Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD - Chương 7

Tham khảo tài liệu bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22 tcn 272-05 và aashto lrfd - chương 7, kỹ thuật - công nghệ, kiến trúc - xây dựng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD - Chương 7 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFDChương 7 NEO CH ỐNG CẮTĐể phát triển c ường độ chịu uốn to àn phần của một cấu kiện li ên hợp, lực cắt nằm ngangphải được tiếp nhận ở mặt tiếp xúc giữa dầm thép v à bản bê tông. Đ ể chịu lực cắt nằmngang tại mặt tiếp xúc, các neo đ ược hàn vào b ản biên trên c ủa dầm thép v à sẽ được đổliền khối với bản b ê tông. Các neo ch ống cắt n ày có nh ững dạng khá c nhau. Ph ần sau đâychỉ đề cập đến loại neo bằng đinh có đầu h àn (hình 7.1). Trong các c ầu liên hợp nhịp giản đ ơn, neo ch ống cắt cần đ ược bố trí tr ên suốt chiềudài nhịp. Trong các cầu li ên hợp liên tục, neo chống cắt th ường được bố trí tr ên suốt chiềudài cầu. Việc bố trí neo chống cắt trong những v ùng chịu mô men âm ngăn ngừa sựchuyển đột ngột từ mặt cắt li ên hợp sang mặt cắt không li ên hợp và góp ph ần duy tr ì sựtương thích u ốn trên suốt chiều d ài của cầu. Đường kính lớn h ơn của đầu đinh tán trong neo chống cắt cho phép nó chống lại lựcnhổ cũng nh ư sự trượt ngang. Không cần phải tính toán kiểm tra sức kháng nhổ. Cácnghiên c ứu thực nghiệm cho thấy, các tr ường hợp phá hoại xảy ra có li ên quan đến cắtđinh neo ho ặc phá hoại b ê tông (hình 7.1). Các đinh đầu hàn đã không b ị kéo ra khỏi b êtông và có th ể được coi là đủ khả năng chống tr ượt. Hình 7.1 Các lực tác dụng l ên neo ch ống cắt trong một bản đặc Số liệu từ các thí nghiệm đ ược sử dụng để xây dựng các công thức thực nghiệm xácđịnh sức kháng của đinh n eo đầu hàn. Các thí nghi ệm cho thấy rằng, để phát triển ho àntoàn sức chịu của đinh neo, chiều d ài của đinh ít nhất phải bằng bốn lần đ ường kính thâncủa nó. Do vậy, điều kiện n ày trở thành một yêu cầu trong thiết kế. http://www.ebook.edu.vn150 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD Hai TTGH ph ải được xem xét khi xác địn h sức kháng của neo chống cắt l à mỏi vàcường độ. TTGH mỏi đ ược kiểm tra ở mức ứng suất trong phạm vi đ àn hồi. TTGH c ườngđộ phụ thuộc v ào ứng xử dẻo v à sự phân phối lại lực cắt nằm ngang giữa các neo.7.1 TTGH mỏi đối với neo chống cắtCác thí nghi ệm đã được tiến hành bởi Slutter và Fisher (1967) cho th ấy rằng, bi ên độ ứngsuất cắt là nhân t ố quyết định đối với sự l àm việc mỏi của neo chống cắt. C ường độ bêtông, tuổi bê tông, hư ớng của neo, hiệu ứng kích th ước và ứng suất nhỏ nhất không có ảnhhưởng lớn đến c ường độ mỏi. Từ đó, c ường độ mỏi của neo chống cắt có thể đ ược xácđịnh bởi quan hệ giữa bi ên độ ứng suất cắt cho phép Sr và số chu kỳ tải trọng gây mỏi.Biểu đồ theo h àm logarit c ủa các số liệu S-N cho hai lo ại đinh 19 mm v à 22 mm đư ợc chotrên hình 7.2. Ứng suất cắt đ ược tính toán l à ứng suất trung b ình trên đường kính danhđịnh của đinh neo. Đ ường cong mi êu tả quan hệ tr ên thu đư ợc từ phân tích kết quả thựcnghiệm được cho bởi (7.1)trong đó, Sr là biên đ ộ ứng su ất cắt (MPa) v à N là số chu kỳ tải trọng. Hình 7.2 So sánh đư ờng cong trung gian với các số liệu thí nghiệm của neo chống cắt Trong tiêu chu ẩn thiết kế cầu AASHTO LRFD, bi ên độ ứng suất cắt Sr (MPa) trởthành m ột lực cắt cho phép Zr (N) đối với một chu kỳ tải trọng đặc tr ưng bằng cách nhânSr với diện tích mặt cắt ngang của đinh neo, nghĩa l à (7.2)với d là đường kính danh định của đinh neo (mm). Ti êu chuẩn thiết kế cầu AASHTOLRFD bi ểu diễn công thức 7.2 d ưới dạng (7.3) http://www.ebook.edu.vn151 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFDtrong đó (7.4) Các giá tr ị của được so sánh trong bảng 7.1 với các giá trị tính từ phần biểu thứctrong ngo ặc của công thức 7.2 theo các giá trị thí nghiệm của N. Biểu thức đối với trongcông thức 7.4 l à khá gần với các kết quả thực nghiệm. (Chú ý: hằng số trong vế phải củacông thức 7.3 l à bằng giá trị 38,0 MPa trong bảng 7.1 tại N = 6 106 chia cho hai.)Bảng 7.1 So sánh với công thức hồi quy 836 N0,19 N 238-29,5 log N 2 . 104 111 MPa 127 MPa 1. 105 90,5 MPa 93,8 MPa 5 5. 10 69,9 MPa 69,1 MPa 2 . 106 52,1 MPa ...