1 KẾT CẤU THÉP PHẦN CẤU KIỆN CƠ BẢN TS. Nguyễn Trung Kiên Bộ môn Kết cấu công trình Khoa Xây dựng và Cơ học ứng dụng http://fca.hcmute.edu.vn Đại học Sư phạm kỹ thuật TPHCM, 09-2012 2 NỘI DUNG • TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP • LIÊN KÊǶT HÀN VÀ LIÊN KÊǶT BU LÔNG • TÍNH TOÁN DÂDZM THÉP • TÍNH TOÁN CỘT THÉP • TÍNH TOÁN DÀN THÉP 3 TÀI LIỆU THAM KHẢO • Kết cấu thép – cấu kiện cơ bản (Phạm Văn Hội và các tác giả khác – NXB KHKT 2009) • Kết cấu thép công trình dân dụng và công nghiệp (Phạm Văn Hội và các tác giả khác – NXB KHKT 2006) • Bài tập thiết kế kết cấu thép (Trần Thị Thôn – NXB ĐHQG TPHCM 2009) • TCXDVN 338-2005 4 NỘI DUNG • TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP • LIÊN KÊǶT HÀN VÀ LIÊN KÊǶT BU LÔNG • TÍNH TOÁN DÂDZM THÉP • TÍNH TOÁN CỘT THÉP • TÍNH TOÁN DÀN THÉP 5 C1 - TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP  ĐẶC ĐIỂM KÊǶT CÂǶU THÉP  PHẠM VI ỨNG DỤNG KCT  CÁC YÊU CÂDZU ĐÔǶI VỚI KCT  VẬT LIỆU THÉP  QUY TĂǶC CÁN THÉP TRONG XÂY DỰNG 6 C1 - TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP I. ĐẶ C Đ I Ể M C Ủ A K Ế T C Ấ U THÉP • Kh ả n ă ng ch ị u l ự c l ớ n, độ tin c ậ y cao • Thép có cường độ cao: f y =220 - 400Mpa • Cấu trúc đồng nhất của vật liệu • Tr ọ ng l ượ ng nh ẹ • “Nhẹ nhất” so với kết cấu chịu lực khác như bê tông, gạch, đá, gỗ  c=γ/f • Thép: c= 3,7.10 -4 m -1 • Gỗ: c= 5,4.10 -4 m -1 • Bê tông : c= 2,4.10 -3 m -1 • Công nghi ệ p hóa cao • Vật liệu, kết cấu thực hiện trong nhà máy Öu Cấu trúc vi mô thép [µm] Cấu trúc bê tông [cm] 7 C1 - TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP I. ĐẶ C Đ I Ể M C Ủ A K Ế T C Ấ U THÉP  Tính c ơ độ ng trong v ậ n chuy ể n và l ắ p ráp  Tính kín • Không thấm nước • Không thấm khí  Bể chứa chất lỏng Öu Kết cấu Loggia KCTCấu trúc vi mô thép [µm] Bể chứa xăng dầu 8 C1 - TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP I. ĐẶ C Đ I Ể M C Ủ A K Ế T C Ấ U THÉP • Ch ị u g ỉ kém Khuyết  B ả o v ệ b ằ ng : s ơ n, m ạ k ẽ m, m ạ nhôm, … 9 C1 - TỔNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP I. ĐẶ C Đ I Ể M C Ủ A K Ế T C Ấ U THÉP Khuyết • Ch ị u l ử a kém • Vật liệu không cháy • Vật liệu chuyển sang dẻo, mất khả năng chịu lực từ t=500-600 o C  B ả o v ệ b ằ ng : s ơ n ch ố ng l ử a, bê tông, … 10 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II. P HẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP • K ế t c ấ u thép thích h ợ p v ớ i cơng trình: • Nhịp lớn • Chiều cao lớn • Tải trọng nặng • Cần trọng lượng nhẹ • Cần độ kín khơng thấm [...]... CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 6 CẦU KC vòm: L=165m Viaduc Gabarit (Pháp) xây dựng bởi Gustave Eiffel- 1884 17 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 7 DÀN KHOAN Kết cấu dàn khoan 18 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 8 KẾT CẤU KHÁC MÁI DÂY 19 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP III CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI KẾT CẤU THÉP... Kết cấu dầm dàn 12 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 2 NHÀ NHỊP LỚN Kết cấu dàn khơng gian • • • Phần tử kết cấu chịu lực theo 3 phương, các phân tử dàn dựa theo cấu trúc phân tử hóa học Phù hợp kết cấu nhịp lớn 13 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 3 NHÀ CAO TẦNG kết cấu liên hợp thép- bê tơng (composite) 42,3 m 33,05 m - Thi cơng... QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP khung 1 NHÀ CÔNG NGHIỆP Thơng thường: • Kết cấu khung • Phần tử: • thanh (kéo, nén), • dầm (uốn), • cột (nén, uốn) • dây (kéo) thanh dây dầm 11 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 2 NHÀ NHỊP LỚN • Nhà thi đấu TDTT, nhà triển lãm, kết cấu đỡ mái SVĐ, … Kết cấu vòm, L=100m SVĐ San siro - Kết cấu dầm dàn 12 C1... Cánh có mép song song liên kết Dùng làm dầm, cột Giá thành cao dễ Thép ống (h.b) có 2 loại: có đường hàn dọc và khơng có đường hàn dọc Chịu lực tốt, chống xoắn tốt Dùng trong kết cấu thanh dàn, cột Thép hình khác 28 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP VI QUY T C CÁN THÉP XÂY D NG - Thép tấm phổ thơng: kết cấu tấm bản (dày 4-60mm) Thép tấm dày: kết cấu tấm bản (dày 4 – 160 mm) Thép tấm mỏng: các thanh... (dày 0,2 – 4 mm) Thép tấm cán nguội 29 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP CÁC NỢI DUNG CÂDZN ƠN TẬP: Đặc điểm của kết cấu thép (KCT) Phạm vi ứng dụng KCT Các u cầu đối với KCT V t li u thép Sự phá ho i dòn c a thép Quy cách cán thép trong xây d ng 30 NỢI DUNG • • • • • TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP LIÊN KÊǶT HÀN VÀ LIÊN KÊǶT BU LƠNG TÍNH TỐN DÂDZM THÉP TÍNH TỐN CỢT THÉP TÍNH TỐN DÀN THÉP 31 C2 - LIÊN... QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 4 KẾT CẤU TRỤ THÁP TRỤ • • • • • • • Chiều cao lầu 1: 57,63m Chiều cao lầu 2: 115,73m Chiều cao lầu 3: 276,13m Chiều cao tổng cộng bao gồm anten: 324m Xây dựng 1887 – 1889 Khối lượng : 10 100T, 4,5kg/m2 Liên kết: 2 500 000 đinh tán Tháp Eiffel - Paris 15 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP II PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA KẾT CẤU THÉP 5 BỂ CHỨA – ĐƯỜNG... nhanh Điển hình hóa kết cấu 20 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP IV V T LI U THÉP • • Quặng sắt (Fe2O3, Fe3O4…) đem luyện Gang (Fe và C) với C ≥ 1,7% Khử bớt C Thép Nếu: + Lượng C ≥ 1,7% GANG + Lượng C < 1,7% THÉP Nhiều loại thép khác nhau theo thành phần hóa học, pp luyện Phân lo i theo thành ph n hóa h c: • Thép xây d ng - Thép cacbon thấp (0,05-0,3%): thép mềm, dễ cán, dễ rèn • Thép hợp kim: có thêm... VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP VI QUY T C CÁN THÉP XÂY D NG Thép chữ C theo TCVN 165475 Vd: [ 22 Nhỏ nhất: [5 Lớn nhất: [40 Từ [14 – [24 có thêm tiết diện cánh rộng và dày hơn, vd : [22a Thép [ được dùng làm Liên kết thuận lợi, liên kết cánh bất lợi Dầm chịu uốn, đặc biệt xà gồ mái, cột – tiết diện tổ hợp Thép chữ [ và các ứng dụng 27 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP VI QUY T C CÁN THÉP XÂY D NG Thép chữ I cánh... Cr (chống gỉ), Ni (chống ăn mòn), Mn (độ bền)… nhằm nâng cao chất lượng thép, cứng hơn thép carbon Thép hợp kim thấp dùng trong XÂY DỰNG (%hk < 2,5%) Phân lo i theo phương pháp luy n thép: PP lò quay, PP lò b ng Phân lo i theo m c đợ khử ơxy : Thép sơi, thép tĩnh, n a tĩnh 21 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP IV V T LI U THÉP Thép xây dựng : Có 3 loại : sơi, tĩnh, nửa tĩnh Chia thành 3 nhóm Nhóm... CÂǶU THÉP IV V T LI U THÉP – Cư ng đợ 24 C1 - TỞNG QUAN VÊDZ KÊǶT CÂǶU THÉP VI QUY T C CÁN THÉP XÂY D NG Thép góc đều cạnh (h a) theo TCVN 1656 : 1993 Thanh dàn Vd: L40x4 Nhỏ nhất: L20x3 Lớn nhất: L250x35 Thép góc khơng đều cạnh (h b) theo TCVN 1657 : 1993 Vd: L63x40x4 Nhỏ nhất : L30x20x3 Lớn nhất: L200x150x25 Cột Cấp chính xác khi chế tạo: A : cấp chính xác cao B : cấp chính xác thường Dầm Thép góc