Giáo trình kết cấu thép

Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép Giáo trình kết cấu thép

_A A -"';Ii A BQ NONG NGHI.Jj:PVA PHAT TRIEN NONG THON TRUONG CAO DA.NG CONG NGH~- KINH TE vA THUV DV an Khoa hQc cong ngh~ nang nghi~p - Giai Ti~uhQ'PphAn 3.1 L(1I MIEN TRUNG dO~lD2010-2012 Hl;lng myc: Bien sOl;lnGiao trinh h~ Cao dAng Nganh Cong ngh~Ky thu~txay dl}1lg " GIAOTRINH KETcAuTHEP ~ A Bien so~n:NGUYEN DONG TEf'V'Er-r . ..: ). C,,:.I '. TRUONGCNj DANG CONG NGH~ KINHTt vA !Hi;, LOI M!~N mUNG SO:, ........••.••... ,.................•..•••••• HQiAn 11/2012 Lc1INOIBAu Giao trinh KET cAu nffip dugc bien so~ theo d€ cuemg hQc ph~n "Kih c~u thep" nganh Cong ngh~ kYthu~t xay d\lllg, h~ Cao ding chinh quy CllaTwang Cao d~g Cong ngh~ -Kinh te & Thuy lqi mi€n Trung. Giao trinh dUng lam tai li~u hQc ~p va nghien CUllcho sinh vien, giang vien nganh Cong ngh~ kYthu~t xay d\lllg b~c Cao d~g h~ chinh quy, c6 th€ lam tai li~u tham khao cho sinh vien va hQcsinh b~c Cao d~g h~ lien thong va h~ trung c~p cac .nganh kYth~t trong truang, lam tai li~u tham khao cho can bQkYth~t, kY su thiet ke nganh cong ngh~ xay d\lllg. NQi dung giao trinh gam 5 chuemg: Chuemg I : Nhiing khai ni~m co ban v€ ket du thep Chuemg 2: Lien ket trong ket du thep Chuemg 3: D~ thep Chuemg 4: CQtthep Chuemg 5: Dan thep Cu6i giao trinh la ph~ ph\ll\lc. NQi dung giao trinh dUQcbien so~ cM yeu theo tieu chu~ TCVN 338:2005 - Thiet ke ket du thep cac cong trinh dan d\lllg va cong nghi~p - nhung chi trinh bay nhiing nQi dung dem gian, thuang dUng de tinh toan cho cac cong trinh vila va nho. MQt s6 nQi dung quan trQng c~n thiet vaicong trinh vua va nho nhung ngoai ph\lm vi de cuemg mon hQc,tinh toan phuc t\lP chi de c~p vai tinh cMt gi6'i thi~u. Xin chan thanh cam em can bQ lanh d\lo va quan ly, cac giang vien trong Khoa ky th~t - Cong trinh nha truang da d6ng g6p nhi€u y kien trong qua trinh bien so~. Trong giao trinh, ch~c khong tranh khoi thieu sot, r~t mong nh~n duqc g6p Y chan thanh Cllab~ dQc. Hc gia I S\l' MlJCLlJC LOI NO I DA U 1 Cae ky hi~u chiOOdimg trong gilio trioo ; Chucmg 1. N lION'G KHAI NI..,M -;:, C d' BAN VE•.KET CAU . THeP ", i'o" T~ 7 • 1.1. D~I Cu dNG Ve KET CAU THEP 7 1.1.1. Khai ni~m 7 1.1.2. Uu, OOuQ'cdi~m va ph~ • 4 vi sir dvng k€t ciiu thep I.' 9 , 1.1.3. Yeu diu cO'ban doi v6i ket diu thep ...•............................................................ 1.2 V~ T LIEu DUNG TRONG KET cAu THEP 10 10 1.2.1. Phan lo~i thep 10 1.2.2. du trUc va thanh phfuI bOa hQc cua thep 12 1.2.3. S3 hi~u thep 12 1.204. Quy cach thep can dimg trong kSt cAu thep 1.3. sl!LAM ; VIEC CVA THEPKHI CHIU TAl TRQNG 13 16 1.3.1 S\I lam vi~c Clla thep khi chiu keo 16 1.3.2. S\I pha hO(llgion cua thep 18 104. PHUdNG pHAp TiNH ToAN KET cAu THEP THEO T~G THAI GlCn ~N 19 104.1. Cac tr~g thai gi6i h~ ...................•................................................................. 19 1.4.2. CUOng dQ tieu chufuI va cUOng dQtinh toan trong kSt cAuthep 21 1.4.3 Tai trQng va T6 hgp tai trQng: 23 1.5. TINH ToAN MOT so cAu KIEN THEP CHID ujC Cd BAN 26 1.5.1. TiOOtoan cAuki~n thep chiu keo dung tam 26 1.5.2. TiOOtoan cAu ki~n thep chiu u3n phfutg 27 1.5.3. TiOOtoan cAuki~n thep chiu nen dung tam 28 1.504. TiOOtoan cAu ki~n thep chiu nen l~ch tam va nen u3n 29 •• TFA" Chucmg 2. LIEN KET TRONG r..nT CAU THEP 2.1. KHAI NIEM CHUNG 2.1.1. Khai ni~m 32 ; ; 2.1.2. D~c di~m cac IO(lllien kSt 32 32 32 33 2.2. LIEN KET HAN 2.2.1. Cac phucmg phap han 33 2.2.2. Ki~m tra chAt lugng dUOnghan 35 2.2.3. Phan IO(lldUOnghan va cUOng dQtiOOtoan Clla dUOnghan 36 2.204. TiOOtoan lien kSt dUOnghan g6c 46 2.3. LIEN KET BU LONG 2.3 .1. Khai quat chung 56 56 2.3.2. cAu ~o cua lien kSt bulong 57 2.3.3. CUOng dQ tinh toan cua lien kSt bu long 60 2.304. S\I lam vi~c va kha nang chiu l\Ic cua lien kSt bu long 62 2 2.3.5 Tinh toan lien k8t bu long 66 •• • 73 2.4. LIEN KET DINH TAN . 2.4.1. Khai ni~m chung 73 2.4.2. cAu ~ va khli nang chiu l\fc Clla lien k8t diOOtan : 75 Chuang 3: DAM THEP 82 3.1 KHA:I NI'SM CHUNG 82 3.1.1. Cac 10(lldfun 82 3.1.2. H~ dAm 83 . 3.1.3. Nhip dfun 85 3.1.4. Ban san 86 3.2 TiNH TOAN THIET KE DAM HlNH : 87 3.2.I.ChQn ti8t di~n 87 , , 3.2.2. Kiem tra tiet di~ dam dli chQn , 88 3.3.TiNH TOAN ON DlNH TONG THB 91 3.3.1. Hi~n tuQ'llg 91 ~ 3.3.2. Cong thuc kiem tra on diOOtong the 91 3.4. TlNH TOAN cAc CHI TIET CVA DAM 94 3.4.I.TiOO toan mBi nBi dfun 94 3.4.2. TiOOtoan dfun i':1 gBi t\l"a 97 Chuang 4. COT THEP 103 4.1. KHAI NI'SM CHUNG VB COT THEP 103 4,1.1 D(ic diem.......................................................................................................... 103 4.1.2.Phan 10(ll 103 4.1.3. C~u t(lOva nguyen Mc tiOOtoan chung 104 4.2 TiNH TOAN COT DAC CHlU NEN DUNG TAM 106 4.2.1. C~u t(lo............................................................................................................ 106 4.2.2. TiOOtoan cQt d(ic chiu nen dUng dim 107 4.3. TiNH ToAN COT DAc CHID NEN L'SCH TAM lIS 4.3 .1. C~u t(lo............................................................................................................ 115 4.3.2. TiOOtoan cQt d(ic chiu nen I~ch tiim 115 4.4. TiNH ToAN cAc BO pHAN CVA COL , 128 4.4.1. Chan cQt 128 4.4.2 Mii cQt., , ,....... 130 Chuang 5. DAN THEP 133 5.1. KHAI NI'SM CHUNG VB DAN THEP 133 5.1.1. D(ic diem va phan 10(lidan 133 5.1.2. cau t(lo Clla dan 136 5.2. TiNH ToAN DAN THEP 141 5.2.1. Cac gia thi8t tiOOtoan 141 5.2.2. Tai trQng tac d\lIlg........................................................................................... 141 . . . . 3 5.2.3. Xac djnh nQil\lc thanh dan 5.2.4. Chi€u dai tinh toan va dQmimh giOi~ [I,.]. 5.2.5. B6 tri tiet di~n thanh dan 5.2.6. ChQntiet di~n thanh dan .. T..:\OVA'iN'''' 5.3. CAU T H TOAN MAT DAN 5.3.1. Yeu cAuchung 5.3.2.Tinh mAtg6i dan ; 5.3.3. Tinh mAttrung gfan 5.3.4. Tinh mlit dinh................................•................................................................. 142 142 144 145 150 150 150 152 152 PIn) LlJ C ..............•. : 157 TAl LI:SUTHAM KHAo 200 Cae kY hi~u ehinh dung trong giao trinh 1. Cac dijc trtmg hinh ht;lc A, An - Di~n tich ti~t di~n nguyen, ti~t di~n th\lc Af, Aw - Di~n tich ti~t di~n clinh, ti~t di~n ban b\mg Abn, A.J - Di~n tich ti~t di~n th\lc cua bulong, cua thanh xien b, bf - chi~u r(>ng,chi~u r(>ngclinh bo, bs _ chi~u r(>ngphAn nho ra cua clinh, cua suan ngang h, hw, hf - chi~u cao cua ti~t di~n, eua ban b\lng, eua duang han g6e i, imin ix,iy - - blin kinh qulin tinh, blin kinh qulin tinh nh6 nhdt cua ti~t di~n ban kinh qulin tinh eua tiet di~n d6i vai cac trvc tuang tmg x-x, y-y Ix,Iy - cac mo men qulin tinh ti~t di~n nguyen d6i vai eac trve wang tmg x-x va y-y L - ehi~u eao cua thanh dtmg, e(>thoi,ic ehi~u dai nhip dAm I, 10- ehi~u dai nhip, ehi~u dai eua edu ki~n ehiu nen Iw - ehi~u dai tinh tolin eua duang han S - momen tinh s - buae 16bu long t, tf, tw - ehi~u day thep, ehi~u day eua ban eanh, cua ban b\lng 4 w x, W y - mOdun chang uan cua ti~t di~n nguyen dai v6i ttvc wang frng x-x, y-y 2. Ngo(li lve va nQi lve F, P - ngol!-ih,rct~p trung M, N, V - momen uan, l\Ic dQc, l\Ic c~t Mx, My - momen uan dai v6i cac tf\lC wang frng x-x, y-y 3. CU 530 N/mm va vai tat ca cae logi thep khi chiJu day cae cdu ki?n Ian han BOmm,chiJu cao nh6 nhat cua duirng him g6c lay thea cae qui dinh kji thu(it rieng. 39 2. Cllang ap tinh toan cua allang him Cuang d{>tinh toan cua duang han ph\! thu{>cvao 10llicuang d(>,10lli duang han, 10lli que han va phuang phap han. Cuang d{>tinh toan cua duang han trong cac d(lng lien k~t va tr(lng thai lam vi~c khae nhau dugc tinh theo cac clIng thuc trong bang 2.3 Truang hgp lien k~t dbi dAu hai 10llithep khae nhau thi dung trj sb cuang d(> nhohan. Bang 2.3 - CUOngd(\ tinh toan ella dUOnghan Dllng lien k~t Han dbi dAu Tr(lng thai lam vi~e Nen, keo va uon khi ki~m tra chat lugng dUOng han Theo gim h(ln chay fw fw=f bAng phuang phap v~t Iy Theo suc b~n keo dfrt fwu fwu = ft fw fwv fw= 0.85 f fwv= fv Keova uon Trugt (cat) C~t Hangoc Cuangd(> tinh toan Ky hi~u (quy uac) Theo kim 10llimbi han fwf . Theo kim 10lli6 bien nong chay fws fwf =O,55~ "rm fws = 0.45 fu Cuang d(>tinh toan cua dUOnghan goc va m(>tsblolli que han xem bang (2.4). Bang 2.4 - Ctritng d(l keo dm tieu chuAn fwun va ctriYngd(l tinh tOlin fwf ciia kim lo~i han trong dtritng han goc LOlli que han (theo TCVN 3223: 1994) Cuang d(>keo dfrt tit':u chudn (fwun) Cuang d(>tinh toan (fwf) N42, N42-6B 410 180 N46, N46-6B 450 200 N50, N50-6B 490 215 2.2.3. Tinh toan lien k~t dtriYng him dBi diu 1. Dllang him ac5iaau th{mg g6c chiu l/!c d(Jc tr1,lc Lien k~t han dbi dAu thuOng Slr d\!ng d~ nbi cac thep bim vai nhau. Sg lam vi~c va trllng thai lI'ng suat cua lien k~t gibng nhu thep CO" bim. 40 Cuimg de}tiOOtoan cua lien k~t han d6i ddu g6m chiu keo (fwt), nen (fwe) va chiu c~t (fwv). D~ thu~ ti~n cho vi~c tiOOtoan cuimg de}duimg han, c6 th~ su d\lng s6li~u tinh s&n a bang 2.5. Bimg 2.5 - Cuimg d(i tiOOtoim Cllalien k~t him Cuimg de}tiOOtoan cua lien k~t han trong cac k~t du bdng thep IOl,liva que han Lien k~t han Han diliddu Ky Trl,lllgthai ling su~t hi~u XCT34 XCT38 N42 N42 N42 N42.6B XCT42 -Nen tWe 2100 2300 2450 - Keo, u6n khi ki~m tra ch~t luqng duimg han bfutg phucrng fwt 2100 2300 2450 fwt 1800 1955 2083 fwv 1218 1325 1420 fwf 1800 1800 2000 fws 1530 1710 1890 phap v~t Iy - Keo, nen va u6n khi ki~m tra ch~t luqng duimg han biing phucrngphapthongthuimg - Ciit Han g6c tucrng ling IOl,li(daN/cm2) C~t (qui uac) Theo kim IOl,limoi han a Theo kim IO\li bien n6ng chay cua thep co ban aI. Truimg hqp duimg han thdng g6c (hiOO2.7). + DiSu ki~n bSn khi chiu keo, nen: Trong d6: N - LI)"CdQc tiOOtoan (keo hoi;ic nen) tac d\lllg vao duimg han. N b Hinh 2.7 - Him dBi dftuthfulg g6c chiu hIc dQctI'\Jc fw - Cuimg dQ tiOOtoan cua duang han d6i ddu chiu keo, nen theo giai hl,lll chay, xac diOOtheo bang (2.3). 41 Aw - Di~n tieh ti~t di~n tioo tmin ella dUOng han: Aw = tw.lw tw- Chil~u day tiOOtmin ella dUOng han d6i ddu, I~y bdng ehieu day 006 ooat ella cae eau ki~n dUQ'elien ket. Iw - Chieu dai tiOOtoan ella dUOng han: N N N Iw= b - 2tw (khi han khong ban lot) Iw= b (khi han co ban lot) Yo - H~ s6 dieu ki~n lam vi~e ella k~t e~u (ph\ll\le 2). b/. TruOng hgp dUOng han xien goe HiOO2.8 - Han d6i dftuxien goe ehiu h,rcdQctlilc (hiOO2.8). N~u dUOng han thdng goe khong dll ehiu h,re, cAn tang ti~t di~n dUOng han bdng each dimg dUOng han xien goe. D~ ti~t ki~m thep, goe nghieng a (goe giti'a phuang h,re va m6i han) khong nen ehQn qua 006 d~ ti~t ki~m thep, khi dung d(\ nghieng 2: 1 thi khong cAnki~m tra kha nang ehiu b,reella dUOnghan, wOng hgp d(\ nghieng 006 han, phai tiOOtoan ki~m tra. Khi tinh, phiin Ige N thanh hai thanh phAn:N1 =N.sina va N2=N.eosa. Lge N1lam dUOnghan ehiu keo ho~e nen, Ige N21am dUOnghan ehiu elit. Cae eong thue ki~m tra ~n dUOnghan: + Dieu ki~n ben khi ehiu keo, nen: (2.2) + Dieu ki~n ben khi ehiu elit: 'w = N.cosa A N.cosa ----$ w tw.lw f W"'Y' (2.3) fwv- CUOng d(\ ehiu elit tiOOtoan ella dUOng han d6i ddu xae diOOtheo cae eong thue a bang 2.3 Iw- Chieu dai tiOOtmin ella dUOnghan: b Iw= -.- sma - 2tw (khi han khong ban 16t) 42 Iw= ~ SIn a (khi han c6 ban 16t) Aw,tw,Yc - nhu cong thuc 2.1 Vi d(l 2.1: Hay ki~m tra khil nang chiu h,rcclla duang han d6i ddu chiu keo clla I biln thep thuQcthanh treo a hinh (2.7). Bi~t: L\lC dQctinh tm'lllN = 430kN; b = 25cm; t = 12mm. V~t li~u thep lo~i XCT34, que han N42, han thll cong, khong c6 ban 16t,phuang phap kiem tra thong thuang. Giiii: - Thep han XCT34, que han N42, han thll cong, c6: fwt = 180 N/mm2= 18kN/cm2 (Bang 2.4) K~t cdu thuQc thanh treo: Yc = 0,9 (Ph\ll\lc 2) - Di~n tich duang han: Aw= 1,2.(25 - 2.1,2) = 27,12cm2 - Ung sudt duang han: 430 Ow = -- 27,12 = 15,86kN I cm2 0w= 15,86 kN/cm2 < fw.Yc = 18.0,9= 16,2kN/cm2. K~t lu~: duang han bilo dilm b~n. 2. Dtrirng him il6i ilau ehiu ma men u6n va hre edt (hinh 2.9) - NQil\lc tinh toan : Q=P. e M=P.e p - Di~u ki~n b~n clla duang han + V~ Ung sudt phap: Ow M =--:5fw,Y, (2.4) Ww + V~ Ung sudt ti~p: = 'tw V -:5 Aw fwv'Y' Hinh 2.9. Du wm - N 900 m = - 33,08em hrCI3.fw)nrin'Y, 2.1,2.12,6.0,9 ChQn chi~u dai dUOng han Iws= 60 em va Iwm= 35 em V{ dfl2.4: Tinh lien k~t thep ban ti~t di~n (400xI2) mm vao e(\t thep chit I bfutg dUOng han goc nhu hinh (2.15), bi~t: A - Han thli eong, khong co ban lot, que han N42, phuang phap ki~m tra thong thuOng. 'tv I I I I I I I - L\le t~p trung N = 400 kN, d~t l~c4 tam duo-ng han m(\t do~n e = 12 em. - Thep dung lo~i XCT34, ehQn h~ s6 di~u ki~n lam vi~c 'Yc = 0,9. I (mm) f ~I:=====I[F~ 200 12 Glul: - ChQn hr, tra cae bang lien quan (nhu vi dlJ 2.3), co: hr= 12 mm; Iw= 40 - 1 = 39 em; 13r=0,7; 13,= 1,0; fwf = 18 kN/cm2; fws = 15,3 kN/cm2 - Ti~t di~n tinh toan la ti~t di~n I theo kim lo~i dUOnghan: 54 Hinh 2.15 ~f.fwf=0,7 x 18 = 12,6 kN/cm2 - Momen t~i ti~t di~n han: M = P x e = 400 x 12 = 4800 KN.cm - L\i"Cedt V =N = 400 KN - Ung suat trong duimg han (do M): crM =~= Ww 6M 2 6.4800 2 -1l,27kN/em2 2l3f.hf.lw 2.0,7.1,2.39 - Ung suat trong duimg han (do V): V 'tv =-= Aw V 2l3f.hf.lw - 400 2.0,7.1,2.39 -6,llkN/em2 - D9 b~n duimg han: crtd = ~cr~ + 'tv = Jll,272 + 6,1l2 = 12,82kN / em2 2 2 crtthep co sa db chiu l\i"cnhu hinh 2.13 - d~ng hai ban ghep - bi~t: - L\i"ckeo tinh toan: N = 800kN, kich thuac ban thep: (200 x 14) mm - mm thu cong, dimg que him N42, khong co ban lot, phuong phap ki~m tra thOngthuimg. - H~ s6 di~u ki~n him vi~c: Yc = 0,9. Giiii: - ChQnhai ban ghep co kich thuae: ISOx 6 mm Abg = 15.0,6 = gem 2 - Ung suat trong duimg han: .. A,b V01 cr = W g = 20.1,4 = 28 em 2 N _ 800 A,b +Abg 28+2.9 N -17,39kN/em2 Hinh 2.16 bSn cua bulong xem iJ bang (2.10). CUtinh toan clla duang han d6i d~u va duang han goc. 3. Cac quy dinh chinh khi xac dinh kich thuac du ki~n, chi~u dai, chi~u cao clla duang han d6i d~u va duang han goc. 4. Trinh t\l"tinh toan, ki~m tra lien k~t duang han d6i d~u va duang han goc khi chiu l\I"c(M, N, Q) tac d\lng rieng Ie ho~c tac dvng d6ng thai. 5. Cach xac dinh cuang de>clla bulong va lien k~t bulong khi chiu l\I"c. 6. Cac quy dinh v~ b& tri, kich thuac clla bulong va lien k~t bulong (dinh tan) khi chiu tac d\lng clla ngo~i l\I"c? 7. Trinh'tl,I" cac bai toan thi~t k~, ki~m tra clla lien k~t bulong (dinh tan) khi chiu l\l"c(M, N, Q) tac d1,mgrieng Ie ho~c tac d\lng d6ng thai. 79 BM T~ CHUONG2 BM ti,p 2.1: Ha.ykiem tra wimg dQ duimg him clla thanh thep chiu keo theo sa de, chiu l\lc a hlnh 1, bi€t: - NQi l\lCtinh toan N = 60 T; t = 8 mm; b = 25 cm; g6c a =60°. - Phuang phap han th~ cong, thep lo~i XCT34, que han N42, phuang phap kiem tra thong thuimg. Ch9n h~ s6 di~u ki~n lam vi~c: 'Y = 0,95. , ~ Z bQF .Hinh 1 e r-' p mt b t-i+'-0, • Hinb 2 Bill ti,p 2.2: DUng lien k€t han mQt ban thep vao cQt thep chi! I c6 sa de, chiu l\lc nhu hlnh 2, bi€t ciic y€u t6: - L\lc nen tinh toan: P = 450 kN; e = l8cm; b = 25cm; t = l2mm. - Dung thep lo~i XCT34, que han N42, han thll cong, phuang phap kiem tra thong thuoog, h~ s6 di~u ki~n lam vi~c: 'Yc = 0,9. Yeu cAukiem tra kha nling chiu l\lc Clla duimg han trong hai truimg hqp: aI. Lien k€t han d6i dAu. b/. Lien k€t han g6c. Bill ti,p 2.3: MQt thanh treo dul)'c han bfutg hai thep g6c d~u c~ (75x75x8) vao mQt ban thep day = lOmm, chiu keo d9C trIJCnhu hlnh 3. Hay kiem tra cuimg dQ cho duimg han. Bi€t: NQi l\lc tinh toan: N = 890 kN, 11= 12 cm; Iz = 8 cm; Han bfing thll cong, que han N42. Bill ti,p 2.4: MQt thanh treo c6 m6i n6i dul)'c n6i bfutg 8 bu long, duimg kinh d=16mm, chiu l\lc keo tinh toan: N = 650 kN (xem hlnh 4). Bi€t: NQi l\lc; b=20cm; tl = 12 mm; tz = 7 mm; Bu long la bu long thO, dp dQ b~n 4.6; Thep thanh keo va ban ghep d~u la thep CCT34. Hay tinh toan, l\la ch9n cac kich thuac s, s', SI,S'1va kiem tra cuimg dQ clla lien keto 80 N St' S' S' Q D: , a , 0 D D I 0 Hinh3 0 N Hinh4 Bai t,p 2.5: p MQt vai cQt duQ'c ghep bfutg thep g6c L (200x200x 16) vao cQtthep 10l;\iI 300x46 bfutg b6n bulong nhu hinh 5. I p R l:J Bi~t: Tili trQng tinh tmin: P = 580 kN, dung 10l;\ibulong tho, cApdQ b~n 4.6. Thep L va I dung 10l;\iXCT34. ChQnh~ s6 di~u ki~n lam vi~c y = 0,9 b HinhS Hay thi~t k~ lien k~t cho k~t cAu. t = 10 Bai t,p 2.6: 12 I1 Hay ki~m tra kha nling chiu Igc cua thanh dan vao ban mlit bfutg lien k~t dinh tan. Thanh dan dUng thep g6c 10l;\iXCT34, gbm hai thep g6c cl;lnhd~u CH 250x34. Sa db chiu Igc nhU hinh 6, bi~t: 60 +-- --4, .iI' _.- •. _. +}_._.-_._._._._.- 70 70 60 I I I I I I' I ,, I2 50 1-1 - Lgc keo tac d\mg N = 1200kN, chi~u day thep blm mlit t = 24 mm, dUOng kinh dinh tan d = 23 mm, 16 dinh tan dung phuang phlip dQt rbi khoan. 2-2 Hinh6 81 N Chlro'Ug 3: DAM mEP 3.1 KHAI NI~M CHUNG DAm hi cAu ki~n cM y~u chiu u6n, duQ'c dUng ph6 bi~n trong k~t cdu thep. Trong xay d\ffig dan d\ing, giao thong, cong nghi~p ... dAm thep thuang duQ'c su d\lllg lam nM, dAm chinh va dAm san cua cAu...Trong linh Vl,lCthuy IQ'i,dUng lam dAm cua van, cua d~p... 3.1.l.Cac IO\li dim 1. Theo cdu t(lO aI. DAm dinh hinh DAm dinh hinh duQ'c dUng phil bi~n do un di~m la lien k~t dan gian, ti~t ki~m duQ'c cong ch~ tQ.onhung nhuQ'c di~m la dAm bfulg thep can co dQ day ban b\ing Ian so vOi yeu d.u chiu l\lc nen t6n v~t li~u. D~ kh~c ph\lc nhuQ'c di~m nay, nguai ta thuang dung dAmthep d~p nguQi tiT thep ban mongo Hinh 3.1 - MQt s6 ti~t di~n dfun thep dinh hinh thuemgdimg Ti~t di~n dAmthep thuang dung dQ.llgchii' I hoQ,cchii' C (Hinh 3.1). DAm ti~t di~n chii' I: DUng chiu u6n trong mQ,tphfulg b\lng dAm nhu dAm san, dAmcdu. DAm ti~t di~n chii' C: Thuang dung trong u6n xien nhu xa g6, dAm suan tuang. Ti~t di~n chii' C co I rna phfulg nen d~ lien k~t v6'i k~t cdu khac. Nen dimg dAm dinh hinh n~u v~ cdu tQ.ocho phep va phai bao dam cuang dQ, dQ cfrng, 6n dinh. b/. DAm t6 hQ'P Dung dAmt6 hQ'Pkhi kh6ng th~ dung dAm hinh nhu khi tai tr«;mgIan va nhip dAm lan, thuang dung: - DAm t6 hQ'Pdinh tan: G6m mQt ban thep dQ,tdfrng Jam ban b\lng va hai ban canh n~m ngang. Canh g6m hai thep goc va co th~ them mQt hoQ,chai ban thep n~m ngang gi la ban d~y (hinh 3.2a). 82 Lo~i dam nay do pMi khoet 15 nen t6n cong che tl;lOva t6n v~t li~u OOung chiu h,rct6t, thll'Ong dimg khi dam chiu tili trQng dQng va tili trQng IOn. Ban d~y P SU(hinh 3.7). Khi tren canh dc1rnco tlii trQng t~p trung tac d\lng trong milt phdng bim b\lOg rna ben dum khong co suOn gia cUOng, dn phiii ki~rn tra di;>b~n nen C\lCbi;>cua rnep tren bim b\lng dfun theo c(lng thirc: (3.13) Vai: P - Hi trQng t~p trung. Iz - chi~u dai philn b6 quy d6i cua tiii trQng t~p trung, dmlc xac dinh: Iz=h+2hy b - Chi~u dai philn h6 cua tiii trQng t~p trung theo chi~u dai dc1rn. hy - Khoiing cach ill milt tren cua canh dc1rnd€n bien tren chi~u cao tinh toim cua bim b\lng dc1rn. 89 d/. T~i ti~t di~n co M, Q cimg Ian va co lIng suilt C\!CbQ, cAn ki~rn tra lIng suilt tlIang duang theo cong thuc (1.13) 6 chuang I. 2. Kiim fra ap vong cua dam (3.14) V0;: ! -DQ vong tlIang I d6i clla ddm do Uli trQng tieu chuAn gay ra. [f] - DQ vong tuang d6i gio; h~ cho phep (ph\!l\!c 4). 3. Kiim fra 6n ajnh t6ng thi aJ. Tinh toan, ki~rn tra 6n dinh t6ng th~ clla ddm hinh theo cong thuc (3.15). b/. Cac truang hgp khong cAnki~rn tra 6n dinh t6ng th~: - Canh chiu min clla ddm dugc lien k~t cMt vo; san clIng (san betong c6t thep bfutg betong n~g, betong nh~, betong x6p; cac san thep phfutg, thep hinh, thep 6ng ...) hoiiicddrn thep dugc bQc trong lap betong c6t thep. - Ddm chfr I d6i XlIng co ti s6 giua chi~u dai tinh toan va chi~u rQng canh o chiu Ian han gia tri. tinh 6 bimg 3.1 . nen clla ddrn L b khong . f o Bang 3.1 - Gia tri. Ian nhAt L b d~ khong cfulkiem tra 6n dinh . dfun f Vi tri diiittAi trQng ls:hf S:6 va 15s:.!lS:35) bf tf Ddmcanvaddmhan(khi a canh tren ~ = [0,35 +0,0032.!l+( a canh duo; ~ = [0,57 Khong ph\! thuQc vi trl diiittAi khi tlnh cac do~n ddm giua cac di~m gifutg hoiiickhi u6n thuful my bf bf tf 0,76 - 0,02.!l tf )Jl]~ hfk Jl]~ + 0,0032 bf + ( 0,92 _ 0,D2bf ) tf tf hfk ~ = [0,41 + 0,0032.!l+( bf tf 90 t t )Jl]~ 0,71-0,016 bf tf hfk t Ghi cM: br, tr - B~ rQng, chi~u day clla canh chiu nen. htk - Khoang cach giti'a ttvc Clla cac canh dam. - D6i vai dam bulong cuemg dQ cao, gia tri ~o trong bang nay OOiinvoo 1,2. f - D6i vai dam co ti s6 ~ < 15 trong cac dIng thuc Clla bang nay diuig ~ ~ 15 tf tf 3.3.TINH ToAN ON DJNH TONG THE 3.3.1. Hi~n tuvng y,, Xet mQt d~m chti' I chiu u6n nhu . hiOO(3.8). - Duoo tac d\ll1g till tr9ng P, d~m bi u6n ngang phfuIg quanh ttvc x-x, d~m a tr~g thai fin diOO. i '-l y! Hinh 3.8 I - Khi tang P Ian den mQt tri s6 nao do, thi ngoai hi~n tuQ11gchiu u6n phfuIg OOutren, d~m con bi u6n quanh tf\lC y-y va bi xofuI, nen dam bi o~n di va bi pha hOl;li,d~m bi mAt fin diOO. Hi~n tUQ11gtren g9i la hi~n tUQ11gmAt fin dinh tflng th~ clla dam. Lgc lam cho dam til tr~g thai 6n diOOsang tr~g thlii mAt fin diOOg9i Ia Igc too h~: Pth Hi~n tuQ11gmAt fin diOOtflng th~ clla d~m rAt nguy hi~m, vi d~m bi pha hOl;li tfuac khi frng suAt dl;ltden giai h~ chay clla thep. Do do, ngoai vi~c phlii tiOOtoan theo cuemg dQ, c~ phai tiOOtoan ki~m tra fin diOOtflng th~ cho dam. Di~u ki~n fin diOOclla dam: P ~ Pth --+ M < Mth --+ cr < crth Bai tom tiOOtom v~ fin diOOtflng th~ clla d~m rAt phuc tl;lP,phl;lm vi giao triOOnay chi triOObay cach tiOOfin diOOtflng th~ cho d~m diOOhiOOchti' 1. 3.3.2. Cong tht'fc ki~mtra an djnh tang th~ cr = M max::; f.Ye -g gf.y, (3.19) Duimg han goc lien k~t ban nbi b\lllg va b\lllg dAm (h,rc cAt V) duQ'c kiem tra theo cong thuc: Hinh 3.12 - Ghep caM va bl,ll1gdfun (3.20) (3.21) Vi d(l3.2 DAm congson bAng thep, chi~u dai L = 10m, chiu ubn duai tac d\lng ciia l\lc phan bb d~u q = 600 daN/m (hinh 3.13a). Vi di~u ki~n chi~u dai thanh khong dii, cAnphai nbi dAm. D\l ki~n dimg duimg han dbi dAunbi ca canh va b\lng dAm. Hay tinh toan, kiem tra d~ co the th\lC hi~n mbi nbi t\li vi tri C duQ'ckhong ? Bi~t cac y~u tb: - Thep lam dAm 10\li XCT34, ti~t di~n I (270.41). = '~~E b) - Dung que han N42, han thii cong, phuong phap kiem tra thong thuimg. 3000daN c) - H~ sb di~u ki~n lam vi~c Yc= 0,9 Giili: -Thep XCT34 : fwt Hinh3.13 = 1800 daN/cm2 (bang 2.5) - Thep I (270.41) co: A - Tinh va ve bieu db = 41,3 cm2; Ws v, M (hinh = 470 3.13b,c) 96 a giUa dAm cm3 (ph\ll\lc 9.1). 0 - N Qi Ivc t~i vi tri C: I 1 2 4 IO 10 2 4 + Me =q.-.-=600.-.-=7500daN.m + Q = q.!. = 600 10 = 3000daN 2 e 2 - Ki€m tra dQ b€n duang han: a'd - atd = .Ja2 + 3.t2 = (7500)2 + 3(3000)2 = 1600,7daN / cm2 470 41,3 = 1600,7 daN/cm2 < 1,15.fwt.yc= 1,15.1800.0,9 = 1863 daN/cm2 Nhu v~y, co th€ dimglien k~t han d5i dAu d€ n5i dam ~i vi tri C. 3.4.2. Tinh toan dAm {y g6i ttpl Dam thep co th€ lien k~t vm cQt be tong, cQt thep, wang hoilicvm cac dAm khac. Hinh thuc lien k~t dAm thep vai cQt co th€ Iii lien k~t ngam hoilickh6p. NQi dung sau Iii cach tinh toan lien k~t phAn dam tva len cQt thep, d~g lien k~t kh6p. 1. cdu t(1o: Phan h,rc Clla dAm thong qua suan c(rng Clla dAm truy€n xu5ng cQt. D€ phan Ivc g5i tva truy€n dUng trQng tam, cAn dilitthem suan g5i gia cuanga gAn dAu dAm, nho ra kh6i canh dAm mQt do~ dAu dam hoilic a 51,5: ""(10- 20)mm . 2. Tinh toan: BAu dam Iii phAn chiu phan Ivc Clla g5i tva, dn phlii ki€m tra theo hai di€u ki~n ep militva 6n dinh. aI. Theo di€u ki~n ep milit: (3.22) (3.23) Vai: As - Di~n tich ti~t di~n Clla suan g5i RA fe - Phan h,rc g5L Cuang dQ (tinh toan) chiu ep militClla thep. - Chi€u rQng suan g5i: 97 (3.24) b$;O,S.t,~ - Chi~u day suan g6i: RA (3.25) t =-- , b,:Y,J, a) []D (10+20) Hinh 3.14 - Sa d6 tinh toan gal dfun b/. Theo di~u ki~n 6n dinh: Xem phful dfun a g6i tga nhu m9t thanh quy uac c6 ti~t di~n (phful gl;lch cheo) g6m ti~t di~n suan g6i (As) va m9t phAn bim b\mg dAm (c, = #) 0,6S.tw a m6i phia suan g6i. Thanh quy uac c6 chi~u dai b~ng chi~u cao b\!ng dfun 10 = hw, chiu Igc nen dung Him la phl'm Igc g6i Wa RA, hai dAu lien k~t kh6'p. Cong thuc ki~m tra 6n dinh: (3.26) Val: A = As + A qu uf>ndQc 006 (4.8) ooAt, lAy theo A.max cua cQt va theo cuang dQ tiOOtoan cua thep (ph\ll\lc 7). N, A, f, Yc - xem (4.7) c/o Dieu ki~n 6n diOOC\lCbQ Do cQt dugc ghep til cac ban thep nen khi chiu l\fc, cac ban thep co th~ bi pM ho?i do cong, veOOra ngoai m~t ph~ng cua no. Can phai tiOOtoan d~ khong xay ra hi~n tugng bi pha ho?i C\lCbQ cua cac ban ghep. - Dieu ki~n 6n dinh C\lCbQ cua ban b\lOg: (4.9) Vai: hw, tw - chieu cao, chieu day ban b\lng. [~: ] - dQ milnh gi6'i h?n cua ban b\lng cQt d~c nen dUng tam (bang 4.2). 109 Bang 4.2 DQmimh gim h\Ulb\UlgcQtd~c nen dUngtfun va cQtd~c nt:n I~chtfun, [~: ]. DQ I~ch tam wang d6i Lo~i ti~t di~n cQt Gili hi - ).,1 ).,< 2 ).,va Cong thuc tinh [ ~: ] (1,3+ 0,15).,2)~ (1,3 + 0,35),,) -~ f; Chit I :2;::2 nhung khong Ian han 2,3 ~ 12~ ' f m=O (cQt nen dUng tam) Hinh hQp, chit C A.< 1 can A.;:: I (1,0 + 0,2),,) -~f; nhung khong Ian han 1,6 Jf- JfChit C t6 hc;rp A.< 0,8 A.;::0,8 (0,85+0,19),,)-~f; nhung khong Ian han 1,6 . Jff Jf-f . (1,3+ 0,15).,1) -2 m;::1 (cQt nen I~ch tam) . Chit I, hinh hQp A.< 2 A.;::2 (1,2+0,35).,1) -~f; nhung khong Ian han 3,1 Jf- Ghi cM khi sir d\lng bang (4.2): X - DQ manh quy uac khi tinh toan 6n dinh cua cQt chiu nen dung tam; XI - DQ manh quy uac khi tinh toan 6n dinh trong m(it ph~ng tac d\lng cua momen. 110 - Tiet di~n hlOOhQp la cac tiet di~n kin (t6 hgp, u6n cong d~g chit OO~thay vuong). - D6i vai tiet di~n hlnh hQp, khi m > 0, gia tri clla [~:] nk lAy cho ban b\mg song song val m{it phdng mc d\lng clla momen u6n. -_Khi vai m = ° ° va m < m < 1,0 gia tri clla [~:] = duQ'c nQi suy tuyen tinh theo cac gia tri 1,0. - Val cQt chiu nen dUng tam (m = 0), cQt chiu bsd nen I~ch tam (m > 0). Khi di~u ki~n (4.9) khong thoa man thl co th€ tang b~ day ban b\lllg (cach nay dan gUm OOung khong kiOO te) ho{ic la d{it them cac c(ip suan dQc ho(ic suan ngang d€ gia wang, val luu Khi hw > 2[hw]: tw tw tsYI-HiOO4.5 - Suan doc y: d{it suan dQc gia cuang ban b\lng. 8uan dQc nay duQ'c k€ vao tiet di~n tiOOtoan clla cQt. Kich thuac suan dQc: bsd ~ IOtw;tsd~ 0,75 tw 8au khi d(it suan dQc, ki€m tra hiliv~ 6n dinh C\lCbQ clla ban b\lng: (4.12) (4.13) hw h HiOO4.6 Ti6tdi~nchiu h!c N~u:L_ >6hw l'w hw, tw - chi~u cao, chi~u day clla bim b\lng khi chua d{itsuan dQc. Isd - momen quan tiOOclla suan dQc d6i vai trvc vuong goc vai clilOObsd: III + Khi hw::s 2 [hw]: co the khong cAn d~t sui'm dQc gia cui'mg de giam cong tw tw . ch~ tl;lova kiem tra Il;Ii6n dinh t6ng the. Khi kiem tra t6ng the vo; di~n tich A chi tinh hai phAn ban b\lllg giap hai canh, co b~ rQng: C, = 0,5t w[ ~: ] vai: [~: ] - xem bang (4.2) + Khi (~: ) ~ 2,3 # de dam bao 6n dinh Clla cQt, cAn phili d(it sui'm ngang. Khoilng cach cac suOn ngang a = (2,5+3)hw, khi v~chuyen d(it it nh~t hai suOn ngang tren m6i dOl;lll. va d\ffig I~p cAn Kich thuac suOn ngang: h b ~ -1!:.. + 40mrn '" 30 a - Di~u ki~n 6n dinh C\lCbQ Clla ban canh: vo;: bo - Chieu rQng tinh toiln phAn boo canh nho ra. Hinh 4.7 - SuOn ngang tr - Chi~u day boo canh. [~: ] - dQ manh giai hl;lnCllaph~n boo canh nho ra, tinh theo bang (4.3). 3. Lien kit bim canh va bl,mg c(jt L~y theo cAu tl;lo,dung dUOnghiln lien tI,Icco hw 112 '" 0,5 tw va hw ~ 6 mm. Bang 4.3 - DQmlinh gi6i h~ eua phk ban elinh 006 ra Clill eQt [~: ] D~c di~m cua ban caOOva tit~tdi~n Clinh cua ti~t di~n chit I va T khong vi~n mep Gia tri [~: l -g (0,36 + 0,1OJ) f Thep goc d~u clinh va dinh hinh cong khong vi~n bAng suim (trir ti~t di~n chit C ) (0,4 + 0,0n.) -~ f Dinh hinh cong co suim vi~n (0,50+0,18"-) -~ f Clinh 1611eua thep goc khong d~u clinh va clinh eua ti~t di~n chit C -~ f (0,43 + 0,08"-) Vi dfl 4.1: ChQn ti~t di~n cQt d~e chiu nen dUng tam. Tili trQng tinh toan tac d\mg len eQt N = 1200 kN, bi~t cae y~u t6: - Ti~t di~n cQt d6i x(rng, b6 tri d\lIlg chit H nhu hinh 4.8 - Lien k~t a hai dAu eQt: lien k~t khap, chi~u cao cQt 1= 5,6m. - V~t li~u bAng thep XCT34, co wimg dQ ehiu keo tinh toan f= 21 kN/cm2, han thU cong, 101ilique han N42. - DQ mlinh gi&i hliln[A]=120, h~ s6 di~u ki~n lam vi~c eua du ki~n Yc = 0,95. Giiii: x - Chi~u dai tinh toan cua cQt: Ix = Iy = Il.l = 1.5,6 = 5,6 m y - Tinh di~n tich yeu cdu cua ti~t di~n eQt: ChQn Agt=60, ill ph\ll\le 7, co: lpgt= 0,8215 (Ph\ll\lc 7) = A Y' Hinh 4.8 N _ 1200 = 195 25em2 .y: 3 3 = 2.1,6.40 I + 46.1,6 12 12 y i = fiy A y = = 17082 37em 4 ' 17082,37 = 921em 2016 ' , A. = ~ = 560 = 60 8 y iy 9,21 ' Amax = '>.y = 60,80 < [A] = 120 (dl,\tyeu cAu v~ d(>mlinh) + Tinh ling suAtphlip: Til ph\lI\lC 7, vcri Amax cr (J = 60,8 c6 Cjlmin = 0,818 3200 -19 4kN fern' 0,818.201,6 ' = 19,4 kNfcm2 < f.Ye = 21.0,95 = 19,95 kNfcm2 C(>tbao dam di~u ki~n 6n djnh t6ng th€. - Ki€m tra 6n djnh C\lCb(>: + Ban b\lng: x = A. {f VB 3 = 60 8 ' 2,1.10 = 56.J1O-3 = 192 21.10. ' 114 Amax = '>.y. [~: ] = (1,3+ 0,15.;;:).j¥ =(1,3+ 0,15.1,922)M =58,6 hw = 400 =25 N II ~ Y ~ - . , o ;X l~';~~ '~r Hinh 1 Chl101lg 5.1. KHAI NI~M CHUNG 5. nAN THEP vE DAN THEP Dan thep IAmQt k€t cdu r6ng g6m cac thanh quy tv vA lien k€t vai nhau t~i milt dan, thong qua mQt ban thep gQi IA ban milt (ban rna). Milt dAn duQ'c xem hi kh&p (ly mUng), cac thanh co th~ xoay tv do quanh milt (hinh 5.1). Thanh canh tren I. I f D6t diln , d I Thanh canh dum Nhjp diln (L) .1 Hinh 5.1 Dan thep Ia k€t cdu h~ thanh bdt bi€n hinh du lien k€t, cac phful tfr chinh trong dan g6m: - Cac thanh dan ndm tren chu vi t~o thanh dubng bien. Cac thanh ch~y dQc bien tren va bien dum gQi Ia bien canh tren vAbien canh dum. Cac thanh ndm trong chu vi dan gQi IAthanh b\lng g6m cac thanh dUng va thanh xien. Khi cac thanh dan cung ndm trong mQt mi;it phllng duQ'c gQi Ia dan phllng. Trubng hqp cac thanh trong dan khong ndm cung mi;it phdng hoi;ic dung nhi~u dan phllng ghep I~i vai nhau thi gQi Ia dan khong gian. - D6t dan: khoang cach giiia cac milt dan. - Nhip dan: khoang cach giiia tam cac g6i tva hoi;iccQt, tubng. - Milt dan hay nut dan: vi tri quy tv cac thanh dan. Lien k€t giiia cac thanh t~i milt dan thubng dung lien k€t han, lien k€t bu long hoi;ic dinh tan. Trong cac dAm chiu l\Ic khong Ian hoi;ic it chiu tai trQng dQng thubng dung lien k€t han. 5.1.1. Dtic di~mva phan lo~.idan 1.DijciMm - VuQ't duQ'c khAu dQ Ian: Do kha nang chiu I\Ic va dQ cUng cua dan Ian va trQng Iuqng ban than nh~ nen dan thubng dung khi khAu dQ Ian (cung tai trQng tac d\lng, chi~u dAidan Ian han nhi~u so vai chi~u dAi dAm.) 133 _ Dan la k~t cAu chiu u6n nhung khi Uli trQng chi d~t tl;1imAt dan va giua cae thanh dan khong co tai trQng tac d\lng thi nQi Igc trong thanh dan cM y~u chiu keo hay nen dUng tam, do do t~ dl,lllg [A] = 150 - Vi khong th6a man, ta chQn ti~t di~n thanh theo dQmlinh gi iy,yc= 2,54 cm 5.3.cAu T~o vA TiNH ToAN MAT DAN 5.3.1. Yeu ciu chung a Nhu da neu phAn kllai ni~m, cac thanh dan quy tv va lien k~t vai nhau t\\i m~t dan, thong qua ban rna. Lien k~t cac thanh va ban rna co th~ dimg lien k~t han, lien k~t bulong ho\ic dinh tan. C~u t\\Om~t dan phai thOa man mQt 56 yeu cAu sau: 1. Tl1}ccua thanh dan pMi hQi tv t\\i tam m~t dan, d6i vai: • DAm han: tl1}Ccac thanh di qua trQng tam ti~t di~n thanh. - Truemg hgp thanh clinh co ti~t di~n thay d6i thi trvc trung binh giua hai trvc trQng tam cua hai thanh. 2. Cac lien k~t n6i thanh dan vao bim m~t pMi bao dam cac yeu cAu v~ c~u t\\Onhu da neu a chuong lien k~t tMp. Khoang cach giua cac duemg han trong mQt m~t khong nh6 hon 50mm d6i vai dan t6 hqp han va khong nh6 hon 20mm d6i v