TCXDVN 5575 2012 TK KẾT CẤU THÉP

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 5575 : 2012 KẾT CẤU THÉP - TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Steel structures - Design standard Lời nói đầu TCVN 5575:2012 thay TCVN 5575:1991 TCVN 5575:2012 chuyển đổi từ TCXDVN 338:2005 thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo qui định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm b khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 Chính phủ qui định chi tiết thi hành số điều Luật tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật TCVN 5575:2012 Viện Khoa học Công Nghệ Xây Dựng - Bộ xây dựng biên soạn, Bộ xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố KẾT CẤU THÉP - TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Steel structures - Design standard Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn dùng để thiết kế kết cấu thép công trình xây dựng dân dụng, công nghệ Tiêu chuẩn không dùng để thiết kế công trình giao thông, thủy lợi loại cầu, công trình đường, cửa van, đường ống, v.v… Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố áp dụng nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 197:2002, Kim loại Phương pháp thử kéo TCVN 198:2008, Kim loại Phương pháp thử uốn TCVN 312:2007, Kim loại Phương pháp thử uốn va đập nhiệt độ thường TCVN 313:1985, Kim loại Phương pháp thử xoắn TCVN 1691:1975, Mối hàn hồ quang điện tay Kiểu, kích thước 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 1916:1995: Bu lông,vít, vít cấy đai ốc Yêu cầu kỹ thuật TCVN 2737:1995, Tải trọng tác động Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 3104:1979, Thép kết cấu hợp kim thấp Mác, yêu cầu kỹ thuật TCVN 3223:2000, Que hàn điện dùng cho thép bon thấp thép hợp kim thấp Ký hiệu, kích thước yêu cầu kỹ thuật chung TCVN 3909:2000, Que hàn điện dùng cho thép bon thấp thép hợp kim thấp Phương pháp thử TCVN 5400:1991, Mối hàn Yêu cầu chung lấy mẫu để thử tính TCVN 5401:1991, Mối hàn Phương pháp thử uốn TCVN 5402:2010, Mối hàn Phương pháp thử uốn va đập TCVN 5709:2009, Thép bon cán nóng dùng làm kết cấu xây dựng Yêu cầu kỹ thuật TCVN 6522:2008, Thép kết cấu cán nóng Đơn vị đo ký hiệu 3.1 Đơn vị đo Tiêu chuẩn sử dụng đơn vị đo theo hệ SI, cụ thể đơn vị dài: mét (m); đơn vị lực: niutơn (N); đơn vị ứng suất: pascan (Pa); đơn vị khối lượng: kilogam (kg); thời gian: giây (s) 3.2 Ký hiệu 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 buông Ad diện tích tiết diện xiên b chiều rộng bt 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 gốc htk 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 Ιf mômen quán tính tiết diện nhánh Ιm, Ιd mômen quán tính cánh xiên giàn Ιb mômen quán tính tiết diện giằng Ιs, Ιsl mômen quán tính tiết diện sườn ngang dọc Ιt mômen quán tính xoắn Ιtr mômen quán tính xoắn ray, dầm Ιx, Ιy mômen quán tính tiết diện nguyên trục tương ứng x-x y-y Ιnx, Ιny 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 kiện 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 bu lông t chiều dày tf, tw chiều dài cánh bụng u khoảng cách đường lỗ bu lông 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 Vt 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 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 cường độ tính toán đường hàn góc (chịu cắt qui ước) theo kim loại biên nóng chảy fwun cường độ tiêu chuẩn kim loại đường hàn theo sức bền kéo đứt G môđun trượt σ ứng suất thấp σc ứng suất pháp cục σx, σy ứng suất pháp song song với trục tương ứng x-x, y-y σcr, σc,cr ứng suất pháp tới hạn ứng suất cục tới hạn τ ứng suất tiếp τcr ứng suất tiếp tới hạn d) Kí hiệu thông số c1, cx, cy hệ số dùng để kiểm tra bền dầm chịu uốn mặt phẳng hai mặt phẳng có kể đến phát triển biến dạng dẻo e độ lệch tâm lực m độ lệch tâm tương đối me độ lệch tâm tương đối tính đổi n, p, µ thông số để xác định chiều dài tính toán cột na số lượng bulông liên kết nc số mũ nQ chu kỳ tải trọng nv số lượng mặt cắt tính toán; βf, βs hệ số tính toán đường hàn góc theo kim loại đường hàn biên nóng chảy thép γc hệ số điều kiện làm việc kết cấu γb hệ số điều kiện làm việc liên kết bulông γM hệ số độ tin cậy cường độ γQ hệ số độ tin cậy tải trọng γu hệ số độ tin cậy tính toán theo sức bền tức thời η hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết λ độ mảnh cấu kiện (λ = lo/i) λ độ mảnh qui ước ( λ = λ λo độ mảnh tương đương tiết diện rỗng λ0 độ mảnh tương đương qui ước tiết diện rỗng ( λ0 = λ λw độ mảnh qui ước bụng ( λ w = (hw / tw) f /E ) f /E ) f /E ) λx, λy độ mảnh tính toán cấu kiện mặt phẳng vuông góc với trục tương ứng x-x, y-y µ hệ số chiều dài tính toán cột ϕ hệ số uốn dọc ϕb hệ số giảm cường độ tính toán ổn định dạng uốn xoắn ϕe hệ số giảm cường độ tính toán nén lệch tâm,nén uốn ψ hệ số xác định hệ số ϕ b tính toán ổn định dầm (Phụ lục E) Nguyên tắc chung 4.1 Các qui định chung 4.1.1 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 qui định tiêu chuẩn chuyên ngành 4.1.2 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 4.1.3 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 4.1.4 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, bulông 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 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 4.2 Các yêu cầu thiết kế 4.2.1 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, thỏa mãn điều kiện sau: Giới hạn chảy thép không lớn 450 MPa, 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 4.2.2 Các cấu kiện thép hình phải chọn theo tiết diện nhỏ thỏa 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 4.2.3 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 hóa học hai, yêu cầu riêng vật liệu qui định tiêu chuẩn kĩ thuật Nhà nước nước Cơ sở thiết kế kết cấu thép 5.1 Nguyên tắc thiết kế 5.1.1 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 5.1.2 Trạng thái giới hạn trạng thái mà vượt kết cấu không thỏa 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 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 5.1.3 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 γM (xem 6.1.4 6.2.2); Hệ số độ tin cậy tải trọng γQ (xem 5.2.2); Hệ số điều kiện làm việc γC (xem 5.4.1 5.4.2); Cường độ tính toán vật liệu cường độ tiêu chuẩn nhân với hệ số γC chia cho hệ số γM;; tải trọng tính toán tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số γQ 5.2 Tải trọng 5.2.1 Tải trọng dùng thiết kế kết cấu thép lấy theo TCVN 2737:1995 tiêu chuẩn thay tiêu chuẩn (nếu có) 5.2.2 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 γQ (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 5.2.3 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 5.2.4 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 5.2.5 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 oC đến 40 oC, vùng phía Nam từ 10 oC đến 40 oC 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 5.3 Biến dạng cho phép kết cấu 5.3.1 Biến dạn 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 5.3.2 Độ võng cấu kiện chịu uốn không vượt trị số cho phép Bảng 5.3.3 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 5.3.4 Chuyển vị ngang đỉnh khung nhà tầng (không thuộc loại nhà 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 5.3.5 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 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 Tấm sàn L /150 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 nhà 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 L /400 Cầu trục chế độ làm việc vừa L /500 Cầu trục chế độ làm việc nặng nặng L /600 Sườn tường: Dầm đỡ tường xây L /300 Dầm đỡ tường nhẹ (tôn, fibro xi măng), dầm đỡ cửa kính L /200 Cột tường L /400 CHÚ THÍCH: 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 Chuyển vị 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 − CHÚ THÍCH 1: HT độ cao từ mặt đáy chân cột đến mặt đỉnh dầm cầu trục hay giản cầu trục CHÚ THÍCH 2: Khi tính chuyển vị theo phương dọc nhà cột nhà hay trời, giả định tải trọng theo phương dọc cầu trục phân phối cho tất hệ giằng hệ khung dọc cột phạm vi khối nhiệt độ CHÚ THÍCH 3: 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% 5.4 Hệ số điều kiện làm việc γ C 5.4.1 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 lục B) phải nhân với hệ số điều kiện làm việc γC Mọi trường hợp khác không nêu bảng không qui định điều tương ứng lấy γC = 5.4.2 Giá trị hệ số điều kiện làm việc γC cho Bảng Bảng - Giá trị hệ số điều kiện làm việc γ C Loại cấu kiện γC Dầm đặc chịu nén giàn sàn phòng lớn công trình nhà hát, rạp chiếu bóng, câu lạc bộ, khán đài, gian nhà hàng, kho sách, kho lưu trữ, v.v…khi trọng lượng sàn lớn tải trọng tạm thời 0,9 Cột công trình công cộng, cột đỡ tháp nước 0,95 Các chịu nén hệ bụng dàn liên kết hàn mái sàn nhà (trừ gối tựa) có tiết diện chữ T tổ hợp từ thép góc (ví dụ: kèo dàn, v.v…), độ mảnh λ lớn 60 0,8 Dầm đặc tính toán ổn định tổng thể ϕb < 1,0 0,95 Thanh căng, kéo, néo, treo làm từ thép cán 0,9 Các kết cấu hệ mái sàn: a Thanh chịu nén (trừ loại tiết diện ống kín) tính ổn định 0,95 b Thanh chịu kéo kết cấu hàn 0,95 Bảng Loại cấu kiện γC Các bụng chịu nén kết cấu không gian rỗng gồm thép góc đơn cạnh không cạnh (hoặc liên kết theo cánh lớn): a Khi liên kết trực tiếp với cánh theo cạnh đường hàn hai bulông trở lên, dọc theo thép góc: - Thanh xiên theo Hình a 0,9 - Thanh ngang theo Hình b, c 0,9 - Thanh xiên theo Hình c, d, e 0,8 b Khi liên kết trực tiếp với cánh theo cạnh bulông (ngoài mục bảng này) liên kết qua mã liên kết 0,75 Các chịu nén thép góc đơn liên kết theo cạnh (đối với thép góc không cạnh liên kết cạnh ngắn), trừ trường hợp nêu mục bảng này, giàn phẳng gồm thép góc đơn 0,75 Các loại bể chứa chất lỏng 0,8 CHÚ THÍCH 1: Các hệ số điều kiện làm việc γC < không lấy đồng thời CHÚ THÍCH 2: Các hệ số điều kiện làm việc γC mục 3, 4, 6a, mục 6b (trừ liên kết hàn đối đầu) không xét đến tính toán liên kết cấu kiện Vật liệu kết cấu liên kết 6.1 Vật liệu thép dùng kết cấu 6.1.1 Vật liệu thép dùng kết cấu phải lựa chọn thích hợp tùy theo tính chất quan trọng công trình, điều kiện làm việc kết cấu, đặc trưng tải trọng phương pháp liên kết, v.v… Thép dùng làm kết cấu chịu lực cần chọn loại thép lò Mactanh lò quay thổi oxy, rót sôi tĩnh tĩnh, có mác tương đương với mác thép CCT34, CCT38 (hay CCT38Mn), CCT42, theo TCVN 1765:1975 mác tương ứng TCVN 5709:1993 mác thép hợp kim thấp theo TCVN 3104:1979 Thép phải đảm bảo phù hợp với tiêu chuẩn nêu tính học thành phần hóa học 6.1.2 Không dùng thép sôi cho kết cấu hàn làm việc điều kiện nặng trực tiếp chịu tải trọng động lực dầm cầu trục chế độ nặng, dầm sát đặt máy, kết cấu hành lang băng tải, cột vượt đường dây tải điện cao 60 mét, v.v… 6.1.3 Cường độ tính toán vật liệu thép cán thép ống trạng thái ứng suất khác tính theo công thức Bảng Trong bảng này, fy fu cường độ tiêu chuẩn lấy theo giới hạn chảy thép cường độ tiêu chuẩn thép theo sức bền kéo đứt, đảm bảo tiêu chuẩn sản xuất thép lấy cường độ tiêu chuẩn thép; γM hệ số độ tin cậy vật liệu, lấy 1,05 cho mác thép 6.1.4 Cường độ tiêu chuẩn fy, fu cường độ tính toán f thép cácbon thép hợp kim thấp cho Bảng Bảng (với giá trị lấy tròn tới MPa) Đối với loại thép không nêu tên Tiêu chuẩn loại thép nước phép sử dụng Bảng 4, lấy fy cường độ tiêu chuẩn lấy theo giới hạn chảy nhỏ fu cường độ tiêu chuẩn theo sức bền kéo đứt nhỏ đảm bảo thép γM hệ số độ tin cậy vật liệu, lấy 1,1 cho mác thép Với loại vật liệu kim loại khác dây cáp, khối gang đúc, v.v…phải sử dụng loại tiêu chuẩn riêng tương ứng Bảng - Cường độ tính toán thép cán thép ống Trạng thái làm việc Ký hiệu Cường độ tính toán Kéo, nén, uốn f f = fy /γM Trượt fv fv = 0,58 fy /γM Ép mặt lên đầu mút (khi tì sát) fc fc = fu /γM Ép mặt khớp trụ tiếp xúc chặt fcc fcc = 0,5 fu /γM Ép mặt theo đường kính lăn fcd fcd = 0,025 fu /γM Bảng - Cường độ tiêu chuẩn fy, fu cường độ tính toán f thép bon (TCVN 5709:1993) Đơn vị tính megapascan Cường độ tiêu chuẩn fy cường độ tính toán f thép với độ dày t mm Mác thép t ≤ 20 fy 20 < t ≤ 40 f fy 40 < t ≤ 100 f fy f Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn fu không phụ thuộc bề dày t, mm CCT34 220 210 210 200 200 190 340 CCT38 240 230 230 220 220 210 380 CCT42 260 245 250 240 240 230 420 Bảng - Cường độ tiêu chuẩn fy, fu cường độ tính toán f thép hợp kim thấp Đơn vị tính megapascan Độ dày, mm Mác thép t ≤ 20 20 < t ≤ 30 30 < t ≤ 60 fu fy f fu fy f fu fy f 09Mn2 450 310 295 450 300 285 - - - 14Mn2 460 340 325 460 330 315 - - - 16MnSi 490 320 305 480 300 285 470 290 275 09Mn2Si 480 330 315 470 310 295 460 290 275 10Mn2Si1 510 360 345 500 350 335 480 340 325 10CrSiNiCu 540 400* 360 540 400* 360 520 400* 360 CHÚ THÍCH: * Hệ số γM trường hợp 1,1; bề dày tối đa 40 mm 6.2 Vật liệu thép dùng liên kết 6.2.1 Kim loại hàn dùng cho kết cấu thép phải phù hợp với yêu cầu sau: Que hàn hàn tay lấy theo TCVN 3223:1994 Kim loại que hàn phải có cường độ kéo đứt tức thời không nhỏ trị số tương ứng thép hàn Dây hàn thuốc hàn dùng hàn tự động bán tự động phải phù hợp với mác thép hàn Trong trường hợp, cường độ mối hàn không thấp cường độ que hàn tương ứng 6.2.2 Cường độ tính toán mối hàn dạng liên kết trạng thái làm việc khác tính theo công thức Bảng Trong liên kết đối đầu hai loại thép khác dùng trị số cường độ tiêu chuẩn nhỏ Chiều dài tính toán mối hàn góc số loại que hàn cho Bảng Bảng - Cường độ tính toán mối hàn Dạng liên kết Hàn đối đầu Hàn góc Ký hiệu Cường độ tính toán Theo giới hạn chảy fw fw = f Theo sức bền kéo đứt fwu fwu = ft Kéo uốn fw fw = 0,85 f Trượt fwv fwv = fv Theo kim loại mối hàn fwf fwf = 0,55 fwun / γM Theo kim loại biên nóng chảy fws fws = 0,45 fu Trạng thái làm việc Nén, kéo uốn kiểm tra chất lượng đường hàn Cắt (qui ước) CHÚ THÍCH 1: fv fv cường độ tính toán chịu kéo cắt thép hàn; fu fwun ứng suất kéo đứt tức thời theo tiêu chuẩn sản phẩm (cường độ kéo đứt tiêu chuẩn) thép hàn kim loại hàn CHÚ THÍCH 2: Hệ số độ tin cậy cường độ mối hàn γM lấy 1,25 fwun ≤ 490 Mpa 1,35 fwun ≥ 590 Mpa Bảng - Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn fwun cường độ tính toán fwf kim loại hàn mối hàn góc Bảng D.11 - Hệ số ϕ e để kiểm tra ổn định cấu kiện tiết diện rỗng, chịu nén lệch tâm (nén uốn), mặt phẳng tác dụng mômen trùng với mặt phẳng đối xứng Độ mảnh qui ước Hệ số ϕ e độ lệch tâm tương đối m 0,1 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 0,5 908 800 666 571 500 444 400 364 333 286 250 222 200 1,0 872 762 640 553 483 431 387 351 328 280 243 218 197 1,5 830 727 600 517 454 407 367 336 311 271 240 211 190 2,0 774 673 556 479 423 381 346 318 293 255 228 202 183 2,5 708 608 507 439 391 354 322 297 274 238 215 192 175 3,0 637 545 455 399 356 324 396 275 255 222 201 182 165 3,5 562 480 402 355 320 294 270 251 235 206 187 170 155 4,0 484 422 357 317 288 264 246 228 215 191 173 160 145 4,5 415 365 315 281 258 237 223 207 196 176 160 149 136 5,0 350 315 277 250 230 212 201 186 178 161 149 138 127 5,5 300 273 245 223 203 192 182 172 163 147 137 128 118 6,0 255 237 216 198 183 174 165 156 149 135 126 119 109 6,5 211 208 190 178 165 157 149 142 137 124 117 109 102 7,0 192 184 168 160 150 141 135 130 125 114 108 101 095 8,0 148 142 136 130 123 118 113 108 105 097 091 085 082 9,0 117 114 110 107 102 098 094 090 087 082 079 075 072 10,0 097 094 091 090 087 084 080 076 073 070 067 064 062 11,0 082 078 077 076 073 071 068 066 064 060 058 056 054 12,0 068 066 064 063 061 060 058 057 056 054 053 050 049 13,0 060 059 054 053 052 051 050 049 049 048 047 046 045 14,0 050 049 048 047 046 046 045 044 043 043 042 042 041 14 17 20 Bảng D.11 - (kết thúc) Độ mảnh qui ước Hệ số ϕ e độ lệch tâm tương đối m 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 8,0 9,0 10 12 0,5 182 167 154 143 133 125 111 100 091 077 1,0 180 165 151 142 131 121 109 098 090 077 1,5 178 163 149 137 128 119 108 096 088 077 2,0 170 156 143 132 125 117 106 095 086 076 2,5 162 148 136 127 120 113 103 093 083 074 3,0 153 138 130 121 116 110 100 091 081 071 3,5 143 130 123 115 110 106 096 088 078 069 4,0 133 124 118 110 105 100 093 084 076 067 4,5 124 116 110 105 100 096 089 079 073 065 5,0 117 108 104 100 095 092 086 076 071 062 5,5 110 102 098 095 091 087 081 074 068 059 6,0 103 097 093 090 085 083 077 070 065 056 6,5 097 092 088 085 080 077 072 066 061 054 7,0 091 087 083 079 076 074 068 063 058 051 8,0 079 077 073 070 067 065 060 055 052 048 9,0 069 067 064 062 059 056 053 050 048 045 10,0 060 058 056 054 052 050 047 045 043 041 11,0 053 052 050 048 046 044 043 042 041 038 12,0 048 047 045 043 042 040 039 038 037 034 13,0 044 044 042 041 040 038 037 036 035 032 14,0 041 040 039 039 038 037 036 035 034 031 CHÚ THÍCH: Giá trị hệ số ϕe bảng tăng lên 1000 lần; Giá trị hệ số ϕe không lấy lớn giá trị ϕ Bảng D.12 - Độ lệch tâm tính đổi me có đầu tựa khớp δ= M2 M1 δ = - 1,0 δ = - 0,5 Độ lệch tâm tính đổi me me khớp λ 0,1 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 7,0 10,0 20,0 0,10 0,30 0,68 1,12 1,60 2,62 3,55 4,55 6,50 9,40 19,40 0,10 0,17 0,39 0,68 1,03 1,80 2,75 3,72 5,65 8,60 18,50 0,10 0,10 0,22 0,36 0,55 1,17 1,95 2,77 4,60 7,40 17,20 0,10 0,10 0,10 0,18 0,30 0,57 1,03 1,78 3,35 5,90 15,40 0,10 0,10 0,10 0,10 0,15 0,23 0,48 0,95 2,18 4,40 13,40 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,15 0,18 0,40 1,25 3,00 11,40 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,50 1,70 0,10 0,31 0,68 1,12 1,60 2,62 3,55 4,55 6,50 9,40 19,40 0,10 0,22 0,46 0,73 1,05 1,88 2,75 3,72 5,65 8,60 18,50 0,10 0,17 0,38 0,58 0,80 1,33 2,00 2,77 4,60 7,40 17,20 0,10 0,14 0,32 0,49 0,66 1,05 1,52 2,22 3,50 5,90 15,40 0,10 0,10 0,26 0,41 0,57 0,95 1,38 1,80 2,95 4,70 13,40 0,10 0,16 0,28 0,40 0,52 0,95 1,25 1,60 2,50 4,00 11,50 0,10 0,22 0,32 0,42 0,55 0,95 1,10 1,35 2,20 3,50 10,80 9,50 Bảng D.12 - (kết thúc) Độ lệch tâm tính đổi me me1 M2 M1 λ δ = 0,5 0,10 0,32 0,70 1,12 1,60 2,62 3,55 4,55 6,50 9,40 0,10 0,28 0,60 0,90 1,28 1,96 2,75 3,72 5,65 8,40 0,10 0,27 0,55 0,84 1,15 1,75 2,43 3,17 4,80 7,40 δ= 1,0 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0 7,0 10,0 20,0 δ = 0,5 CHÚ THÍCH: m e1 = η 0,10 0,26 0,52 0,78 1,10 1,60 2,20 2,83 4,00 6,30 0,10 0,25 0,52 0,78 1,10 1,55 2,10 2,78 3,85 5,90 0,10 0,28 0,52 0,78 1,10 1,55 2,00 2,70 3,80 5,60 0,10 0,32 0,52 0,78 1,10 1,55 1,90 2,60 3,75 5,50 0,10 0,40 0,80 1,23 1,68 2,62 3,55 4,55 6,50 9,40 19,40 0,10 0,40 0,78 1,20 1,60 2,30 3,15 4,10 5,85 8,60 18,50 0,10 0,40 0,77 1,17 1,55 2,30 3,10 3,90 5,55 8,13 18,00 0,10 0,40 0,75 1,13 1,55 2,30 3,05 3,80 5,30 7,60 17,50 0,10 0,40 0,75 1,10 1,55 2,30 3,00 3,80 5,30 7,60 17,00 0,10 0,40 0,75 1,10 1,50 2,30 3,00 3,80 5,30 7,60 16,50 0,10 0,40 0,75 1,10 1,40 2,30 3,00 3,80 5,30 7,60 16,00 M1 A N Wc Phụ lục E (Qui định) Hệ số ϕ b để tính ổn định dầm E.1 Đối với dầm tiết diện chữ Ι có hai trục đối xứng Để xác định ϕb cần tính giá trị hệ số ϕ1: ϕ=ψ Ιy  h  Ι x  l o  E   f  (E.1) giá trị ψ lấy theo bảng E.1 E.2 phụ thuộc vào đặc điểm tải trọng thông số α Trị giá α tính sau: Ι l  α = 1,54 t  o  Ιy  h  a) Đối với thép cán I cán: (E.2) đó: lo chiều dài tính toán dầm công xôn, lấy theo 7.2.2.1; h chiều cao tiết diện dầm; lt mômen quán tính tiết diện dầm xoắn b) Đối với dầm tổ hợp hàn từ thép dầm bulông cường độ cao: l t  α = 8 o   hb f   1 + at  b t3 f  đó: Đối với dầm hàn tiết diện chữ Ι: t chiều dày bụng; bf, tf chiều rộng chiều dày cánh; h khoảng cách trọng tâm hai cánh;     (E.3) a = 0,5h Đối với dầm chữ Ι, liên kết cánh bụng bulông cường độ cao: t tổng chiều dày bụng cánh thép góc thẳng đứng đặt sát bụng; bf chiều rộng cánh (bản phủ); t1 tổng chiều dày cánh cánh nằm ngang thép góc cánh; h khoảng cách trục hai tập phủ hai cánh; a chiều rộng cánh thép góc thẳng đứng, không kể đến chiều dày cánh Giá trị hệ số ϕb công thức (16) lấy sau: Nếu ϕ1 ≤ 0,85 ϕb = ϕ1; Nếu ϕ1 > 0,85 ϕb = 0,68 + 0,21ϕb, không lớn 1,0 E.2 Đối với dầm tiết diện chữ Ι có trục đối xứng (Hình E.1) Để xác định ϕb cần tính hệ số ϕ1 ϕ2: ϕ1 = ψ Ι y 2hh1 E Ι x lo2 f (E.4) ϕ2 = ψ Ι y 2hh1 E Ι x lo2 f (E.5) đó: h1 khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến trục cánh lớn; h2 đến trục cánh nhỏ; lo xác định công thức (E.2) ψ hệ số, tính theo công thức: ψ = D B + B + C    (E.6) Các hệ số D, C, B công thức (E.6) lấy theo Bảng E.3 E.4 Đối với tiết diện chữ Ι 0,9 < n < 1,0, hệ số ψ xác định nội suy tuyến tính theo công thức (E.5), với tiết diện chữ Ι lấy n = 0,9 chữ T lấy n = Đối với tiết diện chữ T, chịu lực tập trung phân bố α < 40, hệ số ψ nhân với giá trị (0,8 + 0,004α) Khi n > 0,7 ≤ lo/b2 ≤ 25 hệ số ϕ2 lấy giảm cách nhân với giá trị (1,025 - 0,015 lo/b2) không lớn 0,95 Không cho phép dùng dầm tiết diện không đối xứng có lo/b2 > 25 Hệ số ϕb công thức (16) tính theo công thức Bảng E.5 không lớn 1,0 E.3 Đối với dầm tiết diện chữ [ Hệ số ϕb xác định dầm có tiết diện chữ Ι đối xứng, giá trị α tính theo công thức (E.2), giá trị ϕ1 nhân với 0,7 Các giá trị Ιx, Ιy Ιt công thức (E.1), (E.2) lấy theo tiết diện chữ [ Hình D.4 - Sơ đồ tiết diện chữ Ι trục đối xứng chịu nén lệch tâm Bảng E.1 - Hệ số ψ dầm tiết diện chữ Ι có hai trục đối xứng Số lượng điểm cố kết cánh nén nhịp Không cố kết Dạng tải trọng 0,1 ≤ α ≤ 40 40 < α ≤ 400 Cánh ψ = 1,75 + 0,09α ψ = 3,3 + 0,053α - 4,5.10-5α2 Cánh ψ = 5,05 + 0,09α ψ = 6,6 + 0,053α - 4,5.10-5α2 Cánh ψ = 1,6 + 0,08α ψ = 3,15 + 0,04α - 2,7.10-5α2 Cánh ψ = 3,8 + 0,08α ψ = 5,35 + 0,04α - 2,7.10-5α2 Bất kỳ Bất kỳ ψ = 2,25 + 0,07α ψ = 3,6 + 0,04α - 3,5.10-5α2 Tập trung Bất kỳ ψ = 1,75ψ1 ψ = 1,75ψ1 Cánh ψ = 1,14ψ1 ψ = 1,14ψ1 Cánh ψ = 1,6 ψ1 ψ = 1,6 Cánh ψ = 1,14ψ1 ψ = 1,14ψ1 Cánh ψ = 1,3 ψ1 ψ = 1,3 ψ1 Tập trung Phân bố Hai hay nhiều, chia nhịp thành phần Một Công thức tính ψ α Cánh Tập trung 1/4 nhịp Phân bố CHÚ THÍCH: Trị số ψ1 lấy ψ cánh nén cố kết hai nhiều điểm Bảng E.2 - Hệ số ψ dầm công xôn, tiết diện chữ Ι có hai trục đối xứng Dạng tải trọng Tập trung đầu mút côngxôn Phân bố Cánh chất tải Công thức tính ψ cánh nén dầm không cố kết, α ≤ α ≤ 28 28 < α ≤ 100 Cánh ψ = 1,0 + 0,16α ψ = 4,0 + 0,05α Cánh ψ = 6,2 + 0,08α ψ = 7,0 + 0,05α Cánh ψ = 1,42 α CHÚ THÍCH: Khi cánh nén côngxôn cố kết phương ngang đầu mút theo chiều dài hệ số ψ lấy côngxôn không cố kết, trường hợp tải trọng tập trung đặt cánh mút côngxôn, ψ = 1,75ψ1 (giá trị ψ1 lấy theo CHÚ THÍCH Bảng E.1) Bảng E.3 - Hệ số D C Dạng tải trọng D Hệ số C tiết diện Chữ Ι, n ≤ 0,9 Chữ T, n = Tập trung nhịp 3,265 0,330µ 0,0826α Phân bố 2,247 0,481µ 0,1202α Uốn túy 4,315 0,101µ 0,0253α CHÚ THÍCH: Các kí hiệu Bảng E.3: n= đó: Ι1 ; µ = n(1 − n)(9,87 + α ); Ι1 + Ι Ι (Ι + Ι )  l o  α = 0,385 t Ι 1Ι h    với: Ι1, Ι2 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: Ιt = δ ∑ b i t i3 bi ti tương ứng chiều rộng chiều dày cánh; δ = 1,25 tiết diện chữ Ι trục đối xứng; δ = 1,20 tiết diện chữ T; α xác định Bảng E.2 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 túy δ µ β δ-1 µ-1 β 1-δ 1-µ -β -δ -µ -β CHÚ THÍCH: Các kí hiệu dùng Bảng E.4: δ = n + 0,734β ; µ = n +1,145β ;   b1   b1  b      β = 0,47 − 0,035  + − 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 ϕ b Giá trị ϕ Hệ số ϕ b cánh chịu nén Cánh lớn Cánh nhỏ ϕ2 ≤ 0,85 ϕb = ϕ1 ϕb = ϕ2 ϕ2 > 0,85   n − n   ϕb = ϕ1 0,21 + 0,68 + ϕ   ϕ1  ϕb = 0,68 + 0,21ϕ2 Bảng E.6 - Mômen quán tính xoắn Số hiệu thép Ι Ι t, cm4 Số hiệu thép Ι Ι t, cm4 Số hiệu thép Ι Ι t, cm4 10 2,28 22 8,60 33 23,8 12 2,88 22a 9,77 36 31,4 14 3,59 24 11,10 40 40,6 16 4,46 24a 12,80 45 54,7 18 5,60 27 13,60 50 75,4 18a 6,54 27a 16,70 55 100,0 20 6,92 30 17,40 60 135,0 20a 7,94 30a 20,30 Phụ lục F (Qui định) Bảng tính toán 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 Đặc điểm cấu kiện - Mép thép cán gia công khí - Mép thép cắt máy cắt Nhóm cấu kiện 1 Mép thép gia công khí, bán kính cong chuyển chỗ có chiều rộng khác là: r = 200 mm; r = 10 mm Thép liên kết bulông cường độ cao Thép liên kết bulông (bulông tinh), tiết diện khảo sát qua lỗ: a) Khi liên kết hai ghép b) Khi dùng liên kết chồng 5 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 Bản mã hàn đối đầu kiểu chữ T với bụng, cánh dầm với giàn α ≤ 45o 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 10 Thép gia công khí cho đường hàn dày lên vát chỗ nối đối đầu: Khi thép nối có chiều dày rộng Khi chiều dày rộng khác 11 Đường hàn đối đầu, hàn có lót dưới, lực vuông góc với đường hàn 12 Đường hàn đối đầu nối thép ống, hàn có đoạn ống lót 13 Liên kết đối đầu thép định hình 14 Tiết diện tổ hợp hàn chữ Ι, chữ T, loại khác hàn đường hàn dọc, lực tác dụng dọc theo đường hàn 15 Chi tiết phụ, liên kết đường hàn góc góc: α ≤ 45o α ≤ 90o 16 Thép có đường hàn ngang, đường hàn hai phía, hàn thoải dần xuống thép 17 Thép cánh dầm chịu kéo, cấu kiện giàn gần vách cứng, sườn cứng liên kết đường hàn góc 18 Thép chỗ chuyển tiếp với đường hàn góc đầu 19 Thép liên kết dùng đường hàn góc bên (chỗ chuyển tiếp từ cấu kiện đến mút đường hàn) khi: 20 a) Dùng hai đường hàn góc bên b) Đường hàn góc bên góc đầu c) Khi truyền lực qua thép d) Chi tiết neo để giữ cáp Thép xiên chịu kéo thép ống tỉ số chiều dày đường kính cánh là: tm/dm ≥ 1/14 1/20 ≤ tm/dm ≤ 1/14 21 Thép xiên chịu kéo thép ống, tỉ số đường kính xiên cánh dd / dm = 0,4 ÷ 0,7 tỉ số chiều dày với đường kính cánh: tm/dm ≥ 1/14 1/20 ≤ tm/dm ≤ 1/14 1/35 < tm/dm ≤ 1/20 Phụ lục G (Qui định) Các yêu cầu bổ sung 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: từ 80 đến 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) 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 Hình G.1 - Các dạng liên kết thép ống xiên vào cánh 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 G.7 Độ bền đường hàn kiểm tra theo điều kiện: N ≤1 0,85h f l w (R w βγ w )min γ 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 = 0,5πdξ 1,5(1 + cos ec α ) − cos ec α ] (G.2) Giá trị ξ phụ thuộc vào đường kính ống thép, cho Bảng G.1: Bảng G.1 - Giá trị hệ số ξ d/D 0,2 0,5 0,6 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1,0 ξ 1,0 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,08 1,12 1,22 G.8 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 λ = λ f ≥ 0,65 phải thỏa mãn điều kiện: E r 280 ≤ t + 1400 f E (G.3) Ngoài cần kiểm tra ổn định thành ống theo điều kiện: σ1 ≤ γ c σcr1 (G.4) đó: σ1 ứng suất tính toán thành ống; σcr ứng suất tới hạn, lấy giá trị nhỏ hai giá trị ψf cEt (ở r giá trị trung bình r bán kính ống, t chiều dày ống) Giá trị ψ c xác định tương ứng theo Bảng G.2 G.3 Bảng G.2 - Giá trị hệ số ψ Hệ số ψ Giá trị f, MPa 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 0,67 0,57 0,49 0,42 0,29 - CHÚ THÍCH: Giá trị hệ số ψ 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 t ≤ 50 100 150 200 250 500 Hệ số c 0,30 0,22 0,20 0,18 0,16 0,12 Giá trị CHÚ THÍCH: 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 túy mặt r  phẳng tiết diện ngang mà ứng suất tiếp vị trí có mômen lớn không vượt giá trị 0,07 E  t 3/2 ,  σ1'  ứng suất σcr1 phải tăng lên cách nhân với giá trị ( 1,1 − 0,1  , với σ1' ứng suất nhỏ (qui σ1   ước ứng suất kéo lấy dấu "_") b) Không cần kiểm tra ổn định thép ống đường hàn dọc r/t không vượt giá trị f 35 1,7 E 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: N ≤1 πD tb t(R w β)min γ c (G.5) Dtb đường kính trung bình ống thép có chiều dày nhỏ hơn; t chiều dày thép ống nhỏ 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 bùng bulông Hình G.2 - Các dạng liên kết thép ống xiên vào cánh 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:  πD  lw = 2n a +    2n  (G.6) đó: 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) Tại công trường hay dùng liên kết bulông (Hình G.2, e) Phụ lục H (Tham khảo) Bảng chuyển đổi đơn vị kỹ thuật cũ sang hệ đơn vị SI Đại lượng Lực Đơn vị kỹ thuật cũ Hệ đơn vị SI Quan hệ chuyển đổi Tên gọi Ký hiệu kG Niutơn N kG = 9,81 N ≈ 10 N T (tấn) kilô Niutơn kN kN = 1000 N mega Niutơn MN T = 9,81 kN ≈ 10 kN MN = 000 000 N Mômen kGm Niutơn mét Nm kGm = 9,81 Nm ≈ 10 Nm Tm kilô Niutơn kNm Tm = 9,81 kNm ≈ 10 kNm mét Pa = N/m2 ≈ 0,1 kG/m2 Niutơn/mm2 N/mm2 kG/cm2 Pascan Pa kPa = 000 Pa = 000 N/m2 = 100 kG/m2 T/m2 Mêga Pascan MPa MPa = 000 000 Pa = 000 kPa ≈ 100 000 kG/m2 = 10 kG/cm2 Ứng suất; kG/mm Cường độ; Môđun đàn hồi MPa = N/mm2 kG/mm2 = 9,81 N/mm2 kG/cm2 = 9,81 x 104 N/m2 ≈ 0,1 MN/m2 = 0,1 MPa kG/m2 = 9,81 N/m2 = 9,81 Pa ≈ 10 N/m2 = daN/m2 MỤC LỤC Mục lục Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Đơn vị đo ký hiệu Nguyên tắc chung 4.1 Các quy định chung 4.2 Các yêu cầu thiết kế Cơ sở thiết kế kết cấu thép 5.1 Nguyên tắc thiết kế 5.2 Tải trọng 5.3 Biến dạng cho phép kết cấu 5.4 Hệ số điều kiện làm việc γc Vật liệu kết cấu liên kết 6.1 Vật liệu thép dùng kết cấu 6.2 Vật liệu thép dùng liên kết Tính toán cấu kiện 7.1 Cấu kiện chịu kéo tâm 7.2 Cấu kiện chịu uốn 7.3 Cấu kiện chịu nén tâm 7.4 Cấu kiện chịu nén uốn, kéo uốn 7.5 Chiều dài tính toán cấu kiện chịu nén nén uốn 7.6 Ổn định cục cấu kiện có mỏng 7.7 Kết cấu thép Tính toán liên kết 8.1 Liên kết hàn 8.2 Liên kết bu lông 8.3 Liên kết bu lông cường độ cao Tính toán kết cấu thép theo độ bền mỏi 10 Các yêu cầu kỹ thuật cấu tạo khác thiết kế cấu kiện kết cấu thép 10.1 Dầm 10.2 Cột 10.3 Giàn phẳng hệ không gian 10.4 Hệ giằng 10.5 Dầm cầu trục 10.6 Liên kết 10.7 Các yêu cầu bổ sung thiết kế dầm có lỗ 11 Các yêu cầu kỹ thuật cấu tạo khác thiết kế nhà công trình 11.1 Nhà công nghiệp 11.2 Nhà khung thấp tầng 11.3 Kết cấu thép tầm 11.4 Kết cầu tháp, trụ 11.5 Cột đường dây tải điện Phụ lục A (Quy định) Vật liệu dùng cho kết cấu thép cường độ tính toán Phụ lục B (Quy định) Vật liệu dùng cho liên kết kết cấu thép Phụ lục C (Quy định) Các hệ số để tính độ bền cấu kiện Phụ lục D (Quy định) Các hệ số để tính toán ổn định cấu kiện chịu nén tâm, nén lệch tâm nén uốn Phụ lục E (Quy định) Hệ số ϕb để tính ổn định dầm Phụ lục F (Quy định) Bảng tính toán mỏi Phụ lục G (Quy định) Các yêu cầu bổ sung tính toán giàn thép ống Phụ lục H (Tham khảo) Bảng chuyển đổi đơn vị kỹ thuật cũ sang hệ đơn vị SI -Nguồn: Trang TTĐT Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Kiểm Định Xây Dựng Quốc Tế (ICCI) (icci.vn/tcvn-5575-2012-ket-cau-thep-tieu-chuan-thiet-ke) [...]... bằng thép ống hoặc tổ hợp từ hai thép góc; 180 - 60α b) Của hệ thanh không gian rỗng bằng thép góc đơn, hệ thanh không gian rỗng (chiều 120 cao H > 50 m) nhưng bằng thép ống hay tổ hợp từ hai thép góc 2 Các thanh (trừ những thanh đã nêu ở mục 1 và 7): 210 - 60α a) Của giàn phẳng bằng thép góc đơn; hệ mái lưới thanh không gian và hệ thanh không gian rỗng bằng thép góc đơn, tổ hợp từ hai thép góc hoặc thép. .. rỗng) có tiết diện thay đổi có thể tham khảo Phụ lục D.3 7.5.3 Kết cấu không gian rỗng 7.5.3.1 Khi xác định độ mảnh của các thanh thép góc đơn chịu nén hoặc không chịu lực trong kết cấu không gian rỗng, chiều dài tính toán lo và bán kính quán tính I của các thanh lấy theo Bảng 21 Bảng 20 - Hệ số chiều dài tính toán µ của cột bậc Điều kiện liên kết ở đầu trên của cột Hệ số µ đối với Đoạn cột dưới khi Đoạn... phủ bản mã: - Kết cấu theo Hình 9 a; - Kết cấu theo Hình 9 e, khi: 1< n ≤ 3 n>3 3 Mắt giao nhau của các thanh xiên được liên kết tránh chuyển vị ra ngoài mặt phẳng giàn CHÚ THÍCH: Ld là chiều dài thanh xiên theo Hình 9 a, e; n = (Ιm,minld)/(Ιd,minlm); Ιm,min và Ιd,min là mômen quán tính nhỏ nhất của thanh cánh và thanh xiên Bảng 23 - Hệ số chiều dài tính toán của thanh xiên µ d Liên kết của thanh xiên... đối với cấu kiện chịu nén; 80 i, đối với cấu kiện chịu kéo trong đó i là bán kính quán tính của thép góc, thép chữ [đối với trục song song với mặt phẳng của bản đệm; khi tiết diện thanh dạng chữ thập (ghép từ hai thép góc) là bán kính quán tính nhỏ nhất của thép góc Trong phạm vi chiều dài thanh nén, cần đặt ít nhất hai bản đệm 7.3.2.5 Bản giằng, thanh giằng của cấu kiện tổ hợp được tính theo lực cắt... cánh chịu nén không được liên kết chặt trong mặt phẳng ngang 7.2.2.2 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 có tiết diện chữ Ι đối xứng và những dầm có cánh chịu nén mở rộng nhưng chiều rộng cánh chịu kéo không nhỏ hơn... hợp liên kết bằng thanh giằng, độ mảnh riêng của các nhánh nằm giữa các mắt không được lớn hơn 80 và không vượt quá độ mảnh tương đương λo của cả thanh 7.3.2.4 Cấu kiện tổ hợp từ các thép góc, thép chữ [(như thanh dàn, v.v…) được ghép sát nhau hoặc qua các bản đệm được tính toán như thanh bụng đặc khi khoảng tự do của nhánh lf giữa các bản đệm (lấy như 7.3.2.3) không vượt quá: 40 i, đối với cấu kiện... cho kết cấu thép phải phù hợp với các yêu cầu của TCVN 1916:1995 Cấp độ bền của bulông chịu lực phải từ 4.6 trở lên Bulông cường độ cao phải tuân theo các qui định riêng tương ứng Cường độ tính toán của liên kết một bulông được xác định theo các công thức ở Bảng 9 Trị số cường độ tính toán chịu cắt và kéo của bulông theo cấp độ bền của bulông cho trong Bảng 10 Cường độ tính toán chịu ép mặt của thép. .. một lực bằng 0,8 Vf 7.3.2.6 Bản giằng và liên kết của nó với nhánh cột (Hình 5) được tính theo các nội lực sau: Lực cắt trong bản: Tb = Vs l / b (34) Mômen uốn trong bản: Mb = Vs l / 2 (35) trong đó Vs là lực cắt qui ước tác dụng trong bản của một nhánh a) Cột liên kết hàn b) Cột liên kết bulông a) Cột liên kết hàn Hình 4 - Sơ đồ thanh giằng xiên b) Cột liên kết bulông Hình 5 - Cột tổ hợp bằng bản giằng... Bảng B.5, Phụ lục B 6.2.6 Cường độ tính toán chịu kéo của sợi thép cường độ cao được xác định theo công thức fth = 0,63 x fu 7 Tính toán các cấu kiện 7.1 Cấu kiện chịu kéo đúng tâm 7.1.1 Cấu kiện chịu kéo đúng tâm tính toán về bền theo công thức σ= N ≤ fγ c An (1) trong đó: N là lực kéo đúng tâm tính toán; An là diện tích tiết diện thực của cấu kiện 7.2.1 Diện tích tiết diện thực bằng diện tích tiết... xiên lấy theo Bảng 23; Trong hình 9, a, e, các thanh xiên phải liên kết với nhau tại giao điểm của chúng Giá trị lo đối với thanh ngang theo Hình 9c ứng với thép góc đơn đều cạnh a, b, c - các mắt ở hai mặt tiếp giáp trùng nhau; d, e - các mắt ở hai mặt tiếp giáp không trùng nhau Hình 9 - Sơ đồ kết cấu không gian rỗng, các thanh từ thép góc đơn Bảng 22 - Chiều dài qui ước ldc của thanh xiên Đặc điểm