1. Ổn định tổng thể :
Với dầm thép liên hợp với bản bêtông cốt thép , ổn định tổng thể bất lợi nhất trong giai đoạn thi công
Đk ổn định : = R0
trong đó :
yb - khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến trọng tâm cánh nén :
yb = 139,1 - 51,706 = 87,394 cm
Jng- mômen quán tính của dầm thép Jng = 723440 cm4
M- mômen trong giai đoạn I : M = 13763200kG.cm
15 trang |
Chia sẻ: lynhelie | Lượt xem: 1333 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Cầu thép - Trương Quang Linh, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
2) ứng suất tiết tại mặt cắt gối : ( mặt cắt bất lợi )
QI = 19,635 T ; QII = 15,776 + 24,988 = 40,764 T
ã Kiểm tra tại 3 vị trí như sau :
+ A là điểm trên trục trung hoà của tiết diện giai đoạn I :
yA = 51,706 cm
+ B là điểm trên trục trung hoà của tiết diện liên hợp :
yB = 116,129 cm
+C là điểm giữa của A và B :
yc = 0,5(51,706 + 116,129) = 83,9175 cm
2.1) Giai đoạn I :
SA = 36.1,8.50,806 + 40.1,8.49,006 + 1,8.0,5.(51,706 - 3,6)2
= 8903,43 cm3
ứng suất tiếp tại A :
= = = 134,25 kG/cm2
SB = 36.1,8.50,806 + 40.1,8.49,006 + 1,8.(116,129 - 3,6).[ 51,706 - (116,129 - 3,6)/2 ]
= 5897,33 cm3
ứng suất tiếp tại B :
= = = 88,92 kG/cm2
Sc = 36.1,8.50,806 + 40.1,8.49,006 + 1,8.(83,9175 - 3,6)[51,706 - (83,9175 - 3,6)/2]
= 8490,06 cm3
ứng suất tiếp tại C :
= = = 128,02 kG/cm2
2.2) Giai đoạn II :
SA = 36.1,8.115,229 + 40.1,8.113,429
+ 1,8.(51,706 - 3,6).[(116,129 - 3,6) - 0,5(51,706 - 3,6)]
= 23294,93 cm3
ứng suất tiếp tại A :
= = = 33,95 kG/cm2
SB = 36.1,8.115,229 + 40.1,8.113,429
+ 1,8.(116,129- 3,6).(116,129 - 3,6).0,5
= 27030,23 cm3
ứng suất tiếp tại B :
= = = 39,39 kG/cm2
Sc = 36.1,8.115,229 + 40.1,8.113,429
+ 1,8.(83,9175 - 3,6)[(116,129- 3,6) - 0,5.(83,9175 - 3,6)]
= 26096,40 cm3
ứng suất tiếp tại C :
= = = 42,41 kG/cm2
2.3) Tổng Kết ứng suất trong hai giai đoạn :
tA = tIA + tIIA = 134,25 + 33,95 = 168,2 kG/cm2
tB = tIB + tIIB = 88,92 + 39,39 = 128,31 kG/cm2
tC = tIC + tIIC = 128,02 + 42,41 = 170,43 kG/cm2
Ta thấy : tmax = tC = 170,43 kG/cm2
Ta có cường độ chống cắt Rc = c'.0,6.R0
trong đó :
c' phụ thuộc vào tỷ số
ttb = + = +
= 211,13 kG/cm2
( Với h1 và h2 là chiều cao dầm thép và dầm liên hợp )
Như vây : = = 0,81 < 1,25 ta có c' = 1
Rc = 0,6.1900 = 1140 kG/cm2
tmax = tc = 170,43 kG/cm2 < 1140 kG/cm2
Đạt yêu cầu .
VI) Kiểm Tra với Tổ Hợp Tải Trọng Phụ :
1) ứng suất sinh ra do sự chênh lệch nhiệt độ :
FT = 0,8Fv + 0,3Fu
trong đó :
ã Fv - diện tích thuộc sườn dầm :
Fv = 1,8.135 = 243 cm2
ã Fu - diện tích biên dưới :
Fu = 40.1,8 + 36.1,8 = 136,8 cm2
FT = 0,8.243 + 0,3.136,8 = 235,44 cm2
Mômen tĩnh của tiết diện bị nắng chiếu :
ST = (0,4h - 0,8y't).Fv + 0,3Fu.ytd
trong đó :
h - chiều cao sườn dầm ( h = 135 cm)
y't , ytd - khoảng cách từ trọng tâm tiết diện liên hợp đến mép trên và mép dưới của dầm thép
y't = 140 - 116,129 = 23,871 cm ; ytd = 116,129 cm
ST = (0,4.135 - 0,8.23,871).243 + 0,3.136,8.116,129 = 4765,93 cm3
a) ứng suất tại mép trên của bản :
= .tmax.Eb.()
trong đó :
= 0,00001 , tmax = 300C , Eb = 315000 kG/cm2
= 0,00001.30.315000.( - .53,871)
= 24,70 kG/cm2
b) ứng suất mép dưới vút bản :
= 0,00001.30.315000.( - .23,871)
= 25,57 kG/cm2
c) ứng suất mép trên dầm thép :
= nt. = 6,667.25,57 = 170,48 kG/cm2
d) ứng suất mép dưới của dầm thép :
= .tmax.Ed.( - )
với mép dầm = 0,3
= 0,00001.30.2100000.( - .116,129 - 0,3)
= - 386,55 kG/cm2
2) ứng suất do co ngót của bêtông :
a) ứng suất ở mép trên của bản :
=Ec.()
Với bêtông đổ tại chổ = 0,002 và khi xét ảnh hưởng co ngót thì phải xét đến từ biến
Ec = 0,5Eb
Trong công thức trên :
+ Ec = 0,002.0,5.31500 = 31,5
+ Ft - Diện tích dầm thép ( Ft = 340,8 cm2)
+ St - Mômen tĩnh của tiết diện dầm đối với trục trung hoà của tiết diện liên hợp có xét đến từ biến
St = 340,8(97,64 - 51,706) = 15654,30 cm3
= 31,5.(
= 2,03 kG/cm2
b) ứng suất mép dưới bản bêtông cốt thép :
= 31,5(
= 4,06 kg/cm2
c) ứng suất mép trên dầm thép :
=Et.(
= 0,00002.2,1.106(
= - 70,37 kg/cm2
d) ứng suất mép dưới dầm thép :
= Et.(
= 0,00002.2,1.106(
= 1,359kg/cm2
3) Tổng Hợp ứng Suất :
Trong tổ hợp tải trọng phụ nên không xét bánh xe nặng . Như vậy trong tổ hợp tải trọng này gồm có :
ã Tĩnh tải giai đoạn I :
ã Tĩnh tải giai đoạn II :
ã Tải trọng H13 và Người :
ã ảnh hưởng của co ngót bêtông ( có xét đến từ biến và hệ số vượt tải )
ã ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ ( hệ số vượt tải là 1,1)
Ta nhận thấy chỉ cần kiểm tra ứng suất ở mép trên và mép dưới của dầm thép ( vì ở bản BTCT ứng suất do nhiệt độ và co ngót trái dấu với ứng suất do tải trọng gây ra )
a) ứng suất ở mép trên của dầm thép :
= -
= - .(140 - 116,129) - 36,58
= - 1391,59 kG/cm2
Ta không xét vì trái dấu
= 1391,59 < Ru = 2000 kG/cm2 Đạt yêu cầu .
b) ứng suất mép dưới dầm thép :
= .116,129 + 1,1.386,55 + 1,359
= 1610,68 kG/cm2
Ta không xét vì trái dấu
= 1610,68 < Ru = 2000 kG/cm2 Đạt yêu cầu .
4) Xác định vị trí thay đổi tiết diện biên dưới dầm :
Dọc theo chiều dài dầm , biểu đồ mômen có sự thay đổi do đó tiết diện cũng phải thiết kế thay đổi phù hợp với mômen uốn thì mới tiết kiệm được vật liệu . Đối với dầm hàn đang thiết kế thì việc thay đổi chiều cao tiết diện được thực hiện bằng cách cắt bớt bản táp .
Đặt =
= = = 1,973
MII = 1,973MI
a) Tính toán các đặc trưng hình học sau khi cắt bản biên :
ã Giai đoạn I :
Từ tiết diện ta tính được mômen tĩnh , mômen quán tính và Cth như sau :
Mômen tĩnh đối với trục giữa sườn dầm :
- Biên trên : Stk = 42.70,7 = 2969,4
- Biên dưới : Sdk = - 72.70,7 = - 5090,4
- Sườn dầm : Ssk = 0
Stk = - 5090,4 + 2969,4 = - 2121
Cth = = = 7,52
Với Cth là khoảng cách từ trục k - k đến trục trung hoà 0 - 0
- Mômen quán tính đối với trục k - k :
Jk,th = 39,2.70,72 + 72.70,72
= 728647,63 (cm4)
- Mômen quán tính của tiết diện thép đối với trục trung hoà :
Jth = Jk,th - Fth.C2th
= 728647,63 - 282.7,522
= 712700,42(cm4)
ã Giai đoạn II :
- Diện tích của bản qui đổi như sau :
Fb = (1,8.0,15 + .0,15)
= 0,050622 (m2)
= 506,22 (cm2)
Ftd = 506,22 + 282 = 788,22 (cm2)
Mômen tĩnh đối với trục giữa dầm :
Sk,td = Sk,th + Sb
= - 2121 + 89,5.506,22
= 43185,69 (cm3)
(89,5 là khoảng cách từ trọng tâm của bản đến trọng tâm của tiết diện tương đương )
Ctd = = 54,79 (cm)
- Mômen quán tính của tiết diện liên hợp đối với trục k - k
Jk,td = Jk,th + Jb = 728647,63 + (.180.19,53 + 506,22.89,52)
= 728647,63 + 4166171,88
= 4894819,51 ( cm4)
- Mômen quán tính đối với trục I - I :
Jtd = Jk,td - Ftd.C2td
= 4894819,51 - 788,22.54,792
= 2528627,132 (cm4)
b) Đặt trưng hình học khi chưa cắt bản biên :
ã Giai đoạn I :
Mômen tĩnh của tiết diện dầm thép đối với trục giữa sườn dầm :
Sk,t = - 2121 - 1,8.36.70,2 = - 6669,96 cm3
Mômen quán tính của tiết diện dầm thép đối với trục giữa sườn dầm :
Jk,t = 728647,63 + .36.1,83 + 36.1,8.70,22 = 1048002,118 (cm4 )
Khoảng cách từ trục giữa sườn dầm đến trục trung hoà :
Cth = = 19,57 cm
Mômen quán tính của đầu dầm thép đối với trục trung hoà :
Jth = 1048002,118 - 340,8.19,572 = 917480,86 (cm4)
ã Giai đoạn II :
Mômen tĩnh của tiết diện liên hợp đối với trục giữa sườn dầm :
Sk,tđ = - 6669,96 + 89,5.506,22 = 38636,73 cm3
Mômen quán tính của tiết diện liên hợp đối với trục giữa sườn dầm :
Jk,tđ = 1048002,118 + 4166171,88 = 5214173,998 (cm4 )
Khoảng cách từ trục giữa sườn dầm đến trục trung hoà :
Ctđ = = 49,01 cm
Mômen quán tính của tiết diện liên hợp đối với trục trung hoà :
Jtđ = 5214173,998 - 788,22.49,012 = 3320885,244 (cm4)
c)Xác định Mgh khi chưa cắt và sau khi cắt bản biên :
ã Khi cắt bản biên :
- Khả năng chịu lực của tiết diện :
0 =
Khi 0 Ru , ta có :
0 = + = 2000
+ = 2000
MI = 12560386,98 ( kG.cm)
MI + 1,973MI = 125,6 + 247,8 = 373,40 (T.m)
Mgh0 = 373,40 (T.m)
ã Khi chưa cắt bản biên :
- Khả năng chịu lực của tiết diện :
1 =
Khi 1 Ru , ta có :
1 = + = 2000
+ = 2000
MI = 15955211,48 kG.cm)
= 159,55 Tm
Mgh1 = 159,55 + 1,973.159,55 = 474,342 Tm
Vậy điểm cắt lý thuyết cách mép ngoài dầm một đoạn :
C = 0,51 + 0,3 = 0,81 (m)
Nhận xét : Do đoạn cần cắt của bản biên quá nhỏ so với toàn bộ chiều dài dầm , do vậy ta không cần phải cắt đoạn bản biên đã tính toán .
VII . Tính toán ổn định chung của dầm :
1. ổn định tổng thể :
Với dầm thép liên hợp với bản bêtông cốt thép , ổn định tổng thể bất lợi nhất trong giai đoạn thi công
Đk ổn định : = R0
trong đó :
yb - khoảng cách từ trọng tâm dầm thép đến trọng tâm cánh nén :
yb = 139,1 - 51,706 = 87,394 cm
Jng- mômen quán tính của dầm thép Jng = 723440 cm4
M- mômen trong giai đoạn I : M = 13763200kG.cm
- hệ số phụ thuộc =
với ry =
trong đó :
J'ng - mômen quán tính nguyên của cánh nén đối với trục thẳng đứng :
J'ng = = 4050 cm4
F'ng - diện tích nguyên của cánh nén : F'ng = 1,8.30 = 54 cm2
Do đó : ry = = 8,66 cm
l0 - chiều dài tự do : l0 = 2.1,8 = 3,6 m
Ta tính được :
= = = 41,57
Tra bảng ta được : = 0,845
Như vậy : = = 1867,62 kg/cm2
Nhận thấy : = 1867,62 kG/cm2 < R0 = 1900 Đạt yêu cầu
2) ổn định cục bộ :
Xét tỷ số : = >
Do vậy phải bố trí sườn tăng cường đứng cấu tạo với khoảng cách như sau :
chọn a = 150
Điều kiện để thoả mãn ổn định cục bộ :
m
Với m là hệ số điều kiện làm việc m = 0,9
= = = 568,35 kG/cm2
- ứng suất pháp tới hạn
= 190.c.k. ( kG/cm2)
trong đó :
k là hệ số phụ thuộc vào tỷ số và
k = 4,21
c - Hệ số ngàm của sườn dầm phụ thuộc vào hệ số
= 0,8..
bb = 30 cm , h = 140 cm , = 1,4cm , = 1,8 cm
= 0,08 c = 0,2
= 190.0,2.4,21. = 264,45 (kG/cm2)
là ứng suất tiếp tới hạn
= c .(1020 + ).
trong đó :
b - cạnh ngắn của sườn dầm , b = h
c - là hệ số ngàm các cạnh dọc của mảnh sườn , lấy tương ứng với =
Tra bảng : c = 1,35
= 1,35.(1020 + ).
= 3928,39 kG/cm2
P0 - ứng suất tới hạn ép cục bộ
P0 = 190.c.Z. ( kG/cm2)
c - là hệ số ngàm đàn hồi của sườn dầm vào các biên
Z - Xét tới sự kê tự do của sườn dầm
c và Z tra bảng phụ thuộc vào và =
ta có : c = 1,75 , Z = 6,00
P0 = 190.1,75.6,00.
= 2872,8 kG/cm2
= = .170,43 = 113,62 kG/cm2
P* = = = 1741,13 T/m2 = 174,113 kG/cm2
= = 0,821 < 0,9
VIII) Tính Neo Liên Kết và Bản BTCT :
1- Lực trượt trên một đơn vị chiều dài dầm :
a) Tại Gối :
T0 = +
trong đó :
QtII - Lực cắt do tĩnh tải giai đoạn II : QtII = 15,776 T
Q - Lực cắt do hoạt tải : Q = 24,988 T
S'b - mômen tĩnh của bản đối với trục trung hoà tiết diện liên hợp có xét từ biến
S'b = 253,11.(140 - 97,64 + 19,5) = 15657,38 cm3
Sb - mômen tĩnh của bản lấy đối với trục trung hoà tiết diện liên hợp không xét từ biến :
Sb = 506,22.(140 - 116,129 + 19,5) = 21955,26 cm3
Ta có :
T0 = = 137,12 kG/cm
b) ở 1/8 nhịp:
QtII = 12,079T
Q= 19,764 T
T0 = = 105,88 kG/cm
c) Tại 1/4 nhịp :
QtII = 3,945T
Q= 9,037T
T0 = = 38,23 kG/cm
2- Lực Trượt Đầu Dầm Do Co ngót Của Bêtông
- ứng suất ở trọng tâm bản BTCT do co ngót của bản :
= .Ec.
trong đó :
y - khoảng cách từ trục trung hoà của tiết diện liên hợp có xét từ biến đến trọng tâm của bản
y = 140 - 97,64 + 19,5 = 61,86
Ft - diện tích mặt cắt ngang dầm thép Ft = 340,8
St - mômen tĩnh của dầm thép đối với trục trung hoà của tiết diện liên hợp có xét từ biến
St = 340,8(97,64 - 51,706) = 15654,30 cm3
= 31,5.
= 5,50 kG/cm2
Lực trượt đầu dầm do co ngót của bêtông cốt thép :
Tc = 5,50.6,667.506,22 = 18562,32 kG
3- Lực Trượt Đầu Dầm Do Sự Chênh Lệch Nhiệt Độ :
ứng suất ở trọng tâm bản BTCT do chênh lệch nhiệt độ :
= .tmax.Eb.
trong đó :
y- khoảng cách từ trọng tâm bản đến trục trung hoà của tiết diện liên hợp :
y = 140 - 116,129 + 19,5 = 43,371 cm
= 0,00001.30.315000.
= 4,89 kG/cm2
Lực trượt đầu dầm do sự chênh lệch nhiệt độ là :
Tt = .Fb = 4,89.506,22.6,667 = 16503,59 kG
4. Lực Bóc Do Co Ngót Của Bản BêTông Cốt Thép :
Vt = 2..Tc
trong đó :
a - là trị số lớn nhất trong 3 trị số sau :
ã b - bề rộng cánh phía có dầm b = 90cm
ã c - bề rộng cánh hẫng c = 100cm
ã 0,7.170 = 119 cm
Như vậy lấy a = 119 cm
e - là khoảng cách từ trọng tâm bản đến mặt bên dầm thép : e = 19,5 cm
Vt = 2.18562,32 = 6083,45 kG
5- Lực Bóc Do Chênh Lệch Nhiệt Độ
Vt = 2..Tt = 2. 16503,59 = 5408,74 kG
6- Tính Toán Khả Năng Chịu Lực Của Neo :
- Cấu tạo loại neo mềm đường kính , Rt = 2400 kG/cm2
- Lực trượt cho phép của neo Tcf lấy bằng trị số nhỏ giữa các trị số xác định theo công thức kinh nghiệm như sau :
Tcf = Ft.Rt.cos + 100.d2..sin (*)
Tcf = Ft.Rt.(cos + 0,8sin) (**)
trong đó :
Ft - diện tích thép neo Ft = 2.3,142 = 6,284 cm2
- góc nghiêng của neo đối với biên dầm trong mặt phẳng của dầm thường = 450
Rlt - cường độ bêtông chịu nén trung tâm Rlt = 115/cm2
Theo công thức (*) thì :
Tcf = 6,284.2400. + 100.22.. = 13697,35 kG
Theo công thức (**) thì :
Tcf = 6,284.2400.( + 0,8.) = 19195,45 kG
Ta chọn Tcf = 13697,35 kG
6.1) Khi làm neo phải xét đến yêu cầu cấu tạo sau :
Chiều dài tính toán l 7d = 12,6cm và 12cm
Chọn l = 250 cm
- Khoảng cách giữa các nhánh neo phải thoả mãn điều kiện sau:
b = = 15,62 (cm)
Với 3,5Rlt là ứng suất giới hạn về ép mặt của bêtông theo tiết diện đường kính neo
- Neo nằm trong biên dầm và có bề rộng neo :
C = 20cm
- Khoảng cách giữa các neo theo phương chịu lực 3d = 6
ã Tính chiều dài đường hàn liên kết neo vào bản biên :
Chọn chiều cao đường hàn liên kết : hh = 8 (mm)
2hh.lh.Re.c' = Tcf
lh =
C' = 1,25 hệ số
Re = 0,6Rc cường độ chịu cắt
lh = = 6,00
Theo điều kiện cấu tạo . Đối với thép bản biên có chiều dài từ 1116 (mm) thì :
hh 6mm
Chọn hh = 6mm - Hợp lý
lh > 4hh
Chọn lh = 60mm .
7- Bố Trí Neo :
- Khoảng cách neo ở gối :
a = = 27 cm
- Khoảng cách neo ở 1/8 nhịp :
a = = 129 cm
- Khoảng cách neo ở 1/4 nhịp :
a = = 358 cm
Ta bố trí neo như sau :
ã Từ gối vào trong phạm vi 3m bố trí các neo cách nhau 30cm
ã Tiếp đó vào 4m bố trí neo cách nhau 50cm
ã Đoạn còn lại bố trí neo cách nhau 70 cm
Lực trượt đầu dầm do co ngót và nhiệt độ :
T = 18562,32 + 16503,59 = 35065,91 kG
Lực trượt này phân bố theo hình tam giác chiều dài 140cm , ngoài ra đoạn này còn có lực trượt do tải trọng . Như vậy trong đoạn gối từ 3m vào bố trí neo kép
Lực bóc do co ngót và nhiệt độ :
V = 6083,45 + 5408,74 = 11492,19 kG
Như vậy chỉ cần bố trí một neo đầu dầm là đủ .
iX . Tính toán độ Võng :
1 . Độ Võng do tĩnh tải giai đoạn I ở giữa dầm :
fI = = = 0,069 m = 6,9cm
2- Độ võng do tĩnh tải giai đoạn II ở giữa dầm ( có xét từ biến )
fII = = = 0,035 = 3,5 cm
3- Độ võng do hoạt tải :
fh = = = 0,003 = 0,3 cm
Ta có : [ f ] = = = 7,1 cm
Như vậy fh = 0,3 cm < [ f ] = 7,1 cm
4 - Tính toán độ vồng ngược :
fv = fI + fII + 0,5fh = 6,9 + 3,5 + 0,15 = 10,55 cm
Chọn độ vồng ngược khi chế tạo dầm là : 11cm .
X . Tính Toán Mối Nối :
Dầm chủ được cấu tạo từ 3 đoạn dầm : 9 + 11 + 9
Khi tính toán mối nối việc chọn các bản nối cần chú ý :
- Bề dày bản nối của sườn dầm không được nhỏ hơn bề dày của sườn dầm
- Các bản nối của bản biên phải có tiết diện giảm yếu bằng phân tố được nối nếu thuộc biên nén hoặc tiết diện giảm yếu phải lớn hơn phân tố được nối nếu thuộc biên chịu kéo ( có nghĩa là đưa vào cường độ tính toán hệ số điều kiện làm việc m = 0,9 )
Ta chọn kích thước bản nối như hình vẽ :
Tính toán và bố trí đinh :
Để mối nối và tiết diện có cường độ bằng nhau , ta giả thiết thớ ngoài cùng làm việc ở trạng thái giới hạn , tức ứng suất đạt đến cường độ tính toán Ru
Nội lực tính toán tại mối nối được xác định từ biểu đồ bao vật liệu :
6,03
đahMmối nối
w = 85,63
đahQmối nối
w = 5,516
0,44
0,56
w = 1,914
Tĩnh tải tính toán giai đoạn I :
Mmối nối = 1,1.1,257.85,63 = 118,40
Qmối nối = 1,1.1,257.3,602 = 4,98
Tĩnh Tải tính toán giai đoạn II :
Mmối nối = 1,1.1,01.85,63 = 95,13
Qmối nối = 1,1.1,01.3,602 = 4,00
Hoạt tải ôtô :
Mmối nối = 1,4.85,63.(0,922 + 0,161) = 129,83
Qmối nối = 1,4.3,602.(1,389 + 0,161) = 7,816
Hoạt tải xe xích :
MX60 = 1,1.0,325.3,81.85,63 = 116,63
QX60 = 1,1.0,325.3,70.5,516 = 7,296
ã Tính toán số đinh tán cho sườn dầm :
Lực đinh tán ở sườn dầm chịu toàn bộ lực cắt Q , mômen uốn Ms :
Q = 4,98 + 4,00 + 7,816 = 16,796 T
M = M.Js/J
+ Giai đoạn I :
Js = 2.1/12.1,4.803 = 119466,67 cm4
M
ã Cánh trên dùng 3 bản táp :
+ 1 bản 14x300x800
+ 2 bản 14x130x800
ã Cánh dưới dùng 3 bản táp :
+ 1 bản 14x300x1600
+ 2 bản 14x130x1600
Sườn dầm dùng 2 bản táp :
+ 2 bản 14x1300x760
1. Tính bản táp :
Bản táp làm việc theo 2 giai đoạn :
a) Giai đoạn I :
Ta có :
Fth = 1,4.30 + 2.1,4.13 + 1,4.30 + 2.1,4.13 + 2.1,4.130 = 520,8 cm2
Mômen quán tính của dầm thép đối với trục trung hoà của dầm thép :
Jth = 2.(+ 30.1,4.70,72) + 4(.13.1,43 + 13.1,4.66,82) + 2..1,4.1303
= 1257383,176cm4
ứng suất mép ngoài bản biên :
= (70 + 1,4) = 672,33 kG/cm2
b) Giai đoạn II :
Jtdx1 = 13904427,96 + 1257383,176 + 520,8.702 = 17713730,96 cm4
Stdx1 = 80742,09 + 520,8.70 = 117198,09 cm3
Ftd = 506,22 + 520,8 = 1027,02 cm2
Trục trung hoà của tiết diện tương đương cách X1 - X1 một đoạn y0 :
y0 = = = 114,1 cm
Jtd = 17713730,96 - 1027,02.114,12 = 4343152,714 cm4
ứng suất mép trên bản bêtông cốt thép :
= (140 - 114,1) = 20,12 kG/cm2
= 20,12 kG/cm2 < Rb = 140 kG/cm2 Đạt yêu cầu
ứng suất mép dưới dầm thép :
= 672,33 + .114,1 = 1263,32 kG/cm2 < Ru = 2000 kG/cm2
Đạt yêu cầu .
ã Tính số đinh tán cho bản táp :
Thông thường ta tính theo diện tích nghĩa là giả thiết rằng ứng suất tại mép đạt giá trị cực đại Ru . Khi đó :
+ Lực dọc truyền vào cánh dưới :
Nd = 2000(1,4.30 + 2.1,4.13) = 156800 kG
+ Lực dọc truyền vào cánh dưới :
Nt = 2000(1,4.30 + 2.1,4.13). = 34844,4 kG
( 25,2 và 113,4 là khoảng cách từ trọng tâm diện tích bản táp , cánh trên và cánh dưới )
Ta chọn đinh tán có d = 22mm và đường kính lỗ khoan = 23mm
diện tích tiết diện đinh tán là 3,8013 cm2
Tính toán khả năng chịu lực của 1 đinh :
+ Khả năng chịu lực cắt :
[N]c = 2.Rcd.p.d2/4 = 2.0,7.1900.3,8013 = 10111,53 kG
+ Khả năng chịu ép mặt của đinh :
[N]em = Remd.d.d = 1,75.1900.2.2,2 = 14630 kG
Như vậy chọn khả năng chịu lực của đinh là : [N] = 10111,53 kG
Số đinh tán cần thiết cho một bên :
+ Bản táp trên :
nt = = = 3,4 đinh
+ Bản táp dưới :
nd = = = 15,5 đinh
Ta chọn số lượng đinh tán là 16 đinh .
ã Tính toán số đinh tán cho bụng dầm :
Lực đinh tán ở sườn dầm chịu toàn bộ lực cắt Q , mômen uốn Ms :
Q = 4,98 + 4,00 + 7,816 = 16,796 T
M = M.Js/J
+ Giai đoạn I :
Js = 2.1/12.1,4.1303 =512633,3cm4
MIs = = 4827150,8 kG.cm
+ Giai đoạn II :
Js = 512633,3 + 2.1,4.130.(141,1 - 70)2 = 2352729,74 cm4
MIIs = .2352729,74 = 12186312,18 kG.cm
Chọn 40 đinh một bên ta có :
+ Lực cắt phân bố đều cho các đinh là :
N = = 381,73 kG
+ Mômen uốn gây ra cho đinh ngoài cùng một lực là :
N1 =
trong đó :
emax = 121
= 1212 + 1102 + 992 + 882 + 772 + 662 + 552 + 442 + 332 + 222 + 112 = 61226 cm2
k = 3
N1 = (4827150,8 + 12186312,18) = 8405,86 kG
Tổng hợp lực tác dụng lên đinh ngoài cùng là :
N = = = 8414,52 kG
N = 8414,52 kG < [N] = 10111,53 kG
trong đó : [N]em = 1,75.1900.2,2 = 11704kG > [N]c