I. Hướng dẫn tổng quan đồ án thiết kế cầu thép ĐH GTVT
Đồ án thiết kế cầu thép là một học phần quan trọng trong chương trình đào tạo ngành Cầu Đường tại Đại học Giao thông Vận tải TP.HCM. Mục tiêu của đồ án là giúp sinh viên vận dụng kiến thức lý thuyết vào thực tiễn, thực hiện quy trình tính toán và thiết kế một kết cấu cầu hoàn chỉnh. Đồ án này tập trung vào loại hình kết cấu nhịp giản đơn, sử dụng dầm thép liên hợp bản bê tông cốt thép (BTCT), một giải pháp phổ biến cho các cầu có khẩu độ trung bình. Các số liệu thiết kế cụ thể được cung cấp làm cơ sở cho toàn bộ quá trình tính toán, bao gồm chiều dài nhịp, bề rộng cầu, và đặc biệt là tải trọng thiết kế HL93 theo tiêu chuẩn hiện hành. Việc lựa chọn vật liệu cũng được quy định rõ ràng, với thép làm dầm chủ là loại M270 cấp 345 có cường độ chảy Fy = 345 MPa và bê tông bản mặt cầu là C30. Nền tảng của đồ án là việc phân tích và thiết kế các cấu kiện chính như dầm chủ, bản mặt cầu, hệ liên kết ngang, và các chi tiết phụ trợ như lan can, lề bộ hành. Quá trình thực hiện đòi hỏi sự chính xác trong tính toán đặc trưng hình học của tiết diện ở các giai đoạn làm việc khác nhau (chưa liên hợp và liên hợp), xác định nội lực từ các tổ hợp tải trọng bất lợi, và cuối cùng là kiểm toán tiết diện theo các Trạng thái giới hạn (TTGH). Đồ án không chỉ là một bài tập kỹ thuật mà còn là cơ hội để sinh viên làm quen với các tiêu chuẩn thiết kế, quy trình quản lý một dự án kỹ thuật nhỏ, và rèn luyện kỹ năng trình bày bản vẽ và thuyết minh một cách chuyên nghiệp. Đây là bước đệm cần thiết trước khi sinh viên bước vào môi trường làm việc thực tế trong lĩnh vực xây dựng cầu đường.
1.1. Mục tiêu và yêu cầu của đồ án thiết kế cầu thép
Mục tiêu cốt lõi của đồ án thiết kế cầu thép ngành cầu đường ĐH GTVT TP.HCM là trang bị cho sinh viên khả năng áp dụng các nguyên tắc cơ học kết cấu và tiêu chuẩn thiết kế để tạo ra một bản thiết kế cầu thép khả thi. Đồ án yêu cầu sinh viên phải nắm vững quy trình từ khâu lựa chọn sơ bộ kích thước, tính toán tải trọng, phân tích nội lực đến kiểm toán an toàn cho kết cấu. Yêu cầu đặt ra là phải thiết kế một dầm thép liên hợp bản BTCT có khả năng chịu được tải trọng HL93 và các tĩnh tải khác, đồng thời đảm bảo các điều kiện về độ bền, độ ổn định và khai thác bình thường. Sinh viên cần phải trình bày kết quả một cách khoa học, bao gồm bản vẽ chi tiết các cấu kiện và một bản thuyết minh tính toán rõ ràng, logic, thể hiện được sự hiểu biết sâu sắc về hành vi làm việc của kết cấu cầu thép.
1.2. Các thông số thiết kế đầu vào theo đề bài
Các số liệu đầu vào là nền tảng cho mọi tính toán trong đồ án. Theo tài liệu gốc, các thông số chính bao gồm: chiều dài toàn dầm L = 26m, bề rộng phần xe chạy B = 7,5m, và bề rộng lề bộ hành mỗi bên là 1,5m. Tải trọng hoạt tải được quy định là HL93, loại tải trọng tiêu chuẩn cho thiết kế cầu đường bộ hiện nay. Các kích thước hình học khác như bề rộng chân lan can (0,25m) cũng được cung cấp để xác định chính xác bề rộng toàn cầu. Những dữ liệu này không chỉ định hình nên kích thước tổng thể của cây cầu mà còn là yếu tố quyết định trực tiếp đến giá trị nội lực phát sinh trong kết cấu, từ đó ảnh hưởng đến việc lựa chọn kích thước tiết diện dầm và bố trí cốt thép trong bản mặt cầu.
1.3. Tổng quan vật liệu sử dụng trong kết cấu dầm thép
Việc lựa chọn vật liệu đóng vai trò quyết định đến khả năng chịu lực và độ bền của công trình. Đồ án quy định rõ các loại vật liệu tiêu chuẩn. Thép làm dầm chủ là thép tấm M270 cấp 345 (Fy=345 MPa), một loại thép cường độ cao phổ biến trong xây dựng cầu. Đối với các bộ phận chịu lực ít quan trọng hơn như hệ liên kết ngang và sườn tăng cường, thép M270 cấp 250 (Fy=250 MPa) được sử dụng để tối ưu hóa chi phí. Bê tông bản mặt cầu, lan can và lề bộ hành được quy định là loại C30. Sự kết hợp giữa thép cường độ cao và bê tông tạo nên kết cấu liên hợp ưu việt, tận dụng khả năng chịu kéo tốt của thép và khả năng chịu nén tốt của bê tông, giúp tiết diện làm việc hiệu quả và kinh tế hơn.
II. Thách thức chính trong đồ án cầu thép dầm liên hợp
Việc thực hiện một đồ án thiết kế cầu thép đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật đòi hỏi sự phân tích cẩn thận. Thách thức lớn nhất nằm ở việc mô hình hóa và tính toán chính xác hành vi làm việc của kết cấu liên hợp giữa dầm thép và bản bê tông. Sự tương tác này không phải là tức thời mà phụ thuộc vào quá trình thi công và các hiệu ứng dài hạn như từ biến, co ngót của bê tông. Một vấn đề phức tạp khác là xác định hệ số phân bố ngang, tức là cách hoạt tải từ xe cộ được phân chia cho các dầm chủ trong hệ thống. Việc tính toán sai hệ số này có thể dẫn đến đánh giá sai nội lực, gây ra thiết kế không an toàn hoặc lãng phí. Ngoài ra, quy trình kiểm toán theo các Trạng thái giới hạn (TTGH) cũng là một thách thức, vì mỗi trạng thái (Cường độ, Sử dụng, Mỏi) lại có một bộ tổ hợp tải trọng và hệ số an toàn riêng. Sinh viên phải xem xét kết cấu ở nhiều giai đoạn: giai đoạn thi công khi dầm thép chịu tải một mình, và giai đoạn khai thác khi tiết diện liên hợp đã hình thành. Điều này đòi hỏi phải tính toán đặc trưng hình học cho nhiều loại tiết diện (tiết diện thép, tiết diện liên hợp ngắn hạn, tiết diện liên hợp dài hạn) và tổ hợp ứng suất một cách chính xác. Việc bỏ qua bất kỳ giai đoạn hay trạng thái giới hạn nào đều có thể dẫn đến những sai sót nghiêm trọng trong thiết kế tổng thể.
2.1. Phân tích giai đoạn làm việc liên hợp và chưa liên hợp
Một trong những điểm mấu chốt của thiết kế cầu dầm liên hợp là phải phân tích kết cấu ở hai giai đoạn làm việc riêng biệt. Giai đoạn 1 (chưa liên hợp), dầm thép một mình chịu toàn bộ trọng lượng bản thân và trọng lượng của bê tông bản mặt cầu còn ướt. Ở giai đoạn này, chỉ có tiết diện dầm thép làm việc. Giai đoạn 2 (liên hợp), sau khi bê tông đạt đủ cường độ, neo chống cắt liên kết dầm thép và bản bê tông, tạo thành một tiết diện liên hợp. Tiết diện này sẽ chịu các tải trọng tác dụng sau đó, bao gồm các lớp phủ mặt cầu (DW) và toàn bộ hoạt tải (HL93). Việc tính toán chính xác đặc trưng hình học (diện tích, momen quán tính, momen kháng uốn) cho cả hai giai đoạn là bắt buộc để xác định đúng ứng suất tại từng thời điểm.
2.2. Vấn đề xác định hệ số phân bố ngang cho các dầm
Hoạt tải tác dụng lên mặt cầu không được phân bố đều cho tất cả các dầm chủ. Việc xác định tỷ lệ tải trọng mà mỗi dầm phải gánh chịu, hay hệ số phân bố ngang (g), là một bài toán phức tạp. Tài liệu gốc đã trình bày và so sánh nhiều phương pháp tính toán như Phương pháp đòn bẩy, Phương pháp dầm đơn, và Phương pháp nén lệch tâm. Mỗi phương pháp có những giả thiết và điều kiện áp dụng riêng. Việc lựa chọn phương pháp phù hợp và tính toán chính xác hệ số phân bố cho cả dầm trong và dầm biên, cho cả nội lực momen và lực cắt, là yếu kim quyết định tính chính xác của kết quả phân tích nội lực, từ đó ảnh hưởng trực tiếp đến sự an toàn của thiết kế.
2.3. Yêu cầu kiểm toán đa dạng tại các Trạng thái giới hạn
Tiêu chuẩn thiết kế hiện đại yêu cầu kết cấu phải được kiểm toán theo nhiều Trạng thái giới hạn (TTGH) để đảm bảo an toàn và khả năng phục vụ. TTGH Cường độ đảm bảo cầu không bị phá hủy dưới tác dụng của các tổ hợp tải trọng đã nhân hệ số. TTGH Sử dụng kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khai thác như độ võng và nứt, nhằm đảm bảo sự thoải mái cho người sử dụng. Cuối cùng, TTGH Mỏi xem xét ảnh hưởng của việc lặp đi lặp lại của hoạt tải, ngăn ngừa sự phá hoại do mỏi của vật liệu tại các chi tiết kết cấu. Mỗi TTGH yêu cầu một tổ hợp nội lực khác nhau, với các hệ số tải trọng riêng, làm cho quá trình kiểm toán trở nên chi tiết và phức tạp.
III. Phương pháp xác định kích thước cho đồ án cầu thép
Bước đầu tiên và quan trọng nhất trong một đồ án thiết kế cầu thép là việc xác định sơ bộ kích thước các bộ phận kết cấu. Quá trình này không chỉ dựa trên kinh nghiệm mà còn phải tuân thủ các quy định tối thiểu của tiêu chuẩn thiết kế. Việc lựa chọn mặt cắt ngang cầu hợp lý, bao gồm số lượng dầm chủ và khoảng cách giữa chúng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả truyền lực và chi phí xây dựng. Trong đồ án này, từ bề rộng toàn cầu là 11m, phương án 6 dầm chủ với khoảng cách dầm S = 1900 mm đã được lựa chọn. Tiếp theo, chiều cao của dầm thép và toàn bộ tiết diện liên hợp được xác định dựa trên các công thức kinh nghiệm và yêu cầu về độ cứng chống võng. Ví dụ, chiều cao dầm liên hợp thường được chọn trong khoảng (1/25 ÷ 1/30) chiều dài nhịp. Từ đó, các kích thước chi tiết của bản cánh, bản bụng dầm thép được đề xuất. Các bộ phận cấu tạo khác như sườn tăng cường và hệ liên kết ngang cũng được bố trí sơ bộ ngay từ giai đoạn này. Sườn tăng cường đứng được bố trí để chống mất ổn định cho bản bụng dầm, trong khi hệ khung ngang đảm bảo sự ổn định tổng thể cho hệ dầm và tham gia vào quá trình phân bố tải trọng. Các quyết định ở giai đoạn này sẽ là cơ sở cho các bước tính toán chi tiết sau này.
3.1. Lựa chọn sơ bộ mặt cắt ngang và số lượng dầm chủ
Việc bố trí mặt cắt ngang cầu là bước khởi đầu định hình kết cấu. Dựa trên bề rộng toàn cầu Btc = 11000 mm và khoảng cách dầm kinh nghiệm S = 1.6 ÷ 2.5m, tài liệu đã phân tích các phương án với 5, 6, và 7 dầm. Cuối cùng, phương án sử dụng 6 dầm chủ với khoảng cách S = 1900 mm được chọn. Lựa chọn này cân bằng giữa hiệu quả làm việc của bản mặt cầu (bản không quá lớn) và số lượng dầm chủ (không quá nhiều gây tốn kém vật liệu và phức tạp thi công). Chiều dài bản hẫng Lc = 750 mm cũng được xác định từ phương án này, tạo nên hình dáng mặt cắt ngang hoàn chỉnh cho cầu.
3.2. Cách xác định chiều cao dầm và tiết diện dầm thép
Chiều cao dầm là thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến khả năng chịu uốn và độ võng của cầu. Chiều cao này được chọn dựa trên cả yêu cầu tối thiểu của quy trình và công thức kinh nghiệm. Tài liệu gốc đã tính toán và đề xuất chiều cao dầm thép là d = 860 mm, và chiều cao toàn bộ tiết diện dầm liên hợp là H = 1100 mm. Sau khi có chiều cao tổng thể, các kích thước chi tiết của tiết diện dầm chữ I tổ hợp được xác định, bao gồm: chiều dày bản bụng (tw = 12 mm), chiều rộng và chiều dày bản cánh trên và dưới (ví dụ b_C = 350 mm, t_C = 16 mm). Các kích thước này được lựa chọn sơ bộ để đảm bảo đủ khả năng chịu lực và sẽ được kiểm toán lại ở các bước sau.
3.3. Bố trí cấu tạo sườn tăng cường và hệ liên kết ngang
Để đảm bảo ổn định cho bản bụng mỏng của dầm thép, sườn tăng cường đứng được bố trí dọc theo chiều dài dầm. Theo thiết kế, các sườn tăng cường trung gian được đặt cách nhau 1000 mm. Tại các vị trí gối, sườn tăng cường gối được cấu tạo chắc chắn hơn để truyền phản lực từ dầm xuống gối cầu. Song song đó, hệ liên kết ngang có vai trò liên kết các dầm chủ lại với nhau, tạo thành một hệ không gian cứng cáp. Hệ này bao gồm dầm ngang tại các vị trí gối và các hệ khung ngang bằng thép góc L100x100x10 được bố trí cách nhau khoảng 2500 mm. Việc bố trí này giúp chống xoắn và ổn định cho các dầm chủ trong quá trình thi công và khai thác.
IV. Cách tính toán tải trọng và nội lực cầu thép HL93
Sau khi có kích thước sơ bộ, bước tiếp theo trong đồ án thiết kế cầu thép là xác định các loại tải trọng tác dụng lên công trình và tính toán nội lực (momen và lực cắt) phát sinh. Tải trọng được chia làm hai nhóm chính: tĩnh tải và hoạt tải. Tĩnh tải bao gồm trọng lượng của tất cả các bộ phận cố định của cầu. Chúng được phân loại thành các nhóm DC (trọng lượng kết cấu và các bộ phận cố định) và DW (trọng lượng lớp phủ mặt cầu) để thuận tiện cho việc xét các tổ hợp tải trọng khác nhau. Hoạt tải chính là tải trọng thiết kế HL93, mô phỏng tác động của dòng xe cộ, bao gồm xe tải thiết kế và tải trọng làn. Ngoài ra, tải trọng người đi bộ trên lề bộ hành cũng được xem xét. Sau khi tất cả các tải trọng được xác định, chúng được đặt lên sơ đồ kết cấu (dầm giản đơn) theo các trường hợp bất lợi nhất để tìm ra giá trị nội lực lớn nhất tại các mặt cắt nguy hiểm (giữa nhịp, gối, vị trí thay đổi tiết diện). Quá trình này sử dụng các đường ảnh hưởng và áp dụng hệ số phân bố ngang để tính toán nội lực cho từng dầm chủ riêng lẻ. Kết quả nội lực này là cơ sở để thực hiện kiểm toán tiết diện ở các bước sau.
4.1. Phân loại và tính toán các loại tĩnh tải DC DW
Tĩnh tải được tính toán dựa trên kích thước hình học và trọng lượng riêng của vật liệu. Tải trọng DC1 bao gồm trọng lượng bản thân dầm thép, sườn tăng cường, hệ liên kết ngang, và các chi tiết thép khác. Tải trọng DC2 là trọng lượng của bản mặt cầu BTCT sau khi đã đổ bê tông. Tải trọng DC3 bao gồm các bộ phận hoàn thiện như lan can và lề bộ hành. Cuối cùng, tải trọng DW là trọng lượng của các lớp phủ mặt cầu sẽ được thi công trong tương lai, ví dụ như lớp bê tông nhựa. Việc phân tách các loại tĩnh tải này là cần thiết vì chúng tác dụng lên kết cấu ở các giai đoạn khác nhau (DC1, DC2 tác dụng lên dầm thép; DC3, DW tác dụng lên tiết diện liên hợp).
4.2. Mô hình hóa hoạt tải thiết kế HL93 và tải trọng người đi
Tải trọng HL93 là mô hình tải trọng động, bao gồm sự kết hợp của xe tải thiết kế (Design Truck) hoặc xe hai trục thiết kế (Design Tandem) với tải trọng làn thiết kế (Design Lane Load). Xe tải 3 trục là trường hợp tải trọng tập trung với các trục có giá trị 35kN, 145kN và 145kN. Tải trọng làn là tải trọng phân bố đều 9.3 N/mm. Khi tính toán, các tải trọng này được đặt trên đường ảnh hưởng tại các vị trí gây ra hiệu ứng bất lợi nhất (momen dương lớn nhất, lực cắt lớn nhất). Tải trọng người đi bộ (3.0 N/mm) cũng được xét đến, chất đầy trên phần lề bộ hành. Ngoài ra, hệ số xung kích (IM) cũng được áp dụng cho tải trọng xe để kể đến hiệu ứng động.
4.3. Tổ hợp nội lực dầm chủ tại các mặt cắt nguy hiểm
Nội lực cuối cùng dùng để kiểm toán là kết quả của việc tổ hợp nội lực từ các loại tải trọng khác nhau theo các công thức quy định trong tiêu chuẩn. Các tổ hợp này áp dụng các hệ số tải trọng khác nhau cho tĩnh tải và hoạt tải tùy thuộc vào Trạng thái giới hạn đang xét. Ví dụ, ở TTGH Cường độ I, hệ số vượt tải của hoạt tải là 1.75. Nội lực được tính toán tại các mặt cắt đặc trưng dọc theo chiều dài dầm: tại gối (lực cắt lớn nhất), tại giữa nhịp (momen lớn nhất), tại vị trí có mối nối dầm chính, và tại điểm cuối của bản táp (nếu có). Kết quả được tổng hợp trong các bảng nội lực, sẵn sàng cho công tác kiểm toán.
V. Quy trình kiểm toán dầm thép liên hợp theo các TTGH
Kiểm toán là bước cuối cùng và quyết định nhất trong đồ án thiết kế cầu thép, nhằm xác nhận rằng các kích thước đã chọn có đủ khả năng chịu lực và đảm bảo điều kiện khai thác an toàn. Quá trình này được thực hiện nghiêm ngặt theo các Trạng thái giới hạn (TTGH) được quy định trong TCVN 11823:2017. Đầu tiên, dầm được kiểm toán theo TTGH Cường độ, sử dụng nội lực đã được nhân hệ số vượt tải. Mục đích là để đảm bảo sức kháng tính toán của tiết diện (khả năng chịu uốn, chịu cắt) lớn hơn hoặc bằng nội lực do tải trọng tính toán gây ra. Tiếp theo là kiểm toán theo TTGH Sử dụng, tập trung vào các điều kiện khai thác. Ở đây, các yếu tố như biến dạng không hồi phục do hoạt tải và độ võng của dầm được kiểm soát chặt chẽ để không vượt quá giới hạn cho phép. Cuối cùng, TTGH Mỏi được xem xét để đánh giá tuổi thọ của các chi tiết kết cấu dưới tác động lặp của xe cộ. Các chi tiết nhạy cảm với mỏi như mối hàn, bản táp và đặc biệt là neo chống cắt phải được thiết kế để chịu được số chu trình ứng suất dự kiến trong suốt vòng đời của cầu. Việc hoàn thành tất cả các kiểm toán này khẳng định rằng thiết kế dầm thép liên hợp đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về an toàn và bền vững.
5.1. Kiểm toán dầm theo Trạng thái giới hạn Cường độ I
Kiểm toán cường độ là kiểm tra quan trọng nhất, đảm bảo kết cấu không bị phá hủy. Đối với khả năng chịu uốn, momen tính toán (Mu) tại mặt cắt phải nhỏ hơn sức kháng uốn tính toán (φf * Mn). Sức kháng uốn danh định Mn phụ thuộc vào việc phân loại tiết diện là đặc chắc, không đặc chắc hay mảnh. Tương tự, lực cắt tính toán (Vu) phải nhỏ hơn sức kháng cắt tính toán (φv * Vn). Sức kháng cắt của dầm thép chủ yếu do bản bụng cung cấp và phụ thuộc vào việc có hay không sử dụng các sườn tăng cường. Các kiểm toán này được thực hiện cho cả giai đoạn thi công (tiết diện thép) và giai đoạn khai thác (tiết diện liên hợp).
5.2. Kiểm toán theo Trạng thái giới hạn Sử dụng II
Trạng thái giới hạn này nhằm đảm bảo cầu hoạt động tốt trong điều kiện sử dụng bình thường. Một trong các kiểm toán chính là kiểm soát ứng suất để ngăn ngừa biến dạng dẻo cục bộ (biến dạng không hồi phục) trong dầm thép dưới tác dụng của tổ hợp tải trọng sử dụng. Điều kiện là tổng ứng suất tại thớ biên của bản cánh phải nhỏ hơn 0.95*Fy. Ngoài ra, kiểm toán độ võng do hoạt tải là bắt buộc. Độ võng tính toán không được vượt quá giới hạn cho phép, thường là L/800 đối với cầu thông thường (với L là chiều dài nhịp), để đảm bảo sự thoải mái và an toàn cho người tham gia giao thông.
5.3. Kiểm toán theo Trạng thái giới hạn Mỏi và Nứt gãy
Mỏi là sự suy giảm khả năng chịu lực của vật liệu dưới tác động của tải trọng lặp. Kiểm toán mỏi tập trung vào biên độ ứng suất tại các chi tiết có nguy cơ tập trung ứng suất cao. Biên độ ứng suất do tải trọng mỏi (một xe tải thiết kế đặc biệt) gây ra phải nhỏ hơn sức kháng mỏi danh định của chi tiết đó. Sức kháng mỏi phụ thuộc vào loại chi tiết (ví dụ, mối hàn, đầu bản táp) và tuổi thọ thiết kế của cầu. Đặc biệt, neo chống cắt phải được tính toán để có đủ sức kháng mỏi, vì chúng chịu lực cắt lặp liên tục trong quá trình khai thác. Đây là một kiểm toán quan trọng để đảm bảo độ bền lâu dài cho kết cấu.
VI. Tối ưu thiết kế các bộ phận phụ trong đồ án cầu thép
Một đồ án thiết kế cầu thép hoàn chỉnh không chỉ dừng lại ở việc thiết kế dầm chủ mà còn phải chú trọng đến các bộ phận cấu thành khác. Các chi tiết này tuy nhỏ nhưng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự làm việc đồng bộ và an toàn của toàn bộ hệ thống. Neo chống cắt, thường là các đinh hàn hình nấm, là bộ phận không thể thiếu để tạo ra sự liên hợp giữa dầm thép và bản bê tông. Chúng phải được thiết kế đủ khả năng chịu lực cắt dọc theo mặt tiếp xúc ở cả TTGH Cường độ và TTGH Mỏi. Mối nối dầm chính, thường sử dụng bu-lông cường độ cao, được bố trí tại các vị trí thuận tiện cho việc chế tạo và vận chuyển. Mối nối phải được tính toán để truyền được toàn bộ nội lực (momen và lực cắt) qua nó mà không làm suy yếu tiết diện. Cuối cùng, hệ liên kết ngang bao gồm các dầm ngang và khung giằng, có nhiệm vụ ổn định các dầm chủ chống lại hiện tượng mất ổn định xoắn ngang và phân bố các tải trọng phương ngang như lực gió. Việc thiết kế tối ưu các bộ phận này không chỉ đảm bảo an toàn mà còn góp phần vào tính kinh tế và thẩm mỹ của công trình.
6.1. Phương pháp thiết kế và bố trí neo chống cắt
Thiết kế neo chống cắt (shear connectors) là một phần cốt yếu của cầu dầm liên hợp. Nhiệm vụ của chúng là truyền lực cắt dọc giữa bản bê tông và dầm thép. Quy trình thiết kế bao gồm hai kiểm toán chính: mỏi và cường độ. Đầu tiên, khoảng cách tối đa của neo được xác định dựa trên sức kháng mỏi (Zr) và biên độ lực cắt mỏi (Vsr). Sau đó, tổng số lượng neo trong một vùng (từ điểm momen lớn nhất đến điểm momen bằng không) được kiểm tra để đảm bảo tổng sức kháng cường độ của chúng (ΣQr) lớn hơn lực cắt dọc tổng cộng tại TTGH Cường độ. Trong đồ án này, neo hình nấm đường kính d=25mm, cao h=170mm được chọn và bố trí thành hai hàng.
6.2. Hướng dẫn tính toán và bố trí mối nối dầm chính
Mối nối dầm chính được thiết kế để nối các đoạn dầm được chế tạo riêng lẻ. Mối nối thường được thực hiện bằng bu-lông cường độ cao và các bản nối. Mối nối bản cánh được thiết kế để chịu lực dọc do momen gây ra, trong khi mối nối bản bụng được thiết kế để chịu lực cắt và một phần momen. Các bu-lông được kiểm toán về khả năng chống trượt ở TTGH Sử dụng và khả năng chịu cắt, ép mặt ở TTGH Cường độ. Các bản nối cũng phải được kiểm tra về khả năng chịu kéo, nén và cắt trên tiết diện giảm yếu do lỗ bu-lông, đảm bảo chúng khỏe hơn tiết diện dầm cơ bản.
6.3. Thiết kế hệ liên kết ngang và sườn tăng cường
Hệ liên kết ngang và sườn tăng cường là các bộ phận đảm bảo ổn định cho dầm chủ. Sườn tăng cường đứng được hàn vào bản bụng để tăng cường độ cứng, chống lại sự mất ổn định do ứng suất cắt. Chúng được kiểm tra về độ mảnh và độ cứng theo yêu cầu. Hệ liên kết ngang (khung ngang) được cấu tạo từ các thanh thép góc, liên kết các dầm chủ với nhau tại các khoảng cách nhất định. Chúng được thiết kế để chịu các tải trọng phương ngang như lực gió và cung cấp điểm giằng bên cho bản cánh chịu nén của dầm trong giai đoạn thi công, ngăn ngừa hiện tượng mất ổn định uốn xoắn.
