CHƯƠNG IV DẦM CHÍNH 1. TÍNH TOÁN ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC DẦM I, HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG 1.1 Tính đặc trưng hình học mặt cắt dầm I chưa liên hợp Xét các mặt cắt đặc trưng gồm : - Mặt cắt gối : x 0 = 0 m - Mặt cắt cách gối 0.72H ( kiểm tra lực cắt ): x 1 = 0.72 × 1.36 = 0.98 m - Mặt cắt thay đổi tiết diện : x 2 = 1.7m - Mặt cắt L/4 : x 3 = m35.6 4 4.25 4 L tt == - Mặt cắt L/2 : x 4 = m7.12 2 4.25 2 L tt == cách gối 0.72H mặt cắt gối; 60380 50 60 50 60105050200 1360 600 60 130 mặt cắt thay đổi tiết diện 130340 380 80 80 60 6012080770130200 1360 600 1 mặt cắt L/4 ; L/2 60380 160 60 160 210180210 600 1360 60120160610210200 1700 đoạn mở rộng đầu dầm 6801360300 1360  Diện tích tiết diện Mặt cắt Đơn vò x 0 ; x 1 x 2 x 3 ; x 4 Gờ trên cùng b cm 38 38 38 h cm 6 6 6 F 1 cm 2 228 228 228 Gờ trên b cm 0 50 50 h cm 0 12 12 F 2 cm 2 0 600 600 Vút trên b cm 0 8 16 h cm 0 8 16 F 3 cm 2 0 64 256 sườn b cm 50 34 18 h cm 105 77 61 F 4 cm 2 5250 2618 1098 Vút dưới b cm 5 13 21 h cm 5 13 21 F 5 cm 2 25 169 441 Bầu dưới b cm 60 60 60 h cm 20 20 20 F 6 cm 2 1200 1200 1200 TỔNG F cm 2 6703 4879 3823 2  Momen tónh Kí hiệu Đơn vò x 0 ; x 1 x 2 x 3 ; x 4 Trọng tâm a 1 cm 133 133 133 a 2 cm 0 124 124 a 3 cm 0 115.333 112.667 a 4 cm 77.5 71.5 71.5 a 5 cm 20 20 20 a 6 cm 10 10 10 Momen tónh S 1 cm 3 30324 30324 30324 S 2 cm 3 0 74400 74400 S 3 cm 3 0 7381.31 28842.7 S 4 cm 3 406875 187187 78507 S 5 cm 3 500 3380 8820 S 6 cm 3 12000 12000 12000 TỔNG S = i SΣ cm 3 449699 314672.3 232893.7  Trọng tâm mặt cắt đặc trưng Đơn vò x 0 ; x 1 x 2 x 3 ; x 4 F S y c = cm 67.089 64.495 60.919  Momen quán tính Đơn vò x 0 ; x 1 x 2 x 3 ; x 4 I 01 cm 4 684 684 684 I 02 cm 4 0 7200 7200 I 03 cm 4 0 227.556 3640.89 I 04 cm 4 4823437.5 1293510.2 340471.5 I 05 cm 4 104.167 4760.16 32413.5 I 06 cm 4 40000 40000 40000 I 1 cm 4 990491.3 1069989.2 1184612.9 I 2 cm 4 0 2124507.0 2387527.5 I 3 cm 4 0 165408.1 685531.0 I 4 cm 4 569041.8 128465.3 122929.4 I 5 cm 4 55434.3 334587.0 738394.8 I 6 cm 4 3910984.7 3563646.0 3111293.5 I cm 4 10390178 8732985 8654699 3 Ghi chú : ( ) 2 ciii ya.FI −= ; ii0 III Σ+Σ= 1.2 Hệ số làn “m” Số làn chất tải Hệ số làn 1 1.20 2 1.00 1.3 Phân bố hoạt tải theo làn đối với momen 1.3.1 Phân bố hoạt tải theo làn đối với momen trong các dầm giữa Ta có : S = 2100 mm ⇒ 4900S1100 ≤≤ t s = 220 mm ⇒ 300t110 s ≤≤ L = 25400 mm ⇒ 73000L6000 ≤≤ N b = 6 dầm ⇒ 4N b ≥ ⇒ Hệ số phân bố được tính theo công thức : - Một làn thiết kế chòu tải : 1.0 3 s g 3.04.0 1mg Lt K L S 4300 S 06.0g                     += - Hai hoặc nhiều làn thiết kế chòu tải : 1.0 3 s g 2.06.0 2mg Lt K L S 2900 S 075.0g                     += = mg g max( g mg1 ; g mg2 ) Tính tham số cứng dọc, K g : ( ) 2 gg e.AI.nK += Với : B D E E n = Trong đó : • E D : modun đàn hồi của vật liệu dầm ( MPa ) • E B : modun đàn hồi của vật liệu bản ( Mpa ) 4 • I : momen quán tính của dầm • A : diện tích dầm • e g : khoảng cách giữa các trọng tâm của dầm cơ bản và bản mặt Modun đàn hồi của dầm : ( ) 452500043.0f043.0E 5.1' 1c 5.1 c dầm ××=γ= =3.606 × 10 4 MPa Modun đàn hồi của bản : ( ) 352500043.0f043.0E 5.1' 2c 5.1 c dầm ××=γ= =3.18 × 10 4 MPa ⇒ B D E E n = = 1.134 x 0 ; x 1 x 2 x 3 ; x 4 n 1.134 1.134 1.134 I , cm 4 10390178 8732985 8654699 A , cm 2 6703 4879 3823 e g , cm 57.911 60.505 64.081 K g , cm 4 37274490.8 30157932.4 27616720.4 K g trung bình , cm 4 31683048 ⇒ g mg1 = 0.421 ; g mg1 = 0.583 ⇒ = mg g max( g mg1 ; g mg2 ) = 0.583 1.3.2 Phân bố hoạt tải theo làn đối với momen trong các dầm biên - Một làn một làn thiêt kế chòu tải : dùng qui tắc đòn bẩy Sơ đồ tính : 5 0.405 1.357 0.643 1 0.119 PL tải trọng làn 600 500 6001800 1500200 2100950 • Với xe tải thiết kế : 0714.0119.0 2 1 2.1y 2 1 mg i1HL =××=Σ= • Với tải trọng người đi : 8.15.1 2 643.0357.1 2.1.mg 1PL =× + ×=ω= • Với tải trọng làn : 069.085.0405.0 2 1 2.1 3 1 .m 3 1 g 1làn =       ××××=ω= - Hai hoặc nhiều làn thiết kế : Ta có : d e = -1250 ⇒ không thỏa điều kiện : 1700d300 e ≤≤− 6 e d = -1250 ⇒ = mbHL g g HL1 = 0.0714 = mblan g g làn1 = 0.069 = mbPL g g PL = 1.8 1.4 Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt 1.4.1 Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm dọc giữa Ta có : S = 2100 mm ⇒ 4900S1100 ≤≤ t s = 220 mm ⇒ 300t110 s ≤≤ L = 25400 mm ⇒ 73000L6000 ≤≤ K g = 3.1683048.10 11 mm 4 ⇒ 12 g 9 10.3K10.4 ≤≤ N b = 6 dầm ⇒ 4N b ≥ ⇒ Hệ số phân bố được tính theo công thức : - Một làn thiết kế chòu tải : 636.0 7600 2100 36.0 7600 S 36.0g 1vg =+=+= - Hai hoặc nhiều làn thiết kế chòu tải : 0.2 2vg 10700 S 7600 S 2.0g       += g vg2 = 0.211 g vg = max(g vg1 ; g vg2 ) = 0.636 7 1.4.2 Phân bố hoạt tải theo làn đối với lực cắt trong các dầm dọc biên - Một làn thiết kế chòu tải : dùng phương pháp đòn bẩy, đã tính trong phần trên g HL1 = 0.0714 g làn1 = 0.069 g PL1 = 1.8 - Hai hoặc hơn hai làn thiết kế chòu tải Ta có : d e = -1250 ⇒ không thỏa điều kiện : 1700d300 e ≤≤− ⇒ = vbHL g g HL1 = 0.0714 = vblan g g làn1 = 0.069 = vbPL g g PL1 = 1.8 Bảng tổng hợp hệ số phân bố tải trọng Momen Lực cắt D.giữa Dầm biên D. giữa Dầm biên mg g mbHL g mblan g mbPL g g vg vbHL g vblan g vbPL g 0.583 0.0714 0.069 1.8 0.636 0.0714 0.069 1.8 2. TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM CHỦ DO TĨNH TẢI 2.1 Xác đònh tónh tải 2.1.1 Dầm chủ • Xét đoạn từ đầu dầm đến mặt cắt thay đổi tiết diện 2 x m6703.0F 0 = ; 2 x m3823.0F 3 = ; 3 c m/kN25=γ Trọng lượng đoạn dầm : ( ) 268.0 2 6703.03823.0 36.13.06703.025DC 0d ×       × + ++××= = 73.529 kN • Xét đoạn dầm còn lại 2 x m3823.0F 3 = 8 ( ) [ ] kN766.203268.036.13.0263823.025DC d =×++−××= Tónh tải dầm chủ coi là tải trọng dải đều trên suốt chiều dài dầm m/kN665.10 L DCDC DC d0d dc = + = 2.1.2 Dầm ngang ( ) ( ) m/kN386.1 4.256 2092.12.01.1 25 L.N N.l.b.H .DC ttb nnnn cdn = × ××× ×=γ= 2.1.3 Bản mặt cầu • Dầm giữa : m/kN55.1122.01.225h.S.DC fcbmg =××=γ= • Dầm biên : m/kN1122.095.0 2 1.2 25h.S 2 S .DC fkcbmb =×       +×=       +γ= 2.1.4 Ván khuôn lắp ghép ( ) m/kN58.206.038.01.225DC vk =×−×= 2.1.5 Lớp phủ mặt cầu và tiện ích công cộng • Trọng lượng lớp phủ mặt cầu :DW lp = 1.647 × 2.1 = 3.459kN/m • Các tiện ích ( trang thiết bò trên cầu) : DW ti = 0.05 kN/m ⇒ DW = DW lp + DW ti = 3.509 kN/m 2.1.6 Lan can và gờ chắn bánh xe ( đã tính trong chương II) DC lc = 2.13 kN/m ; DC gc = 7.5 kN/m 9 850 0.548 1.405 gc lc DC DC DWDW 0.405 1.357 0.643 1 5001500200 2100950 • Dầm biên : m/kN993.2405.113.2405.1.DCDC lclcb =×== m/kN11.4548.05.7548.0.DCDC gcgcb =×== DW b = DW lp / S +ω× DW ti = 1.647 05.0 2 85.0405.0 5.1 2 643.0357.1 +       × +× + × = 2.804 kN/m • Dầm giữa : DC lcg = 0 kN/m DC gcg = 7.5 – 4.11 = 3.39 kN/m DW g = 3.509 kN/m  Bảng tổng hợp tónh tải tác dụng lên dầm biên DC dc kN/m DC dn kN/m DC bmb kN/m DC vk kN/m DC lcb kN/m DC gcb kN/m ib DCDC Σ= kN/m DW b kN/m 10.665 1.386 11 1.29 2.993 4.11 31.444 2.804 10 [...]... 369.15 -0 .61 368.54 32.92 -0 .06 32.86 thay đổi tiết diện 347.77 -0 .11 345.88 31.01 -0 .17 30.84 L/4 224.51 -2 4.84 199.67 20.02 -2 .21 17.81 L/2 99.83 -9 9.83 0 8.90 -8 .90 0 • Lực cắt do tónh tải, chưa có hệ số tải trọng, dầm giữa, kN Mặt cắt + VDC g − VDC g ∑ VDC g + VDW − VDW ∑ VDW g g g Gối 375.55 0 375.55 44.56 0 44.56 cách gối 0.72H 347.16 -0 .58 346.58 41.20 -0 .07 41.13 thay đổi tiết diện 327.06 -1 .78... 2535.80 226.13 2384.75 282.98  Đường ảnh hưởng lực cắt L - xk xk 1-y k (-) y k yk = (+) ( L − xk ) L Mặt cắt xk (m) L – xk (m) yk Gối 0 25.4 1 12 ω+ k ω− k ∑ ωk (m) (m) (m) 12.7 0 12.7 cách gối 0.72H 0.98 24.42 0.96 11.74 -0 .0196 11.72 thay đổi tiết diện 1.7 23.7 0.93 11.06 -0 .06 11.0 L/4 6.35 19.05 0.75 7.14 -0 .79 6.35 L/2 12.7 12.7 0.5 3.175 -3 .175 0 • Lực cắt do tónh tải, chưa có hệ số tải trọng,... nội lực Tính toán nội lực dầm chủ tại 4 mặt cắt : - Mặt cắt gối : x0 = 0 m - Mặt cắt cách gối 0.72H : x1 = 0.98 m - Mặt cắt thay đổi tiết diện : x2 = 1.7m - Mặt cắt L/4 : x3 = 6.35m - Mặt cắt L/2 : x4 = 12.7m Để xác đònh nội lực, ta vẽ đường ảnh hưởng cho các mặt cắt cần tính rồi xếp tónh tải phân bố đều lên đường ảnh hưởng  Đường ảnh hưởng momen xk L - xk y k Với : k = 0 ;1 ; 2 ; 3 ; 4 yk = L = 25.4m... 346.58 41.20 -0 .07 41.13 thay đổi tiết diện 327.06 -1 .78 325.28 38.81 -0 .21 38.60 L/4 211.14 -2 3.36 187.78 25.05 -0 .23 22.28 L/2 93.89 -9 3.89 0 11.14 -1 1.14 0 3 TÍNH TOÁN NỘI LỰC DẦM CHỦ DO HOẠT TẢI 3.1 Xác đònh hoạt tải  Hoạt tải HL93 :gồm một tổ hợp của : • Xe tải thiết kế hoặc xe hai trục thiết kế 13 • Tải trọng làn thiết ke: 9.3 kN/m - theo phương dọc cầu o Quy tắc xếp tải :  Hiệu ứng lớn nhất phải... L/2 136.8 104.5 29.53 14.29 3.2.3 Tổ hợp nội lực, đã nhân hệ số phân bố tải trọng và hệ số lực xung kích - Hệ số lực xung kích : IM = 25% - Dầm biên : M LL b = g mbHL (1 + IM ) max( M 3t ; M 2 t ) + g mblan M lan + g mbPL M PL VLL b = g vbHL (1 + IM ) max( V3t ; V2 t ) + g vblan Vlan + g vbPL VPL - Dầm giữa : 18 136.8 M LLg = g mg (1 + IM ) max( M 3t ; M 2 t ) + g mg M lan VLLg = g vg (1 + IM ) max(... 440.63 276.65 L/4 645.95 80.91 1287.23 206.95 L/2 854.62 39.97 1359.18 127.54 4 TỔ HP NỘI LỰC DẦM CHỦ TẠI CÁC MẶT CẮT ĐẶC TRƯNG Hệ số tải trọng, γ - TTGH cường độ I Loại tải trọng DC : cấu kiện và các thiết bò phụ 1.25 DW : lớp phủ mặt cầu và các tiện ích - 1.75 Hệ số hiệu chỉnh tải trọng 19 0.9 1 0.65 1.5 LL : hoạt tải THGH Sử dụng 1 1 Trường hợp sử dụng các giá trò cực đại của γ i η = η D η R ηI ≥... tiết diện 454.40 336.6 187.79 90.87 L/4 1316.60 1014.2 562.20 272.03 16 L/2 1676.75 1331 750.00 362.90 3.2.2 Lực cắt, chưa nhân các hệ số  Các trường hợp xếp tải k L 1.2m 4.3m 4.3m 9.3 kN/m y (+) 1 (-) y 2 y y 4 3 dah V  Lực cắt do xe tải thiết kế và xe hai trục Mặt cắt xk (m) L – xk (m) y2 y3 y4 V2t (kN) V3t (kN) Gối 0 25.4 1 0.95 0.83 0.66 214.5 288.45 cách gối 0.72H 0.98 24.42 0.96 0.91 0.79 0.62 . DC lcg = 0 kN/m DC gcg = 7.5 – 4.11 = 3.39 kN/m DW g = 3.509 kN/m  Bảng tổng hợp tónh tải t c dụng lên dầm biên DC dc kN/m DC dn kN/m DC bmb kN/m DC vk kN/m DC lcb kN/m DC gcb kN/m ib DCDC. CHƯƠNG IV DẦM CHÍNH 1. TÍNH TOÁN Đ C TRƯNG HÌNH H C DẦM I, HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG 1.1 Tính đ c trưng hình h c mặt c t dầm I chưa liên hợp Xét c c mặt c t đ c trưng gồm : - Mặt c t gối. toán nội l c dầm chủ tại 4 mặt c t : - Mặt c t gối : x 0 = 0 m - Mặt c t c ch gối 0.72H : x 1 = 0.98 m - Mặt c t thay đổi tiết diện : x 2 = 1.7m - Mặt c t L/4 : x 3 = 6.35m - Mặt c t L/2 :