Bài giảng môn Kết cấu thép 1 - Cấu kiện cơ bản

45 1.4K 5
Bài giảng môn Kết cấu thép 1 - Cấu kiện cơ bản

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Kết cấu thép

1 1 M M ÔN HỌC ÔN HỌC KẾT CẤU THÉP 1 KẾT CẤU THÉP 1 CẤU KIỆN BẢN 2 Yêu cầu SV học môn Kết cấu thép  Yêu cầu SV giáo trình Kết cấu thép - Cấu kiện bản;  Yêu cầu SV tự học từ các Slides bài giảng và Giáo trình trước khi đến lớp nghe giảng;  Khuyến khích SV đặt các câu hỏi về nội dung bài giảng trong giờ học;  Yêu cầu SV làm bài tập lớn ở nhà và GV sẽ kiểm tra và hướng dẫn sau mỗi chương môn học;  Yêu cầu SV phải tham gia tối thiểu 80% số tiết học; Cuối kỳ học sẽ bài kiểm tra cho toàn bộ nội dung môn học; 3 MỞ ĐẦU: ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP a) Khái niệm: Kết cấu thép là cụm từ chỉ Kết cấu chịu lực của các công trình xây dựng được làm bằng vật liệu thép xây dựng. Kết cấu thép: gồm các “Cấu kiện thép” như dầm thép, cột thép, …. được liên kết với nhau tạo thành hệ kết cấu để cùng chịu lực. b) Ưu điểm chính của KC thép: - Khả năng chịu lực lớn: vì vật liệu thép cường độ lớn; lớn hơn hàng chục lần cường độ chịu nén của vật liệu bê tông. - Độ tin cậy cao khi chịu lực: vì vật liệu thép cấu trúc khá thuần nhất nên các giả thiết trong tính toán khá sát với sự làm việc thực tế của vật liệu thép. - Tính công nghiệp hoá cao: vì được chế tạo sẵn hàng loạt, theo các môđun ở trong các nhà máy. - Tính linh hoạt cao: vì dễ dàng sửa chữa, dễ thay thế, dễ tháo gỡ, dễ dàng vận chuyển, thể tái sử dụng nhiều lần cho mục đích khác nhau. 4 MỞ ĐẦU: ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP c) Nhược điểm của KC thép: - Dễ bị ăn mòn, dễ bị gỉ: nên chi phí cho bảo dưỡng (chi phí cho sơn, mạ) cần theo định kỳ; - Khả năng chịu lửa kém: nên cần phải bọc thép bằng một lớp vật liệu chịu lửa; d) Phạm vi ứng dụng của KC thép: Với ưu điểm chính về khả năng chịu lực lớn và độ tin cậy cao nên kết cấu thép luôn là giải pháp hữu hiệu cho những kết cấu công trình đặc biệt, như: Kết cấu nhà công nghiệp nhịp lớn; Kết cấu các công trình thể thao nhịp lớn và hình dáng đặc biệt; Kết cấu dầm cầu; Kết cấu giàn khoan trên biển; Kết cấu khung nhà cao tầng, đặc biệt ở những nơi động đất mạnh; Kết cấu tháp truyền hình; Kết cấu bể chứa xăng dầu. (tiếp 2/2) 5 CHƯƠNG 1. VẬT LIỆU VÀ SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU THÉP §1.1 THÉP XÂY DỰNG 1. Khái quát chung: Thép xây dựng là hợp kim của sắt (Fe), cacbon (C), và một số chất khác; trong đó thành phần : Fe chiếm chủ yếu C chiếm < 1,7% Một số chất khác như O, P, Si, … chiếm không đáng kể. Quy trình luyện thép: Quặng sắt Gang lỏng Thép lỏng Phôi thép (Sắt oxýt Fe2O3 và (Fe và C > 1,7%) (Fe và C < 1,7%) Fe3O4 là chủ yếu) (luyện trong lò) (Khử bớt C) (để nguội) Thép cán nóng Thép sợi Thép hình Thép tấm L, I, C, O, T … 6 §1.1 THÉP XÂY DỰNG 2. Các phương pháp phân loại chính đối với thép Xây dựng 2.1. Theo thành phần hoá học của thép: a) Thép cacbon: Gồm Fe; hàm lượng C < 1,7% ; và một số chất khác chiếm không đáng kể; không các thành phần hợp kim khác; Hàm lượng C quyết định đặc trưng tính chất học của thép: thép mềm dẻo hay cứng giòn, dễ hàn hay khó hàn, … Thép cacbon cao: hàm lượng 1,7% > ; thép rất cứng, rất giòn, khó hàn => rất ít dùng trong xây dựng. Thép cacbon vừa: hàm lượng 0,6% > ; thép khá giòn, ít dẻo => ít dùng trong xây dựng. Thép cacbon thấp: hàm lượng 0,14 % < ; thép mềm, dẻo, dễ hàn => dùng phổ biến trong xây dựng. (dùng cho kết cấu chịu lực) 3 loại Thép cacbon: %6,0 ≥ C %22,0 ≥ C %22,0 < C 7 §1.1 THÉP XÂY DỰNG 2. Các phương pháp phân loại chính đối với thép XD 2.1. Theo thành phần hoá học của thép: b) Thép hợp kim: Gồm Fe và C là 2 thành phần hoá học chính, ngoài ra còn thêm các thành phần hợp kim khác như: Cr, Ni, Mn, Ti, … Đó là những thành phần hợp kim lợi cho thép, được cho thêm vào => nhằm nâng cao chất lượng của thép: như tăng độ bền, tăng độ dẻo khi chịu lực tác dụng động; tăng khả năng chịu va đập; tăng khả năng chống gỉ, Thép hợp kim thấp: tổng hàm lượng các hợp kim => được dùng chủ yếu trong xây dựng; Thép hợp kim vừa và cao: tổng hàm lượng của các hợp kim => không dùng trong xây dựng; (tiếp 2/3) 3 loại Thép hợp kim : 8 §1.1 THÉP XÂY DỰNG 2. Các phương pháp phân loại chính đối với thép XD 2.2. Theo mức độ khử oxy: Thép sôi: Không sử dụng biện pháp khử oxy, thép để nguội tự nhiên, nên bọt khí còn tồn tại trong thép nhiều và phân bố không đều. => Chất lượng thép không tốt, thép dễ bị phá hoại giòn và lão hoá. 3 loại : Trong quá trình luyện thép, Nếu bọt khí còn tồn tại trong thép sẽ làm giòn thép. Bọt khí thường không được khử triệt để vì làm tăng giá thành, thường khử 50% ~ 70%. Thép tĩnh (thép lặng): Khử oxy một cách triệt để bằng cách trong quá trình luyện, cho vào những chất khử như Si, Au, Mn, nên không còn bọt khí trong thép. => Chất lượng thép rất tốt, nhưng giá thành cao. Sử dụng cho các công trình quan trọng, hoặc công trình chịu tải trọng động vì thép rất khó phá hoại giòn. Thép nửa tĩnh (thép nửa lặng): Khử oxy không hoàn toàn, khử khoảng 50% oxy => chất lượng thép trung bình, trung gian giữa 2 loại thép sôi và thép tĩnh. Sử dụng trong xây dựng công trình. (tiếp 3/3) 9 §1.1 THÉP XÂY DỰNG 3. Cấu trúc và thành phần hoá học của thép XD Trong điều kiện bình thường, thép cấu trúc tinh thể, gồm 3 thành phần chính: Xementit Ferit Peclit Ferit: là sắt nguyên chất (Fe), chiếm tới 99% thể tích, rất mềm dẻo, dễ dát mỏng, dễ tác dụng với oxy. Xementit: là hợp chất sắt cacbua (Fe3C), nằm xen kẽ giữa các hạt Ferit; rất cứng và giòn. Peclit: là hỗn hợp của Ferit và Xementit tạo thành màng mỏng bao xung quanh hạt Ferit. Cường độ của màng Peclit là trung gian giữa Xementit và Ferit, quyết định tính dẻo của thép, và đóng vai trò chịu lực của thép. Thép càng nhiều C => màng Peclit càng dầy và thép càng cứng, càng kém dẻo. (Tự xem tài liệu) 10 §1.1 THÉP XÂY DỰNG 4. Các mác thép dùng trong xây dựng 4.1 Mác của thép cacbon thấp (có cường độ thường): Thép cường độ thường là thép cacbon thấp: hàm lượng giới hạn chảy daN/cm2 ; %22,014,0 ÷= C 2900≤ y f Thép cacbon thấp được chia thành 3 nhóm: Nhóm A: Thép được đảm bảo về tính chất học. Nhóm B: Thép được đảm bảo về thành phần hoá học. Nhóm C: Thép được đảm bảo về cả tính chất học và thành phần hoá học. => được sử dụng trong xây dựng làm thép chịu lực. [...]... 1. 5 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP 1 Cấu kiện chịu kéo đúng tâm 2 Cấu kiện chịu uốn (Dầm) 3 Cấu kiện chịu nén đúng tâm (cột, thanh giàn) 25 1. 5 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP 1 Cấu kiện chịu kéo đúng tâm Biểu thức kiểm tra bền: N σ= ≤ f ⋅γ c An An N (TTGH 1) N ≤ An ⋅ f ⋅ γ c = [ N ] là diện tích thực của tiết diện đã trừ đi các giảm yếu; f là cường độ tính toán của vật liệu thép. .. (tính theo giới hạn chảy hay giới hạn bền); γc là hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện (xét đến điều kiện làm việc thực tế) N Cấu kiện chịu kéo không cần kiểm tra về điều kiện biến dạng (TTGH 2) vì đều thoả mãn 26 1. 5 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP 2 Cấu kiện chịu uốn (Dầm thép) 27 1. 5 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP 2 Cấu kiện chịu uốn (Dầm) P a) a) Khi tải trọng tác dụng còn nhỏ:... được điều kiện sử dụng bình thường (kết cấu bị biến dạng quá lớn) TTGH 2 bao gồm trạng thái kết cấu bị võng, chuyển vị ngang, lún, rung, nứt Mọi kết cấu đều phải thoả mãn cả TTGH 1 và TTGH 2 14 1. 4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP 1 Các trạng thái giới hạn của kết cấu: a) Biểu thức kiểm tra theo TTGH 1: S max ≤ [ S ] Smax là nội lực lớn nhất thể của cấu kiện kết cấu được xét trong suốt thời gian... Si chiếm < 1% (ngoài Fe và C chiếm < 0,22%) 12 1. 1 THÉP XÂY DỰNG 4 Các mác thép dùng trong xây dựng (tiếp 3/3) 4.3 Mác của thép cường độ cao: Thép cường độ cao là thép hợp kim nhiệt luyện: giới hạn chảy fy trên 4400 daN/cm2 ; giới hạn bền fu trên 5900 daN/cm2 VD: 12 Mn2SiMoV 13 1. 4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP Kết cấu thép được tính toán theo Phương pháp trạng thái giới hạn (TTGH) 1 Các trạng... cấu phụ thuộc vào : - Đặc trưng hình học của tiết diện, - Đặc trưng học của vật liệu; - Điều kiện làm việc của kết cấu 18 1. 4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP 1 Các trạng thái giới hạn của kết cấu: b) Biểu thức kiểm tra theo TTGH 2: ∆ max [ ∆] ∆ max ≤ [ ∆] là biến dạng lớn nhất của kết cấu dưới tác dụng của các tải trọng tiêu chuẩn; là giới hạn về biến dạng lớn nhất cho phép để kết cấu thể sử dụng... ∆ max l 34 1. 5 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP 3 Cấu kiện chịu nén đúng tâm (Cột, thanh giàn thép) 35 1. 5 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP 3 Cấu kiện chịu nén đúng tâm (cột, thanh giàn) N ∆l Hiện tượng khác nhau giữa cấu kiện chịu kéo đúng tâm và nén đúng tâm: Thanh bị kéo thẳng ra khi chịu kéo; Thanh bị nén cong khi chịu nén a) Xét thanh liên kết khớp ở 2 đầu và chịu lực nén đúng... trị lớn nhất, nc ≤ 1 ; Giá trị của nội lực S phụ thuộc vào: - Tải trọng tác dụng: giá trị, qui luật, tần suất tác dụng của tải trọng; - Sơ đồ tính toán kết cấu: liên kết ở 2 đầu cấu kiện; - Đặc trưng hình học của tiết diện; - Tổ hợp tải trọng, tổ hợp nội lực: các tải trọng thể tác dụng đồng 17 thời 1. 4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP S max ≤ [ S ] 1 Các trạng thái giới hạn của kết cấu: a) Biểu thức... thép fu = 38 daN/mm2 = 3800 daN/cm2; thép cacbon thấp thép nhóm C Các ký hiệu biểu thị về mức độ khử oxy: s n không ghi gì : cho thép sôi : cho thép nửa tĩnh : cho thép tĩnh CCT 38n 2   thép hạng 2 11 thép nửa tĩnh 1. 1 THÉP XÂY DỰNG 4 Các mác thép dùng trong xây dựng (tiếp 2/3) 4.2 Mác của thép cường độ khá cao: Thép cường độ khá cao là thép hợp kim thấp hay thép cacbon thấp nhiệt luyện: hàm... theo TTGH 1: Biểu thức tổng quát để xác định khả năng chịu lực của kết cấu: [S] = A ⋅ f ⋅γ c A là đặc trưng hình học của tiết diện cấu kiện kết cấu: hoặc là diện tích A, mô men quán tính I, mô men kháng uốn W của tiết diện; f γc là cường độ tính toán của vật liệu thép; là hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện ; xét đến các điều kiện làm việc khác nhau của cấu kiện; Khả năng chịu lực [S] của kết cấu phụ... việc của kết cấu, dẫn đến làm giảm thấp khả năng chịu lực của kết cấu, ≥ 1 γM Thép cường độ cao vừa σ c ≤ 3800 daN/cm2 như CCT34, CCT38: γ M = 1, 05 Thép cường độ cao : tin cậy không cao) γ M = 1, 1 (có nhiều hợp chất khác, mức độ Cường độ tính toán khi tính theo giới hạn bền: Cường độ tính toán khi chịu cắt: fu ft = γu f v = 0,58 f = 0,58 γ u = 1, 3 fy γM 23 1. 4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP 3 Tải . trước đó. Nếu hàm lượng < ;1% thì không ghi. VD: 10 Mn2Si Có hàm lượng C chiếm 0 ,1% ; Mn chiếm 2% và Si chiếm < 1% (ngoài Fe và C chiếm < 0,22%). (tiếp 2/3) 13 1. 1 THÉP XÂY DỰNG 4. Các mác. ra; c i P i N i c i NP ⋅ Q γ n γ nQi c i NP γγ ⋅⋅⋅ 1 = c i P 1 ≥ Q γ a) Biểu thức kiểm tra theo TTGH 1: 1. Các trạng thái giới hạn của kết cấu: [ ] SS ≤ max 17 1. 4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP Biểu thức. hoá học. => được sử dụng trong xây dựng làm thép chịu lực. 11 1. 1 THÉP XÂY DỰNG 4. Các mác thép dùng trong xây dựng 4 .1 Mác của thép cacbon thấp (có cường độ thường): Ký hiệu mác thép

Ngày đăng: 06/06/2014, 15:28

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP 1

  • Slide 2

  • MỞ ĐẦU: ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP

  • Slide 4

  • CHƯƠNG 1. VẬT LIỆU VÀ SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU THÉP

  • §1.1 THÉP XÂY DỰNG

  • Slide 7

  • Slide 8

  • Slide 9

  • Slide 10

  • Slide 11

  • Slide 12

  • Slide 13

  • §1.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP

  • Slide 15

  • Slide 16

  • Slide 17

  • Slide 18

  • Slide 19

  • Slide 20

  • Slide 21

  • Slide 22

  • Slide 23

  • Slide 24

  • §1.5 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP

  • §1.5 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP

  • Slide 27

  • Slide 28

  • Slide 29

  • Slide 30

  • Slide 31

  • Slide 32

  • Slide 33

  • Slide 34

  • Slide 35

  • Slide 36

  • Slide 37

  • Slide 38

  • Slide 39

  • Slide 40

  • Slide 41

  • Slide 42

  • Slide 43

  • Slide 44

  • Slide 45

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan