1
KẾT CẤU THÉP
Chương 0 Tổng quan về Kết Cấu Thép
Chương 1 Vật Liệu và Sự Làm Việc của KC Thép
Chương 2 Liên Kết Kết Cấu Thép
Chương 3 Dầm Thép
Chương 4 Cột Thép
Chương 5 Dàn Thép
2
KẾT CẤU THÉP
Chương 3 - DẦM THÉP
I. Đại cương về dầm và hệ dầm
II. Kích thước chính của dầm
III. Thiết kế dầm thép hình
IV. Thiết kế dầm tổ hợp
V. Ổn định tổng thể dầm thép
VI. Ổn định cục bộ
VII. Nối dầm và gối dầm
NỘI DUNG
1. Dầm thép
2. Hệ dầm thép
3. Bản sàn t
85 trang |
Chia sẻ: huongnhu95 | Lượt xem: 487 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Giáo trình Cấu tạo thép - Chương 3: Dầm thép, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hép
I. ĐẠI CƯƠNG VỀ DẦM VÀ HỆ DẦM
Dầm Chịu uốn chủ yếu (M và V)
2 loại dầm thép: Dầm hình và Dầm tổ hợp
1. Dầm thép
Dầm hình:
– Làm từ một thép hình
– Theo tiết diện: có đối xứng và không đối xứng
– Theo cách chế tạo: có cán nóng, dập nguội
1. Dầm thép
– Hệ dầm đơn giản
– Hệ dầm phổ thông
– Hệ dầm phức tạp
Hệ dầm đơn giản
2. Hệ dầm thép
Hệ dầm phổ thông Hệ dầm phức tạp
2. Hệ dầm thép
Liên kết dầm:
– Liên kết chồng
– Liên kết bằng mặt
– Liên kết thấp
2. Hệ dầm thép
Liên kết giữa các dầm
a) LK chồng; b) LK bằng mặt; c) LK thấp
Cấu tạo bản sàn thép:
– Bản thép được gối trên một trong 3 kiểu dầm trên
– Bản thép được hàn với cánh dầm bằng Đường Hàn Góc
Tính Toán bản sàn thép:
– Xác định chiều dày t của bản thép
– Nhịp bản sàn L
– Tính toán các dầm đỡ sàn
– Tính toán tổng lượng thép
dùng
3. Bản sàn thép
Tính toán bản sàn thép:
– Có tải trọng q
– Có [f] = [D/L]
Chọn t
Chọn L
Tính liên kết
3. Bản sàn thép
Loại cấu kiện Độ võng cho phép
Dầm của sàn nhà và mái
1. Dầm chính
2. Dầm của trần có trát vữa, chỉ tính võng cho tải trọng tạm thời
3. Các dầm khác, ngoài trường hợp 1 và 2
4. Tấm bản sàn
L/400
L/350
L/250
L/150
Dầm có đường ray:
1. Dầm đỡ sàn công tác có đường ray nặng 35kg/m và lớn hơn
2. Như trên, khi đường ray nặng 25kg/m và nhỏ hơn
L/600
L/400
Xà gồ:
1. Mái lợp ngói không đắp vữa, mái tấm tôn nhỏ
2. Mái lợp ngói có đắp vữa, mái tôn múi và các mái khác
L/150
L/200
Dầm hoặc dàn đỡ cấu trục:
1. Cầu trục chế độ làm việc nhẹ, cầu trục tay, palăng
2. Cầu trục chế độ làm việc vừa
3. Cầu trục chế độ làm việc nặng và rất nặng
L/400
L/500
L/600
Sườn tường:
1. Dầm đỡ tường xây
2. Dầm đỡ tường nhẹ (tôn, fibrô ximăng), dầm đỡ của kính
3. Cột tường
L/300
L/200
L/400
Ghi chú: L - nhịp cấu kiện chịu uốn. Dầm công xôn: L lấy bằng 2 lần độ vươn
Độ võng cho phép của cấu kiện chịu uốn
Các bước tính toán:
– Có tải trọng q
– Có [f] = [D/L]
Tra biểu đồ của Leites để có L/t
Hoặc dùng công thức gần đúng
của Teloian:
1
1
4
1 2
4 72
1
15
; ; 0,3
1
o
c
o
o
n El
t n q
l E
n E
D
3. Bản sàn thép
Các bước tính toán:
– Từ tải trọng q, tra bảng để xác định t
2
Tải trọng tác dụng lên sàn
q, kN/m2
Chiều dày bản sàn
thép t, mm
≤ 10
≤ 20
≤ 30
> 30
6 – 8
8 – 10
10 – 12
12 – 14
Quan hệ giữa tải trọng tác dụng trên sàn
và chiều dày bản sàn thép
3. Bản sàn thép
– Có L/t
– Có t
Xác định L
3
Các bước tính toán:
– Xác định độ võng do tải trọng
tiêu chuẩn gây ra:
4
5
Xác định (tỷ số giữa lực kéo H
và lực tới hạn Ơle Ncr):
4
1
5
384
c
o
q l
E I
D
2
2
1 3 o
t
D
3. Bản sàn thép
Các bước tính toán:
– Kiểm tra độ võng ở giữa
nhịp do cả qc và H gây ra:
6
7
Xác định H (lực kéo tác
dụng tại gối tựa bản):
1
1
o
D D D
2
2
EI
H
l
22
1
4
QH E t
l
g
D
hoặc
gQ – hệ số độ tin cậy của tải trọng (hệ số vượt tải)
3. Bản sàn thép
Các bước tính toán:
– Mômen uốn lớn nhất ở
giữa nhịp bản:
8
9
Kiểm tra bền:
2
max
max
8
1
1
o
ql
M H
M M
D
max
c
x
MH
f
A W
g
3. Bản sàn thép
– Chiều cao đường hàn góc
hf (chiều dài đơn vị) để đủ
chịu lực kéo H:
10
min
f
g c
H
h
R g
1. Chiều dài dầm
2. Chiều cao dầm
3. Các điều kiện cần kiểm tra
II. KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA DẦM
Thiên về an toàn, lấy l = L
Sàn thông thường, hay lấy l 18m
Nhịp bé Dầm Thép Hình
Nhịp lớn Dầm Tổ Hợp
1. Chiều dài dầm
hmin h hmax
hmin: chiều cao đảm bảo cho dầm đủ cứng, nghĩa là độ
võng của dầm không vượt quá độ võng giới hạn.
hmax: chiều cao lớn nhất có thể của dầm, được quy định
trong nhiệm vụ thiết kế, chính là khoảng cách cho phép đủ
để bố trí hệ dầm và bản sàn.
h càng gần hkt càng tốt
hkt: chiều cao tương ứng với lượng thép ít nhất
2. Chiều cao dầm
21
hmin :
hmax: quy định trong nhiệm vụ thiết kế
hkt :
min
5
24 tb
f l l
h
E g
D
Có xét
đến sự
thay đổi
tỷ số hw/tw
kt
w
W
h k
t
3
3
2
w
kt
W
h
ww
w
h
t
Dầm hàn: k = 1,15 ÷ 1,20
Dầm BL, đinh tán: k = 1,20 ÷ 1,25
: độ mảnh bản bụng dầm
hw (m) 1,0 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0
tw (mm) 8-10 10-12 12-14 16-18 20-22 22-24
hw/tw 100-125 125-150 145-165 165-185 185-200 210-230
Tỷ số chiều cao và chiều dày bản bụng thép
1 c c
c c
tb g p
g p
g pg g g
2. Chiều cao dầm
Điều kiện bền
Ổn định cục bộ bản bụng và bản cánh
Độ võng
Ổn định tổng thể
Điều kiện cấu tạo và khả thi khi thi công
3. Các điều kiện cần kiểm tra
1. Chọn tiết diện dầm hình
2. Kiểm tra tiết diện dầm theo cường độ
3. Kiểm tra độ cứng (độ võng) của dầm
4. Kiểm tra ổn định tổng thể của dầm hình
III. THIẾT KẾ DẦM THÉP HÌNH
Từ sơ đồ kết cấu dầm M, Q
Xác định mômen kháng uốn:
c1 : kể đến biến dạng dẻo của thép
c1 = 1: dầm làm việc đàn hồi
1. Chọn tiết diện dầm hình
max
1
yc x
x
c
M
W
c f g
Tra bảng quy cách thép cán và chọn:
Kiểm tra tiết diện dầm đã chọn
Kiểm tra bền về uốn: hay
Kiểm tra bền về cắt:
1. Chọn tiết diện dầm hình
yc
x xW W
c
nx
M
f
W
g
1
c
nx
M
f
cW
g
v c
x w
VS
f
I t
g
Nếu bản bụng bị giảm yếu (BL) ứng suất tiếp nhân thêm hệ
số =a(a-d), a là khoảng cách tâm hai lỗ, d là đường kính lỗ đinh
Kiểm tra bản bụng dầm chịu ứng suất cục bộ
2. Kiểm tra tiết diện dầm theo cường độ
c c
w z
F
f
t l
g
Khi dầm khảo sát là thép hình:
2 2z y fl b h b t r
tf : chiều dày bản cánh dầm
r : bán kính cong chuyển tiếp từ bụng
sang cánh của tiết diện thép hình làm dầm
F : giá trị của tải trọng tập trung, phân bố trên chiều rộng b
lz: chiều dài phân bố quy đổi của tải trọng tập trung dọc theo
mép trên của bản bụng, tại thớ trên của chiều cao tính
toán bản bụng (hw), cánh thớ trên của dầm đoạn hy
Kiểm tra tiết diện dầm chịu đồng thời ứng suất pháp, ứng
suất tiếp, ứng suất cục bộ:
2. Kiểm tra tiết diện dầm theo cường độ
2 2 23 1,15td c c cf g
, , c: ứng suất tiếp, ứng suất pháp, ứng suất cục bộ ở
cùng 1 điểm ứng thớ trên của chiều cao tính toán bụng dầm
Kiểm tra độ võng:
3. Kiểm tra độ cứng (độ võng) dầm
l l
D D
D/l: độ võng tương đối của dầm (tải trọng tiêu chuẩn)
Dầm đơn giản nhịp l, chịu tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều qc
[D/l]: tỷ số giữa độ võng giới hạn và nhịp dầm (tiêu chuẩn thiết kế
phụ thuộc cụ thể từng dầm, loại công trình)
35
384
cq l
l EI
D
4. Kiểm tra ổn định tổng thể dầm hình
c
b c
M
f
W
g
Ví dụ
Cho một hệ sàn dầm như
hình vẽ có:
- B = 6m; L=12m;
- Hoạt tải tiêu chuẩn
qc=500 daN/m
2, hệ số vượt
tải 1,1.
Thiết kế sàn thép và dầm
phụ (dầm hình) biết độ võng
cho phép của bản sàn là
L/150 và của dầm phụ là
L/350.
Dùng cho công trình chịu tải trọng
lớn (q>20kN/m) hoặc nhịp lớn
Gồm các bước:
1. Chọn tiết diện
2. Thay đổi tiết diện theo chiều dài
3. Kiểm tra các tiết diện theo điều
kiện bền, biến dạng, ổn định
4. Cấu tạo và tính toán các chi tiết
IV. THIẾT KẾ DẦM TỔ HỢP
Chiều cao hmin h hmax
Chiều dày bản bụng tw
bf, tf (dầm tổ hợp hàn); bd, td (dầm tổ hợp BL/đinh tán)
1. Chọn tiết diện dầm
a) Xác định tw
tw twmin
– hw h hoặc hw h–(3040)mm
Với h = 12m, dùng công thức kinh nghiệm:
Điều kiện ổn định bản bụng
(không dùng sườn gia cường)
x x
tw
hw
1. Chọn tiết diện dầm
3
7
1000
w
h
t mm
Xem bản bụng chịu Vmax
max max
min
w
3
t 2
v c w
x w v c
V S V
f t
I h f
g
g
w
wt
5,5
h f
E
b) Xác định kích thước cánh dầm
Dầm hàn: bf, tf
Đối với cánh dầm hàn: dựa trên điều kiện bền về uốn
Ta lại có:
tw
hw
tf
tf
hfk
bf
x x
3 3
max
f wI
2 12 2 12
w w w w
x x
c
h t h M h t h
I I W
f g
2 2 2
fI 2 2
4 4 2
fk fk fk
f f f f f
h h h
A b t b t
f
2
2I
f f
fk
b t
h
1. Chọn tiết diện dầm
Chọn bản cánh:
– tf > tw tiết diện làm việc hiệu quả, tf = 12 24mm
– tf 30mm tránh ứng suất phụ khi hàn, cường độ tính
toán tăng khi chiều dày giảm
– bf/tf (E/f) ổn định cục bộ bản cánh nén
– bf 30tf ứng suất pháp phân bố đều trên cánh kéo, ổn
định cục bộ cho cánh nén
– bf = h/2 h/5; bf 180mm; bf h/10 ổn định tổng thể, dễ
liên kết dầm với các cấu kiện khác
1. Chọn tiết diện dầm
Dầm bulông/đinh tán
– Chọn trước thép góc cánh dầm (nên chọn đều cạnh)
bg = h/12 h/9; tg = tw; tg = (bg/11 bg/10)
– Xác định tiết diện bản phủ
» I0g: Mômen quán tính của một thép góc
với trục trọng tâm của nó
» Lấy hd=h-(1224)mm
» n1: số lượng bản phủ ở mỗi cánh dầm
tw hw
td
td
hd
bd
x x
5
5
ag
ag
3
2
d w 0I 4
2 12
w w
x g x g g g
t hh
I I I W I a A
2
d 1I 2 / 4d d dn b t h
2
1
2 d
d d
d
I
b t
n h
1. Chọn tiết diện dầm
– Chọn trước bd theo điều kiện: bd 2bg+tw
– Chọn td theo yêu cầu cấu tạo của phần đua ra của bản phủ:
Khi dùng 1 bản phủ: a1 15td
Khi dùng 2 bản phủ: a1 8td
tf
2bg+tw
x x
bg a1
1. Chọn tiết diện dầm
Kiểm tra độ bền:
– Kiểm tra theo đk bền chịu uốn ở nơi chỉ có M còn V=0:
» c1: hệ số kể đến sự phát triển biến dạng dẻo của thép
» Wnx: mômen kháng uốn của tiết diện thực đối với trục x-x
– Kiểm tra theo đk bền chịu cắt ở nơi chỉ có V, còn M=0:
» Sx: mômen tĩnh của phần tiết diện nguyên đối với trục x-x
1W
c
nx
M
f
c
g
wt
x
v c
x
VS
f
I
g
2. Kiểm tra tiết diện dầm tổ hợp
– Kiểm tra các tiết diện chịu đồng thời M, V
tại mép cánh và bụng dầm:
» h0: chiều cao tính toán của bản bụng
» Sf: mômen tĩnh đ/v trục trung hoà:
1 bản cánh dầm: dầm hàn
2 thép góc cánh và bản đậy: dầm tổ
hợp BL/đinh tán
x x h0
h0
x x
2 2
1 13 1,15td cf g
0
1 1
w
;
W
f
x
VShM
h I t
2. Kiểm tra tiết diện dầm tổ hợp
– Kiểm tra ứng suất cục bộ của bụng dầm khi có lực
tập trung:
Kiểm tra tiết diện dầm chịu đồng thời ứng suất
pháp, ứng suất tiếp, ứng suất cục bộ:
• Dầm tổ hợp hàn: lz = b + 2tf
• Dầm tổ hợp đinh tán hoặc BL:
lz = b + 2hy với hy = tđ + bg
2 2 23 1,15td c c cf g
c c
w z
F
f
t l
g
2. Kiểm tra tiết diện dầm tổ hợp
Kiểm tra độ cứng (độ võng):
– Nếu h hmin không cần kiểm tra
– Nếu h < hmin
Kiểm tra ổn định tổng thể
Nếu một trong các điều kiện không thoả mãn chọn lại
tiết diện và tính toán kiểm tra lại như trên
2. Kiểm tra tiết diện dầm tổ hợp
l l
D D
TK dầm tổ hợp hàn chữ I, chịu tải trọng phân bố đều, nhịp
dầm 12m, hai đầu liên kết khớp với gối tựa. Mômen uốn và
lực cắt tính toán lớn nhất M = 270000kN.cm, V = 92000daN.
gc=1, [D/l]=1/400, hmax không hạn chế. Thép f=2150daN/cm
2.
1. Chọn tiết diện
a) Xác định chiều cao của tiết diện dầm hd
Lấy b=10mm
3
min 6
5 5 2,15.10 1200
.400 87
24 24 2,06.10 1,2o
f l l
h cm
E n
D
3
3max
min
270.10
12558
21,5
3 3.870
7 7 9,62
1000 1000
yc
b
M
W cm
f
h
mm
g
Chọn hd=1200mm, hb=1160mm
Kiểm tra điều kiện bền chịu cắt của bản bụng dầm
Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng dầm
12558
1,15 129
1
yc
kt
b
W
h k cm
2
2 2max3 3 920.10 1150 / 1250 /
2 2 120.1
c
d b
V
daN cm f daN cm
h
3
6
116 2,15.10
1 0,63
5,5 5,5 2,06.10
b
b
h f
cm cm
E
b) Xác định kích thước cánh dầm
Chọn c=20mm, bc=46cm
2. Kiểm tra tiết diện dầm đã chọn
3 3
2
2 2
6
3
2 120 1.126 2
12558 90
2 12 2 12 118
2,06.10
30,82
2,15.10
d b b
c c yc
c
c
c
h h
b W cm
h
b E
R
3 2 3 2
4
5
2 2max
1.116 118
2 2.46.2 770578
12 4 12 4
270.10
2102 / 2150 /
770578.2
120
b b c
d c c
h h
J b cm
M
daN cm R daN cm
W
g
V. THAY ĐỔI TIẾT DIỆN DẦM
Giảm tiết diện dầm theo sự phân bố nội lực
Tiết kiệm vật liệu
Tăng chi phí chế tạo dầm
Hiệu quả khi L 10m
Giảm bf: thường áp dụng cho dầm hàn vì cấu tạo đơn giản
V. THAY ĐỔI TIẾT DIỆN DẦM
– Cách 1: Dự tính vị trí giảm rồi tính bf1
» Dự tính vị trí giảm x1 (dầm đơn giản, tải phân bố đều thì
vị trí cách gối tựa x1 = l/6 là kinh tế nhất)
» Xác định mômen kháng uốn tại mặt cắt đó:
Khi mối nối cánh kéo dùng
+ đường hàn đối đầu xiên góc:
+ đường hàn đối đầu thẳng góc:
f, fwt: cường độ tính toán về kéo của thép cơ bản
làm dầm và của đường hàn đối đầu nối cánh dầm
V. THAY ĐỔI TIẾT DIỆN DẦM
1
1W
x
x
c
M
f g
1
1
wt
W xx
c
M
f g
» Giữ nguyên hw, tw, tf và xác định bf theo Wx1 theo yêu cầu
cấu tạo sau:
bf1 180: dầm dễ liên kết với các dầm phụ bên trên
bf1 bf/2: các đặc trưng chịu lực của tiết diện trước
và sau khi đổi không bị chênh quá nhiều
bf1 h/10: không làm giảm nhiều Iy, It và khả năng
chống oằn bên của dầm
V. THAY ĐỔI TIẾT DIỆN DẦM
– Cách 2: Chọn bf1 trước và tính vị trí giảm
» Chọn bf1 theo yêu cầu cấu tạo, hw, tw, tf không đổi
» Xác định Wx1, Ix1:
V. THAY ĐỔI TIẾT DIỆN DẦM
1
x1
23
1 1
2
W
2
12 2
x
w fw w
x f f
I
h
h tt h
I b t
» Xác định khả năng chịu uốn của tiết diện:
Mối nối cánh kéo dùng đường hàn đối đầu xiên góc:
Mối nối cánh kéo dùng đường hàn đối đầu thẳng góc:
» Cân bằng mômen Mx = f(x1) với khả năng chịu uốn của
tiết diện trên xác định vị trí
x1 cần thay đổi tiết diện dầm x1
M=f(x1)
V. THAY ĐỔI TIẾT DIỆN DẦM
1 1M Wx x cf g
1 1 wtM Wx x cf g
1. Hiện tượng và nguyên nhân
Hiện tượng:
Tải tác dụng bé, dầm chịu
Mx Dy 0
Khi tải trọng đạt đến một giá
trị nào đó
Dx 0 và My 0
Dầm oằn ngang
Hiện tượng mất ổn định
tổng thể (hiện tượng oằn
ngang) của dầm
VI. ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ
Nguyên nhân:
– Khi dầm chịu uốn, phần chịu nén của dầm làm việc tương
tự như cột chịu nén bị mất ổn định nếu độ mảnh đủ lớn
– Tuy nhiên, khác với cột, phần chịu nén sẽ bị ràng buộc bởi
phần chịu kéo và do vậy độ võng ngang sẽ phát sinh kèm
theo sự xoắn của dầm
VI. ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ
2. Kiểm tra
– Wx: mômen kháng uốn của tiết diện nguyên cho thớ biên
của cánh chịu nén
– b: hệ số giảm yếu khả năng chịu lực của dầm
» 1 0,85 : b = 1
» 1 > 0,85 : b = 0,68+0,211, nhưng không lớn hơn 1
VI. ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ
c
b c
M
f
W
g
Xác định 1:
– L0: chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng dầm
– h: chiều cao tiết diện dầm
– Ix, Iy: mômen quán tính đối với trục x-x, y-y
– : phụ thuộc (đk biên cánh nén, dạng tải trọng, )
– : hệ số
» Đối với dầm thép hình I: It: mômen xoắn
VI. ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ
2
1
0
y
x
I h E
I L f
2
01,54 t
y
I L
I h
3 31,25 2
3
f f w w
t
b t h t
I
» Đối với dầm tổ hợp hàn I:
tw: chiều dày bản bụng
bf, tf: chiều rộng và chiều dày bản cánh
hfk: khoảng cách trọng tâm giữa 2 cánh
a = 0,5hfk
L0 của cánh chịu nén: khoảng cách giữa các điểm cố
kết của cánh chịu nén không cho chuyển vị ngang
VI. ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ
2
3
0
3
8 1f w
fk f f f
L t a t
h b b t
Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm khi:
– Cánh chịu nén của dầm được liên kết chặt với sàn cứng
– Khi tỷ số L0/bf không vượt quá tỷ số giới hạn [L0/bf]
VI. ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ
Để tăng cường ổn định tổng thể:
– Tăng bf, giảm tf, giảm hfk. Khi đó sẽ phải chọn lại tiết
diện dầm
– Dùng hệ sàn cứng hoặc giằng ngang ở cánh nén:
– Dùng hệ giằng chống xoắn:
Cánh nén
VI. ỔN ĐỊNH TỔNG THỂ
1. Hiện tượng và nguyên nhân
2. Ổn định cục bộ cánh chịu nén
3. Ổn định cục bộ bản bụng dầm
VII. ỔN ĐỊNH CỤC BỘ
1. Hiện tượng và nguyên nhân
– Bản cánh nén
– Bản bụng chịu cắt, chịu nén
Có thể bị vênh oằn từng phần
ra ngoài mặt phẳng của nó
Đặc trưng hình học tiết diện
thay đổi
– Ứng suất tới hạn của bản mỏng theo lý thuyết đàn hồi:
» t, a - tiết diện bản
» C, k - phụ thuộc loại, kích thước, dạng ứng suất tác
dụng vào ô bản
1. Hiện tượng và nguyên nhân
2 22
cr 212 1
C E t t
k
a a
Dầm định hình: chiều dày bản bụng và cánh vượt
quá yêu cầu ổn định cục bộ không cần kiểm tra
Bản cánh nén tựa khớp trên bụng dầm, cạnh đối
diện tự do:
Điều kiện:
2. Ổn định cục bộ bản cánh chịu nén
2
0
0,25
f
cr
f
t
E
b
0 / 2f f wb b t
0 0
0,5
f f
f f
b b E
t t f
2. Ổn định cục bộ bản cánh chịu nén
i. Do ứng suất tiếp
a) Khi không có sườn gia cường
Bản bụng dài vô hạn và ngàm đàn hồi với hai cánh dầm
Tải tĩnh:
Tải động:
3. Ổn định cục bộ bản bụng dầm
2
10,3 vcr v
w
f
f
10,3 3,2w w
wt
w
h f
E
2,2w
Nếu dầm thoả
không cần làm sườn ngang để gia cường bụng dầm
Nếu không thoả điều kiện trên
Gia cường bản bụng dầm bằng các sườn ngang,
Thay đổi điều kiện tựa, loại ô bản,
Giảm tỷ số cạnh dài/cạnh ngắn của ô bản nhằm tăng cr
3. Ổn định cục bộ bản bụng dầm
w w
Cấu tạo sườn ngang
o Khoảng cách 2 sườn:
» a 2hw khi w > 3,2
» a 2,5hw khi w 3,2
o Chiều rộng sườn:
o Chiều dày sườn:
o Chiều cao đường hàn liên kết sườn hf,min = 5mm
3. Ổn định cục bộ bản bụng dầm
w +40
30
s
h
b mm
2s s
f
t b mm
E
b) Khi có sườn gia cường
– : tỷ số cạnh dài / cạnh ngắn ô bản (a/hw hoặc hw/a)
– : độ mảnh quy ước của ô bản
» d: cạnh ngắn hơn trong 2 cạnh của ô bản (a hoặc hw)
Nếu bố trí đôi sườn ngang có a = 2hw , =a/hw=2
3. Ổn định cục bộ bản bụng dầm
2 2
0w
0,76
10,3 1 vcr
f
0w
w
d f
t E
2
0w
12,26 v
cr
f
Với cr = fv:
• Dầm không chịu lực tập trung:
• Có lực tập trung đặt trên cánh nén dầm
Nếu bố trí sườn ngang theo cấu tạo quy định
và không kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng
3. Ổn định cục bộ bản bụng dầm
0w 3,5
0w 2,5
w 0w
ii. Dưới tác dụng của ứng suất pháp:
Ứng suất tới hạn:
Ccr
min = 30, nếu cr = f
Khi hw/tw > [hw/tw v] đặt cặp sườn dọc
kiểm tra từng ô bản bụng
w
crcr
f
C
2
3. Ổn định cục bộ bản bụng dầm
w 5,5 w wt 5,5h E f
1. Liên kết cánh dầm với bản bụng
2. Nối dầm
3. Gối dầm
VIII. NỐI DẦM & GỐI DẦM
– Dầm tổ hợp hàn: bản cánh liên kết với bụng bằng các
đường hàn góc
– Khi chịu lực, bản cánh có xu hướng trượt tương đối so
với bản bụng
Đường hàn sẽ chịu lực trượt đó
1. Liên kết cánh dầm với bản bụng
– Lực trượt T trên một đơn vị chiều dài dầm:
» V = Vmax
» Ix – mômen quán tính của tiết diện với trục x-x
» Sf – mômen tĩnh đ/v trục trung hòa của phần tiết diện
bị trượt (tiết diện bản cánh dầm hàn)
– Lực trượt T do đường hàn góc chịu:
1. Liên kết cánh dầm với bản bụng
w w
x w xI t I
f fVS VS
T t t
w min2 f cT h f g w xmin2 I
f
f
c
VS
h
f g
Trường hợp có lực tập trung F (không có sườn gia cường tại
đó):
• Dầm tổ hợp hàn:
Lz = b + 2tf
• Dầm TH đinh tán hoặc bu lông :
Lz = b + 2hy với hy = tđ + bg
1. Liên kết cánh dầm với bản bụng
2 2
x
w min
I
2
f z
f
c
VS F L
h
f g
Cấu tạo và tính toán mối nối dầm:
2. Nối dầm
Phải nối dầm là do:
Thép dùng làm dầm không đủ dài: mối nối nhà máy
Dầm có trọng lượng hoặc chiều dài vượt quá khả năng của
các phương tiện vận chuyển, cẩu lắp (mối nối công trường)
Nối hàn đối đầu:
– Khi hàn tay và dùng biện pháp thông thường kiểm tra:
fwt=0,85f nối dầm ở những tiết diện có M0,85Mmax
a) Dầm I b) Dầm C
2. Nối dầm
Nếu muốn nối dầm bằng phương pháp hàn ở vị trí
M>0,85Mmax, dùng giải pháp sau:
a) Đối đầu + Ghép b) Ghép
2. Nối dầm
Dùng bulông:
2. Nối dầm
Dùng bulông:
2. Nối dầm
a) Dầm tựa lên cột thép (các ví dụ liên kết khớp)
3. Gối dầm
3. Gối dầm
s 12 s sA b t
Chọn ts tw
Kiểm tra ĐK ép mặt tiết diện ở mút dưới sườn gối:
– F: phản lực gối tựa
– fc: cường độ tính toán ép mặt tỳ đầu của thép
3. Gối dầm
0 0,5s
s
b E
t f
0sb
c c
s
F
f
A
g
c u Mf f g
Kiểm tra sườn gối theo điều kiện bền về ổn định ngoài mặt
phẳng bụng dầm: xem như một thanh quy ước chịu nén đúng
tâm
– Liên kết: hai đầu khớp
– Lực nén: phản lực gối tựa dầm F
– Chiều cao: hw
– Tiết diện thanh: gồm tiết diện sườn gối
và một phần bản bụng dầm c1
3. Gối dầm
1 w0,65c t E f
– Kiểm tra ổn định sườn gối:
» : hệ số uốn dọc
» iz: bán kính quán tính của tiết diện quy ước đ/v trục z,
trùng với trục dọc của bản bụng dầm
» A = As + Aw1: tiết diện thanh quy ước
As: diện tích chịu nén của sườn đầu dầm
Aw1: phần diện tích bản bụng tham gia chịu lực với sườn
đầu dầm: + Khi sườn bố trí ngay đầu dầm: Aw1=twc1
+ Khi sườn bố trí gần đầu dầm: Aw1=2twc1
3. Gối dầm
c
F
f
A
g
b) Dầm tựa lên tường, cột bằng bêtông hoặc gạch đá
3. Gối dầm
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- giao_trinh_cau_tao_thep_chuong_3_dam_thep.pdf