KẾT CẤU THÉP – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ

Tiêu chuẩn này dùng để thiết kế kết cấu thép các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp. Tiêu chuẩn này không dùng để thiết kế các công trình giao thông, thủy lợi như các loại cầu, công trình trên đường, cửa van, đường ống, v.v... Khi thiết kế kết cấu thép của một số loại công trình chuyên dụng như kết cấu lò cao, công trình thủy công, công trình ngoài biển hoặc kết cấu thép có tính chất đặc biệt như kết cấu thành mỏng, kết cấu thép tạo hình nguội, kết cấu ứng lực trước, kết cấu không gian, v.v..., cần theo những yêu cầu riêng quy định trong các tiêu chuẩn chuyên ngành

TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM BỘ XÂY DỰNG -Số: 17 /2005/QĐ-BXD TCXDVN 338 : 2005 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc -Hà nội, ngày 31 tháng năm 2005 QUYẾT ĐỊNH CỦA BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG Về việc ban hành TCXDVN 338 : 2005 "Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế" BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG - Căn Nghị định số 36 / 2003 / NĐ-CP ngày / / 2003 Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn cấu tổ chức Bộ Xây dựng; - Xét đề nghị Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ, QUYẾT ĐỊNH Điều Ban hành kèm theo định 01 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam : TCXDVN 338 : 2005 "Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế" Điều Quyết định có hiệu lực sau 15 ngày, kể từ ngày đăng cơng báo Điều Các Ơng Chánh văn phịng Bộ, Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ Thủ trưởng đơn vị có liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết định / Nơi nhận: - Như điều - VP Chính Phủ - Cơng báo - Bộ Tư pháp - Vụ Pháp chế - Lưu VP&Vụ KHCN K/T BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG THỨ TRƯỞNG Nguyễn Văn Liên TCXDVN 338 : 2005 KẾT CẤU THÉP – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Steel structures – Design standard NGUYÊN TẮC CHUNG 1.1 1.1.1 Các quy định chung Tiêu chuẩn dùng để thiết kế kết cấu thép cơng trình xây dựng dân dụng, cơng nghiệp Tiêu chuẩn khơng dùng để thiết kế cơng trình giao thơng, thủy lợi loại cầu, cơng trình đường, cửa van, đường ống, v.v Khi thiết kế kết cấu thép số loại cơng trình chun dụng kết cấu lị cao, cơng trình thủy cơng, cơng trình ngồi biển kết cấu thép có tính chất đặc biệt kết cấu thành mỏng, kết cấu thép tạo hình nguội, kết cấu ứng lực trước, kết cấu không gian, v.v , cần theo yêu cầu riêng quy định tiêu chuẩn chuyên ngành 1.1.2 Kết cấu thép phải thiết kế đạt yêu cầu định Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam đảm bảo an toàn chịu lực đảm bảo khả sử dụng bình thường suốt thời hạn sử dụng cơng trình 1.1.3 Khi thiết kế kết cấu thép cần tuân thủ tiêu chuẩn tương ứng phòng chống cháy, bảo vệ chống ăn mòn Khơng tăng bề dày thép với mục đích bảo vệ chống ăn mòn nâng cao khả chống cháy kết cấu 1.1.4 Khi thiết kế kết cấu thép cần phải: – Tiết kiệm vật liệu thép; – Ưu tiên sử dụng loại thép Việt Nam sản xuất; – Lựa chọn sơ đồ kết cấu hợp lí, tiết diện cấu kiện hợp lí mặt kinh tế - kĩ thuật; – Ưu tiên sử dụng công nghệ chế tạo tiên tiến hàn tự động, hàn bán tự động, bu lông cường độ cao; – Chú ý việc cơng nghiệp hóa cao q trình sản xuất dựng lắp, sử dụng liên kết dựng lắp liên tiếp liên kết mặt bích, liên kết bulơng cường độ cao; dùng liên kết hàn để dựng lắp có hợp lí; – Kết cấu phải có cấu tạo để dễ quan sát, làm bụi, sơn, tránh tụ nước Tiết diện hình ống phải bịt kín hai đầu TCXDVN 338 : 2005 1.2 1.2.1 Các yêu cầu thiết kế Kết cấu thép phải tính tốn với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất, kể tải trọng theo thời gian yếu tố tác động khác Việc xác định nội lực thực theo phương pháp phân tích đàn hồi phân tích dẻo Trong phương pháp đàn hồi, cấu kiện thép giả thiết đàn hồi tác dụng tải trọng tính tốn, sơ đồ kết cấu sơ đồ ban đầu không biến dạng Trong phương pháp phân tích dẻo, cho phép kể đến biến dạng không đàn hồi thép phận hay toàn kết cấu, thoả mãn điều kiện sau: – giới hạn chảy thép không lớn 450 N/mm2, có vùng chảy dẻo rõ rệt; – kết cấu chịu tải trọng tác dụng tĩnh (không có tải trọng động lực va chạm tải trọng lặp gây mỏi); – cấu kiện sử dụng thép cán nóng, có tiết diện đối xứng 1.2.2 Các cấu kiện thép hình phải chọn theo tiết diện nhỏ thoả mãn yêu cầu Tiêu chuẩn Tiết diện cấu kiện tổ hợp thiết lập theo tính tốn cho ứng suất khơng lớn 95% cường độ tính tốn vật liệu 1.2.3 1.3 1.3.1 Trong vẽ thiết kế kết cấu thép văn đặt hàng vật liệu thép, phải ghi rõ mác tiêu chuẩn tương ứng thép làm kết cấu thép làm liên kết, yêu cầu phải đảm bảo tính học hay thành phần hoá học hai, yêu cầu riêng vật liệu quy định tiêu chuẩn kĩ thuật Nhà nước nước ngồi Các đơn vị đo kí hiệu dùng tiêu chuẩn Tiêu chuẩn sử dụng đơn vị đo theo hệ SI, cụ thể là: Đơn vị dài: mm; đơn vị lực: N; đơn vị ứng suất: N/mm2 (MPa); đơn vị khối lượng: kg 1.3.2 Tiêu chuẩn sử dụng kí hiệu sau: a) Các đặc trưng hình học A diện tích tiết diện ngun An diện tích tiết diện thực Af diện tích tiết diện cánh Aw diện tích tiết diện bụng Abn diện tích tiết diện thực bulơng Ad diện tích tiết diện xiên b chiều rộng TCXDVN 338 : 2005 bf chiều rộng cánh bo chiều rộng phần nhô cánh bs chiều rộng sườn ngang h chiều cao tiết diện hw chiều cao bụng hf chiều cao đường hàn góc hfk khoảng cách trục cánh dầm i bán kính quán tính tiết diện ix, iy bán kính quán tính tiết diện trục tương ứng x-x, y-y imin bán kính quán tính nhỏ tiết diện If mơmen qn tính tiết diện nhánh I m, I d mơmen qn tính cánh xiên giàn Ib mômen quán tính tiết diện giằng Is, Isl mơmen qn tính tiết diện sườn ngang dọc It mơmen qn tính xoắn Itr mơmen qn tính xoắn ray, dầm Ix, Iy mơmen qn tính tiết diện ngun trục tương ứng x-x y-y Inx, Iny mơmen qn tính tiết diện thực trục tương ứng x-x y-y L chiều cao đứng, cột chiều dài nhịp dầm l chiều dài nhịp ld chiều dài xiên lm chiều dài khoang cánh giàn cột rỗng lo chiều dài tính tốn cấu kiên chịu nén lx, ly chiều dài tính tốn cấu kiện mặt phẳng vng góc với trục tương ứng x-x, y-y lw chiều dài tính tốn đường hàn S mômen tĩnh s bước lỗ bulông t chiều dày tf , tw chiều dày cánh bụng u khoảng cách đường lỗ bu lông TCXDVN 338 : 2005 Wnmin môđun chống uốn (mômen kháng) nhỏ tiết diện thực trục tính tốn Wx , Wy môđun chống uốn (mômen kháng) tiết diện nguyên trục tương ứng x-x, y-y Wnx,min , Wny,min môđun chống uốn (mômen kháng) nhỏ tiết diện thực trục tương ứng x-x, y-y b) Ngoại lực nội lực F, P ngoại lực tập trung M mômen uốn Mx , My mômen uốn trục tương ứng x-x, y-y Mt mômen xoắn cục N lực dọc Nd nội lực phụ NM lực dọc nhánh mômen gây p áp lực tính tốn V lực cắt Vf lực cắt qui ước tác dụng mặt phẳng (bản) giằng Vs lực cắt qui ước tác dụng (bản) giằng nhánh c) Cường độ ứng suất E môđun đàn hồi fy cường độ tiêu chuẩn lấy theo giới hạn chảy thép fu cường độ tiêu chuẩn thép theo sức bền kéo đứt f cường độ tính tốn thép chịu kéo, nén, uốn lấy theo giới hạn chảy ft cường độ tính toán thép theo sức bền kéo đứt fv cường độ tính tốn chịu cắt thép fc cường độ tính tốn thép ép mặt theo mặt phẳng tì đầu (có gia cơng phẳng) fcc cường độ tính toán ép mặt cục khớp trụ (mặt cong) tiếp xúc chặt fth cường độ tính tốn chịu kéo sợi thép cường độ cao fub cường độ kéo đứt tiêu chuẩn bulông ftb cường độ tính tốn chịu kéo bulơng fvb cường độ tính tốn chịu cắt bulơng fcb cường độ tính tốn chịu ép mặt bulơng fba cường độ tính tốn chịu kéo bulơng neo fhb cường độ tính tốn chịu kéo bulông cường độ cao TCXDVN 338 : 2005 fcd cường độ tính tốn chịu ép mặt theo đường kính lăn fw cường độ tính tốn mối hàn đối đầu chịu nén, kéo, uốn theo giới hạn chảy fwu cường độ tính tốn mối hàn đối đầu chịu nén, kéo, uốn theo sức bền kéo đứt fw v cường độ tính tốn mối hàn đối đầu chịu cắt fwf cường độ tính tốn đường hàn góc (chịu cắt qui ước) theo kim loại mối hàn fws fwun cường độ tính tốn đường hàn góc (chịu cắt qui ước) theo kim loại biên nóng chảy G mơđun trượt  c x, y cường độ tiêu chuẩn kim loại đường hàn theo sức bền kéo đứt ứng suất pháp ứng suất pháp cục cr ,c,cr ứng suất pháp song song với trục tương ứng x-x, y-y cr ứng suất tiếp  ứng suất pháp tới hạn ứng suất cục tới hạn ứng suất tiếp tới hạn d) Kí hiệu thơng số c1, cx, cy e m me n, p,  na số lượng bulông nửa liên kết nc nQ số mũ nv f , s số lượng mặt cắt tính tốn; hệ số để tính tốn đường hàn góc theo kim loại đường hàn biên nóng chảy thép hệ số điều kiện làm việc kết cấu hệ số điều kiện làm việc liên kết bulông hệ số độ tin cậy cường độ hệ số độ tin cậy tải trọng hệ số độ tin cậy tính tốn theo sức bền tức thời hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện độ mảnh cấu kiện ( = lo /i ) c b M Q u   chu kỳ tải trọng  o   f /E ) độ mảnh qui ước ( độ mảnh tương đương tiết diện rỗng w độ mảnh qui ước bụng (  w  hw / t w  f / E ) 0 hệ số dùng để kiểm tra bền dầm chịu uốn mặt phẳng hai mặt phẳng có kể đến phát triển biến dạng dẻo độ lệch tâm lực độ lệch tâm tương đối độ lệch tâm tương đối tính đổi thơng số để xác định chiều dài tính tốn cột độ mảnh tương đương qui ước tiết diện rỗng (   0 f /E ) TCXDVN 338 : 2005 x , y   b e  độ mảnh tính tốn cấu kiện mặt phẳng vng góc với trục tương ứng x-x, y-y hệ số chiều dài tính tốn cột hệ số uốn dọc hệ số giảm cường độ tính tốn ổn định dạng uốn xoắn hệ số giảm cường độ tính tốn nén lệch tâm, nén uốn hệ số để xác định hệ số b tính toán ổn định dầm (Phụ lục E) TIÊU CHUẨN TRÍCH DẪN Trong tiêu chuẩn sử dụng đồng thời có trích dẫn tiêu chuẩn sau : - TCVN 2737 : 1995 Tải trọng tác động Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 1765 : 1975 Thép bon kết cấu thông thường Mác thép yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 1766 : 1975 Thép bon kết cấu chất lượng tốt Mác thép yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 5709 : 1993 Thép bon cán nóng dùng xây dựng Yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 6522 : 1999 Thép kết cấu cán nóng; - TCVN 3104 : 1979 Thép kết cấu hợp kim thấp Mác, yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 3223 : 1994 Que hàn điện dùng cho thép bon thép hợp kim thấp; - TCVN 3909 : 1994 Que hàn điện dùng cho thép bon hợp kim thấp Phương pháp thử; - TCVN 1961 : 1975 Mối hàn hồ quang điện tay; - TCVN 5400 : 1991 Mối hàn Yêu cầu chung lấy mẫu để thử tính; - TCVN 5401 : 1991 Mối hàn Phương pháp thử uốn; - TCVN 5402 : 1991 Mối hàn Phương pháp thử uốn va đập; - TCVN 5403 : 1991 Mối hàn Phương pháp thử kéo; - TCVN 1916 : 1995 Bu lơng, vít, vít cấy đai ốc Yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 4169 : 1985 Kim loại Phương pháp thử mỏi nhiều chu trình chu trình; - TCVN 197 :1985 Kim loại Phương pháp thử kéo; - TCVN 198 :1985 Kim loại Phương pháp thử uốn; - TCVN 312 :1984 Kim loại Phương pháp thử uốn va đập nhiệt độ thường; - TCVN 313 :1985 Kim loại Phương pháp thử xoắn; - Quy chuẩn xây dựng Việt nam – 1997 CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP 3.1 Nguyên tắc thiết kế 3.1.1 Tiêu chuẩn sử dụng phương pháp tính tốn kết cấu thép theo trạng thái giới hạn Kết cấu thiết kế cho không vượt trạng thái giới hạn 3.1.2 Trạng thái giới hạn trạng thái mà vượt kết cấu khơng cịn thoả mãn u cầu sử dụng dựng lắp đề thiết kế Các trạng thái giới hạn gồm: – Các trạng thái giới hạn khả chịu lực trạng thái mà kết cấu khơng cịn đủ khả chịu lực, bị phá hoại, sụp đổ hư hỏng làm nguy hại đến an tồn người, cơng trình Đó trường hợp: kết cấu không đủ độ bền (phá hoại bền), kết cấu bị ổn định, kết cấu bị phá hoại dòn, vật liệu kết cấu bị chảy TCXDVN 338 : 2005 – Các trạng thái giới hạn sử dụng trạng thái mà kết cấu khơng cịn sử dụng bình thường bị biến dạng lớn hư hỏng cục Các trạng thái giới hạn gồm: trạng thái giới hạn độ võng biến dạng làm ảnh hưởng đến việc sử dụng bình thường thiết bị máy móc, người làm hỏng hồn thiện kết cấu, hạn chế việc sử dụng cơng trình; rung động q mức; han gỉ q mức 3.1.3 Khi tính tốn kết cấu theo trạng thái giới hạn phải dùng hệ số độ tin cậy sau: – Hệ số độ tin cậy cường độ M (xem điều 4.1.4 4.2.2); – Hệ số độ tin cậy tải trọng Q ( xem điều 3.2.2); – Hệ số điều kiện làm việc C (xem điều 3.4.1 3.4.2); Cường độ tính toán vật liệu cường độ tiêu chuẩn nhân với hệ số C chia cho hệ số M; tải trọng tính tốn tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số Q 3.2 Tải trọng 3.2.1 Tải trọng dùng thiết kế kết cấu thép lấy theo TCVN 2737 : 1995 tiêu chuẩn thay tiêu chuẩn (nếu có) 3.2.2 Khi tính kết cấu theo giới hạn khả chịu lực dùng tải trọng tính tốn tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số độ tin cậy tải trọng Q (còn gọi hệ số tăng tải hệ số an tồn tải trọng) Khi tính kết cấu theo trạng thái giới hạn sử dụng tính tốn mỏi dùng trị số tải trọng tiêu chuẩn 3.2.3 Các trường hợp tải trọng xét riêng rẽ tổ hợp để có tác dụng bất lợi kết cấu Giá trị tải trọng, loại tổ hợp tải trọng, hệ số tổ hợp, hệ số độ tin cậy tải trọng lấy theo điều TCVN 2737 : 1995 3.2.4 Với kết cấu trực tiếp chịu tải trọng động, tính tốn cường độ ổn định trị số tính tốn tải trọng phải nhân với hệ số động lực Khi tính tốn mỏi biến dạng khơng nhân với hệ số Hệ số động lực xác định lý thuyết tính tốn kết cấu cho Qui phạm riêng loại kết cấu tương ứng 3.2.5 Khi thiết kế cho giai đoạn sử dụng dựng lắp kết cấu, cần xét đến thay đổi nhiệt độ, giả thiết thay đổi nhiệt độ vùng phía Bắc từ 5C đến 40C, vùng phía Nam từ 10C đến 40C Sự phân chia hai vùng Bắc Nam dựa theo Qui chuẩn Xây dựng Việt Nam, tập III, phụ lục Tuy nhiên, phạm vi biến động nhiệt độ dựa theo số liệu khí hậu cụ thể địa điểm xây dựng để xác định xác 3.3 3.3.1 Biến dạng cho phép kết cấu Biến dạng kết cấu thép xác định theo tải trọng tiêu chuẩn, không kể đến hệ số động lực không xét giảm yếu tiết diện lỗ liên kết 10 TCXDVN 338 : 2005 3.3.2 Độ võng cấu kiện chịu uốn không vượt trị số cho phép bảng 3.3.3 Chuyển vị ngang mức mép mái nhà công nghiệp kiểu khung tầng, không cầu trục, gây tải trọng gió tiêu chuẩn giới hạn sau : – Khi tường tôn kim loại : H/100; – Khi tường vật liệu nhẹ khác : H/150; – Khi tường gạch bê tông : H/240; với H chiều cao cột Nếu có giải pháp cấu tạo để đảm bảo biến dạng dễ dàng liên kết tường chuyển vị giới hạn tăng lên tương ứng 3.3.4 Chuyển vị ngang đỉnh khung nhà tầng (không thuộc loại nhà điều 3.3.3) không vượt 1/300 chiều cao khung Chuyển vị ngang đỉnh khung nhà nhiều tầng không vượt 1/500 tổng chiều cao khung Chuyển vị tương đối tầng nhà nhiều tầng không vượt 1/300 chiều cao tầng 3.3.5 Đối với cột nhà xưởng có cầu trục chế độ làm việc nặng cột cầu tải ngồi trời có cầu trục chế độ làm việc vừa nặng chuyển vị gây tải trọng nằm ngang cầu trục lớn mức đỉnh dầm cầu trục không vượt trị số cho phép ghi bảng 11 TCXDVN 338 : 2005 Bảng – Độ võng cho phép cấu kiện chịu uốn Loại cấu kiện Độ võng cho phép Dầm sàn nhà mái: Dầm L /400 Dầm trần có trát vữa, tính võng cho tải trọng tạm thời Các dầm khác, trường hợp L /350 L /250 Tấm sàn L /150 Dầm có đường ray: Dầm đỡ sàn cơng tác có đường ray nặng 35 kg/m lớn L /600 Như trên, đường ray nặng 25 kg/m nhỏ L /400 Xà gồ: Mái lợp ngói không đắp vữa, mái tôn nhỏ L /150 L /200 Mái lợp ngói có đắp vữa, mái tơn múi mái khác Dầm giàn đỡ cầu trục: Cầu trục chế độ làm việc nhẹ, cầu trục tay, palăng L /400 Cầu trục chế độ làm việc vừa L /500 Cầu trục chế độ làm việc nặng nặng L /600 Sườn tường: Dầm đỡ tường xây L /300 Dầm đỡ tường nhẹ (tơn, fibrơ ximăng), dầm đỡ cửa kính L /200 Cột tường L /400 GHI CHÚ: L nhịp cấu kiện chịu uốn Đối với dầm công xơn L lấy lần độ vươn dầm Bảng – Chuyển vị cho phép cột đỡ cầu trục Tính theo kết cấu phẳng Tính theo kết cấu không gian Chuyển vị theo phương ngang nhà cột nhà xưởng HT / 1250 HT / 2000 Chuyển vị theo phương ngang nhà cột cầu tải trời HT / 2500 – Chuyển vị theo phương dọc nhà cột nhà HT / 4000 – Chuyển vị GHI CHÚ: HT độ cao từ mặt đáy chân cột đến mặt đỉnh dầm cầu trục hay giàn cầu trục Khi tính chuyển vị theo phương dọc nhà cột nhà hay ngồi trời, giả định tải trọng theo phương dọc nhà cầu trục phân phối cho tất hệ giằng hệ khung dọc cột phạm vi khối nhiệt độ Trong nhà xưởng có cầu trục ngoạm cầu trục cào san vật liệu, trị số chuyển vị cho phép cột nhà tương ứng phải giảm 10% 3.4 3.4.1 Hệ số điều kiện làm việc c Khi tính tốn kiểm tra khả chịu lực kết cấu thuộc trường hợp nêu bảng 3, cường độ tính tốn thép cho bảng 5, liên kết cho bảng 7, 8, 10, 11, 12, B.5 (Phụ 12 TCXDVN 338 : 2005 GHI CHÚ: Khi cánh nén côngxôn cố kết phương ngang đầu mút theo chiều dài hệ số  lấy cơngxơn khơng cố kết, ngồi trường hợp tải rọng tập trung đặt cánh mút côngxôn,  =1,75 (giá trị  lấy theo ghi bảng E.1) 122 TCXDVN 338 : 2005 Bảng E.3 – Hệ số D C Hệ số C tiết diện Dạng tải trọng D Tập trung nhịp 3,265 Phân bố 2,247 Uốn tuý 4,315 Các kí hiệu bảng E.3: đó: n Chữ I, n  0,9 Chữ T, n = 0,481 0,1202 0,330 0,101 I1 I1  I 0,0826 0,0253 ;  = n(1 - n)(9,87 + 1) ; I I  I   l  1  0,385 t   I1 I h với: I1 , I2 tương ứng mơmen qn tính cánh lớn cánh nhỏ trục đối xứng tiết diện, tính theo cơng thức (D.4); Mơmen qn tính xoắn tính sau: It   bi t i3  bi ti tương ứng chiều rộng chiều dày cánh; d = 1,25 tiết diện chữ I đối xứng; d = 1,20 tiết diện chữ T; trục a xác định bảng E.2 123 TCXDVN 338 : 2005 Bảng E.4 – Hệ số B Sơ đồ tiết diện vị trí đặt tải Hệ số B sơ đồ đặt tải Tập trung nhịp Phân bố Uốn tuý    –1  –1  1– 1– – – – –  Các kí hiệu dùng bảng E.4:   n  0,734 ;   n  1,145 ;   b1   b1  b1      0, 47  0,035  1   0,072   2n  1 h  h    h     đó: b1 – chiều rộng cánh lớn dầm; n – kí hiệu xem bảng E.3 Bảng E.5 – Hệ số b Giá trị 2 2  0,85 2 > 0,85 124 Hệ số b cánh chịu nén Cánh lớn Cánh nhỏ   n  n    b  1 0,21  0,68     1  b = 0,68 + 0,212 b = 1 b = 2 TCXDVN 338 : 2005 Bảng E.6 – Mơmen qn tính xoắn Số hiệu thép I It , cm4 Số hiệu thép I It , cm4 Số hiệu thép I It , cm4 10 12 2,28 2,88 22 22a 8,60 9,77 33 36 23,8 31,4 14 16 18 18a 20 20a 3,59 4,46 5,60 6,54 6,92 7,94 24 24a 27 27a 30 30a 11,1 12,8 13,6 16,7 17,4 20,3 40 45 50 55 60 40,6 54,7 75,4 100 135 125 TCXDVN 338 : 2005 PHỤ LỤC F BẢNG TÍNH TỐN VỀ MỎI Bảng F.1 – Bảng phân nhóm cấu kiện để tính bền mỏi Thứ tự Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết diện tính tốn a a Đặc điểm cấu kiện Nhóm cấu kiện – Mép thép cán gia công khí – Mép thép cắt máy cắt 1 r a a Mép thép gia cơng khí, bán kính cong chuyển chỗ có chiều rộng khác là: r = 200 mm; r = 10 mm a a a Thép liên kết bulông cường độ cao a a Thép liên kết bulông (bulông tinh), tiết diện khảo sát qua lỗ: a a a 126 a) Khi liên kết hai ghép b) Khi dùng liên kết chồng TCXDVN 338 : 2005 Bảng F.1 – (tiếp theo) Thứ tự Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết diện tính tốn Đặc điểm cấu kiện Nhóm cấu kiện a Bản mã hình chữ nhật, hàn đối đầu hay hàn thẳng góc kiểu chữ T với cấu kiện, mép chuyển tiếp từ cấu kiện đến mã không gia công khí a a a a  a Bản mã hàn đối đầu kiểu chữ T với bụng, cánh dầm với giàn   45o a  a a a a a a a i1:5 Bản mã hình chữ nhật hay hình thang, liên kết chồng với cánh dầm, thép chu vi đường hàn không gia cơng khí Đường hàn đối đầu khơng gia cơng mép; lực vng góc với đường hàn; thép có chiều rộng dày Đường hàn đối đầu khơng gia cơng mép; thép có chiều rộng dày khác 127 TCXDVN 338 : 2005 Bảng F.1 – (tiếp theo) Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết a i1:4 a i1:4 a a a a a a h diện tính tốn 10 Thép gia cơng khí cho đường hàn dày lên vát chỗ nối đối đầu: Khi thép nối có chiều dày rộng i1:1 Khi chiều dày rộng khác Nhóm cấu kiện a 11 Đặc điểm cấu kiện h Thứ tự a Đường hàn đối đầu, hàn có lót dưới, lực vng góc với đường hàn Đường hàn đối đầu nối thép ống, hàn có đoạn ống lót Liên kết đối đầu thép định hình a 12 a a 13 a a Tiết diện tổ hợp hàn chữ I, chữ T, loại khác hàn đường hàn dọc, lực tác dụng dọc theo đường hàn 14 a  15 a a Chi tiết phụ, liên kết đường hàn góc góc:   45o   90o a Thép có đường hàn ngang, đường hàn hai phía, hàn thoải dần xuống thép 16 a 128 TCXDVN 338 : 2005 Bảng F.1 – (kết thúc) Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết Nhóm cấu Thứ tự diện tính tốn Đặc điểm cấu kiện kiện 17 a Thép cánh dầm chịu kéo, cấu kiện giàn gần vách cứng, sườn cứng liên kết đường hàn góc a 5t Thép chỗ chuyển tiếp với đường hàn góc đầu t a a 18 a a  a) b)  a  a a) Dùng hai đường hàn góc bên a a c) b) Đường hàn góc bên góc đầu  19 Thép liên kết dùng đường hàn góc bên (chỗ chuyển tiếp từ cấu kiện đến mút đường hàn) khi: a c) Khi truyền lực qua thép d) Chi tiết neo để giữ cáp a d) a a a  a a dm 21 tm dm 20 tm a  Thép xiên chịu kéo thép ống tỷ số chiều dày đường kính ngồi cánh là: tm / dm  1/14 1/20  tm / dm  1/14 Thép xiên chịu kéo thép ống, tỷ số đường kính xiên cánh dd / dm = 0,4  0,7 tỷ số chiều dày với đường kính ngồi cánh: tm / dm  1/14 1/20  tm / dm  1/14 1/35 < tm / dm  1/20 8 129 TCXDVN 338 : 2005 PHỤ LỤC G CÁC YÊU CẦU BỔ SUNG KHI TÍNH TỐN GIÀN THÉP ỐNG G.1 Tỉ số đường kính ống D chiều dày ống t, (D/t), không vượt quá: Đối với cánh: 30; Đối với xiên bụng: 80  90 G.2 Tỉ số đường kính xiên d đường kính cánh D khơng nhỏ 0,3 G.3 Trục hình học lấy làm trục để định vị Trong trường hợp không sử dụng hết khả  0,3) để tránh tượng ép lõm cánh (d/D chịu lực cánh cho phép trục có độ lệch tâm 1/4 đường kính cánh G.4 Khi hàn thép ống phải đảm bảo độ kín khít đầu ống để tránh tượng xuất ăn mòn mặt bên ống G.5 Để liên kết xiên vào cánh có nhiều biện pháp Thông thường người ta dùng biện pháp liên kết hình G.1 a) d) b) c) e) f) Hình G.1 – Các dạng liên kết thép ống xiên vào cánh a) Liên kết hàn không mã; b) Liên kết hàn có đệm cong c, d) Liên kết hàn đầu ống đập bẹt; e, f) Liên kết hàn dùng mã G.6 Ứng suất dọc theo chiều dài đường hàn phân bố không phụ thuộc vào tỉ số đường kính ống thép hàn, chiều dày thành ống cánh, góc nghiêng ống, đặc trưng vật liệu làm thép ống làm cánh 130 TCXDVN 338 : 2005 G.7 Độ bền đường hàn kiểm tra theo điều kiện: N 1 0,85h f lw Rw  w min  c (G.1) đó: 0,85 hệ số điều kiện làm việc đường hàn kể đến phân bố ứng suất không dọc đường hàn; hf chiều cao đường hàn; lw chiều dài đường hàn, tính sau:  lw  0,5d 1,5(1+cosec  )  cos ec   (G.2) Giá trị x phụ thuộc vào đường kính ống thép, cho bảng G.1: Bảng G.1 – Giá trị hệ số x G.8 d/D 0,2 0,5 0,6 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1,0 x 1,0 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,08 1,12 1,22 Thành ống cánh vị trí tiếp xúc với bụng vị trí có cấu kiện khác đè lên (xà gồ) cần kiểm tra độ bền uốn cục theo điều sau: a) Các thép ống chịu nén, nén uốn độ mảnh qui ước điều kiện: r  t  f  0,65 E phải thỏa mãn 280  1400 f E (G.3) Ngoài cần kiểm tra ổn định thành ống theo điều kiện: 1  ccr1 (G.4) đó: 1 - ứng suất tính tốn thành ống; cEt cr – ứng suất tới hạn, lấy giá trị nhỏ hai giá trị f r (ở r - giá trị trung bình bán kính ống, t - chiều dày ống) Giá trị  c xác định tương ứng theo bảng G.2 G.3 131 TCXDVN 338 : 2005 Bảng G.2 – Giá trị hệ số  Hệ số  Giá trị f, MPa r t 25 50 75 100 125 150 200 250 f ≤ 140 1,00 0,98 0,88 0,79 0,72 0,65 0,59 0,45 0,39 f ≥ 280 1,00 0,94 0,78 0z,67 0,57 0,49 0,42 0,29 - GHI CHÚ: Giá trị hệ số  140 MPa < f < 280 MPa giá trị trung gian r / t, lấy nội suy tuyến tính Bảng G.3 – Giá trị hệ số c r Giá trị t ≤ 50 100 150 200 250 500 Hệ số c 0,30 0,22 0,20 0,18 0,16 0,12 GHI CHÚ: Đối với giá trị trung gian r/t, hệ số c lấy nội suy tuyến tính Trong trường hợp nén lệch tâm có phương song song với đường sinh trục ống hay uốn tuý mặt phẳng tiết diện ngang mà ứng suất tiếp vị trí có mơmen lớn không vượt t  0,07 E   r giá trị (1,1  0,1 3/ , ứng suất cr1 phải tăng lên cách nhân với giá trị  1 )  , với  1 ứng suất nhỏ (quy ước ứng suất kéo lấy dấu “–“) b) Không cần kiểm tra ổn định thép ống khơng có đường hàn dọc r/t không vượt giá 1,7 trị f E 35 G.9 Khi chiều dày cánh không đủ, gia cường ốp cong Các ốp cong cắt từ ống thép có đường kính, uốn từ thép có chiều dày khơng nhỏ chiều dày cánh không lớn lần chiều dày cánh (Hình G.1, b) G.10 Có thể dập bẹt đầu ống thép (chỉ áp dụng thép bon thấp loại thép dẻo khác) (Hình G.1, c, d); số trường hợp đặc biệt hàn hình G.11, e, f G.11 Các ống thép có đường kính hàn với ống lót thép (Hình G.2, a) Tính tốn kiểm tra chịu nén kéo sau: 132 TCXDVN 338 : 2005 N 1 Dtb t Rw  min  c (G.5) Dtb đường kính trung bình ống thép có chiều dày nhỏ hơn; t chiều dày thép ống nhỏ a) b) d) e) c) Hình G.2 – Các dạng liên kết thép ống xiên vào cánh a) Liên kết hàn ống lót đường hàn thẳng; b) Liên kết hàn dùng ống lót đường hàn xiên c) Liên kết hàn ống thép dùng cong ốp bên d) Liên kết hàn ống thép khác đường kính; e) Liên kết dùng bu lơng Cường độ mối hàn cường độ thép cường độ tính tốn thép hàn khơng nhỏ cường độ tính tốn thép (đối với thép không giảm cường độ hàn) Trong trường hợp cường độ thép hàn nhỏ cường độ thép dùng đường hàn xiên có ống đệm bên (Hình G.2, b) Trong trường hợp không đảm bảo liên kết đối đầu cường độ liên kết, liên kết ống thép đường kính thực hai ống thép tròn cuộn từ thép cắt từ ống có đường kính lớn chút với thép ống cần hàn (Hình G.2,c) Bản ốp cần cắt theo đường cong để tăng chiều dài đường hàn đảm bảo cho cường độ mối hàn cường độ thép Chiều dày ống lót thép ốp chiều cao đường hàn nên lấy 20% chiều dày ống thép cần hàn Chiều dài đường hàn sử dụng ốp cong tính theo cơng thức sau:  D  l w  2n a     2n  (G.6) a chiều dài đường cong ốp dọc theo trục ống thép; n số lượng đệm cong bao quanh chu vi ống thép Liên kết hàn ống thép chịu nén có đường kính khác nhau, liên kết vị trí trục bị gãy khúc thực cách dùng mặt bích bịt đầu ống (Hình G.2, d) 133 TCXDVN 338 : 2005 Tại công trường hay dùng liên kết bu lơng (Hình G.2, e ) PHỤ LỤC H BẢNG CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ KỸ THUẬT CŨ SANG HỆ ĐƠN VỊ SI Đại lượng Lực Mômen Đơn vị kỹ thuật cũ Hệ đơn vị SI Quan hệ chuyển đổi Tên gọi Ký hiệu Niutơn N kilô Niutơn kN mêga Niutơn MN kGm Niutơn mét Nm Tm kilô Niutơn mét kNm kG T (tấn) kG = 9,81 N  10 N kN = 000 N T = 9,81 kN  10 kN MN = 000 000 N kGm = 9,81 Nm  10 Nm Tm = 9,81 kNm  10 kNm Pa = N/m2  0,1 kG/m2 kPa = 000 Pa = 000 N/m2 = 100 kG/m2 Ứng suất; Cường độ; Mô đun đàn hồi kG/mm2 Niutơn/mm2 N/mm2 kG/cm2 Pascan Pa Mêga Pascan MPa T/m MPa = 000 000 Pa = 1000kPa  100 000 kG/m2 = =10 kG/cm2 MPa = N/mm2 kG/mm2 = 9,81 N/mm2 kG/cm2 = 9,81  104 N/m2  0,1MN/m2 = 0,1 MPa kG/ m2 = 9,81 N/m2 = 9,81 Pa  10 N/m2 = daN/ m2 134 TCXDVN 338 : 2005 MỤC LỤC NGUYÊN TẮC CHUNG 1.1 Các quy định chung 1.2 Các yêu cầu thiết kế 1.3 Các đơn vị đo kí hiệu dùng tiêu chuẩn TIÊU CHUẨN TRÍCH DẪN CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP 3.1 Nguyên tắc thiết kế 3.2 Tải trọng 10 3.3 Biến dạng cho phép kết cấu .10 3.4 Hệ số điều kiện làm việc c 12 VẬT LIỆU CỦA KẾT CẤU VÀ LIÊN KẾT 13 4.1 Vật liệu thép dùng kết cấu 13 4.2 Vật liệu thép dùng liên kết .15 TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN 18 5.1 Cấu kiện chịu kéo tâm 18 5.2 Cấu kiện chịu uốn 19 5.3 Cấu kiện chịu nén tâm 25 5.4 Cấu kiện chịu nén uốn, kéo uốn .31 5.5 Chiều dài tính tốn cấu kiện chịu nén nén uốn 38 5.6 ổn định cục cấu kiện có mỏng 47 5.7 Kết cấu thép .58 TÍNH TỐN LIÊN KẾT 62 6.1 Liên kết hàn 62 6.2 Liên kết bulông .65 6.3 Liên kết bulông cường độ cao 67 TÍNH TỐN KẾT CẤU THÉP THEO ĐỘ BỀN MỎI 68 CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ CẤU TẠO KHÁC KHI THIẾT KẾ CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP 70 8.1 Dầm 70 8.2 Cột 72 8.3 Giàn phẳng hệ không gian 72 135 TCXDVN 338 : 2005 8.4 Hệ giằng 73 8.5 Dầm cầu trục 74 8.6 Liên kết 76 8.7 Các yêu cầu bổ sung thiết kế dầm có lỗ .79 CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ CẤU TẠO KHÁC KHI THIẾT KẾ NHÀ VÀ CƠNG TRÌNH .81 9.1 Nhà cơng nghiệp .81 9.2 Nhà nhiều tầng 81 9.3 Kết cấu thép .82 9.4 Kết cấu tháp, trụ 82 9.5 Cột đường dây tải điện 86 PHỤ LỤC A VẬT LIỆU DÙNG CHO KẾT CẤU THÉP VÀ CƯỜNG ĐỘ TÍNH TỐN .91 PHỤ LỤC B VẬT LIỆU DÙNG CHO LIÊN KẾT KẾT CẤU THÉP 95 PHỤ LỤC C CÁC HỆ SỐ ĐỂ TÍNH ĐỘ BỀN CỦA CÁC CẤU KIỆN KHI KỂ ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA BIẾN DẠNG DẺO 97 PHỤ LỤC D CÁC HỆ SỐ ĐỂ TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CỦA CẤU KIỆN CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM, NÉN LỆCH TÂM VÀ NÉN UỐN .99 PHỤ LỤC E HỆ SỐ b ĐỂ TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA DẦM 119 PHỤ LỤC F BẢNG TÍNH TỐN VỀ MỎI 126 PHỤ LỤC G CÁC YÊU CẦU BỔ SUNG KHI TÍNH TỐN GIÀN THÉP ỐNG 130 PHỤ LỤC H BẢNG CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ KỸ THUẬT CŨ SANG HỆ ĐƠN VỊ SI 134 136 ... N/mm2 16 TCXDVN 338 : 2005 Trạng thái làm việc Ký hiệu Cắt Kéo Cấp độ bền 4.6 4.8 5.6 5.8 6.6 8.8 10.9 fvb 150 160 190 200 230 320 400 ftb 170 160 210 200 250 400 500 17 TCXDVN 338 : 2005 Bảng... bán kính qn tính nhỏ thép góc Trong phạm vi chiều dài nén, cần đặt hai đệm 27 TCXDVN 338 : 2005 28 TCXDVN 338 : 2005 Bảng 14 – Cơng thức tính độ mảnh tương đương cấu kiện rỗng (tiếp theo) GHI... tiết diện bụng Abn diện tích tiết diện thực bulơng Ad diện tích tiết diện xiên b chiều rộng TCXDVN 338 : 2005 bf chiều rộng cánh bo chiều rộng phần nhô cánh bs chiều rộng sườn ngang h chiều cao