Bài giảng kết cấu thép doc

Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 1 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP (THEO 22TCN272-05 & AASHTO-LRFD 1998) MỤC LỤC 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP 5 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 5 1.1.1 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng 5 1/ Ưu điểm : 5 2/ Nhược điểm : 5 3/ Phạm vi sử dụng : 6 1.1.2 Yêu cầu cơ bản đối với kết cấu thép 6 1.2 THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 272-05 6 1.2.1 Quan điểm chung về thiết kế 6 1.2.2 Sự phát triển của quá trình thiết kế 7 1.2.3 Nguyên tắc cơ bản của tiêu chuẩn 22TCN 272-05 10 1.2.4 Giới thiệu về tải trọng và tổ hợp tải trọng theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 17 1.3 EV 18 1.3 VẬT LIỆU THÉP XÂY DỰNG 21 1.3.1 Thành phần hoá học và phân loại thép 22 1.3.2 Khái niệm về ứng suất dư 27 1.3.3 Gia công nhiệt 28 1.3.4 Ảnh hưởng của ứng suất lặp ( sự mỏi) 28 1.3.5 Sự phá hoại giòn 31 2 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU THÉP 33 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU THÉP 33 2.1.1 Liên kết dạng đinh: ( đinh tán, bu lông) 33 2.1.2 Liên kết hàn 33 2.1.3 Phân loại liên kết theo tính chất chịu lực 33 2.2 CẤU TẠO LIÊN KẾT BU LÔNG 34 2.2.1 Cấu tạo , phân loại bu lông 34 2.2.2 Các hình thức cấu tạo của liên kết bu lông 37 2.2.3 Bố trí bu lông 39 2.3 LIÊN KẾT BU LÔNG CHỊU CẮT 42 Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 2 2.3.1 Các trường hợp phá hoại trong liên kết bu lông thường 42 Có hai dạng phá hoại chủ yếu trong liên kết bu lông chịu cắt: phá hoại của bu lông và phá hoại của bộ phận được liên kết. 42 2.3.2 Cường độ chịu ép mặt và cường độ chịu cắt của liên kết 44 1/ Cường độ chịu cắt của bu lông 44 2/ Cường độ chịu ép mặt của bu lông 44 2.3.3 Cường độ chịu ma sát của liên kết bu lông cường độ cao 48 1/ Đặc điểm chế tạo và đặc điểm chịu lực của liên kết bu lông cường độ cao chịu ma sát, các phương pháp xử lý bề mặt thép: 48 2/ Tính toán sức kháng trượt 48 2.3.4 Tính toán liên kết bu lông chịu cắt 50 2.4 LIÊN KẾT BU LÔNG CHỊU KÉO 58 2.5 LIÊN KẾT HÀN 59 2.5.1 Cấu tạo liên kết hàn 60 2.5.2 Sức kháng tính toán của mối hàn 62 2.5.3 Liên kết hàn lệch tâm chỉ chịu cắt 66 2.6 CẮT KHỐI 70 2.6.1 Cắt khối trong liên kết bu lông 70 2.6.2 Cắt khối trong liên kết hàn 71 3 CẤU KIỆN CHỊU KÉO 72 3.1 Đặc điểm cấu tạo : 72 3.1.1 Các hình thức mặt cắt : 72 3.1.2 Các dạng liên kết : 72 3.2 Tính toán cấu kiện chịu kéo đúng tâm 73 3.2.1 Tổng quát : 73 3.2.2 Sức kháng kéo chảy 74 3.2.3 Sức kháng kéo đứt 74 3.2.4 Giới hạn độ mảnh 79 4 CẤU KIỆN CHỊU NÉN 81 4.1 Đặc điểm cấu tạo 81 4.1.1 Hình thức mặt cắt kín 82 4.1.2 Hình thức mặt cắt hở 83 4.2 Khái niệm về ổn định của cột 83 4.2.1 Khái niệm về mất ổn định đàn hồi 83 4.2.2 Khái niệm về mất ổn định quá đàn hồi 87 4.3 Tính toán cấu kiện chịu nén đúng tâm 89 4.3.1 Sức kháng nén danh định 89 Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 3 4.3.2 Tỷ số độ mảnh giới hạn 92 4.3.3 Các dạng bài toán 93 5 CẤU KIỆN CHỊU UỐN TIẾT DIỆN CHỮ I 96 5.1 ĐẶC ĐIỂM CHUNG VỀ CẤU TẠO 96 5.1.1 Các loại dầm và phạm vi sử dụng: 96 1/ Dầm thép hình 96 2/ Dầm ghép ( dầm tổ hợp) 96 5.1.2 Các kích thước cơ bản của dầm 97 5.2 TỔNG QAN VỀ ỨNG XỬ CỦA DẦM ( DẦM I KHÔNG LIÊN HỢP) 97 5.2.1 Các giai đoạn làm việc của mặt cắt dầm chịu uốn thuần túy. Khái niệm mô men chảy và mô men dẻo 97 5.2.2 Sự phân bố lại mômen 99 5.2.3 Khái niệm về ổn định của dầm 101 5.2.4 Phân loại tiết diện 102 5.2.5 Độ cứng 103 5.3 CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 103 5.3.1 Trạng thái giới hạn cường độ 103 5.3.2 Trạng thái giới hạn sử dụng 104 5.3.3 Trạng thái giới hạn mỏi và đứt gãy 105 5.4 MÔ MEN CHẢY VÀ MÔ MEN DẺO 117 5.4.1 Mô men chảy của tiết diện liên hợp 118 5.4.2 Mômen chảy của tiết diện không liên hợp 121 5.4.3 Trục trung hoà dẻo của tiết diện liên hợp 122 5.4.4 Trục trung hoà dẻo của tiết diện không liên hợp 125 5.4.5 Mômen dẻo của tiết diện liên hợp 125 5.4.6 Mômen dẻo của tiết diện không liên hợp 127 5.4.7 Chiều cao của vách chịu nén 128 5.5 ẢNH HƯỞNG ĐỘ MẢNH CỦA VÁCH ĐỨNG ĐỐI VỚI SỨC KHÁNG UỐN CỦA DẦM 128 5.5.1 Mất ổn định thẳng đứng của vách 128 5.5.2 Mất ổn định uốn của vách 131 5.5.3 Yêu cầu của tiết diện chắc đối với vách 132 5.5.4 Tóm tắt hiệu ứng độ mảnh 133 5.5.5 Hệ số chuyển tải trọng 134 5.6 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ MẢNH CỦA CÁNH CHỊU NÉN ĐẾN SỨC KHÁNG UỐN CỦA DẦM 135 5.6.1 Yêu cầu về biên chịu nén của tiết diện chắc 136 Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 4 5.6.2 Giới hạn của biên chịu nén đối với tiết diện không chắc 136 5.6.3 Tóm tắt ảnh hưởng độ mảnh của biên chịu nén 138 5.7 LIÊN KẾT DỌC CỦA CÁNH CHỊU NÉN 139 5.7.1 Sự cân xứng của phần tử 141 5.7.2 Hệ số điều chỉnh Cb khi mômen thay đổi 141 5.7.3 Tiết diện I không liên hợp đàn hồi 143 5.7.4 Tiết diện không liên hợp không chắc 145 5.7.5 Tiết diện chắc không liên hợp 146 5.7.6 Tiết diện liên hợp đàn hồi 146 5.7.7 Tiết diện liên hợp không chắc 147 5.7.8 Tiết diện liên hợp chắc 147 5.8 TÓM TẮT VỀ TIẾT DIỆN CHỮ I CHỊU UỐN 148 5.9 SỨC KHÁNG CẮT CỦA MẶT CẮT CHỮ I 156 5.9.1 Sức kháng cắt tác động lên dầm 156 5.9.2 Sức kháng cắt do tác động trường căng 158 5.9.3 Sức kháng cắt tổ hợp 161 5.9.4 Sức kháng cắt của vách không có sườn tăng cường 162 5.9.5 Sức kháng cắt của vách được tăng cường 164 5.10 SƯỜN TĂNG CƯỜNG 172 5.10.1 Sườn tăng cường đứng trung gian 172 5.10.2 Sườn tăng cường gối 178 5.11 MỐI NỐI DẦM 181 5.11.1 Các loại mối nối dầm 181 5.11.2 Mối nối công trường bằng bu lông 182 6 Tài liệu tham khảo 190 Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 5 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng 1/ Ưu điểm : Kết cấu thép được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng do có những ưu điểm cơ bản như sau: Kết cấu thép có khả năng chịu lực lớn. Do cường độ của thép cao nên các kết cấu thép có thể chịu được những lực khá lớn với mặt cắt không cần lớn lắm, vì thế có thể lợi dụng được không gian một cách hiệu quả. Việc tính toán kết cấu thép có độ tin cậy cao. Thép có cấu trúc khá đồng đều, mô đun đàn hồi lớn. Trong phạm vi làm việc đàn hồi, kết cấu thép khá phù hợp với các giả thiết cơ bản của sức bền vật liệu đàn hồi (như tính đồng chất, đẳng hướng của vật liệu, giả thiết mặt cắt phẳng, nguyên lý độc lập tác dụng). Kết cấu thép “nhẹ” nhất so với các kết cấu làm bằng vật liệu thông thường khác (bê tông, gạch đá, gỗ). Độ nhẹ của kết cấu được đánh giá bằng hệ số c = / F  , là tỷ số giữa tỷ trọng  của vật liệu và cường độ F của nó. Hệ số c càng nhỏ thì vật liệu càng nhẹ. Trong khi bê tông cốt thép (BTCT) có 1 m 4 24.10c   , gỗ có 1 m 4 4,5.10c   thì hệ số c của thép chỉ là 1 m 4 3,7.10  (Tài liệu [1]) Kết cấu thép có tính công nghiệp hoá cao: Nó thích hợp với thi công lắp ghép và có khả năng cơ giới hoá cao trong chế tạo. Các cấu kiện thép dễ được sản xuất hàng loạt tại xưởng với độ chính xác cao. Các liên kết trong kết cấu thép (đinh tán, bu lông, hàn) tương đối đơn giản, dễ thi công. Kết cấu thép có tính kín : Vật liệu và liên kết kết cấu thép không thấm chất lỏng và chất khí nên rất thích hợp để làm các kết cấu chứa các chất lỏng, chất khí. Ngoài ra thép còn là vật liệu có thể tái chế sử dụng lại sau khi công trình đã hết thời hạn sử dụng , do vậy có thể xem thép là vật liệu thân thiện với môi trường. So với kết cấu bê tông, kết cấu thép dễ kiểm nghiệm, sửa chữa và tăng cường. 2/ Nhược điểm : Bên cạnh các ưu điểm chủ yếu kể trên, kết cấu thép cũng có hai nhược điểm: Kết cấu thép dễ bị han gỉ: Trong môi trường ẩm ướt, có các tác nhân ăn mòn thép dễ bị han gỉ, từ han gỉ bề mặt đến phá hỏng có thể chỉ sau một thời gian ngắn. Do vậy khi thiết kế cần cân nhắc dùng thép ở nơi thích hợp, đồng thời kết cấu thiết kế phải thông thoáng, phải tiện Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 6 cho việc kiểm tra sơn bảo dưỡng .Trong thiết kế phải luôn đưa ra biện pháp chống gỉ bề mặt cho thép như sơn, mạ.Từ nhược điểm này dẫn đến hệ quả là chi phí duy tu bảo dưỡng thường xuyên của các kết cấu thép thông thường là khá cao.Để chống gỉ người ta cũng có thể dùng thép hợp kim . Thép chịu nhiệt kém. Ở nhiệt độ trên 400 0 C, biến dạng dẻo của thép sẽ phát triển dưới tác dụng của tĩnh tải (từ biến của thép). Vì thế, trong những môi trường có nhiệt độ cao, nếu không có những biện pháp đặc biệt để bảo vệ thì không được phép sử dụng kết cấu bằng thép. 3/ Phạm vi sử dụng : Thép được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng nói chung cũng như trong xây dựng cầu đường nói riêng. Trong thực tế chúng ta có thể thấy thép được dùng làm dầm, giàn cầu, khung, giàn vì kèo của các nhà công nghiệp, dân dụng, các cột điện, các bể chứa… Tuy nhiên, kết cấu thép đặc biệt có ưu thế trong các kết cấu vượt nhịp lớn, đòi hỏi độ thanh mảnh cao, chịu tải trọng nặng và những kết cấu đòi hỏi tính không thấm. 1.1.2 Yêu cầu cơ bản đối với kết cấu thép 1/ Yêu cầu về mặt sử dụng, đây là yêu cầu cơ bản nhất đối với người thiết kế. - Kết cấu thép phải được thiết kế để đủ sức kháng lại các tải trọng trong suốt thời gian sử dụng . - Kết cấu thép đảm bảo tuổi thọ đề ra. Hình dáng, cấu tạo phải sao cho tiện bảo dưỡng, kiểm tra và sơn bảo vệ. - Đẹp cũng là một yêu cầu về mặt sử dụng. Kết cấu thép phải có hình dáng hài hòa thanh thoát, phù hợp với cảnh quan chung của khu vực. 2/ Yêu cầu về mặt kinh tế: - Tiết kiệm vật liệu.Thép cần được dùng một cách hợp lý. Khi thiết kế cần chọn giải pháp kết cấu hợp lý, dung các phương pháp tính toán tiên tiến. - Tính công nghệ khi chế tạo. Kết cấu thép cần được thiết kế sao cho phù hợp với việc chế tạo trong xưởng, sử dụng những thiết bị chuyên dụng hiện có, để giảm công chế tạo. - Lắp ráp nhanh Để đạt được hai yêu cầu cơ bản trên đây cần điển hình hóa kết cấu thép. Điển hình hóa từng cấu kiện hoặc điển hình hóa toàn bộ kết cấu. 1.2 THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP THEO TIÊU CHUẨN 22TCN 272-05 1.2.1 Quan điểm chung về thiết kế Công tác thiết kế bao gồm việc tính toán nhằm chứng minh cho những người có trách nhiệm thấy rằng, mọi tiêu chuẩn tính toán và cấu tạo đều được thỏa mãn. Quan điểm chung để Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 7 đảm bảo an toàn trong thiết kế là sức kháng của vật liệu và mặt cắt ngang phải không nhỏ hơn hiệu ứng gây ra bởi các tải trọng và tác động ngoài, nghĩa là Sức kháng của vật liệu  Hiệu ứng của tải trọng hay R  Q (1.1) Khi áp dụng nguyên tắc đơn giản này, điều quan trọng là hai vế của bất đẳng thức phải được đánh giá trong cùng những điều kiện. Nói cách khác, sự đánh giá của bất đẳng thức phải được tiến hành cho một điều kiện tải trọng riêng biệt liên kết sức kháng và hiệu ứng tải trọng với nhau. Liên kết thông thường này được quy định bằng việc đánh giá hai vế ở cùng một trạng thái giới hạn. Trạng thái giới hạn (TTGH) được định nghĩa như sau: Trạng thái giới hạn là trạng thái mà nếu vượt quá ,thì kết cấu cầu hoặc một bộ phận của nó không còn đáp ứng được các yêu cầu mà thiết kế đặt ra cho nó. Các ví dụ của TTGH cho cầu dầm hộp bao gồm độ võng, nứt, mỏi, uốn, cắt, xoắn, mất ổn định (oằn), lún, ép mặt và trượt. Một mục tiêu quan trọng của thiết kế là ngăn ngừa để không đạt tới TTGH. Tuy nhiên, đó không phải là cái đích duy nhất. Các mục tiêu khác phải được xem xét và cân đối trong thiết kế toàn thể là chức năng, thẩm mỹ và tính kinh tế. Sẽ là không kinh tế nếu thiết kế một cầu mà không có bộ phận nào có thể bị phá hoại bao giờ. Do đó, cần phải xác định đâu là mức độ rủi ro hay xác suất xảy ra phá hoại có thể chấp nhận được. Việc xác định miền an toàn chấp nhận được (sức kháng cần phải lớn hơn bao nhiêu so với hiệu ứng của tải trọng) không phải căn cứ vào ý kiến của một cá nhân mà phải dựa trên kinh nghiệm của tập thể kỹ sư và cơ quan nghiên cứu. Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272-05, dựa trên tiêu chuẩn AASHTO LRFD (1998) của Hiệp hội cầu đường Mỹ, có thể đáp ứng được các yêu cầu trên. 1.2.2 Sự phát triển của quá trình thiết kế Qua nhiều năm, quá trình thiết kế đã được phát triển nhằm cung cấp một miền an toàn hợp lý. Quá trình này dựa trên những ý kiến đóng góp trong phân tích hiệu ứng của tải trọng và cường độ của vật liệu sử dụng. 1.Thiết kế theo ứng suất cho phép (SCP-ASD)-Allowable Stress Design Các phương pháp thiết kế đầu tiên trong lịch sử đã được xây dựng tập trung trước hết vào kết cấu thép. Thép kết cấu có ứng xử tuyến tính cho tới điểm chảy, được nhận biết khá rõ ràng và thấp hơn một cách an toàn so với cường độ giới hạn của vật liệu. Độ an toàn trong thiết kế được đảm bảo bằng quy định là ứng suất do hiệu ứng của tải trọng sinh ra chỉ bằng một phần ứng suất chảy fy. Giá trị này tương đương với việc quy định một hệ số an toàn F bằng 2, nghĩa là. søc kh¸ng, 2 hiÖu øng t¶i träng, 0,5 y y f R F Q f    Bi ging kt cu thộp theo tiờu chun 22TCN272-05- o Vn Dinh 2011 8 Vỡ phng phỏp thit k ny t ra gii hn v ng sut nờn c bit n vi tờn gi thit k theo ng sut cho phộp (Allowable Stress Design, ASD). Khi phng phỏp thit k theo ng sut cho phộp mi ra i, hu ht cỏc cu cú cu to gin hoc vũm. Vi gi thit cỏc cu kin liờn kt vi nhau bng cht v kt cu l tnh nh, vic phõn tớch cho thy cỏc cu kin thng ch chu kộo hoc chu nộn. Din tớch hu hiu cn thit ca mt thanh kộo chu ng sut phõn b u c xỏc nh n gin bng cỏch chia lc kộo T cho ng sut kộo cho phộp ft. net hiệu ứng tải trọng diện tích hữu hiệu cần thiết ứng suất cho phép t T A f i vi cu kin chu nộn, ng sut cho phộp fc ph thuc vo mnh ca cu kin, tuy nhiờn, c s xỏc nh din tớch cn thit ca mt ct ngang vn nh trong cu kin chu kộo; din tớch mt ct cn thit bng lc nộn C chia cho ng sut cho phộp fc. gross hiệu ứng tải trọng diện tích hữu hiệu cần thiết ứng suất cho phép c C A f Phng phỏp ny ó c ỏp dng trong nhng nm sỏu mi ca th k 19 thit k thnh cụng nhiu cu gin tnh nh nhp ln. Ngy nay, cỏc cu tng t vn c xõy dng nhng chỳng khụng cũn l tnh nh vỡ chỳng khụng cũn c liờn kt bng cht. Do ú, ng sut trong cỏc cu kin khụng cũn phõn b u na. Phng phỏp thit k theo ng sut cho phộp cng c ỏp dng cho dm chu un. Vi gi thit mt ct phng v quan h ng sut-bin dng tuyn tớnh, mụ un mt ct (mụ men chng un) cn thit cú th c xỏc nh bng cỏch chia mụ men un M cho ng sut un cho phộp f b . hiệu ứng tải trọng mô đun mặt cắt cần thiết ứng suất cho phép b M S f n trong phng phỏp thit k theo ng sut cho phộp l gi thit ng sut trong cu kin bng khụng trc khi cú ti trng tỏc dng, ngha l khụng cú ng sut d tn ti khi ch to. Gi thit ny ớt khi ỳng hon ton nhng nú gn ỳng hn i vi nhng thanh c hn l i vi nhng mt ct h, mng ca cỏc dm thộp cỏn in hỡnh. Cỏc chi tit mng ca dm thộp cỏn ngui i (sau x lý nhit) vi mc khỏc nhau v ng sut d tn ti trong mt ct ngang. Cỏc ng sut d ny khụng ch phõn b khụng u m chỳng cũn khú d oỏn trc. Do ú, cn phi cú s iu chnh i vi ng sut un cho phộp, c bit trong cỏc chi tit chu nộn, xột n nh hng ca ng sut d. Mt khú khn khỏc trong ỏp dng phng phỏp thit k theo ng sut cho phộp i vi dm thộp l un thng i kốm vi ct v hai ng sut ny tng tỏc vi nhau. Do vy, s khụng hon ton ỳng khi s dng cỏc thớ nghim kộo mu xỏc nh cng chy f y cho Bi ging kt cu thộp theo tiờu chun 22TCN272-05- o Vn Dinh 2011 9 dm chu un. Mt quan nim khỏc v ng sut chy cú kt hp xem xột hiu ng ct s l logic hn. Nh vy, phng phỏp thit k theo ng sut cho phộp ó c xõy dng cho thit k cỏc kt cu thộp tnh nh. Nú khụng nht thit phi c ỏp dng mt cỏch cng nhc cho cỏc vt liu khỏc v cho cỏc kt cu siờu tnh. Phng phỏp thit k theo ng sut cho phộp hin vn c dựng lm c s cho mt s tiờu chun thit k cỏc nc trờn th gii, chng hn, tiờu chun ca Vin kt cu thộp M (AISC) Phơng pháp này có nhiều nhợc điểm nh : - Quan điểm về độ bền dựa trên sự làm việc đàn hồi của vật liệu đẳng hớng ,đồng nhất . - Không biểu hiện đợc một cách hợp lý về cờng độ giới hạn là chỉ tiêu cơ bản về khả năng chịu lực hơn là ứng suất cho phép - Hệ số an toàn chỉ áp dụng riêng cho cờng độ , cha xét đến sự biến đổi của tải trọng - Việc chọn hệ số an toàn dựa trên ý kiến chủ quan và không có cơ sở tin cậy về xác suất h hỏng. Để khắc phục thiếu sót này cần một phơng pháp thiết kế có thể : - Dựa trên cơ sở cờng độ giới hạn của vật liệu - Xét đến sự thay đổi tính chất cơ học của vật liệu và sự biến đổi của tải trọng - Đánh giá độ an toàn liên quan đến xác suất phá hoại . Phơng pháp khắc phục các thiếu sót trên đó là AASHTO-LRFD 1998 và nó đợc chọn làm cơ sở biên soạn tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-05. 2. Thiết kế theo hệ số tải trọng và sức kháng LRFD ( Load and Resistance Factors Design) Để xét đến sự thay đổi ở cả hai phía của bất đẳng thức trong phơng trình 1.1 .Phía sức kháng đợc nhân với một hệ số sức kháng dựa trên cơ sở thống kê (Phía tải trọng đợc nhân lên với hệ số tải trọng dựa trên cơ sở thống kê tải trọng thờng lớn hơn 1.Vì hiệu ứng tải trong trạng thái giới hạn bao gồm một tổ hợp của nhiều loại tải trọng (Q i ) ở nhiều mức độ khác nhau của sự dự tính nên phía tải trọng đợc biểu hiện là tổng của các giá trị i Q i .Nếu sức kháng danh định là R n , tiêu chuẩn an toàn sẽ là : hiệu ứng của n i i R Q (1.2) Vỡ cụng thc 1.2 cha c h s ti trng v h s sc khỏng nờn phng phỏp thit k ny c gi l phng phỏp thit k theo h s sc khỏng v h s ti trng (Load and Resistance Factors Design, vit tt l LRFD). H s sc khỏng cho mt TTGH nht nh phi xột n s khụng chc chn trong: - Tớnh cht vt liu - Phng trỡnh d tớnh cng Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 10 - Tay nghề của công nhân - Việc kiểm tra chất lượng - Tầm quan trọng của phá hoại Hệ số tải trọng i  được chọn đối với một loại tải trọng nhất định phải xét đến sự không chắc chắn trong: - Độ lớn của tải trọng - Sự sắp xếp (vị trí) của tải trọng - Tổ hợp tải trọng có thể xảy ra Trong việc chọn hệ số sức kháng và hệ số tải trọng cho cầu, lý thuyết xác xuất được áp dụng cho các số liệu về cường độ vật liệu và thống kê học, cho trọng lượng vật liệu cũng như tải trọng xe cộ. Một số ý kiến đánh giá về phương pháp LRFD có thể được tóm tắt như sau: Ưu điểm của phương pháp 1. Xét tới sự thay đổi trong cả sức kháng và tải trọng. 2. Đạt được mức độ an toàn khá đồng đều cho các TTGH và các loại cầu khác nhau, không cần phân tích thống kê hay xác xuất phức tạp. 3. Đưa ra một phương pháp thiết kế hợp lý và nhất quán. Nhược điểm của phương pháp 1. Đòi hỏi sự thay đổi trong quan điểm thiết kế (so với tiêu chuẩn cũ). 2. Yêu cầu có hiểu biết cơ bản về lý thuyết xác xuất và thống kê. 3. Yêu cầu có các số liệu thống kê đầy đủ và thuật toán tính xác xuất để điều chỉnh các hệ số sức kháng cho phù hợp với những trường hợp đặc biệt. Phương pháp LRFD được dùng làm cơ sở cho các tiêu chuẩn thiết kế của Mỹ hiện nay như tiêu chuẩn của Viện kết cấu thép Mỹ (AISC), của Hiệp hội cầu đường Mỹ (AASHTO) cũng như tiêu chuẩn thiết kế cầu ở nước ta. 1.2.3 Nguyên tắc cơ bản của tiêu chuẩn 22TCN 272-05 Bản Tiêu chuẩn thiết kế cầu mới 22 TCN 272-05 ( lúc ra đời, năm 2001, mang ký hiệu 22 TCN 272-01) đã được biên soạn như một phần công việc của dự án của Bộ giao thông vận tải mang tên “Dự án phát triển các Tiêu chuẩn cầu và đường bộ ”. Kết quả của việc nghiên cứu tham khảo đã đưa đến kết luận rằng, hệ thống Tiêu chuẩn AASHTO của Hiệp hội cầu đường Mỹ là thích hợp nhất để được chấp thuận áp dụng ở Việt nam. Đó là một hệ thống Tiêu chuẩn hoàn thiện và thống nhất, có thể được cải biên để phù hợp với các điều kiện thực tế ở nước ta. Ngôn ngữ của tài liệu này cũng như các tài liệu tham chiếu của nó đều là tiếng Anh, là ngôn ngữ kỹ thuật thông dụng nhất trên thế giới và cũng là ngôn [...]... 1,5-2,0% Phân loại thép theo mức độ khử ô xy Thép lỏng từ lò luyện được rót vào các khuôn để nguội tuỳ theo phương pháp để lắng nguội chia ra : + Thép sôi: thép khi nguội bốc ra nhiều bọt khí như ô xy , cacbon oxyt (nên trông như sôi); Các bọt khí tạo thành những chỗ không đồng chất trong cấu trúc của thép , làm thép sôi có chất lượng không tốt , đễ bị giòn và lão hoá + Thép tĩnh ( thép lặng) thép tĩnh trong... nhiên kết cấu phải được kiểm tra về về những hậu quả do các thay đổi do lũ, phải kiểm tra xói ở những trạng thái giới hạn đặc biệt với tải trọng nước tương ứng (WA) nhưng không có các tải trọng EQ, CT hoặc CV tác dụng 5 Để kiểm tra chiều rộng vết nứt trong kết cấu bê tông cốt thép dự ứng lực ở trạng thái giới hạn sử dụng, có thể giảm hệ số tải trọng của hoạt tải xuống 0,08 6 Để kiểm tra kết cấu thép. .. trình nguội không có hơi bốc ra như thép sôi, do đã được thêm vào các chất khử oxy như silic, nhôm, mangan Những chất này khử hết oxy có hại và những chất phi kim loại khác tạo nên xỉ nổi trên mặt Phần xỉ này được loại bỏ đi, thép trở nên đồng chất hơn nhiều, chịu tải trọng động tốt, nhưng thép tĩnh đắt hơn + Thép nửa tĩnh ( nửa lắng ) : là trung gian giữa hai loại trên Thép này oxy không được khử hoàn... khỏng i vi TTGH c bit c ly bng n v 1.2.4 Gii thiu v ti trng v t hp ti trng theo tiờu chun 22TCN 272-05 1/ Cỏc t hp ti trng Tải trọng thường xuyên DC = tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu và thiết bị phụ phi kết cấu DW = tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng EH = tải trọng áp lực đất nằm ngang EL = các hiệu ứng bị hãm tích luỹ do phương pháp thi công ES = tải trọng đất chất... LL: hoạt tải xe LS: PL: SE: SH: TG: TU: WA: chảy WL: WS: hoạt tải chất thêm tải trọng người đi lún co ngót gradien nhiệt nhiệt độ đều tải trọng nước và áp lực dòng gió trên hoạt tải tải trọng gió trên kết cấu Tiờu chun AASHTO LRFD quy nh xột 11 t hp ti trng Trong Tiờu chun 22TCN 272-05, vic t hp ti trng c n gin húa phự hp vi iu kin Vit nam Cú 6 t hp ti trng c quy nh nh trong bng 1.2 17 Bi ging kt cu thộp... tốt, nhưng thép tĩnh đắt hơn + Thép nửa tĩnh ( nửa lắng ) : là trung gian giữa hai loại trên Thép này oxy không được khử hoàn toàn, do vậy chất lượng và giá thành của nó cũng là trung gian giữa hai loại thép trên 22 Bi ging kt cu thộp theo tiờu chun 22TCN272-05- o Vn Dinh 2011 1.3.1.2 Biu ng sut bin dng in hỡnh ca thộp khi chu kộo mt phng Cỏc thuc tớnh c hc ca cỏc loi thộp kt cu in hỡnh c biu din bng . Bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22TCN272-05- Đào Văn Dinh 2011 1 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP (THEO 22TCN272-05 & AASHTO-LRFD 1998) MỤC LỤC 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP. 2 LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU THÉP 33 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LIÊN KẾT TRONG KẾT CẤU THÉP 33 2.1.1 Liên kết dạng đinh: ( đinh tán, bu lông) 33 2.1.2 Liên kết hàn 33 2.1.3 Phân loại liên kết theo. điểm : Kết cấu thép được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng do có những ưu điểm cơ bản như sau: Kết cấu thép có khả năng chịu lực lớn. Do cường độ của thép cao nên các kết cấu thép