Tính toán dầm thép tiết diện hộp (tt)

hệ phản lực trong thí nghiệm thử tải cọc…nên việc thiết lập quy trình tính toán dầm thép tiết diện hộp một cách hợp lý là hết sức cần thiết và hữu ích; Những năm gần đây, với sự phát tri

LӠI CҦ0Ѫ1

ĈӇ hoàn thành tӕt LuұQYăQQJRjLVӵ nӛ lӵc cӫa bҧn thân tôi còn có sӵ Kѭӟng dүQJL~Sÿӥ tӯ giҧQJYLrQKѭӟng dүn, các giҧng viên cӫD7UѭӡQJĈҥi hӑc KiӃn trúc Hà NӝL FiF ÿӗng nghiӋp tҥi Công ty TNHH Nhà thép ViӋt Nam; sӵ ÿӝng viên, khích lӋ tӯ JLDÿuQKQJѭӡi thân và bҥn bè

Vӟi sӵ kính trӑng và lòng biӃW ѫQ VkX Vҳc, tôi gӱi lӡi cҧP ѫQ FKkQthành nhҩt tӟi PGS.TS NguyӉn Quang ViênQJѭӡi thҫ\ÿmWұn tình chӍ bҧo, Kѭӟng dүQYjJL~Sÿӥ tôi trong suӕt thӡi gian thӵc hiӋn LuұQYăQ

Tôi xin trân trӑng cҧPѫQBan Giám hiӋu, 3KzQJÿjRWҥo, các Phòng

ban Yj ÿһc biӋt các thҫ\ F{ JLiR KRD 6DX ÿҥi hӑc cӫD 7UѭӡQJ Ĉҥi hӑc

KiӃn trúc Hà NӝLÿmKӃt sӭc tҥRÿLӅu kiӋn cho tôi trong thӡi gian hӑc tұp tҥi WUѭӡng

7{LFNJQJ[LQEj\Wӓ lòng biӃWѫQ chân thành tӟi JLDÿuQKQJѭӡi thân

và bҥn bè, nhӳQJQJѭӡLÿmGjQKFKRW{LWuQKFҧm và nguӗQÿӝng viên lӟn lao

Hà Nӝi, Ngày tháng QăP

Nguy Ӊn Thӏ Xuân

LӠI &$0Ĉ2$1

7{L[LQFDPÿRDQ/XұQYăQWKҥc sӻ là Công trình nghiên cӭu khoa hӑc ÿӝc lұp cӫa tôi Các sӕ liӋu khoa hӑc, kӃt quҧ nghiên cӭu cӫa LuұQ YăQ Ojtrung thӵc và có nguӗn gӕc rõ ràng

TÁC GIҦ LUҰ19Ă1

NguyӉn Thӏ Xuân

1.2.1 Cҩu tҥo tiӃt diӋn «««««««««««««««««« 11

ĈһFÿLӇm chӏu lӵc chính cӫa dҫm thép tiӃt diӋn hӝp««««« 15

1.2.3 Ӭng dөng cӫa dҫm thép tiӃt diӋn hӝp trong thӵc tӃ ««««« 17

1.2.4 Tình hình thiӃt kӃ và lý thuyӃt tính toán ««««««««« 21 1.3 Các nӝi dung cӫa luұQYăQ «««««««««««««««« 22

&KѭѫQJTính toán dҫm thép tiӃt diӋn hӝp theo mӝt sӕ

tiêu chuҭn thiӃt kӃ ««««««««««««««««««««« 23 2.1 Sӵ làm viӋc cӫa dҫm thép tiӃt diӋn hӝp ««««««««««« 23 2.1.1 Dҫm chӏu uӕn (Mx, My, Vx, Vy) «««««««««««« 23 2.1.2 Dҫm chӏu xoҳn thuҫn túy (Mz) ««««««««««««« 26 2.1.3 Dҫm chӏu lӵc phӭc tҥp «««««««««««««««« 28 2.2 Tính toán dҫm thép tiӃt diӋn hӝp theo Tiêu chuҭn

TCVN 5575:2012««««««««««««««««««««« 31 2.2.1 Chӑn tiӃt diӋn ««««««««««««««««««« 31 2.2.2 KiӇm tra bӅn ««««««««««««««««««« 32 2.2.3 KiӇm tra әQÿӏnh tәng thӇ «««««««««««««« 33 2.2.4 KiӇm tra әQÿӏnh cөc bӝ ««««««««««««««« 36 2.2.5 KiӇPWUDÿLӅu kiӋn ÿӝ cӭng «««««««««««««« 40 2.2.6 Tính toán liên kӃt giӳa bҧn bөng và bҧn cánh dҫm ««««« 41 2.3 Giӟi thiӋXVѫOѭӧc vӅ Quy phҥm Hoa KǤ $,6&««««« 43 &iFSKѭѫQJSKiSWKLӃt kӃ ««««««««««««««« 44 2.3.2 Các yêu cҫu chung khi thiӃt kӃ kӃt cҩXWKpS«««««««« 48 2.4 Tính toán dҫm thép tiӃt diӋn hӝp theo Quy phҥm AISC 2005«« 53 2.4.1 ;iFÿӏQKÿӝ bӅn yêu cҫu ««««««««««««««« 54 2.4.2 ;iFÿӏQKÿӝ bӅn khҧ dөng «««««««««««««« 55 2.4.3 KiӇPWUDÿLӅu kiӋQÿӝ cӭQJ«««««««««««««« 61 2.4.4 Tính toán liên kӃt giӳa bҧn cánh và bҧn bөng dҫP««««« 61

&KѭѫQJ0ӝt sӕ ví dө tính toán ««««««««««««««« 66 3.1 Bài toán ± khҧo sát khҧ QăQJFKӏu lӵc cӫa dҫm hӝp tә hӧp không

Vѭӡn «««««««««««««««««««««««««« 66

3.1.1 Khҧ QăQJFKӏu lӵc cӫa tiӃt diӋn theo tiêu chuҭn

TCVN 5575: 2012 «««««««««««««««««««« 66 3.1.2 Khҧ QăQJFKӏu lӵc cӫa tiӃt diӋn theo Quy phҥm AISC 2005 « 68 3.1.3 Khҧo sát khҧ QăQJFKӏu lӵc cӫa tiӃt diӋQ««««««««« 68 3.1.4 Nhұn xét ««««««««««««««««««««« 71 3.2 Ví dө 1: Dҫm tiӃt diӋn hӝp chӏu tҧi trӑng nhҽ gây uӕn và xoҳn «« 71 3.2&iFNtFKWKѭӟc chính cӫa dҫm ««««««««««««« 72 3.2.2 Tҧi trӑng tiêu chuҭn tác dөng lên dҫm «««««««««« 73 3.2.3 KiӇm tra dҫm theo TCVN «««««««««« 73 3.2.4 KiӇm tra dҫm theo Quy phҥm AISC ««««««««« 80 3.2.5 So sánh vӅ khҧ QăQJFKӏu lӵF««««««««««««« 85 3.3 Ví dө 2: Dҫm ngҳn chӏu tҧi trӑng lӟn «««««««««««« 85 3.3.1 ThiӃt kӃ tiӃt diӋn dҫm chính theo TCVN 5575: 2012«««« 85 3.3.2 KiӇm tra tiӃt diӋn dҫm theo Quy phҥP$,6&««««« 91 3.3.3 Khҧo sát sӵ làm viӋc cӫa dҫP««««««««««««« 94 KӂT LUҰN VÀ KIӂN NGHӎ

KӃt luұQ««««««««««««««««««««««««« 100 KiӃn nghӏ «««««««««««««««««««««««« 101 TÀI LIӊU THAM KHҦ2««««««««««««««««««

DANH MӨC CÁC CHӲ VIӂT TҲT Chӳ viӃt tҳt 7rQÿҫ\ÿӫ

ASD Allowable Stress Design (ThiӃt kӃ theo ӭng suҩt cho

phép) DD&CN Dân dөng và công nghiӋp

LRFD Load and Resistance Factor Design (ThiӃt kӃ theo hӋ sӕ

tҧi trӑng và hӋ sӕ sӭc kháng) TTGH Trҥng thái giӟi hҥn

DANH MӨC CÁC KÝ HIӊU DÙNG TRONG LUҰ19Ă1

Khi tính toán theo TCVN 5575 : 2012

A DiӋn tích tiӃt diӋn

A f DiӋn tích cánh

A w DiӋn tích bөng

b e BӅ rӝng chӏu nén cӫa bҧn cánh

b f ChiӅu rӝng bҧn cánh cӫa tiӃt diӋn

b o Khoҧng cách giӳa mép trong cӫa hai bҧn bөng

E 0RGXOÿjQKӗi

e Ĉӝ lӋc tâm cӫa lӵc

f &ѭӡQJÿӝ tính toán

f y &ѭӡQJÿӝ tiêu chuҭn

f v &ѭӡQJÿӝ chӏu cҳt tính toán

I x , I y Momen quán tính cӫa tiӃt diӋn vӟi trөc x, y

I xo Momen quán tính xoҳn

L Nhӏp dҫm

M Momen uӕn

M x , M y Momen uӕQÿӕi vӟi trөc x, y

M z Momen xoҳn

S 0RPHQWƭQK

t f ChiӅu dày bҧn cánh cӫa tiӃt diӋn

t w ChiӅu dày bҧn bөng cӫa tiӃt diӋn

V Lӵc cҳt

W x , W y Modul kháng uӕn ÿjQKәi cӫa tiӃt diӋn vӟi trөc x, y

W x,d , W y,d Modul kháng uӕn dҿo cӫa tiӃt diӋn vӟi trөc x, y

Vx , Vy Ӭng suҩt pháp song song vӟi các trөc x, y

Vcr , Vc,cr Ӭng suҩt pháp tӟi hҥn và ӭng suҩt cөc bӝ tӟi hҥn

Ȗ c HӋ sӕ ÿLӅu kiӋn làm viӋc cӫa kӃt cҩu

IJ cr Ӭng suҩt tiӃp tӟi hҥn

Khi tính toán theo AISC

F cr Ӭng suҩt tӟi hҥQWKHRÿLӅu kiӋn әQÿӏnh

F EXX &ѭӡQJÿӝ NpRÿӭt cӫa kim loҥi hàn

F u Ӭng suҩt bӅQNpRÿӭt) tiêu chuҭn

F y Ӭng suҩt chҧy tiêu chuҭn

G 0RGXOÿjQKӗLWUѭӧt

h w ChiӅu cao bөng tiӃt diӋn

I Momen quán tính cӫa tiӃt diӋn

J Momen quán tính xoҳn cӫa tiӃt diӋn

M a Momen yêu cҫu theo SKѭѫQJSKiS$6'

M r Momen yêu cҫu

M p Momen dҿo

M u Momen yêu cҫXWKHRSKѭѫQJSKiS/5)'

P Lӵc nén

t e BӅ dày hӳu hiӋu cӫa mӕi hàn

t f ChiӅu dày bҧn cánh cӫa tiӃt diӋn

T n Momen xoҳQGDQKQJKƭDVӭFNKiQJGDQKQJKƭD

T r Momen xoҳn yêu cҫu

T u Momen xoҳn yêu cҫXWKHRSKѭѫQJSKiS/5)'

t w ChiӅu dày bҧn bөng cӫa tiӃt diӋn

Z Modul chӕng uӕn dҿo

Ib HӋ sӕ sӭc kháng khi tính toán cҩu kiӋn chӏu uӕn

IT HӋ sӕ sӭc kháng khi tính toán cҩu kiӋn chӏu xoҳn

Iv HӋ sӕ sӭc kháng khi tính toán cҩu kiӋn chӏu cҳt

ȍ b HӋ sӕ an toàn tәng thӇ khi tính toán cҩu kiӋn chӏu uӕn

ȍ T HӋ sӕ an toàn tәng thӇ khi tính toán cҩu kiӋn chӏu xoҳn

ȍ v HӋ sӕ an toàn tәng thӇ khi tính toán cҩu kiӋn chӏu cҳt

DANH MӨC HÌNH MINH HӐA

Hình 1.9 H͏ d̯m ± xà g͛ h͡p cho sàn bê tông nh́

Hình 1.10 H͏ d̯m b̹ng thép h͡Sÿ͓nh hình trong công trình c̫i

t̩o nhà dân Hình 1.11 K͇t c̭u c̯u trͭc hai d̯m d̩ng h͡p

Hình 1.12 D̯m chính cͯa h͏ ph̫n l͹c trong thí nghi͏m th͵ t̫LWƭQK

c͕c khoan nh͛i

Hình 1.13 D̯m h͡p liên hͫp b̫n bê tông c͙t thép c̯XY˱ͫWQJmW˱

Thͯ Ĉͱc

Hình 2.1 Bi͋Xÿ͛ ͱng sṷt pháp, ͱng sṷt ti͇p cͯa d̯m ti͇t di͏n

h͡p do mô men và l͹c c̷t gây ra Hình 2.2 D̯m ti͇t di͏n h͡p ch͓u xo̷n thu̯n túy

Hình 2.3 B͉ r͡ng ch͓u nén cͯa b̫n cánh và chi͉u cao ch͓u c̷t

cͯa b̫n bͭng d̯m ti͇t di͏n h͡p Hình 2.4 ;iFÿ͓nh di͏n tích A o

Hình 2.5 Ĉ˱ͥng hàn góc và cách th͋ hi͏n trên b̫n vͅ

Hình 3.1 Ti͇t di͏n kh̫o sát

Hình 3.2 S͹ bi͇n thiên kh̫ QăQJFK͓u u͙n theo Ȝ w cͯa d̯m h͡p t͝

c̭p t̫i tr͕ng

B̫ng 3.6 Hi͏u sṷt làm vi͏c ch͓u c̷t theo các c̭p t̫i tr͕ng

hệ phản lực trong thí nghiệm thử tải cọc…nên việc thiết lập quy trình tính toán dầm thép tiết diện hộp một cách hợp lý là hết sức cần thiết và hữu ích;

Những năm gần đây, với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế Việt Nam, hàng nghìn công trình công nghiệp và dân dụng đã được xây dựng, với một số lượng lớn các công trình được làm bằng thép Được sự cho phép của Nhà nước, các công trình kết cấu thép được thiết kế không chỉ theo Tiêu chuẩn Việt Nam mà còn theo Tiêu chuẩn thiết kế của nhiều nước khác Nhờ đó mà đội ngũ Kỹ sư Xây dựng của nước ta được tiếp cận với nhiều Tiêu chuẩn và Quy phạm thiết kế của nước ngoài như AISC (Mỹ), BS (Anh), EUROCODE (Châu Âu), JIS (Nhật) Việc nghiên cứu tính toán về một cấu kiện theo nhiều Tiêu chuẩn và Quy phạm khác nhau cho phép người Kỹ sư có được cái nhìn tổng quan hơn về cấu kiện đó, trên cơ sở so sánh để có thể lựa chọn được quy trình tính toán thiết kế hợp lý nhất;

Vì những lý do trên, tác giả chọn đề tài “Tính toán dầm thép tiết diện hộp”

*Mục đích nghiên cứu của đề tài

Tìm hiểu đặc điểm làm việc, ứng xử các bộ phận của dầm thép tiết diện hộp;

Nghiên cứu và lập quy trình tính toán dầm thép tiết diện hộp;

So sánh định lượng khả năng chịu lực của dầm thép tiết diện hộp theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575: 2012, Quy phạm Hoa Kỳ AISC 2005, từ

đó đưa ra các kết luận và kiến nghị

2

*Đối tượng nghiên cứu

Dầm thép tiết diện hộp

*Phạm vi nghiên cứu

- Tiêu chuẩn TCVN 5575: 2012 – Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế;

- Quy phạm Hoa Kỳ AISC 2005;

*Phương pháp nghiên cứu

Tiến hành các ví dụ bằng số để minh họa và so sánh

*Cấu trúc của Luận văn

Luận văn, ngoài phần mở đầu và kết luận, gồm 03 chương, dày 101 trang (bao gồm cả bảng biểu, hình minh họa), cụ thể là:

Chương 1: Tổng quan về dầm, hệ dầm và dầm thép tiết diện hộp Chương 2: Tính toán thiết kế dầm thép tiết diện hộp theo một số tiêu chuẩn thiết kế

Chương 3: Ví dụ tính toán

Phần kết luận và kiến nghị

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

ổn định tổng thể, do đó khi tính toán có thể bỏ qua bước kiểm tra này Nhược điểm của dầm tiết diện hộp là có cấu tạo phức tạp và khó bảo dưỡng hơn dầm tiết diện hở Để đơn giản cho cấu tạo và gia công, khi không có yêu cầu đặc biệt nào thì nên thiết kế dầm đủ khả năng chịu lực mà không cần bố trí thêm các sườn gia cường

Về cơ bản, cả Tiêu chuẩn TCVN 5575: 2012 và Quy phạm Hoa Kỳ AISC

- 2005 đều hướng dẫn tính toán theo các trạng thái giới hạn, trong đó việc tính toán theo trạng thái giới hạn về sử dụng là hoàn toàn tương tự nhau

Khi tính toán theo trạng thái giới hạn về khả năng chịu lực, điểm khác biệt của Quy phạm Hoa Kỳ AISC 2005 so với Tiêu chuẩn TCVN 5575: 2012 là cho phép người thiết kế sử dụng các loại tiết diện được phân cấp linh hoạt hơn nhiều, kể cả các tiết diện rất mảnh Tiết diện xét đến trong TCVN 5575: 2012

có thể coi là một trường hợp riêng trong các cấp tiết diện của Quy phạm AISC

hệ số an toàn lớn hơn (theo ASD) thì tiết diện vẫn đủ bền và mặt khác tận dụng tối đa được khả năng chịu lực của cấu kiện

101

2 Kiến nghị

Trong quá trình hội nhâp, bên cạnh tiêu chuẩn Việt Nam, các kỹ sư nước

ta được phép lựa chọn sử dụng các Tiêu chuẩn và Quy phạm khác như: AISC (Mỹ), BS (Anh), EUROCODE (Châu Âu), JIS (Nhật) , do đó việc sớm phổ biến và áp dụng thành thạo các Tiêu chuẩn các nước tiên tiến như Quy phạm Hoa kỳ AISC - 2005 trong thiết kế kết cấu thép là rất cần thiết

TCVN 5575: 2012 chỉ quy định một loại tiết diện và yêu cầu cao hơn về

ổn định nên thường thiên về an toàn hơn, và do đó tăng chí phí về vật liệu Trong khi đó Quy phạm Hoa kỳ AISC 2005 dựa vào điều kiện ổn định cục bộ

mà phân chia tiết diện thành nhiều cấp khác nhau và cho phép kết cấu làm việc hết khả năng chịu lực

Hướng phát triển đề tài nghiên cứu tiết diện hợp lý của dầm, ứng dụng lập

trình phần mềm thiết kế, kiểm tra tiết diện

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1 Bùi Tất Chính (2011), Thí nghiệm nén tĩnh cọc <

2 Công ty Cổ phần LILAMA 45.1 (2012), Thiết kế - chế tạo/ kết cấu thép <

3 Vũ Thanh Hải, Trương Quốc Bình, Vũ Hoàng Hưng (2008), Kết cấu thép,

Nhà xuất bản Xây dựng, tr 62-64

4 Phạm Văn Hội, Nguyễn Quang Viên, Phạm Văn Tư, Lưu Văn Tường

(2006), Kết cấu thép Cấu kiện cơ bản, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật

5 PGS.PTS Vũ Mạnh Hùng (2010), Sổ tay thực hành kết cấu công trình,

Nhà xuất bản Xây dựng

6 Đoàn Định Kiến, Nguyễn Song Hà (2010), Thiết kế kết cấu thép theo Quy

phạm Hoa Kỳ AISC 2005, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, tr 15-16,

24-30, 38-42, 174-176

7 Nguyễn Văn Liên, Đinh Trọng Bằng, Nguyễn Phương Thành (2003), Sức

bền vật liệu, Nhà xuất bản Xây dựng

8 Hoàng Văn Quang, Hàn Ngọc Đức, Nguyễn Quốc Cường (2013), Ví dụ

tính toán kết cấu thép, Nhà xuất bản Xây dựng, tr 95-107

9 TCVN 5575:2012, Kết cấu thép -Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội

Tiếng Anh

10 American Institute of Steel Construction (March 9, 2005), ANSI/AISC

360-05- Specification for Structural Steel Buildings

11 American Institute of Steel Construction (2005), Design examples Version

13.0

...

Chương 1: Tổng quan dầm, hệ dầm dầm thép tiết diện hộp Chương 2: Tính tốn thiết kế dầm thép tiết diện hộp theo số tiêu chuẩn thiết kế

Chương 3: Ví dụ tính tốn

Phần kết... ? ?Tính tốn dầm thép tiết diện hộp? ??

*Mục đích nghiên cứu đề tài

Tìm hiểu đặc điểm làm việc, ứng xử phận dầm thép tiết diện hộp;

Nghiên cứu lập quy trình tính tốn dầm. .. tiết diện hộp;

Nghiên cứu lập quy trình tính tốn dầm thép tiết diện hộp;

So sánh định lượng khả chịu lực dầm thép tiết diện hộp theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575: 2012, Quy phạm Hoa