bài giảng kết cấu thép Chương 5 Dàn Thép

Chương 5
DÀN THÉP
5.1.ĐẠI CƯƠNG VỀ DÀN THÉP
Dàn thép là một kết cấu rỗng bao gồm các thanh quy tụ và liên kết với nhau tại nút
thông qua một bản thép (bản mã);
5.1.1. Phân Loại Dàn
a. Theo công dụng

Vì kèo;

Dàn cầu; Dàn cầu trục;

Dàn tháp trụ; Dàn cột điện;
…v.v
2
5.1.1. Phân Loại Dàn
b. Theo cấu tạo của các thanh dàn

Dàn nhẹ
Là dàn có nội lực trong các thanh nhỏ, các thanh dàn được cấu tạo từ một thép góc;

Dàn thường
Là dàn có nội lực trong các thanh lớn, các thanh dàn được cấu tạo từ hai thép góc;

Dàn nặng
Dùng trong các công trình chòu tải trọng động, tiết diện thanh dàn dạng tổ hợp;
3
4
5.1.1. Phân Loại Dàn
b. Theo cấu tạo của các thanh dàn

c. Theo sơ đồ kết cấu

Dàn kiểu dầm
Tựa khớp hai đầu, ít chòu ảnh hưởng của nhiệt độ, không chòu ảnh hưởng của độ
lún gối tựa;

Dàn liên tục
Chòu ảnh hưởng của nhiệt độ, độ lún các gối tựa;
5

Dàn mút thừa
Các thanh cánh phần mút thừa có nội lực ngược dấu với các thanh cánh ở phần
trong nhòp;

Dàn kiểu tháp trụ

Dàn kiểu khung

Dàn kiểu vòm (L > 60m)
…v.v
6
5.1.1. Phân Loại Dàn
c. Theo sơ đồ kết cấu
7

Liên kết khớp với cột;

Độ cứng ngoài mặt phẳng không lớn;

Nội lực trong các thanh chênh lệch nhiều;


Sử dụng cho các công trình yêu cầu mái có độ dốc lớn (mái ngói - phibrô ximăng
- tôn);
b. Dàn hình thang

Dùng làm vì kèo trong các công trình yêu cầu độ dốc của mái nhỏ;

Dễ liên kết cứng với cột;
c. Dàn cánh song song
8
5.1.2. Hình Dạng Dàn
a. Dàn tam giác
9
5.1.2. Hình Daïng Daøn
d. Daøn ña giaùc; Daøn caùnh cung
10
Góc hợp lý giữa thanh bụng và thanh cánh dưới,
α = 45
0
÷ 55
0
;
b. Hệ thanh bụng xiên (c, d)
Góc hợp lý giữa thanh xiên và thanh cánh dưới, từ 35
0
÷ 45
0
;
c. Hệ thanh bụng phân nhỏ (đ)
d. Hệ thanh bụng chữ thập, chữ K, …v.v

11
5.1.3. Hệ thanh bụng của dàn
a. Hệ thanh bụng tam giác (a, b)
12
Nhòp dàn, L thường lấy theo module 3m hoặc 6m;
b. Chiều cao dàn

Dàn cánh song song, dàn hình thang
Chiều cao giữa dàn, h = (1/6 ÷ 1/5)L

Dàn tam giác
•
Khi mái dốc, α = 22
0
÷ 40
0
, h = (1/4 ÷ 1/3)L;
•
Lợp tole, h = 450mm;
13
5.1.4. Kích thước chính của dàn
a. Nhòp dàn

Mái có xà gồ
Khoảng cách nút dàn cánh trên, d = (1.5 ÷ 3)m;

Khoảng cách nút dàn cánh dưới
•
Dàn tam giác, d = (3 ÷ 6)m;
•

Dàn hình thang, d = 6m;
d. Bước dàn
B = 6m
5.1.5. Hệ giằng không gian
14
5.1.4. Kích thước chính của dàn
c. Khoảng cách nút dàn
15
5.1.5. Hệ giằng không gian

Hệ giằng cánh trên
•
Bố trí trong mặt phẳng cánh trên (aa’bb’, bb’cc’);
•
Tạo nên được những điểm cố kết không chuyển vò theo phương ngoài mặt
phẳng của dàn;
•
Bố trí ở hai gian đầu hồi, khe nhiệt;
•
Khoảng cách các hệ giằng ≤ 60m;

Hệ giằng cánh dưới
•
Bố trí trong mặt phẳng cánh dưới (ee’dd’);
•
Bố trí tại gian có hệ giằng cánh trên;
16
17
5.1.5. Hệ giằng không gian


Hệ giằng cánh dưới
•
Tạo nên được những điểm cố kết không chuyển vò theo phương ngoài mặt
phẳng của dàn;

Hệ giằng đứng
•
Bố trí trong các mặt phẳng thanh đứng giữa dàn và hai đầu dàn (aa’ee’, bb’gg’,
cc’dd’);
•
Khoảng cách các hệ giằng ≤ 15m;
•
Cố đònh, giữ ổn đònh khi thi công dàn;
5.2. TÍNH TOÁN DÀN
5.2.1. Các Giả Thiết Khi Tính Dàn

Trục các thanh đồng quy tại tim nút dàn;

Lực tập trung đặt trực tiếp vào nút dàn;

Xem nút dàn là khớp;
5.2.2. Tải trọng tác dụng lên dàn

Tónh tải, hoạt tải;

Lực tập trung đặt ở nút dàn i:
γ
q
: hệ số độ tin cậy về tải trọng;
d

t
, d
p
: khoảng cách nút dàn bên trái và bên phải nút i;
18
q
tc
pt
i
Bq
dd
P
γ
2
+
=


Dùng các phương pháp của cơ học kết cấu để xác đònh nội lực dàn;

Dàn vì kèo cần tính toán cho các tải trọng sau:
•
Tónh tải đặt cả dàn;
•
Hoạt tải sửa chữa mái đặt ½ dàn và cả dàn;
•
Tải trọng gió;
•
…v.v
19

5.2. TÍNH TOÁN DÀN
5.2.3. Nội Lực

Trường hợp có tải trọng tập trung đặt ngoài nút
→ thanh dàn chòu uốn cục bộ
M
cb
= 0.25ψPd (5.2)
ψ: hệ số kể đến tính liên tục của cánh trên;
ψ = 1: cho khoang đầu;
ψ = 0.9: cho khoang bên trong;
20
5.2. TÍNH TOÁN DÀN
5.2.3. Nội Lực
a. Chiều dài tính toán trong mặt phẳng

Quy ước
•

Nút có nhiều thanh nén hơn thanh kéo
→
nút dễ xoay, được xem là khớp;
•
Nút có nhiều thanh kéo hơn thanh nén
→
nút khó xoay, được xem là ngàm
đàn hồi;

Chiều dài tính toán
Thanh cánh trên, cánh dưới: l

x
= l;
Thanh xiên đầu dàn: l
x
= l;
Thanh bụng: l
x
= 0.8l;
21
5.2. TÍNH TOÁN DÀN
5.2.4. Chiều Dài Tính Toán Các Thanh Dàn
b. Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng

Thanh bụng: l
y
= l;

Thanh cánh thượng, hạ: l
y
= l
1
(khoảng cách giữa hai điểm cố kết);

Dàn có hệ thanh bụng phân nhỏ
Các thanh bụng nén (có chứa nút dàn phân nhỏ) có hai trò số nội lực N
1
> N
2
;
(5.3)

22
5.2. TÍNH TOÁN DÀN
5.2.4. Chiều Dài Tính Toán Các Thanh Dàn








+=
1
2
25.075.0
N
N
ll
y

Thanh nằm trong phạm vi giữa hai điểm cố kết có N
1
> N
2
;
(5.4)
c. Độ Mãnh Giới Hạn Các Thanh Dàn
λ < [λ] (5.5)
5.2.5. Tiết Diện Hợp Lý Các Thanh Dàn
λ

x
≈ λ
y
(5.6)
→ tiết diện hợp lý;
23
5.2. TÍNH TOÁN DÀN
5.2.4. Chiều Dài Tính Toán Các Thanh Dàn








+=
1
2
1
25.075.0
N
N
ll
y

Dạng hai thép góc không đều cạnh, ghép cạnh lớn với nhau: dùng khi l
x
= l
y

;

Dạng hai thép góc không đều cạnh, ghép cạnh bé với nhau: dùng khi l
x
= 0.5l
y
;
24
5.2. TÍNH TOÁN DÀN
5.2.5. Tiết Diện Hợp Lý Các Thanh Dàn

Dạng hai thép góc đều cạnh ghép lại: dùng khi l
x
= 0.8l
y
;

Dạng hai thép góc đều cạnh ghép lại dạng chữ thập: dùng cho thanh đứng tại vò
trí khuếch đại dàn;
25
5.2. TÍNH TOÁN DÀN
5.2.5. Tiết Diện Hợp Lý Các Thanh Dàn