Cầu bê tông_Lesson 11

Các cấu kiện BTCT chịu tải trọng vuông góc với trục phải đủ sức kháng đối với lực cắt cũng như mômen uốn và lực dọc trục. Cơ chế kháng cắt của các dầm cao cũng khác với dầm mảnh. Các chỉ dẫn của AASHTO khuyến cáo sử dụng mô hình thanh kéo - nén khi khoảng cách từ điểm lực cắt bằng không tới gối nhỏ hơn 2 lần chiều cao có hiệu của dầm hoặc khi tải trọng gây ra ít nhất 1/2 lực cắt tại gối nằm trong khoảng cách hai lần chiều cao có hiệu....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cầu bê tông_Lesson 114.5.4 Tính daàm BTCT thöôøng veà cöôøng ñoä chòu löïc caét : 1- Moâ hình thanh keùo – neùn : Caùc caáu kieän BTCT chòu taûi troïng vuoâng goùc vôùi truïc phaûi ñuû söùc khaùng ñoái vôùi löïc caét cuõng nhö moâmen uoán vaø löïc doïc truïc. Cô cheá khaùng caét cuûa caùc daàm cao cuõng khaùc vôùi daàm maûnh. Caùc chæ daãn cuûa AASHTO khuyeán caùo söû duïng moâ hình thanh keùo - neùn khi khoaûng caùch töø ñieåm löïc caét baèng khoâng tôùi goái nhoû hôn 2 laàn chieàu cao coù hieäu cuûa daàm hoaëc khi taûi troïng gaây ra ít nhaát 1/2 löïc caét taïi goái naèm trong khoaûng caùch hai laàn chieàu cao coù hieäu. Ñoái vôùi caùc daàm cao, maët caét khoâng coøn phaúng khi chòu löïc vaø moâ hình thanh beâtoâng chòu neùn, coát theùp chòu keùo seõ moâ taû cô cheá chòu löïc cuûa caáu kieän toát hôn nhö trong hình 4.9. Hình 4.9 Moâ hình thanh keùo - neùn cho daàm caoa) Söï truyeàn löïc; b) Hình chieáu ñaàu daàm; c) Moâ hình daøn (AASHTO hình C5.6.3.2-1) Caùc caáu kieän daàm caàu noùi chung laø maûnh vaø coù theåcoi maët caét caáu kieän tröôùc vaø sau khi chòu löïc vaãn phaúng.Do ñoù, lyù thuyeát thieát keá daàm laø söï moâ taû moái quan heägiöõa öùng suaát, bieán daïng, ñaëc tröng tieát dieän vaø taûi troïng. Caùc daàm BTCT thöôøng ñöôïc thieát keá choáng phaù hoaïi do uoán taïi caùc vò trí moâmen lôùn nhaát. Tuy nhieân, khaû naêng chòu uoán naøy khoâng theå ñaït ñöôïc neáu söï phaù hoaïi caét xaûy ra sôùm hôn do kích thöôùc vaø coáttheùp söôøn daàm khoâng ñuû. Moâ hình thieát keá maët caét theo AASHTO [A5.8.3]ñöôïc söû duïng ñeå ñaùnh giaù söùc khaùng caét cuûa caùc daàmcaàu ñieån hình. Moâ hình naøy thoaû maõn ñieàu kieän caânbaèng löïc, bieán daïng vaø duøng caùc ñöôøng cong öùng bieánkinh nghieäm cho coát theùp vaø beâtoâng nöùt xieân. Cô sôû vaø chi tieát cuûa moâ hình maët caét coù theå xemtrong taøi lieäu cuûa Vecchio vaø Collins (1986, 1988) vaøsaùch cuûa Collins vaø Mitchell (1991).Söùc khaùng caét danh ñònh cuûa maët caét Vn ñöôïc laáy theotrò soá nhoû hôn trong hai giaù trò sau ñaây ( Ñieàu 5.8.3.3 ) : Vn = Vc + Vs + Vp (4.32) Vn = 0,25 fc′.bv.dv + Vp Phöông trình thöù hai theå hieän söï ñaûm baûo khoâng chobeâtoâng buïng daàm bò vôõ tröôùc khi coát theùp ngang chaûy.trong ñoù Vc laø cöôøng ñoä khaùng caét danh ñònh cuûa beâtoâng,Vs laø cöôøng ñoä khaùng caét danh ñònh cuûa coát theùp söôøn vaøVp laø cöôøng ñoä khaùng caét danh ñònh do thaønh phaàn thaúng ñöùng cuûa döï öùng löïc xieân taïo ra. Treân hình (4.9), Vp coù theå ñöôïc xaùc ñònh töø hình daïngcuûa ñöôøng caùp coøn Vc vaø Vs coù theå ñöôïc xaùc ñònh baèngcaùch caân baèng öùng suaát, bieán daïng cuûa söôøn beâtoângcoát theùp theo maët caét xieân. Vieäc xaây döïng phöông trìnhcho Vc vaø Vs döïa treân moâ hình daøn coù goùc thay ñoåi vaø 2- Moâ hình daøn coù goùc thay ñoåi :• Moâ hình daøn töông töï laø moät trong nhöõng moâ hình phaân tích löïc caét trong daàm beâtoâng coát theùp sôùm nhaát. Theo Mitchell vaø Collins (1991), moâ hình naøy coù khoaûng 100 naêm tröôùc khi Ritter ñöa ra naêm 1899 vaø Morsch thí nghieäm vaøo naêm 1902.• Moät ví duï veà moâ hình daøn coù goùc thay ñoåi cuûa moät daàm chòu taûi troïng phaân boá ñeàu ñöôïc moâ taû treân hình 4.10a. Noù töông töï nhö moâ hình cuûa Hsu (1993). Caùc ñöôøng neùt ñöùt theå hieän caùc thanh beâtoâng chòu neùn laø caùc thanh bieân treân vaø thanh xieân cuûa daøn. Caùc ñöôøng neùt lieàn theå hieän caùc thanh chòu keùo theùp laø caùc thanh bieân döôùi vaø thanh ñöùng cuûa daøn. Dieän tích theùp bieân döôùi baèng dieän tích coát theùp doïc chòu uoán vaø caùc thanh ñöùng laø coát ñai vôùi khoaûng caùch s.• Caùc thanh bieân treân chòu neùn baèng beâtoâng caân baèng vôùi caùc thanh bieân döôùi baèng theùp chòu keùo, taïo ra caëp ngaãu löïc θ khaùng moâmen uoán. Caùc thanh beâtoâng xieân chòu neùn taïo vôùi truïc daàm moät goùc vaø noái ñænh cuûa coát ñai vôùi bieân döôùi. Caùc thanh xieân coù hình nan quaït taïi giöõa vaø taïi goái seõ truyeàn taûi troïng cho töøng thanh coát ñai. Noäi löïc trong thanh• Theo AASHTO [A5.8.2.7] dv ñöôïc xaùc ñònh laø chieàu cao coù hieäu tính theo phöông vuoâng goùc vôùi truïc trung hoøa giöõa caùc hôïp löïc cuûa löïc keùo vaø neùn do uoán nhöng khoâng caàn laáy nhoû hôn giaù trò lôùn cuûa 0,9de vaø 0,72h. Chieàu cao coù hieäu de töø thôù chòu neùn ngoaøi cuøng tôùi troïng taâm cuûa löïc keùo vaø h laø chieàu cao toaøn boä cuûa caáu kieän.• Trong thieát keá khoâng caàn thieát phaûi xeùt taát caû caùc coát ñai vaø thanh xieân khi xaây döïng moâ hình daøn cho moät daàm beâtoâng. Caùc coát ñai treân moät ñoaïn daàm coù theå goäp laïi thaønh moät phaàn töû thaúng ñöùng vaø seõ taïo ra moät moâ hình daøn ñôn giaûn hoaù. Coù theå thaáy raèng, coù nhieàu caùc ...