Thiết kế dầm thép tiết diện chữ I tổ hợp hàn theo TCVN 5575:2012 và SP 16.13330.2017

Bài viết trình bày thiết kế dầm thép tổ hợp hàn có tiết diện chữ I dựa trên hai tiêu chuẩn TCVN 5575:2012 và SP 16.13330.2017 với mục đích giúp cho kỹ sư có thể áp dụng quá trình tự động hóa trong thiết kế thực tế cũng như đóng góp vào việc soát xét, hiệu đính, bổ sung TCVN 5575:2012 cho đồng bộ, phù hợp và tiệm cận với các tiêu chuẩn quốc tế trong quá trình hội nhập.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng NUCE 2019 13 (5V): 38–46 THIẾT KẾ DẦM THÉP TIẾT DIỆN CHỮ I TỔ HỢP HÀN THEO TCVN 5575:2012 VÀ SP 16.13330.2017 Nguyễn Thanh Hàa,∗ a Khoa Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng, số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 06/09/2019, Sửa xong 21/10/2019, Chấp nhận đăng 21/10/2019 Tóm tắt Phần lớn tiêu chuẩn thiết kế xây dựng Việt Nam ban hành dựa sở tham khảo tiêu chuẩn Liên Xô trước Bên cạnh số tiêu chuẩn hiệu lực, Liên bang Nga ban hành số tiêu chuẩn có chỉnh sửa cập nhật, số SP 16.13330.2017, tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép Bài báo trình bày thiết kế dầm thép tổ hợp hàn có tiết diện chữ I dựa hai tiêu chuẩn TCVN 5575:2012 SP 16.13330.2017 với mục đích giúp cho kỹ sư áp dụng q trình tự động hóa thiết kế thực tế đóng góp vào việc sốt xét, hiệu đính, bổ sung TCVN 5575:2012 cho đồng bộ, phù hợp tiệm cận với tiêu chuẩn quốc tế q trình hội nhập Từ khố: dầm tổ hợp hàn tiết diện chữ I; phân loại tiết diện; ổn định tổng thể dầm; ổn định cục bụng; SP 16.13330.2017 DESIGN WELDED BUILT-UP I-SHAPED STEEL BEAM BASED ON TCVN 5575:2012 AND SP 16.13330.2017 Abstract Most of the construction design norms in Vietnam are issued on the basic reference of former Union of Soviet Socialist Republics standards Besides some standards remain in validity, some new standards with modifications and updates are released, one of which is SP 16.13330.2017 - Steel Structures Design Standard In this article, the design welded I-shape steel beam based on TCVN 5575:2012 and SP 16.13330.2017 is presented with the aimed at supporting engineer possible to apply automatization in practical design as well as the contribution of the review, modification, additional information to TCVN 5575:2012 in order to synchronize, conform and close to international standards in integration process Keywords: welded built-up I-shaped steel beam; cross section classification; lateral-torsional buckling; web local buckling; SP 16.13330.2017 https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(5V)-05 c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Giới thiệu Sự tăng trưởng kinh tế với nhu cầu phát triển hạ tầng xây dựng hàng loạt cơng trình cơng nghiệp, dân dụng, Kết cấu thép với ưu điểm trội áp dụng rỗng rãi vào nhiều dạng công trình khác Do giá thành kết cấu thép cao, để giảm giá thành cần áp dụng tự động hóa từ cơng tác thiết kế Các cơng trình sử dụng kết cấu thép có vốn ngân sách thiết kế dựa TCVN 5575:2012 [1] Tiêu chuẩn thiết kế so với ∗ Tác giả Địa e-mail: hant@nuce.edu.vn (Hà, N T.) 38 Hà, N T / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng phiên ban hành vào năm 1991 có nội dung chủ yếu tham khảo biên dịch từ tiêu chuẩn SNiP-II23-81* Liên Xô trước đây, đến phiên tiêu chuẩn SP 16.13330.2017 [2] Một số phần mềm phân tích thiết kết cấu quen thuộc SAP2000; ETABS (CSI); Robot Structural Analysis Professional (AutoDesk) hay RSTAB (Dlubal) tích hợp tiêu chuẩn SP 16.13330.2011 nhằm đẩy mạnh q trình tự động hóa thiết kế Tháng 2/2018, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Đề án hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật xây dựng Đã có nhiều báo, báo cáo hội thảo, hội nghị định hướng phát triển hệ thống tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam đưa xu hướng, kiến nghị cập nhật TCVN 5575:2012 theo SP 16.13330.2011 giai đoạn trước mắt [3–5] Gần đây, thiết kế cấu kiện cột thép có tiết diện chữ H theo SP 16.13330.2011 tìm hiểu, phân tích so sánh với tiêu chuẩn thiết kế Việt Nam [6] Thiết kế dầm thép tổ hợp hàn có tiết diện chữ I đối xứng theo TCVN 5575:2012 SP 16.13330.2017 không sử dụng cặp sườn gia cường trình bày báo nhằm đóng góp ý kiến hồn thiện “Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế” việc bước soát xét, xây dựng hệ thống tiêu chuẩn đồng bộ, phù hợp tiệm cận với tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế giúp cho kỹ sư sử dụng lợi phân tích tự động thiết kế cấu kiện phần mềm Thiết kế dầm thép tổ hợp hàn tiết diện chữ I Dầm thường cấu kiện nằm ngang, nhận tải trọng từ sàn dầm phụ truyền xuống cột; nội lực dầm chủ yếu mômen (M) lực cắt (V) Tiết diện dầm chữ I thường sử dụng rộng rãi có nhiều ưu điểm sức kháng mơmen lớn có bán kính lõi lớn loại tiết diện, tiết diện phù hợp với tải trọng tác dụng, dễ dàng liên kết với kết cấu khác, đáp ứng yêu cầu kiến trúc có chi phí chế tạo thấp Khi thiết kế dầm thép theo TCVN 5575:2012 SP 16.13330.2017, cần xem xét vấn đề sau: 2.1 Nguyên tắc thiết kế chung Hai hệ thống tiêu chuẩn sử dụng phương pháp tính tốn theo trạng thái giới hạn Cấu kiện dầm thiết kế cho không vượt trạng thái giới hạn khả chịu lực độ võng hay biến dạng Bên cạnh phương pháp tính tốn, hệ số độ tin cậy cường độ vật liệu tải trọng hệ số điều kiện làm việc cần phải xem xét - Hệ số điều kiện làm việc γc : hệ số đề cập Bảng mục 5.4.2 [1] mục 4.3.4 [2] Khi thiết kế loại cấu kiện dầm cơng trình nói chung phần Bảng [2], giá trị γc hai bảng tương đương - Hệ số độ tin cậy cường độ γm để xác định cường độ tính tốn thép cán thép ống đề cập Bảng mục 6.1.4 [1] Bảng mục 6.1 [2] Nhìn chung, cách xác định cường độ tính tốn vật liệu hệ số γm hai tiêu chuẩn khơng có khác - Hệ số độ tin cậy tải trọng: tính tốn kết cấu theo trạng thái giới hạn thứ sử dụng tải trọng tính tốn tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số giống γQ hay γ f , giá trị tham khảo Tiêu chuẩn Tải trọng Tác động [7, 8] - Mục 4.2.6 SP 16.13330.2017 có bổ sung hoàn toàn việc phân loại tiết diện, bổ sung có xu hướng gần giống với tiêu chuẩn tiên tiến [9, 10] Tuy nhiên, việc phân loại tiết diện dừng lại phân loại theo định tính chưa đưa giá trị giới hạn cụ thể [9–12] Sự phân loại tiết diện đề cập mục 8.1 [2], có loại tiết diện: + Tiết diện loại loại mà ứng suất toàn tiết diện chưa đạt đến giá trị ứng suất chảy trừ thớ ngồi Hình 1(a) 39 Hà, N T / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng + Tiết diện loại loại tiết diện có thớ bên đạt đến giá trị ứng suất chảy, vùng dẻo ăn sâu vào tiết diện Hình 1(b) + Tiết diện loại có vùng chảy dẻo phát triển toàn tiết diện, thớ đạt tới giá trị ứng suất chảy, xem Hình 1(c) - Tùy thuộc vào mục đích sử dụng điều kiện làm việc kết cấu mà tính dầm có xét đến khơng xét đến biến dạng dẻo theo ba loại tiết diện Tiết diện loại áp dụng cho tất loại tải trọng tính tốn miền đàn hồi; dầm có tiết diện loại áp dụng chịu tải trọng tĩnh, tính tốn có kể đến phát triển biến dạng dẻo Một số tiêu chuẩn tiết diện dừng lại phân loại theo định tính chưa đưa giá trị giới hạn cụ thể quốc gia khác phân loại tiết diện dầm Bảng [9-12] Sự phân loại tiết diện đề cập mục 8.1 [2], có loại tiết diện: Hình 1.Hình Ứng1.suất pháp tương vớiviệc việc phân tiếttheo diện Ứng suất pháp tươngứng ứng với phân loại loại tiết diện [2]theo [2] + Tiết diện loại loại mà ứng suất toàn tiết diện chưa đạt đến giá trị ứng suất Bảng Mô tả phân tiết1(a) diện cấu kiện chịu uốn theo [9, 10] chảy trừ thớ loại Hình + Tiết diện loại loại tiết diện có thớ bên đạt đến giá trị ứng suất chảy, EN 1993-1-1 [9]sâuAISC 360-16tiết [10]diện Hình 1(b) Đặc điểm vùng dẻo ăn vào Loạidiện loại Đặc chắc/Dẻo Cóphát khả mơbộ men bền dẻo với + Tiết có vùng chảy dẻo triểnphát trêntriển toàn tiết diện, mọikhả thớ đềuxoay đạt tới giá đủ để hình thành khớp dẻo trị ứng suất chảy, xem Hình 1(c) Loại Đặc Có khả hình thành khớp dẻo phát triển mơ men - Tùy thuộc vào mục đích sử dụng điều kiện làm việc kết cấu mà tính dầm có xét bền dẻo, hạn chế khả xoay đến không dạng mộtchịu loạicùng tiết diện Tiếtgiới diệnhạn loạichảy áp Loại xét đến biến Khơng đặc dẻo chắctheoThớ nén ba ngồi có thểtrên đạt đến dụng cho tất loại tải trọng tính đàncản hồi;sựdầm tiết phát diệntriển loại nhưngtốn ổn định cụcmiền ngăn hình có thành, khớpcó dẻo áp dụng chịu tải trọng tĩnh, tính tốn kể đến phát triển biến dạng dẻo Một số tiêu Loại Mảnh Ổn định cục dầm sẽnhư xảy trước1.khi ứng suất tiết diện chuẩn quốc gia khác phân loại tiết diện Bảng đạt đến giới hạn chảy Bảng Mô tả phân loại tiết diện cấu kiện chịu uốn theo [9,10] EN 1993-1-1 [9]trongAISC 360-16 [10]thì TCVN 5575:2012 chưa phânĐặc điểm Như cách tính tốn dầm loại tiết diện, SP 16.13330.2017 số tiêu chuẩn khác [9, 10] cũngCó chiakhả loạinăng tiết diện diện phátnhưng triển cách mô chia menloại bềntiết dẻo vớikhông khả Loại Đặc chắc/Dẻo giống xoay đủ để hình thành khớp dẻo Có khả hình thành khớp dẻo phát triển mô men 2.2 thứ hai LoạiTrạng thái giới hạn Đặc bền dẻo, hạn chế khả xoay Độ võng cho phép kết cấu chịu uốn cho Bảng [1]; [2] không đề cập đến giá trị độ Thớ chịu nén đạt đến giới hạn chảy võng cho phép kết cấu chịu uốn mà giá trị nêu [8] SP 20.13330.2016 quy Loạiđộ3 võng cho Khơng ổn phụ địnhthuộc cục hình thành, định phép củađặc cấuchắc kiện dầmnhưng chịu uốn nhịpngăn dầm cản chi tiết Cụ thể làphát độ triển khớp võng l/120; l/150; l/200; l/250 l/300 lần lượtdẻo tương ứng với nhịp dầm l ≤ m; l = m; l = m; l = 24 m l ≥ 36 m Ổn định cục xảy trước ứng suất tiết diện Loại Mảnh đạt đến giới hạn chảy 40 Như cách tính tốn dầm TCVN 5575:2012 chưa phân loại tiết diện, SP 16.13330.2017 số tiêu chuẩn khác [9-10] chia loại tiết diện cách chia loại tiết diện không giống Hà, N T / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Bên cạnh yêu cầu sinh lý học, rung động kết cấu chịu uốn đề cập đến phụ lục D.2.2 [8] Giá trị độ võng cho phép có xét đến rung động xác định theo công thức (1) g · (p + p1 + q) fu = (1) 30 · n2 · (b · p + p1 + q) g gia tốc trọng trường; p giá trị tải trọng tiêu chuẩn người sinh dao động cưỡng (kPa), tham khảo theo bảng D.2; p1 giá trị tải trọng tiêu chuẩn suy giảm (kPa), tham khảo theo bảng D.2; q giá trị tải trọng tiêu chuẩn trọng lượng thân cấu kiện kết cấu gối đỡ lên (kPa); n tần số dao động dầm tải trọng lại người (Hz), xác định theo bảng D.2; b hệ số, tham khảo theo bảng D.2; b = 125 Q/(α · p · a · l); Q trọng lượng người, lấy 0,8 kN; α phụ thuộc vào sơ đồ tính cấu kiện; a l bước dầm nhịp dầm 2.3 Trạng thái giới hạn thứ a Kiểm tra dầm theo điều kiện bền - Kiểm tra dầm theo điều kiện bền đề cập mục 7.2 [1] mục [2] Tiết diện loại tính tốn giai đoạn đàn hồi, ngồi ký hiệu cách thể cơng thức khác nhau, bước nội dung kiểm tra điều kiện [1] [2] tương tự nhau, xem Bảng Bảng Kiểm tra dầm theo điều kiền bền giai đoạn đàn hồi TCVN 5575:2012 [1] Điều kiện Công thức tham chiếu SP 16.13330.2017 [2] + Uốn (2) + Uốn + Cắt (3) + Cắt (42) + Uốn hai mặt phẳng + Khi cánh dầm có tải trung tập trung + Đồng thời ứng suất pháp, tiếp cục (8) + Uốn hai mặt phẳng + Khi cánh dầm có tải trung tập trung + Đồng thời ứng suất pháp, tiếp cục (44) + Hệ số α kể đến bụng dầm có giảm yếu lỗ bu lông (45) (4) (6) Công thức tham chiếu Điều kiện (41) Q·S α· ≤1 I · tw · R s · γc (43) (46) 0,87 Ry γc σ2x − σ x σy + σ2y + 3τ2xy ≤ α · τ xy ≤1 R s · γc α = s/(s − d) Ry , R s cường độ tính tốn cường độ chịu cắt tính tốn thép; d, s đường kính lỗ bu lông khoảng cách lỗ bu lông - Theo mục 8.2.3 [2], với dầm làm từ thép có giới hạn chảy Ryn ≤ 440 MPa, τ ≤ 0,9R s , tiết diện loại 3, thỏa mãn yêu cầu ổn định tổng thể ổn định cục phép tính tốn kể đến biến dạng dẻo Theo dẫn mục 7.2.1.6 [1], điều kiện cần thiết để tính tốn dầm có kể đến biến dạng dẻo ngồi trừ [1] cho phép sử dụng thép có giới hạn chảy fy ≤ 530 MPa, 41 Hà, N T / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng τ ≤ 0,9 fv Bảng trình bày kiểm tra dầm đơn giản có tiết diện đặc chịu tải trọng tĩnh theo điều kiện bền có kể đến biến dạng dẻo (trừ tiết diện gối) Bảng Kiểm tra dầm theo điều kiền bền có kể đến biến dạng dẻo (chỉ xét dầm đơn giản) TCVN 5575:2012 [1] fy ≤ 530 MPa + Uốn mặt phẳng uốn (9) SP 16.13330.2017 [2] Ryn ≤ 440 MPa + Uốn mặt phẳng I x > Iy (50) M ≤ f · γc c1 · Wn,min + Chịu uốn hai mặt phẳng τ ≤ 0,5 fv (10) Mx ≤1 c x · β · W xn,min · Ry · γc + Chịu uốn hai mặt phẳng (51) τy = Qy / · A f ≤ 0,5 · R s My Mx + ≤ f · γc c x · Wnx,min cy · Wny,min My Mx + ≤1 c x · β · W xn,min · Ry · γc cy · Wyn,min · Ry · γc + Uốn mặt phẳng I x > Iy có bi mômen B (53) Mx B + ≤1 c x · β · W xn,min · Ry · γc cω · Wyn,min · Ry · γc Cách kiểm tra công thức (9), (10) [1] (50), (51), (53) [2] tương tự Các ký hiệu, giá trị hệ số c x , cy cung cấp Phụ lục C [1] Bảng E.1 Phụ lục E [2] có giá trị giống Có hai điểm khác hai tiêu chuẩn SP 16.13330.2017 có bổ sung hệ số β xét đến ảnh hưởng ứng suất tiếp τ x tỷ lệ tiết diện cánh với bụng dầm có kể đến ảnh hưởng bi mômen dầm chịu uốn Giá trị cω phụ thuộc vào tỷ số σ x /Ryyc xác định theo Bảng 10a [2] Khi tính toán dầm chịu uốn túy, hệ số β lấy 1; giá trị hệ số c x cy thay hệ số tương ứng c xm = 0,5(1 + c x ) cym = 0,5(1 + cy )   τ x ≤ 0,5 · R s → β =      0,2 τx (2)   0,5 · R < τ ≤ 0,9 · R → β = − ·  s x s    A f Aw + 0,25 R s Kiểm tra dầm chịu cắt vị trí gối dầm M x = 0, My = hai tiêu chuẩn trình bày Bảng - Tính tốn dầm liên tục dầm ngàm có tiết diện chữ I không thay đổi chịu uốn quanh trục khỏe, chiều dài nhịp lân cận khác không 20%, chịu tải trọng tĩnh đề cập mục 7.2.1.8 [1] 8.2 (5–7) [2] Cách tính tương tự nhau, nhiên [2] yêu cầu áp dụng với tiết diện loại 2, tiết diện đối xứng - Với dầm có tiết diện chữ I đối xứng sử dụng vật liệu cánh bụng khác nhau, mục 8.2.8 [2] cho phép sử dụng tiết diện loại loại dầm Tính tốn dầm theo điều kiện bền dầm thỏa mãn yêu cầu ổn định tổng thể, ổn định cục bộ, ứng suất τ x ≤ 0,9R s τy ≤ 0,5R s theo công thức: 42 Hà, N T / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Bảng Kiểm tra dầm gối tựa M = TCVN 5575:2012 [1] fy ≤ 530 MPa SP 16.13330.2017 [2] Ryn ≤ 440 MPa + Chịu cắt với V x (54) + Chịu cắt với V x (11) τ= V ≤ fv · γc tw · h w α· Qx ≤1 tw · hw · R s · γc + Chịu cắt với Vy (55) α· Qy ≤1 · t f · b f · R s · γc Giá trị α kể đến bụng dầm bị giảm yếu, tham khảo Bảng + Uốn mặt phẳng (59) Mx ≤1 c xr · βr · W xn · Ryw · γc (3) My Mx + ≤1 c xr · βr · W xn · Ryw · γc 1,15 · Wyn · Ry f · γc (4) + Uốn hai mặt phẳng (60) đó: c xr = A f /Aw · Ry f /Ryw + 0,25 − 0,0833/ Ry f /Ryw (5) A f /Aw + 0,167   τ x ≤ 0,5 · R s → βr =      τx 0,2   0,5 · R s < τ x ≤ 0,9 · R s → βr = − ·    R  sw A f Aw · Ry f Ryw + 0,25 (6) b Kiểm tra dầm theo điều kiện ổn định tổng thể - Kiểm tra dầm theo điều kiện ổn định tổng thể đề cập mục 7.2.2 [1] mục 8.4 [2] Với tiết diện loại tính tốn giai đoạn đàn hồi, ngồi ký hiệu cách thể cơng thức khác nhau, bước nội dung kiểm tra điều kiện [1] [2] tương tự trình bày Bảng Hệ số ổn định tổng thể ϕb xác định tương ứng theo Phụ lục E [1] Phụ lục G [2] - Điều kiện không cần kiểm tra ổn định tổng thể dầm nêu mục 7.2.2.2 [1] 8.4.4 [2] Phụ thuộc vào vị trí đặt tải trọng giá trị tỷ số l0 /b f mà không cần kiểm tra ổn định tổng thể dầm theo Bảng 13 [1] Mục 8.4.6 [2] trình bày kiểm tra ổn định tổng thể dầm có tiết diện loại theo công thức tương tự dầm có tiết diện loại khơng cần kiểm tra có điều kiện độ mảnh quy ước thỏa mãn mục 8.4.4 [2] Trên đoạn dầm có xét đến biến dạng dẻo, độ mảnh dầm so sánh với δ · λub , tiết diện không xét đến biến dạng dẻo độ mảnh cần so sánh với λub 43 Hà, N T / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Bảng Kiểm tra dầm theo điều kiện ổn định tổng thể giai đoạn đàn hồi TCVN 5575:2012 [1] Điều kiện + Uốn mặt phẳng bụng Công thức tham chiếu (16) SP 16.13330.2017 [2] Công thức tham chiếu Điều kiện + Uốn mặt phẳng bụng + Uốn hai phương (70) (69) My B Mx ± ± ≤1 ϕb · Wcx · Ry · γc Wcy · Ry · γc Wcω · Ry · γc λb ≤ δ · λub λb = l e f b Ry f (M/Wc · γc ) δ = − 0,6 · (c1x − 1)/(c x − 1) Mx ≤ c1x = max ; β · cx < cx W xn · Ry · γc (7) le f chiều dài tính toán cánh nén; b bề rộng cánh; β hệ số, xác định theo công thức (2) - Khi sử dụng chống làm điểm cố kết cánh nén dầm, lực tác dụng lên chống Qfic đề cập đến mục 8.4.5 [2] Nếu cánh nén dầm cố kết liên tục tính tốn với lực phân bố quy ước q f ic Q f ic = 7,15 · 10−6 · 2330 − E Ry · N N = A f · r + 0,25 · Aw · Ryw ; r = Ry f Ryw ≥ q f ic = · Q f ic l (8) (9) (10) A f diện tích cánh chịu nén; Aw diện tích bụng dầm c Kiểm tra dầm theo điều kiện ổn định cục - Kiểm tra ổn định cục bụng dầm: trình bày mục 7.6.1.1 [1] mục 8.5.1 [2] Với tiết diện loại 1, điều kiện ổn định cục bụng để khơng phải bố trí đơi sườn đưa Bảng Đối với dầm có tiết diện loại [2] cần phải đặt sườn vị trí có xét đến biến dạng dẻo với giá trị λw Các tiết diện khơng xét đến biến dạng dẻo tính tương tự dầm có tiết diện loại Mục 8.5.8 [2] có đề cập dầm có tiết diện loại thỏa mãn điều kiện bền, ổn định tổng thể khơng có ứng suất cục bộ, điều kiện cục đảm bảo thỏa mãn công thức (11): Ry f M ≤ 1; r = ≥1 (11) Ryw Ry f · γc · h · tw · r · α f + α ef α hệ số, phụ thuộc vào độ mảnh bụng tỷ số ứng suất tiếp với cường độ chịu cắt Giá trị α tra Bảng 18 [2] - Kiểm tra ổn định cục cánh dầm: trình bày mục 7.6.3.1 [1] mục 8.5.18 [2] Điều kiện ổn định cục cánh đưa Bảng 44 Hà, N T / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Bảng Kiểm tra ổn định cục bụng dầm TCVN 5575:2012 [1] SP 16.13330.2017 [2] + Khi chịu tải trọng tĩnh, độ mảnh bụng λw ≤ 3,2; + Khi chịu tải trọng động, độ mảnh bụng λw ≤ 2,2; + Khi khơng có ứng suất cục bộ, bụng hàn bên với cánh λw ≤ 3,5; + Khi khơng có ứng suất cục bộ, bụng hàn bên với cánh λw ≤ 3,2; + Khi có ứng suất cục bộ, bụng hàn bên với cánh λw ≤ 2,5; he f f λw = tw E λw = hw tw f E Bảng Kiểm tra ổn định cục cánh dầm TCVN 5575:2012 [1] + Trong giới hạn đàn hồi b0 /t f ≤ 0,5 · SP 16.13330.2017 [2] + Dầm có tiết diện loại dầm làm từ hai loại thép E/ f λ f = be f /t f + Kể đến phát triển biến dạng dẻo b0 /t f ≤ 0,11 · (hw /tw ) ; 0,5 · E/ f Khi hw /tw ≤ 2,7 · f /E b0 /t f = 0,3 · Ry f /E ≤ 0,5 · Ry f /σc σc = M/W xnc · γc + Dầm có tiết diện loại có bố trí sườn gia cường cho bụng thỏa mãn 2,2 ≤ λw ≤ 5,5 λ f ≤ 0,5 · E/ f Ry f /σc Ví dụ xác định độ võng cho phép dầm có xét đến yếu tố sinh lý học Tính tốn dầm cần kiểm tra trạng thái giới hạn điều kiện sử dụng bình thường, TCVN 5575:2012 khơng đề cập đến kiểm tra độ võng dầm có xét đến yếu tố sinh lý học (dao động ảnh hưởng tới người) Ví dụ số phần kiểm chứng độ võng cho phép dầm tính theo [1] [8] Bảng Số liệu tính độ võng cho phép dầm theo SP 20.13330.2016 Gia tốc trọng trường g (m/s2 ) Giá trị TC người sinh p (kN/m2 ) Hệ số α phụ thuộc sơ đồ tính Trọng lượng người Q (kN) Độ võng cho phép dầm theo yêu cầu sinh lý học fu (mm) 9,80 0,25 0,8 32,0 Tải trọng thường xuyên q (kN/m2 ) Giá trị tải trọng suy giảm p1 (kN/m2 ) Tần số dao động dầm n (Hz) Hệ số b Độ võng cho phép dầm không phụ thuộc vào rung động fu (mm) 2,5 0,525 1,5 47,14 45,0 Xét dầm thép tiết diện chữ I tổ hợp hàn, nhịp l = m, bước dầm a = 2,5 m, dầm đỡ sàn bê tông cốt thép dày 100 mm Các giá trị tính tốn cho Bảng Theo TCVN 5575:2012 độ võng cho phép dầm l/250, tương ứng với dầm nhịp m độ võng cho phép 36,0 mm Như ví dụ độ võng cho phép dầm có xét đến yếu tố sinh lý học khắt khe so với độ võng cho phép thông thường So sánh giá trị độ võng cho phép dầm thép theo [8] với [1] nhận thấy độ võng cho phép dầm theo [1] nhỏ hơn, có nghĩa dầm thép thiết kế theo hệ thống TCVN cần độ cứng lớn hơn, đồng nghĩa tốn vật liệu 45 Hà, N T / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Kết luận Tiêu chuẩn “Kết cấu thép-Tiêu chuẩn thiết kế” dựa tiêu chuẩn Liên Xô trước SNiP-II-23-81* (1982), đến có phiên cập nhật SP 16.13330.2017 Nhìn chung, nguyên tắc thiết kế dầm thép tiết diện chữ I tổ hợp hàn [1] tương đồng với [2] Sự phân loại tiết diện cho thấy thay đổi rõ tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép LB Nga có định hướng điều chỉnh theo hướng hội nhập với tiêu chuẩn tiên tiến giới Kiểm tra theo trạng thái giới hạn thứ hai, bên cạnh yêu cầu độ võng, [2] có bổ sung thêm điều kiện rung động dầm Cho phép kiểm tra dầm thép bụng cánh tổ hợp hai mác thép khác Khi kiểm tra dầm theo điều kiện bền [2] kể đến bụng dầm có giảm yếu lỗ bu lơng hệ số α kiểm tra với lực cắt hệ số β kể đến ảnh hưởng ứng suất tiếp đến hình thành khớp dẻo Với điều kiện ổn định tổng thể, [2] có cung cấp cơng thức để xác định lực tác dụng lên chống cánh nén dầm Điều kiện ổn định cục bụng cánh hai tiêu chuẩn [1] [2] tương đồng; với điều kiện ổn định cục bụng [2] đưa giá trị giới hạn phụ thuộc vào số lượng đường hàn liên kết bụng với cánh Như bên cạnh việc sốt xét, hiệu đính, bổ sung [1] cho đồng bộ, phù hợp tiệm cận với tiêu chuẩn quốc tế trình hội nhập thiết kế dầm thép tổ hợp hàn có tiết diện chữ I hồn tồn sử dụng phần mềm với mô đun thiết kế kết cấu thép dựa [2] để đẩy mạnh q trình tự động hóa thiết kế Lời cảm ơn Nghiên cứu thực với hỗ trợ trường Đại học Xây dựng thông qua Đề tài Khoa học Công nghệ cấp trường mã số 98-2019/KHXD Tài liệu tham khảo [1] TCVN 5575:2012 Kết cấu thép-Tiêu chuẩn thiết kế Bộ Khoa học Công nghệ, Việt Nam [2] SP 16.13330.2017 Code of rules-steel structures revised edition SNiP II-23-81* official edition Ministry of Construction, Housing and Utilities of the Russian Federation, Moscow [3] Long, L M (2019) Định hướng tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông kết cấu thép Hội thảo khoa học toàn quốc lần thứ 31 Định hướng phát triển hệ thống tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam, 7–22 [4] Long, L M (2019) Định hướng hệ thống tiêu chuẩn quốc gia ngành xây dựng, danh mục tiêu chuẩn cốt lõi, lộ trình thực Hội thảo định hướng hệ thống tiêu chuẩn quốc gia ngành xây dựng, Bộ Xây dựng [5] Tuấn, V A., Hòa, N Đ., Hiếu, N T (2019) Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5575:2012 - Thực tế định hướng Hội thảo khoa học toàn quốc lần thứ 31 Định hướng phát triển hệ thống tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam, 74–84 [6] Tuấn, V A., Hòa, N Đ (2017) Thiết kế cột thép tổ hợp hàn có tiết diện chữ H theo TCVN 5575:2012 SP.16.13330.2011 Tạp chí Xây dựng, (8):216–218 [7] TCVN 2737:1995 Tải trọng tác động-Tiêu chuẩn thiết kế, xây dựng, việt nam edition [8] SP 20.13330.2016 Code of practice-loads and actions, updated version SNiP 2.01.07-85* official edition Ministry of Construction, Housing and Utilities of the Russian Federation, Moscow [9] EN 1993-1-1 (2005) Eurocode 3: Design of steel structures, part 1.1: General rules and rules for building [10] ANSI/AISC 360-16 (2016) Specification for structural steel buildings American Institute of Steel Construction, Illinois [11] Karpilovsky, V., et al (2018) SCAD office Implementation of SNiP in computer-aided design applications SCAD SOFT [12] SAP2000 v19 Steel frame design manual SP 16.13330.2011 Truy cập ngày 19/8/2019 46 ... + Tiết diện lo i lo i tiết diện có thớ bên đạt đến giá trị ứng suất chảy, vùng dẻo ăn sâu vào tiết diện Hình 1(b) + Tiết diện lo i có vùng chảy dẻo phát triển toàn tiết diện, thớ đạt t i giá... mềm Thiết kế dầm thép tổ hợp hàn tiết diện chữ I Dầm thường cấu kiện nằm ngang, nhận t i trọng từ sàn dầm phụ truyền xuống cột; n i lực dầm chủ yếu mômen (M) lực cắt (V) Tiết diện dầm chữ I thường... [6] Thiết kế dầm thép tổ hợp hàn có tiết diện chữ I đ i xứng theo TCVN 5575:2012 SP 16.13330.2017 không sử dụng cặp sườn gia cường trình bày báo nhằm đóng góp ý kiến hồn thiện “Kết cấu thép - Tiêu