Tính toán ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ i theo TCVN 55752012 và tiêu chuẩn AISC 360 10

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CƠNG NGHIỆP LONG AN NGUYỄN HỒI SƠN TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ DẦM THÉP TIẾT DIỆN CHỮ I THEO TCVN 5575:2012 VÀ TIÊU CHUẨN AISC 360-10 LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 8.58.02.01 Người hướng dẫn khoa học: TS Đỗ Đại Thắng Long An – 2019 i LỜI CAM ĐOAN Ngoài kết tham khảo từ nghiên cứu khác ghi luận văn, xin cam kết luận văn thân thực nộp Trường Đại học Kinh tế Công nghiệp Long An Tôi xin cam đoan rằng: Số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực chưa sử dụng cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Mọi giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn ghi rõ nguồn gốc Long An, ngày tháng năm 2019 Học viên thực Nguyễn Hồi Sơn ii LỜI NĨI ĐẦU Trong thời gian học tập nghiên cứu tài liệu, đồng thời qua việc giảng dạy, truyền đạt kiến thức từ thầy cô, với cố gắng, nỗ lực thân, giao nhận đề tài “Tính tốn ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 tiêu chuẩn AISC 360-10” Đề tài tiến hành nghiên cứu lý thuyết ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo tiêu chuẩn Việt nam tiêu chuẩn Mỹ, đồng thời đưa số ví dụ để so sánh hai tiêu chuẩn Tuy nhiên thời gian có hạn nên luận văn đề cập đến loại dầm tiết diện chữ I (đối xứng) chịu uốn tổng thể Với tất kính trọng biết ơn sâu sắc với Ban giám hiệu Trường Đại học Kinh tế Công nghiệp Long An với tập thể giảng viên giàu kinh nghiệm lĩnh vực ngành kỹ thuật xây dựng nói riêng ngành khác nói chung, tạo điều kiện cho học viên q trình học tập hồn thành luận văn cao học Do thời gian với hiểu biết thân hạn chế đề tài nghiên cứu so sánh tiêu chuẩn, nên vấn đề đưa Luận văn khơng khỏi có việc thiếu sót Nhân đây, tơi xin chân thành cảm ơn thầy TS.Đỗ Đại Thắng tập thể thầy cô, đồng nghiệp tận tình quan tâm, hướng dẫn, truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm, tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành nội dung luận văn Tơi mong nhận hướng dẫn, góp ý từ thầy cô người quan tâm đến lĩnh vực để đề tài nghiên cứu hoàn thiện Đó giúp đỡ q báo để tơi hồn thiện q trình học tập, nghiên cứu công tác sau Long An, ngày tháng năm 2019 Học viên thực Nguyễn Hồi Sơn iii NỘI DUNG TĨM TẮT ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ DẦM THÉP TIẾT DIỆN CHỮ I THEO TCVN 5575 - 2012 VÀ TIÊU CHUẨN AISC 360-10 Kết cấu thép kết cấu mảnh, bề dày chúng nhỏ so với bề rộng Dẫn đến kết cấu thép dễ bị ổn định Mất ổn định kết cấu thép nguyên nhân phá hoại Theo tiêu chuẩn TCVN 5575 - 2012 quy định thiết kế kết cấu thép phần quy định liên quan đến ổn định chiếm chủ yếu Hiện q trình tồn cầu hóa phát triển nhanh chóng, nhu cầu sử dụng kết cấu thép ngành xây dựng phát triển mạnh mẽ, dẫn đến việc nghiên cứu tìm hiểu tiêu chuẩn nước ngồi AISC (Mỹ), BS5950 (Anh), Eurocode (Châu Âu)… cần thiết Trong đó, tiêu chuẩn Mỹ AISC quy định chi tiết có nhiều ví dụ thiết kế giúp cho người kỹ sư dễ hiểu áp dụng Khi thiết kế dầm chịu tải trọng mặt phẳng uốn, thông thường tải trọng đặt theo phương thẳng đứng Dầm chịu moment uốn Mx, dầm chịu uốn phát sinh biến dạng mặt phẳng tác dụng tải trọng Khi tăng tải trọng đến giá trị mà dầm khơng cịn chịu uốn mặt phẳng chịu lực x-x dầm nữa, nên dầm phát sinh moment biến dạng mặt phẳng uốn My theo phương y-y moment xoắn T Hai moment My T q trình tính tốn khơng xét đến nên dầm bị phá hoại Trường hợp dầm vừa chịu uốn vừa chịu xoắn bị vênh khỏi mặt phẳng chịu uốn, dầm khả chịu lực Hiện tượng ổn định tổng thể (global buckling) gọi dầm bị oằn ngang (lateral torsional buckling) Nguyên nhân: Khi chịu lực tác dụng từ xuống theo phương thẳng đứng (khơng có lực tác dụng theo phương ngang), tiết diện dầm chữ I chia thành phần chịu nén chịu kéo, hai phần phân chia trục trung hịa (như hình 1b) Bản cánh phần bụng chịu nén có xu hướng ổn định giống cột chịu nén Trong cánh phần bụng chịu kéo có xu hướng kéo căng dầm Tổng hợp hai phần dẫn đến dầm bị uốn theo phương ngang My bị xoắn (oằn ngang) iv Khi tải trọng nhỏ dầm bị uốn theo phương mặt phẳng Khi tải trọng tăng lên đạt đến mức dầm ổn định (oằn ngang), giá trị moment làm dầm bắt đầu oằn ngang gọi moment tới hạn Mcr Công thức tổng quát cho trường hợp dầm tiết diện chữ I ổn định tổng thể với trục x,y, z C Γ Luận văn nghiên cứu tính tốn ổn định tổng thể dẩm thép tiết diện chữ I theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575-2012 theo tiêu chuẩn Mỹ AISC 360-10 Đầu tiên lý thuyết ổn định dầm thép tiết diện chữ I, giá trị moment tới hạn ổn định tổng thể cho trường hợp khác tải trọng nghiên cứu Tiếp theo quy định thiết kế ổn định tổng thể dầm tiết diện chữ I theo tiêu chuẩn Việt Nam tiêu chuẩn Mỹ nghiên cứu so sánh Có ví dụ minh họa cho tốn trình bày Từ đó, rút đặc điểm giống khác theo tiêu chuẩn thiết kế dầm ổn định tổng thể Lập chương trình tự động hóa kiểm tra ổn định tổng thể dầm thép theo TCVN 5575:2012 tiêu chuẩn AISC 360-10 Nghiên cứu phát triển lý thuyết tín hành thực nghiệm để xây dựng công thức xác định hệ số điều chỉnh theo hai tiêu chuẩn Ngoài việc nghiên cứu ổn định tổng thể có nghiên cứu ổn định cục nghiên cứu dầm tiết diện chữ I không đối xứng dầm có tiết diện thay đổi v ABSTRACT TOPIC:A COMPARATIVE STUDY OF VIETNAM STANDARD TCVN 5575-2012 AND AMERICAN STANDARD AISC 360-10 ABOUT LATERAL TORSIONAL BUCKLING OF THE STEEL I-BEAM Steel structures are slender structures, their thickness is small compared to the width Leading to structural steel is prone to instability Instability in steel structures is the main cause of sabotage According to the standard TCVN 5575 - 2012, which prescribes steel structure design, the provisions related to instability account for the majority Currently, the process of globalization is developing rapidly, the demand for using steel structures in the construction industry is strongly developed, leading to research and study on foreign standards such as AISC (USA), BS5950 (UK) , Eurocode (Europe) is very necessary In particular, the American Standard AISC specifies in detail and there are many design examples that help engineers understand and apply When designing a girder, the load is applied in the bending plane, because the load is normally placed vertically Beam subjected to bending moment Mx, beam subjected to bending and generating deformation in the plane of effect of the load When increasing the load to a certain value, the beam can no longer bend in the bearing plane xx of the beam, so the beam generates the deformation moment outside the bending plane My in the yy direction and the torsional torque T My and T moments in the calculation process are not considered, so the beams may be damaged In this case, the girder is both flexed and twisted and buckled out of the bending plane, the beam loses its bearing capacity The phenomenon is global buckling or also known as lateral torsional buckling Cause: When the force is applied from the top down in a vertical direction (no force is applied in the horizontal direction), the I-beam cross-section is divided into two sections subject to compression and tensile, these two sections are divided by Neutral axis (as shown in Figure 1b) The lower wing and the part of the lower abdomen subject to compression tend to be as unstable as the compression column vi Whereas the upper wing and the upper part of the upper abdomen are subject to tension Combining the two parts, the beam will be bent in the horizontal direction My and twisted (warped horizontally) When the load is small, the beam is bent vertically in its plane As the load increases and a certain level of beams becomes unstable (horizontal buckling), the value of the moment that the beam begins to warp is called the critical moment Mcr General formula for cases of I-section cross-sections with total instability with x, y, and z axes C Γ The Lateral Torsional Buckling (LTB) of the steel I-beam according to Vietnam Standard TCVN 5575-2012 and American Standard AISC 360-10 Firstly, the theory of LTB of the steel I-beam, in which the critical moment value of LTB for different cases of load is studied Next, the regulation of the LTB design of Ibeams according to Vietnamese Standard and American Standard are considered and compared There are examples to illustrate the problems presented Finally, about the similar and different characteristics according to two standards in LTB design Program automation automation to check the overall stability of steel beams according to TCVN 5575: 2012 and standard AISC 360-10 Research to develop theory or empirical credit to develop a formula for determining a correction factor according to two criteria In addition to the study of overall instability, there are also studies of local stability or it can be studied asymmetrical I-shaped beams or changed cross-section beams vii MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC KÝ HIỆU iv DANH MỤC HÌNH ẢNH .xiiiii DANH MỤC BẢNG BIỂU xiviii LỜI CAM ĐOAN i PHẦN MỞ ĐẦU xv Đặt vấn đề xv Lý chọn đề tài xv Những nghiên cứu trước xvi 3.1 Nghiên cứu nước xvi 3.2 Nghiên cứu nước xvii Mục tiêu nghiên cứu xviii Phạm vi nghiên cứu xviii Phương pháp nghiên cứu xviii Nội dung luận văn xix CHƯƠNG I -LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH KẾT CẤU THÉP 1.1 Khái quát ổn định 1.2 Các dạng ổn định 1.2.1 Các vấn đề liên quan đến ổn định dầm 1.2.2 Mất ổn định cục (Local buckling) 1.2.2.1 Mất ổn định cục cánh chịu nén 1.2.2.2 Mất ổn định cục bụng 1.2.3 Mất ổn định tổng thể (Lateral Torsional Buckling) 1.2.3.1 Phân biệt dầm uốn mặt phẳng mặt phẳng 1.2.3.2 Lý thuyết tính tốn ổn định tổng thể 1.2.3.3 Công thức moment tới hạn tổng quát 14 1.3 Kết luận 15 viii CHƯƠNG - NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ DẦM THÉP TIẾT DIỆN CHỮ I 16 2.1 Quy định tính tốn ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 16 2.1.1 Một số toán dầm chữ I chịu tải trọng đặt vị trí khác tiết diện 16 2.1.2 Tính tốn ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 18 2.2 Quy định tính tốn ổn định dầm thép tiết diện chữ I tiêu chuẩn AISC 360-10 23 2.2.1 Một số quy định tính tốn theo phương pháp LRFD 24 2.2.2 Quy định độ mảnh cánh bụng 26 2.2.3 Quy định độ bền danh nghĩa Mn dầm thép tiết diện chữ I 27 2.2.3.1 Khi Lb Lr 33 2.2.3.4 Hệ số Cb 33 2.2.3.5 Cơng thức tính độ bền uốn danh nghĩa cho trường hợp dầm thép tiết diện chữ I 34 2.3 So sánh hai tiêu chuẩn 37 CHƯƠNG - CÁC VÍ DỤ TÍNH TỐN 39 3.1Ví dụ 39 3.1.1 Các thơng số tính tốn 39 3.1.2 Tính toán ổn định tổng thể theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575: 2012 40 3.1.3 Tính tốn ổn định tổng thể theo tiêu chuẩn AISC 360-10 phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng bền LRFD 41 3.1.4 Nhận xét, so sánh 44 4.2 Ví dụ 2: 44 4.2.1 Các thơng số tính toán 45 4.2.2 Tính tốn ổn định tổng thể theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575: 2012 45 4.2.3 Tính tốn ổn định tổng thể theo tiêu chuẩn AISC 360-10 phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng bền LRFD 46 4.3.4 Nhận xét 47 ix CHƯƠNG -KẾT LUẬN 48 4.1 Kết luận 48 4.2 Kiến nghị hướng phát triển đề tài 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 38 - Không xét đến ổn định cục tiết diện 39 CHƯƠNG CÁC VÍ DỤ TÍNH TỐN Qua nội dung lý thuyết tính tốn ổn định tổng thể quy định tính toán ổn định dầm thép tiết diện chữ I hai tiêu chuẩn AISC 360-10 TCVN 5575:2012 Trong chương đưa ví dụ tính tốn để minh họa cho việc thiết kế ổn định tổng thể theo TCVN tiêu chuẩn Mỹ Có hai ví dụ để minh họa tính tốn thiết kế cho hai tiêu chuẩn 3.1 Ví dụ Kiểm tra ổn định tổng thể chịu lực dầm hình 3.1, chịu lực phân bố với tĩnh tải wD=10kN/m hoạt tải wL=16kN/m theo phương pháp LRFD TCVN 5575:2012 Thép có Fy=34,5kN/cm2.Sử dụng tiết diện I 420x200x5x10 Hình Ví dụ 3.1.1 Các thơng số tính tốn - Diện tích tiết diện: A = × ( bf × t f ) + hw × tw = × (20 ×1) + 40 × 0,5 = 60cm2 - Mo đun chống uốn dẻo quanh trục x Zx = 22 ×[ 20 ×1× 20,5 + 20 × 0,5×10] = 1020cm2 - Moment qn tính tiết diện theo trục x ⎛ 20 ×13 0,5 × 403 2⎞ Ix = × ⎜ + 20 ×1× 20,5 ⎟ + = 19480cm3 12 ⎝ 12 ⎠ - Moment chống uốn đàn hồi tiết diện theo trục x 40 Wx = 19480 = 928cm3 21 - Moment quán tính tiết diện theo trục y ×1× 203 40 × 0,53 Iy = + = 1334cm4 12 12 - Bán kính quán tính tiết diện quanh trục y ry = Iy A = 1334 = 4, 72cm 60 - Moment quán tính xoắn tiết diện bt (2 × 20 ×13 + 40 × 0,53 J =∑ = = 15cm4 3 - Hằng số vênh tiết diện Γ= I y h0 1334× 412 = = 560614cm6 4 - Moment dẻo cấu kiện M p = Fy Zx = 34,5 ×1020 = 35190kNcm - Moment lớn tiết diện Mmax ql (1, ×10 + 1,6 ×16 ) × = = = 169, 2kNm 8 M max 3.1.2.Tính tốn ổn định tổng thểtheo tiêu chuẩn Việt NamTCVN 5575: 2012 Ổn định tổng thể dầm tiết diện chữ I có hai trục đối xứng, áp dụng công thức (2.8) để tính tốn ổn định tổng thể M m ax φ bW c ≤ fγc Với F: cường độ tính tốn chịu kéo, chịu nén thép f = Fy γm = 34, = 1, 36 kN / cm 1,1 41 ϕ: hệsố ổn định tổng thể hệ số ϕb tính theo lưu đồ cho hình 2.2 Thơng số α tính theocơng thức (2.11): ⎞ ⎛ lt ⎞ ⎛ at 20, × 0, ⎞ ⎛ 600 × ⎞ ⎛ f ⎜ w ⎟ ⎜ ⎟ 1+ α =8 = 8⎜ ⎟ = 17, 41 ⎟ ⎜1 + 3⎟ ⎜ h fk b ⎟ ⎜⎜ 41 20 20 × × ⎝ ⎠ b t ⎝ ⎠ f ⎠ ⎝ f f ⎟⎠ ⎝ Do α=17,41, từ điều kiện 0,1 Cánh khơng đặc λpf < λf < λrf Xác định moment danh nghĩa Mn dầm theo điều kiện ổn định cục dầm có bụng đặc chắc, cánh khơng đặc nên moment danh nghĩa Mn xác định theo công thức λ λ λ λ 0,7 35190 35190 0,7 34,5 10 9,15 18,34 9,15 928 34008 340,08 Xác định moment danh nghĩa Mn dầm theo điều kiện ổn định tổng thể Chiều dài dầm: Lb = 6m = 60cm 1,76 1,76 4,72 2000 34,5 200   Γ 1,95 0,7 √1334 560614 928   5,43 6,76 0,7 43 1,95 1 2000 0,7 34,5 5,43 0,7 6,76 15   928 41 34,5 928 2000 15 41 523 Vì tải trọng tác dụng lên dầm phân bố nên biểu đồ moment có dạng moment đường cong bậc 02 với giá trị moment lớn dầm Do hệ số Cb xác định theo điểm cách hai gối tựa l/4 công thức sau: 12,5 2,5 1,14 Khi Lb = 600cm > Lr = 523cm nên ứng suất tới hạn theo điều kiện ổn định tổng thể tính theo cơng thức: 42 1,14 3,14 2000 0,078 41 0,078 15 928 41 600 5,43 , 21,59  / 21,59 928 20038 200,39 Mn giá trị nhỏ giá trị Mn xác định theo điều kiện ổn định cục cánh nén điều kiện ổn định cục tổng thể: 340,08; 200,38 200,39 Kiểm tra điều kiện chịu uốn theo phương pháp LRFD: 1,2 1,6 1,2 10 0,9 200,39 1,6 180,34 16 169,2kN.m 169,2 44 Vậy dầm thỏa mãn điều kiện chịu uốn tổng thể 3.1.4 Nhận xét so sánh Qua Ví dụ 1, ta nhận thấy việc tính tốn ổn định tổng thể TCVN 5575:2012 Tiêu chuẩn AISC 360-10(Mỹ) phải tính tốn thơng số đặc trưng hình học Tuy nhiên theo tiêu chuẩn AISC 360-10 (Mỹ) phải kiểm tra điều kiện cánh, bụng, độ bền danh nghĩa, hệ số Φb cho trước (Φb=0,9), sau tính tốn ổn định tổng thể để so sánh với moment Mmax Trong đó, theo TCVN 5575:2012 việc tính tốn ổn định tổng thể phải tính tham số ϕ1, Ψ, α cách tra bảng cho sẳn tiêu chuẩn Về kết tính tốn ổn định tổng thể Ví dụ1 dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố khơng có điểm cố kết, giá trị tiêu chuẩn Việt Nam cho giá trị nhỏ giá trị tiêu chuẩn Mỹ 4.2.Ví dụ Tính tốn ổn định tổng thể dầm đơn giản hình 3.2, chịu lực phân bố với tỉnh tải wD= 0,2kip/ft =2,918kN/m hoạt tải wL=0,8kip.ft = 11,675kN/m theo tiêu chuẩn AISC 360-10 (phương pháp LRFD) TCVN 5575:2012 Điểm cố kết gối nhịp dầm Thép hình W27x84, loại A36 có ứng suất chảy Fy=36ksi = 24,82kN/cm2 Hình Ví dụ 45 Thép W27x84 có đặc trưng hình học tra bảng sau: Kích thướt hình học Đặc trưng hình học h bf tw tf A Ix Iy Sx Sy rx ry rts J Γ cm cm cm cm cm2 cm4 cm4 cm3 cm3 cm cm cm cm4 cm6 67,818 25,4 1,1684 1,6256 62,992 7239 269,24 541,02 53,3908 27,178 5,2578 6,4516 7,1374 45466 4.2.1 Các thơng số tính tốn Tổ hợp tải trọng tác dụng lên dầm q=1,2x(2,918+0,09)+1,6x(11,675)=22,29kN/m Moment vị trí dầm + Tại nhịp dầm Mu ql 22,29× (15,24)2 Mu = = = 647,13kN.m 8 + Tại điểm l/8 đoạn khơng giằng 7ql × 22,29 × (15,24)2 MA = = = 283,10kN.m 128 128 + Tại điểm l/4của đoạn không giằng 3ql 22,29 × (15,24)2 MB = = = 485kN.m 32 32 + Tại điểm 3l/4 đoạn khơng giằng 15ql 15× 22,29× (15,24)2 MC = = = 606,7kN.m 128 128 Tính hệ số Cb 12,5Mmax 12,5× (647,13) = = 1,3 2,5Mmax + 3M A + 4MB + 3MC 2,5× (647,13) + 3× (283,10) + × (485) + 3× (606,7) 4.2.2Tính toán ổn định tổng thể theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5575: 2012 Cb = Ổn định tổng thể dầm tiết diện chữ I có hai trục đối xứng, áp dụng cơng thức (2.8) để tính tốn ổn định tổng thể M m ax ϕ bW c ≤ fγc Với f: cường độ tính tốn chịu kéo, chịu nén thép 46 f = Fy γm = 24, = 2, kN / cm 1,1 ϕ: hệ số ổn định tổng thể hệ số ϕb tính theo lưu đồ cho hình 2.2 Thơng số α tính theo cơng thức (2.11) ⎞ ⎛ lt ⎞ ⎛ ⎛ at × 762 1, 6256 33, 909 × 1,1684 ⎞ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ f w ⎟ 1+ α = 8⎜ = + = 6, 77 ⎜ 64, 57 × 25, ⎟ ⎜ ⎟ ⎟ ⎜ h fk b ⎟ ⎜⎜ 25, 1, 6256 × ⎝ ⎠ b tf ⎟ ⎝ ⎠ f ⎠ ⎝ ⎝ f ⎠ Do α=6,77, từ điều kiện 0,1 Bụng đặc - Bản cánh 47 λ = f bf 2t f = 25,4 ×1, 6256 = 7,8125 < λ pf = 0, 38 E 20000 = 0, 38 = 10, 78 24,82 Fy => Cánh đặc Khi dầm có tiết diện đặc chắc, oằn theo điều kiện cục Khoảng cách lớn hai giằng để cấu kiện ổn định tổng thể giai đoạn đàn hồi dẻo Lr, áp dụng công thức 2.38 E L = 1, 95r r ts 0,7Fy ⎛ 0,7FySxh fk ⎞ J 1+ 1+6,76⎜⎜ ⎟⎟ Sxh fk EJ ⎝ ⎠ 2 20000 7,1374 ⎛ 0,7×24,82×541×64,57 ⎞ L = 1, 95 × 6, 4516 1+ 1+6,76⎜ = 7, 2m = 720cm r 0,7×24,82 541×64,57 20000×7,1374 ⎟⎠ ⎝ Với Lb = 7,62m = 762cm > Lr = 720cm oằn xảy giai đoạn đàn hồi Xác định độ bền danh nghĩa theo điều kiện ổn định tổng thể dầm M n = M cr = Fcr Sx Ứng suất tới hạn theo công thức 2.45 Fcr = Cbπ 2E ⎛ Lb ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ rts ⎠ 2 J ⎛ Lb ⎞ 1,3×3,142 × 20000 7,1374 ⎛ 762 ⎞ 1+ 0,078 1+ 0,078 ⎜ ⎟ = ⎜ 6,4516 ⎟ = 143,5kN / cm Sx h fk ⎝ rts ⎠ 541 64,57 × ⎝ ⎠ ⎛ 762 ⎞ ⎜ 6,4516 ⎟ ⎝ ⎠ M n = M cr = Fcr Sx = 143,5 × 541 = 77633,5kNcm = 776,335kNm Kiểm tra điều kiện chịu uốn theo phương pháp LRFD: M nΦb = 776,335 × 0,9 = 698,7kNm > M u = 647,13kNm Vậy dầm thỏa mãn điều kiện chịu uốn tổng thể 4.3.4Nhận xét Về kết tính tốn ổn định tổng thể ví dụ 02 dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố có 01 điểm cố kết giữa, giá trị tiêu chuẩn Việt Nam cho giá trị nhỏ giá trị tiêu chuẩn Mỹ Nhưng kết kiểm tra hai tiêu chuẩn kết theo Tiêu chuẩn Việt Nam không đảm bảo ổn định tổng thể, cần phải bố trí thêm điểm cố kết cho dầm muốn tăng độ ổn định tổng thể nên tăng chiều dày dụng dầm 48 CHƯƠNG KẾT LUẬN Tính tốn ổn định tổng thể nhiệm vụ thiết kế dầm tiết diện chữ I Thơng thường q trình chịu tải cánh dầm giữ chắn hệ sàn liên kết ngang cần kiểm tra vị trí gối tựa Tại vị trí này, cánh dầm chịu nén, dầm ổn định oằn xoắn ngang Trong q trình thi cơng dầm khơng giằng giữ đầy đủ, thiết phải kiểm tra ổn định tổng thể dầm Dựa vào nội dung lý thuyết, ví dụ trình bày chương Đồng thời với mục tiêu đề ra, luận văn nghiên cứu tính tốn ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I hai tiêu chuẩn TCVN 5575:2012 tiêu chuẩn AISC 360-10, từ so sánh cách tính ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I (đối xứng) 4.1 Kết luận Trongluận văn thực nội dung: - Luận văn nghiên cứu lại lý thuyết liên quan đến ổn định tổng thể dầm tiết diện chữ I đối xứng Trong cơng thức 2.16 cơng thức tổng quát để thiết kế dầm tiết diện chữ I - Việc thiết kế theo tiêu chuẩn Việt Nam đưa cơng thức kiểm tra bền, tính tham số α; Ψ hệ số ϕ1; ϕ2 Tấc trường hợp để tính tốn đưa hệ số ϕb - Theo TCVN 5575:2012 việc thiết kế dầm thép thực hai bước riêng biệt tính tốn bền chịu uốn tính tốn ổn định cục cánh bụng - Tính tốn ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo tiêu chuẩn Việt Nam đơn giản, hệ số số ϕb phụ thuộc vào vật liệu, cấu tạo dầm, tải trọng tác dụng Trong số trường hợp với tải trọng xác định lập bảng tra sẳn để tiện dụng - Việc tính tốn khả chịu uốn điều kiện ổn định cục Tiêu chuẩn Việt Nam độc lập với Vì q trình tính tốn tương đối đơn giản 49 Khi tiết diện không đảm bảo điều kiện cục xem tiết diện khả chịu lực phải gia cường sườn đứng, điều làm giảm khả sản xuất tự động hóa cho điều kiện Việt Nam - Thiết kế theo tiêu chuẩn AISC 360-10 (Mỹ) đưa khái niệm cánh, bụng đặc chắc, moment danh định Các trường hợp moment phụ thuộc vào hệ số Cb… - Theo AISC 360-10 thiết kế dầm thép, độ bền chịu uốn danh nghĩa có xét đến ảnh hưởng điều kiện cục cánh, bụng Do đó, trước tiên phải phân loại tiết diện để làm sở cho việc xác định độ bền chịu uốn danh nghĩa - Thiết kế theoAISC 360-10 việc tính tốn khả chịu uốn cấu kiện trước tiên xét đến ảnh hưởng điều kiện cục tiết diện Do q trình tính tốn phức tạp Tuy nhiên thiết kế theoAISC 360-10 cho phép thiết kế tiết diện có chiều cao lớn mà gia cường sườn Điều thuận tiện việc sản xuất tự động hóa - Qua ví dụ tính tốn luận văn cho thấy kết tính tốn thiết kết cấu kiện chịu uốn thường dầm sàn có chiều cao tiết diện nhỏ, hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam cho kích thước tiết diện nhỏ hệ thống tiêu chuẩn Hoa Kỳ tính tốn cấu kiện khác phải gia cường sườn ngang để đảm bảo ổn định tổng thể 4.2 Kiến nghị hướng phát triển đề tài Dựa lý thuyết ví dụ luận văn, tác giả xin kiến nghị số hướng phát triển đề tài mà luận văn chưa có điều kiện thực hiện: - Tiêu chuẩn TCVN 5575:2012 xét cấu kiện làm việc theo sơ đồ biến dạng, quy định loại tiết diện, quy định giá trị cường độ tính tốn Trong tiêu chuẩn AISC 360-10 có nhiều phân cấp tiết diện khác nhau, nên trước tiên phải cần bổ sung vào tiêu chuẩn phân cấp tiết diện - Lập chương trình tự động hóa kiểm tra ổn định tổng thể dầm thép theo TCVN 5575:2012 tiêu chuẩn AISC 360-10 50 - Nghiên cứu phát triển lý thuyết tín hành thực nghiệm để xây dựng công thức xác định mộ hệ số điều chỉnh theo hai tiêu chuẩn - Ngoài việc nghiên cứu ổn định tổng thể có nghiên cứu ổn định cục nghiên cứu dầm tiết diện chữ I khơng đối xứng dầm có tiết diện thay đổi - Trong điều kiện phát triển kinh tế nay, bên cạnh tiêu chuẩn Việt Nam lựa chọn sử dụng tiêu chuẩn Mỹ để thiết kế cơng trình nhà cơng nghiệp Do cần sớm phổ biến áp dụng thành thạo tiêu chuẩn nước tiên tiến AISC/ASD (Mỹ) thiết kế kết cấu thép, công nghệ chuyển giao ứng dụng vào nước ta 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Vũ Quốc Anhvà Vũ Quang Duẩn, “Tính xoắn dầm thép chữ H biểu đồ theo quy phạm Mỹ AISC”, Tạp chí KHCN Xây dựng, 2015 [2] Huỳnh Minh Sơn, “So sánh áp dụng tiêu chuẩn AISC/ASD (Mỹ) với tiêu chuẩn TCVN 5575-91 (Việt Nam) để kiểm tra ổn định cục dầm thép tổ hợp”, Tạp chí KH&CN Đại học Đà Nẵng, 2004 [3] Lê Văn Duy,“ Tính tốn dầm thép tiết diện chữ I chịu xoắn theo tiêu chuẩn AISC”, Luận văn Thạc sỹ, Trường Đại học Xây dựng, 2013 [4] Trần Thoại “Tính tốn ổn định dầm thép tiết diện chữ I không đối xứng theo tiêu chuẩn Eurocode 3”,Luận văn thạc sỹ [5] Trần Quang Hưng, “Nghiên cứu ổn định tổng thể dầm thép có tiết diện thay đổi”, Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp Đại học Đà Nẵng, 2016 [6] Lều Thọ Trình Đỗ Văn Bình, “Ổn định cơng trình”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2005 [7] Đoàn Định Kiến, Hoàng Kim Vũ Nguyễn Song Hà “Thiết kế kết cấu thép (theo quy phạm Hoa Kỳ AISC 360-10)”), Nhà xuất Xây dựng,2018 [8] Bộ Xây dựng, “Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5575:2012”, Nhà xuất Xây dựng 2012 [9] Hamid Ronagh and Mark A Bradford, “Elastic distortional buckling oftapered I-beams”, Engineering Structure,Volume 16, Number 2, 1994 [10] Abdelrahmane Bekaddour Benyamina,“Analytical solutionsattempt forlateral torsional buckling of doubly symmetric webtapered I-beams Engineering Structures 56, 2013 [11] Liliana Marques,“Development of a consistent designprocedure for lateral–torsional buckling of tapered beams”, Journalof Constructional Steel Research 89, 2013 [12] Aníso Andrade,“Elastic lateral-torsional buckling of restrainedwebtapered I-beams”, Computers and Structures 88, 2010 52 [13] American Standard AISC 360-10, “Specification for Structural Steel Buidings”, 2010 ... 2.1.2 Tính tốn ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo TCVN 5575:2012 18 2.2 Quy định tính tốn ổn định dầm thép tiết diện chữ I tiêu chuẩn AISC 360- 10 23 2.2.1 Một số quy định tính tốn theo. .. 5575:2012 tiêu chuẩn AISC 360- 10? ?? Đề t? ?i tiến hành nghiên cứu lý thuyết ổn định tổng thể dầm thép tiết diện chữ I theo tiêu chuẩn Việt nam tiêu chuẩn Mỹ, đồng th? ?i đưa số ví dụ để so sánh hai tiêu chuẩn. .. sánh ổn định tổng thể (Lateral – Torsional Buckling) dầm thép tiết diện chữ I (đ? ?i xứng) theo hai tiêu chuẩn TCVN 5575:2012(Việt Nam) ANSI /AISC 360- 10 (Mỹ) Tiêu chuẩn AISC 360- 10 (Mỹ) có hai phương