Đang tải... (xem toàn văn)
IIYÊU CẦU VỀ NỘI DUNG1.Chọn mặt cắt ngang dầm.2.Tính mômen, lực cắt lớn nhất do tải trọng gây ra.3.Vẽ biểu đồ bao mômen, lực cắt do tải trọng gây ra.4.Kiểm toán dầm theo các TTGHCĐI, sử dụng và mỏi.5.Tính toán thiết kế sườn tăng cường.6.Tính toán thiết kế mối nối công trường.7. Thể hiện trên giấy A1. Cấu tạo dầm và thống kê sơ bộ khối lượng I. CHỌN MẶT CẮT DẦMMặt cắt dầm được chọn theo phương pháp thử sai, tức là ta lần lượt chọn kích thước mặt cắt dầm dựa vào kinh nghiệm và các quy định khống chế của tiêu chuẩn thiết kế rồi kiểm toán lại, nếu không đạt thì ta phải chọn lại và kiểm toán lại. Quá trình này được lập lại cho đến khi thoả mãn.
Bài tập lớn Kết cấu thép Bộ môn Kết cấu BI TP LN K T C U T H ẫ P Giỏo viờn hng dn Sinh viờn Lp : : : bi: Thit k mt dm ch, nhp gin n trờn cu ng ụtụ, cú mt ct dm thộp t hp ng hn nh mỏy v lp rỏp mi ni ti cụng trng bng bulụng cao, khụng liờn hp I S LIU GI NH Chiu di nhp Hot ti Khong cỏch tim hai dm S ln xe thit k Tnh ti lp ph mt cu v cỏc tin ớch (DW) Tnh ti bn BTCT mt cu (DC2) H s phõn b ngang tớnh cho mụmen H s phõn b ngang tớnh cho lc ct H s phõn b ngang tớnh cho vừng H s phõn b ngang tớnh mi H s cp ng S lng giao thụng trung bỡnh ngy/ ln T l xe ti lung vừng cho phộp ca hot ti Vt liu Thộp ch to dm ASTM A709M cp 345 Bulụng cng cao:ASTM A325 : L = 14 m : HL-93 : bf + 30 cm : nL =2 ln : 2,20 kN/m : 7,00 kN/m : mgM = 0,54 : mgV = 0,58 : mgd = 0,5 : mgf = 0,5 : k = 0,65 : ADT = 20000 xe/ngy/ln : ktruck = 0,2 : L/800 : fy = 400 MPa Quy trỡnh thit k cu 22TCN-272-2005 II-YấU CU V NI DUNG Chn mt ct ngang dm Tớnh mụmen, lc ct ln nht ti trng gõy V biu bao mụmen, lc ct ti trng gõy Kim toỏn dm theo cỏc TTGHCI, s dng v mi Tớnh toỏn thit k sn tng cng Tớnh toỏn thit k mi ni cụng trng Th hin trờn giy A1 Cu to dm v thng kờ s b lng Bài tập lớn Kết cấu thép Bộ môn Kết cấu I CHN MT CT DM Mt ct dm c chn theo phng phỏp th sai, tc l ta ln lt chn kớch thc mt ct dm da vo kinh nghim v cỏc quy nh khng ch ca tiờu chun thit k ri kim toỏn li, nu khụng t thỡ ta phi chn li v kim toỏn li Quỏ trỡnh ny c lp li cho n tho Chiu cao dm thộp Chiu cao dm ch cú nh hng rt ln n giỏ thnh cụng trỡnh, ú phi cõn nhc k la chn giỏ tr ny i vi cu ng ụtụ nhp gin n ta cú th chn theo cụng thc kinh nghim sau: d 1 L , v ta thng chn d = ữ L 25 20 12 Ta cú: 1/25L = 1/20L = 1/12L = d 0,56 0,7 1,167 =1000 m m m mm Vy ta chn B rng cỏnh dm Chiu rng cỏnh dm c la chn s b theo cụng thc kinh nghim sau: 1 bf = ữ d bC= ta chn: Chiu rng bn cỏnh trờn chu nộn: Chiu rng bn cỏnh di chu kộo: bc = bf = 400 mm 400 mm Chiu dy bn cỏnh v bn bng dm Theo quy nh ca quy trỡnh (A6.7.3) thỡ chiu dy ti thiu ca bn cỏnh, bn bng dm l 8mm Chiu dy ti thiu ny l chng r v yờu cu chuyn, thỏo lp thi cụng Ta chn: Chiu dy bn cỏnh trờn chu nộn: tc = 25 mm Chiu dy bn cỏnh di chu kộo: tt = 25 mm Chiu dy bn bng dm: tw = 14 mm Do ú chiu cao ca bn bng s l: D = 950 mm Mt ct dm sau chn cú hỡnh v: Bài tập lớn Kết cấu thép Bộ môn Kết cấu Tớnh cỏc c trng hỡnh hc ca mt ct c trng hỡnh hc ca mt ct dm c tớnh toỏn v lp thnh bng sau: Mt ct Cnh trn Bn bng Cnh di Tng Ai (mm2) hi (mm) Ai.hi (mm3) Ioi (mm4) Ai.yi2 (mm4) Ii (mm4) 10000 988 9875000 520833 2376562500 2377083333 13300 500 6650000 1000270833 1000270833 10000 33300 13 500 125000 520833 16650000 1001312500 2376562500 4753125000 2377083333 5754437500 Ai=Din tớch (mm2) Hi=Khong cỏch t trng tõm tng phn tit din dm n ỏy dm (mm) Ioi=Mụmen quỏn tớnh ca tng phn tit din dm i vi trc nm ngang i qua trng tõm ca nú htotal=Khong cỏch t trng tõm mt ct dm ( nhúm cỏc phn tit din dm) n ỏy bn cỏnh di dm (mm) y= ( A h ) (A ) i i (mm) i Bài tập lớn Kết cấu thép Bộ môn Kết cấu yi=Khong cỏch t trng tõm tng b phn n trng tõm ca mt ct dm (mm) y= y hi (mm) Ii=Ioi+Ai.y2i(mm4) T ú ta tớnh c: Mt ct Dm thp ybot ytop ybotmid mm mm mm ytopmid mm 500 488 500 488 Sbot mm3 Stop mm3 1,151.107 1,151.107 Sbotmid mm3 Stopmid mm3 1,180.107 1,180.107 Trong ú: ybot=Khong cỏch t trng tõm mt ct dm n ỏy bn cỏnh di dm thộp (mm) ytop=Khong cỏch t trng tõm mt ct dm n nh bn cỏnh trờn dm thộp (mm) ybotmid=Khong cỏch t trng tõm mt ct dm n trng tõm bn cỏnh di dm thộp (mm) ytopmid=Khong cỏch t trng tõm mt ct dm n trng tõm bn cỏnh trờn dm thộp (mm) sbot=mụmen khỏng un ca mt ct dm ng vi ybot stop=mụmen khỏng un ca mt ct dm ng vi ytop sbotmid=mụmen khỏng un ca mt ct dm ng vi ybotmid stopmid=mụmen khỏng un ca mt ct dm ng vi ytopmid Tớnh toỏn trng lng bn thõn dm thộp Trng lng bn thõn dm thộp trờn 1m di dc tớnh nh sau: wDC1 =A s =0,0333.78,5=2,614kN/m wDC =wDC1+wDC2=7,00+2,614=9,614kN/m II TNH TON V V BIU BAO NI LC 1.Tớnh toỏn M, V theo phng phỏp ng nh hng Chia dm thnh cỏc on bng Chn s on dm: Chiu di mi on dm: Ndd= Ldd= 10 on 1,4 m Bài tập lớn Kết cấu thép Bộ môn Kết cấu Tr s ng nh hng mụmen c tớnh toỏn theo bng sau: Mt ct Xi ah Mi Ami 1.400 2.800 4.200 5.600 7.000 1.260 2.240 2.940 3.360 3.500 8.820 15.680 20.580 23.520 24.500 Trong ú: Xi=Khong cỏch t gi n mt ct th i ah Mi=Tung ah Mi` AMi=Din tớch ng nh hng Mi Ta cú hỡnh v ng nh hng mụmen ti cỏc mt ct dm nh sau: H s iu chnh ti trng tớnh cho TTGHC ly nh sau: = D R I = 1,05.0,95.0,95.0,95 = 0,95 Mụmen ti cỏc tit din bt kỡ c tớnh theo cụng thc: i vi TTGHCI: Mi= {1.25wDC + 1.5wDƯW + mg M [1.75LLL + 1.75kLLMi (1 + IM ) ]} AMi Bài tập lớn Kết cấu thép Bộ môn Kết cấu i vi trng thỏi gii hn s dng: Mi=1.0{1.0wDC + 1.0wDƯW + mg M [1.3LLL + 1.3kLLMi (1 + IM ) ]} AMi Trong ú: LLL=Ti trng ln ri u (9.3 kNm) LLMi=Hot ti tng ng ng vi ng nh hng Mi mgM=H s phõn b ngang tớnh cho mụmen WDC=Ti trng ri u bn thõn dm thộp v bn BTCT mt cu WDW=Ti trng ri u lp ph mt cu v cỏc tin ớch trờn cu 1+IM=H s xung kớch AMi=Din tớch ng nh hng Mi k=H s cp ng Bng tr s mụmen theo TTGHCI v TTGHSD Mt ct xi (m) a 1.400 2.800 4.200 5.600 7.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 AMi (m2) LLMitruck (kN/m) 8.820 15.680 20.580 23.520 24.500 35.734 34.478 33.206 32.918 30.630 LLMitan dem (kN/m) 29.900 29.720 29.450 29.090 28.730 MiSD (kNm) MiCD (kNm) 341.549 595.966 767.274 873.021 877.424 430.800 751.537 967.345 1083.496 1105.681 430,8 751,537 967,345 1083,496 1105,681 1083,496 967,345 751,537 430,8 Biu bao mụmen cho dm trng thỏi gii hn cng M (kN) Bài tập lớn Kết cấu thép Bộ môn Kết cấu Tr s ng nh hng lc ct c tớnh toỏn theo bng sau: Mt ct xi (m) 0.000 1.400 2.800 4.200 5.600 7.000 ah Vi(m) 1.000 0.900 0.800 0.700 0.600 0.500 AVi (m2) 7.000 5.600 4.200 2.800 1.400 0.000 AVi.l (m2) 7.000 5.670 4.480 3.430 2.520 1.750 Trong ú: Xi=Khong cỏch t gi n mt ct th i ah Vi=Tung ng nh hng Vi AV=Tng i s din tớch ng nh hng Vi AVi,I=Din tớch ng nh hng Vi (phn din tớch ln hn) Ta cú hỡnh v ng nh hng lc ct ti cỏc mt ct dm nh sau: Lc ct ti cỏc tit din bt kỡ c tớnh theo cụng thc sau: i vi TTGHCI: Bài tập lớn Kết cấu thép Bộ môn Kết cấu Vi= {(1.25wDC + 1.5wDƯW ) Av + mgV [1.75LLL + 1.75kLLVi (1 + IM ) ] AVi } i vi TTGHSD: Vi=1.0{(1.0wDC + 1.0wDƯW ) Av + mgV [1.3LLL + 1.3kLLVi (1 + IM ) ] AVi } Trong ú : LLVi=Hot ti tng ng vi ng nh hng Vi mgv=H s phõn b ngang tớnh cho lc ct Bng tr s lc ct theo TTGHC v TTGHSD Mt ct xi (m) 0.000 1.400 2.800 4.200 5.600 7.000 li AVi (m2) AVi.l (m2) LLVitruck (kN/m) LLVitan (kN/m) ViSD (kN) 14.000 12.600 11.200 9.800 8.400 7.000 7.000 5.600 4.200 2.800 1.400 0.000 7.000 5.670 4.480 3.430 2.520 1.750 36.990 39.968 43.314 47.108 51.572 57.410 30.080 33.300 37.222 42.214 48.780 57.470 290.411 244.750 199.912 156.119 113.828 73.885 Biu bao lc ct cho dm trng thỏi gii hn cng : Q (kN) III KIM TON DM THEO TTGHCI 3.1.Kim toỏn iu kin chu mụmen 3.1.1.Tớnh toỏn ng sut cỏc bn cỏnh dm thộp ViC (kN) 366.575 309.106 252.685 197.599 144.427 94.251 Bài tập lớn Kết cấu thép Bộ môn Kết cấu Ta lp bng tớnh toỏn ng sut cỏc bn cỏnh dm thộp ti mt ct gia nhp dm theo TTGHCI nh sau: Mt ct Dm thp M fbot ftop fbotmid ftopmid KN.mm Mpa Mpa Mpa Mpa 1105.681 96.072 96.072 93.670 93.670 Trong ú: fbot=ng sut ti ỏy bn cỏnh dm thộp ftop=ng sut ti nh bn cỏnh trờn dm thộp fbotmid=ng sut ti im gia bn cỏnh di dm thộp ftopmid=ng sut ti im gia bn cỏnh trờn dm thộp 3.1.2.Tớnh mụmen chy ca tit din Mụmen chy ca tit din khụng liờn hp c xỏc nh theo cụng thc sau: My=FySNC Trong ú: Fy=Cng chy nh nht theo quy nh ca thộp lm dm Snc=mụmen khỏng un ca tit din khụng liờn hp Ta cú: Fy SNC = = 345 MPa 1,151.107 mm3 My =FySNC=3,791.107 Nmm 3.1.3.Tớnh mụmen ca tit din Chiu cao bn bng chu nộn ti mụmen c xỏc nh nh sau: (A6.10.3.3.2) Vi tit din i xng kộp, ú: Dcp=D/2=475mm Khi ú mụmen ca tit din khụng liờn hp c tớnh theo cụng thc: D t D t D + Pc + c + Pt + t 2 2 Mp=Pw Trong ú: Pw=FywAw=Lc ca bn bng Pc=FycAc= Lc ca bn cỏnh trờn chu nộn Pt=FytAt=Lc ca bn cỏnh di chu kộo Bài tập lớn Kết cấu thép Bộ môn Kết cấu Vy ta cú: 950 950 25 950 25 + + 345.400.25 + + 400.25.345 2 2 M p=345.14.950 =4453518750 N.mm 3.1.4.Kim toỏn s cõn xng ca tit din Tit din I chu un phi c cu to cõn xng cho: (A6.10.2.1) 0.1 I yc Iy 0.9 Trong ú: Iy=Mụmen quỏn tớnh ca tit din dm thộp i vi trc thng ng i qua trng tõm bn bng Iyc=Mụmen quỏn tớnh ca bn cỏnh chu nộn ca mt ct thộp quanh trc thng ngi qua trng tõm bn bng Ta cú: t c bc3 Dt w3 t f b f 25.400 Iy = + + 12 12 12 = 12 tc bc3 I yc = 12 = 25.400 12 = 950.14 25.400 + + 12 12 =266883900mm4 133333333 mm4 Iyc/Iy = 0.5 Vy 0.1