thuyết mình thép

BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

ĐỀ BÀI
Tính tốn và thiết kế hệ dầm thép có kích thước lưới cột (B×L), bản sàn bằng
thép tựa lên dầm phụ và dầm chính, chịu tải trọng phân bố đều ptc. Dùng cách bố
trí hệ dầm phổ thơng, dầm phụ đặt trên dầm chính trực tiếp đỡ bản sàn. Vật liệu
là thép, mơđun đàn hồi E = 2.1×106 daN/cm2. Phương pháp hàn tay có bản lót,
phương pháp kiểm tra thơng thường. Trọng lượng riêng của thép ρ = 7850

γ

3

γ

daN/m . Hệ số vượt tải cho phép của tĩnh tải g = 1.1; hoạt tải p = 1.2. Độ võng
cho phép của bản sàn [Δ/l]bs = 1/150; dầm phụ [Δ/l]dp = 1/250; dầm chính
[Δ/l]dc = 1/400.

STT
19

L (m)
12

B (m)
6.6

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

ptc (kN/m2)
15

Mác thép Que hàn
CCT34
N42

1


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

1.

GVHD: Ths. NGƠ DUY TIẾN

Tính tốn chọn kích thước bản sàn

- Căn cứ vào tải tiêu chuẩn lên sàn ptc = 15 kN/m2 tra bảng 3.1 chọn chiều dày bản
sàn ts=10 mm.
- Xác định kích thước bản sàn theo cơng thức tính gần đúng giá trị tỷ số giữa nhịp
ls
ts
lớn nhất
và chiểu dày :

ls 4n0 
72 E1 
=

1 + 4 tc ÷
ts 15  n0 p 
Trong đó:
+

n0 = [ l / ∆ ] = 150

+ Hệ số poisson

+

ν

:

ν = 0.3

E
2.1 × 106
E1 =
=
= 2.31 × 106
2
2
1 −ν
1 − 0.3

daN/cm2

ls 4 × 150 

72 × 2.31 ì 106
=
1 +
ữ = 127.61
15
1504 ì 0.15 
⇒ ts
⇒

ls = 0.8 × 127.61 = 102.088

ls = 100 cm

cm , chọn

2. Tính tốn bản sàn thép
Cắt 1 dải bản bề rộng 1cm theo phương cạnh ngắn của nhịp sàn. Do được
hàn với dầm bằng đường hàn thẳng góc, dưới tác dụng của tải trọng sàn bị ngăn
cản biến dạng, tại gối tựa sẽ phát sinh ra lực kéo H và mômen âm. Bỏ qua ảnh
hưởng của mômen âm ta có sơ đồ tính của bản coi như 1 dầm đơn giản chịu lực
phân bố. Tải trọng tác dụng trên sàn có kể đến trọng lượng bản thân sàn:

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

2


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

qstc = ( p tc + t s ρ ) 1 = ( 0.15 + 1 × 7850.10 −6 ) = 0.158

daN/cm

q stt = ( p tc γ p + t sργ g ) 1 = ( 0.15 × 1.2 + 1 × 7850 × 10−6 × 1.1) = 0.189

daN/cm

2.1 Kiểm tra bản sàn theo độ võng
- Xác định đọ võng do tải trọng tiểu chuẩn và lực kéo H tác dụng.

∆ = ∆0

1
1+ α

Trong đó:

5 q tcls 4
∆0 =
384 E1I x

Ix- là mơmen qn tính dải bản rộng 1 cm
1 × ts3
Ix =
12

5 q tcls 4
5 0.158 × 1004 × 12

∆0 =
=
×
= 1.07
384 E1I x 384 2.31 × 106 × 1 × 13

(cm)

Xác định hệ số α:

α ( 1 + α ) = 3 ( ∆ 0 ts )
2

2

α 3 + 2α 2 + α − 3 ( 1.07 1) = 0
2

Giải phương trình ta có được

α = 0.925

-Độ võng sàn

∆ = ∆0

1
1
= 1.07 ×
= 0.556

1+α
1 + 0.925

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

cm
3


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

∆
1
⇒ [ ∆ ] = 0.667 cm
 =
l
150
s
 
⇒ ∆ < [ ∆]

thõa mãn điều kiện độ võng.

2.2. Kiểm tra điều kiện bền cho bản sàn
- Kiểm tra cường độ sàn

M max

qstt .ls2
1
236.25
=
− H .∆ = M 0 .
=
= 122.72 daN .cm
8
1 + α 1 + 0.925

Trong đó:

qstt .l 2 s 0.189 × 1002
M0 =
=
= 236.25
8
8

daN.cm

Xác định lực kéo H tác dụng trong bản sàn:
2

2

π 2 ∆
3.14 2  1 
H = γ p   E1t s = 1.2 ×
×   × 2.31×106 ×1 = 303.67

4 l 
4
150 

daN

Ứng suất lớn nhất trong bản:
σ=

H M max
+
≤ f .γ c
A
Ws

σ=

303.67 122.72
+
= 1040 daN / cm 2 < f × γ c = 2100 daN / cm2
1
0.1667

A: Là diện tích dải sàn rộng 1 cm;

Ws=

A =1

cm2

1× ts 2 1
= = 0.1667
6
6

=> Kết luận: sàn đủ khả năng chị lực
2.3. Chọn chiều cao đường hàn liên kết giữa sàn và dầm chịu lực kéo H.

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

4


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN
β f = 0.7

+Với phương pháp hàn tay ta có được

;

βs = 1

f wf = 1800
daN/cm2

+Que hàn N42:

f ws = 0.45 × f cu = 0.45 × 3400 = 1530

+Mác thép CCT34:

( β . f w ) min = min ( β f . f wf

; β s . f ws )

β f . f wf = 0.7 ×1800 = 1260

+
+
=>

daN/cm2

β s . f ws = 1×1530 = 1530

( β . f w ) min = 1260

daN/cm2

daN/cm2

daN/cm2 : Tiết diện 1 nguy hiểm nhất.

- Chiều cao cần thiết của đường hàn góc:
hf =

H

( β . f w ) min .γ c

=

242.94
= 0.193
1260

cm

- Đường hàn liên kết giữa bản sàn vào dầm phụ cũng phải thỏa mãn điều kiện:

h f min = 5mm ≤ h f ≤ 1.2tmin
Vậy chọn chiều cao đường hàn cấu tạo: 5 mm
3. Tính tốn thiết kế dầm phụ
3.1 Sơ đồ tính tốn dầm phụ

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

5


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

MẶT BẰNG KCT CỘT DẦM
3.2 Tải trọng tác dụng lên dầm phụ
tc

qdp
= ( p tc + t s ρ ) 100 = (0.15 + 1 × 7850 × 10 −6 ) × 100 = 15.79

daN/cm

tt
qdp
= ( p tcγ p + ts ργ g )100 = (0.15 × 1.2 + 1 × 7850 × 10−6 × 1.1) × 100 = 18.86

daN/cm
Mơmen uốn lớn nhất giữa dầm

M max

tt 2
qdp
l

18.86 × 6602
=
=
= 1026927
8
8

daN.cm

Lực cắt lớn nhất tại gối tựa

Vmax =

tt
qdp
l

2

=

18.86 × 660
= 6223.8
2

daN

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

6


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

3.3 Chọn tiết diện dầm phụ
Mômen kháng uốn kể đến biến dạng dọc

Wxyc =

M max

10260927
=
= 436.62
1.12 f γ c 1.12 × 2100

cm3

Tra bảng thép cán sẵn chọn thép chữ I30a ( Bảng I.6 phụ lục I ) có đặc trưng
hình học:

Wx = 518 cm3

;

ρ = 39.20

kg/m ; b=14.5 cm ; Sx=292 cm3 ; Ix=7780 cm4 ;

d=0.65 cm
3.4 Kiểm tra tiết diện dầm phụ
a. Kiểm tra độ võng theo công thức
∆
5 q cl 3  ∆ 
1
=
≤ =
l 384 EI x  l  250
Tải trọng tiêu chuẩn tác lên dầm phụ
tc
q c = qdp

+ Aρ = 15.79 + 19.9 × 7850 × 10 −6 = 15.94

daN/cm
∆
5
15.94 × 6603
1
∆
=
×
= 0.0033 <   =
6
l 384 2.31 × 10 × 7780
 l  250

b. Kiểm tra tiết diện dầm phụ theo điều kiên bền
- Kiểm tra ứng suất pháp

M bt =

V

gbtγ g l 2

bt
max

8
=

=

gbt γ g l
2

19.9 × 7850 × 10−6 × 1.1 × 6602
= 9356.5
8

daN.cm

19.9 × 7850 × 10−6 × 1.1 × 660
=
= 56.70 daN
2

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

7


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

Ứng suất pháp lớn nhất:
M + M bt 1026927 + 9356.5
σ max = max
=
= 1786.20

1.12Wx
1.12 × 518

σ max

(daN/cm2)
= 1786.20 ( daN / cm 2 ) < f γ c = 2100 ( daN / cm2 )

- Kiểm tra ứng suất tiếp
Ứng suất tiếp lớn nhất
bt
(Vmax + Vmax
) S x (6223.8 + 56.70) × 292
τ max =
=
= 362.65 daN / cm2
I xd
7780 × 0.65

τ max = 362.65 daN / cm 2 < f γ c = 2100 daN / cm 2
Kết luận: Dầm đạt yêu cầu về cường độ và độ võng.
c. Kiểm tra ổn định tổng thể:
Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm vì phía trên dầm phụ có bản sàn
thép hàn chặc với cánh dầm.
4. Tính tốn thiết kế dầm chính
Chọn dầm tổ hợp hàn từ thép CCT34 , có

f = 2100

daN/cm2

4.1 Sơ đồ tính của dầm chính và tải trọng tác dụng

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

8


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

`

MẶT BẰNG KCT HỆ DẦM
Lực tập trung do dầm phụ truyền vào dầm chính
tc
tc
2Vdptc = (qdp
+ g dp
)l = (15.79 + 0.156) × 660 = 10524

daN
tt
tt
2Vdptt = (qdp
+ g dp
γ g )l = (18.86 + 0.156 × 1.1) × 660 = 12561

daN

Nhận thấy dầm phụ dặt cách đều nhau 1 m trên dầm chính nên xem lực tập
trung do dầm phụ truyền vào dầm chính có dạng phân bố đều.
tc
qdc
=

10524
= 105.24
100

qdctt =
daN/cm ;

12561
= 125.61
100

daN/cm

Mômen lớn nhất và lực cắt lớn nhất trong dầm chính

M max

qdctt L2 125.61 × 12002
=
=
= 22609800
8
8

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

daNm
9


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1
tt
qdc
L 125.61 × 1200
=
=
= 75366
2
2

Vmax

GVHD: Ths. NGƠ DUY TIẾN

daN

4.2 Chọn tiết diện dầm chính
a. Chọn chiều cao dầm chính hd

hmin ≤ hd ≤ hmax

hd ≈ hkt
Trong đó hmax được xác định phụ thuộc vào kiến trúc
Chiều cao hmin được xác định bằng công thức gần đúng sau:

hmin =

5 f l  1
L
24 ∆  ∆  ntb

hmin =

5
2100
105.24
×
× 400 ×
× 1200 = 83.76
6
24 2.1 × 10
125.61

cm

Chiều cao kinh tế được tính theo cơng thức sau
hkt = k

M max
22609800
= 1.15 ×
= 108.92
ftw
2100 × 1.2

cm

Chọn sơ bộ tw=1.2 cm; hệ số k=1.15
Dựa vào hmin và hkt sơ bộ chọn chiều cao hd=130 cm

tf = 2
Chọn

cm; hw=130-4=126 cm

b. Kiểm tra chiều dày bản bụng tw
t w = 1.2cm > 1.5

Vmax 1.5 × 75366
=
= 0.713 cm
hf v
130 × 1218

Bản bụng đủ khả năng chịu cắt

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

10


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

c. Chọn kích thước bản cánh dầm
Diện tích bản cánh được xác định theo công thức:

 M h t h3
Af = b f t f =  max − w w
12
 f c2

2
ữ 2
h fk

22609800 ì 130 1.2 × 1263 
2
Af = 
−
= 61
÷×
2
2100
×
1
×
2
12
128



bf

Chọn
tw

b f

b f

b f
b
 f

cm2

tf
=32 cm;

=2 cm. Thõa mãn các điều kiện sau

= 1.2cm ≤ t f = 2cm ≤ 3t w = 3.6cm
= 32cm = ( 1 / 2 ÷ 1 / 5 ) h = ( 55 ÷ 22 ) cm
= 32cm ≥ 1 / 10hd = 11cm
t f = 16 ≤ E f = 31.62
= 320mm > 180mm

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

11


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

4.3 Thay đổi tiết diện dầm theo chiều dài
Để tiết kiệm thép và giảm trọng lượng bản thân dầm, khi thiết kế nên giảm kích
thước của tiết diện dầm đã chọn cho phần dầm có mơmen nhỏ cụ thể là giảm chiều
x = L / 6 = 12 / 6 = 2
rộng cánh dầm. Điểm thay đổi cách gối tựa 1 khoảng
m. Tại chổ
f wf = 1785
thay đổi sẽ nối hai phần cánh bằng mối hàn đối đầu dung que hàn N42 có
daN/cm2

Mx =

tt
qdp
x( L − x)

Tính Mx:

2

=

125.61 × 200 × (1200 − 200)
= 12561000
2

daN.m

Diện tích bản cánh cần thiết tại vị trí thay đổi

 M h t h3
A'f = b'f t f =  x − w w
12
 2 f wt

2
ữ 2
h fk

12561000 ì 130 1.2 ì 1263
2
A'f =

= 31.14
ữì
2
1785
ì
2
12
128



cm2

b 'f = 20cm

Chn

SVTH: Nguyn Vn Lâm _ Lớp D13X2

12


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

4.4 Kiểm tra tiết diện dầm theo diền kiện cường độ và điều kiện độ võng
Mômen do trọng lượng bản thân dầm:
M bt = γ g ρ

(tw hw + 2b f t f ) L2
8

= 1.1 × 7850 × 10

= 433960.56

−6

1.2 × 126 + 2 × 32 × 2 ) × 12002
(
×
8

daNm

Đặc trưng hình học:
 b t3
tw hw3
Ix =
+ 2 f f + bf t f
12
 12


 h fk

 2

2


÷
÷


2
 1.2 × 1263
 32 × 23

128


÷=
+ 2

+ 38 × 2 × 
÷
÷
 12
÷
12
 2  ÷




= 724368.26 cm4

Wx =

2 I x 2 × 724368.26
=
= 11144.12
h
130

cm3

Kiểm tra ứng suất pháp tại tiết diện giữa nhịp

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

13

BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

M max + M bt 22609800 + 433960.56
=
= 2067.79
Wx
11144.12

σ max =

2

daN/cm <

f γ c = 2100

daN/cm2

Vậy dầm đủ khả năng chịu ứng suất nén chính => kích thước chọn hợp lý.
Kiểm tra ứng suất tiếp tại gối tựa

τ=

(Vmax + Vbt ) S x'
≤ f vγ c
I x' tw

Vbt = γ g ρ (tw hw + 2b f t f ) L / 2 = 1.1 × 7850 × 10 −6 × (1.2 × 126 + 2 × 32 × 2) × 1200 / 2

=1446.53 daN

h fk 1.2 × 126 2
t w hw2
128
'
S =
+ bf t f
=
+ 20 × 2 ×
= 4941.4
8
2
8
2
'
x

 b' t 3
t w hw3
I =
+ 2  f f + b 'f t f
12
 12

'
x

 h fk


 2

2


÷
÷


cm3

2
 1.2 × 1263
 20 × 23
 128  
÷=
+ 2
+ 20 × 2 × 
÷÷
 12
÷
12
2

 ÷




=527717.6 cm4

2 I x' 2 × 527717.6
W =
=
= 8118.73
h
130
'
x

cm3

(Vmax + Vbt ) S x' (75366 + 1446.53) × 4941.4
τ=
=
= 599.37
I x' tw
527717.6 × 1.2

2

daN/cm <

f vγ c = 1218

daN/cm2

Kiểm tra ứng suất pháp tại đường hàn đối đầu nối cánh
gtctt = γ g ρ (tw hw + 2b f t f ) = 1.1 × 7850 × 10 −6 × (1.2 × 126 + 2 × 32 × 2) = 2.41
daN/cm

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

14


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

tt
g dc
x( L − x) 2.41 × 200 × (1200 − 200)
M =
=
= 241000
2
2
'
bt

σ 'max

M x + M bt' 12561000 + 241000
=
=
= 1576.84
Wx'
8118.73

daNcm

2

daN/cm <

f wtγ c = 1785

daN/cm2

Kiểm tra ứng suất cục bộ tại nơi đặt dầm phụ

σc =

P
≤ f γc
tw l z

dp
P = 2(Vmax
+ Vbtdp ) = 2 × (6223.8 + 56.70) = 12559.4

daN

Chiều dài truyền tải nén
l z = b dp
f + 2t f = 14.5 + 2 × 2 = 18.5
cm

σc =

P
12559.4
=
= 565.74daN / cm2 < f γ c = 2100daN / cm2
tw lz 1.2 × 18.5

Kiểm tra ứng suất tương đương tại nơi thay đổi tiết diện dầm

σ1 =

( M x + M bt )hw (12561000 + 433960.56) × 126
=
= 1551.36
Wx' h
8118.73 × 130

(Vx + Vbt ) S x' (50244 + 964) × 4941.4
τ1 =
=
= 399.58
I x' tw
527717.6 × 1.2

daN/cm2

daN/cm2

Trong đó:
1200

tt L
Vx = qdc
( − x) = 125.61× (
− 200) = 50244
2
2

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

daN

15


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

L

 1200

Vbt = gtctt x ữ = 2.41 ì 
− 200 ÷ = 964
2

 2


daN

σ td = σ 12 + σ c2 − σ cσ 1 +3τ 12 = 1551.362 + 565.74 2 − 565.74 × 1551.36 + 3 × 399.582
=1525.81 daN/cm2

σ td = 1525.81

2

daN/cm < 1.15

f γ c = 2415

daN/cm2 (thõa mãn)

4.5 Kiểm tra điều kiện ổn định của dầm
a. Kiểm tra ổn định tổng thể

bf
Kiểm tra tỉ số l0/
b 
b
l0 
≤ 0.41 + 0.0032 f +  0.73 − 0.016 f
b f 
t f 
tf

 bf  E
÷
÷h  f

 fk 

l0 100 
32 
32  32  2.1 × 106
=
< 0.41 + 0.0032 × +  0.73 0.016 ì ữì
= 18.33
bf
32
2
2 128 
2100
Dầm đảm bảo ổn định tổng thể
b. Kiểm tra ổn định cục bộ
Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh.

bof
tf
bof
tf

=

(b

− tw ) / 2

f

(b
=

tf
f

≤ 0,5

− tw ) / 2
tf

E
f

( 32 − 1) / 2 = 7.75 < 0.5
=
2

E
2.1 × 106
= 0.5
= 15.81
f
2100
(thỏa)

Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

16


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1
λw =

hw
tw

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

f 126
2100
=
×
= 3.32
E 1.2
2.1 × 106

>

[ λ ] = 3.2

Bản bụng sẽ mất ổn định cục bộ do ứng suất tiếp. Cần đặt các sườn đứng đặt
cách nhau

a ≤ hw = 126

cm

Chọn a=100 cm
Kích thước sườn đứng

bs ≥

ts ≥ 2bs

hw
1260
+ 40 =
+ 40 = 82
30
30

f
2100
= 2×9×
= 0.57
E
2.1 × 106

mm => Chọn

cm => Chọn

bs = 90

ts = 6

mm

mm

Các sườn được hàn vào bụng và cánh dầm bằng đường hàn theo cấu tạo

-Kiểm tra lại ổn định cục bộ của bản bụng sau khi đặt sườn đứng

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

17


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

2870
5370
1000

2500

2500

2500

2500

1000

12000

2

3

-Kiểm tra bản bụng ơ (1) (vùng có ứng suất tiếp lớn)

λow =

d
tw

f 100
2100
=
= 3.16 < λ  = 3.5
E
1 2.1 × 106

=>Bản bụng bảo đảm điều kiện ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất tiếp.
-Kiểm tra bản bụng ơ (3), (vùng có ứng suất pháp lớn)

λw = 3.32 < λw  = 5.5
=>Bản bụng bảo đảm ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất pháp
Vậy điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng tại 2 ô trên là bảo đảm.
-Kiểm tra bản bụng ô (2) tại trí cách gối x1=287cm
tt
qdc
x1 ( L − x1 ) (125.61 + 2.41) × 287 × (1200 − 287)

M1 =
=
= 16772604.31 daN .m
2
2

qdctt ( L − 2 x1 ) (125.61 + 2.41) × (1200 − 2 × 287)
V1 =
=
= 40070.26 daN
2
2

σ=

M 1hw 16772604.31 × 126
=
= 1458.75 daN / cm 2
Wx h
11144.12 × 130

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

18


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1
τ=

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

V1
54152.46
=
= 358.15 daN / cm 2
hw tw 126 × 1.2

σc =

P
12559.4
=
= 565.74daN / cm 2
tw lz 1.2 × 18.5

-Ứng suất tới hạn
a 250
=
= 1.98 > β = 0.8
hw 126
3

3
bf  t f 
32  2 
δ = β  ÷ = 0.8 ì
ì
ữ = 0.94
hw tw
126 1.2

Tra bảng 27-Hệ số Ccr trong TCVN 5575-2012 có được giá trị Ccr=31.05

σ cr =

Ccr f
2

λw

=

31.05 × 2100
= 5915.68
3.322

-ứng suất cục bộ giới hạn

λa =

Do

a
2t w

f
250
2100
=
×

= 3.29
E 2 × 1.2
2.1 × 106

a
= 1.98 > 0.8
hw

và

σ c σ c 
<
σ  σ 

nên thay a=0.5a=0.5×250=125 cm.

 a 125
= 0.99 > 0.8
 =
h
126
⇒ C1 = 17.8
 w
δ = 0.94


SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

19

BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1
σ c ,cr =

GVHD: Ths. NGƠ DUY TIẾN

C1 f 17.8 × 2100
=
= 3453.40daN / cm 2
2
2
a
3.29

-ng sut tip ti hn

ow =

à=

hw
tw

f 126
2100
=
ì
= 3.32
E 1.2
2.1 × 106

a 250
=
= 1.98
hw 126

 0.76  f
0.76  1218

τ cr = 10.3 1 + 2 ÷ 2v = 10.3 ì 1 +
ì
= 1358.82 daN / cm 2
2 ữ
2
à λow
 1.98  3.32


 σ
σ
+ c

 σ cr σ c ,cr

2

2

2
2

 τ 
 1458.75 565.74   358.15 
+
= 
+
÷
÷ +
÷ = 0.31 < γ c = 1
÷ τ ÷
5915.68
3453.40
1358.72

 

  cr 

4.6 Tính liên kết giữa bản cánh và bản bụng
2

2

2

2

 VS x '   P 
1
1
 (75366 + 1446.53) × 4941.4   12559.4 

hf 1
ì
' ữ + ữ =
ữ +
ữ
2( f w )min γ c  I x   lz  2 × 1260 
527717.6
  18.5 
=0.392 cm
Trong đó:

β f . f wf = 0.7 × 1800 = 1260
daN/cm2

+
+

β s . f ws = 1×1530 = 1530

( β . f w ) min = min ( β f . f wf

daN/cm2

; β s . f ws ) = 1260daN / cm 2

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

20

BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

h f = 7 mm
Chọn

hàn suốt chiều dài của dầm.

4.7 Tính mối nối hàn
Nối để thuận tiện cho việc dich chuyển và lắp ghép.
Bản cánh nói bằng đường hàn đối đầu, bản bụng nối bằng bản ghép và dung
đường hàn góc.
Vị trí nối ngay tại vị trí thay đổi tiết diện.
Nội lực tại mối nối:
M1 = M x =
V1 = Vx =

12561000 daNcm

50244 daN

Mối nối coi như chịu hoàn toàn lực cắt và phần mơmen của bản bụng.
Mb =

Iw
200037
M
=
× 12561000 = 4761381

1
I x'
527717.6

daNcm

Trong đó:
tw hw3 1.2 × 1263
Iw =
=
= 200037
12
12

cm4

Chọn bản ghép tiết diện 116×1 cm2, bề rộng 10cm

2 Abg = 2 × 116 × 1 = 232
Kiểm tra tiết diện bản ghép:

cm2>

Aw = 126 × 1.2 = 151.2cm 2

Mối hàn đặt lệch tâm so với ví trí tính nội lực.
Do vậy có mơmen lệch tâm

Me

M e = V1 × 5 = 50244 × 5 = 251220

daNcm

Chiều cao đường hàn

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

21


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

h f = 1cm h f > h f min = 0.5cm
,
h f < 1.2t = 1.2cm
W f = 2 × (126 − 1) 2 × 1.2 / 6 = 6250
A f = 2 × ( 126 − 1) × 1.2 = 300

cm3

cm2

Kiểm tra ứng suất đường hàn.

 M
σ td = 
W

 f

2

2

2
2
  V1 
 4761381 + 251220   50244 
+
= 
÷
÷ +
÷ = 203.51
÷  A ÷
÷
6250
300




f
  

daN/cm2 <

( β . f w ) min γ c = 1260daN / cm2

12

1260

1300
1160

50

20

σ td = 203.51

daN/cm2

100

200

20

50

10

4.7.Tính sườn đầu dầm

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

22

BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1

GVHD: Ths. NGÔ DUY TIẾN

-Chọn kích thước sườn
Bề rộng của sườn đầu dầm chọn bằng nề rộng của bản cánh: bs=20cm
As = bs ts ≥

V
(75366 + 1446.53)
=
= 23.72
f cγ c
3238.1

⇒ ts = 1.186

cm =>Chọn

⇒ ts = 1.2

cm2

cm

Chiều cao sườn có thể nhơ ra khỏi cánh dưới dầm 1 đoạn:
a ≤ 1.5ts = 1.5 × 12 = 18

mm

-Kiểm tra điều kiện ép mặt
V
≤ f cγ c
Ase

Trong đó
Ase = tsbs = 1.2 × 20 = 24

fc =

⇒

f u 3400
=
= 3238
γ M 1.05

cm2

daN/cm2

V
75366 + 1446.53
=
= 3200
Ase
24

daN/cm

2

≤ f cγ c = 3238

daN/cm2 (thỏa)

-Kiểm tra ổn định tổng thể

σ=

V
≤ f γc
ϕ Aqu

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

23


BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP1
c1 = 0.65t w

GVHD: Ths. NGƠ DUY TIẾN

E
2.1 × 106
= 0.65 × 1.2 ×
= 24.66

f
2100

cm

tsbs3 c1tw3 1.2 × 203 24.66 × 1.23
I qu =
+
=
+
= 803.55
12
12
12
12
Aqu = t sbs + c1t w = 1.2 × 20 + 24.66 × 1.2 = 53.6

cm4

cm2

iz = I qu / Aqu = 803.55 / 53.6 = 3.87

cm

λ=

hw 126
=
= 32.55

iz 3.87

⇒ ϕ = 0.928

⇒σ =

V
75366 + 1446.53
=
= 1554.25
ϕ Aqu
0.928 × 53.6
daN/cm

SVTH: Nguyễn Văn Lâm _ Lớp D13X2

2

≤ f γ c = 2100

daN/cm2 (thỏa)

24