Đánh giá hiệu quả của dàn nhịp nhỏ và trung bình làm bằng thép góc cán nóng và thép hình dập nguội tính theo Eurocode 3.PDF

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA , NGUYỄN VĂN ĐÔNG ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA DÀN NHỊP NHỎ VÀ TRUNG BÌNH LÀM BẰNG THÉP GĨC CÁN NĨNG VÀ THÉP HÌNH DẬP NGUỘI TÍNH THEO EUROCODE Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 Cơng trình hoàn thành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Người hướng dẫn khoa học: GS.TS PHẠM VĂN HỘI Phản biện 1: TS HOÀNG TUẤN NGHĨA Phản biện 2: TS TRẦN ANH THIỆN Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp họp Trường Đại học Bách khoa vào ngày 30 tháng 03 năm 2019 * Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Học liệu Truyền thông Trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng - Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn mục tiêu đề tài Kết cấu thép thành mỏng tạo hình nguội sử dụng phổ biến xây dựng nhiều nước giới Những năm gần ngành xây dựng nước ta ứng dụng kết cấu thép thành mỏng tạo hình nguội cho nhiều loại kết cấu cơng trình Ban đầu dạng cấu kiện thông dụng lợp, xà gồ….đến ứng dụng cho nhiều loại kết cấu hoàn chỉnh hệ sàn,hệ mái,hệ khung cho nhà thấp tầng, cao tầng Do ưu việt trọng lượng nhẹ, tính cơng nghệ khả chịu lực cao, kết cấu thép thành mỏng tạo hình nguội trở thành hướng phát triển công trình kết cấu thép Việt Nam Đó hướng phát triển mẻ đắn, phù hợp với xu phát triển xây dựng Hiện nay, Khánh Hịa nói riêng Việt Nam kết cấu dàn việc sử dụng vật liệu thép cán nóng kết cấu việc sử dụng kết cấu thép khác kết cấu thép thành mỏng tạo hình nguội sử dụng rộng rãi phổ biến tính ưu việt loại kết cấu Tuy nhiên chưa có nghiên cứu việc sử dụng kết cấu thành mỏng kết cấu dàn so với việc sử dụng kết cấu thép cán nóng có ưu điểm bật, phạm vi áp dụng cho loại kết cấu dàn thực tế sao? Để đưa ứng dụng thực tế, việc sử dụng loại kết cấu cho loại nhịp dàn cho phù hợp đảm bảo tính kinh tế Vì vậy, lựa chọn đề tài : “Đánh giá hiệu dàn nhịp nhỏ trung bình làm từ thép góc cán nóng thép hình dập nguội” cần thiết mang tính thực tiễn cao Đề tài “Đánh giá hiệu dàn nhịp nhỏ trung bình làm từ thép góc cán nóng thép hình dập nguội” nhằm mục đích đưa kiến nghị nên sử dụng phương án kết cấu dàn cho phù hợp với loại nhịp dàn Để phát huy tối đa ưu điểm loại kết cấu Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu - So sánh hai phương án kết cấu dàn xem phương án hiệu trọng lượng tiêu kinh tế kỹ thuật - Trong nội dung nghiên cứu đề tài xét đến kết cấu dàn kết cấu dàn nhịp nhỏ trung bình Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Tính tốn ví dụ rút nhận xét Cơ sở khoa học - Dựa lý thuyết tính tốn chịu kéo nén tâm - Dựa lý thuyết tính tốn thành mỏng chịu kéo nén - Dựa kết nghiên cứu đề tài khoa học có liên quan Thực tiễn pháp lý đề tài - Đề tài “Đánh giá hiệu dàn nhịp nhỏ trung bình làm từ thép góc cán nóng thép hình dập nguội” có tính thực tiễn cao đề tài nghiên cứu hệ kết cấu dàn nhịp nhỏ trung bình làm thép cán nóng thép thành mỏng tạo hình nguội cơng trình xây dựng nay, đưa so sánh phương án kết cấu kiến nghị nên sử dụng phương án kết cấu dàn cho phù hợp - Đây đề tài hoàn toàn mới, khơng có đề tài nghiên cứu nghiên cứu nội dung Kết đạt Trong kết cấu dàn nhịp nhỏ trung bình sử dụng hệ kết cấu thép thành mỏng tạo hình nguội tốt mặt kinh tế kỹ thuật so với việc sử dụng hệ kết cấu thép cán nóng thơng thường Cấu trúc luận văn Ngồi phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo luận văn gồm có chương sau: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU DÀN THÉP CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CHƯƠNG 3: VÍ DỤ TÍNH TỐN C HƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU DÀN THÉP - Dàn thép kết cấu rỗng bao gồm quy tụ liên kết với nút (mắt) dàn thông qua thép gọi mã Liên kết dàn thường dùng liên kết hàn, bu lông đinh tán (liên kết hàn dùng phổ biến cả) 1.1 Phân loại dàn 1.1.1 Theo cơng dụng - Dàn có tên gọi theo cơng dụng như: dàn làm kết cấu đỡ mái nhà cơng nghiệp dân dụng (thường gọi kèo), dàn cầu, dàn cầu trục, dàn tháp trụ, dàn cột điện, dàn tháp khoan v.v 1.1.2 Theo cấu tạo dàn Bao gồm: - Dàn nhẹ, dàn thường, dàn nặng 1.1.3 Theo sơ đồ kết cấu dàn có loại - Dàn kiểu dầm, sơ đồ đơn giản (hình 1.3 a,b) - Dàn mút thừa (hình 1.3e) - Dàn kiểu tháp trụ (hình 1.3 d) - Dàn kiểu khung (hình 1.3 h) - Dàn kiểu vịm (1.3 k) 1.2 Hình dạng dàn 1.2.1 Dạng tam giác (hình 1.4 a,b) - Dàn có hình dạng tam giác, đầu dàn nhọn nên liên kết khớp với cột, độ cứng ngồi mặt phẳng khơng lớn 1.2.2 Dàn hình thang (hình 1.4c) - Dàn hình thang dùng làm kèo cơng trình có u cầu độ dốc mái nhỏ (tấm lợp panen bê tông cốt thép) 1.2.3 Dàn cánh song song (hình 1.4 d,e) 1.2.4 Dàn đa giác (hình 1.4 h) Dàn cánh cung (hình 1.4 k) - Dàn kiểu phù hợp với biểu đồ mô men uốn, phân bố nội lực hợp lý, không chênh lệch nhiều nên số loại ít, tiết kiệm vật liệu 1.3 Hệ bụng dàn 1.3.1 Hệ bụng tam giác (hình 1.5 a) 1.3.2 Hệ bụng xiên (hình 1.5 c,d) - Các xiên nửa giàn xiên phía kết hợp với đứng, hệ bụng có ưu điểm loại loại nội lực Chiều dài xiên chọn cho xiên dài chịu kéo cịn xiên ngắn chịu nén (như hình 1.5 c) dàn hình thang cánh song song Với dàn tam giác dùng hệ bụng xiên (như hình 1.5d )về mặt chịu lực khơng có lợi xiên dài lại chịu nén, cấu tạo nút hợp lý (góc khơng nhỏ) nên hay dùng Góc hợp lý xiên cánh từ 35o đến 45o 1.3.3 Hệ bụng phân nhỏ (1.5 đ) 1.3.4 Các dạng hệ bụng khác Ngoài dạng hệ bụng nói cịn hệ bụng sau, hệ bụng chữ thập (hình 1.5g), hệ gồm hai loại xiên chéo kết hợp đứng tạo nên hệ siêu tĩnh cứng, thường dùng dàn chịu lưc hai chiều, hay gặp dàn cầu giằng mái Ở kết cấu tháp trụ, gặp loại xiên tạo với thành hình thoi (hình 1.5h) để tạo cho việc nối cánh 1.4 Kích thước dàn 1.4.1 Nhịp dàn 1.4.2 Chiều cao dàn 1.4.3 Khoảng cách nút dàn - Là khoảng cách nút cánh, khoảng cách xác định sau lựa chọn hệ bụng, riêng trường hợp mái có xà gồ khoảng cách nút dàn cánh nên chọn cách xà gồ để tránh uốn cục cho cánh thường lấy từ 1,5 đến 3.0m Nếu lợp panen bê tông cốt thép rộng 1,5m 3m liên kết trực tiếp cánh dàn lấy bề rộng panen Khoảng cách nút dàn cánh tam giác thường lấy từ đến 6m, với dàn hình thang thường lấy 6m - Với mái lợp tơn phibro xi măng dùng dàn hình tam giác có độ dốc i=0,29 có chiều cao đầu dàn 450mm 1.4.4 Bước dàn - Là khoảng cách dàn cơng trình, bước dàn xác định từ yêu cầu kiến trúc dây chuyền công nghệ, phù hợp với mô đun thống cấu kiện lắp ghép tường, mái thỏa mãn yêu cầu kinh tế, với dàn thép bước hợp lý 6m 1.5 Hệ giằng không gian - Giằng kết cấu mảnh theo phương mặt phẳng dễ ổn định theo phương mặt phẳng (phương dọc nhà) Chính dàn cơng trình cần phải giằng lại với tạo nên khối không gian ổn định 1.6 Một số mơ hình kết cấu dàn thép CHƯƠNG LÝ THUYẾT TÍNH TỐN 2.1 Lý thuyết tính tốn dàn thép thông thường theo tiêu chuẩn Việt Nam 2.1.1 Các giả thiết tính dàn 2.1.2 Tải trọng tác dụng lên dàn 2.1.3 Nội lực 2.1.4 Chiều dài tính tốn dàn 2.1.4.1 Chiều dài tính tốn mặt phẳng: 2.1.4.2 Chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng: 2.1.4.2 Độ mảnh giới hạn dàn 2.1.5 Tiết diện hợp lý dàn 2.1.6 Chọn kiểm tra tiết diện dàn 2.1.6.1 Chọn kiểm tra tiết diện chịu nén - Tiến hành cấu kiện chịu nén tâm Diện tích cần thiết (Act) tiết diện xác định theo công thức: Act N c (2.5) f - Kiểm tra lại tiết diện chọn theo công thức : N A c f 2.1.6.2 Chọn kiểm tra tiết diện chịu kéo (2.6) 2.2 Lý thuyết tính tốn thành mỏng chịu nén kéo theo quy chuẩn EN 1993-1-3 2.2.1 Những khái niệm riêng tiết diện thành mỏng 2.2.1.1 Định nghĩa 2.2.1.2 Bề rộng hữu hiệu cánh chịu nén - Tấm tăng cứng chịu nén - Phần tử tăng cứng chịu ứng suất biến đổi tuyến tính: - Phần tử khơng tăng cứng - Phần tử chịu nén có sườn biên + Sự ổn định cột uốn xoắn Tiết đối xứng đơn + Mất ổn định oằn vạn cột 2.2.2 Lý thuyết tính toán thành mỏng chịu kéo 2.2.3 Liên kết 2.2.3.1 Liên kết hàn - Hàn kết cấu thành mỏng chủ yếu hàn hồ quang, phần nhỏ hàn điện trở Phương pháp hàn kết cấu thành mỏng phương pháp thiết bị thông dụng hàn hàn kết cấu thép nói chung - Việc tính tốn loại mối hàn quy định sau: Nếu liên kết hàn có phận dày 3mm (hay 2,5mm góc hàn) tính theo điều khoản quy phạm này; Nếu phận hay lớn 3mm (hay 2,5mm hàn góc) tính theo quy phạm kết cấu thép thông thường trường hợp , yêu cầu vật liệu hàn phải phù hợp vói thép ciw tức cường độ với thép (loại thép yếu thép mang hàn) 2.2.3.2 Liên kết bu lơng Bảng 2.2 Kích thước lớn lỗ bu lơng Đường kính danh nghĩa bu lơng dh mm Đường kính lỗ tiêu chuẩn dh mm Đường kính lỗ lớn dh mm