Bộ môn Kết cấu hệ thống một số công thức, bảng tra môn học Kết cấu thép Chương 1.. đại cương về thiết kế kết cấu thép 1.. Liên kết trong Kết cấu thép 1... Bộ môn Kết cấu Chương 3.. Tỷ s
Trang 1Bộ môn Kết cấu
hệ thống một số công thức, bảng tra
môn học Kết cấu thép
Chương 1 đại cương 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 cường độ cao
Thép hợp kim thấp gia công nhiệt
Thép hợp kim gia công nhiệt cường 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
tương
đương
A709M Cấp 250
A709M Cấp 345
A709M Cấp 345W
A 709M Cấp 485W
A709M Cấp 690
A709M Cấp 690W
Chiều dày
tấm
( mm)
Cường độ
chịu kéo
min Fu
(MPa)
Cường độ
chảy min Fy
(MPa)
Chương 2 Liên kết trong Kết cấu thép
1 Khoảng cách bu lông tối đa (A6.13.2.6.2)
4,0
3,0g 4,0t 10
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
≤
2 Bước dọc lớn nhất cho bu lông trong thanh ghép (A6.13.2.6.3)
12,0 8,0
3,0g
15,0t
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
ư
≤
3 Khoảng cách đến mép thanh tối thiểu (A6.13.2.6.6)
Đường kính bu lông
(mm)
cắt mép bằng hơi
Trang 2Bộ môn Kết cấu
4 Sức kháng cắt của bu lông (A6.13.2.7)
Rn = 0,48 Ab Fub Ns hoặc Rn = 0,38 Ab Fub Ns
5 Sức kháng ép mặt của bu lông (A6.13.2.9)
Rn = 2,4 d t Fu hoặc Rn = 1,2 Lc t Fu hoặc Rn = 2,0 d t Fu hoặc Rn = 1,0 Lc t Fu
6 Sức kháng trượt hay ma sát của bu lông CĐC (A6.13.2.8)
Rn = Kh Ks Ns Pt, Trong đó:
Lực kéo nhỏ nhất yêu cầu của bu lông CĐC (A6.13.2.8-1)
Lực kéo yêu cầu Pt (kN)
Đường kính bu lông
(mm)
A325M A490M
Các giá trị của Kh (A6.13.2.8-2)
Các giá trị của Ks (A6.13.2.8-3)
7 Sức kháng kéo (A6.13.2.10.2)
Tn = 0,76 Ab Fub
8 Lực kéo do tác động nhổ (A6.13.2.10.4)
u
3
328000
t
8a
3b
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
=
9 Kéo và cắt kết hợp (A6.13.2.11)
Tn = 0,76 Ab Fub hoặc
2
n s
u ub
b n
R
P 1 F 0,76A
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
ư
=
ϕ
⎞
⎛
ư
1 P N K K R
Trang 3Bộ môn Kết cấu
Chương 3 Cấu Kiện chịu kéo
1 Hệ số triết giảm do xét đến hiện tượng cắt trễ
0,9
L
x
1
2 Chiều rộng thực trong liên kết bu lông (A6.8.3)
∑ ∑+
ư
=
4g
S d
W
W
2 g
n
Chương 4 Cấu Kiện chịu nén
1 Sức kháng nén danh định (A6.9.4.1)
s y
λ
λ
A 0,88F
E
F πr
KL
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)
Chiều rộng nửa bản cánh của các mặt cắt I Chiều rộng toμn bản cánh của các thép [ Khoảng cách giữa mép tự do vμ hμng bulông thứ nhất hoặc các đường hμn trong các bản
Các bản cánh vμ các cạnh nhô ra
Toμn chiều rộng của cạnh bên nhô ra đối với các
đôi thép góc trong tiếp xúc liên tục
Toμn 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
Toμn chiều rộng nhô ra đối với các cấu kiện khác
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 vμ các bản táp
1,40
Khoảng cách giữa các đường hμn hoặc bulông
đối với các bản phủ bản cánh Khoảng cách tĩnh giữa các bản cánh trừ đi các bán kính đường hμn đối với các bản bụng của các dầm cán
Các bản bụng vμ các cấu kiện bản
Khoảng cách tĩnh giữa các thanh đỡ mép đối với tất cả các cấu kiện khác
Trang 4Bộ môn Kết cấu
Chương 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 Fyc Ac ≤ Fyw Aw + Fyt At, thì:
( yt t yw w yc c)
yw w
F 2A
D Y
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ ư + +
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ + +
ư +
=
2
t Y D P 2
t Y P Y
D Y
2D
P
t
c c
2 2
w
p
- Với tiết diện đối xứng kép ,thì:
Dcp = D/2, và
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ + +
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ + +
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
2
t 2
D P 2
t 2
D P 4
D
P
t
c c
w
2 Độ mảnh của bản bụng (A6.10.2.2, A6.10.4.1.2)
yc
E
3,76
c
r
f
E
6,77
c r
f
E 11,63
λ ≤
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
c r
f
E 0,408
λ ≤
4 Tương tác giữa độ mảnh bản bụng và biên chịu nén của mặt cắt đặc chắc (A6.10.4.1.6)
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
≤
≤
yc f
f
yc w
cp
F
E 2 (0,75)0,38
2t
b
F
E (0,75)3,76
t
2D
, hoặc
yc f
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)
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ư
=
≤
yc
y
p
1 pd
E r M
M 0,0759 0,124
L
Trang 5Bộ môn Kết cấu
yc t P
b
F
E 1,76r
L
yc t r
E 4,44r
L
yc xc
yc r
b
F
E S
d I 4,44
L
6 Hệ số truyền tải trọng (A6.10.4.3.2)
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ư
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+
ư
=
c b w c r
r b
f
E t
2D 300a 1200
a 1
c
w c r
A
t 2D
a =
7 Sức kháng uốn dương của mặt cắt liên hợp, đặc chắc (A6.10.4.2.2)
Mn = Mp, hoặc
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ư +
ư
n
D
D 4
M 0,85M 4
0,85M
5M
Mn =1,3 Rh My, với:
7,5
t t
d
β
8 Sức kháng uốn của bản cánh chịu nén của mặt cắt liên hợp có mặt cắt mảnh
(A6.10.4.2.5)
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ư
E
F r
L 0,187
t
b Rb Rh Fyc, hoặc
Fn = Cb Rb Rh ≤
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
t
b
r L
E 86 , 9
Rb Rh Fyc
Trong đó:
P
P 0,3 P
P 1,05
1,75
2
h l h
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ +
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
ư
9 Sức kháng uốn của bản cánh chịu nén của mặt cắt không liên hợp có mặt cắt mảnh (A6.10.4.2.6)
Trường hợp có STC dọc, hoặc
yc
b w
c
F
E λ t 2D ≤
Trang 6Bộ môn Kết cấu
y h 2
b yc
b
yc h b
L
d 9,87 I
J 0,772 L
I R 3,14EC
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ +
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
Trường hợp không có STC dọc thì:
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ư
ư
ư
p r
p b
L L
L L 0,5
Mn = Cb Rb Rh ⎟⎟ ≤
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
b
r y
L
L 2
M
Rb Rh My
Trong đó:
3
t b 3
f f
3
Lp =
yc
,
t
F
E
10 Yêu cầu mỏi đối với vách đứng chịu uốn (A6.10.6.3)
- Nếu
yw w
c
F
E 5,70 t
2D ≤ , thì fcf ≤ RhFyc
- Nếu không, thì
2
c
w cr
2D
t 32,5E
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
≤
11 Yêu cầu mỏi đối với vách đứng chịu cắt (A6.10.6.4)
vcf ≤ 0,58 C Fyw
12 Trạng thái giới hạn mỏi (A6.6)
- Công thức tổng quát:
(ΔF)n ≥ γ (Δf), trong đó:
1
2
1 N
A
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
ADTTSl = p.ADTT
ADTT = ktruck.ADT.nL
Trang 7Bộ môn Kết cấu
Tỷ lệ xe tải trong một làn đơn, p (A3.6.1.4.2-1)
1 1,00
2 0,85
Tỷ lệ xe tải trong luồng giao thông, ktruck (C3.6.1.4.2-1)
Số chu kỳ ứng suất của một l−ợt xe tải, n (A6.6.1.2.5-2)
Chiều dài nhịp Các cấu kiện dọc
Dầm liên tục
- Gần trụ giữa
- Chỗ khác
1,5 1,0
2,0 2,0
Giàn 1,0
Khoảng cách
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.1011 (MPa3) Giới hạn mỏi (ΔF)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
Trang 8Bộ môn Kết cấu
Chương 6 Tiết diện I chịu cắt
1 Sức kháng cắt danh định của các bản bụng không được tăng cường (A6.10.7.2)
- Nếu
yw
E 2,46
tD ≤ , thì: Vn = Vp = 0,58FywDtw
- Nếu
yw w
E 0,37 t
D F
E
- Nếu
yw
E 0,37
D
E 4,55t V
3 w
2 Sức kháng cắt danh định của các bản bụng được tăng cường (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
260
D
d ≤ ⎜⎜⎝⎛ ⎟⎟⎠⎞
b) Đối với các mặt cắt thuần nhất (A6.10.7.3.3)
- Các khoang trong của các mặt cắt đặc chắc
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
ư +
=
2 0 p
n
D
d 1
C) 0,87(1 C
V
p 2
0 p
D
d 1
C) 0,87(1 C
RV
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
ư +
Trong đó:
1 M
0,75 M
M M 0,4
0,6
R
y f r
u
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ư
ư +
=
ϕ
C = Tỷ số của ứng suất oằn cắt và cường độ chảy cắt, ta có C được xác định như sau: (A6.10.7.3.3a)
- Nếu
yw
Ek 1,10
Trang 9Bộ môn Kết cấu
- Nếu
yw w
Ek 1,38 t
D F
Ek
yw w
F Ek t
D
1,10
C=
- Nếu
yw
Ek 1,38
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
yw 2
w
F Ek
t D
1,52
Trong đó:
2
0
D
d
5
5
k
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
=
- Các khoang trong của các mặt cắt không đặc chắc
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
ư +
=
2 0 p
n
D
d 1
C) 0,87(1 C
V
p 2
0 p
D
d 1
C) 0,87(1 C
RV
⎥
⎥
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
ư +
Trong đó:
1 F 0,75 F
f F 0,4
0,6
R
y f r
u
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ư
ư +
=
Chương 7 neo chống cắt
1 Bước của neo chống cắt khi tính theo TTGH mỏi (A6.10.7.4.1b)
Q
V
I
nZ
p
sr
r
≤
2 Sức kháng mỏi của neo chống cắt trong mặt cắt liên hợp (A6.10.7.4.2)
2
38,0d
αd
Z
2 2
r = ≥ , với α = 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 dương lớn nhất và mỗi điểm kề mô men bằng 0,0 phải là giá trị nhở hơn của:
Vh = 0,85 f’c b ts, hoặc Vh = Fyw D tw + Fyt bt tt + Fyc bc tc = Fy As
Trang 10Bộ môn Kết cấu
4 Sức kháng cắt danh định của neo ở TTGHCĐ (A6.10.7.4.4c)
u sc c c sc
Chương 8 Sườn tăng cường
1 Sườn tăng cường đứng trung gian
- Yêu cầu về độ mảnh (A6.10.8.1.2)
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
≤
≤
≤
≤
+
p p
f
ys p p
16,0t b
0,25b
F
E 0,48t b
30
d
50
- Yêu cầu về độ cứng (A6.10.8.1.3)
It ≥ d0tw3J , với
0,5 2,0 d
D
2,5
J
2
0
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
=
- Yêu cầu về diện tích hay cường độ (A6.10.8.1.4)
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
ư
ư
≥
ys
yw 2 w r
u w
s
F
F 18t V
V C 1 0,15BDt
A
2 Sườn tăng cường gối
- Yêu cầu về độ mảnh (A6.10.8.2.2)
ys p
p
F
E 0,48t
- Yêu cầu về sức kháng tựa (A6.10.8.2.3)
Br = ϕbApuFys
- Yêu cầu về sức kháng nén dọc trục (A6.10.8.2.4)
s y
λ
λ
A 0,88F
E
F πr
KL
2
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Trang 11Bộ môn Kết cấu
Phụ luc 1 Hệ số sức kháng đối với TTGH cường độ (A6.5.4.2)
- Đối với uốn ϕf = 1,00
- Đối với cắt ϕv = 1,00
- Đối với nén dọc trục, chỉ cho thép ϕ c = 0,90
- Đối với nén dọc trục, liên hợp ϕ c = 0,90
- Đối với kéo, đứt trong mặt cắt thực ϕu = 0,80
- Đối với kéo, chảy trong mặt cắt nguyên ϕ y = 0,95
- Đối với ép mặt tựa trên các chốt, các lỗ doa, khoan hoặc bắt bulông và các bề mặt cán ϕ b = 1,00
- Đối với các bulông ép mặt trên vật liệu ϕbb = 0,80
- Đối với các neo chịu cắt ϕ sc = 0,85
- Đối với các bulông A325M và A490M chịu kéo ϕ t = 0,80
- Đối với các bulông A307 chịu kéo ϕt = 0,80
- Đối với các bulông chịu cắt ϕ s = 0,65
- Đối với các bulông A325M và A490M chịu cắt ϕ s = 0,80
- Đối với cắt khối ϕbs = 0,80
- Đối với kim loại hàn trong các đường hàn ngấu hoàn toàn:
+ Cắt trên diện tích hữu hiệu ϕ e1 = 0,85 + Kéo hoặc nén trực giao với diện tích hữu hiệu ϕ = ϕ kim loại nền + Kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn ϕ = ϕ kim loại nền
- Đối với kim loại hàn trong các đường hàn ngấu cục bộ:
+ Cắt song song với trục của đường hàn ϕ e2 = 0,80 + Kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn ϕ = ϕ kim loại nền + Nén trực giao với diện tích hữu hiệu ϕ = ϕ kim loại nền + Kéo trực giao với diện tích hữu hiệu ϕ e1 = 0,80
- Đối với kim loại hàn trong các mối hàn:
+ Kéo hoặc nén song song với trục của đường hàn ϕ = ϕkim loại nền + Cắt trong chiều cao tính toán của kim loại hàn ϕ e2 = 0,80
- Đối với sức kháng trong khi đóng cọc ϕe1 = 1,00
Trang 12Bộ 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
ổ
Điều 6.10.4.1.2
yc w
cp
F
E 3,76 t
2D
≤
+
Điều 6.10.4.1.3
(*)
yc f
f
F
E 0,382 2tb ≤
+
Điều 6.10.4.1.6a ( *)
yc w
cp
F
E 3,76 ) 75 , 0 ( t
2D
≤
và
yc f
f
F
E 0,382 ) 75 0 ( 2tb ≤
+
Điều 6.10.4.1.7 ( *)
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ư
≤
yc y p
1
E r M
M 0,0759 0,124 L
đặc chắc +
Điều 6.10.4.1.6b (*)
yc f
f w
cp
F
E 6,25 2t
b 9,35 t
2D
≤
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛ +
-+
Điều 6.10.4.1.4 (*)
w
c c f
f
t
2D f
E 1,38 2tb ≤ (Khi không có STC dọc)
-Điều 6.10.4.1.9 ( *)
yc t P
b
F
E 1,76r L
L ≤ =
+
-Tiết diện không đặc chắc +
Tiết diện mảnh
-Tiết diện không tốt, phải chọn lại tiết diện.
-Ghi chú: Tất cả các mặt cắt đều phải thoả mãn các giới hạn về tỷ lệ mặt cắt của điều A6.10.2;
(*) = Đối với mặt cắt liên hợp chịu uốn dương, các điều này được xem như tự động thoả mãn;
(+) = Đúng;
Trang 13Bé m«n KÕt cÊu
