Tính toán cấu kiện thép chịu nén lệch tâm theo tiêu chuẩn Mỹ AISC so sánh với TCXDVN 338 200

Header Page of 126 B GIO DC V O TO I HC NNG THN TRNG PHC TNH TON CU KIN THẫP CHU NẫN LCH TM THEO TIấU CHUN M AISC, SO SNH VI TCXDVN 338:2005 Chuyờn ngnh: Xõy dng cụng trỡnh dõn dng v cụng nghip Mó s : 60.58.20 TểM TT LUN VN THC S K THUT Nng - Nm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Cụng trỡnh c hon thnh ti I HC NNG Ngi hng dn khoa hc: PGS TS Nguyn Quang Viờn Phn bin 1: GS TS Phm Vn Hi Phn bin 2: TS Nguyn Quang Hng Lun ó c bo v ti Hi ng chm Lun Thc s K thut hp ti i hc Nng vo ngy 28 thỏng nm 2013 Cú th tỡm hiu lun ti: - Trung tõm Thụng tin - Hc liu, i hc Nng - Trung tõm Hc liu, i hc Nng Footer Page of 126 Header Page of 126 M U Tớnh cp thit ca ti Trong cụng cuc ci cỏch xõy dng, cụng nghip húa v hin i húa t nc, kt cu thộp úng vai trũ ht sc quan trng Vic ỏp dng cỏc bin phỏp khoa hc k thut tiờn tin nhm hi nhp, hon thin dn phng phỏp tớnh toỏn, hp lý tit din cu kin kt cu l bc im tin ti t c hiu qu kinh t xõy dng cụng trỡnh Ct l cu kin chu lc ch o ca khung; ct nhn ti trng t cỏc sn, cỏc x ngangri truyn xung múng Ct khung, ch yu l chu nộn lch tõm theo c hai phng chớnh; mi phng mụmen cú th khỏc nhau, vi chiu di tớnh toỏn cng khỏc õy l phc tp, cú nhng cỏch tớnh toỏn khỏc c quy nh cỏc quy phm, tiờu chun thit k c im chu lc, ng x ca ct khung l cụng vic phc v b nh hng bi cụng nng cụng trỡnh, tớnh kh thi, ngun cung ng vt t, tớnh thm m, tớnh kinh t Mc tiờu nghiờn cu Trong xu th hin kt cu thộp c a vo xõy dng nh cao tng Vỡ th ct khung nh cao tng khụng ch lm vic theo cỏc phng chớnh m cú kh nng lm vic theo lch tõm xiờn Mc khỏc cỏc giỏo trỡnh, ti liu hin cha c cp nhiu v ct chu nộn lch tõm xiờn i tng v phm vi nghiờn cu ti ny trung nghiờn cu TNH TON CU KIN THẫP CHU NẫN LCH TM THEO TIấU CHUN M AISC SO SNH VI TCXDVN 338 :2005 Phng phỏp nghiờn cu Bng phng phỏp tỡm hiu lý thuyt tớnh toỏn v thc hnh tớnh Footer Page of 126 Header Page of 126 toỏn vi cỏc vớ d c th, t cỏc s liu ú phõn tớch, ỏnh giỏ v so sỏnh a nhn nh v s cn thit ỏp dng nhng trng hp no thỡ hp lý v ỏp dng nh th no m bo chu lc, m quan cụng trỡnh; t hiu qu kinh t v thi cụng thun li Lun ny gii thiu mt cỏch nhỡn tng quan, nhm giỳp ngi thit k nhỡn nhn chi tit hn v c im chu lc, ng x ca cu kin chu nộn lch tõm B cc ti Ngoi phn m u, kt lun Lun gm chng: Chng 1: C S THIT K KT CU THẫP Chng 2: TNH TON CU KIN CHU NẫN Chng 3: MT S V D TNH TON CHNG C S THIT K KT CU THẫP 1.1 NGUYấN TC CHUNG DNG TRONG THIT K 1.1.1 Cỏc nguyờn tc thit k c bn theo Tiờu chun M AISC a Gii thiu chung v quy phm M AISC 360-2005 b Cỏc nguyờn tc thit k c bn theo Tiờu chun M AISC Quy phm AISC-2005 bao gm hai phng phỏp thit k: Thit k theo h s ti trng v h s sc khỏng (LRFD) v Thit k theo bn cho phộp (ASD) c hai phng phỏp ny thc cht l thit k theo trng thỏi gii hn (1) Phng phỏp thit k theo h s ti trng v h s sc khỏng (LRFD) - H s ti trng l h s k n s sai lch ca ti trng thc t so vi ti trng danh ngha, k n s khụng chc chn v cỏch phõn tớch kt cu cng nh xột n xỏc sut cú th xy ng thi nhiu ti Footer Page of 126 Header Page of 126 trng cựng t giỏ tr cc i Sc khỏng l kh nng ca kt cu chng li cỏc nh hng ca ti trng fRn Ru (1.1) - H s sc khỏng f H s ny xột n s bin ng ca sc khỏng R cú quan h n s bin ng ca nh hng ca ti trng Q s = VR2 + VQ2 (1.2) (2) Phng phỏp thit k theo bn cho phộp (sau õy gi tt l ASD) Ra Ê Rn W (1.6) - H s an ton W W= + ,4 = 1,65 - ,4 (1.8) 1.1.2 Cỏc nguyờn tc thit k c bn theo TCXDVN 338:2005 a Gii thiu chung v TCXDVN 338: 2005 b Cỏc nguyờn tc c bn thit k theo TCXDVN 338:2005 * Trng thỏi gii hn theo TCXDVN 338:2005 Trng thỏi gii hn l trng thỏi m vt quỏ thỡ kt cu khụng cũn tho cỏc yờu cu s dng hoc dng lp Cỏc trng thỏi gii hn gm: Trng thỏi gii hn v kh nng chu lc v Trng thỏi gii hn v s dng * H s tin cy theo TCXDVN 338:2005 Khi tớnh toỏn kt cu s dng cỏc h s tin cy nh sau: - H s tin cy v cng vt liu gM , H s tin cy v ti trng gQ, H s iu kin lm vic ca kt cu (KLV) gC Footer Page of 126 Header Page of 126 1.1.3 Nhn xột chung v cỏc phng phỏp thit k ca Tiờu chun a V phng phỏp thit k TCXDVN 338:2005 quy nh thit k kt cu thộp theo trng thỏi gii hn, v chia cỏc trng thỏi gii hn thnh hai nhúm: nhúm trng thỏi gii hn th nht v nhúm trng thỏi gii hn th hai im rt c bit ca Quy nh AISC so vi tiờu chun thit k Vit Nam l ó phõn chia cỏc loi cu kin cú tit din do, c chc, khụng c chc v tit din mnh b V h s an ton Tiờu chun TCXDVN 338:2005 s dng h s tin cy v ti trng v h s an ton v vt liu Cũn Tiờu chun M AISC/ASD s dng mt h s an ton chung nht FS (factor of safety ) ng sut cho phộp ly bng ng sut gii hn (nh gii hn chy Fy hoc ng sut gii hn Fcr ) 1.2 TI TRNG S DNG TRONG THIT K 1.2.1 Ti trng thit k theo Tiờu chun M AISC - Mt s t hp thụng dng (1)1.4D; (2) 1,2D + 1.6L + 0,5(Lr hoc S);(3) 1,2D + l,6(Lr hoc S) + (L hoc 0,8W);(4)1,2D + 1,6W + L + 0,5(Lr hoc S);(5) 1,2D + E + L + 0,2S;(6) 0,9D + 1,6W;(7) 0,9D + E Trong ú: D - ti trng tnh;L - hot ti s dng; Lr - hot ti trờn mỏi; W - ti trng giú; E - ti trng ng t L, Lr ,W, E l cỏc ti trng danh ngha, giỏ tr ca chỳng c cho ASCE hoc cỏc tiờu chun xõy dng a phng 1.2.2 Ti trng thit k theo TCXDVN 338:2005 Cỏc t hp ti trng tớnh toỏn c biu din bng cụng thc sau: CBI : ngG + npiPi v CBII : ngG + 0,9 SnpiPi Footer Page of 126 (1.11) Header Page of 126 Trong ú: G - tnh ti;ng - h s vt ti;Pi - Hot ti th i vi npi - h s vt ti tng ng vi hot ti Pi 1.2.3 Nhn xột v vic s dng ti trng theo AISC/ASD so vi TCVN 338:2005 Ti trng giú nh ó nờu trờn cú cỏch tớnh khỏc nhiu so vi TCVN cỏc h s khớ ng, h s a hỡnh, h s cao, h s tm quan trng ca cụng trỡnh, c bit l khụng cú cỏch tớnh v ng lc 1.3 VT LIU THẫP S DNG THEO CC TIấU CHUN THIT K 1.3.1 Vt liu thộp theo Tiờu chun M AISC Quy phm lit kờ gn 20 loi thộp ca tiờu chun ASTM (American Sociaty for Testing and Materials) c s dng kt cu nh Cú th phõn cỏc loi thộp ny vo nhúm sau : Thộp cacbon; thộp hp kim thp cng cao; thộp hp kim v hp kim thp c nhit luyn; thộp dựng cho cu 1.3.2 Vt liu thộp theo TCXDVN 338:2005 Cn c theo cụng dng, thộp c chia lm nhúm: Nhúm A, B,C Dựng cng tiờu chun = fy, Cng tớnh toỏn f = fy / gM 1.3.3 Nhn xột chung v s dng vt liu cỏc tiờu chun Cng tớnh toỏn ca vt liu thộp theo TCXDVN 338:2005 c xỏc nh bng chớnh gii hn chy ca thộp chia cho h s an ton vt liu Mt khỏc tiờu chun Vit Nam cho phộp dựng cỏc loi thộp ca nc ngoi v c phộp s dng cng tớnh toỏn f=fy/gM Thộp kt cu theo AISC chp nhn s dng a dng gm 16 loi Hu ht cỏc tiờu chun v vt liu thộp kt cu cỏc nc u cú thộp cỏn núng ch I cỏnh rng, tit din ch H l cỏc loi rt ph bin trờn th trng, TCXDVN thỡ khụng cú Footer Page of 126 Header Page of 126 CHNG TNH TON CU KIN CHU NẫN 2.1 TNH TON CU KIN CHU NẫN LCH TM V NẫN UN THEO TIấU CHUN M AISC 2.1.1 Nhng quan nim tớnh toỏn c bn nht a Tớnh toỏn bn yờu cu ca kt cu b Cỏch n gin phõn tớch bc c Cỏch phõn tớch bc 2.1.2 mnh v chiu di tớnh toỏn a Xỏc nh cỏc gii hn mnh l p v lr Tit din c phõn lm cỏc lp: c chc, khụng c chc v mnh Bng cho cỏc giỏ tr lp, lr ca hai loi tit din ph bin nht l ch I v hp ca dm v ct b H s chiu di tớnh toỏn K ca cu kin chu nộn Bng 2.2 - H s chiu di tớnh toỏn K;Bng II.3-H s iu chnh k1 2.1.3 Kh nng chu nộn vi cong un dc ca ct chu nộn a Lc ti hn Euler Cu kin s mt n nh un dc lc nộn t giỏ tr lc gii hn, xỏc nh theo cụng thc Euler quen thuc: p EI Ne = ( KL ) b Cụng thc ca SSRC c ng sut ti hn on un dc d.Cụng thc tớnh toỏn ca AISC bn danh ngha ca cu kin chu nộn Pn tớnh bng Footer Page of 126 (2.11) Header Page of 126 Pn = Fcr Ag (2.20) Vi Fcr l ng sut un dc T bn danh ngha Pn tớnh bn thit k (theo phng phỏp LRFD) fc Pn vi fc = 0,9 v bn cho phộp (phng phỏp ASD) Pn vi W c = 1,67 Wc ng sut on un dc Fcr tớnh nh sau: KL E Ê ,71 tc l Fe ,44 F y mt n nh ngoi - Khi r Fy Fy ộ gii hn n hi thỡ: Fcr = ờ0 ,658 Fe ờở - Khi KL E > ,71 r Fy gii hn n hi thỡ : ự ỳ Fy ỳỷ (2.21) tc l Fe < ,44 Fy mt n nh Fcr = 0,877Fe (2.22) 2.1.4 Kh nng chu nộn vi cong on bờn ca ct chu nộn a Cỏc gii hn ca mnh cỏnh v bng cu kin Gii hn ca mnh cỏnh v bng cu kin nộn tit din ch I c quy nh nh sau : (Hỡnh 2) Hỡnh 2.2 Tit din ch I ca thộp cỏn v thộp t hp - Cỏnh l phn t mnh t l b/t (b l b rng phn ca cỏnh, cú th lp phn ỳng bng na b rng cỏnh bf/2) vt quỏ Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 cỏc gii hn b > ,55 E / Fy i vi thộp cỏn núng t b > ,64 k c E / F y i vi cu kin t hp t Trong ú kc = v tớnh toỏn ly khụng ln hn 0,76 h / tw v khụng nh hn 0,35 - Bng l mnh h > 1,49 E / F y tw Vi cỏc tit din khỏc, cú th tra bng II.4 Khi cu kin phn t mnh, ng sut ln nht khụng th t Fy m ch t giỏ tr nh hn l QFy, (Q l h s gim kh nng chu lc ca cu kin cú phn t mnh) - Khi E KL Ê ,71 hay Fe ,44QF y QF y r QFy ộ Fcr = Q ờ0 ,658 Fe ởờ - Khi KL E > ,71 r QF y ự ỳ ỳ Fy ỳ ỷỳ (2.24) hay Fe < ,44QFy Fcr = 0,877Fe (2.25) b H s Q H s gim Q c vit thnh tớch ca hai h s gim Qs v Qa Q = Qs Qa (2.26) Qs - h s gim cỏnh mnh; Qa - h s gim bng mnh Phn t no khụng mnh thỡ h s gim ca nú bng a) Trng hp cỏnh l mnh (b/t > ,56 E / F y ) Footer Page 10 of 126 10 Header Page 12 of 126 Qa = Aeff (2.32) A Aeff : din tớch hin hu; A : tng din tớch cu kin Din tớch hin hu c tớnh theo b rng hu hiu hc (phn khụng b on) ca phn bng, hc c tớnh theo cụng thc sau: Khi b E 1,49 t f H c = 1,92t w Eộ ,34 Eự ờ1 ỳÊh f ờở (h / t w ) f ỳỷ (2.33) f : ng sut nộn ln nht cú th cú c ly bng Fcr Fcr : c tớnh toỏn Q = c Cu kin tit din ch I, H chu nộn un a) Cu kin i xng mt phng hoc hai phng chu nộn, nộn un: S tng tỏc gia un v nộn cu kin i xng hai phng v cu kin i xng mt phng vi 0,1 Ê I yc Ê 0,9 , õy Iyc l Iy mụmen quỏn tớnh ca phn cỏnh chu nộn (1) Pr 0, : Pc (2) Pr < 0, : Pc Pr ổ M rx M ry + ỗ + ữ Ê1 Pc ỗố M cx M cy ữứ Pr ổ M rx M ry +ỗ + ữ Ê1 Pc ỗố M cx M cy ữứ b) Xỏc nh mụmen Mn i vi cu kin tit din I, H c chc i xng hai phng chu un theo phng trc chớnh Vic xỏc nh Mn ph thuc vo chiu di Lb , Lp v Lr vi Lb l khong cỏch gia cỏc liờn kt ca cu kin ngn cn hoc l chuyn v ngang hoc l s xon tit din - L p = 1, 76ry Footer Page 12 of 126 E ; Fy (2.37) 11 Header Page 13 of 126 - L = 1,95r r ts E 0, Fy Trong ú: rts2 = ổ 0, Fy S x h0 Jc + + 6, 76 ỗ ữ S x h0 Jc ứ ố E I y Cw Sx (2.38) ; i vi tit din ch I: c = - Khi Lb Ê Lp: M n = M p = Fy Z x (2.39) - Zx : Mụmen ca tit din - Khi Lp < Lb Ê Lr: ộ L - Lp ự M n = Cb M p - ( M p - 0, Fy S x ) b ỳ Ê Mp Lr - Lp ỳỷ ờở (2.40) - Khi Lb > Lr: M n = Fcr S x Ê M p (2.41) c) Xỏc nh mụmen Mn i vi cu kin tit din I bn bng c chc v bn cỏnh khụng c chc hoc mnh i xng hai phng chu un theo phng trc chớnh Trỡnh t xỏc nh nh mc (b) i vi n nh cc b phn cỏnh chu nộn: - Vi tit din cú bn cỏnh khụng c chc: ộ l - l pf M n = M p - ( M p - 0, Fy S x ) lrf - l pf ờở ự ỳ ỳỷ - Vi tit din cú bn cỏnh mnh: 0,9 Ekc S x Mn = l2 Trong ú: l = bf 2t f (2.43) (2.44) ; l pf = l p : mnh gii hn ca bn cỏnh c chc lrf = lr : mnh gii hn ca bn cỏnh khụng c chc Footer Page 13 of 126 12 Header Page 14 of 126 d) Tit din I khỏc vi bn bng c chc hoc khụng c chc chu un theo phng trc chớnh Mụmen un ca cỏnh nộn: M n = R pc M yc = R pc Fy S xc (2.45) S on bờn kốm xon: - Khi Lb Ê Lp: Trng thỏi gii hn ca on bờn kốm xon khụng ỏp dng - Khi Lp < Lb Ê Lr: ộ L - Lp ự M n = Cb R pc M yc - ( R pc M yc - FL S xc ) b ỳ Ê R pc M yc Lr - Lp ỳỷ ờở (2.46) - Khi Lb > Lr: M n = Fcr S xc Ê R pc M yc (2.47) 2.2 TNH TON CU KIN CHU NẫN LCH TM V NẫN UN THEO TCXDVN 338:2005 2.2.1 Nhng quan nim tớnh toỏn c bn nht 2.2.2 mnh v chiu di tớnh toỏn Bng 2.5 mnh gii hn ca cỏc chu nộn 2.2.3 Tớnh toỏn ct chu nộn lch tõm, nộn un (1) Chn tit din v chiu cao h ca tit din h ( / 10 / 15 )lc (2) Din tớch tit din ch I tớnh theo cụng thc A yc = N fg c ex ự ộ ờ1,25 + ( ,2 ,8 ) h ỳ ỷ (2.49) a Tớnh toỏn n nh tng th mt phng un (i vi trc x-x) sx = Footer Page 14 of 126 N Ê fg c j e A (2.51) 13 Header Page 15 of 126 Hỡnh 2.3 Tit din ct c chu nộn lch tõm mt phng bn bng Vi j e : h s un dc lch tõm (Tra bng) b Tớnh toỏn n nh tng th mt phng vuụng gúc vi mt phng un (i vi trc y y) N Ê fg c cj y A (2.56) j y h s un dc i vi trc y y ca tit din ct tớnh toỏn ct mt phng vuụng gúc vi mt phng un H s c k n nh hng ca mụmen un (Mx) v hỡnh dng tit din i vi n nh ca ct theo phng vuụng gúc mt phng un xỏc nh nh sau: - Khi lch tõm tng i mx Ê 5: c= b + a mx (2.57) Trong ú cỏc h s a mx, b c ly theo bng (2.7) - Khi mx 10: c= 1 + mxj y / jb (2.58) Trong ú: jb h s ly theo ph lc E TCXDVN 338:2005 - Khi < mx < 10: c = c5 (2 0,2 mx) + c10 (0,2 mx 1) Trong ú: c5 tớnh theo cụng thc (2.57) mx= 5; c10 tớnh theo cụng thc (2.58) mx= 10 Footer Page 15 of 126 (2.59) 14 Header Page 16 of 126 c Tớnh toỏn bn ca ct c nộn lch tõm xiờn (1) iu kin bn ca ct l: M N Mx y y x Ê f gc An I nx I ny (2.61) (2) Tớnh toỏn bn ca ct cho phộp k n s phỏt trin ca bin dng : ổ N s = ỗỗ ố Ax fg c n My Mx ữ + + Ê1 ữ c Wnx fg c c yWny fg c ứ (3) Trng hp ct chu N v My nm mt phng vuụng gúc vi trc y cú cng chng un nh ( Ix > Iy ), N jx A (2.63) Ê fg c (4) Trng hp ct c chu nộn un hai mt phng chớnh (N, Mx, My) (lch tõm xiờn), mt phng i xng l mt phng cú cng ln nht (Ix > Iy), thỡ ct c kim tra n nh theo cụng thc: N Ê fg c (2.64) j e.xy A Trong ú : ( j exy = j ey ,6 c + ,44 c ) (2.65) Hỡnh 2.4 Tit din ct c nộn lch tõm xiờn d Tớnh toỏn n nh cc b ca ct c nộn lch tõm, nộn un (1) iu kin n nh cc b ca bn cỏnh : bo / t f Ê bo / t f vi [bo/ tf] (xem bng 2.9) [ ] (2.66) (2) n nh cc b ca bn bng ct: [hw/tw] Xem bng 2.10 Footer Page 16 of 126 15 Header Page 17 of 126 CHNG MT S V D TNH TON 3.1 TNH TON CU KIN CHU NẫN LCH TM THEO MT PHNG CHNH V D 3.1 Ct thộp di 7,5 m, tit din khụng i chu nộn lch tõm theo phng trc chớnh (quanh trc x ca tit din) Chiu di tớnh toỏn ca ct ó c xỏc nh l: lx = 1500 cm, ly = 525 cm (Chõn ct liờn kt ngm theo c hai phng x v y, nh ct liờn kt khp theo phng y v t theo phng x) Khi N = 100.000 daN, Mx = 37.000 daNm khụng thay i trờn sut chiu di ct Vt liu lm ct l thộp CT34s, fy = 22 kN/cm2 H s iu kin lm vic ca ct gc = Hóy thit k v kim tra tit din ct Hỡnh 3.1 Tit din ct chu nộn lch tõm Thụng s tớnh toỏn chung Ti trng, chiu di ct Vớ d 3.1 N (kN) Mx (kNm) My (kNm) L (cm) 1000 370 750 E =210000 (N/mm2) ; gc =1,0 ; mx =2,0 ; my =0,7 Tiờu chun Cng tớnh toỏn (N/mm2) TCVN f = Footer Page 17 of 126 fy gM = 210 TC M f = f y = 220 16 Header Page 18 of 126 (KT QU TNH TON) Tiờu chun S Dng Lch tõm xiờn TCXDVN338:2005 ổ N ỗ ỗ j exy A ố ổ N ỗ Lch tõm theo phng x ỗố cj y A H s ng sut Tiờu chun M AISC fg c ữ Ê ữ ứ Pr ổỗ M rx M ry ửữ + + Ê1 Pc ỗố M cx M cy ữứ fg c ữ Ê ữ ứ Pr ổỗ M rx M ry + + Pc ỗố M cx M cy 0,96 < ữÊ1 ữ ứ 0,947 < 3.1.3 Nhn xột - i vi tit din nh vớ d 3.1 cho kt qu tớnh toỏn tit din tớnh theo TCXDVN 338:2005 v tiờu chun M AISC/LRFD u t yờu cu thit k Vi TCXDVN 338:2005 vic kim tra n nh ngoi mt phng un cho kt qu an ton hn tớnh toỏn n nh mt phng un, vi tiờu chun M AISC/LRFD kt qu tớnh toỏn i vi n nh xon v on bờn cho kt qu bt li nht, nh vy s mt n nh chớnh l on xon bờn ch khụng phi un mt phng - Giỏ tr N, M theo TCVN l t ti trng tớnh toỏn cũn theo tiờu chun M l t ti trng lm vic nờn rt khú ỏnh giỏ, so sỏnh cn k - Cng s dng tớnh toỏn tiờu chun M l f y , Vit Nam l fy gM , Tuy nhiờn cỏc kt qu trờn ch mang tớnh cht tham kho tớnh toỏn vi cu kin riờng l, nu tớnh h kt cu thỡ kt qu s khỏc nhiu vỡ cỏc yu t cha xột n Footer Page 18 of 126 17 Header Page 19 of 126 3.2 TNH TON CU KIN CHU NẫN LCH TM THEO HAI PHNG (LCH TM XIấN) V D 3.2 Kim tra kh nng chu lc ca ct c tit din khụng i chu nộn lch tõm Ct c cú tit din i xng chu nộn un ni lc tớnh toỏn N = 1780kN, Mx = 339 kNm v My = 108 kNm, mụmen xem nh khụng i sut chiu di ct Chiu di ct 426,72 cm, liờn kt khp theo c hai phng x v y Vt liu lm ct l thộp ASTM A992, tit din W14x99 Fy = 345 N/mm2 ; E = 199955 N/mm2 T bng tra tit din W14x99 cú cỏc c trng sau (theo bng tra ca AISC): A = 187,74 cm2 ; d = 36,07 cm ; bf = 37,08 cm ; tf = 1,98 cm ; tw = 1,23 cm; Ix = 46202 cm4 ; Iy = 16733 cm4 ; Sx = 2573 cm3 ; Sy = 905 cm3 ; Zx = 2835 cm3 ; Zy = 1370 cm3 ; rx = 15,67 cm ; ry = 9,42 cm ; Cw = 4833646 cm6 ; J = 224 cm4 ; Hỡnh 3.2 Tit din ct chu nộn lch tõm Thụng s tớnh toỏn chung Ti trng, chiu di ct N (kN) Mx (kNm) My (kNm) L (cm) Vớ d 3.2 1780 339 108 426,72 E =199955 (N/mm2) ; gc =1,0 ; mx =1,0 ; my =1,0 Tiờu chun Cng tớnh toỏn (N/mm2) Footer Page 19 of 126 TCVN f = fy g M = 313,6 TC M f = f y = 345 18 Header Page 20 of 126 (KT QU TNH TON) Tiờu chun S Dng Lch tõm xiờn TCXDVN338:2005 ổ N ỗ ỗ j exy A ố ổ N ỗ Lch tõm theo phng x ỗố cj y A H s ng sut Tiờu chun M AISC fg c ữ Ê ữ ứ Pr ổỗ M rx M ry ửữ + + Ê1 Pc ỗố M cx M cy ữứ fg c ữ Ê ữ ứ Pr ổỗ M rx M ry + + Pc ỗố M cx M cy 0,900 < ữÊ1 ữ ứ 0,949 < 3.2.3 Nhn xột - i vi tit din nh vớ d 3.2 cho kt qu tớnh toỏn tit din tớnh theo tiờu chun TCXDVN 338:2005 v M AISC/LRFD u t yờu cu thit k Vi hai tiờu chun trờn kt qu tớnh toỏn i vi n nh un ngang cho kt qu bt li nht, nh vy s mt n nh chớnh l un mt phng ch khụng phi xon v on bờn - Cng s dng tớnh toỏn tiờu chun M l f y , Vit Nam l fy gM Tuy nhiờn cỏc kt qu trờn ch mang tớnh cht tham kho tớnh toỏn vi cu kin riờng l, nu tớnh h kt cu thỡ kt qu s khỏc nhiu vỡ cỏc yu t cha xột n (vớ d h s vt ti gQ, h s t hp c) - Gia tiờu chun Vit Nam tớnh toỏn cu kin s dng mụun n hi v tiờu chun ca M s dng mụun nờn cú s chờnh lch ln v kt qu kim tra, chng t v quy trỡnh thit k ct thộp theo cỏc tiờu chun M an ton hn theo tiờu chun Vit Nam Tuy nhiờn nu xem xột tng th c ti trng v t hp ti trng thỡ iu ú cha chc ỳng Footer Page 20 of 126 19 Header Page 21 of 126 NHN XẫT V KT LUN I Nhn xột V phng phỏp thit k Cỏc tiờu chun TCXDVN 338:2005, M AISC/ASD, AISC/LRFD, u s dng trng thỏi ti hn vi cỏc h s tin cy v ti trng v h s an ton v vt liu õy cng l phng phỏp c s dng rng rói cỏc tiờu chun thit k kt cu thộp ca cỏc nc tiờn tin hin AISC/LRFD cng nh tiờu chun TCXDVN 338:2005 u l nhng tiờu chun cú kốm theo mt h thng tiờu chun ng b, tng ng Chớnh vỡ vy, ngi thit k dựng cỏc tiờu chun ny thit k kt cu thỡ bt buc phi tin hnh vic xỏc nh ti trng tớnh toỏn, t hp ti trng, s dng vt liu, phng phỏp tớnh theo h thng tiờu chun tng ng ú V ti trng thit k Tiờu chun TCXDVN 338:2005 xỏc nh ti trng giú cha xột chi tit cỏc trng hp lc giú ma sỏt hai mt bờn cụng trỡnh v lc giú thm lt vo cụng trỡnh qua cỏc khe h Tiờu chun M thỡ cú xột n cỏc trng hp ny Vic tớnh toỏn cụng trỡnh b tỏc ng bi ti trng giú thỡ tiờu chun TCXDVN phc rt nhiu, i vi ỏp lc ng ca giú ca TCXDVN 338:2005 thỡ cụng trỡnh cú chiu cao 40 m phi tớnh thờm thnh phn ng ca ỏp lc bng mt lot cỏc phộp tớnh phc tp; Theo tiờu chun M (ASCE 7) vi cụng trỡnh cú chiu cao H 18,3 m s dng ỏp lc giú qh tớnh toỏn i vi cụng trỡnh H > 18,3 m s dng ỏp lc giú q v qi tớnh toỏn Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 20 Vic cht hot ti lờn sn ca tiờu chun cng cú nhng khỏc nhau, tiờu chun M cú vic cht hot ti phõn b u (3 x 3)m2; cũn Vit Nam khụng cú V vt liu thit k Cng tớnh toỏn ca vt liu thộp theo TCXDVN 338:2005 xỏc nh bng gii hn chy ca thộp chia cho h s an ton vt liu Tiờu chun Vit Nam cho phộp i vi cỏc loi thộp khụng nờu tờn tiờu chun Vit Nam v cỏc loi thộp ca nc ngoi c phộp s dng cng tớnh toỏn Ư = Ưy / gM ( vi g = 1,1) Thộp kt cu theo AISC chp nhn s dng rt a dng gm 16 loi Hu ht cỏc tiờu chun v vt liu thộp kt cu M v cỏc nc u cú thộp cỏn núng ch I cỏnh rng, l cỏc loi rt ph bin trờn th trng, TCVN thỡ khụng cú cỏc loi I cỏnh rng (tit din ch H) Cng cn lu ý rng thộp hỡnh cỏn núng ca cỏc nc cụng ngh cỏn khỏc nhau, cỏc gúc chuyn tip khỏc nờn chỳng cú nhng c trng hỡnh hc rt khỏc nhau, mc dự cú cựng kớch c Vỡ vy vic thay th thộp hỡnh ca nc ny bng thộp hỡnh cựng kớch c ca nc khỏc núi chung l khụng c Thc t cho thy, thộp cú quỏ nhiu chng loi, vic nm vng cỏc tớnh nng ca thộp theo ngun gc l rt quan trng, giỳp ngi k s quyt nh cht lng thit k xõy dng V tớnh toỏn cu kin chu nộn a Phõn lp tit din Tiờu chun Vit Nam ch chp nhn tit din thuc loi tit din do/tit din c chc AISC/ASD phõn cp tit din thnh 03 lp (tit din c, tit din khụng c, tit din mnh) ng vi mi loi tit din AISC/ASD s tớnh c mt giỏ tr ng sut tớnh toỏn Fcr riờng Mi bt u tớnh toỏn kim tra mt cu kin , vic u tiờn thỡ phi xỏc nh lp ca tit din ỏp dng cụng thc tớnh toỏn tng ng Vic phõn lp tit din cho phộp ngi thit k s dng nhiu loi tit din thm Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 21 rt mnh mnh gii hn ca cu kin chu nộn thụng thng theo M l 180 ln hn ca Vit Nam ch l 120 õy l mt u th ca tiờu chun AISC/ASD (M) so vi TCXDVN 338:2005 b Tớnh toỏn cu kin nộn - Cụng thc c bn M AISC/LRFD tớnh toỏn cu kin chu nộn ó s dng i lng Z l mụun chng un do, v S l mụun chng un n hi Vỡ vy cỏc tit din thộp hỡnh cng ó lp sn cỏc giỏ tr mụun chng un ny Cũn vi tiờu chun TCXDVN 338:2005 ch s dng mụun chng un n hi Wn,min, cỏc thộp hỡnh ch cú giỏ tr W n hi tớnh toỏn theo c cho phộp tho mt s iu kin, thỡ TCXDVN 338:2005 cho giỏ tr s C nhõn vi W n hi v nhn c W (h s c1, cx, cy ly bng C.1- ph lc C ca TCXDVN 338:2005) - i vi tit din mnh (tớnh n nh cc b) thỡ cỏc tiờu chun M AISC/LRFD; u s dng din tớch hiu dng v tớnh gim ng sut kim tra; Vi TCXDVN 338:2005 thỡ ch mt s trng hp c gim din tớch tớnh toỏn, cỏc trng hp khỏc phi iu chnh gii hn mnh ca ụ bn theo quy nh - V tớnh toỏn cu kin tit din ch I chu nộn lch tõm xiờn - l loi cu kin ph bin cho ct nh cao tng Vic tớnh toỏn chỳng c a v tng t nh lch tõm chớnh mt phng cú mụmen un ln, ú h s un dc thay bng j e.xy , cú k n cng hỡnh dng tit din v mụmen c mt phng Mx v My - V n nh cc b, tớnh theo tiờu chun Vit Nam TCXDVN 338:2005 kht khe hn, luụn bo ton hỡnh dng cng ban u ca tit din nờn ch cn cỏnh hay bng mt n nh cc b l coi nh mt bn Tiờu chun M AISC/LRFD ch b qua phn bng on, phn cũn li s phõn phi li ng sut, hoc cho phộp tng chiu dy cỏnh gim ng sut cho bng m khụng cn tng b dy bng v khụng cn b trớ sn Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 22 gia cng Nu tớnh toỏn hp lý thỡ c khụng cn b trớ sn gia cng m b dy bng mng hn so vi tớnh theo tiờu chun Vit Nam c Kim tra on bờn kốm xon - Theo Tiờu chun M AISD/ASD vic kim tra on bờn kốm xon n gin hn ph thuc vo chiu di ging chng on bờn Lb; Lb l khong cỏch gia cỏc liờn kt ngn cn chuyn v ngang hoc l ngn cn s xon tit din; - i vi cỏc cụng trỡnh xõy dng ti Vit Nam, c thự cho phộp mnh cu kin v cỏc cụng trỡnh cú chiu di ln hn nhiu so vi chiu rng nờn on bờn kốm xon cha c th hin chi tit - Theo qui nh ca TCXDVN 338:2005, vic kim tra n nh tng th ca cu kin chu nộn c kim tra k sau ó tớnh toỏn v cng Mi bng biu cn cho vic kim tra u cú ph lc kốm theo nờn ngi thit k d thc hin V ng nhiờn, mi cu kin chu nộn m khụng c kim ch ngang ton b u phi kim tra v on ngang Mi loi tit din: i xng hai trc, i xng mt trc, khụng i xng u cú th kim tra tng i d dng II Kt lun - T cỏc kt lun rỳt trờn chỳng ta thy tiờu chun thit k kt cu thộp ca Vit Nam TCXDVN 338:2005 l tiờu chun tiờn tin c biờn dch t tiờu chun ca Liờn Xụ, l mt nc cú trỡnh khoa hc phỏt trin cao trờn th gii, v ó cú s iu chnh cho phự hp vi iu kin ca Vit Nam õy l mt tiờu chun y , t m, cú tớnh khoa hc cao Nhng rt coi trng cng ca tit din, ca cu kin; vic tớnh toỏn hon ton theo s ban u, nờn vic s dng cho thc t xõy dng l khỏ phc Trong iu Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 23 kin hin nay, nn kinh t ca nc ta hi nhp vi nn kinh t th gii thỡ vic nghiờn cu ỏp dng cỏc tiờu chun tớnh toỏn khỏc ca nhng nc tiờn tin khỏc vo Vit Nam l mt cụng vic cn thit Qua ú, rỳt nhng m tiờu chun ca ta hoc cũn thiu, hoc ó lc hu; trờn c s ú b sung cho tiờu chun Vit Nam hon chnh v d s dng hn - Khi thit k mt kt cu thộp c th, ch nờn dựng mt h thng tiờu chun quy phm ch khụng c ln ln c hai, s a n nhng kt qu phi lý Trỏnh tỡnh trng thit k dựng mt tiờu chun ny v thm nh dựng mt tiờu chun khỏc, cng nh khụng th dựng tiờu chun ca Vit Nam kim tra v thm nh cỏc cụng trỡnh ó c thit k theo cỏc tiờu chun v quy phm ca cỏc nc khỏc - Trong quỏ trỡnh hi nhp, Nh nc ta cho phộp cỏc k s la chn s dng tiờu chun ca cỏc nc M, Anh, Chõu u, c bờn cnh tiờu chun Vit Nam, vỡ vy cn sm ph bin o to ỏp dng thnh tho cỏc tiờu chun cỏc nc tiờn tin nh Anh, M, Chõu u thit k kt cu, nht l i vi nhng cụng ngh mi ó v ang ng dng vo nc ta Phi s dng cỏc s liu u vo cú liờn quan n iu kin c thự Vit Nam c quy nh cỏc Quy chun xõy dng bt buc ỏp dng thuc cỏc lnh vc sau: iu kin t nhiờn, khớ hu; iu kin a cht, thu vn; phõn vựng ng t, cp ng t Cỏc tiờu chun xõy dng nc ngoi c la chn ỏp dng vo cỏc hot ng xõy dng trờn lónh th Vit Nam phi l nhng tiờu chun xõy dng tiờn tin, hin hnh, c ch u t xem xột la chn v quyt nh ỏp dng trc lp h s thit k c s; III Phng hng phỏt trin Do iu kin hn ch v thi gian, trỡnh , ti liu nờn lun ny cha cp n : Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 - Cu kin rng, ghộp chu nộn lch tõm, - Vớ d vi cỏc loi tit din c khỏc: C, Z, ng hp, - Cha quan tõm n nh hng ca liờn kt khụng tuyt i u , ti trng ng Nhng nhng kt qu trờn l bc u, l nhng nguyờn tc chung c s tin hnh nhng phn tip theo Footer Page 26 of 126 ... thit k c bn theo Tiờu chun M AISC a Gii thiu chung v quy phm M AISC 360 -2005 b Cỏc nguyờn tc thit k c bn theo Tiờu chun M AISC Quy phm AISC- 2005 bao gm hai phng phỏp thit k: Thit k theo h s ti... din tớnh theo TCXDVN 338: 2005 v tiờu chun M AISC/ LRFD u t yờu cu thit k Vi TCXDVN 338: 2005 vic kim tra n nh ngoi mt phng un cho kt qu an ton hn tớnh toỏn n nh mt phng un, vi tiờu chun M AISC/ LRFD... 338: 2005 a Gii thiu chung v TCXDVN 338: 2005 b Cỏc nguyờn tc c bn thit k theo TCXDVN 338: 2005 * Trng thỏi gii hn theo TCXDVN 338: 2005 Trng thỏi gii hn l trng thỏi m vt quỏ thỡ kt cu khụng cũn tho cỏc