Dịch vụ đăng ký cấp Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN11823-6:2017 xin vui lòng liên hệ: 0904.889.859 – 0988.35.9999 
[ad_1]

Nội dung toàn văn Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11823-6:2017 về Thiết kế cầu đường bộ – Phần 6: Kết cấu thép


TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 11823-6:2017

THIẾT KẾ CẦU ĐƯỜNG BỘ – PHẦN 6: KẾT CẤU THÉP

Highway bridge design specification – Part 6: Steel structures

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

1  PHẠM VI ÁP DỤNG

2  TÀI LIỆU VIỆN DẪN

3  THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA

4  VẬT LIỆU

4.1  CÁC LOẠI THÉP KẾT CẤU

4.2  CHỐT, CON LĂN VÀ CON LẮC

4.3  BULÔNG, ĐAI ỐC VÀ VÒNG ĐỆM

4.3.1  Bulông

4.3.2  Đai ốc

4.3.2.1  Đai ốc dùng cho bu lông liên kết mối nối kết cấu

4.3.2.2  Đai c dùng cho Bulông neo

4.3.3  Vòng đệm

4.3.4  Các linh kiện liên kết tùy chọn

4.3.5  Thiết bị chỉ báo lực

4.4  ĐINH NEO CHỊU CẮT

4.5  KIM LOẠI HÀN

4.6  KIM LOẠI ĐÚC

4.6.1  Thép đúc và gang dẻo

4.6.2  Các sản phẩm đúc có thể rèn được

4.6.3  Gang

4.7  THÉP KHÔNG GỈ

4.8  CÁP THÉP

4.8.1  Sợi thép trơn

4.8.2  Sợi thép tráng kẽm

4.8.3  Sợi thép bọc epoxy

4.8.4  Tao cáp cầu

5  CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

5.1  TỔNG QUÁT

5.2  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

5.3  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI VÀ NỨT GÃY

5.4  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

5.4.1  Tổng quát

5.4.2  Hệ số sức kháng

5.5  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT

6  THIẾT KẾ CHỊU MỎI VÀ NỨT GÃY

6.1  MỎI

6.1.1  Tổng quát

6.1.2. Mỏi do tải trọng gây ra

6.1.2.1  Cơ sở thiết kế chịu mỏi

6.1.2.2  Các tiêu chí thiết kế

6.1.2.3  Phân loại các chi tiết

6.1.2.4  Cấu tạo chi tiết để giảm chịu lực cưỡng bức

6.1.2.5  Sức kháng mỏi

6.1.3  Mỏi do xoắn vặn gây ra

6.1.3.1  Các bản liên kết ngang

6.1.3.2  Bản liên kết nằm ngang

6.1.3.3  Mặt cầu thép bản trực hướng

6.2  PHÁ HỦY NỨT GÃY

7  CÁC YÊU CẦU VỀ KÍCH THƯỚC CHUNG VÀ CHI TIẾT

7.1  CHIỀU DÀI CÓ HIỆU CỦA NHỊP

7.2  ĐỘ VỒNG TĨNH TẢI

7.3  CHIỀU DÀY NHỎ NHẤT CỦA THÉP

7.4  VÁCH NGĂN VÀ KHUNG NGANG

7.4.1  Tổng quát

7.4.2  Các bộ phận có mặt cắt I

7.4.3  Dầm có mặt cắt hộp

7.5. HỆ GIẰNG LIÊN KẾT NGANG

7.5.1. Tổng quát

7.5.2  Bộ phận có mặt cắt chữ I

7.5.3  Bộ phận có mặt cắt hình chậu

7.5.4  Giàn

7.6  CHỐT

7.6.1  Vị trí

7.6.2  Sức kháng               

7.6.2.1  Uốn và cắt kết hợp

7.6.2.2  Ép mặt

7.6.3  Kích thước tối thiểu của chốt đối với các thanh đầu có lỗ

7.6.4  Chốt và đai ốc của chốt

7. 7  CÁC DẦM CÁN VÀ DẦM HÀN TỔ HỢP ĐƯỢC UỐN BẰNG NHIỆT

7.7.1  Tổng quát

7.7.2  Bán kính cong nhỏ nhất

7.7.3  Độ vồng

8  CẤU KIỆN CHỊU KÉO

8.1  TỔNG QUÁT

8.2  SỨC KHÁNG KÉO

8.2.1  Tổng quát

8.2.2  Hệ số chiết giảm, U

trường hợp

U

U

8.2.3  Kéo và uốn kết hợp

8.3  DIỆN TÍCH THỰC

8.4  TỶ SỐ ĐỘ MẢNH GIỚI HẠN

8.5  CÁC CẤU KIỆN TỔ HỢP

8.5.1  Tổng quát

8.5.2  Các bản khoét lỗ

8.6  CÁC THANH ĐẦU CÓ LỖ CHỐT

8.6.1  Sức kháng tính toán

8.6.2  Cấu tạo của thanh

8.6.3  Lắp đặt thanh

8.7  CÁC BẢN ỐP LIÊN KẾT CHỐT

8.7.1  Tổng quát

8.7.2  Bản chốt

8.7.3  Kích thước cấu tạo

8.7.4  Lắp đặt

9  CẤU KIỆN CHỊU NÉN

9.1  TỔNG QUÁT

9.2  SỨC KHÁNG NÉN

9.2.1  Nén dọc trục

9.2.2  Nén dọc trục và uốn kết hợp

9.3  TỶ SỐ ĐỘ MẢNH GIỚI HẠN

9.4  CÁC CẤU KIỆN KHÔNG LIÊN HỢP

9.4.1  Sức kháng nén danh định

9.4.1.1  Tổng quát

9.4.1.2  Sức kháng ổn định đàn hồi chịu uốn

9.4.1.3  Sức kháng ổn định đàn hồi chịu xoắn và chịu xoắn uốn

9.4.2  Các chi tiết không mảnh và mảnh của cấu kiện

9.4.2.1  Các chi tiết cấu kiện không mảnh

9.4.2.2  Các chi tiết cấu kiện mảnh

9.4.3  Các cấu kiện tổ hợp

9.4.3.1  Tổng quát

9.4.3.2  Các bản khoét lỗ

9.5  CÁC CẤU KIỆN LIÊN HỢP

9.5.1  Sức kháng nén danh định

9.5.2  Các giới hạn

9.5.2.1  Tổng quát

9.5.2.2  Các ống nhồi bê tông

9.5.2.3  Các thép hình bọc bê tông

9.6  ỐNG THÉP NHỒI BÊ TÔNG LIÊN HỢP (CFSTs)

10  CÁC MẶT CHỮ I CHỊU UỐN

10.1  TỔNG QUÁT

10.1.1  Mặt cắt liên hợp

10.1.1.1  Ứng suất

10.1.1.1.1  Trình tự chất tải

10.1.1.1.2  Ứng suất trong mặt cắt tại vùng mô men uốn dương

10.1.1.1.3  Ứng suất trong mặt cắt trong vùng mô men uốn âm

10.1.1.1.4  Ứng suất trong bản bê tông

10.1.1.1.5  Bề rộng có hiệu của bản bê tông

10.1.2  Mặt cắt không liên hợp

10.1.3  Mặt cắt lai

10.1.4  Các cấu kiện có chiều cao bản bụng thay đổi

10.1.5  Độ cứng

10.1.6  Ứng suất trong bản cánh và mô men uốn trong cấu kiện

10.1.7  Cốt thép tối thiểu trong bản bê tông chịu mô men uốn âm

10.1.8  Nứt gãy mặt cắt có hiệu

10.1.9  Sức kháng oằn của bản bụng

10.1.9.1  Bản bụng không có sườn tăng cứng dọc

10.1.9.2  Bản bụng có sườn tăng cứng dọc

10.1.10  Hệ số giảm cường độ bản cánh

10.1.10.1  Hệ số lai, Rh

10.1.10.2  Hệ số phân tán tải trọng bản bụng, Rb

10.2  CÁC GIỚI HẠN KÍCH THƯỚC MẶT CẮT NGANG

10.2.1  Các tỷ lệ bản bụng

10.2.1.1  Bản bụng không có sườn tăng cứng dọc:

10.2.1.2  Bản bụng có sườn tăng cứng dọc

10.2.2. Các tỷ lệ bản cánh

10.3  KIỂM TRA KHẢ NĂNG THI CÔNG

10.3.1  Tổng quát

10.3.2  Sức kháng uốn

10.3.2.1  Bản cánh chịu nén được giằng gián đoạn

10.3.2.2  Bản cánh chịu kéo được giằng gián đoạn

10.3.2.3  Bản cánh chịu kéo hoặc nén được giằng liên tục

10.3.2.4  Bản bê tông

10.3.3  Sức kháng cắt

10.3.4  Lắp đặt bản mặt cầu

10.3.5  Độ võng do tĩnh tải

10.4  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

10.4.1  Biến dạng đàn hồi

10.4.2  Biến dạng không hồi phục

10.4.2.1  Tổng quát

10.4.2.2  Biến dạng do uốn

10.5  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI VÀ NỨT GÃY

10.5.1  Mỏi

10.5.2  Nứt gãy

10.5.3  Các yêu cầu đặc biệt về mỏi quy định cho bản bụng

10.6  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

10.6.1  Tổng quát

10.6.2  Các điều kiện kháng uốn của mặt cắt

10.6.2.1  Tổng quát

10.6.2.2  Mặt cắt liên hợp chịu uốn dương

10.6.2.3  Mặt cắt không liên hợp chịu mô men âm và mặt cắt không liên hợp

10.6.3  Sức kháng cắt

10.6.4  Neo chống cắt

10.7  SỨC KHÁNG UỐN CỦA MẶT CẮT LIÊN HỢP CHỊU MÔ MEN UỐN DƯƠNG

10.7.1  Mặt cắt đặc chắc

10.7.1.1  Tổng quát

10.7.1.2  Sức kháng uốn danh định

10.7.2  Mặt cắt không đặc chắc

10.7.2.1  Tổng quát

10.7.2.2  Sức kháng uốn danh định

10.7.3  Yêu cầu về tính dẻo

10.8  SỨC KHÁNG UỐN CỦA MẶT CẮT LIÊN HỢP CHỊU MÔ MEN ÂM VÀ MẶT CẮT KHÔNG LIÊN HỢP

10.8.1  Tổng quát

10.8.1.1  Bản cánh chịu nén có giằng gián đoạn

10.8.1.2  Bản cánh chịu kéo có giằng gián đoạn

10.8.1.3  Bản cánh chịu kéo hoặc nén có giằng liên tục

10.8.2  Sức kháng uốn của bản cánh chịu nén

10.8.2.1  Tổng quát

10.8.2.2  Sức kháng ổn định cục bộ

10.8.2.3  Sức kháng ổn định xoắn ngang

10.9  SỨC KHÁNG CẮT

10.9.1  Tổng quát

10.9.2  Sức kháng danh định của các bản bụng không được tăng cứng

10.9.3  Sức kháng danh định của các bản bụng được tăng cứng

10.9.3.1  Tổng quát

10.9.3.2  Các khoang phía trong của bụng dầm

10.9.3.3  Khoang biên của bản bụng (Khoang đầu dầm)

10.10  CÁC NEO CHỐNG CẮT

10.10.1  Tổng quát

10.10.1.1  Các kiểu neo

10.10.1.2  Bước neo

10.10.1.3  Khoảng cách ngang

10.10.1.4  Lớp bê tông phủ neo và chiều sâu ngậm neo trong bê tông

10.10.2  Sức kháng mỏi

10.10.3  Các yêu cầu đặc biệt đối với các điểm đổi dấu mô men uốn do tĩnh tải

10.10.4  Trạng thái giới hạn cường độ

10.10.4.1  Tổng quát

10.10.4.2  Lực cắt danh định

10.10.4.3  Sức kháng cắt danh định

10.11  SƯỜN TĂNG CỨNG

10.11.1  Sườn tăng cứng ngang

10.11.1.1  Tổng quát

10.11.1.2  Chiều rộng nhô ra của sườn

10.11.1.3  Mômen quán tính

CHÚ THÍCH:

10.11.2  Sườn tăng cứng ở vị trí gối

10.11.2.1  Tổng quát

10.11.2.2  Chiều rộng nhô ra của sườn

10.11.2.3  Sức kháng tựa của sườn tăng cứng gối

10.11.2.4  Sức kháng dọc trục của các sườn tăng cứng gối

10.11.2.4.1  Tổng quát

10.11.2.4.2  Mặt cắt có hiệu

10.11.3  Các sườn tăng cứng dọc

10.11.3.1  Tổng quát

10.11.3.2  Chiều rộng phần nhô ra của sườn tăng cứng dọc

10.11.3.3  Mômen quán tính và bán kính quán tính

10.12  CÁC BẢN TÁP

10.12.1  Tổng quát

10.12.2  Các yêu cầu về đầu nối bản táp

10.12.2.1  Tổng quát

10.12.2.2  Các yêu cầu về đầu nối bản táp

10.12.2.3  Các đầu bản táp nối bulông

11  CÁC CẤU KIỆN CÓ MẶT CẮT HỘP CHỊU UỐN

11.1  TỔNG QUÁT

11.1.1  Xác định ứng suất

11.1.2  Gối

11.1.3  Liên kết giữa bản cánh và thành hộp

11.1.4  Lỗ kiểm tra và thoát nước

11.2  CÁC GIỚI HẠN TỶ LỆ KÍCH THƯỚC MẶT CẮT NGANG

11.2.1  Các kích thước thành hộp

11.2.1.1  Tổng quan

11.2.1.2  Thành hộp không có sườn tăng cứng dọc

11.2.1.3  Thành hộp có sườn tăng cường dọc

11.2.2  Tỷ lệ bản cánh mặt cắt hình chậu

11.2.3  Các hạn chế đặc biệt khi sử dụng hệ số phân bổ hoạt tải cho mặt cắt nhiều hộp

11.3  KHẢ NĂNG THI CÔNG

11.3.1  Tổng quát

11.3.2  Khả năng chịu uốn

11.3.3  Khả năng chịu lực cắt

11.4  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

11.5  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI VÀ NỨT GÃY

11.6  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

11.6.1  Tổng quan

11.6.2  Yêu cầu cấu tạo mặt cắt chịu uốn

11.6.2.1  Tổng quan

11.6.2.2  Mặt cắt chịu uốn dương

11.6.2.3  Mặt cắt chịu mô men uốn âm

11.6.3  Yêu cầu cấu tạo mặt cắt chịu lực cắt

11.6.4  Neo chống cắt

11.7  SỨC KHÁNG UỐN CỦA MẶT CẮT CHỊU MÔMEN UỐN DƯƠNG

11.7.1  Mặt cắt đặc chắc

11.7.1.1  Tổng quát

11.7.1.2  Sức kháng uốn danh định

11.7.2  Mặt cắt không đặc chắc

11.7.2.1  Tổng quát

11.7.2.2  Sức kháng uốn danh định

11.8  SỨC KHÁNG UỐN CỦA MẶT CẮT CHỊU MÔMEN ÂM

11.8.1  Tổng quát

11.8.1.1  Bản cánh hộp chịu nén

11.8.1.2  Bản cánh giằng liên tục chịu kéo

11.8.2  Sức kháng uốn của bản cánh hộp chịu nén

11.8.2.1  Tổng quát

11.8.2.2  Bản cánh mặt hộp không có sườn tăng cứng

11.8.2.3  Bản cánh mặt hộp có sườn tăng cứng dọc

11.9  SỨC KHÁNG CẮT

11.10  NEO CHỐNG CẮT

11.11  SƯỜN TĂNG CỨNG

11.11.1  Sườn tăng cứng thành hộp

11.11.2  Sườn tăng cứng dọc cho bản cánh chịu nén

12  CÁC CẤU KIỆN CHỊU UỐN KHÁC

12.1  TỔNG QUÁT

12.1.1  Điều kiện áp dụng

12.1.2  Trạng thái giới hạn cường độ

12.1.2.1  Uốn

12.1.2.2  Tải trọng dọc trục kết hợp với uốn

12.1.2.3  Lực cắt

12.2  SỨC KHÁNG UỐN DANH ĐỊNH

12.2.1  Tổng quát

12.2.2  Các cấu kiện không liên hợp

12.2.2.1  Các cấu kiện hình I và H

12.2.2.2  Các cấu kiện hình hộp

12.2.2.3  Các ống tròn

12.2.2.4  Thép T và thép góc kép

12.2.2.5  Thép hình U

12.2.2.6  Thép góc đơn

12.2.2.7  Thép thanh mặt cắt chữ nhật và thép tròn đặc

12.2.3  Các kết cấu liên hợp

12.2.3.1  Các thép hình được bọc bê tông

12.2.3.2  Các ống thép nhồi bê tông

12.3  SỨC KHÁNG CẮT DANH ĐỊNH CỦA CÁC CẤU KIỆN LIÊN HỢP

12.3.1  Các thép hình được bọc bê tông

12.3.2  Các ống thép nhồi bê tông

12.3.2.1  Các ống hình chữ nhật

12.3.2.2  Các ống tròn

13  CÁC LIÊN KẾT VÀ MỐI NỐI

13.1  TỔNG QUÁT

13.2  CÁC LIÊN KẾT BULÔNG

13.2.1  Tổng quát

13.2.1.1  Các liên kết bu lông ma sát

13.2.1.2  Các liên kết bu lông chịu ép tựa

13.2.2  Sức kháng tính toán

13.2.3  Bulông, đai ốc và vòng đệm

13.2.3.1  Bulông và đai ốc

13.2.3.2  Vòng đệm

13.2.4  Các lỗ

13.2.4.1  Kiểu lỗ

13.2.4.1.1  Tổng quát

13.2.4.1.2  Các lỗ rộng quá cỡ

13.2.4.1.3  Các lỗ có dạng ô van ngắn

13.2.4.1.4  Các lỗ có dạng ô van dài

13.2.4.2  Kích thước

13.2.5  Quy cách của bu lông

13.2.6  Khoảng cách của các bu lông

13.2.6.1  Khoảng cách tịnh và cự ly tối thiểu

13.2.6.2  Cự ly tối đa của các bu lông chống thấm mối nối

13.2.6.3  Cự ly tối đa của bu lông liên kết – nối ghép mặt cắt cấu kiện tổ hợp

13.2.6.4  Cự ly tối đa của bu lông liên kết – ghép tổ hợp ở đầu mút của cấu kiện chịu nén

13.2.6.5  Cự ly ở đầu ngoài cùng của chuỗi hàng lỗ bu lông

13.2.6.6  Các khoảng cách đến mép cạnh

13.2.7  Sức kháng cắt của bu lông

13.2.8  Sức kháng trượt của bu lông

13.2.9  Sức kháng ép mặt ở các lỗ bulông

13.2.10  Sức kháng kéo

13.2.10.1  Tổng quát

13.2.10.2  Sức kháng kéo danh định

13.2.10.3  Sức kháng mỏi

13.2.10.4  Lực kéo do hiệu ứng cạy nắp mặt bích

13.2.11  Kéo và cắt kết hợp

13.2.12  Sức kháng cắt của bu lông neo

13.3  CÁC LIÊN KẾT HÀN

13.3.1  Tổng quát

13.3.2  Sức kháng tính toán

13.3.2.1  Tổng quát

13.3.2.2  Các liên kết hàn có soi rãnh vát ngấu hoàn toàn

13.3.2.2.1  Chịu lực kéo và nén

13.3.2.2.2  Chịu lực cắt

13.3.2.3  Các liên kết hàn có soi rãnh vát ngấu không hoàn toàn

13.3.2.3.1  Chịu lực kéo hoặc nén

13.3.2.3.2  Chịu lực cắt

13.3.2.4  Các liên kết đường hàn góc

13.3.2.4.1  Chịu lực kéo và nén

13.3.2.4.2  Chịu lực cắt

13.3.3  Diện tích có hiệu

13.3.4  Kích thước của các đường hàn góc

13.3.5  Chiều dài có hiệu nhỏ nhất của các đường hàn góc

13.3.6  Vòng đầu đường hàn góc

13.3.7  Các mối hàn trám

13.4  SỨC KHÁNG CHỊU CẮT KHUÔN

13.5  CÁC CHI TIẾT LIÊN KẾT

13.5.1  Tổng quát

13.5.2  Chịu lực kéo

13.5.3  Chịu lực cắt

13.6  CÁC MỐI NỐI

13.6.1  Mối nối bulông

13.6.1.1  Tổng quát

13.6.1.2  Các cấu kiện chịu kéo

13.6.1.3  Các cấu kiện chịu nén

13.6.1.4  Các cấu kiện chịu uốn

13.6.1.4.1  Tổng quát

13.6.1.4.2  Các mối nối bản bụng

13.6.1.4.3  Các mối nối bản cánh

13.6.1.5  Các bản đệm

13.6.2  Các mối nối hàn

13.7  CÁC LIÊN KẾT KHUNG CỨNG

13.7.1  Tổng quát

13.7.2  Các bản bụng

14  QUY ĐỊNH CHO CÁC LOẠI KẾT CẤU

14.1  CÁC NHỊP DẦM CHẠY DƯỚI

14.2  CÁC GIÀN

14.2.1  Tổng quát

14.2.2  Các cấu kiện của giàn

14.2.3  Các ứng suất thứ cấp

14.2.4  Các vách ngang

14.2.5  Độ vồng

14.2.6  Các đường truyền lực và các trục trọng tâm

14.2.7  Giằng khung cổng cầu và chống lắc

14.2.7.1  Tổng quát

14.2.7.2  Các nhịp giàn chạy dưới

14.2.7.3  Các nhịp giàn chạy trên

14.2.8  Bản tiếp điểm

14.2.9  Giàn hở

14.2.10  Sức kháng tính toán

14.3  CÁC KẾT CẤU PHẦN TRÊN CÓ BẢN TRỰC HƯỚNG

14.3.1  Tổng quát

14.3.2  Bản mặt cầu chịu nén tổng thể

14.3.2.1  Tổng quát

14.3.2.2  Ổn định cục bộ

14.3.2.3  Ổn định của khoang

14.3.3  Chiều rộng có hiệu của mặt cầu

14.3.4  Công tác dụng hiệu ứng tổng thể và cục bộ

14.4  CÁC VÒM BẢN BỤNG SƯỜN ĐẶC

14.4.1  Sự khuếch đại mômen đối với độ võng

14.4.2  Độ mảnh của bản bụng

14.4.3  Ổn định của bản cánh

15  CỌC

15.1  TỔNG QUÁT

15.2  SỨC KHÁNG KẾT CẤU

15.3  SỨC KHÁNG NÉN

15.3.1  Nén dọc trục

15.3.2  Kết hợp uốn và nén dọc trục

15.3.3  Ổn định

15.4  ỨNG SUẤT LỚN NHẤT CHO PHÉP KHI ĐÓNG CỌC

PHỤ LỤC A

SỨC KHÁNG UỐN CỦA DẦM LIÊN HỢP THẲNG MẶT CẮT I TRONG VÙNG MÔ MEN ÂM VÀ DẦM THẲNG MẶT CẮT I KHÔNG LIÊN HỢP CÓ BẢN BỤNG ĐẶC CHẮC HOẶC KHÔNG ĐẶC CHẮC

PHỤ LỤC B

PHÂN BỐ LẠI MÔ MEN TỪ CÁC MẶT CẮT CHỮ I TRÊN CÁC TRỤ GIỮA CỦA CÁC CẦU THẲNG LIÊN TỤC

PHỤ LỤC C

CÁC BƯỚC CƠ BẢN THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN TRÊN CẦU THÉP

PHỤ LỤC D

CÁC TÍNH TOÁN CƠ BẢN CHO CÁC CẤU KIỆN CHỊU UỐN

LỜI NÓI ĐẦU

TCVN 11823 – 6: 2017 được biên soạn trên cơ sở tham khảo Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tải trọng và sức kháng của AASHTO (AASHTO, LRFD Bridge Design Specification). Tiêu chuẩn này là một Phần thuộc Bộ tiêu chuẩn Thiết kế cầu đường bộ, bao gồm 12 Phần như sau:

– TCVN 11823-1:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 1: Yêu cầu chung

– TCVN 11823-2:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 2: Tổng thể và đặc điểm vị trí

– TCVN 11823-3:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 3: Tải trọng và Hệ số tải trọng

– TCVN 11823-4:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 4: Phân tích và Đánh giá kết cấu

– TCVN 11823-5:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 5: Kết cấu bê tông

– TCVN 11823-6:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 6: Kết cấu thép

– TCVN 11823-9:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 9: Mặt cầu và Hệ mặt cầu

– TCVN 11823-10:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 10: Nền móng

– TCVN 11823-11:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 11: Mố, Trụ và Tường chắn

– TCVN 11823-12:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 12: Kết cấu vùi và Áo hầm

– TCVN 11823-13:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 13: Lan can

– TCVN 11823-14:2017 Thiết kế cầu đường bộ – Phần 14: Khe co giãn và Gối cầu.

Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công tương thích với Bộ tiêu chuẩn này là Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công cầu AASHTO LRFD (AASHTO LRFD Bridge construction Specifications)

TCVN 11823 – 6: 2017 do Bộ Giao thông vận tải tổ chức biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

THIẾT KẾ CẦU ĐƯỜNG BỘ – PHẦN 6: KẾT CẤU THÉP

Highway Bridge Design Specification – Part 6: Steel Structures

1  PHẠM VI ÁP DỤNG

Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc thiết kế các cấu kiện, các mối nối và các liên kết bằng thép dùng cho các kết cấu cầu dầm cán và dầm tổ hợp thẳng hoặc cong bằng, khung, giàn và vòm, các hệ dây văng và hệ dây võng, và các hệ mặt cầu kim loại.

Đối với dầm tổ hợp cong, tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho công tác thiết kế và thi công dầm mặt cắt chữ I hoặc hộp đơn, có bán kính cong bằng hoặc lớn hơn 30500 mm. Trường hợp bán kính nhỏ hơn giới hạn này, việc áp dụng kết cấu cầu phải dựa trên cơ sở đánh giá chi tiết kết cấu cầu theo các yêu cầu phù hợp với các nguyên tắc cơ học cơ bản.

2  TÀI LIỆU VIỆN DẪN

Các tài liệu dưới đây là rất cần thiết đối với việc áp dụng tiêu chuẩn này. Các tài liệu viện dẫn được trích dẫn từ những vị trí thích hợp trong văn bản tiêu chuẩn và các ấn phẩm được liệt kê dưới đây. Đối với các tài liệu có đề ngày tháng, những sửa đổi bổ sung sau ngày xuất bản chỉ được áp dụng cho bộ Tiêu chuẩn này khi bộ Tiêu chuẩn này được sửa đổi, bổ sung. Đối với các tiêu chuẩn không đề ngày tháng thì dùng phiên bản mới nhất.

– TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế

– TCVN 4954:05 Đường ô tô- Yêu cầu thiết kế

– TCVN 5408:2007 Lớp phủ kẽm nhúng nóng trên bề mặt sản phẩm gang và thép- Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

– TCVN 1651: 2008 Thép cốt bê tông và lưới thép hàn

– TCVN 5664:2009 Tiêu chuẩn quốc gia, Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa

– TCVN 9386:2012 Thiết kế công trình chịu động đất

– TCVN 9392:2012 Thép cốt bê tông- Hàn hồ quang

– TCVN 9393: 2012- Cọc Phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

– TCVN 10307:2014- Kết cấu cầu thép – Yêu cầu kỹ thuật chung về chế tạo, lắp ráp và nghiệm thu

– TCVN 10309:2014 Hàn cầu thép – Quy định kỹ thuật

– AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications (Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công cầu AASHTO)

– AASHTO M270M/M Standard Specification for Structural Steel for Bridges (Tiêu chuẩn thép kết cấu dùng cho cầu)

– ASTM A 252 Standard Specification for Welded and Seamless Steel Pipe Piles (Tiêu chuẩn cọc ống bằng thép uốn nối hàn)

3  THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA

3.1  Mố cầu (Abutment) – Kết cấu bên dưới để đỡ một đầu của kết cấu nhịp cầu.

3.2  Tỷ số mặt cắt (Aspect Ratio) – Với các hình chữ nhật, là tỷ số độ dài các cạnh.

3.3  Dầm thép hình (Beam) – Một bộ phận kết cấu mà chức năng chính là truyền các tải trọng xuống trụ, chủ yếu qua chịu uốn và chịu cắt. Nói chung, thuật ngữ “beam” được sử dụng để chỉ cấu kiện được làm bằng các thép hình cán.

3.4  Cột- Dầm (Beam-Column) – Một bộ phận kết cấu mà chức năng chính là chịu cả lực dọc và mô men.

3.5  Sức kháng oằn do uốn (Bend-Buckling Resistance) – Tải trọng lớn nhất có thể chịu được của bản bụng mà không xảy ra biến dạng oằn cục bộ do uốn theo lý thuyết đàn hồi và thực nghiệm.

3.6  Uốn hai chiều (Biaxial Bending) – Sự uốn đồng thời của các bộ phận hoặc cấu kiện theo hai trục vuông góc.

3.7  Tới hạn (Bifurcation) – Hiện tượng mà một bộ phận hoặc cấu kiện thẳng hoặc phẳng lý tưởng dưới tác dụng của lực nén ở trạng thái giới hạn giữa bị oằn hoặc không, hoặc là một bộ phận thẳng lý tưởng dưới tác dụng của mômen uốn ở trạng thái giới hạn giữa biến dạng uốn – xoắn hoặc uốn phẳng.

3.8  Phân tích tới hạn (Bifurcation Analysis) – Phân tích được dùng để xác định tải trọng oằn hoặc tới hạn.

3.9  Phá hoại cắt theo khuôn (Block Shear Rupture) – Sự phá hỏng một liên kết bản bụng bằng bulông của các dầm nối trực giao hoặc sự phá hỏng một liên kết bất kỳ chịu kéo mà bị xé rách một phần của một tấm bản dọc theo chu vi của các bulông liên kết.

3.10  Chi tiết bulông (Bolt Assembly) – Bulông, đai ốc và vòng đệm.

3.11  Bản mặt dầm hộp (Box Flange) – Bộ phận bản nối giữa hai sườn. Bản mặt có thể là bản phẳng không có sườn tăng cường, bản có sườn tăng cường hoặc bản bê tông cốt thép liên kết với bản thép bằng các neo chống cắt

3.12  Cấu kiện giằng ngang (Bracing Member) – Một cấu kiện liên kết giằng cứng cấu kiện chính hoặc một phần của cấu kiện chính, chống lại sự chuyển động nằm ngang.

3.13  Tải trọng mất ổn định (Buckling Load) – Tải trọng ở mức làm cho một bộ phận hoặc cấu kiện thẳng lý tưởng chịu nén bị oằn.

3.14  Cấu kiện tổ hợp (Built-Up Member) – Một cấu kiện được làm từ các bộ phận bằng thép liên kết với nhau bằng hàn, bắt bu lông, hoặc tán ri vê.

3.15  Yêu cầu va đập của rãnh chữ V charpy (Charpy V- Notch Impact Requirement) – Năng lượng tối thiểu yêu cầu được hấp thụ trong thí nghiệm rãnh chữ V charpy được tiến hành ở một nhiệt độ quy định.

3.16  Thí nghiệm rãnh chữ V Charpy (Charpy V-Notch Test) – Thí nghiệm va đập tuân theo AASHTO T243 (ASTM A673M).

3.17  Khoảng cách trống giữa các bulông (Clear Distance of Bolts) – Khoảng cách giữa các mép của các lỗ bulông kề nhau.

3.18  Khoảng cách trống bên ngoài của các bulông (Clear End Distance of Bolts) – Khoảng cách giữa mép của lỗ bulông và đầu của bộ phận.

3.19  Mặt cắt hộp kín (Closed-Box Section) – Một cấu kiện chịu uốn có mặt cắt ngang gồm hai sườn đứng hoặc xiên hình thành ít nhất một khoang kín. Một cấu kiện có mặt cắt kín tỏ ra hiệu quả khi kháng xoắn bằng cách hình thành dòng ứng suất tiếp trong sườn và cánh.

3.20  Tải trọng phá hỏng (Collapse Load) – Tải trọng mà một bộ phận kết cấu hoặc kết cấu có thể chịu được ngay trước khi sự phá hỏng trở nên rõ ràng.

3.21  Bản cánh đặc chắc (Compact Flange) – Đối với một mặt cắt liên hợp chịu tác dụng của mô men uốn âm hoặc một mặt cắt không liên hợp có một bản cánh đơn có giằng chịu nén có độ mảnh bằng hoặc dưới độ mảnh cánh có thể chịu được ứng biến đủ để sức kháng chịu uốn lớn nhất sẽ đạt được trước khi cánh bị mất ổn định cục bộ dẫn đến ảnh hưởng lớn tới ứng xử của nó, nó đòi hỏi về liên kết tăng cường (giằng ngang) để đảm bảo thỏa mãn sự phát triển sức kháng uốn lớn nhất.

3.22  Tiết diện đặc chắc (Compact Section) – Một tiết diện liên hợp chịu tác dụng của mô men uốn dương thỏa mãn các yêu cầu về cấp thép, độ mảnh của sườn, độ dẻo có khả năng phát triển sức kháng danh định vượt quá mô men chảy nhưng chưa vượt quá mô men dẻo.

3.23  Chiều dài không giằng đặc chắc (Compact Unbraced Length) – Đối với một mặt cắt liên hợp chịu tác dụng của mô men uốn âm hoặc một mặt cắt không liên hợp, giới hạn chiều dài không giằng của một bản cánh đơn có giằng chịu nén có độ mảnh bằng hoặc dưới chiều dài để sức kháng chịu uốn lớn nhất sẽ đạt được trước khi cánh bị oằn ngang do xoắn dẫn đến ảnh hưởng lớn tới ứng xử của nó, các đòi hỏi về độ mảnh của cánh phải đảm bảo thỏa mãn sự phát triển sức kháng uốn lớn nhất.

3.23  Bản bụng đặc chắc (Compact Web) – Đối với một mặt cắt liên hợp chịu tác dụng của mô men uốn âm hoặc một mặt cắt không liên hợp, một bản bụng chịu nén có độ mảnh bằng hoặc dưới độ mảnh mà mặt cắt có sức kháng chịu uốn lớn nhất bằng mô men dẻo sẽ đạt được trước khi bản bụng bị oằn do uốn xoắn dẫn đến ảnh hưởng lớn tới ứng xử của nó, các đòi hỏi về cấp thép, độ dẻo, độ mảnh của bản cánh và/hoặc liên kết tăng cường (giằng ngang) phải đảm bảo thỏa mãn.

3.24  Thành phần cấu kiện (Component) – Một phần cấu thành của kết cấu.

3.25  Dầm thép hình liên hợp (Composite Beam) – Một dầm thép được liên kết vào bản mặt cầu để cho chúng cùng làm việc dưới các tác động lực như là một kết cấu nguyên thể.

3.26  Cột liên hợp (Composite Column) – Một bộ phận kết cấu chịu nén bao gồm hoặc các thép hình kết cấu được bọc bằng bê tông, hoặc một ống thép được đúc đầy bê tông, được thiết kế để làm việc dưới các tác động lực như là một nguyên thể.

3.27  Dầm tổ hợp liên hợp (Composite Girder) – Một thành phần bằng thép chịu uốn nối với một bản bê tông để phần thép đó và bản bê tông cũng như cốt thép dọc trong bản bê tông làm việc dưới các tác động lực như là một nguyên thể.

3.28  Liên kết (Connection) – Một đường hàn hoặc một nhóm các bu lông để truyền ứng suất pháp và/hoặc ứng suất tiếp từ một bộ phận này tới bộ phận khác.

3.29  Ngưỡng mỏi với biên độ không đổi (Constant Amplitude Fatigue Threshold) – Biên độ ứng suất danh định mà ở dưới nó thì một chi tiết riêng biệt có thể chịu đựng một số vô hạn các tác động lặp lại mà không bị phá hủy do mỏi.

3.30  Bản cánh được giằng liên tục (Continuously Braced Flange) – Một bản cánh được chôn trong bê tông hoặc được neo bằng neo chống cắt do đó hiệu ứng uốn ngang của cánh có thể bỏ qua. Một cánh được giằng liên tục trong vùng nén cũng được coi là không bị mất ổn định cục bộ hoặc uốn xoắn.

3.31  Bản cánh khống chế (Controlling Flange) – Cánh trên hoặc cánh dưới với mặt cắt nhỏ hơn tại chỗ nối, bất cứ bản cánh nào có tỷ số giữa ứng suất đàn hồi (tại điểm giữa bề dày của nó do ứng lực tính toán) với sức kháng tính toán của nó là lớn nhất.

3.32  Mặt cắt nứt (Cracked Section) – Một mặt cắt liên hợp trong đó phần bê tông được coi là không chịu kéo.

3.33  Tải trọng tới hạn (Critical Load) – Tải trọng gây ra hiện tượng tới hạn xác định bằng lý thuyết ổn định.

3.34  Khung ngang (Cross-Frame) – Một khung giàn ngang liên kết các thành phần chịu uốn dọc kề nhau hoặc ở phía trong mặt cắt ống hay mặt cắt hộp kín để truyền hoặc phân bố tải trọng theo phương đứng và phương ngang cũng như để giữ ổn định cánh chịu nén. Đôi khi được đồng nhất với thuật ngữ vách ngăn.

3.35  Xoay mặt cắt ngang (Cross-Section Distortion) – Biến dạng của mặt cắt ngang của mặt cắt hộp kín hoặc mặt cắt ống do tác động xoắn.

3.36  Dầm cong (Curved Girder) – Một dầm mặt cắt chữ “I”, hoặc hộp kín hay dạng ống có dạng cong trên mặt bằng.

3.37  Mặt cầu (Deck) – Một thành phần, có hoặc không có lớp phủ, trực tiếp đỡ tải trọng bánh xe và được chống đỡ bởi các thành phần khác.

3.38  Hệ mặt cầu (Deck System) – Kết cấu phần trên trong đó mặt cầu là một phần của tổng thể cùng các thành phần chống đỡ nó, hoặc biến dạng của hệ chống đỡ ảnh hưởng đáng kể đến ứng xử của mặt cầu.

3.39  Giàn cầu chạy trên (Deck Truss) – Hệ giàn trong đó đường xe chạy ở tại hoặc bên trên mức của mạ trên của giàn.

3.40  Phân loại chi tiết (Detail Category) – Nhóm các thành phần và các chi tiết về cơ bản có cùng một sức kháng mỏi.

3.41  Vách ngăn (Diaphragm) – Một bộ phận liên kết ngang tiết diện đặc theo phương đứng nối hai thành phần chịu uốn theo phương dọc hoặc ở trong mặt cắt hộp kín hoặc mặt cắt ống để truyền và phân bố tải trọng đứng và ngang cũng như giữ ổn định cho cánh chịu nén.

3.42  Bản cánh có giằng đoạn (Discretely Braced Flange) – Bản cánh được đỡ ở những khoảng gián đoạn bởi các giằng đủ để chống lại chuyển vị ngang và chuyển vị xoắn ở các điểm giằng.

3.43  Độ mỏi do vặn xoay (Distortion-Induced Fatigue) – Các tác động mỏi do các ứng suất phụ thường không được định lượng ở trong phân tích và thiết kế đặc trưng của cầu.

3.44  Cự ly mép của các bulông (Edge Distance of Bolts) – Khoảng cách thẳng góc với đường lực giữa tâm của lỗ và mép của cấu kiện.

3.45  Chiều dài có hiệu (Effective Length) – Chiều dài tương đương KL được dùng trong công thức chịu nén và xác định bằng phân tích tới hạn.

3.46  Hệ số chiều dài có hiệu (Effective Length Factor) – Tỷ lệ giữa chiều dài có hiệu và chiều dài không giằng của bộ phận được đo giữa tim hai chi tiết liên kết.

3.47  Bề rộng có hiệu (Effective Width) – Bề rộng của bản thép hoặc bê tông được giảm đi do giả thiết ứng suất phân bố đều có cùng hiệu ứng kết cấu như bản với phân bố ứng suất không đều.

3.48  Đàn hồi (Elastic) – ứng xử của kết cấu trong đó ứng suất tỷ lệ với ứng biến và không có biến dạng dư sau khi dỡ tải.

3.49  Phân tích đàn hồi (Elastic Analysis) – Xác định hiệu ứng của tải trọng trên các cấu kiện và liên kết dựa trên ứng xử ứng suất – biến dạng là tuyến tính và không có biến dạng dư trong vật liệu khi dỡ tải.

3.50  Đàn hồi dẻo lý tưởng (Đàn – dẻo) (Elastic-Perfectly Plastic) – Một đường ứng suất – biến dạng lý tưởng của vật liệu biến đổi từ điểm ứng suất bằng không với biến dạng bằng không tới điểm chảy của vật liệu, sau đó biến dạng tăng lên ứng với ứng suất không đổi.

3.51  Cự ly đầu của các bulông (End Distance of Bolts) – Khoảng cách dọc theo đường lực giữa tâm của lỗ và đầu của cấu kiện.

3.52  Khoang biên (End Panel) – Đoạn đầu của giàn hoặc dầm.

3.53  Thanh đầu lỗ (Eyebar) – Cấu kiện chịu kéo với tiết diện hình chữ nhật và hai đầu được mở rộng, khoét lỗ để liên kết chốt.

3.54  Tải trọng tính toán (Factored Load) – Tích của tải trọng danh định và hệ số tải trọng.

3.55  Liên kết (Fastener) – Thuật ngữ chung cho các liên kết hàn, bu lông, đinh tán hoặc các thiết bị nối khác.

3.56  Mỏi (Fatigue) – Sự bắt đầu và/hoặc sự lan truyền các vết nứt do sự biến đổi lặp lại của ứng suất pháp truyền với thành phần chịu kéo.

3.57  Tuổi thọ mỏi thiết kế (Fatigue Design Life) – Số năm mà một chi tiết dự kiến chịu được các tải trọng giao thông giả định mà không phát sinh nứt do mỏi. Trong nghiên cứu xây dựng của tiêu chuẩn thiết kế này đã lấy là 75 năm.

3.58  Tuổi thọ mỏi (Fatigue Life) – Số chu kỳ ứng suất lặp lại dẫn đến sự phá hỏng do mỏi của chi tiết.

3.59  Sức kháng mỏi (Fatigue Resistance) – Biên độ ứng suất cực đại có thể chịu được mà không phá hỏng chi tiết đối với số chu kỳ quy định.

3.60  Tuổi thọ mỏi hữu hạn (Finite Fatigue Life) – Số chu kỳ đạt tới sự phá hỏng chi tiết khi biên độ ứng suất có khả năng xảy ra cực đại vượt quá giới hạn mỏi với biên độ không đổi.

3.61  Phân tích bậc nhất (First-Order Analysis) – Phân tích trong đó điều kiện cân bằng được thiết lập trên kết cấu không biến dạng; nghĩa là, ảnh hưởng của biến dạng là không đáng kể khi thành lập phương trình cân bằng.

3.62  Uốn của bản cánh theo phương ngang (Flange Lateral Bending) – Uốn của bản cánh quanh trục vuông góc với bản cánh do tải trọng ngang tác dụng lên nó và/hoặc xoắn không đều trong cấu kiện.

3.63  Lực (Force) – Tổng hợp của ứng suất phân bố trong một diện tích cho trước. Thuật ngữ chung chỉ lực dọc, mô men uốn, mô men xoắn và lực cắt.

3.64  Độ dai phá hủy (Fracture Toughness) – Số đo khả năng của vật liệu hoặc cấu kiện kết cấu hấp thụ năng lượng mà không bị phá hoại, thông thường được xác định bằng thí nghiệm rãnh chữ V Charpy.

3.65  FCMCấu kiện khống chế đứt gãy (Fracture-Critical Member) – Cấu kiện chịu kéo mà sự phá hỏng của nó dẫn tới hoặc sự sập đổ cầu, hoặc cầu không còn có khả năng thực hiện chức năng của nó.

3.66  Dưỡng của bulông (Gage of Bolts) – Khoảng cách giữa các đường kề của bulông; khoảng cách từ lưng của một thép góc hoặc thép hình khác đến đường thứ nhất của các bulông.

3.67  Dầm tổ hợp (Girder) – Thành phần kết cấu mà chức năng chủ yếu là chịu uốn và chịu cắt dưới tác dụng của tải trọng. Nói chung, thuật ngữ này được sử dụng cho các mặt cắt được chế tạo (tổ hợp).

3.68  Chiều dài thân bulông (Grip) – Khoảng cách giữa đai ốc và đầu bulông.

3.69  Bản tiếp điểm (Bản nút) (Gusset Plate) – Bản thép được dùng để liên kết các thanh đứng, thanh xiên và thanh ngang của giàn ở tại tiết điểm khoang giàn.

3.70  Kết cấu nhịp giàn chạy giữa (Half Through-Truss Spans) – Hệ giàn với đường xe chạy đặt ở một cao độ nào đó giữa các mạ trên và mạ dưới và nó loại trừ việc sử dụng hệ liên kết ngang ở biên trên.

3.71  Dầm lai (Hybrid Girder) – Dầm thép được chế tạo với thép bản bụng có cường độ chảy tối thiểu thấp hơn của một hoặc cả hai bản cánh.

3.72  Tác động phi đàn hồi (Inelastic Action) – Điều kiện trong đó sự biến dạng không hoàn toàn hồi phục lúc dỡ bỏ tải trọng đã gây ra biến dạng đó.

3.73  Sự phân bố lại phi đàn hồi (Inelastic Redistribution) – Sự phân bố lại các hiệu ứng lực trong một thành phần hoặc kết cấu do các biến dạng phi đàn hồi gây ra ở tại một hoặc nhiều mặt cắt.

3.74  Mất ổn định (Instability) – Một điều kiện xảy ra khi tải trọng tác dụng trên một thành phần hoặc kết cấu với kết quả là biến dạng tiếp tục dẫn tới sự giảm khả năng chịu tải.

3.75  Khoang bên trong (Interior Panel) – Phần phía bên trong của một thành phần giàn hoặc dầm.

3.75  Nút (Joint) – Vùng nối của các đầu thanh, mặt phẳng, hoặc cạnh. Nút được phân loại theo loại liên kết sử dụng và phương thức truyền lực.

3.76  Giằng liên kết (Lacing) – Các tấm hoặc thanh liên kết các nhánh của một cấu kiện.

3.77  Ứng suất do uốn ngang (Lateral Bending Stress) – Ứng suất pháp gây ra bởi uốn của bản cánh theo phương ngang.

3.78  Giằng ngang (Lateral Bracing) – Một kết cấu dàn nằm trong mặt phẳng ngang giữa hai dầm I hoặc hai cánh của 2 dầm ống để chống biến dạng mặt cắt ngang và bổ sung độ cứng cũng như độ ổn định cho cả cầu.

3.78  Cấu kiện giằng ngang (Lateral Bracing Component) – Cấu kiện được sử dụng riêng lẻ hoặc như là một phần của hệ tăng cường ngang để ngăn ngừa sự mất ổn định khi uốn dọc của các thành phần và/hoặc để chịu tải trọng nằm ngang.

3.79  Sự oằn do xoắn ngang (Lateral-Torsional Buckling) – Sự mất ổn định khi uốn dọc của một cấu kiện kéo theo độ võng ngang và xoắn.

3.80  Lớp khung (Level) – Phần của khung cứng bao gồm một bộ phận nằm ngang và các cột ở giữa bộ phận đó và chân của khung hoặc bộ phận nằm ngang tiếp sau thấp hơn.

3.81  Trạng thái giới hạn (Limit State) – Một điều kiện đối với một cấu kiện hoặc kết cấu trở nên không thích hợp để sử dụng, và được cho rằng không còn đáp ứng được công năng dự tính cũng cũng như không an toàn. Các giới hạn về công năng kết cấu bao gồm sự phá hoại giòn, sập đổ do khớp dẻo, biến dạng quá mức, hết tuổi thọ, mỏi, mất ổn định và khả năng khai thác.

3.82  Hiệu ứng lực (Load Effect) – Mô men, lực cắt, lực dọc hoặc mô men xoắn trong một bộ phận kết cấu do tải trọng gây ra trên kết cấu.

3.83  Đường truyền tải trọng (Load Path) – Chuỗi các cấu kiện và các mối ghép qua đó tải trọng được truyền từ điểm gốc tới điểm đến của nó.

3.84  Mỏi do tải trọng gây ra (Load-Induced Fatigue) – Các hiệu ứng mỏi do các ứng suất phẳng mà các cấu kiện và các chi tiết được thiết kế rõ ràng.

3.85  Mất ổn định cục bộ (Local Buckling) – Sự oằn xảy ra trong một phần tử tấm khi chịu nén.

3.86  Mối hàn chịu tải dọc (Longitudinally Loaded Weld) – Mối hàn với ứng suất đặt song song với trục dọc của mối hàn.

3.87  Trục chính (Major Axis) – Trục trọng tâm của mặt cắt mà mô men quán tính trục là lớn nhất; cũng thường được hiểu là trục quán tính chính của mặt cắt.

3.88  Ứng suất kéo thực (Net Tensile Stress) – Tổng đại số của hai hoặc nhiều ứng suất trong đó số tổng là kéo.

3.89  Bản cánh không đặc chắc (Noncompact Flange) – Đối với một mặt cắt liên hợp chịu tác dụng của mô men uốn âm hoặc một mặt cắt không liên hợp, một bản cánh chịu nén có giằng gián đoạn có độ mảnh bằng hoặc dưới giới hạn độ mảnh cánh có thể chịu được sự chảy cục bộ trong thành phần của mặt cắt ngang liên quan tới bản bụng lai, ứng suất dư và/hoặc đối xứng đơn trục của mặt cắt có ảnh hưởng quyết định đến sức kháng uốn danh định.

3.90  Mặt cắt không đặc chắc (Noncompact Section) – Một mặt cắt liên hợp khi chịu mô men dương có sức kháng danh định không được lớn hơn mô men chảy.

3.91  Chiều dài không giằng không đặc chắc (Noncompact Unbraced Length) – Đối với một mặt cắt liên hợp chịu tác dụng của mô men uốn âm hoặc một mặt cắt không liên hợp, giới hạn chiều dài không giằng của một bản cánh đơn có giằng chịu nén bằng hoặc dưới giới hạn để sự bắt đầu chảy dẻo trong mỗi bản cánh của mặt cắt ngang với tác dụng của ứng suất dư trong cánh chịu nén có một hiệu ứng đáng kể (đã được thống kê) lên sức kháng uốn danh định.

3.92  Bản bụng không đặc chắc (Noncompact Web) – Đối với một mặt cắt liên hợp chịu tác dụng của mô men uốn âm hoặc một mặt cắt không liên hợp, một bản bụng thỏa mãn các yêu cầu về mác thép và có độ mảnh bằng hoặc dưới độ mảnh để không xảy ra -theo lý thuyết đàn hồi – mất ổn định oằn do uốn trong giới hạn đàn hồi, được tính toán theo lý thuyết dầm, nhỏ hơn giới hạn của sức kháng uốn danh định.

3.93  Mặt cắt không liên hợp (Noncomposite Section) – Một dầm cán không nối với phần bản mặt cầu bằng các neo chống cắt.

3.94  Bản cánh không khống chế (Noncontrolling Flange) – Bản cánh của mặt cắt nhỏ hơn ở vị trí nối đối diện với bản cánh khống chế.

3.95  Xoắn không đều (Nonuniform Torsion) – Một mặt cắt thành mỏng chịu xoắn nội, cũng được biết đến như là sự xoắn vênh, phát sinh ra cả ứng suất tiếp và ứng suất pháp, làm mặt cắt vênh không còn phẳng nữa. Xoắn không đều hình thành trong các bộ phận chống lại tác dụng của mô men xoắn ngoại lực bằng cả sự xoắn vênh và xoắn theo St. Venant. Mỗi thành phần nội lực này biến đổi dọc theo bộ phận mặc dù ngoại lực có thể là mô men xoắn tập trung hay phân bố đều dọc theo bộ phận giữa hai điểm giằng chống xoắn. Xoắn vênh là vượt trội hơn hẳn xoắn St. Venant trong các bộ phận có mặt cắt hở, trong khi xoắn St. Venant là trội hơn trong các bộ phận mặt cắt kín.

3.96  Mặt cắt hở (Open Sections) – Một cấu kiện chịu uốn có mặt cắt ngang không hình thành các khoang kín. Một bộ phận có mặt cắt hở chịu mô men xoắn chủ yếu bằng xoắn không đều, từ đó gây ra các ứng suất pháp trong các mút của bản cánh.

3.97  Bản mặt cầu trực hướng (Orthotropic Deck) – Mặt cầu làm bằng thép tấm được tăng cường bằng các sườn thép hở hoặc kín ở mặt dưới của tấm thép.

3.98  Độ võng cố định (Permanent Deflection) – Loại tác động phi đàn hồi trong đó độ võng còn lưu lại ở một cấu kiện hoặc một hệ sau khi tải trọng đã được dỡ bỏ.

3.99  Trụ (Pier) – Một cột, một nhóm cột được liên kết lại hoặc các loại cấu kiện có dạng khác được thiết kế để làm một kết cấu chống đỡ trung gian cho kết cấu phần trên cầu.

3.100  Bước (Pitch) – Khoảng cách dọc theo đường lực ở giữa các tâm của các lỗ bu lông hoặc các neo chống cắt kề nhau.

3.101  Phân tích dẻo (Plastic Analysis) – Xác định các hiệu ứng lực trong các bộ phận và liên kết dựa trên giả thiết ứng xử dẻo-cứng; ví dụ, sự cân bằng được thỏa mãn tại mọi nơi trong kết cấu và sự chảy không bị vượt quá ở bất cứ đâu. Các hiệu ứng thứ cấp có thể cần được xem xét.

3.102  Khớp dẻo (Plastic Hinge) – Một vùng chảy dẻo hình thành trong một bộ phận kết cấu với mô men dẻo. Dầm được xem là quay quanh khớp, trừ khi sức kháng mô men dẻo được giữ nguyên trong khớp.

3.103  Mô men dẻo (Plastic Moment) – Mô men kháng khi mặt cắt chảy dẻo hoàn toàn.

3.104  Ứng biến dẻo (Plastic Strain) – Hiệu của ứng biến tổng và ứng biến đàn hồi.

3.105  Sự hóa dẻo (Plastification) – Quá trình chảy dẻo dần dần của các thớ trong mặt cắt ngang của bộ phận khi mô men uốn tăng.

3.106  Tấm (Plate) – Sản phẩm cán phẳng mà bề dày lớn hơn 6,0mm.

3.107  Khung cổng (Portal Frames) – Giằng liên kết ngang giàn ở đầu hoặc giằng Vierendeel để tạo sự ổn định và chịu các tải trọng gió và động đất.

3.108  Sức kháng sau khi oằn (Post-Buckling Resistance) – Tải trọng có thể chịu được của một bộ phận hoặc cấu kiện sau khi bị oằn.

3.109  Bộ phận chính (Primary Member) – Bộ phận được thiết kế để chịu được nội lực xác định từ một phân tích.

3.110  Tác động cạy nắp (Prying Action) – Tác động đòn bảy xảy ra trong liên kết mà trục của lực tác dụng lệch tâm với trục của bu lông, gây ra biến dạng của bộ phận nối và làm tăng lực dọc trong bu lông.

3.111  Mômen phân phối lại (Redistribution Moment) – Nội mô men do sự chảy dẻo gây ra ở trong cấu kiện chịu uốn của nhịp liên tục và được giữ cân bằng bởi các phản lực ngoài.

3.112  Sự phân phối lại các mô men (Redistribution of Moments) – Quá trình do sự hình thành các biến dạng phi đàn hồi trong các kết cấu liên tục.

3.113  Ứng suất phân phối lại (Redistribution Stress) – Ứng suất uốn do bởi mômen phân phối lại.

3.114  Tính dư (Redundancy) – Chất lượng của cầu làm cho có khả năng thực hiện công năng thiết kế của nó ở trong trạng thái bị hư hại.

3.115  Bộ phận dư (Redundant Member) – Bộ phận mà sự hư hỏng của nó không gây ra sự hư hỏng cầu.

3.116  Tuổi thọ mỏi yêu cầu (Required Fatigue Life) – Tích của số giao thông xe tải chạy trung bình hàng ngày trên một làn đơn nhân với số chu kỳ mỗi lượt xe tải chạy qua và tuổi thọ thiết kế tính bằng ngày.

3.117  Ứng suất dư (Residual Stress) – Ứng suất còn tồn tại trong cấu kiện hoặc chi tiết không chịu tải, nó đã hình thành trong quá trình hoàn thiện sản phẩm như uốn nguội, và/hoặc làm lạnh sau khi cán hoặc hàn.

3.118  Sự uốn ngược (Reverse Curvature Bending) – Một điều kiện uốn trong đó mô men uốn tại hai đầu của một bộ phận làm cho bộ phận đó uốn theo dạng chữ “S”.

3.119  Khung cứng (Rigid Frame) – Một kết cấu trong đó các liên kết vẫn giữ nguyên góc tương đối giữa các bộ phận dầm hoặc cột dưới tác dụng của tải trọng.

3.120  Xoắn St. Venant (St. Venant Torsion) – Thành phần của nội lực xoắn kiềm chế trong một chi tiết chỉ tạo ra ứng suất tiếp thuần túy trên mặt cắt ngang, cũng gọi là xoắn thuần túy hoặc xoắn đều.

3.121  Phân tích thứ cấp (Second-Order Analysis) – Sự phân tích trong đó điều kiện cân bằng được thành lập trên kết cấu đã biến dạng; nghĩa là chuyển vị của kết cấu được sử dụng để thiết lập phương trình cân bằng.

3.122  Cấu kiện phụ (Secondary Member) – Một bộ phận mà ứng suất của nó thường không được phân tích đánh giá.

3.123  Tải trọng khai thác (Service Loads) – Tải trọng tác dụng lên kết cấu trong điều kiện bình thường.

3.124  Hệ số hình dạng (Shape Factor) – Tỷ lệ giữa mô men dẻo và mô men chảy hoặc là tỷ lệ giữa mô men quán tính dẻo của mặt cắt và mô men quán tính đàn hồi của mặt cắt.

3.125  Sức kháng oằn do cắt (Shear-Buckling Resistance) – Tải trọng lớn nhất mà bản bụng có thể chịu được do cắt mà không bị oằn xác định theo lý thuyết và thực nghiệm.

3.126  Neo chống cắt (Shear Connector) – Một cơ cấu cơ khí ngăn cản không cho chuyển vị tương đối giữa hai mặt liên kết tiếp xúc cả theo hai phương pháp tuyến và tiếp tuyến.

3.127  Dòng ứng suất tiếp (Shear Flow) – Lực cắt trên mỗi đơn vị bề rộng tác động song song với cạnh của phần tử tấm.

3.128  Cắt trễ (Shear Lag) – Sự phân bố phi tuyến của ứng suất pháp ngang theo chiều rộng một cấu kiện bởi biến dạng cong vênh do cắt.

3.129  Lá thép (Sheet) – Sản phẩm thép cán phẳng mà bề dày từ 0,15mm và 6,0mm.

3.130  Uốn một chiều (Single Curvature Bending) – Biến dạng của một bộ phận theo một đường cong về một phía của bộ phận suốt chiều dài không giằng.

3.131  Góc chéo (Skew Angle) – Góc giữa trục các gối đỡ với pháp tuyến của trục dọc cầu, ví dụ góc chéo 0 độ ứng với cầu thẳng.

3.132  Bản (Slab) – Một bản mặt cầu được cấu tạo từ bê tông cốt thép.

3.133  Bản cánh mảnh (Slender Flange) – Đối với một mặt cắt liên hợp chịu tác dụng của mô men uốn âm hoặc một mặt cắt không liên hợp, một bản cánh đơn có giằng chịu nén có độ mảnh bằng hoặc trên độ mảnh mà sức kháng uốn danh định được khống chế bởi ổn định đàn hồi cục bộ của bản cánh, các đòi hỏi về liên kết tăng cường (giằng ngang) phải được thỏa mãn.

3.134  Chiều dài mảnh không giằng (Slender Unbraced Length) – Đối với một mặt cắt liên hợp chịu tác dụng của mô men uốn âm hoặc một mặt cắt không liên hợp, giới hạn chiều dài không giằng của một bản cánh đơn có giằng chịu nén có độ mảnh bằng hoặc trên chiều dài mà sức kháng uốn danh định được khống chế bởi ổn định đàn hồi cục bộ của bản cánh.

3.135  Bản bụng mảnh (Slender Web) – Đối với một mặt cắt liên hợp chịu tác dụng của mô men uốn âm hoặc một mặt cắt không liên hợp, một bản bụng chịu nén có độ mảnh bằng hoặc trên độ mảnh mà ứng suất trong bản bụng khi chịu uốn đạt đến giá trị khi bị oằn do uốn theo lý thuyết đàn hồi trước khi ứng suất trong bản cánh chịu nén đạt đến giới hạn chảy.

3.136  Tỷ số độ mảnh (Slenderness Ratio) – Tỷ lệ giữa chiều dài hữu hiệu với bán kính quán tính của mặt cắt ngang của một bộ phận, cả hai đều ứng với cùng một trục chịu uốn; hoặc là tỷ số giữa chiều rộng toàn phần hoặc một phần hoặc chiều cao với chiều dày của một cấu kiện. Mối nối hiệu quả để truyền mô men, lực cắt, lực dọc, mô men xoắn giữa hai đầu của hai bộ phận kết cấu để hình thành một bộ phận dài hơn.

3.137  Ván khuôn để lại (Stay-in-Place Formwork) – Ván khuôn kim loại hoặc bê tông đúc sẵn được để lại trong kết cấu sau khi kết thúc quá trình thi công.

3.138  Sườn tăng cứng (Stiffener) – Một bộ phận, thường là thép góc hoặc thép bản, được gắn với bản nắp hoặc bản bụng của dầm cán hoặc dầm tổ hợp để phân bố tải trọng, truyền lực cắt hoặc chống oằn cho bộ phận mà nó được gắn vào.

3.139  Độ cứng (Stiffness) – Khả năng chống lại biến dạng của một bộ phận hoặc kết cấu được đo bằng tỷ số giữa lực tác dụng và chuyển vị tương ứng.

3.140  Sự hóa cứng (Strain Hardeninge) – Hiện tượng xảy ra ở loại thép dẻo, sau khi biến dạng đạt đến giá trị hoặc vừa quá giới hạn chảy thì khả năng chịu tải lớn hơn giá trị gây ra sự chảy dẻo ban đầu.

3.141  Ứng biến sau hóa cứng (Strain-Hardening Strain) – Đối với thép kết cấu có một thềm chảy dẻo trong quan hệ ứng suất – ứng biến, giá trị của ứng biến bắt đầu từ hóa cứng.

3.142  Biên độ ứng suất (Stress Range) – Hiệu đại số giữa các ứng suất cực trị do tải trọng đi qua.

3.143  Trục khỏe (Strong-Axis) – Trục đi qua trọng tâm mà mô men quán tính trục ứng với trục đó là lớn nhất.

3.144  Khoang phụ (Subpanel) – Khoang có bản bản bụng được tăng cường, được chia ra bởi một hoặc nhiều nẹp tăng cường dọc.

3.145  Liên kết chống lắc (Sway Bracing) – Giằng liên kết thẳng đứng ngang giữa các bộ phận giàn.

3.146  Cường độ kéo (Tensile Strength) – ứng suất kéo lớn nhất mà vật liệu có thể chịu được.

3.147  Sự hình thành trường kéo (Tension-Field Action) – ứng xử của một khoang dầm chịu cắt trong đó xuất hiện các ứng suất kéo phát triển trong bản bụng và lực nén phát triển trong các sườn tăng cường ngang theo dạng tương tự một giàn Pratt (kết cấu dàn có thanh xiên hướng vào giữa nhịp dàn và thanh đứng).

3.148  Các nhịp dầm chạy dưới (Through-Girder Spans) – Hệ dầm mà đường xe chạy ở cao độ thấp hơn bản cánh trên.

3.149  Ứng suất ngang thành (Through-Thickness Stress) – ứng suất uốn trong bản bụng hoặc bản cánh gây ra bởi biến dạng xoắn vặn của mặt cắt.

3.150  Các nhịp giàn chạy dưới (Through-Truss Spans) – Hệ giàn mà đường xe chạy đặt ở gần mạ dưới và có hệ ngang ở mạ trên.

3.151  Bản liên kết, bản nối (Tie Plates) – Bản được sử dụng để liên kết các thành phần của một cấu kiện.

3.152  Vòm có thanh căng (Tied Arch) – Vòm mà trong đó lực đẩy ngang của sườn vòm do thanh giằng ngang chịu.

3.153  Chân đường gờ (Toe of the Fillet) – Điểm kết thúc của chân đường hàn của mối hàn góc hoặc đường gân vát góc của mặt cắt cán.

3.154  ng suất tiếp do xoắn (Torsional Shear Stress) – ứng suất tiếp gây ra bởi xoắn St. Venant.

3.155  Mối hàn chịu tải ngang (Transversely Loaded Weld) – Mối hàn chịu ứng suất thẳng góc với trục dọc của mối hàn.

3.156  Mặt cắt hộp kiểu máng (Trough-Type Box Section) – Mặt cắt hình U không có bản cánh nói chung.

3.157  Vòm thực (True Arch) – Vòm mà trong đó lực đẩy ngang trong sườn vòm được kiềm chế bởi ngoại lực từ móng chân vòm.

3.158  Mặt cắt hình chậu (Tub Section) – Một dầm thép hở phía trên cấu tạo gồm một bản cánh đáy, hai bản bụng thẳng đứng hoặc xiên và một bản cánh trên độc lập được gắn vào phần trên của mỗi bản bụng. Các bản cánh trên được liên kết bằng các bộ phận giằng ngang.

3.159  Chiều dài không có liên kết giằng ngang (Unbraced Length) – Khoảng cách giữa các điểm có thanh tăng cường chịu được sự mất ổn định khi uốn dọc hoặc biến dạng đang được nghiên cứu, nói chung, khoảng cách giữa các điểm khoang hoặc các vị trí có thanh tăng cường.

3.160  Tiêu chuẩn chảy Von Mises (Von Mises Yield Criterion) – Một lý thuyết cho rằng hiệu ứng không đàn hồi tại một điểm dưới tác dụng của tổ hợp ứng suất xảy ra khi năng lượng biến đổi hình dạng một thể tích đơn vị bằng năng lượng biến đổi hình dạng một thể tích đơn vị trong thí nghiệm kéo thanh đơn giản tới giới hạn đàn hồi ở trạng thái ứng suất một trục. Theo đó, giới hạn chảy bằng 0.58 lần giới hạn chảy khi kéo.

3.161  Ứng suất vênh (Warping Stress) – ứng suất pháp gây ra trong mặt cắt ngang do xoắn vặn và hoặc biến dạng của mặt cắt ngang.

3.162  Xoắn vênh (Warping Torsion) – Một thành phần của tổng sức kháng xoắn trong một bộ phận gây ra cả ứng suất tiếp và ứng suất pháp từ sức kháng chống biến dạng vênh của mặt cắt.

3.163  Mất ổn định bản bụng (Web Crippling) – Hư hỏng cục bộ của tấm bản bụng tại lân cận của một tải trọng tập trung hoặc phản lực gối do sự nén ngang gây ra bởi tải trọng này.

3.164  Tỷ lệ độ mảnh bản bụng (Web Slenderness Ratio) Tỷ số giữa chiều cao bản bụng ở giữa các bản cánh chia cho chiều dày bản bụng.

3.165  Thời điểm đạt giới hạn chảy (Yield Moment) – Thời điểm mà thớ ngoài cùng của một cấu kiện chịu uốn đạt tới ứng suất chảy.

3.166  Cường độ chảy (Yield Strength) – Ứng suất mà tại đó vật liệu biểu lộ một độ lệch giới hạn theo quy định từ tính tỷ lệ của ứng suất với ứng biến.

3.167  Mức ứng suất chảy (Yield-Stress Level) – Ứng suất được xác định trong thí nghiệm kéo khi biến dạng đạt 0,005 mm/ mỗi mm.

4  VẬT LIỆU

4.1  CÁC LOẠI THÉP KẾT CẤU

Các loại thép kết cấu phải tuân theo các yêu cầu, quy định trong Bảng 1 và thiết kế phải căn cứ theo các giá trị đặc tính tối thiểu được quy định. Các loại thép có kèm ký hiệu “W” là thép tự bảo vệ chống rỉ.

Môđun đàn hồi và hệ số giãn nở nhiệt của tất cả các cấp của thép kết cấu phải giả định là 200.000 MPa và 11,7×10-6 mm/mm/ °C.

Thép theo tiêu chuẩn AASHTO M270M, cấp 250, (ASTM A709M, cấp 250) có thể được sử dụng với các loại tấm chiều dày trên 100 mm cho các bộ phận không phải là kết cấu hoặc các cấu kiện chi tiết của hệ gối.

Các thép hình kết cấu hợp kim tôi và ram và đường ống không hàn với cường độ kéo tối đa quy định không vượt quá 965 MPa đối với các thép hình kết cấu, hoặc 1000 MPa đối với đường ống không hàn, có thể được sử dụng, miễn là:

• Vật liệu đáp ứng tất cả các yêu cầu cơ lý, hóa chất của AASHTO M 270M/M 270 (ASTM A709/A 709M), cấp HPS 690W, và

• Thiết kế được căn cứ trên các đặc tính tối thiểu quy định đối với thép AASHTO M 270M/M 270 (ASTM A709/A 709M), cấp HPS 690W,

Ống kết cấu phải là loại ống uốn tạo hình nguội hàn hoặc ống không hàn tuân theo ASTM A500, cấp B, hay ống uốn tạo hình nóng hàn hoặc ống không hàn tuân theo ASTM A501.

Các giới hạn chiều dày liên quan đến các thép hình cán và các nhóm yêu cầu phải tuân theo ASTM A6M (AASHTO M160).

Các bản thép và thanh thép được uốn nguội hoặc uốn nóng phải thỏa mãn các yêu cầu đối với uốn bản quy định tại Điều 11.4.3.3 của Tiêu chuẩn thi công cầu AASHTO LRFD.

Thép ống dùng cho ống thép nhồi bê tông (CFSTs) được thiết kế theo các quy định của Điều 9.6 phải phù hợp với các quy định của ASTM A 252 Cấp 3 và phải là thép chịu hàn theo các quy định của TCVN 10309:2014.

Bảng 1 – Các đặc tính cơ học tối thiểu của thép kết cấu theo hình dáng, cường độ và chiều dày

Ký hiệu AASHTO

Thép kết cấu

Thép hợp kim thấp cường độ cao

Thép hợp kim thấp tôi và ram

Thép hợp kim tôi & ram, cường độ chảy dẻo cao

M270M

Cấp 250

M270M

Cấp 345

M270M

Cấp 345W

M270M

Cp 485W

M270M

Các cấp 690/690 W

Ký hiệu ASTM tương đương

A 709M

Cấp 250

A 709M

Cp 345

A 709M

Cấp 345W

A 709M

Cấp 485W

A 709M

Các cấp 690/690 W

Chiều dày của các bản, mm

Tới 100

Tới 100

Tới 100

Tới 100

Tới 65

Trên 65 đến 100

Thép hình

Tất cả các nhóm

Tất cả các nhóm

Tất cả các nhóm

Không áp dụng

Không áp dụng

Không áp dụng

Cường độ chịu kéo nhỏ nhất, Fu, MPa

400

450

485

620

760

690

Giới hạn chảy hay cường độ chảy nhỏ nhất Fy, MPa

250

345

345

485

690

620

4.2  CHỐT, CON LĂN VÀ CON LẮC

Thép cho các chốt, con lăn và con lắc phải tuân theo các yêu cầu của Bảng 1, Bảng 2 hoặc Điều 4.7.

Các con lăn phải có đường kính không nhỏ hơn 100 mm.

Bảng 2- Các đặc tính cơ học tối thiểu của các chốt, các con lăn và các con lắc theo kích thước và cường độ

Ký hiệu AASHTO với các giới hạn kích thước

M169 đường kính 100mm hoặc nhỏ hơn

M102 đến đường kính 500 mm

M102 đến đường kính 500 mm

M102 đến đường kính 250 mm

M102 đến đường kính 500 mm

Ký hiệu ASTM, cấp hoặc hạng

A108

Các cấp 1016 đến 1030

A668

Hạng C

A668

Hạng D

A668

Hạng F

A668

Hạng G

Giới hạn chảy nhỏ nhất Fy, MPa

250

230

260

345

345

4.3  BULÔNG, ĐAI ỐC VÀ VÒNG ĐỆM

4.3.1  Bulông

Các bulông để dùng liên kết kết cấu phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau đây:

• Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông và đinh neo thép cacbon, cường độ chịu kéo 420 MPa, ASTM A307 Cấp A hoặc B,

• Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông cường độ cao cho các liên kết thép kết cấu với cường độ kéo tối thiểu 830 MPa đối với các đường kính từ 16mm tới 27mm và 725MPa đối với các đường kính từ 28mm tới 38mm, AASHTO M164M (ASTM A325M), hoặc

• Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các bulông cường độ cao, các hạng 10.9 và 10.9.3 cho các liên kết thép kết cấu, AASHTO M253M (ASTM A490M).

Các bulông loại 1 nên sử dụng với các loại thép không phải là thép tự chống gỉ. Các bulông loại 3 tuân theo AASHTO M 164 (ASTM A 325) hoặc AASHTO M 253 (ASTM A 490) phải được sử dụng với các thép tự chống gỉ. Bu lông loại 1 ASTM A325M có thể hoặc tráng kẽm nhúng nóng phù hợp với AASHTO M 232M/M 232 (ASTM A 153/A 153M), Hạng C, hoặc tráng kẽm bằng cơ học phù hợp AASHTO M298 (ASTM B695), Hạng 345 (50). Các bulông tráng kẽm phải được thí nghiệm kéo lại sau khi tráng kẽm, theo AASHTO M164 (ASTM A325M) quy định. Các bulông AASHTO M253M (ASTM A490M) không được tráng kẽm.

Các vòng đệm, đai ốc và bulông của bất cứ liên kết nào phải được tráng kẽm theo cùng phương pháp. Các đai ốc cần được phủ lên nhau tới số lượng tối thiểu yêu cầu đối với lắp ghép linh kiện liên kết, và phải được bôi trơn bằng dầu nhờn có màu sắc trông thấy được.

Bulông neo phải có cấu tạo theo các tiêu chuẩn:

• ASTM A307 cấp C, hoặc

• ASTM F1554

4.3.2  Đai ốc

4.3.2.1  Đai ốc dùng cho bu lông liên kết mối nối kết cấu

Trừ chú thích ở dưới, các đai ốc cho các bulông AASHTO M164M (ASTM A325M) phải tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các đai ốc thép các bon và hợp kim, AASHTO M291M (ASTM A563M), cấp 8S, 8S3, 10S or 10S3.

Các đai ốc cho bulông của AASHTO M253M (ASTM A490M) phải tuân theo các yêu cầu của AASHTO M291M (ASTM A563M), Cấp 10S or 10S3.

Các đai ốc để tráng kẽm phải được xử lý nhiệt cấp 10S. Phải áp dụng các quy định của Điều 4.3.1.

Các đai ốc phải có độ cứng tối thiểu là 89 HRB.

Các đai ốc để sử dụng theo AASHTO M164M (ASTM A325M), các bulông loại 3 phải là cấp 8S3 hoặc 10S3. Các đai ốc để sử dụng theo AASHTO M253M (ASTM A490M), các bulông loại 3 phải là cấp 10S3.

4.3.2.2  Đai ốc dùng cho Bulông neo

Đai ốc dùng cho bulông neo phải được cấu tạo phù hợp với các tiêu chuẩn sau đây. Các Đai ốc dùng cho bulông neo chế tạo theo ASTM A307 cấp C và ASTM F1554 phải cấu tạo theo AASHTO M 291 (ASTM A563) với kích cỡ, cấp tương ứng của bulông neo. Các đai ốc mạ phải được xử lý nhiệt Cấp 10S hoặc 10S3. Phải áp dụng các quy định của Điều 4.3.1. Các đai ốc mạ nên được bôi trơn bằng dầu nhờn có màu sắc trông thấy được

4.3.3  Vòng đệm

Các vòng đệm phải tuân theo tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các vòng đệm thép tôi, AASHTO M 293 (ASTM F436).

Các quy định của Điều 4.3.1 phải được áp dụng cho các vòng đệm mạ kẽm.

4.3.4  Các linh kiện liên kết tùy chọn

Các linh kiện liên kết khác hoặc các cụm linh kiện liên kết cho đến nay không được quy định, như là phải thỏa mãn các yêu cầu của ASTM F 1852, có thể được sử dụng, miễn là chúng đáp ứng các điểm sau đây:

• Các vật liệu, các yêu cầu sản xuất và thành phần hóa học của AASHTO M164 (ASTM A325) hoặc AASHTO M253 (ASTM A490),

• Các yêu cầu đặc tính cơ học của cùng quy trình trong các thí nghiệm theo kích thước thực, và

• Đường kính thân và các khu vực ép tựa dưới đầu và đai ốc, hoặc bộ phận tương đương của chúng, không được nhỏ hơn các thông số quy định cho một bulông và đai ốc có cùng các kích thước danh định được quy định trong các Điều 4.3.1 và 4.3.2.

Các linh kiện liên kết để lựa chọn như thế có thể không giống các kích thước khác của bulông, đai ốc và vòng đệm quy định trong các Điều 4.3.1 đến 4.3.3.

4.3.5  Thiết bị chỉ báo lực

Các thiết bị chỉ báo lực có đặc tính phù hợp theo các yêu cầu của ASTM F959M, có thể được sử dụng cùng với các bulông, đai ốc và vòng đệm. Có thể xem xét cho phép dùng các thiết bị chỉ báo lực để lắp ráp với các loại đai ốc lục giác tôi cứng theo AASHTO M 291 (ASTM A563) cấp 10S, miễn là cả hai thiết bị chỉ báo lực và đai ốc tôi cứng đều đáp ứng các yêu cầu cơ lý của Tiêu chuẩn ASTM đối với chúng.

4.4  ĐINH NEO CHỊU CẮT

Các đinh neo chịu cắt phải được làm từ các thanh thép kéo nguội, các cấp 1015, 1018 hoặc 1020, khử một phần hoặc khử hoàn toàn ôxy, tuân theo AASHTO M169 (ASTM A108) – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các thanh thép cácbon gia công nguội, chất lượng tiêu chuẩn, và phải có giới hạn chảy nhỏ nhất là 345 MPa và cường độ chịu kéo là 415 MPa. Nếu cố định các mũ đinh bằng phương pháp nóng chảy thì thép dùng cho các mũ phải là cấp cácbon thấp phù hợp với hàn và phải tuân theo ASTM A109M – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với thép, cácbon, thép lá cán nguội.

4.5  KIM LOẠI HÀN

Kim loại hàn phải tuân theo các quy định của TCVN 10309: 2014.

4.6  KIM LOẠI ĐÚC

4.6.1  Thép đúc và gang dẻo

Thép đúc phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau đây:

• AASHTO M192M – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với việc đúc thép cho cầu đường bộ, Hạng 485, trừ khi được quy định khác.

• AASHTO M103M (ASTM A27M) – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với việc đúc thép cácbon cho ứng dụng chung, Cấp 485-250, trừ khi được quy định khác.

• AASHTO M163M (ASTM A743M) – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với việc đúc hợp kim dựa vào gang pha crom chống ăn mòn, gang pha crom-niken cho ứng dụng chung, cấp CA15, trừ khi được quy định khác.

Sản phẩm đúc bằng gang dẻo phải tuân theo Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với gang dẻo đúc, ASTM A536, cấp 414-276-18, trừ khi được quy định khác.

4.6.2  Các sản phẩm đúc có thể rèn được

Các sản phẩm đúc có thể rèn được phải tuân theo ASTM A47M, Cấp 24118, – Quy trình đối với các sản phẩm gang ferit có thể rèn được. Cường độ chảy dẻo nhỏ nhất phải không thấp hơn 241MPa.

4.6.3  Gang

Các sản phẩm gang phải tuân theo AASHTO M105 (ASTM A48M), Hạng 30 – Quy trình đối với các sản phẩm đúc hợp kim xám.

4.7  THÉP KHÔNG GỈ

Thép không gỉ phải tuân theo một trong các tiêu chuẩn sau đây:

• ASTM A176- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép tấm, thép lá và thép dải không gỉ và thép pha crôm chịu nhiệt

• ASTM A240M- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép tấm, thép lá và thép dải pha crôm chịu nhiệt và thép không gỉ, cho các bình chịu áp suất

• ASTM A276- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép thanh và thép hình chịu nhiệt và không gỉ, hoặc

• ASTM A666- “Tiêu chuẩn kỹ thuật” đối với thép lá, thép dải, thép tấm, thanh dẹt austenit không gỉ cho các áp dụng kết cấu.

Thép không gỉ không tuân theo các Tiêu chuẩn liệt kê trên đây có thể được sử dụng miễn là thép đó tuân theo các yêu cầu cơ-hóa học của một trong các Tiêu chuẩn liệt kê trên đây, hoặc các Tiêu chuẩn khác đã ban hành. Các Tiêu chuẩn này quy định các tính chất và sự thích hợp, miễn là thép đó phải qua các phân tích, thí nghiệm và các kiểm tra khác ở cùng mức và theo cách mô tả của một trong các Tiêu chuẩn đã liệt kê.

4.8  CÁP THÉP

4.8.1  Sợi thép trơn

Sợi thép trơn phải theo quy định của ASTM A510M – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với các yêu cầu chung cho các phôi để cán kéo dây và dây tròn thô, thép cacbon.

4.8.2  Sợi thép tráng kẽm

Sợi thép tráng kẽm phải tuân theo ASTM A641M – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với dây thép cacbon bọc kẽm (tráng kẽm).

4.8.3  Sợi thép bọc epoxy

Sợi thép bọc êpoxy phải tuân theo ASTM A99 – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với dây thép bọc êpoxy.

4.8.4  Tao cáp cầu

Tao cáp cầu phải theo quy định của ASTM A586 – Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với dây cáp kết cấu sợi thép bọc kẽm song song và xoắn, hoặc ASTM A603 – Tiêu chuẩn đối với cáp thép kết cấu bọc kẽm.

4.9  Tiếp xúc các kim loại khác nhau

Nếu các bộ phận thép, kể cả thép không rỉ, tiếp xúc với hợp kim nhôm sẽ hình thành điện cực, nên nhôm phải được cấu tạo cách ly tiếp xúc với các bộ phận bằng thép. Các bộ phận thép gồm cả các bộ phận kết cấu, bu lông, đai ốc hay vòng đệm

5  CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

5.1  TỔNG QUÁT

Đặc tính kết cấu của các bộ phận được làm từ thép hoặc thép phối hợp với các vật liệu khác, phải được nghiên cứu cho từng giai đoạn có thể lâm vào nguy cơ bị phá hỏng trong khi thi công, bốc xếp, vận chuyển và lắp ráp, cũng như trong tuổi thọ phục vụ của kết cấu mà chúng là một phần.

Các bộ phận kết cấu phải được cấu tạo tương xứng để thỏa mãn các yêu cầu về các trạng thái giới hạn cường độ, đặc biệt, sử dụng và mỏi.

5.2  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN SỬ DỤNG

Phải áp dụng các quy định của các Điều 5.2.6 Phần 2 bộ tiêu chuẩn này và Điều 10.5.

Các bộ phận chịu uốn phải được kiểm tra ở trạng thái giới hạn sử dụng theo các quy định tại Điều 10 và 11.

5.3  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN MỎI VÀ NỨT GÃY

Các bộ phận cấu thành và các chi tiết phải được kiểm tra về mỏi như quy định trong Điều 10.6

Phải áp dụng tổ hợp tải trọng mỏi, quy định trong Bảng 3. và hoạt tải mỏi quy định trong Điều 6.1.4 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này.

Các bộ phận chịu uốn phải được kiểm tra ở trạng thái giới hạn mỏi và nứt gãy theo các quy định tại Điều 10 và 11.

Các bulông chịu mỏi do kéo phải thỏa mãn các quy định của Điều 13.2.10.3.

Các yêu cầu độ bền chống nứt gãy phải theo quy định của Điều 6.6.2.

5.4  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN CƯỜNG ĐỘ

5.4.1  Tổng quát

Cường độ và độ ổn định phải được xem xét với các tổ hợp tải trọng cường độ quy định trong Bảng 3 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này

5.4.2  Hệ số sức kháng

Các hệ số sức kháng, f, đối với trạng thái giới hạn cường độ phải lấy như sau:

• Đối với uốn……………………………………………………………………………………………….. ff = 1,00

• Đối với cắt………………………………………………………………………………………………… fv = 1,00

• Đối với nén dọc trục, chỉ cho thép…………………………………………………………………. fc = 0,90

• Đối với nén dọc trục, cột liên hợp………………………………………………………………….. fc = 0,90

• Nén dọc trục và nén kết hợp uốn trong ống thép nhồi bê tông CFSTs…………………… fc = 0,90

• Đối với kéo, đứt trong mặt cắt thực……………………………………………………………….. fu = 0,80

• Đối với kéo, chảy trong mặt cắt nguyên………………………………………………………….. fy = 0,95

• Đối với ép mặt tựa trên các chốt, các lỗ doa, khoan hoặc bắt bulông và các bề mặt cán                       fb = 1,00

• Đối với các bulông ép mặt trên vật liệu…………………………………………………………… fbb = 0,80

• Đối với các neo chịu cắt………………………………………………………………………………. fsc = 0,85

• Đối với các bulông A325M và A490M chịu kéo…………………………………………………. ft = 0,80

• Đối với các bulông A307 chịu kéo………………………………………………………………….. ft = 0,80

• Đối với các bulông A307 chịu cắt…………………………………………………………………… fs = 0,75

• Đối với các bulông A325M và A490M chịu cắt …………………………………………………. fs = 0,80

• Đối với cắt khuôn……………………………………………………………………………………….. fbs = 0,80

• Đối với cắt phá hoại trong kết cấu chịu nén……………………………………………………… fvu = 0,80

• Bản nút của dàn, chịu nén…………………………………………………………………………….. fcg = 0,75

• Bản nối thanh mạ vào nút dàn……………………………………………………………………….. fcs = 0,65

• Bản nút dàn bị phá hoại chịu cắt……………………………………………………………………. fvy = 0,80

• Đối với mất ổn định (phình) bản bụng……………………………………………………………… fw = 0.80

• Đối với kim loại hàn trong các đường hàn ngấu hoàn toàn:

+ cắt trên diện tích có hiệu……………………………………………………………………………… fe1 = 0,85

+ kéo hoặc nén trực giao với diện tích có hiệu……………………………………………………. f = f kim loại nền

+ kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn…………………………………………….. f = f kim loại nền

• Đối với kim loại hàn trong các đường hàn ngấu từng phần:

+ cắt song song với trục của đường hàn…………………………………………………………… fe2 = 0,80

+ kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn…………………………………………….. f = f kim loại nền

+ nén trực giao với diện tích có hiệu………………………………………………………………… f = f kim loại nền

+ kéo trực giao với diện tích có hiệu………………………………………………………………… fe1 = 0,80

• Đối với kim loại hàn trong các mối hàn:

+ kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn…………………………………………….. f = f kim loại nền

+ cắt trong chiều cao tính toán của kim loại hàn góc……………………………………………. fe2 = 0,80

• Đối với sức kháng trong khi đóng cọc……………………………………………………………. fe1 = 1,00

• Đối với sức kháng chịu lực dọc trục của cọc chịu nén và bị phá hủy do điều kiện đóng khó khăn khi cần thiết dùng mũi cọc:

+ Cọc H……………………………………………………………………………………………………… fc = 0.50

+ Cọc ống………………………………………………………………………………………………….. fc = 0.60

• Đối với sức kháng chịu lực dọc trục của cọc chịu nén trong điều kiện đóng thuận lợi khi không cần thiết dùng mũi cọc:

+ Cọc H……………………………………………………………………………………………………… fc = 0.60

+ Cọc ống………………………………………………………………………………………………….. fc = 0.70

• Đối với sức kháng chịu lực dọc trục kết hợp với uốn của cọc không bị phá hoại:

+ sức kháng dọc trục của cọc H……………………………………………………………………… fc = 0.70

+ sức kháng dọc trục của cọc ống…………………………………………………………………… fc = 0.80

+ sức kháng chống uốn…………………………………………………………………………………. ff = 1.00

• Đối với các neo đinh chịu cắt khi kéo……………………………………………………………… fst = 0.75

5.5  TRẠNG THÁI GIỚI HẠN ĐẶC BIỆT

Phải nghiên cứu tất cả các tổ hợp tải trọng đặc biệt có thể áp dụng ghi trong Bảng 3 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này.

Tất cả các hệ số sức kháng đối với trạng thái giới hạn đặc biệt, trừ đối với các bulông, đều phải lấy bằng 1,0

Các mối liên kết bằng bulông không được thiết kế theo khả năng (diện tích mặt cắt thanh) hoặc theo trạng thái chảy kết cấu có thể được giả định làm việc như các liên kết loại ma sát ở trạng thái giới hạn đặc biệt và phải dùng các giá trị của các hệ số sức kháng đối với các bulông quy định trong Điều 5.4.2.

6  THIẾT KẾ CHỊU MỎI VÀ NỨT GÃY

6.1  MỎI

6.1.1  Tổng quát

Độ mỏi phải được phân loại do tải trọng gây ra hoặc do cong vênh gây ra mỏi.

6.1.2. Mỏi do tải trọng gây ra

6.1.2.1  Cơ sở thiết kế chịu mỏi

Tác dụng lực để thiết kế chịu mỏi của chi tiết cầu thép phải là biên độ ứng suất của hoạt tải. Đối với bộ phận chịu uốn có neo chống cắt trên toàn chiều dài, và có bản bê tông cốt thép thỏa mãn các quy định của Điều 10.1.7, ứng suất do tĩnh tải và hoạt tải và biên độ ứng suất thiết kế mỏi tại tất cả các mặt cắt của cấu kiện do tải trọng tác dụng lên mặt cắt liên hợp có thể được tính dựa trên giả thiết bản bê tông có hiệu cho cả mô men dương và mô men âm. Đặc trưng mặt cắt liên hợp theo dài hạn tính với tĩnh tải, đặc trưng liên hợp ngắn hạn của mặt cắt liên hợp được tính với hoạt tải.

Các ứng suất dư không được xét đến trong thiết kế chịu mỏi.

Các quy định này chỉ áp dụng cho các chi tiết chịu ứng suất kéo thực. Trong các vùng mà các tải trọng thường xuyên không nhân với hệ số, gây ra lực nén, thì chỉ kiểm tra mỏi nếu như ứng suất nén này nhỏ hơn ứng suất kéo lớn nhất gây ra do hoạt tải từ tổ hợp tải trọng mỏi I quy định trong Bảng 3 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này.

6.1.2.2  Các tiêu chí thiết kế

Khi kiểm tra độ chịu mỏi do tải trọng gây ra, mỗi chi tiết phải thỏa mãn điều kiện:

 g(Δf) ≤ (ΔF)n (1)

trong đó:

g = hệ số tải trọng với tổ hợp tải trọng mỏi quy định trong Bảng 3 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này

(Δf) = tác dụng lực, biên độ ứng suất gây ra do hoạt tải là tải trọng mỏi theo quy định trong Điều 6.1.4 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này (MPa)

(ΔF)n = sức chịu mỏi danh định quy định trong Điều 6.1.2.5 (MPa)

6.1.2.3  Phân loại các chi tiết

Các bộ phận và các chi tiết phải được thiết kế để thỏa mãn các yêu cầu của các loại chi tiết tương ứng tóm tắt trong Bảng 3. Các lỗ bu lông được mô tả trong Bảng 3 phải được chế tạo phù hợp với quy định tại Điều 11.4.8.5 của Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công cầu đường bộ AASHTO LRFD. Trừ những quy định riêng, lỗ bu lông ở khung giằng ngang, dầm ngang và các cấu kiện giằng biên và những bản liên kết của nó phải được giả định đục lỗ kích thước đầy đủ khi thiết kế.

Trừ quy định sau đây cho các bộ phận và chi tiết của cấu kiện khống chế phá hủy nứt gẫy (FCM), khi lưu lượng xe tải trung bình ngày đêm của một làn xe trong 75 năm nhỏ hơn hoặc bằng các giá trị quy định tại Bảng 4 cho các loại chi tiết được xem xét với tổ hợp tải trọng mỏi II quy định tại Bảng 3 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này có thể dùng kết hợp với sức kháng mỏi danh định tuổi thọ hữu hạn quy định ở Điều 6.1.2.5. Nếu không, phải sử dụng tổ hợp tải trọng mỏi I kết hợp với sức kháng mỏi danh định tuổi thọ vô hạn quy định ở Điều 6.1.2.5. Lưu lượng xe tải trung bình ngày đêm của một làn xe (ADTT)SL phải được tính theo quy định tại Điều 6.1.4.2 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này.

Đối với các bộ phận và các chi tiết trên cấu kiện khống chế phá hủy nứt gẫy (FCM), tổ hợp tải trọng mỏi I quy định tại Bảng 3 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này phải được sử dụng kết hợp với sức kháng mỏi danh định cho tuổi thọ hữu hạn quy định tại Điều 6.1.2.5.

Các cấu kiện và các chi tiết của mặt cầu bản trực hướng phải được thiết kế để thỏa mãn các yêu cầu trong Bảng 3 theo Cấp thiết kế được lựa chọn thể hiện trong Bảng và theo quy định tại Điều 8.3.4 Phần 9 bộ tiêu chuẩn này.

Bảng 3 – Các loại chi tiết bị mỏi do tải trọng gây ra

Mô tả

Loại

Hằng s A (MPa3)

Ngưỡng mỏi (ÄF)TH (MPa)

Điểm khởi đầu vết nứt tiềm ẩn

Thí dụ minh họa

Phần 1 – Vật liệu thép thường ở cách xa mối hàn bất kỳ

1.1  Thép cơ bản, trừ thép không sơn tự chống rỉ, với bề mặt cán và làm sạch. Các mép cắt bằng lửa với độ nhám bề mặt 0,025mm hoặc thấp hơn nhưng không có góc lõm

A

8.19E+12

165

Cách xa tất cả mối hàn hoặc mối nối kết cấu

1.2  Thép cơ bản không sơn tự chống rỉ với các bề mặt cán hoặc làm sạch. Các mép cắt bằng lửa với độ nhám bề mặt 0,025 mm hoặc thấp hơn không bao gồm góc nối

B

3,93E+11

110

Cách xa mối hàn hoặc mối nối kết cấu

 

1.3  Các bộ phận đầu nối dầm, cắt góc hoặc nơi thay đổi kích thước hình học đột ngột được chế tạo theo AASHTO/AWS D1.5, ngoại trừ lỗ chở tiếp cận đường hàn

C

1,44E+12

69

Tại bất kỳ mép ngoài

1.4  Mặt cắt ngang thép tấm có các lỗ chờ tiếp cận đường hàn được chế tạo theo Điều 3.2.4 AASHTO/AWS D1.5

C

1,44E+12

69

Trong kim loại cơ bản ở góc trong của lỗ chờ đường hàn

1.5  Vị trí khoét lỗ của cấu kiện

(Brown, 2007).

D

7,21E+11

48

Trong mặt cắt hao hụt, khởi nguồn từ mặt bên của lỗ

Phần 2 – Vật liệu trong liên kết bằng mối nối cơ khí

2.1  Kim loại cơ bản tại mặt cắt nguyên của mối nối bu lông cường độ cao được thiết kế như mối nối chịu ma sát với bu lông cường độ cao được căng trước, lấp trong lỗ được khoan đủ kích thước hoặc đột lỗ và khoét cho đúng kích cỡ, (Chú ý: xem Điều kiện 2.3 với đột lỗ bu lông, Điều kiện 2.5 với bắt vít góc)

B

3,93E+12

110

Xuyên qua mặt cắt nguyên gần lỗ bu lông

2.2  Kim loại cơ bản tại mặt cắt thực (diện tích đã trừ lỗ) của mối nối bu lông cường độ cao được thiết kế như mối nối bu lông chịu cắt nhưng được chế tạo và lắp đặt theo tất cả yêu cầu cho mối nối chịu ma sát với bu lông cường độ cao căng trước đặt trong lỗ được khoan đủ kích cỡ hoặc đột lỗ và khoét đúng kích cỡ. (Chú ý: xem Điều kiện 2.3 với đột lỗ bu lông, xem Điều kiện 2.5 với thép góc nối bu lông hoặc cấu kiện mặt cắt chữ “T” nối với bản nút hoặc bản nối).

B

3,93E+12

110

Trong mặt cắt thực bắt nguồn từ phía bên của lỗ

2.3  Kim loại cơ bản tại mặt cắt thực của tất cả mối nối bu lông của các cấu kiện mạ kẽm nhúng nóng (Huhn và Valtinat, 2004); kim loại cơ bản tại mặt cắt phù hợp với định nghĩa trong Điều kiện 2.1 hoặc 2.2, có thể áp dụng của mối nối bulông cường độ cao với bulông căng trước trong lỗ được đột đủ kích cỡ (Brown, 2007); và kim loại cơ bản tại mặt cắt thực của các mối nối cơ khí khác, trừ các thanh có đầu khoét lỗ hoặc tấm chốt, cường độ cao không căng. (Chú ý: xem Điều kiện 2.5)

D

7,21e+11

48

Trong mặt cắt thực bắt nguồn từ phía bên của lỗ hoặc xuyên qua mặt cắt nguyên gần lỗ, có thể áp dụng

2.4   Kim loại cơ bản tại mặt cắt thực của đầu thanh khoét lỗ treo hoặc các bản chốt (Chú ý: với kim loại cơ bản trong thân thanh có đầu lỗ hoặc mặt cắt nguyên của bản nối chốt, xem Điều kiện 1.1 hoặc 1.2)

E

3,61E+11

31

Trong mặt cắt thực bắt nguồn từ phía bên của lỗ

2.5  Kim loại cơ bản ở mặt cắt thép góc hoặc chữ T của các cấu kiện liên kết với bản nút hoặc tấm bởi bu lông cường độ cao chịu ma sát. Biên ứng suất mỏi phải được tính toán trên diện tích thực có hiệu của cấu kiện, Ae = UAg, trong đó U = (1-x/L) và Ag là diện tích nguyên của cấu kiện, x là khoảng cách từ tim của cấu kiện tới mặt ngoài của bản nút hoặc tấm nối và L là khoảng cách giữa các mặt ngoài bu lông trong liên kết song song tới các đường lực. Hiệu ứng mô men do lệch tâm trong liên kết phải bỏ qua khi tính toán biên ứng suất (Mc Donald và Frank, 2009). Các dạng mỏi phải lấy theo quy định Điều kiện 2.1. Đối với tất cả các loại liên kết bu lông khác, thay thế Ag bằng diện tích có hiệu An trong tính toán diện tích thực theo phương trình trên và sử dụng các dạng mỏi tương ứng cho những loại liên kết theo quy định Điều kiện 2.2 hoặc 2.3 khi có thể áp dụng.

Xem các loại có thể áp dụng như trên

Xem các hằng số có thể áp dụng như trên

Xem các ngưỡng mỏi có thể áp dụng như trên

Xuyên qua mặt cắt nguyên gần lỗ, hoặc tại mặt cắt thực bắt nguồn từ mặt bên của lỗ, trong mức có thể áp dụng

 

Phần 3: Mối hàn nối các bộ phận của cấu kiện tổ hợp

3.1  Kim loại cơ bản và kim loại hàn trong các bộ phận không có các gắn kết phụ của cấu kiện tổ hợp được liên kết bằng các đường hàn rãnh dọc liên tục ngấu hoàn toàn 2 phía và được hàn từ mặt còn lại, hoặc mối hàn liên tục song song với phương của ứng suất

B

3,93E+12

110

Từ bề mặt hoặc các đứt đoạn bên trong của mối hàn, cách xa điểm đầu mối hàn

3.2  Kim loại cơ bản và kim loại hàn trong các bộ phận không có các gắn kết phụ của cấu kiện tổ hợp được liên kết bằng các đường hàn rãnh dọc ngấu hoàn toàn với các thanh đệm lót để lại hoặc các đường hàn ngấu liên tục từng phần song song với phương của ứng suất.

B

2,00E+12

83

Từ bề mặt mối hàn hoặc bên trong không liên tục của mối hàn, bao gồm mối hàn với các thanh đệm lót

3.3  Kim loại cơ bản và kim loại hàn tại điểm kết thúc mối hàn dọc ở lỗ chờ tiếp cận đường hàn phải thực hiện theo Điều 3.2.4 Cấu kiện tổ hợp, AASHTO/AWS D1.5. (Chú ý: không bao gồm mối nối hàn đối đầu bản cánh)

D

7,21E+11

48

Từ điểm kết thúc mối hàn vào tới bản bụng hoặc bản cánh

3.4  Kim loại cơ bản và kim loại hàn trong phạm vi của các bản phủ ốp trên cấu kiện, được liên kết bởi các đường hàn góc liên tục song song với phương của ứng suất

B

3,93E+12

110

Từ bề mặt hoặc đứt đoạn bên trong mối hàn cách xa từ điểm cuối mối hàn

3.5  Kim loại cơ bản tại điểm kết thúc của các bản ốp phủ cục bộ có đầu vuông hoặc hình vát cạnh hẹp hơn so với bản cánh, có hoặc không có mối hàn ngang ở đầu hoặc bản phủ rộng hơn bản cánh có mối hàn ngang ở đầu

Chiều dày bản cánh ≤ 20 mm

Chiều dày bản cánh > 20 mm

E

E’

3,61E+11

1,28E+11

31

18

Trong bản cánh tại chân đầu mút đường hàn hoặc tại điểm kết thúc mối hàn dọc ở bản cánh hoặc tại mép của bản cánh nối với bản phủ rộng

3.6  Kim loại cơ bản tại điểm kết thúc của mối hàn của bản phủ cục bộ trên cấu kiện, có một đầu có liên kết bằng bu lông cường độ cao chịu ma sát thỏa mãn theo yêu cầu Điều 10.12.2.3

B

3,93E+12

110

Trong bản cánh tại điểm kết thúc của mối hàn dọc

3.7  Kim loại cơ bản tại điểm kết thúc của đường hàn của bản phủ cục bộ có chiều rộng lớn hơn chiều rộng bản cánh và không có mối hàn ngang ở đầu

E

1,28E+11

18

ở mép bản cánh tại đầu mối hàn bản phủ

Phần 4 – Liên kết hàn sườn tăng cứng

4.1  Kim loại cơ bản tại chân mối hàn góc liên kết giữa sườn tăng cứng ngang với bản cánh và giữa sườn tăng cứng ngang với bản bụng, (chú ý: bao gồm mối hàn tương tự như sườn tăng cứng tại gối và bản liên kết) Thép cơ bản tại sườn tăng cứng gối, hàn vào cánh

C

1,44E+12

83

bắt đầu từ nơi thay đổi kích thước hình học tại chân mối hàn góc phát triển vào kim loại cơ bản

4.2  Kim loại cơ bản và kim loại hàn trong sườn tăng cứng dọc cho bản bụng hoặc sườn tăng cứng dọc cho bản nắp hộp liên kết bởi đường hàn góc liên tục song song với phương của ứng suất

B

3,93E+12

110

Từ bề mặt hoặc nơi gián đoạn bên trong của mối hàn cách xa đầu đường hàn

4.3  Kim loại cơ bản tại điểm kết thúc mối hàn của sườn tăng cứng dọc cho bản bụng hoặc sườn tăng cứng dọc cho nắp hộp, không cấu tạo thay đổi chiều cao chuyển tiếp

 

 

 

 

chiều dày sườn tăng cứng < 25mm

E

3,61E+11

31

 

 

chiều dày sườn tăng cứng ≥ 25mm

E’

1,28E+11

18

 

 

Với sườn tăng cứng được liên kết bởi mối hàn và thay đổi chiều cao với bán kính chuyển tiếp R tại điểm kết thúc mối hàn:

 

 

 

 

 

R ≥ 600 mm

B

3,93E+12

110

Trong các cấu kiện chính gần điểm tiếp tuyến của bán kính

600mm>R≥150mm

C

1,44E+12

69

150mm>R≥ 50mm

D

7,21E+11

48

50 mm > R

E

3,61E+11

31

Phần 5 – Mối hàn ngang với phương của ứng suất cơ bản

5.2  Kim loại cơ bản và kim loại hàn trong hoặc liền kề mối hàn nối đối đầu rãnh ngấu hoàn toàn, với mối hàn kín khít được kiểm soát bởi Phương pháp thử không phá hủy (NDT) và với việc mài mối hàn song song với phương của ứng suất tại chuyển tiếp thay đổi chiều rộng bằng một bán kính không nhỏ hơn 600 mm với điểm tiếp tuyến tại đầu mối hàn soi rãnh (Hình 5)

B

3,93E+12

110

Từ sự gián đoạn bên trong của kim loại lấp đầy hoặc không liên tục dọc biên nóng chảy

5.3  Kim loại cơ bản và mối hàn kim loại trong hoặc gần kề chân của mối hàn chữ “T” hoặc mối hàn góc rãnh ngấu hoàn toàn, hoặc mối hàn nối đối đầu rãnh ngấu hoàn toàn, có hoặc không có chuyển tiếp chiều dày với độ dốc không lớn hơn 1/2,5, khi không tháo thanh chèn tạm. (chú ý: nứt trong bản cánh của “T” có thể xảy ra do ứng suất uốn ngoài mặt phẳng gây ra bởi phần thân).

C

1,44E+12

69

Từ bề mặt đầu mối hàn ở chân của mối hàn phát triển vào kim loại cơ bản hoặc dọc theo ranh giới nóng chảy

5.4  Kim loại cơ bản và kim loại hàn tại chi tiết được đặt tải không liên tục trên các phần tử tấm được nối với một cặp mối hàn góc hoặc mối hàn rãnh ngấu không hoàn toàn trên mặt đối diện của tấm vuông góc với phương của ứng suất cơ bản

C

được điều chỉnh ở Phương trình 5

1,44E+12

69

Khởi đầu từ sự thay đổi kích thước hình học tại chân của mối hàn phát triển vào kim loại cơ bản hoặc bắt đầu tại mối hàn chịu kéo phát triển lên và sau đó xuyên qua mối hàn

Phần 6- Các chi tiết liên kết được nối bằng hàn chịu tải theo phương ngang

6.1  Kim loại cơ bản của cấu kiện chịu lực theo chiều dọc tại chi tiết chịu tải theo chiều ngang (ví dụ như bản liên kết ngang) được gắn kết bởi một mối hàn song song với phương của ứng suất chính và có cấu tạo chuyển tiếp chiều rộng bản theo bán kính R với việc kết thúc mối hàn có mài êm thuận

 

 

 

Gần điểm tiếp tuyến của bán kính tại cạnh của cấu kiện chịu tải theo chiều dọc hoặc tại chân của mối hàn tại điểm kết thúc mối hàn nếu không mài nhẵn êm thuận

R ≥ 600 mm

B

3,93e+12

110

R ≥ 600 mm

 

600mm>R≥150mm

C

1,44E+12

69

600mm>R≥150mm

 

150mm>R≥50mm

D

7,21E+11

48

150mm>R≥50mm

 

50mm > R

E

3,61E+11

31

50mm > R

 

Đối với bất kỳ bán kính chuyển tiếp với việc kết thúc mối hàn không nhẵn (chú ý: Điều kiện 6.2, 6.3 hoặc 6.4, khi áp dụng được cũng phải được kiểm tra)

E

3.61E+11

31

Đối với bất kỳ bán kính chuyển tiếp với việc kết thúc mối hàn không nhẵn (chú ý: kiểm tra cả Điều kiện 6.2, 6.3 hoặc 6.4,)

 

6.2  Kim loại cơ bản trong chi tiết được đặt tải theo phương ngang (ví dụ một bản nối ngang) được gắn kết với một cấu kiện chịu tải theo chiều dọc có chiều dày bằng nhau bởi một đường hàn rãnh ngấu hoàn toàn song song với phương của ứng suất chính và có cấu tạo chuyển tiếp chiều rộng bản theo bán kính R, với chất lượng mối hàn được kiểm tra bằng Phương pháp thử không phá hủy (NDT) và với đầu mối hàn được mài nhẵn êm thuận

 

 

 

 

Khi thanh đệm hàn được gỡ bỏ:

 

 

 

Gần điểm tiếp tuyến của bán kính hoặc trong mối hàn hoặc tại ranh giới nóng chảy của cấu kiện chịu tải theo chiều dọc hoặc chi tiết hàn gắn kèm chịu tải theo chiều ngang

 

R ≥ 600 mm

B

3,93E+12

110

600mm>R≥150mm

C

1,44E+12

69

150mm>R≥50mm

D

7,21E+11

48

50mm > R

E

3,61E+11

31

Khi thanh đệm hàn không được gỡ bỏ:

 

 

 

Tại chân mối hàn hoặc dọc theo cạnh của cấu kiện chịu tải theo phương dọc hoặc chi tiết gắn kèm chịu tải theo phương ngang

 

R ≥ 590 mm

C

1,44E+12

110

590 mm>R≥150mm

C

1,44E+12

69

150mm>R≥50mm

D

7,21E+11

48

50mm > R

E

3,61E+11

31

(Chú ý: Phải kiểm tra Điều kiện 6.1)

 

 

 

6.3  Kim loại cơ bản trong chi tiết chịu lực theo phương ngang (ví dụ một bản nối ngang) được gắn vào cấu kiện chịu tải theo chiều dọc có chiều dày thép không bằng nhau bằng mối hàn rãnh ngấu hoàn toàn song song với phương của ứng suất chính và có cấu tạo chuyển tiếp chiều dày mối hàn với bán kính R, với chất lượng mối hàn được kiểm soát bởi Phương pháp thử không phá hủy (NDT) và với đầu mối hàn được mài nhẵn êm thuận:

 

 

 

Tại chân mối hàn dọc theo cạnh của tấm mỏng hơn

Tại điểm kết thúc mối hàn của chuyển tiếp chiều dày bán kính nhỏ

Tại chân mối hàn dọc theo cạnh của tấm mỏng hơn

Khi thanh kê đáy mối hàn được gỡ bỏ:

 

 

 

 

 

R ≥ 50 mm

D

7,2E+11

48

 

 

R < 50 mm

E

3,6E+11

31

 

 

Đối với bất kỳ bán kính chuyển tiếp chiều dày mối hàn với thanh kê đáy đường hàn không gỡ bỏ (chú ý: Phải kiểm tra Điều kiện 6.1)

E

3,6E+11

31

 

 

6.4  Kim loại cơ bản trong chi tiết chịu tải theo phương ngang (ví dụ một bản nối ngang) được gắn kèm với cấu kiện chịu tải theo chiều dọc bởi một đường hàn góc hoặc mối hàn rãnh ngấu không hoàn toàn song song với phương ứng suất chính (chú ý: phải kiểm tra Điều kiện 6.1)

Xem Điều kiện 5.4

 

 

 

Phần 7-Các chi tiết liên kết được hàn, chịu tải theo chiều dọc

7.1  Kim loại cơ bản trong cấu kiện chịu tải theo chiều dọc tại chi tiết có chiều dài L theo phương của ứng suất chính và chiều dày t gắn vào cấu kiện bởi mối hàn rãnh hoặc hàn góc song song hoặc theo phương ngang với phương của ứng suất chính, nơi chi tiết gắn kết không có bán kính chuyển tiếp:

 

 

 

Trong các cấu kiện chính ở đầu mối hàn tại chân mối hàn

L < 50 mm

C

1,44E12

69

L < 50 mm

 

50 mm ≤ L12t hoặc 100 mm

D

7,21E11

48

50 mm ≤ L ≤12t hoặc 100 mm

 

L > 12t hoặc 100 mm

 

 

 

 

 

t < 25 mm

E

3,61E+11

31

t < 25 mm

 

t25 mm

E’

1,28E+11

18

t ≥ 25 mm

 

(Chú ý: Xem Điều kiện 7.2 đối với mối hàn thanh thép góc hoặc thanh mặt cắt chữ T liên kết với bản nút hoặc bản nối)

 

7.2  Kim loại cơ bản trong các bộ phận thép góc hoặc mặt cắt chữ T liên kết với một bản nút hoặc tấm nối bởi mối hàn góc theo chiều dọc cả 2 mặt của chi tiết liên kết của mặt cắt cấu kiện. Biên độ ứng suất mỏi phải được tính trên diện tích thực có hiệu của cấu kiện, Ae = U Ag, trong đó U = (1-x/L) và Ag là diện tích mặt cắt nguyên của cấu kiện. x là khoảng cách từ trọng tâm của cấu kiện tới bề mặt của bản nút hoặc tấm nối và L là chiều dài lớn nhất của mối hàn dọc. Không tính đến hiệu ứng mô men do lệch tâm trong liên kết khi tính toán biên độ ứng suất (Mc Donald và Frank, 2009)

E

3,61E+11

31

Chân của mối hàn góc trong cấu kiện liên kết

Phần 8-Các dạng khác

8.1  Sườn dọc nối hàn với bản mặt cầu bằng đường hàn một mặt ngấu 80% (nhỏ nhất 70%) với khoảng hở chân ≤ 0,05 mm trước khi hàn

Cấp thiết kế bản trực hướng áp dụng:

1, 2 hoặc 3

C

1,44E+12

69

Xem hình

8.2  Mối nối hàn sườn dọc bằng hàn đối đầu soi rãnh đơn với tấm lót đệm để lại. Khe hở hàn > bề dày vách sườn dọc

Cấp thiết kế bản trực hướng áp dụng: 1, 2 hoặc 3

D

7,21E+11

48

Xem hình

8.3  Mối nối sườn dọc (bắt bu lông) – Kim loại cơ bản tại mặt cắt nguyên của liên kết bu lông cường độ cao chịu ma sát

Cấp thiết kế bản trực hướng áp dụng:

1, 2 hoặc 3

B

3,93E+12

16

Xem hình

8.4  Mối nối hàn tấm bản mặt cầu (trong mặt phẳng) – hàn nối đối đầu soi rãnh đơn theo phương ngang hoặc dọc với tấm lót để lại.

Cấp thiết kế bản trực hướng áp dụng:

1, 2 hoặc 3

D

7,21E+11

48

Xem hình

8.5  Sườn dọc hàn với dầm ngang – Vách sườn tại mối hàn dầm ngang (hàn góc hoặc hàn rãnh ngấu hoàn toàn)

Cấp thiết kế bản trực hướng áp dụng:

1, 2 hoặc 3

C

1,44E+12

69

Xem hình

8.6  Sườn dọc hàn nối hàn vào dầm ngang mặt cầu – Vách sườn tại mối hàn dầm ngang (hàn góc, hàn rãnh, ngấu hoàn toàn hoặc hàn rãnh ngấu không hoàn toàn)

Cấp thiết kế bản trực hướng áp dụng:

1 hoặc 3

C (Xem Ghi chú 1)

1,44e+12

69

Xem hình

8.7  Tại phần khoét lỗ dầm ngang – Kim loại cơ bản tại mép với vết cắt mịn bằng nhiệt theo AWS D1.5

Cấp thiết kế bản trực hướng áp dụng:

1 hoặc 3

A

8,19E+12

165

Xem hình

8.8  Vách sườn dọc ở nơi khoét lỗ dầm ngang – Vách sườn dọc tại nơi sườn dọc nối hàn với dầm ngang (hàn góc, hàn rãnh ngấu không hoàn toàn hoặc hàn rãnh ngấu hoàn toàn)

Cấp thiết kế bản trực hướng áp dụng:

1 hoặc 3

C

1,44E+12

69

Xem hình

8.9  Sườn dọc nối với bản mặt cầu tại vị trí dầm ngang

Cấp thiết kế bản trực hướng áp dụng:

1 hoặc 3

C

1,44E+12

69

Xem hình

1: Khi các ứng suất bị chi phối bởi các cấu kiện trong mặt phẳng tại mối hàn góc hoặc mối hàn rãnh ngấu không hoàn toàn, phải xem xét Phương trình 5. Trong trường hợp này, Δf phải được tính tại giữa chiều dày và không được áp dụng phương pháp ngoại suy theo Điều 9.8.3.4.3.

Phần 9-Các dạng khác

9.1  Kim loại cơ bản tại đinh neo chịu cắt được gắn kết bởi đường hàn góc hoặc đường hàn đinh neo tự động

 

 

 

Tại chân của mối hàn trong kim loại cơ bản

9.2  Bu lông cường độ cao không căng trước, bu lông thường, thanh neo ren và thanh treo với ren cắt, neo với mặt đất hoặc ren được cán. Sử dụng biên độ ứng suất tác động trên diện tích chịu ứng suất kéo do hoạt tải cộng với tác động của lực bẩy cạy nắp khi áp dụng.

 

 

 

Từ chân của ren phát triển vào phần diện tích chịu ứng suất chịu kéo

(Trạng thái Mỏi II) Tuổi thọ hữu hạn

E’

1,28E+11

N/A

 

 

(Trạng thái Mỏi I) Vĩnh cửu

D

48

 

 

 

Bảng 4 – (ADTT)SL 75 năm tương đương tui thọ vĩnh cửu

Chi tiết danh mục

(ADTT)SL 75 năm tương đương tuổi thọ vĩnh cửu

(xe ti / ngày đêm)

A

530

B

860

B’

1035

C

1290

C’

745

D

1875

E

3530

E’

6485

6.1.2.4  Cấu tạo chi tiết để giảm chịu lực cưỡng bức

Tận dụng tới mức cao nhất có thể của khả năng thi công để thiết kế cấu tạo chi tiết kết cấu hàn sao cho tránh tạo ra mối nối bị cưỡng bức cao và kích thước hình học bị thay đổi đột ngột giống như khe nứt dẫn đến phá hoại nứt gẫy do ứng suất kiềm chế. Mối hàn song song với ứng suất chính nhưng bị gián đoạn bởi các cấu kiện nối trực giao nhau phải được cấu tạo chi tiết để có một khe hở tối thiểu 25 mm giữa các chân mối hàn.

6.1.2.5  Sức kháng mỏi

Trừ trường hợp quy định dưới đây, sức kháng mỏi danh định phải được tính như sau:

• Đối với Tổ hợp tải trọng ở trạng thái Mỏi I và tuổi thọ mỏi vĩnh cửu:

(ΔF)n = (ΔF)TH (2)

Đối với Tổ hợp tải trọng ở trạng thái Mỏi II và tuổi thọ mỏi hữu hạn:

 (3)

với

N = (365) (75) n (ADTT)SL (4)

trong đó:

A = hằng số lấy từ Bảng 5 (MPa3)

n = số các chu kỳ biên độ ứng suất đối với mỗi lượt chạy qua của xe tải, lấy từ Bảng 6

(ADTT)SL = ADTT một làn xe chạy như quy định trong Điều 6.1.4 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này

(ΔF)TH = ngưỡng mỏi với biên độ không đổi, lấy từ Bảng 7 (MPa)

Sức kháng mỏi danh định đối với kim loại cơ bản và kim loại hàn tại các chi tiết bản không liên tục được nối với nhau bằng một cặp mối hàn góc hoặc mối hàn rãnh ngấu không hoàn toàn trên mặt đối diện của tấm thép vuông góc với phương của ứng suất chính phải được lấy như sau:

 (5)

trong đó:

(ΔF)cn = sức kháng mỏi danh định đối với chi tiết loại C (MPa)

2a = chiều dày của phần bản thép gốc không hàn ngấu theo phương của chiều dày của bản thép chịu tải (mm). Đối với liên kết hàn góc, tỷ số (2a/tp) phải được lấy bằng 1,0

tp = chiều dày của bản chịu tải (mm).

W = Kích thước chân phần hàn phủ của đường hàn rãnh hoặc chu vi mặt đường hàn góc theo phương của bản thép chịu tải (mm).

Các giá trị hằng số của các loại chi tiết, A, và ngưỡng mỏi của biên độ không đổi (ÄF)TH, cho trong Bảng 5 và 7 là áp dụng cho bu lông cường độ cao chịu kéo. Các loại bu lông khác lấy theo mục 9.2 cho trong Bảng 3

Bng 5 – Hằng số loại chi tiết, A

Loại chi tiết

Hằng s A nhân 1011 (MPa3)

A

82,0

B

39,3

B’

20,0

C

14,4

C’

14,4

D

7,21

E

3,61

E”

1,28

Bulông M164 M (A325M) chịu kéo dọc trục

5,61

Bulông M253 M (A490M) chịu kéo dọc trục

10,3

 

Bảng 6 – Các chu kỳ đối với mỗi lượt xe tải chạy qua, n

Các cu kiện dọc

Chiều dài nhịp

> 12000 mm

≤ 12000 mm

Các dầm nhịp giản đơn

1,0

2,0

Các dầm liên tục

 

1) Gần gối tựa ở phía trong

1,5

2,0

2) nơi khác

1,0

2,0

Các dầm hẫng

5,0

Các giàn

1,0

Các cấu kiện ngang

Khoảng cách

> 6000 mm

≤ 6000 mm

1,0

2,0

Bảng 7- Giới hạn mỏi – biên độ không đổi

Loại chi tiết

Giới hạn (MPa)

A

165

B

110

B’

83

C

69

C’

83

D

48

E

31

E’

18

Bulông M164M (A325M) chịu kéo dọc trục

214

Bulông M253M (A490M) chịu o dọc trục

262

6.1.3  Mỏi do xoắn vặn gây ra

Phải cấu tạo chi tiết các đường truyền lực đảm bảo đủ để truyền tất cả các lực đã dự kiến và không được dự kiến bằng cách liên kết tất cả các bộ phận ngang vào các thành phần thích hợp cấu thành mặt cắt ngang của cấu kiện chịu lực dọc. Các đường truyền tải phải được bố trí bằng cách liên kết các thành phần khác nhau thông qua hàn nối hoặc bắt bulông.

Để kiểm soát ổn định và uốn đàn hồi của bản bụng, các quy định của Điều 6.10.5.3 phải được thỏa mãn.

6.1.3.1  Các bản liên kết ngang

Các bản liên kết phải được hàn hoặc bắt bulông vào cả các bản cánh chịu nén và chịu kéo của mặt cắt ngang mà ở đó:

• Các vách ngăn hoặc các khung ngang liên kết được gắn nối vào các bản liên kết ngang, hoặc các gờ tăng cứng ngang thực hiện chức năng như các bản liên kết

• Các vách ngăn ở trong hoặc ở ngoài hoặc các khung ngang được gắn nối vào các bản liên kết ngang, hoặc các gờ tăng cường ngang thực hiện chức năng như các bản liên kết, và

• Các dầm ngang được gắn nối vào các bản liên kết ngang, hoặc các gờ tăng cường ngang thực hiện chức năng như các bản nối.

Khi không có nhiều thông tin hơn, cần thiết kế liên kết bằng hàn hoặc bằng bulông để chịu được tải trọng nằm ngang 90 000N đối với các cầu thẳng, không chéo.

Khi các vách ngăn trong nhịp được đặt liền kề, được sử dụng:

• Trên dầm cán trong cầu thẳng với mặt cầu thép liên hợp được đặt trên gối thẳng hoặc nghiêng không quá 10° so với phương thẳng đứng và

• Với các vách ngăn được đặt liền kề theo đường thẳng song song với gối

Có thể liên kết vách ngăn vào bản bụng dầm thép cán bằng bu lông hoặc hàn trên phạm vi nhỏ hơn toàn bộ chiều cao của thép góc ở đầu vách ngăn hoặc của bản liên kết. Chiều cao của bản liên kết hoặc thép góc ở đầu mút vách ngăn tối thiểu phải bằng hai phần ba chiều cao bản bụng dầm. Đối với các thép góc liên kết bằng bu lông thì phải để chừa một khoảng trống giữa lỗ bu lông trên đỉnh cũng như lỗ bu lông ở đáy tới mặt hộp trên và đáy hộp (tương ứng) một khoảng tối thiểu bằng 75mm. Cự ly của bu lông phải theo quy định của Điều 13.2.6 Đối với các thép góc và bản liên kết của vách ngăn liên kết hàn phải để một khoảng trống 75mm giữa đầu trên cũng như đầu dưới của thép góc hoặc bản liên kết với bản mặt hộp và bản đáy hộp tương ứng; Cánh của thép góc hoặc mép bản liên kết được hàn vào bụng dầm. Không được hàn đầu trên và đầu dưới của thép góc hoặc bản liên kết vào bụng dầm.

6.1.3.2  Bản liên kết nằm ngang

Nếu gắn nối các bản liên kết nằm ngang vào các bản cánh là không thực hiện được, thì các bản liên kết nằm ngang trên các bản bụng có gờ tăng cường cần được đặt ở một khoảng cách thẳng đứng không nhỏ hơn một nửa chiều rộng của bản cánh kể từ trên hoặc phía dưới bản cánh. Các bản liên kết nằm ngang gắn nối vào các bản bụng không có sườn tăng cường cần được đặt ít nhất là 150 mm ở trên hoặc ở dưới bản cánh, nhưng không nhỏ hơn một nửa chiều rộng của bản cánh như quy định ở trên.

Các đầu của các bộ phận liên kết nằm ngang trên bản liên kết nằm ngang phải được giữ ở khoảng cách tối thiểu là 100 mm kể từ bản bụng và bất kỳ gờ tăng cường ngang nào.

Ở những nơi có gờ tăng cường, thì các bản liên kết nằm ngang phải được định tâm trên gờ tăng cường, dù bản này có ở cùng phía với gờ tăng cường trên bản bụng hay không. Ở chỗ nào bản liên kết nằm ngang ở cùng phía với gờ tăng cường, thì bản đó phải được gắn nối vào gờ tăng cường. Thanh tăng cường ngang ở vị trí nào phải được liên tục từ bản cánh chịu nén đến bản cánh chịu kéo và phải được gắn nối vào cả hai bản cánh.

6.1.3.3  Mặt cầu thép bản trực hướng

Chi tiết cấu tạo phải thỏa mãn tất cả các quy định của Điều 8.3.6 Phần 9 bộ tiêu chuẩn này

6.2  PHÁ HỦY NỨT GÃY

Trừ khi được quy định tại đây, tất cả các thành phần chính theo phương dọc của kết cấu phần trên và liên kết chịu tác dụng của các hiệu ứng do lực kéo ở tổ hợp tải trọng cường độ I, như quy định tại Điều 4.1.1 Phần 3 bộ tiêu chuẩn này, và các dầm ngang chịu các hiệu ứng đó, phải yêu cầu độ dai chống nứt gãy của rãnh chữ V Charpy. Các thành phần chính và liên kết khác chịu tác dụng của các hiệu ứng do lực kéo ở tổ hợp tải trọng cường độ I có thể yêu cầu độ dai chống nứt gãy của rãnh chữ V Charpy. Tất cả các thành phần và liên kết yêu cầu độ dai chống nứt gãy của rãnh chữ V Charpy phải được chỉ định rõ trong hồ sơ thiết kế.

Trừ khi có chỉ dẫn khác, yêu cầu về độ dai chống nứt gãy của rãnh chữ V Charpy không nhất thiết xem xét cho các hạng mục sau:

• Bản nối và bản táp trong mối nối bu lông chịu cắt 2 mặt;

• Sườn tăng cường ngang trung gian của bản bụng không làm việc như bản liên kết;

• Gối, bản trên và bản đáy gối;

• Khe co dãn

• Vật liệu hệ thoát nước.

Các yêu cầu năng lượng tác động thử máy va đập Charpy trên rãnh khía chữ V phải theo quy định của AASHTO M270M/M270 (ASTM A709/A709M) theo nhiệt độ quy định.

Trong hồ sơ thiết kế phải xác định, nếu có, bộ phận nào là cấu kiện khống chế phá hủy nứt gãy (FCM). Trừ khi tiến hành phân tích chính xác với mô hình có các cấu kiện được giả thiết bị nứt để khẳng định cường độ và độ ổn định của kết cấu bị giả thiết phá hủy, vị trí của tất cả FCM phải được ghi rõ trong hồ sơ thiết kế. Chỉ dẫn kỹ thuật của hồ sơ thiết kế phải quy định chế tạo chi tiết FCM theo quy định của chương 12 Tiêu chuẩn hàn kết cấu cầu AASHTO/AWS D1.5M/D1.5.

Mọi chi tiết phụ gắn vào, trừ các bản đệm gối, có chiều dài theo phương của ứng suất kéo lớn hơn 100 mm mà được hàn vào khu vực chịu kéo của một bộ phận khống chế nứt gẫy (FCM) phải được xem là một phần của bộ phận chịu kéo đó và nó phải được xem như là khống chế phá hủy nứt gãy.

Bảng 8 – Các yêu cầu của độ bền chống nứt gãy

HÀN HOẶC GIA CÔNG CƠ KHÍ

LOẠI

Đ DÀY (mm)

CẤU KIỆN KHỐNG CHẾ NỨT GÃY

CẤU KIỆN KHÔNG KHỐNG CHẾ NỨT GÃY

GIÁ TRỊ NĂNG LƯỢNG THỬ TỐI THIỂU

(J)

(J @ °C)

(J @ °C)

HÀN

250

t ≤ 100

27

34 @ 21

20 @ 21

345/345S/345W

t ≤ 50

27

34 @ 21

20 @ 21

50 < t 100

33

41 @ 21

27 @ 21

HPS 345W

t ≤ 100

33

41 @ -12

27 @ -12

HPS 485W

t ≤ 100

38

48 @ -23

34 @ -23

690/690W

t ≤ 65

38

48 @ -1

34 @ -1

65 < t ≤ 100

49

68 @ -1

48 @ -1

GIA CÔNG CƠ KHÍ

250

t ≤ 100

27

34 @ 21

20 @ 21

345/345S/345W

t ≤ 100

27

34 @ 21

20 @ 21

HPS 345W

t100

33

41 @ -12

27 @ -12

HPS 485W

t ≤ 100

38

48 @ -23

34 @ -23

690/690W

t ≤ 100

38

48 @ -1

34 @ -1

7  CÁC YÊU CẦU VỀ KÍCH THƯỚC CHUNG VÀ CHI TIẾT

7.1  CHIỀU DÀI CÓ HIỆU CỦA NHỊP

Các chiều dài nhịp phải được lấy bằng khoảng cách giữa các tim của các gối hoặc các điểm khác của trụ tựa.

7.2  ĐỘ VỒNG TĨNH TẢI

Các kết cấu thép nên làm vồng ngược trong khi chế tạo để bù lại độ võng tĩnh tải và trắc dọc tuyến.

Độ võng do trong lượng thép và bê tông phải được chỉ rõ riêng biệt. Độ võng do lớp phủ mặt cầu tương lai hoặc các tải trọng khác không xảy ra ở thời điểm chế tạo cũng phải được chỉ rõ riêng biệt.

Độ vồng phải được xác định có tính đến độ võng do tĩnh tải.

Khi các giai đoạn thi công được quy định, trình tự các tải trọng tác dụng phải được xét đến khi xác định độ vồng.

Có thể dùng cách thay đổi chiều dài của các bộ phận, khi thích hợp, trong các hệ giàn, vòm và dây văng để:

• Điều chỉnh độ võng tĩnh tải cho phù hợp với vị trí hình học cuối cùng,

• Giảm hoặc loại trừ việc làm ngắn sườn, và

• Điều chỉnh biểu đồ mô men tĩnh tải trong các kết cấu siêu tĩnh.

Với cầu dầm I chéo và cong có các gối xiên hoặc không, hồ sơ thiết kế phải chỉ rõ vị trí cẩu lắp dự kiến trên dầm trong điều kiện vị trí này có thể đạt được về lý thuyết. Phải áp dụng các quy định trong Điều 5.2.6.1 Phần 2 bộ tiêu chuẩn này, liên quan đến góc xoay tại gối.

7.3  CHIỀU DÀY NHỎ NHẤT CỦA THÉP

Thép kết cấu, bao gồm giằng liên kết, các khung ngang và tất cả các loại bản tiết điểm, trừ bản tiếp điểm của các kết cấu dàn, các bản bụng bằng thép hình cán, các sườn mặt cắt kín trong các mặt cầu trực hướng, các bản đệm và trong các lan can tay vịn, đều phải làm bằng thép có chiều dày không nhỏ hơn 8 mm. Bản tiết điểm của dàn thép phải có chiều dày không nhỏ hơn 9 mm.

Đối với các bản mặt cầu trực hướng, chiều dày bản bụng các sườn thép hình dầm cán hoặc thép hình U của bản mặt cầu trực hướng không được nhỏ hơn 6 mm. Chiều dày bản thép mặt của mặt cầu trực hướng không được nhỏ hơn 15mm hoặc 4% khoảng cách lớn hơn giữa các sườn. Chiều dày của các sườn kín không được nhỏ hơn 4,5mm.

Ở nơi nào kim loại tiếp xúc với môi trường chịu các tác động ăn mòn nghiêm trọng, thì phải được bảo vệ đặc biệt chống ăn mòn, hoặc tăng thêm chiều dày của kim loại một lượng dự phòng trừ hao do ăn mòn.

7.4  VÁCH NGĂN VÀ KHUNG NGANG

7.4.1  Tổng quát

Các vách ngăn hoặc các khung ngang có thể được đặt ở đầu của kết cấu nhịp, trên vị trí các gối giữa, và cách quãng dọc theo nhịp.

Phải kiểm tra sự cần thiết bố trí các vách ngăn hoặc các khung ngang cho tất cả các giai đoạn theo phương pháp thi công dự kiến và điều kiện khai thác. Việc kiểm tra tính này cần bao gồm, nhưng không bị giới hạn ở các nội dung sau đây:

• Truyền các tải trọng gió nằm ngang từ đáy dầm tới mặt cầu và từ mặt cầu xuống tới các gối,

• Sự ổn định của bản cánh dưới đối với tất cả các tải trọng khi chịu nén,

• Sự ổn định của các bản cánh trên trong vùng chịu nén trước khi bê tông mặt cầu rắn chắc,

• Xem xét bất kỳ hiệu ứng chịu uốn ngang của bản cánh, và

• Sự phân bố các hoạt tải và tĩnh tải thẳng đứng tác dụng lên kết cấu nhịp cầu.

Bản ván khuôn thép thi công mặt cầu để lại kết cấu không được xét đến là cấu kiện giữ ổn định cho cánh trên vùng chịu nén trước khi bê tông mặt cầu rắn chắc.

Nếu các vách ngăn hoặc các khung ngang cố định được mô tả là các phần tử trong mô hình kết cấu sử dụng để tính các tác dụng lực, thì chúng phải được thiết kế với tất cả các trạng thái giới hạn có thể áp dụng được đối với các tác dụng lực tính toán. Các vách ngăn và các khung ngang phải được thiết kế như là điều kiện tối thiểu, để truyền các tải trọng gió theo các quy định của Điều 6.2.7 Phần 4 bộ tiêu chuẩn này, và phải đáp ứng tất cả các quy định về độ mảnh có thể áp dụng được ở Điều 8.4 hoặc Điều 9.3. Các bộ phận vách ngăn hoặc khung ngang trong cầu cong phải được coi là các bộ phận chính.

Các bản liên kết với các vách ngăn và các khung ngang phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.1.3.1. Khi bản cánh của vách ngăn hoặc thanh biên của khung ngang không được gắn trực tiếp vào bản cánh dầm, thì phải bố trí cấu tạo và tính toán để truyền lực ngang tính được trong vách ngăn hoặc khung ngang tới bản cánh thông qua các bản liên kết.

Tại đầu cầu và các trụ trung gian là nơi mà sự liên tục của bản mặt cầu bị gián đoạn, các mép của bản phải được đỡ bởi các vách ngăn hoặc các kết cấu thích hợp khác như quy định trong Điều 4.4 Phần 9 bộ tiêu chuẩn này.

7.4.2  Các bộ phận có mặt cắt I

Vách ngăn hoặc khung ngang cho dầm cán hoặc dầm tổ hợp nên có chiều cao lớn nhất có thể, nhưng tối thiểu nên là 0,5 chiều cao dầm cán và 0,75 chiều cao dầm tổ hợp. Khung ngang trong cầu cong nên có các thanh chéo với thanh biên trên và biên dưới.

Các vách ngăn ở đầu phải được thiết kế chịu các lực và chống sự biến hình vênh truyền đến từ mặt cầu và mối nối mặt cầu. Các mô men ở đầu của các vách ngăn phải được xem xét trong thiết kế chi tiết liên kết giữa cấu kiện dọc và các vách ngăn. Vách ngăn có tỷ lệ chiều dài nhịp trên chiều cao lớn hơn 4,0 có thể được thiết kế như một dầm.

Khi các gối đỡ không chéo, các vách ngăn hoặc khung ngang ở giữa nhịp nên được bố trí vuông góc với tim dầm.

Khi các gối đỡ chéo không quá 20°, các vách ngăn hoặc khung ngang ở giữa nhịp có thể được bố trí theo đường chéo song song với đường tim gối đỡ chéo.

Khi các gối đỡ chéo quá 20°, các vách ngăn hoặc khung ngang phải được bố trí vuông góc với tim dầm và có thể được bố trí liên tục hoặc so le.

Vách ngăn hoặc khung ngang không cần bố trí dọc theo tim các gối chéo nếu các khung ngang hoặc vách ngăn đã được bố trí vuông góc tại gối để kháng lại lực ngang.

Nếu vách ngăn hoặc khung ngang cuối là chéo, hiệu ứng của các thành phần lực tiếp tuyến truyền qua thành phần chéo lên dầm phải được xét đến.

Vách ngăn hoặc khung ngang tại gối phải được cấu tạo với kích thước để truyền tất cả các thành phần ngang của tải trọng từ kết cấu phần trên tới gối được neo theo phương ngang.

Khoảng cách, Lb, giữa các vách ngăn hoặc khung ngang trung gian trong cầu dầm I cong không được vượt quá quy định về điều kiện cẩu lắp sau đây:

Lb ≤ Lr  R/10 (6)

Trong đó:

Lr = chiều dài không giằng giới hạn theo Phương trình 137 (mm)

R = bán kính cong nhỏ nhất của khoang dầm (mm)

Lb không được vượt quá 9000 mm trong bất cứ trường hợp nào.

7.4.3  Dầm có mặt cắt hộp

Phải bố trí các vách ngăn hoặc các khung ngang ở bên trong các tiết diện hình hộp tại vị trí gối để chống sự xoay ngang, sự chuyển vị và cong vênh của mặt cắt, và phải được thiết kế cấu tạo để truyền các mômen xoắn và các lực ngang từ hộp tới các gối.

Với mặt cắt ngang bao gồm 2 hoặc nhiều hộp, khung ngang hoặc vách ngăn phía ngoài phải được bố trí giữa hai dầm tại gối cuối. Khung ngang hoặc vách ngăn phía ngoài có thể được bố trí giữa hai dầm tại gối trung gian hoặc các vị trí trung gian trừ khi theo kết quả tính toán, dầm hộp ổn định không cần đến các cấu kiện đó ngay cả trong giai đoạn lắp ráp. Tại vị trí bố trí vách ngăn hay khung ngang ngoài lòng hộp phải bố trí cả vách ngăn hay khung ngang trong lòng hộp.

Nếu làm vách ngăn tấm để có sự liên tục hoặc để chịu được các lực xoắn phát sinh bởi các cấu kiện cầu, thì vách ngăn phải được liên kết vào các bản bụng và các bản cánh của mặt cắt hộp. Cần làm các cửa chui cho người đi qua các vách ngăn trung gian với kích thước tối thiểu rộng 450mm cao 610mm. Khi thiết kế vách ngăn cần tính đến tác động của các lỗ cửa đến ứng suất trong vách ngăn. Cần nghiên cứu để gia cố xung quanh lỗ cửa nếu cần thiết.

Phải bố trí các vách ngăn và khung ngang trung gian. Với tất cả các mặt cắt hộp đơn, các mặt cắt dầm cong bằng, các mặt cắt nhiều hộp trong mặt cắt ngang của cầu không thỏa mãn các yêu cầu của Điều 11.2.3 hoặc có cánh hộp không thỏa mãn quy định của Điều 11.1.1, các vách ngăn và khung ngang bên trong phải được bố trí với khoảng cách không vượt 12000 mm.

Bản bụng vách ngăn trong lòng hộp và vách ngăn ngoài lòng hộp phải thỏa mãn điều kiện của Phương trình 88. Sức kháng danh định chịu cắt của các bản bụng của vách ngăn trong lòng hộp và ngoài lòng hộp phải xác định theo Phương trình 156.

7.4.4  Giàn và vòm

Phải bố trí các vách ngăn ở vị trí các liên kết vào các dầm ngang mặt cầu và ở các liên kết khác hoặc các điểm đặt các tải trọng tập trung. Cũng có thể làm các vách ngăn bên trong để giữ liên kết của bộ phận.

Các bản tiết điểm gắn chốt gối ở đầu của giàn phải được liên kết bằng vách ngăn. Các bản bụng của bệ gối cần được liên kết bằng vách ngăn ở nơi nào có thể thực hiện được.

Nếu đầu của bản bản bụng hoặc bản phủ dài bằng 1200 mm hoặc hơn tính từ điểm giao cắt của các bộ phận, thì phải làm vách ngang giữa các bản tiết điểm gắn lồng vào các bộ phận chính.

7.5. HỆ GIẰNG LIÊN KẾT NGANG

7.5.1. Tổng quát

Phải xem xét bố trí hệ giằng ngang kết cấu thích hợp chịu lực cho tất cả các giai đoạn thi công dự kiến và cho trạng thái kết cấu cuối cùng khi khai thác công trình.

Khi cần bố trí hệ giằng ngang thì nên đặt giằng ngang ở trong hoặc gần mặt phẳng của bản cánh hoặc thanh mạ giàn cần giằng. Việc nghiên cứu sự cần thiết bố trí hệ giằng ngang phải bao gồm, nhưng không bị hạn chế các tiêu chí công năng sau:

• Truyền các tải trọng gió ngang đến các gối như quy định trong Điều 6.2.7 Phần 4 bộ tiêu chuẩn này, và

• Truyền các tải trọng ngang như quy định trong Điều 6.2.8 Phần 4 bộ tiêu chuẩn này, và

• Kiểm soát các biến dạng và hình dạng mặt cắt trong quá trình chế tạo, lắp ráp và lắp đặt bản mặt cầu.

Hệ giằng liên kết ngang tạm không cần cho các trạng thái khai thác, không được coi là các bộ phận chính, và có thể được tháo đi.

Nếu hệ giằng ngang được mô tả trong mô hình kết cấu để xác định nội lực do hoạt tải, thì hệ này phải được thiết kế với tất cả các trạng thái giới hạn có thể áp dụng được và phải xem như là bộ phận kết cấu chính. Phải áp dụng các quy định của các Điều 8.4 và 9.3.

Các bản nút liên kết của hệ giằng ngang phải thỏa mãn các yêu cầu quy định trong Điều 6.1.3.2

Khi hệ giằng ngang được thiết kế chịu tải động đất, phải áp dụng các quy định của Điều 6.2.8 Phần 4 bộ tiêu chuẩn này.

7.5.2  Bộ phận có mặt cắt chữ I

Các bản cánh gắn vào các bản mặt cầu có đủ độ cứng đủ để giằng bản cánh liên tục thì không cần hệ giằng ngang.

Sự cần thiết bố trí giằng liên kết ngang ở vùng sát gối của cầu dầm I đảm bảo độ cứng trong khi thi công phải được nghiên cứu.

• Nếu các chốt được khoan lỗ xuyên qua thì đầu chốt được ngăn giữ bằng các cụm thanh chốt

Các đai ốc của chốt hoặc thanh chốt phải là các sản phẩm đúc rèn hoặc thép và phải bảo đảm ở đúng vị trí bằng các chốt hãm xuyên qua các ren, hoặc bằng mài các ren. Các đai ốc khóa sẵn có ở thị trường có thể được sử dụng thay cho sự mài các ren hoặc dùng các chốt hãm.

7.7  CÁC DẦM CÁN VÀ DẦM HÀN TỔ HỢP ĐƯỢC UỐN BẰNG NHIỆT

7.7.1  Tổng quát

Điều này quy định cho việc thiết kế các dầm cán và dầm hàn tổ hợp được uốn bằng nhiệt để tạo ra dầm cong theo mặt bằng. Dầm thép cong được chế tạo uốn bằng nhiệt phải dùng loại thép được sản xuất phù hợp với tiêu chuẩn AASHTO M 270M/M 270 (ASTM A709/A709M), cấp 250, 345, 345S, 345W, HPS 345W, HPS 485W or HPS 690W hoặc tương đương.

7.7.2  Bán kính cong nhỏ nhất

Với dầm cán và dầm tổ hợp uốn cong bằng nhiệt, bán kính cong bằng được xác định theo tim của bản bụng không được nhỏ hơn 45 750 mm và không được nhỏ hơn giá trị lớn trong hai giá trị được tính từ hai Phương trình sau:

 (11)

 (12)

Trong đó:

Ψ = tỷ số của diện tích tổng mặt cắt ngang và diện tích hai bản cánh

b = bề rộng bản cánh lớn nhất (mm)

D = tĩnh cự giữa hai bản cánh (mm)

Fyw = giới hạn chảy nhỏ nhất của bản bụng (MPa)

R = bán kính cong (mm)

Bán kính cũng không được nhỏ hơn 305000 mm khi chiều dày bản cánh lớn hơn 75mm và bề rộng bản cánh lớn hơn 760 mm.

7.7.3  Độ vồng

Khi có quy định phải điều chỉnh tăng độ vồng để bù lại độ vồng có thể bị tiêu hao của dầm uốn nóng khi khai thác do tiêu hao các ứng suất dư, lượng độ vồng tính bằng mi li mét ở mặt cắt bất kỳ dọc theo chiều dài L của dầm phải được tính như sau:

 (13)

Trong đó:

 (14)

ở đây:

ΔDL = Độ vồng ở mặt cắt bất kỳ dọc theo chiều dài L tính theo phương pháp thông thường để bù độ võng do tĩnh tải hoặc các tải trọng khác được quy định (mm)

ΔM = Giá trị độ vồng lớn nhất trong chiều dài L (mm)

Fyf = Giới hạn chảy nhỏ nhất qui định (Mpa) của thép bản cánh

Y0 = Khoảng cách từ trục trung hòa tới thớ ngoài cùng của mặt cắt ngang (mm)

R = Bán kính cong (mm)

L = Chiều dài nhịp của dầm giản đơn hoặc đối với dầm liên tục lấy bằng khoảng cách từ điểm gối của nhịp biên đến điểm mô men do tĩnh tải bằng không hoặc cự ly giữa các điểm mô men do tĩnh tải bằng không (mm).

Mất mát độ vồng giữa các điểm uốn ngược chịu tải trọng thường xuyên gần với trụ cầu là nhỏ và có thể được bỏ qua.

8  CẤU KIỆN CHỊU KÉO

8.1  TỔNG QUÁT

Các cấu kiện và các mối nối đối đầu chịu lực kéo dọc trục phải được kiểm tra theo hai điều kiện:

• Chảy của mặt cắt nguyên theo Phương trình 15, và

• Đứt của mặt cắt thực (trừ hao diện tích lỗ) theo Phương trình 16.

Khi xác định mặt cắt nguyên phải chiết giảm diện tích các lỗ lớn hơn loại lỗ thông thường dùng cho các liên kết như lỗ bu lông.

Khi xác định mặt cắt thực (mặt cắt chiết giảm) cần phải xét đến các trường hợp:

• Diện tích nguyên, từ diện tích này sẽ khấu trừ đi hoặc áp dụng các hệ số chiết giảm thích hợp,

• Khấu trừ tất cả các lỗ trong mặt cắt ngang thiết kế,

• Hiệu chỉnh các khấu trừ lỗ bu lông theo quy tắc bố trí chữ chi được quy định trong Điều 8.3,

• Áp dụng hệ số chiết giảm U, quy định trong Điều 8.2.2, đối với các cấu kiện và Điều 13.5.2 đối với các bản táp nối và các cấu kiện táp nối khác để xét đến hiện tượng cắt trễ, và

• Áp dụng hệ số diện tích có hiệu lớn nhất 85% đối với các bản táp nối và các cấu kiện táp nối khác quy định trong Điều 13.5.2

Các cấu kiện chịu kéo phải thỏa mãn các yêu cầu về độ mảnh như quy định trong Điều 8.4 và các yêu cầu về mỏi của Điều 6.1. Phải kiểm toán sức kháng cắt khuôn ở các đầu nối như quy định trong Điều 13.4.

8.2  SỨC KHÁNG KÉO

8.2.1  Tổng quát

Sức kháng kéo tính toán, Pr, phải lấy giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị xác định theo các Phương trình 15 và 16

Pr = ɸy Pny = ɸyFyAg (15)

Pr = ɸuPnu = ɸuFuAnU (16)

trong đó:

Pny = sức kháng kéo danh định đạt tới chảy ở của mặt cắt nguyên (N)

Fy = cường độ chảy tối thiểu quy định (MPa)

Ag = diện tích mặt cắt nguyên của bộ phận (mm2)

Pnu = sức kháng kéo danh định chịu nứt gãy của mặt cắt thực (N)

Fu = cường độ chịu kéo (MPa)

An = diện tích thực của cấu kiện theo quy định trong Điều 8.3 (mm2)

U = hệ số chiết giảm để xét đến cắt trễ, bằng 1,0 đối với các bộ phận trong đó các tác dụng lực được truyền tới tất cả các cấu kiện, và theo quy định trong Điều 8.2.2 đối với các trường hợp khác

ɸy = hệ số sức kháng chảy của các cấu kiện chịu kéo theo quy định trong Điều 5.4.2

ɸu = hệ số sức kháng nứt gãy của các cấu kiện chịu kéo theo quy định trong Điều 5.4.2

8.2.2  Hệ số chiết giảm, U

Phải dùng hệ số chiết giảm cắt trễ, U, khi kiểm toán nứt gẫy ở trạng thái giới hạn cường độ theo quy định tại Điều 8.1

Trong trường hợp thiếu các thử nghiệm hoặc phân tích chính xác hơn, các hệ số chiết giảm quy định ở đây được sử dụng để xét đến sự cắt trễ trong các liên kết.

Hệ số chiết giảm cắt trễ, U, có thể tính theo quy định trong Bảng 9

Bảng 9 – Hệ số cắt trễ cho các mối nối cấu kiện chịu kéo

Trường hợp

Mô tả bộ phận

Hệ số cắt trễ, U

Ví dụ

1

Tất cả các cấu kiện mà lực kéo truyền trực tiếp tới mỗi chi tiết của mặt cắt ngang bằng mối nối cơ hay bằng hàn (trừ các trường hợp 3, 4, 5, và 6

U = 1,0

 

2

Tất cả cấu kiến chịu kéo, trừ bản và mặt cắt thép hình rỗng (HSS), khi mà lực kéo được truyền tới chỉ một số mà không phải tất cả chi tiết thành phần của mặt cắt ngang bằng mối nối cơ khí hoặc các đường hàn dọc. (ngoài ra cho I cánh rộng(W), các loại thép hình khác M, Thép I tiêu chuẩn, và thép hình H bụng dày (HP), trường hợp 7 có thể áp dụng.)

3

Tất cả các cấu kiện chịu kéo, lực kéo được truyền bằng đường hàn ngang tới một số chi tiết thành phần của mặt cắt ngang

U = 1,0

và

A= diện tích của các bộ phận được nối trực tiếp

 

4

Các bản mà lực kéo được truyền bằng đường hàn dọc

L ≥ 2w…U = 1,0

2w > L ≥ 1,5w…U = 0,87

1,5w > L ≥ w…U = 0,76

5

Các cấu kiện thép mặt cắt rỗng hình tròn có bản nút kẹp đúng tâm

L ≥ 1,3D…U = 1,0

D ≤ L ≤ 1,3D..U =1-

6

Cấu kiện mặt cắt rỗng hình chữ nhật

có bản nút đơn kẹp trúng tâm

L ≥ H…U =1-

có 2 bản nút ở các mặt bên

L ≥ H…U =1-

7

các thép hình dạng W, M, S, hoặc HP hoặc hình T cắt từ các thép hình dạng đó (tính U theo cả trường hợp 2, dùng giá trị lớn hơn)

Bản cánh nối có 3 bản ốp trở lên theo hướng của đường lực tác dụng

 

Bản bụng nối với 4 bản ốp trở lên theo chiều đường truyền lực

U = 0,7

8

Thép góc đơn (tính cả U theo trường hợp 2, lấy giá trị lớn hơn.)

có 4 hoặc nhiều hơn bản nối trên bản nhánh theo chiều lực tác dụng

U = 0,80

 

có 2 hay 3 bản nối trên một nhánh theo hướng đường truyền lực

U = 0,60

 

(*)

L = chiều dài mối nối (mm)

W = chiều dày bản thép (mm)

 = độ lệch tâm mối nối

B = chiều cao của cấu kiện có mặt cắt rỗng hình hộp đo theo chiều vuông góc với mặt phẳng mối nối (mm)

d = chiều dày danh định của mặt cắt (mm)

bf = chiều rộng bản cánh (mm)

– Ký hiệu các loại mặt cắt thép hình:

W = thép hình H (I cánh rộng)

S = thép hình I tiêu chuẩn

HP = thép hình H có chiều dày bản bụng bằng bản cánh

Các loại thép hình mặt cắt không phân loại, tương tự như trên.

8.2.3  Kéo và uốn kết hợp

Cấu kiện chịu kéo và uốn kết hợp phải thỏa mãn điều kiện theo các Phương trình 17 và 18:

Nếu , thì  (17)

Nếu , thì  (18)

trong đó:

Pr = sức kháng kéo tính toán theo quy định trong Điều 8.2.1 (N)

Mrx = sức kháng uốn tính toán quanh trục x được lấy bằng ɸf nhân với sức kháng uốn danh định quanh trục x được xác định theo Điều 10, 11 hoặc 12, khi thích hợp (N-mm)

Mry = sức kháng uốn tính toán quanh trục y được lấy bằng ɸf nhân với sức kháng uốn danh định quanh trục y được xác định theo Điều 12, khi thích hợp (N-mm)

Mux, Muy = các mômen theo các trục x và y, tương ứng, do các tải trọng tính toán gây ra (N-mm)

Pu = hiệu ứng lực dọc trục do các tải trọng tính toán gây ra (N)

ɸf = hệ số sức kháng uốn theo Điều 5.4.2

Sự ổn định của bản cánh chịu ứng suất nén thực do kéo và uốn phải được tính kiểm tra về oằn cục bộ.

8.3  DIỆN TÍCH THỰC

Diện tích mặt cắt thực (diện tích có hiệu), An, của một chi tiết là tích số của bề dày của chi tiết với bề rộng có hiệu nhỏ nhất của nó được tính như sau:

Khi tính diện tích thực chịu kéo và chịu cắt, chiều rộng của lỗ bu lông lấy bằng chiều rộng danh định của lỗ cộng thêm 2mm. Đường kính tiêu chuẩn của lỗ bu lông được coi là chiều rộng danh định của lỗ. Bề rộng của các lỗ dạng ô van được phép dùng như quy định tại Điều 13.2.4.1 được lấy bằng kích thước danh định hay kích thước chiều rộng của lỗ áp dụng theo quy định tại Điều 13.2.4.2. Phải xác định chiều rộng có hiệu đối với từng chuỗi các lỗ dàn theo chiều ngang cấu kiện và dọc theo bất cứ tuyến ngang, xiên hay đường chữ chi nào.

Chiều rộng có hiệu đối với mỗi chuỗi lỗ phải được xác định bằng chiều rộng của cấu kiện trừ đi tổng các chiều rộng của tất cả các lỗ ở trong chuỗi và cộng thêm lượng s2/4g cho mỗi khoảng cách ngang giữa các lỗ tiếp liền nhau ở trong chuỗi, trong đó:

s = Cự ly dọc tim lỗ đo theo đường song song với trục dọc truyền lực của hai lỗ bất kỳ liền nhau (bố trí theo hình ô vuông hay hoa mai) (mm)

g = cự ly ngang của tim hai lỗ bất kỳ liền nhau đo theo đường vuông góc với trục truyền lực dọc (mm)

Đối với các thép góc, cự ly tim các lỗ trong các cánh kề đối nhau bằng tổng các cự ly từ lưng của các thép góc đến tim lỗ trừ đi chiều dày cánh thép góc.

8.4  TỶ SỐ ĐỘ MẢNH GIỚI HẠN

Các bộ phận chịu kéo, trừ các thanh thép tròn, thanh đầu có lỗ chốt, dây cáp và các bản, phải thỏa mãn các yêu cầu độ mảnh quy định ở đây:

• Đối với các cấu kiện chính chịu ứng suất đổi dấu……………………………………………… λ/r ≤ 140

• Đối với các cấu kiện chính không chịu các ứng suất đổi dấu……………………………….. λ / r ≤ 200

• Đối với các cấu kiện hệ giằng……………………………………………………………………….. λ / r ≤ 240

trong đó:

λ = chiều dài không giằng (mm)

r = bán kính hồi chuyển (bán kính quán tính) nhỏ nhất (mm)

8.5  CÁC CẤU KIỆN TỔ HỢP

8.5.1  Tổng quát

Các bộ phận chính của các cấu kiện chịu kéo được tổ hợp từ thép hình cán hoặc hàn phải được liên kết bằng các bản liên tục có hoặc không khoét lỗ, hoặc bằng các bản giằng ở đầu kết hợp thanh giằng hoặc không. Các liên kết hàn giữa thép hình và các bản thép phải liên tục. Các liên kết bulông giữa thép hình và các bản thép giằng phải tuân theo các quy định của Điều 13.2

8.5.2  Các bản khoét lỗ

Tỷ lệ của chiều dài theo phương của lực kéo với chiều rộng của các lỗ không được vượt quá 2,0.

Khoảng cách tịnh giữa các lỗ theo phương chịu ứng suất không được nhỏ hơn khoảng cách ngang giữa các đường tim bulông hoặc đường hàn gần nhất. Khoảng cách tịnh giữa đầu của bản và lỗ thứ nhất không được nhỏ hơn 1,25 lần khoảng cách ngang giữa các bulông hoặc đường hàn.

Chu vi của các lỗ phải có bán kính tối thiểu là 38 mm.

Phần chiều rộng bản tự do ở mép của các lỗ có thể được tính vào diện tích thực của cấu kiện.

Khi các lỗ được bố trí so le so với các lỗ của bản khoét lỗ ở mặt đối diện của cấu kiện, diện tích thực của cấu kiện phải được xem như bằng diện tích của mặt cắt có các lỗ trong cùng mặt phẳng ngang.

8.6  CÁC THANH ĐẦU CÓ LỖ CHỐT

8.6.1  Sức kháng tính toán

Sức kháng tính toán của thân của thanh với đầu có lỗ chốt phải lấy như quy định trong Phương trình 15.

8.6.2  Cấu tạo của thanh

Các thanh đầu có lỗ chốt phải có chiều dày đồng đều, không nhỏ hơn 14 mm hoặc lớn hơn 50 mm.

Bán kính chuyển tiếp giữa đầu và thân của thanh đầu có lỗ chốt không được nhỏ hơn chiều rộng của đầu tại đường tim của lỗ chốt.

Chiều rộng thực của đầu thanh tại đường tim của lỗ chốt không được nhỏ hơn 135% chiều rộng cần thiết của thân.

Kích thước thực của đầu ở bên ngoài lỗ chốt lấy theo phương dọc không được nhỏ hơn 75% của chiều rộng của thân.

Chiều rộng của thân không được vượt quá tám lần chiều dày của nó.

Tim của lỗ chốt phải được đặt trên trục dọc của thân của thanh. Đường kính lỗ chốt không được lớn hơn đường kính chốt 0,8 mm.

Đối với các loại thép có cường độ chảy dẻo nhỏ nhất quy định lớn hơn 480 MPa, đường kính lỗ không được lớn hơn năm lần chiều dày của thanh.

8.6.3  Lắp đặt thanh

Các thanh với đầu có lỗ chốt của một cặp phải đối xứng qua mặt phẳng trung tâm của kết cấu và càng song song càng tốt. Chúng phải được cố định để chống lại sự dịch chuyển ngang trên các chốt và chống lại sự vặn vênh ngang do sự xiên lệch của cầu.

Các thanh phải được bố trí sao cho để các thanh liền kề ở trong cùng khoang được tách rời với khoảng hở ít nhất là 14 mm. Phải có các vòng đệm để chèn mọi khe hở giữa các thanh kề nhau trên một chốt. Các thanh chéo giao nhau không có đủ khoảng không để tránh nhau thì phải được kẹp chặt vào nhau ở chỗ giao nhau.

8.7  CÁC BẢN ỐP LIÊN KẾT CHỐT

8.7.1  Tổng quát

Ở nơi nào có thể được thì nên tránh dùng các bản ốp liên kết chốt. Sau đây gọi tắt là bản chốt. Bản ốp nối chốt phải theo quy định Điều 8.2.1

8.7.2  Bản chốt

Sức kháng ép mặt tính toán trên các bản chốt, Pr, phải được tính như sau:

PrbPn = ɸbAbFy (19)

Ở đây:

Pn = sức kháng ép mặt danh định (N)

Ab = hình chiếu diện tích ép mặt trên bản (mm2)

Fy = cường độ chảy nhỏ nhất quy định của thép bản (MPa)

ɸb = hệ số sức kháng đối với ép mặt quy định trong Điều 5.4.2.

Bản chính có thể được tăng cường trong vùng lỗ bằng cách gắn thêm các bản chốt để gia tăng chiều dày của tấm bản chính.

Nếu sử dụng bản chốt, phải bố trí sao cho giảm thiểu độ lệch tâm của tải trọng và được gắn vào bản chính bằng các đường hàn hoặc các bulông đủ để truyền các lực ép mặt từ các bản chốt vào bản chính.

8.7.3  Kích thước cấu tạo

Tổng cộng diện tích thực của bản chính và các bản chốt trên mặt cắt ngang qua đường tim của lỗ chốt không được nhỏ hơn 1,4 lần diện tích thực yêu cầu của bản chính ở ngoài lỗ.

Diện tích thực tổ hợp của bản chính và các bản chốt ở xa lỗ chốt, lấy theo phương dọc, không được nhỏ hơn diện tích thực yêu cầu của bản chính ở ngoài lỗ chốt.

Tim của lỗ chốt phải được đặt trên trục dọc của bản chính. Đường kính lỗ chốt không được lớn hơn đường kính chốt 0,8 mm.

Đối với các thép có cường độ chảy tối thiểu quy định lớn hơn 480 MPa, đường kính lỗ không được vượt quá năm lần chiều dày tổng cộng của bản chính và các bản chốt.

Chiều dày tổng cộng của bản chính và các bản chốt không được nhỏ hơn 12% của chiều rộng có hiệu từ mép lỗ đến mép của bản hoặc các bản. Chiều dày của bản chính không được nhỏ hơn 12% của chiều rộng yêu cầu tại vị trí ở xa lỗ.

8.7.4  Lắp đặt

Các bản ốp liên kết chốt phải được cố định để không dịch chuyển ngang trên chốt và không bị vặn chéo do sự xiên lệch của cầu.

9  CẤU KIỆN CHỊU NÉN

9.1  TỔNG QUÁT

Các quy định của Điều này được áp dụng cho các cấu kiện thép liên hợp và không liên hợp có dạng lăng trụ chịu nén dọc trục hoặc nén dọc trục kết hợp uốn.

Các vòm còn phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 14.4.

Các thanh mạ chịu nén của các giàn hở chạy dưới còn phải thỏa mãn các yêu cầu của Điều 14.2.9.

9.2  SỨC KHÁNG NÉN

9.2.1  Nén dọc trục

Sức kháng tính toán của các cấu kiện chịu nén, Pr, phải được tính như sau:

Pr = ɸcPn (20)

trong đó:

Pn = sức kháng nén danh định theo quy định ở các Điều 9.4 và 9.5, khi thích hợp (N)

ɸc = hệ số sức kháng nén theo quy định trong Điều 5.4.2

9.2.2  Nén dọc trục và uốn kết hợp

Trừ khi được cho phép khác như quy định trong các Điều 9.4.4 và 9.6.3, tải trọng nén dọc trục, Pu, và các mômen xảy ra đồng thời, Mux và Muy, tính với các tải trọng tính toán (tải trọng với hệ số) bằng các phương pháp giải tích đàn hồi phải thỏa mãn mối quan hệ sau đây:

Nếu  , thì  (21)

Nếu  , thì  (22)

Trong đó:

Pr = sức kháng nén tính toán theo quy định trong Điều 9.2.1 (N)

Mrx = sức kháng uốn tính toán theo trục x được lấy bằng ɸf nhân sức kháng uốn danh định theo trục x xác định theo quy định trong các Điều 10, 11 hoặc 12, khi thích hợp (N-mm)

Mry = sức kháng uốn tính toán theo trục y được lấy bằng ɸf nhân sức kháng uốn danh định theo trục x xác định theo quy định trong các Điều 12, khi thích hợp (N-mm)

ɸf = Hệ số sức kháng uốn quy định trong Điều 5.4.2

Các mômen Mux và Muy theo các trục đối xứng, có thể được xác định bằng:

• Giải tích đàn hồi bậc hai, có tính đến độ khuyếch đại mômen gây ra bởi tải trọng trục tính toán, hoặc

• Tính gần đúng bằng phương pháp điều chỉnh bước đơn như quy định trong Điều 5.3.2.2.2 Phần 4 bộ tiêu chuẩn này.

9.3  TỶ SỐ ĐỘ MẢNH GIỚI HẠN

Các cấu kiện chịu nén phải thỏa mãn các yêu cầu giới hạn độ mảnh sau đây.

• Đối với các bộ phận chính:

• Đối với các bộ phận giằng liên kết:

trong đó:

K = hệ số chiều dài có hiệu quy định trong Điều 6.2.5 Phần 4 bộ tiêu chuẩn này

l = chiều dài không được giằng (mm)

r = bán kính hồi chuyển (bán kính quán tính) nhỏ nhất (mm)

Đối với riêng điều này, bán kính hồi chuyển có thể tính trên một mặt cắt qui ước, bỏ qua một phần của diện tích mặt cắt của thanh, miễn là:

• Khả năng chịu lực của cấu kiện tính theo diện tích thực tế và bán kính hồi chuyển lớn hơn tải trọng tính toán, và

• Khả năng chịu lực của cấu kiện theo qui ước với diện tích chiết giảm và bán kính hồi chuyển tương ứng cũng lớn hơn các tải trọng tính toán.

9.4  CÁC CẤU KIỆN KHÔNG LIÊN HỢP

9.4.1  Sức kháng nén danh định

9.4.1.1  Tổng quát

Sức kháng nén danh định Pn phải là giá trị nhỏ nhất của các giá trị xác định theo dạng thức mất ổn định có thể xảy ra là mất ổn định uốn, mất ổn định xoắn và mất ổn định uốn xoắn như sau:

• Dạng thức mất ổn định của các chi tiết đối xứng đôi:

○ Mất ổn định uốn có thể xảy ra. Mất ổn định uốn xoắn có thể xẩy ra đối với các cấu kiện có mặt cắt hở mà chiều dài không giằng chống xoắn có hiệu lớn hơn chiều dài giằng ngang có hiệu.

• Dạng thức mất ổn định của các chi tiết đối xứng đơn:

○ Phải xét mất ổn định uốn

○ Phải xét mất ổn định uốn xoắn cho các chi tiết có mặt cắt hở.

• Dạng thức mất ổn định của các chi tiết không đối xứng:

○ Chỉ xét mất ổn định uốn xoắn cho các chi tiết có mặt cắt hở trừ các chi tiết thép góc đơn được thiết kế theo quy định của Điều 9.4.4 và chỉ xét mất ổn định do uốn.

○ Chỉ xét mất ổn định do uốn của các chi tiết có mặt cắt kín.

Mất ổn định do xoắn và mất ổn định do uốn xoắn không phải xem xét cho các sườn tăng cường tại điểm gối đỡ.

Pn phải được xác định như sau:

Nếu  thì  (23)

Nếu  thì Pn = 0,877Pe (24)

Trong đó:

As = diện tích mặt cắt ngang nguyên (mm2)

Fy = cường độ chảy nhỏ nhất quy định (MPa)

Pe = sức kháng tới hạn đàn hồi xác định theo quy định ở Điều 9.4.1.2 cho trường hợp mất ổn định uốn, theo Điều 9.4.1.2 cho dạng thức mất ổn định xoắn và mất ổn định uốn-xoắn (N)

P0 = QFyAg (N) – Sức kháng danh định tương đương giới hạn chảy

Q = hệ số chiết giảm do độ mảnh, xác định theo quy định ở Điều 9.4.2. Q lấy bằng 1 khi kiểm toán sườn tăng cứng gối.

Việc lựa chọn các dạng thức mất ổn định phù hợp để xác định giá trị Pn và các Phương trình tính Pe và chọn giá trị Q có thể dùng theo Bảng 10.

Bảng 10 – Xác định sức kháng nén danh định, Pn

Mặt cắt ngang

Mặt cắt không có chi tiết mảnh

(Q = 1,0)

Mặt cắt có chi tiết mảnh (Q < 1,0)

Dạng có khả năng mất ổn định

Phương trình áp dụng tìm Pe

Dạng có khả năng mất ổn định

Phương trình áp dụng tìm Pe

FB*

(25)

FB

(25)

Và nếu

Kzz> Kyy: TB

(26)

Và nếu

Kzz> Kyy: TB

(26)

 

và: FLB

(41) hoặc

(42) hoặc

(47) hoặc

(48)

Và/hoặc: WLB

(51)

FB

(25)

FB

(25)

và: FTB*

(27)

và: FTB

(27)

 

và: FLB

(41) hoặc

(42) hoặc

(47) hoặc

(48)

Và/hoặc: WLB

(51)

FB

(27)

Với loại mặt cắt tổ hợp xem thêm Điều 9.4.3

FB

(27)

Với loại mặt cắt tổ hợp xem thêm Điều 9.4.3

 

và: FLB

(50) hoặc (51)

Và/hoặc: WLB

(51)

FB

(25)

FB

(25)

 

 

và: LB

(52)

FB

(25)

FB

(25)

và: FTB

(27)

và: FTB

(27)

 

 

Mặt cắt chữ T và: FLB

(41) hoặc

(42) hoặc

(47) hoặc

(48)

Và/hoặc: SLB

(43) hoặc (44)

Cặp thép góc lưng tiếp xúc liền tục và: LLB

(41) hoặc (42)

FB

(25)

Xem thêm Điều 9.4.4

FB

(25)

Xem thêm Điều 9.4.4

 

và: LLB

(45) hoặc (46)

FB

(25)

Xem thêm Điều 9.4.3

FB

(25)

Xem thêm Điều 9.4.3

và: FTB

(27)

và: FTB

(27)

 

và: LLB

(45) hoặc (46)

FB

(25)

NA*

Mặt cắt hở không đối xứng

FTB

(28)

FTB

(28)

 

 

và: LB

Xem Điều 9.4.2.2

Mặt cắt kín không đối xứng

FB

(25)

FB

(25)

 

Và: LB

Xem Điều 9.4.2.2

 

Sườn tăng cường tại vị trí gối

FB

(25)

Xem thêm Điều 10.11.2.4

NA

NA

(*)

FB = Oằn do uốn

TB = Oằn do xoắn

FTB = Oằn do xoắn-uốn kết hợp

FLB = oằn cục bộ bản cỏnh

WLB = oằn cục bộ bản bụng

SLB = oằn cục bộ cỏnh (thép góc)

LLB = oằn cục bộ cánh đứng

LB = oằn cục bộ

NA = Không áp dụng

9.4.1.2  Sức kháng ổn định đàn hồi chịu uốn

Sức kháng tới hạn ổn định đàn hồi, Pe, theo dạng thức mất ổn định uốn phải tính như sau:

 (25)

Trong đó:

As = diện tích mặt cắt ngang nguyên (mm2)

K = hệ số chiều dài có hiệu quy định trong Điều 6.2.5 Phần 4 bộ tiêu chuẩn này.

λ = chiều dài không giằng trong mặt phẳng mất ổn định (mm)

rs = bán kính hồi chuyển theo mặt phẳng mất ổn định (mm)

9.4.1.3  Sức kháng ổn định đàn hồi chịu xoắn và chịu xoắn uốn

Đối với các cấu kiện có mặt cắt hở đối xứng đôi, sức kháng tới hạn ổn định đàn hồi chịu xoắn được xác định như sau:

 (26)

Trong đó:

As = diện tích mặt cắt ngang nguyên (mm2)

CW = hằng số xoắn vênh (mm6)

G = Mô đun đàn hồi chống cắt của thép (bằng 0.385E) (MPa)

lx, ly = Mô men quán tính của mặt cắt xung quanh trục khỏe và trục yếu (mmm4)

J = hằng số xoắn St.Venant (mm4)

Kzz = Chiều dài có hiệu mất ổn định xoắn (mm)

Đối với cấu kiện có mặt cắt hở đối xứng đơn, trong đó trục y là trục đối xứng của mặt cắt ngang, sức kháng tới hạn ổn định đàn hồi chịu xoắn uốn được xác định như sau:

 (27)

Trong đó:

 (28)

 (29)

 (30)

 (31)

ở đây:

Kyly = Chiều dài để xét ổn định uốn xung quanh trục y (mm)

 = Bán kính quán tính cực quanh tâm cắt (mm)

ry = Bán kính quán tính xung quanh trục y (rnm)

y0 = khoảng cách dọc theo trục y giữa tâm cắt và trọng tâm mặt cắt (mm)

Đối với cấu kiện có mặt cắt hở không đối xứng, sức kháng ổn định đàn hồi tới hạn chịu xoắn uốn lấy giá trị nghiệm nhỏ nhất của phương trình bậc ba sau:

 (32)

Trong đó:

 (33)

 (34)

ở đây:

Kxlx = chiều dài có hiệu xét mất ổn định uốn quanh trục x (mm)

rx = bán kính quán tính xung quanh trục x (mm)

x0 = khoảng cách dọc theo trục x giữa tâm cắt và trọng tâm của mặt cắt (mm)

9.4.2  Các chi tiết không mảnh và mảnh của cấu kiện

9.4.2.1  Các chi tiết cấu kiện không mảnh

Các chi tiết cấu kiện không mảnh phải thỏa mãn yêu cầu giới hạn độ mảnh quy định tại Điều khoản này. Hệ số triết giảm độ mảnh Q quy định ở Điều 9.4.11 lấy bằng 1,0 đối với các mặt cắt của cấu kiện chịu nén được tổ hợp bởi toàn bộ các chi tiết không mảnh.

Trừ khi được quy định tại đây, độ mảnh của các bản phải thỏa mãn:

 (35)

trong đó:

k = hệ số oằn (hệ số ổn định) của bản theo quy định trong Bảng 11

b = chiều rộng của bản như quy định trong Bảng 11 (mm)

t = chiều dày bản (mm)

Bản cánh của dầm I tổ hợp, các bản thép và cánh thép góc nhô ra của mặt cắt I tổ hợp phải thỏa mãn:

 (36)

Và:

0,35 ≤ kc ≤ 0,76 (37)

Trong đó:

 (38)

Với:

b = một nửa bề rộng bản cánh (mm)

D = chiều cao sườn dầm (mm)

Chiều dày vách của các ống thép kể cả thép mặt cắt rỗng HSS phải thỏa mãn:

 (39)

trong đó:

D = đường kính ống (mm)

t = chiều dày ống (mm)

Đối với các cấu kiện khi thiết kế chịu nén và uốn đồng thời, Fy như sử dụng ở đây, có thể được thay bằng ứng suất nén tính toán lớn nhất do tải trọng dọc trục tính toán và mômen uốn xảy ra đồng thời, quan hệ tương tác phương trình của Điều 9.2.2 thay bằng quan hệ tính