Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HÀ SO SÁNH TÍNH TOÁN DẦM THÉP THEO TIÊU CHUẨN MỸ (AISC), CHÂU ÂU (EC3) VÀ VIỆT NAM (TCVN 5575:2012) LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HÀ kho¸ 2016-2018 SO SÁNH TÍNH TỐN DẦM THÉP THEO TIÊU CHUẨN MỸ (AISC), CHÂU ÂU (EC3) VÀ VIỆT NAM (TCVN 5575:2012) LUẬN VĂN THẠC SỸ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN HỒNG SƠN HÀ NỘI – 2018 ii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực Luận văn này, tác giả người hướng dẫn khoa học Thầy giáo PGS TS Nguyễn Hồng Sơn tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hồn thành Luận văn Qua tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy! Cảm ơn thầy giáo, cô giáo Bộ môn kết cấu Thép Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, thầy cô tiểu ban bảo vệ đề cương, thầy cô tiểu ban kiểm tra tiến độ Luận văn, có ý kiến góp ý quý báu cho nội dung Luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn Thầy cô giáo, cán khoa đào tạo sau đại học thuộc Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội giúp đỡ, dẫn trình học tập nghiên cứu Do thời gian thực luận văn khơng nhiều, trình độ tác giả có hạn, cố gắng nội dung Luận văn khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp Thầy giáo học viên để Luận văn hồn thiện Hà Nội, ngày , tháng , năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hà iii LỜI CAM ĐOAN Tên là: Nguyễn Thị Hà Sinh ngày: 19/09/1991 Quê quán: Tiên Hưng – Lục Nam – Bắc Giang Nơi công tác: Trường Cao đẳng Xây dựng số Tôi xin cam đoan Luận văn tốt nghiệp cao học ngành kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp với đề tài: “So sánh tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn Mỹ (AISC), châu Âu (EC3) Việt Nam (TCVN 5575:2012)” cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng Hà Nội, ngày , tháng , năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hà MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Danh mục ký hiệu Danh mục hình vẽ Danh mục bảng biểu MỞ ĐẦU … * Lý chọn đề tài Error! Bookmark not defined * Mục đích nghiên cứu Error! Bookmark not defined * Đối tượng phạm vi nghiên cứu Error! Bookmark not defined * Phương pháp nghiên cứu * Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài * Kết cấu đề tài NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung dầm thép 1.2 Cấu tạo mạng hệ dầm thực tế xây dựng 1.3 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép Mỹ, châu Âu Việt Nam………9 1.3.1 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép Mỹ (AISC) 1.3.2 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép châu Âu (EC3) 12 1.3.3 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép Việt Nam 15 1.4 Ứng dụng dầm thép thực tế xây dựng 16 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN DẦM THÉP THEO TIÊU CHUẨN MỸ (AISC), CHÂU ÂU (EC3) VÀ VIỆT NAM (TCVN 5575:2012) 17 2.1 Cấu tạo chung dầm thép 17 2.2 Sự làm việc dầm thép chịu tải trọng 19 2.3 Phân loại tiết diện 21 2.3.1 Theo tiêu chuẩn Mỹ……………………………………………… 21 2.3.2 Theo tiêu chuẩn châu Âu………………………………………… 22 2.3.3 Theo tiêu chuẩn Việt Nam……………………………………….….27 2.4 Tính tốn dầm thép tổ hợp hàn……………………………………… 27 2.4.1 Theo tiêu chuẩn Mỹ……………………………………………… 27 2.4.2 Theo tiêu chuẩn châu Âu………………………………………… 40 2.4.3 Theo tiêu chuẩn Việt Nam………………………………………… 48 2.5 Quy trình tính tốn………………………………………………… .54 2.5.1 Theo tiêu chuẩn Mỹ…………………………………………………54 2.5.2 Theo tiêu chuẩn châu Âu……………………………………………54 2.5.3 Theo tiêu chuẩn Việt Nam………………………………………… 54 2.6 Nhận xét chung …………………………………………………….….56 CHƯƠNG VÍ DỤ TÍNH TỐN …………………………………………… 57 3.1 Tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn Mỹ (AISC), châu Âu (EC3) Việt Nam (TCVN 5575:2012)………………………………………………………….57 3.1.1 Số liệu đầu vào tốn……………………………………… 55 3.1.2 Tính tốn dầm thép cho tiêu chuẩn Mỹ (AISC)……………………57 3.1.3 Tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn châu Âu (EC3)……………….63 3.1.4 Tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5575:2012).69 3.2 So sánh phân loại tiết diện theo tiêu chuẩn Mỹ (AISC) châu Âu (EC3)……… …………………………………………………………………… 70 3.3 Nhận xét kết tính tốn…………………………………………… 84 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………………85 Kết luận……………………………………………………………………….85 Kiến nghị …………………………………………………………………… 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU a) Các đặc trưng hình học A : Diện tích tiết diện nguyên An : Diện tích tiết diện thực Aw : Diện tích bụng bf : Bề rộng cánh Cb : Hệ số điều chỉnh xét tới biến đổi mô men dọc chiều dài đoạn xét Cv : Hệ số giảm khả chịu cắt xét đến ổn định cắt d : Chiều cao toàn thể tiết diện I : Mơ men qn tính tiết diện J : Mơ men quán tính xoắn tiết diện Lb : Khoảng cách hai giằng tiết diện Lp : Khoảng cách lớn hai giằng để cấu kiện không bị ổn định tổng thể Vmax : Lực cắt lớn tf : Chiều dày cánh tw : Chiều dày bụng Sx : Mô men tĩnh tiết diện Wx : Mô đun chống uốn tiết diện nguyên trục x-x Z : Mô đun chống uốn dẻo b) Ngoại lực nội lực F,P : Ngoại lực tập trung Mcr : Mô men tới hạn Mu : Mô men uốn theo phương pháp LRFD Ma : Mô men yêu cầu theo phương pháp ASD Mn : Mô men uốn danh nghĩa Mp : Mô men dẻo My : Mô men chảy c) Cường độ ứng suất E : Môđun đàn hồi Fy : Cường độ tính tốn thép : Ứng suất pháp x , y : Các ứng suất pháp song song với trục tương ứng x-x, y-y : Ứng suất tiếp d) Ký hiệu thông số : Khối lượng riêng : Chỉ số độ tin cậy : Điều kiện làm việc kết cấu b : Hệ số sức kháng tính tốn cấu kiện chịu uốn b : Hệ số an toàn tổng thể tính tốn cấu kiện chịu uốn p : Giới hạn độ mảnh phần tử đặc r : Giới hạn độ mảnh phần tử không đặc DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu Hình 1.1 Tên hình Trang Dầm thép Hình 1.2a Dầm mái Hình 1.2b Dầm khung Hình 1.3 Chế tạo dầm thép hình Hình 1.4a Dầm chữ I Hình 1.4b Dầm chữ C Hình 1.5 Tiết diện dầm Hình 1.6 Tiết diện dầm tổ hợp Hình 1.7 Hệ dầm đơn giản Hình 1.8 Hệ dầm phổ thơng Hình 1.9 Hệ dầm phức tạp Hình 1.10 Liên kết dầm Hình 2.1 Tiết diện dầm tổ hợp hàn 17 Hình 2.2 Tiết diện dầm tổ hợp đinh tán bulông 18 Hình 2.3 Đầu dầm tựa vào cột thép 18 Hình 2.4 Sự làm việc cấu kiện chịu uốn 19 Hình 2.5 Các giới hạn để nội suy ứng suất cho phép 30 Hình 2.6 Các đường cong cường độ ổn định 45 Hình 2.7 Tiết diện dầm tổ hợp chữ I 49 Hình 3.1 Dầm thép ASTM A992 tiết diện W12×30 58 Hình 3.2 Tiết diện dầm thép S275 63 Hình 3.3 Tiết diện dầm thép I30 69 Hình 3.4 Tiết diện dầm thép S420 71 Hình 3.5 Tiết diện dầm thép S420 74 Hình 3.6 Thơng số hình học 76 Hình 3.7 Các thơng số hình học để tính tốn Weff,y 79 Hình 3.8 So sánh Mn My,Rk với giá trị bf thay đổi 83 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu Bảng 2.1 Tên bảng Tỉ số lớn bề rộng bề dày phần chịu Trang 24 nén (EN 1993-1-1 bảng 5.2 phần 1/3) Bảng 2.2 Tỉ số lớn bề rộng bề dày phần chịu 26 nén (EN 1993-1-1 bảng 5.2 phần 2/3) Bảng 2.3 Các giá trị Cb dầm chịu tải trọng phân bố 37 Bảng 2.4 Hệ số C1,C2 C3 cho giá trị mômen điểm cuối 44 dầm Bảng 2.5 Hệ số sai lệch cho đường cong cường độ ổn 45 định Bảng 2.6 Phân loại đường cong ổn định tiết 45 diện ngang Bảng 2.7 Giá trị đường cong ổn định uốn xoắn tiết 46 diện ngang Bảng 2.8 Hệ số hiệu chỉnh kc 47 Bảng 3.1 Giá trị thiết kế cho phép khả chịu uốn 62 Bảng 3.2 Kết xoắn bên 68 Bảng 3.3 Giá trị My,Rk ứng với giá trị bf 79 Bảng 3.4 Giá trị Mn tương ứng với giá trị khác bf 82 PHẦN MỞ ĐẦU *Lý chọn đề tài Dầm thép cấu kiện hệ kết cấu cơng trình, làm nhiệm vụ đỡ kết cấu sàn truyền tải trọng vào cột Hình thức tiết dầm thép đa dạng (dầm định hình, dầm tổ hợp chữ I hộp, dầm thành mỏng, dầm thành mỏng tạo hình nguội v.v ), dầm có tiết diện khơng đổi thay đổi Trong số dầm tiết diện chữ I tổ hợp hàn loại sử dụng phổ biến Chúng có nhiều ưu điểm khả chịu lực, cách gia công chế tạo sử dụng rộng rãi làm kết cấu chịu lực cơng trình xây dựng dân dụng cơng nghiệp Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép Việt Nam TCVN 5575 – 2012 nói chung thiết kế cấu kiện dầm thép nói riêng, đề cập đến việc tính tốn loại dầm tiết diện chữ I cán nóng tổ hợp hàn Tuy nhiên, việc tiếp cận tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép nước tiên tiến, Mỹ (AISC), châu Âu (EC3) cần thiết, phần đặc điểm hội nhập kinh tế nay, phần tiêu chuẩn đại tiếp cận nhiều kết nghiên cứu thời gian gần Hơn tài liệu giảng dạy cho sinh viên Đại học, chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng dân dụng công nghiệp, tài liệu chuyên ngành chưa thấy đề cập đến tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn Mỹ, tiêu chuẩn châu Âu Cũng nhằm hiểu rõ cách tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn để vận dụng tính tốn thực hành cần thiết Từ phân tích nêu trên, đề tài “So sánh tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn Mỹ (AISC), châu Âu (EC3) Việt Nam (TCVN 5575:2012)” có tính cấp thiết tính thực tiễn cao *Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu cấu tạo, làm việc phương pháp tính tốn dầm thép Thực ví dụ tính tốn nhằm làm sáng tỏ phương pháp tính tốn *Đối tượng phạm vi nghiên cứu Kết cấu dầm thép tiết diện chữ I cán nóng tổ hợp hàn cơng trình xây dựng dân dụng công nghiệp Nghiên cứu lý thuyết tính tốn theo tiêu chuẩn Mỹ (AISC), châu Âu Eurocode (EC3) Việt Nam (TCVN 5575:2012), vận dụng tính tốn thực tiễn Việt Nam Đề xuất bước tính tốn thiết kế dầm thép *Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp áp dụng lý thuyết để thực ví dụ tính tốn từ so sánh rút kết luận *Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu lý thuyết tính tốn theo tiêu chuẩn Mỹ, tiêu chuẩn châu Âu tiêu chuẩn Việt Nam từ tìm hiểu so sánh giống khác tính toán dầm thép theo ba tiêu chuẩn - Ý nghĩa thực tiễn: Vận dụng tính tốn kết cấu dầm thực tế theo yêu cầu, nhằm dẫn cho kỹ sư thiết kế để có phương án thiết kế tối ưu *Kết cấu đề tài Nội dung đề tài gồm chương Chương Tổng quan đề tài nghiên cứu Chương Phương pháp tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn Mỹ (AISC), châu Âu (EC3) Việt Nam (TCVN 5575-2012) Chương Ví dụ tính tốn Kết luận kiến nghị THƠNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thơng 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 Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Dầm thép cấu kiện quan trọng thực tế xây dựng, tính tốn dầm thép ta cần phải xét đầy đủ yêu cầu sau: - Dầm thép phải thỏa mãn điều kiện bền, ổn định độ võng Khi không đạt điều kiện dầm thép bị phá hoại - Khi tính toán dầm thép, tiêu chuẩn Mỹ (AISC) tiêu chuẩn châu Âu 87 (EC3) có xét đến phân loại tiết diện tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5575-2012) khơng xét dến tính tốn xét đến điều kiện làm việc đàn hồi làm việc dẻo + Đối với tiêu chuẩn Mỹ tiết diện phân thành ba nhóm: tiết diện đặc, tiết diện khơng đặc tiết diện mảnh + Tiêu chuẩn châu Âu phân loại tiết diện thành bốn loại: tiết diện loại 1, loại 2, loại loại + Theo tiêu chuẩn Việt Nam không xét đến phân loại tiết diện có xét thêm ổn định cục để cấu tạo thêm sườn đảm bảo ổn định cục cho dầm Luận văn trình bày trình tự tính tốn cấu kiện chịu uốn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575-2012; tiêu chuẩn châu Âu EC3 tiêu chuẩn Mỹ AISC Trình tự tính tốn mang tính chất ứng dụng giúp người thiết kế áp dụng thực tế Kiến nghị Bổ sung thêm tính tốn dầm thép chịu tải trọng động, loại dầm có hình hộp, dầm tổ hợp nhiều tiết diện với TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phạm Văn Hội, Nguyễn Quang Viên nnk (2010), “Kết cấu thép – Cấu kiện bản”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575:2012, “Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh Eurocode 3: Design of steel structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings, English version AISC, (1999), “Load and Resistance Factor Design Specification for Structural Steel Buildings” Trahair, M.A Bradford, D.A Nethercot, and L Gardner., (2007) “The behaviour and design of steel structures to EC3”, Taylor & Francis is an imprint of the Taylor & Francis Group, an informa business Claudio Bernuzzi and Benedetto Cordova (2016), “Structural Steel Design to Eurocode and AISC Specifications”, edition first published 2016 by John Wiley & Sons, Ltd ... 3.1.2 Tính tốn dầm thép cho tiêu chuẩn Mỹ (AISC)……………………57 3.1.3 Tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn châu Âu (EC3)……………….63 3.1.4 Tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5575: 2012). 69 3.2 So. .. đến tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn Mỹ, tiêu chuẩn châu Âu Cũng nhằm hiểu rõ cách tính tốn dầm thép theo tiêu chuẩn để vận dụng tính tốn thực hành cần thiết Từ phân tích nêu trên, đề tài So sánh. .. điều kiện dầm thép bị phá hoại - Khi tính tốn dầm thép, tiêu chuẩn Mỹ (AISC) tiêu chuẩn châu Âu 87 (EC3) có xét đến phân loại tiết diện tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5575- 2012) khơng xét dến tính tốn
Ngày đăng: 29/06/2018, 12:09
Xem thêm:
