Nghiên cứu tính toán liên kết bu lông theo quy phạm mỹ AISC LRFD (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
--------------------------TRẦN VĂN SINH

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN LIÊN KẾT BU LÔNG THEO
QUY PHẠM MỸ AISC - LRFD

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN

Hà Nội – 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
---------------------------

TRẦN VĂN SINH
KHÓA 2012-2014

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN LIÊN KẾT BU LÔNG THEO
QUY PHẠM MỸ AISC - LRFD

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình DD&CN
Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. VŨ QUỐC ANH

Hà Nội – 2014


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS.
Vũ Quốc Anh, người đã trực tiếp hướng dẫn khoa học, chỉ bảo tận tình về
chuyên môn, giúp tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Kiến
trúc Hà Nội đã tận tình truyền đạt kiến thức chuyên môn cho tôi trong suốt
quá trình học tập. Tôi xin cảm ơn tới toàn thể các bạn lớp CH2012X1 đã chia
sẻ và động viên giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học, để tôi có thể hoàn thành
khóa học cũng như hoàn thành luận văn tốt nghiệp này.


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ kỹ thuật xây dựng công trình dân
dụng và công nghiệp là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi. Các
số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn
gốc rõ ràng.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

TRẦN VĂN SINH

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
1. Sự cần thiết của đề tài:................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu: .................................................................................. 2
3. Phạm vi nghiên cứu: .................................................................................... 2
4. Phương pháp nghiên cứu: ............................................................................ 2
CHƯƠNG 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU THÉP ............ 4
1.1 Tổng quan về liên kết trong kết cấu thép. .................................................. 4
1.2. Giới thiệu chung về liên kết bu lông – Bản mã ......................................... 9
1.3 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép AISC .................................................... 10
1.4. Đại cương về liên kết bu lông trong kết cấu thép .................................... 11
1.4.1. Bu lông ................................................................................................ 11
1.4.2. Yêu cầu về cấu tạo trong liên kết bu lông ............................................ 16
a. Lỗ bu lông ........................................................................................... 16
c. Bố trí bu lông trong liên kết: ............................................................... 17
1.4.3. Khả năng chịu lực của bu lông............................................................. 20
1.4.4 Khả năng chịu lực của cấu kiện liên kết ................................................ 21
1.4.5. Nhận xét: ............................................................................................. 22
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN LIÊN KẾT BU LÔNG-BẢN MÃ ...................... 25
2.1 Xác định nội lực trong bu lông ................................................................ 25
2.1.1 Liên kết bu lông chịu lực dọc hoặc lực cắt ............................................ 25
2.1.2 Liên kết bu lông chịu mômen ............................................................... 26
a1. Tính toán theo quan niệm vùng bu lông hẹp ...................................... 26
a2. Tính toán có xét đến vị trí và kích thước nhóm bu lông ..................... 27
2.1.3 Liên kết chịu lực lệch tâm..................................................................... 28
a. Phương pháp đàn hồi. .......................................................................... 28
b. Phương pháp tâm quay tức thời .......................................................... 36
2.2 Kiểm tra khả năng chịu lực của liên kết ................................................... 40
2.2.1 Khả năng chịu lực của cấu kiện được liên kết ....................................... 41

a.1 Phá hoại cắt của bu lông: ................................................................... 42


a.2 Phá hoại ép mặt của lỗ bu lông: ......................................................... 43
a.3 Phá hoại cắt khối của cấu kiện ........................................................... 46
2.2.2 Khả năng chịu lực của bản mã: ............................................................. 48
a2. Phá hoại chảy dẻo của tiết diện không giảm yếu đối với cấu kiện chịu
kéo .......................................................................................................... 54
a.3 Phá hoại kéo đứt tiết diện giảm yếu Whitmore của bản mã khi liên kết
với cấu kiện chịu kéo .............................................................................. 55
a.4 Bản mã mất ổn định do liên kết với cấu kiện chịu nén ....................... 55
a.5 Hiện tượng cắt khối của bản mã ........................................................ 58
a.6 Khả năng chịu lực tổng thể của bản mã ............................................ 60
2.2.3 So sánh ................................................................................................. 62
2.3 Qui trình tính toán liên kết bu lông-bản mã ............................................. 64
CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TOÁN................................................................... 66
3.1 Ví dụ 1 .................................................................................................... 66
a. Tính theo TCVN5575-2012 ....................................................................... 66
a.1 Xác định số bu lông cần thiết: .................................................................. 66
a.2 Xác định chiều cao đường hàn: ................................................................ 67
b.Tính theo AISC-LRFD. .............................................................................. 67
b.1 Xác định số bu lông cần thiết................................................................... 67
Cường độ chịu ép mặt của liên kết .......................................................... 67
b.2 Xác định thông số đường hàn: ................................................................. 68
3.2. Ví dụ 2 ................................................................................................... 69
1. Sức kháng cắt của liên kết ......................................................................... 73
1.1.Liên kết ở mép ngoài cùng của phần tử 1 .......................................... 73
1.1.1. Cường độ chịu cắt của liên kết: ..................................................... 73
1.1.2.Cường độ chịu ép mặt của liên kết ................................................. 73
1.2.Liên kết ở mép của phần tử thứ 2 ...................................................... 73

1.2.1.Cường độ chịu cắt của liên kết ....................................................... 73
1.2.2.Cường độ chịu ép mặt của liên kết ................................................. 73
1.3.Liên kết ở mép của phần tử thứ 3 ...................................................... 74
1.3.1.Cường độ chịu cắt của liên kết ....................................................... 74


1.3.2.Cường độ chịu ép mặt của liên kết ................................................. 74
1.4.Liên kết ở mép của phần tử thứ 4 ...................................................... 74
1.4.1.Cường độ chịu cắt của liên kết ....................................................... 74
1.4.2.Cường độ chịu ép mặt của liên kết ................................................. 74
2.1 Bản mã chịu kéo ở phần tử 1 ............................................................. 75
2.1.1.Độ bền chảy dẻo ở tiết diện nguyên:............................................... 75
2.1.2.Độ bền kéo đứt của tiết diện giảm yếu:........................................... 75
2.1.3.Sức kháng cắt khối ......................................................................... 75
2.2.Bản mã chịu kéo ở phần tử 2 ............................................................. 77
2.2.1.Độ bền chảy dẻo ở tiết diện nguyên:............................................... 77
2.3. Bản mã chịu lực cắt thẳng đứng ....................................................... 78
2.3.1. Sức kháng chảy dẻo của tiết diện nguyên ...................................... 78
2.3.2. Sức kháng cắt của tiết diện thực .................................................... 78
2.4. Bản mã chịu lực cắt ngang ............................................................... 79
2.4.1. Sức kháng chảy dẻo của tiết diện nguyên ...................................... 79
2.4.2. Sức kháng cắt của tiết diện thực .................................................... 80
2.5. Bản mã chịu nén tại phần tử 3 .......................................................... 80
2.6. Bản mã chịu nén tại phần tử 4 .......................................................... 81
3. Kiểm tra độ bền bản mã của phần tử 1 và 2............................................. 82
3.1 Phá hoại dẻo của tiết diện nguyên bản mã chịu M,N,V ..................... 82
3.2 Phá hoại kéo đứt tiết diện giảm yếu chịu M,N,V ............................... 83
4. Bản mã chịu lực tổng hợp .......................................................................... 83
4.1 Ổn định cạnh tự do của bản mã ......................................................... 83
4.2 Phá hoại chảy dẻo của tiết diện nguyên chịu M,N,V ......................... 84

4.2.1 Mặt cắt nguy hiểm A-A .................................................................. 84
4.2.2 Mặt cắt nguy hiểm B-B .................................................................. 85
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 89
KẾT LUẬN................................................................................................... 89
KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 92


Các ký hiệu sử dụng trong các công thức theo AISC-LRFD


Hệ số sức kháng



Hệ số ma sát trượt trung bình

Ag

Diện tích tiết diện nguyên

An

Diện tích tiết diện giảm yếu (diện tích thực đối với bu lông)

Ab

Diện tích tiết diện nguyên thân bu lông

Agv Diện tích tiết diện nguyên chịu cắt (tính toán cắt khối)

Anv Diện tích tiết diện thực chịu cắt (tính toán cắt khối)
Ant

Diện tích tiết diện thực chịu kéo (tính toán cắt khối)

d

Đường kính bu lông (đường kính lỗ bu lông)

E

Mô đun đàn hồi

Fu

Ứng suất kéo đứt tiêu chuẩn

Fy

Ứng suất chảy tiêu chuẩn

Fu

b

Ứng suất kéo đứt của bu lông

Fnv Cường độ cắt danh nghĩa của bu lông
Fnt

Cường độ kéo danh nghĩa của bu lông

K

Hệ số chiều dài tính toán

L

Chiều dài cấu kiện chịu nén

M

Mô men

MP Mô men dẻo
Mu

Mômen yêu cầu (theo phương pháp LRFD)

N,(P) Lực nén

Ny

Lực nén đúng tâm (tính cho tiết diện nguyên)

Nu

Lực nén đúng tâm (tính cho tiết diện thực)

Ns

Số mặt trượt

Rn

Độ bền danh nghĩa (sức kháng danh nghĩa)

Ru

Độ bền yêu cầu (tính theo LRFD)

V

Lực cắt

Ubs

Hệ số xét đến sự phân bố ứng suất không đều trong liên kết bu lông

W

Bề rộng tiết diện Whitmore


Các ký hiệu sử dụng trong các công thức theo TCVN5575-2012
b

Hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông

A

Diện tích tiết diện nguên

Ac

Diện tích tiết diện qui ước

An

Diện tích tiết diện thực

Abn Diện tích tiết diện thực của bu lông
d

Đường kính bu lông

E

Mô đun đàn hồi

fu

Cường độ tiêu chuẩn của thép theo sức bền kéo đứt

fy

Cường độ tiêu chuẩn của thép theo sức bền chảy dẻo

f

Cường độ tính toán của thép theo giới hạn chảy

fcb

Cường độ tính toán chịu ép mặt của bu lông

fub

Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của bu lông

fhb

Cường độ tính toán chịu kéo của bu lông CĐC

fvb

Cường độ tính toán chịu cắt của bu lông

ftb

Cường độ tính toán chịu kéo của bu lông

n

Số lượng bu lông trong liên kết

nv

Số lượng mặt cắt tính toán của bu lông

N

Lực nén

M

Mô men

V

Lực cắt

Nbl

Nội lực trong một bu lông

[N]vb Khả năng chịu cắt của một bu lông đơn
[N]cb Khả năng chịu ép mặt của một bu lông đơn
[N]tb Khả năng chịu kéo của một bu lông đơn
[N]b Khả năng chịu trượt của một bu lông CĐC


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1

Bảng qui định lực xiết bu lông (CĐC) tối thiểu

Bảng 1.2

Đường kính lỗ bu lông theo Tiêu chuẩn AISC(mm)

Bảng 1.3

Qui định về bố trí bu lông theo TCVN5575-2012

Bảng 1.4

Khoảng cách tối thiều từ tâm lỗ bu lông ngoài cùng đến
mép cấu kiện (mm)

Bảng 1.5

Giá trị tăng thêm khi dùng lỗ rộng và lỗ rãnh (mm)

Bảng 1.6

Công thức xác định độ bền bu lông

Bảng 1.7

Công thức kiểm tra bền cấu kiện liên kết theo AISC-LRFD

Bảng 1.8

Sự khác nhau về quy định bố trí lỗ bu lông giữa
TCVN5575-2012 & AISC-LRFD.

Bảng 2.1

Quy trình tính lặp liên kết bu lông chịu lực lệch tâm theo
phương pháp tâm quay tức thời

Bảng 2.2

So sánh giữa TCVN5575-2012 và AISC 2010


DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình1.1

Liên kết bu lông

Hình 1.2

Liên kết hàn

Hình 1.3

Liên kết đinh tán

Hình 1.4

Chi tiết nút liên kết bu lông - bản mã

Hình 1.5

Hình dạng bu lông, êcu, vòng đệm

Hình 1.6

Bố trí bu lông trong liên kết

Hình 1.7

Hiện tượng cắt khối

Hình 2.1

Tính toán liên kết bu lông theo quan niệm vùng bu lông hẹp

Hình 2.21

Một số ví dụ về liên kết bu lông chịu lực lệch tâm

Hình 2.22

Phân tích các thành phần lực của bu lông chịu lực lệch tâm

Hình 2.22a

Hai thành phần lực vuông góc của bu lông

Hình 2.23
Hình 2.24

Liên kết bu lông chịu cắt và chịu kéo

Hình 2.25

Đường hàn góc chịu lực lệch tâm

Hình 2.26

Ứng suất đường hàn tại điểm xa trọng tâm nhất

Hình 2.27

Tâm quay tức thời của liên kết bu lông khi chịu lực lệch tâm

Hình 2.27a

Cường độ đường hàn là một hàm phụ thuộc vào góc tác dụng
của lực

Hình 2.27b

Phương pháp tâm quay tức thời trong liên kết hàn

Hình 2.28

Các dạng phá hoại của cấu kiện được liên kết

Hình 2.29a

Sự làm việc chịu cắt của bu lông

Hình 2.29b

Sơ đồ làm việc của liên kết 2.1

Hình 2.29c

Sự làm việc chịu ép mặt của bu lông

Phân tích ứng suất trong liên kết bu lông chịu cắt và kéo


Hình 2.29d

Sơ đồ làm việc của liên kết 2.2

Hình 2.29e

Sơ đồ làm việc của liên kết 2.3

Hình 2.30

Phác thảo dàn (Whitmore, 1952)

Hình 2.31

Sự phân bố ứng suất dùng phương pháp Whitmore
(Whitmore,1952)

Hình 2.32

Minh họa tiết diện Whitmore

Hình 2.33

Sự phân bố lệch tâm trên tiết diện Whitmore do sự khác nhau về
cường độ vật liệu

Hình 2.34

Độ cứng bản mã

Hình 2.35

Lệch tâm bản mã do hình học

Hình 2.36

Hai lựa chọn phân chia bản mã lệch tâm hình học

Hình 2.37

Xác định chiều dài uốn bản mã

Hình 2.38

Quỹ đạo ứng suất và tiết diện Whitmore không giảm yếu

Hình 2.39

Phá hoại kéo đứt tiết diện Whitmore giảm yếu

Hình 2.40

Mất ổn định vùng mép biên bản mã

Hình 2.41

Chiều dài tự do cạnh biên bản mã

Hình 2.42

Mất ổn định vùng bản mã phía sau cấu kiện liên kết

Hình 2.43

Một số dạng cắt khối của bản mã

Hình 2.44

Hiện tượng cắt khối không hoàn toàn

Hình 2.45

Mặt cắt nguy hiểm khi bản mã chịu lực tổng thể

Hình 2.46

Xác định nội lực bản mã tại những tiết diện nguy hiểm

Hình 2.47

Sơ đồ khối qui trình tính toán liên kết bu lông-bản mã

Hình 2.48

Qui trình kiểm tra bản mã

Hình 3.1

Sơ đồ chịu lực của liên kết


Hình 3.2

Chi tiết nút liên kết

Hình 3.3

Mặt cắt ngang các cấu kiện

Hình 3.4

Sơ đồ hình học dàn chuyển

Hình 3.5

Sơ đồ tính toán chịu lực bản mã

Hình 3.6

Vị trí tính toán cắt khối bản mã

Hình 3.7

Bản mã chịu kéo tại phần tử 2

Hình 3.8

Sơ đồ bản mã chảy dẻo của tiết diện nguyên

Hình 3.9

Sức kháng cắt tiết diện thực bản mã

Hình 3.10

Bản mã chịu lực cắt ngang

Hình 3.11

Sức kháng cắt của bảm mã theo tiết diện thực

Hình 3.12

Bản mã chịu nén tại phần tử 3

Hình 3.13

Bản mã chịu nén tại phần tử 4

Hình 3.14

Kiểm tra bền bản mã của phần tử 1 và 2

Hình 3.15

Phá hoại chảy dẻo tiết diện nguyên của bản

Hình 3.16

Phá hoại chảy dẻo tiết diện nguyên của bản mã (mặt cắt B-B)

Hình 3.17

Phá hoại chảy dẻo tiết diện thực của bản mã

Hình 3.18

Phá hoại chảy dẻo tiết diện thực của bản mã (mặt cắt B-B)


1

MỞ ĐẦU
1. Sự cần thiết của đề tài:
Thực tế đã chứng minh, kết cấu thép có vị trí ngày càng quan trọng trong
đời sống xã hội. Kết cấu thép thể hiện tính
vượt trội trong các kết cấu dạng tháp (các tháp thép trên đường dây tải
điện, các tháp truyền hình…), dạng dàn (cầu thép) và đặc biệt là kết cấu nhà
cao tầng. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước, các công trình xây
dựng kết cấu thép ngày càng được mọc lên nhanh chóng. Sau những năm 90
của thế kỷ XX, đất nước ta hoàn toàn hội nhập với nền kinh tế thế giới, nguồn

vốn đầu tư nước ngoài ồ ạt chuyển đến Việt Nam kéo theo các khu công
nghiệp, nhà máy và các kết cấu thép qui mô lớn được mọc lên.
Kết cấu thép có khả năng chịu lực lớn. Do cường độ của thép cao nên
các kết cấu thép có thể chịu được những lực khá lớn với mặt cắt tiết diện nhỏ,
vì thế có thể lợi dụng được không gian một cách hiệu quả.
Việc tính toán kết cấu thép có độ tin cậy cao. Thép có cấu trúc khá đồng
đều, mô đun đàn hồi lớn. Trong phạm vi làm việc đàn hồi, kết cấu thép khá
phù hợp với các giả thiết cơ bản của sức bền vật liệu đàn hồi (như tính đồng
chất, đẳng hướng của vật liệu, giả thiết mặt cắt phẳng, nguyên lý độc lập tác
dụng…).
Kết cấu thép thích hợp với thi công lắp ghép và có khả năng cơ giới hóa
cao trong chế tạo. Các cấu kiện thép dễ được sản xuất hàng loạt tại xưởng với
độ chính xác cao. Các liên kết trong kết cấu thép (đinh tán, bu lông, hàn)
tương đối đơn giản, dễ thi công.
Hiện nay, trên thế giới kết cấu thép được sử dụng rất phổ biến. Đặc biệt,
trong các công trình nhà cao tầng. Ở nước ta, kết cấu thép chưa được sử dụng


2

rộng rãi. Tuy nhiên, cùng với sự lớn mạnh của nền kinh tế và ngành xây dựng,
kết cấu thép ở Việt Nam sẽ có những bước phát triển mạnh mẽ. Trong tương
lai, loại kết cấu này chắc chắn sẽ được áp dụng rộng rãi.
Trong kết cấu thép, liên kết bu lông - bản mã là loại liên kết được dùng phổ
biến nhất, đặc biệt là trong những hệ giằng và hệ dàn. Khả năng chịu lực của các
nút liên kết bu lông - bản mã mang tính chất quyết định đến khả năng làm việc
của kết cấu. Do vậy, việc tính toán chính xác các nút liên kết bu lông – bản mã
trong kết cấu thép có ý nghĩa đặc biệt quan trọng.
Trong quá trình thiết kế thực tế nảy sinh nhiều vấn đề mà tiêu chuẩn thiết
kế Việt Nam chưa đề cập đến, cần viện dẫn tiêu chuẩn nước ngoài, thậm chí có

những vấn đề nằm ngoài cả tiêu chuẩn đòi hỏi phải sử dụng công cụ mô phỏng
để nghiên cứu. Vì vậy việc nghiên cứu và tính toán các liên kết theo tiêu chuẩn,
Quy phạm tiên tiến trên thế giới, trong phạm vi luận văn “ Nghiên cứu tính toán
liên kết bu lông theo Quy phạm Mỹ AISC-LRFD ” là cần thiết và có ý nghĩa
thực tế.
2. Mục đích nghiên cứu:
Đề tài “Nghiên cứu tính toán liên kết bu lông theo Quy phạm Mỹ AISCLRFD”. Trong phạm vi luận văn được kết hợp so sánh tính toán với tiêu chuẩn
Việt Nam (TCVN5575-2012), từ đó đưa ra quy trình thiết kế thống nhất đối với
loại liên kết trên.
3. Phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu nút dàn liên kết bu lông-bản mã theo Quy phạm Mỹ AISCLRFD
4. Phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu các tài liệu, tìm hiểu phương pháp tính toán tiên tiến.
Tính toán các thí dụ cụ thể.


3

5. Cấu trúc luận văn:
Luận văn gồm có: Phần mở đầu, ba chương, kết luận và kiến nghị, danh
mục các tài liệu tham khảo.
Mở đầu, lý do chọn đề tài, mục đích nghiên cứu, đối tượng và phạm vi
nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề
tài, cấu trúc luận văn.
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn
được bố trí thành 3 chương (chương I, II và III), cụ thể là:
Chương 1: Đại cương về liên kết trong kết cấu thép
Chương 2: Tính toán liên kết bu lông – bản mã.
Chương 3: Ví dụ tính toán.
Kêt luận và kiến nghị.

THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
Email:

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN


89

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Qua những nội dung đã được trình bày từ chương 1 đến chương 3, trong
khuôn khổ luận văn đã tìm hiểu được những vấn đề như sau:
Đã tìm hiểu được quy trình tính toán liên kết bu lông theo quy phạm Mỹ
AISC-LRFD.
Đã so sánh được quy trình tính toán thiết kế liên kết bu lông theo tiêu
chuẩn Việt Nam và quy phạm Mỹ.
Đã so sánh và nhận xét các quy định về cấu tạo của liên kết bu lông theo
tiêu chuẩn Việt Nam và Mỹ.
Đã tìm hiểu và xây dựng quy trình tính toán liên kết bu lông chịu cắt
theo phương pháp ”Tâm quay tức thời“. Đây là phương pháp tính tiên tiến,
đã phản ánh được mô hình tính và sự làm việc thực tế chính xác hơn so với
các phương pháp khác.
Đã xây dựng được sơ đồ khối cho các bước tính toán và thiết kế bản mã

cho dàn thép theo quy phạm Mỹ AISC-LRFD.
Đã áp dụng quy phạm Mỹ AISC-LRFD trong việc tính toán và thiết kế
một dàn chuyển nhịp dài 85m, chịu tải trọng lớn (Nmax = 530T)
Để làm rõ quy trình tính toán theo hai bộ tiêu chuẩn trong khuôn khổ
luận văn đã thực hiện một số ví dụ tính toán liên kết theo TCVN 5575-2012
và AISC2010 để có kết quả so sánh.


90

Sau khi so sánh nhận thấy: Trong thực tế nên áp dụng tiêu chuẩn AISC
2010 khi thiết kế liên kết kết cấu thép cho nhà cao tầng, các kết cấu thép chịu
tải trọng lớn.
Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép Hoa Kỳ AISC 2010 là một bộ tiêu chuẩn
tiên tiến trên thế giới, nội dung đề cập đến khá đầy đủ các vấn đề, hơn thế nữa
còn được cập nhật thường xuyên những kết quả nghiên cứu mới nhất. Đi kèm
theo Quy phạm là nhiều tài liệu hướng dẫn cụ thể, chi tiết. Ngày nay quy
phạm AISC đã và đang được áp dụng trong qui trình thiết kế rất nhiều tòa nhà
cao tầng trên thế giới.
Tiêu chuẩn AISC-2010 nghiên cứu kỹ lưỡng, đầy đủ các trường hợp tham
gia chịu lực của bu lông - bản mã, trong đó tính đến sự phá hoại cắt khối của cấu
kiện được liên kết, các dạng phá hoại của bản mã trong liên kết bu lông - bản mã
như phá hoại bền kéo đứt, phá hoại bền chảy dẻo, mất ổn định mép biên bản mã,
mất ổn định phía sau bản mã, cắt khối của bản mã hay trường hợp bản mã chịu
lực tổng thể cả lực dọc trục, lực cắt và mô men. Việc tính toán này đảm bảo
chính xác, ốn định công trình và tiết kiệm nguyên vật liệu.
TCVN5575-2012 còn nhiều hạn chế, đặc biệt là trong lĩnh vực thiết kế kết
cấu thép nhà cao tầng, công trình chịu tải trọng lớn có độ phức tạp cao.
Trong quá trình hội nhập, quy phạm Việt Nam cho phép các kỹ sư lựa
chọn sử dụng tiêu chuẩn của các nước Mỹ, Anh, Châu Âu, Úc... Bên cạnh tiêu

chuẩn Việt Nam, vì vậy cần sớm phổ biến và áp dụng thành thạo các tiêu
chuẩn các nước tiên tiến như AISC (Hoa Kỳ) trong thiết kế kết cấu thép, nhất
là đối với những công nghệ mới đã và đang chuyển giao ứng dụng vào nước
ta ngày càng nhiều.


91

KIẾN NGHỊ
Tiêu chuẩn AISC 2010 đã trình bày đầy đủ các trường hợp tham gia chịu lực
của bu lông và bản mã, trong đó TCVN5575-2012 còn nhiều vấn đề chưa được
đề cập đến. Vì vậy, kiến nghị từng bước áp dụng tính toán liên kết bu lông - bản
mã theo Quy phạm Mỹ AISC.
Liên kết bu lông - bản mã có cấu tạo đơn giản, khả năng chịu lực cao, thuận
tiện trong thi công tháo lắp. Do vậy nên sử dụng rộng rãi loại liên kết này trong
liên kết kết cấu thép.
Do tính chất quan trọng của nút liên kết bu lông - bản mã, vì vậy cần thiết xây
dựng một mô hình tính toán, kiểm tra sự làm việc của liên kết này thật đầy đủ, rõ
ràng đảm bảo khả năng ổn định và kinh tế nhất cho công trình.


92

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt
[1] Bài giảng kết cấu thép theo TC 22TCN272-05 và AASHTO LRFD
[2] Kết cấu thép – Cấu kiện cơ bản, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội
Phạm Văn Hội (chủ biên - 2006)
[3] Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN338-2005. Bộ Xây Dựng (2005), NXB

Xây Dựng, Hà Nội.
[4] Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN5575-2012. Bộ Xây Dựng (2012), NXB
Xây Dựng, Hà Nội.

Tiếng Anh
[5] American Institute of Stell Construction, inc. (2005), ANSI/AISC 360-05

Specification for Structural Stell Buildings, USA.
[6] American Institute of Stell Construction, inc. (2010),

Specification for Structural Stell Buildings, USA.
[7] Design of steel structures (AISC/ADS method)
[8] Specification for Structural Steel Buildings,June 22, 2010, AMERICAN
INSTITUTE OF STEEL CONSTRUCTION, INC. One East Wacker Drive, Suite 700
Chicago, Illinois 60601-1802
[9] AASHTO LRFD Bridge Design Specifications, SI Units 4th Edition, 2007,
American Asociation of State Highway and Transportation Officials. 444 North
Capitol Street, NW Suite 249 Washington, DC 20001.
[10] Gusset plate in Steel Bridges- Design and Evaluation, 2010 by Abolhassan
Astaneh-Asl.