THUYẾT TRÌNH KẾT CẤU THÉP

PHẦN II: CÁC DẠNG DÀN DẦM THÉP SỬ DỤNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY TRÊN THỊ TRƯỜNG VIỆT NAM KẾT CẤU THÉP Ưu khuyết điểm Kết Cấu Thép + Ưu: Khả chịu lực lớn, độ tin cậy cao fy=220 - 400 MPa Cấu trúc đồng vật liệu Trọng lượng nhẹ Nhẹ so với kết cấu chịu lực khác bê tông, gạch đá, gỗ Công nghiệp hoá cao vật liệu, kết cấu thực nhà máy Tính động vận chuyển, lắp ghép Tính kín, khơng thấm nước, thấm khí + Khuyết: Chịu gỉ Bảo vệ sơn, mạ kẽm, mạ nhôm Chịu lửa Vật liệu không cháy, khả chịu lực từ t=500 - 600 độ C Nên bảo vệ sơn chống lửa, bê tông - Kết cấu thép thích hợp với cơng trình: Nhịp lớn Chiều cao lớn Tải trọng nặng 20 Cần trọng lượng nhẹ Cần độ kín khơng thấm - Các u cầu Kết Cấu Thép: Yêu cầu sử dụng: Đảm bảo chịu lực Đảm bảo bền vững, khả bảo dưỡng Đẹp Yêu cầu kinh tế: Tiết kiệm vật liệu Cơng nghiệp khí chế tạo Lắp ghép nhanh Đại cương dàn thép 1.1 Định nghĩa Dàn thép kết cấu rỗng bao gồm quy tụ liên kết với nút giàn thông qua thép gọi mã Liên kết giàn thường dùng liên kết hàn, bulơng đinh tán 1.2 Đặc điểm • Dàn bao gồm cánh trên, cánh bụng • Dàn kết cấu chịu uốn giàn chủ yếu chịu lực trục nên giảm trọng lượng tiết kiệm vật liệu nhiều so với dầm thép Đây 21 lý khiến dàn sử dụng nhiều kết cấu thép, đặc biệt kết cấu cần vượt nhịp lớn • Trong hầu hết trường hợp, dàn cấu tạo thành hệ không gian nên dễ tạo loại hình dáng phù hợp với yêu cầu kiến trúc • Liên kết thường sử dụng dàn liên kết hàn, bulông đinh tán 1.3 Phân loại dàn thép Được phân chia dựa theo ba tính chất: Theo công dụng Theo cấu tạo giàn Theo sơ đồ kết cấu 1.3.1 Theo cơng dụng: • Dàn làm mái nhà: Dàn kèo; • Dàn cầu, cầu trục; • Tháp, trụ… 1.3.2 Theo cấu tạo giàn: • Dàn nhẹ: Nội lực nhỏ Các giàn có dạng thép góc thép tròn VD: sử dụng thép góc L 50x6 hay 60x7 … • Dàn thường: Là loại dàn dùng để đỡ mái panel Nội lực nhỏ 5000kN Các dàn có dạng hai thép góc ghép lại 22 Hình 1.3.1 Các loại dàn thường • Dàn nặng: Là loại dàn sử dụng cơng trình chịu tải trọng nặng • Nội lực lớn thường lớn 5000kN Các dàn có tiết diện tổ hợp 23 Hình 1.3.2 Các loại dàn nặng 1.3.3 Phân loại theo sơ đồ kết cấu • Dàn đơn giản • Dàn liên tục • Dàn mút thừa • Dàn kiểu tháp trụ • Dàn kiểu khung • Dàn kiểu vòm Ưu , nhược điểm loại dàn: Thường dùng nhà hát, nhà triển lãm, phòng hồ nhạc, cung thể thao a) Dàn đơn giản: • Ưu điểm: dễ chế tạo, dựng lắp, không chịu ảnh hưởng độ lún gối tựa nhiệt độ nên dùng nhiều 24 • Nhược điểm: nhiên nhược điểm loại dàn tốn vật liệu, khơng vượt độ xa Hình 1.3.3 Dàn đơn giản b) Dàn liên tục: Ưu điểm: tiết kiệm vật liệu so với dàn đơn giản 25 Nhược điểm: phức tạp chế tạo, dựng lắp bị ảnh hưởng độ lún gối tựa nhiệt độ Hình 1.3.4 Dàn liên tục c) Dàn mút thừa: Các nhánh phần mút thừa có nội lực ngược dấu với cánh phần nhịp Cũng giống giàn đơn giãn giàn nút thừa có ưu nhược điểm sau Ưu điểm: tiết kiệm vật liệu so với dàn đơn giản, Nhược điểm: phức tạp chế tạo, dựng lắp bị ảnh hưởng độ lún gối tựa nhiệt độ Hình 1.3.5 Dàn mút thừa d) Dàn kiểu tháp trụ Sử dụng cho cơng trình tụ điện, ăngten , cột điện vượt sơng 26 Hình 1.3.6 Dàn kiểu tháp trụ e) Dàn kiểu khung: Sử dụng chịu lực cho cơng trình có nhịp lớn 27 Gồm loại: khung đặc, khung rỗng Ưu điểm: Vượt độ lớn Chịu nén uốn Đảm bảo điều kiện ổn định cục Nhược điểm: Phức tập tính tốn kết cấu để đảm bảo khơng bị vênh giàn, khó khăn việc lắp đặt, tốn nhiều vật liệu Hình 1.3.7 Dàn kiểu khung 28 f) Dàn kiểu vòm: Sử dụng làm kết cấu cho cơng trình có độ lớn vượt 60 nhịp nhà triển lảm nhà thể thao, nhà ga, nhà hát, có mặt hình chữ nhật Ưu điểm: vượt nhịp lớn Nhịp lớn kế cấu vòng lợi so với kết cấu khác (vì momen tỉ lệ với nhịp) Vì kết cấu thép nhà nhịp lớn thường làm kết cấu kiểu vòm L >= 80m (Nếu L < 80m khơng có lợi) Nhược điểm: Phức tập tính tốn kết cấu lắp đặt Dễ biến dạng, dễ bị xơ lệch, mái dễ bị vỡ Có vùng khó sử dụng, vùng chân vòm đỉnh vòm (vùng chết) Hình 1.3.8 Dàn kiểu vòm 29 Các dạng kết cấu mái 2.1 Kết cấu mái không gian nhà nhịp lớn Các kết cấu kiểu khung, dầm, vòm giới thiệu dạng kết cấu phẳng, gồm hệ kết cấu riêng lẻ liên kết với hệ giằng, làm việc không gian kết cấu không lớn Để khắc phục nhược điểm người ta dùng kết cấu không gian cho nhà nhịp lớn Kết cấu không gian kết cấu mà cấu kiện chịu lực không nằm mặt phẳng Ưu điểm: Số nút số định hình hóa lớn Nâng cao độ cứng, an tồn cho mái, tránh phá hoại đột ngột Giảm kích thước trọng lượng mái nhờ ô lưới Kết cấu không gian nhẹ tạo dáng kiên trục đẹp kết cấu phẳng Phương thức thi công đại 30 Nhược điểm: Việc tính tốn thi cơng khó khăn Thi cơng đòi hỏi xác cao nên bị hạn chế sử dụng Hình 2.1 : Hệ mái lưới không gian 31 32 2.2 Hệ không gian dạng vỏ, mái cupon 2.2.1 Mái không gian dạng vỏ Là hệ không gian lớp có mặt ngồi cơng theo chiều, dùng cho cơng trình có dạng hình chữ nhật, lưới võ thường có dạng hình thoi Ưu diểm: Vượt nhịp lớn lên đến 90m Nhẹ kết cấu BTCT Tạo kiểu dáng kiến trúc đẹp Nhược điểm: Tính tốn thi cơng nhiều khó khăn Hình 2.2.1: Mái không gian lớp 33 2.2.2 Mái cupôn Mái cupôn kết cấu mái khơng gian có mặt cong hai chiều dùng cho cơng trình có mặt hình tròn đa giác Bao gồm : Cupơn sườn, cupơn sườn vòng, cupơn lưới Ưu điểm: Vượt nhịp lớn Kết cấu chịu lực Mái nhẹ hệ khung không gian rỗng Tạo kiểu dáng đẹp mái đẹp cho cơng trình Nhược điểm: Chỉ thích hợp cho mặt hình tròn hay đa giác Khó khăn tính tốn, thi cơng Tương đối khó khăn chế tạo có vài thành phần khơng thống hố 34 Hình 2.2.2 : Cupơn sườn 35 Hình: Cupơn sườn vòng Hình 2.2.3 : Cupơn sườn lưới 36 2.3 Hệ mái treo Hệ mái treo kết cấu mà phận chịu lực dây (chủ yếu chịu lực kéo tựa lên gối tựa) Ưu điểm - Hệ mái treo loại kết cấu nhẹ phủ nhịp lớn -Hệ mái treo loại kết cấu tiết kiệm vật liệu (vì kết cấu chịu kéo, khơng bị vật liệu để đảm bảo ổn định) - Chế tạo lắp dựng đơn giản - Có thể chế tạo hình dáng theo mặt mái nên dễ tạo kiến trúc đẹp Nhược điểm: - Dễ biến dạng nên dùng nhà cơng nghiệp (khơng dùng nhà 37 cơng nghiệp có cầu trục) - Kết cấu gối tựa lớn nên tốn - Khó nước Hình 2.3.1 : Kết cấu dây treo dây 38 ... dạng kết cấu mái 2.1 Kết cấu mái không gian nhà nhịp lớn Các kết cấu kiểu khung, dầm, vòm giới thiệu dạng kết cấu phẳng, gồm hệ kết cấu riêng lẻ liên kết với hệ giằng, làm việc khơng gian kết cấu. .. kế cấu vòng lợi so với kết cấu khác (vì momen tỉ lệ với nhịp) Vì kết cấu thép nhà nhịp lớn thường làm kết cấu kiểu vòm L >= 80m (Nếu L < 80m khơng có lợi) Nhược điểm: Phức tập tính tốn kết cấu. .. Dàn thép kết cấu rỗng bao gồm quy tụ liên kết với nút giàn thông qua thép gọi mã Liên kết giàn thường dùng liên kết hàn, bulông đinh tán 1.2 Đặc điểm • Dàn bao gồm cánh trên, cánh bụng • Dàn kết