hiÖn tîng

tõ biÕn.



b»ng n’.

3.4.3.5. X¸c ®Þnh §THH mÆt c¾t dÇm giai ®o¹n ch¶y dÎo.

a. MÆt c¾t tÝnh to¸n

- Giai ®o¹n III: MÆt c¾t ch¶y dÎo hoµn

toµn, søc kh¸ng t¬ng øng cña mÆt c¾t

trong giai ®o¹n nµy lµ m«men dÎo (MP).

- MÆt c¾t tÝnh to¸n lµ mÆt c¾t liªn hîp

gåm cã dÇm thÐp vµ cèt thÐp trong b¶n

bªt«ng. Toµn bé mÆt c¾t ®· ®¹t ®Õn giíi

h¹n ch¶y.


49


H×nh3.30: MÆt c¾t dÇm giai ®o¹n ch¶y dÎo.

b. X¸c ®Þnh vÞ trÝ trôc trung hoµ cña mÆt c¾t.





+ Lùc dÎo xuÊt hiÖn t¹i cèt thÐp b¶n: Pr = Fyr. Ar


+ NÕu: Pc > Pt + Pw+Pr => TTH ®i qua b¶n çnh chÞu nÐn.

+ NÕu: Pr + Pt > Pc+ Pw => TTH ®i qua b¶n çnh chÞu kÐo.

+ NÕu: Pc < Pt + Pw+Pr vµ Pr + Pt < Pc+ Pw => TTH ®i qua sên dÇm.


1. Trêng hîp trôc trung hoµ ®i qua sên dÇm.

+ S¬ ®å tÝnh:

fy

fyr

fy

I I

At.Fyt

(Dw-Dcp).tw.Fyw

Dcp.tw.Fyw

Ac.Fyc

Mp

Ar.fyr




=>

Trong ®ã:

+ Dw: Chiều cao sườn dầm thÐp (mm).

+ At, Ac: Diện tÝch çnh chịu kÐo vµ çnh chÞu nÐn.(mm2).

+ Aw: Diện tÝch sườn dầm (mm2).

+ Ar: Diện tÝch cốt thÐp dọc trong b¶n bªt«ng (mm2).

+ Fyt, Fyc: Cường độ chảy nhỏ nhất quy định cña thÐp lµm çnh chÞu kÐo

vµ çnh chÞu nÐn (MPa).


50


+ Fyr: Cường độ chảy nhỏ nhất quy ®Þnh cña cèt thÐp däc (MPa).

+ Fyw: Cường độ chảy nhỏ nhất quy ®Þnh cña sên dÇm (MPa);

2. Çc trêng hîp kh¸c:

+ Trêng hîp TTH ®i qua b¶n çnh chÞu nÐn th× chiÒu cao chÞu nÐn

cña sên dÇm Dcp = 0 vµ coi nh yªu cÇu ®é m¶nh trong çc mÆt c¾t ®Æc

ch¾c ®· tho¶ m·n.

+ Trêng hîp TTH ®i qua b¶n çnh chÞu kÐo th× chiÒu cao chÞu nÐn cña

sên dÇm lµ Dcp = Dw.

c. X¸c ®Þnh §THH cña mÆt c¾t.

- DiÖn tÝch mÆt c¾t liªn hîp:

Trong ®ã:


+ ANC: DiÖn tÝch dÇm thÐp.

+ AST: DiÖn tÝch mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.

- Kho¶ng çch tõ TTH I-I ®Õn TTH III-III lµ:


+ M«men qu¸n tÝnh cña phÇn dÇm thÐp ®èi víi TTH III-III:

+ M«men qu¸n tÝnh cña phÇn cèt thÐp trong b¶n bªt«ng:


3.4.3.6. X¸c ®Þnh m«men ch¶y vµ m«men dÎo.

a. M«men ch¶y.

- M«men ch¶y (My) ë mÆt c¾t liªn hîp ®îc lÊy b»ng tæng çc m«men t¸c

dông vµo dÇm thÐp, mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n ®Ó g©y ra tr¹ng th¸i ch¶y

®Çu tiªn ë mét trong 2 çnh cña dÇm thÐp (kh«ng xÐt ®Õn ch¶y ë sên dÇm

cña mÆt c¾t lai).

Trong ®ã:

+ MD1: m«men uèn do tÜnh t¶i giai đoạn I t¸c dông trªn mÆt c¾t dÇm

thÐp.

+ MD2: M«men uèn do tÜnh t¶i giai đoạn II t¸c dông trªn mÆt c¾t liªn

hîp.





51



m«men do tÜnh t¶i giai ®o¹n I g©y ra lµ MD1 t¸c dông trªn mÆt c¾t dÇm

thÐp vµ m«men do tÜnh t¶i giai ®o¹n II g©y ra lµ MD2 t¸c dông trªn mÆt c¾t

liªn hîp ng¾n h¹n (v× nÕu ®· ®¹t ®Õn tr¹ng th¸i ch¶y dÎo th× mÆt c¾t lµm

viÖc giai ®o¹n II sÏ chØ cã dÇm thÐp vµ cèt thÐp trong b¶n nªn kh«ng chÞu

¶nh hëng cña hiÖn tîng tõ biÕn).



+ øng suÊt trong dÇm thÐp do MD2.



=>

=>


vµ =>

=> Nh vËy ta cã:

+ yIt, yI


thÐp.

+ yIIt, yII

b: KC tõ TTH II-II ®Õn mÐp trªn vµ mÐp díi cña dÇm thÐp.


+ IST, ILT : M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n vµ dµi h¹n.

+ MtAD, Mb




b. M«men dÎo.

- M«men dẻo (Mp) lµ m«men øng víi khi toµn mÆt c¾t ®¹t ®Õn cêng ®é

ch¶y. Khi tÝnh m«men dÎo ph¶i lÊy m«men cña c¸c lùc dÎo t¹i c¸c phÇn cña

mÆt c¾t ®èi víi trôc trung hoµ dÎo.




52



dÎo.


fy

fyr

fy

I I

At.Fyt

(Dw-Dcp).tw.Fyw

Dcp.tw.Fyw

Ac.Fyc

Mp

Ar.fyr


Gi¸ trÞ m«men dÎo cña mÆt c¾t ®îc tÝnh theo c«ng thøc:


- Trêng hîp TTH ®i qua b¶n bªt«ng ta cã s¬ ®å tÝnh:

3.5 ¶nh hëng cña tõ biÕn-co ngãt

vµ thay ®æi nhiÖt ®é trong cÇu dÇm liªn hîp.3.5.1. ¶nh hëng cña Co ngãt (shinkage).

3.5.1.1. Nguyªn t¾c tÝnh to¸n.

- Co ngãt lµ hiÖn tîng gi¶m thÓ tÝch cña bª t«ng trong qu¸ tr×nh ®«ng cøng.

- DÇm liªn hîp cã hai lo¹i vËt liÖu: B¶n BTCT vµ dÇm thÐp, khi bªt«ng bÞ co

ngãt theo thêi gian cßn thÐp th× kh«ng co ngãt lµm ph¸t sinh néi lùc trong

c¸c mÆt c¾t dÇm kÓ c¶ trong kÕt cÊu tÜnh ®Þnh.

- Co ngãt lµ t¶i träng l©u dµi v× vËy khi tÝnh néi lùc do co ngãt ph¶i xÐt

®Õn t¸c ®éng cña tõ biÕn b»ng c¸ch dïng ®Æc trng h×nh häc cña mÆt c¾t

liªn hîp dµi h¹n, tøc lµ dïng hÖ sè quy ®æi n’ = 3n.

- Trong qu¸ tr×nh ®«ng cøng vµ sau khi ®· ®«ng cøng, theo thêi gian

bªt«ng bÞ co ngãt. HiÖn tîng co ngãt ®ã cña bªt«ng ®îc ®Æc trng b»ng

biÕn d¹ng t¬ng ®èi sh. BiÕn d¹ng nµy phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p b¶o dìng

vµ chÊt lîng cèt liÖu cña bªt«ng.

- §Ó tÝnh to¸n t¸c ®éng cña co ngãt ë ®©y ta chÊp nhËn hai gi¶ thiÕt ®ã lµ

vËt liÖu lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi vµ gi¶ thiÕt tiÕt diÖn ph¼ng

(tøc lµ mÆt c¾t dÇm tríc vµ sau khi biÕn d¹ng vÉn lµ mÆt c¾t ph¼ng).


53


3.5.1.2. X¸c ®Þnh biÕn d¹ng t¬ng ®èi do co ngãt.

- B»ng thùc nghiÖm, kÕt qu¶ ®îc quy tr×nh quy ®Þnh nh sau:

+ §èi víi bªt«ng ®îc b¶o dìng Èm, cèt liÖu kh«ng co ngãt th×:

sh = -0,51 ks kh ( ) 10-3

+ §èi víi bªt«ng ®îc b¶o dìng b»ng h¬i níc, cèt liÖu kh«ng co ngãt.

sh = -0,56 ks kh ( ) 10-3

Trong ®ã:

+ t: Thời gian kh« (ngµy).

+ ks: HÖ sè kÝch thíc lÊy theo h×nh vÏ.

+ kh: HÖ sè ®é Èm, nãi chung lÊy b»ng 1,00; ë nh÷ng n¬i cã ®é Èm t-

¬ng ®èi trung b×nh hµng n¨m vît qu¸ 80% cã thÓ lÊy kh = 0,86.

Chó ý: Khi tÝnh biÕn d¹ng t¬ng ®èi do co ngãt theo c«ng thøc trªn nÕu

bªt«ng ®îc b¶o dìng Èm cã bÒ mÆt lé ra ngoµi tríc khi b¾t ®Çu b¶o dìng 5

ngµy th× sh cÇn t¨ng thªm 20%.

H×nh 3.33: HÖ sè hiÖu chØnh khi tÝnh biÕn d¹ng do co ngãt cña bªt«ng.

3.5.1.3. Néi lùc ph¸t sinh do co ngãt trong cÇu dÇm liªn hîp nhÞp

gi¶n ®¬n.

- BiÕn d¹ng t¬ng ®èi cña bªt«ng b¶n lµ sh, g©y ra øng suÊt t¬ng øng trong

b¶n bªt«ng lµ: fc = Ec’. sh

Trong ®ã: Ec’ lµ m«®un ®µn håi gi¶ ®Þnh cña bªt«ng khi cã xÐt ®Õn tõ

biÕn:

nªn

- øng suÊt do co ngãt nµy t¬ng øng víi néi lùc N = fc As = Ec’.sh.As ®Æt ë

träng t©m b¶n bªt«ng. ChuyÓn N tõ träng t©m C cña b¶n bªt«ng vÒ träng

t©m O’ cña tiÕt diÖn liªn hîp dµi h¹n, ph¶i thªm mét ngÉu lùc cã m«men lµ:

M = N.yc’ = Ec

’ sh As.yc’


1 2 5 10 100 10000100000,2

0,40,6

0,8

1,2

1,0

1,425mm38mm50mm

75mm100mm125mm

150mmHệ số hiệu

chỉnh ks

Thêi gian kh« t ngµy

54


II' - II' NM = N.yc'

N

I - I

II' II'

I I

C

H×nh 3.34: S¬ ®å tÝnh néi lùc do co ngãt.

Trong ®ã:

+ sh: Biến dạng tương đối của bªt«ng do co ngãt tÝnh theo c«ng thøc ë

trªn.

+ Ec: M«đun ®µn håi cña bªt«ng.

+ Es: M«đun ®µn håi cña thÐp.

+ As: DiÖn tÝch tÝnh to¸n cña b¶n bªt«ng.

+ yc’: lµ kho¶ng c¸ch tõ träng t©m C cña b¶n bªt«ng ®Õn TTH cña mÆt

c¾t liªn hîp dµi h¹n (II’ – II’).

- M«men do co ngãt Msh lµm cho thí díi cña dÇm chÞu kÐo nªn lµ m«men d-

¬ng, tõ ®ã ta cã biÓu ®å Msh cho dÇm gi¶n ®¬n nh h×nh vÏ:

H×nh 3.35: Biểu ®å m«men do co ngãt trong dÇm liªn hîp nhÞp gi¶n ®¬n.

3.5.1.4. Néi lùc ph¸t sinh do co ngãt trong cÇu dÇm liªn hîp nhÞp liªn

tôc.

- Trong dÇm liªn hîp liªn tôc, co ngãt g©y ra néi lùc phô. Néi lùc nµy ®îc tÝnh

theo ph¬ng ph¸p lùc. Ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c cña ph¬ng ph¸p lùc cã d¹ng:

Trong ®ã:

+ ik: Lµ chuyÓn vÞ theo ph¬ng cña Mi do Mk = 1 sinh ra, tÝnh theo ph-

¬ng ph¸p cña c¬ häc kÕt cÊu.

+ Mic: ChuyÓn vÞ theo ph¬ng Mi do co ngãt sinh ra.

ic = với Mc = sh Et S’t do đã

ic =


Mc

55


NÕu trªn tõng nhÞp chiÒu cao dÇm kh«ng thay ®æi th×:

ic = sh

- Thay çc hệ số ik vµ çc số hạng tự do ic vµo phương tr×nh chÝnh tắc vµ gi¶i

ph¬ng tr×nh ta cã çc Èn lùc thõa đã chÝnh lµ çc m«men gèi Mi. Sau khi cã

biÓu ®å m«men gèi, t¬ng tù nh khi tÝnh víi chªnh lÖch nhiÖt ®é vÏ ®îc biÓu

®å m«men uèn tæng céng vµ tõ biÓu ®å Mtc ta cã thÓ vÏ ®îc biÓu ®å lùc

c¾t V, ®ã chÝnh lµ çc biÓu ®å néi lùc do co ngãt sinh ra trªn dÇm liªn tôc.

- Còng cã thÓ tÝnh néi lùc do co ngãt trong dÇm liªn hîp liªn tôc theo ph¬ng

tr×nh 3 m«men: ViÕt ph¬ng tr×nh 3 m«men cho çc gèi trung gian, ë gèi

thø i cã ph¬ng tr×nh:

Trong ®ã: + li, li+1: ChiÒu dµi nhÞp i vµ nhÞp i+1.

+ EIi, EIi+1: §é cøng chèng uèn ë nhÞp i vµ nhÞp i+1 với E lµ m«®un

®µn håi cña thÐp, I lµ m«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn liªn hîp dµi h¹n ®èi víi

trôc trung hoµ ®µn håi cña tiÕt diÖn ®ã (X’tđ);

+ i vµ i+1: DiÖn tÝch biÓu ®å m«men do lùc c¾t sinh ra ë nhÞp i vµ

i+1.

+ ai, bi+1: Kho¶ng çch tõ träng t©m diÖn tÝch i vµ diÖn tÝch i+1 ®Õn

gèi tr¸i vµ gèi ph¶i cña nhÞp i vµ nhÞp i+1.

- §èi víi kÕt cÊu nhÞp liªn tôc nhiÒu nhÞp:

+ Víi dÇm liªn tôc cã n nhÞp th× sÏ viÕt ®îc (n-1) ph¬ng tr×nh 2

m«men cho (n-1) gèi trung gian. Gi¶i çc ph¬ng tr×nh nµy ta sÏ cã Èn lùc

thõa ®ã lµ çc m«men gèi Mi, tõ ®ã vÏ ®îc biÓu ®å m«men gèi Mg.

+ Céng hai biÓu ®å Mc vµ biÓu ®å Mg cã biÓu ®å m«men uèn tæng

céng hay biÓu ®å m«men uèn cuèi cïng, ®ã chÝnh lµ biÓu ®å m«men do co

ngãt sinh ra cho kÕt cÊu nhÞp liªn tôc nhiÒu nhÞp.

+ Tõ biÓu ®å Mtc dÔ dµng vÏ ®îc biÓu ®å lùc c¾t V.

+ Çc biÓu ®å Mtc vµ V do co ngãt sinh ra cã d¹ng gièng nh biÓu ®å

nµy do chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m (nhiÖt ®é b¶n mÆt cÇu thÊp h¬n nhiÖt ®é

dÇm thÐp).


56


H×nh 3.36: BiÓu ®å néi lùc do co ngãt trªn dÇm liªn hîp liªn tôc

a: S¬ ®å nhÞp.

b: HÖ c¬ b¶n.

c,d: C¸c biÓu ®å ®¬n vÞ , ;

e: BiÓu ®å Mc (do co ngãt sinh ra trªn hÖ c¬ b¶n);

g: BiÓu ®å m«men gèi Mg.

h: BiÓu ®å m«men tæng céng.

i: BiÓu ®å lùc c¾t.3.5.2. ¶nh hëng cña sù thay ®æi nhiÖt ®é (Temprature).

3.5.2.1. NhiÖt ®é ph©n bè ®Òu (TU).

- Dïng ®Ó tÝnh biÕn d¹ng nhiÖt vµ tÝnh néi lùc khi cÇu cã tõ 2 gèi cè ®Þnh

trë lªn. Trong kÕt cÊu nhÞp cÇu thÐp rÊt Ýt gÆp trêng hîp nµy do ®ã ë ®©y

kh«ng xÐt c¸ch tÝnh néi lùc do nhiÖt ®é ph©n bè ®Òu.

- Khi nhiÖt ®é ph©n bè ®Òu th× biÕn d¹ng nhiÖt lµ:

Trong ®ã:

+ : Lµ hÖ sè gi·n në nhiÖt, =1.10-5 (1/®é).

+ L: Lµ chiÒu dµi nhÞp.

+ t: NhiÖt ®é ph©n bè ®Òu, x¸c ®Þnh nh sau:

1. LÊy nhiÖt ®é cao nhÊt ë vÞ trÝ x©y dùng cÇu trõ ®i nhiÖt ®é

l¾p ®Æt cÇu.


0 1 2 3

M2M1

M1

M2

(a)

(b)

(c)

(g)

(h)

(i)

(d)

(e)

1

1

V

Mc

Mg

Mtc

M1 M2

57


2. LÊy nhiÖt ®é l¾p ®Æt cÇu (trÞ sè trung b×nh thùc tÕ cña nhiÖt

®é kh«ng khÝ trong 24 giê ngay tríc khi tiÕn hµnh l¾p ®Æt

cÇu) trõ ®i nhiÖt ®é thÊp nhÊt.

B¶ng: biªn ®é nhiÖtVïng

khÝ hËuKÕt cÊu bª t«ng

MÆt cÇu bª t«ng trªn dÇm

hoÆc hép thÐp

MÆt cÇu thÐp trªn dÇm hoÆc hép thÐp

B¾c vÜ ®é

16oB

(§Ìo H¶i

V©n)*

+5o C ®Õn +47o

C

+1o C ®Õn +55o

C

-3o C ®Õn +63o

C

Nam vÜ ®é

16oB

(§Ìo H¶i V©n)

+10o C ®Õn

+47o C

+6o C ®Õn +55o

C

+2o C ®Õn

+63o C

Ghi chó:

+ §èi víi c¸c ®Þa ®iÓm ë phÝa b¾c vÜ ®é 16oB vµ ë ®é cao cao

h¬n mÆt biÓn trªn 700m nhiÖt ®é thÊp nhÊt trong b¶ng ph¶i trõ bít 5oC.

+ C¸c biªn ®é nhiÖt ®é cña cÇu quy ®Þnh trong b¶ng lµ dùa trªn

biªn ®é nhiÖt ®é kh«ng khÝ trong bãng r©m 0oC dÕn 45oC ë phÝa b¾c

vÜ ®é 16oB (®Ìo H¶i V©n) vµ +5oC ®Õn 45oC ë phÝa nam vÜ ®é 16oB.

Khi cã sè liÖu vÒ nhiÖt ®é cña ®Þa ®iÓm cô thÓ, cã thÓ dïng ®Ó x¸c

®Þnh nhiÖt ®é kh«ng khÝ trong bãng r©m cao nhÊt vµ thÊp nhÊt víi chu

kú 100 n¨m vµ nhiÖt ®é cÇu trong b¶ng cã thÓ ®îc söa l¹i cho phï hîp.

+ B¶ng chia níc ta thµnh 2 vïng: Vïng 1: tõ ®Ìo H¶i V©n ra hÕt miÒn

b¾c, vïng 2 tõ ®Ìo H¶i V©n vµo hÕt MiÒn Nam. NÕu mét cÇu cã mÆt

cÇu lµ b¶n BTCT ®Æt trªn nhÞp dÇm thÐp ®îc l¾p ®Æc ë nhiÖt ®é 25oC

th× ë nhiÖt ®é cao nhÊt cã chªnh lÖch nhiÖt ®é lµ 55oC - 25 oC = 30 oC,

cßn ë nhiÖt ®é thÊp nhÊt cã chªnh lÖch nhiÖt ®é lµ 30oC - 1oC = 29 oC

(Víi 55oC vµ 1oC lµ nhiÖt ®é cao nhÊt vµ thÊp nhÊt trong b¶ng).

3.5.2.2. NhiÖt ®é ph©n bè kh«ng ®Òu (TG).

a. Sù chªnh lÖch nhiÖt ®é

- Chªnh lÖch nhiÖt ®Öu kh«ng ®Òu (hay Gradien nhiÖt ®é) ®îc xÐt nh quy

®Þnh ë ®iÒu 3.12.3 Quy tr×nh. Ta ®· biÕt víi dÇm b»ng mét lo¹i vËt liÖu

th× chªnh lÖch nhiÖt ®é chØ g©y ra néi lùc trong hÖ siªu tÜnh. Cßn ®èi víi

dÇm liªn hîp thÐp - BTCT lµ dÇm cã hai lo¹i vËt liÖu nªn cã kh¶ n¨ng hÊp thu


58


vµ t¶n nhiÖt kh¸c nhau nªn chªnh lÖch nhiÖt ®é g©y ra néi lùc trong c¶ kÕt

cÈu nhÞp tÜnh ®Þnh vµ siªu tÜnh

- Chªnh lÖch nhiÖt ®é theo ph¬ng th¼ng ®øng trong kÕt cÊu nhÞp bªt«ng

hay liªn hîp ®îc lÊy nh h×nh vÏ:

H×nh 3.37: BiÓu ®å chªnh lÖch nhiÖt ®é kh«ng ®Òu

Bảng 3-1. Gradient nhiÖt ®é theo ph¬ng th¼ng ®øng trong KCN thÐp vµ BT

Th«ng

số

Gradien nhiệt dương (-oC)

Gradien nhiệt ©m

(oC)

T1

T2

T3

+23

+6

+3

-7

-1

0

- ChiÒu cao “A” trong h×nh ®îc lÊy nh sau:

+ A = 300mm cho kÕt cÊu nhÞp BTCT cã chiÒu cao H 40mm.

+ A = chiÒu cao thùc tÕ trõ ®i 100mm cho kÕt cÊu nhÞp BTCT cã chiÒu

cao H<40mm.

+ A = 300mm cho dÇm thÐp . Đối với kết cấu nhịp liªn hợp thÐp – BTCT,

cự ly “t” ph¶i ®îc lÊy b»ng chiÒu dµy b¶n bªt«ng kÓ c¶ vót nÕu cã.

Ghi chó: Theo tµi liÖu Richard M. Barker and Jay A. Puckett (1997). Design of

Highway Bridges Based on AASHTO LRFD Bridge Design Specifications. John

Wiley & Sons. New York, chiÒu cao A ®îc lÊy theo A = t-100mm, với t lµ

chiÒu cao b¶n BTCT kÓ c¶ vót.

- Chªnh lÖch nhiÖt ®é g©y ra néi lùc trong KCN. ¶nh hëng cña chªnh lÖch

nhiÖt ®é ®îc chia thµnh hai phÇn: phÇn g©y ra biÕn d¹ng däc vµ phÇn g©y

ra biÕn d¹ng uèn.

b. BiÕn d¹ng däc trôc:

- Chªnh lÖch nhiÖt ®é g©y ra biÕn d¹ng däc trôc tÝnh theo c«ng thøc:


59


Trong ®ã:

+ A: DiÖn tÝch mÆt c¾t.

+ T(y): Hµm chªnh lÖch nhiÖt ®é kh«ng ®Òu ®îc lÊy nh trong h×nh vÏ

trªn.

+ y: Khoảng çch tõ trôc trung hoµ cña mÆt c¾t ®Õn träng t©m cña

ph©n tè diÖn tÝch mÆt c¾t ngang dA.

+ TÝch ph©n nµy ®îc lÊy trªn toµn bé diÖn tÝch mÆt c¾t ngang.

+ Do hÖ sè d·n në nhiÖt cña thÐp vµ bªt«ng lµ nh nhau nªn trong çc

mÆt c¾t liªn hîp cã thÓ sö dông mÆt c¾t tÝnh ®æi ®Ó thùc hiÖn phÐp lÊy

tÝch ph©n.

- Çch lÊy tÝch ph©n: Chia diÖn tÝch mÆt c¾t ngang thµnh nhiÒu phÈn tö,

khi ®ã phÐp lÊy tÝch ph©n ®îc chuyÓn thµnh phÐp céng (Σ). XÐt mét phÇn

tö cña mÆt c¾t nh trªn h×nh vÏ, kho¶ng çch tõ trôc trung t©m cña phÇn tö

®Õn trôc trung hoµ cña mÆt c¾t lµ yi*. Gäi diÖn tÝch vµ m«men qu¸n tÝnh

cña phÇn tö lµ Ai vµ Ii. Vµ phÇn tö cã thÓ cã h×nh d¹ng bÊt k× nªn trong

phÇn tö xÐt ph©n tè diÖn tÝch dA n»m çch trôc trung hoµ cña mÆt c¾t lµ

y, khi ®ã kho¶ng çch tõ träng t©m ph©n tè dA ®Õn trôc trung hoµ cña

phÇn tö lµ yi vµ ta cã quan hÖ yi = y - yi*.

NhiÖt ®é t¹i träng t©m ph©n tè dA lµ:

Trong ®ã:

+ Tai: NhiÖt ®é t¹i träng t©m phÇn tö.

+ ΔTi: Chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a mÐp díi vµ mÐp trªn phÇn tö.

+ di: ChiÒu cao phÇn tö.

Thay yi = y - yi* vào (3-110) ta cã:

Thay T(y) vµo c«ng thøc tÝnh biÕn d¹ng däc trôc ta cã:

Trong ®ã dÊu Σ lµ tổng cña çc phÇn tö trªn mÆt c¾t ngang; dÊu tÝch ph©n

∫ ®îc lÊy cho tõng phÇn tö.

Víi chó ý , do lµ m«men tÜnh cña diÖn tÝch Ai

®èi víi trôc trung hoµ cña mÆt c¾t, cßn còng lµ

m«men tÜnh cña diÖn tÝch Ai ®èi víi trôc trung hoµ cña mÆt c¾t.

Ta cã thÓ khai triÓn vÕ ph¶i cña c«ng thøc trªn nh sau:


60


Như vậy ta cã c«ng thøc tÝnh biÕn d¹ng däc trôc:

H×nh 3.32: VÝ dô mét phÇn tö trªn mÆt c¾t ngang.

b. BiÕn d¹ng uèn do chªnh lÖch nhiÖt ®é:

- BiÕn d¹ng uèn do chªnh lÖch nhiÖt ®é lµ ®é cong cña dÇm tÝnh theo c«ng

thøc:

Trong ®ã:

+ : HÖ sè d·n në nhiÖt.

+ I: M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t ngang ®èi víi trôc trung hoµ cña

mÆt c¾t.

+ T(y): Hµm chªnh lệch nhiệt độ kh«ng đều được lấy như h×nh vÏ ë trªn.

+ y: Khoảng c¸ch tõ trôc trung hoµ cña mÆt c¾t ®Õn träng t©m cña

ph©n tè diÖn tÝch mÆt c¾t ngang dA.

- Chia diÖn tÝch thµnh nhiÒu phÇn tõ cã diÖn tÝch A i vµ m«men qu¸n tÝnh Ii,

t¬ng tù nh trªn khi ®ã phÐp lÊy tÝch ph©n ®îc chuyÓn thµnh phÐp tÝnh

tæng. XÐt ph©n tè dA cña phÇn tö , t¬ng tù nh trªn yi = y – yi* và:

Thay T(y) ®· tÝnh ë trªn vµo c«ng thøc nµy ta cã:

TÝnh c¸c tÝch ph©n trong c«ng thøc trªn như sau:

+ : lµ m«men tÜnh cña diÖn tÝch phÇn tö Ai ®èi víi

trôc trung hoµ cña mÆt c¾t.


dydA

Trục trung tâm của phần tử

Trục trung hòa của mặt cắt

y*i

yi

y

T(y)

Tai

Ti

di

61


+ : lµ m«men qu¸n tÝnh cña diÖn tÝch phÇn tö Ai ®èi víi

trôc trung hoµ cña mÆt c¾t.

+

Thay çc tÝch ph©n đã tÝnh vµo c«ng thøc ta cã:

Do nªn

Tõ biÕn d¹ng däc t¬ng ®èi ε vµ biÕn d¹ng uèn ψ, dÔ dµng tÝnh ®îc lùc

däc trôc N vµ m«men uèn M do chªnh lÖch nhiÖt ®é nh sau:

Trong ®ã:

+ E: M«đun ®µn håi cña vËt liÖu (với mÆt c¾t liªn hîp do ®· ®æi sang

diÖn tÝch thÐp t¬ng ®¬ng nªn ®ã lµ m«đun ®µn håi cña thÐp Es.

+ Tai: NhiÖt ®é t¹i träng t©m diÖn tÝch Ai (lÊy trªn h×nh vÏ);

+ : Kho¶ng çch tõ träng t©m diÖn tÝch Ai ®Õn trôc trung hoµ cña

mÆt c¾t.

+ Ai: DiÖn tÝch phÇn tö thø i.

+ di: ChiÒu cao phÇn tö thø i.

+ : M«men qu¸n tÝnh cña diÖn tÝch cña phÇn tö thø i ®èi víi trôc

trung hoµ cña b¶n th©n phÇn tö ®ã.

+ : Chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a mÐp díi vµ mÐp trªn cña phÇn tö.

+ Çc lùc däc N vµ m«men M lÇn lît tÝnh theo c«ng thøc ë trªn ®îc xem

nh kh«ng ®æi theo chiÒu dµi ®o¹n dÇm.

- Trong quy tr×nh quy ®Þnh ph¶i xÐt c¶ chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng (mÆt

trªn nhiÖt ®é cao h¬n) vµ chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m (mÆt trªn nhiÖt ®é

thÊp h¬n), c¨n cø theo b¶ng 3.12.3 – 1 th× chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m nhá

h¬n chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng, tuy nhiªn tuú theo trêng hîp ®Ó lÊy kÕt qu¶

khi nã lµm t¨ng gi¸ trÞ tÝnh to¸n.

- §Ó tÝnh øng suÊt do chªnh lÖch nhiÖt ®é ta vÉn chÊp nhËn hai gi¶ thiÕt lµ:

vËt liÖu lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi vµ gi¶ thiÕt mÆt c¾t ph¼ng.

§ång thêi nhiÖt ®é kh«ng ph¶i lµ t¶i träng l©u dµi nªn kh«ng xÐt tíi t¸c

®éng cña tõ biÕn do ®ã trong tÝnh to¸n vÉn dïng çc ®Æc trng h×nh häc

cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.


62


- Khi tÝnh chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng còng nh chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m, quy

tr×nh cho thÊy chªnh lÖch nhiÖt ®é thay ®æi trong b¶n BTCT, cßn trong

dÇm thÐp nhiÖt ®é coi nh kh«ng thay ®æi theo chiÒu cao. Tõ biÓu ®å

chªnh lÖch nhiÖt ®é sÏ tÝnh ®îc néi lùc N vµ M trªn mÆt c¾t. C¨n cø vµo N

vµ M ®· tÝnh, ta cã thÓ vÏ ®îc biÓu ®å øng suÊt do chªnh lÖch nhiÖt ®é cña

mÆt c¾t.

3.5.2.3. Néi lùc do chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m trong cÇu liªn hîp nhÞp

gi¶n ®¬n.

- Gọi t lµ chªnh lệch nhiệt độ giữa bản bªt«ng cèt thÐp vµ dÇm thÐp (nhiệt ®é

dÇm thÐp cao h¬n nhiÖt ®é trong b¶n bªt«ng). Trªn chiều dµi L chªnh lệch

nhiệt ®é trªn nếu kh«ng bị cản trở bởi c¸c neo sẽ g©y ra sù chªnh lÖch biÕn

d¹ng:

+ Chªnh lÖch biÕn d¹ng tuyÖt ®èi lµ: l = t t.L.

+ Chªnh lÖch biÕn d¹ng t¬ng ®èi: = = t t.

-Chªnh lÖch biÕn d¹ng t¬ng ®èi gi÷a b¶n bªt«ng vµ dÇm thÐp t¬ng øng

víi øng suÊt f = t.t.Es trong dÇm thÐp.

Trong ®ã:

+ t: lµ hÖ sè gi·n në nhiÖt

+ Es: M«®un ®µn håi cña thÐp.

+ : Chªnh lÖch nhiÖt ®é gi÷a b¶n bªt«ng vµ dÇm thÐp.

- øng suÊt trong dÇm thÐp ®îc coi nh lùc N = t.t.Es.At ®Æt t¹i träng dÇm

dÇm thÐp vµ lµm cho dÇm thÐp bÞ dµi ra.

- ChuyÓn N vÒ träng t©m tiÕt diÖn liªn hîp II-II ph¶i thªm vµo mét m«men

M:

M = N.z = t t Es.At z

II - II NM = N.z

I - I

II II

I I

C

N

H×nh 3.39: S¬ ®å tÝnh néi lùc do chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m

Trong ®ã:

+ : Chªnh lÖch biÕn d¹ng gi÷a dÇm thÐp vµ b¶n bªt«ng.

+ Ec: M«đun ®µn håi cña bªt«ng.


+ As: DiÖn tÝch tÝnh to¸n cña b¶n bªt«ng.


63


+ z: lµ kho¶ng c¸ch tõ TTH cña mÆtc c¾t dÇm thÐp (I – I) ®Õn TTH cña

mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n (II – II).

- Khi xem nh nhiÖt ®é trong b¶n bªt«ng kh«ng thay ®æi theo chiÒu dµi

nhÞp, chªnh lÖch nhiÖt ®é còng kh«ng thay ®æi theo chiÒu dµi nhÞp nªn ta

cã m«men M còng kh«ng thay ®æi theo chiÒu dµi nhÞp. Chó ý rằng M lµm

cho thí trªn cña mÆt c¾t liªn hîp chÞu nÐn nªn lµ m«men d¬ng.

H×nh 3.40: BiÓu ®å m«men do chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m.

3.5.2.4. Néi lùc do chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng trong cÇu liªn hîp

nhÞp gi¶n ®¬n.

- Gäi chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng lµ t (nhiÖt ®é trªn b¶n BTCT kh«ng ®æi

vµ cao h¬n nhiÖt ®é kh«ng ®æi trªn dÇm thÐp) nÕu kh«ng cã sù c¶n trë

cña c¸c neo sÏ g©y ra chªnh lÖch biÕn d¹ng gi÷a dÇm thÐp vµ b¶n bªt«ng:

+ Chªnh lÖch biÕn d¹ng tuyÖt ®èi: l = c.t.l

+ Chªnh lÖch biÕn d¹ng t¬ng ®èi = l

l = c.t.

- Chªnh lÖch biÕn d¹ng sÏ g©y ra chªnh lÖch vÒ øng suÊt lµ f = c.t.Ec trong

b¶n bªt«ng.

- øng suÊt trong b¶n bªt«ng coi nh g©y ra lùc däc N = c.t.Ec.As ®Æc ë

träng t©m b¶n BTCT.

II - II NM = N.yc

I - I

II II

I I

CN

H×nh 3.41: Chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng

- ChuyÓn N tõ träng t©m b¶n BTCT (®iÓm C) vÒ träng t©m tiÕt diÖn liªn

hîp ng¾n h¹n ®µn håi ph¶i thªm vµo mét m«men cã gi¸ trÞ lµ M:

M = N.yc = c.t.Ec.As.yc

Thay vµo ta cã: M = c t. As.yc

Trong ®ã:

+ Ec: M«®un ®µn håi cña bªt«ng b¶n.


+ As: DiÖn tÝch b¶n bªt«ng mÆt cÇu.


M

64


+ yc: Kho¶ng c¸ch tõ träng t©m C cña b¶n bªt«ng ®Õn TTH cña tiÕt

diÖn liªn hîp ng¾n h¹n (II - II).

- M«men M lµm cho thớ dưới chịu nÐn nªn lµ m«men ©m. T¬ng tù nh trªn

nÕu nhiÖt ®é trong b¶n bªt«ng kh«ng ®æi theo chiÒu dµi nhÞp th× nhiÖt

®é trong dÇm thÐp còng nh vËy, dÇm cã chiÒu cao kh«ng ®æi nªn ta cã

biÓu ®å m«men uèn do chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng nh trªn h×nh vÏ.

H×nh 3.42. BiÓu ®å M khi chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng

3.5.2.5. Néi lùc do chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m trong cÇu liªn hîp nhÞp

liªn tôc.

- Gi¶ sö ta cã mét dÇm liªn tôc 3 nhÞp vµ chän hÖ c¬ b¶n nh h×nh vÏ. Èn lùc

thõa ë ®©y lµ c¸c m«men gèi Mi. C¨n cø vµo c«ng thøc tÝnh to¸n ta cã thÓ

vÏ ®îc biÓu ®å m«men uèn do chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m víi gi¶ thiÕt chiÒu

cao dÇm kh«ng thay ®æi, ®ã lµ biÓu ®å m«men uèn do chªnh lÖch nhiÖt

®é ©m vÏ trªn hÖ c¬ b¶n, kÝ hiÖu biÓu ®å lµ Mt.

- ViÕt ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c cña ph¬ng ph¸p lùc cho hÖ siªu tÜnh bËc hai

(víi bËc siªu tÜnh bËc n còng t¬ng tù, ë ®©y xÐt dÇm liªn tôc 3 nhÞp cho

®¬n gi¶n vµ còng lµ hÖ hay gÆp trong thùc tÕ):

Trong ®ã:

+ ik: Lµ chuyÓn vÞ theo phương cña Èn lùc thõa Mi do nguyªn nh©n Mk

= 1 g©y ra, ®îc tÝnh nh trong c¬ häc kÕt cÊu.

+ it: Lµ chuyÓn vÞ theo ph¬ng cña Èn lùc thõa Mi do nguyªn nh©n

chªnh lÖch nhiÖt ®é.

it = =

hay it = t t


M

65


H×nh 3.43: Néi lùc trong dÇm liªn hîp liªn tôc do chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m.

- NÕu trªn tõng ®o¹n chiÒu cao dÇm kh«ng ®æi :

it = t t

Trong ®ã:

+ t : HÖ sè gi·n në nhiÖt cña thÐp.

+ t : Chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m.

+ Qt: M«men tÜnh cña tiÕt diÖn dÇm thÐp ®èi víi trôc trung hoµ ®µn

håi cña tiÕt diÖn liªn hîp ng¾n h¹n (xtđ).

+ Itd: M«men qu¸n tÝnh tÝnh ®æi cña tiÕt diÖn liªn hîp ®èi víi trôc xtđ.

+ : ChÝnh lµ diÖn tÝch biÓu ®å .

- Sau khi tÝnh ®îc c¸c hÖ sè ik vµ số h¹ng tù do it, thay ik vµ it vµo ph¬ng

tr×nh chÝnh t¾c vµ gi¶ ph¬ng tr×nh ta cã c¸c Èn lùc thõa, ®ã chÝnh lµ M1,

M2 ë gèi 1 vµ 2, tõ ®ã vÏ ®îc biÓu ®å m«men gèi Mg. BiÓu ®å m«men cuèi

cïng Mtc lµ tæng cña hai biÓu ®å Mt vµ Mg, ®ã chÝnh lµ biÓu ®å m«men cña

hÖ siªu tÜnh do chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m.

- Tõ biÓu ®å Mtc dÔ dµng vÏ ®îc biÓu ®å lùc c¾t V khi sö dông c«ng thøc:

Trong ®ã:


0 1 2 3

M2M1

Mt

Mg

Mtc

V

M1

M2

(a)

(b)

(c)

(g)

(h)

(i)

(d)

(e)1

1

M1 M2

66


+ Vtr, Vph: Lùc c¾t ë ®Çu tr¸i vµ ®Çu ph¶i cña ®o¹n.

+ Mtr, Mph: M«men uèn ë ®Çu tr¸i vµ ®Çu ph¶i cña ®o¹n.

+ q: T¶i träng ph©n bè trªn ®o¹n, trong trêng hîp nµy q=0.

+ l: ChiÒu dµi ®o¹n.

- Còng cã thÓ x¸c ®Þnh m«men gèi M i b»ng çch viÕt çc ph¬ng tr×nh ba

m«men cho gèi trung gian :

Trong ®ã :

+ Li, Li+1: ChiÒu dµi nhÞp thø i vµ i+1.

+ EIi, EIi+1: §é cøng chèng uèn cña tiÕt diÖn liªn hîp ng¾n h¹n, trong ®ã

E lµ m«®un ®µn håi cña thÐp, cßn I lµ m«men qu¸n tÝnh tÝnh ®æi ®èi víi

trôc trung hoµ ®µn håi (xtd).

+ Mi-1, Mi, Mi+1: M«men gối.

+ i, i+1: DiÖn tÝch biÓu ®å m«men do chªnh lÖch nhiÖt ®é trªn hÖ

c¬ b¶n ë nhÞp i vµ nhÞp i+1.

+ ai, bi+1: Kho¶ng çch tõ träng t©m diÖn tÝch i vµ i+1 ®Õn ®Çu tr¸i

vµ ®Çu ph¶i nhÞp i vµ nhÞp i+1.

- Gi¶i ph¬ng tr×nh ba m«men sÏ cã çc m«men gèi Mi, c«ng viÖc tiÕp theo lµ

vÏ biÓu ®å m«men gèi, biÓu ®å m«men uèn tæng céng vµ biÓu ®å lùc c¾t

hoµn toµn gièng nh khi gi¶i b»ng ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c.

- Víi çc tÝnh to¸n nh trªn cã çc biÓu ®å m«men vµ lùc c¾t cho c¶ hai nhÞp

liªn tôc (L1=L2), bèn nhÞp liªn tôc (L1 = L4; L2 = L3), n¨m nhÞp liªn tôc (L1 = L5;

L2 = L4) khi trªn mçi nhÞp chiÒu cao dÇm kh«ng ®æi, çc nhÞp cã chiÒu cao

nh nhau vµ chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m nh trªn h×nh vÏ.

H×nh 3.44: CÇu 2 nhÞp liªn tôc


(c)

(d)

(e)

(b)

0(a)

V

Mt

M1

Mg

Mtc

1 2

67


H×nh 3.39: CÇu 4 nhÞp liªn tôc

H×nh 3.46: CÇu 5 nhÞp liªn tôc.

3.5.2.6. Néi lùc do chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng trong cÇu liªn hîp

nhÞp liªn tôc.

- Víi çch tÝnh t¬ng tù nh chªnh lÖch nhiÖt ®é ©m, nhng ë ®©y d¬ng nªn:

it = -

hay it = - t

- B»ng çch gi¶i ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c hoÆc viÕt vµ gi¶i çc ph¬ng tr×nh

ba m«men ta sÏ cã çc Èn lùc thõa lµ çc m«men gèi, tõ ®ã vÏ ®ù¬c biÓu ®å

m«men gèi. Céng çc biÓu ®å m«men gèi Mg vµ biÓu ®å m«men do chªnh

lÖch nhiÖt ®é sinh ra trªn hÖ c¬ b¶n Mt ta sÏ cã biÓu ®å m«men uèn tæng

céng Mtc, trªn biÓu ®å nµy dÔ dµng t×m ®îc m«men uèn ë bÊt k× mÆt c¾t

nµo do chªnh lÖch nhiÖt ®é sinh ra. Tõ biÓu ®å Mtc vÏ ®îc biÓu ®å lùc c¾t

do chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng.


(c)

(d)

(e)

(b)

0(a)

V

Mt

M1 M2

Mg

Mtc

1 2 3 4

Mt

Mt

L1, EI1 L2, EI2 L3, EI3 L4, EI4

(c)

(d)

(e)

(b)

(a)

V

Mt

M1 M4

Mg

Mtc

0 1 2 3 4 5

M2 M3

L1, EI1 L2, EI2 L3, EI3 L4, EI4 L5, EI5

68


- Trªn h×nh vÏ giíi thiÖu c¸c biÓu ®å Mt, Mg, Mtc vµ V cho dÇm liªn tôc ba

nhÞp cã L1 = L3 vµ cã chiÒu cao dÇm kh«ng ®æi trªn c¶ ba nhÞp. Víi c¸c tr-

êng hîp dÇm liªn tôc 2 nhÞp, 4 nhÞp vµ 5 nhÞp cã thÓ vÏ t¬ng tù.

H×nh 3.47: Néi lùc trong dÇm liªn tôc do chªnh lÖch nhiÖt ®é d¬ng.


0 1 2 3

Mt

Mg

Mtc

V

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

1

1

L1, EI1 L2, EI2 L3, EI3

69


3.6.KiÓm to¸n KCN theo c¸c Tr¹ng th¸i giíi h¹n3.6.1. Néi dung kiÓm to¸n dÇm theo søc kh¸ng.

3.6.1.1. S¬ ®å khèi.


70


3.6.2. KiÓm tra ®iÒu kiÖn cÊu t¹o chung cña dÇm.

3.6.2.1. TØ lÖ cÊu t¹o chung cña dÇm chñ. (§iÒu 6.10.2.1)

- DÇm chñ yÕu chÞu uèn do ®ã ph¶i ®îc cÊu t¹o ®¶m b¶o tØ

lÖ sau:

Trong ®ã:

+ Iyc: MMQT cña b¶n çnh chÞu nÐn ®èi víi trôc th¼ng

®øng Oy.

+ Iy: MMQT cña mÆt c¾t dÇm ®èi víi trôc th¼ng ®øng

Oy.

- Ngoµi ra chiÒu dµy cña çnh dÇm, sên dÇm (trõ sên dÇm cña thÐp I çn)

ph¶i lín h¬n 8mm, cßn chiÒu dµy sên dÇm cña thÐp I hoÆc [ ph¶i lín h¬n

7mm. H×nh 2.24: MÆt c¾t dÇm chñ

3.6.2.2. KiÓm tra ®é m¶nh cña b¶n bông. (§iÒu 6.10.2.2)

- §Ó tr¸nh hiÖn tîng mÊt æn ®Þnh côc bé th× sên dÇm ph¶i ®îc cÊu t¹o sao

cho:

+ Khi kh«ng cã sên t¨ng cêng däc:

+ Khi cã sên t¨ng cêng däc:

Trong ®ã:

+ tw: ChiÒu dµy cña sên dÇm.

+ Dc: ChiÒu cao vïng chÞu nÐn cña sên dÇm trong giai ®o¹n ®µn håi

(mm).

+ fc: øng suÊt t¹i träng t©m çnh chÞu nÐn do t¶i träng tÝnh to¸n (MPa).

+ E: M«®un ®µn håi cña thÐp.3.6.3. KiÓm tra ®iÒu kiÖn cÊu t¹o cña mÆt c¾t ®Æc ch¾c.

3.6.3.1. KiÓm tra ®é m¶nh cña sên dÇm. (§iÒu 6.10.4.1.1).

- §iÒu kiÖn kiÓm to¸n:

+ DÇm cã mÆt c¾t ch÷ I vµ chiÒu cao dÇm kh«ng ®æi.

+ Cêng ®é ch¶y dÎo nhá nhÊt theo quy ®Þnh cña thÐp 345MPa.

- C«ng thøc kiÓm to¸n:

Trong ®ã:

+ Dcp: ChiÒu cao sên dÇm chÞu nÐn øng víi m«men ch¶y Mp.


71

x

y

o


+ tw: ChiÒu dµy b¶n bông.

+ E : M«®un ®µn håi cña thÐp.

+ Fyc : Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn.

- NÕu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn trªn th× b¶n bông cña dÇm thÐp ®îc coi lµ ®Æc

ch¾c.

3.6.3.2. KiÓm tra ®é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn. (§iÒu 6.10.4.1.3).


Trong ®ã:

+ bc: ChiÒu réng b¶n çnh chÞu nÐn.

+ tc : ChiÒu dµy b¶n çnh chÞu nÐn.



- NÕu ®iÒu kiÖn trªn tho¶ m·n th× ta tiÕp tôc kiÓm to¸n ®iÒu kiÖn vÒ sù t-

¬ng t¸c gi÷a b¶n bông vµ b¶n çnh chÞu nÐn. NÕu tho¶ m·n c¶ hai ®iÒu

kiÖn nµy th× b¶n çnh cña dÇm thÐp ®îc coi lµ ®Æc ch¾c.

3.6.3.3. KiÓm tra t¬ng t¸c gi÷a sên dÇm vµ b¶n çnh chÞu nÐn.

(§iÒu 6.10.4.1.6).


- NÕu ®iÒu kiÖn trªn ®îc tho¶ m·n th× ph¶i tu©n theo çc quy ®Þnh vÒ

viÖc gi»ng b¶n çnh (§iÒu 6.4.10.1.7)

- NÕu ®iÒu kiÖn trªn kh«ng tho¶ m·n th× ph¶i tÝnh to¸n t¸c ®éng qua l¹i

gi÷a sên dÇm vµ çnh nÐn cña mÆt c¾t ®Æc theo ®iÒu kiÖn.

3.6.3.4. KiÓm tra ®iÒu kiÖn gi»ng b¶n çnh chÞu nÐn. (§iÒu

6.10.4.1.7).


Trong ®ã:

+ Lb: ChiÒu dµi kh«ng ®îc gi»ng.

+ ry: B¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t thÐp ®èi víi trôc th¼ng ®øng.

+ Ml: M«men nhá h¬n do t¶i träng tÝnh to¸n trong hai m«men ë hai

®Çu cña ®o¹n kh«ng ®îc gi»ng.

+ Mp: M«men dÎo (Nmm).

+ Fyc: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña çnh chÞu nÐn (MPa).


72


+ TØ sè ph¶i lÊy dÇu ©m nÕu phÇn cÊu kiÖn trong ph¹m vi chiÒu

dµi kh«ng ®îc gi»ng bÞ uèn theo ®êng cong ngîc.

3.6.3.5. KiÓm tra ®é m¶nh cña sên dÇm vµ b¶n çnh chÞu nÐn khi

dïng c«ng thøc Q. (§iÒu 6.10.4.1.8).


Trong ®ã:

+ Dcp: ChiÒu cao sên dÇm chÞu nÐn øng víi m«men ch¶y Mp.






- NÕu ®iÒu kiÖn trªn ®îc tho¶ m·n th× tiÕp tôc kiÓm tra ®iÒu kiÖn gi»ng

b¶n çnh chÞu nÐn cña mÆt c¾t ®Æc ch¾c. (§iÒu 6.4.10.1.7).

- NÕu ®iÒu kiÖn trªn kh«ng ®¹t th× ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn vÒ ®é m¶nh

cña b¶n çnh chÞu nÐn cña mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c. (§iÒu 6.4.10.1.4).

3.6.4. KiÓm tra ®iÒu kiÖn cÊu t¹o cña mÆt c¾t kh«ng ®Æc ch¾c.

3.6.4.1. KiÓm tra ®é m¶nh cña b¶n çnh chÞu nÐn. (§iÒu 6.10.4.1.4).


+ Khi kh«ng cã sên t¨ng cêng däc:

+ Khi cã sên t¨ng cêng däc:

Trong ®ã:




+ Dc : ChiÒu cao phÇn sên dÇm chÞu nÐn trong giai ®o¹n ®µn håi.

+ fc : øng suÊt trong b¶n çnh chÞu nÐn do t¸c dông cña t¶i träng tÝnh

to¸n.

- NÕu ®iÒu kiÖn trªn kh«ng ®¹t th× mÆt c¾t dÇm thÐp kh«ng ®îc chÊp

nhËn vµ ph¶i chän mét mÆt c¾t míi.


73


3.6.4.2. KiÓm tra ®iÒu kiÖn gi»ng b¶n çnh chÞu nÐn. (§iÒu

6.10.4.1.9).


Trong ®ã :

+ Fyc: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn (MPa)

+ rt: B¸n kÝnh qu¸n tÝnh ®èi víi trôc th¼ng ®øng cña mÆt c¾t quy íc,

bao gåm çnh nÐn cña mÆt c¾t thÐp céng thªm 1/3 chiÒu cao chÞu nÐn

cña sên dÇm (mm).

H×nh 3.49: MÊt æn ®Þnh ngang do xo¾n.

- NÕu ®iÒu kiÖn trªn ®¹t th× ph¶i x¸c ®Þnh søc kh¸ng uèn cña mçi b¶n

çnh theo çch x¸c ®Þnh søc kh¸ng uèn cña b¶n çnh cã mÆt c¾t kh«ng

®Æc ch¾c theo §iÒu 6.10.4.2.4.

- NÕu ®iÒu kiÖn trªn kh«ng ®¹t th×:

+ §èi víi çc mÆt c¾t liªn hîp trong tr¹ng th¸i lµm viÖc cuèi cïng cña

chóng, viÖc nghiªn cøu ph¶i ®îc tiÕn hµnh theo quy ®Þnh cña §iÒu

6.10.4.2.5 vÒ o»n ngang do xo¾n cña mÆt c¾t liªn hîp, hoÆc

+ §èi víi mÆt c¾t kh«ng liªn hîp hoÆc bè trÝ cÊu t¹o ®Ó thi c«ng cña

çc mÆt c¾t liªn hîp, viÖc nghiªn cøu ph¶i ®îc tiÕn hµnh theo qui ®Þnh çc

§iÒu 6.10.4.2.6 vÒ o»n ngang do xo¾n cña mÆt c¾t kh«ng liªn hîp.3.6.5. KiÓm to¸n søc kh¸ng uèn theo TTGH cêng ®é.

3.6.5.1. C«ng thøc kiÓm to¸n.

- C«ng thøc kiÓm to¸n: Mr Mttmax

- Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n:

Trong ®ã:

+ Mttmax: M«men tÝnh to¸n lín nhÊt do t¶i träng g©y ra.

+ Mr: Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n cña mÆt c¾t.

+ Mn: Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh (Nmm).

+ f: HÖ sè søc kh¸ng uèn, = 1,00

+ Fn: Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh ë mçi b¶n çnh (MPa).

Chó ý:


bf

y

tf

Dc/3

tw

tf

Dc/3

74


+ Kh«ng ¸p dông çc quy ®Þnh vÒ ph©n phèi l¹i m«men cho dÇm gi¶n

®¬n.

+ Víi kÕt cÊu nhÞp liªn tôc cã thÓ dïng çc quy ®Þnh ®µn håi hoÆc

kh«ng ®µn håi ®Ó tÝnh to¸n trong tr¹ng th¸i giíi h¹n cêng ®é. ChØ cã çc

cÊu kiÖn liªn hîp hoÆc kh«ng liªn hîp víi mÆt c¾t ch÷ I chiÒu cao kh«ng

®æi, mÆt c¾t ®Æc vµ cã cêng ®é ch¶y dÎo nhá nhÊt kh«ng vît qu¸ 345Mpa

th× míi ®îc phÐp ¸p dông çc ph©n tÝch ®µn håi.

3.6.5.2. TÝnh søc kh¸ng uèn danh ®Þnh Mn.(§iÒu 6.10.4.2)

- Quy tr×nh quy ®Þnh mäi mÆt c¾t ®îc dù kiÕn ®¹t ®Õn m«men dÎo ph¶i

bè trÝ liªn kÕt däc (gi»ng ngang).

a. Søc kh¸ng uèn cña mÆt c¾t ®Æc th«ng thêng (mÆt c¾t kh«ng

liªn hîp)

- Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh Mn:

Mn = Mp

Trong ®ã:

+ Mn: Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh.

+ Mp: M«men dÎo (hay søc kh¸ng uèn cña mÆt c¾t ë tr¹ng th¸i dÎo hoµn

toµn)

b. Søc kh¸ng uèn cña mÆt c¾t liªn hîp ®Æc ch¾c.

- Víi çc mÆt c¾t cña cÇu gi¶n ®¬n mét nhÞp hoÆc cña cÇu liªn tôc cã

m«men uèn ©m t¹i çc gèi trung gian th× søc kh¸ng uèn danh ®Þnh cña

mÆt c¾t liªn hîp ®Æc ch¾c trong vïng uèn d¬ng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

+ NÕu Dp D’ th× Mn = Mp

+ Nếu D’ < Dp 5D’ th×

Trong ®ã:

+ My: M«men ch¶y cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n chÞu m«men d¬ng.

+ Mp: M«men dẻo.

+ Dp: Kho¶ng çc tõ mÐp trªn b¶n bªt«ng tíi trôc trung hoµ dÎo.

+ D’: Kho¶ng çch, lÊy nh sau:

+ = 0,9 ®èi víi thÐp cã Fy = 250 MPa

+ = 0,7 ®èi víi thÐp cã Fy = 345 MPa

+ tv, ts: ChiÒu cao vót vµ chiÒu dµy b¶n bªt«ng.

+ Hdt: ChiÒu cao dÇm thÐp.

- Víi çc mÆt c¾t kh¸c:

+ TÝnh theo ph¬ng ph¸p gÇn ®óng.

Mn = 1,3 Rh My

+ TÝnh theo ph¬ng ph¸p chÝnh x¸c.


75


Mn = Rh My + A (Mnp - Mcp)

Trong ®ã:

+ A: HÖ sè, lÊy nh sau: víi nhÞp biªn lÊy b»ng kho¶ng çch tõ gèi biªn

®Õn mÆt c¾t tÝnh to¸n chia cho chiÒu dµi nhÞp biªn, víi nhÞp trong lÊy

A=1.

+ Mcp: M«men uèn do t¶i träng tÝnh to¸n ë gèi ®ì trong øng víi t¶i träng

sinh ra m«men uèn d¬ng lín nhÊt ë mÆt c¾t ®ang xÐt (N.mm)

+ Mnp: Søc kh¸ng danh ®Þnh cña gèi ®ì trong (N.mm)

+ TrÞ sè ( Mnp - Mcp) ®èi víi çc nhÞp trong ph¶i lÊy sè nhá h¬n trong hai

gi¸ trÞ ë hai nhÞp biªn.

+ Rh: HÖ sè lai lÊy nh sau:

1. §èi víi çc mÆt c¾t ®ång nhÊt (dÇm kh«ng lai)

Rh = 1.

2. §èi víi mÆt c¾t lai khi øng suÊt ë c¶ hai çnh dÇm díi t¸c dông cña t¶i

träng tÝnh to¸n kh«ng vît qu¸ cêng ®é ch¶y cña sên dÇm th× Rh =1.

3. §èi víi mÆt c¾t lai díi t¸c dông cña t¶i träng tÝnh to¸n mét b¶n çnh

®¹t ®Õn cêng ®é ch¶y th× tÝnh theo mÆt c¾t chÞu uèn d¬ng

hoÆc uèn ©m nh díi ®©y:

3.1. M ặ t c ắ t ch ị u u ố n d ươ ng:

Víi

Trong ®ã:

+ dn: Khoảng çch tõ mÐp díi cña çnh díi dÇm thÐp ®Õn trôc trung hoµ

cña tiÕt diÖn tÝnh ®æi ng¾n h¹n (mm).

+ Hdt: ChiÒu cao cña mÆt c¾t dÇm thÐp (mm).

+ Fyb: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña çnh díi (MPa)

+ Fyw: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña sên dÇm (MPa)

+ Afb, Aw: DiÖn tÝch çnh díi vµ diÖn tÝch sên dÇm (mm2).

3.2. MÆt c¾t chÞu uèn ©m.

3.2.1. Khi trôc trung hoµ cña mÆt c¾t lai liªn hîp (trôc trung hoµ t¹i

m«men ®µn håi) n»m trong ph¹m vi 10% chiÒu cao sên dÇm tÝnh tõ gi÷a s-

ên dÇm, hÖ sè lai tÝnh theo c«ng thøc sau :

Víi

+ Atf: Tæng diÖn tÝch (mm2). §èi víi çc mÆt c¾t liªn hîp Atf lµ tæng

diÖn tÝch cña hai b¶n çnh thÐp vµ cèt thÐp däc n»m trong mÆt c¾t. §èi víi

mÆt c¾t kh«ng liªn hîp Atf kµ táng diÖn tÝch cña hai b¶n çnh thÐp.

+ ffl: TrÞ sè nhá h¬n gi÷a cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh vµ øng

suÊt ë mçi b¶n çnh do t¶i träng tÝnh to¸n (MPa).


76


3.2.2. §èi víi mÆt c¾t liªn hîp kh¸c:

Trong ®ã:

+ Myr: M«men ch¶y cã tÝnh ®Õn sù ch¶y ë sên dÇm (N.mm)

+ My: Nh ë trªn (MPa).

c. TÝnh søc kh¸ng uèn dùa trªn c«ng thøc Q.

- Søc kh¸ng uèn Mn cã thÓ ®îc lÊy theo gi¸ trÞ nhá h¬n trong hai gi¸ trÞ sau:

Mn = Mp

Trong ®ã:

+ Qp: §é m¶nh cña sên vµ çnh nÐn ®Ó ®¹t ®îc søc kh¸ng uèn Mp, x¸c

®Þnh theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm (tuyÕn tÝnh ho¸).

1. §èi víi çc mÆt c¾t kh«ng ®èi xøng

2. §èi víi çc mÆt c¾t ®èi xøng:

+ Q: TØ sè gi÷a kh¶ n¨ng æn ®Þnh vµ cêng ®é ch¶y cña b¶n çnh.

Qp = 3

1. Nếu th× Q =

2. NÕu th×

Trong ®ã:

+ Mp: M«men dÎo (Nmm).


+ My: M«men ch¶y (MPa).

+ bc, tc: ChiÒu réng vµ chiÒu dµy cña çnh chÞu nÐn cña dÇm thÐp.

d. TÝnh søc kh¸ng uèn cña b¶n çnh cña mÆt c¾t kh«ng ®Æc.

- Søc kh¸ng uèn (tÝnh theo øng suÊt) danh ®Þnh cña mçi b¶n çnh dÇm:

Fn = Rb Rh Fyf

Trong ®ã:

+ Rh: HÖ sè lai; Rb: HÖ sè truyÒn t¶i träng.

+ Fyf: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña çnh dÇm (Mpa)


77


e.Søc kh¸ng uèn cña b¶n çnh cña mÆt c¾t liªn hîp mÊt æn ®Þnh

ngang do xo¾n.

1. B ả n çnh ch ị u nÐn

Sức kh¸ng uốn (tÝnh theo ứng suất) của çnh nÐn được tÝnh theo çc công

thức:

- Nếu th× Fn = Cb Rb Rh Fyc Rb Rh Fyc

- Nếu th× Fn = Cb Rb Rh Rb Rh Fyc

Trong ®ã:

+ Cb: HÖ sè ®iÒu chØnh sùc chªnh lÖch m«men däc theo chiÒu dµi

kh«ng gi»ng.

1. §èi víi dÇm mót thõa kh«ng cã liªn kÕt hoÆc ®èi víi çc cÊu kiÖn mµ

m«men trªn phÇn lín ®o¹n dÇm kh«ng ®îc gi»ng vît qu¸ gi¸ trÞ lín h¬n

cña hai m«men ë hai ®Çu ®o¹n th× lÊy Cb = 1.

2 . §èi víi trêng hîp kh¸c Cb theo c«ng thức sau:

Cb = 1,75 - 1,05 + 0,3 2,3

Trong ®ã

+ Pl: Lùc trong b¶n çnh chÞu nÐn t¹i ®iÓm liªn kÕt cã lùc nhá h¬n

do t¶i träng tÝnh to¸n sinh ra (N).

+ Ph: Lùc trong b¶n çnh chÞu nÐn t¹i ®iÓm liªn kÕt cã lùc lín h¬n

do t¶i träng tÝnh to¸n sinh ra (N).

+ Lb: ChiÒu dµi ®o¹n kh«ng liªn kÕt (mm).

+ rt: B¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t quy íc gåm b¶n çnh chÞu

nÐn cña mÆt c¾t thÐp céng víi mét phÇn ba chiÒu cao sên dÇm

lÊy ®èi víi trôc th¼ng ®øng (mm).

+ Rh: HÖ sè lai.

+ Rb: HÖ sè truyÒn t¶i träng.

+ Fyc: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn

(MPa).

Chó ý: Tû sè Pl/Ph lÊy dÇm ©m nÕu Pl lµ lùc kÐo.

2. B¶n çnh chÞu kÐo.

- Søc kh¸ng uèn danh ®Þnh (khi tÝnh theo øng suÊt) cña çnh chÞu kÐo:

Fn = Rb Rh Fyt

Trong ®ã:

+ Fyt: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña çnh chÞu kÐo (MPa);

+ Rh: HÖ sè lai.


78


+ Rb: HÖ sè truyÒn t¶i träng.

f. Søc kh¸ng uèn cña mÆt c¾t kh«ng liªn hîp khi xÐt ®Õn mÊt æn

®Þnh ngang do xo¾n.

1. B ả n çnh ch ị u nÐn

- NÕu cã sên t¨ng cêng däc vµ:

th× søc kh¸ng uèn danh ®Þnh ®îc tÝnh nh sau:

Mn = 3,14 E CbRh Rh My

- NÕu kh«ng cã sên t¨ng cêng däc hoÆc

NÕu th× Mn = Cb Rb Rh My Rb Rh My

NÕu th× Mn = Cb Rb Rh Rb Rh My

Trong ®ã:

vµ

+ b: HÖ sè lÊy nh sau:

1. b = 5,76 khi diÖn tÝch çnh nÐn lín h¬n hoÆc b»ng diÖn tÝch

çnh kÐo.

2. b = 4,64 khi diÖn tÝch çnh nÐn nhá h¬n diÖn tÝch çnh kÐo.

+ Iyc: M«men qu¸n tÝnh của çnh nÐn đối với trục thẳng đứng (mm4)

+ Sxc: M«men tÜnh cña diÖn tÝch çnh chÞu nÐn ®èi víi trôc n»m ngang

(mm3).

+ rt: B¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña çnh nÐn ®èi víi trôc th¼ng ®øng (mm).

+ Rh: HÖ sè lai.

+ Fyc: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña b¶n çnh chÞu nÐn (MPa).

+ bc, tc: BÒ réng vµ chiÒu dµy cña b¶n çnh chÞu nÐn.


tw

x

x

y

Phần chịu nén

của mặt cắt

tw

h1

tftf

bf

Sxc=bf tf hf

79


H×nh 3.50. Mặt cắt kh«ng liªn hợp

2. Çnh ch ị u kÐo.

- Sức kh¸ng uốn danh định (tÝnh theo ứng suất) của çnh chịu kÐo được tÝnh

theo c«ng thức:

Fn = Rb Rh Fyt

g. Çc hÖ sè triÕt gi¶m øng suÊt b¶n çnh.

1. H ệ s ố lai R h.

- HÖ sè lai dïng ®Ó xÐt ®Õn ¶nh hëng cña ph©n bè øng suÊt phi tuyÕn

g©y ra bëi viÖc cÊu t¹o sên dÇm cã cêng ®é thÊp h¬n cêng ®é cña çc b¶n

çnh trong dÇm lai.

- §èi với çc mặt cắt đồng nhất (toµn bộ mặt cắt bằng cïng loại thÐp)

Rh = 1.

- §èi víi mÆt c¾t lai khi ứng suất ở cả hai çnh dầm dưới t¸c dụng của tải trọng

tÝnh to¸n kh«ng vượt qu¸ cường độ chảy của sườn dầm Fyw th× Rh =1.

- §èi víi mÆt c¾t lai dưới t¸c dụng cuả tải trọng tÝnh to¸n một bản çnh đạt đến

cường độ chảy th× tÝnh theo mặt cắt chịu uốn dương hoặc uốn ©m dưới đ©y:

+ Mặt cắt chịu uốn dương:

Víi

Trong ®ã:

+ dn: Khoảng çch từ mÐp dưới của çnh dưới đến trục trung hßa của

tiết diện tÝnh đổi ngắn hạn (mm).

+ Hdt: Chiều cao của mặt cắt thÐp (mm).

+ Fyb: Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của çnh dưới (MPa).

+ Fyw: Cường độ chảy nhỏ nhất quy định của sườn dầm (MPa).

+ Afb, Aw: Diện tÝch çnh dưới vµ diện tÝch sên dầm (mm2).

+ MÆt c¾t chÞu uèn ©m.

1. Khi trục trung hßa của mặt cắt lai liªn hợp (trục trung hßa tại m«men

®µn hồi) nằm trong phạm vi 10% chiều cao sườn dầm tÝnh từ giữa sườn

dầm, hệ số lai tÝnh theo c«ng thức sau:

Víi

Trong ®ã:

+ Atf: Tổng diện tÝch (mm2). Đối với çc mặt cắt liªn hợp Atf lµ tổng

diện tÝch của hai bản çnh thÐp vµ cốt thép dọc nằm trong mặt cắt.


80


Đối với mặt cắt kh«ng liªn hợp Atf lµ tổng diện tÝch của hai bản çnh

thÐp.

+ ffl: Trị số nhỏ hơn giữa cường độ chảy nhỏ nhất quy định vµ ứng suất

ở mỗi bản çnh do tải trọng tÝnh to¸n (MPa).

2. Đối với mặt cắt lai liªn hợp kh¸c

Trong ®ã:

+ Myr: M«men chảy cã tÝnh đến sự chảy ở sườn dầm (Nmm).

+ My: Như ở trªn (MPa).

2. H ệ s ố truy ề n t ả i tr ọ ng R b

- Với çnh chịu nÐn:

+ Nếu cã sườn tăng cường và th× Rb =1.

+ Nếu kh«ng cã sườn tăng cường hoặc th×

Với ar =

Trong ®ã:

+ fc: øng suất ở bản çnh chịu nÐn đang xÐt do tải trọng tÝnh to¸n (MPa).

+ Ac: Diện tÝch çnh chịu nÐn (mm2).

+ b: Hệ số lấy như sau:

1. b = 5,76 khi diện tÝch tiết diện çnh nÐn lớn hơn hoặc bằng diện

tich tiết diện çnh kÐo.

2. b = 4,64 trong trường hợp ngược lại.

- Với çnh chịu kÐo: Rb = 1.

3.6.5.3. S¬ ®å x¸c ®Þnh søc kh¸ng uèn cña mÆt c¾t dÇm.


81


3.6.6. KiÓm to¸n søc kh¸ng c¾t theo TTGH cêng ®é.

3.6.6.1. C«ng thøc kiÓm to¸n.


82



Vr Vu = Vttmax

- Søc kh¸ng c¾t tÝnh to¸n cña sên dÇm (Vr)Vr = v.Vn

Trong ®ã:

+ v: HÖ sè søc kh¸ng khi c¾t, = 1,00

+ Vn: Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh.

+ Vr: Søc kh¸ng c¾t tÝnh to¸n.

3.6.6.2. Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña sên dÇm kh«ng cã sên t¨ng c-

êng.

- C¶ dÇm lai vµ dÇm lµm b»ng mét lo¹i thÐp, søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh ®îc lÊy nh sau:

+ NÕu: 2,46 th× Vn = Vp = 0,58 Fyw Dw. tw

+ NÕu 2,46 < 3,07 th× Vn = 1,48 tw2

+ NÕu 3,07 < th× Vn =

Trong ®ã:

+ Dw: Lµ chiÒu cao sên dÇm.

+ tw: Lµ chiÒu dµy sên dÇm.

+ Fyw: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña sên dÇm.

+ E: M«®un ®µn håi cña thÐp.

+ Vp: Lùc c¾t dÎo cña mÆt c¾t.

3.6.6.3. Søc kh¸ng c¾t cña sên dÇm cã sên t¨ng cêng.

a. MÆt c¾t cã mét lo¹i thÐp.

- M¶nh sên dÇm ë phÝa trong cña mÆt c¾t ®Æc:

+ NÕu Mu 0,5 f Mp th×:

+ NÕu Mu > 0,5 f Mp th×:

Víi

Trong ®ã:

+ Mu: M«men lín nhÊt trong m¶nh sên dÇm ®ang xÐt do t¶i träng tÝnh

to¸n (Nmm).

+ Vp: Lùc c¾t dÎo (N).


83


+ Mr: Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n (Nmm)

+ f: HÖ sè søc kh¸ng ®èi víi uèn.

+ My: M«men ch¶y (Nmm).

+ Dw: chiÒu cao sên dÇm (mm).

+ do: Kho¶ng çch gi÷a çc sên t¨ng cêng ®øng (mm).

+ c: TØ sè gi÷a øng suÊt o»n c¾t vµ cêng ®é ch¶y c¾t, lÊy nh sau :

1. NÕu: th× c = 1

2. NÕu th×

3. NÕu th×

Víi:

- M¶nh sên dÇm ë phÝa trong cña mÆt c¾t kh«ng ®Æc:

+ NÕu fu 0,75 f Fy th× Vn = Vp

+ NÕu fu > 0,75 f Fy th× Vn = R.Vp cVp

Víi: R = 0,6 + 0,4 ; Vp = 0,58 Fyw Dw. tw

Trong ®ã:

+ fu: øng suÊt lín nhÊt trong çnh nÐn ë m¶nh sên dÇm ®ang xÐt do t¶i

träng tÝnh to¸n (MPa).

+ Fr: Søc kh¸ng uèn tÝnh to¸n cña çnh nÐn (MPa).

+ c: TØ sè gi÷a øng suÊt o»n c¾t vµ cêng ®é ch¶y c¾t, lÊy nh phÇn

trªn.

- M¶nh sên dÇm ë hai ®Çu dÇm: Çc m¶nh sên dÇm ë hai ®Çu dÇm kh«ng

cã m¶nh sên dÇm ë mét c¹nh nªn nã lµm viÖc bÊt lîi h¬n çc m¶nh sên dÇm

trong, khi ®ã søc kh¸ng danh ®Þnh ®îc tÝnh nh sau:

Vn = c.Vp vµ Vp = 0,58 Fyw Dw. tw


84


Trong ®ã:

+ Vn: Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh.

+ Vp: Lùc c¾t dÎo cña mÆt c¾t.

+ c: HÖ sè x¸c ®Þnh nh ë phÇn trªn.

b. MÆt c¾t lai.

- Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh c¶ ë m¶nh sên dÇm phÝa trong vµ m¶nh sên

dÇm ngoµi ®Òu ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

Vn = c.Vp

Vp = 0,58 Fyw Dw. tw 3.6.7. KiÓm to¸n sên dÇm theo ®iÒu kiÖn mái.


- XÐt yªu cÇu mái ®èi víi sên dÇm lµ ®Ó kiÓm tra uèn ngoµi mÆt ph¼ng

cña sên dÇm do m«men uèn hoÆc do lùc c¾t t¸c dông lÆp ®i lÆp l¹i cña

ho¹t t¶i:

+ Xe t¶i thiÕt kÕ víi kho¶ng çch gi÷a 2 trôc nÆng kh«ng ®æi b»ng

9m, cã xung kÝch vµ hÖ sè lµn cho 1 lµn xe.

+ T¶i träng Ngêi ®i bé 3.10-3MPa tÝnh ®ång thêi víi xe t¶i thiÕt kÕ nÕu

®êng bé hµnh réng h¬n 0,6m.

- øng suÊt uèn vµ øng suÊt c¾t do t¶i träng mái nh ®· nªu ë trªn sinh ra ph¶i

®îc lÊy b»ng 2 lÇn gi¸ trÞ t¬ng øng theo tæ hîp t¶i träng mái quy ®Þnh

trong b¶ng 1.2 (b¶ng çc tæ hîp t¶i träng vµ hÖ sè t¶i träng).

3.6.7.2. øng suÊt uèn.

- Khi sên dÇm kh«ng cã sên t¨ng cêng däc th×:

+ NÕu: th× fcf ≤ Fyw

+ NÕu: th×

Trong ®ã:

+ fcf: øng suÊt nÐn ®µn håi bÊt lîi trong çnh nÐn díi t¸c dông cña tÜnh

t¶i tiªu chuÈn (tÜnh t¶i kh«ng nh©n víi hÖ sè t¶i träng) vµ ho¹t t¶i ®Ó tÝnh

mái nh ®· nªu ë trªn.

+ Fyw: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña sên dÇm (MPa).

+ Dc: ChiÒu cao chÞu nÐn ®µn håi cña sên dÇm (mm)+ tw: ChiÒu dµy sên dÇm (mm).

3.6.7.3. øng suÊt c¾t.

- Víi çc dÇm ®ång nhÊt (dïng mét lo¹i thÐp cho c¶ çnh vµ sên dÇm) cÇn

ph¶i bè trÝ sên t¨ng cêng ®øng, cßn sên t¨ng cêng däc cã thÓ bè trÝ hoÆc

kh«ng ®Ó tho¶ m·n ®iÒu kiÖn:

Fcf 0,58 c Fyw

Trong ®ã:


85


+ Fcf: øng suÊt c¾t ®µn håi lín nhÊt trong sên dÇm do tÜnh t¶i tiªu

chuÈn vµ ho¹t t¶i ®Ó tÝnh mái (Mpa).

+ c: TØ sè gi÷a øng suÊt o»n c¾t vµ cêng ®é ch¶y c¾t, lÊy nh sau :

1. NÕu: 1,10 th× c = 1

2. NÕu 1,10 1,38 th× c =

3. NÕu 1,38 < th× c =

Víi: k = 5 +

3.6.8. KiÓm tra ®é vâng theo TTGH sö dông. (§iÒu 6.10.5).


- KiÓm tra ®é vâng theo TTGH sö dông bao gåm kiÓm tra ®é vâng do tÜnh

t¶i vµ kiÓm tra ®é vâng do ho¹t t¶i nÕu cã yªu cÇu. KiÓm tra ®é vâng do

tÜnh t¶i cã thÓ theo ph©n tÝch ®µn håi hoÆc ngoµi miÒn ®µn håi (cã sù

ph©n bè l¹i m«men), trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ ë ®©y ta chØ cÇn xÐt theo

ph©n tÝch ®µn håi.

3.6.8.2. KiÓm tra ®é vâng do tÜnh t¶i theo ph©n tÝch ®µn håi.

- Môc ®Ých cña kiÓm tra ®é vâng do tÜnh t¶i lµ ®Ó ®é vâng do tÜnh t¶i

kh«ng lµm ¶nh hëng ®Õn giao th«ng trªn cÇu. Ph¬ng ph¸p kiÓm tra ®é

vâng do tÜnh t¶i lµ th«ng qua øng suÊt trong çnh dÇm. Do ®ã ®iÒu kiÖn

®é vâng ë ®©y lµ øng suÊt trong çnh dÇm khi uèn d¬ng hay uèn ©m ph¶i

tho¶ m·n:

+ §èi víi c¶ hai çnh dÇm thÐp cña mÆt c¾t liªn hîp:

ff 0,95 Rb Rh Fyf

+ §èi víi c¶ hai çnh dÇm thÐp cña mÆt c¾t kh«ng liªn hîp:

ff 0,80 Rb Rh Fyf

Trong ®ã:

+ ff: øng suÊt ®µn håi trong çnh dÇm do t¶i träng tÝnh to¸n sinh ra

(MPa)

+ Fyf: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña çnh dÇm (MPa).

+ Rh: HÖ sè lai, quy ®Þnh trong ®iÒu 6.10.4.3.1, thêng lÊy Rh = 1,0.

+ Rb: HÖ sè truyÒn t¶i träng, quy ®Þnh trong ®iÒu 6.10.4.3.2, lÊy Rb =

1,0.

3.6.8.3. KiÓm tra ®é vâng do ho¹t t¶i theo ph©n tÝch ®µn håi.

a. Nguyªn t¾c kiÓm tra.


86


- Khi tÝnh ®é vâng tuyÖt ®èi lín nhÊt ph¶i ®Æt t¶i ë tÊt c¶ çc lµn xe vµ ®-

êng bé hµnh.

- Khi tÝnh chuyÓn vÞ t¬ng ®èi lín nhÊt th× sè lîng vµ çc vÞ trÝ çc lµn ®Æt

t¶i ph¶i chän ®Ó sao cho hiÖu øng chªnh lÖch lín nhÊt.

- T¶i träng tÝnh to¸n lµ t¶i träng tiªu chuÈn cã xÐt lùc xung kÝch IM vµ hÖ sè

lµn xe nhng kh«ng xÐt ®Õn hÖ sè t¶i träng.

- §é vâng do ho¹t t¶i cÇn lÊy theo gi¸ trÞ lín h¬n cña:

+ KÕt qu¶ tÝnh to¸n chØ do mét m×nh xe t¶i thiÕt kÕ trong mçi lµn xe

+ Ngêi.

+ KÕt qu¶ tÝnh cña 25% xe t¶i thiÕt kÕ cïng víi t¶i träng lµn thiÕt kÕ +

Ngêi.

b. C«ng thøc kiÓm to¸n.

- Theo quy tr×nh quy ®Þnh, ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn ®é cøng th× ®é vâng

cña dÇm chñ do ho¹t t¶i sinh ra ph¶i nhá h¬n ®é vâng cho phÐp.

Trong ®ã:

+ LL: Lµ ®é vâng lín nhÊt do ho¹t t¶i g©y ra.

+ []: Lµ ®é vâng cho phÐp.

- Khi kh«ng cã çc tiªu chuÈn kh¸c, ®é vâng giíi h¹n sau ®©y ®îc ¸p dông

cho c¶ kÕt cÊu thÐp, nh«m vµ bªt«ng.

+ T¶i träng xe nãi chung:

+ T¶i träng xe hoÆc Ngêi ®i bé hoÆc c¶ 2 t¶i träng nµy:

+ T¶i träng xe ë phÇn mót thõa cña cÇu mót thõa:

+ §èi víi cÇu b¶n trùc híng:

+ T¶i träng xe trªn b¶n mÆt cÇu:

+ T¶i träng xe trªn sên t¨ng cêng cña b¶n mÆt cÇu:

+ §é vâng t¬ng ®èi lín nhÊt gi÷a hai sên t¨ng cêng c¹nh nhau khi t¶i

träng xe ®Æt trªn sên t¨ng cêng cña b¶n mÆt cÇu lµ 2,5mm.

c. X¸c ®Þnh ®é vâng do ho¹t t¶i:

- Çch 1: VÏ biÓu ®å m«men do t¶i träng Mp, sau ®ã vÏ biÓu ®å m«men

®¬n vÞ do t¶i träng P = 1 ®Æt t¹i gi÷a nhÞp g©y ra. ¸p dông quy t¾c

nh©n biÓu ®å m«men ®Ó x¸c ®Þnh ®é vâng t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp


87


Trong ®ã:

+ Mp: Lµ biÓu ®å m«men do t¶i träng g©y ra.

+ : Lµ biÓu ®å m«men do t¶i träng ®¬n vÞ P = 1 g©y ra.

+ fh: §é vâng do ho¹t t¶i.

+ g: HÖ sè ph©n bè ngang cña ho¹t t¶i.

+ 1+ IM: HÖ sè xung kÝch

- Çch 2: §èi víi kÕt cÊu nhÞp gi¶n ®¬n ta cã thÓ sö dông c«ng thøc tÝnh ®é

vâng nh sau:

+ §é vâng do do t¶i träng tËp trung g©y ra t¹i mÆt c¾t çch gèi ®o¹n x

(cho 1 dÇm)

+ §é vâng do do t¶i träng d¶i ®Òu q g©y ra t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp lµ:

Trong ®ã:

+ a: Lµ kho¶ng çch tÝnh tõ t¶i träng ®Õn gèi bªn tr¸i.

+ L: Lµ chiÒu dµi tÝnh to¸n kÕt cÊu nhÞp.

+ x: Kho¶ng çch tõ mÆt c¾t tÝnh to¸n ®Õn gèi bªn tr¸i.

+ E: Lµ m«®un ®µn håi cña dÇm chñ.

+ I: M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t dÇm chñ.

+ g: HÖ sè ph©n bè ngang cña ho¹t t¶i.

+ 1+ IM: HÖ sè xung kÝch

Nh vËy khi tÝnh ®é vâng theo çch 2 th× nÕu t¶i träng xe cã nhiÒu trôc

th× ta ¸p dông c«ng thøc trªn ®Ó tÝnh ®é vâng do tõng trôc g©y ra sau

®ã lÊy tæng ®é vâng do çc trôc ®ã.

§èi víi lùc tËp trung ®Æt t¹i gi÷a nhÞp cã thÓ tÝnh nhanh ®é vâng theo

c«ng thøc:

- Çch 3: Dïng phÇn mÒm tÝnh to¸n nh Sap2000 hoÆc Midas ®Ó ph©n tÝch

tÝnh to¸n ®é vâng do ho¹t t¶i b»ng çch xÕp t¶i trùc tiÕp lªn kÕt cÊu nhÞp.

Çch nµy ¸p dông ®îc c¶ cho kÕt cÊu nhÞp gi¶n ®¬n vµ kÕt cÊu nhÞp liªn

tôc.

3.6.8.4. TÝnh ®é vång.


88


- §Ó ®¶m b¶o khai th¸c tèt th× cÇu cßn ®îc thiÕt kÕ víi mét ®é vång ngîc.

Gi¸ trÞ ®é vång ngîc ®îc lÊy hîp lý lµ:

Trong ®ã:

+ v: Gi¸ trÞ ®é vång thiÕt kÕ cña kÕt cÊu nhÞp.

+ DCDC: §é vâng cña KCN do tÜnh t¶i tiªu chuÈn G§ I vµ G§ II.

+ LL: Lµ ®é vâng cña kÕt cÊu nhÞp do ho¹t t¶i.

+ E: Lµ m«®un ®µn håi cña thÐp dÇm chñ.

+ I: M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t dÇm chñ.

+ L: ChiÒu dµi tÝnh to¸n kÕt cÊu nhÞp.

+ DCtc, DWtc,: TÜnh t¶i ®Òu tiªu chuÈn giai ®o¹n I vµ giai ®o¹n II.3.6.9. KiÓm tra dao ®éng cña KCN theo TTGH sö dông.

3.6.9.1. X¸c ®Þnh chu k× dao ®éng.

- C«ng thøc tÝnh:

Trong ®ã:

+ M: Khèi lîng tÝnh ®æi cña kÕt cÊu nhÞp ( )

+ C: §Æc trng tÝnh to¸n ®é cøng cña kÕt cÊu nhÞp ( ),

+ 1: §é vâng cña dÇm khi cã mét t¶i träng 1T ®Æt gi÷a nhÞp.

+ 2: §é vâng cña hÖ liªn kÕt däc khi cã mét t¶i träng 1T ®Æt gi÷a

nhÞp.

+ : HÖ sè tÝnh ®Õn ®é cøng cña c¸c thanh ngang.

- C«ng thøc tÝnh chu k× dao ®éng ®èi víi dÇm gi¶n ®¬n.

Trong ®ã

+ L: ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña kÕt cÊu nhÞp.

+ : TÜnh t¶i tiªu chuÈn.

+ EI: §é cøng chèng uèn cña dÇm theo ph¬ng th¼ng ®øng.

+ g: Gia tèc träng trêng. (m/s2).

3.6.9.2. KiÓm tra ®iÒu kiÖn dao ®éng cña kÕt cÊu nhÞp.

- §èi víi CÇu ®êng «t« vµ cÇu thµnh phè:


89


+ Chu kú tÝnh to¸n cña dao ®éng tù do theo ph¬ng th¼ng ®øng kh«ng

®îc n»m trong kho¶ng tõ (0,3 0,7)s

T (0,3 0,7)s.

+ Chu kú dao ®éng theo ph¬ng ngang cÇu kh«ng ®îc trïng hoÆc b»ng

béi sè cña chu kú dao ®éng th¼ng ®øng.

- §èi víi CÇu ®êng s¾t:

+ Chu k× dao ®éng theo ph¬ng ngang cÇu kh«ng ®îc vît qu¸ 0,01L(s)

vµ kh«ng lín h¬n 1,5s (L lµ khÈu ®é tÝnh to¸n cña dÇm, lÊy b»ng m).

3.7. TÝnh to¸n vµ bè trÝ sên t¨ng cêng


90


3.7.1. Nguyªn t¾c cÊu t¹o.

- §Ó ®¶m b¶o an toµn khi vËn chuyÓn vµ lao l¾p th× Quy tr×nh quy ®Þnh:

khi kh«ng cã sên t¨ng cêng däc th× ph¶i bè trÝ sên t¨ng cêng ®øng khi:

- Kho¶ng çch gi÷a çc sên t¨ng cêng ®øng do ph¶i tho¶ m·n:

Trong đã:

+ tw: ChiÒu dµy sên dÇm chñ (mm).

+ Dw: ChiÒu cao sên dÇm (mm).

+ Dw/tw: TØ sè gi÷a chiÒu cao vµ chiÒu dµy sên dÇm.

khi D/tw = 150 th× d0 ≈ 3D.

- Sên t¨ng cêng gèi ®îc ®Æt ë gèi vµ çc vÞ trÝ cã t¶i träng tËp trung do ®ã

sên t¨ng cêng gèi chÞu ph¶n lùc gèi hay t¶i träng tËp trung ë tr¹ng th¸i cuèi

cïng hoÆc trong giai ®o¹n thi c«ng.

- Sên t¨ng cêng gèi ®îc quy ®Þnh cÊu t¹o dµi hÕt chiÒu cao cña sên dÇm

chñ vµ l¾p khÝt víi çnh cña dÇm chñ, do ®ã sên t¨ng cêng gèi sÏ lµm viÖc

theo ®iÒu kiÖn chÞu Ðp mÆt ë diÖn tÝch tiÕp xóc gi÷a ®Çu sên t¨ng cêng

víi çnh dÇm vµ lµm viÖc theo nÐn däc trôc trªn diÖn tÝch hiÖu dông.

- MÆt c¾t hiÖu dông cña sên t¨ng cêng:

+ Sên t¨ng cêng gèi chÞu nÐn vµ ®îc xem nh lµ mét cét chÞu nÐn. Khi

sên t¨ng cêng liªn kÕt b»ng bul«ng vµo sên dÇm th× mÆt c¾t hiÖu dông

chØ bao gåm çc cÊu kiÖn cña sên t¨ng cêng. Khi sên t¨ng cêng liªn kÕt hµn

vµo dÇm chñ th× mÆt c¾t hiÖu dông bao gåm tÊt c¶ çc cÊu kiÖn cña sên

t¨ng cêng céng víi d¶i sên dÇm n»m gi÷a trung t©m sên dÇm kÐo dµi ra

kh«ng qu¸ 9.tw sang mçi bªn nÕu cã mét ®«i sên t¨ng cêng vµ tÝnh tõ mÐp

nÕu cã nhiÒu h¬n mét ®«i sên t¨ng cêng.

tw

9.t w 9.t w

t p

bt

tw

9.t w 9.t w

bt

t p

100

STC trung gian

S ên dÇm chñ

STC t¹i gèi

S ên dÇm chñ

H×nh 3.51: MÆt c¾t hiÖu dông cña tiÕt diÖn chÞu nÐn cña sên t¨ng cêng

gèi

+ §èi víi sên t¨ng cêng trung gian th× diÖn tÝch hiÖu dông chØ bao

gåm çc cÊu kiÖn cña sên t¨ng cêng.

+ DiÖn tÝch sên dÇm kh«ng ®îc tÝnh vµo mÆt c¾t hiÖu dông chÞu nÐn

t¹i çc trô trung gian cña cÇu liªn tôc trong çc bé phËn lai cña nhÞp khi:


91


Trong đã:

+ Fyw: Cêng ®éc ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña sên dÇm (MPa);

+ Fyt: Sè lín h¬n trong çc cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña çnh

dÇm (MPa).3.7.2. KiÓm tra sên t¨ng cêng gèi.

3.7.2.1. KiÓm tra ®iÒu kiÖn cÊu t¹o.

- BÒ réng cña sên t¨ng cêng (phÇn ch×a ra) ph¶i cÊu t¹o tho¶ m·n ®iÒu

kiÖn:

Trong ®ã:

+ bt: BÒ réng (phÇn ch×a ra) cña sên t¨ng cêng.

+ tp: ChiÒu dµy cña sên t¨ng cêng.


+ Fys: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt cña thÐp.

- Kho¶ng çch gi÷a çc sêng t¨ng cêng ®øng ë ®Çu dÇm: Quy tr×nh quy

®Þnh kho¶ng çch gi÷a çc sên t¨ng cêng ®øng ë ®Çu dÇm:

+ Khi kh«ng cã sên t¨ng cêng däc: do 1,5Dw

+ Khi cã sên t¨ng cêng däc: do 1,5Dwmax. (víi Dw

max lµ chiÒu cao m¶nh s-

ên dÇm lín nhÊt.

- Chó ý: Çc quy ®Þnh nµy kh«ng ¸p dông cho mÆt c¾t lai.

3.7.2.2. KiÓm to¸n søc kh¸ng Ðp mÆt.


Trong ®ã:

+ Vu: Lùc c¾t tÝnh to¸n lín nhÊt t¹i mÆt c¾t gèi.

+ Bf: Søc kh¸ng Ðp mÆt cña sên t¨ng cêng.

Bf = b ApnFys

+ b: HÖ sè søc kh¸ng Ðp mÆt (tùa), b = 1,00

+ Apn: DiÖn tÝch hiÖu dông cña sên t¨ng cêng (mm2).

+ Fys: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt cña thÐp lµm sên t¨ng cêng

3.7.2.3. KiÓm to¸n søc kh¸ng nÐn däc trôc.


Trong ®ã:

+ Vu: Lùc c¾t tÝnh to¸n lín nhÊt t¹i mÆt c¾t gèi.

+ Pr: Søc kh¸ng nÐn däc trôc tÝnh to¸n.

Pr = c Pn


92


+ c: HÖ sè søc kh¸ng ®èi víi nÐn, c = 0,90

+ Pn : Søc kh¸ng nÐn danh ®Þnh, lÊy nh sau :

1. NÕu ®é m¶nh 2,25 th×: Pn = 0,66 Fy Apn (1)

2. NÕu ®é m¶nh > 2,25 th×:

với

Trong ®ã:

+ Apn: DiÖn tÝch nguyªn cña mÆt c¾t hiÖu dông (mm2).

+ fy: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh (MPa).

+ L: ChiÒu dµi, lÊy b»ng chiÒu cao sên dÇm (mm).

+ K: HÖ sè chiÒu dµi hiÖu dông, cã thÓ lÊy K = 0,75.

+ rs: B¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t hiÖu dông lÊy ®èi víi trôc trôc ®i

qua gi÷a chiÒu dµy sên dÇm (mm).

3.7.2.4. KiÓm tra ®é m¶nh giíi h¹n.


Trong ®ã:

+ K: HÖ sè chiÒu dµi hiÖu dông, cã thÓ lÊy K = 0,75.

+ rs: B¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t hiÖu dông lÊy ®èi víi trôc trôc ®i

qua gi÷a chiÒu dµy sên dÇm (mm).

+ L: ChiÒu dµi kh«ng gi»ng cña sên t¨ng cêng (mm).

3.7.3. KiÓm tra sên t¨ng cêng trung gian.

3.7.3.1. KiÓm tra ®iÒu kiÖn cÊu t¹o.

- BÒ réng (phÇn ch×a ra) cña sên t¨ng cêng ph¶i cÊu t¹o ®¶m b¶o ®iÒu

kiÖn:

Trong ®ã:

+ Hdt: ChiÒu cao dÇm thÐp.

+ bf: BÒ réng b¶n c¸nh dÇm thÐp.

+ bt: BÒ réng (phÇn ch×a ra) cña sên t¨ng cêng.

+ tp: ChiÒu dµy cña sên t¨ng cêng.


+ Fys: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt cña thÐp.


93


3.7.3.2. KiÓm tra m«men qu¸n tÝnh cña sên t¨ng cêng.

- M«men qu¸n tÝnh cña bÊt k× sên t¨ng cêng nµo ®Òu ph¶i tho¶ m·n ®iÒu

kiÖn:

víi

Trong ®ã:

+ do: Kho¶ng çch gi÷a çc sên t¨ng cêng trung gian.

+ It: M«men qu¸n tÝnh cña sên t¨ng cêng quanh mÐp b¶n bông ®èi víi

çc sên t¨ng cêng ®¬n vµ quanh trôc gi÷a chiÒu dµy b¶n bông ®èi víi çc s-

ên kÐp.

+ DP: ChiÒu cao b¶n bông ®èi víi çc b¶n bông kh«ng cã sên t¨ng cêng

däc hoÆc chiÒu cao cña lín nhÊt m¶nh sên dÇm ®èi víi trêng hîp b¶n bông

cã sên t¨ng cêng däc.


3.7.3.3. KiÓm tra diÖn tÝch sên t¨ng cêng.


Trong ®ã:

+ Apn: Tæng diÖn tÝch mÆt c¾t sên t¨ng cêng.

+ B: HÖ sè, ®èi víi sên t¨ng cêng b»ng thÐp tÊm, lÊy B = 2,4

+ C: TØ sè øng suÊt o»n c¾t vµ cêng ®é ch¶y c¾t.

+ Vu: Lùc c¾t tÝnh to¸n lín nhÊt.

+ Vr: Søc kh¸ng c¾t tÝnh to¸n cña dÇm.

3.7.4. KiÓm tra sên t¨ng cêng däc.

- Khi sên t¨ng cêng ®øng kh«ng ®ñ ®¶m b¶o æn ®Þnh cho sên dÇm chñ

th× cÇn thiÕt ph¶i bè trÝ thªm sên t¨ng cêng däc.Sên t¨ng cêng däc cã thÓ

lµ thÐp b¶n hµn vµo mét bªn sên dÇm hoÆc thÐp gãc liªn kÕt bul«ng vµo s-

ên dÇm. Kho¶ng çch tõ mÐp trong cña çnh dÇm chÞu nÐn ®Õn sên t¨ng c-

êng däc lµ 2Dc/5 víi Dc lµ chiÒu cao phÇn chÞu nÐn cña sên dÇm ë mÆt c¾t

cã øng suÊt nÐn do uèn sinh ra cã gi¸ trÞ tuyÖt ®èi lín nhÊt:

- ChiÒu réng sên t¨ng cêng däc:ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn:

Trong đã:

+ tp: ChiÒu dµy cña sên t¨ng cêng däc (mm).



94


- M«men qu¸n tÝnh cña sên t¨ng cêng däc:

+ Çc ®Æc trng cña sên t¨ng cêng tÝnh theo diÖn tÝch hiÖu dông bao

gåm cã sên t¨ng cêng däc vµ d¶i trung t©m cña sên dÇm kh«ng vît qu¸ 18tw

vÒ mçi phÝa cña sên t¨ng cêng.

+ M«men qu¸n tÝnh cña sên t¨ng cêng däc ph¶i tho¶ m·n ®iÒu kiÖn:

+ B¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña diÖn tÝch hiÖu dông ph¶i ®¶m b¶o:

Trong đã:

+ Is, r: M«men qu¸n tÝnh vµ b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn hiÖu dông

cña sên t¨ng cêng däc (mm4, mm);

+ Dw: ChiÒu cao sên dÇm chñ (mm).

+ d0: Kho¶ng çch gi÷a çc sên t¨ng cêng ®øng (mm).

+ tw: ChiÒu dµy sên dÇm chñ (mm).



95


3.8. TÝnh to¸n vµ bè trÝ neo liªn hîp3.8.1. Nguyªn t¾c chung

- §Ó ph¸t huy toµn bé cêng ®é chÞu uèn cña tiÕt diÖn liªn hîp, cÇn chèng l¹i

lùc c¾t ngang t¹i mÆt tiÕp gi¸p gi÷a dÇm thÐp vµ b¶n bªt«ng. Khi ®ã ta

cÇn ph¶i bè trÝ hÖ neo liªn hîp b»ng çch hµn trùc tiÕp neo víi b¶n çnh trªn

cña dÇm thÐp vµ ®îc ch«n trong b¶n bªt«ng mÆt cÇu khi ®æ bªt«ng.

- Trong cÇu dÇm liªn hîp gi¶n ®¬n th× neo chèng c¾t ®îc bè trÝ trªn suèt

chiÒu dµi nhÞp dÇm. Cßn trong cÇu dÇm liªn hîp liªn tôc th× cã thÓ chØ bè

trÝ neo trong vïng chÞu m«men d¬ng, tuy nhiªn trong thùc tÕ ta vÉn bè trÝ

neo trªn toµn bé chiÒu dµi nhÞp dÇm. Khi ®ã neo chèng c¾t ®îc bè trÝ ë

vïng chÞu m«men ©m ®Ó tr¸nh hiÖn tîng chuyÓn ®ét ngét tõ liªn hîp sang

kh«ng liªn hîp vµ phô thªm gi÷ tÝnh t¬ng thÝch chÞu uèn trªn suèt chiÒu dµi

cÇu.

- Khi tÝnh to¸n neo cÇn ph¶i x¸c ®Þnh lùc c¾t (hay lùc trît) n»m ngang vµ

søc kh¸ng c¾t cña neo, sau ®ã tÝnh sè lîng neo cÇn bè trÝ.

- Ngoµi viÖc kiÓm to¸n kh¶ n¨ng chÞu lùc cña neo theo ®iÒu kiÖn cêng ®é

cßn ph¶i kiÓm to¸n kh¶ n¨ng chÞu lùc cña neo theo ®iÒu kiÖn mái.

- Çc t¶i träng g©y ra lùc trît vµ lùc bãc:

+ TÜnh t¶i giai ®o¹n II (cã xÐt ®Õn tõ biÕn)

+ Ho¹t t¶i.

+ Sù thay ®æi nhiÖt ®é.

+ Co ngãt trong bª t«ng3.8.2. X¸c ®Þnh çc lùc t¸c dông lªn neo.

3.8.2.1. Lùc t¸c dông lªn neo trong giai ®o¹n ®µn håi.

a. Lùc g©y trît do t¶i träng.

- Lùc trît do tÜnh t¶i giai ®o¹n II (ph¶i xÐt ®Õn ¶nh hëng cña tõ biÕn), ho¹t

t¶i, thay ®æi nhiÖt ®é vµ co ngãt cña bªt«ng g©y ra.

- C«ng thøc tÝnh to¸n:

Trong ®ã:

+ : Lùc c¾t do tÜnh t¶i giai ®o¹n II sinh ra.

+ : Lùc c¾t do ho¹t t¶i sinh ra.

+ IST, ILT: M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn liªn hîp ng¾n h¹n vµ dµi h¹n.

+ Ss, Ss’: M«men tÜnh cña b¶n bª t«ng lÊy ®èi víi trôc trung hoµ cña

tiÕt diÖn liªn hîp trong trêng hîp kh«ng vµ cã xÐt tíi ¶nh hëng cña tõ biÕn.

Tõ c«ng thøc ta thÊy lùc trît phô thuéc vµo gi¸ trÞ cña lùc c¾t, mµ gi¸

trÞ lín nhÊt t¹i mÆt c¾t gèi vµ gi¶m dÇn khi vµo çc mÆt c¾t gi÷a dÇm nªn


96


khi tÝnh To thêng tiÕn hµnh tÝnh ë mét sè mÆt c¾t (VD: ë dÇm gi¶n ®¬n

tÝnh ë mÆt c¾t gèi; l/8; l/4; 3l/8; l/2).

b. Lùc g©y trît do co ngãt vµ thay ®æi nhiÖt ®é.

- Lùc g©y trît do co ngãt: (Shrinkage):

Trong ®ã:

+ : øng suÊt ë träng t©m b¶n bªt«ng vµ cèt thÐp b¶n mÆt cÇu

do co ngãt sinh ra.

+ As, Ar: diÖn tÝch tiÕt diÖn b¶n bªt«ng vµ diÖn tÝch cèt thÐp b¶n mÆt

cÇu.

- Lùc g©y trît do thay ®æi nhiÖt ®é: (Temprature)

Trong ®ã:

+ : øng suÊt ë träng t©m b¶n bªt«ng vµ cèt thÐp b¶n mÆt cÇu

do chªnh lÖch nhiÖt ®é sinh ra.

+ As, Ar: diÖn tÝch tiÕt diÖn b¶n bªt«ng vµ diÖn tÝch cèt thÐp b¶n mÆt

cÇu.

- Lùc trît do co ngãt Tsh vµ do thay ®æi nhiÖt ®é Ttp ph©n bè theo quy luËt

h×nh tam gi¸c trªn chiÒu dµi 0,7H t¹i ®Çu dÇm (víi H lµ chiÒu cao cña tiÕt

diÖn liªn hîp)

0,25.H.bc2(Tsh+Ttp)

H×nh 3.47: BiÓu ®å ph©n bè lùc trît do co ngãt vµ thay ®æi nhiÖt ®é

c. TÝnh to¸n lùc bãc.

- Lùc bãc do thay ®æi nhiÖt ®é vµ co ngãt bªt«ng sinh ra.

- Lùc bãc do co ngãt:

- Lùc bãc do chªnh lÖch nhiÖt ®é:

Trong ®ã:

+ e: kho¶ng çch tõ träng t©m b¶n bª t«ng ®Õn mÐp trªn cña dÇm

thÐp.

+ a’= max(b1, b2, 0,7Hdc)

+ b1: BÒ réng tÝnh to¸n b¶n çnh hÉng.

+ b2: BÒ réng tÝnh to¸n b¶n çnh phÝa trong.

+ Hdc: ChiÒu cao mÆt c¾t liªn hîp.


97


- Lùc bãc do co ngãt Vsh vµ lùc bãc do thay ®æi nhiÖt ®é Vtp ph©n bè theo

quy luËt h×nh tam gi¸c trªn chiÒu dµi 0,25Hdc.

0,25.H.bc2(Vsh+Vtp)

H×nh 3.48: BiÓu ®å ph©n bè lùc bãc do co ngãt vµ thay ®æi nhiÖt ®é

Lùc bãc do chªnh lÖch nhiÖt ®é Ttp ph©n bè t¬ng tù nh biÓu ®å ph©n

bè lùc bãc do co ngãt sinh ra.

3.8.2.2. Lùc trît danh ®Þnh t¸c dông lªn neo trong giai ®o¹n ch¶y

dÎo.

- Trêng hîp 1: Trôc trung hoµ dÎo n»m trong b¶n bªt«ng vµ lùc nÐn C trong

vïng bªt«ng chÞu nÐn nhá h¬n cêng ®é toµn phÇn cña b¶n. §Ó ®¶m b¶o sù

c©n b»ng lùc th× C ph¶i b»ng víi lùc kÐo trong tiÕt diÖn thÐp, do ®ã ta cã:

C = Vh = Fyw D tw + Fyt bt tt + Fyc bc tc

Trong ®ã:

+ Fyw, Fyt, Fyc: Cường ®é chảy nhỏ nhất quy định của sườn dầm, çnh chịu

kÐo và çnh chịu nÐn của dầm thÐp (MPa).

+ Dw: Chiều cao sườn dầm chủ.

+ bt, bc: BÒ b¶n çnh chÞu kÐo vµ b¶n çnh chÞu nÐn.

+ tw, tt, tc: Chiều dµy sườn dầm, çnh chịu kÐo vµ çnh chịu nÐn.

- Trêng hîp 2: Trôc trung hoµ dÎo n»m trong tiÕt diÖn thÐp vµ lùc nÐn C = Vh

lµ cêng ®é toµn phÇn cña b¶n ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

Vh = 0,85 fc’ bs ts

Trong ®ã:

+ fc’: Cường ®é nÐn 28 ngµy quy ®Þnh của bªt«ng b¶n (MPa).

+ bs: BÒ réng tÝnh to¸n cña b¶n của bản.


- §èi víi kÕt cÊu nhÞp liªn hîp liªn tôc,lùc c¾t ngang danh ®Þnh Vh gi÷a

®iÓm cã m«men uèn b»ng kh«ng vµ ®iÓm cã m«men lín nhÊt t¹i trô gi÷a sÏ

lµ:

Vh = Ar Fyr

Trong ®ã:

+ Ar: Tæng diÖn tÝch cña cèt thÐp däc trong ph¹m vi bÒ réng tÝnh to¸n

cña b¶n mm2

+ Fyr: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt quy ®Þnh cña cèt thÐp däc (MPa).


98


3.8.3. Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña neo.

3.8.3.1. Neo cøng.- CÊu t¹o neo cøng:

H×nh 3.49a: Neo cøng b»ng thÐp b¶n H×nh 3.49b: Neo cøng b»ng

thÐp [

H×nh 3.49c: Neo cøng b»ng thÐp L

- Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña neo cøng b»ng thÐp h×nh tiÕt diÖn [ ®îc

tÝnh theo:

Trong ®ã:

+ tf: ChiÒu dµy c¸nh cña neo (mm).

+ tw: ChiÒu dµy sên cña neo (mm).

+ Lc: ChiÒu dµi cña neo (mm).

+ fc: Cêng ®é nÐn 28 ngµy quy ®Þnh cña bªt«ng b¶n (MPa).

+ Ec: M«®un ®µn håi cña bªt«ng b¶n (MPa)

3.8.3.2. Neo mÒm.

- CÊu t¹o neo mÒm:

>5cm

>3d

>2,5cm

>2,5

45°

>3d


99


H×nh 3.50: Neo mÒm

- Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña neo mÒm ®îc tÝnh theo c«ng thøc:

Qn = Fy.An.(cos + 0,8sin)Trong ®ã:

+ Fy: Giíi h¹n ch¶y cña thÐp lµm neo.

+ An: DiÖn tÝch tiÕt diÖn neo

+ : Gãc nghiªng cña neo so víi mÆt ph¼ng çnh dÇm. NÕu neo cßn

nghiªng c¶ trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi trôc dÇm mét gãc ( lµ gãc

gi÷a h×nh chiÕu b»ng cña nh¸nh neo víi ph¬ng cña lùc trît) th× trong c«ng

thøc trªn thay vµo chç cña cos b»ng cos.cos.3.8.3.3. Neo ®inh mò.

- CÊu t¹o neo ®inh mò:

>5cm

>2,5cm

H×nh 3.51: Neo ®inh mò

- Çc quy ®Þnh vÒ cÊu t¹o neo ®inh mò:

+ §êng kÝnh th©n neo: d = 16 24mm.

+ ChiÒu cao neo ph¶i lín h¬n 4 lÇn ®êng kÝnh th©n neo.

+ Bíc neo tÝnh tõ tim ®Õn tim neo kh«ng ®îc vît qu¸ 600mm vµ kh«ng

nhá h¬n 6 lÇn ®êng kÝnh th©n neo (A6.10.7.4.1b)

+ Theo ph¬ng ngang cÇu kho¶ng çch neo ph¶i lín h¬n 4 lÇn ®êng

kÝnh th©n neo.

+ Kho¶ng çch tÜnh gi÷a b¶n çnh trªn cña dÇm thÐp vµ mÐp neo ph¶i

lín h¬n 25mm (A6.10.7.4.1).

+ ChiÒu dµy tÜnh cña líp phñ trªn neo kh«ng ®îc nhá h¬n 50mm. ë

miÒn cã vót, khi kho¶ng çch gi÷a ®Ønh cña tiÕt diÖn thÐp vµ ®¸y

b¶n bªt«ng lín, neo chèng c¾t cÇn ch«n s©u Ýt nhÊt 50mm trong b¶n

(A6.10.7.4.1d).

- Sức kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña mét neo kiÓu ®inh mò ®îc tÝnh theo c«ng

thøc:

Trong ®ã:

+ Asc: DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang cña mét neo ®inh chÞu c¾t.


100


+ fc: Cêng ®é nÐn 28 ngµy quy ®Þnh cña bªt«ng b¶n (MPa).

+ Ec: M«®un ®µn håi cña bªt«ng b¶n (MPa), nếu kh«ng cã sè liÖu chÝnh

x¸c, çc lo¹i bªt«ng cã khèi lîng riªng tõ 1440 ®Õn 2500kg/m3 cã thÓ lÊy

m«®un ®µn håi nh sau:

Ec = 0,043

với c lµ khèi lîng riªng cña bªt«ng tÝnh b»ng kG/m3.

+ Fu: Cường độ kÐo ®øt quy định của thÐp lµm neo, th«ng thường Fu =

400MPa.

- Søc kh¸ng mái cña mét neo ®inh mò:

Zr = d2 19d2

với = 238 - 29,5logN

Trong ®ã:

+ d: §ường kÝnh neo đinh (mm).

+ N: Số chu k× tÝnh mái (theo quy ®Þnh ®iÒu A.6.6.1.2.5)

+ n: Sè çc chu k× ph¹m vi øng suÊt ®èi víi mçi lît ch¹y qua cña xe t¶i, n

= 1

+ ADTT: Sè xe t¶i trong mét ngµy theo mét chiÒu tÝnh trung b×nh

trong tuæi thä thiÕt kÕ, ADTT = 0,85.7000 = 5950.

3.8.3.4. Søc kh¸ng c¾t tÝnh to¸n cña neo.

- C«ng thøc tÝnh to¸n:

Qr = sc Qn

Trong ®ã:

+ sc: HÖ sè søc kh¸ng ®èi víi neo chèng c¾t, sc = 0,85

+ Qn: Søc kh¸ng c¾t danh ®Þnh cña neo.3.8.4. Bè trÝ neo.

3.8.4.1. Sè lîng neo.

- NÕu cã ®ñ neo chèng c¾t th× cã thÓ ®¹t ®îc cêng ®é chÞu uèn lín nhÊt

cña tiÕt diÖn liªn hîp. Çc neo n»m gi÷a ®iÓm cã m«men b»ng kh«ng vµ

®iÓm cã m«men d¬ng lín nhÊt ph¶i chÞu ®îc lùc nÐn trong b¶n t¹i vÞ trÝ

cña m«men max. Khi ®ã ta cã ph¬ng tr×nh c©n b»ng lùc c¾t lµ:

ns. Qr Vh =>

Trong ®ã:

+ ns: Lµ tæng sè neo gi÷a ®iÓm cã m«men b»ng kh«ng vµ ®iÓm cã

m«men d¬ng lín nhÊt.

+ Vh: Lµ lùc c¾t ngang danh ®Þnh trªn mÆt tiÕp xóc ph¶i chÞu.

+ Qr: Søc kh¸ng c¾t tÝnh to¸n cña mét neo.

3.8.4.2. Kho¶ng çch gi÷a çc neo.


101


- §èi víi t¶i träng tËp trung th× lùc c¾t g©y ra trong dÇm lµ kh«ng ®æi do

®ã lùc c¾t ngang tÝnh trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch lµ h»ng sè vµ kho¶ng

çch neo khi ®ã sÏ bè trÝ ®Òu nhau. §èi víi t¶i träng d¶i ®Òu th× lùc c¾t

ngang ®µn håi trªn mét ®¬n vÞ chiÒu dµi thay ®æi vµ do ®ã neo cÇn bè

trÝ dµy h¬n ë gÇn gèi so víi gÇn gi÷a nhÞp. §©y lµ çch bè trÝ neo theo lý

thuyÕt ®µn håi tøc lµ khi toµn bé mÆt c¾t lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn

håi vµ lùc c¾t khi ®ã g©y ra do t¶i träng còng ®îc tÝnh theo c«ng thøc cña

lý thuyÕt ®µn håi.

- Trong giai ®o¹n mÆt c¾t ch¶y dÎo, nÕu nh thÐp lµm neo cã tÝnh dÎo dai

cho phÐp th× sÏ cã sù ph©n bè l¹i lùc c¾t ngang ë TTGH cêng ®é. Vµ nh vËy

th× khi lµm viÖc trong giai ®o¹n ch¶y dÎo th× lùc c¾t sÏ b»ng nhau t¹i tÊt c¶

çc mÆt c¾t cña dÇm do ®ã neo ®îc bè trÝ víi kho¶ng çch ®Òu nhau lµ P

trªn toµn bé chiÒu dµi dÇm.

- Quy ®Þnh vÒ kho¶ng çch gi÷a çc neo ®inh mò:

+ Bíc neo tÝnh tõ tim ®Õn tim neo kh«ng ®îc vît qu¸ 600mm vµ kh«ng

nhá h¬n 6 lÇn ®êng kÝnh th©n neo (A6.10.7.4.1b)

+ Theo ph¬ng ngang cÇu kho¶ng çch neo ph¶i lín h¬n 4 lÇn ®êng

kÝnh th©n neo.

- Bè trÝ neo ®inh mò:

H×nh3.52: Bè trÝ neo ®inh mò chÞu c¾t

3.8.5. KiÓm tra søc kh¸ng mái cña neo ®inh mò.

- Theo điều kiện cường ®é ®· tÝnh được số neo vµ sau khi bố trÝ neo ®ã cã

bước của neo p (khoảng çch çc neo theo chiều dọc dầm) theo sức kh¸ng mỏi

bước neo phải thỏa m·n:


102


Trong ®ã:

+ p: Bước neo theo ph¬ng däc cÇu (mm).

+ nn: Số lượng neo trong một mặt cắt ngang.

+ I: M«men qu¸n tÝnh của mặt cắt liªn hợp ngắn hạn (mm4).

+ Q: M«men tÜnh cña diÖn tÝch tiÕt diÖn tÝnh ®æi cña b¶n ®èi víi trôc

trung hoµ cña mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n (mm3).

+ Vsr: Lùc c¾t do xe t¶i thiÕt kÕ cã xÐt xung kÝch x¸c ®Þnh cho TTGH

mái.

+ Zr: Søc kh¸ng mái cña mét neo riªng lÎ.

3.9. TÝnh liªn kÕt b¶n çnh vµ b¶n bông3.9.1 - TÝnh liªn kÕt hµn

- S¬ ®å tÝnh:

- Çnh dÇm ®îc liªn kÕt víi sên dÇm b»ng ®-

êng hµn gãc tõ trªn suèt chiÒu dµi dÇm.

- Néi dung tÝnh to¸n lµ x¸c ®Þnh chiÒu cao

®êng hµn vµ kiÓm tra øng suÊt tiÕp - ¸p lùc b¸nh xe ph©n bè qua líp phñ mÆt

cÇu theo gãc nghiªng = 45o.

H×nh 3.53: S¬ ®å tÝnh

liªn kÕt hµn

- Lùc g©y trît däc do t¶i träng g©y ra:

(kN/m)

Trong ®ã:

+ T: Lùc g©y trît däc t¸c dông trªn 1m dµi cña ®êng hµn.

+ VItt, VII

tt, Vhtt,: Lùc c¾t tÝnh to¸n do tÜnh t¶i G§ I, G§ II vµ ho¹t t¶i.

+ ScI, Sc

II’, ScII: M«men tÜnh cña b¶n çnh nÐn ®èi víi TTH I-I, II-II’ vµ II-II.

+ SsII’, Ss

II: M«men tÜnh cña b¶n bªt«ng ®èi víi TTH II-II’ vµ II-II.

+ It, Itd’, Itd,: M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t dÇm thÐp, mÆt c¾t liªn hîp

dµi h¹n vµ mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.

+ Trôc trung hoµ II-II’ vµ II-II lµ trôc trung hoµ cña mÆt c¾t liªn hîp dµi

h¹n vµ mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.

- Lùc th¼ng ®øng do t¶i träng b¸nh xe g©y ra:

+ §èi víi cÇu ®êng «t«: (kN/m)


103

V

T

P


+ §èi víi cÇu ®êng s¾t: (kN/m)

Trong ®ã:

+ P: ¸p lùc b¸nh xe cã xÐt ®Õn: hÖ sè t¶i träng ()vµ hÖ sè xung kÝch

(1+IM).

+ : ChiÒu dµi ph©n bè cña t¶i träng b¸nh xe, = a2 + 2H.

+ H: ChiÒu dµy cña b¶n mÆt cÇu vµ líp phñ mÆt cÇu.

+ P: ¸p lùc b¸nh xe cã xÐt ®Õn: hÖ sè t¶i träng vµ hÖ sè xung kÝch

(1+IM).

+ a2: ChiÒu dµi tiÕp xóc cña vÖt b¸nh xe víi mÆt ®êng, a2 = 0,2m

- Lùc t¸c dông trªn 1m chiÒu dµi ®êng hµn lµ:

= (kN)

- X¸c ®Þnh chiÒu cao tÝnh to¸n cña ®êng hµn:

- ChiÒu cao tÝnh to¸n nhá nhÊt cña c¹nh ®êng hµn:

Trong ®ã:

+ Rgr: Cêng ®é tÝnh to¸n cña ®êng hµn gãc.

+ tdh: ChiÒu cao tÝnh to¸n cña ®êng hµn.

+ w: ChiÒu cao nhá nhÊt cña c¹nh ®êng hµn.

+ : Gãc nghiªng gi÷a mÆt ®êng hµn víi c¹nh ®êng hµn.

+ : HÖ sè phô thuéc vµo ph¬ng ph¸p hµn vµ lo¹i ®êng hµn (tra b¶ng)B¶ng x¸c ®Þnh hÖ sè

TØ sè c¸c

c¹nh ®êng

hµn a/b

Hµn tay vµ b¸n tù ®é Hµn tù ®éng

MÆt

ph¼ng

MÆt lâm MÆt

ph¼ng

MÆt lâm

1,0 0,7 0,4 1,0 0,7

1,5 0,8 0,6 1,0 0,9

2,0 0,9 0,7 1,0 1,0

2,5 0,9 0,8 1,0 1,0

- Cêng ®é tÝnh to¸n cña ®êng hµn gãc:

Trong ®ã :


104


+ v: HÖ sè søc kh¸ng ®èi víi c¾t, v =1,0.

+ Fy: Cêng ®é ch¶y nhá nhÊt cña cÇu kiÖn liªn kÕt (MPa).

+ Ag: DiÖn tÝch tiÕt diÖn nguyªn chÞu c¾t cña cÊu kiÖn liªn kÕt.

+ Fexx: Cêng ®é ph©n lo¹i cña thÐp ®êng hµn (MPa), ®èi víi que hµn

E70XX cã cêng ®é lµ Fexx = 485 MPa.

+ e2 : HÖ sè søc kh¸ng ®èi víi thÐp hµn, e2 = 0,8.

3.9.2. TÝnh liªn kÕt ®inh t¸n.

- S¬ ®å tÝnh:

- Çnh dÇm ®îc liªn kÕt víi sên

dÇm b»ng ®inh t¸n hoÆc

bul«ng cêng ®é cao.

- Néi dung tÝnh to¸n lµ x¸c

®Þnh ®êng kÝnh ®inh vµ

kho¶ng çch bè trÝ gi÷a çc

®inh t¸n.

- ¸p lùc b¸nh xe ph©n bè qua

líp phñ mÆt cÇu theo gãc nghiªng = 45o.

H×nh 3.54: T¶i träng t¸c dông lªn ®inh t¸n

- Lùc g©y trît däc do t¶i träng g©y ra:

(kN/m)

Trong ®ã:

+ T: Lùc g©y trît däc t¸c dông trªn 1m dµi cña ®êng hµn.

+ VItt, VII

tt, Vhtt,: Lùc c¾t tÝnh to¸n do tÜnh t¶i G§ I, G§ II vµ ho¹t t¶i.

+ ScI, Sc

II’, ScII: M«men tÜnh cña b¶n çnh nÐn ®èi víi TTH I-I, II-II’ vµ II-II.

+ SsII’, Ss

II: M«men tÜnh cña b¶n bªt«ng ®èi víi TTH II-II’ vµ II-II.

+ It, Itd’, Itd,: M«men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t dÇm thÐp, mÆt c¾t liªn hîp

dµi h¹n vµ mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.

+ Trôc trung hoµ II-II’ vµ II-II lµ trôc trung hoµ cña mÆt c¾t liªn hîp dµi

h¹n vµ mÆt c¾t liªn hîp ng¾n h¹n.


105

V

T

P

§ inh ®øng

§inh ngang


- Lùc th¼ng ®øng do t¶i träng b¸nh xe g©y ra:

+ §èi víi cÇu ®êng «t«: (kN/m)

+ §èi víi cÇu ®êng s¾t: (kN/m)

Trong ®ã:

+ P: ¸p lùc b¸nh xe cã xÐt ®Õn: hÖ sè t¶i träng ()vµ hÖ sè xung kÝch

(1+IM).

+ : ChiÒu dµi ph©n bè cña t¶i träng b¸nh xe, = a2 + 2H.

+ H: ChiÒu dµy cña b¶n mÆt cÇu vµ líp phñ mÆt cÇu.

+ P: ¸p lùc b¸nh xe cã xÐt ®Õn: hÖ sè t¶i träng vµ hÖ sè xung kÝch

(1+IM).

+ a2: ChiÒu dµi tiÕp xóc cña vÖt b¸nh xe víi mÆt ®êng, a2 = 0,2m.

+ : Lµ hÖ sè truyÒn lùc phô thuéc vµo khe hë gi÷a b¶n c¸nh vµ b¶n

bông

1. = 1 nÕu 0

2. = 0,4 nÕu = 0

- TÝnh bíc ®inh ®øng:

+ Lùc t¸c dông lªn ®inh ®øng: lùc däc T.

+ Mét hµng ®inh ®øng chÞu lùc: T.a

Lùc t¸c dông lªn mét ®inh ®øng:

+ §iÒu kiÖn chèng ph¸ ho¹i ®inh.

=> => Chän bíc ®inh bè trÝ.

Trong ®ã:

+ a: lµ bíc ®inh ®øng.

+ n®: Sè ®inh ®øng trªn mét hµng.

+ [R®c,em]: Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña ®inh ®øng (khi tÝnh to¸n ta lÊy nc =

1)

- TÝnh bíc ®inh ngang:

+ Lùc t¸c dông lªn ®inh ngang gåm cã: lùc däc T vµ lùc ngang V.

+ Mét hµng ®inh ngang chÞu lùc:

Lùc t¸c dông lªn mét ®inh ngang:

+ §iÒu kiÖn chèng ph¸ ho¹i ®inh.


106


=> => Chän bíc ®inh bè trÝ.

Trong ®ã:

+ a’: lµ bíc ®inh ngang.

+ n’®: Sè ®inh ngang trªn mét hµng.

+ [R®c,em]: Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña ®inh ngang (khi tÝnh to¸n ta lÊy nc =

2)3.9.3 - X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng chÞu lùc cña ®inh vµ bu l«ng.

3.9.3.1. MÆt c¾t c¾t qua th©n ®inh.

- Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña ®inh t¸n vµ bul«ng thùc chÊt lµ kh¶ n¨ng chÞu lùc

cña th©n ®inh phô thuéc vµo: Cêng ®é cña thÐp lµm ®inh; §êng kÝnh

®inh; CÊu t¹o liªn kÕt.

- Sè mÆt c¾t c¾t qua th©n ®inh sÏ ¶nh hëng ®Õn kh¶ n¨ng chÞu lùc cña

®inh.

1/2N

1/2N

N

nc=2

NN

nc=1

H×nh 3.55: Sè mÆt c¾t c¾t qua th©n ®inh.

3.9.3.2. Kh¶ n¨ng chÞu c¾t cña th©n ®inh hoÆc bul«ng.

- Sức kh¸ng c¾t danh ®Þnh của bul«ng cêng ®é cao hoÆc bul«ng ASTM

A307 ë tr¹ng th¸i cêng ®é trong çc mèi nèi ë trong çc mèi nèi mµ kho¶ng

çc gi÷a çc bul«ng xa nhÊt theo ph¬ng song song víi ®êng t¸c dông cña lùc

nhá h¬n 1270mm lÊy nh sau:

+ Khi ®êng ren n»m ngoµi mÆt ph¼ng c¾t:

Rn = 0,48 Ab Fub Ns

+ Khi ®¬ng ren n»m trong mÆt ph¼ng c¾t:

Rn= 0,38 Ab Fub Ns

- Søc kh¸ng c¾t tÝnh to¸n cña bul«ng:

Rr = .Rn

Trong ®ã:

+ Ab: DiÖn tÝch mÆt c¾t ngang bul«ng theo ®êng kÝnh danh ®Þnh.

+ Fub: Cêng ®é kÐo nhá nhÊt cña bul«ng (MPa )

1. Bul«ng ASTM A307 cã Fub = 420 MPa.

2. Bul«ng ASTM A325 cã Fub = 830 MPa.


107


3. Bul«ng ASTM A490 cã Fub = MPa.

+ Ns: Sè mÆt c¾t cho mçi bul«ng.

+ : HÖ sè søc kh¸ng trît.

1. §èi víi bul«ng thêng: = 0,65

2. §èi víi bul«ng cêng ®é cao: = 0,80

- Søc kh¸ng danh ®Þnh của bul«ng trong çc mối nối mµ kho¶ng çch gi÷a

çc bul«ng xa nhÊt lín h¬n 1270mm lÊy b»ng 0,8 lÇn søc kh¸ng danh ®Þnh

tÝnh theo c«ng thøc trªn.

- Víi bul«ng A307 nÕu søc kh¸ng danh ®Þnh x¸c ®Þnh theo c«ng thøc ë trªn

th× khi chiÒu dµy tËp b¶n vît qu¸ 5 lÇn ®êng kÝnh bul«ng, søc kh¸ng ph¶i

gi¶m 1% cho mçi 1,5mm cña chiÒu dµy tËp b¶n víi 5 lÇn ®êng kÝnh.

3.9.3.3. Kh¶ n¨ng chÞu Ðp mÆt cña th©n ®inh hoÆc bul«ng.

- DiÖn tÝch chÞu Ðp mÆt hiÖu dung cña bul«ng lÊy b»ng ®êng kÝnh cña

bul«ng nh©n víi chiÒu dµy b¶n nèi nhá nhÊt vÒ mét phÝa. Khi lç khoÐt

miÖng loe (cho bul«ng ®Çu ch×m) th× chiÒu dµy nhá nhÊt ph¶i trõ ®i mét

nöa chiÒu cao cña miÖng loe.

- §èi víi çc lç tiªu chuÈn, lç qu¸ cì, çc lç «van ng¾n cã lùc t¸c dông theo mäi

híng vµ tÊt c¶ çc lç «van song song víi lùc Ðp mÆt th× søc kh¸ng Ðp mÆt

danh ®Þnh cña çc lç bul«ng ë phÝa trong vµ ë ®Çu cÊu kiÖn trong TTGH c-

êng ®é Rn lÊy nh sau:

+ Khi kho¶ng çch trèng gi÷a çc lç bul«ng lín h¬n 2d vµ kho¶ng çch

trèng ë ®Çu kh«ng lín h¬n 2d:

+ Khi khoảng trống giữa çc lỗ bul«ng nhỏ hơn 2d hoặc khoảng trống ë

®Çu nhỏ hơn 2d:

Rn = 1,2 Lc t Fu

- §èi víi çc lç «van cã c¹nh dµi vu«ng gãc víi ph¬ng lùc t¸c dông :

+ Khi kho¶ng çch trèng gi÷a çc lç bul«ng lín h¬n 2d vµ kho¶ng çch

trèng ë ®Çu kh«ng lín h¬n 2d:

Rn = 2 d t Fu

+ Khi kho¶ng trèng gi÷a çc lç bul«ng nhá h¬n 2d hoÆc kho¶ng trèng ë

®Çu nhá h¬n 2d:

Rn = Lc t Fu

- Søc kh¸ng Ðp mÆt tÝnh to¸n cña bul«ng:

Rr = .Rn

Trong ®ã:

+ d: §êng kÝnh danh ®Þnh cña bul«ng (mm)

+ t : ChiÒu dµy tÊm b¶n (mm).


108


+ Fu: Cêng ®é chÞu kÐo cña cÊu kiÖn ®îc liªn kÕt (MPa).

+ Lc: Kho¶ng trèng gi÷a çc mÐp lç hoÆc gi÷a mÐp lç víi ®Çu cÊu kiÖn

(mm).

+ : HÖ sè søc kh¸ng trît, = 0,80

3.9.3.4. Kh¶ n¨ng chÞu kÐo cña th©n ®inh hoÆc bul«ng.

- Çc bul«ng cêng ®éc cao chÞu kÐo däc trôc ph¶i ®îc c¨ng ®Õn lùc quy

®Þnh nh trong b¶n 2-4. Lùc kÐo t¸c dông lªn bul«ng bao gåm ngo¹i lùc tÝnh

toµn vµ lùc nhæ do biÕn d¹ng cña çc bé phËn liªn kÕt.

- Søc kh¸ng kÐo danh ®Þnh cña bul«ng (Tn) kh«ng phô thuéc vµo lùc c¨ng

ban ®Çu vµ lÊy nh sau:

Tn = 0,76 Ab Fub

Trong ®ã:

+ Ab: DiÖn tÝch mÆt c¾t bul«ng t¬ng øng víi ®êng kÝnh danh ®Þnh

(mm2).

+ Fub: Cêng ®é chÞu kÐo nhá nhÊt quy ®Þnh cña bul«ng (MPa).

- T¸c ®éng nhæ lªn:

+ Lùc kÐo do t¸c dông nhæ lªn lÊy nh sau :

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 çc tõ tim bul«ng ®Õn mÐp tÊm (mm).

+ b: Kho¶ng çch tõ tim bul«ng ®Õn ch©n ®êng hµn cña bé phËn liªn

kÕt (mm).

+ t: ChiÒu dµy nhá nhÊt cña bé phËn liªn kÕt (mm).

=> Kh¶ n¨ng chÞu lùc tÝnh to¸n cña ®inh t¸n vµ bul«ng ®îc lÊy gi¸ trÞ nhá

nhÊt trong çc gi¸ trÞ kh¶ n¨ng chÞu lùc cña ®inh.

3.9.3.5. Søc kh¸ng trît cña bul«ng cêng ®é cao.

- Søc kh¸ng trît danh ®Þnh cña bul«ng trong liªn kÕt ma s¸t ®îc lÊy nh sau:

Rn = Kh Ks Ns Pt

- Søc kh¸ng trît tÝnh to¸n:

Rr = .Rn

Trong ®ã:

+ Ns: Sè mÆt ma s¸t cña mçi bul«ng (thùc tÕ b»ng sè mÆt c¾t cña

bul«ng).

+ Pt: Lùc c¨ng tèi thiÓu yªu cÇu cña bul«ng (N), tra b¶ng.


109


+ Kh: HÖ số kÝch thước lỗ, tra b¶ng.

+ Ks: HÖ sè ®iÒu kiÖn bÒ mÆt, tra b¶ng.

+ : HÖ sè søc kh¸ng trît, = 1,0.

Lùc kÐo nhá nhÊt yªu cÇu cña bul«ng, Pt

§êng kÝnh

bul«ng

mm

Lùc kÐo yªu cÇu Pt (kN)

Bul«ng M164

(A325M)

Bul«ng M253

(A490M)

16 91 11420 142 17922 176 22124 205 25727 267 33430 326 40836 475 595

HÖ sè kÝch thíc lç, kh

Lo¹i lç kh

Cho çc lç tiªu chuÈn 1,00Cho çc lç qu¸ cì vµ khÝa r·nh ng¾n 0,85Cho çc lç khÝa r·nh dµi víi r·nh vu«ng gãc víi ph¬ng cña lùc

0,70

Cho çc lç khÝa r·nh dµi víi r·nh song song víi ph¬ng cña lùc

0,60

HÖ sè bÒ mÆt, ks

§iÒu kiÖn bÒ mÆt 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

Trong ®ã:

+ Lo¹i A: Lµm s¹ch çc líp bÈn, kh«ng s¬n,bÒ mÆt ®îc lµm s¹ch b»ng

thæi víi çc líp phñ lo¹i A.

+ Lo¹i B: BÒ mÆt ®îc lµm s¹ch b»ng thæi cã çc líp phñ lo¹i B.

+ Lo¹i C: BÒ mÆt kÏm nãng vµ lµm nh¸m b»ng bµn ch¶i s¾t sau khi m¹.

3.10. TÝnh to¸n mèi nèi dÇm chñ.3.10.1. Nguyªn t¾c tÝnh to¸n .

- Mèi nèi dÇm lµ vÞ trÝ chuyÓn tiÕp gi÷a çc ®o¹n dÇm chñ do ®ã lµ vÞ trÝ

cã kh¶ n¨ng bÞ ph¸ ho¹i rÊt cao do ®ã ta ph¶i thiÕt kÕ mèi nèi ®¶m b¶o çc

yªu cÇu sau:

+ Ph¶i ®¶m b¶o qu¸ tr×nh truyÒn lùc kh«ng g©y ra øng suÊt tËp trung

vµ ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc, kh«ng cã bé phËn nµo cña mèi nèi bÞ qu¸

t¶i.


110


+ Mèi nèi dÇm ph¶i cÊu t¹o ®¬n gi¶n dÔ thùc hiÖn.

+ Ph¶i ®¶m b¶o t¹o ®îc ®é vång ngîc cho dÇm khi cÇn thiÕt.

- Çc quan ®iÓm tÝnh to¸n thiÕt kÕ mèi nèi:

+ Quan ®iÓm 1: C¨n cø vµo gi¸ trÞ néi lùc M, V cña mÆt c¾t t¹i vÞ trÝ

mèi nèi dÇm ®Ó tõ ®ã thiÕt kÕ mèi nèi ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc. Quan

®iÓm nµy võa ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc cña mèi nèi ®ång thêi tiÕt kiÖm

®îc vËt liÖu chÕ t¹o mèi nèi vµ thêng ®îc ¸p dông trong trêng hîp thiÕt kÕ

mét KCN cô thÓ.

+ Quan ®iÓm 2: Mèi nèi ®îc tÝnh to¸n thiÕt kÕ trªn c¬ së kh¶ n¨ng

chÞu lùc cña mèi nèi lín h¬n kh¶ n¨ng chÞu lùc cña mÆt c¾t dÇm chñ t¹i vÞ

trÝ mèi nèi. Khi ®ã nÕu dÇm cã ph¸ ho¹i th× sÏ dÇm sÏ bÞ ph¸ ho¹i tríc sau

®ã mèi nèi míi bÞ ph¸ ho¹i. Quan ®iÓm nµy thêng ®îc ¸p dông phæ biÕn

trong çc nhµ m¸y chÕ t¹o çc dÇm thÐp vµ çc mèi nèi dÇm ®Þnh h×nh,

khi ®ã ngêi thiÕt kÕ mèi nèi sÏ kh«ng quan t©m ®Õn mèi nèi sÏ ®îc sö dông

t¹i mÆt c¾t nµo trong dÇm chñ.3.10.2. Mèi nèi b»ng ®êng hµn.

3.10.2.1. CÊu t¹o mèi nèi.L1

L®h >5cm>5cm L®h

>5cm>5cm

>5cm >5cmbc

H×nh 3.56a: CÊu t¹o mèi nèi b»ng ®êng hµn

L®h

L1

>5cm>5cm

>5cm>5cmL®h bc >5cm>5cm

H×nh 3.56b: CÊu t¹o mèi nèi b»ng ®êng hµn

3.10.2.2. TÝnh mèi nèi b¶n çnh.

- Lùc t¸c dông: Mèi nèi b¶n çnh chÞu lùc däc.

víi


111


- KiÓm to¸n cêng ®é ®êng hµn:

=>

- KÝch thíc b¶n t¸p nèi b¶n c¸nh:

+ ChiÒu dµi b¶n t¸p: L1 = 2. L®h + 2.5 (cm)

+ ChiÒu réng b¶n t¸p: B = bc + 2. 5 (cm).

3.10.2.3. TÝnh mèi nèi b¶n

bông.

- S¬ ®å tÝnh :

- Trong thiÕt kÕ th«ng thêng ta bè

trÝ ®êng hµn sau ®ã kiÓm to¸n c-

êng ®é cña ®êng hµn khi chÞu t¸c

dông ®ång thêi cña Mw vµ Vw.

- Lùc t¸c dông: sên dÇm chÞu mét

phÇn m«men M0 vµ toµn bé lùc c¾t

V0. Nh vËy lùc t¸c dông vµo mèi nèi

sên dÇm lµ:

+ Lùc c¾t: Vw = Vtt.

+ M«men:

Trong ®ã: H×nh 3.57: S¬ ®å tÝnh mèi nèi

b¶n bông

+ Mtt, Vtt : M«men vµ lùc c¾t tÝnh to¸n t¹i vÞ trÝ mèi nèi.

+ Mw, Vw: M«men vµ lùc c¾t do b¶n bông chÞu.

+ Iw: M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn b¶n bông.

+ Idc: M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn dÇm chñ.

- øng suÊt trong ®êng hµn do lùc c¾t V sinh ra:

.

- øng suÊt trong ®êng hµn do m«men M sinh ra:

=>

Víi: =>

r2 = x2 + y2

IO = IX + IYTrong ®ã:

+ n: Sè ®inh bè trÝ ë mét bªn b¶n t¸p cña mèi nèi.

+ rA: Kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm A ®Õn träng t©m cña hÖ ®êng hµn.


112

TM

TMx

TV

TMy

MwVwo

x

rmax

y


+ rmax: Kho¶ng çch tõ ®iÓm xa nhÊt ®Õn träng t©m cña hÖ ®êng

hµn.

+ Io: M«men qu¸n tÝnh cùc cña hÖ ®êng hµn víi träng t©m O.

- Ph©n TM lµm hai thµnh phÇn theo ph¬ng x vµ y ta cã:

TMx = TM .sinTMy = TM. cos

Víi : lµ gãc t¹o bëi ph¬ng cña TM vµ TV.

- KiÓm to¸n cêng ®é ®êng hµn:

Víi Rhg: lµ cêng ®é cña ®êng hµn gãc.

3.10.3. Mèi nèi b»ng ®inh t¸n hoÆc bul«ng cêng ®é cao.

3.10.3.1. CÊu t¹o chung.

1

2

3

44

5

8

7

6

H×nh 2.59: CÊu t¹o mèi nèi dÇm chñ

(1): B¶n bông.

(2): B¶n çnh trªn.

(3): B¶n çnh díi.

(4): B¶n t¸p nèi b¶n bông.

(5): B¶n èp ngoµi nèi b¶n çnh trªn.

(6): B¶n èp trong nèi b¶n çnh trªn.

(7): B¶n èp ngoµi nèi b¶n çnh díi.

(8): B¶n èp trong nèi b¶n çnh díi.

3.10.3.2. TÝnh mèi nèi b¶n çnh.


113


- S¬ ®å tÝnh: Mèi nèi b¶n çnh chÞu lùc däc No.

NoNo

L1

n n

H×nh 3.59: S¬ ®å tÝnh mèi nèi b¶n çnh

- Lùc t¸c dông lªn b¶n çnh khi thiÕt kÕ theo quan

®iÓm 1.

Trong ®ã:

+ Mu: M«men tÝnh to¸n t¹i vÞ trÝ mèi nèi.

+ ho: Kho¶ng çch gi÷a tim hai b¶n çnh.

H×nh 2.25: S¬ ®å tÝnh

b¶n çnh

- Lùc t¸c dông lªn b¶n çnh khi thiÕt kÕ theo quan ®iÓm 2.

No = Fy.Athbc

Trong ®ã:

+ Fy: Cêng ®é ch¶y quy ®Þnh nhá nhÊt cña thÐp.

+ Athbc: TiÕt diÖn thu hÑp cña b¶n çnh.

- X¸c ®Þnh sè ®inh cÇn bè trÝ:

=> Chän sè ®inh vµ bè trÝ.

3.10.3.3. TÝnh mèi nèi b¶n bông.

- S¬ ®å tÝnh:

- Trong thiÕt kÕ ta thêng chän cÊu t¹o

b¶n t¸p vµ bè trÝ ®inh liªn kÕt sau ®ã

kiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cña ®inh.

- Lùc t¸c dông lªn mèi nèi khi thiÕt kÕ

theo quan ®iÓm 1: sên dÇm chÞu mét

phÇn m«men Mtt vµ toµn bé lùc c¾t Vtt.

Nh vËy lùc t¸c dông vµo mèi nèi sên

dÇm lµ:

+ Lùc c¾t: Vw = Vtt

+ M«men:


114

MuVu

Sc

Sc

TMy

ox

MwVw

y

TM

TMx

TV


Trong ®ã: H×nh: S¬ ®å tÝnh mèi nèi

b¶n bông

+ Mtt, Vtt : M«men vµ lùc c¾t tÝnh to¸n t¹i vÞ trÝ mèi nèi.

+ Mw, Vw: M«men vµ lùc c¾t do b¶n bông chÞu.

+ Iw: M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn b¶n bông.

+ Idc: M«men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn dÇm chñ.

- Lùc c¾t xem nh ph©n bè ®Òu cho çc hµng ®inh nªn nÕu cã n ®inh th×

mçi ®inh chÞu lùc: .

- Lùc t¸c dông lªn ®inh chÞu lùc bÊt lîi nhÊt do m«men M lµ:

Trong ®ã:


+ xi: Kho¶ng çch tõ hµng ®inh thø i ®Õn trôc Oy.

+ xmax: Kho¶ng çch tõ hµng ®inh xa nhÊt ®Õn trôc Oy.

+ yi: Kho¶ng çch tõ hµng ®inh thø i ®Õn trôc Ox.

+ ymax: Kho¶ng çch tõ hµng ®inh xa nhÊt ®Õn trôc Ox.

- Ph©n TM lµm hai thµnh phÇn theo ph¬ng x vµ y ta cã:

TMx = TM .sinTMy = TM. cos

Trong ®ã

+ lµ gãc hîp bëi lùc TM víi trôc y.

+ TMx: Lùc t¸c dông theo ph¬ng trôc x.

+ TMy: Lùc t¸c dông theo ph¬ng trôc y.

- Lùc t¸c dông lªn ®inh xa nhÊt (®inh chÞu lùc bÊt lîi nhÊt lµ):

- Trong trêng hîp chiÒu cao sên dÇm lín vµ sè cét ®inh nhá cã thÓ xem

m«men uèn ph©n cho çc ®inh theo quy luËt ®êng th¼ng. Khi ®ã lùc t¸c

dông lªn ®inh ë xa trôc trung hoµ nhÊt lµ:

Trong ®ã:


+ yi: Kho¶ng çch tõ hµng ®inh thø i ®Õn trôc Ox.

+ ymax: Kho¶ng çch tõ hµng ®inh xa nhÊt ®Õn trôc Ox.

Tæng hîp lùc do ®inh bÊt lîi nhÊt ph¶i chÞu lµ:


115


- KiÓm to¸n kh¶ n¨ng chÞu lùc cña ®inh:

T [R®c,em]

3.10.3.4. TÝnh mèi nèi thÐp gãc.

- ThÐp gãc sö dông trong cÊu t¹o ph¶i cã sè hiÖu: L L100x100x10

- Ph¶i dïng thÐp gãc cã cïng sè hiÖu ®Ó nèi.

- S¬ ®å tÝnh:

No Non n

L2 L2

H×nh 3.61: S¬ ®å tÝnh mèi nèi thÐp gãc.

- Lùc t¸c dông: Mèi nèi thÐp gãc chÞu t¸c dông cña lùc däc: No.

No = Fy.Athbc

Trong ®ã:

+ Fy: Cêng ®é ch¶y quy ®Þnh nhá nhÊt cña thÐp.

+ Athbc: TiÕt diÖn thu hÑp cña b¶n c¸nh.

- X¸c ®Þnh sè ®inh cÇn bè trÝ:

=> Chän sè ®inh vµ bè trÝ.


116


3.11. TÝnh to¸n hÖ liªn kÕt.3.11.1. Nguyªn t¾c tÝnh to¸n.

3.11.2. TÝnh hÖ liªn kÕt ngang.

3.11.3. TÝnh hÖ liªn kÕt däc.


117


3.12. TÝnh to¸n b¶n mÆt cÇu.3.12.1. Kh¸i niÖm.

- MÆt cÇu lµ bé phËn trùc tiÕp chÞu t¶i träng giao th«ng vµ chñ yÕu quyÕt

®Þnh chÊt lîng khai th¸c cña cÇu, v× vËy mÆt cÇu cÇn b»ng ph¼ng, ®ñ ®é

nh¸m, ®¶m b¶o tho¸t níc tèt, khai th¸c thuËn tiÖn, Ýt h háng nhÊt vµ an

toµn tèi ®a cho çc ph¬ng tiÖn tham gia giao th«ng.

- B¶n mÆt cÇu lµ kÕt cÊu cã d¹ng b¶n kª trªn hÖ dÇm mÆt cÇu gåm çc

dÇm chñ, dÇm ngang vµ dÇm däc phô, v× vËy b¶n mÆt cÇu chñ yÕu lµm

viÖc chÞu uèn côc bé nh mét b¶n kª trªn hÖ dÇm mÆt cÇu. Ngoµi ra b¶n cßn

lµ çnh trªn cña dÇm T, dÇm hép nªn cßn tham gia chÞu nÐn hoÆc kÐo khi

chÞu uèn tæng thÓ cña cÇu.

- Trong cÇu bªt«ng cèt thÐp b¶n mÆt cÇu thêng ®îc lµm b»ng BTCT, BTCT

dù øng lùc, ®óc t¹i chç hoÆc l¾p ghÐp. B¶n mÆt cÇu ®óc t¹i chç cã thÓ

thÊy trong çc cÇu dÇm liÒn khèi ®óc t¹i chç, trong ®ã kÕt cÊu b¶n võa lµm

nhiÖm vô biªn chÞu nÐn cña dÇm chñ, võa cã t¸c dông lµm mÆt ®êng xe

ch¹y.

- Trong cÇu dÇm l¾p ghÐp th× b¶n mÆt cÇu gi÷a çc dÇm chñ cã thÓ ®îc

nèi víi nhau b»ng mèi nèi ít (mèi nèi ®æ bªt«ng t¹i chç) hoÆc mèi nèi kh«

(mèi nèi ®îc thùc hiÖn b»ng çc b¶n thÐp chê t¹i dÇm ngang).

- VÒ ®Æc ®iÓm lµm viÖc cña b¶n, trong cÇu «t« cã thÓ ph©n biÖt thµnh ba

lo¹i b¶n mÆt cÇu:

+ B¶n hÉng, khi b¶n cã mét ®o¹n hÉng ngµm vµo kÕt cÊu ®ì hoÆc kª

liªn tôc qua çc dÇm ®ì.

+ B¶n lµm viÖc hai ph¬ng, trong ®ã thùc tÕ b¶n kª trªn bèn c¹nh,

nh÷ng cã tØ sè h×nh d¹ng = tØ lÖ chiÒu dµi c¹nh lín trªn c¹nh nhá 1,5.

+ B¶n lµm viÖc mét ph¬ng, khi thùc tÕ b¶n ®îc kª trªn hai c¹nh hay

bèn c¹nh nhng tØ sè h×nh d¹ng 1,5. Khi ®ã b¶n chñ yÕu lµm viÖc theo

ph¬ng cã c¹nh ng¾n.

=> Trõ trêng hîp ®Æc biÖt, trong cÇu «t« thêng chØ gÆp çc b¶n hÉng

vµ b¶n lµm viÖc theo mét ph¬ng.3.12.2. CÊu t¹o b¶n mÆt cÇu.

3.12.2.1. Çc kÝch thíc c¬ b¶n.

a. ChiÒu réng.

- MÆt cÇu gåm: mÆt ®êng xe ch¹y, cã chiÒu réng phô thuéc vµo sè lµn xe

thiÕt kÕ, mçi lµn xe cã chiÒu réng bl=3500mm. Th«ng thêng, tuú theo yªu

cÇu giao th«ng, cã thÓ thiÕt kÕ cÇu cã mét, hai, ba hay nhiÒu lµn xe.

+ B = 4000mm cho cÇu mét lµn xe.

+ B = 6000, 7000, 8000, 9000mm cho cÇu hai lµn xe.

+ B = 10500mm cho cÇu ba lµn xe.


118


Trõ çc trêng hîp ®Æc biÖt, do yªu cÇu sö dông, chñ ®Çu t cã thÓ quyÕt

®Þnh çc khæ cÇu thÝch hîp.

- Ngoµi ra cßn cã chiÒu réng cña ®êng xe th« s¬ vµ ®êng ngêi ®i bé. §êng

ngêi ®i cã chiÒu réng mçi lµn lµ 750mm. §èi víi nhiÒu lµn xe, ®«i khi cßn

ph¶i thiÕt kÕ d¶i ph©n çch trªn cÇu.

b. ChiÒu dµy b¶n mÆt cÇu.

- ChiÒu dµy b¶n mÆt cÇu bªt«ng, kh«ng kÓ líp hao mßn, kh«ng ®îc nhá h¬n

175mm. Ngoµi ra, chiÒu dµy b¶n theo ®iÒu kiÖn chÞu lùc thêng lÊy theo

b¶ng theo quy ®Þnh cña Quy tr×nh (A2.5.2.6.3-1).

- MÆt cÇu cã thÓ lµ mÆt cÇu trÇn trong ®ã b¸nh xe ch¹y trùc tiÕp trªn mÆt

bªt«ng, khi ®ã bªn trªn mÆt cÇu cÇn cã mét líp chèng hao mßn dµy 10

15mm, vµ ®Ó dù phßng cho viÖc söa ch÷a mÆt cÇu trong t¬ng lai, thêng

thiÕt kÕ mét líp phñ bªt«ng atphan dµy 50 70mm. Çc líp chèng hao mßn vµ

líp bªt«ng phñ kh«ng ®îc tÝnh tham gia lµm viÖc cïng b¶n mÆt cÇu.

- HiÖn nay trong çc cÇu míi x©y dùng th× mÆt cÇu thêng gåm çc líp sau:

+ B¶n bªt«ng chÞu lùc.

+ Líp t¹o ph¼ng (hay líp mui luyÖn) dµy 10 20mm, ®èi víi b¶n mÆt

cÇu ®æ bªt«ng t¹i chç th× cã thÓ bá qua líp nµy.

+ Líp chèng thÊm b»ng v¶i tÈm nhùa ®êng dµy 20 30mm.

+ Líp phñ bªt«ng ¸tphan t¹o ph¼ng vµ ªm thuËn cho xe ch¹y dµy 50

70mm.

3.12.2.2. Tho¸t níc trªn mÆt cÇu.

- MÆt cÇu ph¶i ®îc bè trÝ ®é dèc däc vµ ngang ®Ó tho¸t níc. §é dèc däc th-

êng ®îc thiÕt kÕ theo tr¾c däc cña tuyÕn ®êng, ®é ®èc ngang lµ 2%, bè

trÝ dèc sang hai bªn lÒ ®êng. §èi víi çc cÇu réng, mçi híng trªn 3 lµn xe, cã

thÓ ph¶i thiÕt kÕ çc biÖn ph¸p t¹o dèc thÝch hîp ®Ó kh«ng t¨ng nhiÒu khèi

lîng líp ®Öm mÆt cÇu. VÝ dô ®èi víi cÇu ®óc t¹i chç th× nªn cÊu t¹o b¶n

mÆt cÇu cã ®é dèc ngang, ®èi víi cÇu ®óc s½n l¾p ghÐp th× cÇn thay

®æi chiÒu cao çc gèi kª ®Ó t¹o ®é dèc ngang mÆt cÇu.

- Níc ph¶i ®îc tho¸t ra ngoµi cÇu, kh«ng ®Ó lµm ít dÇm cÇu. R·nh tho¸t níc

cã kh¶ n¨ng tho¸t toµn bé lîng níc gom trªn cÇu.

- DiÖn tÝch tèi thiÓu cña èng tho¸t níc tÝnh theo tiªu chuÈn lµ 1cm2 diÖn

tÝch èng cho 1m2 diÖn tÝch b¶n mÆt cÇu.

- Kho¶ng çch tèi ®a gi÷a çc èng tho¸t níc theo ph¬ng däc cÇu kh«ng qu¸

15cm. §êng kÝnh cã hiÖu cña èng tho¸t níc kh«ng nhá h¬n 100mm.

- èng tho¸t níc ph¶i ®îc thiÕt kÕ vµ l¾p ®Æt sao cho níc tõ mÆt cÇu hoÆc

mÆt ®êng tho¸t ra xa kÕt cÇu phÇn trªn vµ phÇn díi.

+ èng ph¶i ®îc cÊu t¹o nh« ra khái bé phËn thÊp nhÊt cña kÕt cÊu phÇn

trªn tèi thiÓu lµ 100mm.


119


+ ë n¬i cã thÓ th× ®îc phÐp cho níc tho¸t tù do qua cöa tho¸t níc trªn

®êng ngêi ®i.

3.12.3. X¸c ®Þnh néi lùc trong b¶n.

3.12.3.1. DiÖn tÝch tiÕp xóc cña b¸nh xe.

- DiÖn tÝch cña b¸nh xe cã lèp

®¬n hoÆc kÐp ®îc gi¶ thiÕt lµ

mét h×nh ch÷ nhËt cã chiÒu

réng lµ 510mm vµ chiÒu dµi x¸c

®Þnh theo c«ng thøc:

(mm)

Trong ®ã:

+ : HÖ sè t¶i träng. H×nh 3.62: DiÖn tÝch ph©n bè ¸p

lùc b¸nh xe

+ (1+IM): HÖ sè xung kÝch, (1+IM) = 1,25

+ P: T¶i träng b¸nh xe, P = 72500N khi thiÕt kÕ cho xe t¶i (Truck) vµ

55000N cho xe 2 trôc (Tandem).

- ¸p lùc lèp xe gi¶ thiÕt ph©n bè nh sau:

+ Ph©n bè ®Òu trªn mÆt tiÕp xóc liªn tôc theo diÖn tÝch quy ®Þnh.

+ Ph©n bè ®Òu trªn diÖn tÝch tiÕp xóc thùc tÕ cña vÖt xe trªn mÆt

gi¸n ®o¹n víi ¸p lùc ®îc nh©n víi tØ lÖ cña diÖn tÝch tiÕp xóc quy ®Þnh

trªn diÖn tÝch thùc tÕ.

+ ¸p lùc lèp xe truyÒn qua b¶n theo gãc 45o vµ truyÒn ®Õn träng t©m

cña b¶n

3.12.3.2. X¸c ®Þnh chiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n cña b¶n mÆt cÇu.

- ChiÒu dµi nhÞp tÝnh to¸n cña b¶n (S) ®îc x¸c ®Þnh nh sau:

+ Víi b¶n ®óc liÒn khèi kª trªn nhiÒu dÇm:

S = kho¶ng çch gi÷a tim 2 dÇm ®ì

+ Víi b¶n hÉng:

S = ChiÒu dµi çnh hÉng tÝnh tõ ®Çu ngoµi cña b¶n ®Õn mÆt

v¸ch dÇm.

+ B¶n kª trªn dÇm I, T thÐp hoÆc bªt«ng:

S = Kho¶ng çch gi÷a hai mÐp b¶n çnh céng víi chiÒu réng çnh

hÉng, lÊy b»ng kho¶ng çch tõ mÐp ngoµi b¶n çnh ®Õn mÆt v¸ch

dÇm kh«ng kÓ gãc lîn.

3.12.3.3. T¶i träng thiÕt kÕ b¶n mÆt cÇu vµ cèng hép (A3.6.1.3-3).

- Khi thiÕt kÕ b¶n mÆt cÇu vµ n¾p cèng theo ph¬ng ph¸p d¶i b¶n, néi lùc

trong b¶n ®îc x¸c ®Þnh trªn c¬ së sau:


120


a. B¶n kiÓu dÇm.

- T¶i träng b¸nh xe thiÕt kÕ:

+ Khi d¶i b¶n chÝnh n»m ngang cã nhÞp kh«ng qu¸ 4600mm, d¶i b¶n

ngang ®îc thiÕt kÕ theo çc b¸nh xe cña trôc 145000N.

+ Khi d¶i b¶n chÝnh n»m ngang cã nhÞp vît qu¸ 4600mm, d¶i b¶n

ngang ®îc thiÕt kÕ theo çc b¸nh xe cña trôc 145000N vµ t¶i träng lµn.

+ Khi d¶i b¶n chÝnh n»m däc, çc d¶i ngang ®îc thiÕt kÕ víi c¶ xe t¶i,

xe 2 trôc vµ t¶i träng lµn.

- Khi dïng ph¬ng ph¸p chÝnh x¸c, ph¶i thiÕt kÕ víi mäi t¶i träng quy ®Þnh

trong Tiªu chuÈn (A3.6.1-2) kÓ c¶ t¶i träng lµn.

- HÖ mÆt cÇu kÓ c¶ cÇu b¶n, ph¶i thiÕt kÕ theo mäi ho¹t t¶i quy ®Þnh

trong Tiªu chuÈn ((A3.6.1-2) kÓ c¶ t¶i träng lµn.

- Kh«ng xÐt lùc ly t©m vµ lùc h·m khi tÝnh to¸n b¶n mÆt cÇu.

b. B¶n hÉng.

- Khi chiÒu dµi b¶n hÉng kh«ng qu¸ 1800mm tÝnh tõ tim dÇm ngoµi ®Õn

mÆt cña lan can bªt«ng liªn tôc, hµng b¸nh xe ngoµi cã thÓ thay b»ng mét

t¶i träng ph©n bè ®Òu cã cêng ®é 14,6 Nmm ®Æt çch mÆt lan can

300mm.

- T¶i träng ngang trªn b¶n hÉng do xe va vµo lan can x¸c ®Þnh theo ®iÒu

(A13.7.3.3-1).

4.12.3.4. M« h×nh tÝnh to¸n b¶n mÆt cÇu.

a. B¶n lµm viÖc mét ph¬ng.

- B¶n ®îc xem nh lµm viÖc mét ph¬ng,khi cã tØ sè c¹nh dµi trªn c¹nh ng¾n

1,5 vµ b¶n ®îc xem nh kª trªn hai c¹nh ng¾n

- Néi lùc trong b¶n mÆt cÇu cã thÓ x¸c ®Þnh theo ph¬ng ph¸p chÝnh x¸c

hoÆc ph¬ng ph¸p gÇn ®óng. Ph¬ng ph¸p chÝnh x¸c bao gåm çc ph¬ng

ph¸p cã xÐt ®Õn ¶nh hëng lµm viÖc kh«ng gian cña b¶n, vÝ dô ph¬ng ph¸p

phÇn tö h÷u h¹n, d¶i h÷u h¹n, ph¬ng ph¸p biÕn ph©n...ë ®©y chóng ta

chØ ®Ò cËp ®Õn ph¬ng ph¸p d¶i b¶n tÝnh gÇn ®óng ®îc AASHTO chÊp

nhËn.

- M« h×nh lµm viÖc cña b¶n mÆt cÇu ®îc coi nh d¶i b¶n liªn tôc tùa trªn çc

gèi cøng lµ çc dÇm ®ì, ®îc xem nh cã ®é cøng v« cïng. Ho¹t t¶i thiÕt kÕ ®-

îc ®Æt vµo vÞ trÝ cã thÓ g©y ra m«men lín nhÊt. BiÕn d¹ng cña b¶n cã thÓ

coi nh céng t¸c dông cña biÕn d¹ng côc bé cña b¶n trong ph¹m vi nhÞp b¶n

vµ biÕn d¹ng tæng thÓ do çc dÇm chñ bÞ vâng. BiÕn d¹ng tæng thÓ lµ do

d¶i b¶n bÞ uèn khi çc dÇm chñ bÞ vâng, ®é cøng t¬ng ®èi cña d¶i b¶n nhá

(tØ lÖ ®é cøng trªn chiÒu dµi chÞu uèn) nªn m«men do biÕn d¹ng tæng thÓ

thêng kh«ng lín. §èi víi b¶n mÆt cÇu, th«ng thêng hiÖu øng côc bé lín h¬n

nhiÒu hiÖu øng tæng thÓ, v× vËy AASHTO chÊp nhËn coi d¶i b¶n nh mét

d¶i b¶n liªn tôc kª trªn çc gèi cøng.


121


- D¶i b¶n ®îc xem nh mét tÊm b¶n cã chiÒu réng SW kª vu«ng gãc víi çc

dÇm ®ì. Khi ¸p dông ph¬ng ph¸p d¶i b¶n, th× lÊy m«men d¬ng lín nhÊt trªn

bÊt cø nhÞp nµo dïng cho tÊt c¶ çc vïng cã m«men d¬ng, t¬ng tù ph¶i lÊy

m«men ©m lín nhÊt (trÞ sè tuyÖt ®èi) trªn bÊt cø gèi kª nµo dïng cho tÊt c¶

çc vïng cã m«men ©m.

- Ph¹m vi ¸p dông cña ph¬ng ph¸p d¶i b¶n:

+ Ph¬ng ph¸p nµy ¸p dông cho çc b¶n ®óc t¹i chç cã chiÒu dµi nhÞp

nhá h¬n 4600mm. §èi víi kÕt cÊu mÆt cÇu l¾p ghÐp, tuú theo cÊu t¹o, kÝch

thíc vµ ®Æc ®iÓm lµm viÖc cã thÓ dïng çc ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n kh¸c

thÝch hîp h¬n.

+ §èi víi cÇu b¶n vµ çc b¶n bªt«ng cèt thÐp cã nhÞp lín h¬n 4600mm

vµ cã nhÞp tÝnh to¸n song song víi híng xe ch¹y, ph¶i ®îc tÝnh to¸n nh cÇu

b¶n.

+ §Ó xÐt ®Õn ®Æc ®iÓm lµm viÖc cña çc dµi b¶n AASHTO thÓ hiÖn

sù kh¸c nhau b»ng chiÒu réng cña çc d¶i b¶n.

- ChiÒu réng tÝnh to¸n cña dµi b¶n (A4.6.2.1-3)

+ Khi chÞu ho¹t t¶i, chiÒu réng lµm viÖc cña d¶i b¶n ®óc t¹i chç, ®óc

s½n c¨ng sau SW x¸c ®Þnh nh sau:

1. Khi tÝnh m«men d¬ng: SW = 660 + 0,55.S (mm)

2. Khi tÝnh m«men ©m: SW = 1220 + 0,25.S (mm)

+ §èi víi b¶n ®óc t¹i chç cã v¸n khu«n bªt«ng ®Ó l¹i:

1. Khi tÝnh m«men d¬ng: SW = 660 + 0,55.S (mm)

2. Khi tÝnh m«men ©m: SW = 1220 + 0,.25.S (mm)

Víi S lµ kho¶ng çch gi÷a çc dÇm chñ (mm).

b. D¶i b¶n ngang.

- NhÞp b¶n lµm viÖc theo ph¬ng ngang (khi tØ lÖ c¹nh dµi trªn c¹nh ng¾n <

1,5) lµ trêng hîp phæ biÕn trong cÇu dÇm vµ cÇu dÇm hép BTCT. Mçi b¶n

trong hÖ cÇu nhiÒu dÇm chñ hoÆc cÇu dÇm hép ®îc ®ì b»ng çc dÇm chñ

vµ çc dÇm ngang ®Çu dÇm, vËy vÒ mÆt cÊu t¹o b¶n ®îc kª trªn bèn c¹nh

do ®ã kh«ng tån t¹i b¶n biªn ngang, nhng khi çnh dÇm T hoÆc hép nh« ra

khái v¸ch dÇm th× ®o¹n nh« ra lµm viÖc nh mét b¶n hÉng. Trêng hîp dÇm

tiÕt diÖn T ®óc s½n ®îc l¾p ghÐp b»ng çc mèi nèi kh« (nèi t¹i çc dÇm

ngang) th× çnh dÇm T lµm viÖc nh çc b¶n hÉng ngang.

c. B¶n hÉng.

- B¶n hÉng ®îc coi nh mét d¶i b¶n mét ®Çu ngµm vµo dÇm chñ, mét ®Çu

tù do cã chiÒu réng lµm viÖc b»ng:

SW = 1140 + 0,833.X

Víi X: Lµ kho¶ng çch tõ ®iÓm ®Æt t¶i träng tíi gèi b¶n.

- T¶i träng t¸c dông lªn b¶n hÉng x¸c ®Þnh nh sau:

+ T¶i träng tÜnh trong ph¹m vi b¶n hÉng.


122


+ Khi chiÒu dµi hÉng, tÝnh tõ tim dÇm ngoµi cïng ®Õn mÆt lan can

bªt«ng liªn tôc kh«ng qu¸ 1800mm, t¶i träng d·y b¸nh xe ngoµi cïng cã thÓ

thay b»ng t¶i träng ph©n bè ®Òu cã cêng ®é 14,6 Nmm, ®Æt çch mÆt

lan can 300mm.

- T¶i träng ngang do xe va vµo lan can x¸c ®Þnh theo cÊp lan can

(A13.7.3.3-1).

- B¶n hÉng cÇn ®îc thiÕt kÕ theo TTGH cêng ®é I vµ TTGH ®Æc biÖt. TTGH

cêng ®é lµ ®Ó xÐt ®Õn t¸c dông cña çc lùc th¼ng ®øng vµ thêng kh«ng

nguy hiÓm, trõ trêng hîp b¶n cã ®o¹n hÉng qu¸ dµi. TTGH ®Æc biÖt lµ ®Ó

xÐt ®Õn lùc ngang do va ch¹m cña xe cé vµo lan can vµ trêng hîp nµy thêng

khèng chÕ.

d. Sù ph©n bè t¶i träng tËp trung lªn b¶n.

- Trong kÕt cÊu b¶n kª trªn bèn c¹nh, nÕu tØ lÖ c¹nh dµi trªn c¹nh ng¾n vît

qu¸ 1,5 th× tÊt c¶ çc t¶i träng b¸nh xe coi nh ®Æt trªn d¶i ng¾n lµ d¶i

chÝnh vµ cèt thÐp trªn d¶i dµi (d¶i phô) th× ®îc lÊy b»ng tØ lÖ phÇn tr¨m

cña cèt thÐp chÞu m«men theo híng chÝnh nh sau:

+ Khi cèt thÐp chÝnh song song víi híng xe ch¹y:

+ Khi cèt thÐp chÝnh vu«ng gãc víi híng xe ch¹y:

Trong ®ã: S lµ chiÒu dµi nhÞp cã hiÖu cña b¶n lÊy nh sau:

1. B¶n ®óc liÒn khèi víi dÇm: lÊy b»ng kho¶ng çch tÜnh gi÷a hai v¸ch

dÇm.

2. B¶n kª trªn dÇm thÐp hoÆc bªt«ng: lÊy b»ng kho¶ng çch gi÷a hai

mÐp b¶n çnh céng víi çnh hÉng, lÊy b»ng kho¶ng çch tõ mÐp ngoµi b¶n

çnh ®Õn mÆt v¸ch dÇm kh«ng kÓ gãc lîn.

e. X¸c ®Þnh néi lùc trong b¶n mÆt cÇu.

- Çc d¶i b¶n ®îc coi nh çc dÇm liªn tôc hay gi¶n ®¬n tuú theo cÊu t¹o.

ChiÒu dµi nhÞp ®îc lÊy tõ tim ®Õn tim bé phËn ®ì. §Ó x¸c ®Þnh néi lùc

trong d¶i, çc d¶i b¶n coi nh kª trªn çc gèi tuyÖt ®èi cøng.

- T¶i träng b¸nh xe cã thÓ m«i h×nh ho¸ nh çc t¶i träng tËp trung hoÆc çc

vÖt b¸nh xe cã diÖn tÝch tiÕp xóc b¸nh xe nh ®· quy ®Þnh. ¸p lùc b¸nh xe

truyÒn xuèng tim b¶n coi nh ph©n bè theo gãc 45o. Néi lùc trong d¶i b¶n ®-

îc x¸c ®Þnh theo lý thuyÕt dÇm cæ ®iÓn.

- Çc tiÕt ®iÖn chÞu m«men ©m vµ lùc c¾t cã thÓ lÊy t¹i çc vÞ trÝ sau:

+ §èi víi kÕt cÊu ®æ t¹i chç vµ tiÕt diÖn hép: t¹i mÆt cña dÉm ®ì.

+ §èi víi dÇm ®ì b»ng thÐp: t¹i 14 chiÒu réng b¶n çnh tÝnh tõ tim dÇm

®ì.

+ §èi víi dÇm ®óc s½n tiÕt diÖn I hoÆc T: t¹i 1/3 chiÒu réng b¶n çnh

nhng kh«ng qu¸ 38mm tÝnh tõ tim dÇm ®ì.


123


f. V¸n khu«n ®Ó l¹i.

- V¸n khu«n ®Ó l¹i cña b¶n mÆt cÇu cã thÓ ®îc lµm b»ng thÐp, thÐp cã mói

hoÆc bªt«ng cèt thÐp, v¸n khu«ng thÐp kh«ng ®îc tÝnh liªn hîp víi b¶n

bªt«ng.

- ChiÒu dµy cña v¸n khu«n ®Ó l¹i b»ng bªt«ng kh«ng ®îc vît qu¸ 55% chiÒu

dµy b¶n sau khi hoµn thµnh nhng kh«ng nhá h¬n 90mm.

- V¸n khu«n ®Ó l¹i ®îc thiÕt kÕ ®µn håi chÞu t¶i träng thi c«ng. T¶i träng thi

c«ng kh«ng ®îc nhá h¬n träng lîng v¸n khu«n vµ bªt«ng t¬i víi tØ träng

24.10-3 Mpa.

- øng suÊt uèn do t¶i träng thi c«ng kh«ng hÖ sè kh«ng qu¸:

+ 75% cêng ®é ch¶y cña thÐp: 075.fy

+ 65% cêng ®é chÞu nÐn 28 ngµy cña bªt«ng chÞu nÐn, hoÆc cêng ®é

chÞu kÐo cña v¸n khu«n dù øng lùc: 0,65.fc’.

- BiÕn d¹ng ®µn håi do t¶i träng tÜnh cña v¸n khu«ng, bªt«ng t¬i vµ cèt

thÐp kh«ng vît qu¸:

+ Víi nhÞp v¸n khu«n nhá h¬n 3000mm, b»ng 1/180 chiÒu dµi nhÞp,

nhng kh«ng qu¸ 6mm.

+ Víi nhÞp v¸n khu«n lín h¬n 3000mm, b»ng 1/240 chiÒu dµi nhÞp nhng

kh«ng qu¸ 20mm.

g. Bè trÝ cèt thÐp.

- B¶n mÆt cÇu ph¶i bè trÝ 4 líp cèt thÐp, mçi ph¬ng hai líp theo yªu cÇu líp

b¶o vÖ vµ chiÒu dµy b¶n.

- Cèt thÐp híng chÝnh x¸c ®Þnh theo tÝnh to¸n, cèt thÐp híng phô díi ®¸y

b¶n lÊy b»ng tØ lÖ phÇn tr¨m cña cèt thÐp híng chÝnh chÞu m«men d¬ng

nh sau:

+ Khi cèt thÐp híng chÝnh song song víi luång giao th«ng:

+ Khi cèt thÐp híng chÝnh vu«ng gãc víi luång giao th«ng:

Víi S: lµ chiÒu dµi nhÞp b¶n (mm).3.12.4. ThiÕt kÕ b¶n mÆt cÇu theo kinh nghiÖm.

- NhiÒu nghiªn cøu cho thÊy t¸c ®éng ®Çu tiªn cña b¶n bªt«ng kh«ng ph¶i

lµ uèn mµ lµ hiÖu øng vßm. HiÖu øng vßm t¹o mÆt cÇu chÞu nÐn. ChØ cã

mét lîng nhá cèt thÐp ®¼ng híng chÞu uèn côc bé vµ hiÖu øng vßm tæng

thÓ. §èi víi mÆt cÇu lµm viÖc theo ph¬ng ngang, trõ b¶n hÉng, AASHTO –

LRFD 1998 cho phÐp thiÕt kÕ b¶n mÆt cÇu theo kinh nghiÖm víi c¸c ®iÒu

kiÖn sau:

3.12.4.1. ChiÒu dµi nhÞp cã hiÖu.

- Khi thiÕt kÕ b¶n mÆt cÇu theo kinh nghiÖm chiÒu dµi nhÞp cã hiÖu cña

b¶n ®îc lÊy nh sau:


124


+ Víi b¶n ®óc toµn khèi víi v¸ch hoÆc dÇm däc: lÊy b»ng kho¶ng çch

tÜnh tõ mÆt ®Õn mÆt v¸ch hoÆc dÇm.

+ Khi b¶n kª trªn dÇm thÐp hoÆc BTCT: lÊy b»ng kho¶ng çch gi÷a hai

®Çu mót b¶n çnh céng phÇn hÉng cña b¶n çnh, lÊy b»ng kho¶ng çch

®Çu mót b¶n çnh tíi mÆt v¸ch, kh«ng kÓ gãc lîn.

- Trêng hîp kho¶ng çch gi÷a çc dÇm ®ì kh«ng ®Òu, chiÒu dµi cã hiÖu, Scã

hiÖu sÏ lÊy theo chiÒu dµi b¶n lín h¬n theo ®iÒu A9.7.2.3 -1.

3.12.4.2. Çc ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ.

- ChiÒu dµy b¶n thiÕt kÕ kh«ng kÓ líp hao mßn, hoÆc líp phñ ph¶i tho¶ m·n

çc ®iÒu kiÖn sau:

+ Ph¶i cã dÇm ngang hoÆc khung ngang t¹i çc vÞ trÝ gèi.

+ DÇm ®ì b¶n ph¶i b»ng thÐp hoÆc BTCT.

+ B¶n mÆt cÇu ®óc t¹i chç toµn bé vµ b¶o dìng b»ng níc.

+ B¶n cã chiÒu dµy kh«ng ®æi, trõ t¹i vót ë n¸ch dÇm vµ çc chç cÇn

t¨ng chiÒu dµy côc bé.

+ TØ lÖ gi÷a chiÒu dµi cã hiÖu vµ chiÒu dµy b¶n kh«ng lín h¬n 18,0 vµ

kh«ng nhá h¬n 6,0.

+ ChiÒu cao lâi (kh«ng kÓ líp b¶o vÖ) kh«ng nhá h¬n 100mm.

+ ChiÒu dµi nhÞp cã hiÖu kh«ng vît qu¸ 4100mm.

+ ChiÒu dµy tèi thiÓu cña b¶n kh«ng nhá h¬n 175mm, kh«ng kÓ líp

hao mßn nÕu cã.

+ ChiÒu dµi b¶n hÉng ra ngoµi tim dÇm ngoµi cïng Ýt nhÊt b»ng 5 lÇn

chiÒu cao b¶n; ®iÒu kiÖn nµy tho¶ m·n nÕu ®o¹n hÉng Ýt nhÊt b»ng

3,0 lÇn chiÒu cao b¶n vµ lan can bªt«ng liªn tôc liªn hîp víi b¶n hÉng.

+ Cêng ®é 28 ngµy cña bªt«ng b¶n kh«ng nhá h¬n 28Mpa.

+ B¶n mÆt cÇu ph¶i liªn hîp víi dÇm ®ì.

3.12.4.3. Yªu cÇu cèt thÐp (A9.7.2.5).

- Ph¶i ®Æt bèn líp cèt thÐp ®¼ng híng, fy 400Mpa.

- Líp ngoµi bè trÝ theo ph¬ng lµm viÖc cña b¶n, cèt thÐp ®Æc cµng s¸t mÆt

ngoµi cµng tèt, sao cho ®¶m b¶o líp bªt«ng b¶o vÖ kho¶ng 20 30mm.

- Líp díi: min As = 0,570 mm2/ mm.

- Líp trªn: min As = 0,380 mm2/ mm.

- Kho¶ng çch lín nhÊt kh«ng vît qu¸ 450mm.

- ChØ cã çc thanh th¼ng, cho phÐp uèn mãc c©u, kh«ng cã cèt xiªn.

- ChØ nèi ghÐp chång, kh«ng hµn hoÆc çc mèi nèi c¬ häc.

- NÕu mÆt b»ng b¶n cã d¹ng h×nh thang mµ gãc chÐo vît qu¸ 25o, th× cèt

thÐp theo c¶ hai ph¬ng ph¶i t¨ng gÊp ®«i ë çc vïng cuèi b¶n. ChiÒu réng

vïng cuèi lÊy b»ng chiÒu réng lµm viÖc cña b¶n.


125


3.13. §Æc ®iÓm tÝnh to¸n thiÕt kÕ cÇu dÇm liªn tôc


126


3.14. §iÒu chØnh néi lùc trong cÇu dÇm liªn hîp thÐp - BTCT

3.14.1. Kh¸i niÖm vÒ ®iÒu chØnh néi lùc.

- KÕt cÊu nhÞp cÇu dÇm liªn hîp thÐp - BTCT lµm viÖc

theo hai giai ®o¹n:

- Giai ®o¹n 1: Khi thi c«ng xong dÇm thÐp.

+ MÆt c¾t tÝnh to¸n: lµ mÆt c¾t dÇm thÐp.

+ T¶i träng tÝnh to¸n: (tÜnh t¶i giai ®o¹n I)

1 - Träng lîng b¶n th©n dÇm.

2 - Träng lîng hÖ liªn kÕt däc, hÖ liªn kÕt

ngang.

3 - Träng lîng b¶n bª t«ng (b¶n bª t«ng cha tham gia chÞu lùc)

H×nh 3.57: MÆt c¾t G§ I

- Giai ®o¹n 2: Khi b¶n mÆt cÇu ®· ®¹t cêng ®é vµ tham gia lµm viÖc t¹o ra

hiÖu øng liªn hîp gi÷a dÇm thÐp vµ b¶n BTCT.

+ MÆt c¾t tÝnh to¸n lµ mÆt c¾t liªn

hîp.

+ T¶i träng tÝnh to¸n: (TÜnh t¶i giai

®o¹n II)


127

I I Hdt

II

I

II

I

Hdc


1. Träng lîng líp phñ mÆt cÇu, ch©n lan can, gê ch¾n b¸nh...

2. Ho¹t t¶i. H×nh 3.58: MÆt c¾t giai ®o¹n II

Nh vËy trong giai ®o¹n I chØ cã mÆt c¾t dÇm thÐp tham gia chÞu lùc, do

®ã g©y tèn thÐp chÕ t¹o dÇm. §Ó ph¸t huy ®îc hÕt hiÖu qu¶ lµm viÖc cña

vËt liÖu th× trong qu¸ tr×nh thi c«ng ta ¸p dông çc biÖn ph¸p ®iÒu chØnh

nh»m ph©n phèi l¹i néi lùc trong dÇm, nh»m sö dông hiÖu qu¶ mÆt c¾t liªn

hîp vµ chèng nøt cho b¶n BTCT.

- Çc biÖn ph¸p ®iÒu chØnh néi lùc ®îc tiÕn hµnh cho c¶ nhÞp dÇm gi¶n

®¬n vµ nhÞp liªn tôc:

+ §èi víi nhÞp gi¶n ®¬n vµ mót thõa: lµ nh»m ®a mÆt c¾t liªn hîp

tham gia chÞu c¶ tÜnh t¶i giai ®o¹n I.

+ §èi víi nhÞp liªn tôc võa ®a mÆt c¾t liªn hîp tham gia chÞu tÜnh t¶i

giai ®o¹n I, ®ång thêi cßn t¹o ra øng suÊt nÐn tríc ngîc dÊu víi øng suÊt g©y

ra trong b¶n bª t«ng ë vïng chÞu kÐo nªn chèng nøt ®îc cho b¶n.

- Çc biÖn ph¸p ®iÒu chØnh néi lùc thêng ®îc ¸p dông:

+ Dïng trô t¹m t¹o m«men ©m trong dÇm thÐp trong giai ®o¹n thi c«ng.

+ KÝch, h¹ çc gèi ®Ønh trô.

+ Dïng t¶i träng d»n xÕp trªn nhÞp gi÷a.

+ NÐn tríc côc bé b¶n bª t«ng b»ng kÝch.

+ Dïng cèt thÐp D¦L t¹o øng suÊt tríc cho b¶n t¹i vïng chÞu kÐo.3.11.2. §iÒu chØnh néi lùc b»ng ®µ gi¸o liªn tôc

- Tr×nh tù thi c«ng:

+ Lµm ®µ gi¸o liªn tôc ngay t¹i vÞ trÝ cÇu.

+ L¾p dÇm thÐp, hÖ liªn kÕt trªn ®µ gi¸o liªn tôc theo ®óng ®é vång

thiÕt kÕ.

+ L¾p dùng v¸n khu«n, cèt thÐp b¶n mÆt cÇu vµ ®æ bªt«ng b¶n mÆt

cÇu. §èi víi cÇu liªn hîp l¾p ghÐp th× l¾p çc tÊm b¶n, ®æ bªt«ng bÞt lç

neo vµ ®æ bªt«ng mèi nèi.

+ Sau khi b¶n mÆt cÇu ®· liªn kÕt ch¾c ch¾n víi dÇm thÐp míi th¸o dì

v¸n khu«n, ®µ gi¸o.

- Theo biÖn ph¸p nµy th× toµn bé tÜnh t¶i phÇn I sÏ do tiÕt diÖn liªn hîp

chÞu. BiÖn ph¸p nµy rÊt ®¬n gi¶n nhng viÖc lµm ®µ gi¸o liªn tôc lµ kh«ng

kinh tÕ khi s«ng s©u, cÇu cao. Do vËy biÖn ph¸p nµy chØ nªn ¸p dông víi

nh÷ng s«ng nhá, kh«ng cã th«ng thuyÒn hay nh÷ng nhÞp cÇu c¹n, nhÞp trªn

b·i s«ng.3.11.3. BiÖn ph¸p §CNL b»ng trô t¹m.

- BiÖn ph¸p §CNL b»ng trô t¹m ®îc ¸p dông cho nhÞp gi¶n ®¬n cã khÈu ®é

t¬ng ®èi lín hoÆc ®èi víi dÇm thÐp çn kÕt hîp võa §CNL vµ võa t¹o ®é

vång cho dÇm.

3.11.3.1. BiÖn ph¸p dïng kÝch ®iÒu chØnh ®Æt trªn trô t¹m.


128


- Tr×nh trù thi c«ng:

+ L¾p dùng çc trô t¹m t¹i vÞ trÝ gi÷a çc nhÞp cÇn §CNL.

+ L¾p dÇm thÐp lªn nhÞp theo mét trong çc ph¬ng ph¸p thi c«ng kÕt

cÊu nhÞp cÇu dÇm thÐp.

+ Neo hai ®Çu dÇm xuèng trô, mè hoÆc ®æ bª t«ng b¶n ë hai ®o¹n

®Çu dÇm ®Ó chèng lùc nhæ.

+ §Æt kÝch trªn ®Ønh trô t¹m vµ kÝch lªn mét lùc b»ng víi lùc ®iÒu

chØnh tÝnh to¸n, sau ®ã kª kÕt cÊu nhÞp lªn chång nÒ.

+ §æ bªt«ng b¶n mÆt cÇu tõ hai ®Çu nhÞp ®i vµo gi÷a ®Ó chèng nøt

cho b¶n bª t«ng trong qu¸ tr×nh ninh kÕt.

+ Khi bª t«ng ®¹t 75 80% cêng ®é tÝnh to¸n th× tiÕn hµnh h¹ dÇn

chång nÒ cho ®Õn khi hÉng hoµn toµn vµ dì bá trô t¹m.

- TÝnh to¸n lùc kÝch ®iÒu chØnh:

+ Lùc kÝch tèi ®a cã thÓ lÊy b»ng toµn bé träng lîng nhÞp:

Rdc = g1. L

+ M«men t¹i gi÷a nhÞp do lùc kÝch g©y ra t¹i gi÷a nhÞp dÇm thÐp:

- Sau khi dì kÝch:

+ M«men uèn t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp dÇm liªn hîp:

+ M«men uèn t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp dÇm thÐp:

3.11.3.2. BiÖn ph¸p kª chång nÒ ®Æt trªn trô t¹m.

- Cã thÓ kh«ng cÇn kÝch vµ neo hai ®Çu dÇm mµ chØ cÇn kª dÇm trªn trô

t¹m ngay trong giai ®o¹n lao l¾p, sau ®ã tiÕn hµnh ®æ bª t«ng b¶n theo

tr×nh tù ®Ó m«men ©m t¹i ®iÓm kª kh«ng lµm nøt b¶n bª t«ng.

- Nh vËy trong giai ®o¹n thi c«ng khi chÞu tÜnh t¶i giai ®o¹n I th× dÇm thÐp

lµm viÖc theo s¬ ®å dÇm liªn tôc hai nhÞp, khi ®ã

+ Gi¸ trÞ m«men t¹i ®iÓm kª b»ng:

+ Ph¶n lùc gèi t¸c dông lªn trô t¹m:

- Sau khi dì bá trô t¹m ta cã:

+ M«men uèn t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp dÇm liªn hîp:


129


+ M«men uèn t¹i mÆt c¾t gi÷a nhÞp dÇm thÐp:

3.11.4. BiÖn ph¸p kÝch h¹ çc gèi ®Ønh trô.

3.11.4.1. TÝnh to¸n chiÒu cao h¹ gèi.

- BiÖn ph¸p kÝch h¹ çc gèi ®Ønh trô thêng ®îc ¸p dông cho kÕt cÊu nhÞp

liªn tôc.


+ Lao dÇm lªn nhÞp, kÝch n©ng vµ kª çc gèi ®Ønh trô lªn ®é cao cm

so víi hai ®Çu dÇm, hoÆc lao dÇm trªn chång nÒ sau ®ã h¹ hai ®Çu nhÞp

xuèng mè mét kho¶ng b»ng cm.

+ TiÕn hµnh ®æ bª t«ng b¶n mÆt cÇu theo tr×nh tù lÇn lît tõ gi÷a

nhÞp gi÷a sang hai bªn ®Ønh trô vµ tõ hai ®Çu nhÞp biªn vµo, bít l¹i mét

kho¶ng b»ng a trªn ®Ønh trô ®Ó tr¸nh g©y nøt cho b¶n bª t«ng do m«men

©m t¹i mÆt c¾t ®Ønh trô.

+ Sau khi bª t«ng ®¹t 80% cêng ®é th× bá kÝch vµ h¹ dÇm cao ®é kª

gèi.

- X¸c ®Þnh m«men ®iÒu chØnh cÇn ®¹t:

+ M«men ®iÒu chØnh Mdc ®îc x¸c ®Þnh theo ®iÒu kiÖn kh«ng cho

xuÊt hiÖn vÕt nøt trong b¶n bª t«ng mÆt cÇu ë mÆt c¾t gèi:

Mdc = Mkt - Mgh

Trong ®ã:

+ Mdc: Gi¸ trÞ m«men cÇn ®¹t khi ®iÒu chØnh néi lùc dÇm.

+ Mkt: M«men tÝnh to¸n t¹i mÆt c¾t gèi víi t¶i träng khai th¸c.

+ Mgh: M«men giíi h¹n cña mÆt c¾t b¶n bª t«ng.

- X¸c ®Þnh chiÒu cao kÝch h¹ gèi:

+ X©y dùng hÖ c¬ b¶n b»ng çch gi¶i phãng hai gèi trung gian b»ng

hai Èn lùc lµ ph¶n lùc gèi R.

+ Theo nguyªn lý ®éc lËp t¸c dông ta chØ xÐt ¶nh hëng cña gèi lón,

kh«ng xÐt tÜnh t¶i ta cã:

mµ MR = Mdc = R.L1

Trong ®ã:

+ R: Lµ ph¶n lùc t¹i çc gèi trung gian.

+ : ChiÒu cao kÝch gèi.

+ : ChuyÓn vÞ cña hÖ c¬ b¶n t¹i hai mÆt c¾t gèi khi lùc R=1.

+ L1: ChiÒu dµi tÝnh to¸n cña nhÞp biªn.

Khi kÝch dÇm lªn mét kho¶ng lµ , trong dÇm thÐp xuÊt hiÖn m«men M

t¬ng tù nh khi cã hai lùc Rk t¸c dông lªn hai ®Çu mót thõa cña dÇm gi¶n


130


®¬n hai ®Çu hÉng, víi gi¶ thiÕt ®é cøng cña dÇm thÐp lµ const vµ b»ng

EJth, khi ®ã lùc nµy ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

M«men uèn trong dÇm thÐp t¹i mÆt c¾t gèi do kÝch dÇm cã gi¸ trÞ

b»ng:

- NÕu khi ®ã t¹i hai ®Çu mót cña dÇm sÏ xuÊt

hiÖn lùc nhæ khi kÝch dÇm do ®ã ph¶i bè trÝ c¸c biÖn ph¸p neo ®Çu dÇm.

- Trong dÇm thÐp gåm cã c¸c m«men do tÜnh t¶i giai ®o¹n I M Itt, m«men do

kÝch dÇm Mth, m«men ®iÒu chØnh Mdc vµ m«men khai th¸c giai ®o¹n II M IItt

khi cïng lµm viÖc víi bª t«ng b¶n mÆt cÇu.

3.11.4.2. TÝnh to¸n m«men ®iÒu chØnh.

- Ph¬ng ph¸p gi¶i: Sö dông ph¬ng ph¸p chuyÓn vÞ trong m«n häc c¬ häc

kÕt cÊu ®Ó tÝnh vµ vÏ biÓu ®å m«men do chuyÓn vÞ gèi khi kÝch g©y ra.

- Qu¸ tr×nh kÝch gèi ®îc thùc hiÖn trªn dÇm thÐp, cßn qu¸ tr×nh h¹ gèi th×

®îc thùc hiÖn khi b¶n bªt«ng ®· ®¹t cêng ®é vµ t¹o ra hiÖu øng liªn hîp nªn

m«men uèn ph¸t sinh do qu¸ tr×nh h¹ gèi sÏ t¸c dông trªn mÆt c¾t liªn hîp.

Nh vËy §THH cña mÆt c¾t sö dông khi tÝnh to¸n ®iÒu chØnh néi lùc lµ §THH

cña mÆt c¨t liªn hîp ng¾n h¹n.

- S¬ ®å tÝnh:

1 2 3 4E2I2 E3I3

L3L2L1

E1I1

H×nh: S¬ ®å tÝnh

Trong ®ã:

+ I1,E1, L1: Lµ m«men qu¸n tÝnh, m«®un ®µn håi vµ chiÒu dµi cña ®o¹n

dÇm 1.


dÇm 2.


dÇm 2.

=> Khi kÝch gèi th× ta t¸c dông trªn dÇm thÐp, nhng khi h¹ gèi th× m«men

uèn ph¸t

- Chän kÕt cÊu c¬ b¶n:

Z1 Z2

L3L2L1


131


H×nh: KÕt cÊu c¬ b¶n (KCCB)

- HÖ ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c:

Trong ®ã:

+ r11: Lµ m«men t¹i nót 1 do Z1 = 1 g©y ra.




+ R11: Lµ m«men t¹i nót 1 do chuyÓn vÞ g©y ra.




- VÏ biÓu ®å m«men do çc chuyÓn vÞ ®¬n vÞ g©y ra:

Z =112E I2 2

L2

Z =11

2E I2 2L2

4E I2 2L2

3E I3 3L3

3E I11L1

4E I2 2L2 M1

M2

H×nh: BiÓu ®å m«men do çc chuyÓn vÞ ®¬n vÞ g©y ra trªn KCCB

- VÏ biÓu ®å m«men do çc chuyÓn vÞ cìng bøc g©y ra:

3E I1 1L1

2 6E I2 2L22

6E I2 2L22

3E I3 3L32

6E I2 2L22

6E I2 2L22

M

1

M 2

H×nh: BiÓu ®å m«men do chuyÓn vÞ cìng bøc ®¬n vÞ

- X¸c ®Þnh çc hÖ sè cña hÖ ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c:

+ TÝnh r11:


132


+ TÝnh r12:

+ TÝnh r22:

+ TÝnh r21:

+ TÝnh R11:

+ TÝnh R12:

+ TÝnh R22:

+ TÝnh R21:

- TÝnh ®Þnh thøc cña hÖ ph¬ng tr×nh:

- TÝnh nghiÖm cña hÖ ph¬ng tr×nh:

- TÝnh vµ vÏ biÓu ®å m«men do kÝch gèi:

+ M«men t¹i nót 2 bªn tr¸i:

+ M«men t¹i nót 2 bªn ph¶i:

+ M«men t¹i nót 3 bªn tr¸i:

+ M«men t¹i nót 3 bªn ph¶i:

- Nh vËy ta cã gi¸ trÞ m«men t¹i c¸c gèi do viÖc kÝch h¹ gèi trong qu¸ tr×nh

thi c«ng. T¹i c¸c mÆt c¾t ®Ønh trô sÏ xuÊt hiÖn thµnh phÇn m«men d¬ng tõ

®ã t¹o ra øng suÊt nÐn trong tríc trong b¶n bªt«ng.


133


M3trM3ph

1 2 3 4

M2tr M2ph

H×nh: BiÓu ®å m«men do ®iÒu chØnh3.14.5. BiÖn ph¸p chÊp nhËn nøt.

- ChÊp nhËn xuÊt hiÖn nøt b¶n bªt«ng t¹i vïng cã m«men ©m.

- BiÖn ph¸p h¹n chÕ nøt trong bª t«ng:

+ Lµm líp chèng thÊm tèt.

+ T¨ng cêng cèt thÐp cho b¶n bªt«ng ®Ó cÊu t¹o chèng nøt.3.14.6. BiÖn ph¸p c¨ng çp D¦L b¶n bªt«ng t¹i vÞ trÝ cã m«men ©m


+ Lao l¾p dÇm thÐp ra vÞ trÝ kÕt cÊu nhÞp.

+ §æ bªt«ng b¶n mÆt cÇu.

+ KÐo çp dù øng lùc nÐn tríc b¶n bªt«ng t¹i vïng cã m«men ©m.

+ Thi c«ng çc bíc tiÕp theo.

- Ph¬ng ph¸p nµy cã u ®iÓm thi c«ng dÔ dµng, cã thÓ ®o ®îc øng suÊt

®iÒu chØnh vµ cã thÓ ®iÒu chØnh dù øng lùc trong qu¸ tr×nh khai th¸c sau

nµy.


134

chuong 3 tinh toan cau dam

Documents