Tính toán kết cấu khung thép thành mỏng tạo hình nguội nhà một tầng theo tiêu chuẩn aisi

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

ĐỒN VĂN DŨNG

TÍNH TỐN KẾT CẤU KHUNG THÉP THÀNH MỎNG TẠO
HÌNH NGUỘI NHÀ MỘT TẦNG THEO TIÊU CHUẨN AISI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

ĐỒN VĂN DŨNG

TÍNH TỐN KẾT CẤU KHUNG THÉP THÀNH MỎNG TẠO
HÌNH NGUỘI NHÀ MỘT TẦNG THEO TIÊU CHUẨN AISI

Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng và công nghiệp
Mã số:

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

GS.TS NGUYỄN TIẾN CHƯƠNG

HÀ NỘI, NĂM 2020


LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu độc lập của bản thân tác giả. Các
kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất
kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã
được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luậnvăn

Đoàn VănDũng

1


LỜI CÁM ƠN
Trước hết, tác giả xin bày tỏ tình cảm biết ơn chân thành tới Ban giám hiệu Trường đại
học Thủy Lợi đã quan tâm, tạo điều kiện để tác giả hồn thành chương trình đào tạo,
đồng thời xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô trong Khoa Cơng trình – Trường
đại học Thủy Lợi vì những giúp đỡ, chỉ dẫn hữu ích trong q trình học tập, cũng như
thời gian tiến hành luậnvăn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô trong Bộ môn Xây dựng Dân dụng và
Công nghiệp – Trường đại học Thủy Lợi đã có những ý kiến quý báu cho bản thảo của
luận văn. Đặc biệt, tác giả xin cảm ơnGS.TS NGUYỄN TIẾN CHƯƠNGđã tận tình
giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn và đưa ra nhiều ý kiến quý báu, cũng như tạo điều kiện
thuận lợi, cung cấp tài liệu và động viên trong suốt q trình hồn thành luận văn.
Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các bạn đồng nghiệp, gia đình đã giúp đỡ, động
viên trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để hồn thiện Luận văn nhưng khơng thể tránh khỏi

những thiếu sót, tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của Q
thầy cơ và các đồngnghiệp.
Tác giả luậnvăn

Đồn VănDũng


MỤC LỤC
LỜICAM ĐOAN............................................................................................................i
LỜICÁMƠN.................................................................................................................ii
DANH MỤCHÌNHẢNH..............................................................................................vi
DANH MỤCBẢNGBIỂU..........................................................................................viii
DANH MỤC CÁCKÝHIỆU........................................................................................ix
MỞĐẦU........................................................................................................................1
1. Về tính cấp thiết củađềtài...........................................................................................1
2. Mục đíchnghiêncứu....................................................................................................2
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn củađềtài......................................................................2
4. Đối tượng và phạm vinghiêncứu................................................................................2
5. Cách tiếp cận và phương phápnguyêncứu..................................................................2
6. Kết quả dự kiếnđạt được.............................................................................................2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU THÉP THÀNH MỎNG TẠO
HÌNHNGUỘI................................................................................................................. 3
1.1. Giới thiệu về kết cấu thép thành mỏng tạohìnhnguội..............................................3
1.1.1. Khái niệm............................................................................................................. 3
1.1.2. Phạm vi áp dụng của kết cấu thépthành mỏng.......................................................4
1.1.3. Biện phápthicông...............................................................................................10
1.2. Ưu điểm, nhược điểm của kết cấu thépthànhmỏng................................................11
1.2.1. Ưuđiểm..............................................................................................................11
1.2.2. Nhượcđiểm........................................................................................................11
1.3. Vật liệu dùng trong kết cấu thép thành mỏng tạohìnhnguội..................................12

1.3.1. Đặc tính của théphìnhnguội................................................................................12
1.3.2. Vấn đềphịnggỉ...................................................................................................13
1.4. Cơng nghệ chế tạo thépthànhmỏng.......................................................................15
1.4.1. Máydậpmép.......................................................................................................15
1.4.2. Máyépkhuôn......................................................................................................16
1.4.3. Máy cántrụclăn...................................................................................................17
1.5. Ảnh hưởng về cường độ của thép tạohình nguội....................................................18
1.5.1. Sự tăng cứng khidậpnguội..................................................................................18


1.5.2. Xác định cường độ tính tốn của thép sau khidậpnguội.....................................19
1.6. Phương phápthiết kế..............................................................................................20
Kết luậnchương1..........................................................................................................22
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ TÍNH TỐN KẾT CẤU THÉP THÀNH MỎNG TẠO
HÌNHNGUỘI THEO TIÊUCHUẨNAISI......................................................................23
2.1. Các đặc trưng cơ bản cấu kiệnthànhmỏng.............................................................23
2.1.1. Phần tử nén không được tăngcứng(u.c.e)...........................................................23
2.1.2. Phần tử nén cứng hoặc tăng cứng mộtphần(s.c.e)...............................................23
2.1.3. Phần tử được tăng cứng nhiều lần (Multiplestiffenedelement)............................24
2.1.4. Bề rộng phẳng (Flat width-w)............................................................................24
2.1.5. Tỷ lệ bề rộng phẳng và chiều dày (FlatWidth-ThicknessRatio)..........................24
2.1.6. Chiều rộng hiệu quả (Effective Design Width–b)..............................................24
2.1.7. Chiềudày(t)........................................................................................................25
2.1.8. Đặc trưng hình học củatiếtdiện...........................................................................25
2.1.9. Chiều rộng hiệu quả của phần tửchịunén............................................................25
2.2. Thiết kế cấu kiệnchịuuốn......................................................................................35
2.2.1. Cường độchịuuốn...............................................................................................36
2.2.2. Cường độ chịu oằn bên do hiện tượng uốn– xoắn..............................................37
2.2.3. Tính tốn dầmchịucắt.........................................................................................43
2.2.4. Tính tốn dầm chịu cắt và uốnđồngthời.............................................................46

2.2.5. Tính tốn bụng dầm bịépdập..............................................................................47
2.2.6. Tính tốn bụng dầm chịu ép dập kếthợpuốn.......................................................48
2.3. Thiết kế cấu kiệnchịunén.......................................................................................49
2.3.1. Sự oằn douốn dọc...............................................................................................49
2.3.2. Sự oằn do xoắn vàuốnxoắn................................................................................51
2.4. Thiết kế cấu kiện chịu uốn và chịu lựcdọctrục......................................................53
2.4.1. Cấu kiện chịu kéođúngtâm.................................................................................53
2.4.2. Cấu kiện chịu kéo kếthợp uốn............................................................................55
2.4.3. Cấu kiện chịu nénđúngtâm.................................................................................56
2.4.4. Cấu kiện chịu nén kếthợp uốn............................................................................57
2.5. Liên kết trong kết cấu thépthànhmỏng..................................................................59
2.5.1. Liênkếthàn.........................................................................................................59


2.5.2. Liên kết bulơng..................................................................................................60
2.5.3. Liênkếtvít...........................................................................................................63
Kết luậnchương2..........................................................................................................65
CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG TÍNH TỐN KHUNGMỘT TẦNG....................................66
3.1. Thơng số của cơng trình và số liệutínhtốn...........................................................66
3.1.1. Thơng số củacơngtrình.......................................................................................66
3.1.2. Số liệutínhtốn...................................................................................................67
3.2. Sơ đồ tính và tải trọngtácdụng...............................................................................68
3.2.1. Sơ đồtính............................................................................................................68
3.2.2. Tải trọngtínhtốn................................................................................................69
3.3. Nội lực và tổ hợpnộilực........................................................................................71
3.3.1. Nội lực...............................................................................................................71
3.3.2. Tổ hợpnộilực......................................................................................................71
3.4. Thiết kế các cấu kiệntrongkhung...........................................................................71
3.4.1. Thiết kếcột.........................................................................................................71
3.4.2. Thiết kếxàmái....................................................................................................80

3.5. Thiết kếliênkết......................................................................................................88
3.5.1. Vật liệusử dụng..................................................................................................88
3.5.2. Thiết kế liên kếtchâncột.....................................................................................89
3.5.3. Thiết kế liên kết cột–xà......................................................................................92
3.5.4. Thiết kế liên kết xà–xà.......................................................................................95
3.6. Kết luậnchương3...................................................................................................98
KẾT LUẬN VÀKIẾNNGHỊ.......................................................................................98
1. Kếtluận......................................................................Error! Bookmark notdefined.
2. Kiếnnghị...................................................................Error! Bookmark notdefined.
TÀI LIỆU THAMKHẢO..........................................................................................100
PHỤLỤC1.................................................................................................................102
PHỤLỤC2.................................................................................................................104
PHỤLỤC3.................................................................................................................112


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Máygập mép.................................................................................................16
Hình 1.2. Máp khn................................................................................................17
Hình 1.3. Dây chuyền máy éptrụclăn...........................................................................18
Hình 2.1. Sự oằn bên uốn–xoắn...................................................................................38
Hình 2.2. Ứng suất oằn bên lớn nhất của dầm tiết diệnchữI.........................................41
Hình 2.3. Sự vênh của bản bụng do tác dụng của lực cắttớihạn...................................45
Hình 2.4. So sánh Pcrvới Px, Pyvà Pzđối với tiết diệnhìnhmũ.........................................53
Hình 2.5. Các trường hợp phá hoại của liên kếtbulơng................................................61
Hình 3.1. Mặt bằngtầng1..............................................................................................66
Hình 3.2. Mặt đứngtrục1-6...........................................................................................66
Hình 3.3. Mặt đứngtrụcA-B.........................................................................................67
Hình 3.4. Mặtcắt 1-1....................................................................................................67
Hình 3.5. Sơ đồtínhtốn...............................................................................................68
Hình 3.6. Tiếtdiện cột...................................................................................................71

Hình 3.7. Tiếtdiện cột...................................................................................................81
Hình 3.8. Liên kếtchâncột............................................................................................89
Hình 3.9. Liên kết cột-xà.............................................................................................92
Hình 3.10. Liên kết xà-xà............................................................................................95
Hình PL. 1. Sơ đồcấukiện..........................................................................................104
Hình PL. 2. Sơ đồphần tử...........................................................................................104
Hình PL. 3. Tĩnh tảitácdụng.......................................................................................104
Hình PL. 4. Hoạt tảitácdụng.......................................................................................105
Hình PL. 5. Tải gió +GCpitác dụng..............................................................................105
Hình PL. 6. Tải gió -GCpitác dụng...............................................................................105
Hình PL. 7. Lực dọc do tổ hợp Comb1tácdụng..........................................................106
Hình PL. 8. Lực dọc do tổ hợp Comb2tácdụng..........................................................106
Hình PL. 9. Lực dọc do tổ hợp Comb3tácdụng..........................................................106


Hình PL. 10. Lực dọc do tổ hợp Comb4tácdụng........................................................107
Hình PL. 11. Lực dọc do tổ hợp Comb5tácdụng........................................................107
Hình PL. 12. Lực dọc do tổ hợp Comb6tácdụng........................................................107
Hình PL. 13. Mơ men do tổ hợp Comb1tácdụng.......................................................108
Hình PL. 14. Mơ men do tổ hợp Comb2tácdụng.......................................................108
Hình PL. 15. Mơ men do tổ hợp Comb3tácdụng.......................................................108
Hình PL. 16. Mơ men do tổ hợp Comb4tácdụng.......................................................109
Hình PL. 17. Mơ men do tổ hợp Comb5tácdụng.......................................................109
Hình PL. 18. Mơ men do tổ hợp Comb6tácdụng.......................................................109
Hình PL. 19. Lực cắt do tổ hợp Comb1tácdụng.........................................................110
Hình PL. 20. Lực cắt do tổ hợp Comb2tácdụng.........................................................110
Hình PL. 21. Lực cắt do tổ hợp Comb3tácdụng.........................................................110
Hình PL. 22. Lực cắt do tổ hợp Comb4tácdụng.........................................................111
Hình PL. 23. Lực cắt do tổ hợp Comb5tácdụng.........................................................111
Hình PL. 24. Lực cắt do tổ hợp Comb6tácdụng.........................................................111

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng PL. 1. Nội lực tạichâncột..................................................................................112
Bảng PL. 2. Nội lụctrêncột.........................................................................................112
Bảng PL. 3. Nội lực trênxàmái...................................................................................113


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
MnxCường độ bền chịu nén uốn
MnxtCường độ bền chịu kéo uốn
RnCường độ danh nghĩa
P Lực dọc trục
PnCường độ chịu nén danh định
PuLực nén dọc trục xác định với tải trọng có hệ số
PEx Lực dọc tới hạnEuler
Psn

Khả năng chịu cắt của tấm

thépR Bán kính góc uốn phíatrong
Sex

Mơmen kháng uốn với biên chịu nén

SftMơmen kháng uốn với biên chịu kéo
TnCường độ chịu cắt danhđịnh
VuLực cắt xác định với tải trọng có hệ số
beChiều rộng hữu hiệu
bfChiều rộng bản cánh

hwChiều cao bản bụng
rxBán kính quán tính của tiết diện đối với trục x-x
ryBán kính quán tính của tiết diện đối với trục y-y t
Chiều dàytấm
twChiều dày bản bụng
tfChiều

dày

bản

cánhw Chiều rộng tấm
Độ mảnh phần tử trong tiết diện thanh thành mỏng
𝜆

Độ mảnh quyước




Hệ số chiều rộng hữuhiệu




Hệ số

tảitrọngσ Ứng
suấtpháp
Ứng suất tiếp

νHệ số Poisson


Hệ số chịulực


MỞ ĐẦU
1. Về tính cấp thiết của đềtài
Hiện này, kết cấu thép thành mỏng tạo hình nguội là loại kết cấu đang bắt đầu được sử
dụng nhiều ở nước ta. Những sản phẩm thông dụng như xà gồ, tấm lợp mái, thanh
giằng đã được sử dụng rất nhiều trong các dạng kết cấu như khung nhà một tầng,
khung nhà nhiều tầng, hệ thống mái, khung zamil… Nước ta cũng có rất nhiều xưởng
sản xuất các cuộn thép tấm mỏng, là nguyên liệu để chế tạo kết cấu thép thành mỏng
tạo hình nguội. Có thể nói kết cấu thép thành mỏng tạo hình nguội là một hướng phát
triển mới của kết cấu thép ở nước ta trong những nămtới.
Kết cấu thép thành mỏng có nhiều ưu điểm hơn so với kết cấu thép thơng thường. Nhất
là cho cơng trình chịu tải trọng nhỏ như nhà kho, nhà xưởng khơng có cầu trục, nhàx e
... Với ưu điểm vượt trội của nó về thẩm mỹ, khả năng chịu lực cũng như sự tiết kiệm
vật liệu, trọng lượng nhẹ, thi công nhanh …
Tuy nhiên, ở nước ta, việc tính tốn thiết kế loại kết cấu này còn khá xa lạ với phần
lớn kỹ sư. Nhiều kỹ sư vẫn sử dụng các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép cán nóng như
TCVN 5575:2012 để tính tốn cho kết cấu thành mỏng. Điều này là hồn tồn khơng
đúng. Nhưng ở nhiều nước trên thế giới việc xây dựng tiêu chuẩn, quy phạm thiết kế
kết cấu thép thành mỏng đã có từ rất sớm và liên tục được cập nhật, hoàn thiệnnhư:
Mỹ: là quốc gia đầu tiên có Quy phạm năm 1946, mang tên “Specifications for the
Design of Cold Formed Steel Structural Member – Quy định kỹ thuật về thiết kế cấu
kiện thép thành mỏng tạo hình nguội”, của Viện Sắt và Thép Hoa Kỳ.
Anh: Bộ tiêu chuẩn về kết cấu thép mang tên “BS 5950 Structural use of Steelwork in
Building – Kết cấu thép trong nhà”, phần 5 của ấn phẩm năm 1991 có tên “Code of
Practice for the Design of Cold Formed Sections - Quy phạm thiết kế thanh tạo hình

nguội”.
Châu Âu: Bộ tiêu chuẩn của châu Âu về kết cấu thép EN 1993, còn gọi là Eurocode 3,
chương 1-3 là mang tên “EN 1993-1-3 Design of Steel Structural: Cold Formed Thin

1


Gauge Member and Sheeting - Thiết kế kết cấu thép: cấu kiện và tấm thành mỏng tạo
hình nguội”, hiện vẫn chưa đưa vào sử dụng.
Úc: Quy phạm hiện hành của Úc mang tên “AS/NZS 4600:1996 - Cold-Formed Steel
Structures - Kết cấu thép tạo hình nguội”.
Trong đó Mỹ có bộ quy phạm đồ sộ và hoàn chỉnh nhất, sách tham khảo cũng rất đa
dạng.
Chính vì vậy, đề tài: “Tính tốn kết cấu khung thép thành mỏng tạo hình nguội
nhàmột tầng theo tiêu chuẩn AISI”, được đặt ra mang tính cấp thiết, mặc dù luận văn
này mới chỉ nghiên cứu một phần trong kết cấu thép thành mỏng về kết cấu khung và
các cấu kiện cơbản.
2. Mục đích nghiêncứu
Nghiên cứu áp dụng tiêu chuẩn AISI để thiết kế kết cấu thép thành mỏng tạo hình
nguội được xây dựng tại Việt Nam.
3. Ýnghĩa khoa học và thực tiễn của đềtài
Ứng dụng của đề tài sẽ góp phần vào sự phát triển ứng dụng thép thành mỏng tao hình
nguội trong xây dựng ở Việt Nam.
4. Đốitượng và phạm vi nghiêncứu
Phạm vi nghiên cứu: Tính toán khung thép nhà một tầng sử dụng thép thành mỏng
theo tiêu chuẩnAISI.
Đối tượng nghiên cứu: Khung thép thành mỏng tạo hình nguội nhà một tầng.
5. Cáchtiếp cận và phương pháp nguyêncứu
Nghiên cứu Tiêu chuẩn AISI và tác tài liệu khác, xây dựng quy trình tính tốn và áp
dụng để tính tốn một cơng trình thực tế ở Việt Nam.

6. Kết quả dự kiến đạtđược
Áp dụng tiêu chuẩn AISI để tính tốn kết cấu khung thép thành mỏng tạo hình nguội
nhà một tầng.


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU THÉP THÀNH MỎNG TẠO
HÌNH NGUỘI
1.1. Giới thiệu về kết cấu thép thành mỏng tạo hìnhnguội
1.1.1. Kháiniệm
Khái niệm về kết cấu thép nhẹ thành mỏng bao gồm các hệ thống kết cấu thép xây
dựng bằng thép thành mỏng có tiết diện được tạo hình bằng phương pháp gia công
nguội (gia công ở nhiệt độ phòng) như dập, cán hoặc uốn nguội. Kết cấu thép thành
mỏng có trọng lượng nhẹ hơn kết cấu thép thơng dụng. Đó là giải pháp kỹ thuật mới
trong lĩnh vực vật liệu và công nghệ. Ban đầu được sử dụng trong các lĩnh vực cơ khí,
hàng khơng, ơ tơ… ngày nay được áp dụng vào kết cấu xây dựng, tạo nên một loại kết
cấu mới có trọng lượng giảm nhẹ.
Kết cấu thép nhẹ khác biệt so với kết cấu thép thông thường ở những đặc điểm cơ bản
sau:
 Sử dụng các thanh thép tạo hình nguội từ các tấm thép rất mỏng có độ dày từ 0,3 đến
4mm.
 Sử dụng các loại tiết diện khơng có trong kết cấu thơng thường như tiết diện chữ Z,
tiết diện chữ nhật, tiết diện trịn. Nói chung tiết diện thanh thành mỏng đa dạng hơn rất
nhiều so với tiết diện thép hình cán nóng thơng thường do thanh có chiều dày mỏng
nên dễ tạo hình. Kết cấu sử dụng thanh thành mỏng có thể chọn được tiết diện tối ưu
nên rất tiết kiệm vậtliệu.
 Về phương diện kết cấu, thanh thành mỏng khác thanh thép thông thường ở vấn đề
ứng xử của vật liệu và cách thức phá hoại, cấu kiện bị mất ổn định cục bộ khơng dẫn
tới phá hoại mà có thể tiếp tục chịu lực được, thuộc tính của vật liệu thay đổi do
phương pháp tạo hình và ảnh hưởng của ứng suất dưv.v...
 Sử dụng các phương pháp liên kết không dùng trong kết cấu thépthường.

(a) Tiết diện đơn

(b) Tiết diện ghép

Hình 1.1 Một số dạng tiết diện thép tạo hình nguội dùng cho kết cấu khung
1.1.2. Phạm vi áp dụng của kết cấu thép thànhmỏng
Phạm vi ứng dụng của kết cấu thép thành mỏng phụ thuộc vào các điều kiện cấu tạo
(chế tạo, phòng gỉ...), các điều kiện chịu lực (tải trọng, tính năng, vật liệu ...), các chỉ
tiêu kinh tế, điều kiện sử dụng và yêu cầu thẩm mĩ. Dựa vào đó có thể chia kết cấu
thép thành mỏng thành hai phạm vi sử dụngchính:
 Nhóm 1 gồm các bộ phận kết cấu chịu lực làm hoàn toàn bằng thanh thép thành
mỏng, hoặc thép thành mỏng kết hợp với vật liệu khác như thép cán nóng, bê tơng, gỗ.
Kết cấu thép thành mỏng được áp dụng trọng các loại dàn mái nhà, dầm sàn nhà, các
cấu kiện thứ yếu làm kết cấu bao che như xà gồ, dầm tường, xà gồ rỗng, khung nhà
dân dụng và công nghiệp, dàn mái không gian, vỏ mỏng. Tuy nhiên, kết cấu thép thành
mỏng không dùng cho các cơng trình ngồi trời, cơng trình cao như cột điện, cột vơ
tuyến điện, cầu...
 Nhóm 2 gồm các bộ phận và chi tiết trang trí như khn cửa, cánh cửa, cổng, cấu
kiện tường bao che, vách ngăn di động, cầu thang, cửa trời, và các kết cấu tương tự.
Các cấu kiện này được áp dụng trong các loại nhà dân dụng, nhà kho, nhà xưởng, nhà
triển lãm, các công trình tháolắp...
Sử dụng kết cấu thép thành mỏng giúp giảm nhẹ trọng lượng kết cấu, tiết kiệm vật liệu
nhưng không đồng nghĩa với hiệu quả kinh tế hơn. Tiết diện thanh thép dập nguội đắt
hơn thép càn nhiều vì phải dùng thép tấm mỏng cán nóng và gia cơng dập nguội sau.
Do đó, để sử dụng hợp lý thép uốn dập nguội, cần xem xét các yếu tố:
 Việc sản xuất kết cấu thép thành mỏng được thực hiện với số lượng lớn, được dùng
lặplạichonhiềukếtcấu.Giúptiếtkiệmkinhphíhơnnhiềusovớisảnxuấttừngloại

tiết diện riêng lẻ, số lượng ít.
 Giảm trọng lượng kết cấu thường làm tăng giá thành chế tạo. Giảm giá thành chế tạo
bằng cách dùng dây chuyền và thiết bị hiện đại, cơ giớicao.
 Kết cấu thép nhẹ được lắp dựng nhanh và dễ dàng. Các cấu kiện điển hình có thể
được vận chuyển và lưu kho ở dạng rất gọn, tiện cho việc bốc xếp và lắpdựng.
Hiện nay, các hãng sản xuất thép thành mỏng tạo hình nguội đều cố gắng tiêu chuẩn
hóa và điển hình hóa cao các loại tiết diện. Một tiết diện thành mỏng có thể được áp
dụng cho nhiều loại cơng trình có cơng năng và sơ đồ kết cấu khác nhau. Việc tiêu
chuẩn hóa cao sẽ dẫn đến làm tăng lượng thép, có những trường hợp mà vật liệu chưa
làm việc hết khả năng, nhưng điều đó khơng có nghĩa là bất lợi về kinh tế. Việc tiêu
chuẩn hóa kết cấu thép thành mỏng sẽ làm giảm được sự đa dạng của tiết diện, dẫn đến
tăng số lượng sản xuất hàng loạt, chế tạo những chi tiết liên kết thống nhất, giảm công
chế biến và lắp dựng.
1.1.2.1. Một số dạng khung kết cấu sử dụng thép thành mỏng tạo hìnhnguội
Khung kết cấu thép thanh thành mỏng làm bộ phận chịu lực chính thường dùng trong
các cơng trình một tầng cần khơng gian thơng thống như nhà xưởng, kho, phịng
trưng bày sản phẩm, nhà chợ quy mô vừa và nhỏ, nhà xe v.v... nhịp khung thường
không vượt quá 30m. Trường hợp sử dụng kết cấu thép thành mỏng làm bộ phận chịu
lực trong khung nhiều tầng, cấu kiện thép thành mỏng thường kết hợp với bộ phận
chịu lực chính khác như cấu kiện bằng bê tơng cốt thép hoặc thép cánnóng.
Kết cấu thép thành mỏng thường khơng sử dụng cho nhà xưởng có tải trọng lớn như
trường hợp nhà có cầu trục.
Kết cấu thép thành mỏng thường khơng sử dụng cho các cơng trình cao như cột thông
tin, cột truyền tải điện và các dạng giàn thép chịu tải trọng lớn như giàn cầu, giàn cầu
trục.
Kết cấu thép thành mỏng thường có kiến trúc đẹp, nhẹ nhàng, thanh thoát hơn so với
khung thép sử dụng thép hình cán nóng thơng thường.

Dưới đây là một số sơ đồ kết cấu thép thành mỏng tạo hình nguội thường sử dụng:

(a) Khung khơng có thanh giằng

(c) Khung có cột chống và thanh giằng

(e) Khung có khung tựa

(b) Khung có thanh giằng

(d) Khung xà dạng giàn

f) Khung cơng xơn

Hình 1.2. Một số sơ đồ khung thép bằng thanh thành mỏng
Sơ đồ như ở hình 1.2a, b thường sử dụng cho nhà xưởng, nhà kho v.v... với nhịp trung
bình và nhịp nhỏ, L<20m.


Sơ đồ như ở hình 1.2c, d thường sử dụng cho nhà xưởng, nhà kho v.v... với nhịp lớn,
L>20m.
Sơ đồ như ở hình 1.2e thường sử dụng khi cần mở rộng làm khu để thiết bị, khu để xe,
khu nghỉ cho cơng nhân v.v...
Sơ đồ như ở hình 1.2f thường sử dụng khi làm bến chờ ga tàu, bus hoặc nhà để xe
v.v...
1.1.2.2. Một số dạng liên kết trong khung kết cấu thép thànhmỏng
Do các cấu kiện trong khung kết cấu thành mỏng có chiều dày mỏng nên việc
liênkếtt r o n g l o ạ i k ế t c ấ u n à y c ũ n g r ấ t k h á c s o v ớ i k ế t c ấ u
khung thép sử dụng thép hình cán nóng thơng thường:
 Thường sử dụng nhiều bulơng với đường kính bulơng khơnglớn.

 Các nút liên kết đơngiản.
Dưới đây là một số hình ảnh thực tế về nút liên kết trong khung kết cấu thép thành
mỏng:

(a) Bệ móng chân cột

(b) Liên kết chân cột