CHƯƠNG III KẾT CẤU THÉP docx

22TCN 18-79

CHƯƠNG III KẾT CẤU THÉP (1)

1. VẬT LIỆU

3.1. Những vật liệu chủ yếu của cầu thép là:

1. Đối với những cấu kiện bằng thép cán không chịu hàn ghép:

a. Thép các-bon lò Mác-Tanh cán nóng số hiệu: (CT3 cầu) dùng làm cầu theo

GOST 6713-53;

Nguyễn Đức Toản,

Viện KH&CN GTVT

Khi thiết kế những kết cấu liên kết bằng bu lông cường độ cao cũng như liên

kết hàn lắp ráp đều phải xét đến yêu cầu bổ sung theo các chỉ dẫn kĩ thuật riêng.

b. Thép kết cấu hợp kim thấp lò Mác-Tanh số hiệu 15XCHД theo GOST

5058-57 với yêu cầu bổ sung (phù hợp với điều 11 của GOST này) về độ dài

xung kích ở nhiệt độ âm; cho phép dùng những thép hợp kim thấp có số hiệu

khác, nhưng chất không kém hợp kim trên và phải có căn cứ thích hợp.

(ITST) 2. Đối với các cấu kiện bằng thép chịu hàn ghép, chế tạo ở nhà máy.

a. Thép các-bon lò Mác-Tanh cán nóng, số hiệu M16C theo GOST 6713-53

dùng làm cầu.

b. Những loại thép hợp kim thấp nêu ở điểm 1 “b” kèm theo yêu cầu bổ sung

(phù hợp với điều 11 của GOST 5058-57) về độ dài xung kích sau khi đã hoá

già cơ học;

Trong cầu hàn đường sắt cho phép dùng những loại thép hợp kim thấp này,

nhưng phải tuân theo các chỉ dẫn riêng.

3. Đối với những bộ phận đúc – dùng thép các-bon đúc số hiệu 25 nhóm II

theo GOST 977-58;

4. Đối với bu-lông chốt, con lăn và bu-lông ở nút dùng thép các-bon lò Mác￾Tanh rèn (hay cán nóng) số hiệu BCT5 theo GOST 380-60;

5. Đối với kết cấu nhịp cầu treo, cầu dàn dây và kết cấu nhịp ứng suất trước –

dùng dây cáp thép theo những chỉ dẫn kỹ thuật riêng.

6. Để đổ đặc những đầu dây cáp thép thanh treo hình cốc dùng hợp kim kẽm￾nhôm SiAM 9-1,5 theo GOST 7117-54.

7. Đối với những đinh tán dùng thép các bon lò Mác-Tanh cán nóng số hiệu

((CT.2 đinh tán)) theo GOST 499-41.

8. Đối với bu-lông tinh chế - dùng thép các-bon lò Mác-Tanh cán nóng số

hiệu BCT.3 theo GOST 380-60.

9. Đối với bu-lông cường độ cao và đai ốc của nó – dùng thép chế tạo máy

hợp kim thấp số hiệu 40K theo GOST 4543-57 được gia công nhiệt để đảm bảo

cường độ cực hạn của bu-lông và đai ốc ít nhất là 140 kg/mm2

.

1

22TCN 18-79

10. Để hàn tự động (bán tự động) các cấu kiện bằng thép số hiệu M16C- dùng

dây hàn bằng thép các-bon số hiệu CB.08A và CB-08RA theo GOST 2246-60

và thuốc hàn chảy số hiệu OCSi-45 và AH-348-A (OCSi-45M và AH-348-AM)

theo GOST 9087-59; để hàn tự động (bán tự động) các cấu kiện bằng thép số

hiệu 15XCHD phải dùng dây hàn bằng thép số hiệu CB-08RA, CB-08RC và

CB-10R2 theo GOST 2246-60 và thuốc hàn chảy số hiệu OCSi-45 và AH-348-

A (OCSi-45M và AH-348-AM) theo GOST 9087-59. Cho phép dùng dây hàn

thuốc hàn chảy có số hiệu khác, nhưng phải có căn cứ thích hợp và đảm bảo

được tính chất cơ học của mạch hàn không kém thép cơ bản.

Nguyễn Đức Toản,

Viện KH&CN GTVT

11. Khi hàn tay các cấu kiện bằng thép số hiệu M16C phải dùng que hàn điện

loại E-42A theo GOST 9467-60, các cấu kiện bằng thép hợp kim thấp số hiệu

15XCHD phải dùng que hàn điện E-50A theo GOST 9467-60; khi hàn tay các

chi tiết phụ bằng thép các-bon số hiệu BCT3 và CT.O theo GOST 380-60 cho

phép dùng que hàn điện loại E-42 theo GOST 9467-60.

Chú thích (ITST)

1. Đối với bản ngăn nẹp tăng cường, lề người đi, thiết bị kiểm tra cũng như

các cấu kiện cầu bộ hành, cho phép dùng thép các-bon cán nóng lò Mác-Tanh số

hiệu BCT.3KП theo GOST-380-60 nếu các cấu kiện đó không cần hàn; đối với

cấu kiện cần hàn của đường người đi, của thiết bị kiểm tra cũng như các cấu

kiện cầu bộ hành cho phép dùng thép các-bon lò Mác-Tanh cán nóng số hiệu

BCT.3 dùng cho kết cấu hàn theo GOST-380-60

2. §èi víi c¸c chÕ phÈm b»ng thÐp cña mÆt cÇu, lan can cÇu thang vµ b¶n che

gèi cÇu cho phÐp dïng thÐp cac-bon c¸n nãng lß M¸c-Tanh sè hiÖu CT.O theo

GOST 380-60.

3. Trong c¸c kÕt cÊu nhÞp b»ng thÐp hîp kim thÊp viÖc sö dông hîp lý thÐp

cac-bon ®Ó lµm mÆt cÇu xe ch¹y, thanh liªn kÕt, thanh treo, thanh gi»ng vµ b¶n

gi»ng c¸c cÊu kiÖn giµn chñ ph¶i xÐt ®Õn ¶nh h−ëng biÕn d¹ng cña cÊu kiÖn mµ

quyÕt ®Þnh. Riªng b¶n ng¨n ngang vµ thÐp gãc nÑp t¨ng c−êng cña kÕt cÊu nhÞp

b»ng thÐp hîp kim thÊp th× nªn dïng thÐp cac-bon.

4. KÕt cÊu nhÞp b»ng thÐp hîp kim thÊp cho phÐp dïng ®inh t¸n b»ng thÐp kÕt

cÊu hîp kim thÊp lß M¸c-Tanh sè hiÖu 09T2 theo GOST 5058-57*, tho m·n c¸c

yªu cÇu sau ®©y (thö hai lÇn cho mét nhãm) :

Thö ®é lón trong tr¹ng th¸i nguéi theo GOST 8817-58 khi:

0,5 1 = = h

h

x

Thö ®é lón trong tr¹ng th¸i nãng theo GOST 8817-58 tíi 1/2 chiÒu cao;

Thö rÌn mò vµ ®Ëp bÑt trong tr¹ng th¸i nguéi theo GOST 8817-58 cho tíi khi

®−êng kÝnh b»ng 2,5 lÇn ®−êng kÝnh thanh thÐp.

2

22TCN 18-79

2.§ÆC TR¦NG TÝNH TO¸N CñA VËT LIÖU Vµ LI£N KÕT

3.2 C−êng ®é tÝnh to¸n c¬ b¶n cña c¸c lo¹i thÐp nªu trong ®iÒu 3.1 dïng cho

c¸c kÕt cÊu t¸n nèi vµ hµn ph¶i lÊy theo b¶ng 3-1 (theo øng suÊt ph¸p tuyÕn).

B¶ng 3-1

Nguyễn Đức Toản,

CN GTVT

(ITST)

C−êng ®é tÝnh to¸n(kg/cm2

)

Lo¹i thÐp Khi chÞu t¸c dông

cña lùc däc trôc R0

Khi chÞu uèn

Ru

ThÐp c¸cbon sè hiÖu «CT.3 cÇu» M16C

ThÐp hîp kim thÊp sè hiÖu 15. XCHD

ThÐp c¸c-bon rÌn hay c¸n nãng sè hiÖu

BCT.5

ThÐp c¸c-bon ®óc sè hiÖu 25L

1900

2700

2000

1500

2000

2800

2100

1600

C−êng ®é tÝnh to¸n c¬ b¶n cña thÐp Viện KH&

Chó thÝch:

1. C−êng ®é tÝnh to¸n Ru tÝnh b»ng 1,05 R0 (lÊy trßn sè), trong ®ã 1,05 –hÖ sè

tÝnh chuyÓn khi mÆt c¾t chÞu uèn.

2. §èi víi thÐp c¸n hîp kim thÊp sè hiÖu 15XCHD bÒ dµy lín h¬n 32mm vµ

®èi víi thÐp hîp kim thÊp sè hiÖu kh¸c, th× c−êng ®é tÝnh to¸n ph¶i ®Þnh theo

nh÷ng chØ dÉn kü thuËt riªng.

Khi lùc däc vµ m« men uèn cïng t¸c dông vµ khi cÊu kiÖn chÞu uèn xiªn th×

c−êng ®é tÝnh to¸n lÊy theo ®iÒu 3.36.

C−êng ®é chÞu c¾t tÝnh to¸n cña hîp kim SiAM 9-1,5 lÊy b»ng 500 kg/cm2

.

3.3. C¸c lo¹i c−êng ®é tÝnh to¸n kh¸c cña thÐp trong c¸c cÊu kiÖn cña kÕt cÊu

vµ liªn kÕt lÊy b»ng c−êng ®é tÝnh to¸n c¬ b¶n t−¬ng øng R0 nh©n víi hÖ sè tÝnh

chuyÓn nªu trong b¶ng 3-2 vµ 3-3 tuú theo d¹ng øng suÊt.

C−êng ®é tÝnh to¸n (søc chÞu lùc tÝnh to¸n) cña mét bu l«ng c−êng ®é cao t¹i

mçi chç tiÕp xóc gi÷a c¸c mÆt tiÕp xóc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

S = 0,75N.f

Trong ®ã : N- lùc kÐo kiÓm tra tÝnh to¸n cña mét bu l«ng; ®èi víi bu l«ng

®−êng kÝnh 18, 22 vµ 24mm (®−êng kÝnh tiªu chuÈn cña læ ®Æt bu l«ng lµ 20,23

vµ 26mm ) lÊy t−¬ng ®−¬ng b»ng 13,20 vµ 24T;

f- hÖ sè ma s¸t( tr−êng hîp lµm s¹ch mÆt tiÕp xóc b»ng c¸ch phun

c¸t hay phun löa ) lÊy b»ng 0,45 ®èi víi thÐp c¸c bon vµ b¨ng 0,55 ®èi víi thÐp

hîp kim thÊp .

0,75- hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc

3

22TCN 18-79

C−êng ®é tÝnh to¸n cña kim lo¹i trong m¹ch hµn,khi hµn tù ®éng, b¸n tù ®éng

vµ hµn tay,lÊy nh− c−êng ®é tÝnh to¸n cña kim lo¹i c¸n c¬ b¶n dïng trong cÊu

kiÖn hµn: nÕu m¹ch hµn chÞu lùc däc trôc vµ chÞu uèn,lÊy theo b¶ng 3-1 cßn nÕu

chÞu øng suÊt tiÕp tuyÕn th× ph¶i xÐt ®Õn hÖ sè tÝnh chuyÓn theo b¶ng 3-2.

B¶ng 3-2

Nguyễn Đức Toản,

Viện KH&CN GTVT

(ITST)

TT Tr¹ng th¸i øng suÊt HÖ sè

tÝnh chuyÓn

1 C¾t 0,6

2 Ðp mÆt tùa ®Çu(khi cã gia c«ng cho khÝt) 1,5

3 Ðp mÆt côc bé khi tiÕp xóc khÝt 0,75

4 NÐn theo ®−êng kÝnh khi l¨n tù do 0,04

5 Ðp mÆt theo ®−êng kÝnh cña bu l«ng chèt ë nót 1,5

6

Uèn cña bu l«ng chèt ë nót ( khi cã khe hë rÊt nhá gi÷a

hai mÆt tiÕp xóc cña c¸c cÊu kiÖn ghÐp cã hai b¶n bông

cÇn liªn kÕt)

1,75

HÖ sè tÝnh chuyÓn sang c−êng ®é dÉn xuÊt cña thÐp trong c¸c cÊu kiÖn cña kÕt

cÊu.

Chó thÝch:Khi øng suÊt tiÕp tuyÕn ph©n bè kh«ng ®Òu, ®èi víi tr−êng hîp

chÞu c¾t ph¶i nh©n thªm víi hÖ sè c’ theo ®iÒu 3.36 vµ 3.56.

B¶ng 3-3 HÖ sè tÝnh chuyÓn sang c−êng ®é cña liªn kÕt ®inh t¸n vµ bu l«ng

(tÝnh tû lÖ víi c−êng ®é kÕt cÊu)

§inh t¸n (bu l«ng) CT.2 ®inh t¸n (CT3) 09T2 Sè hiÖu

thÐp KÕt cÊu ThÐp c¸c

bon

ThÐp hîp

kim thÊp

ThÐp hîp

kim thÊp

Ë nhµ m¸y (tinh

chÕ)

ChÞu c¾t

chÞu Ðp mÆt

0,80

2,00

0,55

2,00

0,80

2,00 Lo¹i

®inh t¸n

(bu l«ng) Khi l¾p r¸p(nöa

tinh chÕ)

ChÞu c¾t

chÞu Ðp mÆt

0,70

1,75

0,50

1,75

0,70

1,75

Chó thÝch : §èi víi ®inh t¸n ®Çu ch×m vµ ®Çu nöa ch×m ,hÖ sè tÝnh chuyÓn

gi¶m ®i: 20%.

3.4. HÖ sè γ, triÕt gi¶m c−êng ®é tÝnh to¸n cña kim lo¹i c¬ b¶n ë c¸c cÊu kiÖn

,c¸c liªn kÕt hµn,®inh t¸n bu l«ng khi tÝnh theo ®é chÞu mái c¸c kÕt cÊu liªn kÕt

b»ng ®inh t¸n vµ hµn,lÊy theo c«ng thøc:

4

22TCN 18-79

Nguyễn Đức Toản, ®èi víi kÕt cÊu thÐp hîp kim thÊp lÊy a= 0,65 b=0,30.

Viện KH&CN GTVT

(ITST)

Khi x¸c ®Þnh hÖ sè γ cho kim lo¹i c¬ b¶n cña cÊu kiÖn liªn kÕt b»ng ®inh t¸n ,

bu l«ng vµ hµn t¹i nhµ m¸y chñ yÕu chÞu lùc nÐn do t¶i träng ngoµi sinh ra (σmax

< 0) , th× c¸c dÊu n»m trong ngoÆc ë mÉu sè cña c«ng thøc ( khi kiÓm tra theo

øng suÊt σmax ) ph¶i ®æi ng−îc l¹i.

1

( . ) ( . ).

1 ≤

+ − − = β β ρ

γ

a b a b

Trong ®ã β-hÖ sè cã hiÖu cña øng suÊt tËp trung lÊy theo phô lôc 12;

ρ-®Æc tr−ng chu kú øng suÊt thay ®æi;

max

min

σ

σ

ρ =

σmax vµ σmin –c¸c trÞ sè øng suÊt lín nhÊt vµ nhá nhÊt( trÞ sè tuyÖt ®èi) cã kÌm

theo dÊu cña chóng (khi kÐo – lÊy dÊu céng, khi nÐn lÊy dÊu trõ ) . Nh÷ng trÞ sè

nµy x¸c ®Þnh theo vÕ tr¸i c«ng thøc trong b¶ng 3-9 vµ theo ®iÒu 3.56;

a vµ b – hÖ sè ®èi víi kÕt cÊu b»ng thÐp c¸c bon lÊy a= 0,58 b=0,26;

§èi víi nh÷ng cÊu kiÖn ( vµ c¸c liªn kÕt cña chóng) cña ®−êng xe ch¹y vµ

nh÷ng cÊu kiÖn chÞu t¶i träng cùc bé ( vµ c¸c liªn kÕt cña chóng ) cña giµn chñ

khi chiÒu dµi ®Æt lùc cña ®−êng ¶nh h−ëng γ < 22m, th× hÖ sè a t¨ng lªn A lÇn ;

TrÞ sè A tÝnh theo c«ng thøc :

A= B- Cγ ≥ 1

C¸c trÞ sè B vµ C phô thuéc vµo trÞ sè cña hÖ sè β lÊy theo b¶ng 3 ∼ 4

§èi víi c¸c cÊu kiÖn vµ liªn

kÕt cña cÇu «t« vµ cÇu thµnh phè

trong mäi tr−êng hîp trÞ sè a ®Òu

tÝnh gi¶m ®i 30%.

3.5.M«dul ®µn håi tÝnh to¸n lÊy nh− sau:

M«dul ®µn håi däc cña thÐp vµ thÐp ®óc – 2.100.000 kg/cm2.

M«dul c¾t cña thÐp vµ thÐp ®óc – 840.000 kg/cm2

5