Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 130 -
Đối với dầm tán đinh v bulông, ta có thể thay đổi bằng cách thêm bớt số lợng
bản biên.
Đối với dầm hn, ta có thể thay đổi chiều dy hoặc chiều rộng của bản biên.
Muốn xác định vị trí cắt bớt bản biên, ngời ta vẽ biểu đồ mômen uốn tính toán theo
cờng độ v theo mỏi, rồi trên đó dựng biểu đồ mômen theo khả năng chịu lực của dầm
ứng với bản biên bị cắt bớt. Trị số mômen uốn m khả năng dầm có thể chịu đợc xác
định theo công thức:
Theo điều kiện bền:
ugi
RWM .= (4.21)
Theo điều kiện mỏi:
ugi
RWM

=
(4.22)
Trong đó:
+W
gi
: mômen chống uốn của tiết diện có xét đến sự thay đổi của bản biên.
Trên hình vẽ, giao điểm giữa đờng biểu diễn biểu đồ mômen uốn do tải trọng v đờng
biểu diễn khả năng chịu lực của dầm gọi l điểm cắt lý thuyết để cắt bớt bản biên.
Sau khi xác định điểm cắt lý thuyết, bản biên trên thực tế phải đợc kéo di hơn
1 đoạn đủ để bố trí số lợng đinh cần thiết, đảm bảo cho bản biên đó hon ton bắt đầu
tham gia chịu lực ngay tại điểm cắt lý thuyết. Đoạn kéo di ny phải đủ bố trí không
đợc < 3 hng đinh.

Đ4.5 tính toán ổn định của dầm đặc


'.
.
R
I
yM
F
F
F
N
ng
b
bng
bng
ng
===




(4.23)
Trong đó:
+: ứng suất tại trọng tâm biên chịu nén của dầm.
+F
bng
: diện tích biên chịu nén của dầm không kể giảm yếu.
+y
b
: khoảng cách từ trục trung hòa dầm chủ đến trọng tâm biên chịu nén của
dầm.
+I

5.2-Tính toán ổn định cục bộ:

Hiện tợng mất ổn định cục bộ l hiện tợng các chi tiết dầm nh bản biên, sờn
dầm bị cong vênh do tác dụng của ứng suất pháp, ứng suất tiếp v ứng suất cục bộ.
Để đảm bảo ổn định cục bộ, ngời ta thờng lm các sờn tăng cờng đứng v
ngang. Khi đó sờn dầm đợc xem nh những bản mỏng ngm đn hồi ở cạnh thuộc
biên dầm v kê tự do lên các sờn tăng cờng đứng v ngang.
5.2.1-Mất ổn định do ứng suất pháp:

ứng suất nén pháp tuyến tại mép sờn dầm đợc xác định:
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 132 -
'.y
I
M
ng
=

(4.24)
Trong đó:
+y: khoảng cách từ trục trung hòa của tiết diện đến mép chịu nén cần tính.
+I
ng
: mômen quá tính của dầm không kể giảm yếu.
Dới tác dụng của ứng suất nén đó lm cho sờn dầm bị cong vênh theo hình mặt sóng
với bớc sóng l a cũng chính l khoảng cách các sờn tăng cờng đứng.
a
mặt sóng
sừơn tăng cừơng



(4.25)
Trong đó:
+K: hệ số đợc tra bảng phụ thuộc vo
s
h
a
v
max
1max





= .
+
max
,
1
: ứng suất có kèm theo dấu tại thớ chịu nén lớn nhất v mép đối diện
của mãnh sờn dầm.
+
s
, h
s
: bề dy v chiều cao tính toán của mãnh sờn dầm.
+: hệ số ngm của sờn dầm, đợc lấy nh sau:
++Đối với dầm đinh tán: =1.4.


Thực chất mất ổn định l dới dạng ứng suất nén chính. ứng suất tiếp gây ra mất ổn
định đợc xác định theo công thức:
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 133 -
Khi chỉ có sờn tăng cờng đứng:
sng
I
SQ


.
.
.
3
2
3
2
2/1
max
==
(4.26)
Khi có sờn tăng cờng đứng v ngang:
(
)
sng
I
SSQ


100
.
760
1020'














+=
b
s



(4.28)
Trong đó:
+b: cạnh ngắn của mãnh sờn dầm cần kiểm tra.
+: tỷ số giữa cạnh di trên cạnh ngắn của mãnh sờn dầm.
+: hệ số ngm của các cạnh dọc của mãnh sờn dầm, đợc tra bảng phụ
thuộc vo

2
+2H).
+n
h
: hệ số vợt tải của hoạt tải.
ứng suất nén cục bộ tới hạn đợc xác định theo công thức:

2
0
100
190






=
a
Zp
s


(4.30)
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 134 -
Trong đó:
+, Z: hệ số ngm đn hồi của sờn v hệ số xét tới sự kê tự do của các mép
sờn dầm; chúng đợc tra bảng phụ thuộc vo




+
2
0
2
00




(4.31)
Trong đó:
+m: hệ số điều kiện lm việc lấy m = 1 đối với dầm tán đinh v bulông, lấy m
= 0.9 đối với dầm hn. Vịêc dầm hn lấy m nhỏ hơn l do khả năng bị cong vênh khi
hn gây ra.
5.2.4.2-Khi có sờn tăng cờng đứng v ngang:

a
sừơn tăng cừơng
ngang
sừơn tăng cừơng
đứng
h
1
h
2

Hình 4.41: Khi có sờn tăng đứng v ngang


m
p
p









+








+
2
02
2
2
02
2
02

2
2
.= .
+
01
,
02
: ứng suất nén pháp tuyến tới hạn trong mãnh có chiều cao h
1
v h
2
.
Chú ý K đợc tra bảng phụ thuộc vo:
++Đối với mãnh thứ nhất: phụ thuộc
1
h
a
v
tr
dtr





=
1
với
tr
,

+
o1
,
02
: ứng suất tiếp tới hạn trong các mãnh. Khi đó ta coi đợc xác định
nếu coi các mãnh trên v dới độc lập với nhau. Đối với mãnh thứ nhất, ngời ta đa hệ
số để giảm bớt độ ngm
2
1
'


+
=
, đối với mãnh thứ hai lấy =1.
+p
01
, p
02
: ứng suất nén cục bộ tới hạn.
++Đối với mãnh thứ nhất:
(
)
1
1
22
1
2
22
1

Khoảng cách giữa các đinh trong cùng của thép góc biên hoặc bản thép
phụ trong các dầm đinh tán.
Bố trí sờn tăng cờng:
Nếu
50
1

h
s

thì không cần tính toán ổn định cục bộ, không cần đặt các
sờn tăng cờng cũng đảm bảo ổn định.
Nếu
80
1

h
s

đối với thép than v
65
1

h
s

đối với thép hợp kim thì cũng
không cần tính toán ổn định cục bộ với điều kiện có đặt các sờn tăng
cờng đứng cách nhau không > 2h v 2m.
.

Khi a<=h
h
s
A
h
s
a
h
s
M
1
M
2
>M
1
Khi a>h
s

Hình 4.42: Xác định mômen trong các mãnh

Khi xác định M v Q cần xếp hoạt tải nh sau:
Khi xác định tại gối, ta đặt hoạt tải bất lợi theo Q rồi lấy thế tải đó tính M.
Khi xác định tại giữa nhịp, ta đặt hoạt tải theo M rồi lấy thế tải đó tính Q.
Khi xác định tại 1/4 nhịp, ta tính theo 2 trờng hợp đặt theo Q v đặt theo
M rồi từ đó tính ra M v Q tơng ứng.
5.3-Tính toán sờn tăng cờng trên gối:.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ

bản kép giữa chúng. Các bản đệm giữa thép góc v sờn dầm không đợc tính.
Sờn tăng cờng ny có nhiệm vụ tiếp nhận phản lực gối qua mặt tiếp xúc giữa
đầu mặt của nó với biên dới của dầm v truyền lên sờn dầm qua các mối hn hoặc các
đinh liên kết. Nôi dung kiểm tra bao gồm ổn định, ép mặt v liên kết của nó với sờn
dầm.
5.3.1-Tính toán điều kiện ổn định:

Điều kiện kiểm tra:

0
.
R
F
A
ng
=


(4.34)
Trong đó:
+A: phản lực thẳng đứng tính toán tại gối.
+: hệ số uốn dọc tra bảng phụ thuộc vo độ mãnh
r
l
0
=

,
ng
F

A
em
=

(4.35)
Trong đó:
+F
em
: diện tích tiếp xúc giữa đầu sờn tăng cờng với biên dới của dầm.
+1.5: hệ số chuyển đổi từ cờng độ cơ bản sang ép mặt.
5.3.3-Tính toán liên kết giữa sờn tăng cờng đứng v sờn dầm:

Đối với dầm tán đinh, số lợng đinh cần thiết:

ems
Rd
A
n


=

(4.36)
Trong đó:
+R
em
: cờng độ chịu ép mặt của đinh tán.
+d: đờng kính lỗ đinh tán.
Đối với dầm hn, thờng định trớc chiều di đờng hn l
h

6.1.1-Liên kết đinh tán, bulông:

P
a
2
H
a
thép góc
biên
sừơn dầm
V
a
S
a
a
2
+2H

Hình 4.44: Tính toán liên kết đinh tán, bulông

Khi chịu tác dụng của tải trọng, các đinh liên kết thép góc biên chịu cắt. Lực cắt
phát sinh do sự trợt của thép góc biên trên sờn dầm.
Ta gọi T l lực cắt hay lực trợt trên 1 đơn vị chiều di, đợc tính:
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng IV: Thiết kế cầu dầm - 139 -

ng
b
I

+P: tải trọng của 1 bánh xe.
+H: khoảng cách từ mặt cầu xe chạy đến tâm của hng đinh.
Tổng hợp 2 thnh phần T v V l lực S, đợc tính:

22
VTS += (4.40)
Nh vậy lực tác dụng lên 1 đinh sẽ l S.a với a l khoảng cách giữa các đinh. Sau đó ta
kiểm tra điều kiện:

[
]
d
SaS

. (4.41)
Trong đó:
+[S]
đ
: khả năng chịu lực của 1 đinh.
Ngoi ra, ta cũng cần kiểm tra điều kiện lực T không xé rách sờn dầm trong
phạm vi 2 lỗ đinh:

()
0
6.0
.
.
R
da
aT

R
h
V
h
T
hh









+









2 75,0
0
R
S
h