Download miễn phí THIẾT KẾ CẦU THÉP LIÊN HỢP BẢN BTCT



MỤC LỤC
I. Nhiệm vụ đồ án môn học thiết kế cầu thép
 1. Các số liệu thiết kế 2
 2. Nội dung thiết kế 2
II. Nội dung
 A.Tổng quan 3
 1. Chọn tiết diện 3
 2. Thiết kế bản mặt cầu 3
 3. Tiêu chuẩn thiết kế 3
 B. Thiết kế dầm chủ
 1. Chọn tiết diện 4
 2. Tính toán nội lực 5
 3. Kiểm toán dầm chủ 21
 4. Kiểm tra dầm theo các TTGH 36
 5. Tính toán mối nối dầm chủ 39
 6. Tính toán các liên kết trong tiết diện dầm chủ 49
 
 


http://s1.liketly.com/flash/edoc/web-viewer.html?file=jh2i1fkjb33wa7b577g9lou48iyvfkz6-demo-2016-02-07-thiet_ke_cau_thep_lien_hop_ban_btct_5YWFAGa9SU.png /tai-lieu/thiet-ke-cau-thep-lien-hop-ban-btct-91814/


Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.

Ket-noi - Kho tài liệu miễn phí lớn nhất của bạn


Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ket-noi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

ườn tăng cường đứng.
Khi đó ứng suất nén đàn hồi lớn nhất ở biên chịu nén khi uốn Fcf sẽ thay mặt cho ứng suất uốn lớn nhất trong vách.
λw = ≤ 5,76 (19)
Trong đó:
Rh = 1,0 hệ số triết giảm cường độ khi xét đến tiết diện lai.
Fyc là cường độ chảy ở biên chịu nén, chọn thép cấp 345 như vậy giới hạn chảy của thép là Fyc = 345 MPa.
E = 200 GPa là môđun đàn hồi của thép.
Ta có: = < 5,76 = 5,76 = 138,68 à thoả mãn.
Khi đó fcf ≤ Rh Fyc lấy Rh = 1,0 à fcf ≤ Fyc. (20)
fcf ứng suất nén đàn hồi lớn nhất ở biên chịu nén khi uốn do tải trọng tĩnh không nhân hệ số và hai lần tải trọng mỏi.
-Mômen do 2 lần tải trọng mỏi:
Xe tải nặng qua cầu gấp gần 2 lần tải trọng mỏi do vậy ta phải nhân đôi
Mômen do tải trọng mỏi gây ra tại giữa nhịp khi kể đến lực xung kích 15%.
Hình 15: Mỏi tại giữa nhịp dầm
MLL+IM =
Với:
mgMS = 0,7333 hệ số phân bố mômen của dầm ngoài.
m = 1,2 khi ta xét một làn xe.
Suy ra: MLL+IM={= 1569,32 kNm.
- Ứng suất nén khi uốn lớn nhất trong vách của dầm thép tại giữa nhịp do tĩnh tải không hệ số (lấy ở dầm trong) và hai lần tải trọng mỏi:
Tải Trọng
MD1
MD2
MD3
MLL+IM
Stthép
Stliênhợp
US(MPa)
D1
1038,83
- 9394,72
-110,58
D2
271,55
- 35800,71
-7,59
D3
96,59
- 35800,71
-2,70
LL+IM
1569,32
-116004,61
-13,53
Tổng
-134,40
Từ đó ta thấy Fcf = 134,40 Mpa <345MPa như vậy đạt yêu cầu, nghĩa là dầm thép đã đảm bảo ổn định mỏi cho vách của dầm do uốn.
3.2.3. Tính Toán Ứng Suất Ở Trạng Thái Giới Hạn Về Cường Độ:
3.2.3.1. Ứng suất nén cực đại ở tại đỉnh của dầm thép do tải trọng có hệ số (dầm ngoài):
Tải Trọng
MD1
(kN.m)
MD2
(kN.m)
MD3
(kN.m)
MLL+IM
(kN.m)
Stthép
(cm3)
Stliênhợp
(cm3)
US biên trên dầm thép (MPa)
D1
1298,54
-9394,72
-138,22
D2
407,33
-35800,71
-11,38
D3
120,74
-35800,71
-3,37
LL+IM
4046,72
-116004,61
-34,88
Tổng
0,95
-178,46
3.2.2.2. Ứng suất kéo cực đại tại đáy của dầm thép do tải trọng có hệ số (dầm ngoài):
Tải Trọng
MD1
(kN.m)
MD2
(kN.m)
MD3
(kN.m)
MLL+IM
(kN.m)
Sbthép
(cm3)
Sbliênhợp
(cm3)
US
(MPa)
D1
1298,54
13368,22
97,14
D2
407,33
18083,56
22,52
D3
120,74
18083,56
6,68
LL+IM
4046,72
19857,62
203,79
Tổng
0.95
313,62
Ở biên dưới gần đạt đến cường độ chảy.
3.3.Thiết kế uốn:
3.3.1. Kiểm tra độ chắc của tiết diện:
Đối với cầu thép thì các cấu kiện thép có giới hạn kéo rất lớn, nhưng nếu như cưòng độ chịu kéo tính toán vượt quá giới hạn kéo thì kết cấu vẫn chưa thể phá hoại do thép là vật liệu có giới hạn chịu lực rất lớn, hay nói cách khác thì thép là vật liệu hầu như không phá hoại khi chịu kéo, mà kết cấu thép thường phá hoại do mất ổn định khi chịu nén.
Do vậy mà đối với các công trình được cấu thành từ vật liệu thép ta phải kiểm tra ổn định cho từng cấu kiện chịu nén.
Đối với dầm thép liên hợp với bản bêtông thì ta phải kiểm tra ổn định (độ mãnh) của sườn dầm, bản biên chịu nén của dầm thép, hệ liên kết dọc của bản biên chịu nén.
3.3.1.1.Kiểm tra độ mãnh của vách dầm trong giai đoạn chưa liên hợp với bản mặt cầu:
Vách dầm là có bộ phận có phần trên chịu nén do đó ta cần kiểm tra độ mãnh cho vách.
Đối với vách dầm không có sườn tăng cường thì:
≤ 6,77. (21)
Dc là chiều cao vách chịu nén ở trạng thái đàn hồi ( Dc = 480,33 mm) là trạng thái mà bản bêtông chưa đông cứng, dầm thép là bộ phận chịu toàn bộ tải trọng tĩnh.
fc là ứng suất trong bản cánh chịu nén do tải trọng có hệ số ( MPa ).
Trường hợp này là trường hợp dầm thép chịu toàn bộ tĩnh tải của bản mặt cầu chưa đông cứng và trọng lượng bản thân dầm thép.
M1/2nhịp = 0,95 1,25 1038,83 = 1233,61 kNm.
SNC = Stthép = 9394,72 cm3.
à
Suy ra:
Thoả mãn với điều kiện về độ mảnh khi dầm chưa liên hợp và vách dầm không có sườn tăng cường.
3.3.1.2. Độ mãnh của vách dầm khi dầm thép đã liên hợp với bản mặt cầu:
Tiết diện đặc chắc là tiết diện mà khi đạt được mômen dẻo Mp thì cả bản biên, vách dầm đều đạt được mômen dẻo Mp.
Độ mãnh yêu cầu của vách dầm cho tiết diện đặc chắc là: ( Điều 6.10.4.1.2-1 )
≤ 3,76 (22)
Trong đó:
Dcp là chiều cao phần vách dầm chịu nén đối với trục trung hòa dẻo.
tw là chiều dày của vách dầm.
Giả sử rằng trục trung hoà dẻo của dầm là đi qua bản mặt cầu:
Chọn bêtông bản mặt cầu có fc’ = 30 MPa, thép dầm là loại thép công trình có Fyc=345MPa.
Xác định được trục trung hoà dẻo của dầm bằng cách cân bằng các lực dẻo:
Lực dẻo trong bản mặt cầu: Ps = 0,85 x fc’ x be x ts = 0,85x30x1800x200 = 9180 kN.
Lực dẻo trong bản biên trên: Pc = Fyc x bc x tc = 345x300x15 = 1552,5 kN.
Lực dẻo trong bản biên dưới: Pt = Fyc x bt x tt = 345x400x25 = 3450 kN.
Lực dẻo trong vách dầm: Pw = Fyc x D x tw = 345x1210x12 = 5009,4 kN.
Từ đó ta nhận thấy rằng Ps + Pc = 10732,5 kN > Pw + Pt = 8459,4 kN.
Lực dẻo trong biên trên phải được chia ra chịu kéo và chịu nén.
Gọi là khoảng cách từ trục trung hòa dẻo đến đỉnh biên trên:
Ps + = + Pw + Pt.
→ = 4,02 mm.
→ Dcp = ts + 50 + = 200 + 50 + 4,02 = 254,02 mm.
Vậy → thõa mãn.
Xác định mômen dẻo Mp đối với tiết diện dầm:
Ta có Mp = ds Ps + dw Pw + drt Prt + drb Prb. (23)
Với các cánh tay đòn mômen :
Bản BTCT : ds = + 50 + = + 50 + 4,02 = 154,02 mm.
Bản biên trên : dc = = = 2,01 mm.
Vách dầm : dw = ( tc - ) + = ( 15 – 4,02 ) + = 615,98 mm.
Bản biên dưới : dt = ( tc - ) + D + = ( 15 – 4,02 ) + 1210 + = 1233,48 mm
MP = 154,02x9180 + 615,98x5009,4 + 2,01x1552,5 + 1233,48x3450 = 8758,22 kNm.
3.3.1.3. Kiểm tra độ mãnh của bản biên chịu nén:
Đối với tiết diện chắc thì không cần kiểm tra độ mãnh, độ ổn định của biên chịu nén hay nói cách khác là thường thì biên chịu nén luôn thoả. Để đánh giá độ mất ổn định của biên chịu nén ta xem biên chịu nén như là một cột riêng rẽ.
Tiết diện dầm thép I liên hợp với bản bêtông cốt thép có biên trên của dầm nằm ở vùng chịu kéo, khi đó biên sẽ ổn định trên suốt chiều dài do đó mà ta không cần thiết phải yêu cầu độ mãnh.
3.3.1.4. Liên kết dọc chịu nén:
Kiểm tra độ mãnh của liên kết dọc chịu nén theo công thức. ( Điều 6.10.4.1.7-1 )
≤ (24)
Trong đó:
Lb: chiều dài không được giằng ( mm ).
ry: bán kính quán tính của mặt cắt thép đối với trục thẳng đứng.
cm. (25)
M1: Mômen nhỏ hơn do tác dụng của tải trọng tính toán ở mỗi đầu của chiều dài không được giằng, là mômen do tải trọng khi chưa liên hợp tại giữa nhịp ( M1 = 1298,54 kNm ).
Mp: Mômen dẻo ( Mp = 8758,22 kNm ).
Fyc: Cường độ chảy nhỏ nhất đối quy định của biên chịu nén ( Fyc = 345 MPa ).
4960,85 mm.
Vậy yêu cầu về liên kết dọc chịu nén sẽ được thoả mãn với chiều dài không giằng lớn nhất Lb = 4960,85 mm.
*Kiểm tra mất ổn định xoắn ngang:
Từ công thức tính tham số độ mảnh để tiết diện đạt đến giới hạn chảy ta tính được chiều dài giới hạn để tiết diện đạt đến giới hạn chảy.
(26)
Trong đó: rt là bán kính quán tính nhỏ nhất của biên chịu nén cộng với 1/3 của vách chịu nén đối với trục thẳng đứng trong mặt phẳng vách.
mm. (27)
mm.
So sánh có Lb = 4960,85 mm < Lp = 15161,37 mm. Vậy tiết diện đảm bảo ổn định xoắn ngang và Mn = Mp.
3.3.2 Kiểm tra sức kháng uốn:
3.3.2.1. Kiểm tra sức kháng uốn tiết diện dầm khi chưa liên hợp: (Kiểm tra đối với dầm ngoài)
Sức kháng uốn danh định của dầm: Mn = Rb Rh My
Rh = 1,0 Đối với tiết diện đồng nhất.( hệ số lai ).
Rb hệ số truyền tải trọng. ( Điều 6.10.4.3.2a-1 ).
≤ (28)
= 4,64 đối với bản chịu nén có diện tích nhỏ hơn diện tích bản chịu kéo.
; (thoả mãn).
Rb = 1,0. Đối với các bản chịu kéo.
My = St.Fy = 9394,72.10-6x345.103 = 3241,18 kNm. (chảy đối với biên chịu nén)
My = Sb.Fy= 13368,22.10-6x345.103 = 4612,04 kNm. (chảy đối với biên chịu kéo)
Như vậy khi chảy sẽ chảy đối với biên chịu nén trước.
Mr = Mn = 1 3241,18 = 3241,18 kNm. (29)
M1/2nhịp = 0,95 x 1,25 x 1038,83 = 1233,61 kNm.
Suy ra Mn > M1/2nhịp.
3.3.2.2. Kiểm tra sức kháng uốn tiết diện dầm khi đã liên hợp: (Kiểm tra đối với dầm ngoài)
Kiểm tra tính dẻo dai của tiết diện chịu mômen:
Đây là điều kiện để khi bị phá hoại thì thép và bêtông bị phá hoại đồng thời, điều kiện này bắt buộc phải kiểm tra đối với tiết diện liên hợp chắc.
Điều kiện: Dsh ≤ (30)
Trong đó:
Dsh là khoảng cách từ trục trung hoà dẻo của dầm đến đỉnh bản Dsh = 254,02 mm.
d: chiều cao của tiết diện dầm thép d=15 + 1210 + 25 = 1250 mm.
tS là bề dày của bản mặt cầu tS = 200 mm.
th là chiều cao của phần vút th = 50 mm.
Suy ra:
.
Yêu cầu về độ dẻo dai của tiết diện chắc liên hợp đã dược thoả mãn.
Sức kháng uốn của tiết diện chắc:( Điều 6.10.4.2.2a-1 )
Từ điều kiện : Dp < D’
Ta có :
Mn: sức kháng uốn danh định:Mn = Mp = 8758,22 kNm
Mr: sức kháng uốn tính toán: Mr= Mn = 8758,22 kNm; với = 1 ( Điều 6.5.4.2 )
Kiểm tra:
Mr = 8758,22 kNm > Mu = 5493,95 kNm => thoả mãn.
Mu là mômen lớn nhất tại giữa nhịp dầm ngoài.
Như vậy tất cả các yêu cầu về uốn đều thoả mãn.
3.4.Thiết kế lực cắt:
Sức kháng cắt tính toán của dầm hay tổ hợp hàn Vr được tính theo:
Vr = φv Vn (31)
Trong đó : = 1: hệ số sức kháng cắt ( Điều 6.5.4.2 ).
Vn : sức kháng cắt danh định.
3.4.1. Kiểm tra điều kiện bố trí sườn tăng cường:
Giống như sức kháng uốn củ...

---