Bài giảng kết cấu thép chương 1 đại cương về kết cấu thép

Kết cấu chịu lực công trình xây dựng làm bằng THÉP KẾT CẤU THÉP LÀ GÌ?... PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉPII.. PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP... PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉPII.

Trang 1

1KẾT CẤU THÉP

Chương 1

ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP

Trang 2

Kết cấu chịu lực công trình

xây dựng làm bằng THÉP

KẾT CẤU THÉP LÀ GÌ?

Trang 3

I Ưu khuyết điểm của KCT

IV Vật liệu thép

V Sự làm việc của thép khi chịu tải trọng

NỘI DUNG

3

Trang 4

 Khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao

• Thép có cường độ cao: fy = 220 – 400 MPa

• Cấu trúc đồng nhất của vật liệu

 Công nghiệp hóa cao

• Vật liệu, kết cấu thực hiện trong nhà máy

Ưu

Cấu trúc vi mô thép (µm)

Cấu trúc bê tông [cm]

Trang 5

 Tính cơ động trong vận chuyển và

Bể chứa xăng dầu

Ưu

Trang 6

 Chịu gỉ kém

 Bảo vệ bằng: sơn, mạ kẽm, mạ nhôm, …

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, …

Trang 7

II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP

Trang 8

Trang 9

2 NHÀ NHỊP LỚN

Kết cấu vịm, L=100m

 Nhà thi đấu TDTT, nhà triển lãm, kết cấu đỡ mái SVĐ, …

SVĐ San siro - Kết cấu dầm dàn

Trang 10

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 hĩa học

• Phù hợp kết cấu nhịp lớn

Trang 11

3 NHÀ CAO TẦNG

Vách cứng

Trang 12

3 NHÀ CAO TẦNG

 kết cấu liên hợp thép-bê tơng (composite)

Millennium Tower (Vienna - Austria) – 51 tầng

Cột composite

Lõi bê tơng

Dầm sàn composite Sàn bê tơng

Trang 13

4 KẾT CẤU TRỤ THÁP TRỤ

Tháp Eiffel - Paris

Tháp Eiffel:

• Chiều cao lầu 1: 57,63m

• Chiều cao tổng cộng bao gồm anten: 324m

• Xây dựng 1887 – 1889

• Khối lượng : 10100T

• Liên kết: 2 500 000 đinh tán

Trang 14

5 BỂ CHỨA – ĐƯỜNG ỐNG

Bể chứa chất lỏng

Trang 15

6 CẦU

Viaduc Gabarit (Pháp) xây dựng bởi Gustave Eiffel- 1884

KC vịm: L=165m

Trang 16

6 CẦU

- Viaduc de Mileau (Pháp), 2001-2003 :

cầu cao nhất thế giới

- 320M euros, xây dựng cơng ty Eiffage

cáp

Trang 17

7 DÀN KHOAN

Kết cấu dàn khoan

Trang 18

8 KẾT CẤU KHÁC MÁI DÂY

Trang 19

1 Yêu cầu về sử dụng:

- Đảm bảo yêu cầu về chịu lực

- Đảm bảo về độ bền vững, khả năng bảo dưỡng

- Đẹp

2 Yêu cầu về kinh tế

- Tiết kiệm vật liệu

- Cơng nghiệp khi chế tạo

- Lắp ghép nhanh

 Điển hình hĩa kết cấu

III CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI KẾT CẤU THÉP

Trang 20

Biểu đồ kéo thép – quan hệ -

Trang 21

1 Định nghĩa

Trang 22

a Theo thành phần hóa học

- Thép cacbon: %C < 2,0%, không có hợp kim khác

+ Thép cacbon đặc biệt cao (C=1,0-2,0%): độ cứng rất cao, dùng làm các dụng cụ như dao cắt, búa, …

+ Thép cacbon cao (C=0,6-1,0%): độ bền cao, dùng làm lò xo, nhíp xe …

+ Thép cacbon vừa (C=0,3-0,6%): chống bào mòn tốt, dùng làm thép định hình và các ứng dụng trong cơ khí

+ Thép cacbon thấp (0,05-0,3%): thép mềm, dễ cán, rèn, được dùng nhiều trong xây dựng: thép tấm cán nguội, …

22

2 Phân loại thép

Trang 23

a Theo thành phần hóa học

- Thép hợp kim: Cr (chống gỉ), Ni (chống ăn mòn), Mn (độ bền)

+ Thép hợp kim cao (tổng hàm lượng > 10%)

mòn cao như răng gầu xúc, xích xe tăng, …

+ Thép hợp kim vừa : tổng hàm lượng các hợp kim 2,5-10%

23

Trang 24

b Theo phương pháp luyện thép

- Luyện bằng lò quay

- Luyện thép bằng lò bằng (lò Martin)

c Theo mức độ khử oxy

Tùy phương pháp để lắng nguội:

- Thép sôi: chất lượng không tốt, dễ bị phá hoại dòn và lão hóa

- Thép tĩnh: đắt hơn thép sôi, dùng trong các công trình chịu tải trọng động, những công trình quan trọng

- Thép nửa tĩnh: là trung gian của hai thép trên

24

Trang 25

a Cấu trúc thép

- Cấu trúc vi mô của thép bao gồm 2 thành phần chính sau:

Trang 26

b Thành phần hóa học thép

- Thép cacbon ngoài 2 thành phần chính là Fe và C, còn có:

- Thép hợp kim: thêm vào thép cacbon Cu, Ni, Cr, Ti, … làm tăng tính năng cơ học, tăng độ bền chống gỉ, …

26

3 Cấu trúc và thành phần hóa học thép

Trang 27

a Thép cacbon thấp cường độ thường

cường độ thường, khá cao và cao

4 Thép xây dựng

27

Trang 28

a Thép cacbon thấp cường độ thường

Trang 29

210 230 245

210 230 250

200 220 240

190 210 230

340 380 420

29

Trang 30

b Thép cacbon cường độ khá cao

GHI CHÚ: đơn vị N/fmm 2; *Hệ số M trường hợp này là 1,1;

bề dày tối đa là 40mm

30

Trang 31

c Thép cacbon cường độ khá cao

- Giới hạn chảy > 440MPa,

- Giới hạn bền > 590MPa

31

Trang 32

V SỰ LÀM VIỆC CỦA VẬT LIỆU THÉP

1 Sự làm việc chịu kéo

2 Sự phá hoại giòn của thép

32

Trang 33

 OA: giai đoạn tỉ lệ  tl

 A’B: gđ đàn hồi dẻo

 BC: gđ chảy dẻo

 CD: gđ củng cố

Biểu đồ kéo của thép các bon thấp

a Biểu đồ ứng suất – biến dạng khi kéo

33

Trang 34

 Thép cac bon cao:

Trang 35

b Các đặc trưng cơ học chủ yếu

 Các đặc trưng cơ học chủ yếu:

 tl <  < c : lý thuyết đàn hồi dẻo với E  constant

35

Trang 36

Sự cứng nguội của thép

a Hiện tượng cứng nguội

Hiện tượng tăng tính dòn của thép sau khi bị biến dạng dẻo

 Thép trở nên cứng hơn

 Giới hạn đàn hồi cao hơn

 Biến dạng khi phá hoại nhỏ hơn

36

Trang 37

1- 1, 2 cùng dấu 2- 1, 2 khác dấu 3- biểu đồ chuẩn khi kéo 1 hướng

Trang 38

1- không có tập trung ứng suất 2- có tập trung ứng suất 3- tập trung ứng suất do rãnh cắt

Trang 40

d Ảnh hưởng của nhiệt độ

Trang 41

a Hiện tượng cứng nguội

b Trạng thái ứng suất phức tạp

c Chịu tải trọng lặp

d Ảnh hưởng của nhiệt độ

e Sự hóa già của thép

f Độ giai va đập

41

Trang 42

VI QUY CÁCH THÉP CÁN TRONG XÂY DỰNG

1 Thép hình

2 Thép tấm

3 Thép hình dập, cán nguội

42

Trang 44

 Dùng làm

 Dầm chịu uốn, cột: độ cứng theo phương

trục x lớn, tăng cường độ cứng theo trục y

 Số hiệu từ I10 - I60

 Từ I18 – I30 có thêm tiết diện cánh rộng, vd : I22a

1 Thép hình

44

Trang 45

 Dầm chịu uốn, đặc biệt xà gồ

mái, cột – tiết diện tổ hợp

1 Thép hình

45

Trang 48

- Cán nguội từ thép tấm mỏng

(1-8mm)  kết cấu thành mỏng

- Dùng các cấu kiện chịu lực nhỏ

: xà gồ mái, tôn lợp mái, …

- Tham khảo tiêu chuẩn nước

ngoài  eurocode 3

Thép tấm cán nguội

3 Thép hình dập, cán nguội

48

Trang 49

VII PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KCT

1 Phương pháp tính KCT theo trạng thái giới hạn

2 Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán

3 Tải trọng và tác động

49

Trang 50

1 Phương pháp tính KCT theo trạng thái giới hạn

TTGH: trạng thái mà kết cấu thôi không thỏa mãn các yêu cầu

đặt ra

- Phá hoại bền

- Mất ổn định, mất cân bằng vị trí, kết cấu bị biến đổi hình dạng

N  S N: nội lực trong kết cấu

S: khả năng chịu lực của kết cấu

- Bị võng, lún, bị nứt, bị rung

  [] : biến dạng, chuyển vị kết cấu

[]: biến dạng, chuyển vị cho phép

50

Trang 51

 Cường độ tiêu chuẩn

 Xác định dựa trên phương

pháp thống kê, độ tin cậy >

0,95

 Thép có biến dạng chảy

dẻo : fy= c

 Thép không có biến dạng

chảy hoặc trường hợp cho

phép kết cấu làm việc chảy

Thực hiện trên 60 thí nghiệm kéo

51

Trang 52

 C độ tính toán = C độ tiêu chuẩn /f hệ số an toàn vật liệu M

 M= 1,05 đối với thép có c  380MPa

52

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	7,7 MB