Tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu uốn và nén uốn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ AIS

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN VĂN QUANG TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN CHỊU UỐN VÀ NÉN UỐN THEO TIÊU CHUẨN HOA KỲ AISC Chuyên ngành: Xây dựng công trình dân dụng công nghiệp Mã số : 60.58.20 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2013 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Nguyễn Quang Viên Phản biện 1: GS TS Phạm Văn Hội Phản biện 2: TS Huỳnh Minh Sơn Luận văn bảo vệ Hội đồng chấm Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 27 tháng năm 2013 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong công cải cách xây dựng, công nghiệp hóa đại hóa đất nước, kết cấu thép đóng vai trò quan trọng lý kết cấu thép có khả chịu lực lớn, độ tin cậy cao, tính động, tính nhẹ tính kín Việc áp dụng biện pháp khoa học kỹ thuật tiên tiến nhằm hội nhập, hoàn thiện dần phương pháp tính toán, hợp lý tiết diện cấu kiện kết cấu bước khởi điểm để tiến tới đạt hiệu kinh tế xây dựng công trình Hệ không gian chịu lực công trình thép tổ hợp từ loại tiết diện khác nhau: thép hình I, thép ống, thép góc, loại tiết diện tổ hợp khác… Tiết diện thép góc đơn chủ yếu dùng cho giàn kèo nhẹ, giằng nhà hệ tháp thép Trong kết cấu này, thép góc đơn chủ yếu chịu nén dầm đỡ sàn nhà, sàn xe chịu uốn theo trục tùy theo cách liên kết So với loại tiết diện khác tiết diện thép góc có khác biệt bị chịu lực lệch tâm liên kết thường thực mặt cánh Khi chịu lực, thép góc đơn làm việc khác theo trục trục yếu, trục khỏe trục thông thường (trục hình học song song với cánh) Sự chịu lực phức tạp Tiêu chuẩn thiết kế kể đến với quy định khác Luận văn giới thiệu cách nhìn tổng quan ứng xử cấu kiện thép góc đơn công trình quy định số Tiêu chuẩn Thiết kế tính toán cấu kiện thép góc đơn chủ yếu chịu uốn nén uốn, nhằm giúp người thiết kế nhìn nhận chi tiết chịu lực tiết diện thép góc kết cấu Footer Page of 126 Header Page of 126 Xuất phát từ nhu cầu thực tế nêu với đồng ý người hướng dẫn, chọn đề tài luận văn cao học: “Tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu uốn nén uốn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC” Mục tiêu nguyên cứu Mục tiêu tìm hiểu ứng xử, quy định Tiêu chuẩn để xác định khả chịu lực cấu kiện thép góc đơn; tiến hành so sánh số, nhằm định hướng cho việc thiết kế thực tế Đối tượng phạm vi nguyên cứu 3.1 Đối tượng nguyên cứu Đối tượng nghiên cứu: cấu kiện thép góc đơn chịu uốn nén uốn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC 3.2 Phạm vi nguyên cứu Đề tài tập trung vào việc khảo sát đặc điểm làm việc cấu kiện làm từ thép góc đơn, chịu uốn nén uốn Thông qua quy định Tiêu chuẩn để xác định khả chịu lực cấu kiện uốn nén uốn Tải trọng lên cấu kiện tải trọng tĩnh, vật liệu liên kết coi lý tưởng Phương pháp nguyên cứu - Tìm hiểu thực tế việc ứng dụng cấu kiện tiết diện thép góc đơn - Tìm hiểu quy định Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 338:2005, Tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC thiết kế cấu kiện tiết diện thép góc đơn - Áp dụng tính toán cụ thể số ví dụ số; so sánh, phân tích khả áp dụng tiêu chuẩn Từ kiến nghị giải pháp nên sử dụng Footer Page of 126 Header Page of 126 Bố cục luận văn Luận văn gồm nội dung sau: + Phần Mở đầu + Chương 1: Nguyên lý chung tính toán kết cấu thép theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXCVN 338:2005 Tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC-2005 + Chương 2: Tính toán kết cấu sử dụng thép góc đơn theo Tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC-2005 + Chương 3: Một số ví dụ tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu uốn nén uốn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC so sánh với TCXDVN 338:2005 + Phần Kết luận kiến nghị Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƯƠNG NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCXDVN 338:2005 VÀ TIÊU CHUẨN HOA KỲ AISC-2005 1.1 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCXDVN 338:2005 1.1.1 Phương pháp thiết kế kết cấu thép theo trang thái giới hạn a Các trạng thái giới hạn b Các hệ số an toàn c.Các công thức tính toán theo trạng thái giới hạn * * Đối với nhóm TTGH thứ nhất: ≤ (1.1) Đối với nhóm trạng thái giới hạn thứ hai: ∆≤ ∆ (1.7) 1.1.2 Tính toán cấu kiện đặc chịu kéo tâm = ≤ (1.9) 1.1.3 Tính toán cấu kiện đặc chịu nén tâm a Tính toán bền = ≤ (1.12) b Tính toán ổn định tổng thể ≤ Đồng thời kiểm tra độ mảnh giới hạn: ≤[ ] c Tính toán ổn định cục * Điều kiện ổn định cục bụng: Footer Page of 126 (1.13) (1.17) Header Page of 126 * ≤ Điều kiện ổn định cục cánh ≤ 1.1.4 Tính toán cấu kiện đặc chịu uốn a Tính toán cấu kiện chịu uốntrong giai đoạn đàn hồi - Khi có mô men uốn tác dụng mặt phẳng chính: - - = , ≤ (1.18) ≤ (1.19) Khi có tác dụng lực cắt, ứng suất cắt xác định theo: = Khi có mô men hai mặt phẳng chính: ± ≤ (1.20) +3 ≤ 1,15 (1.24) b Tính toán cấu kiện chịu uốn có xét đến biến dạng dẻo =√ c Tính toán cấu kiện chịu uốn theo trạng thái giới hạn thứ hai ≤ △ (1.25) 1.1.5 Tính toán cấu kiệnđặc chịu nén uốn a Tính toán bền ± ± b Tính toán ổn định tổng thể ≤ (1.27) c Tính toán ổn định cục 1.2 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP THEO TIÊU CHUẨN MỸ AISC 1.2.1 Giới thiệu Tiêu chuẩn Mỹ AISC Footer Page of 126 Header Page of 126 1.2.2 Các phương phápthiết kế a Phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng (LRFD) ≥ (1.42) b.Phương pháp thiết kế theo độ bền cho phép (ASD) ≤ (1.43) Ω 1.2.3 Phân lớp tiết diện theo điều kiện ổn định cục 1.2.4 Tính toán cấu kiện chịu nén tâm a Đại cương làm việc cấu kiện chịu nén tâm * Lực tới hạn Euler Ứng suất tới hạn Euler là: =( = (1.49) ) =( ) (1.50) b Phương pháp tính toán oằn uốn dọc theo AISC-2005 Độ bền danh nghĩa cấu kiện chịu nén tâm Pn: = (1.53) c Cấu kiện có phần tử mảnh * Các giới hạn độ mảnh cánh bụng cấu kiện Trong công thức tính toán mục 1.2.4.2 số hạng Fy thay QFy * Hệ số Q Q=QsQa * Trường hợp cánh mảnh ( > 0,56 (1.58) cấu kiện cán nóng) - Khi 0,56 Footer Page of 126 < < 1,03 = 1,415 − 0,74( ) (1.59) Header Page of 126 - Khi ≥ 1,03 = , (1.60) ( ) d Sự oằn xoắn oằn uốn xoắn cấu kiện chịu nén 1.2.5 Tính toán cấu kiện chịu uốn a.Sự làm việc dầm tác dụng tải trọng b Sự oằn theo phương bên c Phân loại tiết diện dầm theo điều kiện ổn định cục d.Nội dung tính toán cấu kiện chịu uốn ≤ (1.68) KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương trình bày tổng quan tính toán kết cấu thép theo tiểu chuẩn Việt Nam TCXDVN 338:2005 tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC-2005 Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 CHƯƠNG TÍNH TOÁN KẾT CẤU SỬ DỤNG THÉP GÓC ĐƠN THEO TIÊU CHUẨN HOA KỲ AISC 2.1 GIỚI THIỆU VỀ THÉP GÓC ĐƠN 2.2 TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO, GIẢI PHÁP LIÊN KẾT KHI SỬ DỤNG TIẾT DIỆN THÉP GÓC ĐƠN 2.3 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN CHỊU KÉO Độ bền chịu kéo thiết kế xác định giá trị nhỏ hai giá trị tính theo trạng thái giới hạn dẻo, ϕt=0.9, Pn=FyAg, tính theo trạng thái giới hạn phá hủy, ϕt=0.75, Pn=FuAe 2.4 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN CHỊU NÉN Độ bềnthiết kế cấu kiện thép góc đơn chịu nén là: fcPn fc=0.9; Pn = AgFcr - Khi Khi ≤ 1,5 = > 1,5 = 0,658 (2.2) , (2.3) Q - Hệ số giảm khả chịu lực oằn cục Hệ số giảm Q xác định sau: - - - Khi ≤ 0,446 Khi0,446 < Khi ≥ 0,910 Footer Page 10 of 126 = 1,0 < 0,910 (2.4) : = 1,34 − 0,761 (2.5) : = , (2.6) 10 Header Page 12 of 126 2.5.3 Tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu uốn quanh trục Z, W a Thép góc đơn cạnh uốn quanh trục + Uốn quanh trục khỏe W: Độ bền chịu uốn danh nghĩa Mn theo trục khỏe W xác định quy định mục 2.5.1.2 2.5.1.3 Trong đó: + = Uốn quanh trục yếu Z: , (2.15) Độ bền uốn danh nghĩa Mn theo trục yếu Z xác định quy định mục 2.5.1.1 mép cánh chịu kéo mục 2.5.1.2 mép cánh chịu nén b Thép góc đơn không cạnh uốn quanh trục + Uốn quanh trục khỏe W: Độ bền uốn danh nghĩa Mn theo trục khỏe xác định quy định mục 2.5.1 cánh chịu nén mục 2.5.1 + Uốn quanh trục yếu Z: 2.6 TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN CHỊU LỰC KẾT HỢP 2.6.1 Cấu kiện thép góc đơn chịu uốn nén dọc trục a Ảnh hưởng tương hỗ lực uốn lực nén dọc trục tác dụngtại vị trí mặt cắt ngang bị giới hạn phương trình (2.17) (2.18) đây: - - Khi Khi Footer Page 12 of 126 + ≥ 0,2 + ≤ 0,2 ≤ 1,0 (2.17) 11 Header Page 13 of 126 + + ≤ 1,0 (2.18) b Đối với cấu kiện bị kiềm chế uốn quanh trục hình học với độ bền uốn danh nghĩa xác định quy định mục 2.5.2.1, bán kính quán tính r Pe1 lấy theo giá trị trục hình học (x, y) Tính toán khả chịu uốn trục (w, z) phương trình (2.17) (2.18) thay khả chịu uốn theo trục hình học đơn 2.6.2 Cấu kiện thép góc đơn chịu uốn kéo dọc trục kết hợp Ảnh hưởng tương hỗ lực uốn lực kéo dọc trục giới hạn phương trình (2.17) (2.18) KẾT LUẬN CHƯƠNG - Khả chịu nén uốn cấu kiện thép góc đơn khác theo trục: hai trục hình học x-x, y-y, trục khỏe w-w, trục yếu z-z - Khả chịu lực (nén, uốn) thép góc đơn giá trị nhỏ xác định theo độ bền, ổn định cục ổn định tổng thể - Khả chịu lực (nén, uốn) thép góc đơn phụ thuộc vào phương tác dụng lực, điều kiện liên kết cánh hai đầu dầm - Tiêu chuẩn Mỹ AISC có quy định chi tiết tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu lực Footer Page 13 of 126 12 Header Page 14 of 126 CHƯƠNG MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN THEO TIÊU CHUẨN MỸ AISC 3.1 VÍ DỤ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN THEO TIÊU CHUẨN MỸ AISC 3.1.1 Ví dụ 1: Tính toán thép góc đơn chịu uốn theo AISC Tính toán chọn thép góc đơn cho dầm nhịp đơn giản, liên kết khớp hai đầu, dài ft Dùng thép góc đơn, loại ASTM A36 Cánh đứng thép góc hướng lên Dầm chịu tải trọng tác dụng theo phương đứng hướng xuống bao gồm tĩnh tải phân bố 0,05 kip/ft và hoạt tải phân bố 0,15 kip/ft Không có tải trọng theo phương ngang Không tính giới hạn độ võng dầm Thép góc giằng hai đầu Giả thiết dầm bị uốn quanh trục hình học x-x giằng chống chuyển vị ngang xoay Hình 3.1 Sơ đồ dầm tải trọng ví dụ Fy = 36 ksi.Fu = 58 ksi Xác định độ bền uốn yêu cầu: = 1,35 − Dự kiến dùng thép góc L 4x4x1/4.Sx=1,03 in3 Xác định độ bền uốn danh nghĩa Mn Footer Page 14 of 126 13 Header Page 15 of 126 Theo giới hạn chảy dẻo: Mn = 1,5 My= 55,6 kip-in Theo ổn định tổng thể: My = 0,8FySx= 29,7 kip-in Xác định Me: Đối với trường hợp tải trọng xét, tra bảng có Cb=1,14 Me = 110 kip-in > 29,7 kip-in, Mn xác định theo: = 39,0 ≤ 44,6 Vì vậy: Mn = 39,0 kip-in Tính theo ổn định cục cánh Kiểm tra độ mảnh cánh chịu nén: = 16 = = 0,25 29000 = 0,54 = 15,3 = 0,54 36 29000 = 0,91 = 0,91 = 25,8 36 Ta có: λp < λ < λr , mô men uốn danh nghĩa xác đinh: = 2,43 − 1,72 Sc = 0,8Sx =0,8 (1,03 in3) = 0,824 in3 Vậy:Mn = 43,3 kip-in Như mô men danh nghĩa 39,0 kip-in (3,25 kip-ft) Ta có độ bền uốn khả dụng = 2.93 > 1,35 Như vậy, tiết diện thép góc chọn đảm bảo chịu lực 3.1.2 Ví dụ 2: Tính toán thép góc đơn chịu uốn theo AISC Footer Page 15 of 126 14 Header Page 16 of 126 Tính toán chọn thép góc đơn loại ASTM A36 cho dầm nhịp đơn giản, dài ft Cánh đứng thép góc đơn hướng lên mép cánh chịu nén Dầm chịu tải trọng tác dụng theo phương đứng hướng xuống bao gồm tĩnh tải phân bố 0,05 kip/ft và hoạt tải phân bố 0,15 kip/ft.Dầm bị uốn quanh trục x-x có giằng chống oằn ngang điểm hai đầu dầm Hình3.2: Sơ đồ dầm tải trọng ví dụ Giải: Fy = 36 ksi.Fu = 58 ksi Xác định độ bền yêu cầu: - Theo phương pháp LRFD: = 1,35 − Dự kiến dùng thép góc L 4x4x1/4.Sx=1,03 in3 Xác định độ bền uốn danh nghĩa Mn: Theo giới hạn chảy dẻo: = 1,5 = 1,5 Theo ổn định tổng thể: = 55,6 − My = FySx = (36 ksi)(1,03 in3) = 37,1 kip-in = 1,25 Footer Page 16 of 126 0,66 + 0,78 −1 15 Header Page 17 of 126 = 179 > = 37,1 ≤ 1,5 = 1,92 − 1,17 = 1,92 − 1,17 = 51,5 37,1 37,1 ≤ 1,5(37,1) 179 Vì vậy: Mn = 51,5 kip-in ≤ 55,7 Tính theo ổn định cục cánh Kiểm tra độ mảnh cánh chịu nén: = = = 16 0,25 = 0,54 = 0,54 = 0,91 = 0,91 29000 = 15,3 36 29000 = 25,8 36 Ta có: λp < λ < λr , suy mô men uốn danh nghĩa: = 2,43 − 1,72 Sc = 0,8Sx =0,8 (1,03 in3) = 0,824 in3 Vậy: Mn = 43,3 kip-in Như vậy, mô men danh nghĩa cấu kiện lấy theo điều kiện ổn định cục cánh 43,3 kip-in hay 3,61 kip-ft Xác định độ bền thiết kế khả dụng: = 0,9(3,61 ) = 3,25 > 1,35 Tiết diện thép góc chọn đảm bảo khả chịu lực Footer Page 17 of 126 16 Header Page 18 of 126 3.1.3 Ví dụ 3: Tính toán thép góc đơn chịu uốn theo AISC Tính toán chọn tiết diện thép góc đơn cho dầm nhịp đơn giản, liên kết khớp hai đầu, dài ft Dùng thép góc đơn loại ASTM A36 Cánh đứng thép góc đơn hướng xuống Dầm chịu tác dụng tải trọng hướng thẳng xuống, bao gồm tĩnh tải phân bố 0,05 kip/ft hoạt tải phân bố 0,15 kip/ft Không tính giới hạn độ võng dầm Giả thiết hệ số Cb = 1,0 Giả thiết dầm bị uốn quanh trục x-x giằng chống chuyển vị ngang xoay Hình 3.3: Sơ đồ dầm tải trọng ví dụ Giải: Fy = 36 ksi.Fu = 58 ksi Xác định độ bền uốn yêu cầu: = 1,35 − Dự kiến dùng thép góc L 4x4x1/4.Sx=1,03 in3 Xác định độ bền uốn danh nghĩa Mn Theo giới hạn chảy: = 1,5 = 1,5 )(1,03 = 1,5(36 Theo ổn định tổng thể: = 569 = 0,8 > Footer Page 18 of 126 = 0,8(1,03 = 29,7 )(36 ) = 55,6 ) = 29,7 , Mnđược tính: − 17 Header Page 19 of 126 = 1,92 − 1,17 = 49,1 = 44,5 ≤ 44,5 ℎ 3,71 Xác định độ bền thiết kế: Theo LRFD: = 0,9(3,71 ≤ 1,5 ) = 3,34 > 1,35 Như tiết diện thép góc chọn đảm bảo chịu lực o.k Bảng 3.1: Bảng tổng hợp tính toán ba ví dụ 1, Diễn giải Giá trị độ bền tính toán (kip-in) Ví dụ Ví dụ Ví dụ Theo chảy dẻo 55,6 55,6 55,6 Theo tổng thể 39,0 51,5 44,5 Theo cục 43,3 43,3 - Giá trị độ bền 39,0 43,3 44,5 Độ bền yêu cầu 16,2 16,2 16,2 3.1.4 Ví dụ 4: Tính toán thép góc đơn chịu nén lệch tâm theo AISC Một thép góc 2x2x1/4 chịu lực nén lệch so với trọng tâm thép góc 0,8 in truyền từ thép liên kết chặt với cánh thép góc, hình vẽ 3.4 Xác định lực nén lớn tác dụng Chiều dài hữu dụng thép góc 4,0 ft Footer Page 19 of 126 18 Header Page 20 of 126 Hình 3.4: Mặt cắt ngang thép góctrong ví dụ Tra bảng ta có số liệu thép góc 2x2x1/4 sau: = 0,938 = 0,391 = = 45 = = 0,938(0.391) = 0,143 + = = 0,348 = 50 = = − , , = 0,552 = 0,767 Độ bền nén thiết kế thép góc 4x4x1/4, KL=4 KL ft 14 kips Uốn quanh trục khỏe (w-w) = 0,46 = 69,5 = Footer Page 20 of 126 = = (50 ) 0,552 1,414 19 Header Page 21 of 126 Do = 19,5 > , nên áp dụng công thức sau: ≤ 1,5 = 1,92 − 1,17 = 1,3(19,5 Ta có: = ) = 25,35 = < 0,54 0,25 = 1,3 Ta có: 29000 = 13 50 = 0,54 ≤ 1,5 = 1,5 Vậy trường hợp uốn quanh trục khỏe w-w: = 1,3 = 25,35 Uốn quanh trục yếu (z-z) Trường hợp mép cánh chịu kéo sống thép góc chịu nén: = 1,5 = 1,5 = 1,5 = 12,8 kip.in ≥ 0,2 + + Uốn quanh trục khỏe (w-w) Giả thiết: = Tra bảng ta có: = 48 = 62,2 0,767 = 73,1 = 73,1(0,938) = 68,6 = , , Uốn quanh trục yếu (z-z) Footer Page 21 of 126 ≤ 1,0 < Lấy = 1,0 20 Header Page 22 of 126 = Tra bảng ta có: = 19,0, suy ra: = 48 = 122,8 0,391 = 19,0(0,938) = 17,8 1− = 1− 0,85 17,8 Xét vị trí mô men lực nén lớn nhất, ta có: Giải được: Kiểm tra lại: =7 = = 0,5 > 0,2o.k Như giá trị lực nén lớn = 3.2 VÍ DỤ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN THEO TIÊU CHUẨN TCXDVN 338:2005 3.2.1 Ví dụ 5: Tính toán thép góc đơn chịu nén uốn theo TCXDVN 338:2005 Kiểm tra khả chịu lực thép đơn chịu lực ví dụ theo TCXDVN 338:2005 Hình 3.5: Mặt cắt ngang thép góc ví dụ Footer Page 22 of 126 21 Header Page 23 of 126 Giải: Lực nén thiết kế : Pu = kips = 31,1 kN Mux = Pu(0,8 in.)x2,54 = 63,2 kN.cm Muy = Pu(0,4 in.)x2,54 = 31,6 kN.cm µxL=1,0(48 in.)=48 in.=122 cm µyL=1,0(48 in.)=48 in.=122 cm Fy = 50 ksi = 345 MPa=34,5 kN/cm2 34,5 ⁄ = = 31,4 = 1,1 E= 29000 ksi = 200000 Mpa=20000 kN/cm2 Diện tích toàn mặt cắt: Ag = 0,938 in2=6,05 cm2 Bán kính quán tính theo trục x: rx = 0,605 in =1,54 cm Bán kính quán tính theo trục y: ry = 0,605 in =1,54 cm Mô men quán tính theo trục x: Ix = 0,348 in4=14,5cm4 Mô men quán tính theo trục y: Iy = 0,348 in4=14,5cm4 Kiểm tra điểm có lực nén lớn điểm mép cánh nằm ngang Tính toán bền Độ lệch tâm e=0,8 in=2,03 cm Độ lệch tâm tương đối theo phương x: mx=1,3 Độ lệch tâm tương đối theo phương y: my=3,0 = = 122 = 79,2 1,54 31,4 = 79,2 = 3,14 20000 µ 122 = = = 79,2 1,54 31,4 = 79,2 = 3,14 20000 = µ = Tính hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện η Footer Page 23 of 126 22 Header Page 24 of 126 = (0,25 + 0,15 ) + 0,03(5 − = 0,25 + 0,15 = ± + 0,03 − ) =0,79 =0,89 = 0,79(1,3) = 1,03 = = 0,89(3) = 2,67 ± ≤ Điểm có nội lực lớn điểm mép cánh thép góc nằm ngang Khoảng cách từ vị trí đến trọng tâm thép góc là: = 2,54(1,41) = 3,6 = 2,54(0,592) = 1,5 ó 23,4 kN/cm2 ≤23,5 kN/cm2o.k í ℎ Kiểm tra ổn định tổng thể Kiểm tra ổn định tổng thể theo công thức: = = (31,1 Tra bảng ta có: Ta có (31,6 = 1,0 = 1+ = )(6,05 ) ) 14,5 3,6 = 3,14 = 0,351 = 1,3 ≤ = 0,65 + 0,05 ≤ = 79.2 < = 1,53 = 3,14 = 0,65 + 0,05(1,3) = 0,715 = 0,52 + 0,715(1,3) = 0,6 √ + 0,4 √ = 0,351 0,6 0,52 + 0,4 0,52 = 0,288 Footer Page 24 of 126 = 79,3 23 Header Page 25 of 126 = O.k 1,2(31,1) = 21,4 ≤ 0,288(6,05) = 31,4(0,75) = 23,55 KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương tiến hành số ví dụ số để làm sáng tỏ nội dung lý thuyết nêu chương Qua ví dụ ta thấy độ bền khả dụng thép góc đơn có giằng chống oằn ngang lớn độ bền khả dụng thép góc đơn giằng Khả chịu lực thép góc đơn phù thuộc vào phương tác dụng lực vào cấu kiện Tiêu chuẩn Mỹ AISC-2005 có riêng mục (F10 Single angles) quy định tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu lực Trong đó, tiêu chuẩn Việt Nam tính toán kết cấu thép TCXDVN 338:2005 đầy đủ quy định để tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu lực Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 24 KẾT LUẬN - Cấu kiện thép góc đơn, chịu nén uốn, thường bị ổn định theo trục yếu z-z Trong thiết kế thi công cấu kiện thép góc đơn, cần ý tăng cường độ bền ổn định cho thép góc theo trục yếu z-z - Trong cấu kiện thép góc đơn, vị trí có mô men lớn nên tăng cường giằng ngang để tăng tính ổn định cho cấu kiện - Tiêu chuẩn Việt Nam tính toán kết cấu thép TCXDVN 338:2005 quy định chi tiết tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu lực Tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC-2005 có riêng mục (F10 Single angles) quy định chi tiết tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu lực, thuận tiện áp dụng - Trong Tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC 2005 có hai phương pháp tính toán phương pháp tính toán theo hệ số tải trọng hệ số sức kháng (LRFD) phương pháp tính toán theo độ bền cho phép (ASD) Người thiết kế áp dụng hai phương pháp Tác giả luận văn kiến nghị nên sử dụng phương pháp LRDF Hướng đề tài: Từ kết luận văn này, sở, bước đệm để tiến hành nghiên cứu tiếp theo, bao gồm: Tìm hiểu, khảo sát liên kết hợp lý áp dụng cho tiết diện thép góc đơn; Nghiên cứu giải pháp tăng cường khả chịu lực cho cấu kiện ghép từ tiết diện thép góc đơn Footer Page 26 of 126 ... VỀ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN THEO TIÊU CHUẨN MỸ AISC 3.1 VÍ DỤ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN THEO TIÊU CHUẨN MỸ AISC 3.1.1 Ví dụ 1: Tính toán thép góc đơn chịu uốn theo AISC Tính toán. .. cứu: cấu kiện thép góc đơn chịu uốn nén uốn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC 3.2 Phạm vi nguyên cứu Đề tài tập trung vào việc khảo sát đặc điểm làm việc cấu kiện làm từ thép góc đơn, chịu uốn nén uốn. .. thép theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXCVN 338:2005 Tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC-2005 + Chương 2: Tính toán kết cấu sử dụng thép góc đơn theo Tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC-2005 + Chương 3: Một số ví dụ tính toán cấu