Tài liệu Bài giảng cầu thép p 2

Bài giảng CẦU THÉP 16 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- CHƯƠNG III - CẦU DẦM ĐẶC 3.1. Khái niệm chung 1) Đặc điểm cầu dầm đặc: - Cấu tạo đơn giản, dễ tiêu chuẩn hóa và điển hình hóa; - Lao lắp đơn giản, nhanh chóng; - Cầu dầm đặc giản đơn chỉ nên vượt nhịp đến L<30m, thường được cấu tạo bằng thép cán, hình chữ I, đặt cách đều, mặt cắt thép có chiều cao không đổi; - Cầu dầm đặc nối liên tục hoặc dầm hẵng có dầm treo, có thể vượt nhịp dài L>30m; - Cầu dầm đặc có kiểu đường xe chạy trên, kiểu đường xe chạy dưới; - Chỉ xét nội lực phát sinh trong dầm là momen và lực cắt; - Thường dùng dầm thép đặc có bản mặt cầu BTCT cùng liên hợp chịu lực, tức là BTCT chịu nén còn phần thép chịu phần lớn lực kéo; như vậy sử dụng vật liệu rất hợp lý và tiết kiệm. 2) Cấu tạo và kích thước cơ bản: a) Đối với cầu dầm đơn giản: - nên chọn 4, 5, 6 dầm chủ bằng thép cán, chữ I, phù hợp với khổ cầu W-6m và lớn hơn; - trường hợp khổ W-4,5 và tải trọng ô-tô nhẹ 0,65 (HL-93) hoặc H-13, có thể chọn 2 dầm chủ; - tỷ lệ về chiều cao dầm chủ (h) so với chiều dài nhịp (L) nên chọn h 1 1   ; L 20 25 chiều cao toàn bộ (tối thiểu) của dầm I liên hợp giản đơn bằng 0,04L; chiều cao (tối thiểu) phần dầm I của dầm I liên hợp giản đơn bằng 0,033L. b) Đối với cầu dầm liên tục: - thường chọn liên tục 2 đến 3 nhịp; - nên chọn tỷ lệ h 1 1   l 20 45 ; chiều cao toàn bộ (tối thiểu) của dầm I liên hợp liên tục bằng 0,032L ; chiều cao (tối thiểu) phần dầm I của dầm liên hợp liên tục bằng 0,027L. - nên chọn mặt cắt dầm chủ có chiều cao thay đổi; mặt cắt tại gối cao hơn tại giữa nhịp 1,3 đến 1,5 lần; - trường hợp liên tục 3 nhịp, nên chọn l1 = 0,75  0,8 l2 c) Khoảng cách giữa các dầm chủ (B): phụ thuộc khổ đường xe chạy và loại hình kết cấu dầm chủ. Bài giảng CẦU THÉP 17 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Đối với dầm đặc có 4 dầm chủ hoặc hơn, khoảng cách tim dầm chủ nên đặt cách đều và thường là 1,8m đến 2,1m. d) Kích thước cơ bản: qui định kích thước nhỏ nhất của mặt cắt các bộ phận kết cấu dầm đặc tính bằng mm, cho phép lấy như sau: - Bề dày bản bụng của dầm chủ hàn nối, chịu uốn, là 10; dầm thép cán I là 8;Bề dày bản nút liên kết: 10 - Bề dày bản nẹp tăng cường đứng và tăng cường dọc:10 - Thép góc của hệ liên kết: ∟- 80x80x8 - Bề dày lớn nhất của thép cán trong các cấu kiện hàn bằng thép cacbon là 50mm; cấu kiện hàn bằng thép hợp kim thấp là 40mm - Các vách ngang hoặc các khung ngang cho các dầm thép cán chữ I phải cao ít nhất bằng nửa chiều cao của dầm. 3.2. Cấu tạo dầm đặc hàn ghép, liên kết bằng bu lông cường độ cao. 1) Đặc điểm: - Vật liệu dùng trong dầm đặc hàn ghép phải là thép chịu hàn; - Liên kết các cấu kiện dầm đặc hàn ghép thường dùng bu lông cường độ cao; - Dầm đặc hàn ghép có kết cấu thoáng, ít góc cạnh, dễ sơn sửa và bảo quản. 2) Qui định cơ bản về cấu tạo: - Bản bụng: + nếu dùng thép cácbon, δb ≈ (h tính cm) + nếu dùng thép hợp kim thấp, δb ≈ + theo điều kiện ổn định bản bụng, Bản cánh trên δc ≥ 12mm h Bản bụng δb ≥ 12mm δ b Bản cánh dưới δc ≥ 12mm b - Bản cánh: Bề rộng phần thò ra của cánh chịu nén trong dầm hàn có đường xe chạy trên không vượt quá 15δ và 400mm (trong đó, δ - bề dày của cánh). - Nẹp tăng cường: Để tăng cường độ cứng của bản bụng, triệt tiêu biến dạng phình cục bộ trên bề mặt bản bụng, phải bố trí nẹp tăng cường theo qui định sau: + ở vị trí đặt gối dầm nhất thiết phải có nẹp tăng cường đứng; nẹp này có cấu tạo 2 đầu được mài nhẵn chống khít vào mặt bản cánh trên và dưới; + ở trong phạm vi ¼ chiều dài nhịp đầu dầm, khoảng cách nẹp tăng cường đứng nên bố trí do < h và <2000mm; nẹp tăng cường dọc h nẹp tăng cường đứng do Bài giảng CẦU THÉP 18 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- + nẹp tăng cường dọc, khi h>1000mm, cần bố trí cách cánh chịu nén của dầm khoảng 0,20 ÷ 0,25h; + nẹp đứng phải bố trí suốt liền chiều cao (h) của dầm; còn nẹp dọc phải cắt đoạn trong khoảng 2 sườn đứng liền kề. 3) Cấu tạo các mối nối dầm đặc: - hàn nối bản bụng: Bản thép nguyên tấm thường không đủ chiều dài cắt đoạn của nhịp dầm nên phải hàn nối bản bụng cho đủ. Trước khi hàn đối đầu, phải gia công mép hàn theo dạng chữ V hoặc X. A A Hàn nối bản cánh : A B A Mặt cắt A-A Nhìn theo A-A B Nhìn theo B-B Hàn bản thép làm nẹp tăng cường - Cấu tạo neo giữ bản BTCT mặt cầu với cánh trên dầm chủ: Có hai loại cấu tạo neo giữ tùy thuộc bản mặt cầu được xét đặt tự do trên cánh dầm hoặc được xét tính liên hợp chịu lực với dầm thép. - Cấu tạo hệ liên kết dọc, ngang giữa các dầm chủ: Nếu dầm thép liên hợp chịu lực với bản BTCT mặt cầu, thường chỉ cần bố trí hệ liên kết ngang; với dầm thép có h>1000mm, có thể bố trí thêm hệ liên kết dọc dưới. Bài giảng CẦU THÉP 19 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3.4. Tính toán dầm chủ. 1) Lựa chọn số dầm và mặt cắt dầm chủ: Thường lựa chọn số lượng dầm chủ gồm 2, 4, 5 phiến hoặc nhiều hơn, tùy thuộc khổ cầu và loại hình mặt cắt dầm thép. h h>1000 h>800 h>1500 h<800 2) Tính tĩnh tải rải đều trên một dầm chủ, bao gồm: - Trọng lượng lớp mặt cầu và bản mặt cầu (BTCT hoặc thép), tính trong phạm vi rộng (B) và phân bố đều trên đơn vị dài dầm (kH/m), phần trọng lượng này được coi như đặt tự do trên dầm thép, ký hiệu DW1 và DW2; - Tải trọng rải đều của dầm chủ chữ I, ký hiệu DC (kH/m) Tải trọng thường xuyên rải đều trên dầm chủ được tính như sau: D = Σ η i γP Di ý nghĩa và hệ số trong công thức trên tương tự mục (2.4.2) 3) Tính hoạt tải xe ô-tô: - Hoạt tải ô-tô HL-93 gồm tổ hợp của xe tải thiết kế và tải trọng làn rải đều hoặc tổ hợp của xe hai trục thiết kế và tải trọng làn rải đều (xem mục 2.4.3). - Hệ số làn xe: theo mục 2.4.3. - Hệ số tải trọng γ dùng cho hoạt tải khi tổ hợp, tính theo trạng thái giới hạn về cường độ γ=1,75. - Hệ số xung kích: theo 2.4.5. - Tính hệ số phân phối ngang (g) của hoạt tải tác động trên dầm chủ: Trường hợp có hai dầm chủ, tính hệ số phân phối ngang theo phương pháp đòn bẩy. Trường hợp có nhiều hơn hai dầm chủ, dùng phương pháp nén lệch tâm để tính hệ số phân phối ngang của hoạt tải đặt ở vị trí gần biên trái (hoặc phải) trên mặt cầu và vị trí giữa mặt cầu (vị trí đối xứng); so sánh theo hai cách và chọn trị số phân phối ngang lớn nhất của hoạt tải tác động vào một dầm chủ để tính. Khi tính trường hợp này, phải xét chọn một trong hai điều kiện sau: + nếu L>2B (với B - khoảng cách trong của lan can hai bên cầu; L - chiều dài nhịp), hệ số phân phối ngang được xác định theo phương pháp nén lệch tâm với các giá trị sau: Bài giảng CẦU THÉP 20 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------2 ► đối với dầm biên: 1 a y1 =  max2 n a i 2 1 a và y'1 =  max2 n a i trong đó, y1 và y'1 - tung độ đường ảnh hưởng khi P=1 đặt tại dầm biên bên trái và bên phải; n - số dầm chủ; amax - khoảng cách giữa hai dầm biên; ai - khoảng cách giữa hai dầm thứ (i) bên trong đối xứng nhau qua tim cầu. ► đối với dầm thứ (k) bên trong: yk = và y'k = trong đó, ak - khoảng cách giữa đôi dầm thứ (k) cần tính hệ số phân phối ngang. B Cách 1 1,5m 3,0m 1 Cách 2 2 3 3,0m a2 amax Từ các giá trị trên, tính được hệ số phân phối ngang của hoạt tải xe ô-tô ηH=ΣyH,i và hoạt tải người đi ηP=yP vào dầm chủ cần tính. Lập bảng tính hệ số phân phối ngang của hoạt tải vào các dầm chủ 1, 2, 3, … theo hai cách đặt tải trên, sau đó chọn một dầm có hệ số phân phối ngang lớn nhất để tính nội lực phát sinh trong dầm đó. + nếu L < 2B, vẫn tính ηH và ηP theo phương pháp nén lệch tâm, chọn và kiểm tra trạng thái giới hạn cường độ của dầm chủ và các liên kết, sau đó kiểm toán lại hệ số phân phối ngang ηH tính theo phương pháp gối tựa đàn hồi. 4) Tính nội lực phát sinh tại mặt cắt dầm chủ: - Vẽ đường ảnh hưởng momen tại vị trí giữa nhịp (Mmax) và tính diện tích, tính l trị số tung độ tương ứng điểm đặt hoạt ĐAH M½ tải HL-93; - Vẽ đường ảnh hưởng lực cắt tại vị trí ĐAH V0 đầu dầm chủ (Vmax) và tính diện tích, tính trị số tung độ tương ứng điểm đặt hoạt tải. - Công thức tổng quát tính nội lực momen phát sinh tại mặt cắt giữa dầm chủ: Mmax = momen do tải trọng thường xuyên + momen do hoạt tải ô-tô, người = D.AM+1,75[mg(Mta hoặc Mtr).(1+IM/100)+mgMln+gnMng] kNm Công thức tổng quát tính nội lực cắt phát sinh tại vị trí gối dầm chủ: Vmax = D.AV+1,75[mg(Vta hoặc Vtr).(1+IM/100)+mgVln+gnVng] kN trong đó, D - tổng tải trọng thường xuyên với các hệ số tải trọng (kN/m) Bài giảng CẦU THÉP 21 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- A - diện tích đường ảnh hưởng momen (m2) hoặc lực cắt (m) 1,75 - hệ số tải trọng γ khi tính tổ hợp hoạt tải theo trạng thái giới hạn về cường độ I m - hệ số làn xe; g, gn - hệ số phân phối ngang của hoạt tải ô-tô, hoạt tải người lên dầm chủ xét tính Mta , Mtr, Mln, Mng: trị số momen do xe tải hoặc xe hai trục, do tải trọng làn, tải trọng người đi, kNm. Vta, Vtr, Vln, Vng: trị số lực cắt do xe tải hoặc xe hai trục, do tải trọng làn, tải trọng người đi, kN. 5) Kiểm toán mặt cắt dầm chủ: - Từ những kết quả tính nội lực trên, kiểm toán mặt cắt dầm chủ tại giữa nhịp thỏa mãn trạng thái giới hạn về cường độ theo công thức sau: Momen uốn: Mr ≤ φf Mn = Zφf Fy (3.4.5.1) trong đó, Mr - momen max tính toán (kNm, chuyển thành N.mm bằng cách nhân 106) φf - hệ số cường độ, theo 6.5.4.2, khi tính dầm chủ chịu uốn thuần túy, chọn φf =1,00 Mn - momen danh định của dầm chủ đã lựa chọn Z - momen chống uốn của dầm chủ đã lựa chọn (mm3) Fy- cường độ giới hạn chảy nhỏ nhất của thép (MPa), nếu thép làm dầm chủ là A709M, cho Fy = 345MPa, hoặc cấp thép cao hơn cho F y = 485MPa (xem 6.4.1 của TC). - Đối với cầu dầm đặc liên tục 2, 3 nhịp, phải xét thêm trạng thái giới hạn mỏi và phá hoại của đoạn bản bụng dầm phạm vi gối, thỏa mãn các qui định của Điều 6.10.16. - Thông thường, bản bụng dầm chủ phải có nẹp tăng cường, nên nội lực cắt tính theo công thức: Vr ≤ φv Vn (3.4.5.2) trong đó, Vr - lực cắt tính toán (kN) φv - hệ số cường độ, theo 6.5.4.2 cho φv = 1 Vn - nội lực cắt danh định của dầm chủ đã chọn (kN). Tính Vn theo công thức sau: Vn = CVp trong đó, C - tỷ số của ứng suất gây mất ổn định trên trị số cường độ chảy dẻo khi chịu cắt ở bản cánh, nếu D  1,10 tw Ek Fyw , thì C = 1 nếu khác bất đẳng thức trên, chọn C = 1,25 Vp - khả năng chịu cắt dẻo được qui định theo Điều 6.10.7.3.3a Vp = 0,58 Fyw Dtw (đơn vị tính N) với, D - chiều cao bản bụng (mm) Fyw - cường độ chảy nhỏ nhất quy định của bản bụng (MPa) tw - chiều dày bản bụng (mm) E - moduyn đàn hồi của thép bản, E=200.000 MPa Bài giảng CẦU THÉP 22 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 k = 5 +  do    D 2 do - khoảng cách giữa các gờ tăng cường (mm) - Sau khi kiểm toán dầm chủ thỏa mãn bất đẳng thức (3.4.5.1) và (3.4.5.2), chứng tỏ qui cách thép hình I đã chọn đạt yêu cầu giới hạn về cường độ. 6) Tính độ võng của dầm giản đơn: - Cầu dầm đặc giản đơn không bắt buộc phải tính độ võng; cầu dầm đặc liên tục 2, 3 nhịp không cần xét tính độ võng. - Tính độ võng theo trạng thái giới hạn sử dụng qui định như sau: + Khi nghiên cứu độ võng tuyệt đối lớn nhất, tất cả các làn xe thiết kế phải được đặt tải và tất cả các dầm chủ được coi là có độ võng như nhau, tức là toàn bộ tải trọng của cầu được phân bố đều cho các dầm chủ; + Khi nghiên cứu độ võng tương đối lớn nhất cho một trong số các dầm chủ, số lượng và vị trí của các làn đặt tải phải chọn sao cho có được độ võng tương đối lớn nhất; + Trị số độ võng giới hạn của cầu dầm đặc gây nên do hoạt tải xe ô-tô, nói chung L/800 do tải trọng xe và người đi bộ L/1000 trong đó, L-chiều dài nhịp dầm. + Hoạt tải xe phải bao gồm tổ hợp tải trọng (có hệ số tải trọng là 1,3) với lực xung kích, hệ số làn xe và hệ số phân phối ngang. + Công thức chung tính độ võng dầm đặc giản đơn: δL = 5 QL4 384 EI x (mm) trong đó, Q - hoạt tải xe phân bố đều, gồm tải trọng làn và tải trọng xe qui đổi về tải trọng phân bố đều (N/mm) Ix - momen quán tính của dầm chịu uốn trong mặt phẳng đứng. E = 200.000 MPa (tức là N/mm2). 7) Tính ổn định chung và cục bộ của bản bụng dầm: - Dưới tác động đồng thời của ứng suất pháp (f), ứng suất tiếp (v) và tải trọng cục bộ của bánh xe tải tựa trên cánh dầm gây nên mất ổn định cục bộ của bản bụng và cánh trên chịu nén của dầm chủ. - Khi thiết kế dầm đặc, việc bố trí nẹp tăng cường đứng và dọc bản bụng dầm nên theo qui định về cấu tạo bố trí các nẹp và tính ổn định của kết cấu theo trạng thái giới hạn sử dụng. a) Một số qui định về cấu tạo kết cấu nhịp dầm đặc: Bài giảng CẦU THÉP 23 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------QL h Đường ứng suất chính Đường ứng suất chính - Đối với dầm đặc có liên kết trên, bản mặt cầu không liên hợp chịu lực với dầm, nên đặt khoảng cách giữa các nút của hệ liên kết dọc không vượt quá 15 lần chiều rộng của cánh chịu nén đối với thép cácbon và 13 lần đối với thép hợp kim thấp; nếu vượt quá, phải kiểm toán ổn định toàn bộ của dầm khi uốn ra ngoài mặt phẳng thẳng đứng, khi đó, phần bản cánh chịu nén không vượt quá giới hạn về cường độ. - Nẹp tăng cường đứng trong dầm đặc chịu uốn phải đặt ngay trên các gối tựa truyền tải trọng tập trung. - Khi chiều cao tính toán (h) của bản bụng dầm đặc chịu uốn lớn hơn 50 lần bề dày của bản bụng, cần xét đặt các nẹp tăng cường đứng và nẹp tăng cường dọc dầm. - Nẹp tăng cường nên dùng từng đôi đối xứng và thò ra hai bên của bản bụng; bề dày của nẹp tăng cường không được nhỏ hơn 1/15 bề rộng của cánh thò ra của dầm và không nhỏ hơn 10mm. - Nếu  1  h 80 (đối với dầm thép các bon) và ≥ 1 65 (đối với dầm thép hợp kim thấp), nên bố trí nẹp tăng cường đứng cách nhau không quá 2h (h-chiều cao tính toán của bản bụng; δ-chiều dày bản bụng) và không quá 2000mm. - Khi cần bố trí nẹp tăng cường dọc thì nên đặt chúng theo cự ly dưới đây kể từ cánh chịu nén: khi dùng nẹp cho một khoang dầm - 0,20 đến 0,25 h khi dùng nẹp cho hai hoặc ba khoang dầm - khoang đầu, cự ly 0,15÷0,20 h; khoang thứ hai, cự ly 0,40÷0,50 h; khoang thứ ba, thường đặt trong khu vực chịu kéo của bản bụng - Trong dầm hàn ghép chữ I, chỉ nên dùng nẹp tăng cường đứng; nếu không đạt ổn định cục bộ, nên bố trí khoang hẹp hơn, hoặc tăng chiều dày bản bụng, hoặc phải xét đặt nẹp tăng cường dọc. - Nẹp tăng cường phải hàn đối xứng ở hai bên bản bụng; nẹp tăng cường đứng được hàn liên tục theo chiều cao bản bụng ; nẹp tăng cường dọc, hàn liên tục trong mỗi khoang. b) Tính ổn định dầm chủ : - Khi dầm chịu uốn, xuất hiện sức kháng momen dẻo M P ; khi mất ổn định tổng thể hay cục bộ, xuất hiện sức kháng momen vượt quá momen dẻo. - Mất ổn định tổng thể dầm là khi cánh chịu nén của dầm xuất hiện sức kháng vượt quá giới hạn dẻo của bản cánh trong đoạn khoảng cách tim đến tim bản nút hệ liên kết dọc trên ; nếu dầm chủ liên hợp chịu lực với bản bê tông mặt cầu thông qua các hệ neo hoặc đinh chống cắt trượt thì không phải kiểm tra ổn định tổng thể của dầm. Bài giảng CẦU THÉP 24 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Công thức kiểm tra sức kháng nén của bản cánh : Pr ≤ φc Pn Mr trong đó, Pr - nội lực tính toán của bản cánh chịu nén, Pr = h (Mr momen c tính toán tại vị trí khoang tính ổn định cánh ; hc - khoảng cách trọng tâm mặt cắt bản cánh trên và dưới dầm chủ) φc - hệ số sức kháng khi chịu nén, φc = 0,90 Pn - sức kháng nén danh định (N) Nếu λ ≤ 2,25, thì Pn = 0,66λ FyAs Nếu λ > 2,25, thì Pn =  Kl  rs trong đó, λ =  0,88 Fy As  2  Fy   E As - diện tích mặt cắt nguyên của cánh chịu nén (mm2) Fy - cường độ chảy dẻo của thép bản cánh (MPa) E - moduyn đàn hồi (MPa) K - hệ số chiều dài có hiệu, K = 0,75 l - khoảng cách tim đến tim bản nút liên kết dọc (hoặc liên kết ngang) rs - bán kính hồi chuyển theo mặt phẳng uốn ngang ra ngoài mặt phẳng của dầm - Mất ổn định cục bộ của bản bụng dầm chủ : Xét trường hợp dầm chủ không liên hợp chịu lực với bản bê tông mặt cầu nên khi bản cánh trên chịu nén sẽ phát sinh momen uốn ngang cục bộ ở bản bụng ; momen uốn do tải trọng tác động nếu vượt quá trạng thái đàn hồi dẻo, gây nên mất ổn định cục bộ của bản bụng. Chiều cao của bản bụng tại momen dẻo phải được xác định dưới đây: Nếu Fyw Aw ≥ Fyc Ac - Fyt At , (3.4.7.b) Thì Dcp = D 2 Aw Fw (FytAt + FywAw - FycAc) Ngược lại của bất đẳng thức (3.4.7.b) trên, thì Dcp = D trong đó, Dcp - chiều cao bản bụng chịu nén phát sinh momen dẻo (mm) D - chiều cao bản bụng (mm) At - diện tích bản cánh chịu kéo (mm2) Ac - diện tích bản cánh chịu nén (mm2) Aw - diện tích bản bụng (mm2) Fyc - cường độ chảy nhỏ nhất được qui định của thép bản cánh chịu nén (MPa) Fyt - cường độ chảy nhỏ nhất được qui định của bản cánh chịu kéo (MPa) Fyw - cường độ chảy nhỏ nhất được qui định của bản bụng (MPa). Tính được momen dẻo Mp = Fyc Ac Dcp (N.mm) Bản bụng dầm chủ đạt độ ổn định khi M r ≤ Mp , trong đó Mr momen tính toán của dầm chủ truyền vào bản bụng gây nên do tác động của tải trọng thường xuyên và hoạt tải xe. Bài giảng CẦU THÉP 25 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8) Tính sức kháng nén dọc trục của nẹp tăng cường đứng trên gối cầu : Toàn bộ tải trọng được truyền vào một phần bản bụng và nẹp tăng cường đứng xuống gối dầm, vì vậy phải kiểm toán sức kháng nén dọc trục của kết cấu trong phạm vi gối cầu : P r = φ c Pn trong đó, Pn - sức kháng nén danh định của bộ phận kết cấu chịu nén (N) φc - hệ số sức kháng đối với nén, φc = 0,9 (6.5.4.2) Phần kết cấu chịu nén truyền từ dầm xuống gối được qui định gồm phần diện tích mặt cắt nẹp tăng cường đứng và đoạn bản bụng dài 15δ trên gối cầu. Sức kháng nén danh định Pn phải được tính như sau: nếu λ ≤ 2,25 thì Pn = 0,66λ Fy As nếu λ > 2,25 thì Pn = với  Kl λ =   rs V δ 15δ 2  Fy   E trong đó, As - diện tích mặt cắt nguyên của kết cấu chịu nén (mm2) Fy - cường độ chảy qui định của thép (MPa) E - moduyn đàn hồi của thép (MPa) K - hệ số chiều dài chịu nén có hiệu khi kết cấu có hàn hai đầu, K = 0,750 l - chiều dài chịu nén (mm), là khoảng cách trong của hai bản cánh dầm rs - bán kính hồi chuyển theo trục tim bản bụng dầm (mm). Điều kiện đủ ổn định chịu lực cho nẹp tăng cường đứng ở gối cầu là: V ≤ Pr trong đó, V - tổng phản lực của gối dầm gây nên do tĩnh tải và hoạt tải xe. 9) Tính mối nối dầm chủ : a) Về cấu tạo mối nối : Đối với dầm đặc L≤12m, nói chung không có mối nối dầm tại hiện trường mà chế tạo gia công dầm hoàn chỉnh trong công xưởng sau đó vận chuyển đến công trình. Đối với dầm cầu dài trên 12m, phải thiết kế mối nối dầm để lắp ráp tại công trường ; mối nối các dầm chủ cần bố trí so le sao cho không trùng trên cùng mặt cắt vuông góc đường tim cầu. Dầm giản đơn dài trên 24m, nên bố trí mối nối : - tránh vị trí giữa nhịp ; - cắt thép tấm phù hợp chiều dài nguyên tấm nhập mua về ; - nên bố trí so le mối nối các dầm chủ ; - nên thiết kế mối nối đồng thời với tạo vồng dầm cầu, nếu bên quản lý khai thác yêu cầu. Bài giảng CẦU THÉP 26 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------6 5998 12000 6 12000 5998 2 23400 5998 5998 2 24000 b) Về cấu tạo liên kết : - Các liên kết cần được bố trí đối xứng theo trục tim của các bộ phận; - Trừ thanh đứng lan can, các liên kết phải được bố trí không ít hơn hai bu lông ; - Đường tim các thanh của hệ liên kết phải được hội tụ vào một điểm trên bản nút liên kết các thanh của hệ ; - Cần tránh các liên kết lệch tâm ; nếu không tránh được, cần bố trí các bộ phận và liên kết tạo nên sự cân xứng khi chịu tổ hợp lực cắt và momen. c) Tính liên kết : - Tính mối nối bản bụng : Từ giả thiết nội lực momen phát sinh ở vị trí nối bụng dầm là hoàn toàn do bản bụng chịu nên một đinh ở hàng ngoài cùng chịu nội lực theo công thức khi chỉ có nội lực momen Pmax = khi có momen đồng thời lực cắt Pmax = emax e i M V trong đó, emax, ei - khoảng cách hàng đinh ngoài cùng và các hàng đinh liên kết đối xứng nhau qua tâm n - tổng số đinh của một bên liên kết k - số hàng đinh theo chiều đứng của một bên liên kết. Kiểm tra cường độ của một bu lông liên kết φ v Rn ≥ Pmax , trong đó các giá trị của φv và Rn tính theo mục 2.5.(6) của chương II. 10) Cấu tạo hệ liên kết dọc và ngang giữa các dầm chủ. Hệ liên kết dọc và ngang của cầu dầm đặc có tác dụng truyền tải trọng ngang (gió, động đất,...) đến các gối dầm chủ và bảo đảm dầm không bị biến dạng trong quá trình chế tạo, lắp đặt vào vị trí. - Nếu dầm chủ thấp (h<800mm) chỉ cần bố trí hệ lien kết ngang, thường là thép hình I,U hoặc thanh bản tổ hợp hàn ; - Nếu dầm chủ h>800mm, nên bố trí hệ liên kết dọc trên, dưới và liên kết ngang ; dùng thép hình đúc sẵn hoặc tổ hợp thanh hàn tạo thành giàn. Bài giảng CẦU THÉP 27 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Hệ liên kết trên Hệ liên kết ngang b Hệ liên kết dưới l 3.5. Cầu dầm thép liên hợp với bản bê tông cốt thép. 1) Đặc điểm chung: Mặt cắt cầu gồm phần mặt là bản bê tông cốt thép được liên hợp chịu lực với dầm thép chữ I hoặc dầm thép hộp bằng kết cấu chống cắt, có tác dụng vừa liên kết vừa chống uốn ngang cầu dầm. Cầu dầm thép liên hợp có đặc điểm sau: - Kết cấu được sử dụng vật liệu hợp lý, đặc biệt đối với cầu dầm giản đơn; - Giảm nhỏ mặt cắt dầm thép hơn so với dầm không liên hợp; - Tăng cường được độ ổn định và độ cứng của dầm; - Giảm bớt một phần vật liệu làm liên kết dọc trên, dưới. 2) Nguyên lý làm việc của cầu dầm thép liên hợp bản BTCT: a) Kết cấu liên hợp chịu lực theo hai giai đoạn: ► giai đoạn I, dầm thép hoàn toàn chịu tĩnh tải gồm dầm thép, hệ dàn giáo ván khuôn đổ bê tông tươi (hoặc bản bê tông mặt cầu chế tạo sẵn) cho đến khi bê tông chưa đủ 75% fc (fc - ứng suất chịu nén tính toán của bê tông) ► giai đoạn II, bê tông đã đạt trên 75% fc, dầm thép liên hợp chịu lực với bản BTCT, khi đó đã có sự liên kết chắc chắn giữa bản và dầm, dầm cầu thép liên hợp với bản BTCT để cùng chịu tiếp phần tĩnh tải còn lại (lớp mặt cầu, lan can bộ hành …) và hoạt tải các loại. fc 1 0 1 0 ff Giai đoạn I: Tĩnh tải I Giai đoạn II: Tĩnh tải II + Hoạt tải Ứng suất tổng cộng Bài giảng CẦU THÉP 28 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- b) Cần lựa chọn điều chỉnh mặt cắt kết cấu sao cho bản mặt cầu BTCT hoàn toàn chịu nén khi chịu tải trọng chính đối với dầm giản đơn; dầm chủ chịu kéo gần hết chiều cao bản bụng. c) Mặt cắt cầu dầm thép liên hợp BTCT được kiểm tra chủ yếu theo trạng thái giới hạn cường độ, ngoài ra độ võng dầm được kiểm tra theo trạng thái giới hạn sử dụng, đối với dầm liên tục còn phải kiểm tra bản bụng và các liên kết hàn theo trạng thái giới hạn phá hoại do mỏi. d) Khi tính dầm chủ ở giai đoạn I, chỉ dùng độ cứng EI của thép làm dầm. Khi tính ở giai đoạn II, dùng diện tích chuyển đổi của bê tông để tính độ cứng, dựa trên tỷ số moduyn đàn hồi (n) cho tải trọng tức thời và (3n) cho tải trọng thường xuyên. Tỷ số moduyn đàn hồi (n) theo bảng sau (điều 6.10.3.1 của TC) : Cường độ bê tông f c' (MPa) Tỷ số moduyn đàn hồi (n) 16 ≤ f 'c < 20 10 20 ≤ f 'c < 25 9 25 ≤ f 'c < 32 8 32 ≤ f 'c < 41 7 41 ≤ f 'c 6 Ghi chú : - f 'c là cường độ chịu nén nhỏ nhất của bê tông qui định qua mẫu thí nghiệm 28 ngày tuổi (MPa); - chọn tỷ số (3n) khi tính độ cứng cho tải trọng thường xuyên là xét đến điều kiện từ biến co ngót của bê tông trong giai đoạn khai thác. 3) Cấu tạo dầm thép liên hợp BTCT. a) Về dầm chủ : 200 ÷ 400 - Chiều cao dầm thép liên hợp thấp hơn khoảng 20% so với chiều cao dầm không liên hợp: - Cánh dưới dầm thép liên hợp có thể chọn mắt cắt rộng hơn hoặc dầy hơn cánh trên dầm. b) Về mặt cầu BTCT : - Thường chọn bê tông cấp A có cường độ mẫu chịu nén 28 ngày f ' c = 30MPa, nhưng không thấp hơn 28MPa; - Cốt thép mặt cầu đều phải dùng thép có gờ với giới hạn chảy danh dịnh thường là 420MPa và cao hơn. Bài giảng CẦU THÉP 29 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- c) Các loại mấu neo bản BTCT vào cánh trên dầm thép : Mấu neo cứng Tạo liên hợp bằng bu lông CĐC Lỗ chừa sẵn bắt bu lông CĐC Mấu neo mềm 4) Tính toán dầm thép liên hợp BTCT. a) Lựa chọn mặt cắt ngang tính toán của dầm liên hợp: b2 tc bc a ts B Mặt cắt ngang cầu ts b1 2 2 0 h 00 1 1 B Mặt cắt ngang tính toán ► Đối với dầm biên : bề rộng bản BTCT được tính bằng một nửa khoảng cách tim dầm chủ liền kề cộng với trị số nhỏ nhất của : - 1/8 chiều dài nhịp tính toán; - 6 lần độ dày trung bình của bản, cộng với số lớn hơn giữa 1/2 độ dày bản bụng dầm hoặc 1/4 bề rộng bản cánh trên của dầm chủ; - bề rộng của phần hẫng (a). ► Đối với dầm trong : bề rộng bản BTCT được tính bằng trị số nhỏ nhất của: - 1/4 chiều dài nhịp tính toán; - 12 lần độ dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của bề dày bản bụng dầm hoặc của 1/2 bề rộng của bản cánh trên dầm chủ; - khoảng cách trung bình của các dầm chủ liền kề nhau. b) Tính đặc trưng hình học của dầm liên hợp : - Đặc trưng hình học của dầm chủ được xác định tùy thuộc giai đoạn liên hợp như sau: Giai đoạn I - ban đầu dầm thép chịu hoàn toàn trọng lượng khối BTCT chưa ninh kết (chưa đạt 75% cường độ tính toán), trọng lượng đà giáo ván khuôn đỡ bê tông (nều đổ tại chỗ), trọng lượng bản thân ; đặc trưng hình học giai đoạn I là đặc Bài giảng CẦU THÉP 30 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- trưng mặt cắt dầm chủ thép đối với trục trung hòa 0-0, gồm : Diện tích mặt cắt thép dầm chủ (An), momen quán tính (Ix), momen chống uốn (Zxt , Zxd ). Giai đoạn II – Bản BTCT đã đạt cường độ chịu lực liên hợp cùng với dầm thép ; trục trung hòa của mặt cắt thép liên hợp BTCT được chuyển dịch lên trên trục 0-0, vậy phải thiết lập mặt cắt tính toán của dầm liên hợp bao gồm một phần bản bê tông tương ứng với dầm chủ biên hoặc dầm chủ trong. - Đối với các dầm chủ biên, bề rộng tính toán của bản BTCT có thể được lấy bằng ½ khoảng cách tim dầm chủ biên đến tim dầm chủ trong liền kề, cộng thêm trị số nhỏ nhất của : • 1/8 lần chiều dài nhịp tính toán • 6 lần chiều dày trung bình của bản, cộng với số lớn hơn giữa ½ chiều dày bản bụng dầm hoặc ¼ chiều rộng của bản cánh trên dầm chủ • chiều rộng của phần hẫng bản BTCT (phần bản mặt cầu). - Đối với các dầm chủ trong, bề rộng tính toán của bản BTCT có thể được tính bằng trị số nhỏ nhất của : • ¼ chiều dài nhịp tính toán •12 lần chiều dày trung bình của bản cộng với số lớn nhất của chiều dày bản bụng dầm hoặc của ½ chiều rộng bản cánh trên dầm thép • khoảng cách trung bình tim đến tim các dầm chủ liền kề. - Để tính đặc trưng hình học của dầm liên hợp theo mặt cắt tính toán, cần xác định trục trung hòa của dầm liên hợp sẽ được dịch chuyển dịch lên một trị số (y) kể từ trục trung hòa 0-0 : S 00 S XC chủ bị triệt tiêu) trong đó, S0-0 – momen tĩnh của mặt cắt liên hợp đối với trục 0-0 (mm3) SXC – momen tĩnh của bản mặt cầu BTCT đối với trục 0-0 (mm3) SXC = mặt trên bản (vì S0-0 của dầm thép y= A = A tđ tđ 1 n 2 2 1 0 y a 1 0 mặt dưới bản Ac . a, với Ac diện tích phần bản mặt cầu (mm2) n – tỷ số moduyn đàn hồi (xem 3.5.2.d) Atđ – diện tích mặt cắt dầm liên hợp, bao gồm diện tích mặt cắt thép dầm chủ At và diện tích mặt cắt bản mặt cầu chuyển đổi, Atđ = At + 1 n Ac Từ trị số chuyển trục trung hòa y, tính các đặc trưng hình học của dầm liên hợp đối với trục 1-1, tính chuyển từ trục 0-0, theo công thức tổng quát sau : Momen quán tính tương đương đối với trục 1-1 Itđ = (It0-0 + At y2) + 1 n [Ic2-2 + Ac (a – y)2] (mm4) Bài giảng CẦU THÉP 31 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- trong đó, It0-0 – momen quán tính dầm thép chủ đối với trục 0-0 Ic2-2 – momen quán tính bản mặt cầu đối với trục trung hòa 2-2. Momen chống uốn tương đương đối với trục 1-1 : tại mặt trên bản Z ct , mặt dưới bản Zcd , tại mặt bản cánh trên dầm chủ Ztt , mặt bản cánh dưới dầm chủ Ztd. c) Tính nội lực momen, lực cắt phát sinh do tĩnh tải và hoạt tải tác dụng theo từng giai đoạn liên hợp I, II tương tự tính dầm chủ (xem 3.5) d) Kiểm tra sức kháng uốn, sức kháng cắt của dầm theo trạng thái giới hạn cường độ (xem 3.5) với giả thiết : toàn bộ mặt cắt liên hợp chịu sức kháng uốn ; mặt cắt thép dầm chủ chịu sức kháng cắt tính theo 3-5. e) Tính neo liên hợp: - Để đảm bảo tính liên hợp chịu lực của dầm thép và bản mặt cầu BTCT, phải làm các neo nghiêng hoặc neo đinh chống cắt ở mặt tiếp xúc giữa bản mặt cầu và cánh trên dầm thép. - Ở các dầm cầu thép liên hợp nhịp giản đơn, phải đặt các neo chống cắt suốt chiều dài của nhịp ; ở dầm cầu thép liên hợp nhịp liên tục, không cần phải đặt neo trong các vùng uốn âm, nhưng phải đặt các neo bổ sung ở trong vùng của các điểm uốn do tĩnh tải rải đều. - Ở nơi mà các neo chống cắt được sử dụng trong các vùng uốn âm, cốt thép dọc ở mặt cầu phải được kéo dài vào vùng uốn dương do tĩnh tải rải đều. - Neo liên hợp chịu tác động của : lực trượt khi dầm chịu uốn dưới tác động của tải trọng thẳng đứng ; lực trượt cục bộ do tải trọng thẳng đứng tại nơi mặt cắt dầm thay đổi ; lực trượt và kéo bóc phát sinh ở đầu đoạn dầm do co ngót và nhiệt độ chênh lệch. - Neo liên hợp thường dùng có hai loại : neo cứng (dạng thép góc, dạng đinh) và neo mềm (dạng thép tròn có gờ, đặt nghiêng) Neo mềm Neo cứng Neo phải làm cùng một kiểu loại cho mỗi dầm. Tỷ lệ chiều cao với đường kính của neo đinh không được nhỏ hơn 4,0. Neo mềm uốn chữ U phải có các đường hàn không nhỏ hơn 5mm, hàn dọc theo chân tiếp giáp với cánh trên dầm thép. Khoảng cách các neo có thể đặt cách đều nhau hoặc không đều. Các neo đinh không được đặt gần hơn 4 lần đường kính từ tim đến tim neo liền kề. Cự ly tĩnh giữa mép bản cánh trên với chân neo không được nhỏ hơn 25mm. Chiều cao tĩnh của lớp bê tông phủ trên mặt đính các neo không được nhỏ hơn 50mm. Các neo cần được chôn sâu ít nhất 50mm vào trong mặt cầu. Bước của neo liên hợp không được nhỏ hơn : nZ r I p≤ V Q sr trong đó, p – bước của các neo theo chiều dọc tim dầm (mm) Bài giảng CẦU THÉP 32 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- n – số lượng neo liên hợp bố trí trên một mặt cắt ngang I – momen quán tính của mặt cắt liên hợp tại vị trí tính bước neo (mm4) Q – momen chống uốn của mặt cắt tính đổi đối với trục trung hòa của dầm liên hợp tại vị trí tính bước neo (mm3) Vsr – lực cắt phát sinh dưới tác động của hoạt tải LL và xung kích IM khi xét theo trạng thái giới hạn mỏi (N) Zr – lực chống cắt của một neo, xét theo trạng thái giới hạn mỏi. Lực chống cắt của một neo xét theo giới hạn mỏi được tính như sau: Zr = αd2 ≥ 38,0d 2 2 với α = 238 – 29,5 logN Trong đó, d – đường kính của neo định (mm) N – số chu kỳ qui định của giới hạn mỏi. - Lực chống cắt tính toán của một neo tính bằng : Qr = φscQn trong đó, φsc = 0,85 (hệ số sức kháng đối với neo chịu cắt) Qn – lực cắt danh định (N) tính theo qui định sau : ● đối với neo đinh đặt trong bản bê tông mặt cầu Qn = 0,5Asc f ' c E c ≤ AscFu trong đó, Asc – diện tích mặt cắt ngang của neo đinh (mm2) f ‘c – cường độ nén của bê tông qui định 28 ngày (MPa) Ec - môduyn đàn hồi của bê tông Ec = 0,043 yc1,5 f c , nếu chọn tỷ trọng của bê tông mặt cầu yc = 2500 kg/m3 và cường độ qui định của bê tông tuổi 28 ngày f ‘c = 30 Mpa, tính ra Ec = 29500 Mpa Fu – cường độ chịu kéo nhỏ nhất qui định của neo đinh,Fu=400 Mpa ● đối với neo mềm đặt trong bản bê tông mặt cầu Qn = 24 ly dy f c nếu ly / dy < 4,2 hoặc Qn = 100 dy f c nếu ly / dy > 4,2 trong đó, ly – chiều dài nghiêng của thanh thép tròn neo mềm (mm) dy – đường kính của thanh thép neo mềm (mm). 5) Kiểm toán dầm thép liên hợp chịu ảnh hưởng của biến dạng cưỡng bức. Nội lực trong cấu kiện thép liên hợp BTCT có thay đổi do biến dạng cưỡng bức của tính từ biến và co ngót trong bê tông, biến dạng cưỡng bức của hiệu ứng gradien nhiệt. a) Tính ảnh hưởng của từ biến và co ngót phần bê tông trong dầm liên hợp:  Hiện tượng từ biến và co ngót của bê tông xảy ra dần dà theo thời gian khi chịu tác động của tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) trên dầm liên hợp, gây ra sự phân phối lại ứng suất trong bản và trong dầm thép.  Để đơn giản và thuận tiện tính toán, xét ảnh hưởng này qua moduyn đàn hồi có hiệu của bê tông chuyển đổi tương đương, bằng cách chọn tỷ số moduyn n1=3n, trong đó trị số n lấy theo mục 3.5.2.d.  Trước khi xét ảnh hưởng của từ biến-co ngót trong dầm liên hợp, phải xét điều kiện : nếu ứng suất tại thớ trên mặt bản BT dưới tác động của tải trọng thường Bài giảng CẦU THÉP 33 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- xuyên nhỏ hơn 20% cường độ nén qui định của bê tông f ‘ c thì không phải xét ảnh hưởng của từ biến.  Công thức tính ứng suất phát sinh do tác động của từ biến-co ngót như sau : Ứng suất ở mép trên bản mặt cầu : fcp  Aa Sa  = ε E ’   d  (MPa)  A  I  cp   tđ tđ  c c (chịu kéo) trong đó, εc – hệ số co ngót của bê tông sau một năm khai thác, εc = 5×10-4 Ec’ – moduyn đàn hồi của bê tông do ảnh hưởng co ngót khi chịu tải trọng thường xuyên, Ec’ = Ec/3 (MPa) Aa – diện tích mặt cắt dầm thép (mm2) Atđ* - diện tích tương đương mặt cắt dầm liên hợp khi xét co ngót (mm2) Sa – momen tĩnh của mặt cắt dầm thép đối với trục trung hòa dầm liên hợp khi xét co ngót, Sa = Aa C* (mm3) Itđ* - momen quán tính tương đương dầm liên hợp (mm4) dcp – khoảng cách từ trục trung hòa dầm liên hợp khi xét từ biến đến mặt trên bản bê tông mặt cầu (mm). Ứng suất ở mép dưới (tiếp giáp với mặt cánh trên dầm thép) bản mặt cầu : fcn  Aa Sa  =εE’  d   A  I  cn   tđ tđ  c (MPa) (chịu kéo) trong đó, dcn – khoảng cách từ trục trung hòa dầm liên hợp khi xét từ biến đến mặt dưới bản bê tông (mm) Ứng suất ở mặt bản cánh trên dầm thép : fap = - ε Ea  Aa Sa  1  dap   Atđ  Itđ   (MPa) (chịu nén) trong đó, Ea – moduyn đàn hồi của thép, Es = 200.000MPa dap – khoảng cách từ trục trung hòa dầm liên hợp (khi xét từ biến) đến mặt bản thép cánh trên (mm) Ứng suất ở mặt bản cánh dưới dầm thép : Bài giảng CẦU THÉP 34 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- fan  Aa Sa  = + ε E   d  1 (MPa)  A  I  an   tđ tđ  (chịu kéo) a 100mm trong đó, dan – khoảng cách từ trục trung hòa dầm liên hợp (khi xét từ biến) đến mặt bản thép cánh dưới (mm). ● Đối với dầm thép liên hợp BTCT dạng siêu tĩnh, khi xét ảnh hưởng co ngót của bê tông do tác động của tải trọng thường xuyên, còn phải tính thêm các tác động phụ khác như biến dạng. b) Tính ảnh hưởng của nhiệt độ thay đổi đối với dầm thép liên hợp BTCT : ● Ý nghĩa : - Hệ số giãn nở nhiệt (α) của thép và bê tông xấp xỉ nhau, nhưng hệ số dẫn nhiệt (λ) của thép lớn hơn rất nhiều lần so với bê tông (thép, λ = 45,4 ; bê tông xi măng, λ =1,28) - Khi nhiệt độ môi trường thay đổi, ảnh hưởng của bức xạ mặt trời tạo nên sự chênh lệch nhiệt độ trong dầm thép và bê tông khá lớn, dẫn đến biến dạng khác nhau và phát sinh nội lực trong vùng tiếp giáp này. - Sự biến dạng gây ra do chênh lệch nhiệt độ có thể là nhiệt độ dầm thép cao hơn bản bê tông hoặc ngược lại. - Khi tính kết cấu liên hợp chịu tác dụng của thay đổi nhiệt độ, phải giả định bê tông làm việc đàn hồi ; các yếu tố lực gây ra do thay đổi nhiệt độ phải được xét tính khi tổ hợp tải trọng và các tác động. ● Tính ảnh hưởng của nhiệt độ thay đổi đối với dầm liên hợp : - Căn cứ điều kiện khí hậu ở Việt Nam, điều 3.12.3 (TCN) về gradien nhiệt qui định như sau : T1 1 1 T2 h Thông số Gradien nhiệt dương (°C)Gradien nhiệt âm (°C) T1 +23 -7 T2 +6 -1 T3 +3 0 c Gradien nhiệt TG T3 Gradien nhiệt theo phương thẳng đứng của kết cấu nhịp thép và bê tông Biểu đồ biến đổi nhiệt độ theo chiều cao dầm thép - Để xác định nội lực và ứng suất do nhiệt độ thay đổi, giả thiết biểu đồ biến đổi nhiệt độ theo chiều cao dầm thép có dạng ellíp. - Ứng suất trong bản bê tông gây ra do nhiệt độ thay đổi chênh lệch nhau giữa kết cấu bê tông và thép trong mặt cắt liên hợp : Bài giảng CẦU THÉP 35 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------A1 S1 fc = α TG. Ec ( A  I y ) tđ tđ - Ứng suất trong dầm thép gây ra do nhiệt độ thay đổi chênh lệch nhau giữa kết cấu thép và bê tông trong dầm liên hợp :   A S fa = α TG. Ea  A 1  I 1 y    tđ  tđ  trong đó, α - hệ số dãn nở nhiệt của dầm thép liên hợp bê tông, α = 10-5 TG - gradien nhiệt tại T1 (oC) Ec , Ea - moduyn đàn hồi của bê tông, thép (MPa) A1 - diện tích truyền nhiệt có hiệu, A1 = δ (0,8h + 0,3md) (mm2) với δ - chiều dày bản bụng dầm chủ ; h - chiều cao bản bụng ; m - tỷ số giữa bề rộng cánh trên và chiều dày bản bụng, m=b/δ d - chiều dày bản cánh trên dầm chủ (mm) S1 - δ [0,4h2 + 0,8h.c + 0,3 md (h - c + d 2 )] với c - khoảng cách từ trục trung hòa 1-1 đến mặt cánh trên dầm thép y - tung độ điểm cần xác định ứng suất đối với trục trọng tâm 1-1, điểm xét nằm ở phía trên lấy dấu (+). phía dưới lấy dấu (-) Ψ - hệ số điều chỉnh, phụ thuộc biểu đồ biến đổi nhiệt độ, tính theo bảng sau : Tung độ y Hệ số Ψ c- h 10 0,60 c- 3h 10 0,91 c- 5h 10 1,0 c- 7h 10 0,93 c- 9h 10 0,64 6) Kiểm tra ứng suất dầm liên hợp khi tổ hợp tải trọng : Ứng suất tổng cộng tính toán cho dầm liên hợp phải được lấy từ tải trọng tổ hợp như sau : Q = Σ ηi γi Qi trong đó, ηi - hệ số điều chỉnh tải trọng, thông thường đối với mọi trạng thái giới hạn về cường độ và thông thường, ηi = 1 γi - hệ số tải trọng Qi - các loại tải trọng thường xuyên, tức thời và các tác động khác. Vậy, khi xét dầm liên hợp theo trạng thái giới hạn về cường độ I (không xét tác động của gió vào dầm) Q = 1,25 DC + 1,5 DW + 1,75 (LL+IM) +0,5 (TU+SH) trong đó, DC - tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và các thiết bị khác, tải trọng này tác động vào dầm thép gây nên ứng suất phát sinh ở giai đoạn 1 (cường độ bê tông chưa đạt 75% cường độ tính toán) DW - tải trọng của lớp phủ mặt cầu và các hệ thống tiện ích khác, như lan can, cột đèn, phần người đi, đá vỉa . . ., đó là tải trọng thường xuyên gây nên ứng suất phát sinh ở mặt cắt dầm liên hợp LL+IM - hoạt tải tính toán có xung kích, gây nên ứng suất phát sinh ở mặt cắt dầm liên hợp