ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng MC LC THIT K CU GIN THẫP I ) Túm tt nhim v ỏn S liu u vo: - Chiu di nhp tớnh toỏn : ltt = 55 m - Kh cu : K = 8+2 ì (m) - Ti trng thit k: + Hot ti thit k: HL93 + on ngi: daN/m2 ( khụng cú phn ng dnh cho ngi i b ) Nhim v thit k: - Thit h h dm mt cu :dm dc , dm ngang , liờn kt dm dc vo dm ngang v liờn kt dm ngang vo dn ch - Thit k tit din cỏc dn mt nỳt t chn - Thit k bn nỳt Tiờu chun thit k: Thit k theo quy trỡnh 22TCN 272-05 Trang: ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng II) Thit k h dm mt cu : 1.Cỏc trng thỏi gii hn 1.1 Trng thỏi gii hn cng I U = .{1.25DC + 1.5DW + 1.75(LL+IM)} (2.1) IM = 25% 1.2 Trng thỏi gii hn s dng U = 1,0.(DC + DW) +1,0.(LL+IM) (2.2) IM = 25% 1.3 Trng thỏi gii hn mi v t góy U = 0,75.(LL+IM) (2.3) IM = 15% Trong ú: LL: hot ti xe IM: lc xung kớch DC: tnh ti ca cỏc b phn kt cu v liờn kt DW: tnh ti ca cỏc lp ph mt cu PL: hot ti ngi = D.R.I: h s iu chnh ti trng, ly theo 22TCN 272-05 Bng 1: Cỏc h s Cng S dng Mi H s D (A.1.3.3) 0.95 1.0 1.0 H s d tha R (A.1.3.4) 0.95 1.0 1.0 H s quan trng I (A.1.3.5) 1.05 KAD KAD (A.1.3.2.1) 0.95 1.0 1.0 =D.R.I Vt liu dựng cho kt cu: -Thộp kt cu M270 cp 250 cú FY = 250Mpa - Bờ tụng bn mt cu cú fc = 30Mpa - Liờn kt s dng bu lụng cng cao Chn s kt cu nhp - Chn gin cú ng biờn song song.Gin cú 10 khoang, chiu di mi khoang d = 5,5 m Trang: ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng - Chiu cao gin ch: 1 h = ữ l = (7,85 ữ 5,5)m ( vi gin cú chiu cao khụng i ) 10 Tuy nhiờn ta hon ton khụng cú s t la chn chiu cao dn,nú cũn ph thuc vo kớch thc xe chy trờn cu; i vi cu ụtụ cú ng xe chy dui thỡ chiu cao ca gin ch khụng nh hn 7,3 m Chn s b chiu cao ca gin ch h =7,5 m Trong cỏc dn hỡnh tam giỏc cú ng thỡ chiu di khoang cú th ly bng (0,6 ữ 0,8)h ,do vy ta chn chiu di mi khoang d=5,5m Khi ú gúc xiờn hp bi xiờn v phng nm ngang l = 5304446 7.5 53d44'46'' 55 Hỡnh 1: S gin ch * Khong cỏch gia cỏc tim gin ch : i vi cu xe chy di : B trớ hai gin ch vi khong cỏch ln hn kh ng xe chy t (1 ữ 1,5)m Ta chn khong cỏch gia hai gin ch l B = m ( tớnh t tim gia hai dn ch ),( ỏ va mi bờn l 0,25m v cú thờm phn chiu dy ca dn biờn l 0,5m ) Chn s b kớch thc: 4.1 Bn mt cu: Ta ch tớnh cho phn xe chy: - Bn mt cu cú chiu dy ti thiu 175 mm,cng thờm 15 mm hao mũn Vy chiu dy ca bn l 190 mm.Phớa trờn l lp ph mt cu dy 7.5cm gm cỏc lp: BT nha, lp bo v, lp phũng nc Ta tớnh c: -Trng lng ca bn mt cu ng xe chy : DC1 = 0,19.2,5.8,5.9,81 = 39,6(kN/m) -Trng lng ca lp ph mt cu ng xe chy : DW = 2,25.9,81.0,075.8 = 13,24(kN/m) -Trng lng ỏ va: Trang: ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng DC2(dv) = 2(0,3.0,2+0,5.0,45.0,05 )2,5.9,81=3,5(kN/m) 4.2 Dm dc: - Chn dm dc , khong cỏch gia cỏc dm l 1,5m - Chiu cao dm dc cng nh cỏc kớch thc khỏc c tớnh chớnh xỏc phn thit k dm dc 4.3 Dm ngang: - Cỏc dm ngang c t ti cỏc nỳt gin ch, cỏch khong bng khoang gin d = 5,5 m - Chiu cao dm ngang cng nh cỏc kớch thc khỏc c tớnh chớnh xỏc phn thit k dm ngang 4.4 Liờn kt dc trờn v dc di gia gin ch: 44 9 55 Hỡnh 2: Liờn kt dc trờn v dc di ca gin ch 4.5 Chn s b tit din cỏc gin ch: - Chn tit din cỏc kiu ch H biờn gin - Chn cỏc xiờn v ng cú cựng b rng vi biờn d liờn kt gia cỏc vi nhau, chn cỏc biờn cú chiu cao h khụng i d liờn kt - Chiu cao v chiu rng c xỏc nh theo cụng thc kinh nghim 332/Tr.345 sỏch N.I.POLIVANOV h=l l2 55 = 55 = 47,43cm 400 400 b = h 0,2l = 47,43-0,2 ì 55=36,43cm Tr s ca h chn cú th chn sai s 10cm Do ú ta cú th chn h = 45cm, b= 35cm 4.6 Tớnh trng lng kt cu nhp: Trang: ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng - Trng lng thộp trờn 1m di dm ch cú th c xỏc nh theo cụng thc: 1,75.k + 1,25.DC + 1,5.DW a.l Fy DC(dc) = 1,25.(1 + ) a.l (2.4) Trong ú: - DC - trng lng BMC ng xe chy tớnh cho 1m gin ch, kN/m.(tớnh cho mt gin ch chu ),( gm cú bn mt cu , ỏ va ) DC = DC nl = 8,5.0,19.55.2,5.9,81 + 2.1,75 = 19,84 kN/m 2.55 - DW: trng lng lp ph mt cu DW = DW = 0,075.8,5.55.2,25.9,81 = 7,03kN/m n.l 2.55 - l: nhp tớnh toỏn ca dm, l = 55m - Fy: cng chy nh nht ca thộp lm dm, kN/m2 Dựng thộp cụng trỡnh M270 cp 250 cú Fy = 250Mpa = 2,5.105 kN/m2 - : H s sc khỏng , =1 - : trng lng th tớch ca thộp, = 7,85 T/m3 = 78,5 kN/m3 - : h s xột n trng lng ca h liờn kt gia cỏc dm ch (ly tựy thuc vo chiu di nhp), = 0,1-0,12 - a: c trng trng lng ng vi dm gin n, a = - k0: Ti trng tng ng ca tt c cỏc loi hot ti tỏc dng lờn dm k c h s phõn b ngang, h s ln xe v h s xung kớch (kN/m) - Tớnh h s phõn phi ngang ca hot ti: ta dựng phng phỏp ũn by Trang: ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng 9.0 8.0 8.5 0.544 0.677 1.2 1.8 0.344 1.8 0.877 1.0 0.6 Hỡnh 3: Nguyờn tc ũn by xỏc nh h s phõn b mụmen ca hot ti thit k cho gin ch Ta cú: -Xột 1ln xe cht ti : mgLL=1,2.0,5(0,877+0,677) = 0,9324 -Xột 2ln xe cht ti : mgLL=1,0.0,5.(0,877+0,677+0,544+0,344) = 1,221 Vy mgLL = 1,221 -Xỏc nh k0: Tớnh k0.25L xe ti v xe hai trc gõy ra: Trang: ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng 4.3 9,24 35 9,3kN/m 8,16 145 145 10,31 4.3 Hỡnh 4: ng nh hng mụmen mt ct 1/4 nhp ca xe ti thit k 1,2 110 9,3kN/m 10,01 10,31 110 Hỡnh 5: ng nh hng mụmen mt ct 1/4 nhp ca xe hai trc k0.25L(XTTK) = k0.25L(XHT) = P y i P y i i i 145.10,31 + 145.9,24 + 35.8,16 =11 kN/m 283,525 = 110.10,31 + 110.10,01 = 7,82 kN/m 283,525 = Vy ta chn k0.25L = 11kN/m => k0 = mgLL.[(1+IM).k0.25 + qLL] = 1,221.(1,25.11+9,3) = 28,144 kN/m Thay tt cỏc vo cụng thc (2.4) ta cú: 1,75.28,144 + 1,25.19,84 + 1,5.7,03 2,5.10 DC(dc) = 5.55 = 8,289 kN/m 1,25(1 + 0,1).5.55 78,5 Trng lng thộp ca h liờn kt, thng c xem l mt hm s ca trng lng gin ch Trang: ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng ggl = .DC(dc) = 0,1 ì 8,289 = 0,83kN/m Trng lng ca gin (k c h liờn kt ) = ( 8,3+0,83) ì ì 55 = 1004,3kN 5.Thit k dm dc: Dm dc t dc theo hng xe chy , lm vic nh mt dm liờn tc nhiu nhp,cú nhp tớnh toỏn l khong cỏch gia cỏc dm ngang , dm dc cú tỏc dng lm gim ln ca mt cu 5.1 Ti trng tỏc dng lờn dm dc: S phõn b ti trng theo phng ngang cu lờn cỏc dm dc c xỏc nh theo phng phỏp ũn by Hỡnh di õy th hin s phõn b ti trng lờn cỏc dm dc 9.0 8.0 0.6 8.5 1.8 1.333 1.000 0.767 DAH R1 2.0 1.8 1.000 0.333 DAH R2 1.2 0.6 1.8 1.8 0.767 1.000 0.433 DAH R3 Hỡnh : S phõn b ti trng lờn dm dc Bng 2: H s phõn phi ngang ca cỏc dm dc Dm S ln xe cht ti H s ln xe m mg HL 93 = m.0,5 yi Dm 1 1,2 0,460 Dm 1,2 0,6 Dm 1,0 0,6 Trang: ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng 5.1.1 Ni lc tnh ti Tnh ti tỏc dng lờn dm dc bao gm : lp ph mt cu DW, ỏ va , bn thõn dm dc Tớnh tnh ti tỏc dng lờn dm dc : -Ti trng bn thõn dm dc, cú th ly gn ỳng khong t (0,1 ữ 0,12 T/m) ( C s thit k v vớ d tớnh toỏn cu thộp trang 88 ) Do vy ta cú th ly DC1 = 0,12T/m = 1,2 kN/m Trng lng bn mt cu : DC2=0,19.2,5.9,81= 4,66 kN/m2 Trng lng lp ph : DW=0,075.2,25.9,81=1,655 kN/m2 Trng lng ỏ va : DC2(dv)=1,75kN/m ( hai bờn thỡ cú DC2(dv) = 3,5 kN/m) Tng quỏt ta t ti trng lờn ng nh hng ỏp lc dm , tnh ti c xỏc nh theo cụng thc sau gtt = 1.5.DW DW +1,25.(DC2 DC +DC1+ DC2(dv)ydv) (2.5) Trong ú : DW , DC : Din tớch ng nh hng ỏp lc ca dm ang xột tng ng vi lp ph mt cu, bn mt cu ydv: tung ng nh hng ng vi trng tõm ỏ va Bng 3: Kt qu tớnh toỏn ti trng tnh tỏc dng lờn cỏc dm dc DW(kN/m2) DW DC2(kN/m2) DC DC1 ydv gtt(kN/m) Dm 1,655 1,021 4,66 1,333 1,2 1,250 17,27 Dm 1,655 1,521 4,66 1,583 1,2 -0,250 13,40 Dm 1,655 1,5 4,66 1,5 1,2 0,000 13,96 Ni lc tớnh toỏn tnh ti c xỏc nh theo cụng thc : M= gtt M ; V= gtt V (2.6) Trang: ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp DAH M1/2 Khoa Xõy Dng Cu ng DAH M1/4 5.500 5.500 1.031 1.375 DAH Q gọỳ i DAH Q 1/4 5.500 0.25 0.75 1.000 Hỡnh : ng nh hng ca ti trng tnh tỏc dng lờn dm T cụng thc (2.6) ta cú cỏc bng tớnh sau : Bng : Mụ men tnh ti tớnh toỏn Tit din gia nhp Tit din 1/4 DAH M1/2(kN.m) DAH M1/4(kN.m) Dm 3,781 65,29 2,835 48,96 Dm 3,781 50,66 2,835 37,99 Dm 3,781 52,78 2,835 39,58 Bng 5: Lc ct tnh ti tớnh toỏn Tit din ti gi Tit din 1/4 DAH V1/2(kN) DAH V1/4(kN) Dm 2,75 47,49 1,375 23,74 Dm 2,75 36,85 1,375 18,43 Dm 2,75 38,39 1,375 19,19 5.1.2 Ni lc hot ti Hiu ng ln nht hot ti gõy c ly theo giỏ tr ln hn ca cỏc trng hp sau : - Xe hai trc thit k +ti trng ln + ti trng ngi i b (h s xung kớch IM=25%) Trang: 10 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng + (F)TH: l hng s ngng biờn ng sut mi, ly Bng 6.5 Tr.193 sỏch Cu thộp, vi chi tit loi B => (F)TH = 110 Mpa 39,3x1011 Ta tớnh c: (F)n = 186,15.10 1/ = 27,6 MPa < 1 (F)TH = 110 = 55MPa 2 Do ú ( F)n = 55 MPa 2.3.4.3) Biờn ng sut ln nht: c gi thit bng lai ln biờn ng sut gõy hot ti mi i qua Tuy nhiờn biờn ng sut khụng cn nhõn vi vỡ sc khỏng mi ó chia cho i vi mi:Nmi = 0,75.(1+IM)NLLmi NLLmi: ni lc ln nht cha h s v cha k lc xung kớch xe ti mi gõy Lc xung kớch tớnh mi IM = 0,15 Xỏc nh NLLmi xe ti mi gõy Vi NLLmi = mgLL p y i i Vi mgLL = 0,6 Ta cng tin hnh v cỏc ng nh hng xe ti mi gõy cỏc 43 , 43, 43 , 45 v 44 Ta cú hỡnh v sau : Trang: 66 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng 3' 2' 5' 7' 9' 10 4' 6' 8' 10' 4.3 11 9.0 145 DAH N43' 0.934 1.174 0.715 1.467 35 145 4.3 9.0 145 2.93 35 145 1.279 145 35 0.648 145 9.0 145 145 DAH N44' DAH N43 : DAH N45: P y P y P y P y + y y ( XTTK ) : ( XTTK ) : 330,69 DAH N43 1.000 0.218 35 1.213 4.3 145 4.3 DAH N45 1.213 9.0 35 0.432 0.527 145 0.553 0.367 9.0 4.3 145 0.846 145 1.213 0.047 35 145 0.245 4.3 145 9.0 0.168 1.213 0.073 35 9.0 0.725 4.3 1.759 1.415 DAH N45' + ( XTTK ) ( XTTK ) 490,04 y y DAH N45 : DAH N43 : DAH N44 : P y P y P y P y P y P y + y y ( XTTK ) 196,66 ( XTTK ) 83,03 + y y ( XTTK ) 42,34 ( XTTK ) 235,99 + ( XTTK ) 152,63 ( XTTK ) y y Ta tớnh biờn ng sut ni lc bng di, i vi cỏc mi hn gia bn ng v bn ngang, nm gn trc trung ho nờn ta ch cn xột lc dc trc, v cỏc tớnh cht tit din thc c dựng trng hp xu nht f= N moi 0.75(1 + IM )( N t ( N c )) = An An (3.25) Trang: 67 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng Nt: Lc kộo xe ti mi gõy Nc: Lc nộn xe ti mi gõy Ta cú kt qu c th hin bng tớnh sau : Bng 41 : Thanh Nt Nc NLL moi 1+IM LL Nmoi,kN An, cm 174.88 f, MPa (F)n,MPa Kt lun 43' -198.414 198.414 1.15 0.75 171.132 9.79 55 t 45' -294.024 294.024 1.15 0.75 253.596 240.352 10.55 55 t -49.818 167.818 1.15 0.75 144.743 118.848 12.18 55 t 43 25,404 -141.594 166.998 1.15 0.75 144.036 134.368 10.72 55 t 44' 91,578 1.15 0.75 55 t 45 118 91.578 78.986 93.984 8.4 IV Thit k nỳt gin s 4: Nguyờn tc thit k bn nỳt : Cỏc gin phi c liờn kt vi thụng qua bn nỳt v cỏc liờn kt trỏnh lch tõm, liờn kt phi i xng qua trc Tt nht l liờn kt cú sc khỏng bng sc khỏng ca Chiu dy bn nỳt phi chu lc ct, lc dc v un ti cỏc tit din Trang: 68 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng lõm gii, ni cú ng sut ln nht Cn trỏnh vic thay i tit din t ngt, cn thay i thỡ nờn ct vỏt, un ln d coi v trỏnh ng sut trung Khi xỏc nh ni lc gin, ta ó gi thit cỏc c liờn kt khp ti nỳt Tuy nhiờn trờn thc t nỳt gin c liờn kt cng Gin liờn kt khp cú cu to phc v khụng cú u im c bit v chu lc m cũn to cho kt cu chu lc xung kớch kộm Vỡ vy ta chn liờn kt nỳt gin bng bulụng cng cao thụng qua bn nỳt Bn nỳt la mt bn n hay kộp tựy theo cỏc gin l mt hay vỏch ng Bn nỳt l ni liờn kt cỏc thanh, vỡ vy trờn nguyờn tc cỏc cú th c ct t ri ni vi thụng qua bn nỳt Ngoi liờn kt cỏc chu lc chớnh gin, nỳt la ni liờn kt cỏc gin giú, dm ngang, khung ngang, to thnh mt kt cu khụng gian ba chiu Dm ngang c liờn kt vi bn nỳt thụng qua cỏc thộp gúc ni trc tip vỏch ng ca dm ngang vi bn nỳt Cỏc xiờn ca gin giú liờn kt vi nỳt thụng qua mt tm bn t nm ngang, liờn kt vi bn nỳt thụng qua thộp gúc Nỳt gin l v trớ quan trng liờn kt cỏc thanh, giao im ca cỏc ng tim tt nht l giao ti mt im nỳt trỏnh ti trng tỏc dng lch tõm Trong trng hp cỏc c ghộp t cỏc tm bn bng mi hn nh mỏy Liờn kt cỏc thụng qua bn nỳt tin hanh ngoi hin trng tt nht bng bulụng v bulụng cng cao i vi tit din mt vỏch ng thỡ bn nỳt cú th l mt bn n Cỏc tit din H v hp oc liờn kt bng mt bn nỳt kộp Bn nỳt thng c cu to bng mt hoc hai bn thộp lin Khi cnh t ca bn nỳt chu nộn, cú th cn tng cng bng cỏc sn tm hoc thộp gúc chng mt n nh Khi thit k, cn chỳ ý n kh nng ng sut bn nỳt thi cụng ngc du ng sut khai thỏc Bn nỳt c thit k theo phng phỏp tit din da trờn cng qui c ca vt liu Theo phng phỏp tit din bao gm vic nghiờn cu ng sut ca nhiu mt phng bn nỳt v gin Tuy nhiờn gp bn nỳt cú hỡnh dng bt thng thỡ cú th dựng phng phỏp phn t hu hn Khi thit k bn nỳt ngoi yờu cu chu lc cũn phi thừa yờu cu cu to v cu lp Lc dc tỏc dng t vo hoc nỳt gin to thnh mt ng sut ct quanh cỏc liờn kt, gi thit cú gúc nghiờng khong 300 nh trỡnh by trờn hỡnh sau (ng 1-5 v 4-6): Trang: 69 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng Working line 30 Working line L or b A C D A Working line Hỡnh 26: Nguyờn tc thit k bn nỳt.( hỡnh v gi nh ) Trỡnh t thit k nỳt gin: - V ng tim cỏc gin - Xỏc nh cỏc b phn cn liờn kt ngoi mt phng gin nh dm ngang, h liờn kt dc - Xỏc nh loi hỡnh liờn kt - Cu to u cỏc cn ni Bn nỳt s c thit k theo cng thit k trung bỡnh ca cỏc gin chu ti trng cú h s nhng khụng nh hn 75% cng thit k Cng thit k ly tr s nh nht ca: + Cng + Kh nng ca ct nhu nộn + Cng d da trờn t s rng /dy Cỏc gúc ca xiờn phi t sỏt vu vỏch ng ca biờn v ng Bulụng liờn kt bn nỳt phi t ỳng trng tõm - Xỏc nh ng bao ngoi ca bn nỳt Bc ny ch yu ph thuc vo cỏc xiờn - Xỏc nh chiu dy ca bn nỳt tha cỏc iu kin Tr.144 sỏch Cu thộp Ta s kim tra phn sau Trang: 70 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng - Thit k mi ni (ti nỳt) theo kh nng chu lc ca B trớ bn nỳt v cỏc liờn kt ph cõn bng vi cỏc cn ni (bn m, bn tỏp) - Xỏc nh v trớ cỏc l bulụng v khong cỏch n hai u 2.1 Tớnh s bulụng liờn kt cỏc gin: Chn bulụng cng cao cú ng kớnh danh nh 20mm, ng kớnh l chun 22mm Cụng thc xỏc nh s bulụng: nbl = Pr Rn (4.1) Trong ú: Pr: sc khỏng ca Rn: l sc khỏng danh nh nh nht ca bulụng 2.1.1 Tớnh sc khỏng danh nh ca mt bu lụng Trong cu, mi ni bu lụng chu ộp mt khụng c dựng cỏc liờn kt chu ng sut i du, ú ti bn nỳt ta dựng liờn kt bu lụng cng cao chu ma sỏt * Sc khỏng trt danh nh ca mt bu lụng (A6.13.2.8) Rn = KhKSNSPt (4.2) Trong ú: KS : h s iu kin b mt qui nh, chn b mt loi B, KS = 0,5 Kh : h s kớch thc l, vi l tiờu chun, Kh = NS : s lng mt ma sỏt cho mi bulụng, Ns = P t: lc cng ti thiu yờu cu ca bulụng, vi bulụng 20 mm A325M, Pt = 142MPa Vy: Rn = 1.0,5.1.142 = 71 kN Sc khỏng tớnh toỏn ca bu lụng l : Rntt = Rn b = 71 0,8 = 56,8 kN Da vo tr s Rn ó tớnh trờn ta chn sc khỏng danh nh nh nht ca bu lụng l: Rn = 56,8 kN * Do AASHTO yờu cu rng liờn kt vi bn nỳt phi truyn 75% cng thit k hoc l giỏ tr trung bỡnh ca ti trng cú h s v cng thit k Ta chn : Sc khỏng ca = Max( 0,75Pr , (Pr+Nmax)/2) 2.1.2 Tớnh v chn s bulụng: S lng bu lụng liờn kt cỏc gin ti nỳt s c tớnh bng sau: Trang: 71 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng Bng 42:S lng bulụng thc t c chn b trớ cỏc gin nỳt chu Thanh lc Pr(kN) 75%Pr Nmax 0.5(Pr+Nmax) Pr (chn) n(bulụng Rn(kN) ) s BL chn 43' nộn 4177.9 3133.43 3418.4 3798.15 3798.2 56,8 66,86 80 45' nộn 5772.7 4329.53 4912.1 5342.4 5342.4 56,8 78.9 80 43 nộn 2694.7 2021.03 1968 2331.35 2331.4 56,8 41,04 56 45 kộo 3232.7 2424.53 1388.73 2310.715 2424.5 56,8 42,68 56 44' kộo 2496.6 1872.45 1733.63 1872.5 56,8 32,96 36 970.66 2.2 B trớ bulụng: Da vo cỏc yờu cu sau: - Khong cỏch ti thiu gia tim bulụng n tim bulụng khụng nh hn ba ln ng kớnh: d 3.20 = 60mm - m bao ộp xit mi ni, chng m, khong cỏch t hng bulụng ngoi cựng n cnh t ca bn ni hay thộp hỡnh phi tha món: S (100 + 4t) 175, vi t l chiu dy nh nht ca bn ni hay thep hỡnh - Khong cỏch nh nht t l bulụng n mộp qui dnh bng 5.3 Tr.165 sỏch Cu thộp v khụng ln hn ln chiu dy ca bn ni mng nht hoc 125mm 3.Tớnh toỏn nỳt gin s 4: Trang: 72 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng 1682 50 70 110 70 50 60 60 60 720 60 A C28 065 80 12 A D 30 60 e=330 N45' 48 L or b =577 N43' 9x80 80 60 60 130 60 60 80 12 80 60 N45 N43' N44' Hỡnh 27 : Tớnh toỏn bn nỳt nỳt gin s Cn c vo s lng b trớ nỳt, din tớch tit din thanh, s lng bu lụng liờn kt nh cu to bn nỳt, nhng b trớ phi tho cỏc nguyờn tc cu to i vi bu lụng Chn s b chiu dy bn nỳt l = 20mm Kim tra nỳt gin s tha cỏc iu kin sau: 3.1) Ti trng tỏc dng lờn xiờn cú th c chia thnh cỏc thnh phn song song v vuụng gúc vi ng A-A ng sut ct xut hin dc theo tit din nghiờng theo ng A-A qua hng bulụng cui cựng Tng ng sut ct ny phi cõn bng vi lc ngang cỏc xiờn (nu cú cựng chiu) ng sut ct ny (gi l fV) khụng c vt quỏ fy/1.35 Trong ú fy l cng chy ca thộp, MPa - iu kin: fV - Tớnh fV: fV = fY 1,35 V M + An I n (4.3) (4.4) Trong dú: + V: lc ct cú h s ln nht xut hin bn nỳt theo phng ngang V = N.cos, vi N.cos l lc dc cỏc chiu lờn phng ngang Trang: 73 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng + An: din tớch thc ca bn nỳt sau tr gim yu bulụng, vi bn nỳt: 2Ang = 2.1682.20.10-2 = 672,8 cm2 An = 2.Ang 2.4.2.( + 0,3) = 636 cm2 + M: mụmen xut hin nỳt lc dc cỏc lch tõm, M = NY.e, vi e = 330mm l khong cỏch t giao im ca cỏc n tit din A-A (trờn hỡnh 27) + In: mụmen quỏn tớnh ca tit din thc qua trc A-A, trc ny b gim yu l bulụng nh trờn hỡnh v (mi l bulụng bng ng kớnh ca bulụng cng thờm 3mm (Tr.152 sỏch Cu thộp) Ta tớnh c: Ing = 2.( Igy= 20.1682 ).10-4 = 1586195 cm4 12 20.(20+3)3 10-4 = 16,22 cm4 12 In = Ing - Igy = 1586178 cm4 Kt qu tớnh toỏn cho bng: Bng 43: Thanh Lc Nmax,kN Cos 43 Nộn 1968 0,591 45 Kộo 1388.73 0,591 Ta thy: fV = 72,464 MPa < V,kN An,cm2 e,mm M,kN.m 1983,8 636 330 654,65 fy 1,35 = 250 1,35 In,cm4 fV,MPa 1586178 72,464 = 106,9MPa => t 3.2) ng sut nộn xut hin ti mộp ca bn nỳt dc theo tit din A-A bi thnh phn lc thng ng cỏc xiờn tỏc dng ti im C v D v thnh phn lc ng chu nộn hoc phn lc ca dm ngang ng sut nộn khụng vt quỏ ng sut ct cú chiu di t l L hoc b Nu t s mnh L/r = 12 L/t ca mộp bn nỳt chu nộn ln hn 120, hoc nu ng sut nộn mộp bn b vt quỏ, phi cu to thờm mt thộp gúc tng cng T s L/r ca tit din to bi thộp gúc cng 300mm cho phộp ct Ngoi cũn kim tra L/r ca bn nỳt chu nộn, t s rng /dy b/t ca mi cnh t phi c kim tra m bo ng sut khụng vt quỏ 348 f y * Ti nỳt s ta cú: Nng = (N43 N45).sin = ( 1968 1388,7 ) sin 5304446 = 467,15 MPa Trang: 74 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng * ng sut ti mộp tit din A-A l : fc = P 6M + A td (4.5) Trong ú: P: ng sut theo phng thng ng ; P = Nng = 467,15 KN A: Din tớch ca bn nỳt ti mt ct A-A ; A=2.20.1682 = 67280 mm2 M: Mụmen gõy lc P ti tit din kim tra ; M= P.sin e e: khong cỏch t im giao ca cỏc xiờn n im C(hoc D) ; e= 330 mm fc= 467,15.10 6.467,15.0,806.330.10 + =20,07 Mpa 67820 20.1682 Ta cú: b = L = 577 mm, t=20mm b/t = 28,85 20,07 MPa t 3.3) Ti xiờn: V1 + V2 Pd (4.7) Trong ú: Pd: lc xiờn (N) V1: sc khỏng ct (N) dc theo ng 1-2 va 3-4, V1 = Ag.fy Ag: din tớch tit din nguyờn dc theo tuyn mm2 V2: sc khỏng dc trc (N) theo tit din 2-3 da trờn A n.fy cho xiờn chu lc kộo hoc Ag.Fg cho xiờn chu nộn An: din tớch thc, mm2 ca tit din Fg: ng sut nộn cho phộp Ta cú bng kim tra sau (tớnh cho tm bn nờn ly Pd = Nmax/2) Bng 44: Thanh A12, Lc xiờn mm2 A34, fy, mm MPa V1, kN Ag23, mm2 An23, Fg or fy, mm2 MPa V2, kN V1+V2, kN 43 Nộn 9600 9600 250 4156,9 5600 4220 250 1400 5556,9 45 Kộo 9600 9600 250 4156,9 5600 4220 250 1055 5211,9 Kim tra bng sau: Bng 45: Thanh xiờn V1+V2, kN Nmax, kN Pd, kN Kt lun 43 5556,9 1968 984 t 45 5211,9 1388,7 694,35 t 3.4) Gi thit ng sut truyn t xiờn vo bn nỳt phm vi cỏc ng xiờn 30 so vi trc tớnh t mi hng bulụng ngoi (ng 1-5 v 4-6 trờn hỡnh 27 ) Nh vy ng sut cỏc tit din vuụng gúc vi trc xiờn ca hng bulụng cui cựng (theo ng 5-6) v phm vi ca vựng hỡnh thang ny khụng c vt quỏ f y trờn tit din thc i vi xiờn chu kộo v Fg i vi xiờn chu nộn Trang: 76 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng Da vo hỡnh v ta thy ng 5-6 ct qua bulụng, v ng 5-6 di 1065 mm, t ú tớnh c Ag, An (tớnh cho bn nỳt) Kt qu tớnh toỏn v kim tra cho bng tớnh sau: Bng 29: Thanh Lc Nmax,kN Ag, mm2 An, mm2 f56, MPa Fg or fy, MPa Kt lun 43 Nộn 1968 42600 38920 50,56 250 t 45 Kộo 1388,7 42600 38920 35,68 250 t Nh vy bn nỳt tha tt c cỏc in kin kim tra 4) Thit k mi ni biờn ti nỳt theo kh nng chu lc ca Da theo nguyờn lý cõn bng lc N N = Athanh = Anỳt Athanh Anỳt (4.8) Theo phn trờn ta cú : - i vi 45 : Athanh = 292,32 cm2 Anỳt = (2.20.350)/100 = 140 cm2 Chn bn tỏp cú b dy 12 mm Anỳt = 140 + (4.1,2.35) = 308 cm2 - i vi 43 : bn biờn cú b dy nh hn 45 nờn ta ch b trớ thờm bn m dy 8mm Hỡnh v th hin vic b trớ cỏc bn tỏp v bn m c biu din hỡnh di õy Thanh 45' Baớn taùp Baớn taùp Thanh 43' Baớn taùp Baớn nuùt Baớn taùp Baớn õóỷm Baớn nuùt Vy ta chn bn nỳt nh d kin cú cỏc kớch thc nh sau: Trang: 77 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng 20 242 1130 888 1682 320 1042 320 Hỡnh 28: Kớch thc ca bn nỳt (mt bn) B trớ cỏc thnh phn bn nỳt nh sau: 1682 Thanh 43' 9x80 60 60 720 B 350x28 20 BN 400x28 400 10 5500 930 1 930 7500 5500 7500 400 120 60 7500 930 BN 400x12 12 5500 12 BN 400x12 14 250 B 400x14 400 12 5500 400 Tha nh 43 60 400 12 400 BN 400x12 80 80 930 B 400x12 60 60 130 60 120 12 80 7500 80 400 60 Thanh 45' 28 60 350 350 BN 400x20 60 28 B 350x20 50 70 110 70 50 20 B 250x12 45 nh Tha Thanh 44' Hỡnh 29: Mt ct chớnh din nỳt gin s Trang: 78 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng TI LIU THAM KHO 1) Sỏch cu thộp : GS.TS Lờ ỡnh Tõm 2) Bi ging cu thộp : ThS Nguyn Vn M 3) C s thit k v vớ d tớnh toỏn cu dm v cu gin thộp ( Nguyn Bỡnh H Nguyn Minh Hựng ) 4) Kt cu nhp cu thộp : GS.TS Nguyn Vit Trung 5) Sỏch cu thộp : POLIVANOP 6) Tiờu chun thit k cu 272-05 7) Cỏc ti liu din n : http://cauduongbkdn.com/forums Trang: 79 ỏn mụn hc Thit K Cu Thộp Khoa Xõy Dng Cu ng Trang: 80 [...]... A6.10.4) - Yêu cầu mô men kháng uốn dẻo: Z Giả thiết tiết diện chắc và biên chịu nén được liên kết dọc toàn bộ : Φf.Mn ≥ Mu (2.10) Trong đó: Φr: hệ số sức kháng,lấy theo bảng 6.8 Tr.196 sách Cầu thép, với cấu kiện chịu uốn Φf = 1.0 Mn: là sức kháng danh định đặt trưng cho tiết diện chắc Mp: là mômen chảy dẻo Ta có: Mn = Mp = Z.FY Trang: 15 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Từ đó: Z ≥ Khoa Xây Dựng Cầu Đường... đoàn xe là 0,2 ( lấy theo Bảng 6.2 Tr.189 sách Cầu thép) ADTT = 0,2.ADT = 0,2.(15000).(2 làn) = 6000 xe tải/ngày Số xe tải trong một ngày cho một làn xe trung bình trong tuổi thọ thiết kế tính toán theo biểu thức: ADTTSL = PxADTT Trong đó: Trang: 24 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường + P: là phần xe tải trong một làn đơn, lấy theo ( Bảng 6.1 Tr.189 sách Cầu thép ), với 2 làn xe P... các lớp phủ mặt cầu DW = δlpmc.γlpmc.b = 0,075.2,25.9,81.1,5 = 2,483kN/m Trang: 26 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường DW DC2+DC3 DC1 9.0 Hình 12: Sơ đồ tính tỉnh tải tác dụng lên dầm ngang 6.1.2 Hoạt tải: gồm xe tải thiết kế kết hợp với tải trọng làn hoặc xe hai trục thiết kế kết hợp với tải trọng làn * Hoạt tải tính cho TTGH cường độ I và sử dụng: Áp lực do một dãy bánh xe đứng trong... cường đứng d − 2.t f 1100 − 2.30 Ngoài ra để tránh mất ổn định cục bộ , độ mảnh yêu cầu phải thoả mãn b E ≤k t Fy (A6.9.4.2) (2.29) Với : Trang: 32 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường - b : bề rộng tấm (mm) , lấy theo bảng 4.3 sách cầu thép trang 155 - t : là bề dày tấm t = tf = 30 (mm) - k : hệ số mất ổn định tấm Tra bảng 4.3 sách cầu thép ; k = 0,56 Ta có 170 200000 = 5,67 ≤ 0,56... = 54,01 MPa < 55Mpa => Đạt SX 1605216 6 Thiết kế dầm ngang: Trang: 25 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường Dầm ngang đặt vuông góc với hướng xe chạy Dầm ngang và hệ liên kết tạo độ cứng ngang cho các giàn, làm gối đỡ cho các dầm dọc và truyền tải trọng từ hệ mặt cầu xuống giàn chủ Đối với cầu đường xe chạy dưới, dầm ngang làm việc như một dàn đơn giản kê trên hai gối tựa có nhịp... 1,00 đối với TTGH sử dụng η = 1,00 đối với TTGH mỏi Trang: 28 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường DW DC2+DC3 DC1 DAH M1/2 0.375 1.125 2.250 1.875 1.875 1.125 0.375 9.0 0.083 0.250 0.417 0.583 0.750 0.917 1.000 DAH Qg Hình 15: Sơ đồ tính nội lực của dầm ngang do tỉnh tải Kết quả tính toán thể hiện trong các bảng tính sau: Bảng 15: DC2+DC3 Σyi DC1 Σω γDW DW Σyj M1/2, kN.m TTGH cường... 1.950 1.950 1.8 2.250 1.050 0.750 1.500 1.8 3.0 ALL ALL VL 0.278 0.344 0.544 0.678 0.878 0.944 1.000 9.0 DAH Qg Hình 16: Sơ đồ tính nội lực của dầm ngang do hoạt tải Kết quả tính toán thể hiện trong các bảng tính sau: Trang: 30 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường Bảng 17: Các TTGH TTGH cường độ I TTGH sử dụng γLL 1.75 1.00 0.75 TTGH mỏi 1+IM ALL Σyi γL AL Σω M1/2, kN.m 1.25 98,01 6... bụng, Iy = 36945792mm4 + Iyc: là mômen quán tính của bản cách chịu nén của mặt cắt thép quanh trục đứng trong mặt phẳng của bản bụng: Iyc = 1 1 tf.bf3 = 16.2403 = 18432000 mm4 12 12 => 0.1 ≤ I YC 18432000 = = 0,5 ≤ 0.9 ⇒ Đạt IY 36945792 5.3.5.2) Sức kháng uốn: Theo (A.6.10.10.1.2c) Mn = Rb.Rh.My (2.24) Trang: 22 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường Trong đó: + MY: mômen chảy MY... Tải trọng tác dụng lên dầm ngang: Dầm ngang được liên kết bằng bulông vào bản nút của giàn chủ thông qua các thép góc liên kết Liên kết này dễ bị xoay nên dầm ngang được tính theo sơ đồ dầm giản đơn có nhịp tính toán bằng khoảng cách giữa tim 2 giàn chủ 6.1.1 Tĩnh tải: gồm các lớp phủ mặt cầu, bó vỉa, bản mặt cầu, trọng lượng của dầm dọc,trọng lượng bản thân các đầm ngang Tính tĩnh tải tác dụng lên dầm... dụng Trang: 23 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường Trạng thái giới hạn sử dụng được kiểm tra để dảm bảo độ võng do tỉnh tải không ảnh hưởng đến giao thông trên cầu Đối với cả hai biên của tiết diện không liên hợp Công thức: ff ≤ 0,8.Rb.Rh.Fyf (A.6.10.5.2-2) (2.25) Trong đó: + ff: là ứng suất bản cánh dầm đàn hồi do tải trọng có hệ số gây ra (MPa) + Fyf: là cường chảy của bản biên , ... 1.000 9.0 DAH Qg Hình 16: Sơ đồ tính nội lực dầm ngang hoạt tải Kết tính toán thể bảng tính sau: Trang: 30 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường Bảng 17: Các TTGH TTGH cường... lượng bulông cần thiết + Rntt: sức kháng tính toán bu lông 7.2.1 Tính Rntt Trang: 43 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường Sức kháng trượt danh định bu lông liên kết ma sát tính... lượng bulông cần thiết + Rn: sức kháng tính toán bu lông 8.2 Tính Rn: Trang: 45 Đồ án môn học Thiết Kế Cầu Thép Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Sức kháng trượt danh định bu lông liên kết ma sát tính