TCXDVN 338 2005 kết cấu thép tiêu chuẩn thiết kế

TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM BỘ XÂY DỰNG -Số: 17 /2005/QĐ-BXD TCXDVN 338 : 2005 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc -Hà nội, ngày 31 tháng năm 2005 QUYẾT ĐỊNH CỦA BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG Về việc ban hành TCXDVN 338 : 2005 "Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế" BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG - Căn Nghị định số 36 / 2003 / NĐ-CP ngày / / 2003 Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn cấu tổ chức Bộ Xây dựng; - Xét đề nghị Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ, QUYẾT ĐỊNH Điều Ban hành kèm theo định 01 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam : TCXDVN 338 : 2005 "Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế" Điều Quyết định có hiệu lực sau 15 ngày, kể từ ngày đăng công báo Điều Các Ông Chánh văn phòng Bộ, Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ Thủ trưởng đơn vị có liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết định / K/T BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG Nơi nhận: - Như điều - VP Chính Phủ - Công báo - Bộ Tư pháp - Vụ Pháp chế - Lưu VP&Vụ KHCN THỨ TRƯỞNG Nguyễn Văn Liên Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 KẾT CẤU THÉP – TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Steel structures – Design standard NGUYÊN TẮC CHUNG 1.1 1.1.1 Các quy định chung Tiêu chuẩn dùng để thiết kế kết cấu thép công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp Tiêu chuẩn không dùng để thiết kế công trình giao thông, thủy lợi loại cầu, công trình đường, cửa van, đường ống, v.v Khi thiết kế kết cấu thép số loại công trình chuyên dụng kết cấu lò cao, công trình thủy công, công trình biển kết cấu thép có tính chất đặc biệt kết cấu thành mỏng, kết cấu thép tạo hình nguội, kết cấu ứng lực trước, kết cấu không gian, v.v , cần theo yêu cầu riêng quy định tiêu chuẩn chuyên ngành 1.1.2 Kết cấu thép phải thiết kế đạt yêu cầu định Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam đảm bảo an toàn chịu lực đảm bảo khả sử dụng bình thường suốt thời hạn sử dụng công trình 1.1.3 Khi thiết kế kết cấu thép cần tuân thủ tiêu chuẩn tương ứng phòng chống cháy, bảo vệ chống ăn mòn Không tăng bề dày thép với mục đích bảo vệ chống ăn mòn nâng cao khả chống cháy kết cấu 1.1.4 Khi thiết kế kết cấu thép cần phải: – Tiết kiệm vật liệu thép; – Ưu tiên sử dụng loại thép Việt Nam sản xuất; – Lựa chọn sơ đồ kết cấu hợp lí, tiết diện cấu kiện hợp lí mặt kinh tế - kĩ thuật; – Ưu tiên sử dụng công nghệ chế tạo tiên tiến hàn tự động, hàn bán tự động, bu lông cường độ cao; – Chú ý việc công nghiệp hóa cao trình sản xuất dựng lắp, sử dụng liên kết dựng lắp liên tiếp liên kết mặt bích, liên kết bulông cường độ cao; dùng liên kết hàn để dựng lắp có hợp lí; – Kết cấu phải có cấu tạo để dễ quan sát, làm bụi, sơn, tránh tụ nước Tiết diện hình ống phải bịt kín hai đầu Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 1.2 1.2.1 Các yêu cầu thiết kế Kết cấu thép phải tính toán với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất, kể tải trọng theo thời gian yếu tố tác động khác Việc xác định nội lực thực theo phương pháp phân tích đàn hồi phân tích dẻo Trong phương pháp đàn hồi, cấu kiện thép giả thiết đàn hồi tác dụng tải trọng tính toán, sơ đồ kết cấu sơ đồ ban đầu không biến dạng Trong phương pháp phân tích dẻo, cho phép kể đến biến dạng không đàn hồi thép phận hay toàn kết cấu, thoả mãn điều kiện sau: – giới hạn chảy thép không lớn 450 N/mm2, có vùng chảy dẻo rõ rệt; – kết cấu chịu tải trọng tác dụng tĩnh (không có tải trọng động lực va chạm tải trọng lặp gây mỏi); – cấu kiện sử dụng thép cán nóng, có tiết diện đối xứng 1.2.2 Các cấu kiện thép hình phải chọn theo tiết diện nhỏ thoả mãn yêu cầu Tiêu chuẩn Tiết diện cấu kiện tổ hợp thiết lập theo tính toán cho ứng suất không lớn 95% cường độ tính toán vật liệu 1.2.3 Trong vẽ thiết kế kết cấu thép văn đặt hàng vật liệu thép, phải ghi rõ mác tiêu chuẩn tương ứng thép làm kết cấu thép làm liên kết, yêu cầu phải đảm bảo tính học hay thành phần hoá học hai, yêu cầu riêng vật liệu quy định tiêu chuẩn kĩ thuật Nhà nước nước 1.3 1.3.1 Các đơn vị đo kí hiệu dùng tiêu chuẩn Tiêu chuẩn sử dụng đơn vị đo theo hệ SI, cụ thể là: Đơn vị dài: mm; đơn vị lực: N; đơn vị ứng suất: N/mm2 (MPa); đơn vị khối lượng: kg 1.3.2 Tiêu chuẩn sử dụng kí hiệu sau: a) Các đặc trưng hình học A diện tích tiết diện nguyên An diện tích tiết diện thực Af diện tích tiết diện cánh Aw diện tích tiết diện bụng Abn diện tích tiết diện thực bulông Ad diện tích tiết diện xiên b chiều rộng Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 bf chiều rộng cánh bo chiều rộng phần nhô cánh bs chiều rộng sườn ngang h chiều cao tiết diện hw chiều cao bụng hf chiều cao đường hàn góc hfk khoảng cách trục cánh dầm i bán kính quán tính tiết diện ix, iy bán kính quán tính tiết diện trục tương ứng x-x, y-y imin bán kính quán tính nhỏ tiết diện If mômen quán tính tiết diện nhánh I m, I d mômen quán tính cánh xiên giàn Ib mômen quán tính tiết diện giằng Is, Isl mômen quán tính tiết diện sườn ngang dọc It mômen quán tính xoắn Itr mômen quán tính xoắn ray, dầm Ix, Iy mômen quán tính tiết diện nguyên trục tương ứng x-x y-y Inx, Iny mômen quán tính tiết diện thực trục tương ứng x-x y-y L chiều cao đứng, cột chiều dài nhịp dầm l chiều dài nhịp ld chiều dài xiên lm chiều dài khoang cánh giàn cột rỗng lo chiều dài tính toán cấu kiên chịu nén lx, ly chiều dài tính toán cấu kiện mặt phẳng vuông góc với trục tương ứng x-x, y-y lw chiều dài tính toán đường hàn S mômen tĩnh s bước lỗ bulông t chiều dày tf , tw chiều dày cánh bụng u khoảng cách đường lỗ bu lông Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Wnmin môđun chống uốn (mômen kháng) nhỏ tiết diện thực trục tính toán Wx , Wy môđun chống uốn (mômen kháng) tiết diện nguyên trục tương ứng x-x, y-y Wnx,min , Wny,min môđun chống uốn (mômen kháng) nhỏ tiết diện thực trục tương ứng x-x, y-y b) Ngoại lực nội lực F, P ngoại lực tập trung M mômen uốn Mx , My mômen uốn trục tương ứng x-x, y-y Mt mômen xoắn cục N lực dọc Nd nội lực phụ NM lực dọc nhánh mômen gây p áp lực tính toán V lực cắt Vf lực cắt qui ước tác dụng mặt phẳng (bản) giằng Vs lực cắt qui ước tác dụng (bản) giằng nhánh c) Cường độ ứng suất E môđun đàn hồi fy cường độ tiêu chuẩn lấy theo giới hạn chảy thép fu cường độ tiêu chuẩn thép theo sức bền kéo đứt f cường độ tính toán thép chịu kéo, nén, uốn lấy theo giới hạn chảy ft cường độ tính toán thép theo sức bền kéo đứt fv cường độ tính toán chịu cắt thép fc cường độ tính toán thép ép mặt theo mặt phẳng tì đầu (có gia công phẳng) fcc cường độ tính toán ép mặt cục khớp trụ (mặt cong) tiếp xúc chặt fth cường độ tính toán chịu kéo sợi thép cường độ cao fub cường độ kéo đứt tiêu chuẩn bulông ftb cường độ tính toán chịu kéo bulông fvb cường độ tính toán chịu cắt bulông fcb cường độ tính toán chịu ép mặt bulông fba cường độ tính toán chịu kéo bulông neo fhb cường độ tính toán chịu kéo bulông cường độ cao Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 fcd cường độ tính toán chịu ép mặt theo đường kính lăn fw cường độ tính toán mối hàn đối đầu chịu nén, kéo, uốn theo giới hạn chảy fwu cường độ tính toán mối hàn đối đầu chịu nén, kéo, uốn theo sức bền kéo đứt fw v cường độ tính toán mối hàn đối đầu chịu cắt fwf cường độ tính toán đường hàn góc (chịu cắt qui ước) theo kim loại mối hàn fws fwun cường độ tính toán đường hàn góc (chịu cắt qui ước) theo kim loại biên nóng chảy G môđun trượt  ứng suất pháp c ứng suất pháp cục x, y ứng suất pháp song song với trục tương ứng x-x, y-y cr ,c,cr ứng suất pháp tới hạn ứng suất cục tới hạn  ứng suất tiếp cr ứng suất tiếp tới hạn cường độ tiêu chuẩn kim loại đường hàn theo sức bền kéo đứt d) Kí hiệu thông số c1, cx, cy e m me n, p,  na hệ số dùng để kiểm tra bền dầm chịu uốn mặt phẳng hai mặt phẳng có kể đến phát triển biến dạng dẻo độ lệch tâm lực độ lệch tâm tương đối độ lệch tâm tương đối tính đổi thông số để xác định chiều dài tính toán cột số lượng bulông nửa liên kết nc nQ số mũ nv f , s c b M Q u   số lượng mặt cắt tính toán; hệ số để tính toán đường hàn góc theo kim loại đường hàn biên nóng chảy thép hệ số điều kiện làm việc kết cấu hệ số điều kiện làm việc liên kết bulông hệ số độ tin cậy cường độ hệ số độ tin cậy tải trọng hệ số độ tin cậy tính toán theo sức bền tức thời hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện độ mảnh cấu kiện ( = lo /i )  o độ mảnh qui ước (    f / E ) độ mảnh tương đương tiết diện rỗng 0 độ mảnh tương đương qui ước tiết diện rỗng (   0 w độ mảnh qui ước bụng (  w  hw / t w  f / E ) chu kỳ tải trọng Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ f /E ) TCXDVN 338 : 2005 x , y   b e  độ mảnh tính toán cấu kiện mặt phẳng vuông góc với trục tương ứng x-x, y-y hệ số chiều dài tính toán cột hệ số uốn dọc hệ số giảm cường độ tính toán ổn định dạng uốn xoắn hệ số giảm cường độ tính toán nén lệch tâm, nén uốn hệ số để xác định hệ số b tính toán ổn định dầm (Phụ lục E) TIÊU CHUẨN TRÍCH DẪN Trong tiêu chuẩn sử dụng đồng thời có trích dẫn tiêu chuẩn sau : - TCVN 2737 : 1995 Tải trọng tác động Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 1765 : 1975 Thép bon kết cấu thông thường Mác thép yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 1766 : 1975 Thép bon kết cấu chất lượng tốt Mác thép yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 5709 : 1993 Thép bon cán nóng dùng xây dựng Yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 6522 : 1999 Thép kết cấu cán nóng; - TCVN 3104 : 1979 Thép kết cấu hợp kim thấp Mác, yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 3223 : 1994 Que hàn điện dùng cho thép bon thép hợp kim thấp; - TCVN 3909 : 1994 Que hàn điện dùng cho thép bon hợp kim thấp Phương pháp thử; - TCVN 1961 : 1975 Mối hàn hồ quang điện tay; - TCVN 5400 : 1991 Mối hàn Yêu cầu chung lấy mẫu để thử tính; - TCVN 5401 : 1991 Mối hàn Phương pháp thử uốn; - TCVN 5402 : 1991 Mối hàn Phương pháp thử uốn va đập; - TCVN 5403 : 1991 Mối hàn Phương pháp thử kéo; - TCVN 1916 : 1995 Bu lông, vít, vít cấy đai ốc Yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 4169 : 1985 Kim loại Phương pháp thử mỏi nhiều chu trình chu trình; - TCVN 197 :1985 Kim loại Phương pháp thử kéo; - TCVN 198 :1985 Kim loại Phương pháp thử uốn; - TCVN 312 :1984 Kim loại Phương pháp thử uốn va đập nhiệt độ thường; - TCVN 313 :1985 Kim loại Phương pháp thử xoắn; - Quy chuẩn xây dựng Việt nam – 1997 CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP 3.1 Nguyên tắc thiết kế 3.1.1 Tiêu chuẩn sử dụng phương pháp tính toán kết cấu thép theo trạng thái giới hạn Kết cấu thiết kế cho không vượt trạng thái giới hạn 3.1.2 Trạng thái giới hạn trạng thái mà vượt kết cấu không thoả mãn yêu cầu sử dụng dựng lắp đề thiết kế Các trạng thái giới hạn gồm: – Các trạng thái giới hạn khả chịu lực trạng thái mà kết cấu không đủ khả chịu lực, bị phá hoại, sụp đổ hư hỏng làm nguy hại đến an toàn người, công trình Đó trường hợp: kết cấu không đủ độ bền (phá hoại bền), kết cấu bị ổn định, kết cấu bị phá hoại dòn, vật liệu kết cấu bị chảy Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 – Các trạng thái giới hạn sử dụng trạng thái mà kết cấu không sử dụng bình thường bị biến dạng lớn hư hỏng cục Các trạng thái giới hạn gồm: trạng thái giới hạn độ võng biến dạng làm ảnh hưởng đến việc sử dụng bình thường thiết bị máy móc, người làm hỏng hoàn thiện kết cấu, hạn chế việc sử dụng công trình; rung động mức; han gỉ mức 3.1.3 Khi tính toán kết cấu theo trạng thái giới hạn phải dùng hệ số độ tin cậy sau: – Hệ số độ tin cậy cường độ M (xem điều 4.1.4 4.2.2); – Hệ số độ tin cậy tải trọng Q ( xem điều 3.2.2); – Hệ số điều kiện làm việc C (xem điều 3.4.1 3.4.2); Cường độ tính toán vật liệu cường độ tiêu chuẩn nhân với hệ số C chia cho hệ số M; tải trọng tính toán tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số Q 3.2 Tải trọng 3.2.1 Tải trọng dùng thiết kế kết cấu thép lấy theo TCVN 2737 : 1995 tiêu chuẩn thay tiêu chuẩn (nếu có) 3.2.2 Khi tính kết cấu theo giới hạn khả chịu lực dùng tải trọng tính toán tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số độ tin cậy tải trọng Q (còn gọi hệ số tăng tải hệ số an toàn tải trọng) Khi tính kết cấu theo trạng thái giới hạn sử dụng tính toán mỏi dùng trị số tải trọng tiêu chuẩn 3.2.3 Các trường hợp tải trọng xét riêng rẽ tổ hợp để có tác dụng bất lợi kết cấu Giá trị tải trọng, loại tổ hợp tải trọng, hệ số tổ hợp, hệ số độ tin cậy tải trọng lấy theo điều TCVN 2737 : 1995 3.2.4 Với kết cấu trực tiếp chịu tải trọng động, tính toán cường độ ổn định trị số tính toán tải trọng phải nhân với hệ số động lực Khi tính toán mỏi biến dạng không nhân với hệ số Hệ số động lực xác định lý thuyết tính toán kết cấu cho Qui phạm riêng loại kết cấu tương ứng 3.2.5 Khi thiết kế cho giai đoạn sử dụng dựng lắp kết cấu, cần xét đến thay đổi nhiệt độ, giả thiết thay đổi nhiệt độ vùng phía Bắc từ 5C đến 40C, vùng phía Nam từ 10C đến 40C Sự phân chia hai vùng Bắc Nam dựa theo Qui chuẩn Xây dựng Việt Nam, tập III, phụ lục Tuy nhiên, phạm vi biến động nhiệt độ dựa theo số liệu khí hậu cụ thể địa điểm xây dựng để xác định xác 3.3 3.3.1 Biến dạng cho phép kết cấu Biến dạng kết cấu thép xác định theo tải trọng tiêu chuẩn, không kể đến hệ số động lực không xét giảm yếu tiết diện lỗ liên kết 10 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 3.3.2 Độ võng cấu kiện chịu uốn không vượt trị số cho phép bảng 3.3.3 Chuyển vị ngang mức mép mái nhà công nghiệp kiểu khung tầng, không cầu trục, gây tải trọng gió tiêu chuẩn giới hạn sau : – Khi tường tôn kim loại : H/100; – Khi tường vật liệu nhẹ khác : H/150; – Khi tường gạch bê tông : H/240; với H chiều cao cột Nếu có giải pháp cấu tạo để đảm bảo biến dạng dễ dàng liên kết tường chuyển vị giới hạn tăng lên tương ứng 3.3.4 Chuyển vị ngang đỉnh khung nhà tầng (không thuộc loại nhà điều 3.3.3) không vượt 1/300 chiều cao khung Chuyển vị ngang đỉnh khung nhà nhiều tầng không vượt 1/500 tổng chiều cao khung Chuyển vị tương đối tầng nhà nhiều tầng không vượt 1/300 chiều cao tầng 3.3.5 Đối với cột nhà xưởng có cầu trục chế độ làm việc nặng cột cầu tải trời có cầu trục chế độ làm việc vừa nặng chuyển vị gây tải trọng nằm ngang cầu trục lớn mức đỉnh dầm cầu trục không vượt trị số cho phép ghi bảng 11 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Bảng – Độ võng cho phép cấu kiện chịu uốn Loại cấu kiện Độ võng cho phép Dầm sàn nhà mái: Dầm L /400 Dầm trần có trát vữa, tính võng cho tải trọng tạm thời L /350 Các dầm khác, trường hợp L /250 L /150 Tấm sàn Dầm có đường ray: Dầm đỡ sàn công tác có đường ray nặng 35 kg/m lớn L /600 Như trên, đường ray nặng 25 kg/m nhỏ L /400 Xà gồ: Mái lợp ngói không đắp vữa, mái tôn nhỏ L /150 Mái lợp ngói có đắp vữa, mái tôn múi mái khác L /200 Dầm giàn đỡ cầu trục: Cầu trục chế độ làm việc nhẹ, cầu trục tay, palăng Cầu trục chế độ làm việc vừa L /400 L /500 Cầu trục chế độ làm việc nặng nặng L /600 Sườn tường: Dầm đỡ tường xây Dầm đỡ tường nhẹ (tôn, fibrô ximăng), dầm đỡ cửa kính L /300 L /200 Cột tường L /400 GHI CHÚ: L nhịp cấu kiện chịu uốn Đối với dầm công xôn L lấy lần độ vươn dầm Bảng – Chuyển vị cho phép cột đỡ cầu trục Tính theo kết cấu phẳng Tính theo kết cấu không gian Chuyển vị theo phương ngang nhà cột nhà xưởng HT / 1250 HT / 2000 Chuyển vị theo phương ngang nhà cột cầu tải trời HT / 2500 – Chuyển vị theo phương dọc nhà cột nhà HT / 4000 – Chuyển vị GHI CHÚ: HT độ cao từ mặt đáy chân cột đến mặt đỉnh dầm cầu trục hay giàn cầu trục Khi tính chuyển vị theo phương dọc nhà cột nhà hay trời, giả định tải trọng theo phương dọc nhà cầu trục phân phối cho tất hệ giằng hệ khung dọc cột phạm vi khối nhiệt độ Trong nhà xưởng có cầu trục ngoạm cầu trục cào san vật liệu, trị số chuyển vị cho phép cột nhà tương ứng phải giảm 10% 3.4 3.4.1 Hệ số điều kiện làm việc c Khi tính toán kiểm tra khả chịu lực kết cấu thuộc trường hợp nêu bảng 3, cường độ tính toán thép cho bảng 5, liên kết cho bảng 7, 8, 10, 11, 12, B.5 (Phụ 12 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 GHI CHÚ: Khi cánh nén côngxôn cố kết phương ngang đầu mút theo chiều dài hệ số  lấy côngxôn không cố kết, trường hợp tải rọng tập trung đặt cánh mút côngxôn,  =1,75 (giá trị  lấy theo ghi bảng E.1) 122 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Bảng E.3 – Hệ số D C Hệ số C tiết diện D Dạng tải trọng Chữ I, n  0,9 Chữ T, n = Tập trung nhịp 3,265 0,330 0,0826 Phân bố 2,247 0,481 0,1202 Uốn tuý 4,315 0,101 0,0253 Các kí hiệu bảng E.3: n đó: I1 I1  I ;  = n(1 - n)(9,87 + 1) ; I I  I   l  1  0,385 t   I1 I h với: I1 , I2 tương ứng mômen quán tính cánh lớn cánh nhỏ trục đối xứng tiết diện, tính theo công thức (D.4); Mômen quán tính xoắn tính sau: It   bi t i3  bi ti tương ứng chiều rộng chiều dày cánh; d = 1,25 tiết diện chữ I đối xứng; d = 1,20 tiết diện chữ T; trục a xác định bảng E.2 123 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Bảng E.4 – Hệ số B Sơ đồ tiết diện vị trí đặt tải Hệ số B sơ đồ đặt tải Tập trung nhịp Phân bố Uốn tuý    –1  –1  1– 1– – – – –  Các kí hiệu dùng bảng E.4:   n  0,734 ;   n  1,145 ;   b1   b1  b1      0, 47  0,035  1   0,072   2n  1 h  h    h     đó: b1 – chiều rộng cánh lớn dầm; n – kí hiệu xem bảng E.3 Bảng E.5 – Hệ số b Hệ số b cánh chịu nén Giá trị 2 Cánh lớn Cánh nhỏ 2  0,85 b = 1 b = 2 2 > 0,85   n  n    b  1 0,21  0,68     1  b = 0,68 + 0,212 124 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Bảng E.6 – Mômen quán tính xoắn Số hiệu thép I It , cm4 Số hiệu thép I It , cm4 Số hiệu thép I It , cm4 10 12 14 16 18 18a 20 20a 2,28 2,88 3,59 4,46 5,60 6,54 6,92 7,94 22 22a 24 24a 27 27a 30 30a 8,60 9,77 11,1 12,8 13,6 16,7 17,4 20,3 33 36 40 45 50 55 60 23,8 31,4 40,6 54,7 75,4 100 135 125 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 PHỤ LỤC F BẢNG TÍNH TOÁN VỀ MỎI Bảng F.1 – Bảng phân nhóm cấu kiện để tính bền mỏi Thứ tự Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết diện tính toán a a Đặc điểm cấu kiện Nhóm cấu kiện – Mép thép cán gia công khí – Mép thép cắt máy cắt 1 r a a Mép thép gia công khí, bán kính cong chuyển chỗ có chiều rộng khác là: r = 200 mm; r = 10 mm a a a Thép liên kết bulông cường độ cao a a Thép liên kết bulông (bulông tinh), tiết diện khảo sát qua lỗ: a a a) Khi liên kết hai ghép b) Khi dùng liên kết chồng a 126 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Bảng F.1 – (tiếp theo) Thứ tự Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết diện tính toán Đặc điểm cấu kiện Nhóm cấu kiện a a Bản mã hình chữ nhật, hàn đối đầu hay hàn thẳng góc kiểu chữ T với cấu kiện, mép chuyển tiếp từ cấu kiện đến mã không gia công khí a a a a  Bản mã hàn đối đầu kiểu chữ T với bụng, cánh dầm với giàn   45o a a  a a a a a a i1:5 Bản mã hình chữ nhật hay hình thang, liên kết chồng với cánh dầm, thép chu vi đường hàn không gia công khí Đường hàn đối đầu không gia công mép; lực vuông góc với đường hàn; thép có chiều rộng dày Đường hàn đối đầu không gia công mép; thép có chiều rộng dày khác 127 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Bảng F.1 – (tiếp theo) Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết Đặc điểm cấu kiện a i1:4 a i1:4 a a 10 a a a a i1:1 h diện tính toán Thép gia công khí cho đường hàn dày lên vát chỗ nối đối đầu: h Thứ tự Khi thép nối có chiều dày rộng Khi chiều dày rộng khác Nhóm cấu kiện a 11 a Đường hàn đối đầu, hàn có lót dưới, lực vuông góc với đường hàn Đường hàn đối đầu nối thép ống, hàn có đoạn ống lót Liên kết đối đầu thép định hình a 12 a a 13 a a Tiết diện tổ hợp hàn chữ I, chữ T, loại khác hàn đường hàn dọc, lực tác dụng dọc theo đường hàn 14 a a  15 a Chi tiết phụ, liên kết đường hàn góc góc:   45o   90o a Thép có đường hàn ngang, đường hàn hai phía, hàn thoải dần xuống thép 16 a 128 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Bảng F.1 – (kết thúc) Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết Nhóm cấu Thứ tự diện tính toán Đặc điểm cấu kiện kiện 17 a Thép cánh dầm chịu kéo, cấu kiện giàn gần vách cứng, sườn cứng liên kết đường hàn góc Thép chỗ chuyển tiếp với đường hàn góc đầu a 5t t a a 18 a a a) b)   a  Thép liên kết dùng đường hàn góc bên (chỗ chuyển tiếp từ cấu kiện đến mút đường hàn) khi: a a a) Dùng hai đường hàn góc bên b) Đường hàn góc bên góc đầu  19 a c) Khi truyền lực qua thép a c) d) Chi tiết neo để giữ cáp 7 a d) a a a  a a dm 21 tm dm 20 tm a  Thép xiên chịu kéo thép ống tỷ số chiều dày đường kính cánh là: tm / dm  1/14 1/20  tm / dm  1/14 Thép xiên chịu kéo thép ống, tỷ số đường kính xiên cánh dd / dm = 0,4  0,7 tỷ số chiều dày với đường kính cánh: tm / dm  1/14 1/20  tm / dm  1/14 1/35 < tm / dm  1/20 8 129 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 PHỤ LỤC G CÁC YÊU CẦU BỔ SUNG KHI TÍNH TOÁN GIÀN THÉP ỐNG G.1 Tỉ số đường kính ống D chiều dày ống t, (D/t), không vượt quá: Đối với cánh: 30; Đối với xiên bụng: 80  90 G.2 Tỉ số đường kính xiên d đường kính cánh D không nhỏ 0,3 (d/D  0,3) để tránh tượng ép lõm cánh G.3 Trục hình học lấy làm trục để định vị Trong trường hợp không sử dụng hết khả chịu lực cánh cho phép trục có độ lệch tâm 1/4 đường kính cánh G.4 Khi hàn thép ống phải đảm bảo độ kín khít đầu ống để tránh tượng xuất ăn mòn mặt bên ống G.5 Để liên kết xiên vào cánh có nhiều biện pháp Thông thường người ta dùng biện pháp liên kết hình G.1 a) d) b) c) e) f) Hình G.1 – Các dạng liên kết thép ống xiên vào cánh a) Liên kết hàn không mã; b) Liên kết hàn có đệm cong c, d) Liên kết hàn đầu ống đập bẹt; e, f) Liên kết hàn dùng mã G.6 Ứng suất dọc theo chiều dài đường hàn phân bố không phụ thuộc vào tỉ số đường kính ống thép hàn, chiều dày thành ống cánh, góc nghiêng ống, đặc trưng vật liệu làm thép ống làm cánh 130 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 G.7 Độ bền đường hàn kiểm tra theo điều kiện: N 1 0,85h f lw Rw  w min  c (G.1) đó: 0,85 hệ số điều kiện làm việc đường hàn kể đến phân bố ứng suất không dọc đường hàn; hf chiều cao đường hàn; lw chiều dài đường hàn, tính sau:  lw  0,5d 1,5(1+cosec  )  cos ec   (G.2) Giá trị x phụ thuộc vào đường kính ống thép, cho bảng G.1: Bảng G.1 – Giá trị hệ số x G.8 d/D 0,2 0,5 0,6 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1,0 x 1,0 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,08 1,12 1,22 Thành ống cánh vị trí tiếp xúc với bụng vị trí có cấu kiện khác đè lên (xà gồ) cần kiểm tra độ bền uốn cục theo điều sau:  a) Các thép ống chịu nén, nén uốn độ mảnh qui ước điều kiện: r  t f  0,65 E phải thỏa mãn 280  1400 f E (G.3) Ngoài cần kiểm tra ổn định thành ống theo điều kiện: 1  ccr1 (G.4) đó: 1 - ứng suất tính toán thành ống; cEt cr – ứng suất tới hạn, lấy giá trị nhỏ hai giá trị f r (ở r - giá trị trung bình bán kính ống, t - chiều dày ống) Giá trị  c xác định tương ứng theo bảng G.2 G.3 131 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Bảng G.2 – Giá trị hệ số  Giá trị f, MPa Hệ số  r t 25 50 75 100 125 150 200 250 f ≤ 140 1,00 0,98 0,88 0,79 0,72 0,65 0,59 0,45 0,39 f ≥ 280 1,00 0,94 0,78 0z,67 0,57 0,49 0,42 0,29 - GHI CHÚ: Giá trị hệ số  140 MPa < f < 280 MPa giá trị trung gian r / t, lấy nội suy tuyến tính Bảng G.3 – Giá trị hệ số c r Giá trị t ≤ 50 100 150 200 250 500 Hệ số c 0,30 0,22 0,20 0,18 0,16 0,12 GHI CHÚ: Đối với giá trị trung gian r/t, hệ số c lấy nội suy tuyến tính Trong trường hợp nén lệch tâm có phương song song với đường sinh trục ống hay uốn tuý mặt phẳng tiết diện ngang mà ứng suất tiếp vị trí có mômen lớn không vượt t  0,07 E   r giá trị (1,1  0,1 3/ , ứng suất cr1 phải tăng lên cách nhân với giá trị  1 )  , với  1 ứng suất nhỏ (quy ước ứng suất kéo lấy dấu “–“) b) Không cần kiểm tra ổn định thép ống đường hàn dọc r/t không vượt giá 1,7 trị f E 35 G.9 Khi chiều dày cánh không đủ, gia cường ốp cong Các ốp cong cắt từ ống thép có đường kính, uốn từ thép có chiều dày không nhỏ chiều dày cánh không lớn lần chiều dày cánh (Hình G.1, b) G.10 Có thể dập bẹt đầu ống thép (chỉ áp dụng thép bon thấp loại thép dẻo khác) (Hình G.1, c, d); số trường hợp đặc biệt hàn hình G.11, e, f G.11 Các ống thép có đường kính hàn với ống lót thép (Hình G.2, a) Tính toán kiểm tra chịu nén kéo sau: 132 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 N 1 Dtb t Rw  min  c (G.5) Dtb đường kính trung bình ống thép có chiều dày nhỏ hơn; t chiều dày thép ống nhỏ a) b) d) e) c) Hình G.2 – Các dạng liên kết thép ống xiên vào cánh a) Liên kết hàn ống lót đường hàn thẳng; b) Liên kết hàn dùng ống lót đường hàn xiên c) Liên kết hàn ống thép dùng cong ốp bên d) Liên kết hàn ống thép khác đường kính; e) Liên kết dùng bu lông Cường độ mối hàn cường độ thép cường độ tính toán thép hàn không nhỏ cường độ tính toán thép (đối với thép không giảm cường độ hàn) Trong trường hợp cường độ thép hàn nhỏ cường độ thép dùng đường hàn xiên có ống đệm bên (Hình G.2, b) Trong trường hợp không đảm bảo liên kết đối đầu cường độ liên kết, liên kết ống thép đường kính thực hai ống thép tròn cuộn từ thép cắt từ ống có đường kính lớn chút với thép ống cần hàn (Hình G.2,c) Bản ốp cần cắt theo đường cong để tăng chiều dài đường hàn đảm bảo cho cường độ mối hàn cường độ thép Chiều dày ống lót thép ốp chiều cao đường hàn nên lấy 20% chiều dày ống thép cần hàn Chiều dài đường hàn sử dụng ốp cong tính theo công thức sau:  D  l w  2n a     2n  (G.6) a chiều dài đường cong ốp dọc theo trục ống thép; n số lượng đệm cong bao quanh chu vi ống thép Liên kết hàn ống thép chịu nén có đường kính khác nhau, liên kết vị trí trục bị gãy khúc thực cách dùng mặt bích bịt đầu ống (Hình G.2, d) 133 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Tại công trường hay dùng liên kết bu lông (Hình G.2, e ) PHỤ LỤC H BẢNG CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ KỸ THUẬT CŨ SANG HỆ ĐƠN VỊ SI Đại lượng Lực Đơn vị kỹ thuật cũ kG T (tấn) Hệ đơn vị SI Quan hệ chuyển đổi Tên gọi Ký hiệu Niutơn N kilô Niutơn kN mêga Niutơn MN kG = 9,81 N  10 N kN = 000 N T = 9,81 kN  10 kN MN = 000 000 N Mômen kGm Niutơn mét Nm kGm = 9,81 Nm  10 Nm Tm kilô Niutơn mét kNm Tm = 9,81 kNm  10 kNm Pa = N/m2  0,1 kG/m2 kPa = 000 Pa = 000 N/m2 = 100 kG/m2 Ứng suất; kG/mm2 Niutơn/mm2 N/mm2 Cường độ; kG/cm2 Pascan Pa Mêga Pascan MPa Mô đun đàn hồi T/m MPa = 000 000 Pa = 1000kPa  100 000 kG/m2 = =10 kG/cm2 MPa = N/mm2 kG/mm2 = 9,81 N/mm2 kG/cm2 = 9,81  104 N/m2  0,1MN/m2 = 0,1 MPa kG/ m2 = 9,81 N/m2 = 9,81 Pa  10 N/m2 = daN/ m2 134 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 MỤC LỤC NGUYÊN TẮC CHUNG 1.1 Các quy định chung 1.2 Các yêu cầu thiết kế 1.3 Các đơn vị đo kí hiệu dùng tiêu chuẩn TIÊU CHUẨN TRÍCH DẪN CƠ SỞ THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP 3.1 Nguyên tắc thiết kế 3.2 Tải trọng 10 3.3 Biến dạng cho phép kết cấu .10 3.4 Hệ số điều kiện làm việc c 12 VẬT LIỆU CỦA KẾT CẤU VÀ LIÊN KẾT 13 4.1 Vật liệu thép dùng kết cấu 13 4.2 Vật liệu thép dùng liên kết .15 TÍNH TOÁN CÁC CẤU KIỆN 18 5.1 Cấu kiện chịu kéo tâm 18 5.2 Cấu kiện chịu uốn 19 5.3 Cấu kiện chịu nén tâm 25 5.4 Cấu kiện chịu nén uốn, kéo uốn .31 5.5 Chiều dài tính toán cấu kiện chịu nén nén uốn 38 5.6 ổn định cục cấu kiện có mỏng 47 5.7 Kết cấu thép .58 TÍNH TOÁN LIÊN KẾT 62 6.1 Liên kết hàn 62 6.2 Liên kết bulông .65 6.3 Liên kết bulông cường độ cao 67 TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP THEO ĐỘ BỀN MỎI 68 CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ CẤU TẠO KHÁC KHI THIẾT KẾ CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP 70 8.1 Dầm 70 8.2 Cột 72 8.3 Giàn phẳng hệ không gian 72 135 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 8.4 Hệ giằng 73 8.5 Dầm cầu trục 74 8.6 Liên kết 76 8.7 Các yêu cầu bổ sung thiết kế dầm có lỗ .79 CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ CẤU TẠO KHÁC KHI THIẾT KẾ NHÀ VÀ CÔNG TRÌNH .81 9.1 Nhà công nghiệp .81 9.2 Nhà nhiều tầng 81 9.3 Kết cấu thép .82 9.4 Kết cấu tháp, trụ 82 9.5 Cột đường dây tải điện 86 PHỤ LỤC A VẬT LIỆU DÙNG CHO KẾT CẤU THÉP VÀ CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN .91 PHỤ LỤC B VẬT LIỆU DÙNG CHO LIÊN KẾT KẾT CẤU THÉP 95 PHỤ LỤC C CÁC HỆ SỐ ĐỂ TÍNH ĐỘ BỀN CỦA CÁC CẤU KIỆN KHI KỂ ĐẾN SỰ PHÁT TRIỂN CỦA BIẾN DẠNG DẺO 97 PHỤ LỤC D CÁC HỆ SỐ ĐỂ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CỦA CẤU KIỆN CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM, NÉN LỆCH TÂM VÀ NÉN UỐN .99 PHỤ LỤC E HỆ SỐ b ĐỂ TÍNH ỔN ĐỊNH CỦA DẦM 119 PHỤ LỤC F BẢNG TÍNH TOÁN VỀ MỎI 126 PHỤ LỤC G CÁC YÊU CẦU BỔ SUNG KHI TÍNH TOÁN GIÀN THÉP ỐNG 130 PHỤ LỤC H BẢNG CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ KỸ THUẬT CŨ SANG HỆ ĐƠN VỊ SI 134 136 Tài liệu lưu trữ http://tailieuxd.com/ [...]... như các mục 5 và 6b (trừ liên kết hàn đối đầu) sẽ không được xét đến khi tính toán liên kết của các cấu kiện đó 4 VẬT LIỆU CỦA KẾT CẤU VÀ LIÊN KẾT 4.1 4.1.1 Vật liệu thép dùng trong kết cấu Vật liệu thép dùng trong kết cấu phải được lựa chọn thích hợp tùy theo tính chất quan trọng của công trình, điều kiện làm việc của kết cấu, đặc trưng của tải trọng và phương pháp liên kết, v.v… 13 Tài liệu này được... đứt của thép, được đảm bảo bởi tiêu chuẩn sản xuất thép và được lấy là cường độ tiêu chuẩn của thép; M là hệ số độ tin cậy về vật liệu, lấy bằng 1,05 cho mọi mác thép 4.1.4 Cường độ tiêu chuẩn fy , fu và cường độ tính toán f của thép cácbon và thép hợp kim thấp cho trong bảng 5 và bảng 6 (với các giá trị lấy tròn tới 5 N/mm2) Đối với các loại thép không nêu tên trong Tiêu chuẩn này và các loại thép của... trong kết cấu hàn 0,95 7 Các thanh bụng chịu nén của kết cấu không gian rỗng gồm các thép góc đơn đều cạnh hoặc không đều cạnh (được liên kết theo cánh lớn): a Khi liên kết trực tiếp với thanh cánh trên theo một cạnh bằng đường hàn hoặc bằng hai bulông trở lên, dọc theo thanh thép góc : - Thanh xiên theo hình 9 a 0,9 - Thanh ngang theo hình 9 b, c 0,9 - Thanh xiên theo hình 9 c, d, e 0,8 b Khi liên kết. .. http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Thép dùng làm kết cấu chịu lực cần chọn loại thép lò Mactanh hoặc lò quay thổi ôxy, rót sôi hoặc nửa tĩnh và tĩnh, có mác tương đương với các mác thép CCT34, CCT38 (hay CCT38Mn), CCT42, theo TCVN 1765 : 1975 và các mác tương ứng của TCVN 5709 : 1993, các mác thép hợp kim thấp theo TCVN 3104 : 1979 Thép phải được đảm bảo phù hợp với các tiêu chuẩn nêu trên về tính... lăn fcd fcd = 0,025 fu /M Bảng 5 – Cường độ tiêu chuẩn fy , fu và cường độ tính toán f của thép các bon (TCVN 5709 : 1993) Đơn vị tính : N/mm2 Mác thép Cường độ tiêu chuẩn fy và cường độ tính toán f của thép với độ dày t (mm) t  20 20 < t  40 Cường độ kéo đứt 40 < t  100 14 Tài liệu này được lưu trữ tại http://tailieuxd.com/ tiêu chuẩn fu TCXDVN 338 : 2005 không phụ thuộc bề dày fy f fy f fy f t... cánh trên theo một cạnh bằng một bulông (ngoài mục 7 của bảng này) hoặc khi liên kết qua bản mã bằng liên kết bất kỳ 0,75 8 Các thanh chịu nén là thép góc đơn được liên kết theo một cạnh (đối với thép góc không đều cạnh chỉ liên kết cạnh ngắn), trừ các trường hợp đã nêu ở mục 7 của bảng này, và các giàn phẳng chỉ gồm thép góc đơn 0,75 9 Các loại bể chứa chất lỏng 0,8 GHI CHÚ: 1 Các hệ số điều kiện... tại http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Trạng thái làm việc Ký hiệu Cắt Kéo Cấp độ bền 4.6 4.8 5.6 5.8 6.6 8.8 10.9 fvb 150 160 190 200 230 320 400 ftb 170 160 210 200 250 400 500 17 Tài liệu này được lưu trữ tại http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Bảng 11 – Cường độ tính toán chịu ép mặt của bulông fcb Đơn vị tính: N/mm2 Giới hạn bền kéo đứt của thép cấu kiện được liên kết 340 380 400 420 440... mặt phẳng ngang khi có các liên kết này ở đầu mút và trong nhịp côngxôn – bằng chiều dài côngxôn khi đầu mút cánh chịu nén không được liên kết chặt trong mặt phẳng ngang 5.2.2.2 Không cần kiểm tra ổn định của dầm khi: a) Cánh chịu nén của dầm được liên kết chặt với sàn cứng (sàn bê tông cốt thép bằng bê tông nặng, bê tông nhẹ, bê tông xốp; các sàn thép phẳng, thép hình, thép ống, v.v ) b) Đối với dầm... 4.2.2 Cường độ tính toán của mối hàn trong các dạng liên kết và trạng thái làm việc khác nhau được tính theo các công thức trong bảng 7 Trong liên kết đối đầu hai loại thép khác nhau thì dùng trị số cường độ tiêu chuẩn nhỏ hơn Cường độ tính toán của mối hàn góc của một số loại que hàn cho trong bảng 8 Bảng 7 – Cường độ tính toán của mối hàn Dạng liên kết Hàn đối đầu Trạng thái làm việc Nén, kéo và uốn khi... tại http://tailieuxd.com/ TCXDVN 338 : 2005 Kéo và uốn fw fw = 0,85 f Trượt fwv fwv = fv Theo kim loại mối hàn fwf fwf =0,55 fwun / M Theo kim loại ở biên nóng chảy fws fws = 0,45 fu Cắt (qui ước) Hàn góc GHI CHÚ: 1 f và fv là cường độ tính toán chịu kéo và cắt của thép được hàn; fu và fwun là ứng suất kéo đứt tức thời theo tiêu chuẩn sản phẩm (cường độ kéo đứt tiêu chuẩn) của thép được hàn và của kim