Kết cấu thép (cấu kiện cơ bản)
1 KẾT CẤU THÉP (CẤU KIỆN CƠ BẢN) TS. Nguyễn Trung Kiên Bộ môn Kết cấu công trình Khoa Xây dựng và Cơ học ứng dụng http://fca.hcmute.edu.vn Đại học Sư phạm kỹ thuật TPHCM, 09-2012 2 NỘI DUNG • TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP • LIÊN KÊǶT HÀN VÀ LIÊN KÊǶT BU LÔNG • TÍNH TOÁN DÂDZM THÉP • TÍNH TOÁN CỘT THÉP • TÍNH TOÁN DÀN THÉP 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO • Kết cấu thép – cấu kiện cơ bản (Phạm Văn Hội và các tác giả khác – NXB KHKT 2009) • Kết cấu thép công trình dân dụng và công nghiệp (Phạm Văn Hội và các tác giả khác – NXB KHKT 2006) • Bài tập thiết kế kết cấu thép (Trần Thị Thôn – NXB ĐHQG TPHCM 2009) • TCXDVN 338-2005 4 NỘI DUNG • TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP • LIÊN KÊǶT HÀN VÀ LIÊN KÊǶT BU LÔNG • TÍNH TOÁN DÂDZM THÉP • TÍNH TOÁN CỘT THÉP • TÍNH TOÁN DÀN THÉP 5 A - TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP ĐẶC ĐIỂM KÊǶT CÂǶU THÉP PHẠM VI ỨNG DỤNG KCT CÁC YÊU CÂDZU ĐÔǶI VỚI KCT VẬT LIỆU THÉP QUY TĂǶC CÁN THÉP TRONG XÂY DỰNG 6 A - TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP I. ĐẶC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU THÉP • Khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao • Thép có cường độ cao: f y =220 - 400Mpa • Cấu trúc đồng nhất của vật liệu • Trọng lượng nhẹ • “Nhẹ nhất” so với kết cấu chịu lực khác như bê tông, gạch, đá, gỗ c=γ/f • Thép: c= 3,7.10 -4 m -1 • Gỗ: c= 5,4.10 -4 m -1 • Bê tông : c= 2,4.10 -3 m -1 • Công nghiệp hóa cao • Vật liệu, kết cấu thực hiện trong nhà máy Öu Cấu trúc vi mô thép [µm] Cấu trúc bê tông [cm] 7 A - TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP I. ĐẶC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU THÉP Tính cơ động trong vận chuyển và lắp ráp Tính kín • Không thấm nước • Không thấm khí Bể chứa chất lỏng Öu Kết cấu Loggia KCTCấu trúc vi mô thép [µm] Bể chứa xăng dầu 8 A - TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP I. ĐẶC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU THÉP • Chịu gỉ kém Khuyết Bảo vệ bằng : sơn, mạ kẽm, mạ nhôm, … 9 A - TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP I. ĐẶC ĐIỂM CỦA KẾT CẤU THÉP Khuyết • Chịu lửa kém • Vật liệu không cháy • Vật liệu chuyển sang dẻo, mất khả năng chịu lực từ t=500-600 o C Bảo vệ bằng : sơn chống lửa, bê tông, … 10 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP • Kết cấu thép thích hợp với cơng trình: • Nhịp lớn • Chiều cao lớn • Tải trọng nặng • Cần trọng lượng nhẹ • Cần độ kín khơng thấm [...]... CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 2 NHÀ NHỊP LỚN Kết cấu dàn khơng gian • • • Phần tử kết cấu chịu lực theo 3 phương, các phân tử dàn dựa theo cấu trúc phân tử hóa học Phù hợp kết cấu nhịp lớn 13 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 3 NHÀ CAO TẦNG Vách cứng 14 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 3 NHÀ CAO TẦNG kết cấu. .. 2001-2003 : cầu cao nhất thế giới - 320M euros, xây dựng cơng ty Eiffage cáp 19 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 7 DÀN KHOAN Kết cấu dàn khoan 20 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 8 KẾT CẤU KHÁC MÁI DÂY 21 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP III CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI KẾT CẤU THÉP 1 u cầu về sử dụng: - Đảm bảo u cầu về chịu lực - Đảm... QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP khung 1 NHÀ CÔNG NGHIỆP Thơng thường: • Kết cấu khung • Phần tử: • thanh (kéo, nén), • dầm (uốn), • cột (nén, uốn) • dây (kéo) thanh dây dầm 11 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 2 NHÀ NHỊP LỚN • Nhà thi đấu TDTT, nhà triển lãm, kết cấu đỡ mái SVĐ, … Kết cấu vòm, L=100m SVĐ San siro - Kết cấu dầm dàn 12 A... 4,5kg/m2 Liên kết: 2 500 000 đinh tán Tháp Eiffel - Paris 16 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 5 BỂ CHỨA – ĐƯỜNG ỐNG Bể chứa chất lỏng 17 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 6 CẦU KC vòm: L=165m Viaduc Gabarit (Pháp) xây dựng bởi Gustave Eiffel- 1884 18 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 6 CẦU -... CÂǶU THÉP VI QUY T C CÁN THÉP XÂY D NG Thép chữ I cánh rộng (h.a) h có thể lên đến 1000mm Cánh có mép song song liên kết Dùng làm dầm, cột Giá thành cao dễ Thép ống (h.b) có 2 loại: có đường hàn dọc và khơng có đường hàn dọc Chịu lực tốt, chống xoắn tốt Dùng trong kết cấu thanh dàn, cột Thép hình khác 35 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP VI QUY T C CÁN THÉP XÂY D NG - Thép tấm phổ thơng: kết cấu tấm... liệu - Cơng nghiệp khi chế tạo - Lắp ghép nhanh Điển hình hóa kết cấu 22 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP IV V T LI U THÉP • • Quặng sắt (Fe2O3, Fe3O4…) đem luyện Gang (Fe và C) với C ≥ 1,7% Khử bớt C Thép Nếu: + Lượng C ≥ 1,7% GANG + Lượng C < 1,7% THÉP Nhiều loại thép khác nhau theo thành phần hóa học, pp luyện Phân lo i theo thành ph n hóa h c: • Thép xây d ng - Thép cacbon thấp (0,05-0,3%): thép. .. CÂǶU THÉP V S • PHÁ HO I DỊN C A THÉP NH HƯ NG C A NHI T Đ : Nhiệt độ dương: t=200-300oC : đặc tính thép ít thay đổi t=300-330oC : thép giòn hơn t=500oC : σc= 140MPa t=600oC : σc= 40MPa t=600-650oC : σc= 0MPa t=700oC : thép đỏ hồng t>1500oC : thép bắt đầu chuyển sang thể lỏng Nhiệt độ âm: t=-45 ÷ -60oC thép trở nên rất dòn và dễ nứt 31 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP VI QUY T C CÁN THÉP XÂY D NG Thép. .. thép mềm, dễ cán, dễ rèn • Thép hợp kim: có thêm Cr (chống gỉ), Ni (chống ăn mòn), Mn (độ bền)… nhằm nâng cao chất lượng thép, cứng hơn thép carbon Thép hợp kim thấp dùng trong XÂY DỰNG (%hk < 2,5%) Phân lo i theo phương pháp luy n thép: PP lò quay, PP lò b ng Phân lo i theo m c đợ khử ơxy : Thép sơi, thép tĩnh, n a tĩnh 23 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP IV V T LI U THÉP Thép xây dựng : Có 3 loại... hẹp và vát bên trong khó liên kết Thép chữ I và các ứng dụng 33 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP VI QUY T C CÁN THÉP XÂY D NG Thép chữ C theo TCVN 165475 Vd: [ 22 Nhỏ nhất: [5 Lớn nhất: [40 Từ [14 – [24 có thêm tiết diện cánh rộng và dày hơn, vd : [22a Thép [ được dùng làm Liên kết thuận lợi, liên kết cánh bất lợi Dầm chịu uốn, đặc biệt xà gồ mái, cột – tiết diện tổ hợp Thép chữ [ và các ứng dụng 34... chất cơ học Nhóm B : đảm bảo chặt chẽ về thành phần hóa học Nhóm C : đảm bảo về đặc tính cơ học và hóa học Chỉ dùng loại này cho các kết cấu chịu lực Chia thành 6 hạng theo u cầu về độ dai xung kích Ký hiệu thép xây dựng, vd: CCT38n2 C : Thép dùng trong k t c u xây d ng CT : Cacbon thường 38 : độ bền kéo đứt 38 KN/cm2 = 380Mpa n : nửa tĩnh 2 : hạng 2 24 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP IV V T LI U THÉP . 1 KẾT CẤU THÉP (CẤU KIỆN CƠ BẢN) TS. Nguyễn Trung Kiên Bộ môn Kết cấu công trình Khoa Xây dựng và Cơ học ứng dụng http://fca.hcmute.edu.vn Đại học. THÉP II. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 2. NHÀ NHỊP LỚN • Kết cấu dàn khơng gian • Phần tử kết cấu chịu lực theo 3 phương, các phân tử dàn dựa theo cấu trúc phân tử hóa học • Phù hợp kết cấu. CÂǶU THÉP II. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 3. NHÀ CAO TẦNG Vách cứngVách cứng 15 A - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 3. NHÀ CAO TẦNG kết cấu liên hợp thép- bê