Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Kỹ thuật - Công nghệ Kiến trúc xây dựng Bài giảng kết cấu thép chương 1 kết cấu thép dùng cho xây dựng...

Tài liệu Bài giảng kết cấu thép chương 1 kết cấu thép dùng cho xây dựng

.PDF
19
274
102

Mô tả:

Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC * Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên: - Chuyên cần : 10% - Thi giữa học phần : 20% - Bài tập về nhà : 10% - Thu hoạch cá nhân : 10% - Thi kết thúc học phần : 50% PHẠM VIẾT HIẾU - DTU TT Nội dung 1 Tổng LT BT Phần kết cấu thép 1 Chương mở đầu: Đại cương về vật liệu kết cấu thép 1 1 2 Chương 1: Vật liệu và sự làm việc của kết cấu thép 7 7 3 Chương 2: Liên kết kết cấu thép 10 6 4 4 Chương 3: Dầm thép 10 6 4 5 Chương 4: Cột thép 5 3 2 6 Chương 5: Dàn thép 3 2 1 36 25 11 Tổng cộng: PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 2 CHƯƠNG MỞ ĐẦU: KẾT CẤU THÉP DÙNG CHO XÂY DỰNG §1. Vị trí môn học: -Kết cấu thép được sử dụng rộng rãi trong xây dựng ngày nay, đặc biệt là kết cấu thép, làm bộ phận chịu lực trong các công trình dân dụng và công nghiệp, các công trình của ngành cầu đường, thủy lợi, thủy điện… - Môn học kết cấu thép – gỗ cần thiết cho mọi kỹ sư, cán bộ kỹ thuật trong các ngành xây dựng. - Để quá trình học tập, nghiên cứu đạt kết quả tốt cần có sự kết hợp, vận dụng đầy đủ và đúng đắn các kiến thức của nhiều môn học. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 3 1 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC CHƯƠNG MỞ ĐẦU: KẾT CẤU THÉP DÙNG CHO XÂY DỰNG §2. Ưu điểm và khuyết điểm của kết cấu thép 2.1 Ưu điểm - Có khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao; - Có trọng lượng nhẹ; - Có tính công nghiệp hóa cao trong sản xuất, chế tạo, lắp dựng; - Có tính cơ động; - Tính kín: không thấm nước. 2.2 Nhược điểm - Bị ăn mòn; - Khả năng chịu lửa kém. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 4 CHƯƠNG MỞ ĐẦU: KẾT CẤU THÉP DÙNG CHO XÂY DỰNG §3. Phạm vi ứng dụng của kết cấu thép - Nhà công nghiệp - Nhà nhịp lớn - Khung nhà nhiều tầng - Dùng cho công trình cầu đường bộ, đường sắt - Kết cấu trụ vô tuyến, cột điện dàn khoan - Kết cấu thép bản - Các loại kết cấu di động PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 5 CHƯƠNG MỞ ĐẦU: KẾT CẤU THÉP DÙNG CHO XÂY DỰNG §4. Yêu cầu cơ bản đối với kết cấu thép 4.1 Yêu cầu về sử dụng - Đảm bảo các yêu cầu về chịu lực. - Kết cấu không bị thay đổi về hình dáng và vị trí. - Kết cấu phải bảo đảm yêu cầu về mỹ quan, về kiến trúc. 4.2 Yêu cầu về kinh tế - Tiết kiệm vật liệu - Đảm bảo tính công nghệ khi chế tạo - Đảm bảo tính định hình hóa - Đảm bảo tính môđun hóa, thống nhất hóa PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 6 2 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC CHƯƠNG 1: NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA KẾT CẤU THÉP §1. CÁC LOẠI THÉP DÙNG TRONG XÂY DỰNG 1.1 Phân loại thép Phân loại theo thành phần hóa học - Thép các bon - Thép hợp kim Phân loại theo cách sản xuất thép - Sản xuất bằng lò quay. - Sản xuất bằng lò bằng Phân loại theo phương pháp khử oxy - Thép sôi - Thép tĩnh (lặng) - Thép nữa tĩnh PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 7 §1. CÁC LOẠI THÉP DÙNG TRONG XÂY DỰNG 1.2 Cấu trúc tinh thể và thành phần hóa học của thép xây dựng Hạt ferit - Cấu trúc + Hạt ferit. + Xementit: Fe + C Æ Fe3C + Pectit = Xementit + Fe Màng pectit + xementit - Thành phần hóa học Hai thành phần chính: + Fe : chiếm 99% trọng lượng thép. + C: %C ≤ 1,7% Một số thành phần khác: + Có lợi cho thép: Mn, Si + Có hại cho thép: P, N, O2. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 8 §1. CÁC LOẠI THÉP DÙNG TRONG XÂY DỰNG 1.3 Các mác thép dùng trong xây dựng - Thép cacbon thấp, cường độ thường Nhóm A: Đảm bảo tính chất cơ học. Nhóm B: Đảm bảo thành phần hóa học. Nhóm C: Đảm bảo tính chất cơ học và thành phần hóa học. - Thép cường độ khá cao Là thép cacbon thấp nhiệt luyện hoặc thép hợp kim. - Thép cường độ cao Là thép hợp kim nhiệt luyện PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 9 3 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 10 §2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG 1. Sự làm việc chịu kéo của thép 1.1 Biểu đồ ứng suất – biến dạng d A (cm2) l =5,65 P P (daN) l Nếu tăng dần tải trọng P ta có các biến dạng dài tương ứng ∆l. Nghiên cứu quan hệ giữa P và ∆l ta thiết lập được biểu đồ quan hệ giữa chúng. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 11 §2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG Thay P và ∆l bằng các thông số ứng suất và biến dạng tương đối. P Trục tung ~ ứng suất σ = (daN / cm 2 ) A ε= Trục hoành ~ BD tỉ đối ∆l (%) l σ - ứng suất pháp; A - diện tích ban đầu của mẫu; ε - biến dạng tương đối; l - chiều dài ban đầu của mẫu. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 12 4 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG 2 σ = AP (daN/cm) D σc σdh σtl σb B C A' A O O' 4 8 12 16 20 ε(%) Theo biểu đồ quan hệ, thép làm việc theo 4 giai đoạn chính Bao gồm: OA, AB, BC, CD. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 13 §2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG 2 σ = AP (daN/cm) D σc σdh σtl σb B C A' A O O' 4 8 12 16 20 ε(%) - Đoạn OA: P còn nhỏ, quan hệ giữa σ - ε theo bậc nhất, Vật liệu làm việc trong giai đoạn đàn hồi, Hook: σ = E.ε ; Ứng suất tương ứng với điểm A là giới hạn tỉ lệ: σA = σtl. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 14 §2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG 2 σ = AP (daN/cm) D σc σdh σtl σb B C A' A O O' 4 8 12 16 20 ε(%) - Đoạn AB: Tăng P biến dạng sẽ tăng nhanh hơn ứng suất, biểu đồ lệch dần ra khỏi đường thẳng. Thép làm việc trong giai đoạn đàn hồi dẻo, E Æ 0. σB = σC (giới hạn chảy) PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 15 5 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG 2 σ = AP (daN/cm) D σc σdh σtl σb B C A' A O O' 4 8 12 16 20 ε(%) - Đoạn BC: thép làm việc dẻo. ε tự động tăng khi σ không tăng, BC gọi là thềm chảy.Ứng suất sẽ tương ứng với e = 0,2 ÷2,5%. Tại C nếu ta cất tải P thì biểu đồ σ giảm tải sẽ là đường CO’//OA. OO’ được gọi là biến dạng dư. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 16 §2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG 2 σ = AP (daN/cm) D σc σdh σtl σb B C A' A O O' 4 8 12 16 20 ε(%) - Đoạn CD: Tăng P Æ quan hệ σ & ε là đường cong thoải, thép còn có khả năng chịu được lực nên gọi là giai đoạn cũng cố. σ tăng chậm, e tăng nhanh hơn, mẫu dần bị thắt lại và đứt. Cường độ tức thời hay giới hạn bền: σb, biến dạng khi đứt: εb. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 17 §2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG 1.2 Các đặc trưng cơ học chủ yếu của thép Qua biểu đồ kéo của thép rút ra một số đặc trưng cơ bản sau: - Môđun đàn hồi E: E = tgα - Giới hạn tỷ lệ σtl: là ứng suất giới hạn để VL làm việc theo ĐL Húc - Giới hạn chảy σc: là ƯS lớn nhất có thể có trong VL mà không được phép vượt qua, căn cứ để xác định cường độ tiêu chuẩn của thép. - Giới hạn bền σb: là cường độ tức thời của thép khi bị kéo đứt, - Biến dạng khi đứt εb: là biến dạng ứng với thép đạt σb PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 18 6 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG 2. Sự phá hoại giòn của thép 2.1 Hiện tượng cứng nguội 2.2 Hiện tượng già thép 2.3 Thép chịu trạng thái ứng suất phức tạp - sự tập trung ứng suất 2.4 Thép chịu tải trọng lặp, sự mỏi của thép PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 19 §3. QUY CÁCH THÉP CÁN DÙNG TRONG XÂY DỰNG 1. Thép hình. 1.1 Thép góc d d b b a 72 loại: L30×20×3 Æ L200×150×25 l = 4÷13m 50 loại: L20×3 Æ L250×35 l = 4÷13m PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 20 §3. QUY CÁCH THÉP CÁN DÙNG TRONG XÂY DỰNG 1.1 Thép góc Tiết diện 1 hoặc 2 thép góc làm góc làm các thanh kéo, nén trong dầm. Liên kết với các thép tấm hình tiết diện tổ hợp. Làm các chi tiết đỡ các cấu kiện khác. Dầm tổ hợp Cột tổ hợp PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 21 7 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §3. QUY CÁCH THÉP CÁN DÙNG TRONG XÂY DỰNG 1.2 Thép hình chữ I Có 23 loại : Lọai phổ thông INo10÷ INo60 (h = 100÷600 mm) Loại mở rộng cánh INo18a÷INo30a (h = 180÷300 mm) d h b 1.3 Thép hình chữ [ Có 22 loại: Loại phổ thông CNo5÷CNo40 (h = 50÷400 mm) Loại mở rộng cánh CNo14a÷CNo24a (h = 140÷240 mm) d h b PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 22 §3. QUY CÁCH THÉP CÁN DÙNG TRONG XÂY DỰNG 1. Thép tấm. - Thép tấm phổ thông: t = 4÷60mm; a = 160÷1050; b = 600÷12000: thường dùng cho các cấu kiện tổ hợp cột, dầm, khung. - Thép tấm dày: t = 60÷160mm; a = 600÷3000; b = 4000÷8000: thường dùng cho các công trình bể chứa (chất lỏng, hơi), v..v. - Thép tấm mỏng: t = 0,2÷4mm; a = 600÷1400; b = 1200÷4000: thường dùng làm mái lợp, dập thành thép dập nguội. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 23 §3. QUY CÁCH THÉP CÁN DÙNG TRONG XÂY DỰNG 3. Thép dập cán nguội. Từ thép tấm mỏng, thép giải dày 2 ÷16 mm đêm dập nguội Æ thép hình. R=1,2δ b t t Ưu điểm: có vành mỏng, nhẹ thường được dùng cho các kết cấu nhẹ, chịu lực nhỏ nhưng yêu cầu độ cứng lớn như xà gồ, thanh của dàn không gian nhịp lớn v... Khuyết điểm: có sự cứng nguội ở những góc bị uốn, chống rĩ kém. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 24 8 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §3. QUY CÁCH THÉP CÁN DÙNG TRONG XÂY DỰNG 4. Một số loại thép khác -Thép tròn: d = 4÷250 mm; làm bulông, thanh kéo. -Thép ống từ 42×2,5 ÷ 500×15 mm: làm dàn, các thanh của tháp trụ. -Thép tấm có vân (gờ): lát đường đi, các sàn thao tác v v... -Thép ray, thép chữ T, thép vuông v v... PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 25 §4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP 1. Phương pháp tính theo trạng thái giới hạn (TTGH) 1.1. Nhóm trạng thái giới hạn 1 Điều kiện an toàn về khả năng chịu lực có thể viết dưới dạng. N≤S N – nội lực trong cấu kiện đang xét; S – nội lực giới hạn mà cấu kiện có thể chịu được. Trong đó: Xác định: N = Σ Pic Ni γQ γn nc Pic - Tải trọng tiêu chuẩn thứ i tác dụng lên kết cấu; Ni - Nội lực trong kết cấu do tải trọng Pi = 1 gây ra; γQ - hệ số độ tin cậy về tải trọng; γn - hệ số an toàn về sử dụng. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 26 §4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP 1.1. Nhóm trạng thái giới hạn 1 Khả năng chịu lực S viết là S = Afγ c = Af y γ c γM hoặc S= Af t γ c γu = Af u γ c (γ M γ u ) γu – hệ số an toàn đối với cấu kiện tính theo giới hạn bền, γu = 1,3 γM – hệ số độ tin cậy về cường độ PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 27 9 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP 1. Phương pháp tính theo trạng thái giới hạn (TTGH) 1.2. Nhóm trạng thái giới hạn 2 Là các trạng thái làm cho kết cấu không sử dụng bình thường được như bị cong quá mức, bị lún và rạn nứt v v... ∆≤∆ Điều kiện đảm bảo: ∆ - Biến dạng hay chuyển vị của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng tiêu chuẩn do những tổ hợp bất lợi nhất gây nên. Nếu dI là biến dạng gây ra bởi tải trọng đơn vị thì ∆ = ∑ Pi cδ iγ n nc ∆ - là biến dạng, chuyển vị cho phép trong thiết kế đề ra, được qui định bởi các tiêu chuẩn, qui phạm. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 28 §4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP 2. Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán + Khái niệm về cường độ tiêu chuẩn: là đặc trưng cơ bản của vật liệu, được qui định trong các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép • Đối với thép cacbon thấp, thép có thềm chảy: fy = σc • Đối với thép cacbon cao, thép không có thềm chảy: fu = σb + Cường độ tính toán bằng cường độ tiêu chuẩn chia cho hệ số an toàn về vật liệu γM Ví dụ: Với thép cường độ thông thường và cường độ cao vừa có σc ≤ 3800 daN/cm2, lấy γM = 1,05 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 29 §4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP Bảng 1.1 Cường độ tính toán của thép cán và thép ống Trạng thái làm việc Ký hiệu Cường độ tính toán Kéo, nén, uốn - Theo giới hạn chảy - Theo giới hạn bền f ft f = fy /γM Trượt fv f v = 0,85.fy /γM Ép mặt lên đầu mút (khi tỳ sát) fc fc = fu /γM Ép mặt trong khớp trụ khi tiếp xúc chặt fcc fcc = 0,5.fu /γM Ép mặt theo đường kính của con lăn fcd fcd = 0,025.fu /γM ft = fy /γM PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 30 10 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 31 §4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP 3. Tải trọng và tác động 3.1. Phân loại tải trọng + Tải trọng thường xuyên là tải trọng không biến đổi về giá trị, vị trí, phương chiều trong quá trình sử dụng công trình. + Tải trọng tạm thời là tải trọng có thể có hoặc không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng. - Tải trọng tạm thời dài hạn - Tải trọng tạm thời ngắn hạn - Tải trọng đặc biệt PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 32 §4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP 3. Tải trọng và tác động 3.2. Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán + Tải trọng tiêu chuẩn: xác lập trên cơ sở xác suất thống kê, được cho trong tiêu chuẩn, đó là trị số tải trọng lớn nhất có thể có trong công trình khi sử dụng bình thường. + Tải trọng tính toán: kể đến sự thay đổi giá trị của tải trọng tiêu chuẩn do những sai lệch ngẫu nhiên khác với những điều kiện bình thường, đặc trưng bởi hệ số độ tin cậy về tải trọng γQ. Tiêu chuẩn tải trọng quy định các trị số γQ tùy theo loại tải trọng. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 33 11 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP 3. Tải trọng và tác động 3.3. Tổ hợp tải trọng * Tổ hợp cơ bản: gồm các tải trọng thường xuyên + tải trọng dài hạn + nc×tải trọng ngắn hạn * Tổ hợp đặc biệt: gồm các tải trọng thường xuyên + các tải trọng tạm thời dài hạn + nc×(tải trọng ngắn hạn + một trong các tải trọng đặc biệt) Với nc - hệ số tổ hợp Với tổ hợp cơ bản: nc = 1 khi có một tải trọng ngắn hạn; nc = 0,9 khi có nhiều hơn hai tải trọng ngắn hạn. Với tổ hợp đặc biệt: nc = 0,8 đối với mọi tải trọng ngắn hạn. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 34 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 1. Cấu kiện chịu kéo đúng tâm 2. Sự làm việc của thép khi chịu uốn 3. Cấu kiện nén đúng tâm 4. Cấu kiện chịu kéo lệch tâm và nén lệch tâm PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 35 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 1. Cấu kiện chịu kéo đúng tâm Cấu kiện chịu kéo được kiểm tra bền theo công thức: N ≤ f .γ c An Trong trường hợp cho phép có biến dạng dẻo lớn, hoặc đối với thép cường độ cao không có vùng chảy thì có thể tính theo giới hạn bền, nhưng có thêm hệ số an toàn γu , lấy bằng 1,3: f .γ N ≤ t c An γu PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 36 12 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 37 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 2. Sự làm việc của thép khi chịu uốn 2.1. Tính cấu kiện chịu uốn trong giới hạn đàn hồi x σmin A1 P h σc y (a) τmax A P/2 P/2 σc τ1 (b) σmax b l Pl/4 Biểu đồ ứng suất pháp (a), ứng suất pháp lớn nhất ở biên thiết diện: σ =± M ≤ f .γ c Wn PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 38 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 2. Sự làm việc của thép khi chịu uốn 2.1. Tính cấu kiện chịu uốn trong giới hạn đàn hồi x σmin A1 P h σc y (a) τmax A P/2 P/2 σc τ1 b (b) σmax l Pl/4 Biểu đồ ứng suất tiếp (b), ứng suất tiếp lớn nhất ở trục trung hòa: τ= V .S ≤ f v .γ c I .t PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 39 13 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 2. Sự làm việc của thép khi chịu uốn 2.2. Tính cấu kiện chịu uốn có biến dạng dẻo P σcWd σcW Ta có thể xác định mômen lớn nhất khi hình thành khớp dẻo: M d = σ c ∫ ydF = σ c 2 S = σ cWd PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 40 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 2. Sự làm việc của thép khi chịu uốn 2.2. Tính cấu kiện chịu uốn có biến dạng dẻo Với: Wd = kW, k > 1, + Với tiết diện chữ nhật : k = 1,5 + Với tiết diện chữ I : k = 1,12 Công thức tính cấu kiện chịu uốn trong giai đoạn đàn hồi dẻo: σ= M ≤ f .γ c Wd PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 41 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 2. Sự làm việc của thép khi chịu uốn 2.2. Tính cấu kiện chịu uốn có biến dạng dẻo Chú ý: - Tính dầm chịu uốn làm việc trong giai đoạn đàn hồi dẻo chỉ áp dụng cho các trường hợp tải trọng là tĩnh còn tải trọng động thì không nên áp dụng. σc σtđ τ 3 - Khi trên tiết diện có ứng suất và ứng suất pháp tác dụng đồng thời tác dụng thì tiết diện đạt tới khớp dẻo nhanh hơn. Sử dụng ứng suất tương đương để tính toán. σ td = σ 2 + 3τ 2 ≤ σ c Qui phạm cho phép dùng phương pháp tính gần đúng để tính cấu kiện chịu M, Q có xét đến biến dạng dẻo. σ td = σ 2 + 3τ 2 ≤ 1,15 f .γ c PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 42 14 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 2. Sự làm việc của thép khi chịu uốn 2.2. Tính cấu kiện theo trạng thái giới hạn thứ hai Cấu kiện chịu uốn phải được kiểm tra về biến dạng như sau: ∆ ≤ [∆] Biến dạng đàn hồi ∆ gây ra bởi tải trọng tiêu chuẩn không được vượt quá độ võng giới hạn cho phép [∆] PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 43 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 3. Cấu kiện nén đúng tâm Cường độ tính toán khi chịu kéo nén của vật liệu thép là như nhau P l a 3.1 Tính theo điều kiện bền b amin = min( a,b) Chỉ áp dụng cho các thanh ngắn: l ≤ (5÷6) amin Công thức kiểm tra: σ= N ≤ f .γ c An PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 44 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 3. Cấu kiện nén đúng tâm 3.2 Tính theo điều kiện ổn định N l Đối với thanh liên kết khớp hai đầu chịu nén đúng tâm Công thức kiểm tra ổn định có dạng σ= N ≤ ϕ. f .γ c A y l ϕ – Hệ số uốn dọc, phụ thuộc độ mảnh của thanh và cường độ tính toán của thép. N PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 45 15 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 46 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 4. Cấu kiện chịu kéo lệch tâm và nén lệch tâm 4.1. Tính cấu kiện kéo lệch tâm và cấu kiện ngắn nén lệch tâm Kiểm tra độ bền trong giai đoạn làm việc đàn hồi theo công thức: N M + ≤ f .γ c An W Công thức tính toán có xét đến biến dạng dẻo theo tiêu chuẩn là: ⎛ N ⎞ ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝ An . f .γ c ⎠ 3/ 2 + M ≤1 c.Wn .γ c . f Với hệ số c tùy thuộc dạng tiết diện, cho trong tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 47 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 4. Cấu kiện chịu kéo lệch tâm và nén lệch tâm 4.2. Tính về ổn định của thanh nén lệch tâm (nén – uốn) e l e f σcr σ fth f Cấu kiện nén lệch tâm a/ sơ đồ làm việc; b/ đường cong N-f PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 48 16 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 4. Cấu kiện chịu kéo lệch tâm và nén lệch tâm 4.2. Tính về ổn định của thanh nén lệch tâm (nén – uốn) * Công thức kiểm tra ổn định trong mặt phẳng uốn có dạng: σo = ϕe = σ e cr f N ≤ σ cre = ϕ e . f .γ c A gọi là hệ số giảm cường độ tính toán khi uốn lệch tâm, nén uốn Công thức tính toán: N ≤ ϕ e . f .γ c A Hệ số ϕe phụ thuộc vào độ mảnh qui ước và độ lệch tâm tương đối tính đổi me cho ở bảng phụ lục. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 49 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 50 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 51 Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 17 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 52 PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 53 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 4. Cấu kiện chịu kéo lệch tâm và nén lệch tâm 4.2. Tính về ổn định của thanh nén lệch tâm (nén – uốn) Với me = η.m = η.e/r = η.e/(W/A) = η.e.A/W Trong đó: r - Bán kính lõi của tiết diện, r = W/A W - Mômen kháng uốn của tiết diện lấy đối với thớ chịu nén nhiều nhất η - Hệ số kể đến mức độ giảm yếu của tiết diện bởi biến dạng dẻo η > 1 - Sự giảm yếu xảy ra nhiều hơn η < 1 - Sự giảm yếu xảy ra ít hơn PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 54 18 Bài giảng: Kết Cấu Thép - Lớp K12XC §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 4. Cấu kiện chịu kéo lệch tâm và nén lệch tâm 4.2. Tính về ổn định của thanh nén lệch tâm (nén – uốn) Ảnh hưởng của hình dạng tiết diện x x y y η <1 η>1 σc σc PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 55 §5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN 4. Cấu kiện chịu kéo lệch tâm và nén lệch tâm 4.2. Tính về ổn định của thanh nén lệch tâm (nén – uốn) Công thức kiểm tra ổn định trong mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng uốn: xem như thanh chịu nén đúng tâm: N ≤ f .γ c (cϕ y A) Trong đó: ϕy - Hệ số uốn dọc trong trường hợp nén đúng tâm, tra bảng phụ thuộc vào ly và f. c - Hệ số nhỏ hơn 1, phụ thuộc hình dạng tiết diện (h), độ mảnh ly và độ lệch tâm tương đối tính đổi me PHẠM VIẾT HIẾU - DTU 56 NHỮNG VẤN ĐỀ CỦA CHƯƠNG I CẦN LƯU Ý • • • • • • • Phân loại thép xây dựng. Cấu trúc tinh thể và thành phần hóa học. Các mác thép dùng trong xây dựng. Các đặc trưng chủ yếu của thép. Qui cách thép cán dùng trong xây dựng. Phương pháp tính toán kết cấu thép. Tính toán các loại cấu kiện khi chịu lực. PHẠM VIẾT HIẾU - DTU Khoa Xây Dựng - Đại Học Duy Tân 57 19
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan