MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP CẤU KIỆN CƠ BẢN Yêu cầu SV học môn Kết cấu thép  u cầu SV có giáo trình Kết cấu thép - Cấu kiện bản;  Yêu cầu SV tự học từ Slides giảng Giáo trình trước đến lớp nghe giảng;  Khuyến khích SV đặt câu hỏi nội dung giảng học;  Yêu cầu SV làm tập lớn nhà GV kiểm tra hướng dẫn sau chương môn học;  Yêu cầu SV phải tham gia tối thiểu 80% số tiết học; Cuối kỳ học có kiểm tra cho tồn nội dung mơn học; MỞ ĐẦU: ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP a) Khái niệm: Kết cấu thép cụm từ Kết cấu chịu lực cơng trình xây dựng làm vật liệu thép xây dựng Kết cấu thép: gồm “Cấu kiện thép” dầm thép, cột thép, … liên kết với tạo thành hệ kết cấu để chịu lực b) Ưu điểm KC thép: - Khả chịu lực lớn: vật liệu thép có cường độ lớn; lớn hàng chục lần cường độ chịu nén vật liệu bê tơng - Độ tin cậy cao chịu lực: vật liệu thép có cấu trúc nên giả thiết tính tốn sát với làm việc thực tế vật liệu thép - Tính cơng nghiệp hố cao: chế tạo sẵn hàng loạt, theo môđun nhà máy - Tính linh hoạt cao: dễ dàng sửa chữa, dễ thay thế, dễ tháo gỡ, dễ dàng vận chuyển, tái sử dụng nhiều lần cho mục đích khác nhau.3 MỞ ĐẦU: ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP (tiếp 2/2) c) Nhược điểm KC thép: - Dễ bị ăn mịn, dễ bị gỉ: phí cho bảo dưỡng (chi phí cho sơn, mạ) cần theo định kỳ; - Khả chịu lửa kém: nên cần phải bọc thép lớp vật liệu chịu lửa; d) Phạm vi ứng dụng KC thép: Với ưu điểm khả chịu lực lớn độ tin cậy cao nên kết cấu thép giải pháp hữu hiệu cho kết cấu cơng trình đặc biệt, như: Kết cấu nhà cơng nghiệp có nhịp lớn; Kết cấu cơng trình thể thao có nhịp lớn hình dáng đặc biệt; Kết cấu dầm cầu; Kết cấu giàn khoan biển; Kết cấu khung nhà cao tầng, đặc biệt nơi có động đất mạnh; Kết cấu tháp truyền hình; Kết cấu bể chứa xăng dầu CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU THÉP §1.1 THÉP XÂY DỰNG Khái quát chung: Thép xây dựng hợp kim sắt (Fe), cacbon (C), số chất khác; thành phần : Fe chiếm chủ yếu C chiếm < 1,7% Một số chất khác O, P, Si, … chiếm không đáng kể Quy trình luyện thép: (luyện lị) Quặng sắt (Sắt oxýt Fe2O3 (Khử bớt C) Gang lỏng (Fe C > 1,7%) Fe3O4 chủ yếu) (để nguội) Thép lỏng Phôi thép (Fe C < 1,7%) Thép cán nóng Thép sợi Thép hình L, I, C, O, T … Thép §1.1 THÉP XÂY DỰNG Các phương pháp phân loại thép Xây dựng 2.1 Theo thành phần hoá học thép: a) Thép cacbon: Gồm Fe; hàm lượng C < 1,7% ; số chất khác chiếm không đáng kể; khơng có thành phần hợp kim khác; Hàm lượng C định đặc trưng tính chất học thép: thép mềm dẻo hay cứng giòn, dễ hàn hay khó hàn, … Có loại Thép cacbon: Thép cacbon cao: hàm lượng 1,7% > C 0,6% ; thép cứng, giịn, khó hàn => dùng xây dựng Thép cacbon vừa: hàm lượng 0,6% > C 0,22% ; thép giịn, dẻo => dùng xây dựng Thép cacbon thấp: hàm lượng 0,14 % < C  0,22% ; thép mềm, dẻo, dễ hàn => dùng phổ biến xây dựng (dùng cho kết cấu chịu lực) §1.1 THÉP XÂY DỰNG Các phương pháp phân loại thép XD (tiếp 2/3) 2.1 Theo thành phần hoá học thép: b) Thép hợp kim: Gồm Fe C thành phần hố học chính, ngồi cịn có thêm thành phần hợp kim khác như: Cr, Ni, Mn, Ti, … Đó thành phần hợp kim có lợi cho thép, cho thêm vào => nhằm nâng cao chất lượng thép: tăng độ bền, tăng độ dẻo chịu lực tác dụng động; tăng khả chịu va đập; tăng khả chống gỉ, Có loại Thép hợp kim : Thép hợp kim vừa cao: có tổng hàm lượng hợp kim => không dùng xây dựng; Thép hợp kim thấp: có tổng hàm lượng hợp kim => dùng chủ yếu xây dựng; §1.1 THÉP XÂY DỰNG Các phương pháp phân loại thép XD (tiếp 3/3) 2.2 Theo mức độ khử oxy: Trong q trình luyện thép, Nếu bọt khí cịn tồn thép làm giịn thép Bọt khí thường khơng khử triệt để làm tăng giá thành, thường khử 50% ~ 70% Có loại : Thép sơi: Không sử dụng biện pháp khử oxy, thép để nguội tự nhiên, nên bọt khí cịn tồn thép nhiều phân bố không => Chất lượng thép khơng tốt, thép dễ bị phá hoại giịn lão hoá Thép tĩnh (thép lặng): Khử oxy cách triệt để cách trình luyện, cho vào chất khử Si, Au, Mn, nên khơng cịn bọt khí thép => Chất lượng thép tốt, giá thành cao Sử dụng cho cơng trình quan trọng, cơng trình chịu tải trọng động thép khó phá hoại giịn Thép nửa tĩnh (thép nửa lặng): Khử oxy khơng hồn tồn, khử khoảng 50% oxy => chất lượng thép trung bình, trung gian loại thép sôi và8 thép tĩnh Sử dụng xây dựng cơng trình §1.1 THÉP XÂY DỰNG Cấu trúc thành phần hoá học thép XD (Tự xem tài liệu) Trong điều kiện bình thường, thép có cấu trúc tinh thể, gồm thành phần chính: Ferit: sắt nguyên chất (Fe), chiếm tới 99% thể tích, mềm dẻo, dễ dát mỏng, dễ tác dụng với oxy Xementit: hợp chất sắt cacbua (Fe3C), nằm xen kẽ hạt Ferit; cứng giòn Peclit: hỗn hợp Ferit Xementit tạo thành màng mỏng bao xung quanh hạt Ferit Xementit Peclit Ferit Cường độ màng Peclit trung gian Xementit Ferit, định tính dẻo thép, đóng vai trò chịu lực thép Thép nhiều C => màng Peclit dầy thép cứng, dẻo §1.1 THÉP XÂY DỰNG Các mác thép dùng xây dựng 4.1 Mác thép cacbon thấp (có cường độ thường): Thép cường độ thường thép cacbon thấp: Có hàm lượng C 0,14 0,22% có giới hạn chảy f y 2900 daN/cm2 ; Thép cacbon thấp chia thành nhóm: Nhóm A: Thép đảm bảo tính chất học Nhóm B: Thép đảm bảo thành phần hố học Nhóm C: Thép đảm bảo tính chất học thành phần hoá học => sử dụng xây dựng làm thép chịu lực 10