Download miễn phí Đồ án Thiết kế cầu thép theo quy trình 22TCN272-05
Biên độ ứng suất lớn nhất được giả thiết bằng 2 lần biên độ ứng suất gây ra do hoạt tải mỏi đi qua. Tuy nhiên biên độ ứng suất không cần nhân cho 2 vì giới hạn mỏi đã chia cho 2.
Đối với trạng thái giới hạn mỏi thì: U=0,75x(LL+IM); IM=15%.
MLL+IM là mômen max do tải trọng của dầm ngoài không hệ số
MMỎI = 0,75x0,495x1,15{145(8,1+3,6)+35x5,95}/1,2 = 677,67 (kNm).
Suy ra biên độ ứng suất của dầm:
f = = 677,67 x103/(0,16x109) = 0,0042 kN/mm2 = 4,2 MPa.
Suy ra f = 4,2 MPa< 82,5MPa
Trong đó Sb là mômen kháng uốn của tiết diện liên hợp ngắn hạn.
Vậy tiết diện dầm đã đảm bảo đủ sức kháng mỏi, nghĩa là với biên độ ứng suất thấp hơn giới hạn mỏi ( ngưỡng ứng suất) chu kỳ tải trọng sẽ không lan truyền, vết nứt mỏi và mối nối có tuổi thọ cao.
Để tải tài liệu này, vui lòng Trả lời bài viết, Mods sẽ gửi Link download cho bạn ngay qua hòm tin nhắn.
Ketnooi -
You must be registered for see links
Ai cần tài liệu gì mà không tìm thấy ở Ketnooi, đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
nguyên tắc sườn tăng cường sẽ ngăn cản hay chống lại sự mất ổn định của vách dầm, nhưng để bất lợi ta xét trường hợp không có sườn tăng cườn đứng hay phần sườn nằm giữa hai sườn 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.
Nếu ≤ 5,76 thì Fcf ≤ RhFyc
Nếu 5,76≤ ≤ 6,43 thì Fcf ≤ RhFyc(3,58-0,448)
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=345Mpa.
E=200GPa là môđun đàn hồi của thép.
Ta có: == 127,17
5,76 =5,76 =138,68 àthoả mãn.
Khi đó Fcf ≤ RhFyc lấy Rh=1,0 à Fcf ≤ Fyc.
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%
Hệ số làn xe: m=1,2
145kN
35kN
5,95
8,1
3,6
145kN
9,0m
4,3m
Hình 8: Mỏi tại giữa nhịp dầm
MLLl/2 =2x0,75xgLL.(1+IM).{+gL.Al}/m
Với:
gLL= 0,495 hệ số phân bố moment của dầm biên.
Suy ra: MLL+IM=2x0,75x0,495x1,15{145(3,6+8,1)+35x5,95}/1,2= 1636,07 (kNm).
-Ứng suất nén khi uốn lớn nhất trong vách của dầm thép do tĩnh tải và hai lần tải trọng mỏi:
ỨNG SUẤT TRONG VÁCH DO MOMEN DƯƠNG (TTGH MỎI)
Tai trong
Momen
St(thep)
St(lien hop)
Ung suat
DC1
1776.71
-10577434.00
-167.97
DW
465.83
-26861860.59
-17.34
DC2
200.77
-26861860.59
-7.47
LL+L+IM
1636.07
-17748958.99
-92.18
PL
291.31
-17748958.99
-16.41
Tong
-301.38
Từ đó ta thấy Fcf=301,38 <345MPa như vậy đạt yêu cầu, nghĩa là dầm thép đã đảm bảo ổn định mỏi cho vách của dầm do uốn.
3.5.9. Kiểm tra dầm theo trạng thái giới hạn về cường độ:
3.5.9.1.Tính toán ứng suất
3.5.9.1.1. Ứng suất nén cực đại ở tại đỉnh của dầm thép do tải trọng có hệ số (dầm biên):
ỨNG SUẤT NÉN Ở ĐỈNH DẦM ( Tải trọng có hệ số)
Tai trong
Momen
St(thep)
St(lien hop)
Ung suat
1.25*DC1
2220.89
-10577434.00
-209.96
1.5*DW
698.75
-26861860.59
-26.01
1.25*DC2
250.96
-26861860.59
-9.34
1.75*(LL+L+IM)
2637.57
-17748958.99
-148.60
PL
509.79
-17748958.99
-28.72
η.Tong
6002.06
-401.51
3.5.9.1.2. Ứng suất kéo cực đại tại đáy của dầm thép do tải trọng có hệ số (dầm biên):
ỨNG SUẤT KÉO Ở ĐÁY DẦM ( Tải trọng có hệ số)
Tai trong
Momen
Sb(thep)
Sb(lien hop)
Ung suat
1.25*DC1
2220.89
15554000.40
142.79
1.5*DW
698.75
22462126.94
31.11
1.25*DC2
250.96
22462126.94
11.17
1.75*(LL+L+IM)
2637.57
16491891.63
159.93
PL
509.79
16491891.63
30.91
η.Tong
6002.06
357.11
3.5.9.2. Kiểm tra độ đặc chắc của tiết diện:
Tiết diện đặc chắc là tiết diện mà khi đạt được mômen dẻo toàn phần Mp trước khi xảy ra mất ổn định ngang hay ổn định cục bộ bản biên, vách dầm.
3.5.9.2.1.Xác định được trục trung hoà dẻo của dầm bằng cách cân bằng các lực dẻo:
Khoảng cách của cốt thép Ø10 bên trong bản bê tong cách nhau 250mm nên số lượng thanh thép trên đỉnh bản trong chiều rộng có hiệu là:
~ 9 (thanh)
Khoảng cách của cốt thép dưới trong bản bê tông là 350mm nên số thanh thép Ø15 ở đáy bản là:
~ 6 (thanh)
Xác định lực dẻo:
Với cốt thép trên:
Prt = Art.fy = 9.100.400.10-3 = 360 (kN).
Với cốt thép dưới:
Prd = Ard.fy = 6.200.400.10-3 = 480 (kN).
Bản bê tông:
Ps =0,85. f’c . bo . ts = 0,85.30.2100.180.10-3 = 9639 (kN)
Biên chịu nén:
Pc =Fy .bc .tc =345.300.20.10-3 = 2070 (kN)
Biên chịu kéo:
Pt =Fy .bt .tt =345.400.20.10-3 =2760 (kN)
Vách dầm:
Pw =Fy .tw .D = 345.12.1165.10-3 =4823,1 (kN)
Bản táp:
Pbt =Fy .bbt .tbt =345.380.12.10-3 =1573,2 (kN)
Từ đó ta nhận thấy rằng Prt+Prd+Ps < Pc + Pt + Pw+Pbt . Vậy trục trung hoà dẻo nằm trong biên chịu nén của dầm.
Khi đó lực dẻo trong biên chịu nén phải chia ra lực dẻo chịu kéo và nén để có cân bằng.
Gọi Y là khoảng cách từ trục trung hoà dẻo đến đỉnh biên trên của bản, khi đó ta có:
Prt+Prd+Ps+ .Pc= -Pc + Pt + Pw+Pbt
=> Y =
Suy ra Y= 20.{360+480+9639-(2760+4823,1+1573,2)}/(2.2070)
Y= 3,3 mm
Xác định mômen dẻo Mp đối với tiết diện dầm:
Ta có: MP= drt.Prt + drd.Prd + ds.Ps+ dc.Pc + dt.Pt + dw.Pw + dbt.Pbt
Với:
drt=280 + 6,4 - 40 = (mm).
drb=150+40+6,4 =196,4 (mm).
ds =90+150+6,4 =146,4 (mm).
dc =10- 6,4 =3,6 (mm).
dt =1160+20-6,4+10 =1183,6 (mm).
dw =20-6,4+1160/2 =593,6 (mm).
dbt =20+1160-6,4+20+6 =1196,6 (mm).
Suy ra:
MP=(360.283,6 + 480.196,4 + 9639.146,4 + 2070.3,6 + 2760.1183,6 + 4823,1.593,6 +
1573,2.1196,6) 10-3 = 9627,19 (kNm)
3.5.9.2.2. Độ mảnh của vách dầm:
Vì trục tung hoà dẻo nằm trên bản biên nên: Dcp = 0
=> ≤ 3,76
Trong đó:
Dcp là chiều cao phần vách dầm chịu nén.
tw là chiều dày của vách dầm.
3.5.9.2.3. Độ mảnh của biên chịu nén:
Đối với tiết diện dầm đặc 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.
==7,5 ≤ 3,76= 3,76= 9,2
Vậy tiết diện của dầm đang xét là đặc chắc.
Kiểm tra về điều kiện cường độ:
Theo điều kiện đảm bảo cường độ thì:
0,95..Qi ≤ .Rn
Rn là sức kháng danh định của tiết diện dầm.
Hệ số sức kháng = 1,0 (22TCN272-05)
Khi đó Mn = Mp =6849,39 kNm.
0,95..Qi =5984,78 kNm < .Rn= 9627,19 kNm.
Vậy trạng thái giới hạn cường độ I được thoả mãn.
3.5.9.3. Liên kết dọc chịu nén:
Tương tự đây là tiết diện đặc chắc do đó ta không cần kiểm tra độ mãnh của liên kết dọc chịu nén.
3.5.9.4. Kiểm tra tính dẻo dai của tiết diện chịu mônmen:
Như ta đã tính toán ở mục 8 thì ứng suất kéo lớn nhất tại biên trên của dầm thép do tải trọng có hệ số là 401,54 MPa. Ứng suất này vượt quá giới hạn chảy của thép công trình cấp 345 MPa, khi đó dầm thép sẽ làm việc trong miền dẻo vì vậy mà ta cần kiểm tra tính dẻo dai của dầm thép.
Điều kiện của tiết diện đặc chắc:
Dp ≤ (d+tS+th)/7,5
Trong đó:
DP là khoảng cách từ trục trung hoà dẻo của dầm đến đỉnh bản DP=3,6mm.
d: chiều cao của tiết diện dầm thép d=1212mm.
tS là bề dày của bản mặt cầu tS=180mm.
th là chiều cao của phần vút th=150mm.
Suy ra:
(d+tS+th)/7,5=(1212+180+150)/7,5=205,6mm > Dcp= 3,6 mm
Như vậy tất cả các yêu cầu về uốn đều thoả mãn.
3.5.10. Kiểm tra dầm trong trạng thái giới hạn sử dụng:
3.5.10.5.1.Kiểm tra độ võng không bắt buộc:
Độ võng cho phép của dầm theo AASHTO lấy bằng Lnhịp= 32400 = 40,5mm.
Độ võng không bắt buộc ở đây là độ võng do hoạt tải gây ra trong dầm tại vị trí giữa nhịp (dầm đơn giản).
Độ võng do hoạt tải gây ra có thể được xét đối với hai trường hợp hoạt tải:
+Trường hợp có một xe tải thiết kế:
+Trường hợp 25% xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế.
Các làn đều được chất tải và các dầm đở làn đều võng và giả thiết là các dầm đều võng như nhau.
Khi đó hệ số phân bố độ võng có thể lấy bằng số làn chia cho số dầm: DF=2/5=0,4.
3.5.10.1.1.Xét trường hợp xe tải đơn thiết kế:
145
35
145
P3
P2
P1
Hình 9: Tính võng tại giữa nhịp dầm
Các tải trọng gây võng cho một dầm:
P1=35x0,4x1,25=17,5 (kN).
P2=P3=145x0,4x1,25=72,5 (kN).
Độ võng do tải trọng P2 gây ra là:
fP2==72,5x33,053109/48x200000x10-3x12857476891,18 =19,97 (mm).
Độ võng của dầm do tải trọng P1vàP3 gây ra là:
fP2,P3=(72,5+17,5).(L2-11,92-(32,4/2)2)
=(72,5+17,5).(32,42-11,92-(32,4/2)2)
=0,0022 (m)
=2,2 mm
Vậy tổng độ võng do hoạt tải kà xe tải đơn thiết kế là: 19,97+2,2=22,17mm.
3.5.10.1.2.Độ võng của dầm do 25% xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế:
+25% xe tải thiết kế: =21,17x0,25=5,3mm.
+Độ võng do tải trọng làn thiết kế:
w = 9,3kN/m
L = 32,4m
Hình 10: Xếp tải trọng làn cho dầm
fLn===1,03 (mm).
Tổng độ võng của dầm = 5,3+1,03=6,33 (mm) < 22,17mm <40,5mm.
Vậy độ võng không bắt buộc của dầm được thoả mãn.
3.5.10.2.Kiểm tra ứng suất của dầm trong giai đoạn sử dụng bình thường:
Theo AASHTO thì trong giai đoạn sử dụng tải trọng tác dụng lên dầm gồm có: tĩnh tải D1,D2,D3 và hoạt tải 1,3(LL+IM). Ứng suất này phải tính toán đối với cả hai biên của dầm thép.
Ứng suất đà hồi lớn nhất của bản biên trong giai đoạn sử dụng:
ff=0,95xRhxFyf=0,95x1,0x345=327,75MPa.
Ứng suất của bản biên trên của dầm thép do mômen sử dụng:
Ứng suất của bản biên trên của dầm thép do moment sử dung
Tai trong
Momen
St(thep)
St(lien hop)
Ung suat
DC1
1776.71
-10577434.00
-167.97
DW
465.83
-26861860.59
-17.34
DC2
200.77
-26861860.59
-7.47
LL+L+IM
1507.18
-17748958.99
-84.92
PL
291.31
-17748958.99
-16.41
Tong
2661.89
-294.12
Ứng suất của bản biên dưới của dầm thép do mômen sử dụng:
Ứng suất của bản biên dưới của dầm thép do moment sử dung
Tai trong
Momen
Sb(thep)
Sb(lien hop)
Ung suat
DC1
1776.71
15554000.40
114.23
DW
465.83
22462126.94
20.74
DC2
200.77
22462126.94
8.94
LL+L+IM
1507.18...
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.
Nếu ≤ 5,76 thì Fcf ≤ RhFyc
Nếu 5,76≤ ≤ 6,43 thì Fcf ≤ RhFyc(3,58-0,448)
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=345Mpa.
E=200GPa là môđun đàn hồi của thép.
Ta có: == 127,17
5,76 =5,76 =138,68 àthoả mãn.
Khi đó Fcf ≤ RhFyc lấy Rh=1,0 à Fcf ≤ Fyc.
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%
Hệ số làn xe: m=1,2
145kN
35kN
5,95
8,1
3,6
145kN
9,0m
4,3m
Hình 8: Mỏi tại giữa nhịp dầm
MLLl/2 =2x0,75xgLL.(1+IM).{+gL.Al}/m
Với:
gLL= 0,495 hệ số phân bố moment của dầm biên.
Suy ra: MLL+IM=2x0,75x0,495x1,15{145(3,6+8,1)+35x5,95}/1,2= 1636,07 (kNm).
-Ứng suất nén khi uốn lớn nhất trong vách của dầm thép do tĩnh tải và hai lần tải trọng mỏi:
ỨNG SUẤT TRONG VÁCH DO MOMEN DƯƠNG (TTGH MỎI)
Tai trong
Momen
St(thep)
St(lien hop)
Ung suat
DC1
1776.71
-10577434.00
-167.97
DW
465.83
-26861860.59
-17.34
DC2
200.77
-26861860.59
-7.47
LL+L+IM
1636.07
-17748958.99
-92.18
PL
291.31
-17748958.99
-16.41
Tong
-301.38
Từ đó ta thấy Fcf=301,38 <345MPa như vậy đạt yêu cầu, nghĩa là dầm thép đã đảm bảo ổn định mỏi cho vách của dầm do uốn.
3.5.9. Kiểm tra dầm theo trạng thái giới hạn về cường độ:
3.5.9.1.Tính toán ứng suất
3.5.9.1.1. Ứng suất nén cực đại ở tại đỉnh của dầm thép do tải trọng có hệ số (dầm biên):
ỨNG SUẤT NÉN Ở ĐỈNH DẦM ( Tải trọng có hệ số)
Tai trong
Momen
St(thep)
St(lien hop)
Ung suat
1.25*DC1
2220.89
-10577434.00
-209.96
1.5*DW
698.75
-26861860.59
-26.01
1.25*DC2
250.96
-26861860.59
-9.34
1.75*(LL+L+IM)
2637.57
-17748958.99
-148.60
PL
509.79
-17748958.99
-28.72
η.Tong
6002.06
-401.51
3.5.9.1.2. Ứng suất kéo cực đại tại đáy của dầm thép do tải trọng có hệ số (dầm biên):
ỨNG SUẤT KÉO Ở ĐÁY DẦM ( Tải trọng có hệ số)
Tai trong
Momen
Sb(thep)
Sb(lien hop)
Ung suat
1.25*DC1
2220.89
15554000.40
142.79
1.5*DW
698.75
22462126.94
31.11
1.25*DC2
250.96
22462126.94
11.17
1.75*(LL+L+IM)
2637.57
16491891.63
159.93
PL
509.79
16491891.63
30.91
η.Tong
6002.06
357.11
3.5.9.2. Kiểm tra độ đặc chắc của tiết diện:
Tiết diện đặc chắc là tiết diện mà khi đạt được mômen dẻo toàn phần Mp trước khi xảy ra mất ổn định ngang hay ổn định cục bộ bản biên, vách dầm.
3.5.9.2.1.Xác định được trục trung hoà dẻo của dầm bằng cách cân bằng các lực dẻo:
Khoảng cách của cốt thép Ø10 bên trong bản bê tong cách nhau 250mm nên số lượng thanh thép trên đỉnh bản trong chiều rộng có hiệu là:
~ 9 (thanh)
Khoảng cách của cốt thép dưới trong bản bê tông là 350mm nên số thanh thép Ø15 ở đáy bản là:
~ 6 (thanh)
Xác định lực dẻo:
Với cốt thép trên:
Prt = Art.fy = 9.100.400.10-3 = 360 (kN).
Với cốt thép dưới:
Prd = Ard.fy = 6.200.400.10-3 = 480 (kN).
Bản bê tông:
Ps =0,85. f’c . bo . ts = 0,85.30.2100.180.10-3 = 9639 (kN)
Biên chịu nén:
Pc =Fy .bc .tc =345.300.20.10-3 = 2070 (kN)
Biên chịu kéo:
Pt =Fy .bt .tt =345.400.20.10-3 =2760 (kN)
Vách dầm:
Pw =Fy .tw .D = 345.12.1165.10-3 =4823,1 (kN)
Bản táp:
Pbt =Fy .bbt .tbt =345.380.12.10-3 =1573,2 (kN)
Từ đó ta nhận thấy rằng Prt+Prd+Ps < Pc + Pt + Pw+Pbt . Vậy trục trung hoà dẻo nằm trong biên chịu nén của dầm.
Khi đó lực dẻo trong biên chịu nén phải chia ra lực dẻo chịu kéo và nén để có cân bằng.
Gọi Y là khoảng cách từ trục trung hoà dẻo đến đỉnh biên trên của bản, khi đó ta có:
Prt+Prd+Ps+ .Pc= -Pc + Pt + Pw+Pbt
=> Y =
Suy ra Y= 20.{360+480+9639-(2760+4823,1+1573,2)}/(2.2070)
Y= 3,3 mm
Xác định mômen dẻo Mp đối với tiết diện dầm:
Ta có: MP= drt.Prt + drd.Prd + ds.Ps+ dc.Pc + dt.Pt + dw.Pw + dbt.Pbt
Với:
drt=280 + 6,4 - 40 = (mm).
drb=150+40+6,4 =196,4 (mm).
ds =90+150+6,4 =146,4 (mm).
dc =10- 6,4 =3,6 (mm).
dt =1160+20-6,4+10 =1183,6 (mm).
dw =20-6,4+1160/2 =593,6 (mm).
dbt =20+1160-6,4+20+6 =1196,6 (mm).
Suy ra:
MP=(360.283,6 + 480.196,4 + 9639.146,4 + 2070.3,6 + 2760.1183,6 + 4823,1.593,6 +
1573,2.1196,6) 10-3 = 9627,19 (kNm)
3.5.9.2.2. Độ mảnh của vách dầm:
Vì trục tung hoà dẻo nằm trên bản biên nên: Dcp = 0
=> ≤ 3,76
Trong đó:
Dcp là chiều cao phần vách dầm chịu nén.
tw là chiều dày của vách dầm.
3.5.9.2.3. Độ mảnh của biên chịu nén:
Đối với tiết diện dầm đặc 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.
==7,5 ≤ 3,76= 3,76= 9,2
Vậy tiết diện của dầm đang xét là đặc chắc.
Kiểm tra về điều kiện cường độ:
Theo điều kiện đảm bảo cường độ thì:
0,95..Qi ≤ .Rn
Rn là sức kháng danh định của tiết diện dầm.
Hệ số sức kháng = 1,0 (22TCN272-05)
Khi đó Mn = Mp =6849,39 kNm.
0,95..Qi =5984,78 kNm < .Rn= 9627,19 kNm.
Vậy trạng thái giới hạn cường độ I được thoả mãn.
3.5.9.3. Liên kết dọc chịu nén:
Tương tự đây là tiết diện đặc chắc do đó ta không cần kiểm tra độ mãnh của liên kết dọc chịu nén.
3.5.9.4. Kiểm tra tính dẻo dai của tiết diện chịu mônmen:
Như ta đã tính toán ở mục 8 thì ứng suất kéo lớn nhất tại biên trên của dầm thép do tải trọng có hệ số là 401,54 MPa. Ứng suất này vượt quá giới hạn chảy của thép công trình cấp 345 MPa, khi đó dầm thép sẽ làm việc trong miền dẻo vì vậy mà ta cần kiểm tra tính dẻo dai của dầm thép.
Điều kiện của tiết diện đặc chắc:
Dp ≤ (d+tS+th)/7,5
Trong đó:
DP là khoảng cách từ trục trung hoà dẻo của dầm đến đỉnh bản DP=3,6mm.
d: chiều cao của tiết diện dầm thép d=1212mm.
tS là bề dày của bản mặt cầu tS=180mm.
th là chiều cao của phần vút th=150mm.
Suy ra:
(d+tS+th)/7,5=(1212+180+150)/7,5=205,6mm > Dcp= 3,6 mm
Như vậy tất cả các yêu cầu về uốn đều thoả mãn.
3.5.10. Kiểm tra dầm trong trạng thái giới hạn sử dụng:
3.5.10.5.1.Kiểm tra độ võng không bắt buộc:
Độ võng cho phép của dầm theo AASHTO lấy bằng Lnhịp= 32400 = 40,5mm.
Độ võng không bắt buộc ở đây là độ võng do hoạt tải gây ra trong dầm tại vị trí giữa nhịp (dầm đơn giản).
Độ võng do hoạt tải gây ra có thể được xét đối với hai trường hợp hoạt tải:
+Trường hợp có một xe tải thiết kế:
+Trường hợp 25% xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế.
Các làn đều được chất tải và các dầm đở làn đều võng và giả thiết là các dầm đều võng như nhau.
Khi đó hệ số phân bố độ võng có thể lấy bằng số làn chia cho số dầm: DF=2/5=0,4.
3.5.10.1.1.Xét trường hợp xe tải đơn thiết kế:
145
35
145
P3
P2
P1
Hình 9: Tính võng tại giữa nhịp dầm
Các tải trọng gây võng cho một dầm:
P1=35x0,4x1,25=17,5 (kN).
P2=P3=145x0,4x1,25=72,5 (kN).
Độ võng do tải trọng P2 gây ra là:
fP2==72,5x33,053109/48x200000x10-3x12857476891,18 =19,97 (mm).
Độ võng của dầm do tải trọng P1vàP3 gây ra là:
fP2,P3=(72,5+17,5).(L2-11,92-(32,4/2)2)
=(72,5+17,5).(32,42-11,92-(32,4/2)2)
=0,0022 (m)
=2,2 mm
Vậy tổng độ võng do hoạt tải kà xe tải đơn thiết kế là: 19,97+2,2=22,17mm.
3.5.10.1.2.Độ võng của dầm do 25% xe tải thiết kế và tải trọng làn thiết kế:
+25% xe tải thiết kế: =21,17x0,25=5,3mm.
+Độ võng do tải trọng làn thiết kế:
w = 9,3kN/m
L = 32,4m
Hình 10: Xếp tải trọng làn cho dầm
fLn===1,03 (mm).
Tổng độ võng của dầm = 5,3+1,03=6,33 (mm) < 22,17mm <40,5mm.
Vậy độ võng không bắt buộc của dầm được thoả mãn.
3.5.10.2.Kiểm tra ứng suất của dầm trong giai đoạn sử dụng bình thường:
Theo AASHTO thì trong giai đoạn sử dụng tải trọng tác dụng lên dầm gồm có: tĩnh tải D1,D2,D3 và hoạt tải 1,3(LL+IM). Ứng suất này phải tính toán đối với cả hai biên của dầm thép.
Ứng suất đà hồi lớn nhất của bản biên trong giai đoạn sử dụng:
ff=0,95xRhxFyf=0,95x1,0x345=327,75MPa.
Ứng suất của bản biên trên của dầm thép do mômen sử dụng:
Ứng suất của bản biên trên của dầm thép do moment sử dung
Tai trong
Momen
St(thep)
St(lien hop)
Ung suat
DC1
1776.71
-10577434.00
-167.97
DW
465.83
-26861860.59
-17.34
DC2
200.77
-26861860.59
-7.47
LL+L+IM
1507.18
-17748958.99
-84.92
PL
291.31
-17748958.99
-16.41
Tong
2661.89
-294.12
Ứng suất của bản biên dưới của dầm thép do mômen sử dụng:
Ứng suất của bản biên dưới của dầm thép do moment sử dung
Tai trong
Momen
Sb(thep)
Sb(lien hop)
Ung suat
DC1
1776.71
15554000.40
114.23
DW
465.83
22462126.94
20.74
DC2
200.77
22462126.94
8.94
LL+L+IM
1507.18...