Bài giảng kết cấu thép

1

Đại học Thủy Lợi
Bộ môn
Kết cấu công trình

Kết cấu thép
Giảng viên: Đặng Tuấn Phong


Nội dung chương trình
•
•
•
•
•
•
•
•

Chương 1: Cơ sở thiết kế kết cấu thép
Chương 2: Liên kết hàn
Chương 3: Liên kết bu lông
Chương 4: Dầm thép
Chương 5: Cột thép
Chương 6: Giàn thép
Bài tập nộp
* Đồ án môn học (Học phần KCT 2)

2

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ
KẾT CẤU THÉP
• Vòm cầu thép

3


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ
KẾT CẤU THÉP
• Bể chứa

4


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ
KẾT CẤU THÉP
• Khung nhà lắp ghép

5


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ
KẾT CẤU THÉP
• Cầu trục

6


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ

KẾT CẤU THÉP
• Cửa van thủy lợi

7


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ
KẾT CẤU THÉP
• Cầu Long Biên

8


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
9
1. Mở đầu
- Ưu điểm của kết cấu thép:
* Vững chắc
* Nhẹ
* Dễ gia công, dựng lắp

- Nhược điểm:
* Dễ han gỉ
* Đắt tiền
* Chịu lửa kém


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
10
- Ứng dụng trong thủy lợi: Dùng làm cửa van

Cống Maeslant
Hà Lan

Cống Maeslant thuộc dự án Delta
– Hà Lan (2 cửa van cung trục
đứng có bán kính cửa van 240m)


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
11
- Ứng dụng trong thủy lợi: Dùng làm cửa van

Cửa van phẳng
Nhà máy thủy điện
DakMi-4


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
12
- Ứng dụng trong xây dựng dân dụng:

Cầu thang
Sàn …


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
13
- Ứng dụng trong xây dựng dân dụng:
Tháp Eiffel (tiếng Pháp: Tour Eiffel)
Khởi công

1887
Hoàn thành
1889
Khánh thành
31 tháng ba, 1889
Khánh thành
31 tháng ba, 1889
Nhà thầu chính Gustave Eiffel & Cie
Số tầng 3
Số thang máy
9
Chiều cao
Chiều cao
324 m (1.063 ft)
Tính đến mái
300,65 m (986,4 ft)
Tính đến sàn cao nhất
273 m (896 ft)
Thiết kế
Kiến trúc sư
Stephen Sauvestre
Kỹ sư kết cấu
Maurice Koechlin,
Émile Nouguier


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
14
- Ứng dụng trong công trình giao thông:

Cầu tạm


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
15
2. Vật liệu dùng để chế tạo kết cấu thép (KCT)
Kết cấu thép được chế tạo bởi thép xây dựng:
- Thép Carbon: CT2, CT3, CT4, CT5
- Thép hợp kim
Cường độ tính toán của thép:
R  Rtc .k0 .m
Rtc   c: Cường độ tiêu chuẩn
k0 : Hệ số đồng chất
m: Hệ số điều kiện làm việc m  1


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
16
2. Vật liệu dùng để chế tạo kết cấu thép (KCT)
Các loại thép định hình thường dùng:
- Thép dải, thép bản:

10x40: thép dải có chiều dày 10mm, bề rộng 40mm


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
17
2. Vật liệu dùng để chế tạo kết cấu thép (KCT)
Các loại thép định hình thường dùng:
- Thép chữ C:

 N 0 40 : Chiều cao mặt cắt = 40cm


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
18
2. Vật liệu dùng để chế tạo kết cấu thép (KCT)
Các loại thép định hình thường dùng:
- Thép chữ I:

N 0 40 : Chiều cao mặt cắt = 40cm


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
19
2. Vật liệu dùng để chế tạo kết cấu thép (KCT)
Các loại thép định hình thường dùng:
- Thép góc:

L120x10 : Cạnh = 120mm, dày 10mm
L140x90x8: Cạnh 140mm, cạnh 90mm, dày 8mm


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
20
3. Phương pháp tính KCT theo trạng thái giới hạn
Tải trọng và hệ số tải trọng
- Tải trọng tiêu chuẩn: Ptc
- Tải trọng tính toán: P
- Hệ số lệch tải: nP

- Tổ hợp tải trọng
Nội lực tính toán:
N   ni Nitc .ci

Trong đó:
Nitc : Nội lực do tải tiêu chuẩn thứ i sinh ra
ni: Hệ số tải trọng của tải thứ i
ci: Hệ số tổ hợp tải trọng


CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP
21
3. Phương pháp tính KCT theo trạng thái giới hạn
Tính toán KCT theo trạng thái giới hạn
- Trạng thái giới hạn 1 (về cường độ và ổn định)
N   ni Nitc .ci  SR*
N
*

R
Trong đó:
S
S: đặc trưng hình học của cấu kiện
R*=R khi tính toán về cường độ
R*=th khi tính toán về ổn định



-

Trạng thái giới hạn 2 (về biến dạng hoặc chuyển vị)
f tc 1
   gh ,

L n0
tc


CHƯƠNG 4: DẦM THÉP
1. Khái niệm chung
2. Thiết kế dầm định hình
3. Thiết kế dầm ghép (dầm tổ hợp)

22


CHƯƠNG 4: DẦM THÉP

23

4.1 Mở đầu:
4.1.1 Phân loại dầm:
• Dầm thép là cấu kiện chịu uốn, vật liệu thép. Tiết
diện chữ I (uốn phẳng), chữ C (uốn xiên)


CHƯƠNG 4: DẦM THÉP
4.1 Mở đầu:
4.1.1 Phân loại dầm:
• Dầm thép định hình: Chữ I, chữ C được chế tạo

sẵn trong nhà máy

INo40

[No40

24


CHƯƠNG 4: DẦM THÉP
4.1 Mở đầu:
4.1.1 Phân loại dầm:
• Dầm ghép (Tổ hợp): Được ghép bởi nhiều bản
ghép, dùng liên kết hàn, đinh tán (bu lông)
Chú ý: Khi nào không dùng được
dầm định hình mới dùng đến
dầm ghép.

25