Ebook thiết kế hệ dầm sàn thép phần 2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.88 MB, 25 trang )
Chương V
V Í D Ụ T ÍN H T O Á N
Thiết kế mạng dầm thép có kích thước lưới cột (6x12)m, bản sàn bằng thép tựa lên
dầm phụ và dầm chính chịu tải trọng phân bố đểu plc = 20kN/m 2. Vật liệu là thép có số
hiệu CCT34, mô đun đàn hồi E = 2 ,lx lQ 5 N/mm 2. Hàn tay que hàn N42. Trọng lượng
riêng của thép p = 7850 kg/rrr. Hệ số vượt tải cho phép của tĩnh tải yg = 1,05; hoạt tải
Yp = 1,2. Độ võng cho phép của bản sàn
bs
150
1
; của dầm phụ
đp
250
; của
1
dầm chính
dc
400
5.1. CHỌN PHƯƠNG ÁN B ố TRÍ HỆ DẦM SÀN
Dùng cách bố trí phổ thông, dầm phụ đặt trên dầm chính trực tiếp đỡ bản sàn (hình 5-1).
I— h----- ------------------r— ----- ------r*— -----
1 -4
t-M
A-A
i
1
1 -.m
I- : ĩ
r
T
ĩ
r
12
Hình 5-ỉ. Phương án bô' trí hệ dầm sàn
5.2. TÍNH BẢN SÀN
Căn cứ vào hoạt tải đã cho p'c = 20kN/m 2 chọn sơ bộ chiều dày bản sàn ts = 10 mm.
Xác định nhịp bản sàn theo công thức (2-1):
33
F
9 110
E, = —
= •
, = 2 ,3 0 7 .105 N / mm
1 - u 2 1 - 0 ,3
Ịs
4.150
:
15
i = i - = 105,6
t.
10
/s = 1056. Chọn /s = 1000 mm.
Cất 1 dải sàn bề rộng lm theo phưcmg cạnh ngắn. Tải trọng tác dụng trên sàn có kể
đến trọng lượng bản thân của sàn:
q “ = ( p tc+ t sp ) l = (20 + 0 ,01.78,5).1 = 20,785 kN/m
q“ = (p 'cY p+tspyg) l = (20.1,2 + 0,01.7 8 ,5 .1 ,0 5 ). 1 = 24,824 kN/m
Độ võng của bản sàn có sơ đồ là dầm đem giản: A0
g . s, _ ______—
5
2 0,,7 8 5 /.1—
2 _
A - 5 7?
= 0 ,0 1 4 m
0 384 E jlx 384 2,307.108.0,013
trong đó:
1.0,01
12
Xác định hê số a qua phương trình ơle:
(Ạ Ỹ
a ( l + a)2 = 3 =2.
V *s y
a = 1,207
Độ võng lớn nhất của bản sàn:
1
A = À,
0 1+ a
0 ,014
= 0,00634 m
1 + 1,207
Mô men lớn nhất của bản sàn:
M max = M,
34
1
3,103
1+ a
1 + 1,207
= 1,406 kN.m
=
trong; đó:
q"42
24,824,/2
= 3,103 kN.m
Lực k éo H tại gối tựa:
E,t. =1.2.
3,14
.2,307.10 .10 = 303,28N
150
Kiểm tra độ bền của bản sàn:
lOOt?s _ 100.12
= 16,666 cm 3
6
W -=
A s = 100ts =100.1 = 100 cm 2
H Mmax 303,28
1,.406X105 _ 0 . . . . . .
2 _
_ oinxT/
2
a =— +
* = — —:— + ------- —----- - = 8 ,466N / mm < fv = 2 1 0 N /m m
As
ws
104
16,666x 10
Kiểm tra độ võng của bản sàn
A
0,00634
1
1
150
ỉ ~
= 0,00666
Chiều cao đường hàn liên kết giữa sàn và dầm phụ:
H
_ 303,28
.
h, = ------—----- =
= 2,4 mm
( P U m,„Yc 0,7.180
tr o n g
dó:
Pffwf = 0,7.180= 126 N/mm2
psfws= 1.0,45.345 = 155 N/mm2
(PQmin = min (pffwf; íựvvs) = 126 N/miĩ>2
Theo yêu cầu cấu tạo chọn hf = 5 mm.
5.3. TÍNH DẦM PHỤ
5.3.1. Tải trọng tác dụng lên dầm phụ
q!ỉp-(p,c +tsp)/s =(20 + 0, 01.78,5). 1 = 20,785 kN/ m
qSp = ( p teYp + t spys )/I =(20.1,2 + 0>01.78,5.1,05).l = 24>8 2 4kN /m
M ô men lớn nhất M max ở giữa dầm:
It |2
qy
24,824.6
8
Lực cắt lớn nhất V
= 111,708 kN.m
8
tại gối tựa:
35
V
= ^ - = 24’824-6 = 74,472 kN
2
2
5.3.2. Chọn tiết diện dầm phụ
Mô men chống uốn của dầm phụ có kể đến sự phát triển biến dạng dẻo trong tiết diện:
w
, J N Ị ^ = u Ị Ị 0ỵ
l,12fyc
2i =
w
1,12.21
Chọn thép định hình I N30a có các thông số:
Wx = 518 cm3; Jx = 7780 cm4; Sx = 292 cm 3; g = 39,2 kg/m; d = 6,5 mm.
5.3.3. Kiểm tra tiết diện dầm phụ
Mô men và lực cắt do trọng lượng bản thân dầm:
M bl =
g b j / _ 1,05.39,2.62
8
8
V* = M i ỉ = M ^ i M
= 185,22 kg.m * 185,22 kN.cm
= 12 3 ,48 k g = 1,235 kN
5.3.3.1. Kiểm tra tiết diện dầm phụ theo điều kiện độ bền
- Kiểm tra ứng suất pháp:
k6 . 1o r
^max
1,12WX
1rv4
1,12.518.10J
Kiểm tra ứng suất tiếp:
(v ^ + v ^ s,
(7 4 ,4 7 2 .1 ữ % l,2 3 5 .1 0 3)
Ixtw
7780.104.6,5
43,7N /m m 2 < fvyt = 125N/mm:
5.3.3.2. Kiểm tra độ võng dầm
A
//
5 (q,c + g ,c ) ' ĩ
'1QA
CT
384
EI
= 0,0037 <
5 (2078,5.10-2 + 0 ,3 9 2 .1 0 -2 ). 600
10/1
'S
1 in4'7'7on
384 *
2,1.10
.7780
= 0,004
dp
5.3.3.3. Kiểm tra ổn định tổng th ể
Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm phụ vì phía trên dầm phụ có bản sàn
thép hàn chặt với cánh dầm.
36
5.4. T ÍN H D Â M C H ÍN H
5.4.1. Tải trọ n g tác dụng lên dầm chính
Lực tập trung do phản lực dầm phụ đặt trên dầm chính.
2-V£ = (qĩp + s ỉp ) ' = (20,785 + 0.392),« = 127,062 kN
2.v“ = (q i'p +gi'[,) / = (24,824 + 0,392.1,05).6 = 151,414kN
Vì các dầm phụ đặt cách nhau Im nên tải trọng do dầm phụ truyền xuống dầm chính
là phân bố đều.
= 127,062 kN/m
q “t =151,414 kN/m
Mò men
và
lực cắt lớn nhất
q ^
= i 5M l i Ị2 l=
8
52kN m
8
= S ÌL L = 1 Ẽ M 1 1 :.1 2_ = 9 0 8 , 484kN
V
m
2
2
5.4.2. Chọn chiều cao dầtn
h mm ^ h < h max
h « h kt
min
hkt=k, ^
kI
— L = — . — ——r.400.
. 12.102 = 83,92 cm
n,b
24 2,1.10
151,414
24 E
=U
i ftw
5 , t ™
V
^
= 131cm
21.1
Chọn h = 130cm; tw = lcm .
Sơ bộ chọn tf = 2 cm; hw = 130 - 4 = 126 cm
^ = 1 ^ = 126
t...
1
w
• /?
5.4.3. Kiểm tra chiều dày bản bụng dầm
3
V
3 908,484 t > - —— = - .
-- ---- = 0,901 cm
w 2 hfv
2 126.12
t = 1 cm > 0,901 cm
37
5.4.4. Tính bản cánh dầm
A f - bftf -
2
^max h
2
l yj
í 272545,2.130
12 J h * 2 r
1.1263 ]
2
12
1282
2.21.1
= 82,63cm :
Chọn: bf = 44 cm; tf = 2 cm.
Thoả mãn các điều kiện:
20
¥
10
+) bf = 44cm > 180mm
X
X
1280
1260
1300
+) ^í- = — = 2 2 < Ễ = 31,6
t,
2
Vf
Ă
+) bf = 4 4 c m e | —-Ỉ- —
f
v 2 5.
à _____
20
j,------ «0------- J,
+) tw < tf < 3tw
Hình 5-2. Tiết diện dầm
5.4.5. Thay đổi tiết diện dầm theo chiều dài
Điểm để thay đổi kích thưốc bản cánh dầm cách gối tựa một khoảng
X
= L/6 = 2m.
Mô men tại vị trí thay đổi:
Mx =
q x (l- x )
1 5 1 ,4 1 4 .2 .(1 2 -2 )
-------------- -v-------- - = 1514,14 kN.m
2
2
Diện tích tiết diện bản cánh cần thiết tại vị trí thay đổi
2_
A 'f = b 'ft f
; fw 2
( 151414.130
1.126
18.2
12 J 4
12
= 4 6 ,396cm
128
fwl - cường độ của đưcmg hàn đối đầu khi chịu kéo.
Chọn: b’f= 24 cm.
20
ử
440
1550
*
10
1260
1300
U * - 4
20
Hình 5-3. Thay đổi tiết diện cánh dầm
38
5.4.6. Kiểm tra tiết diện dầm
Mô men do trọng lượng bản thân dầm:
M bt = Ỵ,,p
'g r
(t h + 2 b ftf )L2
( o ,01.1,26 + 2.0 ,4 4 .0 ,0 2 ). 122
- " L U ... = 1 05.78,5,— ------ ------ — ---------------------------------- — -= 4 4 ,806kN.m
O
Q
1.126'
= ^ i ^ i _ + 2.2.44.642 = 887594cm 4
12
w x = 13655,292 c m \
Kiểm tra ứng suất pháp tại tiết diện giữa nhịp:
_ M max+ M b, _ 2725,452.106 + 44,806.106
wx
ơmax
13655,292.103
= 202,87N /m m 2 < fyc = 210N/m m2
Kiểm tra ứng suất tiếp tại gối tựa:
T j v m, ^ v j s ;
IX
,Yc
v t» = í sp(t»h » + 2 b ,tr) . t = 1,05.78,5.(0,01.1,26 + 2 .0 ,4 4 .0 ,0 2 )— = 14,94kN
2
2
s ; = b;t, ^
x
1' 2
ì; =
12
2
4
+ 2b'ft f i
'f 4
= 24.2.— +
2
12
2
+ 2.2.24.—
4
4
= 5056,5cm 3
= 5599 14cm4
w ; = 8614,062cm 3
_ ( V max+ Vbt)S'x_ ( 9 0 8 ,4 8 4 + 1 4 ,9 4 ).1 0 3.5056,5.103
J'xtw
"
_
559914.104. 10
= 83,38N/m m 2 < fvYc = 120N/mm2
Kiểm tra ứng suất pháp trong đường hàn đối đầu nối cánh:
g"c = (0,01.1,26 + 0 ,0 2 .0 ,4 4 .2) .78,5.1,05 = 2 ,49kN/m
,
g lL x ( L - x ) 2 ,4 9 .2 .(1 2 - 2 )
Mb
^=“ ----------- ì-------- ^ = 2 4 ,9kN.m
btí “
\
2
2
, _ M X+ M'bt _ 1514.14.106 + 2 4 ,9.106 _ iao ^ XT,___ 2 ^ .. _ , OAXT,___ 2
ơ' = — -- - = ---------------------------------= 178,66N/mm < f„ tY,. = 180N/mm
w;
8614,062.10
39
Kiểm tra ứng suất cục bộ tại nơi đặt dầm phụ:
p
ơc =
< fy c
p = 2( v max + v b t) = (74,472 + 1,235).2 = 151,414 kN
/z = bfdp + 2tf = 14,5 + 2.2 = 18,5 cm
151,414.10
ơc
= 81,85N/m m 2 < fyc = 210N/m m :
10.185
t„7.
K iểm tra ứng suất tương đương tại nơi thay đổi tiết diện dầm:
(M x + M ;,) h w
(l5 1 4 ,1 4 .1 0 6 + 24,9.106 ).126Q
W'h
8 6 1 4 ,0 6 2 .103.1300
= 173,17N/mm
ơì =
(V + V b()S'
T1 =
trong đó:
(6 0 5 ,6 5 6 .103 + 9 ,9 6 .103 ).5 0 5 6 ,5.10
IX
v,=qi
= 55,59N/m m
ccnni A ia4 1n
559914.10
.10
ĩ 9♦
-
-
X
i-x
1= 151,414.
- - 2
2
= 2,4 9. “ - 2
2
6 05,656kN
= 9,96kN
a ,d = ự ơ ? + ơ * - ơ , a c +
ơ tđ = V l7 3 ,1 7 2 + 8 1 ,852 -1 7 3 ,1 7 .8 1 ,8 5 + 3.55,592
ơ,d = 178,28N/mm2 < l,15fyc = 241,5N /m m 2
5.4.7. Kiểm tr a ổn định dầm
5.4.7.1. Kiểm tra ổn định tổng th ể
Kiểm tra tỷ số Ụ b f:
b > b f‘ í
bf í
^ - < 1 0,41 + 0 ,0032 — + 0 ,7 3 - 0 ,0 1 6 —
bf
hfik. V
100
44
44
<1 0,41 + 0,0032-.— + 0 ,7 3 - 0 ,0 1 6 .
44
2
2,27 < 1 9 ,3
/0 - khoảng cách giữa các dầm phụ, bằng Im.
Dầm đảm bảo ổn định tổng thể.
40
44
2, 1. 10'
128
21
5.4.7.2. Kiểm tra ổn định cục bộ
• Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh:
Khi chọn tiết diện bản cánh đã chọn để đảm bảo về ổn định cục bộ.
• Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng:
tw
VE
= —I J\ ị—
^ T = 3 ' 98> L
M J = 3’2
2,1.10
Bản bụng phải đặt các sườn ngang và kiểm tra ổn định.
Khoảng cách lớn nhất của các sườn ngang: a = 2hw = 2.126 = 252cm.
Chọn a = 240 cm; bố trí 4 sườn (hình 5-4):
■ —■—
II
\
/
\
/1
11
1 \ /
\ /
1
I
x
01
/ \
H
/
\ 1
- _____ k_______ i ______ k----------- * ----------------------- ------------------------11------------------------
02 X
90
^40
_______ 4170
2400
2400
2400
I
i
2400
I
2400
12000
Hình 5-4. Bố trí sườn ổn định trong dầm
Bề rộng và chiều dày sườn:
b = ^ + 40 = ^ ^ + 40 = 82mm. Chọn bs = 9 cm.
s 30
30
t s > 2 b ss í ĩ / Ẽ = 2 .9 V2 I / 2 ,1.104 = 0,569 cm. Chọn ts = 6 mm.
Các sườn được hàn vào bụng và cánh dầm bằng đường hàn theo cấu tạo.
• Kiểm tra ứng suất trong các ô
- Kiểm tra ô bụng 1:
Điểm kiểm tra cách đầu dầm:
=
M ,=
= 177 cm.
= (151.414 + 2 ,4 9 ).l,7 7 .(j_ 2 - U 7 ) = 13
2
Mị h w
T
I
2
= (151,414 + 2 ,4 9 ) - - 1 , 7 7
2
v, =q
_
X,
2^
651,014kN
1393,378.106
1c/: -70XT/___ 2
:----- --- 6 3 0 = 156,78N/mm
r r r \ r \ 1 A 1 r\ 4
559914.10
78kN m
T=
u
*
w
1260.10
w
ơ c = 81,85N /m m
ứng suất pháp tới han ơ
2
:
— = Ả ị = 1 ,9 > 0 ,8 ;
h
1,26
= 0, 8.
w V
w /
2 f- = 81,85 = 0,52
ơ
156,78
44
= 2,235
126
C crf _ 33,45.210 _
. . . . . ___ 2
ơ cr = ZẸL_ 2 ------- — = 443545N/m m
3,98
C w = 3 3 ,4 5 ;
Úng suất cục bộ giới hạn ơ c cr:
ĩ , = — i i = — J — ^ - Ị - = 3,79
2 tw V E
2.1 \2 ,1 .1 0
a
_ 240
0,95 và 5 = 2,235 -> c , = 19,445.
2 h w “ 2.126
c ,f
ơ c cr = - T - =
•
xị
19,445.210
„ OXT,___ 2
— — 0— = 284»28N/m m
3,79
Úng suất tiếp tới hạn t cr:
tw V E
1
\ 2,1.10
a
240
ụ. = — = —— = 1,905
h...
126
T
= 1 0 ,3 1 +
0,76
\2
+
í
+
Ô bụng 1 đảm bảo ổn định.
42
' i + ° ' 76
1,095
\2
f 156,78
81,85
443,45 + 284,28
120
= 94,37N /m m
3,98"
= 0,843 < 1
+
94,37
Kiểm tra ô bụng 2:
■
Đ iểm kiểm tra cách đầu dầm; x2= 417 cm.
q x2 ( / - xĩ ) J l 5 1 . 4 14 + 2 , 4 9 ) 4 , 17 . ( l 2 - 4 , 17) = 2 5 i2 |5 6 7 k N ii|
M2 =
V, = q
2
2
f I
\
- - X
,
\2
í Ỉ2
= (151,414 + 2 ,4 9 ) — - 4 ,1 7
J
\ 2
= 281,644kN
_ M 2 h w 2512,467.106 Ể i n _ n 0
2
ơ=—
— = — -— —— —.630 = 178,33N/mm
I 2
887594.10
X=
v2
281,644.10*
1260.10
h„,t,
ứng suất pháp tới hạn ơ
:
J _ = A ± = 1,9 ;
h„.
5 l = 1 1 ^ 1 = 0 ,4 5 9
1,26
ơ
í * Y
5=P ^
h„\v
0 8
=
V
= 22,35N/m m
,
vv /
178,33
44
.
126 v l /
= 2,235
-> tri sô giới hạn — = 0,7 4 6 ; so sánh —£- = 0,449 < trị sô giới hạn -^- = 0,746
ơ
ơ
ơ
C f
33,45.210
= 443,45 N/m m ‘
ơcr = -=2 =
3,98'
A.w
—
178,33
+
443,45 + 284,28
v xcr/
ô
o c
81,85
o ,
/ 2 2 , 3 5 x2
= 0,729 < 1
+
94,37
bụng 2 đảm bảo ổn định.
5.4.8. Tính liên kết giữa cánh và bụng dầm
+
hf >
p
2 ( p f v ) m in V c
hf >1
1
2 . 12, 6.1
,
\
923,424.5056,5
+ 8,185
559914
h, > 0,464cm
43
trong đó: pfwf = 0,7.18 = 12,60 kN/crn2;
pfws = 1.0,45.34,50 = 15,52 kN/cm2;
(Pfw)min = 12,60 kN/cm2.
Chọn hf theo điều kiện cấu tạo hf = 7 mm hàn suốt chiều dài dầm.
5.4.9. T ính mối nối dầm
Nối dầm tại nơi thay đổi tiết diện bản cánh để thuận tiện cho việc di chuyển, lắp ghép.
Bản cánh nối bằng đường hàn đối đầu, bản bụng nối bằng bản ghép và dùng đường
hàn góc.
Nội lực tại mối nối: M ị = 1539,04 kN.m
V, = 6 1 5 ,6 1 6 kN.
Mối nối coi như chịu toàn bộ lực cắt và phần mô men của bản bụng:
Mh = Ì
b
I
m
= 2 ^ 6 9 8 153904 = 45820,41kN.cm
559914
trong đó: Iw = 166698 cm4;
1 = 559914 cm 4.
Chọn bản ghép có tiết diện (116 X l)cm ; bề rộng 10 cm.
10
10
Kiểm tra tiết diện bản ghép: 2A bg = 2.116.1 > A w = 126.1
Mối hàn đặt lệch tâm so với vị trí tính nội lực. Do vậy có mô men lệch tâm Me:
Me = 615,616.5 = 3078,08kNcm
Chọn chiều cao đường hàn: hf = lOmm;
hf > h min = 5mm;
hf < l ,2 t = 1,2.1 = 12mm.
44
w f = 2(116 - l)2l/6 = 4408,33cm ;
Af = 2(116 —1)1 = 230cm 2
Kiểm tra ứng suất trong đường hàn:
M
w,
\2
+
'V. N2
f 45820,41.104 + 3 0 7 8 ,0 8 .104
6 15,6 1 6 .103
Af
4408,33.10
2 30.102
2
ơ (d = 114,1 lN /m m < (pfw) . = 126N/mm
\2
2
5.4.10. Tính sườn đầu dầm
Sườn đầu dầm chiu phản ỉực gối tựa:
V = 908,484 + 14,94 = 923,424 kN
Dùng phương án sườn đặt ở đầu dầm, dầm đặt phía trên gối khớp với cột.
Bề rộng của sườn đầu dầm chọn bằng bề rộng của bản cánh:
bs = b'f= 24 cm.
Tiết diện của sườn đầu dầm đảm bảo về điều kiện ép mặt:
V..
923 424
t =—
= - Z f ± Z fZ - = 1,188 cm
bsftyc 24.32,380.1
trong đó:
f = —íy—= 32,380 kN/cm 2.
c 1,05
Chọn sưòfn gối có kích thước bsts = (24x1,2)cm.
10.
ft
r n r m * '■rrnTTT
LLLLLLM-kLLLim
rTTTTTTTTTTTTTTTTT
20
li
12
45
Kiểm tra sườn theo điều kiện ổn định cục bộ:
— < 0,5.
( 24- l ì = 9 ,5 8 < 0 ,5 2,-1:l°
1,2.2
V 21
= 15,8
Kiểm tra sườn theo điều kiện ổn định tổng thể:
qu
0 ,6 5 tlJ y = 0 , 6 5 . = 2 0 , 5 5
c m:
A = A s + A qu =1,2.24 + 20,55 = 49,35 cm:
. b ^ + 0 .6 5 ,: y Ẽ 7 ? . 2 4 ^ 2 + 0 . 6 5 .1 ^ 2 l . l g V 2 L = 1 3 8 4 a i3 cm.
12
ÍT
is =
s VA
12
1383,113
12
12
_
= 5 296cm
V 49,35
X = ILe. = _ i ^ L = 2 3 ,79 ->q> = 0 ,956
L
5,296
V
4? 4 103
= 195i 73N/mm < fyc = 210N/mm:
ơ = JLmM. = Z ±±Z fZ i^ỉ
(pA
0,956.49,35.102
46
PHỤ LỤC
Bảng I . T hép cacbon TCVN 1765 :1975
Giới hạn chảy fy, N/mm2,
Độ dãn dài A, %,
cho độ dày t, mm
cho độ dày t, mm
Độ bền
Mác thép
kéo fu,
N/mm2
<20
20 < t < 40 40 < t < 100
<20
Không nhỏ hơn
CT31
> 310
-
CT33s
3 1 0 -4 0 0
CT33n, CT33
>40
Không nhỏ hơn
—
23
22
20
-
—
35
34
32
320 * 420
-
-
34
33
31
CT34S
330 4- 420
220
210
200
33
32
30
CT34n, CT34
340 -r 440
230
220
210
32
31
29
CT38S
370+470
240
230
220
27
26
24
CT38n, CT38
380 + 4 9 0
250
240
230
26
25
23
CT38nMn
380 -i- 500
250
240
230
26
25
23
CT42S
4 1 0 -5 2 0
260
250
240
25
24
22
CT42n, CT42
420 * 540
270
260
250
24
23
21
CT51n, CT51
510 -ỉ- 640
290
280
270
20
19
17
CT52nMn
460 + 600
290
280
270
20
19
17
>610
320
310
300
15
14
12
CTóln. CT61
—
20 < t < 40
Bảng II. Cường độ tiêu chuẩn fy , fu và cường độ tính toán f của thép cácbon
(TCVN 570 9 : 1993)
Đơn vị tính: N/mm2
Mác
thép
Cường độ tiêu chuẩn fy và cường độ tính toán f của thép
với độ dày t (mm)
t < 20
20 < t < 40
40 < t < 100
Cường độ kéo đứt tiêu
chuẩn fu không phụ
thuộc bể dày t (mm)
fy
f
fy
f
fy
f
CCT34
220
210
210
200
200
190
340
CCT38
240
230
230
220
220
210
380
CCT42
260
245
250
240
240
230
420
48
Bảng III. Cường độ tiêu chuẩn fy , fu
và cường độ tính toán f của thép hợp kim thấp
Đơn vị tính: N/mm2
Độ dày, mm
Mác thép
30 < t < 60
20 < t < 30
t < 20
fu
f
fu
fy
f
f
fy
450
310
295
450
300
285
-
14Mn2
460
340
325
460
330
315
-
lóMnSi
490
320
305
480
300
285
470
290
275
09Mn2Si
480
330
315
470
310
295
460
290
275
10Mn2Sil
510
360
345
500
350
335
480
340
325
lOCrSiNiCu
540
360
540
400 *
360
520
400*
360
4^
o
o
1*
L .......
09Mn2
-
-
Ghi chủ: * Hệ sô' yMđối với trường hợp này là 1,1; bề dày tối đa là 40 mm.
Bảng IV. Cường độ tính toán của thép cán và thép ống
Trạng thái làm việc
Cường độ
Ký hiệu
tính toán
Kéo, nén, uốn
f
f
Trượt
fv
f v = 0 , 5 8 f y /Y m
Ép mặt lên đầu mút (khi tì sát)
fc
f« = f. /Ym
Ép mặt trong khớp trụ khi tiếp xúc chặt
L
fcc = 0,5 fu/yM
Ép mặt theo đường kính của con lãn
fcd
fcd = 0,025 fu/yM
=
fy /Y m
Bảng V. Quy cách thép tấm cán nóng (TCVN 2059 :1977)
Bể dầy (mm)
Bể rộng (mm)
200 ; 210 ; 220 ; 240 ; 250 ; 260 ; 280 ; 300 ; 320 ; 340 ; 360 ;
6 ; 7 ; 8 ; 9 ;10 ; 11;
12 ; 14 ; 16 ;18 ; 20
380 ; 400 ; 420 ; 450 ; 480 ; 500 ; 530 ; 560 ; 600 ; 63 0; 650 ;
670 ; 700 ; 750 ; 800 ; 850 ; 900 ; 950 ;1000 ;1050
200 ; 210 ; 220 ; 240 ; 250 ; 260 ; 280 ; 300 ; 320 ; 340 ; 360 ;
6; 25 ; 28 ; 30 ; 32 ; 36;
380 ; 400 ; 420 ; 450 ; 480 ; 500 ; 530 ; 560 ; 600 ; 63 0; 650 ;
40 ; 45 ; 50 ; 55 ; 60
670 ; 700 ; 750 ; 800 ; 850 ; 900 ; 950 ;1000 ;1050
49
Bảng VI. Cường độ tính toán của thép cán chịu ép mạt tì đầu, ép mặt cục bộ
trong các khớp trụ, ép theo đường kính con lăn
Đơn vị tính: N/mm2
Cường độ tính toán
Giới
Ép mặt
han
Ép theo đường kính con
bền
Tì đầu
Cục bộ trong các khớp trụ
N/mm2
(có gia công
(giữa các thớt cong với trục hình ưụ)
phảng mặt)
khi tiếp xúc chặt
360
327
164
8
365
332
166
8
370
336
168
8
380
346
173
9
390
355
178
9
400
364
182
10
430
391
196
10
440
400
200
10
450
409
205
10
460
418
209
10
470
427
214
11
480
436
218
11
490
445
223
11
500
455 ■
228
11
510
464
232
12
520
473
237
12
530
473
237
12
540
482
241
12
570
504
252
13
590
522
261
13
635
578
289
14
lăn (trong các kết cấu có
độ di động hạn chế)
Ghi chú: Giá trị của cường độ tính toán lấy theo các công thức ở bảng IV, với Ym = 1, 1.
50
Bảng VII. Quy cách thép tấm cán nóng theo GOST 19903-74*
Bé dày(ram):
0,4; 0,45; 0,5; 0,55; 0,6; 0,63; 0,65; 0,7; 0,75; 0,8; 0,9; 1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5;
1,6; 18; 2; 2,2; 2,5; 2,8; 3,0; 3,2; 3,5; 3,8; 3,9; 4,0; 4,5; 5; 5,6; 6; 6,5; 7; 7,5;
8; 8,5; 9; 9,5; 10; 10,5; 11; 11,5; 12; 12,5; 13; 13,5; 14; 14,5; 15; 15,5; 16;
16,5; 17; 17,5; 18; 18,5; 19; 19,5; 20; 20,5; 21; 21,5; 22; 22,5; 23; 23,5; 24;
24,5; 25; 25,5; 26; 27; 28; 29; 30; 31; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52;
55; 58; 60; 62; 65; 68; 70; 72; 75; 78; 80; 82; 85; 87; 90; 92; 95; 100; 105;
110; 115; 120; 125; 130; 135; 140; 145; 150; 155; 160.
Bề rộng(mm); 500; 510; 600; 650; 670; 700; 710; 750; 800; 850; 900; 950; 1000; 1100;
1250; 1400; 1420; 1500; 1600; 1700; 1800; 1900; 2000; 2100; 2200; 2300;
2400;2500: 2600; 2700; 2800; 2900; 3000; 3200; 3400; 3600; 3800.
Bé dày, IĨ1ĨĨ1
0,4-0,6
0,63-0,75
0,8-0,9
500-750;
1000;
1250
500-800;
1000;
1250
3ề rộng, mm 500-750;
1000
1
1,2-1,4
1,5-2,8
3-5,6
600-1000; 600-1250 600-1500 600-1800
1250
(tiếp theo)
Bề dày, mm
6-7,5
8-10,5
11-12,5
13-25,5
26-40
42-160
Bé rộng, ram
700-2000
700-2500
1000-2500
1000-2800
1250-3600
1250-3800
Bẳng VIII. Các đác trưng vật lý của thép
Các đặc trưng vật lý
Giá trị
1. Khối lượng riêng p, kg/mí:
- Thép cán và khối đúc bằng thép
7850
- Khối đúc bằng gang
7200
1. Hệ số dãn dài do nhiệt a°, c 1
0,12.104
3. Môđun đàn hồi E, N/mm2
- Thép cán và khối đúc bằng thép
2,1.10*
- Khối đúc bằng gang
0.85.106
- Bó sợi thép song song
2,0.10Ã
- Cáp thép xoắn và cáp thép xoắn có lớp bọc ngoài
1,7.106
l. Môđun trượt của thép và khối đúc bằng gang G, N/mm2
5. Hệ số nờ ngang (hệ số Poát xông)
0,81.106
0,3
ĩlìi chú; Giá trị môđun đàn hổi của cáp thép cho trong bảng ứng với khi lực kéo không bé hơn 60%
lực kéo đứt sợi cáp.
51
Bảng IX. Thép cán chữ I. TCVN 1655 : 1975
Các ký hiệu:
h : chiều cao
b : bề rộng dầm
d : chiều dầy bản bụng
t : bề rộng trung bình cánh
r : bán kính góc uốn tròn trong
r : bán kính góc tròn ở mép
I : Mô men quán tính
w : Mô men chống uốn
s : Mô men tĩnh của nửa tiết diện
rxy: bán kính quán tính
—
Kích thước, mm
b
55
64
73
81
90
100
100
110
110
120
115
125
125
135
135
145
140
145
155
160
170
180
190
d
4,5
4,8
4,9
5,0
t
7,2
7,3
7,5
7,8
5,1
5,1
5,2
5,2
5,4
5,4
5,6
8,1
8,3
5,6
6,0
6,0
6,5
6,5
7,0
7,5
8,3
9.0
10,0
11,0
12,0
8,4
8,6
8,7
8,9
9,5
9,8
9,8
10,2
10,2
10.7
11,2
12,3
13,0
14,2
15,2
16,5
17,8
R
7,0
7,5
8,0
8.5
9,0
9,0
9,5
9,5
10,0
10,0
10,5
10,5
11,0
11.0
12,0
12,0
13,0
14,0
15,0
16,0
17,0
18,0
20,0
r
2,5
3,0
3,0
3,5
3,5
3,5
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,5
4,5
5,0
Diện tích
Khối
lượng 1m
mặt cắt
ngang, cm2 chiéu dài, kg
12,0
14,7
17,4
20,2
23,4
25,4
26,8
28,9
30,6
32,8
34,8
37,5
40,2
43,2
46,5
5,0
5,0
49,9
53,8
6,0
6,0
7,0
61,9
72,6
84,7
7,0
7,0
8,0
100,0
118,0
138,0
9,46
11.50
13,70
15,90
18,40
19,90
21,00
22,70
24,00
25,80
27,30
29,40
31,50
33,90
36,50
39,20
42,20
48,60
57 00
66,50
78,50
92,60
108,00
Đại lượng tra cứu cho trục
Ix, cm4
198
350
572
873
1290
1430
1840
2030
2550
2790
3460
3800
5010
5500
7080
7780
9840
13380
19062
27696
39727
55962
76806
X - ,<
Wx, cm3
39,7
58,4
81,7
109,0
143,0
159,0
184,0
203,0
232,0
254,0
289,0
317,0
371,0
407,0
472,0
518,0
597,0
743,0
953,0
1231,0
1589,0
2035,0
2560,0
Khối lượng 1m chiéu dái tính theo kích thước danh nghĩa với khối lượng riêng của thép bằng 7,85 g/cm3
Bán kính lươn R và r được chỉ dân trong bảng VIII và hình vẽ không kiểm tra mà chỉ iàm số liệu cho thiết kế lô hỉnh.
ix^cm
4,06
4,88
5,73
6,57
7,42
7,51
8,28
8,37
9,13
9,22
9,97
10,10
11,20
Sx, cm3
23,0
33,7
46,8
62,3
81,4
89,8
104,0
114,0
11,30
12,30
12,50
13,50
229,0
268,0
14,70
16,20
423,0
545,0
18,10
19,90
708,0
919,0
1181,0
1491,0
21,80
23,60
131,0
143,0
163,0
178,0
210,0
292,0
339,0
ly, cm4
17,9
27,9
41,9
58,6
82,6
114,0
115,0
155,0
157,0
206,0
198,0
260,0
260,0
337,0
337,0
436,0
419,0
516,0
667,0
808,0
1043,0
1356,0
1725,0
Y -Y
Wy, cm3
6,49
8,72
11,50
14,50
18,40
22,80
23,10
28,20
28,60
34,30
34,50
41,60
41,50
50,00
49,90
60.10
59,90
71,10
86,10
101,00
123,00
151,00
182,00
Cổng thức tính
Tập trung
Cánh trên
Cánh dưới
Cánh trên
Cánh dưới
Vị/
= 1,6 + 0,08a
VỊ/
= 3,15 + 0,04a - 2,7.10'5a 2
Phân bố đều
Vị/
= 3,8 + 0,08a
Vị/
= 5,35 + 0,04a - 2,7.10‘5a 2
Bất k ỳ
Bất k ỳ
Vị/ =
Tập trung
ờ giữa
Bất k ỳ
Vị/ = 1 ,7 5 \ựị
Cánh trên
VỊ/ = 1 ,1 4 Vị/Ị
V*/ = 1 ,1 4 X 4 /,
Cánh dưới
V|/ = 1 ,6 Vị/ẵ
C ánh ư ên
lị/ = 1 ,1 4 V |/|
Vị/ = l , 1 4 v |/ j
Cánh dưới
ụ = 1 ,3 V ị
VỊ/ = 1 , 3 Vị/,
Tạp trung
ờ 1/4 nhịp
Một ờ giữa
Phân bố đều
G hu hú:
Trị s ố của
xựị
khi a
Cánh được
chất tải
lấy bàng
\ụ
40
0,1 < a < 40
Vụ = 5,05 + 0,09a
2,25 + 0,07a
Vị/
= 3,3 + 0,053a - 4,5.10 5a 2
iị/ = 6,6 + 0 ,0 5 3 a -4 ,5 .1 0 V
Vị/ =
3,6 + 0,04a - 3.5.10'V
Uì
= 1,75 + 0,09a
Vị/
Khổng cố kết
Hai hay nhiều,
chia nhịp thành
các phán đều nhau
Vị/
Dạng tải
trọng
>—
Sớ lượng diêm
cố kết cánh nén
trong nhịp
đôi với dầm tiết diện chữ I có hai trục đối xứng
Vị/
■€
II
Báng X. Hệ sỏ
V = 1 ,6
khi cánh nén được cố kết bằng hai hoặc nhiều điểm.
Bảng XI. Bàng xác định chiều rộng b
|.oai tiêu chuẩn
A A SHO
(Mỹ)
CEB
(Anh)
CPI10 (Anh)
(Code of Practice)
C’P 117 . Part 1
(Anh)
CP 117. Part 2
(Anh)
DIN 1078
(Đức)
Giá trị b
r L/4
b = min
^B
12hc
b = L/8 với tải trọng phân bố đều
b = L/8 với tải trọng phân tập trung
bf +L/5
b = min í
B
r L/3
■
b = min -ị1 B
Ghi chú
Với dầm liên tục
L là khoảng cách giữa 2
điểm M đổi dấu
Với dầm liên tục
L = 0,7 chiều dài nhịp
U f +12hc
Khi B < L / 10 lấy b = B /2
Khi B > L / 10 lấy b theo phương trình
(B/b) = 1 + 1 2 (B /L )
Khi B / L < 0,1 thì b / L = 1
Khi B / L= 0,1 + 0,6 thì b / L = 0,89 - 0,5
Khi B / L> 0,6 thì b / L = 0,3
53
Bảng X II. Hệ sô uốn dọc
h
200
240
988
967
939
906
869
827
782
734
665
599
537
479
425
376
328
290
259
233
210
191
174
160
987
962
931
894
852
805
754
686
612
542
478
719
364
315
276
244
218
196
177
161
147
135
Hệ số (p đối với các cấu kiện bằng thép có cường
280
320
360
400
440
985
984
982
983
981
959
955
946
952
949
924
917
905
911
900
883
873
863
854
846
836
822
796
809
785
785
766
721
749
696
724
687
654
623
595
641
602
532
566
501
565
522
447
483
413
493
448
408
369
335
427
381
306
338
280
366
321
287
260
237
313
276
247
223
204
272
240
195
215
178
239
211
171
157
189
212
187
152
167
139
189
167
150
136
125
170
150
123
135
112
154
136
111
122
102
140
124
101
093
111
128
113
102
093
085
118
104
094
086
077
: Giá trị của hệ sô' ẹ trong bảng đã được tăng lên 1000 lần.
độ tính toán /, N/mm2
480
520
560
600
980
943
895
849
775
672
568
471
380
309
258
219
189
164
145
129
115
104
094
086
079
073
977
936
883
820
729
608
494
386
305
250
209
178
153
134
118
105
094
085
077
071
065
060
979
941
891
832
764
650
542
442
349
286
239
203
175
153
134
120
107
097
088
080
074
068
•978
938
887
825
746
628
518
414
326
267
223
190
163
143
126
112
100
091
082
075
069
064
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.
Đoàn Định Kiến, Nguyễn Văn Tấn, Phạm Văn Hội, Phạm Văn Tư, Lưu Văn
Tường. Kết cấu thép. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. H à Nội, 1996.
2.
Phạm Văn Hội, Nguyễn Quang Viên, Phạm Văn Tư, Lưu Văn Tường. K ết cấu
thép - Cấu kiện cơ bản. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật. Hà Nội, 2006.
3.
TCXDVN 338-2005. Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế.
4.
TCVN 2737 - 1995. Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế.
5.
TCVN. Thép kết cấu và thép dùng cho xây diừig. N hà xuất bản Xây Dựng.
Hà Nội, 2001.
6.
TCVN 1655 - 1975. Thép cán nóng - Thép ch ữ l - cỡ, thông s ố kích thước
7.
E.I.Beỉenhia và các tác giả khác. Kết cấu thép. Nhà Xuất bản Xây dựng.
Matxcơva, 1985.
8.
Chỉ dẫn thiết kê'kết cấu liên hợp dùng trong nhà cao tầng. Công ty Tư vấn Đại
học Xây dựng, 2006.
55
MỤC LỤC
T ratĩịi
56
Lời nói đầu
3
Các ký hiệu chính sử dụng trong sách
5
Chương I. Khái niệm chung về hệ dầm sàn thép - hệ dầm sàn liên hợp
7
Chương II. Tính toán bản sàn
9
Chương III. Tính toán dầm phụ
12
Chương IV. Tính toán dầm chính
20
Chương V. V í dụ tính toán
33
Bản vẽ
47
Phụ lục
48
Tài liệu tham khảo
55
THIET KE
HỆ DẦM, SÀN THÉP
*
■
(Tái bản)
Chịu trách nhiệm Xỉúíĩ bán :
T R ỊN H XUẢN SƠN
Biên táp :
TRỊNH KIM NGÂN
C h ế hán :
ĐINH THỊ PHUỢNG
Sửa hàn in :
TRỊNH KỈM NGẢN
Trình bày bìa :
v ũ BÌNH MÍNH
In 700 cuốn khố 19 X 27cm tại Xườna in Nhà xuất bán Xây dựnu. Giấv chấp nhận đãim ký kc hoạch
xuất bàn sỏ 21 -2010/CXB/385-64/XD ngày 30-12- 2009. Quyết định xuất hán số 332/QĐ-XBXD
ngày 22-10-2010. In xong nộp lưu chiếu tháim ỉ 0 -2010.
