hoangdai_benem_9x
New Member
Download miễn phí Bộ tài liệu Kết cấu thép
Vấn đềmấu chốt đểphát triển sức kháng dẻo Mplà sự ổn định có được đảm bảo hay không
đối với mặt cắt ngang. Nếu xảy ra mất ổn định tổng thểhay cục bộthì Mpkhông thể đạt được.
Mất ổn định tổng thểcó thểxảy ra khi biên nén của một mặt cắt chịu uốn không được đỡ
ngang. Một cánh nén không được liên kết ngang sẽlàm việc nhưmột cột và có xu hướng oằn
ra ngoài mặt phẳng giữa các điểm gối ngang. Đồng thời, do biên nén là một phần của mặt cắt
ngang dầm có biên kéo được giữthẳng, mặt cắt ngang sẽbịxoắn khi nó chuyển vịngang.
Ứng xửnày được mô tảtrên hình 4.4 và được gọi là mất ổn định xoắn ngang.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
hạn. Từ biến củabê tông có khuynh hướng chuyển ứng suất dài hạn từ bê tông sang thép, làm tăng độ cứng
tương đối của thép. Phép nhân với 3n là để xét đến sự tăng này. Độ cứng của mặt cắt liên hợp
toàn phần có thể được sử dụng trên toàn bộ chiều dài cầu, kể cả ở các vùng chịu mô men âm.
Độ cứng không đổi này là hợp lý cũng như thuận tiện vì các thí nghiệm ngoài hiện trường của
các cầu liên hợp liên tục đã cho thấy, có hiệu ứng liên hợp đáng kể ở các vùng chịu mô men
âm.
Bảng 4.1 - Tỷ số giữa mô đun đàn hồi của thép và của bê tông (bê tông có tỷ trọng thông
thường)
(MPa)cf ′ 16 20cf ′≤ < 20 25cf ′≤ < 25 32cf ′≤ < 32 41cf ′≤ < 41 cf ′≤
n 10 9 8 7 6
1.6. Các trạng thái giới hạn
Trạng thái giới hạn cường độ
Đối với các mặt cắt chắc, sức kháng uốn có hệ số biểu diễn theo mô men được tính bằng công
thức
nfr MM φ= (4.2)
trong đó φf là hệ số sức kháng đối với uốn tra bảng và Mn = Mp, với Mn là sức kháng danh
định được quy định cho một mặt cắt chắc và Mp là mô men dẻo.
Đối với các mặt cắt không chắc, sức kháng uốn có hệ số được biểu diễn theo ứng suất
ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU
TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 71
nfr FF φ= (4.3)
với Fn là sức kháng danh định được quy định cho một mặt cắt không chắc.
Sức kháng cắt có hệ số được cho bởi
nvr VV φ= (4.4)
trong đó φv là hệ số sức kháng đối với cắt tra bảng và Vn là sức kháng cắt danh định được quy
định cho các vách được tăng cường và không được tăng cường.
Trạng thái giới hạn sử dụng
Tổ hợp tải trọng sử dụng được cho trong bảng 1.2. Tổ hợp tải trọng này được dùng để kiểm
tra sự chảy của kết cấu thép và ngăn ngừa độ võng thường xuyên bất lợi có thể ảnh hưởng xấu
đến khai thác. Khi kiểm tra ứng suất của bản biên, sự phân phối lại mô men có thể được xét
đến nếu mặt cắt ở vùng mô men âm là chắc. Ứng suất của bản biên trong uốn dương và uốn
âm đối với mặt cắt chắc phải không được vượt quá
yfhf FRf 95,0≤ (4.5)
và đối với mặt cắt không chắc
yfhf FRf 80,0≤ (4.6)
trong đó, ff là ứng suất đàn hồi của bản biên dưới tải trọng có hệ số, Rh là hệ số giảm ứng suất
bản biên do lai (cho một mặt cắt đồng nhất, Rh = 1,0) và Fyf là ứng suất chảy của bản biên.
Trạng thái giới hạn mỏi
a) Tổ hợp tải trọng mỏi (A3.6.1.4)
Tổ hợp tải trọng mỏi là tổ hợp chỉ có một xe tải mỏi thiết kế qua cầu, với hệ số tải trọng γ =
0,75 và hệ số xung kích IM = 15%. Xe tải mỏi thiết kế là xe tải thiết kế nhưng có khoảng cách
giữa hai trục sau không đổi là 9000mm.
35 kN 145 kN 145 kN
4300 mm 9000mm
600 mm nãi chung
300mm mót thõa cña mÆt cÇu
Lµn thiÕt kÕ 3500 mm
XE TẢI MỎI THIẾT KẾ
ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU
TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 72
b) Kiểm toán mỏi dưới tác dụng của xe tải mỏi thiết kế
- Công thức kiểm tra mỏi như sau (A6.6.1.2.2):
( ) ( )nΔFΔfγ ≤
Trong đó:
γ = hệ số tải trọng mỏi, ta có γ = 0,75;
( )Δf = biên độ ứng suất dưới tác dụng của xe tải mỏi thiết kế, có xét đến hệ số xung kích IM
= 15% gây ra tại vị trí kiểm tra mỏi (MPa);
( )nΔF = sức kháng mỏi danh định tính theo ứng suất (MPa).
- Nhận xét: Ta thấy công thức trên chính là phương trình cơ bản của tiêu chuẩn 22TCN 272-
05 xét ở TTGH mỏi (khi đó 1,0φ0,75;γ1,0;η === ).
- Xác định ( )Δf :
Đối với dầm thép mặt cắt chữ I, nhịp giản đơn thì mặt cắt bất lợi nhất là mặt cắt giữa nhịp.
Điểm bất lợi nhất khi kiểm tra mỏi của tiết diện này chính là điểm đáy dầm hay điểm đường
hàn giữa bản bụng và bản cách dưới. Dưới đây trình bày cách xác định ( )Δf cho điểm đáy
dầm như sau:
+ Xác định mômen lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp khi cho xe tải mỏi thiết kế chạy qua cầu. Ví
dụ theo phương pháp đường ảnh hưởng ta có sơ đồ xếp xe để xác định mômen lớn nhất tại
mặt cắt giữa nhịp như sau:
§ah M (L/2)
L/2 L/2
L
P1 = 35kN
9000 4300
P2 = 145kNP3 = 145kN
y1
y3
y2
Khi đó, ta có:
Mmaxf = mgF(1+IM) ( )∑ ii yP
+ Đối với nhịp giản đơn, nên ta có:
( )
S
M
y
I
M
fffΔf maxfbotg
maxf
maxminmax ===−=
Trong đó:
S = mômen kháng uốn của tiết diện giữa nhịp.
- Xác định ( )nΔF : (A6.6.1.2.5)
+ Nhận xét: Từ đường cong mỏi S – N của vật liệu đã biết, ta có thể xác định được cường độ
mỏi hay sức kháng mỏi danh định của vật liệu nếu biết số chu kỳ tác dụng của tải trọng mỏi
như sau:
ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU
TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 73
Si
lgS
VÕt nøtVÕt nøt lan truyÒn
§−êng cong mái S-N theo 22TCn 272-05
kh«ng lan truyÒn
Ni (N ~ 10 )~
7
Giíi h¹n mái
®Õn ph¸ ho¹i
lgN
+ Tuy vậy, để đơn giản cũng như xét đến sự khác nhau của từng cấu kiện (chi tiết) khi tính
toán, tiêu chuẩn 22TCN 272-05 đưa ra công thức xác định ( )nΔF như sau:
( ) ( )TH3
1
n ΔF2
1
N
A
ΔF ≥⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
Trong đó:
( )THΔF = Ngưỡng ứng suất mỏi (giới hạn mỏi), tra bảng phụ thuộc vào loại cấu tạo cấu kiện
(chi tiết). Ở đây ta thấy ngưỡng ứng suất mỏi được chia 2 để xét đến trên thực tế xe tải nặng
nhất qua cầu gần bằng hai lần xe tải mỏi thiết kế;
A = Hệ số cấu tạo, tra bảng phụ thuộc vào loại cấu tạo cấu kiện (chi tiết);
(Chú ý: ở đây ta thấy sức kháng mỏi danh định (cường độ mỏi) có quan hệ với số chu kỳ phá
hoại mỏi N như sau: Nếu biên độ ứng suất giảm đi một nửa, thì số chu kỳ phá hoại mỏi (tuổi
thọ) của chi tiết tăng lên 8 lần. Ngược lại, nếu biên độ ứng suất tăng lên gấp đôi, thì số chu kỳ
phá hoại mỏi (tuổi thọ) của chi tiết giảm đi 8 lần).
Hệ số cấu tạo và giới hạn mỏi (A6.6.1.2.5-1, A6.6.1.2.5-3)
Loại chi tiết Hệ số cấu tạo A.1011
(MPa3)
Giới hạn mỏi (ΔF)TH (MPa)
A 82,0 165
A 39,3 110
B’ 20,0 82,7
C 14,4 69,0
C’ 14,4 82,7
D 7,21 48,3
E 3,61 31,0
E’ 1,28 17,9
Bu lông A325M kéo dọc trục 5,61 214
Bu lông A490M kéo dọc trục 10,3 262
ĐÀO SỸ ĐÁN - BỘ MÔN KẾT CẤU
TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ 74
Các loại chi tiết đối với tải trọng gây ra mỏi (A6.6.1.2.3-1)
Điều kiện
chung
Trạng thái
Loại
chi
tiết
Thí dụ
minh họa,
xem hình
6.6.1.2.3-1
Các cấu kiện
thường
Kim loại cơ bản:
Với các bề mặt cán và làm sạch. Các mép cắt
bằng lửa với ANSI/AASHTO/AWS D1.5 (Bản
cánh 3.2.2), độ nhẵn 0,025mm hay thấp hơn
Thép có xử lý chống ăn mòn không sơn, tất cả các
cấp được thiết kế và cấu tạo theo đúng với FHWA
(1990)
ở mặt cắt thực của các đầu của thanh có tai treo và
các bản chốt.
A
B
E
1,2
Kết cấu tổ
hợp
Kim loại cơ bản và kim loại hàn trong các bộ phận,
không có các gắn kết phụ, được liên kết bằng:
Các đường hàn rãnh liên tục ngấu hoàn toàn với
các thanh đệm lót lấy đi, hay
Các đường hàn liên tục song song với phương của
ứng suất
Các đường hàn rãnh liên tục ngấu hoàn toàn với
các thanh đệm lót để lại, hay
Các đường hàn rãnh liên tục ngấu không hoàn
toàn song song với phương của ứng suất
Kim loại cơ bản ở các đầu của các bản phủ trên một
phần chiều dài:
Với các liên kết ở đầu bằng bulông trượt tới...