Bài giảng kết cấu thép - chương 3 - dầm thép

KẾT CẤU THÉP  Chương Tổng quan Kết Cấu Thép  Chương Vật Liệu Sự Làm Việc KC Thép  Chương Liên Kết Kết Cấu Thép  Chương Dầm Thép  Chương Cột Thép  Chương Dàn Thép KẾT CẤU THÉP Chương - DẦM THÉP NỘI DUNG I Đại cương dầm hệ dầm II Kích thước dầm III Thiết kế dầm thép hình IV Thiết kế dầm tổ hợp V Ổn định tổng thể dầm thép VI Ổn định cục VII Nối dầm gối dầm I ĐẠI CƯƠNG VỀ DẦM VÀ HỆ DẦM Dầm thép Hệ dầm thép Bản sàn thép Dầm thép  Dầm  Chịu uốn chủ yếu (M V)  loại dầm thép: Dầm hình Dầm tổ hợp Dầm thép  Dầm hình: – Làm từ thép hình – Theo tiết diện: có đối xứng không đối xứng – Theo cách chế tạo: có cán nóng, dập nguội Hệ dầm thép – Hệ dầm đơn giản – Hệ dầm phổ thông – Hệ dầm phức tạp Hệ dầm đơn giản Hệ dầm thép Hệ dầm phổ thông Hệ dầm phức tạp Hệ dầm thép  Liên kết dầm: – Liên kết chồng – Liên kết mặt – Liên kết thấp Liên kết dầm a) LK chồng; b) LK mặt; c) LK thấp Bản sàn thép  Cấu tạo sàn thép: – Bản thép gối kiểu dầm – Bản thép hàn với cánh dầm Đường Hàn Góc  Tính Toán sàn thép: – Xác định chiều dày t thép – Nhịp sàn L – Tính toán dầm đỡ sàn – Tính toán tổng lượng thép dùng VIII NỐI DẦM & GỐI DẦM Liên kết cánh dầm với bụng Nối dầm Gối dầm Liên kết cánh dầm với bụng – Dầm tổ hợp hàn: cánh liên kết với bụng đường hàn góc – Khi chịu lực, cánh có xu hướng trượt tương đối so với bụng  Đường hàn chịu lực trượt Liên kết cánh dầm với bụng – Lực trượt T đơn vị chiều dài dầm: T   tw  VS f Ix t w tw  VS f Ix » V = Vmax » Ix – mômen quán tính tiết diện với trục x-x » Sf – mômen tĩnh đ/v trục trung hòa phần tiết diện bị trượt (tiết diện cánh dầm hàn) – Lực trượt T đường hàn góc chịu: T  2h f   f w min g c hf  VS f   f w min I xg c Liên kết cánh dầm với bụng  Trường hợp có lực tập trung F (không có sườn gia cường đó): hf  • VS f I x    F Lz  2   f w min g c Dầm tổ hợp hàn: Lz = b + 2tf • Dầm TH đinh tán bu lông : Lz = b + 2hy với hy = tđ + bg Nối dầm Cấu tạo tính toán mối nối dầm: Phải nối dầm do:  Thép dùng làm dầm không đủ dài: mối nối nhà máy  Dầm có trọng lượng chiều dài vượt khả phương tiện vận chuyển, cẩu lắp (mối nối công trường) Nối dầm  Nối hàn đối đầu: a) Dầm I b) Dầm C – Khi hàn tay dùng biện pháp thông thường kiểm tra: fwt=0,85f  nối dầm tiết diện có M0,85Mmax Nối dầm  Nếu muốn nối dầm phương pháp hàn vị trí M>0,85Mmax, dùng giải pháp sau: a) Đối đầu + Ghép b) Ghép Nối dầm  Dùng bulông: Nối dầm  Dùng bulông: Gối dầm a) Dầm tựa lên cột thép (các ví dụ liên kết khớp) Gối dầm As  2b1s t s Gối dầm  Chọn ts  tw b0 s E  0,5 ts f  b0s Kiểm tra ĐK ép mặt tiết diện mút sườn gối: F  f cg c As – F: phản lực gối tựa – fc: cường độ tính toán ép mặt tỳ đầu thép fc  fu g M Gối dầm  Kiểm tra sườn gối theo điều kiện bền ổn định mặt phẳng bụng dầm: xem quy ước chịu nén tâm – Liên kết: hai đầu khớp – Lực nén: phản lực gối tựa dầm F – Chiều cao: hw – Tiết diện thanh: gồm tiết diện sườn gối phần bụng dầm c1 c1  0,65tw E f Gối dầm – Kiểm tra ổn định sườn gối: F  f gc A » : hệ số uốn dọc » iz: bán kính quán tính tiết diện quy ước đ/v trục z, trùng với trục dọc bụng dầm » A = As + Aw1: tiết diện quy ước  As: diện tích chịu nén sườn đầu dầm  Aw1: phần diện tích bụng tham gia chịu lực với sườn đầu dầm: + Khi sườn bố trí đầu dầm: Aw1=twc1 + Khi sườn bố trí gần đầu dầm: Aw1=2twc1 Gối dầm b) Dầm tựa lên tường, cột bêtông gạch đá [...]... bản bụng thép hw (m) 1,0 1,5 2,0 3, 0 4,0 5,0 tw (mm) 8-1 0 1 0-1 2 1 2-1 4 1 6-1 8 2 0-2 2 2 2-2 4 21 hw/tw 10 0-1 25 12 5-1 50 14 5-1 65 16 5-1 85 18 5-2 00 21 0-2 30 3 Các điều kiện cần kiểm tra  Điều kiện bền  Ổn định cục bộ bản bụng và bản cánh  Độ võng  Ổn định tổng thể  Điều kiện cấu tạo và khả thi khi thi công III THIẾT KẾ DẦM THÉP HÌNH 1 Chọn tiết diện dầm hình 2 Kiểm tra tiết diện dầm theo cường độ 3 Kiểm tra.. .3 Bản sàn thép  Tính toán bản sàn thép: – Có tải trọng q – Có [f] = [D/L]  Chọn t  Chọn L  Tính liên kết Độ võng cho phép của cấu kiện chịu uốn Loại cấu kiện Độ võng cho phép Dầm của sàn nhà và mái 1 Dầm chính 2 Dầm của trần có trát vữa, chỉ tính võng cho tải trọng tạm thời 3 Các dầm khác, ngoài trường hợp 1 và 2 4 Tấm bản sàn L/400 L /35 0 L/250 L/150 Dầm có đường ray: 1 Dầm đỡ sàn công... THƯỚC CHÍNH CỦA DẦM 1 Chiều dài dầm 2 Chiều cao dầm 3 Các điều kiện cần kiểm tra 1 Chiều dài dầm  Thiên về an toàn, lấy l = L  Sàn thông thường, hay lấy l  18m  Nhịp bé  Dầm Thép Hình  Nhịp lớn  Dầm Tổ Hợp 2 Chiều cao dầm  hmin  h  hmax  hmin: chiều cao đảm bảo cho dầm đủ cứng, nghĩa là độ võng của dầm không vượt quá độ võng giới hạn  hmax: chiều cao lớn nhất có thể của dầm, được quy định... chuẩn) Dầm đơn giản nhịp l, chịu tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều qc D 5 qcl 3  l 38 4 EI [D/l]: tỷ số giữa độ võng giới hạn và nhịp dầm (tiêu chuẩn thiết kế phụ thuộc cụ thể từng dầm, loại công trình) 4 Kiểm tra ổn định tổng thể dầm hình M  f gc bWc Ví dụ Cho một hệ sàn dầm như hình vẽ có: - B = 6m; L=12m; - Hoạt tải tiêu chuẩn qc=500 daN/m2, hệ số vượt tải 1,1 Thiết kế sàn thép và dầm phụ (dầm hình)... theo cường độ 3 Kiểm tra độ cứng (độ võng) của dầm 4 Kiểm tra ổn định tổng thể của dầm hình 1 Chọn tiết diện dầm hình  Từ sơ đồ kết cấu dầm  M, Q  Xác định mômen kháng uốn: yc x W M x max  c1 f g c c1 : kể đến biến dạng dẻo của thép c1 = 1: dầm làm việc đàn hồi 1 Chọn tiết diện dầm hình  Tra bảng quy cách thép cán và chọn: Wx  Wxyc  Kiểm tra tiết diện dầm đã chọn  M M Kiểm tra bền về uốn:   ... 2 Dầm đỡ tường nhẹ (tôn, fibrô ximăng), dầm đỡ của kính 3 Cột tường L /30 0 L/200 L/400 Ghi chú: L - nhịp cấu kiện chịu uốn Dầm công xôn: L lấy bằng 2 lần độ vươn 3 Bản sàn thép  Các bước tính toán: – Có tải trọng q 1 – Có [f] = [D/L] Tra  biểu đồ của Leites để có L/t Hoặc dùng công thức gần đúng của Teloian: l 4no  72 E1   1  4 c  t 15  no q  E l  no    ; E1  ;  0 ,3 2 1  D 3 Bản... Bản sàn thép  Các bước tính toán: – Từ tải trọng q, tra bảng để xác định t Quan hệ giữa tải trọng tác dụng trên sàn 2 và chiều dày bản sàn thép 3 – Có L/t – Có t  Xác định L Tải trọng tác dụng lên sàn q, kN/m2 Chiều dày bản sàn thép t, mm ≤ 10 ≤ 20 ≤ 30 > 30 6–8 8 – 10 10 – 12 12 – 14 3 Bản sàn thép  Các bước tính toán: – Xác định độ võng do tải trọng tiêu chuẩn gây ra: 4  5 qcl 4 Do  38 4 E1 I... cục bộ bản cánh nén – bf  30 tf  ứng suất pháp phân bố đều trên cánh kéo, ổn định cục bộ cho cánh nén – bf = h/2  h/5; bf  180mm; bf  h/10  ổn định tổng thể, dễ liên kết dầm với các cấu kiện khác 1 Chọn tiết diện dầm Dầm bulông/đinh tán – Chọn trước thép góc cánh dầm (nên chọn đều cạnh) bg = h/12  h/9; tg = tw; tg = (bg/11  bg/10) – Xác định tiết diện bản phủ h t w hw3 Id  I x  I w  I g  Wx... của dầm đoạn hy 2 Kiểm tra tiết diện dầm theo cường độ  Kiểm tra tiết diện dầm chịu đồng thời ứng suất pháp, ứng suất tiếp, ứng suất cục bộ:  td   2   c2   c  3 2  1,15 f g c , , c: ứng suất tiếp, ứng suất pháp, ứng suất cục bộ ở cùng 1 điểm ứng thớ trên của chiều cao tính toán bụng dầm 3 Kiểm tra độ cứng (độ võng) dầm  Kiểm tra độ võng: D D   l l  D/l: độ võng tương đối của dầm. .. trí hệ dầm và bản sàn  h càng gần hkt càng tốt  hkt: chiều cao tương ứng với lượng thép ít nhất 2 Chiều cao dầm  hmin : hmin g c  pc  c g tb g g g  p cg p 5 f l  l  24 E  D  g tb 1  hmax: quy định trong nhiệm vụ thiết kế  hkt : Có xét đến sự thay đổi tỷ số hw/tw W hkt  k tw Dầm hàn: k = 1,15 ÷ 1,20 Dầm BL, đinh tán: k = 1,20 ÷ 1,25 hw w  : độ mảnh bản bụng dầm tw 3 wW hkt  2 3 Tỷ số ... dầm I ĐẠI CƯƠNG VỀ DẦM VÀ HỆ DẦM Dầm thép Hệ dầm thép Bản sàn thép Dầm thép  Dầm  Chịu uốn chủ yếu (M V)  loại dầm thép: Dầm hình Dầm tổ hợp Dầm thép  Dầm hình: – Làm từ thép hình – Theo tiết...KẾT CẤU THÉP Chương - DẦM THÉP NỘI DUNG I Đại cương dầm hệ dầm II Kích thước dầm III Thiết kế dầm thép hình IV Thiết kế dầm tổ hợp V Ổn định tổng thể dầm thép VI Ổn định cục VII Nối dầm gối dầm. .. nguội Hệ dầm thép – Hệ dầm đơn giản – Hệ dầm phổ thông – Hệ dầm phức tạp Hệ dầm đơn giản Hệ dầm thép Hệ dầm phổ thông Hệ dầm phức tạp Hệ dầm thép  Liên kết dầm: – Liên kết chồng – Liên kết mặt