Bài giảng môn học Kết cấu thép (theo 22 TCN 272-05): Chương 3 - TS. Đào Sỹ Đán

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>CẤU KI</b>

<b>CẤU KIỆ</b>

<b>ỆN </b>

<b>N CHỊ</b>

<b>CHỊU L</b>

<b>U LỰ</b>

<b>ỰC </b>

<b>C DỌ</b>

<b>DỌC </b>

<b>C TRỤ</b>

<b>TRỤC</b>

<b>C</b>

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

2

- CK chịu kéo: là ck chỉ chịu tác dụng của lực kéo dọc trục cấu

kiện (đúng tâm);

- Ví dụ: các thanh chịu kéo trong cầu dàn thép, các thanh treo,

dây cáp của cầu dây văng, võng;

- SK của ck chịu kéo phụ thuộc vào :
D/tích MCN, loại vật liệu;

ĐK LK ở 2 đầu

MCN của ck chịu
kéo rất đa dạng

trßn èng vuông chữ nhật chữ T chữ I chữ C chữ L ghÐp 2L ghÐp 2C

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

- Bằng TN, ta thấy USTT > USTB từ 2  3 lần. Hiện tượng này

còn được gọi là hiện tượng cắt trễ  giảm sk của ck chịu kéo.

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

4
- TC05 (A6.8.2) quy định:

P_r = min P_ry = sk kéo chảy của tiết diện nguyên;

P_ru = sk kéo đứt của tiết diện thực có hiệu;

P_ry = _y P_ny = _y (F_y A_g) (1)

P_ru = _u P_nu = _u (F_u A_e) (2)

_y, _u = hệ số sức kháng khi tiết diện nguyên, tiết diện thực chịu
kéo, tương ứng. Tra bảng  _y = 0,95; _u = 0,8.

F_y, F_u = cường độ chảy, cường độ chịu kéo;
A_g = diện tích tiết diện nguyên;

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

a) Diện tích thực nhỏ nhất A_n

- Cơng thức tổng qt: A_n = A_g cho LK hàn;

= A _g- A_lỗ cho liên bu lơng;

- Với LK bu lơng bố trí :

A_n = A_nabcde = A_g – A_lỗ

= t. W_g – t. h = t.(W_g –h)
= t. (W_g –3h)

- Với LK bu lơng bố trí so le (hoa mai):

Wg

a
b
c
d
e

</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

6
A_n = min A_nabcd = t. (W_g – 2h)

A_nabefg

A_nabefg = t. (W_g – 3h + S2_/4g)

= t. (W_g– 3h+2.S2_/4g)

</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

- VD1:

A_n = min A_nabc = A_g – h.t

A_nabde = A_g – 2h.t + 1.S2_/4g.t

g = g₁ + g₂- t

g₁

g₂

L axbxt

S

g

a

b

c

</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

8

- VD2:

A_n = min A_nabcd = A_g – 2h.t_f

A_nabefcd = A_g – 2h.t_f – 2h.t_w + t_f.S2_{/4g + t}

w.S2/4g

g = g₁ + g₂- t_w

</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

b) Hệ số triết giảm U

- Khi tất cả các bộ phận của tiết diện ck được liên kết  U = 1,0.

- Khi chỉ 1 phần của tiết diện ck đc LK  U < 1,0 và XĐ như sau:

+ Công thức tổng quát gần đúng:
U = 1,0 – x/L ≤ 0,9

L = chiều dài liên kết;

x = k/c từ trọng tâm của ck tới
mặt phẳng chịu cắt gần nhất.

</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

10
+ Với bài toán TK (chưa biết x, L) thì U được lấy gần đúng nsau:

Khi ck có td chữ I (S, W, T), b_f/d ≥ 2/3, LKBL ở cánh với ≥ 3

BL/ 1 dãy  U = 0,9;

Với thép hình khác, ≥ 3 BL/ 1 dãy  U = 0,85;

Với tất cả các thép hình, 2 BL/ 1 dãy  U = 0,75;

Khi ck có td chữ I (S, W, T), b_f/d ≥ 2/3, LK hàn ở cánh  U =

0,9; với các trường hợp LK hàn khác  U = 0,85;

T/h đặc biệt: Thanh kéo là thép bản, được LK ở đầu bằng 2

ĐH //  U = 1,0 khi L ≥ 2W;

U = 0,87 khi 1,5W ≤ L < 2W;

</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

Để đề phịng trường hợp ck chịu kéo có thể chịu lực lệch tâm

hoặc tải trọng ngang  gây bất lợi. TC 05 quy định như sau:

L/r ≤ 140 cho thanh chính, chịu us đổi dấu;

L/r ≤ 200 cho thanh chính, chịu us khơng đổi dấu;

L/r ≤ 240 cho thanh phụ (giằng).

L = chiều dài thanh kéo;

</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

12
a) Bài tốn tính duyệt

Cho 1 cấu kiện chịu kéo đúng tâm, biết kích thước tiết diện
ngang, cấu tạo lk 2 đầu, chiều dài, loại thép, P_u. Tính duyệt
thanh kéo?

B1: Kiểm tra tỷ số độ mảnh;

B2: Tính P_r = min(P_ry, P_ru) ≥ P_u  Đạt.

b) Bài toán thiết kế

</div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13>

P_ry= _y F_y A_g ≥ P_u  A_gmin = P_u/(_y F_y)
P_ru = _u F_u A_e ≥ P_u  A_emin = P_u/(_u F_u)

L/r ≤ (L/r)_gh  r_min = L/(L/r)_gh

B2: Tra bảng, chọn thép hình thỏa mãn:

A_g ≥ A_gmin

r ≥ r_min

B3: Kiểm tra điều kiện A_e ≥ A_emin . Nếu điều kiện này khơng đạt

thì ta phải chọn lại cho tới khi thảo mãn.

</div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14>

14

VD1: Cho thanh kéo có LK ở đầu thanh như HV, biết: BL có d =

20 mm, thép kc loại A709M cấp 250, P_u = 400 kN, L = 3 m. Hãy

tính duyệt thanh kéo.

40 60 51

5
7
1
5
2
L 152x89x7.9
u
P
c
a

60 60 60 60 60

6

4

b

d f

</div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15>

CT ktra: L/r ≤ 200 (cho thanh chính, chịu us khơng đổi dấu)
Ta có L/r = 3000/20 = 150 < 200  Đạt!

- Kiểm tra điều kiện cường độ:

SK kéo chảy của tiết diện nguyên:

P_ry = _y F_y A_g = 0,95. 250. 1852 = 439,8.103 _{N = 439,8 kN}

SK kéo đứt của tiết diện thực:
P_ru = _u F_u A_e = 0,8. 400. A_e

</div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>

16
A_n = min A_nabcd = A_g – 2.t.h = 1852 – 2. 7,9. 22 = 1504 mm2

A_nabcef = A_g – 3.t.h + 1. t. (S2_{/4g) = 1852 – 3. 7,9.}

22 + 1. 7,9. [602 _{/4(51+57-7,9)] = 1402 mm}2

 A_n = 1402 mm2

 P_ru = 0,8. 400. 1402 = 448,6. 103 _{N = 448,6 kN}

Vậy, SK của thanh kéo là:

</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>

k đều cánh, mỗi dãy BL có ít nhất 3 BL, d = 20 mm, thép kc loại

A709M, cấp 250, thanh chính chịu US k đổi dấu, P_u = 900 kN, L

= 6,5 m. Hãy thiết kế (XĐ kích thước) thanh kéo?

u

</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18>

18

- Theo điều kiện về cường độ và độ mảnh, ta có:

+ P_ry= _y F_y A_g ≥ P_u  A_gmin = P_u/(_y F_y) = 900.103_/(0,95.250)

= 3789 mm2

+ P_ru= _u F_u A_e ≥ P_u  A_emin = P_u/(_u F_u) = 900.103_{/(0,8. 400) =}

2812,5 mm2

+ L/r ≤ (L/r)_gh = 200  r_min = L/(L/r)_gh= 6500/200 = 32,5 mm

- Tra bảng, chọn thép hình thỏa mãn:

A_g ≥ A_gmin = 3789 mm2

r ≥ r_min= 32,5 mm
Có: A_g = 3826 mm2 _{> A}

gmin = 3789 mm2  Đạt!

r = 33 mm > r_min= 32,5 mm  Đạt!

</div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19>

Ta có, A_e = U. A_n
U = 0,85 (sơ bộ);

A_n = A_g - 2.t.h = 3826 -2. 11,1. 22 = 3337,6 mm2 _{≥ A}

emin = 2812,5

mm2 _ _Đạt!

</div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>

20

- CK chịu nén là gì? là ck chịu chịu lực nén dọc trục ck hay đúng

tâm.

- VD: các thanh chịu nén trong cầu dàn thép, cột thép,…

- SK của ck chịu nén phụ thuộc vào:

Diện tích MCN, loại vl;

Độ mảnh (LK 2 đầu, chiều dài, dạng tdiện)

MCN thường có
dạng sao cho bỏn

kớnh qt theo cỏc
phng nhau

tròn ống vuông
x
y
x
y
x
y
x
y
chữ H
x
y

bản tổ hợp

x
y

I tổ hợp

x
y

I, C tổ hợp

x

y

I, C tỉ hỵp

</div>

<!--links-->