bài giảng kết cấu thép chương 4 thiết kế cột thép (phần 3)

Thiết kế tiết diện thân cột rỗng 2 nhánh chịu nén đúng tâma Chọn hình dạng tiết diện nhánh cột: Đối với cột rỗng chịu nén đúng tâm, thường chọn 2 nhánh cột có tiết diện giống nhau.. Thi

Trang 1

3 Thiết kế tiết diện

Trang 2

3 Thiết kế tiết diện thân cột rỗng 2 nhánh chịu nén đúng tâm

- Vật liệu thép sử dụng: E, f;

-Sơ đồ kết cấu: Sơ đồ liên kết ở 2 đầu cột ( , )

=> chiều dài tính toán của cột lx và ly ;

Trang 3

a) Chọn hình dạng tiết diện nhánh cột:

Đối với cột rỗng chịu nén đúng tâm, thường chọn 2 nhánh cột có tiết diện

giống nhau

b) Xác định diện tích tiết diện yêu cầu của nhánh cột Afyc = ?:

Theo điều kiện ổn định tổng thể đối với trục thực y-y:

c y

yc f

f

N A

ygt = 40  90 và ygt ≤ [  ]

Từ và đặc trưng của vật liệu thép (f, E) => tra Bảng phụ lục II.1 hoặc tính

theo Công thức 4.8 – 4.11 để xác định và Af,yc theo biểu thức trên

chưa biết nên cần giả thiết trước độ mảnh của cột đối với trục thực y-y:

Trang 4

d) Xác định độ mảnh ban đầu yêu cầu của cột đã chọn đối với trục ảo x-x :

Dựa theo điều kiện làm việc hợp lý (điều kiện đồng ổn định) của cột rỗng:

2 1

0

1

1 2

d

y xyc

Cần phải chọn sơ bộ trước tiết diện thép góc làm thanh bụng xiên và bố trí hệ

thanh bụng xiên (chọn khoảng cách a) dựa theo các yêu cầu cấu tạo

trong đó  1 và

Ad1 chưa biết nên ta có:

Trang 5

e) Xác định khoảng cách yêu cầu giữa 2 nhánh cột Cyc = ?:

)4

(2

2 0

C A

0 2

l i



 ixo là bán kính quán tính của

nhánh đối với trục bản thân x0-x0

Bố trí các nhánh cột phải đảm bảo yêu cầu cấu tạo:

Khe hở giữa 2 nhánh không nhỏ hơn 150 ~ 200 mm.

Trang 6

f) Kiểm tra tiết diện cột đã chọn:

Kiểm tra ổn định tổng thể của cột đối với trục ảo x-x :

Nếu thì không cần phải kiểm tra cột

theo điều kiện ổn định tổng thể và điều kiện về độ

mảnh (đã thoả mãn vì đã kiểm tra đối với trục

Trang 7

f) Kiểm tra tiết diện cột đã chọn:

Kiểm tra ổn định cục bộ của các nhánh cột: (nếu tiết diện tổ hợp hàn)

Kiểm tra ổn định của nhánh cột đối với trục bản thân x0-x0:

Đối với cột rỗng bản giằng:

Kiểm tra điều kiện ổn định của các đoạn nhánh

cột có chiều dài tính toán là a đối với trục bản

thân x0-x0:

Trang 8

e) Xác định khả năng chịu nén đúng tâm của cột rỗng thanh giằng (hoặc bản giằng) theo điều kiện bền:

Trang 9

e) Xác định khả năng chịu nén đúng tâm của cột :

i

l i

0

d

x x

2

) 2

A I

l i

( 2

2 0

C A

I

)

; max( 0

Trang 10

e) Xác định khả năng chịu nén đúng tâm của cột :

i

l i

A I

l i

( 2

2 0

C A

I

)

; max( 0

21

Trang 11

Các dạng bài toán thường gặp:

- Xác định khoảng cách Cyc và chiều cao h

của tiết diện cột rỗng;

- Kiểm tra khả năng chịu lực của cột đối với

Trang 13

• Sự làm việc của thanh giằng và bản giằng

Trang 14

b Tính thanh giằng

• Công thức kiểm tra :

 : hệ số uốn dọc 

• Trường hợp hệ thanh bụng chữ thập có thanhngang

c

tx tx

f

N A

có không thập

chữ bụng thanh

hệ

giác tam bụng

thanh hệ

2

1 n

nh

tx nh

s tx

A

A N





Trang 15

c Tính bản giằng

• Xác định lực cắt và momen tác dụng lên bản giằng:

• Kiểm tra điều kiện bền bản giằng:

• Đường hàn liên kết bản vào nhánh cột (chỉ là đường hàn

đầu), chịu: Lực cắt T; Momen M

b

f d

t

M W

6 2 



Trang 16

• Thường chọn kích thước bản giằng theo điều kiện cấu tạo

( tán đinh

của cầu

yêu đb

l

) hàn lk

( 50mm -

40 cột nhánh lên

phủ đủ

l l

cột TD rộng chiều

: b

;

; kết liên để

đủ

t t

b

b b

:

;

8 , 0 5 , 0 :

50

1

; 30

1 10

1

; 12

6

b

b d

d

l d

mm t

b b

Trang 17

4.4 CHÂN CỘT

• 4.4.1 Cấu tạo chân cột

– Yêu cầu tính toán

– Chân cột chỉ có bản đế

– Chân cột gồm bản đế, dầm đế , sườn đế

• 4.4.2 Tính toán chân cột chịu nén đúng tâm

– Tính diện tích bản đế

– Tính chiều dày bản đế

• Chân cột chỉ có bản đế

• Chân cột gồm bản đế, dầm đế , sườn đế

Trang 18

4.4.1 Cấu tạo chân cột

• Chân cột là bộ phận trực tiếp đặt lên móng và có nhiệm vụ truyền lực từ thân cột xuống móng

• Yêu cầu tính chân cột :

– Truyền đều tải trọng từ cột lên móng

– Phù hợp sơ đồ tính là ngàm hoặc khớp

– Thuận tiện cho việc lắp dựng

• Chú ý :

– Chân ngàm : dùng bulông để ngăn cản sự xoay của chân cột

– Dự kiến liên kết  Tính toán  Cấu tạo liên kết đúng

ý thiết kế

Trang 19

Hình 4.8 Cấu tạo chân cột chỉ có bản đế

bu lông chôn sẵn

móng bản đế

lỗ khoét oval trong móng

Trang 20

a Chân cột chỉ có bản đế

• Dùng cho chân cột khớp với móng

• Cách thi công : Liên kết chỉ cần 2 bulông nằm

trên trục cột Chôn trước bulông trong móng bêtông  dễ dàng khi thi công nhưng khó lắp chính xác  phải khoét bản đế lỗ oval để lắp bulông Muốn lắp được bu lông dễ dàng phải khoét rộng lỗ  Vì vậy phải lắp rondelle lên

trên mặt bản đế đúng vị trí lỗ bị khoét ( drondelle

 dbl Hàn lắp ghép Rondelle vào bản đế 

Rondelle trở thành tấm vá Rondelle phải đủ

che bản đế

Trang 21

b Chân cột gồm bản đế – dầm đế

và sườn đế

Hình 4.9 Cấu tạo chân cột gồm : bản đế + sườn đế+ dầm đế

 bđ

h dđ

c b

dầm đế

móng dầm đế

Trang 22

• Dùng cho chân cột khớp và ngàm với móng 

dùng cho cột trung bình và nặng

• Tác dụng của dầm đế và sườn :

– Phân phối tải trọng từ thân cột ra bản đế

– Là gối đỡ cho bản đế chịu uốn do phản lực từ móng lên

– Làm tăng độ cứng của bản đế cũng như toàn chân cột

– Bản đế làm việc nhẹ nhàng hơn

– Tải trọng phân bố lên móng đều

Trang 23

• Với cột nặng :

– Cho thân cột, dầm đế, sườn tì trực tiếp vào bản đếvới các mặt tiếp xúc được gia công phay

– Đường hàn liên kết bản đế với cột :Tính với lực cắt ởchân cột khi cột nén lệch tâm; Tính với (0,15-0,2)Nvới cột nén đúng tâm

Trang 24

• Rb – cường độ chịu nén tính toán của bêtông

• Rbt – cường độ chịu kéo tính toán của bêtông

– Kiểm tra áp lực phân bố đều lên bản đế:

b b

bđ

R

N A





5 1

3 và không được lớn hơn ,





Trang 25

Tính chiều dày  bđ

• Chân cột chỉ có bản đế :

– Sự chịu uốn của bản đế do phản lực có thể tính nhưsự chịu uốn của 1 côngxon có tiết diện rộng b , cao

M =  A1 C1Trong đó :

diện tính toán của côngxon (mép biên cột)

Trang 26

• Chiềy dày bản đế :

– Nếu tbđ > 80mm thì có các biện pháp sau :

• Dùng dầm đế và sườn

• Tăng mac bêtông móng ( để giảm A  giảm C1 )

– Yêu cầu của  bđ :

– Cột rỗng có khoảng cách các nhánh lớn: chân cột thường cấu tạo riêng rẻ cho mỗi nhánh

f b

chỉ khi : 80

60

đế dầm ,

sườn có

khi : 40

dày quá

không :

20

bđ

mm t

t

mm t

bđ bđ

Trang 27

• Chân cột có bản đế, dầm đế và sườn đế

– Thân cột, dầm đế và sườn chia bản đế thành những ô bản có các điều kiện biên khác nhau Mỗi ô bản này được tính toán về uốn dưới tác dụng của phản lực

– Ô 2: Bản kê 4 cạnh, cạnh ngắn a, cạnh dài b

• Momen theo phương cạnh ngắn :

• Momen theo phương cạnh dài :

– Ô 3 : Bản kê 3 cạnh: M = 3  b12

2

c

2 1

a a

M   

2 2

b b

M   

Trang 28

BẢNG TRA 1 , 2 ( để tính bản kê 4 cạnh )

Trang 29

• Chọn Mmax trong tất cả các ô để tính tbđ:

Trang 30

Tính dầm đế, sườn đế

Nguyên tắc : Tính dầm đế , sườn đế như các dầm chịu tải trọng là phản lực của móng truyền lên trên phần diện tích mà nó phải chịu

• Cách tính dầm đế :

– Giả thiết lực từ cột truyền xuống coi như chỉ truyền

lên dầm đế

– Lực này truyền xuống bản đế bằng bốn Đh góc

đứng Mỗi đh góc đứng giữa thân cột và dầm đế sẽ

điều kiện đường hàn : lw  hdđ và chọn chẵn

c w

f

N h



 )min.(

4



Trang 31

– tdđ : tính theo điều kiện tiết diện dầm đế (tdđ , hdđ ) đủ khả năng chịu M và Q

– Các đường hàn nằm liên kết dầm đế với bản đế cũng tính chịu lực N

• Cách tính Sườn đế

– Thường là côngxon , ngàm tại chỗ liên kết hàn giữa nó với cột hoặc dầm đế, chịu tải trọng phân bố đều– qs =  as ( as : bề rộng của diện truyền phản lực lên sườn đế )

2

B

Trang 32

– Chiều cao sườn ( hsđ ) xác định từ điều kiện chịu M và

Q của các đường hàn liên kết sườn với thân cột hoặc dầm đế

– Phải bảo đảm đường hàn để sơ đồ tính là congxon

4mm, theo nguyên tắc sau

– Sườn đế : tính với các lực sườn đế chịu, lực phân cho nó Đường hàn đứng : chịu M , Q Đường hàn nằm :

chịu M , Q

s s s

2 s s

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	694,2 KB