Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 1 hệ thống một số công thức, bảng tra môn học Kết cấu thép Chơng 1. đại cơng về thiết kế kết cấu thép 1. Bảng một số tính chất tối thiểu của thép công trình cầu Các thông số Thép các bon Thép hợp kim thấp cờng độ cao Thép hợp kim thấp gia công nhiệt Thép hợp kim gia công nhiệt cờng độ cao Ký hiệu của AASHTO M270M Cấp 250 M270M Cấp 345 M270M Cấp 345W M270M Cấp 485W M270M Cấp 690 M270M Cấp 690W Ký hiệu của ASTM tơng đơng A709M Cấp 250 A709M Cấp 345 A709M Cấp 345W A 709M Cấp 485W A709M Cấp 690 A709M Cấp 690W Chiều dày tấm ( mm) 100 100 100 100 65 65 ữ 100 Cờng độ chịu kéo min F u (MPa) 400 450 485 620 620 690 Cờng độ chảy min F y (MPa) 250 345 345 485 690 620 Chơng 2. Liên kết trong Kết cấu thép 1. Khoảng cách bu lông tối đa (A6.13.2.6.2) S (100 + 4,0t) 175 hoặc 175 4,0 3,0g 4,0t10S + 2. Bớc dọc lớn nhất cho bu lông trong thanh ghép (A6.13.2.6.3) 12,0 8,0 3,0g 15,0tp 3. Khoảng cách đến mép thanh tối thiểu (A6.13.2.6.6) Đờng kính bu lông (mm) Mép cắt Mép cán của thép tấm hoặc thép hình hoặc cắt mép bằng hơi 16 28 22 20 34 26 22 38 28 24 42 30 27 48 34 30 52 38 36 64 46 Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 2 4. Sức kháng cắt của bu lông (A6.13.2.7) R n = 0,48 A b F ub N s hoặc R n = 0,38 A b F ub N s 5. Sức kháng ép mặt của bu lông (A6.13.2.9) R n = 2,4 d t F u hoặc R n = 1,2 L c t F u hoặc R n = 2,0 d t F u hoặc R n = 1,0 L c t F u 6. Sức kháng trợt hay ma sát của bu lông CĐC (A6.13.2.8) R n = K h K s N s P t , Trong đó: Lực kéo nhỏ nhất yêu cầu của bu lông CĐC (A6.13.2.8-1) Lực kéo yêu cầu P t (kN) Đờng kính bu lông (mm) A325M A490M 16 91 114 20 142 179 22 176 221 24 205 257 27 267 334 30 326 408 36 475 595 Các giá trị của K h (A6.13.2.8-2) Cho các lỗ tiêu chuẩn 1,00 Cho các lỗ vợt quá cỡ và khía rãnh ngắn 0,85 Cho các lỗ khía rãnh dài với rãnh thẳng góc với phơng của lực 0,70 Cho các lỗ khía rãnh dài với rãnh song song với phơng của lực 0,60 Các giá trị của K s (A6.13.2.8-3) Cho các điều kiện bề mặt loại A 0,33 Cho các điều kiện bề mặt loại B 0,50 Cho các điều kiện bề mặt loại C 0,33 7. Sức kháng kéo (A6.13.2.10.2) T n = 0,76 A b F ub 8. Lực kéo do tác động nhổ (A6.13.2.10.4) u 3 u P 328000 t 8a 3b Q = 9. Kéo và cắt kết hợp (A6.13.2.11) T n = 0,76 A b F ub hoặc 2 ns u ubbn R P 1F0,76AT = hoặc đối với bu lông CĐC thì t u tsshn P T 1PNKKR Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 3 Chơng 3. Cấu Kiện chịu kéo 1. Hệ số triết giảm do xét đến hiện tợng cắt trễ 0,9 L x 1U = 2. Chiều rộng thực trong liên kết bu lông (A6.8.3) += 4g S dWW 2 holegn 3. Sc khỏng phỏ hoi ct khi (A6.13.4) ( ) tnuvgybsr AFA0,58FR += hoc ( ) tgyvnubsr AFA0,58FR += Chơng 4. Cấu Kiện chịu nén 1. Sức kháng nén danh định (A6.9.4.1) sy n AF0,66P = hoặc A0,88F P sy n = , trong đó E F r KL y 2 = 2. Tỷ số rộng/dày giới hạn (A6.9.4.2) y F E k t b Bảng hệ số oằn của bản (A6.9.4.4-1) Các bản đợc đỡ dọc 1 mép k b Chiều rộng nửa bản cánh của các mặt cắt I Chiều rộng ton bản cánh của các thép [ Khoảng cách giữa mép tự do v hng bulông thứ nhất hoặc các đờng hn trong các bản Các bản cánh v các cạnh nhô ra hoặc các bản 0,56 Ton chiều rộng của cạnh bên nhô ra đối với các đôi thép góc trong tiếp xúc liên tục Các thân của thép T cán 0,75 Ton chiều cao của T Ton chiều rộng của cạnh bên nhô ra đối với thanh chống thép góc đơn hoặc thanh chống thép góc đôi với tấm ngăn Các cấu kiện nhô ra khác 0,45 Ton chiều rộng nhô ra đối với các cấu kiện khác Các bản đợc đỡ dọc hai mép k b Khoảng cách tĩnh giữa các bản bụng trừ đi bán kính góc trong trên mỗi bên đối với các bản cánh hộp Các bản cánh hộp v các bản táp 1,40 Khoảng cách giữa các đờng hn hoặc bulông đối với các bản phủ bản cánh Khoảng cách tĩnh giữa các bản cánh trừ đi các bán kính đờng hn đối với các bản bụng của các dầm cán Các bản bụng v các cấu kiện bản khác 1,49 Khoảng cách tĩnh giữa các thanh đỡ mép đối với tất cả các cấu kiện khác Các bản táp có khoét lỗ 1,86 Khoảng cách tĩnh giữa các thanh đỡ mép Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 4 Chơng 5. Tiết diện I chịu uốn 1. Trục trung hòa dẻo và mô men dẻo của tiết diện không liên hợp (A6.10.3.3.2) - Nếu F yc Ac F yw A w + F yt A t , thì: () cycwywtyt yww cp AFAFAF F2A D YD +== , và () [] ++ +++= 2 t YDP 2 t YPYDY 2D P M t t c c 22 w p - Với tiết diện đối xứng kép ,thì: D cp = D/2, và ++ ++ = 2 t 2 D P 2 t 2 D P 4 D PM t t c cwp 2. Độ mảnh của bản bụng (A6.10.2.2, A6.10.4.1.2) yc p F E 3,76 c r f E 6,77 hoặc c r f E 11,63 3. Độ mảnh của biên chịu nén (A6.10.4.1.3, A6.10.4.1.4) yc p F E 0,382 w c c r t 2D f E 1,38 hoặc c r f E 0,408 4. Tơng tác giữa độ mảnh bản bụng và biên chịu nén của mặt cắt đặc chắc (A6.10.4.1.6) ycf f ycw cp F E 2(0,75)0,38 2t b F E (0,75)3,76 t 2D , hoặc ycf f w cp F E 6,25 2t b 9,35 t 2D + 5. Liên kết dọc của biên chịu nén (A6.10.4.1.7, A6.10.4.1.9, A6.10.4.2.5, A6.10.4.2.6) = yc y p 1 pdb F Er M M 0,07590,124LL , hoặc Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 5 yc tPb F E 1,76rLL = , hoặc yc trb F E 4,44rLL = , hoặc ycxc yc rb F E S dI 4,44LL = 6. Hệ số truyền tải trọng (A6.10.4.3.2) + = c b w c r r b f E t 2D 300a1200 a 1R , với c wc r A t2D a = 7. Sức kháng uốn dơng của mặt cắt liên hợp, đặc chắc (A6.10.4.2.2) M n = M p , hoặc + = , ppyyp n D D 4 M0,85M 4 0,85M5M M , hoặc M n =1,3 R h M y , với: 7,5 ttd D' hs ++ = 8. Sức kháng uốn của bản cánh chịu nén của mặt cắt liên hợp có mặt cắt mảnh (A6.10.4.2.5) F n = C b R b R h F yc E F r L 0,1871,33 yc t b R b R h F yc , hoặc F n = C b R b R h 2 t b r L E86,9 R b R h F yc Trong đó: C b = 2,3 P P 0,3 P P 1,051,75 2 h l h l + 9. Sức kháng uốn của bản cánh chịu nén của mặt cắt không liên hợp có mặt cắt mảnh (A6.10.4.2.6) Trờng hợp có STC dọc, hoặc yc b w c F E t 2D Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 6 yh 2 bycb yc hbn MR L d 9,87 I J 0,772 L I R3,14ECM + = Trờng hợp không có STC dọc thì: M n = C b R b R h M y pr pb LL LL 0,51 R b R h M y , hoặc M n = C b R b R h 2 b r y L L 2 M R b R h M y Trong đó: J = + 3 tb 3 Dt 3 ff 3 w L p = yc , t F E 1,76r 10. Yêu cầu mỏi đối với vách đứng chịu uốn (A6.10.6.3) - Nếu yww c F E 5,70 t 2D , thì f cf R h F yc - Nếu không, thì 2 c w cr 2D t 32,5Ef 11. Yêu cầu mỏi đối với vách đứng chịu cắt (A6.10.6.4) v cf 0,58 C F yw 12. Trạng thái giới hạn mỏi (A6.6) - Công thức tổng quát: ( F) n (f), trong đó: () () TH 3 1 n F 2 1 N A F = N = (100năm)(365ngày) n (ADTT SL ) ADTT Sl = p.ADTT ADTT = k truck .ADT.n L Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 7 Tỷ lệ xe tải trong một làn đơn, p (A3.6.1.4.2-1) Số làn xe tải p 1 1,00 2 0,85 3 0,80 Tỷ lệ xe tải trong luồng giao thông, k truck (C3.6.1.4.2-1) Cấp đờng k truck Đờng nông thôn liên tỉnh 0,20 Đờng đô thị liên tỉnh 0,15 Đờng nông thôn khác 0,15 Đờng đô thị khác 0,10 Số chu kỳ ứng suất của một lợt xe tải, n (A6.6.1.2.5-2) Chiều dài nhịp Các cấu kiện dọc > 12000mm 12000mm Dầm giản đơn 1,0 2,0 Dầm liên tục - Gần trụ giữa - Chỗ khác 1,5 1,0 2,0 2,0 Dầm hẫng 5,0 Giàn 1,0 Khoảng cách > 6000mm 6000mm Cấu kiện ngang 1,0 2,0 Hệ số cấu tạo và giới hạn mỏi (A6.6.1.2.5-1, A6.6.1.2.5-3) Loại chi tiết Hệ số cấu tạo A.10 11 (MPa 3 ) Giới hạn mỏi ( F) TH (MPa) A 82,0 165 A 39,3 110 B 20,0 82,7 C 14,4 69,0 C 14,4 82,7 D 7,21 48,3 E 3,61 31,0 E 1,28 17,9 Bu lông A325M kéo dọc trục 5,61 214 Bu lông A490M kéo dọc trục 10,3 262 Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 8 Chơng 6. Tiết diện I chịu cắt 1. Sức kháng cắt danh định của các bản bụng không đợc tăng cờng (A6.10.7.2) - Nếu yww F E 2,46 t D , thì: V n = V p = 0,58F yw Dt w - Nếu ywwyw F E 0,37 t D F E 2,46 < , thì: yw 2 wn EF1,48tV = - Nếu yww F E 0,37 t D > , thì: D E4,55t V 3 w n = 2. Sức kháng cắt danh định của các bản bụng đợc tăng cờng (A6.10.7.3.) a) Yêu cầu bốc xếp (A6.10.7.3.2) - Khoảng cách giữa các STC đứng khi không có STC dọc, phải thoả mãn điều kiện sau: 2 w 0 D/t 260 Dd b) Đối với các mặt cắt thuần nhất (A6.10.7.3.3) - Các khoang trong của các mặt cắt đặc chắc + += 2 0 pn D d 1 C)0,87(1 CVV , hoặc p 2 0 pn CV D d 1 C)0,87(1 CRVV + += Trong đó: 1 M0,75M MM 0,40,6R yfr ur += C = Tỷ số của ứng suất oằn cắt và cờng độ chảy cắt, ta có C đợc xác định nh sau: (A6.10.7.3.3a) - Nếu yww F Ek 1,10 t D , thì C = 1,0 Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 9 - Nếu ywwyw F Ek 1,38 t D F Ek 1,10 , thì yw w F Ek t D 1,10 C = - Nếu yww F Ek 1,38 t D > , thì = yw 2 w F Ek t D 1,52 C Trong đó: 2 0 D d 5 5k += - Các khoang trong của các mặt cắt không đặc chắc + += 2 0 pn D d 1 C)0,87(1 CVV , hoặc p 2 0 pn CV D d 1 C)0,87(1 CRVV + += Trong đó: 1 F0,75F fF 0,40,6R yfr ur += Chơng 7. neo chống cắt 1. Bớc của neo chống cắt khi tính theo TTGH mỏi (A6.10.7.4.1b) QV InZ p sr r 2. Sức kháng mỏi của neo chống cắt trong mặt cắt liên hợp (A6.10.7.4.2) 2 38,0d dZ 2 2 r = , với = 238 - 29,5 logN 3. Lực cắt nằm ngang danh định (A6.10.7.4.4b) - Tổng lực cắt nằm danh định, ở giữa điểm mô men dơng lớn nhất và mỗi điểm kề mô men bằng 0,0 phải là giá trị nhở hơn của: V h = 0,85 f c b t s , hoặc V h = F yw D t w + F yt b t t t + F yc b c t c = F y A s Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 10 4. Sức kháng cắt danh định của neo ở TTGHCĐ (A6.10.7.4.4c) uscccscn FAEf'0,5AQ = Chơng 8. Sờn tăng cờng 1. Sờn tăng cờng đứng trung gian - Yêu cầu về độ mảnh (A6.10.8.1.2) + ppf ys pp 16,0tb0,25b F E 0,48tb 30 d 50 - Yêu cầu về độ cứng (A6.10.8.1.3) I t d 0 t w 3 J , với 0,52,0 d D 2,5J 2 0 p = - Yêu cầu về diện tích hay cờng độ (A6.10.8.1.4) () ys yw 2 w r u ws F F 18t V V C10,15BDtA 2. Sờn tăng cờng gối - Yêu cầu về độ mảnh (A6.10.8.2.2) ys pp F E 0,48tb - Yêu cầu về sức kháng tựa (A6.10.8.2.3) B r = b A pu F ys - Yêu cầu về sức kháng nén dọc trục (A6.10.8.2.4) sy n AF0,66P = hoặc A0,88F P sy n = , trong đó E F r KL y 2 = [...]... với mặt cắt liên hợp chịu uốn dơng, các điều này đợc xem nh tự động thoả mãn; (+) = Đúng; (-) = Không đúng Lu hnh nội bộ 12 Bộ môn kết cấu Bảng tra các đặc trng của một số thép hình Y X X h I Các đặc trng của thép W (i cánh rộng) d k tf tw k (ASTM A6M) Y bf Số hiệu (Chiều cao và TL) mm x kG/m W 460 x 260 W 460 x 235 W 460 x 213 W 460 x 193 W 460 x 177 Diện C/cao Bụng tích d tw cm2 mm mm 330,97 509 22,6... 8,8 346 346 28 26 15608,68 12528,57 774,62 628,00 163 159 516,13 399,17 73,73 57,02 30 28 W 410 x W 410 x Lu hnh nội bộ 1 Bộ môn kết cấu Bảng tra các đặc trng của một số thép hình Y X X h I Các đặc trng của thép W (i cánh rộng) d k tf tw k (ASTM A6M) Y bf Số hiệu (Chiều cao và TL) mm x kG/m W 360 x 1086 W 360 x 990 W 360 x 900 W 360 x 818 W 360 x 744 W 360 x 677 Diện tích cm2 1390,00 1260,00 1150,00... 1840,67 1685,91 1509,28 154 153 153 152 6160,23 5577,50 5036,40 4453,68 Lu hnh nội bộ 479,39 435,74 395,01 350,68 2 63 63 62 62 Bộ môn kết cấu Bảng tra các đặc trng của một số thép hình Y X X h I Các đặc trng của thép W (i cánh rộng) d k tf tw k (ASTM A6M) Y bf Số hiệu (Chiều cao và TL) mm x kG/m W 360 x W 360 x W 360 x Diện tích cm2 Cánh Khoảng cách C/cao Bụng d tw bf tf h k mm mm mm mm mm mm I cm4 Trục... 132 132 131 130 4453,68 3995,82 2330,90 2081,16 1831,42 350,68 314,63 227,40 204,04 180,44 64 63 50 49 49 Lu hnh nội bộ 3 Bộ môn kết cấu Bảng tra các đặc trng của một số thép hình Y X d I Các đặc trng của thép W (i cánh rộng) X h k tf tw k (ASTM A6M) Y bf Số hiệu (Chiều cao và TL) mm x kG/m Diện tích cm2 W 310 x W 310 x W 310 x 52 44,5 38,7 66,50 56,70 49,40 317 313 310 7,6 6,6 5,8 167 166 165 13,2... 52 7,9 7,2 204 203 12,6 11,0 156 156 25 24 5286,14 4578,55 513,22 451,09 89 88 1773,15 1544,22 173,84 152,14 52 51 4 r mm Bộ môn kết cấu Bảng tra các đặc trng của một số thép hình Y X d I Các đặc trng của thép W (i cánh rộng) X h k tf tw k (ASTM A6M) Y bf Số hiệu (Chiều cao và TL) mm x kG/m W 200 x 41,7 W 200 x 35,9 Diện tích cm2 53,20 45,70 C/cao d mm 205 201 W W W W W 200 x 200 x 200 x 200 x 200... đóng cọc e1 = 1,00 Lu hnh nội bộ 11 Bộ môn Kết cấu Phụ lục 2 Sơ đồ trình tự kiểm tra tiết diện dầm là đặc chắc, không đặc chắc hay mảnh Chiều sâu không đổi và Fy + Điều 6.10.4.1.2 2D cp E 3,76 tw Fyc Điều 6.10.4.1.3 (*) bf E 0,382 2t f Fyc + 345MPa Điều 6.10.4.1.6a ( *) 2D cp E (0,75)3,76 tw Fyc + + Tiết diện đặc chắc Điều 6.10.4.1.7 ( *) và M r E L b 0,124 0,0759 1 y M F ...Bộ môn Kết cấu Phụ luc 1 Hệ số sức kháng đối với TTGH cờng độ (A6.5.4.2) - Đối với uốn f = 1,00 - Đối với cắt v = 1,00 - Đối với nén dọc trục, chỉ cho thép c = 0,90 - Đối với nén dọc trục, liên hợp c = 0,90 - Đối với kéo, đứt trong mặt cắt... 24,40 18,23 39 38 37 25 23 23 21 19 1090,53 886,57 166,49 139,62 55 54 380,02 312,59 59,38 49,23 33 32 18 470,34 88,74 44 160,67 31,20 26 5 Bộ môn kết cấu x II Các đặc trng của thép C (máng tiêu chuẩn) tf X X d h k Y tw tf k (ASTM A6M) Y bf Số hiệu (Chiều cao và TL) mm x kG/m C 310 x 45 C 310 x 37 C 310 x 30,8 Diện C/cao Bụng tích d tw cm2 mm mm 56,90 305 13,0 47,40 305 9,8 39,30 305 7,2 Cánh Khoảng... 9,0 6,6 4,3 40 37 35 6,9 6,9 6,9 41 41 41 17 17 17 86,16 77,00 69,09 22,67 20,26 18,18 28 29 30 12,70 10,28 8,20 4,39 3,82 3,31 11 10 10 12 11 11 6 Bộ môn kết cấu X Z Y III Các đặc trng của thép góc X X Y đều cánh L (ASTM A6M) Y L L L L L L L Kích thớc và chiều dày mm 203x 203x 28,6 203x 203x 25,4 203x 203x 22,2 203x 203x 19,1 203x 203x 15,9 203x 203x 14,3 203x 203x 12,7 L L L L L L L L L 152x 152x... 32,28 28,68 24,91 21,14 17,21 30 30 31 31 31 31 32 32 31 30 29 29 28 28 20 20 20 20 20 20 20 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Lu hnh nội bộ TL/m 7 Bộ môn kết cấu X Z Y III Các đặc trng của thép góc X X Y đều cánh L (ASTM A6M) Y Kích thớc và chiều dày mm kG/m Diện tích cm2 I cm4 TL/m Trục X-X S r cm3 mm Y mm I cm4 Z Trục Y-Y S r cm3 mm X mm Trục Z-Z r tg mm L L L L L 89x 89x 89x 89x 89x 89x 89x . Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 1 hệ thống một số công thức, bảng tra môn học Kết cấu thép Chơng 1. đại cơng về thiết kế kết cấu thép 1. Bảng một số tính chất. trong khi đóng cọc e1 = 1,00 Bộ môn Kết cấu Lu hnh nội bộ 12 Phụ lục 2. Sơ đồ trình tự kiểm tra tiết diện dầm là đặc chắc, không đặc chắc hay mảnh . 516,13 73,73 30 W 410 x 38,8 49,50 399 6,4 140 8,8 346 26 12528,57 628,00 159 399,17 57,02 28 B¶ng tra c¸c ®Æc tr−ng cña mét sè thÐp h×nh ( ChiÒu cao vµ TL ) mm x kG/m Sè hiÖu C¸nh Kho¶n g c¸ch