Kiểm tra tiết diện dầm
5.2.2. Kiểm tra tiết diện dầm
5.2.2. Kiểm tra tiết diện dầm
a. Kiểm tra điều kiện bền chịu mômen (điều kiện bền về uốn)
Nếu thép hình đã chọn thỏa mãn điều kiện bền theo công thức (5.11) và khi tính mômen uốn Mmax đã kể đến trọng lượng bản thân dầm, khi cấu tạo không gây ra các giảm yếu cho dầm thì không cần kiểm tra điều kiện bền về uốn.
Trong các trường hợp còn lại, cần kiểm tra bền về uốn, ứng suất pháp được kiểm tra theo công thức:
Trong đó: M - mômen uốn tại tiết diện kiểm tra (kể cả trọng lượng bản thân của dầm); Wnx - mômen kháng uốn đối với trục uốn x-x, của tiết diện kiểm tra (lấy với tiết diện thực).
b. Kiểm tra điều kiện bền chịu cắt
Độ bền chịu cắt của tiết diện dầm xuất phát từ điều kiện ứng suất tiếp nhỏ hơn cường độ chịu cắt của thép:
Trong đó:
V - lực cắt tại tiết diện kiểm tra; ở tiết diện nguy hiểm về cắt, lấy V=Vmax.
S - mômen tĩnh của phần tiết diện nguyên bên trên thớ cần tính ứng suất cắt với trục trung hoà x-x. Với tiết diện chữ I đối xứng, S là mômen tĩnh của một nửa tiết diện; Ix ; tw; fv – xác định giống các mục trước.
Nếu tại tiết diện kiểm tra, bản bụng bị giảm yếu do khoét lỗ bulông hoặc các nguyên nhân khác thì giá trị ứng suất tiếp trong công thức (5.13) cần nhân thêm hệ số = a(a-d); với a là khoảng cách tâm hai lỗ, d là đường kính lỗ.
c. Kiểm tra bản bụng dầm chịu ứng suất cục bộ
Khi bên trên cánh dầm có tải trọng tập trung tác dụng trong mặt phẳng bản bụng, mà tại đó bản bụng không có sườn cứng gia cường (hình 5.10) thì cần kiểm tra điều kiện bền của bản bụng, ứng suất cục bộ cb vuông góc với trục dầm, kiểm tra theo công thức:
Hình 5.10. Sơ đồ xác định chiều dài qui ước chịu tải cục bộ của bản bụng dầm
Trong đó:
F - Tải trọng tập trung; phân bố trực tiếp trên chiều rộng b; lz - chiều dài phân bố quy đổi của tải trọng tập trung dọc theo mép trên của bản bụng, với dầm thép hình lz = b+2hy = b+2(tf + r); tf - chiều dày cánh dầm; r - bán kính cong chuyển tiếp từ bụng sang cánh của tiết diện thép hình làm dầm.
d. Kiểm tra tiết diện dầm chịu đồng thời ứng suất pháp, ứng suất tiếp, ứng suất cục bộ
Tại tiết diện kiểm tra, có thể tồn tại cả mômen uốn M, lực cắt V, lực tập trung F, cần kiểm tra điều kiện chịu lực của tiết diện tại thớ trên của chiều cao tính toán bản bụng dầm. Xác định ứng suất tương đương và kiểm tra bền theo công thức:
e. Kiểm tra ổn định tổng thể của dầm hình
Ổn định tổng thể của dầm không cần kiểm tra khi:
- Có bản sàn bêtông cốt thép hoặc bản sàn thép đủ cứng liên kết một cách chắc chắn với cánh nén của dầm.
- Khi tỷ số nhịp tính toán với chiều rộng bản cánh nén lef/bf, bf thỏa mãn
1<=h/bf<6 và 15<=bf/tf<=35 thoả mãn biểu thức
Nếu dầm hình cán nóng tiết diện chữ I không thoả mãn các điều kiện khống chế về oằn, phải kiểm tra ổn định tổng thể dầm theo công thức (xem 3.5.5):
Trong đó: Wc - mômen kháng uốn; c - hệ số điều kiện làm việc của dầm, khi kiểm tra ổn định tổng thể dầm c 0,95 ; b - hệ số kể đến khả năng chịu uống của dầm khi xét đến điều kiện ổn định tổng thể. Giá trị của b phụ thuộc tham số I h 2 E 1 xác định theo công thức:
- hệ số (tra bảng E.1-PL) phụ thuộc vào sự kiềm chế của cánh nén, dạng tải trọng, cánh chất tải, và hệ số .
Trong đó: h - chiều cao của tiết diện dầm;
It - mômen của quán tính khi xoắn của tiết diện dầm;
lef - chiều dài tính ngoài mặt phẳng dầm của cánh nén (khoảng cách giữa hai điểm cố kết ngăn cản không cho dầm chuyển vị theo phương ngang).
Giá trị hệ số b
trong công thức (5.18) lấy như sau:
Khi điều kiện (5.18) không thoả mãn, cần tìm cách tăng cường ổn định tổng thể cho dầm
f. Kiểm tra độ cứng (độ võng) của dầm
Dầm cần được thiết kế đủ cứng để trong suốt quá trình sử dụng, dầm không bị võng quá độ võng giới hạn. Độ cứng của dầm được kiểm tra theo công thức:
Ví dụ 5.2. Với các số liệu như ví dụ 5.1, yêu cầu chọn tiết diện cho dầm thép phụ bằng định hình, nhịp Ldp=4,8m, diện truyền tải là Adp (hình 5.9). Vật liệu sử dụng thép CT34, hệ
số điều kiện làm việc c 0,95 . Độ võng cho phép / l 1 / 250 .
Các vấn đề cần lưu ý trước khi giải bài tập:
- Tính tải trọng tác dụng;
- Tính nội lực trong dầm;
- Chọn tiết diện dầm hình
- Kiểm tra lại dầm đã chọn;
Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể: dầm phụ luôn đỡ bản sàn. Bản sàn thép làm việc như một hệ giằng liên kết vào cánh chịu nén của dầm nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể.
|
