Tiêu chuẩn xây dựng việt nam tcXDvn 338 : 2005 KÕt cÊu thÐp – Tiªu chuÈn thiÕt kÕ Steel structures Design standard Nguyên tắc chung 1.1 1.1.1 Các quy định chung Tiêu chuẩn dùng để thiết kế kết cấu thép công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp Tiêu chuẩn không dùng để thiết kế công trình giao thông, thủy lợi nh loại cầu, công trình đờng, cửa van, đờng ống, v.v Khi thiÕt kÕ kÕt cÊu thÐp cña mét sè loại công trình chuyên dụng nh kết cấu lò cao, công trình thủy công, công trình biển kết cấu thép có tính chất đặc biệt nh kết cấu thành mỏng, kết cấu thép tạo hình nguội, kết cấu ứng lực trớc, kết cấu không gian, v.v , cần theo yêu cầu riêng quy định tiêu chuẩn chuyên ngành 1.1.2 Kết cấu thép phải đợc thiết kế đạt yêu cầu định Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam đảm bảo an toàn chịu lực đảm bảo khả sử dụng bình thờng suốt thời hạn sử dụng công trình 1.1.3 Khi thiết kế kết cấu thép cần tuân thủ tiêu chuẩn tơng ứng phòng chống cháy, bảo vệ chống ăn mòn Không đợc tăng bề dày thép với mục đích bảo vệ chống ăn mòn nâng cao khả chống cháy kết cấu 1.1.4 Khi thiết kế kết cấu thép cần phải: Tiết kiệm vật liệu thép; Ưu tiên sử dụng loại thép Việt Nam sản xuất; Lựa chọn sơ đồ kết cấu hợp lí, tiết diện cấu kiện hợp lí mặt kinh tế - kĩ thuật; Ưu tiên sử dụng công nghệ chế tạo tiên tiến nh hàn tự động, hàn bán tự động, bu lông cờng độ cao; Chú ý việc công nghiệp hóa cao trình sản xuất dựng lắp, sử dụng liên kết dựng lắp liên tiếp nh liên kết mặt bích, liên kết bulông cờng độ cao; dùng liên kết hàn để dựng lắp có hợp lí; Kết cấu phải có cấu tạo để dễ quan sát, làm bụi, sơn, tránh tụ nớc Tiết diện hình ống phải đợc bịt kín hai đầu Tiêu chuẩn xây dựng việt nam 1.2 1.2.1 TCXDVN 338 : 2005 Các yêu cầu thiết kế Kết cấu thép phải đợc tính toán với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất, kể tải trọng theo thời gian yếu tố tác động khác Việc xác định nội lực thực theo phơng pháp phân tích đàn hồi phân tích dẻo Trong phơng pháp đàn hồi, cấu kiện thép đợc giả thiết đàn hồi dới tác dụng tải trọng tính toán, sơ đồ kết cấu sơ đồ ban đầu không biến dạng Trong phơng pháp phân tích dẻo, cho phép kể đến biến dạng không ®µn håi cđa thÐp mét bé phËn hay toµn kết cấu, thoả mãn điều kiện sau: giới hạn chảy thép không đợc lớn 450 N/mm2, có vùng chảy dẻo rõ rệt; kết cấu chịu tải trọng tác dụng tĩnh (không có tải trọng động lực va chạm tải trọng lặp gây mỏi); cấu kiện sử dụng thép cán nóng, có tiết diện đối xứng 1.2.2 Các cấu kiện thép hình phải đợc chọn theo tiết diện nhỏ thoả mãn yêu cầu Tiêu chuẩn Tiết diện cấu kiện tổ hợp đợc thiết lập theo tính toán cho ứng suất không lớn 95% cờng độ tính toán vật liệu 1.2.3 Trong vẽ thiết kế kết cấu thép văn đặt hàng vật liệu thép, phải ghi rõ mác tiêu chuẩn tơng ứng thép làm kết cấu thép làm liên kết, yêu cầu phải đảm bảo tính học hay thành phần hoá học hai, nh yêu cầu riêng vật liệu đợc quy định tiêu chuẩn kĩ thuật Nhà nớc nớc 1.3 1.3.1 Các đơn vị đo kí hiệu dùng tiêu chuẩn Tiêu chuẩn sử dụng đơn vị đo theo hệ SI, cụ thể là: Đơn vị dài: mm; đơn vị lực: N; đơn vị ứng suất: N/mm2 (MPa); đơn vị khối lợng: kg 1.3.2 Tiêu chuẩn sử dụng kí hiệu nh sau: a) Các đặc trng hình học A diện tích tiết diện nguyên An diÖn tÝch tiÕt diÖn thùc Af diÖn tÝch tiÕt diÖn cánh Aw diện tích tiết diện bụng Abn diện tÝch tiÕt diƯn thùc cđa bul«ng Ad diƯn tÝch tiÕt diện xiên Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 338 : 2005 b chiÒu réng bf chiÒu réng cánh bo chiều rộng phần nhô cánh bs chiỊu réng cđa s−ên ngang h chiỊu cao cđa tiÕt diƯn hw chiỊu cao cđa b¶n bơng hf chiỊu cao đờng hàn góc hfk khoảng cách trục cánh dầm i bán kính quán tính tiết diƯn i x, i y b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cđa tiết diện trục tơng ứng x-x, y-y imin b¸n kÝnh qu¸n tÝnh nhá nhÊt cđa tiÕt diƯn If mômen quán tính tiết diện nhánh Im, Id mômen quán tính cánh xiên giàn Ib mômen quán tính tiết diện giằng Is, Isl mômen quán tính tiết diện sờn ngang dọc It mômen quán tính xoắn Itr mômen quán tính xoắn ray, dầm I x, I y mômen quán tính tiết diện nguyên trục tơng ứng x-x y-y Inx, Iny mômen quán tính tiết diện thực trục tơng ứng x-x y-y L chiều cao đứng, cột chiều dài nhịp dầm l chiều dài nhịp ld chiều dài xiên lm chiều dài khoang cánh giàn cột rỗng lo chiều dài tính toán cấu kiên chịu nén l x, l y chiều dài tính toán cấu kiện mặt phẳng vuông góc với trục tơng ứng x-x, y-y lw chiều dài tính toán đờng hàn S mômen tĩnh s bớc lỗ bulông t chiều dày tf , tw chiều dày cánh bụng Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 338 : 2005 u khoảng cách đờng lỗ bu lông Wnmin môđun chống uốn (mômen kháng) nhỏ tiết diện thực trục tính toán Wx , Wy môđun chống uốn (mômen kháng) tiết diện nguyên trục tơng ứng x-x, y-y Wnx,min , Wny,min môđun chống uốn (mômen kháng) nhỏ tiết diện thực trục tơng ứng x-x, y-y b) Ngoại lực v nội lực F, P ngoại lực tập trung M mômen uốn Mx , My mômen uốn trục tơng ứng x-x, y-y Mt mômen xoắn cục N lùc däc Nd néi lùc phô NM lùc däc nhánh mômen gây p áp lực tính toán V lực cắt Vf lực cắt qui ớc tác dụng mặt phẳng (bản) giằng Vs lực cắt qui ớc tác dụng (bản) giằng nhánh c) Cờng độ v ứng suất E môđun đàn hồi fy cờng độ tiêu chuẩn lấy theo giới hạn chảy thép fu cờng độ tiêu chuẩn thép theo sức bền kéo đứt f cờng độ tính toán thép chịu kéo, nén, uốn lấy theo giới hạn chảy ft cờng độ tính toán thép theo sức bền kéo đứt fv cờng độ tính toán chịu cắt thép fc cờng độ tính toán thép ép mặt theo mặt phẳng tì đầu (có gia công phẳng) fcc cờng độ tính toán ép mặt cục khớp trụ (mặt cong) tiếp xúc chặt fth cờng độ tính toán chịu kéo sợi thép cờng độ cao fub cờng độ kéo đứt tiêu chuẩn bulông ftb cờng độ tính toán chịu kéo bulông fvb cờng độ tính toán chịu cắt bulông fcb cờng độ tính toán chịu ép mặt bulông fba cờng độ tính toán chịu kéo bulông neo Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 338 : 2005 fhb cờng độ tính toán chịu kéo bulông cờng độ cao fcd cờng độ tính toán chịu ép mặt theo đờng kính lăn fw cờng độ tính toán mối hàn đối đầu chịu nén, kéo, uốn theo giới hạn chảy fwu cờng độ tính toán mối hàn đối đầu chịu nén, kéo, uốn theo sức bền kéo đứt fw v cờng độ tính toán mối hàn đối đầu chịu cắt fwf cờng độ tính toán đờng hàn góc (chịu cắt qui ớc) theo kim loại mối hàn fws cờng độ tính toán đờng hàn góc (chịu cắt qui ớc) theo kim loại biên nóng chảy fwun cờng độ tiêu chuẩn kim loại đờng hàn theo sức bền kéo đứt G môđun trợt ứng suất pháp c ứng suất pháp cơc bé σ x, σ y c¸c øng st ph¸p song song với trục tơng ứng x-x, y-y cr ,c,cr ứng suất pháp tới hạn ứng st cơc bé tíi h¹n τcr øng st tiÕp tíi hạn ứng suất tiếp d) Kí hiệu thông số c , c x, c y e m me n, p, μ na nc nQ nv βf , βs γc γb γM γQ γu η λ λ λo c¸c hệ số dùng để kiểm tra bền dầm chịu uốn mặt phẳng hai mặt phẳng có kể đến phát triển biến dạng dẻo độ lệch tâm lực độ lệch tâm tơng đối độ lệch tâm tơng đối tính đổi thông số để xác định chiều dài tính toán cột số lợng bulông nửa liên kết số mũ chu kỳ tải trọng số lợng mặt cắt tính toán; hệ số để tính toán đờng hàn góc theo kim loại đờng hàn biên nóng chảy thép hệ số điều kiện làm việc kết cấu hệ số điều kiện làm việc liên kết bulông hệ số độ tin cậy cờng độ hệ số độ tin cậy tải trọng hệ số độ tin cậy tính toán theo sức bền tức thời hệ số ảnh hởng hình dạng tiết diện độ mảnh cấu kiện ( = lo /i ) độ mảnh qui ớc ( = f / E ) độ mảnh tơng đơng tiết diện rỗng Tiêu chuẩn xây dựng viÖt nam λ0 λw λx , λy μ ϕ ϕb e TCXDVN 338 : 2005 độ mảnh tơng đơng qui ớc tiết diện rỗng ( = f /E ) độ mảnh qui ớc cđa b¶n bơng ( λ w = (hw / t w ) f / E ) độ mảnh tính toán cấu kiện mặt phẳng vuông góc với trục tơng ứng x-x, y-y hệ số chiều dài tÝnh to¸n cđa cét hƯ sè n däc hƯ sè giảm cờng độ tính toán ổn định dạng uốn xoắn hệ số giảm cờng độ tính toán nén lệch tâm, nén uốn hệ số để xác định hệ số b tính toán ổn định dầm (Phơ lơc E) Tiªu chn trÝch dÉn Trong tiªu chn đợc sử dụng đồng thời có trích dẫn tiêu chuẩn sau : - TCVN 2737 : 1995 Tải trọng tác động Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 1765 : 1975 Thép bon kết cấu thông thờng Mác thép yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 1766 : 1975 Thép bon kết cấu chất lợng tốt Mác thép yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 5709 : 1993 ThÐp c¸c bon c¸n nãng dïng xây dựng Yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 6522 : 1999 ThÐp tÊm kÕt cÊu c¸n nãng; - TCVN 3104 : 1979 Thép kết cấu hợp kim thấp Mác, yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 3223 : 1994 Que hàn điện dùng cho thép bon thép hợp kim thấp; - TCVN 3909 : 1994 Que hàn điện dùng cho thép bon hợp kim thấp Phơng pháp thư; - TCVN 1961 : 1975 Mèi hµn hå quang ®iƯn b»ng tay; - TCVN 5400 : 1991 Mèi hµn Yêu cầu chung lấy mẫu để thử tính; - TCVN 5401 : 1991 Mối hàn Phơng pháp thử uốn; - TCVN 5402 : 1991 Mối hàn Phơng pháp thư n va ®Ëp; - TCVN 5403 : 1991 Mèi hàn Phơng pháp thử kéo; - TCVN 1916 : 1995 Bu lông, vít, vít cấy đai ốc Yêu cầu kỹ thuật; - TCVN 4169 : 1985 Kim loại Phơng pháp thử mỏi nhiều chu trình chu trình; - TCVN 197 :1985 Kim loại Phơng pháp thử kéo; - TCVN 198 :1985 Kim loại Phơng pháp thử uốn; - TCVN 312 :1984 Kim loại Phơng pháp thử uốn va ®Ëp ë nhiƯt ®é th−êng; - TCVN 313 :1985 Kim loại Phơng pháp thử xoắn; - Quy chuẩn xây dùng ViƯt nam – 1997 C¬ së thiÕt kÕ kết cấu thép 3.1 3.1.1 Nguyên tắc thiết kế Tiêu chuẩn sử dụng phơng pháp tính toán kết cấu thép theo trạng thái giới hạn Kết cấu đợc thiết kế cho không vợt trạng thái giới hạn 3.1.2 Trạng thái giới hạn trạng thái mà vợt kết cấu không thoả mãn yêu cầu sử dụng dựng lắp đợc đề thiết kế Các trạng thái giới hạn gồm: Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 338 : 2005 Các trạng thái giới hạn khả chịu lực trạng thái mà kết cấu không đủ khả chịu lực, bị phá hoại, sụp đổ h hỏng làm nguy hại đến an toàn ngời, công trình Đó trờng hợp: kết cấu không đủ độ bền (phá hoại bền), kết cấu bị ổn định, kết cấu bị phá hoại dòn, vật liệu kết cấu bị chảy Các trạng thái giới hạn sử dụng trạng thái mà kết cấu không sử dụng bình thờng đợc bị biến dạng lớn h hỏng cục Các trạng thái giới hạn gồm: trạng thái giới hạn độ võng biến dạng làm ảnh hởng đến việc sử dụng bình thờng thiết bị máy móc, ngời làm hỏng hoàn thiện kết cấu, hạn chế việc sử dụng công trình; rung động møc; sù han gØ qu¸ møc 3.1.3 Khi tÝnh to¸n kết cấu theo trạng thái giới hạn phải dùng hƯ sè ®é tin cËy sau: – HƯ sè ®é tin cậy cờng độ M (xem điều 4.1.4 4.2.2); Hệ số độ tin cậy tải trọng γQ ( xem ®iỊu 3.2.2); – HƯ sè ®iỊu kiƯn làm việc C (xem điều 3.4.1 3.4.2); Cờng độ tính toán vật liệu cờng độ tiêu chuẩn nhân với hệ số C chia cho hệ số M; tải trọng tính toán tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số Q 3.2 3.2.1 Tải trọng Tải trọng dùng thiết kế kết cấu thép đợc lấy theo TCVN 2737 : 1995 tiêu chuẩn thay thÕ tiªu chuÈn trªn (nÕu cã) 3.2.2 Khi tÝnh kÕt cấu theo giới hạn khả chịu lực dùng tải trọng tính toán tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số độ tin cậy tải trọng Q (còn gọi hệ số tăng tải hệ số an toàn tải trọng) Khi tính kết cấu theo trạng thái giới hạn sử dụng tính toán mỏi dùng trị số tải trọng tiêu chuẩn 3.2.3 Các trờng hợp tải trọng đợc xét riêng rẽ đợc tổ hợp để có tác dụng bất lợi kết cấu Giá trị tải trọng, loại tổ hợp tải trọng, hệ số tổ hợp, hệ số độ tin cậy tải trọng đợc lấy theo điều cđa TCVN 2737 : 1995 3.2.4 Víi kÕt cÊu trùc tiếp chịu tải trọng động, tính toán cờng độ ổn định trị số tính toán tải trọng phải nhân với hệ số động lực Khi tính toán mỏi biến dạng không nhân với hệ số Hệ số động lực đợc xác định lý thuyết tính toán kết cấu cho Qui phạm riêng loại kết cấu tơng ứng 3.2.5 Khi thiết kế cho giai đoạn sử dụng dựng lắp kết cấu, cần xét đến thay đổi nhiệt độ, giả thiết thay đổi nhiệt độ vùng phía Bắc từ 5C đến 40C, vùng phía Nam từ 10C đến 40C Sự phân chia hai vùng Bắc Nam dựa theo Qui chuẩn Xây dựng Việt Nam, tập III, phụ lục Tuy nhiên, phạm vi biến ®éng nhiƯt ®é cã thĨ dùa theo sè liƯu khÝ hậu cụ thể địa điểm xây dựng để xác định xác Tiêu chuẩn xây dựng việt nam 3.3 3.3.1 TCXDVN 338 : 2005 BiÕn d¹ng cho phÐp cđa kÕt cÊu BiÕn d¹ng cđa kÕt cÊu thÐp đợc xác định theo tải trọng tiêu chuẩn, không kể đến hệ số động lực không xét giảm yếu tiết diện lỗ liên kết 3.3.2 Độ võng cấu kiện chịu uốn không đợc vợt trị số cho phép bảng 3.3.3 Chuyển vị ngang mức mép mái nhà công nghiệp kiểu khung tầng, không cầu trục, gây tải trọng gió tiêu chuẩn đợc giới hạn nh sau : Khi tờng tôn kim loại : H/100; Khi tờng vật liệu nhẹ khác : H/150; Khi tờng gạch bê tông : H/240; với H chiều cao cột Nếu có giải pháp cấu tạo để đảm bảo biến dạng dễ dàng liên kết tờng chuyển vị giới hạn tăng lên tơng ứng 3.3.4 Chuyển vị ngang đỉnh khung nhà tầng (không thuộc loại nhà điều 3.3.3) không đợc vợt 1/300 chiều cao khung Chuyển vị ngang đỉnh khung nhà nhiều tầng không đợc vợt 1/500 tổng chiều cao khung Chuyển vị tơng đối tầng nhà nhiều tầng không đợc vợt 1/300 chiều cao tầng 3.3.5 Đối với cột nhà xởng có cầu trục chế độ làm việc nặng cột cầu tải trời có cầu trục chế độ làm việc vừa nặng chuyển vị gây tải trọng nằm ngang cầu trục lớn mức đỉnh dầm cầu trục không đợc vợt trị số cho phép ghi bảng Tiêu chuẩn xây dùng viƯt nam TCXDVN 338 : 2005 B¶ng – Độ võng cho phép cấu kiện chịu uốn Loại cấu kiện Độ võng cho phép Dầm sn nh v mái: Dầm L /400 Dầm trần có trát vữa, tính võng cho tải trọng tạm thời L /350 Các dầm khác, trờng hợp L /250 Tấm sàn L /150 Dầm có đờng ray: Dầm đỡ sàn công tác có đờng ray nặng 35 kg/m lớn L /600 Nh trên, đờng ray nặng 25 kg/m nhỏ L /400 X gồ: Mái lợp ngói không đắp vữa, mái tôn nhỏ L /150 Mái lợp ngói có đắp vữa, mái tôn múi mái khác L /200 Dầm gin đỡ cầu trục: Cầu trục chế độ làm việc nhẹ, cầu trục tay, palăng L /400 Cầu trục chế độ làm việc vừa L /500 Cầu trục chế độ làm việc nặng nặng L /600 Sờn tờng: Dầm đỡ tờng xây L /300 Dầm đỡ tờng nhẹ (tôn, fibrô ximăng), dầm đỡ cöa kÝnh L /200 Cét t−êng L /400 Ghi chú: L nhịp cấu kiện chịu uốn Đối với dầm công xôn L lấy lần độ vơn dầm Bảng Chuyển vị cho phép cột đỡ cầu trục Tính theo kết cấu phẳng Tính theo kết cấu không gian Chuyển vị theo phơng ngang nhà cột nhà xởng HT / 1250 HT / 2000 Chuyển vị theo phơng ngang nhà cột cầu tải trời HT / 2500 Chuyển vị theo phơng dọc nhà cột nhà HT / 4000 Chuyển vị Ghi chú: HT độ cao từ mặt đáy chân cột đến mặt đỉnh dầm cầu trục hay giàn cầu trục Khi tính chuyển vị theo phơng dọc nhµ cđa cét nhµ hay ngoµi trêi, cã thĨ giả định tải trọng theo phơng dọc nhà cầu trục phân phối cho tất hệ giằng hệ khung dọc cột phạm vi khối nhiệt độ Trong nhà xởng có cầu trục ngoạm cầu trục cào san vật liệu, trị số chuyển vị cho phép cột nhà tơng ứng phải giảm 10% 3.4 3.4.1 Hệ số điều kiện làm việc c Khi tính toán kiểm tra khả chịu lực kết cấu thuộc trờng hợp nêu bảng 3, cờng độ tính toán thép cho bảng 5, liên kết cho bảng 7, 8, Tiêu chuẩn xây dựng viÖt nam TCXDVN 338 : 2005 10, 11, 12, B.5 (Phụ lục B) phải đợc nhân với hệ số điều kiện làm việc c Mọi trờng hợp khác không nêu bảng không đợc quy định điều tơng ứng lấy c = 3.4.2 Giá trị hệ số điều kiện làm việc c đợc cho bảng Bảng - Giá trị hệ số điều kiện làm việc C Loại cấu kiện C Dầm đặc chịu nén giàn sàn phòng lớn công trình nh nhà hát, rạp chiếu bóng, câu lạc bộ, khán đài, gian nhà hàng, kho sách, kho lu trữ, v.v trọng lợng sàn lớn tải trọng tạm thời 0,9 Cột công trình công cộng, cột đỡ tháp nớc 0,95 Các chịu nén hệ bụng dàn liên kết hàn mái sàn nhà (trừ gối tựa) có tiết diện chữ T tổ hợp từ thép góc (ví dụ: kèo dàn, v.v ), độ mảnh lớn 60 0,8 Dầm đặc tính toán ổn định tổng thể b < 1,0 0,95 Thanh căng, kéo, néo, treo đợc làm tõ thÐp c¸n 0,9 C¸c cđa kÕt cÊu hệ mái sàn : a Thanh chịu nÐn (trõ lo¹i tiÕt diƯn èng kÝn) tÝnh vỊ ổn định 0,95 b Thanh chịu kéo kết cấu hàn 0,95 Các bụng chịu nén kết cấu không gian rỗng gồm thép góc đơn cạnh không cạnh (đợc liên kết theo cánh lớn): a Khi liên kết trực tiếp với cánh theo cạnh đờng hàn hai bulông trở lên, dọc theo thép góc : - Thanh xiên theo hình a 0,9 - Thanh ngang theo hình b, c 0,9 - Thanh xiên theo hình c, d, e 0,8 b Khi liên kết trực tiếp với cánh theo cạnh bulông (ngoài mục bảng này) liên kết qua mã liên kết 0,75 Các chịu nén thép góc đơn đợc liên kết theo cạnh (đối với thép góc không cạnh liên kết cạnh ngắn), trừ trờng hợp nêu mục bảng này, giàn phẳng gồm thép góc đơn 0,75 Các loại bể chứa chất lỏng 0,8 Ghi chú: Các hệ số điều kiện làm việc C < không đợc lấy đồng thời Các hệ số điều kiện làm việc C mục 3, 4, 6a, nh mục 6b (trừ liên kết hàn đối đầu) không đợc xét đến tính toán liên kết cấu kiện 10 TCXDVN 338 : 2005 Bảng E.3 HƯ sè D vµ C HƯ sè C tiÕt diện D Dạng tải trọng Chữ I, n 0,9 Chữ T, n = Tập trung nhịp 3,265 0,330 0,0826 Phân bố 2,247 0,481 0,1202 Uốn tuý 4,315 0,101 0,0253 Các kí hiệu bảng E.3: n= ®ã: I1 I1 + I μ = n(1 - n)(9,87 + α1) ; ; I (I + I ) ⎛ l ⎞ α = 0,385 t ⎜ ⎟ I1 I ⎝h⎠ với: I1 , I2 tơng ứng mômen quán tính cánh lớn cánh nhỏ trục đối xứng tiết diện, đợc tính theo công thức (D.4); Mômen quán tính xoắn đợc tính nh sau: It = b t 3 i i bi ti tơng ứng chiều rộng chiều dày cánh; = 1,25 tiết diện chữ I trục đối xứng; = 1,20 tiết diện chữ T; xác định nh bảng E.2 120 TCXDVN 338 : 2005 B¶ng E.4 – HƯ sè B HƯ sè B sơ đồ đặt tải Sơ đồ tiết diện vị trí đặt tải Tập trung nhịp Phân bố ®Ịu n thn t δ μ δ–1 μ –1 β 1– δ 1–μ –β –δ –μ –β β C¸c kÝ hiƯu dïng b¶ng E.4: δ = n + 0,734β ; μ = n + 1,145β ; ⎧⎪ ⎛ b1 ⎞ ⎡ b1 ⎛ b1 ⎞ ⎤ ⎫⎪ β = ⎨0,47 − 0,035⎜ ⎟ ⎢1 + − 0,072⎜ ⎟ ⎥ ⎬(2n − 1) h ⎝ h ⎠ ⎣⎢ ⎝ h ⎠ ⎦⎥ ⎪⎭ ⎪⎩ ®ã: b1 – chiỊu rộng cánh lớn dầm; n kí hiệu xem b¶ng E.3 B¶ng E.5 – HƯ sè ϕb HƯ số b cánh chịu nén Giá trị Cánh lớn Cánh nhỏ 0,85 ϕb = ϕ1 ϕb = ϕ2 ϕ2 > 0,85 ϕ b = ϕ1 ⎢0,21 + 0,68⎜⎜ ⎡ ⎛ n ⎣ ⎝ ϕ1 + − n ⎞⎤ ⎟⎥ ϕ ⎟⎠⎦ ϕb = 0,68 + 0,21ϕ2 121 TCXDVN 338 : 2005 Bảng E.6 Mômen quán tính xoắn Số hiệu thÐp I It , cm4 Sè hiÖu thÐp I It , cm4 Sè hiÖu thÐp I It , cm4 10 2,28 22 8,60 33 23,8 12 2,88 22a 9,77 36 31,4 14 3,59 24 11,1 40 40,6 16 4,46 24a 12,8 45 54,7 18 5,60 27 13,6 50 75,4 18a 6,54 27a 16,7 55 100 20 6,92 30 17,4 60 135 20a 7,94 30a 20,3 122 TCXDVN 338 : 2005 Phụ lục F Bảng tính toán mỏi Bảng F.1 Bảng phân nhóm cấu kiện để tính bền mỏi Thứ tự Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết diện tính toán Đặc điểm cấu kiện Mép thép đợc cán gia công khí Mép thép đợc cắt máy cắt a a r a a Nhãm cÊu kiƯn 1 MÐp cđa thÐp đợc gia công khí, bán kính cong chuyển chỗ có chiều rộng khác là: r = 200 mm; r = 10 mm a a a Thép liên kết bulông cờng độ cao a a Thép liên kết bulông (bulông tinh), tiết diện khảo sát qua lỗ: a a a) Khi liên kết hai ghép b) Khi dùng liên kết chồng a 123 TCXDVN 338 : 2005 B¶ng F.1 – (tiếp theo) Thứ tự Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết diện tính toán Đặc điểm cấu kiện Nhóm cấu kiện a a Bản mã hình chữ nhật, hàn đối đầu hay hàn thẳng góc kiểu ch÷ T víi cÊu kiƯn, mÐp chun tiÕp tõ cÊu kiện đến mã không đợc gia công khí a a a a Bản mã đợc hàn đối đầu kiểu chữ T với bụng, cánh dầm với giàn 45o a α a a a a a a a i1:5 Bản mã hình chữ nhật hay hình thang, liên kết chồng với cánh dầm, thép chu vi đờng hàn không gia công khí Đờng hàn đối đầu không gia công mép; lực vuông góc với đờng hàn; thép có chiều rộng dày nh Đờng hàn đối đầu không gia công mép; thép có chiều rộng dày kh¸c 124 TCXDVN 338 : 2005 Bảng F.1 (tiếp theo) Sơ đồ cấu kiện vÞ trÝ cđa a i≤1:4 a i≤1:4 h tiÕt diƯn tÝnh to¸n a a h Thø tù 10 a a a a i1:1 Đặc điểm cấu kiện Nhóm cấu kiện Thép gia công khí cho đờng hàn dày lên đợc vát chỗ nối đối đầu: Khi thép đợc nối có chiều dày rộng nh Khi chiều dày rộng khác a 11 a Đờng hàn đối đầu, hàn có lót dới, lực vuông góc với đờng hàn Đờng hàn đối đầu nối thép ống, hàn có đoạn ống lót Liên kết đối đầu thép định hình a 12 a a 13 a a Tiết diện tổ hợp hàn chữ I, chữ T, loại khác đợc hàn đờng hàn dọc, lực tác dụng dọc theo ®−êng hµn 14 a a α 15 a Chi tiết phụ, đợc liên kết đờng hàn góc gãc: α ≤ 45o α ≤ 90o a 16 a Thép có đờng hàn ngang, đờng hàn hai phía, hàn thoải dần xuống thép 125 TCXDVN 338 : 2005 B¶ng F.1 – (kÕt thúc) Nhóm cấu Sơ đồ cấu kiện vị trí tiết Thứ tự diện tính toán Đặc điểm cấu kiện kiện 17 a Thép cánh dầm chịu kéo, cấu kiện giàn gần vách cứng, sờn cứng đợc liên kết đờng hàn góc Thép chỗ chuyển tiếp với đờng hàn góc đầu a 5t t a a a 18 a δ a) b) δ a δ ThÐp liên kết dùng đờng hàn góc bên (chỗ chuyển tiếp từ cấu kiện đến mút đờng hàn) khi: a a a) Dùng hai đờng hàn góc bên b) Đờng hàn góc bên góc đầu 19 δ a c) Khi trun lùc qua thÐp c¬ a c) d) Chi tiết neo để giữ cáp 7 a d) a a a α a a dm 21 tm dm 20 tm a α=45ο−60ο ThÐp xiên chịu kéo thép ống tỷ số chiều dày đờng kính cánh là: tm / dm 1/14 1/20 ≤ tm / dm ≤ 1/14 ThÐp xiên chịu kéo thép ống, tỷ số đờng kính xiên cánh dd / dm = 0,4 ữ 0,7 tỷ số chiều dày với đờng kính c¸nh: tm / dm ≥ 1/14 1/20 ≤ tm / dm ≤ 1/14 1/35 < tm / dm ≤ 1/20 126 TCXDVN 338 : 2005 Phô lục G Các yêu cầu bổ sung tính toán gin thép ống G.1 Tỉ số đờng kính ống D chiều dày ống t, (D/t), không đợc vợt quá: Đối với cánh: 30; Đối với xiên bụng: 80 ữ 90 G.2 Tỉ số đờng kính xiên d đờng kính cánh D không đợc nhỏ 0,3 (d/D 0,3) để tránh tợng ép lõm cánh G.3 Trục hình học đợc lấy làm trục để định vị Trong trờng hợp không sử dụng hết khả chịu lực cánh cho phép trục có độ lệch tâm 1/4 đờng kính cánh G.4 Khi hàn thép ống phải đảm bảo độ kín khít đầu ống để tránh tợng xuất ăn mòn mặt bên ống G.5 Để liên kết xiên vào cánh có nhiều biện pháp Thông thờng ngời ta dùng biện pháp liên kết nh h×nh G.1 a) d) b) c) e) f) H×nh G.1 Các dạng liên kết thép ống xiên vào cánh a) Liên kết hàn không mã; b) Liên kết hàn có đệm cong c, d) Liên kết hàn đầu ống đập bẹt; e, f) Liên kết hàn dùng mã G.6 ứng suất dọc theo chiều dài đờng hàn phân bố không phụ thuộc vào tỉ số đờng kính ống thép đợc hàn, chiều dày thành ống cánh, góc nghiêng ống, đặc trng vật liệu làm thép ống làm cánh 127 TCXDVN 338 : 2005 G.7 Độ bền đờng hàn đợc kiểm tra theo ®iỊu kiƯn: N ≤1 0,85h f lw (Rw βγ w )min c (G.1) đó: 0,85 hệ số ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa ®−êng hµn kĨ ®Õn sù phân bố ứng suất không dọc đờng hàn; hf chiều cao đờng hàn; lw chiều dài đờng hàn, đợc tính nh sau: [ lw = 0,5d 1,5(1+cosec ) cos ec ] (G.2) Giá trị phụ thuộc vào đờng kính ống thép, cho bảng G.1: Bảng G.1 Giá trị hệ số ξ G.8 d/D 0,2 0,5 0,6 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1,0 ξ 1,0 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,08 1,12 1,22 Thành ống cánh vị trí tiếp xúc với bụng vị trí có cấu kiện khác đè lên (xà gồ) cần đợc kiểm tra độ bền uốn cục theo điều sau: = a) Các thép ống chịu nén, nén uốn độ mảnh qui ớc f 0,65 E phải thỏa mãn điều kiện: r ≤ t 280 + 1400 f E (G.3) Ngoài cần kiểm tra ổn định thành ống theo ®iỊu kiƯn: σ1 ≤ γcσcr1 (G.4) ®ã: σ1 − ứng suất tính toán thành ống; cEt cr ứng suất tới hạn, lấy giá trị nhỏ hai giá trị f r (ở r giá trị trung bình bán kính cđa èng, t − chiỊu dµy èng) 128 TCXDVN 338 : 2005 Giá trị c đợc xác định tơng ứng theo bảng G.2 G.3 129 TCXDVN 338 : 2005 Bảng G.2 Giá trị hệ số Hệ số Giá trị f, MPa r t b»ng 25 50 75 100 125 150 200 250 f ≤ 140 1,00 0,98 0,88 0,79 0,72 0,65 0,59 0,45 0,39 f ≥ 280 1,00 0,94 0,78 0z,67 0,57 0,49 0,42 0,29 - GHI CHú: Giá trị cđa hƯ sè ψ 140 MPa < f < 280 MPa giá trị trung gian r / t, đợc lấy nội suy tuyến tính Bảng G.3 Giá trị hệ số c r Giá trị t 50 100 150 200 250 500 HÖ sè c 0,30 0,22 0,20 0,18 0,16 0,12 GHI CHú: Đối với giá trị trung gian r/t, hệ số c đợc lấy nội suy tuyến tính Trong trờng hợp nén lệch tâm có phơng song song với đờng sinh trục ống hay uốn tuý mặt phẳng tiết diện ngang mà ứng suất tiếp vị trÝ cã m«men lín nhÊt ⎛t⎞ 0,07 E ⎜ ⎟ r không vợt giá trị (1,1 0,1 với giá trị 3/ , ứng suất cr1 phải đợc tăng lên cách nhân ) , víi σ 1′ lµ øng st nhá nhÊt (quy ớc ứng suất kéo lấy dấu ) b) Không cần kiểm tra ổn định thép ống đờng hàn dọc r/t không vợt giá trị G.9 1,7 f E 35 Khi chiều dày cánh không đủ, gia cờng ốp cong Các ốp cong đợc cắt từ ống thép có đờng kính, đợc uốn từ thép có chiều dày không nhỏ chiều dày cánh không lớn lần chiều dày cánh (Hình G.1, b) G.10 Có thể dập bẹt đầu ống thép (chỉ đợc áp dụng thép bon thấp loại thép dẻo khác) (Hình G.1, c, d); số trờng hợp đặc biệt hàn nh hình G.11, e, f G.11 Các ống thép có đờng kính đợc hàn với ống lót thép (Hình G.2, a) Tính toán kiểm tra chịu nén kéo nh sau: 130 TCXDVN 338 : 2005 N πDtb t (Rw β )min c (G.5) Dtb đờng kính trung bình ống thép có chiều dày nhỏ hơn; t chiều dày thép ống nhỏ a) b) d) e) c) Hình G.2 Các dạng liên kết thép ống xiên vào cánh a) Liên kết hàn ống lót đờng hàn thẳng; b) Liên kết hàn dùng ống lót đờng hàn xiên c) Liên kết hàn ống thép dùng cong ốp bên d) Liên kết hàn ống thép khác đờng kính; e) Liên kết dùng bu lông Cờng ®é cđa mèi hµn sÏ b»ng c−êng ®é cđa thÐp cờng độ tính toán thép hàn không nhỏ cờng độ tính toán thép (đối với thép không giảm cờng độ hàn) Trong trờng hợp cờng độ thép hàn nhỏ cờng độ thép dùng đờng hàn xiên có ống đệm bên (Hình G.2, b) Trong trờng hợp không đảm bảo đợc liên kết đối đầu cờng độ liên kết, liên kết ống thép đờng kính đợc thực hiƯn b»ng hai èng thÐp trßn cn tõ thÐp tÊm đợc cắt từ ống có đờng kính lớn chút với thép ống cần hàn (Hình G.2,c) Bản ốp cần đợc cắt theo đờng cong để tăng chiều dài đờng hàn đảm bảo cho cờng độ mối hàn cờng độ thép Chiều dày ống lót thép ốp chiều cao đờng hàn nên lấy 20% chiều dày ống thép cần hàn Chiều dài đờng hàn sử dụng ốp cong đợc tính theo công thức sau: ⎛ πD ⎞ l w = 2n a + ⎜ ⎟ ⎝ 2n ⎠ 2 (G.6) ®ã a chiều dài đờng cong ốp dọc theo trục ống thép; n số lợng đệm cong bao quanh chu vi èng thÐp 131 TCXDVN 338 : 2005 Liên kết hàn ống thép chịu nén có đờng kính khác nhau, liên kết vị trí trục bị gãy khúc đợc thực cách dùng mặt bích bịt đầu ống (Hình G.2, d) Tại công trờng hay dùng liên kết bu lông (Hình G.2, e ) Phụ lục H Bảng chuyển đổi đơn vị kỹ thuật cũ sang hệ đơn vị SI Đại lợng Lực Mômen Đơn vị kỹ thuật cũ kG T (tấn) Hệ đơn vị SI Quan hệ chuyển đổi Tên gọi Ký hiệu Niutơn N kilô Niutơn kN mêga Niutơn MN Niutơn mét kGm kilô Niut¬n mÐt Tm kG = 9,81 N ≈ 10 N kN = 000 N T = 9,81 kN ≈ 10 kN MN = 000 000 N Nm kGm = 9,81 Nm ≈ 10 Nm kNm Tm = 9,81 kNm ≈ 10 kNm Pa = N/m2 ≈ 0,1 kG/m2 kPa = 000 Pa = 000 N/m2 = 100 kG/m2 ứng suất; Cờng độ; Mô đun đàn hồi kG/mm2 kG/cm T/m Niutơn/mm2 N/mm2 Pascan Pa Mêga Pascan MPa MPa = 000 000 Pa = 1000kPa ≈ 100 000 kG/m2 = =10 kG/cm2 MPa = N/mm2 kG/mm2 = 9,81 N/mm2 kG/cm2 = 9,81 × 104 N/m2 ≈ 0,1MN/m2 = 0,1 MPa kG/ m2 = 9,81 N/m2 = 9,81 Pa ≈ 10 N/m2 = daN/ m2 132 TCXDVN 338 : 2005 Mục lục Nguyên tắc chung 1.1 Các quy định chung 1.2 Các yêu cầu thiết kế 1.3 Các đơn vị đo kÝ hiƯu chÝnh dïng tiªu chn 2 Tiªu chuÈn trÝch dÉn C¬ së thiÕt kÕ kÕt cÊu thÐp 3.1 Nguyên tắc thiết kÕ 3.2 T¶i träng 3.3 BiÕn d¹ng cho phÐp cña kÕt cÊu 3.4 HÖ sè ®iỊu kiƯn lµm viƯc γc VËt liƯu cđa kÕt cÊu vμ liªn kÕt 11 4.1 VËt liÖu thÐp dïng kÕt cÊu 11 4.2 VËt liƯu thÐp dïng liªn kÕt 12 TÝnh to¸n c¸c cÊu kiƯn 15 5.1 Cấu kiện chịu kéo tâm 15 5.2 CÊu kiƯn chÞu n 16 5.3 Cấu kiện chịu nén tâm 22 5.4 CÊu kiƯn chÞu nÐn n, kÐo n 28 5.5 Chiều dài tính toán cấu kiện chịu nén nén uốn 35 5.6 ổn định cục cÊu kiÖn cã tÊm máng 44 5.7 KÕt cÊu thÐp tÊm 55 Tính toán liên kết 60 6.1 Liên kết hàn 60 6.2 Liên kết bulông 63 6.3 Liên kết bulông cờng độ cao 64 TÝnh to¸n kÕt cÊu thÐp theo ®é bỊn mái 66 Các yêu cầu kỹ thuật v cấu tạo khác thiết kế cấu kiện kết cÊu thÐp 67 8.1 DÇm 67 8.2 Cét 69 133 TCXDVN 338 : 2005 8.3 Giàn phẳng hệ không gian 70 8.4 HÖ gi»ng 71 8.5 DÇm cÇu trơc 72 8.6 Liªn kÕt 74 8.7 Các yêu cầu bổ sung thiết kế dầm có lỗ 77 C¸C YÊU CầU kỹ thuật v cấu tạo khác KHI THIếT Kế NH V CÔNG TRìNH 79 9.1 Nhà c«ng nghiƯp 79 9.2 Nhµ nhiỊu tÇng 80 9.3 KÕt cÊu thÐp tÊm 80 9.4 KÕt cÊu th¸p, trơ 81 9.5 Cét đờng dây tải điện 84 Phô lơc A VËt liƯu dïng cho kÕt cÊu thÐp vμ cờng độ tính toán 89 Phụ lục B VËt liƯu dïng cho liªn kÕt kÕt cÊu thÐp 93 Phô lôc C Các hệ số để tính độ bền cấu kiện kể đến phát triển biến dạng dẻo 95 Phụ lục D Các hệ số để tính toán ổn định cấu kiện chịu nén tâm, nÐn lƯch t©m vμ nÐn n 97 Phơ lơc E HƯ sè ϕb ®Ĩ tính ổn định dầm 106 Phụ lục F Bảng tính toán vÒ mái 123 Phụ lục G Các yêu cầu bỉ sung tÝnh to¸n giμn thÐp èng 127 Phụ lục H Bảng chuyển đổi đơn vị kỹ thuật cũ sang hệ đơn vị SI 132 134 ...Tiêu chuẩn xây dựng việt nam 1.2 1.2.1 TCXDVN 338 : 2005 Các yêu cầu thiết kế Kết cấu thép phải đợc tính toán với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất,... diƯn tÝch tiÕt diƯn thực bulông Ad diện tích tiết diện xiên Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 338 : 2005 b chiỊu réng bf chiỊu réng c¸nh bo chiỊu rộng phần nhô cánh bs chiều rộng s−ên ngang... tĩnh s bớc lỗ bulông t chiều dày tf , tw chiều dày cánh bụng Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 338 : 2005 u khoảng cách đờng lỗ bu lông Wnmin môđun chống uốn (mômen kháng) nhỏ tiết diện thực