giáo trình kết cấu thép 1

KẾT CẤU THÉP 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
BỘ MƠN KẾT CẤU THÉP, GỖ
GIÁO TRÌNH KẾT CẤU THÉP 1
GIẢNG VIÊN:


THƠNG TIN CHUNG VỀ MƠN HỌC
1. Thời lượng mơn học: 4 tín chỉ
Số tín chỉ lý thuyết: 3
Số tín chỉ tự học:
1
2. Đồ án đi kèm:
Đồ án kết cấu thép 1
Thời lượng: 1 tín chỉ
3. Nhiệm vụ của sinh viên:
- Phải nghiên cứu giáo trình bài giảng, chuẩn bị các ý kiến hỏi, đề xuất
khi nghe giảng, đọc và sưu tầm các tư liệu có liên quan đến nội
dung của học phần.
- Dành thời gian cho việc nghiên cứu trước bài giảng dưới sự hướng
dẫn trước của giảng viên.
- Tham dự các buổi lên lớp, thảo luận, thực hành theo quy định.
- Hoàn thành các bài tập ở nhà


THƠNG TIN CHUNG VỀ MƠN HỌC
4. Tài liệu chính học tập:
a) Sách giáo trình:
- Kết cấu thép: Cấu kiện cơ bản - Phạm Văn Hội - Nxb khoa học và kỹ
thuật - Hà Nội, 2006.
b) Sách tham khảo:

- Thiết kế hệ dầm sàn thép - Ts. Đoàn Tuyết Ngọc - Nxb xây dựng - Hà
Nội, 2008.
- Giáo trình kết cấu thép - Trường Đại học Xây dựng - Hà Nội, 1980.
c) Tiêu chuẩn:
- TCXDVN 338 : 2005 Kết cấu thép. Tiêu chuẩn thiết kế
5. Hình thức thi:

: Thi viết chung tồn khóa

6. Tiêu chuẩn đánh giá kết quả học phần:
- Điểm quá trình:
20%
- Điểm thi kết thúc học phần:
80%


GIÁO TRÌNH HỌC


SÁCH THAM KHẢO


CHƯƠNG MỞ ĐẦU - ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP

§ 1. ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA KẾT CẤU THÉP
§ 2. PHẠM VI ỨNG DỤNG
§ 3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI KẾT CẤU THÉP


CHƯƠNG MỞ ĐẦU - ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP

KHÁI NIỆM
 Kết cấu thép là kết cấu của cơng trình xây dựng bằng thép hoặc bằng
kim loại khác.


§ 1. ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA KẾT CẤU THÉP
I. Ưu điểm
- Có khả năng chịu lực lớn và độ tin cậy cao.
- Trọng lượng nhẹ.
- Có tính cơng nghiệp hóa cao.
- Có tính cơ động trong vận chuyển lắp ráp.
- Tính kín.
II. Nhược điểm
- Bị xâm thực.
- Chịu lửa kém: ở T =500  600°C thép chuyển sang dẻo.


§ 2. PHẠM VI ỨNG DỤNG
Kết cấu thép phù hợp với cơng trình lớn, cần có trọng lượng nhẹ, độ
kín.
Sử dụng tốt trong các loại cơng trình sau :
- Nhà công nghiệp
- Nhà nhịp lớn:
L > 30  40m.
L > 100m: Kết cấu thép là duy nhất áp
dụng được.
- Khung nhà nhiều tầng.
- Cầu đường bộ, đường sắt.
- Kết cấu tháp cao: cột điện, ăng ten vô tuyến.
- Kết cấu bản: Bể chứa dầu, bể chứa khí ...

- Các loại kết cấu di dộng: Cần trục, cửa van,gương ăng ten
parabol...


§ 2. PHẠM VI ỨNG DỤNG

Nhà công nghiệp
Nhà nhịp lớn
Bể chứa


§ 2. PHẠM VI ỨNG DỤNG

Tháp thép
Nhà cao tầng


§ 2. PHẠM VI ỨNG DỤNG

Cầu thép


§ 2. PHẠM VI ỨNG DỤNG

Kết cấu cầu di động


§ 3. YÊU CẦU ĐỐI VỚI KẾT CẤU THÉP

I. Yêu cầu về sử dụng.

Đảm bảo độ bền, độ cứng, độ ổn định, độ bền lâu và thẩm mỹ.
II. Yêu cầu về kinh tế: (Giá thành thấp)
Tiết kiệm vật liệu, tính công nghệ khi chế tạo, lắp ráp nhanh ...


CHƯƠNG 1. VẬT LIỆU VÀ SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU THÉP

§ 1.1. THÉP XÂY DỰNG
§ 1.2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG
§ 1.3. QUY CÁCH THÉP CÁN DÙNG TRONG XÂY DỰNG
§ 1.4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN KẾT CẤU THÉP
§ 1.5. TÍNH TỐN CẤU KIỆN


§ 1.1. THÉP XÂY DỰNG
I. PHÂN LOẠI THÉP XÂY DỰNG
Khái niệm: Thép là hợp kim đen của sắt (Fe) và cácbon (C), ngồi ra
cịn có một số chất đưa vào với mục đích tăng tính năng cho thép
hoặc một số tạp chất khơng tách được trong q trình luyện quặng.

Một số hình ảnh lị luyện thép


§ 1.1. THÉP XÂY DỰNG

Cán thép sợi


§ 1.1. THÉP XÂY DỰNG

Cán thép


§ 1.1. THÉP XÂY DỰNG

Cán nóng thép hình


§ 1.1. THÉP XÂY DỰNG
Phân loại:
1. Phân loại thép thành phần hóa học: 2 loại
• Thép Cácbon: (Fe + C) (% C < 1,7%), ko có hợp kim khác.
Thép Cácbon thấp %C <0,22% mềm, dẻo, dễ hàn dùng trong xây
dựng.
Thép Cácbon vừa và cao dùng trong các ngành công nghiệp khác.
• Thép hợp kim: (Fe + C) + kim loại khác (Cr, Ni, Mn ...)
Thép hợp kim thấp (% kim loại khác < 2,5%) được dùng trong xây
dựng.
Thép hợp kim vừa và cao: Không được dùng trong kết cấu xây dựng.
2. Theo phương pháp luyện thép:
Lò quay (Besmer, Thomas),
Lò bằng (Martin)
Lò quay cải tiến.
3. Phân loại theo mức độ khử ôxy:
Thép sôi, Thép tĩnh, Thép nửa tĩnh.
Xây lò bằng gạch chịu lửa


§ 1.1. THÉP XÂY DỰNG
II. CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN HỐ HỌC CỦA THÉP

1. Cấu trúc: thép có cấu trúc tinh thể, bao gồm:
- Hạt pherit: (Fe) có tính dẻo, mềm chiếm 99% trong lượng thép.
- Màng xementit: (Fe3C) có tính chất cứng và giịn.
- Màng peclit: do xementit hỗn hợp với ferit tạo thành.
2. Thành phần hoá học: gồm có Fe và C.
Ngồi ra cịn có các chất đưa thêm vào hoặc tạp chất chưa tách hết.
- Mn: làm tăng cường độ, tăng độ dai. (%Mn > 1,5% thép trở nên giòn).
- Si: làm tăng cường độ thép, giảm tính chống gỉ, tính dễ hàn.(% Si <
0,3%).
- P: làm giảm tính dẻo và độ dai của thép.
- S: Làm cho thép giòn ở nhiệt độ cao, dễ bị nứt khi hàn và rèn.
- Đối với thép hợp kim, đưa thêm vào các nguyên tố kim loại như Cu,
Ni, Cr, Ti ... tăng tính năng cơ học, tăng độ bền chống gỉ của thép.
- Ơxy, Nitơ làm thép bị giịn, giảm cường độ


§ 1.1. THÉP XÂY DỰNG
III. SỐ HIỆU THÉP XÂY DỰNG
Theo cường độ có 3 loại:
1. Thép các bon thấp cường độ thường
- Thép cácbon thấp, giới hạn chảy không quá 360 MPa.
- Số hiệu thường dùng:
CCT34, CCT34s, CCT34n
CCT38, CCT38s, CCT38n, CCT38nMn
CCT42, CCT42s, CCT42n
- Ý nghĩa kí hiệu:
C - nhóm thép, A, B, C;
Nhóm A: Đảm bảo tính chất cơ học.
Nhóm B: Đảm bảo thành phân hóa học.
Nhóm C: Đảm bảo tính chất cơ học và thành phần hóa học.

CT - thép các bon thấp;
34,38,42 - độ bền kéo đứt (giới hạn bền), daN/mm2;
s - Phương pháp khử ôxy: thép sôi, n - thép nửa tĩnh (thép tĩnh không
ghi);


§ 1.1. THÉP XÂY DỰNG


§ 1.1. THÉP XÂY DỰNG
2. Cường độ khá cao:
Thép các bon thấp qua nhiệt luyện hoặc thép hợp kim thấp, giới hạn
chảy không quá 400 MPa, giới hạn bền 450-540 MPa.
- Số hiệu thường dùng:
09Mn2,14Mn2,16Mn2Si, 09Mn2Si, 10Mn2Si1, 10CrSiNiCu.
- Ý nghĩa kí hiệu:
Hai chữ số đầu chỉ phần vạn hàm lượng cácbon.
Các chữ cái chỉ tên hợp kim có trong thép.
Các chữ số đứng sau tên hợp kim chỉ % hàm lượng hợp kim (nếu hàm
lượng  1%).
3. Cường độ cao:
Thép hợp kim thấp qua nhiệt luyện, giới hạn chảy trên 440 MPa, giới
hạn bền trên 590 MPa.
- Số hiệu thường dùng: 16Mn2NV, 12Mn2SiMoV...
- Ý nghĩa kí hiệu: N - nitơ, Mo - mơlípđen, V - vanađi


§ 1.2. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP CHỊU TẢI TRỌNG

Thí nghiệm kéo thép