Bài giảng môn học Kết cấu thép (theo 22 TCN 272-05): Chương 4 - TS. Đào Sỹ Đán

• Mođ tổng thể: là htg mod xảy ra do chiều dài không được lk của biên chịu nén quá lớn so với kt td dầm → toàn bộ td dầm bị bd hay cong vênh. Vì biên chịu nén là một phần của td dầm có b[r]

CHƯƠNG CHƯƠNG 44

DẦM THÉP TIẾT DIỆN CHỮ I DẦM THÉP TIẾT DIỆN CHỮ I

1 Đặc điểm cấu tạo 2 Đặc điểm chịu lực

3 Mômen chảy mômen dẻo 4 Mất ổn định cục bộ

5 Mất ổn định tổng thể 6 Sức kháng uốn

7 Sức kháng cắt

8 Tính tốn dầm tiết diện chữ I TTGH sử dụng 9 Tính tốn dầm tiết diện chữ I TTGH mỏi

4.1.1 Các loại dầm thép phạm vi sử dụng (1/4)

Dầm? loại cấu kiện dạng thanh, có chiều rộng chiều cao nhỏ

hơn nhiều so với chiều dài Dầm thép sử dụng rộng rãi cơng trình cầu cơng trình xây dựng khác;

Dầm cấu kiện chủ yếu chịu tác dụng tải trọng có phương

vng góc với trục cấu kiện Nội lực dầm chủ yếu M Mặc dù

nó đồng thời chịu thêm lực cắt, xoắn, nén kéo, theo

k/n yêu cầu tttk chịu uốn (mơ men) thường khống chế việc lựa chọn hình dạng kích thước dầm Vì vậy, việc tttk dầm thường

bắt đầu từ việc tt, tk theo điều kiện chịu uốn (mơ men), sau kiểm tra

4.1.1 Các loại dầm thép phạm vi sử dụng (1/4)

Có loại dầm thép:

• Dầm định hình (beam): loại chế tạo cách đúc cán nhà máy;

Loại sản xuất sẵn nhà máy nên giá thành rẻ, kt thường bị hạn chế (không liên tục) Vì vậy, thường sử dụng chủ yếu cho kết cấu chịu tải trọng nhỏ, cơng trình nhà cửa, tạm, v.v Trong loại dầm định hình loại chữ I cánh rộng (W)

4.1.1 Các loại dầm thép phạm vi sử dụng (1/4)

• Dầm tổ hợp (girder): loại chế tạo cách ghép tổ hợp thép lk hàn bu lông;

4.1.1 Các loại dầm thép phạm vi sử dụng (1/4)

4.1.2 Các kích thước dầm thép (1/4)

 Xét dầm thép td chữ I, nhịp giản đơn HV Ta có, kt

bản dầm sau:

• Chiều dài tính tốn dầm (L) = k/c hai tim gối Cd phụ thuộc vào sơ đồ kcn cầu;

• Chiều dài dầm (Ld) = chiều dài toàn dầm Ld = L + 2x(200 ữ 400 mm);

ã Chiu cao dầm (d): thông số quan trọng ảnh hưởng lớn đến giá thành ct → cần cân nhắc kỹ lựa chọn TC 05 quy định sau:

200 - 400 mm 200 - 400 mm

4.1.2 Các kích thước dầm thép (1/4)

Kết cấu phần Chiều cao tối thiểu

Vật liệu Loại hình Dầm giản

đơn

Dầm liên tục

Thép

Chiều cao toàn dầm I liên

hợp 0,040L 0,032L

Chiều cao phần dầm I

dầm I liên hợp 0,033L 0,027L

Giàn 0,100L 0,100L

4.2.1 Sự chảy dẻo tiết diện dầm I (1/3)

s ≤ s

M ≤ My

fs ≤ Fy

My<M<Mp

GĐ1: Chưa có điểm td bị chảy dẻo

GĐ2: Một phần tiết diện bị chảy dẻo

 Xét dầm thép td chữ I, nhịp giản đơn, đx kép, chịu tác dụng

4.2.1 Sự chảy dẻo tiết diện dầm I (2/3)

 Các giả thiết:

• Thép vật liệu đàn-dẻo lý tưởng;

• Tiết diện dầm phẳng trước sau biến dạng (gt Becnuli); • Dầm k bị mođ trước bị chảy dẻo hoàn toàn

 Cho P tăng từ → ph: td dầm khoảng tt P làm việc qua

3 gđ (xem HV) Khi đó, ta gọi:

• My = mơ men dẻo td = mm bd chảy dẻo tiết diện; • Mp = mm dẻo td = mm gây bd chảy dẻo toàn td;

4.2.1 Sự chảy dẻo tiết diện dầm I (3/3)

Mối quan hệ M-

Nhận xét: Khác với mqh us-bd td chịu kéo tâm, mqh M- có

4.2.2 Hiện tượng ổn định dầm

 Nếu dầm bị phá hoại trước td dầm chảy dẻo hoàn toàn (hay

M < Mp), ta nói dầm bị mođ;

 Có loại mođ:

• Mođ cục bộ: htg mod xảy tỷ số rộng/dày phần td dầm lớn gây → phần td bị bd hay cong vênh;

4.2.3 Phân loại tiết diện (1/2)

a) Phân loại theo phát triển sức kháng uốn td → loại:

 Td đặc chắn (chắc): td chịu M = Mp (hay chảy

dẻo hồn tồn) trước bị mod;

 Td khơng chắc: td chịu tải trọng My <= M < Mp trước

khi bị mod;

 Td mảnh: td chịu M < My trước bị mod

Mqh M- loại tiết

diện (Mảnh)

(Không chắn)

4.2.3 Phân loại tiết diện (2/2)

b) Phân loại theo lk dầm thép BTCT mặt cầu → loại:

 Td không liên hợp: td mà dầm thép BTCT mặt cầu k

có lk chặt chẽ với → kn chịu lực dầm chủ yếu dầm thép chịu;

 Td liên hợp: td mà dầm thép BTCT mặt cầu có lk chặt

chẽ với → kn chịu lực dầm dầm thép BTCT mặt cầu tham gia

4.2.4 Độ cứng dầm

 Độ cứng dầm (EI) thể khả chịu bd hay độ võng

dầm TC 05 quy định:

• Với td khơng lh: EI = EI dầm thép;

• Với td lh: EI =EI td quy đổi Td quy đổi td q/đổi loại vl đồng thép Hệ số qđ qđ sau:

= n tt tức thời;

= 3n tt lâu dài (thường xuyên)

n = Es/Ec lấy gần sau:

4.3.1 Mô men chảy My

 My? trị số mm gây us (bd) chảy td dầm thép My = ?

 My td k liên hợp:

fmax = M/SNC = Fy → M = My = Fy.SNC

SNC = mm chống uốn td dầm thép = INC/ymax

4.3.2 Mô men dẻo Mp (1/2)

 Mp? trị số mm làm cho td dầm thép chảy dẻo hoàn toàn Mp = ?

 Tdk liên hợp: Cho td dầm thép chữ I có kt HV Mp = ?

• Xác định vị trí TTH dẻo: TTH dẻo? TTH td bị chảy dẻo hoàn toàn = trục có bd = hay trục phân cách phần td chịu kéo nén td chảy dẻo hồn tồn

4.3.2 Mơ men dẻo Mp (2/2)

Tính lực dẻo:

Pt = Fyt.At = Fyt.bt.tt

Pw = Fyw.Aw = Fyw.D.tw Pc = Fyc.Ac = Fyc.bc.tc XĐ vị trí tương đối TTH dẻo:

Nếu Pt > Pw+Pc → TTH dẻo qua cánh chịu kéo; Nếu Pt+Pw > Pc → TTH dẻo qua sườn dầm;

Nếu Pt+Pw < Pc → TTH dẻo qua cánh chịu nén XĐ xác vị trí TTH dẻo:

∑N = → yd

VD TTH dẻo qua sườn: ∑N = →