V ơ 2+ 3t2 < 1,15R,ơ tđ
6.6.1. Ổn định cục bộ cúa bán cánh chịu nén
Bán cánh cúa dầm là tâm rộng bu ngàm ở một mặt theo phương dọc (tại c h ỗ liên kết với bản bụng) và chịu tác dụng của ứng suất nén phân b ố đêu ơ (hình 6.11). ứrig suất tới hạn đối với bản này, k N /c m 2:
ơ ,h =0,81 100ỗc\ -
(6.34)
Nếu ứng suất tới hạn vượt quá giới hạn chảy, thì sự mất ổn định không xảy ra bởi vì độ bền được tận dụng sớm hơn. Vì thế thay giới hạn cháy (đáng lẽ là ứng suất tới hạn) vào công thức (6.34) có thể tìm được ti sô lớn nhất của bề rộng đoạn chìa của bản cánh bG với chiều dày ổt. cứa nó, với tỉ sô đó độ ổn định cục bộ sẽ luôn luôn được đám báo:
i l M i I b„ -2 . = 100, ô.. 0,8: 24 = 18 (6.35) t/õ
Xét đến độ cong có thể của bán cánh, ảnh hưởng bất lợi đến độ H ình 6 11- Sơ đồ
ốn định, ti số giới hạn của đoạn chìa của bản cánh đối với dầm kiểm tra ổn đinh cuc
bằng thép C38/23, lấy b(/ ô c = 15 hay trong khoáng b./ô c < 30. bộ của bán cánh dầm
Đối với thép có giới hạn cháy cao hơn thì tỉ số của đoạn chìa bản cánh với chiểu dày của nó n hận được sẽ nhó hơn và lấy theo bảng 6.3.
Báng 6.3. Tí sô giới hạn giữa đoan chìa cua bàn cánh với chiều dày b,/5c. trong dầm
Loại thép C38/23 C44/29
C46/33 C52/40 C60/45 C70/60 C85/75
b A 15 13 1 i 10,5 10 9
T r o n ; ' u : ụ i ợ p dám khỏnịí dạt ứng suát thi những giá trị này có thể tăng v R / ơ lán, như- Uhô iớn hơi. 25% (R - cường đố tính loán của Ihép: ơ - ứng suất thực tế ở bản cánh).
6.6.2. ÒN ĐỊNH C U C BỘ CỦA BẢN BỤNG
Co thế xem bán bụng cúa dám như bán liên kết vào bản c ánh trong phương dọc và với các sườn cứng (nếu cỏ) trong phương ngang chịu tác dụ ng của ứng suất pháp hay ứng suất liếp (hoãc đổng thời) (hình 6.12).
H ình ố.12: Sựpliìnli ra cua han bụng do ứng suất pháp và ứng suất tiếp
a) S ự m ấ t ẩn đ ịn h c ủ a bá n b u n g do ứ n g s u ấ t p h á p
Ớ phần giữa của dầm , ứng suẫt pháp có giá trị lớn nhấl, cò n ứng suất tiếp bằng 0, hoạc có trị sô kliông lớn và bản bụng có thế mất ổn đinh do ứng suất khi uốn. ứn g suất lới hạn (k.N/cm2) ở bán bụng khi uốn:
^lOOcV
ơ ,h = k o (6.36)
tro n■. dó:
hQ - chiều cao tính toán cứa bán hung ( xem hình 6.! 3), lấy đối với d ầm hàn bằng chiều cao bán bụng, còn đối với dầm ('inh tán b ằng khoảng cách giữa các đường trục của hàng dinh tán bên trong liên kết bản cánh với bản bụng. Đối với dầm tiết diện không đối xứng, h(1 được lấy bằng 2 lán khoảng cách từ trục trung hoà đến giới hạn tính toán của ô;
kQ - hệ số lấy theo báng 6.4, phụ thuộc vào Ỵ, xét đến m ức độ ngàm của bàn bụng vào bán cánh
A ,
(6.37)
irong dó:
b. và 5. - bề rộng và chiểu dày của cánh chịu nén cúa dầm; I h và ôb - chiéi' cao và chiểu dày của bản bụng;
c - hệ số lấy bằne: khi tấm cứng tựa liên tục trên cánh chịu nén là oc, đối với dầm cầu trục là 2. trong những trường hợp khác lấy bằng 0,8.
V
k _
H ình 6.13: Ký lỉỉệit o< kích thước tinli ỉoá/1
Báng 6.4. Hệ sổ k„ Y K Y K < 0 .8 63 6 73.2 1 66.2 10 73,7 2 70 > 30 76.4 4 72,7 Đ ỏ i với d ầm dinh tán k0 = 70
Lấy giá trị nhỏ nhất kơ= 63 có thê tìm được tỉ sỏ lớn nhất của chiều cao ban bung với chiều dày của nó, với tỉ sỏ đó độ ốn định cục bộ cứa bán bụng sẽ được đan: 'ơảo
( ơ th > ƠT ) đối với thép C38/23:
^ - = 100 = 100./— = 160 ;
s b V ƠT V 24
đôi với các loại thép khác ti sỗ đó không được vượt quá
h r_
..38)
< 160. 21 R
trong dó R là cường độ tính toán cúa thép, kN/cnv
Tron g trường hợp tổng quát điều kiện ổn đinh của bán bụng khi chi có tác dung cu I ứng suất pháp có thể viết dưới dạng:
ơ / ơ th< l . (6.39)
n o n g đó:
ơ - ứng suất pháp tính toán ớ mép ô (ớ mép trên h0 (hình 6.13), xác định thei c ông thức:
M ơ = „ y
J ng
( 6 411)
irone dó: J"8 - m o m cn quán tính của tiết diện nguyên;
y - khoáníĩ cách từ trục rúng hoà đến mép trèn cửa ô dầm;
ơ i h - ứng suAì tới hạn mất ốn định, xác định theo công thức (6.36).
ú n g suất pháp tính toán ơ được xác định theo giá trị trung bình của m o m e n uốn M trong phạm vi ô dầm (giữa các sườn cứng bố trí theo phương ngang cạnh nhau). Nếu chiều dài của ô lớn hơn hc thì ơ được xác định theo giá trị trung bình của m o m e n đối với phần có ứng suất lớn nhất với chiều dài bằng chiều cao tính toán của ô.
b) S ư m ấ t ôn đ ịn h củ a b ả n b ụ n g do ứ n g s u ấ t tiếp
Ớ gần gối của dầm đơn gián, ứng suất tiếp có giá trị lớn nhất, do ảnh hưởng của nó, bán bụng bị nén theo đường chéo (xem hình 6.12) và làm cho nó bị phình ra.
ứ n g suất tiếp tới hạn, k N /c m : :
9 , 5 V = 12,5 +
100
(6.41)
trong đó:
ụ. = a/d - ti số giữa cạnh lớn của ô và cạnh nhỏ; d - cạnh nhỏ của ô (hình 6.12).
Tí số giới hạn của h(y ô b, m à với nó không cần tăng cường bản bụng bằng những sườn ngang cứng có thể xác định theo công thức (6.41) bằng cách làm cân b ằn g ứng suất tới hạn với giới hạn chảy khi trượt (cắt) (T = 0,6ơx) và lấy cạnh dài của ô bằng vô tận (|i = «*). Khi đó với thép C38/23 nhận được tỉ số h Q / ỗ h = 9 5 , còn đối với thép khác thì bằng 95>/21 / R , R tính bằng k N /c m : .
Trong trường hợp tổng quát độ ổn định cục bộ của bán bụng khi chỉ có tác dụng của ứng suất tiếp sẽ được đám bảo, nếu:
x/Tth < I , (6.42)
trong đó:
X - ứng suất tiếp tính toán trung bình của ô dầm , xác dinh theo công thức; Q
T = M b
(6.43)
trong đó:
Q - giá trị trung bình của lực ngang trong phạm vi ô; hb, - chiều cao và chiểu dày bán bụng,
c) Sự mất ổn định của bán bụng do tác dụng đồng thời của ứng suất pháp và ứng suất tiếp. Ớ tiết diện cua dầm , nơi có tác dụng đồng thời của ứng suất pháp và ứng suất tiếp bản bụng có thể mất ổn định do chịu tác dụng đ ồ n g thời của chúng. Đ ộ ổn định của bản bụng trong trường hợp đó sẽ được đảm bảo nếu thoả m ãn điều kiện:
v ơ th)
trong đó:
ơ và T - ứng suất pháp và ứng suất tiếp tính toán xác định theo c ô n g t h ứ c (6.40)
ơth và Tlh - ứng suất tới han của ô, xác định theo công thức (6.36) và (6.41).
Nếu tải trọng tập trung đặt vào dấm ớ chỗ không được tăng cường bằng các sườn cứng, thì trong bán bụng phát sinh những ứng suất nén cục bộ snc [xem công thức (6.52)1, làm tăng thêm sự mất ổn định. Trong trường hợp đó, độ ổn định của bản bụng cần được kiểm tra theo công thức:
ơnc.th - ứng suất nén cục bộ tới hạn ở bản bụng của dầm , xác định theo Q uy phạm thiết kế kết cấu thép.
6.6.3. N h ữ n g yêu c ầu về đ á m b á o độ ổri đ ịn h cụ c bộ
Xuất phát từ những vấn đề đã trình bày ở trên, để đảm bảo ổn định cho các bộ phận của dầm , theo Quy phạm thiết kế, yêu cầu thực hiện những điều kiện sau:
1) Đ ộ ổn định cục bộ của bản cánh chịu nén của dẩm hàn được đ ảm bảo bằng cách thực hiện tỉ số giới hạn của bề rộng đoạn chìa của bàn cánh d ầ m bG với chiều dày ôc của nó phù hợ p với báng 6.3.
2) Đ ộ ổn định cục bộ của bản bụng dầm được kiểm tra phụ thuộc vào tỉ số h y ôb và vào trạng thái ứng suất:
a) h 0 / ô b < 70^21 / R - bản bụng ổn định ở trạng thái ứng suất bất kỳ. K hô ng cần những sườn cứng trung gian, ngay cả đối với tải trọng di động; b) h G / ô b < 80^21 / R - bản bụng ổn định ở trạng thái ứng suất bất kì
N hững sườn cứng trung gian cần thiết chỉ khi có tải trọng di động, sườn cứng đặt theo cấu tạo cách nhau khong quá 2,5 h0;
c) h „ / S b < 11 0 > /2 I/R - bản bụng ổn định khi không có ứng suất nén cục bộ ( ơ nc = 0). N h ữ n g sườn cứ ng trung gian được đặt theo cấu tạ o với k h o á n g cá c h giữa chúng kh ôn g lớn hơn:
Nói chung, khi dám bảo độ ổn định cục bộ của bản bụng theo công thức (6.44) và đảm bảo ốn định tổng thê không đưa vào hệ số (p, thì khoảng cách giới hạn giữa các sườn có thế tăng. và (6.43); (6.45) trong đó: (6.46) 109
d) Trong những trường hợp còn lại, phụ thuộc \ à o trạng thái ưng suất thực tế cần kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng theo m ột trong những công thức (6.39), (6.42), (6.44) và (6.45). Thông thường phải kiểm tra đẩy đủ độ ổn định của bân bung ở gối, ờ ồ giua của dầm và ở ô cỏ tiết diện thay đổi.
e) Ó những dầm tán và dầm hàn tổ hợp nhất thiết phải dặt sườn cứng ở vị trí gối (hình 6.14). A , nrm jdM T 1 ii__ÍL H ình 6 .Ỉ4 : B ố trí sườn rúng