Bài giảng Kết cấu thép: Chương 6 - Hồng Tiến Thắng

10/21/2014

Trờng đại học thuỷ lợi

Ni dung mụn hc

Khoa công trình
Bộ môn kết cấu công trinh
=======








BI GiNG Kết cấu thép

GVHD: Hng
GVHD
H
Ti
Tin Th
Thng
B mụn Kt Cu Cụng Trỡnh

/>
Ch
Chng
2 Liờn

2:
Liờ kt hn
h
Chng 3: Liờn kt Bulụng
Chng 4: Dm thộp
Chng 5: Ct thộp
Chng
g 6: Dn thộp
p

+ Bi tp np:

1

/>
2

6.1. Khỏi nim chung

6

GIN THẫP






Chng 1: C s thit k kt cu thộp

6.1. Khỏi nim chung



Định nghĩa: Giàn là kết cấu rỗng, đợc ghép với nhau bởi các
thanh thẳng
ẳ thông qua bản mắt.
- Giàn chủ yếu chịu uốn, tải trọng thờng đặt vào mắt giàn
Phân loại:

6.2. Hỡnh thc v cỏc kớch thc chớnh

-

Giàn nặng
Giàn nhẹ

6.3. Thit k gin thộp

i hc Thy Li

Ưu
Ư điể
điểm:
Chịu uốn tốt, thích hợp kết cấu nhịp lớn, yêu cầu độ võng nhỏ
Tiết kiệm vật liệu vì trong thanh chỉ có lực dọc
Kết cấu đa dạng thoả mãn yêu cầu về chịu lực và kiến trúc

GVHD: Hng Tin Thng
B mụn Kt Cu Cụng Trỡnh

/>
3

/>
4

1


10/21/2014

S©n bay Malaysia
TÇng I Nhµ ga

2


10/21/2014

Các loại giàn thờng gặp:

6.2. Hỡnh thc v cỏc kớch thc chớnh


Hình thức dàn thờng gặp



Hình thức tiết diện thanh dàn

Giàn tam giác
h

Cá kích
Các
kí h th
thớc
ớ chính
hí h của
ủ dà
dàn
-

Nhịp tính toán của dàn: l = l0 + a

l = lo

(nếu dàn đặt lên cột, a là bề rộng gối)

(nếu dàn liên kết cứng với cột)

- Chiều cao dàn: là chiều cao tại giữa nhịp dàn, phụ thuộc vào các điều
kiện kinh tế (xem thêm GT - trang 152)
/>
Giàn song song

Nhà công nghiệp

9

Giàn đa giác

h

h

Các đờng trục thanh hội tụ tại một điểm
Thanh bụng xiên chọn theo hớng ngắn
Khoảng cách các mắt giàn 1,5 2,5m
Chọn hệ thanh bụng
Thanh bụng xiên chịu kéo
Góc nghiêng =35 -45O

3


10/21/2014

Trình tự thiết kế Giàn

6.3. Thit k gin

Bớc 1: Thiết lập sơ đồ hình học giàn, tải trọng



Bớc 1: Thiết lập sơ đồ hình học giàn
giàn, tải trọng

Bớc 2: Xác định tải trọng nút



Bớc 3 Xác định nội lực

Bớc 2: Xác định tải trọng nút:
Tr h : Tải trọng phân bố
P2



Bớc 4: Xác định chiều dài tính toán



Bớc 5: Chọn tiết diện thanh giàn

1

d1

Bớc 6: Tính toán thiết kế mắt dàn

/>
e3

e1

P1

A
2

3

e2

e3
B

P2

2

d1

3

d2

P2 q.

Bớc 3 Xác định nội lực

e2

B
1

2

13

Trờng hợp: Tải trọng tập trung

e1

2

2

1



q

q

d2

d1 d 2
2

CHKC
SAP

Chú ý: Đối với các thanh trực tiếp chịu lực: có mô men phụ
P3

A

1

e1

3

2

e2

e3

q

A

B

d1

d2

d1

d2

2

1

3

1

2

d1

e
e
P2 B 1 A 2
d2
d1

M 12f

3

d2

d1

e
P1 B 3 ..

d1

3

qd12
8

M 1f 2 0,9

d2

B(e1. e3 )
d1

4


10/21/2014

Thanh chịu kéo

Bớc 4: Xác định chiều dài tính toán ( Xem sau)
Bớc 5: Trình tự chọn tiết diện thanh giàn
Chọn

Xác định Fyc

Fyc

N

R

Kết cấu hàn =1
Kết cấu đinh tán <1

hình thức tiết diện thanh giàn:

o Căn
Că cứ
ứ vào
à Fyc chọn
h số
ố hiệ
hiệu thép
thé

b
h

X

o Kiểm

y

Ghép bởi 2
thép góc
đều cạnh

Ghép bởi cạnh

ngắn của 2
thép góc không
đều cạnh

b = 2h
rx = 0,75ry

b = 3h
rx = 0,5 ry

Ghép bởi cạnh ghép bởi 2
dài của 2 thép thép ch [
góc không đều
cạnh
b = 1,33h
rx = ry

tra tiết diện chọn

Thép ống



Kiểm tra bền

rx = ry

N
mR
F

gh

Kiểm tra độ cứng

gh:Bảng 6.1

Tuỳ thuộc Tỷ số lox / loy mà chọn loại tiết diện sao cho
x = y là hợp lý nhất

Thanh chịu nén đúng tâm (nh chọn TD cột)
o Xác định Fyc

Fyc

Thanh cánh gt =80 100
Thanh bụng gt =100 120

F cha biết giả thiết .
o Xác

định ryc

ryc

o Kiểm tra tiết diện chọn

N
mR

- Kiểm tra ổn định:

l0

gt

- Kiểm tra độ cứng:



N

min F

mR

gh

gh: xem Bảng
g 6.1 ((trang
g 157))
o

Căn cứ vào Fyc và ryc chọn số hiệu thép
Ví dụ

Fyc= 16cm2 ryc=2,95cm

???

2L90.56.6

5


10/21/2014

Ví dụ:

Thanh vừa chịu nén, vừa chịu uốn

Chọn tiết diện thanh cánh trên của dàn cho nh hình vẽ. Cho biết

Thờng giả thiết trớc tiết diện rồi tiến hành bài toán kiểm tra.

N = - 725kN. Thép CT3, m =1,

Chọn tiết diện theo thanh chỉ chịu nén hoặc thanh chỉ chịu uốn

d0 = 3m, d1 = 6m

tuỳ theo trọng số giữa hai nội lực M và N.

Gả
Giải:
- Chiều dài tính toán của thanh cánh
trên (chịu nén trung tâm) nh sau:

Kiểm tra lại tơng tự nh cột chịu nén lệch tâm:

+ Trong mặt phẳng uốn:

N

xlt F



+ Ngoài mặt phẳng uốn:

mR

N
c y F

Lox = d0= 300cm, Loy = d1 = 600cm

Lox = 0,5Loy => nên chọn rx = 0,5 ry để
ị của thanh cánh trên đối với 2 trục
ụ x,y
,y tơng
g đơng
g nhau
x y làm cho ổn định

mR

Chọn tiết diện chữ T ghép bởi hai thép góc không đều cạnh và nối

với nhau ở cạnh ngắn (rx = 0,5 ry )

+ Kiểm tra cờng độ:



N
M

mR
Fth Wth

- Chọn tiết diện:
Fyc

rxyc

- Kiểm tra tiết diện chọn:
2

N
725.10

50.03 cm 2
R 0, 69.2100

Lox

gt

(với giả thiết gt = 90 có = 0,69)



300
3,33cm
90

Loy
gt

300
107,14 120
2,8

N
min F



y

600
102, 39 120
5,86

725.10 2
1920 daN / cm 2

0,544.69,4

trong đó : min = 0,544 ứng với max = x = 107,14

600
6,67cm
90

Tra bảng tiết diện T ghép chọn 2 L160x100x14 có
F = 2.34,7 = 69,4 cm2 ; rx = rx1 = 2,8 cm; ry1 = 5,08 cm
ryyc

x



max < gh =120 ( độ mảnh giới hạn của thanh cánh nén Bảng 6.1)

ry ry21 a 2 5, 082 2, 43 0,5 5,86 cm
2

/>
23

/>
24

6

10/21/2014

b/

P

a/



Bớc 6 Tính toán thiết kế mắt dàn

N

N2

e


b/

N1

P

a/


N

N2

e

N1



Liên kết thanh bụng với bản mắt : tính nh liên kết thép hình
với thép bản (chơng II)



Nguyên tắc
Tất cả các đờng trục của thanh phải quy tụ tại một điểm
Hinh dạng mắt dàn nên chọn đơn giản
độ dầy bản mắt tuỳ thuộc vào nội lực lớn nhất của các thanh nối vào mắt

Liên

kết của thanh cánh với bản mắt???
Đờng hàn nổi (a)
Xét cho 2 trờng hợp

N (kN)

200

200 500

500 750

759 1200

(mm)

8

10

12

14

Đờng hàn chìm (b)

P

a/

P




N

N2

e

N

N2

N1



Trờng hợp hàn nổi

e



N1

Đờng hàn chìm

Đờng hàn không chịu lực vì chất lợng kém
Đờng hàn và vừa chịu lực dọc N= N1 N2 và lực cắt Q = P

N Q

max

2
N

mR

2
Q

h
g

Đờng hàn vừa chịu lực cắt Q = P vừa chịu lực dọc N
và mô men M = N. e
2
2
h
N Q // M max N ( Q M ) mR g

7


10/21/2014

_

A

Giả sử thanh AB mất ổn định

Xác định chiều dài tính toán !!!

_

_
_

+

+

+

B

+

- Thanh AB

Nếu

mắt giàn là khớp , chiều dài tính toán bằng kc tâm hai mắt giàn

Thực

tế mắt giàn là liên kết đàn hồi nên chiều dài tính toán

l0 = l

+ Mắt nào nối với nhiều thanh chịu kéo thì mắt khó quay

1, 0,5

Vậy lấy bao nhiêu?

Ví dụ Xác định chiều

dài tính toán

sẽ uốn quanh hai mắt giàn A và B. Do bản mắt có độ cứng nên
kéo theo các thanh khác cũng quay theo bản mắt.
- Nhng các thanh đó cũng đồng thời chống lại sự quay của mắt giàn,
chống lại mạnh nhất là các thanh kéo đi đến nhận xét:

+ Mắt nào nối với nhiều thanh chịu nén thì mắt dễ quay

1

Thanh cánh thợng:

3

2

1

3

2

X

X

4

4

Y

Y

L1-3
L1-3

Thanh bụng: Thanh 1-4
- Trong mặt phẳng vì kèo x

1

L14x 0,8 l1 4

4

- Trong mặt phẳng vì kèo x

L1x 2 l1 2

1

- Trong mặt phẳng y

L14y l1 4

4

- Trong mặt phẳng y

L12y l13

Thảo luận: Nếu bỏ thanh 2-4 xđ chiều dài tính toán của thanh 1-3?
The end

8