Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Mục lục : 1.6 Tính toán nội lực hoạt tải 12 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Danh sách hình vẽ 1.6 Tính toán nội lực hoạt tải 12 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Danh sách bảng biểu 1.6 Tính toán nội lực hoạt tải 12 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu BàI TậP LớN CƠ HọC KếT CấU 1.1 Sơ đồ kết cấu tính toán 6m 10m 8m 10m Hình 1.1 - Sơ đồ tính toán kết cấu 1.2 Các số liệu giả định Số liệu Ký hiệu Giá trị Diện tích mặt cắt ngang A 0.55 m2 Diện tích lớp phủ mặt cầu ADW 0.34 m2 Tỷ trọng vật liệu làm dầm c 24 kN/m3 Tỷ trọng vật liệu làm lớp phủ 22 kN/m3 Hệ số phân bố ngang mô men mgM 0.62 Hệ số phân bố ngang lực cắt mgV 0.64 Trọng lợng thân rải WDC = A* c 13.2 kN/m Trọng lợng lớp phủ rải WDW = ADW* 7.48 kN/m Hoạt tải HL- 93 1.3 Phân chia mặt cắt Để đơn giản tính toán, ta chia thành 17 mặt cắt, khoảng cách đoạn 2m, kết nh hình vẽ 10 11 12 13 14 15 16 Hình 1.2 - Sơ đồ phân chia mặt cắt Sinh viên: Trang 17 18 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu 1.4 Đờng ảnh hởng nội lực tất mặt cắt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 đah M1 4.15 1.33 3.32 đah M2 8.34 1.33 đah M3 6.67 đah M4 10 10 đah M5 7.5 đah M6 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu đah M7 2.5 đah M8 đah M9 1.5 đah M10 2.5 đah M11 1.5 đah M12 7.5 đah M13 10 đah M14 đah M15 đah M16 đah M17 đah M18 Hình 1.3 - Đờng ảnh hởng mô men mặt cắt Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải 10 Bộ môn Kết cấu 11 12 13 14 15 16 17 18 2.08 đah V1 1.67 0.67 2.08 đah V2 1.67 0.33 2.08 0.33 đah V3 1.67 0.67 2.08 1.67 1 1.25 1 đah V5 1.25 1 đah V6 1.25 1 đah V7 1.25 1.25 đah V8 đah V9 1.25 0.75 đah V10 1.25 0.25 0.5 đah V11 1.25 0.5 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu 0.25 đah V12 1.25 0.75 đah V13 trai 1.25 1 1 1 1 1 1 đah V13 phai đah V14 đah V15 đah V16 đah V17 đah V18 Hình 1.4 - Đờng ảnh hởng lực cắt tất mặt cắt 1.5 Tính nội lực tĩnh tải Tĩnh tải bao gồm trọng lợng thân kết cấu trọng lợng tĩnh tải phần 2, hai loại tải trọng đợc quy tải trọng phân bố Khi xếp tĩnh tải lên đờng ảnh hởng tải trọng phân bố trải dài hết chiều dài đờng ảnh hởng Nội lực mặt cắt đợc tính tải trọng phân bố nhân diện tích đờng ảnh hởng Bảng 1.1 - Mô men tĩnh tải Mt ct Din tớch ah dng (m2) Din tớch ah õm (m2) 24,74 45,69 62,5 50 37,5 25 12,5 -29,88 -60,03 -90 -64 -42 -24 -10 Sinh viên: Tng din tớch MDC = ah A Mi*WDC (A Mi) (kN.m) -5,14 -14,34 -27,5 -14 -4,5 2,5 -67,848 -189,288 -363 -184,8 -59,4 13,2 33 MDW = AMi*WDw (kN.m) -38,447 -107,263 -205,7 -104,72 -33,66 7,48 18,7 Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải 10 11 12 13 14 15 16 17 18 0 0 0 Bộ môn Kết cấu -12,5 -25 -37,5 -50 -32 -18 -8 -2 Bảng 1.2 - Tổ hợp mô 0 -6,5 -85,8 -17 -224,4 -31,5 -415,8 -50 -660 -32 -422,4 -18 -237,6 -8 -105,6 -2 -26,4 0 men tĩnh tải -48,62 -127,16 -235,62 -374 -239,36 -134,64 -59,84 -14,96 Mt ct MDC MDW 1.25*MDC+1.5*MDW 1*MDC+1*MDW 10 11 12 13 14 15 16 17 18 -67,848 -189,288 -363 -184,8 -59,4 13,2 33 -85,8 -224,4 -415,8 -660 -422,4 -237,6 -105,6 -26,4 0 -38,447 -107,263 -205,7 -104,72 -33,66 7,48 18,7 -48,62 -127,16 -235,62 -374 -239,36 -134,64 -59,84 -14,96 0 -142,481 -397,505 -762,3 -388,08 -124,74 27,72 69,3 -180,18 -471,24 -873,18 -1386 -887,04 -498,96 -221,76 -55,44 0 -106,295 -296,551 -568,7 -289,52 -93,06 20,68 51,7 -134,42 -351,56 -651,42 -1034 -661,76 -372,24 -165,44 -41,36 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1386 887.04 873.18 762.3 498.96 471.24 397.51 388.08 142.48 221.76 180.18 124.74 55.44 27.72 69.3 Hình 1.5 - Biểu đồ mô men tĩnh tải TTGH cờng độ I 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1034 651.42 661.76 568.7 296.55 106.3 372.24 351.56 289.52 165.44 134.42 93.06 41.36 0 20.68 51,7 Hình 1.6 - Biểu đồ mô men tĩnh tải TTGH sử dụng Bảng 1.3 - Lực cắt tĩnh tải Mt ct Din tớch ah dng (m2) Din tớch ah õm (m2) Tng din tớch ah (A Vi) VDC = A Vi*WDC (kN.m) VDW = AVi*WDw (kN.m) trỏi 13,4 11,74 10,73 10,4 -15,03 -15,36 -16,37 -18,03 -1,63 -3,62 -5,64 -7,63 -21,516 -47,784 -74,448 100,71 -12,192 -27,078 -42,187 -57,072 Sinh viên: Trang 10 Trờng đại học Giao thông Vận tải Xe hai trục 110 kN Bộ môn Kết cấu 0,35 38,5 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế 93,5 kN Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) 9,3 kN Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM Tính toán lực cắt âm Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai trục Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN -1,25 -181,25 145 kN -0,71 -102,95 35 kN -0,17 -5,95 110 kN -1,25 -137,5 110 kN -1,1 P * y (kN) i i -290,15 -258,50 -121 Lực cắt âm lớn xe thiết kế -290,15 kN Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt âm AV (m2) -7,25 Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM -67,43 kN * Mặt cắt 12 - Lực cắt dơng 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9.3kN/m 4.3m 35kN 4.3m 145kN 145kN 1.2m 110kN 0.21 110kN 0.25 0.1 đah V12 1.25 0.75 Sinh viên: Trang 75 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.63 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Sinh viên: Trang 76 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu * Mặt cắt 12 - Lực cắt âm 10 11 12 13 14 15 9.3kN/m 16 17 18 9.3kN/m 4.3m 4.3m 145kN 35kN 145kN 1.2m 110kN 0.25 0.17 110kN 1.1 0.71 đah V12 1.25 0.75 Hình 1.64 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.46 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt 12 hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai trục Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 0,25 36,25 145 kN -0,21 -30,45 35 kN 0 110 kN 0,25 27,5 110 kN 0,1 11 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế P * y (kN) i i 5,80 38,50 38,5 kN Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) 0,25 2,33 kN Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM Tính toán lực cắt âm Loại xe Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) P * y (kN) 145 kN -1,25 -181,25 -290,15 Sinh viên: i Trang 77 i Trờng đại học Giao thông Vận tải Xe tải thiết kế Xe hai trục Bộ môn Kết cấu 145 kN -0,71 -102,95 35 kN -0,17 -5,95 110 kN -1,25 -137,5 110 kN -1,1 -258,50 -121 Lực cắt âm lớn xe thiết kế -290,15 kN Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt âm AV (m2) -6.25 Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM -58,13 kN * Mặt cắt 13 trỏi - Lực cắt õm 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9.3kN/m 4.3m 4.3m 145kN 35kN 145kN 1.2m 110kN 0.17 110kN 1.1 0.71 đah V13 trai 1.25 Hình 1.65 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.47 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt 13 hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN -1,25 -181,25 145 kN -0,71 -102,95 35 kN -0,17 -5,95 110 kN -1,25 -137,5 -1,1 -121 110 kN Sinh viên: P * y (kN) i i -290,15 -258,5 Trang 78 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu trục Lực cắt dơng lớn xe thiết kế -290,15 kN Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) -10,25 Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM -95,33 kN * Mặt cắt 13 phi - Lực cắt dơng 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9.3kN/m 4.3m 4.3m 145kN 35kN 145kN 1.2m 110kN 1 110kN 1 đah V13 phai Hình 1.66 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.30 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt 13 hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai trục Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 145 145 kN 145 35 kN 35 110 kN 110 110 kN 110 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế Sinh viên: P * y (kN) i i 325 220 325 kN Trang 79 Trờng đại học Giao thông Vận tải Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM Sinh viên: Bộ môn Kết cấu 10 93 kN Trang 80 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu * Mặt cắt 14 - Lực cắt dơng 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9.3kN/m 4.3m 4.3m 145kN 35kN 145kN 1.2m 110kN 1 Hình 1.67 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.48 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt 14 hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai trục Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 145 145 kN 145 35 kN 35 110 kN 110 110 kN 110 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM Sinh viên: P * y (kN) i i 325 220 325 kN 74,4 kN Trang 81 110kN đah V14 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu * Mặt cắt 15 - Lực cắt dơng 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9.3kN/m 4.3m 4.3m 145kN 35kN 145kN 1.2m 110kN 1 110kN Hình 1.68 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.49 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt 15 hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai trục Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 145 145 kN 145 35 kN 35 110 kN 110 110 kN 110 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM Sinh viên: P * y (kN) i i 290 220 290 kN 55,8 kN Trang 82 đah V15 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu * Mặt cắt 16 - Lực cắt dơng 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9.3kN/m 4.3m 35kN 4.3m 145kN 145kN 1.2m 110kN 110kN 1 Hình 1.69 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.50 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt 16 hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai trục Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 145 145 kN 145 35 kN 35 110 kN 110 110 kN 110 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM Sinh viên: P * y (kN) i i 145 220 220 kN 37,2 kN Trang 83 đah V16 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu * Mặt cắt 17 - Lực cắt dơng 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9.3kN/m 4.3m 35kN 4.3m 145kN 145kN 1.2m 110kN 1 110kN đah V17 Hình 1.70 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.51 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt 17 hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai trục Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 145 145 kN 145 35 kN 35 110 kN 110 110 kN 110 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM Sinh viên: P * y (kN) i i 145 220 220 kN 18,6 kN Trang 84 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu * Mặt cắt 18 - Lực cắt dơng 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9.3kN/m 4.3m 35kN 4.3m 145kN 145kN 1.2m 110kN 110kN đah V18 Hình 1.71 - Xếp hoạt tải lên đờng ảnh hởng lực cắt Bảng 1.52 - Bảng tổng hợp tính lực cắt mặt cắt 18 hoạt tải Tính toán lực cắt dơng Loại xe Xe tải thiết kế Xe hai trục Trục xe (Pi) Tung độ (yi) Pi*yi (kN) 145 kN 145 145 kN 145 35 kN 35 110 kN 110 110 kN 0 Lực cắt dơng lớn xe thiết kế Diện tích phần đờng ảnh hởng lực cắt dơng AV (m2) Lực cắt tải trọng : Mlan = 9.3*AM Sinh viên: P * y (kN) i i 145 110 145 kN 0 kN Trang 85 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu 1.6.4 Tính toán vẽ biểu đồ bao lực cắt Bảng 1.53 - Bảng tổ hợp lực cắt dơng hoạt tải Mặt cắt Vxe (kN.m) VLàn (kN.m) mgV[(1+IM)*Vxe+VLan] trỏi phi 10 11 12 13 trỏi 13 phi 14 15 16 17 18 484,3 484,3 484,3 484,3 306,1 306,1 306,1 273,7 220 220 148,5 93,5 38,5 325 325 290 220 220 145 124,62 109,18 99,79 96,72 130,2 111,6 93 74,4 55,8 37,2 20,93 9,3 2,33 93 74,4 55,8 37,2 18,6 467,197 457,315 451,306 449,341 328,208 316,304 304,4 266,576 211,712 199,808 132,195 80,752 32,291 319,52 307,616 267,712 199,808 187,904 116 Bảng 1.54 - Bảng tổ hợp lực cắt âm hoạt tải Mặt cắt Vxe (kN.m) VLàn (kN.m) mgV[(1+IM)*Vxe+VLan] trỏi phi 10 -406,85 -406,85 -406,85 -406,85 -290,15 -290,15 -290,15 -290,15 -290,15 -290,15 -290,15 -139,78 -142,85 -152,24 -167,68 -58,13 -58,13 -58,13 -58,13 -58,13 -58,13 -60,45 -414,939 -416,904 -422,914 -432,795 -269,323 -269,323 -269,323 -269,323 -269,323 -269,323 -270,808 Sinh viên: Trang 86 Trờng đại học Giao thông Vận tải -290,15 -290,15 -290,15 0 0 0 11 12 13 trỏi 13 phi 14 15 16 17 18 -67,43 -58,13 -95,33 0 0 0 Bộ môn Kết cấu -275,275 -269,323 -293,131 0 0 0 Bảng 1.55 - Bảng tổ hợp mô men tĩnh tải hoạt tải TTGH Cờng độ I Mặt cắt 1.25*V DC + 1.5VDW -45,183 100,34 156,34 211,50 trỏi phi 214,83 159,39 103,95 48,51 -6,93 -62,37 -117,81 10 -173,25 11 -228,69 12 13 trỏi -284,13 13 phi 277,2 221,76 14 166,32 15 Lực cắt âm Lực cắt dơng mgV[(1+IM)*Vxe+VLan] V giới hạn dới V giới hạn 0.95{1.25*VDC + 1.5VDW+ 1.75*mgV[(1+IM)*Vxe+VLan] } -414,939 467,197 -732,76 733,791 -416,904 457,315 -788,433 664,957 -422,914 451,306 -851,618 601,772 -432,795 -269,323 -269,323 -269,323 -269,323 -269,323 -269,323 -270,808 -275,275 -269,323 -293,131 0 449,341 328,208 316,304 304,4 266,576 211,712 199,808 132,195 80,752 32,291 319,52 307,616 267,712 -920,45 -243,661 -296,329 -348,997 -401,665 -454,333 -507,001 -562,138 -622,232 -665,005 -757,254 263,34 210,672 158,004 546,102 749,734 677,276 604,818 489,267 345,388 272,929 107,855 -30,337 -163,572 -269,924 794,542 722,084 603,075 Sinh viên: Trang 87 Trờng đại học Giao thông Vận tải 16 17 18 110,88 55,44 0 0 199,808 187,904 116 Bộ môn Kết cấu 105,336 52,668 437,517 365,058 192,85 Bảng 1.56 - Bảng tổ hợp lực cắt tĩnh tải hoạt tải TTGH Sử dụng Mặt cắt 1*MDC + 1*MDW -33,708 -74,862 116,63 157,78 trỏi phi 160,27 118,91 77,55 36,19 -5,17 -46,53 -87,89 10 -129,25 11 -170,61 12 13 trỏi -211,97 13 phi 206,8 165,44 14 124,08 15 82,72 16 41,36 17 18 Lực cắt âm Lực cắt dơng V giới hạn dới V giới hạn mgV[(1+IM)*Vxe+VLan] 1*{VDC + VDW+ mgM[(1+IM)*Vxe+VLan]} -414,939 -416,904 467,197 457,315 -448,647 -491,766 433,489 382,453 -422,914 451,306 -539,549 334,671 -432,795 -269,323 -269,323 -269,323 -269,323 -269,323 -269,323 -270,808 -275,275 -269,323 -293,131 0 0 0 449,341 328,208 316,304 304,4 266,576 211,712 199,808 132,195 80,752 32,291 319,52 307,616 267,712 199,808 187,904 116 -590,583 -109,053 -150,413 -191,773 -233,133 -274,493 -315,853 -358,698 -404,525 -439,933 -505,101 206,8 165,44 124,08 82,72 41,36 291,553 488,478 435,214 381,95 302,766 206,542 153,278 44,305 -48,498 -138,319 -211,97 526,32 473,056 391,792 282,528 229,264 116 Sinh viên: Trang 88 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu 10 11 12 13 15 16 17 722,084 677,276 664,957 601,772 603,075 604,818 489,267 546,102 437,517 365,058 345,388 263,34 272,929 107,855 210,672 158,004 105,336 30,337 243,661 788,433 851,618 192,85 52,668 163,572 296,329 732,76 18 794,542 749,734 733,791 14 269,924 348,997 401,665 454,333 507,001 562,138 622,232 665,005 757,254 920,45 Hình 1.72 - Biểu đồ bao lực cắt TTGH cờng độ I 10 11 12 13 14 15 16 17 18 526,32 433,489 488,478 382,453 334,671 291,553 473,056 391,792 435,214 381,95 302,766 206,8 206,542 153,278 165,44 282,528 229,264 124,08 44,305 48,498 82,72 109,053 150,413 448,647 491,766 539,549 138,319 191,773 233,133 211,97 274,493 315,853 358,698 404,525 439,933 505,101 590,583 Hình 1.73 - Biểu đồ bao lc ct TTGH sử dụng Sinh viên: 116 41,36 Trang 89 ... Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu BàI TậP LớN CƠ HọC KếT CấU 1.1 Sơ đồ kết cấu tính toán 6m 10m 8m 10m Hình 1.1 - Sơ đồ tính toán kết cấu 1.2 Các số liệu giả định Số liệu Ký hiệu... đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Danh sách hình vẽ 1.6 Tính toán nội lực hoạt tải 12 Sinh viên: Trang Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Danh sách bảng biểu 1.6 Tính... Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Hình 1.18 - Các trờng hợp xếp xe thiết kế Sinh viên: Trang 22 Trờng đại học Giao thông Vận tải Bộ môn Kết cấu Bảng 1.11 - Bảng tổng hợp tính mô men