CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP.PPT

CHƯƠNG 1
ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP
1. Ưu và khuyết điểm của Kết cấu thép:
a. Khả năng chịu lực lớn và độ tin cậy cao.
b. Trọng lượng nhẹ: c = γ/f
c. Tính công nghiệp hóa cao
d. Tính cơ động trong vận chuyển, lắp ráp
e. Tính Kín
f. Bị ăn mòn
g. Chịu lửa kém
2. Phạm vi ứng dụng
a. Nhà công nghiệp
b. Nhà nhịp lớn
c. Khung nhà nhiều tầng
d. Cầu đường bộ, đường sắt
e. Kết cấu tháp cao
f. Kết cấu bản
g. Các loại kết cấu di động
* So sánh các phương án TK
3. Yêu cầu đối với kết cấu thép
a. Yêu cầu về sử dụng: an toàn, bền,
đẹp
b. Yêu cầu về kinh tế: Tiết kiệm, công
nghệ chế tạo, thi công nhanh, điển
hình hóa kết cấu thép
4. Vật liệu thép xây dựng
-
Thép (gang) = Fe + C
-
Fe
2

O
3
, Fe
3
O
4
→ gang(trên 1.7% C) →
khử bớt C → thép
-
Thép Carbon: C<1.7%
-
Thép XD là loại thép Carbon thấp
(<0.22%)
-
Thép Hợp kim: có Cr, Ni, Mn tăng
bền, chống gỉ.
-
Thép hợp kim XD: hợp kim thấp
(phụ<2.5%)
5. Các mác thép dùng trong XD
a. Thép Carbon thấp cường độ thường:
-
Nhóm A: chặt chẽ về tính chất cơ học
-
Nhóm B: chặt chẽ về thành phần hóa học
-
Nhóm C: cả hai
-
Giới hạn chảy: 2200 – 2700daN/cm
2

-
Giới hạn bền: 3300 – 5400 daN/cm
2
b. Thép cường độ khá cao:
-
C thấp, hợp kim thấp
-
f
y
= 3100 – 4000 daN/cm
2
-
f
t
= 4500 – 5400 daN/cm
2
-
Giá thành cao hơn thép C
c. Thép cường độ cao:
-
f
y
> 4400daN/cm
2
-
f
t

> 5900daN/cm
2
-
Tiết kiệm vật liệu 25 – 30%
6. Sự làm việc của thép khi chịu tải
trọng
-
Các đặc trưng cơ học chủ yếu: ứng
suất giới hạn, biến dạng giới hạn,
module đàn hồi.
-
Thép carbon cao không có thềm chảy
dẻo rõ rệt → giới hạn chảy lấy bao
nhiêu?
Các đặc trưng cơ học chủ yếu
1. Giới hạn tỉ lệ σ
tl
, giới hạn chảy σ
c
, giới
hạn bền σ
b
, biến dạng khi đứt ε
0
và
module đàn hồi E.
2. Khi σ < σ
tl

: lý thuyết đàn hồi,
E=const.
σ
tl
< σ < σ
c
: lý thuyết đàn hồi dẻo,
E ≠ const.
σ

= σ
c
: lý thuyết dẻo.
Các đặc trưng cơ học chủ yếu (tt)
1. σ
b
: cường độ tức thời.
2. ε
0
: biến dạng khi đứt, đặc trưng cho
độ dẻo dai. ε
0
lớn hơn ε
đh
200 lần.
→Khó bị phá hoại dẻo.
3. Khi kết cấu thép chịu nén: giống
nhau trong giai đoạn trước cũng cố.
Khó xác định σ
b

ở thép có C thấp.
Sự phá hoại giòn

Là sự phá hoại ở biến dạng nhỏ, kèm
theo vết nứt, vật liệu làm việc trong
giai đoạn đàn hồi.

Một số điều kiện gây phá hoại giòn:
hóa già, biến cứng, chịu ứng suất cục
bộ → dễ gây sụp đổ hơn khi bị phá
hoại dẻo.
Sự phá hoại giòn (tt)
Sự phá hoại giòn (tt)

Hiện tượng cứng nguội là hiện tượng
tăng giới hạn đàn hồi của thép do
biến dạng dẻo trước → làm thép giòn,
gây bất lợi.

Cứng nguội khi: gia công nguội, uốn
nguội, cắt bằng máy cắt, đột lổ.
Thép chịu ứng suất phức tạp, tập
trung ứng suất
Thép chịu ứng suất phức tạp, tập
trung ứng suất (tt)

Sự chảy của vật liệu chủ yếu là do sự trượt
dưới tác dụng của ứng suất tiếp

Khi σ

1
= σ
2
thì τ = 0, sự chảy không xuất
hiện, sự phá hoại là đứt giòn.

Thường gặp: trường hợp ứng suất cục bộ
do biến đổi hình dạng đột ngột: lổ khoét,
rãnh cắt, đường lực.
2
21
σσ
τ
−
=
Thép chịu tải trọng lặp

Gây mỏi, ứng suất phá hoại < σ
b
.

Phá hoại giòn, đột ngột, kèm theo vết
nứt.
Sự hóa già của thép

Tính chất của thép thay đổi dần theo
thời gian.


Độ giãn và độ dai va đập giảm đi,
thép trở nên giòn hơn.

Thép trở nên cứng hơn nhưng kém
dẻo hơn.
Độ dai va đập

Để đánh giá mức độ thép dể chuyển
sang giòn và ảnh hưởng của ứng suất
tập trung.

Độ dai va đập có giá trị bằng công
phá hoại mẫu chia cho diện tích tiết
diện mẫu.