Tài liệu TỔNG HỢP CÔNG THỨC KẾT CẤU THÉP pdf

TỔNG HỢP CÔNG THỨC KẾT CẤU THÉP
CHƯƠNG I – CƠ SỞ TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP
Phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn:
TTGH I: Độ bền và ổn định:
mRSN ≤
TTGH II: Biến dạng và chuyển vị:
T
∆≤∆
CHƯƠNG II – LIÊN KẾT HÀN
Đường hàn đối đầu
Các loại đường hàn
Đường hàn góc
Có 3 dạng bài toán:
1. Chịu lực dọc N
2. Chịu mô men và lực cắt (M,N)
3. Chịu lực tổng quát (M,N,Q)
Loại đh
Bài toán
Đường hàn đối đầu Đường hàn góc
N
Tiết diện dạng chữ nhật
h
nk
R
F
N
N
,
≤=→
δ
hhh

LF
δ
=
;
)(1 cmbL
h
−=
Tiết diện dạng hình quạt
hh
h.
βδ
=
;
∑ ∑
=
hhh
LhF
.
.
β
h
g
h
N
R
F
N
N ≤=→
∑
τ

M, Q
h
nk
h
M
R
W
M
M
,
≤=→
σ
h
c
cx
c
x
Q
R
bJ
SQ
Q ≤=→
.
.
τ
TD HCN:
h
cQ
R
F

Q
≤=
2
3
τ
h
nk
h
M
R
W
M
M
,
≤=→
σ
;
6

2
hh
h
Lh
W
β
=
∑
=→
h
Q

F
Q
Q
τ
h
gQMQM
R≤+→⊥
22
ττττ
M,N,Q



→
→
N
M
N
M
σ
σ
cùng phương, chiều
Q
Q
τ
→
;
h
c
cx

x
Q
R
bJ
SQ
≤=
.
.
τ
h
nkNM
R
,
≤+=
σσσ





→
→
→
Q
M
N
Q
M
N
τ

τ
τ
;
QNM
τττ

⊥//
h
gQMM
R≤++
22
)(
τττ
Chú ý: Đường hàn góc có thêm hệ số β và chỉ có
h
g
R
, đường hàn đối đàu không có hệ số
β Đường hàn đối đầu có cả ứng suất pháp+ tiếp, đường hàn góc chỉ có ứng suất tiếp.
CHƯƠNG 3 – LIÊN KẾT ĐINH TÁN
Khả năng chịu lực của đinh:
+ Chịu cắt:
[ ]
d
cc
d
c
R
d
nN

4
.
2
π
=
,
+ Chịu kéo, nén:
[ ]
d
k
d
nk
R
d
N
4
2
,
π
=
+ Chịu ép mặt:
[ ]
d
epm
d
epm
RdN
min
∑
=

δ
n
c
là số mặt cắt trong một đinh( 2 thanh → n
c
= 1, 3 thanh thì n
c
= 2)
Tổng chiều dày nhỏ nhất của các phân tố ép vào một phía của thân đinh
Nếu
bm
δδ
2≤
thì
δδ
=
min
(
δ
: là chiều dày của thanh chính,
:
bm
δ
là chiều dày bản mặt)
Có 3 dạng bài toán:
Lực tác dụng vuông góc với đinh.
1. Chịu lực dọc:
Lực tác dụng song song trục đinh
2. Bài toán chịu lực cắt: Phương của Q vuông góc trục đinh
M nằm trong mf song song trục đinh → chịu kéo

3. Bài toán chịu mô men:
M nằm trong mf vuông góc trục đinh → chịu cắt.
Tính lực tác dụng vào đinh:
Trường hợp Sơ đồ Công thức
Kéo, nén (N)
N N
n
N
N =
1
Chịu uốn (M)
M
M
∑
=
2
max
1
.
l
e
eM
N
Uốn + kéo, nén ( M, N)
M
N
N
M
∑
±=

2
max
1
.
i
e
eM
n
N
N
Uốn + cắt (M,Q)
Q
Q
M
M
2
2
max
2
1
.








+







=
∑
i
e
eM
n
Q
N
e
max
: khoảng cách từ đinh hay bu lông xa nhất.
n: số đinh hay bu lông
∑
2
i
e
: tổng bình phương khoảng cách từ các đinh hay bu lông.
CHƯƠNG 4 – DẦM THÉP
Dầm định hình
Có 2 loại dầm:
Dầm ghép
1.dầm định hình
- Kiểm tra tiết diện chọn theo 2 điều kiện:
+ Kiểm tra về cường độ(TTGH2):

th
x
W
M
=
σ
R≤
tính với tải trọng tính toán

c
x
x
R
J
SQ
≤=
δ
τ
.
.

Trong đó : +
th
W
Mômen chống uốn của tiết diện thu hẹp
+
δ
chiều dày bản bụng
+
x

S
Mômen tĩnh(nguyên) của phần bị trượt đối với trục trung hòa
+
x
J
Mômen quán tính của tiết diện nguyên
Kiểm tra về độ võng (TTGH1):
0
1
n
tc
l
f
≤
Trong đó : +
tc
f
là độ võng lớn nhất được tính theo tải trọng tiêu chuẩn
+l : là nhịp tính toán của dầm

+
0
1
n
độ võng tương đối giới hạn tra bảng
-Đối với dầm đơn :
3
.
.384
5

l
JE
qP
l
f
tctc
tc
∑ ∑
+
=

tc
P
:tải trọng thường xuyên tiêu chuẩn

tc
q
:tải trọng tạm thời tiêu chuẩn
-Đối với dầm thép CT3
∑∑
∑ ∑
+
+
=
qp
qP
h
l
l
f

tctc
tc
.4800
+ ứng suất cục bộ:
cb
b
cb
R
z
P
≤=
.
δ
σ
+Ổn định tổng thể của dầm:
R
W
M
d
≤
ϕ
,
2















=
h
L
J
J
o
x
y
d
ψϕ
,

),(
αψ
f=
tra bảng (4-2) trang 64

2
54.1







=
h
l
J
J
o
y
xoan
α
2.dầm ghép
Công thức kiểm tra :
1.Cường độ :
xn
x
x
y
J
M
=
σ
R≤


c
x
x
R
J

SQ
≤=
δ
τ
.
.

2.Độ võng:
( )
ox
tctc
o
nEJ
lqP
nl
f 1
384
51
3
≤
+
⇔≤
∑ ∑


Ổn định tổng thể của dầm:
R
W
M
d

≤
ϕ
,
2














=
h
L
J
J
o
x
y
d
ψϕ
,
2

54.1),(






==
h
l
J
J
f
o
y
xoan
ααψ
xoan
J
=
).2(
3
3,1
33
ccbb
bh
δδ
+

Kiểm tra ổn định cục bộ :

1.ổn định bản cánh
23
2
1
/240010
100
.8,0 cmdaN
a
c
c
th
=≥








=
δ
δ
σ
+Bản cánh:
R
a
c
2100
15

1
δ
=
, thép CT3 R = 2100daN/cm
2
.
2. Mất ổn định của bản bụng
a)Do ứng suất tiếp

3
2
10
100
25,1








=
b
b
th
h
δ
τ
c

c
c
σ
σ
τ
.6,0
3
==≥
=0,6.2400=1440(thép CT3)
Ô đầu do τ:
R
h
b
o
b
2100
70≤=
δ
λ
phải thoả mãn
b)Do ứng suất pháp

th
σ
=
3
2
0
10
100









b
b
h
k
δ
K là hệ số phụ thuộc vào lien kết giữa bản bụng và bản cánh (tra bảng 4.7 trang 81)
Ô giữa do σ:
R
b
2100
160≤
λ
Do tác dụng liên hợp của ứng suất pháp và ứng suất tiếp
Ô trung gian do σ, τ:
m
th
b
th
b
≤









+








22
τ
τ
σ
σ
m là hệ số điều kiện làm việc
CHƯƠNG 5 – CỘT THÉP
Cột đặc
Cột thép:
Cột đặc
I/ . Cột đặc
Có 2 dạng bài toán
- Chọn tiết diện
- Kiểm tra ổn định
1. Chọn tiết diện: Xuất phát từ đk ổn định để suy ra kích thước cột ( b, h, δ

c
, δ
b
)
Quan hệ giữa b, h, r:



=
=
hr
br
y
x
.
.
2
1
α
α
với
yhxb ⊥⊥ ,
2. Kiểm tra ổn định:
+ ổn định tổng thể:
R
F
N
≤
.
min

ϕ

),(
min yx
f
ϕϕϕ
=
Bản cánh:
A
a
c
≤
δ
+ ổn định cục bộ:
Bản bụng:
b
o
b
h
δ
λ
=
II/ . Cột rỗng
1. Chọn tiết diện.
Cột rỗng có 1 trục thực và 1 trục ảo . Nên khi chọn TD xuất phát từ đk ổn định trục x →
o
N
=
.
Xuất phát từ đk ổn định trục y → chiều dài bản ghép b

2. Kiểm tra ổn định
ổn định trục x:
R
F
N
x
≤
.
ϕ
,
x
ox
x
r
l
=
λ
,
ll
ox
.
µ
=
,
)(
xx
f
λϕ
=
tra bảng phụ lục 6

ổn định trục y:
R
F
N
y
≤
.
ϕ
;
)(
td
yy
f
λϕ
=
- Cột bản giằng:
2
1
2
λλλ
+=
y
td
y
;
y
oy
y
r
l

=
λ
;
F
J
r
x
y
=
;
1
1
1
r
l
=
λ

- Cột thanh giằng:
ty
td
y
FKF /
2
+=
λλ
,
)(
α
fk =

,
:
t
F
là diện tích thanh giằng
Chú ý:
:
1
r
là bán kính quán tính của 1 nhánh cột:
11 y
rr =
Cách xác định hệ số µ (µ=0,5; µ = 0,7; µ=1; µ=2)

:
1
l
là khoảng cách 2 bản giằng.

CHƯƠNG 6 : DÀN THÉP
Chiều dài tính toán của thanh chịu nén
l
d
10
µ
=
(
15.0 ≤≤
µ
)

+ thanh cánh thượng
-Chiều dài tính toán đối với trục x (trục thẳng góc với mặt phẳng của giàn) bằng khoảng
cách giữa hai mắt giàn :l
0x
=d
-chiều dài tính toán của thanh cánh thượng đối với trục y (trục nằm trong mặt phẳng của
giàn )
dl
y
=
0
or
dl
y
2
0
=
; Nếu dọc chiều dài
y
l
0
của thanh cánh có các lực nén khác
nhau thì kiểm tra ổn định theo









+=
1
2
00
25,075,0
N
N
ll
y
td
y

+thanh bụng giàn
-chiều dài tính toán trong mặt phẳng giàn và ngoài mặt phẳng giàn của thanh xiên ở gối
tựa và thanh đứng ở gối tựa l
0x
=
y
l
0
=
1
l
Kiểm tra tiết diện của thanh chịu kéo
1.kiểm tra về cường độ

R
F
N

th
≤=
σ
r
l
=
λ
gh
λ
≤
(tra bảng 6-1 trang 158)
Kiểm tra tiết diện của thanh chịu nén trung tâm
σ
=
R
F
N
≤
.
min
ϕ
R
F
N
th
≤=
σ
r
l
0

=
λ
gh
λ
≤
Kiểm tra tiết diện của thanh chịu nén đồng thời chịu uốn dọc ngang
1.kiểm tra ổn định trong và ngoài mặt phẳng uốn
σ
=
R
F
N
≤
.
min
ϕ
σ
=
R
Fc
N
y
≤

ϕ
2.kiểm tra cường độ theo công thức
th
x
th
W

M
F
N
+=
σ
R≤