Kết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giải

Kết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giảiKết cấu thép 1 có kèm file bài tập và lời giải

Kết cấu thép 1

 Thép dùng trong xây dựng là thép hàm lượng cacbon dưới 0.22% (thép cacbon thấp) trong xây dựng thì không sử dụng thép có đ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá hoại giòn và phá hoại dẻo Kết cấu thép chủ yếu bị phá hoại giòn (chiếm khoảng 80%) Phá hoại giòn xảy ra rất đ t ng t, không báo trước nên mất an toàn còn phá hoại dẻo thì ngược ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá lại Các lý thuyết của sức bền vât li u chỉ áp dụng tính toán biến dạng dẻo Còn biến dạng giòn thì chưa có lý thuyết Nên biến dạng giòn gần như không kiểm soát được Bởi v y trong ậy trong xây dựng người ta cố gắng đẩy v t li u về phía dẻo, càng dẻo càng tốt, đ tin c y cao Ngoàiậy trong ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ậy trong

ra, vì các công trình thép trong xây dựng có kích thước rất lớn nên cần v t li u dẻo mới có ậy trong thể tạo hình đáp ứng được yêu cầu kiến trúc ( sử dụng trong thép hình d p ngu i) Và Thép ậy trong ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá cứng thì rất khó hàn

 thép dùng trong xây dựng thu c nhóm C ( thép được đảm bảo về tính chất cơ học và cả ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá thành phần hóa học) Kí hi u mác thép có ý nghĩa như sau: vd thép CT38n: CT là cacbon thấp, 38 tức là fu=3800daN/cm2, n là thép nửa tĩnh (nếu ghi chữ s là thép sôi, nếu không ghi gì là thép tĩnh Tuy nhiên trong TCVN 5709:1993 không ghi rõ thép sôi, thép tĩnh, thép nửa tĩnh

 So với bê tông thì kết cấu thép được coi là kết cấu nhẹ ( do sử dụng ít v t li u hơn nhiều ậy trong nhưng vẫn đảm bảo khả năng chịu lưc) Tuy nhiên kết cấu thép dễ mất ổn định tổng thể

 Sự phá hoại dẻo của thép xây dựng;

Thép bị phá hoại khi biến dạng lớn(chảy dẻo) Thép chịu kéo và chịu nén đều tốt như nhau Sự làm vi c của thép chia làm các giai đoạn:Ở giai đoạn tỉ l , Giá trị mođun đàn hồi E rất lớn và gần như không phụ thu c nhiều vào loại thép Thực tế luôn tính toán cấu ki n thép làm ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

vi c trong giai đoạn tỉ l Vì yêu cầu sử dụng không cho phép cấu ki n biến dạng lớn Ở giai đoạn chảy, dù không gia tăng tải trọng nhưng biến dạng vẫn tăng rất nhanh E gần như bằng không Giữa 2 giai đoạn có 1 giai đoạn chuyển tiếp gọi là giai đoạn đàn hồi dẻo Thép không còn đàn hồi nữa mà xuất hi n biến dạng dư khi dỡ tải thì sẽ k trở lại kích thước ban đầu được Sau giai đoạn chảy dẻo, thép trở nên ổn định hơn và lại có thể chịu lưc Lúc này thép được gia cường và giai đoạn này gọi là giai đoạn củng cố Biến dạng tăng rất nhanh, tiết di n thu nhỏ dần và đứt Biến dạng lúc đứt rất lớn

 Sự phá hoại giòn của thép

Không phụ thu c vào giá trị tải trọng mà phụ thu c vào tính chất tác dụng của tải trọng Kết cấu ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá bị phá hoại khi biến dạng còn rất nhỏ Phá hoại giòn k tính toán và k khống chế được, chỉ có thể biết được hi n tượng để hạn chế

Thực tế kết cấu thép chỉ có thể phá hoại khi có sự phá hoại giòn của thép Nếu thép vẫn ở trạng thái làm vi c dẻo thì thép không thể bị phá hoại được

 Các nguyên nhân gây phá hoại giòn:

 Kết cấu chịu tải trọng l pặp Khi thép chịu tải trọng l p đi l p lại nhiều lần, nó có thể phá hoại ặp ặp ở ứng suất nhỏ hơn giới hạn bền Tải trọng l p làm kết cấu mỏi khiến hàm lượng cacbon ặp trong thép tăng Làm thép giòn hơn

 Hi n tượng cứng ngu iộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá Đó là hi n tượng tăng tính giòn của thép sau khi bị biến dạng dẻo ở nhi t đ thường Thép sau khi bị biến dạng trở nên cứng hơn, giới hạn đàn hồi cao hơn và ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá biến dạng khi phá hoại nhỏ hơn, thực tế đã trở thành 1 loại thép khác.Hi n tượng này được ứng dụng nhiều trong bê tông cốt thép Trước khi đổ bêtông, người ta tiến hành gia công cốt

thép (chuốt cốt thép) để làm thép cứng hơn, cường đ thép tăng lên Nhưng khi dùng trong ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá kết cấu thép thì làm tăng nguy cơ phá hoại giòn

 Thép chịu trạng thái ứng suất phức tạp Ở trạng thái ứng suất phẳng, sự tồn tại của ứng suất theo 2 phương x,y làm thép trở nên giòn Trường hợp hay g p là ứng suất cục b gây bởi ặp ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá các biến đổi đ t ng t về hình dạng cấu ki n Hi n tượng này gây nguy hiểm khi thép chịu tảiộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá trọng đ ng.ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

 Sự già hóa của thép Theo thời gian tính chất của thép thay đổi dần Giới hạn chảy và giới hạn bền tăng lên, đ giãn và đ dai giảm, thép trở nên giòn hơn ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

 Ảnh hưởng của nhi t độ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá Từ 300 – 330oC thép trở nên giòn hơn Ở nhi t đ này không cho ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá phép thép chịu lực rung đ ng, xung kích.ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

 Các giá trị đ c trưng cơ học của thép ặc trưng cơ học của thép

 Giới hạn chảy σc là ứng suất lớn nhất có thể có trong v t liêu, không được phép vượt ậy trong qua Với ứng suất làm vi c ở giai đoạn củng cố, kết cấu vẫn chưa bị phá hoại nhưng đã bị biến dạng quá mức, không thể sử dụng được

 Giới hạn bền σb xác định 1 vùng an toàn dự trữ giữa trạng thái làm vi c và trạng thái phá hoại Đối với thép không có giới hạn chảy thì σb là trị số giới hạn của ứng suất làm vi c, tuy nhiên có chia cho 1 h số an toàn tương ứng

 Biến dạng đứt εo đ c trưng cho đ dẻo và đ dai của thép.ặp ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

Thép cán dùng trong xây dựng:

 Thép hình cán nóng

 Thép chữ I: kí hi u I30 nghĩa là thép chữ I có chiều cao 30 cm từ số hi u 18 tới 30 có thêm tiết di n phụ cùng chiều cao nhưng cánh r ng và dày hơn, kí hiêu thêm chữ a đ c điểm: ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ặp bản bụng mỏng hơn nhiều so với bản cánh ( do đưa v t li u ra xa trục trung hòa sẽ t n dụngậy trong ậy trong được hết khả năng làm vi c của thép) Tại những vị trí thay đổi kích thước tiết di n thì luôn phải lượn tròn để tránh ứng suất t p trung làm giòn góc thép thép chữ I chủ yếu được ậy trong dùng làm dầm chịu uốn do đ cứng theo phương x lớn hơn rất nhiều so với phương y nếu ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá sử dụng làm c t thì cần tăng đ cứng cho trục y bằng cách mở r ng cánh ho c ghép 2 thép ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ặp chữ I lại

 Thép chữ [: kí hi u tương tự thép chữ I thép chữ [ có 1 m t bụng phẳng và các cánh vươn ặp

r ng nên ti n liên kết với các cấu ki n khác thép chữ [ dùng làm dầm chịu uốn, đ c bi t ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ặp hay dùng làm xà gồ mái chịu uốn xiên ho c ghép lại thành tiết di n đối xứng dùng làm c t.ặp ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

 Thép góc: kí hiêu L40*40*4B ( ho c ghi tắt là L40*4B) nghĩa là thép có đ dài 2 bản cánh là ặp ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

40, 40, đ dày 4mm chữ B chỉ cấp chính xác thường (nếu ghi là A là cấp chính xác cao) Thépộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá góc được dùng làm thanh chịu lực Ngoài ra có thể kết hợp với các loại thép khác để tạo cấu

ki n tổ hợp Thép góc được sử dụng nhiều nhất trong kết cấu thép

 Thép tấm: được sử dụng nhiều đ c bi t trong kết cấu bản Ngoài ra thép tấm được ghép nốiặp lại tạo thép tổ hợp ho c uốn lại tạo thành thép ống ặp

 Thép hình d p ngu i: được d p ngu i từ thép tấm nên tiết di n đa dạng (gồm chữ [ , chữ Z,ậy trong ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ậy trong ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá chữ L ) đ c điểm: Thép này có thành mỏng nên nhẹ hơn nhiều so với thép cán nóng Nó ặp chủ yếu được dùng cho kết cấu nhẹ, cho những cấu ki n chịu lực nhỏ nhưng cần đ cứng ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá lớn Nhược điểm của loại này là do cán ngu i nên tại các góc uốn giòn hơn và chống ghỉ cũngộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá kém hơn Thép hình d p ngu i rất mảnh nên dễ bị v n.ậy trong ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ặp

 Thép tổ hợp: đối với những cấu ki n thép lớn mà thép hình cán nóng không dùng được thì phải dùng thép tổ hợp Thép tổ hợp không có sự ràng bu c về các kích thước hình học nên ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

vi c thay đổi tiết di n sẽ linh hoạt hơn và như v y sẽ tiết ki m v t li u hơn thép hình cán ậy trong ậy trong nóng Tuy nhiên thép tổ hợp khi tính toán thiết kế sẽ phức tạp hơn rất nhiều so với thép hình cán nóng ( phải kiểm tra thêm điều ki n ổn định cục b ).ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

 Phương pháp tính toán trong kết cấu thép:

 Tính toán theo trạng thái giới hạn: TTGH 1 (TTGH về cường đ ): nếu kết cấu vượt qua TTGH ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

1, kết cấu không làm vi c được nữa TTGH 2 (TTGH về sử dụng): nếu kết cấu vượt qua TTGH

2 thì kết cấu không làm vi c bình thường được nữa

 Khi tính toán theo TTGH 1 thì tính theo tải trọng tính toán, Tải trọng tính toán bằng tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số vượt tải (hay gọi là hệ số độ tin cậy γQ), đây là hệ số

kể đến các trường hợp nguy hiểm nhất của tải trọng TTGH 1 là trạng thái giới hạn

về độ bền và ổn định, nếu tải trọng vượt quá giới hạn này thì kết cấu bị phá hoại ngay Vì vậy để an toàn ta tính theo tải trọng tính toán

 khi tính toán theo TTGH 2 thì tính theo tải trọng tiêu chuẩn Vì TTGH 2 là trạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng (nứt,võng ) giới hạn này nếu trong nhất thời có bị vượt quá thì cũng không gây nguy hiểm quá nhiều (kết cấu chưa bị phá huỷ nếu chưa vượt trạng thái giới hạn1) Vì vậy để tiết kiệm ta tính với tải trọng tiêu chuẩn

 thép chịu kéo, nén:

 Cường đ tiêu chuẩn: với thép cacbon thấp, cường đ tiêu chuẩn lấy bằng fộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá y=σc với thép cường đ cao, lấy cường đ tiêu chuẩn bằng fộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá u=σb

 Cường đ tính toán: bằng cường đ tiêu chuẩn chia cho h số γộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá M với thép cacbon thấp, cường đ tính toánộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá f=fy/γM với thép cường đ cao, cường đ tính toán fộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá t=fu/γm với γM là h số an toàn của v t li u khi xét tới các yếu tố làm giảm khả năng chịu lực của kết cấu thép ậy trong

Vi c chia cho h số an toàn cũng là để khi tính toán, cấu ki n luôn làm vi c trong miền đàn hồi

 Cường đ tính toán đối với các dạng chịu lực khác: khi chịu trượt, fộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá v=0.58fy/γM chịu ép m t ặp lên đầu mút, fc=fu/γM khi chịu ép m t trong khớp trụ khi tiếp xúc chắt, fặp cc =0.5fu/γM chịu ép theo đường kính con lăn, fcd=0.025fu/γM

 Tính toán cấu ki n ện

 Cấu ki n chịu kéo đúng tâm : điều ki n bền N

An≤ f γc

Với N là lực dọc do tải trọng tính toán; An là di n tích thực của tiết di n; γc là h số điều

ki n làm vi c của cấu ki n

 Trong trường hợp cho phép biến dạng lớn ho c tính toán đối với thép cường đ cao ặp ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá thì : N

An

≤ ft γc

γu

với γu là h số an toàn lấy bằng 1.3

 Cấu ki n chịu nén đúng tâm:

 ngoài thỏa mẵn điều ki n bền giống như cấu ki n chịu kéo còn cần thỏa mãn điều ki n về đ ổn định tổng thể công thức kiểm tra đ ổn định là:ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

σ = N

A ≤ φ.f.γc với φ là h số uốn dọc của thanh φ phụ thu c vào đ mảnh ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá γ=

μLL

rmin

h số φ≤1 nên đối với cấu ki n chịu nén, khi đã thỏa mãn điều ki n ổn định thì cũng sẽ thỏa mãn điều ki n bền

 Cấu ki n chịu uốn trong giai đoạn đàn hồi

 Tại vị trí biên, ứng suất pháp lớn nhất: σmax= Mmax

Wn ≤ f γ c Wn là momen chống uốn

với tiết di n thực;

 Tại vị trí ứng suất tiếp lớn nhất: tmax= Vmax S

I t ≤ fu γ c S là momen tĩnh của phần tiết

di n trượt đối với trục trung hòa;

t là bề dày thành cấu ki n ( với thép chữ I thì t chính là bề dày bản bụng tw)

 Tại vị trí có ứng suất pháp và ứng suất tiếp cùng lớn: √ σ2+3 t2≤ 1.15 f γc

Tốt nhất nên kiểm tra cả 3 điều ki n này

LIÊN KẾT

 Hi n nay kết cấu thép sử dụng 2 phương pháp liên kết chính là liên kết hàn và liên kết bulông liên kết hàn có ưu điểm là giảm công chế tạo và khối lượng kim loại, hình thức cấu tạo đơn giản, liên kết không chỉ bền mà còn kín nhược điểm chủ yếu là ảnh hưởng của nhi t đ cao làm tăng đ giòn của thép do đó với kết cấu thép chịu tải trọng đ ng ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá thì không dùng liên kết hàn lúc này người ta sử dùng liên kết bu lông liên kết bu lông rất thu n ti n khi lắp đ t và chất lượng kiểm tra cao hơn vì được chế tạo sẵn trong nhà ậy trong ặp máy

LIÊN KẾT HÀN

lưu ý về phương pháp hàn trong kết cấu thép

que hàn phải chọn phù hợp với các mác thép khác nhau sao cho đ bền kéo tức thời của kim loạiộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá hàn không nhỏ hơn của thép hàn vì khi kết cấu bị phá hoại thì luôn mong muốn cấu ki n bị phá hoại tại tiết di n nguy hiểm nhất ( có n i lực lớn ), chứ không phải tại vị trí mối hàn như thế mớiộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá tiết ki m được thép trong thiết kế

Đường hàn đối đầu

 Cấu tạo: đường hàn đối đầu liên kết trực tiếp 2 cấu ki n cùng nằm trong 1 m t phẳng ặc trưng cơ học của thép Đường hàn được điền đầy vào khe hở nhỏ giữa 2 cấu ki n đ t đối đầu ặp

 ưu điểm: truyền lực tốt, đường lực không bị dồn ép, uốn cong nên ứng suất t p trung rất nhỏ ậy trong Nên Sự làm vi c của đường hàn đối đầu tương đương sự làm vi c của thép cơ bản ện ện

Cường đ tính toán của đường hàn không phụ thu c vào que hàn mà phụ thu c vào cường đ ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá thép cơ bản m c dù chất lượng que hàn luôn tốt hơn thép cơ bản Tính toán như v y để tăng ặp ậy trong

đ an toàn của mối hàn lên, tránh không để cấu ki n bị phá hoại tại tiết di n đường hàn ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá Khi chịu nén f wc =f Khi chịu kéo, f wt =f (nếu kiểm tra bằng phương pháp v t lý) và f ật lý) và f wt =0.85f (nếu kiểm tra bởi phương pháp thông thường) nên khi tính toán chịu kéo, nén thì người ta ưu tiên tính toán chịu kéo Khi chịu cắt thì f wv =f v

Đường hàn đối đầu được tính toán như đối với thép cơ bản

Khi chịu kéo nén dọc trục:

Điều ki n bền: ện

σ w = N/A w ≤ f wt γ c với A w là di n tích tính toán của đường hàn A=t.l ện w =t(b-2t)

khi chịu momen uốn:

σ w = M /W w ≤ f wt γ c với W w = tl w 2 /6 Với l w = b–2t;

Nếu chịu đồng thời cả momen và lực cắt thì có ứng suất tương đương

σ tđ = √ σw2

+ 3 tw2

≤ 1.15f wt γ c

Với t w = V/A w

 Nếu sử dụng đường hàn đối đầu mà đường hàn không đủ khả năng chịu tải trọng thì phải sử dụng đường hàn xiên Khi đó:

σ w = Nsinα/ (tl w ) ≤ f wt γ c với l w = b/sinα -2t là chiều dài tính toán của đường xiên.

t w = Ncosα /(tl w ) ≤ f wv γ c α là góc nghiêng so với phương của lực trục N

tuy nhiên chỉ dùng đường hàn xiên góc cho cấu ki n chịu kéo nén dọc trục Khi đường hàn đối đầu không đủ khả năng chịu momen, lực cắt thì người ta không sử dụng đường hàn xiên (do tính toán phức tạp và đ tin c y k cao) mà sử dụng đường hàn góc.ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ậy trong

Đường hàn góc để thực hi n các liên kết khi mà đường hàn đối đầu không thể thực hi n được

 Cấu tạo: đường hàn góc nằm ở góc vuông tạo bởi 2 cấu ki n cần hàn

 Tùy theo vị trí của đường hàn so với phương tác dụng của lực mà chia làm:

 Đường hàn góc cạnh là đường hàn góc song song với phương của lực tác dụng

 Đường hàn góc đầu là đường hàn góc vuông góc với phương của lực tác dụng

 Đường hàn góc cạnh khi truyền lực thì hướng của đường lực thay đổi phức tạp, ứng suất phân bố không đều 2 mút của đường hàn chịu ứng suất lớn nhất Để giảm bớt sự phân bố không đều của ứng suất thì không dùng đường hàn quá dài

 Đường hàn góc đầu truyền lực đều theo bề r ng của liên kết nhưng bị ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá uốn cong và dồn ép ở phía chân đường hàn Do đó ứng suất t p trung lớn.ậy trong

Sự làm vi c của đường hàn góc khác hoàn toàn với đường hàn đối đầu Trong tính toán coi như đường hàn chỉ chịu cắt và phá hoại theo 2 tiết di n dọc theo kim loại đường hàn ho c theo ặp biên nóng chảy của thép cơ bản

Vì đường hàn góc có ứng suất hàn và ứng suất t p trung lớn nên ít dùng để liên kết khi chịu lực ậy trong lớn, đ c bi t không dùng trong kết cấu chịu tải đ ng Đôi khi người ta không hàn liên tục mà ặp ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá hàn cách đoạn trên suốt đường hàn nhằm tránh hi n tượng thép dãn nở vì nhi t gây phồng phần thép nối

Tính toán liên kết hàn góc:

 Khi chỉ có lực dọc trục: N

hf∑lw ≤ (β.f w ) min γ c

 Khi chỉ có lực cắt: V

h f∑lw ≤ (β.f w ) min γ c

h f∑lw2 ≤ (β.f w ) min γ c

 Khi có cả momen và lực cắt thì √ ( 6 M

h f∑lw2)

2 +( V

h f∑lw)

2

≤(β.f w ) min γ c

 Với l w là chiều dài tính toán của đường hàn lấy bằng chiều dài thực tế trừ đi 1cm để kể đến chất lượng không tốt của đường hàn.

Yêu cầu l w ≥ 4h f , l w ≥ 40 mm và l w ≤ 85β f h f với đường hàn góc cạnh.

 h f là chiều cao của đường hàn góc Yêu cầu h f ≤ 1.2t min với t min là đ dày nhỏ nhất của các ộ dày nhỏ nhất của các bản thép đem liên kết Và h f ≥ h min ( tra bảng 2.3 trang 58 ).

 Yêu cầu khi thiết kế: phần chồng nhau a≥5t min

 (β.f w ) min =β f f wf tức là mối hàn bị phá hoại dọc theo kim loại đường hàn.

 (β.f w ) min = β s f ws tức là mối hàn bị phá hoại theo biên nóng chảy của thép cơ bản.

Các h số ện β f, β s tra bảng 2.6 trang 67 phụ thu c vào phương pháp hàn và vị trí đường hàn ộ dày nhỏ nhất của các Khi hàn tay thì β f =0.7 , β s = 1.

Cường đ tính toán của thép hàn f ộ dày nhỏ nhất của các wf phụ thu c v t li u que ộ dày nhỏ nhất của các ật lý) và f ện

Cường đ tính toán của thép cơ bản trên biên nóng chảy f ộ dày nhỏ nhất của các ws =0.45 f u

Thường khi hàn tay thì mối hàn thường phá hoại theo kim loại đường hàn

Các công thức trên áp dụng cho đường hàn góc đối xứng Trong trường hợp hàn với thép hình không đối xứng ( thường là thép góc ) do lực dọc không ở chính giữa nên lực tác dụng vào mỗi đường hàn sẽ tỉ l nghịch với khoảng cách từ trọng tâm đ t lực tới mỗi đường hàn Lúc này giá trị ặp lực đ t vào sống và mép của thép góc tướng ứng là Nặp s = kN; Nm = (1-k)N h số k tra bảng 2.6 trang 67

Liên kết bản ghép

Lực truyền qua cấu ki n kia thông qua bản ghép Các bản ghép được hàn góc đầu ho c góc cạnh Ít ặp khi hàn cả hai Vì làm chỗ ghép nối dễ bị phồng, cong vênh

Ưu điểm: không phải gia công mép cấu ki n nhưng tốn thép Ngoài ra ứng suất t p trung lớn nên ậy trong không dùng được trong kết cấu chịu tại trọng đ ng.ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

Chú ý khi tính toán kiên kết có bản ghép là phải kiểm tra đ bền của bản thép: ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá ∑Abg ≥A ( chú ý là giữa

2 đầu nối thép bản người ta để hở nhằm tránh ảnh hưởng của giãn nở vì nhi t) rồi mới kiểm tra đô bền đường hàn góc

LIÊN KẾT BULÔNG

Kí hi u cấp đ bền của bulông: vd 4.6 tức là fộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá u=4000 daN/cm 2 , fy=4.6.102=2400 daN/cm2

Phân loại:

bulông thô và bulông thường: có đ chính xác thấp nên đường kính lỗ lớn hơn đường kính bulông ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá từ 2-3mm chỉ dùng bulông thô và bulông thường khi chúng làm vi c chịu kéo ho c để định vị các ặp cấu ki n khi lắp ghép

Bulông tinh: đô chính xác rất cao Chênh l ch đường kính lỗ và đường kính bulông không quá 0.3mm do sản suất phức tạp và lắp đ t khó khăn nên loại bulông này ít dùng.ặp

Bulông cường đ cao: được làm từ thép hợp kim sau đó gia công nhi t khi liên kết, lực truyền từ ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá cấu ki n này sang cấu ki n khác chủ yếu do lực ma sát Loại này dễ chế tạo ( sản xuất giống với bulông thường) , khả năng chịu lực lớn, liên kết ít biến dạng nên sử dụng r ng rãi trong kết cấu chịu ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá tải trọng n ng và tải trọng đ ng.ặp ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

Chú ý/ đối với bulông neo, tuy t đối không sử dụng bulông cường đ cao.ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá Vì như thế sẽ lãng phí Bulông sẽ không bao giờ bị phá hoại do cường đ lớn hơn bêtông rất nhiều.ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

Sự làm vi c chịu trượt của liên kết bulông thường, bulông thô và bulông tinh ện

Do v n êcu nên bulông luôn chịu kéo và giữa m t tiếp xúc của các bản thép xuất hi n lực ma sát.ặp ặp Khi chịu trượt, sự làm vi c của bulông như sau:

Giai đoạn 1: lực trượt do ngoại lực gây ra nhỏ hơn lực ma sát Bản thép chưa trượt, bulông chỉ chịu kéo

Giai đoạn 2: lực trượt bắt đầu lớn hơn lực ma sát Các bản thép trượt tương đối nhau, thân bulông tì sát thành lỗ Bulông bắt đầu chịu kéo và uốn, cắt (chịu lực phức tạp)

Giai đoạn 3: lực trượt tăng tiếp, lực ma sát yếu đi Bulông đạt tới trạng thái giới hạn và bị cắt ngang thân Ho c quá giới hạn của thép bản khiến tại vị trí lỗ, thép bị xé.ặp

Khả năng làm vi c chịu cắt của bulông:

Khi đường kính bulông nhỏ, bản thép dày, bulông có thể bị phá hoại do cắt ngang thân

Khả năng chịu cắt [N] vb = f vb γ b An v

Với fvb là cường đ tính toán chịu cắt của bulông ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

Trạng

thái làm

vi c

Kí

hi u

Cấp đ bềnộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

γb lấy theo bảng 2.8 là h số điều ki n làm vi c của bulông

A là di n tích tiết di n cắt ngang của thân bulông A = πd2/4 Với d là đường kính thân bulông

nv là số m t cắt tính toán của bulông khi có 2 cấu ki n liên kết thì nặp v=1, khi có 3 cấu ki n liên kết thì nv=2

Khả năng chịu lực ép m tặp của bulông

Nếu khoảng cách giữa các lỗ bulông ho c khoảng cách từ lỗ bulông tới mép bản thép quá ngắn ho cặp ặp bản thép quá mỏng thì bản thép có thể bị xé rách theo đường trượt nghiêng góc 35o so với phương dọc bản thép (do tác dụng ép m t của bulông lên thành lỗ) Sự phân bố ứng suất trong bản thép rất ặp phức tạp nên tính toán theo cách gần đúng

[N] cb = d.(∑t) min. f cb γ b

Với (∑t) min là tổng chiều dày nhỏ nhất của các bản thép cùng trượt về 1 phía.

f cb là cường đ tính toán ép m t của bulông ộ dày nhỏ nhất của các ặc trưng cơ học của thép fcb được lấy theo bảng 1.11 phụ lục

Giới hạn bền kéo

đứt cấu ki n được

liên kết

Giá trị fcb Bulông tinh Bulông thường

và thô

340 435 395

Sự làm vi c chịu trượt của ện bulông cường đ cao ộ dày nhỏ nhất của các

Do lực xiết bulông rất lớn nên lực ma sát giữa các bản thép hoàn toàn tiếp nh n lực trượt do ngoại ậy trong lực gây nên Bulông cường đ cao chỉ chịu kéoộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

Khả năng chịu trượt [N] b = f hb A bn γ b1 ( μL

γb 2)n f

Với h hb là cường đ chịu kéo tính toán của bulông f ộ dày nhỏ nhất của các hb = 0.7f ub , f ub là cường đ tức thời tiêu chuẩn ộ dày nhỏ nhất của các của v t li u bulông ật lý) và f ện lấy theo:

Đường kính

danh nghĩa

của ren

Mac thép Đ bền kéoộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

nhỏ nhất fub:

daN/cm2

Đường kính danh nghĩa của ren

Mac thép Đ bền kéoộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

nhỏ nhất fub: daN/cm2 Từ 16 đến

27

Abn là di n tích tiết di n thực của thân bulông tra bảng 2.9

TCVN

1916:1995;d,mm

γ b1 là h số điều ki n làm vi c của liên kết bulông phụ thu c vào số lượng bulông chịu lực n ện ện ện ộ dày nhỏ nhất của các a γ b1 = 0.8 nếu n a < 5 ; γ b1 = 0.9 nếu 5≤n a <10 ; γ b1 = 1 nếu n a ≥ 10.

µ là h số ma sát và γ ện b2 là h số đ tin c y ện ộ dày nhỏ nhất của các ật lý) và f tra bảng 2.10;

Phương pháp làm sạch m t phẳng của ặp

các cấu ki n được liên kết

Phương pháp điều chỉnh lực xiết bulông

H số

ma sát µ

H số γb2 khi tải trọng và đ dung ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá sai giữa đường kính bulông và lỗ δ, mm

Đ ng và ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá δ=3-6;

Tĩnh và δ=5-6

Đ ng và ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá δ=1; Tĩnh và δ=1-4

1 Phun cát thạch anh ho c b t ặp ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

kim loại

2 Phun cát ho c b t kim loại sau ặp ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

đó phun sơn kiềm ho c nhômặp

3 Bằng ngọn lửa hơi đốt, không

có lớp bảo v m t kim loạiặp

4 Bằng bàn chải sắt, không có lớp

sơn bảo v

5 Không gia công bề m tặp

Theo M Theo α Theo M Theo α Theo M Theo α Theo M Theo α Theo M Theo α

0.58 0.58 0.5 0.5 0.42 0.42 0.35 0.35 0.25 0.25

1.35 1.2 1.35 1.2 1.35 1.2 1.35 1.25 1.7 1.5

1.12 1.02 1.12 1.02 1.12 1.02 1.17 1.06 1.3 1.2

nf là số lượng m t phẳng ma sát tính toán bằng số bản ghép chịu lực trừ đi 1ặp

Tính toán liên kết bulông chịu lực trục

Trong cùng 1 cấu ki n, chỉ nên dùng 1 loại đường kính bulông trong toàn b công trình, để đỡ phức ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

tạp cũng nên hạn chế tối đa số bulông có đường kính khác nhau Thường chọn d = 20-24 mm đối

với công trình n ng thì d = 24 -30 mm ặc trưng cơ học của thép

 Chọn kích thước bản ghép sao cho : ∑A bg ≥ A.

 Khi chịu cắt và chịu ép m t thì ặc trưng cơ học của thép số bulông cần thiết

[ N ]minbγc với [N] minb =min{[N] vb ; [N] cb }.

Đối với bulông cường đ cao: n≥ ộ dày nhỏ nhất của các N

[ N ]bγc.

Kiểm tra bền đối với bản thép

Cấu ki n cơ bản bị giảm yếu do lỗ bulông nên cần kiểm tra theo công thức: N

An ≤ f γ bl γ c Trong đó γ bl = 1.1 đối với dầm đ c, c t và các bản nối, γặp ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá bl=1.05 với kết cấu thanh của mái và sàn

An là tiết di n thực của bản ghép An=A-A1 với A là di n tích tiết di n bản ghép, A1 là di n tích giảm yếu

 Riêng với bulông cường đ caoộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá thì do 1 phần lực trượt được tiếp nh n bằng lực ma sát nên ậy trong cách tính An có khác

Khi chịu tải tĩnh: An =A nếu An≥0.85A, khi An< 0.85A thì tính theo di n tích quy ước Ac =1.18An.

Khi chịu tải đ ng thì dùng Aộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá n để tính toán.

Lấy γbl =1 vì liên kết bulông cường đ cao không làm vi c đàn dẻoộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

Tính toán liên kết bulông chịu lực cắt và momen.

√ Nbl , M2

+ Nbl ,V2≤[N ]minbγc

lưc N lớn nhất tác dụng lên bulông do M gây ra: N bl,M = N 1 = M l1

m ∑ li2

N 1 lớn nhất là lực đ t vào bulông ngoài cùng ặc trưng cơ học của thép xa tâm momen nhất

với m là số hàng bulông trên 1 dãy (hay số lượng bulông trên 1 dãy ở 1 phía của liên kết) l i là khoảng cách giữa 2 dãy bulông đối xứng qua tâm liên kết.

Lực N lớn nhất tác dụng lên bulông do V gây ra: N bl,V =V/n với n là số bulông ở 1 nửa liên kết.

Các hình thức liên kết bulông:

Với thép tấm, có thể liên kết đối đầu có 2 bản ghép hay có 1 bản ghép ho c dùng kiên kết chồng ặp Kiên kết 1 bản ghép và liên kết ghép chồng có đ l ch tâm nên chịu momen uốn phụ Cần tăng thêmộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá 10% số bulông so với tính toán để đảm bảo đ cứng cho liên kết.ộ cứng cao Do thép bị phá hoại theo 2 cách là phá

Với thép hình, các thép hình được nối bằng bản thép và có thể nối bằng thép góc Thép hình cứng nên không cần tăng số bulông

Bố trí bulông

Các đường đinh song song với phương của lực tác dụng gọi là dãy đinh Các đường đinh vuông góc với phương của lực tác dụng gọi là hàng đinh

Có thể bố trí song song ho c so le Các khoảng cách quy định để bố trí bulông cho ở bảng 2.11 trang ặp

88

Khoảng cách giữa trọng tâm 2 bulông theo phương bất kì

 Nhỏ nhất

 Lớn nhất: trong các đường đinh ở biên khi không có thép góc viền đối với cấu

ki n chịu kéo nén

 Lớn nhất: trong các đường đinh ở giữa và ở biên khi có thép góc viền

 Cấu ki n chịu kéo

 Cấu ki n chịu nén

2.5d 8d hay 12t

16d hay 24t 12d hay 18t