đồ án thép 1 mẫu cho sinh viên

Bộ xây dựng
Trờng đại học kiến trúc hà nội
Khoa xây dựng
Bộ môn kết cấu thép gỗ

Đồ án thép số 1

thiết kế mạng dầm thép

Giáo viên hớng dẫn :

Ths vũ trọng huy

Sĩnh viên thực hiện

:

nguyễn hoàng long

Lớp

:

99X3

Ngày hoàn thành:

Hà nội 2003

:

10/5/2003


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

Lời nói đầu

Đồ án kết cấu thép 1 là một trong những đồ án môn học trong chơng trình
đào tạo kỹ s hệ chính quy của trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Việc làm đồ án đã giúp cho sinh viên nắm vững và hệ thống tốt hơn kiến thức
học đợc trên lớp.
Trong quá trình làm đồ án em đã đợc sự chỉ bảo hết sức tận tình của Thầy
giáo Ths Vũ Trọng Huy, em vô cùng biết ơn về sự chỉ bảo của Thầy. Song do sự
tiếp thu kiến thức còn hạn chế nên có thể sẽ không tránh khỏi những sai sót. Em
mong muốn đợc sự chỉ bảo của Thầy nhiều hơn nữa để hoàn thiện thêm kiến
thức bản thân.
Em xin chân thành cảm ơn

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

2


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

Đề bài :

Thiết kế mạng dầm sàn bằng thép với các số liệu tính toán kèm theo cho trong
bảng:
L(m)

B(m)

a(m)

ptc(T/m2)

12

5

Tự chọn

1,5

Que hàn 42 - Hàn tay.
Nội dung thuyết minh bao gồm:
A. Cơ sở lý thuyết
B. Nội dung tính toán
I.Tính toán kích thớc bản sàn theo điều kiện cờng độ và biến dạng
II. Tính toán thiết kế dầm phụ:
1.Chọn sơ đồ tính.
2. Xác định tải trọng tính toán.
3. Xác định nội lực tính toán.
4. Chọn kích thớc tiết diện dầm.
5. Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện cờng độ và biến dạng.
III.Tính toán thiết kế dầm chính.

1.Chọn sơ đồ tính.
2. Xác định tải trọng tính toán.
3. Xác định nội lực tính toán.
4.Thiết kế tiết diện dầm.
5. Thay đổi tiết diện dầm

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

3


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

6. Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện cờng độ và biến dạng.
7. Tính liên kết cánh với bụng dầm
8. Kiểm tra ổn định của dầm.
9. Tính toán các chi tiết khác của dầm.
a.Tính sờn đầu dầm.
b. Tính liên kết dầm phụ với dầm chính.
c. Tính nối dầm.
Độ võng cho phép:

1

f

Đối với sàn =
l 150

f

1

Đối với dầm phụ =
250
l
f

1

Đối với dầm chính =
400
l
Tải trọng sử dụng ptc(KN/m2) Có hệ số vợt tải n = 1,2.
Vật liệu thép cho toàn sàn là BCT3C6-1.
Theo tiêu chuẩn TY 14-1-3023-80 có cờng độ tính toán
Dạng cán

Bề dày (mm)

R (daN/ cm2)

Rc (daN/ cm2)

Rem

(daN/

cm2)

Tấm

Hình

410

2300

1300

3550

1120

2300

1300

3450

4.10

2400

1400

3600

1120

2400

1400

3550

Hệ số điều kiện làm việc = 1.
Chiều cao lớn nhất của kết cấu sàn hmăx = 1,6 m.
Hệ số vợt tải vật liệu thép ng= 1,05.
Phần thể hiện: Dùng bản vẽ khổ A1:

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

4


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

Tài liệu dùng cho thiết kế:


Kết cấu thép- Đoàn Định Kiến (chủ biên)- Nhà xuất bản khoa học và
kỹ thuật

TCVN 5575 :1991 Kết cấu thép - tiêu chuẩn thiết kế
Ví dụ tính toán đồ án kết cấu thép 1( trờng đại học kiến trúc Hà Nội)

a.cơ sở lí thuyết:

I. Tính toán bản sàn:
Sàn thép gồm các bản tựa lên một trong ba kiểu hệ dầm(dầm đơn
giản ,dầm thờng,dầm phức tạp) và đợc hàn với các dầm
Khoảng cách các dầm,chiều dày bản sàn thép quyết định khả
năng chịu lựcvà độ cứng của bản sàn,chúng có quan hệ chặt chẽ với
nhau.Khoảng cách dầm lớn thì bản dày và ngợc lại
Chính vì thế tính toán sàn thép là xác định chiều dày thép làm
bản sàn và nhịp của bản sàn
1)Các bớc tiến hành :
Xác định chiều dày bản ,nhịp dầm phụ l
Bố trí nhịp dầm phụ theo đúng tỉ lệ l/svà khoảng cách đều theo
kích thớc
Thiết kế thực tế cần theo 1 số phơng án khác nhau
Tính toán và chọn phơng án hợp lí hơn(là phơng án làm bản và
hệ dầm có lợng thép ít hơn mà cấu tạo kết cấu không phức tạp)
2)Xác định kích thớc bản sàn:
Kinh nghiêm thiết kế cho thấy rằng dùng nhiều dầm mà bản
mỏng thì lợng thép làm kết cấu sẽ ít hơn là bản dày và ít dầm
Với hệ dầm xác định ,để chọn kích thớc hợp lí của bản sàn
(gồm nhịp và chiều dày bản)thì có thể dựa vào đồ thị quan hệ giữa

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

5


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

q,l/s,[f/l] hoặc biểu thức xác định gần đúng giá trị của tỉ số giữa
nhịp lớn nhất và chiều dầy bản sàn:
ls
4 ì n0
72 ì E 1
1 +
=
s
15 n 4 0 ì q 0 tc






Trong đó :

ls
là tỷ số giữa nhịp sàn và chiều dày sàn.
s
n0=[f/l]
qtc:tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn
E1 =

E
1 2

E môdul biến dạng của thép
E1môdul biến dạng của tấm

: Hệ số Poatxông
Từ các dữ liệu trên ặ

ls
có thể giả thiết l s ặ s hoặc giả thiết
s

s ặ ls

Thờng giả thiết s dựa vào bảng 3.1(quan hệ giữa tải trọng và
chiều dày sàn)

Tải

trọng

tác

dụng

lên

Chiều dày bản sàn s

sàn(daN/m2)
1000

6-:-8

2000

8-:-10

3000

10-:-12

>3000

12-:-14

Chọn và cấu tạo sàn chú ý sao cho l chọn chẵn và hợp lí

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

6


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

3)Tính toán và kiểm tra:
a)Kiểm tra:
*Tải trọng :
Cắt dải bản rộng 1m ,qui tải trọng về phân bố đều
Sau khi có bề dày bản ặtính đợc tải trọng tác dụng
q tc = ( g tc + p tc ).1m

Trong đó :

ptc :hoạt tải tiêu chuẩn
gtc = 7850. (tĩnh tải tiêu chuẩn)
q tt = (n g g tc + n p p tc ).1m

Trong đó ;
ng : hệ số vợt tải của tĩnh tải
np : hệ số vợt tải của hoạt tải
*sơ đồ tính:
Trong cấu tạo bản sàn đợc hàn với dầm
Khi tải trọng tác dụng lên sàn thì bản chịu uốn và bị biến dạng (bị
võng)
Đờng hàn bản với dầm giữ không cho bản sàn biến dạng xoay
của bản tại các gối(tại chỗ hàn)vì vậy tại các gối tựa sẽ phát sinh lực
kéo H và mô men âm làm giảm mô men nhịp cho bản -->Trong tính
toán bỏ qua mômen âm mà chỉ xét ảnh hởng của lực kéo H (để
thiên về an toàn)
Xét dải bản 1m ặcoi nh dầm đơn giản có hai gối tựa cố
định,chịu tải trọng phân bố đều có sơ đồ tính nh hình vẽ
M max =

q.l 2
H . f (Do ảnh hởng của lực kéo H)
8

Hoặc tính theo công thức:

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

7

Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

M max =

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

M0
1+

Trong đó;
f = f0

1
(f độ võng của bản do tải trọng qtc và lực H gây ra
1+

)
f0 =

5 q tc .ls
.
384 E1 J

4

đợc xác định bằng tỉ số giữa lực kéo H và lực tới hạn ơle và
đợc xác định theo phơng trình
f
(1 + ) 2 = 3 o

2

H lực tác dụng tại gối tựa của bản đợc tính theo công thức
2

2 f
H = n E1
4 l

ặxác định đợc Mmax tiến hành kiểm tra nh một cấu kiện chịu
uốn ,nén đồng thời
*Kiểm tra theo độ võng:
f = f0

1
[f ]
1+

Với [f] độ võng cho phép xác định theo bảng I.3 phụ lục I kết
cấu thép 1
*Kiểm tra theo điều kiện cờng độ;

=

H M max
+
.R
A

W

A diện tích tiết diện
Khi cả hai điều kiện trên đợc thoả mãn ta tính toán liên kết cho
bản vào dầm
b)Tính toán liên kết

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

8


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

chiều cao đờng hàn đợc xác định theo công thức
hh

H
( .R g ) min .

Chú ý:
Khi tính võng tính với qtc
khi tính theo cờng độ tính với qtt
*. Tính toán dầm phụ :
Nội dung thiết kế gồm các vấn đề:
Chọn tiết diện dầm(chọn loại thép hình làm dầm)
Kiểm tra tiết diện dầm đã chọn về : Độ bền
Độ ổn định

Cấu tạo và tính toán các chi tiết của dầm
1)Chọn tiết diện của dầm hình :
a)Sơ đồ tính :
Diện truyền tải
sàn vào dầm phụ
cột

dầm phụ
dầm chính

4000

b

ls

ls

c
ls

500 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 500
12000

2

mặt bằng truyền tải vào 1 dầm phụ

3

Sơ đồ tính là dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố đều nh hình vẽ

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

9


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

qtt

B

Mmax
Qmax

b)Tải trọng:
*Tải trọng tiêu chuẩn
qdtc=ptc.a+gtc.a+gtcbt
Trong đó

gtc,ptc là tĩnh tải và hoạt tải tiêu chuẩn

gtcbt tải trọng tiêu chuẩn bản thân
Chú ý :
Trong trờng hợp cha có tải trọng bản thân thì nhân hệ số
1,02 đối với tất cả các trờng hợp tải trọng để tiến hành lựa
chọn tiết diện đợc sát hơn

*Tải trọng tính toán
qtt=ptc.a.np+gtc.a.ng+gtcbt.ng (kg/m2)

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

10


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

c)Hình dạng tiết diện
Tuỳ theo tính chất làm việc của dầm mà chọn tiết diện cho phù hợp
I :Khi dầm chịu uốn phẳng
[ :Khi dầm chịu uốn xiên
d)Nội lực tính toán
Mômen lớn nhất :
q.l 2
8

M max =

Lực cắt lớn nhất :
Qmax =

q.l
2

e)Kích thớc tiết diện

Từ điều kiện bền của cấu kiện chịu uốn tính mômen chống uốn
của tiết diện theo:
Theo đàn hồi
W yc =

M max
R.

Có kể đến biến dạng dẻo
Có kể đến sự làm việc trong giai đoạn đàn hồi dẻo của thép
ặMômen kháng uốn cần thiết đợc tính theo công thức

W yc =

M max
C.R.

C:hệ số xét đến sự phát triển biến dạng dẻo của vật liệu thép có
giá trị nh sau
C=1,15 thép chữ I, chữ [ chịu uốn phẳng trong mặt phẳng
C=1,2 các dầm chịu uốn ngoài mặt phẳng

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

11


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

Sau khi tính đợc Wyc ta dựa vào bảng qui cách thép cán sẵn
,chọn loại thép hình có tiết diện phù hợp với sơ đồ và tính chất làm
việc và đảm bảo Wx>Wyc để làm dầm và tiến hành kiểm tra tiết diện
chọn
2)Kiểm tra tiết diện chọn:
Từ tiết diện cụ thể của dầm ta có gtcbt ặxác định đợc tải trọng
tác dụng theo đúng sơ đồ và tính chất làm việc
qdtc=ptc.a+gtc.a+gtcbt (kg/m2)
qtt=ptc.a.np+gtc.a.ng+gtcb.ng (kg/m2)
Nội lực:Xác định đợc nội tổng cộng lớn nhất có kể đến tải trọng
bản thân của dầm
Mômen lớn nhất :
M

max

=

q tt .l 2
8

Lực cắt lớn nhất :
Qmax =

q tt .l
2

a)Kiểm tra bền
*Theo điều kiện chịu uốn:

Nếu đã chọn thép hình có W x W yc mà trong cấu tạo không gây
các giảm yếu thì không cần kiểm tra điều kiện chịu uốn
Trờng hợp trái lại thì cần kiểm tra điều kiện uốn theo công thức

=

M max
.R
Wth

Trong đó :
Wth là mômen kháng uốn của tiết diện thực (không kể phần
giảm yếu nếu có)của tiết diện cần kiểm tra

:hệ số điều kiện làm việc của vật liệu

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

12


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

R:cờng độ tính toán của thép làm dầm
*Kiểm tra theo điều kiên chịu cắt
max =

Qmax .S x

J x .b

Rc .

Trong đó:
Qmax :lực cắt lớn nhất trogn dầm
Sc: mômen tĩnh của ẵ tiết diện dầm đối với trục trung hoà
Jth: mômen quán tính thực của tiết diện dầm với trục x-x
b : chiều dày bản bụng thép định hình

Rc: Cờng độ tính toán chịu cắt của thép làm dầm
Chú ý:
Nếu bản bụng dầm tại tiết diện bị giảm yếu tại vị trí kiểm tra bởi
các bu lông đinh tán hay do nguyên nhân khác thì giá trị trên cần
nhân với hệ số = a.(a d)
Với

a: khoảng cách tâm hai lỗ đinh
d: đờng kính lỗ đinh

*Kiểm tra bản bụng dầm chịu ứng suất cục bộ
Khi có lực tập trung tác dụng ở cánh trên của dầm mà tại đó bản
bụng không có sờn đứng gia cờng thì cần kiểm tra điều kiện bền
của bản bụng theo công thức
cb =

P
.R
z.b

Trong đó :
P: giá trị lực tập trung cục bộ
Z=b+2t: chiều dài vùng nén cục bộ qui ớc
b: chiều dài thực tế truyền tải trọng tập trung lên dầm
t: chiều dày bản cánh thép hình

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

13


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

b)Kiểm tra võng
Dầm đợc thiết kế cần đủ độ võng để trong suốt quá trình sử
dụng không võng quá độ võng qui định
Độ cứng đợc kiểm tra theo công thức
f f

l l
f
l : lấy theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép(hoặc theo

bảng I.3 phụ lục I Kết cấu thép
f
: giá trị độ võng tơng đối do tải tiêu chuẩn gây ra (đợc
l

tính tuỳ theo sơ đồ liên kết,sơ đồ làm việc của dầm)
Ví dụ với dầm đơn giản

f
5 q.l 3
=
l 384 E.J

Chú ý :
Nếu dầm chọn có tiết diện không thoả mãn điều kiện bền
và võng thì chọn tiết lớn hơn và tiến hành tính toán và kiểm
tra lại
c)Kiểm tra ổn định tổng thẻ dầm hình
=

M max
0 ,95.R
d .Wcn

Trong đó :
Mmax : mômen uốn lớn nhất trong dầm
Wcn: mômen kháng uốn nguyên của dầm(không kêt đến
các tiết diện giảm yếu)lấy với cánh nén
d : hệ số kể đến sự giảm khả năng chịu uốn của dầm khi

xét đến diều kiện ổn định.Giá d trị lấy phụ thuộc 1 nh sau:
1 0,85 d = 1
1 f 0,85 d = 0,68 + 0,21. 1 1

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

14


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

Giá trị 1 đợc xác định theo công thức
Jy h
1 = .
J x lo

2

E

R

; hệ số tra bảng 3.4 Kết cấu thép nó phụ thuộc kiên

kết của dầm ở gối tựa ,vào dạng và vào vị trí của tải trọng tác
dụng lên dầm,vào tham số
Với dầm chữ I thì tham số đợc xác định theo công thức:
= 1,54.

J xn l o

Jy h

2

Trong đó :
Jxn: mômen quán tính xoắn của tiết diện dầm
H: chiều cao tiết diện dầm
lo: chiều dài tính toán ở ngoài mặt phẳng dầm của cánh nén
(Khoảng cách giữa hai điểm cố kết cánh chịu nén không cho
chuyển vị ngang)

cơ sở tính toán :
Do hệ dầm phụ đỡ toàn bộ sàn chịu tải trọng do sàn truyền vào
Dầm làm việc chỉ chịu uốn nên ta chọn tiết diện dầm chữ I đối
xứng do có mômen kháng uốn đối với trục x-x lớn nên thích hợp
với sự làm việc chịu uốn phẳng
Tải trọng không lớn lắm nên dầm hình có đủ khả năng chịu lực
nên ta dùng dầm định hình để làm dầm phụ cho hệ dầm sàn sẽ có
hiệu quả kinh tế cao do nó có những u điểm nh sau:
Cấu tạo đơn giản
Chi phí chế tạo dầm không lớn và do đó giá thành dầm
hình không cao hơn giá thành dầm tổ hợp
III.tính toán dầm chính

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

15


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

*Khi nhịp và tải trọng lớn(L>12m,q>2000daN/m).Nếu dùng dầm
hình thì hoặc không đủ bền hoặc không đủ cứng hay không đảm
bảo điều kiện tổng thể và nếu đảm bảo đợc các yêu cầu đó thì nặng
nề tốn thép trong trờng hợp đó dùng dầm tổ hợp sẽ có hiệu quả
kinh tế hơn
*Trình tự thiết kế dầm tổ hợp bao gồm các bớc sau:
Chọn tiết diện dầm
Kiểm tra tiết diện chọn về cờng độ ,độ cứng,độ ổn định
Thay đổi tiết diện dầm
Cấu tạo và tính toán các chi tiết của dầm(liên kết cánh với
bụng,nối dầm,sờn đầu dầm)
1.Chọn tiết diện dầm:
a)Tải trọng:
Dựa vào sơ đồ bố trí các dầm , sàn,thực tế để tiến hành tính toán
tải trọng theo một trong hai trờng hợp sau
-Theo tải tập trung (khi số lợng tải tập trung <5)
Ptc=qtcdc.B
gtc=trọng lợng bản thân dầm chính
-Qui về phân bố đều (khi só lợng tải tập trung >5)
tc
q dc
=

tc
n. p dc
tc
+ g dc
L

tt
q dc
=

n. p tt
tt
+ g dc
L

Trong đó :
n số lợng tải tập trung đặt vào 1 nhịp của dầm chính
L:nhịp dầm chính
b)Lựa chọn sơ đồ tính

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

16


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

Tuỳ theo quan niệm về tải trọng là tập trung hay phân bố ta có
các sơ đồ tính toán tơng ứng
Và ứng với mỗi sơ đồ ta có các biểu đồ nội lực tơng ứng(cong
hay gãy khúc)
Các sơ đồ và biểu đồ nội lực nh hình vẽ
Tải phân bố

qtt (Kg/m)

L
Tải tập trung

Ptt

qtt (Kg/m)

L
c)Chọn tiết diện:
*Chọn chiều cao tiết diện dầm(hd):
Chiều cac dầm quyết định mức độ kinh tế của tiết diện dầm đợc
chọn(bởi các kích thớc khác phụ thuộc rất chặt chẽ vào chiều cao
dầm)
Chiều cao tiết diện dầm đợc chọn phù hợp và phải đảm bảo các
yêu cầu (theo điều kiện kinh tế hkt;theo độ võng hmin;theo kiến trúc
hmax)
Chiều cao tiết diện phải thoả mãn biểu thức sau:

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

17


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

hmin hd hkt hmax

Trong đó:
+)hmin chiều cao nhỏ nhất của dầm (xác định theo điều kiện độ
võng)
hmin =

5 R l
ì ì
24 E f

l
ì n
tb

l
1
f= f

l


ntb :trị số tin cậy trung bình tính theo công thức
ntb =

q tt 8063,74
=
= 1,192
6765,4
q tc

+)hkt: Chiều cao kinh tế đợc xác định theo công thức
hkt = k .

M max
R. b

Trong đó:
k: hệ số phụ thuộc vào loại dầm .Trong thiết kế có thể lấy
nh sau
k=1,2-:-1,15 dầm tổ hợp hàn
k=1,25-:-1,2 dầm tổ hợp bu lông ,đinh tán

b:bề dầy bụng dầm (có thể tham khảo b theo bảng 3.3
Kết cấu thép
+)hmax: phụ thuộc yêu cầu kiến trúc
ặTừ các điều kiện trên ta chọn chiều cao đợc chiều cao dầm
hd hkt

Sau khi chọn chiều cao dầm ta so sánh sự hợp lí giữa hd và b sao
cho tỉ số :

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

18


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I
hb

b

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

= 100 ữ 120

*Chọn chiều dày bản bụng
Chiều dày bản bụng chọn phải thoả mãn các điều kiện sau:
+)Thoả mãn điều kiện chịu cắt (đảm bảo bản bụng đủ khả năng
chịu lực cắt lớn nhất tác dụng lên dầm)
b 1,5

Qmax
Rc .hb

Trong đó:
Qmax: lực cắt lớn nhất tác dụng lên dầm
Rc: Cờng độ chịu cắt tính toán của vật liệu thép
h:Chiều cao bụng dầm
+)Thoả mãn điều kiện ổn định cục bộ
(đảm bảo cấu kiện không mỏng quá không cong vênh)
b

hb R
5,5 E

Chú ý:
Khi dầm cao dầm hd= 1-:-2m ta có thể chọn chiều dày bản bụng
theo công thức kinh nghiệm nh sau:
b = 7 +

3.hd
1000

Không nên chọn chiều dày bản bụng bé hơn 0,8( cm)
b 0,8(cm)

*Chon kích thớc tiết diện cánh dầm:
Cơ sở để chọn kích thớc cánh dầm là dựa vào mômen quán tính
của dầm bằng tổng mômen quán tính của bụng dầm và cánh dầm

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

19


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

Jd = Jb + Jc
J dyc = W yc .

hd
2

Jb =

hb3 . b
12
2

b3 .bc

h
Jc =
+ 2. c .bc . c
12
2

h
.h 3 2
c .bc = W yc . d b b . 2

2
12 hc


Sau khi có đợc diện tích cánh ta tiến hành chọn kích thớc cánh
theo một trong hai cách sau:
-Giả thiết cặbc
-Giả thiết bcặc
Khi chọn bề rộng cánh dầm cần chú ý tới các yêu cầu sau:
bc 18cm

(để

liên kết dầm theo phơng ngang với các cấu kiện khác theo phơng
ngang và để đảm bảo ổn định tổng thể cho dầm)
bc

30c

=30.2=60(cm)(với dầm tiết diện đối xứng ,để ứng suất pháp phân bố
đều theo chiều rộng cánh chịu kéo cũng nh đảm vảô ổn định cục
bộ cho thanh chịu nén)
bc
E

=
c
R

2,1.10 6
= 30,2 (xác định từ điều kiện đảm bảo ổn
2300

định tổng cục bộ cho cánh nén)
bc 1/10 hd = 99/10 = 9,9cm
bc = ( 1/2 ữ 1/5 ).hd = ( 1/2 ữ 1/5 ).99 = ( 49,5 ữ 19,8 ) cm
Chiều dày bản cánh thờng

c=12-:-24 (mm)
2)thay đổi tiết diện dầm

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

20

Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

*Mục đích:
Để tiết kiệm thép ,giảm trọng lợng dầm ặkhi thiết kế nên giảm
tiết diện dầm tại vị trí có mômen uốn bé
*Đặc điểm :
Việc thay đổi tiết diện dầm làm tăng chi phí chế tạo dầm nên chỉ
có hiệu quả kinh tế đối với dầm có nhịp L>10 m,các dầm có nhịp
nhỏ nếu thay đổi tiết diện sẽ làm tăng giả thành chung của dầm
*Các phơng án thay đổi tiết diện dầm:
Giảm chiều cao ở gối tựa (làm cho cấu tạo dầm phức tạp hơn)
Giảm bề rộng cánh dầm (cách này hay đợc dùng ):Có thể giảm
tiết diện theo các cách
-Giảm bề rộng cánh dầm ở nhiều vị trí (giảm nhiều lần)
-Giảm dần dần(giảm liên tục) theo chiều dài dầm
Chú ý:
-Thờng với dầm đơn giản nhịp L30 m chỉ nên giảm tiết diện
một lần,vì nếu thay đổi nhiều lần thì các lần sau lợng thép giảm
không đợc nhiều mà cấu tạo lại phức tạp
-Vị trí giảm thờng là (1/5-:-1/6)L
*Tính toán thay đổi tiết diện dầm
+)Cách 1:
Chọn vị trí thay đổi của dầm ,vị trí này thờng cách gối tựa một
đoạn là:
Từ vị trí giảm ta xác định nội lực theo công thức
M =

q x ( L x)
2

Từ điều kiện bền chịu uốn của tiết diện x,xác định mômen kháng
uốn cần thiết
SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

21


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

W=

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

M max
R.

Chọn lại kích thớc bề rộng cánh dầm b1,còn các kích thớc khác
vẫn giữ nguyên .Bề rộng cánh mới chọn phải thoả mãn các yêu cầu
cấu tạo sau:
b1 180(mm)
bc
2
h
b1 d
2
b1

+)Cách 2:
Dựa theo yêu cầu cấu tạo bề rộng cánh b 1 nh trên xác định khả
năng chịu uốn của tiết diện dầm có bề rộng b1 còn các kích thớc
khác không thay đổiặtìm vị trí đặc biệt
M 1 = W1 .R.
W1 =

2.J 1
hd

b .hb3

h + c
+ 2.b1 . c b
J1 =

12
2
q.x.( L x)
M =
2

2

Từ các giá trị trên cho M=M1 ặtìm đợc vị trí thay đổi tiết diên
dầm
3)Kiểm tra tiết diện dầm tổ hợp
a)Theo điều kiện bền:
+)Theo ứng suất pháp(tại vị trí chỉ có mômen tác dụng,lực cắt
bằng không)

=

M
R.
Wx

Trong đó:
Mmax :mômen lớn nhất trên tiết diện dầm

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

22


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

Wx :Mômen kháng uốn của tiết diện với trục x
R : Cờng độ tính toán của thép

: Hệ số điều kiệnlàm việc
+)Theo ứng suất tiếp(tại vị trí có lực cắt Q,còn mômen bằng
không M=0)
max =

Q.S x
Rc .
J x . b

Trong đó :
Q: Lực cắt tại tiết diện kiểm tra
Sx :Mômen quán tính tĩnh của tiết diện với trục x
Jx :Mômen quán tính của tiết diện

b :Chiều dày bản bụng
Rc :Cờng độ tính toán chịu cắt của thép làm dầm
+)Theo ứng suất tơng đơng(vị trí có đồng thời lực cắt Q và
mômen M)
td = 12 + 3. 12 1,15 R
1 =

M 1 hb
.
W x1 hd

1 =

Q1 S c1
.
J 1x b

Trong đó:
M1,Q1: Mômen và lực cắt tại tiết diện kiểm tra
Sc1:Mômen tĩnh của 1 cánh dầm đối với trục trung hoà
hb,hd:Chiều cao của bụngvà của dầm

b: Chiều dày bản bụng dầm
+)Kiểm tra khi có lực tập trung:
Khi có lực tập trung tác dụng lên cánh dầm mà không có sờn

gia cờng thì cần kiểm tra bền bản bụng
SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

23


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy

2
td
cb
= 12 + cb
1 . cb + 3 12

Với

cb =

P
R.
z. b

z=b+2.c (chiều dài vùng nén)
1 =

M 1 hb
.
W x1 hd

1 =

Q1 S c1
.
J 1x b

Chú ý:
-Khi kiểm tra theo điều kiện có lực tập trung cục bộ mà không
thoả mãn thì cần dùng các sờn đứng để gia cờng bản bụng tại chỗ
dầm có lực tập trung cục bộ
-Sờn đứng cần đợc liên kết với bản bụng dầm(hàn hay đinh tán
hoặc bu lông) trên suốt chiều cao của bản bụng
b)Kiểm tra võng(theo TTGH 2)
Công thức kiểm tra
f f

l l

f
l : lấy theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép(hoặc theo

bảng I.3 phụ lục I Kết cấu thép
f
: giá trị độ võng tơng đối do tải tiêu chuẩn gây ra (đợc
l

tính tuỳ theo sơ đồ liên kết,sơ đồ làm việc của dầm)
Ví dụ với dầm đơn giản : f max =

5 q tc .l 4
384 E.J

Với dầm 1 nhịp hai gối tựa cố định: f max =

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

P tc .l 3
48. E.J

24


Bộ môn kết cấu thép, gỗ - đồ án thép I

Với dầm conson: f max =

GVHD:Ths Vũ Trọng Huy
P tc .l 3
3. E.J

c)Kiểm tra ổn định của dầm tổ hợp
*ổn định tổng thể của dầm
Nguyên nhân : Khi tải trọng đạt giá trị tới hạn ặdầm vị mất ổn
định tổng thể ,mặt phẳng bị uốn xoay 1 góc và dịch chuyển 1
khoảng nào đó ặdầm làm việc ở chế độ uốn xoắn nên khả năng
chịu lực giảm nhanh chóng ặcấn kiểm tra ổn định
=

M max

0 ,95.R
d .Wcn

Trong đó :
Mmax : mômen uốn lớn nhất trong dầm
Wcn: mômen kháng uốn nguyên của dầm(không kể đến các
tiết diện giảm yếu)lấy với cánh nén
d : hệ số kể đến sự giảm khả năng chịu uốn của dầm khi

xét đến diều kiện ổn định.
Giá d trị lấy phụ thuộc 1 nh sau:
1 0,85 d = 1
1 f 0,85 d = 0,68 + 0,21.1 1

Giá trị 1 đợc xác định theo công thức
Jy h
1 = .
J x lo

2

E

R

; hệ số tra bảng 3.4 Kết cấu thép nó phụ thuộc kiên

kết của dầm ở gối tựa ,vào dạng và vào vị trí của tải trọng tác
dụng lên dầm,vào tham số
Với dầm chữ I thì tham số đợc xác định theo công thức:

SVTH: Nguyễn Hoàng Long Lớp 99x3

25