Bài giảng kết cấu thép chương 4 cột thép (tt)

Chương - CỘT THÉP I KHÁI QUÁT CHUNG II CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM III CỘT RỖNG CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM IV CỘT CHỊU NÉN LỆCH TÂM V CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN CHI TIẾT CỘT IV CỘT NÉN LỆCH TÂM Tiết diện Tính toán cột đặc chịu nén lệch tâm Tính toán cột rỗng chịu nén lệch tâm Tiết diện  Tiết diện ĐẶC RỖNG: M không lớn; (N1, M1) (N2, M2) đối xứng gần đối xứng (N1, M1) (N2, M2) chênh nhiều Tiết diện  Cột chịu Mx, để đảm bảo độ cứng mặt phẳng uốn, chiều cao h chọn theo chiều dài cột lc: 1  h     lc  14    h    lc  10 15   với cột rỗng với cột đặc Để đảm bảo độ cứng theo phương lại, b lấy là: b   0,3  0,5  h   b   lc   20 30  Tiết diện  Khi cột bị uốn phương với Mx My  bố trí cột cho mômen uốn lớn (Mx) mặt phẳng vuông góc với trục x  Cột nén lệch tâm thường có lực cắt lớn  dùng hệ bụng – Dùng giằng V < lực cắt quy ước Vf – Bản giằng cấu tạo cột nén tâm – Có thể dùng thép hình [ nội lực uốn Mb lớn Tính cột đặc chịu nén lệch tâm a) Tính toán Bền  Không cần kiểm tra Bền Độ lệch tâm tính đổi me  20, với:  me   m Độ lệch tâm tương đối e M A m   N Wc –  : hệ số kể đến ảnh hưởng hình dạng tiết diện đến phát triển biến dạng dẻo (Bảng II.4, PL II) – Wc : xác định với thớ chịu nén lớn tiết diện Tính cột đặc chịu nén lệch tâm  Điều kiện bền cột là: My N Mx  y  x  f c An I nx I ny – N, M : lực dọc momen uốn tính toán tổ hợp tải trọng – Mx, My : momen uốn mặt phẳng vuông góc trục x,y – An, Inx, Iny : diện tích momen quán tính tiết diện thu hẹp Tính cột đặc chịu nén lệch tâm  Khi cột – không chịu trực tiếp tải trọng động –   0,5fv – thép làm cột có fy  5300 daN/cm2 – N/(Anf) > 0,1 Kể đến phát triển biến dạng dẻo, kiểm tra bền theo : nc My  N  Mx  1    c x f  cWnx c y f  cWny  An f   nc, cx, cy : hệ số phụ thuộc hình dạng tiết diện (Bảng 4.8)  Wnxmin, Wnymin : momen kháng uốn nhỏ tiết diện thu hẹp Tính cột đặc chịu nén lệch tâm 10 b) Tính toán ổn định tổng thể  TH1 : Cột chịu N M mặt phẳng đối N xứng – N, Mx  f c e A – e xác định theo PL II.2, phụ thuộc:   x f E e Mx A me  m; m    N Wxc Mx để xác định me phải tổ hợp tải trọng với N, lấy sau: + Cột dạng congxon: Mngàm không nhỏ M tiết diện cách ngàm 1/3 chiều dài cột + Cột tiết diện không đổi: Mmax + Cột bậc: Mmax đoạn cột có tiết diện không đổi Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm b) Chọn tiết diện nhánh:  Xác định nội lực nhánh: N 1y M  C C N y M  1 C C Nf  Nf - Với y1, y2 xác định sau: y   0,  0,6  C ; y  C  y  M1  M y  C  N1  N 2  M 2C 0 y1  N1  N  - Nếu N1 = N2 xác định y1 theo công thức: y1  M2 C M1  M Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm 30  Cột rỗng giằng, nhánh xác định cột đặc chịu NĐT với Nf1, Nf2  Cột rỗng giằng, nhánh xác định cột đặc chịu NLT với (Nf1, Mf1) (Nf2, Mf2) Mf1 Mf2 mômen uốn phụ lực cắt gây Mf VAf  a 2A Mf VAf  a 2A Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm 31 c) Tính toán bụng giằng  Các bụng hay giằng tính toán với nội lực sinh lực cắt lấy là: Max (Vf cột NĐT V thực tế)  Vf  7,15.10 6  2330    E N f   Việc tính toán bụng, giằng: phần cột rỗng NĐT V CẤU TẠO & TÍNH TOÁN CHI TIẾT CỘT 32 Đầu cột – Đỡ kết cấu bên dàn, dầm – Phân phối tải trọng tập trung dàn tiết diện cột – Cấu tạo liên kết cần đảm bảo sơ đồ tính: liên kết cứng hay khớp Chân cột – Dùng để truyền tải trọng từ thân cột xuống móng – Giữ cho chân cột phù hợp với sơ đồ tính ngàm hay khớp Đầu cột 33 a Xà ngang đặt đỉnh cột: Dùng cho sơ đồ liên kết khớp Đệm gỗ Mũ cột l1  0,6hw lb  0,6hw Đệm gỗ Bản ốp tăng cường Tăng tw bụng Z=b+2t2 Đầu cột 34 b Xà ngang liên kết cạnh bên cột Chân cột 35 a Cấu tạo: Chân cột liên kết khớp Chân cột 36 a Cấu tạo: Bản đế dày  2cm Chân cột liên kết khớp Chân cột Chân cột liên kết ngàm Chân cột 38 b Tính toán đế:  Với chân cột chịu nén tâm, diện tích đế: Abd N  LB  b  Am Abd ab Rb – N: lực dọc tính toán cột – a: hệ số phụ thuộc vào cấp bêtông, với bêtông cấp ≥ B25 a=13,5Rbt/Rb – Rb, Rbt: cường độ nén, kéo tính toán bêtông – = 0,75 1: tải nén phân bố không – Am: diện tích mặt móng Chân cột 39  Nếu chân cột có dầm đế – Chọn B theo kích thước chân cột đoạn côngxôn C=1012cm B  L  A bd – L=Abd/B 6M – Chiều dày đế: t bd  bf  c » với M   A1C N   LB Côngxôn » b: chiều rộng cột » A1: diện tích truyền tải vào côngxôn (phần gạch chéo) » C1: khoảng cách từ trọng tâm diện truyền tải hình thang đến tiết diện tính toán (mép biên cột) Chân cột 40 Nếu tbd>80mm sử dụng chân cột có dầm đế sườn, điều kiện tăng mác bêtông móng để giảm Abd C1 làm cho tbd80mm  Với chân cột có dầm đế sườn: Abd L B với B  b (or h)+2t dd +2C – b, h: kích thước cột – tdd: chiều dày dầm đế, lấy sơ 810mm – C: độ nhô côngxôn đế, lấy C100mm Chân cột 41 – Thân cột, dầm đế sườn chia đế thành ô có điều kiện biên khác » Ô 1: côngxôn, ô 2: tựa khớp cạnh kề nhau, ô 3: tựa khớp cạnh, ô 4: tựa khớp cạnh » Trừ ô 1, ô tính uốn tác dụng phản lực Chân cột 42 – Mômen uốn lớn ô bản: M  a b  d » d: nhịp tính toán ô » ab: hệ số lấy theo Bảng 4.11 4.12  Ô 1: d=c, ab=1/2  Ô 4: d=a1, ab tra bảng 4.11 theo tỷ số b1/a1 với a1 cạnh ngắn  Ô 3: d=a2, ab tra bảng 4.12 theo tỷ số b2/a2 với a2 chiều dài biên tự do, b2 chiều dài cạnh liên kết vuông góc với biên tự do; b2/a2[...]... xuống móng – Giữ cho chân cột phù hợp với sơ đồ tính là ngàm hay khớp 1 Đầu cột 33 a Xà ngang đặt trên đỉnh cột: Dùng cho sơ đồ liên kết khớp Đệm gỗ Mũ cột l1  0,6hw lb  0,6hw Đệm gỗ Bản ốp tăng cường Tăng tw bản bụng Z=b+2t2 1 Đầu cột 34 b Xà ngang liên kết ở cạnh bên cột 2 Chân cột 35 a Cấu tạo: Chân cột liên kết khớp 2 Chân cột 36 a Cấu tạo: Bản đế dày  2cm Chân cột liên kết khớp ... (Vf cột NĐT và V thực tế)  Vf  7,15.10 6  2330    E N f   Việc tính toán các thanh bụng, các bản giằng: như phần cột rỗng NĐT V CẤU TẠO & TÍNH TOÁN CHI TIẾT CỘT 32 1 Đầu cột – Đỡ các kết cấu bên trên nó như dàn, dầm – Phân phối tải trọng tập trung dàn đều trên tiết diện cột – Cấu tạo liên kết cần đảm bảo sơ đồ tính: liên kết cứng hay khớp 2 Chân cột – Dùng để truyền tải trọng từ thân cột. .. Tính toán về ổn định cục bộ » Cột rỗng thanh giằng: tính toán như cột đặc NĐT theo công thức: hw  hw    tw  tw  bo  bo    tf tf  » Cột rỗng bản giằng: tính toán như cột đặc chịu NLT 3 Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm 28 Xác định thân cột rỗng chịu nén lệch tâm a) Chọn dạng và kích thước chính h, b của tiết diện:  Cột 2 nhánh dạng tiết diện không đối xứng và cột chỉ chịu uốn quanh trục ảo:... tra Bảng 4. 9 2 Tính cột đặc chịu nén lệch tâm 13 – Xác định c E  khi  y  c  3, 14 f » Với cột tiết diện kín : c=1 » Với cột tiết diện I có 2 trục đối xứng: c  cmax 2 cmax  1   1    2 16  M x       Nhc  2 Ix  Iy It 2 3  ,   2  0,156 2  y ,   , I  0, 43 3 b t  ii t  Ahc Ahc2 4 » bi, ti : bề rộng và bề dày bản cánh » hc: khoảng cách tâm tiết diện bản cánh 2 Tính cột đặc... nhánh, do lực cắt V gây ra: » Với cột 2 nhánh như nhau: M f  V a 4 » Với cột có 2 nhánh khác nhau: Mf 1  VAf 1 VA a ;M f 2  f 2 a 2A 2A a: khoảng cách tâm các bản giằng Af1, Af2, A: diện tích tết diện nhánh 1, 2 và toàn cột 3 Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm 23 a) Tính toán về bền  Kiểm tra Bền đối với cột rỗng NLT khi: – Trên các nhánh cột có sự giảm yếu tiết diện hoặc – Cột có độ lệch tâm tương đối... chịu nén lệch tâm 14  TH2 : cột chịu N và M trong mp vuông góc trục y (Iy λy (bỏ qua ảnh hưởng của My): N  f c x A 2 Tính cột đặc chịu nén lệch tâm 15  TH3 : cột chịu N, Mx và My (Ix>Iy) N e xy A   f  c , e xy  e y 0, 6 3 c  0, 4 4 c  – ey xác định... định y1 theo công thức: y1  M2 C M1  M 2 3 Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm 30  Cột rỗng thanh giằng, các nhánh được xác định như cột đặc chịu NĐT với Nf1, Nf2  Cột rỗng bản giằng, các nhánh được xác định như cột đặc chịu NLT với (Nf1, Mf1) và (Nf2, Mf2) trong đó Mf1 và Mf2 là mômen uốn phụ do lực cắt gây ra Mf 1 VAf 1  a 2A Mf 2 VAf 2  a 2A 3 Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm 31 c) Tính toán thanh... f c An – Với cột rỗng thanh giằng, nhánh được kiểm tra như cột đặc chịu nén đúng tâm với Nf hoặc Nf1, Nf2 – Với cột rỗng bản giằng, có M uốn quanh trục ảo, nhánh được kiểm tra như cột đặc chịu nén lệch tâm với nội lực (Nf, Mf) hoặc (Nf1, Mf1) và (Nf2, Mf2) với Mf: mômen uốn phụ 3 Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm b) Tính toán về ổn định tổng thể:  Tính toán đối với trục ảo (x-x): với cột NLT – Có độ... Đối với trục (y-y) là ly 3 Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm 26 – Đối với cột rỗng thanh giằng: kiểm tra ổn định tổng thể nhánh như một cột đặc chịu NĐT với lực dọc Nf hoặc Nf1, Nf2 : N min A  f c – Đối với cột rỗng bản giằng: kiểm tra ổn định tổng thể nhánh như một cột đặc NLT với nội lực (Nf, Mf) hoặc (Nf1,Mf1) và (Nf2, Mf2) : N N  f c ;  f c e A c y A 3 Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm 27 c)... b   0,3  0,5  h   20 30   Xác định diện tích tiết diện cột: Cách 1 N Act   e f c e xác định theo lx ex Mx và m x   x   ix x x N ix=axh, ax tra Bảng 4. 5, sơ bộ lấy =1,25 và x =(0,35÷0 ,45 )h 2 Tính cột đặc chịu nén lệch tâm 18 Cách 2 Theo công thức tính gần đúng của Iasinky N Mx   f c  A Wx Diện tích yêu cầu của cột N Ayc  f c  1 Mx A  N  1 Mx         NW f   N ... Đầu cột 34 b Xà ngang liên kết cạnh bên cột Chân cột 35 a Cấu tạo: Chân cột liên kết khớp Chân cột 36 a Cấu tạo: Bản đế dày  2cm Chân cột liên kết khớp Chân cột Chân cột liên kết ngàm Chân cột. .. phần cột rỗng NĐT V CẤU TẠO & TÍNH TOÁN CHI TIẾT CỘT 32 Đầu cột – Đỡ kết cấu bên dàn, dầm – Phân phối tải trọng tập trung dàn tiết diện cột – Cấu tạo liên kết cần đảm bảo sơ đồ tính: liên kết. .. Chân cột – Dùng để truyền tải trọng từ thân cột xuống móng – Giữ cho chân cột phù hợp với sơ đồ tính ngàm hay khớp Đầu cột 33 a Xà ngang đặt đỉnh cột: Dùng cho sơ đồ liên kết khớp Đệm gỗ Mũ cột