Tính Toán Thiết Kế Dầm

7/23/2019 Tính Toán Thiết Kế Dầm

http://slidepdf.com/reader/full/tinh-toan-thiet-ke-dam 1/42

1

Tính toán thiết k ế dầm hạ thủy

1. Đặc tính vật liệu, tiêu chuẩn thiết k ế

a) Đặc tính vật liệu

Thông số vật liệu

Trọng lượng riêng thép 7850 kg/m3

Modul đàn hồi E 200000 Mpa

Modul cắt G 80000 MPa

Hệ số Possion m 0.3

Cường độ R 345 MPa

b) Tiêu chuẩn thiết k ế

Tiêu chuẩn AISC ASD89, Tiêu chuẩn thiết k ế k ết cấu thép của Viện công

trình thép hoa k ỳ.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5575:2012, Tiêu chuẩn thiết k ế k ết cấu thép.

Tiêu chuẩn AWS D1.1-2002, Tiêu chuẩn hàn k ết cấu thép

2. Mô hình tính toán

Việc thiết k ế dầm dựa trên 2 bài toán ứng với 2 giai đoạn làm việc thực tế của dầm

trong quá trình thi công

Giai đoạn khối chân đế nằm trên gối đỡ , dầm chịu tải tậ p trung tại vị trí các

gối đỡ .

Giai đoạn hạ thủy bằng trailer, trong giai đoạn này đượ c chia làm 2 tr ạng thái

để tính:

+ Tr ạng thái trailer nhấc dầm khỏi gối, lực tác động từ điểm đặt trailer lên

dầm. Dùng để tính toán nội lực.

+ Tr ạng thái dầm vừa nhấc khỏi gối, chịu các tải tr ọng tại điểm đặt gối. Dùng

để kiểm tra chuyển vị.

Thông thường giai đoạn hạ thủy bằng trailer, dầm chịu tải tr ọng nguy hiểm nhất.

Do đó, ta sẽ lấy trườ ng hợ p nội lực lớ n nhất trong giai đoạn này để tính toán thiết k ế

sơ bộ dầm.

3.

Tải trọng, tổ hợ p tải trọng tính toán.

3.1

Trọng lượ ng và trọng tâm khối chân đế

a)

Tr ọng lượ ng khối chân đế

Tổng khối lượ ng khối chân đế G = 1007.33 T



2

b) Tr ọng tâm khối chân đế COG

Tọa độ tr ọng tâm và tr ọng lượ ng khối chân đế đượ c lấy từ tài liệu “ STN-S

Jacket Weight Control Report” do bên Design cung cấ p.

Hệ tọa độ ban đầu



3

Tọa độ tr ọng tâm tham chiếu tớ i hệ tọa độ ban đầu



4

c) Các trườ ng hợ p dịch chuyển tr ọng tâm ( Shilf COG)

Do những sai xót, thay đổi trong quá trình thi công, chế tạo nên vị trí tr ọng tâm

khối chân đế sẽ thay đổi, dịch chuyển trong một phạm vi nhất định. Phụ thuộc vào

sự chính xác trong thi công, chế tạo mà phạm vi này có giớ i hạn càng thu nhỏ.

Theo tài liệu thiết k ế từ bên DE (Design), phạm vi này đượ c giớ i hạn trong

phạm vi ± 1 m. Vậy ta sẽ có 5 trườ ng hợ p dịch chuyển tr ọng tâm khối chân đế.

Ta có bảng tọa độ tr ọng tâm khối chân đế trong 5 trườ ng hợ p dịch chuyển tr ọng

tâm.

Tọa độ trọng tâm trong các trường hợp

Tọa độ TH1 TH2 TH3 TH4 TH5

XG (m) 0.288 1.288 -0.712 -0.712 1.288

YG (m) -1.267 -1.267 -1.267 -1.267 -1.267

ZG (m) -15.113 -14.113 -14.113 -16.113 -16.113



5

3.2 Tính toán tải trọng giai đoạn thi công khối chân đế trên gối đỡ

a) Mô hình tính toán phân bố tải tr ọng G về các gối

b) Nguyên tắc tính toán

Dựa trên nguyên lý cân bằng moment ta xác định các giá tr ị lực phân bố.

21

1 2

.COG

G LG

L L

1

2

1 2

.COG

G LG

L L

1 1211

11 12

.G LG L L

1 1112

11 12

.G LG L L

2 2423

23 24

.G LG

L L

2 23

24

23 24

.G LG

L L

Trong đó,

GCOG - Tr ọng lượ ng khối chân đế.

G1, G2, G11, G12, G23, G24 – Tr ọng lượ ng phân bố tới các điểm tính của tr ọng

lượ ng khối chân đế.

L1, L2, L11, L12, L23, L24 – Khoảng cách cánh tay đòn giữa các điểm tính lực



6

c) Bảng giá tr ị lực tính toán

Phân bố tải trọng bản thân về các gối trong các trường hợp

Trường hợp G1 (T) G2 (T) G11 (T) G12 (T) G23 (T) G24 (T)

TH1 779.0682 228.2618 377.969 401.100 111.571 116.691

TH2 811.159 196.171 351.725 459.434 88.246 107.925

TH3 811.159 196.171 435.350 375.809 103.525 92.646

TH4 746.9774 260.3526 400.904 346.074 137.395 122.957

TH5 746.9774 260.3526 323.896 423.082 117.117 143.236

Trong trườ ng hợ p này, tải tậ p trung tác dụng vào dầm tại vị trí gối đỡ . Dầm chỉ chịu

tải tr ọng nén, do đó ta chỉ sử dụng tải tr ọng trong trườ ng hợp này để tính toán kiểm

tra nén cục bộ.

3.3 Tính toán tải trọng giai đoạn hạ thủy khối chân đế trên trailer

a) Thông số của trailer



7

Tên thiết bị :COMETTO MSPE 3,0.

Loại Module : MSPE 6/4/3,0

Tổng chiều dài : 9060 mm

Chiều r ộng hệ thống : 3000 mm

Chiều cao chất tải : 1350+380/-220

mm

Khoảng cách giữa các tr ục : 1510 mm

Số bánh : 12

Hệ thống năng lượ ng : 4

Tải tr ọng lớ n nhất cho phép tại mặt đất của một tr ục : 34T

Tổng tr ọng lượ ng : 204T

Tr ọng lượ ng bản thân trung bình : 26T

Khả năng tải tr ọng lớ n nhất trung bình : 178 T

Vận tốc lớ n nhất không tải : 12 km/h

b) Vị trí bố trí trailer

Việc bố trí trailer tuân thủ các yêu cầu sau:

Số lượ ng tr ục trailer đủ khả năng chịu tải.

Khoảng cách tối thiểu từ mép gối đỡ tớ i mép ngoài cùng của bánh trailer có

giá tr ị ≥ 300 mm.

Trailer đượ c bố trí đối xứng qua tr ọng tâm tr ọng lượ ng của khối chân đế

COG, để đảm bảo thăng bằng khi hạ thủy.

Số lượ ng tr ục trailer lựa chọn ngoài đảm bảo đủ khả năng chịu lực, còn đảm

bảo khoảng cách hoạt động giữa các trailer trong công tác hạ thủy.

Nguyên lý làm việc của trailer là phân bố tải đều lên mỗi tr ục. Do đó hạn chế

số lượ ng tr ục theo chiều dài, do khi chiều dài tr ục quá lớ n việc phân tải khó

khăn do hiện tượ ng cong vênh của dầm truyền tải.

Dựa trên những yêu cầu trên, cùng vớ i tổng tr ọng lượ ng của khối chân đế và

tham khảo kinh nghiệm của cán bộ hướ ng dẫn từ các dự án trước. Để cho

trailer vừa đủ khả năng chịu tải vừa thuận tiện vận hành trong quá trình hạ

thủy. Ta lựa chọn vị trí bố trí trailer sơ bộ như trong hình vẽ dưới đây:



8

c) Nguyên tắc tính toán

- Dựa trên nguyên lý cân bằng moment ta xác định các giá tr ị lực phân bố về

tr ọng tâm của hệ trailer.

- Chia đều tải này cho mỗi vị trí truyền lực trên trailer.



9

21

1 2

.COG

G LG

L L

1

2

1 2

.COG

G LG

L L

1 1211

11 12

.G LG

L L

1 11

12

11 12

.G LG

L L

2 2423

23 24

.G LG L L

2 2324

23 24

.G LG L L

Trong đó,

GCOG - Tr ọng lượ ng khối chân đế.

G1, G2, G11, G12, G23, G24 – Tr ọng lượ ng phân bố tới các điểm tính của tr ọng

lượ ng khối chân đế.

L1, L2, L11, L12, L23, L24 – Khoảng cách cánh tay đòn giữa các điểm tính lực.

d) Bảng k ết quả phân tải về vị trí của trailer cho các trườ ng hợ p dịch chuyển tr ọng

tâm.

Phân bố tải trọng bản thân về các gối trong các trường hợp

Trường hợp G1 (T) G2 (T) G11 (T) G12 (T) G23 (T) G24 (T)TH1 779.0682 228.2618 362.599 416.469 109.631 118.631

TH2 811.159 196.171 280.157 531.002 80.789 115.382

TH3 811.159 196.171 474.913 336.246 107.647 88.524

TH4 746.9774 260.3526 437.336 309.641 142.866 117.487

TH5 746.9774 260.3526 257.990 488.988 107.221 153.132

4.

Tổ hợ p tải trọng, hệ số tổ hợ p- Dầm làm việc trong hai tr ạng thái tương ứng với hai giai đoạn thi công trên gối

đỡ và hạ thủy trên trailer.

- Giai đoạn thi công trên gối, dầm chịu lực nén trên 2 cánh. Tải tr ọng cho giai

đoạn này đượ c sử dụng để kiểm tra nén cục bộ.

- Giai đoạn hạ thủy trên trailer, dầm chịu uốn vớ i lực đạt tại các điểm đặt của

trailer. Tải tr ọng cho giai đoạn này đượ c sử dụng để tính toán thiết k ế dầm.

-

Hệ số vượ t tải k 1 = 1.05 , hệ số động k 2 = 1.1.



10

- Chọn cặ p lực tương ứng sau để tính toán thiết k ế dầm.

Trường hợp 2, tính dầm 1

G11 G12

280.1566 531.0024 Tx 1.05x1.1 323.5809 613.3078 T

G/4 80.89522 153.3269 T

Trường hợp 5, tính dầm 2

G23 G24

107.221 153.132 T

x 1.05x1.1 123.84001 176.8672 T

G/4 30.9600026 44.21681 T

- Tổ hợ p tải tr ọng:

Gọi T1, T2, T3, T4, T5 là các tải tr ọng tương ứng với 5 trườ ng hợ p dịch

chuyển tr ọng tâm ta có

TH1 = BTx1.05 + T1

TH2 = BTx1.05 + T2

TH3 = BTx1.05 + T3

TH4 = BTx1.05 + T4

TH5 = BTx1.05 + T5

Tổ hợ p 1: CB1 = TH1x1.1

Tổ hợ p 2: CB2 = TH2x1.1

Tổ hợ p 3: CB3 = TH3x1.1Tổ hợ p 4: CB4 = TH4x1.1

Tổ hợ p 5: CB5 = Th5x1.1

5. Thiết k ế lự a chọn sơ bộ kích thướ c dầm

5.1 Công thứ c lự a chọn kích thước sơ bộ cho dầm

a) Lựa chọn sơ bộ chiều cao của dầm

Chiều cao dầm nhỏ nhất theo yêu cầu độ võng



11

Trong đó : R – Cường độ chịu uốn của thép R = 0.6Fy

E – Modul đàn hồi của thép

l – Chiều dài nhị p của dầm

ntb = 1.2 – Hệ số vượ t tải trung bình

f

l

- Độ võng tương đối cho phép của dầm, đượ c tra trong bảng dướ i .

Trong bài toán này ta lấy1

250

f

l



12

Chiều cao dầm sơ bộ

Vớ i : Wyc là moment chống uốn yêu cầu yc

MmaxW =

R

Chiều cao dầm kinh tế

w3kt

3λ Wh =

2

Vớ i ww

w

hλ =

t

Giá tr ị này đượ c lựa chọn qua bảng kinh nghiệm thiết k ế sau:

Chiều cao dầm lớ n nhất

- Chiều cao lớ n nhất của dầm phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng.

- Trong bài toán này chiều cao lớ n nhất của dầm hạ thủy phải đảm bảo vị trí trên

xà lan khi đi biển.



13

Chiều cao dầm tối đa là

hmax = 4.5 – hsaddle – R ống – hdr≅ 4.5-0.5-0.784-1.6=1.616 m

(hdr = 1.6 : 1.7 m)

Chiều cao dầm cuối cùng lựa chọn theo thứ tự sau:

Đảo bảo chiều cao dầm tối đa hd ≤ hmax

Đảm bảo chiều cao dầm tối thiếu hd≥ hmin

Đảm bảo tính kinh tế hd ≅ hkt

b) Lựa chọn chiều dày bụng

Trong đó:- Qmax – Lực cắt lớ n nhất

- Hd – Chiều cao lựa chọn của dầm

- R c – Cường độ chịu cắt của thép R c = 0.4 Fy

Thông thườ ng chiều dày bụng không vượ t quá 32 mm

c) Lựa chọn chiều dày cánh

Trong đó:

- Wyc là moment chống uốn yêu cầu yc

MmaxW =

R

- hd là chiều cao lựa chọn của dầm

Chiều dày của cánh thường không nên vượt qua 6.5 m, để đảm bảo sự làm việc

của thép.

Toàn bộ kích thướ c lựa chọn bên trên chỉ là kích thước sơ bộ tối thiểu, đượ c tính

toán dựa trên các công thức trong sách k ết cấu thép. Để lựa chọn ra kích thướ c cuối

cùng, ta lậ p mô hình kiểm tra lặ p trên phần mềm Sacs để cho ra kích thướ c hợ p lý

nhất, đủ khả năng chịu lực, tiết kiệm nhất.

Căn chỉnh tương đối giữa chiều dày cánh và chiều dày bụng để đảm bảo vừa chịu

đượ c tải, vừa có kích thướ c hợ p lý, nằm trong khoảng giá tr ị cho phép.



14

5.2 Thiết k ế lự a chọn sơ bộ kích thướ c dầm 1

5.2.1 Mô hình hóa, k ết quả nội lự c

Mô hình hóa dầm trên phần mềm Sacs vớ i giá tr ị lực như trên tác dụng như ta có

bảng k ết quả tính toán nội lực.

Giá trị nội lực lớn nhất

Mmax 29935.08 KN.m

Qmax 5837.1 KN

Sơ đồ nội lực đượ c xuất ra từ phần mềm có dạng như hình dướ i.

5.2.2 Tính toán lựa chọn sơ bộ

a) Lựa chọn chiều cao dầm

Chiều cao dầm nhỏ nhất

Cường độ chịu uốn của thép R u 20700 T/m2

Modul đàn hồi của thép E 20000000 T/m2

Nhịp dầm l 19.4 m

Độ võng tương đối cho phép của dầm 0.004 1/250

hệ số vượt tải trung bình ntb 1.2

hmin = 0.871 m



15


Moment uốn lớn nhất Mmax 2993.508 T.m

Cường độ chịu uốn của thép Ru 20700 T/m2

Hệ số lựa chọn k 5.5

hd = 2.89 m




Độ mảnh lựa chọn 100

hkt=2.79 m


hmax = 1.616 m

Vậy, ta lựa chọn sơ bộ chiều cao dầm: hdầm = 1.6 m

b) Lựa chọn sơ bộ chiều dày bụng dầm

Lực cắt lớn nhất Q 583.71 T

Chiều cao dầm lựa chọn hd 1.6 m

Cường độ chịu cắt của thép Rc 13800 T/m2

t b = 0.04 m

Vậy, ta chọn sơ bộ chiều dày bụng t b = 0.06 m

Vớ i chiều dày bụng này ta chia làm 2 bụng, dạng hình hộ p.

c) Lựa chọn sơ bộ kích thướ c cánh dầm

Moment chống uốn yêu cầu Wyc 0.144614 T/m3

Chiều cao của dầm hd 1.6 m

Fc = 0.068 m2

Vì trên dầm hạ thủy còn saddle, do đó chiều r ộng cánh dầm tối thiểu đạt 1m, ta

chọn bc= 1 m. Suy ra, tc = 0.07 m, chiều dày này vượ t qua khoảng giớ i hạn cho

phép. Do đó, ta sẽ cân đối giữa chiều dày cánh và chiều dày bụng, sao cho đạt giá

tr ị hợ p lý. Ở đây, ta chọn sơ bộ chiều dày cánh tc = 5.5 m. Sau đó điều chỉnh chiều

dày bụng sao cho hợ p lý.



16

Ta có bảng kích thướ c lựa chọn sơ bộ của dầm 1 như sau:

Lựa chọn sơ bộ kích thước dầm 1

H 160 cm

tc 5.5 cm

bc 100 cm

t b 6 cm

fillet 2 độ

5.2.3 Lặ p k ết quả thử kích thướ c dầm trong mô hình Sacs

Để chọn ra được kích thướ c dầm đạt yêu cầu ta thử các kích thướ c vào mô hình

Sacs tính toán.

Sau khi thử kích thướ c và chạy mô hình Sacs tính toán ta được kích thướ c dầm như

hình bên dướ i.

Do theo phương làm việc, chiều dày bụng làm việc giống nhau, nên ở đây ta mô

hình dầm bằng 2 bụng có chiều dày 6 cm, còn trong thực tế ta sẽ chia làm 4 bụng,

mỗi bụng 3 cm.



17

K ết quả Unit Check cho Combo 2

SACS-IV SYSTEM ELEMENT UNITY CHECK REPORT

MAX. CRIT. LOAD DIST * * * * U N I T Y C H E C K C O M P O N E N T S * * * * EFFECTIVE

MEMBER GRP UNITY COND COND FROM EULER *** SHEAR *** * COMBINED BENDING AND AXIAL * * CM VALUES * SLENDERNESS

CHECK NO. END BUCKLING Y Z AXIAL BEND-Y BEND-Z TOTAL Y Z Y-Y Z-Z

m

001- 003 D 0.38 TN+BN CB2 2.9 0.000 0.000 0.173 0.000 0.378 0.000 0.378 1.000 1.000 33.18 75.03

003- 004 D 0.56 TN+BN CB2 1.7 0.000 0.000 0.140 0.000 0.561 0.000 0.561 1.000 1.000 33.18 75.03

004- 005 D 0.70 TN+BN CB2 1.7 0.000 0.000 0.106 0.000 0.697 0.000 0.697 1.000 1.000 33.18 75.03

005- 006 D 0.79 TN+BN CB2 1.7 0.000 0.000 0.072 0.000 0.790 0.000 0.790 1.000 1.000 33.18 75.03

006- 010 D 0.88 TN+BN CB2 3.1 0.000 0.000 0.042 0.000 0.881 0.000 0.881 1.000 1.000 33.18 75.03

007- 002 D 0.51 TN+BN CB2 0.0 0.000 0.000 0.231 0.000 0.506 0.000 0.506 1.000 1.000 33.18 75.03

008- 007 D 0.72 TN+BN CB2 0.0 0.000 0.000 0.164 0.000 0.721 0.000 0.721 1.000 1.000 33.18 75.03

009- 008 D 0.84 TN+BN CB2 0.0 0.000 0.000 0.096 0.000 0.844 0.000 0.844 1.000 1.000 33.18 75.03

010- 009 D 0.88 TN+BN CB2 0.0 0.000 0.000 0.029 0.000 0.881 0.000 0.881 1.000 1.000 33.18 75.03

Từ k ết quả UC ta thấy tất cả các member đều đạt yêu cầu: UC < 1.0

Kiểm tra kích thướ c trên vớ i các tổ hợ p tải tr ọng còn lại.

Combo 1





m

001- 003 D 0.41 TN+BN CB1 2.9 0.000 0.000 0.187 0.000 0.409 0.000 0.409 1.000 1.000 33.18 75.03

003- 004 D 0.60 TN+BN CB1 1.7 0.000 0.000 0.143 0.000 0.596 0.000 0.596 1.000 1.000 33.18 75.03

004- 005 D 0.72 TN+BN CB1 1.7 0.000 0.000 0.098 0.000 0.722 0.000 0.722 1.000 1.000 33.18 75.03

005- 006 D 0.79 TN+BN CB1 1.7 0.000 0.000 0.053 0.000 0.790 0.000 0.790 1.000 1.000 33.18 75.03

006- 010 D 0.81 TN+BN CB1 3.1 0.000 0.000 0.012 0.000 0.809 0.000 0.809 1.000 1.000 33.18 75.03

007- 002 D 0.44 TN+BN CB1 0.0 0.000 0.000 0.200 0.000 0.436 0.000 0.436 1.000 1.000 33.18 75.03

008- 007 D 0.63 TN+BN CB1 0.0 0.000 0.000 0.148 0.000 0.630 0.000 0.630 1.000 1.000 33.18 75.03

009- 008 D 0.75 TN+BN CB1 0.0 0.000 0.000 0.096 0.000 0.753 0.000 0.753 1.000 1.000 33.18 75.03

010- 009 D 0.81 TN+BN CB1 0.0 0.000 0.000 0.044 0.000 0.809 0.000 0.809 1.000 1.000 33.18 75.03

Combo 3





m

001- 003 D 0.48 TN+BN CB3 2.9 0.000 0.000 0.218 0.000 0.477 0.000 0.477 1.000 1.000 33.18 75.03

003- 004 D 0.69 TN+BN CB3 1.7 0.000 0.000 0.158 0.000 0.685 0.000 0.685 1.000 1.000 33.18 75.03

004- 005 D 0.81 TN+BN CB3 1.7 0.000 0.000 0.099 0.000 0.811 0.000 0.811 1.000 1.000 33.18 75.03

005- 006 D 0.86 TN+BN CB3 1.7 0.000 0.000 0.039 0.000 0.861 0.000 0.861 1.000 1.000 33.18 75.03

006- 010 D 0.86 TN+BN CB3 0.0 0.000 0.000 0.024 0.000 0.861 0.000 0.861 1.000 1.000 33.18 75.03

007- 002 D 0.41 TN+BN CB3 0.0 0.000 0.000 0.186 0.000 0.406 0.000 0.406 1.000 1.000 33.18 75.03

008- 007 D 0.60 TN+BN CB3 0.0 0.000 0.000 0.145 0.000 0.597 0.000 0.597 1.000 1.000 33.18 75.03

009- 008 D 0.73 TN+BN CB3 0.0 0.000 0.000 0.104 0.000 0.730 0.000 0.730 1.000 1.000 33.18 75.03

010- 009 D 0.81 TN+BN CB3 0.0 0.000 0.000 0.063 0.000 0.811 0.000 0.811 1.000 1.000 33.18 75.03

Combo 4





m

001- 003 D 0.44 TN+BN CB4 2.9 0.000 0.000 0.199 0.000 0.436 0.000 0.436 1.000 1.000 33.18 75.03

003- 004 D 0.63 TN+BN CB4 1.7 0.000 0.000 0.145 0.000 0.626 0.000 0.626 1.000 1.000 33.18 75.03

004- 005 D 0.74 TN+BN CB4 1.7 0.000 0.000 0.090 0.000 0.742 0.000 0.742 1.000 1.000 33.18 75.03

005- 006 D 0.79 TN+BN CB4 1.7 0.000 0.000 0.036 0.000 0.787 0.000 0.787 1.000 1.000 33.18 75.03

006- 010 D 0.79 TN+BN CB4 0.0 0.000 0.000 0.023 0.000 0.787 0.000 0.787 1.000 1.000 33.18 75.03

007- 002 D 0.37 TN+BN CB4 0.0 0.000 0.000 0.170 0.000 0.371 0.000 0.371 1.000 1.000 33.18 75.03

008- 007 D 0.55 TN+BN CB4 0.0 0.000 0.000 0.133 0.000 0.545 0.000 0.545 1.000 1.000 33.18 75.03

009- 008 D 0.67 TN+BN CB4 0.0 0.000 0.000 0.095 0.000 0.667 0.000 0.667 1.000 1.000 33.18 75.03

010- 009 D 0.74 TN+BN CB4 0.0 0.000 0.000 0.057 0.000 0.741 0.000 0.741 1.000 1.000 33.18 75.03



18

Combo 5





m

001- 003 D 0.34 TN+BN CB5 2.9 0.000 0.000 0.158 0.000 0.345 0.000 0.345 1.000 1.000 33.18 75.03

003- 004 D 0.51 TN+BN CB5 1.7 0.000 0.000 0.128 0.000 0.512 0.000 0.512 1.000 1.000 33.18 75.03

004- 005 D 0.64 TN+BN CB5 1.7 0.000 0.000 0.097 0.000 0.636 0.000 0.636 1.000 1.000 33.18 75.03

005- 006 D 0.72 TN+BN CB5 1.7 0.000 0.000 0.066 0.000 0.722 0.000 0.722 1.000 1.000 33.18 75.03

006- 010 D 0.81 TN+BN CB5 3.1 0.000 0.000 0.039 0.000 0.805 0.000 0.805 1.000 1.000 33.18 75.03

007- 002 D 0.46 TN+BN CB5 0.0 0.000 0.000 0.211 0.000 0.463 0.000 0.463 1.000 1.000 33.18 75.03

008- 007 D 0.66 TN+BN CB5 0.0 0.000 0.000 0.150 0.000 0.659 0.000 0.659 1.000 1.000 33.18 75.03

009- 008 D 0.77 TN+BN CB5 0.0 0.000 0.000 0.088 0.000 0.772 0.000 0.772 1.000 1.000 33.18 75.03

010- 009 D 0.81 TN+BN CB5 0.0 0.000 0.000 0.027 0.000 0.805 0.000 0.805 1.000 1.000 33.18 75.03

5.2.4 Kiểm tra chuyển vị cho dầm trong trạng thái dầm vừ a nhấc khỏi gối

a) Điều kiện kiểm tra

Chuyển vị tuyệt đối của các điểm không vượ t quá giớ i hạn [l/250]

Chuyển vị tương đối giữa các điểm đối xứng không vượ t quá 25 mm

Sơ đồ biến dạng, chuyển vị của dầm.

b) Kiểm tra chuyển vị tuyệt đối lớ n nhất

MAXIMUM JOINT DISPLACEMENTS

LOAD DEFL(X) DEFL(Y) DEFL(Z) DEFL(T)

COND JOINT (CM) JOINT (CM) JOINT (CM) JOINT (CM)

CB1 002 0.005 0.000 002 -1.775 002 1.775

CB3 001 -0.009 0.000 001 -1.895 001 1.895

CB4 001 -0.008 0.000 001 -1.743 001 1.743

CB5 002 0.012 0.000 002 -1.799 002 1.799

CB2 002 0.013 0.000 002 -1.957 002 1.957

Chuyển vị lớ n nhất trong các trườ ng hợ p tổ hợ p tải đều đạt



19

c) Chuyển vị tuyệt đối trong các trườ ng hợ p Combo

Combo 1

JOINT DISPLACEMENTS AND ROTATIONS

LOAD ******** cm ********** *********** radians ***********

JOINT COND DEFL(X) DEFL(Y) DEFL(Z) ROT(X) ROT(Y) ROT(Z)

001 CB1 -0.0016 0.0000 -1.7149 0.0000 -0.0057 0.0000002 CB1 0.0055 0.0000 -1.7754 0.0000 0.0058 0.0000

003 CB1 -0.0016 0.0000 -0.1633 0.0000 -0.0046 0.0000

004 CB1 -0.0011 0.0000 0.5345 0.0000 -0.0034 0.0000

005 CB1 -0.0003 0.0000 1.0144 0.0000 -0.0022 0.0000

006 CB1 0.0008 0.0000 1.2989 0.0000 -0.0010 0.0000

007 CB1 0.0055 0.0000 -0.1765 0.0000 0.0047 0.0000

008 CB1 0.0050 0.0000 0.5358 0.0000 0.0034 0.0000

009 CB1 0.0041 0.0000 1.0204 0.0000 0.0022 0.0000

010 CB1 0.0030 0.0000 1.3031 0.0000 0.0010 0.0000

Combo 2


LOAD ******** cm ********** *********** radians ***********


001 CB2 0.0052 0.0000 -1.6797 0.0000 -0.0056 0.0000002 CB2 0.0125 0.0000 -1.9573 0.0000 0.0064 0.0000

003 CB2 0.0052 0.0000 -0.1458 0.0000 -0.0046 0.0000

004 CB2 0.0057 0.0000 0.5561 0.0000 -0.0034 0.0000

005 CB2 0.0065 0.0000 1.0488 0.0000 -0.0023 0.0000

006 CB2 0.0077 0.0000 1.3488 0.0000 -0.0011 0.0000

007 CB2 0.0125 0.0000 -0.2067 0.0000 0.0051 0.0000

008 CB2 0.0120 0.0000 0.5622 0.0000 0.0037 0.0000

009 CB2 0.0111 0.0000 1.0761 0.0000 0.0023 0.0000

010 CB2 0.0099 0.0000 1.3682 0.0000 0.0010 0.0000

Combo 3


LOAD ******** cm ********** *********** radians ***********


001 CB3 -0.0085 0.0000 -1.8946 0.0000 -0.0062 0.0000

002 CB3 -0.0012 0.0000 -1.7424 0.0000 0.0058 0.0000

003 CB3 -0.0085 0.0000 -0.1930 0.0000 -0.0050 0.0000

004 CB3 -0.0080 0.0000 0.5608 0.0000 -0.0036 0.0000

005 CB3 -0.0071 0.0000 1.0700 0.0000 -0.0023 0.0000006 CB3 -0.0059 0.0000 1.3638 0.0000 -0.0011 0.0000

007 CB3 -0.0012 0.0000 -0.1595 0.0000 0.0047 0.0000

008 CB3 -0.0017 0.0000 0.5575 0.0000 0.0035 0.0000

009 CB3 -0.0025 0.0000 1.0549 0.0000 0.0023 0.0000

010 CB3 -0.0037 0.0000 1.3532 0.0000 0.0011 0.0000

Combo 4


LOAD ******** cm ********** *********** radians ***********


001 CB4 -0.0080 0.0000 -1.7434 0.0000 -0.0057 0.0000

002 CB4 -0.0012 0.0000 -1.6001 0.0000 0.0053 0.0000

003 CB4 -0.0080 0.0000 -0.1793 0.0000 -0.0046 0.0000

004 CB4 -0.0075 0.0000 0.5127 0.0000 -0.0033 0.0000

005 CB4 -0.0066 0.0000 0.9794 0.0000 -0.0021 0.0000

006 CB4 -0.0056 0.0000 1.2485 0.0000 -0.0010 0.0000

007 CB4 -0.0012 0.0000 -0.1478 0.0000 0.0043 0.0000

008 CB4 -0.0016 0.0000 0.5095 0.0000 0.0032 0.0000

009 CB4 -0.0025 0.0000 0.9653 0.0000 0.0021 0.0000010 CB4 -0.0035 0.0000 1.2385 0.0000 0.0010 0.0000

Combo 5


LOAD ******** cm ********** *********** radians ***********


001 CB5 0.0047 0.0000 -1.5441 0.0000 -0.0051 0.0000

002 CB5 0.0115 0.0000 -1.7994 0.0000 0.0059 0.0000

003 CB5 0.0047 0.0000 -0.1355 0.0000 -0.0042 0.0000

004 CB5 0.0052 0.0000 0.5083 0.0000 -0.0031 0.0000

005 CB5 0.0060 0.0000 0.9597 0.0000 -0.0021 0.0000

006 CB5 0.0070 0.0000 1.2346 0.0000 -0.0010 0.0000

007 CB5 0.0115 0.0000 -0.1916 0.0000 0.0047 0.0000

008 CB5 0.0110 0.0000 0.5139 0.0000 0.0034 0.0000

009 CB5 0.0102 0.0000 0.9849 0.0000 0.0021 0.0000

010 CB5 0.0091 0.0000 1.2524 0.0000 0.0009 0.0000

Vậy, với kích thướ c dầm đã lựa chọn đạt yêu cầu về chịu lực và chuyển vị.



20

5.3 Thiết k ế lự a chọn sơ bộ kích thướ c dầm 2

5.3.1 Mô hình hóa, k ết quả nội lự c

Mô hình hóa dầm trên phần mềm Sacs vớ i giá tr ị lực như trên tác dụng như ta có

bảng k ết quả tính toán nội lực.

Giá trị nội lực lớn nhất

Mmax 9744.42 KN.m

Qmax 1819.8 KN

Sơ đồ nội lực đượ c xuất ra từ phần mềm có dạng như hình dướ i.

5.3.2 Tính toán lự a chọn sơ bộ

a)

Lựa chọn chiều cao dầm

Chiều cao dầm nhỏ nhất


Modul đàn hồi của thép E 20000000 T/m2

Nhịp dầm l 25.678 m

Độ võng tương đối cho phép của dầm 0.004 1/250

hệ số vượt tải trung bình ntb 1.2



21

hmin = 1.154 m




Hệ số lựa chọn k 5.5

hd = 1.99 m




Độ mảnh lựa chọn 100

hkt= 1.92 m


hmax = 1.616 m

Vậy, ta lựa chọn sơ bộ chiều cao dầm: hdầm = 1.6 m

d) Lựa chọn sơ bộ chiều dày bụng dầm

Lực cắt lớn nhất Q 181.98 T

Chiều cao dầm lựa chọn hd 1.6 m

Cường độ chịu cắt của thép Rc 13800 T/m2 t b = 0.012 m

Vậy, ta chọn sơ bộ chiều dày bụng t b = 0.03 m

(Theo chuẩn thiết k ế k ết cấu thép của viện k ết cấu thép hoa k ỳ, không chấ p nhận

độ mảnh giớ i hạn 0.01m)

Vớ i chiều dày bụng này ta chia làm 2 bụng, dạng hình hộ p, mỗi bụng 0.015m

e)

Lựa chọn sơ bộ kích thướ c cánh dầm

Moment chống uốn yêu cầu Wyc 0.0470745 T/m3

Chiều cao của dầm hd 1.6 m

Fc = 0.0221 m2

Vì trên dầm hạ thủy còn saddle, do đó chiều r ộng cánh dầm tối thiểu đạt 1m, ta

chọn bc= 1 m. Suy ra, tc = 0.025 m, chiều dày này nằm trong khoảng giớ i hạn cho phép. Ta có bảng kích thướ c lựa chọn sơ bộ của dầm 1 như sau:



22

Lựa chọn sơ bộ kích thước dầm 1

H 160 cm

tc 2.5 cm

bc 100 cm

t b 3 cm

fillet 2 độ

5.3.3 Lặp k ết quả thử kích thướ c dầm trong mô hình Sacs

Để chọn ra được kích thướ c dầm đạt yêu cầu ta thử các kích thướ c vào mô hình

Sacs tính toán.

Sau khi thử kích thướ c và chạy mô hình Sacs tính toán ta được kích thướ c dầm như

hình bên dướ i.



23

K ết quả Unit Check cho Combo 5





m

001- 003 D 0.54 SHEAR CB5 2.9 0.000 0.000 0.540 0.000 0.362 0.000 0.540 1.000 1.000 39.60 96.11

003- 004 D 0.53 TN+BN CB5 1.7 0.000 0.000 0.413 0.000 0.528 0.000 0.528 1.000 1.000 39.60 96.11

004- 005 D 0.64 TN+BN CB5 1.7 0.000 0.000 0.286 0.000 0.640 0.000 0.640 1.000 1.000 39.60 96.11

005- 006 D 0.70 TN+BN CB5 1.7 0.000 0.000 0.158 0.000 0.702 0.000 0.702 1.000 1.000 39.60 96.11

006- 010 D 0.82 TN+BN CB5 9.4 0.000 0.000 0.085 0.000 0.815 0.000 0.815 1.000 1.000 39.60 96.11

007- 002 D 0.68 SHEAR CB5 0.0 0.000 0.000 0.676 0.000 0.455 0.000 0.676 1.000 1.000 39.60 96.11

008- 007 D 0.65 TN+BN CB5 0.0 0.000 0.000 0.489 0.000 0.652 0.000 0.652 1.000 1.000 39.60 96.11

009- 008 D 0.77 TN+BN CB5 0.0 0.000 0.000 0.302 0.000 0.771 0.000 0.771 1.000 1.000 39.60 96.11

010- 009 D 0.82 TN+BN CB5 0.0 0.000 0.000 0.115 0.000 0.815 0.000 0.815 1.000 1.000 39.60 96.11

Từ k ết quả UC ta thấy tất cả các member đều đạt yêu cầu: UC < 1.0

Kiểm tra kích thướ c trên vớ i các tổ hợ p tải tr ọng còn lại.

Combo 1





m

001- 003 D 0.51 SHEAR CB1 2.9 0.000 0.000 0.511 0.000 0.342 0.000 0.511 1.000 1.000 39.60 96.11

003- 004 D 0.50 TN+BN CB1 1.7 0.000 0.000 0.381 0.000 0.495 0.000 0.495 1.000 1.000 39.60 96.11

004- 005 D 0.59 TN+BN CB1 1.7 0.000 0.000 0.250 0.000 0.593 0.000 0.593 1.000 1.000 39.60 96.11

005- 006 D 0.64 TN+BN CB1 1.7 0.000 0.000 0.120 0.000 0.640 0.000 0.640 1.000 1.000 39.60 96.11

006- 010 D 0.66 TN+BN CB1 9.4 0.000 0.000 0.043 0.000 0.662 0.000 0.662 1.000 1.000 39.60 96.11

007- 002 D 0.54 SHEAR CB1 0.0 0.000 0.000 0.538 0.000 0.360 0.000 0.538 1.000 1.000 39.60 96.11

008- 007 D 0.52 TN+BN CB1 0.0 0.000 0.000 0.396 0.000 0.520 0.000 0.520 1.000 1.000 39.60 96.11

009- 008 D 0.62 TN+BN CB1 0.0 0.000 0.000 0.254 0.000 0.619 0.000 0.619 1.000 1.000 39.60 96.11

010- 009 D 0.66 TN+BN CB1 0.0 0.000 0.000 0.111 0.000 0.662 0.000 0.662 1.000 1.000 39.60 96.11

Combo 2





m

001- 003 D 0.39 SHEAR CB2 2.9 0.000 0.000 0.390 0.000 0.259 0.000 0.390 1.000 1.000 39.60 96.11

003- 004 D 0.38 TN+BN CB2 1.7 0.000 0.000 0.297 0.000 0.378 0.000 0.378 1.000 1.000 39.60 96.11

004- 005 D 0.46 TN+BN CB2 1.7 0.000 0.000 0.204 0.000 0.458 0.000 0.458 1.000 1.000 39.60 96.11

005- 006 D 0.50 TN+BN CB2 1.7 0.000 0.000 0.111 0.000 0.500 0.000 0.500 1.000 1.000 39.60 96.11

006- 010 D 0.59 TN+BN CB2 9.4 0.000 0.000 0.072 0.000 0.586 0.000 0.586 1.000 1.000 39.60 96.11

007- 002 D 0.49 SHEAR CB2 0.0 0.000 0.000 0.492 0.000 0.329 0.000 0.492 1.000 1.000 39.60 96.11

008- 007 D 0.47 TN+BN CB2 0.0 0.000 0.000 0.355 0.000 0.472 0.000 0.472 1.000 1.000 39.60 96.11

009- 008 D 0.56 TN+BN CB2 0.0 0.000 0.000 0.216 0.000 0.556 0.000 0.556 1.000 1.000 39.60 96.11

010- 009 D 0.59 TN+BN CB2 0.0 0.000 0.000 0.078 0.000 0.586 0.000 0.586 1.000 1.000 39.60 96.11



24

Combo 3





m

001- 003 D 0.47 SHEAR CB3 2.9 0.000 0.000 0.470 0.000 0.314 0.000 0.470 1.000 1.000 39.60 96.11

003- 004 D 0.45 TN+BN CB3 1.7 0.000 0.000 0.342 0.000 0.451 0.000 0.451 1.000 1.000 39.60 96.11

004- 005 D 0.53 TN+BN CB3 1.7 0.000 0.000 0.214 0.000 0.534 0.000 0.534 1.000 1.000 39.60 96.11

005- 006 D 0.57 TN+BN CB3 1.7 0.000 0.000 0.086 0.000 0.566 0.000 0.566 1.000 1.000 39.60 96.11

006- 010 D 0.57 TN+BN CB3 0.0 0.000 0.000 0.054 0.000 0.566 0.000 0.566 1.000 1.000 39.60 96.11007- 002 D 0.41 SHEAR CB3 0.0 0.000 0.000 0.413 0.000 0.275 0.000 0.413 1.000 1.000 39.60 96.11

008- 007 D 0.40 TN+BN CB3 0.0 0.000 0.000 0.310 0.000 0.399 0.000 0.399 1.000 1.000 39.60 96.11

009- 008 D 0.48 TN+BN CB3 0.0 0.000 0.000 0.207 0.000 0.480 0.000 0.480 1.000 1.000 39.60 96.11

010- 009 D 0.52 TN+BN CB3 0.0 0.000 0.000 0.104 0.000 0.519 0.000 0.519 1.000 1.000 39.60 96.11

Combo 4





m

001- 003 D 0.65 SHEAR CB4 2.9 0.000 0.000 0.646 0.000 0.434 0.000 0.646 1.000 1.000 39.60 96.11

003- 004 D 0.62 TN+BN CB4 1.7 0.000 0.000 0.472 0.000 0.625 0.000 0.625 1.000 1.000 39.60 96.11

004- 005 D 0.74 TN+BN CB4 1.7 0.000 0.000 0.298 0.000 0.742 0.000 0.742 1.000 1.000 39.60 96.11

005- 006 D 0.79 TN+BN CB4 1.7 0.000 0.000 0.125 0.000 0.790 0.000 0.790 1.000 1.000 39.60 96.11

006- 010 D 0.79 TN+BN CB4 0.0 0.000 0.000 0.062 0.000 0.790 0.000 0.790 1.000 1.000 39.60 96.11007- 002 D 0.57 SHEAR CB4 0.0 0.000 0.000 0.571 0.000 0.383 0.000 0.571 1.000 1.000 39.60 96.11

008- 007 D 0.56 TN+BN CB4 0.0 0.000 0.000 0.430 0.000 0.556 0.000 0.556 1.000 1.000 39.60 96.11

009- 008 D 0.67 TN+BN CB4 0.0 0.000 0.000 0.289 0.000 0.670 0.000 0.670 1.000 1.000 39.60 96.11

010- 009 D 0.73 TN+BN CB4 0.0 0.000 0.000 0.148 0.000 0.728 0.000 0.728 1.000 1.000 39.60 96.11

5.3.4

Kiểm tra chuyển vị cho dầm trong trạng thái dầm vừ a nhấc khỏi gối

b) Điều kiện kiểm tra

Chuyển vị tuyệt đối của các điểm không vượ t quá giớ i hạn [l/250]

Chuyển vị tương đối giữa các điểm đối xứng không vượ t quá 25 mm

Sơ đồ biến dạng, chuyển vị của dầm.



25

c) Kiểm tra chuyển vị tuyệt đối lớ n nhất

MAXIMUM JOINT DISPLACEMENTS

LOAD DEFL(X) DEFL(Y) DEFL(Z) DEFL(T)

COND JOINT (CM) JOINT (CM) JOINT (CM) JOINT (CM)

CB1 002 0.018 0.000 010 1.492 010 1.492

CB2 002 0.020 0.000 002 -1.268 002 1.268

CB3 001 -0.017 0.000 006 1.259 006 1.259

CB4 001 -0.024 0.000 006 1.757 006 1.757

CB5 002 0.027 0.000 010 1.772 010 1.772

Chuyển vị lớ n nhất trong các trườ ng hợ p tổ hợ p tải đều đạt

d) Chuyển vị tuyệt đối trong các trườ ng hợ p Combo tải

Combo 1


LOAD ******** cm ********** *********** radians ***********


001 CB1 -0.0149 0.0000 -1.4103 0.0000 -0.0049 0.0000

002 CB1 0.0182 0.0000 -1.4435 0.0000 0.0050 0.0000

003 CB1 -0.0149 0.0000 -0.0506 0.0000 -0.0041 0.0000

004 CB1 -0.0137 0.0000 0.5995 0.0000 -0.0033 0.0000

005 CB1 -0.0114 0.0000 1.0999 0.0000 -0.0025 0.0000

006 CB1 -0.0083 0.0000 1.4794 0.0000 -0.0018 0.0000

007 CB1 0.0182 0.0000 -0.0532 0.0000 0.0042 0.0000

008 CB1 0.0168 0.0000 0.6076 0.0000 0.0033 0.0000

009 CB1 0.0145 0.0000 1.1127 0.0000 0.0025 0.0000

010 CB1 0.0114 0.0000 1.4924 0.0000 0.0018 0.0000

Combo 2


LOAD ******** cm ********** *********** radians ***********


001 CB2 -0.0077 0.0000 -1.1408 0.0000 -0.0040 0.0000

002 CB2 0.0200 0.0000 -1.2679 0.0000 0.0044 0.0000

003 CB2 -0.0077 0.0000 -0.0404 0.0000 -0.0034 0.0000

004 CB2 -0.0066 0.0000 0.4885 0.0000 -0.0027 0.0000

005 CB2 -0.0048 0.0000 0.8989 0.0000 -0.0021 0.0000

006 CB2 -0.0022 0.0000 1.2141 0.0000 -0.0015 0.0000007 CB2 0.0200 0.0000 -0.0507 0.0000 0.0037 0.0000

008 CB2 0.0189 0.0000 0.5195 0.0000 0.0029 0.0000

009 CB2 0.0169 0.0000 0.9481 0.0000 0.0021 0.0000

010 CB2 0.0143 0.0000 1.2639 0.0000 0.0015 0.0000

Combo 3


LOAD ******** cm ********** *********** radians ***********


001 CB3 -0.0171 0.0000 -1.2436 0.0000 -0.0043 0.0000

002 CB3 0.0107 0.0000 -1.1772 0.0000 0.0041 0.0000

003 CB3 -0.0171 0.0000 -0.0484 0.0000 -0.0036 0.0000

004 CB3 -0.0160 0.0000 0.5148 0.0000 -0.0028 0.0000

005 CB3 -0.0141 0.0000 0.9413 0.0000 -0.0021 0.0000

006 CB3 -0.0114 0.0000 1.2587 0.0000 -0.0015 0.0000

007 CB3 0.0107 0.0000 -0.0430 0.0000 0.0035 0.0000

008 CB3 0.0096 0.0000 0.4986 0.0000 0.0027 0.0000

009 CB3 0.0077 0.0000 0.9156 0.0000 0.0021 0.0000

010 CB3 0.0051 0.0000 1.2327 0.0000 0.0015 0.0000

Combo 4JOINT DISPLACEMENTS AND ROTATIONS

LOAD ******** cm ********** *********** radians ***********


001 CB4 -0.0236 0.0000 -1.6997 0.0000 -0.0059 0.0000

002 CB4 0.0150 0.0000 -1.6113 0.0000 0.0056 0.0000

003 CB4 -0.0236 0.0000 -0.0620 0.0000 -0.0050 0.0000

004 CB4 -0.0221 0.0000 0.7165 0.0000 -0.0039 0.0000

005 CB4 -0.0194 0.0000 1.3111 0.0000 -0.0030 0.0000

006 CB4 -0.0157 0.0000 1.7568 0.0000 -0.0021 0.0000

007 CB4 0.0150 0.0000 -0.0549 0.0000 0.0048 0.0000

008 CB4 0.0135 0.0000 0.6950 0.0000 0.0038 0.0000

009 CB4 0.0109 0.0000 1.2769 0.0000 0.0030 0.0000

010 CB4 0.0073 0.0000 1.7221 0.0000 0.0021 0.0000



26

Combo 5


LOAD ******** cm ********** *********** radians ***********


001 CB5 -0.0113 0.0000 -1.5726 0.0000 -0.0055 0.0000

002 CB5 0.0273 0.0000 -1.7384 0.0000 0.0060 0.0000

003 CB5 -0.0113 0.0000 -0.0517 0.0000 -0.0047 0.0000

004 CB5 -0.0098 0.0000 0.6856 0.0000 -0.0038 0.0000

005 CB5 -0.0072 0.0000 1.2619 0.0000 -0.0029 0.0000

006 CB5 -0.0036 0.0000 1.7069 0.0000 -0.0021 0.0000

007 CB5 0.0273 0.0000 -0.0651 0.0000 0.0051 0.0000008 CB5 0.0258 0.0000 0.7260 0.0000 0.0040 0.0000

009 CB5 0.0231 0.0000 1.3261 0.0000 0.0030 0.0000

010 CB5 0.0194 0.0000 1.7719 0.0000 0.0021 0.0000

Từ bảng k ết quả chuyển vị tương đối trong các trườ ng hợ p Combo tải của dầm 1

và dầm 2, ta thấy chênh chuyển vị tương đối của các điểm đều nhỏ 25 mm.

Vậy, kích thướ c của dầm 1 và dầm 2 đạt điều kiện về chuyển vị tương đối.



27

5.4 Kiểm tra điều kiện cục bộ với kích thướ c dầm sơ bộ

5.4.1 Kiểm tra điều kiện cục bộ cho dầm 1

Tiết diện dầm 1

5.4.1.1 Kiểm tra cục bộ dầm 1 trong trườ ng hợ p chịu tải tại gối

Sử dụng Chapter K: Special Design Considerations của tiêu chuẩn AISC ASD89

cho trườ ng hợ p dầm chịu nén 2 cánh. Kiểm tra các điều kiện K1.3, K1.4, K1.6

Kiểm tra vớ i lực nén lớ n nhất N = 5306.46 KN

Do tính làm việc đồng thờ i của bụng và cánh ta chia dầm làm 4 dầm chữ I.

a) Kiểm tra điều kiện chảy bụng K1.3

Sử dụng sườn gia cường đỡ khi cường độ lực nén tại chân bụng của đườ ng hàn

do lực tập trung gây ra vượ t quá 0.66Fy

Khi điểm đặt của lực đặt tại vị trí cách điểm cuối của dầm một khoảng cách lớ n

hơn chiều cao dầm, sử dụng công thức (K1-2)

yw

R 0.66F

t (N+5k)



28

Khi điểm đặt của lực đặt tại vị trí ở điểm cuối của dầm hoặc gần điểm cuối của

dầm, sử dụng công thức (K1-3)

y

w

R 0.66F

t (N+2.5k)

Trong đó: R - Lực tậ p trung hoặc phản lực, Kips.

tw – chiều dày của bụng, in.

N – chiều dài gối đỡ ( không nhỏ hơn k cho cuối phản lực), in.

k – Khoảng cách từ mặt ngoài của cánh tới chân điểm hàn của

bụng, in.

Thông số đầu vào như sau:

Thông số đầu vào R 1326.615 KN 298.223 Kips

tw 30 mm 1.1811 in

N 1000 mm 39.37 in

k 82 mm 3.22834 in

Fy 345 Mpa 50.025 ksi

K ết quả tính

yw

R =4.55 0.66F =33.02

t (N+5k) Đạt

y

w

R =5.32 0.66F =33.02

t (N+2.5k) Đạt

b) Kiểm tra điều kiện phá hủy bụng K1.4

Sử dụng sườn gia cường đỡ tại bụng của member dướ i lực tậ p trung khi lực

nén vượ t quá giớ i hạn sau đây:

Khi điểm đặt c

ủa l

ực t

ại v

ị trí cách điể

m cuối c

ủa d

ầm không nh

ỏ hơn mộ

t nử

achiều cao tổng thể của dầm, sử dụng công thức (K1-4)

1.5

2 ww w67.5 1 3 / yw f

f

t N R t F t t

d t

Khi điểm đặt của lực tại vị trí cách điểm cuối của dầm nhỏ hơn một nửa chiều

cao tổng thể của dầm, sử dụng công thức (K1-5)

1.5

2 ww w34 1 3 / yw f

f

t N R t F t t d t



29

Trong đó: Fyw – Cường độ chảy nhỏ nhất của bụng dầm, ksi

d – Chiều cao tổng thể của dầm, in.

tf - chiều dày của cánh, in.

Thông số đầu vào


tw 30 mm 1.1811 in

N 1000 mm 39.37 in

k 82 mm 3.22834 in

Fy 345 Mpa 50.025 ksi

ddầm 1600 mm 62.992 in

tf 55 mm 2.16535 in

K ết quả

1.5

2 ww w67.5 1 3 / 1582.89(Kips) yw f

f

t N R t F t t

d t

≥ N=298.22 (Kips)

Đạt.

1.5

2 ww w34 1 3 / 797.308( ips) yw f

f

t N R t F t t K

d t

≥ N=298.22 (Kips)

Đạt.

c) Kiểm tra điều kiện nén uốn của bụng K1.6

Sử dụng 1 sườn tăng cườ ng hoặc 1 cặp sườ n tăng cườ ng khi chiều cao bụng

tính từ điểm hàn nhỏ hơn giá trị trong công thức (K1-8)

34100wc yc

bf

t F

P

Trong đó: twc – Chiều dày của bụng dầm, in.

P bf – Lực tính toán tác động tớ i cánh hoặc moment liên k ết tấm, nhân

vớ i 5/3 khi lực tính toán chỉ do tĩnh tải và tải động. Nhân vớ i

4/3 khi lực tính toán do tĩnh tải, tải động và tải gió cùng vớ i tải

động đất. Ở đây ta nhân vớ i hệ số 5/3.



30



tw 30 mm 1.1811 in

Fy 345 Mpa 50.025 ksi

P bf 2211 KN 497.04 Kipsddầm 1600 mm 62.992 in

k 82 mm 3.2283 in

dc=d-2k 1436 mm 56.535 in

K ết quả

3410035.90 56.54

wc yc

c

bf

t F d

P

Sử dụng sườn gia cườ ng.d) Tính toán thiết k ế sườn gia cườ ng

Theo mục K1.8, trong trườ ng hợ p cần sử dụng sườn gia cườ ng cho K1.6 thì ta

có thể lực chọn kích thước ban đầu như sau:

Chiều r ộng của mỗi sườn gia cườ ng cộng ½ chiều dày của bụng không

nhỏ hơn 1/3 chiều r ộng cánh.

Chiều dày của sườn gia cườ ng không nhỏ hơn một nửa chiều dày của

cánh.

Ta có bảng kích thướ c tối thiểu của sườ n.

Kích thước tối thiểu của sườn gia cường

Chiều rộng tối thiểu của stiffener bsmin 2.6903 in 68.333 mm

Chiều dày tối thiểu của stiffener tsmin 1.0827 in 27.5 mm

Theo cấu tạo, để gia cườ ng cho bụng ngoài cùng của dầm ta sẽ kéo dài chiều

r ộng của sườn ra cườ ng tớ i mép ngoài cùng của cánh. Ta có bảng lựa chọn kíchthước sơ bộ của dầm như sau:

Lựa chọn sơ bộ kích thước sườn gia cường

340 mm bs 13.386 in

30 mm ts 1.1811 in

Tiến hành kiểm tra cường độ cho phép của kích thước sơ bộ trên theo mục

E2,Chapter E: Columns and other compression members.



31

2

2

3

3

/1

2

3 / /5

3 8 8

y

c

a

c c

Kl r F

C F

Kl r Kl r

C C

Ở đây,22

c

y

E C

F

Khi Kl/r > Cc thì cường độ cho phép sẽ là:

2

2

12

23 /a

E F

Kl r

Trong công thức này, chiều dài làm việc lấy bằng 0.75h, mặt cắt bao gồm 2

sườn tăng cườ ng và một đoạn bụng có chiều r ộng bằng 25tw tại những sườ n

phía trong dầm và 12tw tại điểm cuối của dầm. Trong trườ ng hợ p này ta lấy giá

tr ị bằng 25tw=750 mm. Ta có mặt cắt ngang của dầm:



32

Thông số đầu vào như trên hình vẽ mặt ngang của dầm.

h1 30 mm 1.1811 in

b1 360 mm 14.173 in

h2 340 mm 13.386 in

b2 30 mm 1.1811 inh3 30 mm 1.1811 in

b3 750 mm 29.528 in

a1 435 mm 17.126 in a12 293.3 in

a2 330 mm 12.992 in a22 168.8 in

a3 145 mm 5.7087 in a32 32.589 in

Sử dụng công thức xác định chuyển dịch moment quán tính

2

x o xI =I +a A

Ta có bảng k ết quả

Moment quán tính của từng tiết diện

I1 1.946 in3

I2 236.07 in3

I3 4.0542 in3Diện tích của từng tiết diện

A1 16.74 in2

A2 15.81003 in2

A3 34.87507 in2

Sử dụng công thức đã nêu ta có bảng k ết quả tính toán

P 1192.9 Kips

tw 1.1811 in

bw=25*tw 29.5275 in

K 0.75

L 58.661 in

A 67.425 in2

I 27738 in3

r 20.283 in4

f a 17.692 Ksi

KL/r 2.1691

Cc 106.97

Fa 29.873 Ksi



33

Ta thấy

fa 17.6921 Fa 29.872555

Vớ i a Pf =A

- Cường độ tính toán tại tiết diện.

Tiết diện đạt yêu cầu về cường độ cho phép.

Hệ số a

a

F 29.873= =1.69

f 17.692

Vậy kích thướ c và bố trí sườn tăng cường đạt yêu cầu thiết k ế.

5.4.1.2

Kiểm tra cục bộ dầm 1 trong trườ ng hợ p chịu tải tại trailer.

Theo Chapter K, trườ ng hợ p này dầm chịu nén 1 cánh, do đó ta sẽ sử dụng các mục

K1.2, K1.3, K1.4 và K1.5 để tính toán kiểm tra


Do tải tr ọng nhỏ hơn, và kích thướ c dầm không đổi nên điều kiện tại mục K1.3 và

K1.4 luôn đạt như ta đã kiểm tra ở trên.

Bây giờ ta sẽ kiểm tra theo mục K1.2 và K1.5 trong Chapter K.


a) Kiểm cho uốn cục bộ của cánh

Một cặp sườn tăng cường đượ c lắp đặt cho dầm khi chiều dày của cánh dầm nhỏ

hơn giá trị trong công thức (K1-1) sau:

0.4 bf

yc

P

F

Trong đó: Fyc – Cường độ chảy của thép, ksi

P bf - Lực tính toán tác động tớ i cánh hoặc moment liên k ết tấm,

nhân vớ i 5/3 khi lực tính toán chỉ do tĩnh tải và tải động. Nhân

vớ i 4/3 khi lực tính toán do tĩnh tải, tải động và tải gió cùng vớ i

tải động đất. Ở đây ta nhân vớ i hệ số 5/3.

Thay vào công thức ta đượ c



34

0.4 0.339 2.165(in)bf

f

yc

P t

F Đạt yêu cầu

b) Kiểm tra uồn bụng theo chiều dài

Sử dụng sường tăng cườ ng cho bụng của dầm với cánh không ngăn cản lại sự

dịch chuyển tương đối bởi sườn gia cườ ng hoặc đỡ bên do tải tr ọng tậ p trung gây

ra, khi tải tr ọng tập trung vượ t quá giớ i hạn sau:

Nếu tải của cánh ngăn cản lại xoay và tỷ lệ (dc/tw)/(l/bf) nhỏ hơn 2.3

33

w w6800 /

1 0.4/

c

f

t d t R

h l b

(K1-6)

Nếu tải của cánh không ngăn cản lại xoay và tỷ lệ (dc/tw)/(l/bf) nhỏ hơn 1.7

33

w w6800 /

0.4/

c

f

t d t R

h l b

(K1-7)

Ở đây: l – Chiều dài lớ n nhất không đỡ bên dọc theo 2 cánh tại điểm điểm đặt

lực, in.

bf – Chiều r ộng cánh, in.

dc = d – 2k = Chiều cao bụng tính từ điểm hàn, in.

Bảng thông số đầu vào

R 95.82934 KN 21.542 Kips

tw 30 mm 1.181 in

h 1500 mm 59.055 in

dc=d-2k 1436 mm 56.535 in

l 16475 mm 648.621 in

bf 250 mm 9.843 in

Ta đượ c:

w/0.762 1.7

/

c

f

d t

l b Sử dụng công thức (K1-7)

33

w w6800 /0.4 29.081(Kips) 21.542(Kips)

/

c

f

t d t R

h l b

Dầm không cần sườn gia cườ ng.



35

K ết Luận: Trong trườ ng hợ p dầm chịu tải tậ p trung khi vận chuyển trên trailer,

dầm đủ đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ, không cần thiết sử dụng sườ n gia

cườ ng.

5.4.2 Kiểm tra điều kiện cục bộ cho dầm 2

Tiết diện dầm 2

5.4.2.1 Kiểm tra cục bộ dầm 2 trong trườ ng hợ p chịu tải tại gối

Sử dụng Chapter K: Special Design Considerations của tiêu chuẩn AISC ASD89

cho trườ ng hợ p dầm chịu nén 2 cánh. Kiểm tra các điều kiện K1.3, K1.4, K1.6



e) Kiểm tra điều kiện chảy bụng K1.3

Sử dụng sườn gia cường đỡ khi cường độ lực nén tại chân bụng của đườ ng hàn

do lực tập trung gây ra vượ t quá 0.66Fy



36

Khi điểm đặt của lực đặt tại vị trí cách điểm cuối của dầm một khoảng cách lớ n

hơn chiều cao dầm, sử dụng công thức (K1-2)

y

w

R 0.66F

t (N+5k)

Khi điểm đặt của lực đặt tại vị trí ở điểm cuối của dầm hoặc gần điểm cuối của

dầm, sử dụng công thức (K1-3)

y

w

R 0.66F

t (N+2.5k)

Trong đó: R - Lực tậ p trung hoặc phản lực, Kips.

tw – chiều dày của bụng, in.

N – chiều dài gối đỡ ( không nhỏ hơn k cho cuối phản lực), in.

k – Khoảng cách từ mặt ngoài của cánh tới chân điểm hàn của

bụng, in.

Thông số đầu vào như sau:


R 827.185 KN 185.9512 Kips

tw 15 mm 0.59055 in

N 1000 mm 39.37 in

k 37 mm 1.45669 in

Fy 345 Mpa 50.025 ksi

K ết quả tính

y

w

R =6.749 0.66F =33.02

t (N+5k) Đạt

y

w

R =7.321 0.66F =33.02

t (N+2.5k) Đạt

f) Kiểm tra điều kiện phá hủy bụng K1.4

Sử dụng sườn gia cường đỡ tại bụng của member dướ i lực tậ p trung khi lực

nén vượ t quá giớ i hạn sau đây:

Khi điểm đặt của lực tại vị trí cách điểm cuối của dầm không nhỏ hơn một nửa

chiều cao tổng thể của dầm, sử dụng công thức (K1-4)

1.5

2 ww w

67.5 1 3 / yw f

f

t N R t F t t

d t



37

Khi điểm đặt của lực tại vị trí cách điểm cuối của dầm nhỏ hơn một nửa chiều

cao tổng thể của dầm, sử dụng công thức (K1-5)

1.5

2 ww w34 1 3 / yw f

f

t N R t F t t

d t

Trong đó: Fyw – Cường độ chảy nhỏ nhất của bụng dầm, ksi

d – Chiều cao tổng thể của dầm, in.

tf - chiều dày của cánh, in.



tw 15 mm 0.59055 in

N 1000 mm 39.37 in

k 37 mm 1.45669 in

Fy 345 Mpa 50.025 ksi

ddầm 1600 mm 62.992 in

tf 25 mm 0.98425 in

K ết quả

1.5

2 ww w67.5 1 3 / 402.260(Kips) yw f

f

t N R t F t t

d t

≥ N=185.951 (Kips)

Đạt.

1.5

2 ww w34 1 3 / 202.620( ips) yw f

f

t N R t F t t K

d t

≥ N=185.951 (Kips)

Đạt.

g) Kiểm tra điều kiện nén uốn của bụng K1.6

Sử dụng 1 sườn tăng cườ ng hoặc 1 cặ p sườn tăng cườ ng khi chiều cao bụng

tính từ điểm hàn nhỏ hơn giá trị trong công thức (K1-8)

34100wc yc

bf

t F

P

Trong đó: twc – Chiều dày của bụng dầm, in.



38

P bf – Lực tính toán tác động tớ i cánh hoặc moment liên k ết tấm, nhân

vớ i 5/3 khi lực tính toán chỉ do tĩnh tải và tải động. Nhân vớ i

4/3 khi lực tính toán do tĩnh tải, tải động và tải gió cùng vớ i tải

động đất. Ở đây ta nhân vớ i hệ số 5/3.



tw 15 mm 0.59055 in

Fy 345 Mpa 50.025 ksi

P bf 1378.642 KN 309.9187 Kips

ddầm 1600 mm 62.992 in

k 37 mm 1.45669 in

dc=d-2k 1526 mm 60.07862 in

K ết quả

3410028.786 60.079

wc yc

c

bf

t F d

P

Sử dụng sườn gia cườ ng.

h) Tính toán thiết k ế sườ n gia cườ ng

Theo mục K1.8, trong trườ ng hợ p cần sử dụng sườn gia cườ ng cho K1.6 thì ta

có thể lực chọn kích thước ban đầu như sau:

Chiều r ộng của mỗi sườn gia cườ ng cộng ½ chiều dày của bụng không

nhỏ hơn 1/3 chiều r ộng cánh.

Chiều dày của sườn gia cườ ng không nhỏ hơn một nửa chiều dày của

cánh.

Ta có bảng kích thướ c tối thiểu của sườ n.

Kích thước tối thiểu của sườn gia cường

Chiều rộng tối thiểu của stiffener bsmin 6.2664 in 159.17 mm

Chiều dày tối thiểu của stiffener tsmin 0.4921 in 12.5 mm

Lựa chọn kích thước sơ bộ như sau:

Lựa chọn sơ bộ kích thước sườn gia cường

165 mm bs 6.4961 in

15 mm ts 0.5906 in



39

Tiến hành kiểm tra cường độ cho phép của kích thước sơ bộ trên theo mục

E2,Chapter E: Columns and other compression members.

2

2

3

3

/1

2

3 / /5

3 8 8

y

c

a

c c

Kl r F

C

F Kl r Kl r

C C

Ở đây,22

c

y

E C

F

Khi Kl/r > Cc thì cường độ cho phép sẽ là:

2

2

12

23 /a

E

F Kl r

Trong công thức này, chiều dài làm việc lấy bằng 0.75h, mặt cắt bao gồm 2

sườn tăng cườ ng và một đoạn bụng có chiều r ộng bằng 25tw tại những sườ n

phía trong dầm và 12tw tại điểm cuối của dầm. Trong trườ ng hợ p này ta lấy giá

tr ị bằng 25tw=750 mm. Ta có mặt cắt ngang của dầm:



40

Thông số đầu vào như trên hình vẽ mặt ngang của dầm.

h1 165 mm 6.496 in

b1 15 mm 0.591 in

h2 15 mm 0.591 in

b2 375 mm 14.764 in

a1 333 mm 13.11 in a12 171.88 in2

a2 243 mm 9.5669 in a22 91.526 in2

Sử dụng công thức xác định chuyển dịch moment quán tính

2

x o xI =I +a A

Ta có bảng k ết quả

Moment quán tính của từng tiết diện

I1 13.490 in3

I2 0.253 in3

Diện tích của từng tiết diện

A1 3.836 in2

A2 8.719 in2

Sử dụng công thức đã nêu ta có bảng k ết quả tính toán

P 371.9 Kips

tw 0.5906 in

bw=25*tw 14.764 in

K 0.75

l 61.024 in

A 12.555 in2

I 2942.2 in3r 15.308 in4

fa 29.622 Ksi

KL/r 2.9897

Cc 106.97

Fa 29.816 Ksi

Ta thấy

fa 17.6921 Fa 29.872555



41

Vớ ia

Pf =

A - Cường độ tính toán tại tiết diện.

Tiết diện đạt yêu cầu về cường độ cho phép.

Hệ số a

a

F 29.816

= =1.01f 29.622

Vậy kích thướ c và bố trí sườn tăng cường đạt yêu cầu thiết k ế.

5.4.2.2 Kiểm tra cục bộ dầm 2 trong trườ ng hợ p chịu tải tại trailer.

Theo Chapter K, trườ ng hợ p này dầm chịu nén 1 cánh, do đó ta sẽ sử dụng các mục

K1.2, K1.3, K1.4 và K1.5 để tính toán kiểm tra


Do tải tr ọng nhỏ hơn, và kích thướ c dầm không đổi nên điều kiện tại mục K1.3 và

K1.4 luôn đạt như ta đã kiểm tra ở trên.

Bây giờ ta sẽ kiểm tra theo mục K1.2 và K1.5 trong Chapter K.


c) Kiểm cho uốn cục bộ của cánh

Một cặp sườn tăng cường đượ c lắp đặt cho dầm khi chiều dày của cánh dầm nhỏ

hơn giá trị trong công thức (K1-1) sau:

0.4 bf

yc

P

F

Trong đó: Fyc – Cường độ chảy của thép, ksi

P bf - Lực tính toán tác động tớ i cánh hoặc moment liên k ết tấm,

nhân vớ i 5/3 khi lực tính toán chỉ do tĩnh tải và tải động. Nhân

vớ i 4/3 khi lực tính toán do tĩnh tải, tải động và tải gió cùng vớ i

tải động đất. Ở đây ta nhân vớ i hệ số 5/3.

Thay vào công thức ta đượ c

0.4 0.257 0.984(in)bf

f

yc

P t

F Đạt yêu cầu



d) Kiểm tra uồn bụng theo chiều dài

Sử dụng sường tăng cườ ng cho bụng của dầm vớ i cánh không ngăn cản lại sự

dịch chuyển tương đối bởi sườn gia cườ ng hoặc đỡ bên do tải tr ọng tậ p trung gây

ra, khi tải tr ọng tập trung vượ t quá giớ i hạn sau:

Nếu tải của cánh ngăn cản lại xoay và tỷ lệ (dc/tw)/(l/bf) nhỏ hơn 2.3

33

w w6800 /

1 0.4/

c

f

t d t R

h l b

(K1-6)

Nếu tải của cánh không ngăn cản lại xoay và tỷ lệ (dc/tw)/(l/bf) nhỏ hơn 1.7

33

w w6800 /

0.4

/

c

f

t d t R

h l b

(K1-7)

Ở đây: l – Chiều dài lớ n nhất không đỡ bên dọc theo 2 cánh tại điểm điểm đặt

lực, in.

bf – Chiều r ộng cánh, in.

dc = d – 2k = Chiều cao bụng tính từ điểm hàn, in.

Bảng thông số đầu vào

R 55.27102 KN 12.425 Kipstw 15 mm 0.591 in

h 1550 mm 61.024 in

dc=d-2k 1526 mm 60.079 in

l 22753 mm 895.786 in

bf 500 mm 19.685 in

Ta đượ c:

w/2.236 2.3

/

c

f

d t

l b

Sử dụng công thức (K1-6)

33

w w6800 /1 0.4 125.521 12.423( )

/

c

f

t d t R Kips

h l b

Dầm không cần sườn gia cườ ng.

K ết Luận: Trong trườ ng hợ p dầm chịu tải tậ p trung khi vận chuyển trên trailer,

Documents

Tính Toán Thiết Kế Dầm