Trong tiết diện dầm thép tổ hợp liên hợp với bản bêtông cốt thép thì ta nhận thấy có một
SVTH: Lê Văn Lâm-Lớp 04X3A GVHD: ThS. Nguễn Văn Mỹ Trang 49
Đồ Án Môn Học: Thiết Ke cầu Thép Theo 22TCN272-05
Các liên kết này ta dùng liên kết hàn thi công trong công xưởng để đảm bảo quá trình thi
công được tiến hành một cách tin cậy, mối nối không bị ảnh hưởng nhiều của các yếu tố thời
tiết, khi hậu.
Liên kết hàn cũng có khá nhiều ưu điếm nên nó được ưa dùng. Liên kết hàn đơn giản về cấu tạo, thiết kế, ít chi tiết, ít tốn vật liệu, Tuy nhiên không nên sử dụng liên kết hàn cho những mối hàn lớn, vì khi nguội sẽ co ngót gây ứng suất dư, đặc biệt là trong các mối hàn lớn có hiện tượng tích luỹ biến dạng nhiệt. Do vậy với những mối hàn không lớn như hàn sườn tăng cường vào vách dầm, hàn bản biên vào vách dầm ta sử dụng liên kết hàn là hợp lí.
Mối hàn chủ yếu trong cầu thép bao gồm có hàn góc, hàn rãnh, và hàn đinh.Hàn góc thường được sử dụng đối với những mối hàn chịu tải trọng không lớn lắm, mối hàn rãnh phát huy hiệu quả khi chịu tải trọng lớn vì mối hàn có thể ngấu hoàn toàn. Do vậy đổi với liên kết bản biên vào sườn dầm và sườn tăng cường vào vách dầm ta dùng liên kết hàn góc.
Theo khuyến cáo thì kích thước mối hàn không đựơc lớn hơn chiều dày bản mỏng nhất.
Đối với mối nối có chiều dày bản thép nhỏ nhất < 20mm thì chiều dày nhỏ nhất của đường hàn góc là 6mm.
Khi tính toán thiết kế mối hàn cần phải đảm bảo rằng sức kháng tính toán của mối hàn không nhỏ hơn ứng lực tác dụng lên mối hàn do tải trọng gây ra. Do vậy khi thiết kế mối nối
ta cần tính toán sức kháng tính toán của mối hàn.
6.1.Tính toán sức kháng của mối nối thép hàn:
6.1.1. Mối hàn góc chịu kéo và nén:
Sức kháng tính toán của mối hàn góc chịu kéo hoặc nén song song với đường hàn lấy theo sức kháng tính toán của thép cơ bản, với thép cơ bản cấp 345 thì sức kháng tính toán của thép cơ bản là 345MPa.
6.1.2. MỐÌ hàn góc chịu cắt:
Như mối hàn của bản biên dầm thép vào vách dầm thì sức kháng tính toán của mối hàn được lấy bằng giá trị nhở nhất của: Sức kháng của thép cơ bản, sức kháng tính toán của thép
hàn có cường độ như sau:
Rr = 0,6. (pe2 .Fexx. (65)
(pe2 hệ số sức kháng của thép hàn ( (ptJ,=0,8 ).
Fcxx Cường độ phân loại của thép hàn. Chọn thép hàn cấp 250 có Fxcc = 250MPa.
Từ đó ta có:
SVTH: Lê Văn Lâm-Lớp 04X3A GVHD: ThS. Nguễn Văn Mỹ Trang 50
Đồ Án Môn Học: Thiết Ke cầu Thép Theo 22TCN272-05
đến hẹp mối hàn. Neu hai cạnh của mối hàn không đều nhau, kích thước danh định tính theo cạnh nhỏ hơn.
6.2.2. Các yêu cầu về kích thước mối hàn góc:
Với kích thước mối hàn cho trước, bản dày có tốc độ nguội nhanh hơn và sự kiềm chế lớn hơn bản mỏng, đế ngăn ngừa vết nức do co ngót khi nguội, tuỳ theo chiều dày bản nối mà ta chọn chiều dày của kích thước mối hàn khác nhau.
Đường hàn phải có đủ sức kháng để kháng lại tác dụng của tải trọng có hệ số.
Đối với mối nổi bản biên của dầm với vách dầm có chiều dày bản thép nhỏ nhất là lOmm, như vậy đường hàn lấy có chiều dày nhỏ hơn thép cần nối 2mm.
Do đó đế đường hàn có kích thước phù hợp với cả bản biên trên dầm và bản biên dưới dầm ta chọn chiều dày đường hàn là 8mm, thép đường hàn là thép công trình cấp 250.
6.2.3. Tính toán nội lực phát sinh trong đường hàn:
Do đặc điếm của dầm liên họp cho nên việc ta xét tải trọng trong giai đoạn nào thì phải phù hợp với đặc trưng hình học của giai đoạn đó.
Đe đơn giản và đế an toàn ta xét V lớn nhất trong tất cả các giai đoạn của dầm đế tính toán.
Gọi T là lực cắt hay lực trượt trên một đơn vị chiều dài của dầm.
Ing là mômen quán tính đối với tiết diện dầm ở giai đoạn cuối cùng (ngắn hạn), Ing=2483310,05cm4.
Ab là mômen tĩnh của bản biên và bản mặt cầu của dầm Ab= 18416,85 cm3.
V là lực cắt lớn nhất tại gối của dầm cầu do tất cả các tải trọng có hệ số gây ra, V=1021,39kN.
ứng suất tác dụng lên đường hàn do lực cắt T trên một đơn vị chiều dài gây ra:
R = T/2.hh = 7,57/2.0,8 =4,73kN/cm2 = 47,3 MPa.
So sánh với sức kháng cắt tính toán của thép đường hàn ta có:
R = 47,3MPa < Rr = 120MPa.
Truông hợp có thêm một bánh xe hoạt tải đặt tại gối cầu ta phải kế thêm tải tập trung của
bánh xe đó vào, gọi Q là lực cắt do p tác dụng lên đường hàn trên một đơn vị chiều dài.
(kN/cm). (66)
1021,39x18416,85
2483310,05l,51kN/cm
(67)
SVTH: Lê Văn Lâm-Lớp 04X3A GVHD: ThS. Nguễn Văn Mỹ Trang 51
ĐÒ Án Môn Học: Thiết Kế cầu Thép Theo 22TCN272-05
Hình 32: Tác dụng của tải trọng bánh xe lên mặt câu.
Trong đó:
P: là tải tập trung của bánh xe hoạt tải p = 145000 N.
IM: là hệ số xung kích, truờng hợp tính mối nổi bản biên vào suờn dầm IM = 75%.
H = ts+th+tt+hh=210+50+15+5= 280 mm : là khoảng cách tính từ mặt cầu xe chạy đến
trọng tâm đường hàn.
L: là chiều rộng vệt tác dụng của bánh xe hoạt tải tác dụng lên mặt cầu tính theo
phương dọc cầu.L =2,28.10‘V.(1 + — ).P' (68)
100 Trong đó:
P’= 72500 N đối với xe tải thiết kế.
Ỵ = 0,95 : Hệ số tải trọng.
^>L = 2,28.10'3.0,95.(1,75).72500 = 275 mm
nh = 1,75 : là hệ số vượt tải của hoạt tải.1,75.1,75.145000 531,8 N/mm.Q 275 + 2.280
ứng suất tác dụng lên đường hàn do lực cắt T trên một đơn vị chiều dài gây ra:
T
*,=\N / mm'
ứng suất tác dụng lên đường hàn do Q gây ra là:
_ Ọ _ 531,8 ___2
R, = = -= 33,2
N/mm . Tổng ứng suất tác dụng lên đường hàn:
R = + Rị = ^47,312 +33,22 = 57,8 MPa
So sánh với sức kháng cắt tính toán của thép đường hàn ta có:
SVTH: Lê Văn Lâm-Lớp 04X3A GVHD: ThS. Nguễn Văn Mỹ Trang 52