http://www.ebook.edu.vn
Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD
165
phía đòi hỏi một diện tích bằng 1,8 lần diện tích của một cặp s ườn. Các trường hợp này có
thể được kết hợp vào trong công thức 8.17 khi viết
0,14 (1 )
u
s w yw
n
V
F BDt F C
V
 
(8.18)
với B được định nghĩa trong hình 8.2.
Hình 8.2 Hằng số B của các sườn tăng cường ngang trung gian
Một phần của vách có thể đ ược giả thiết là tham gia chịu lực dọc trục thẳng đứng.
Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272 -05 coi vách tham gia ch ịu lực cùng với sườn tăng
cường với một chiều dài hữu hiệu bằng 18t
w
. Lực nén của sườn tăng cường sau khi trừ bớt
phần tham gia chịu của vách trở th ành
2
0,14 (1 ) 18
u
s w yw w yw
n
V
F BDt F C t F
V
  

và hằng số 0,14 được làm tròn lên 0,15.
VÍ DỤ 8.1
Chọn kích thước một sườn tăng cường ngang trung gian một phía cho mặt cắt chữ I trong
ví dụ 6.1 và được biểu diễn trong hình 5.14. Sử dụng thép cấp 250 cho s ườn tăng cường.
Thép của vách dầm có cấp 345. Giả thiết V
u
= 1000 kN tại mặt cắt.
Độ mảnh
Kích thước của sườn tăng cường sẽ được chọn để thoả mãn yêu cầu về độ mảnh và sau đó
được kiểm tra về độ cứng v à cường độ. Từ công thức 8.3, chiều rộng phần nhô ra của
sườn phải đảm bảo
mm0,25 0,25(400) 100
t f
b b  
http://www.ebook.edu.vn
Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD
166
và chiều dày của nó phải thoả mãn
mm
100
6,25
16 16
t
p
b
t   
Chiều dày nhỏ nhất của các chi tiết thép l à 8 mm, vậy thử dùng một sườn tăng cường
ngang trung gian kích thư ớc 8 mm  100 mm (hình 8.3).
Hình 8.3 Sườn tăng cường ngang một phía của ví dụ 8.1
Từ công thức 8.2, chiều rộng b

ys
E
b t
F
  
thoả mãn
Độ cứng
Mô men quán tính của sườn tăng cường một phía được lấy đối với cạnh tiếp giáp với
vách. Đối với một tấm chữ nhật, mô men quán tính đ ược lấy đối với trục n ày là
4
mm
3 3 6
1 1
(10)(110) 4,44.10
3 3
t p t
I t b  
Từ công thức 8.8 và 8.9, mô men quán tính ph ải đảm bảo
3
w0t
I d t J
trong đó
2
0
2,5 2,0 0,5
p
D
J
d
 

t
I d t J  
được thoả mãn bởi sườn tăng cường 10 mm  110 mm (
mm
6 4
4,44.10
t
I 
).
Cường độ
Diện tích mặt cắt ngang của s ườn tăng cường
2
mm10(110) 1100
s
A  
phải thoả mãn công thức 8.20
2
0,15 (1 ) 18
yw
u
s w w
r ys
F
V
A BDt C t
V F
 
 
  
 

và các tải trọng tập trung khác. Lực tập trung đ ược truyền qua các bản bi ên và được đỡ
bởi sự ép mặt lên đầu sườn tăng cường. Các sườn tăng cường chịu lực được liên kết với
vách và đóng vai trò đường biên thẳng đứng để neo lực cắt từ hiệu ứng tr ường kéo.
Mặt cắt dầm thép cán
Sườn tăng cường chịu lực cần thiết cho vách của dầm thép cán tại các điểm có lực tập
trung khi lực cắt có hệ số vượt quá
0,75
u b n
V V
(8.21)
với
b

là hệ số sức kháng đối với ép mặt đ ược lấy từ bảng 1.1 và V
n
là sức kháng cắt danh
định được xác định trong chương 6.
http://www.ebook.edu.vn
Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD
168
Độ mảnh
Các sườn tăng cường chịu lực được thiết kế là những cấu kiện chịu nén chịu lực tập trung
thẳng đứng. Chúng thường được cấu tạo bởi một hay nhiều cặp tấm chữ nhật bố trí đối
xứng ở hai bên vách (hình 8.4). Chúng ch ạy dài trên toàn bộ chiều cao của vách v à rộng
gần như tới mép ngoài của các bản biên. Cạnh nhô ra của sườn tăng cường chịu lực phải
đảm bảo yêu cầu sau về độ mảnh
0,48
t
p ys
b

trong đó, B
r
là sức kháng ép mặt có hệ số,
b

là hệ số sức kháng đối với ép mặt đ ược lấy
từ bảng 1.1 và A
pn
là diện tích hữu hiệu của phần s ườn tăng cường nhô ra.
Sức kháng lực dọc trục
Sườn tăng cường chịu lực cùng với một phần vách kết hợp l àm việc như một cột chịu lực
nén dọc trục (mặt cắt B-B, hình 8.4). Diện tích hữu hiệu của mặt cắt cột đ ược lấy bằng
diện tích của tất cả các sườn tăng cường cộng với một dải vách có chiều rộng về mỗi phía
sườn tăng cường ngoài cùng (nếu có nhiều cặp) không lớn h ơn 9t
w
.
Do các sườn tăng cường chịu lực áp sát vào bản biên nên só sự cản trở quay ở hai đầu
và chiều dài cột hữu hiệu hai đầu chốt KL có thể lấy bằng 0,75D, với D là chiều cao của
vách. Mô men quán tính c ủa mặt cắt cột được sử dụng trong tính toán bán kính quán tính
được lấy đối với trục trọng tâm của vách. Ng ười thiết kế thường, thiên về an toàn, bỏ qua
phần đóng góp của vách khi tính mô men quán tính v à lấy đơn giản là tổng các mô men
quán tính của sườn tăng cường đối với cạnh tiếp giáp với vách.
Sức kháng lực dọc trục có hệ số P
r
được tính từ
r c n
P P
(8.24)
Với
c

13,3
13,6 13,6
t
p
b
t   
Chọn thử mỗi phần tử sườn tăng cường chịu lực là 15 mm  180 mm.
http://www.ebook.edu.vn
Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD
170
Sức kháng ép mặt
Diện tích cần thiết của to àn bộ sườn tăng cường chịu lực có thể đ ược tính từ công thức
8.23 đối với B
r
= 1750 kN,
1, 0
b
 
(mặt tiếp giáp được mài) và F
ys
= 250 MPa.
(1,0) (250)
r b pn ys pn
B A F A 
2
mm
3
1750.10
7000
250

2
0
2
3
6
4 4
1 180
4 (15)(180) 4(15)(180) 5
12 2
126,6.10
s
I I A y 
   
  
 
 
   

Từ đó, bán kính quán tính của mặt cắt cột l à
mm
6
126,6.10
93
14600
I
r
A
  
Tiếp theo,
0,75 0,75(1500)

c
 
là
kN kN0,90(3622) 3260 1750
r c n
P P   
, đảm bảo
Đáp số
Sử dụng sườn tăng cường gồm hai cặp phần tử 15 mm  180 mm được biểu diễn trong
hình 8.5.
http://www.ebook.edu.vn
Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD
172
Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Quốc Thái. Kết cấu thép. Trường Đại học giao thông vậ n tải, 1980.
[2] Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272 -01. Bộ Giao thông vận tải.
[3] Lê Đình Tâm. Cầu thép. NXB Giao thông vân t ải, 2003.
[4] Richard M. Barker; Jay A. Puckett. Design of highway bridges . NXB Wiley
Interscience, 1997.
[5] William T. Segui. LRFD Steel Design. Thomson Brooks/Cole, 2003.
[6] Nguyễn Viết Trung; Hoàng Hà. Cầu bê tông cốt thép nhịp giản đơn, tập I. NXB
Giao thông vận tải, 2003.