công thức kct

CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT 1.Liên kết hàn Bảng 2: Tra que hàn ứng với từng loại mác thép HÀN ĐỐI ĐẦU Hình ảnh đường hàn Đường hàn đối đầu chịu lực kéo,nén Đường hàn đối đầu thẳng góc A : D

TÓM TẮT CÔNG THỨC KẾT TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP CHƯƠNG 1:TÍNH TOÁN TRONG KẾT CẤU THÉP

Bảng 1:Cường độ tính toán chịu kéo,nén,uốn  f và chịu cắt  fv của thép cacbon

Ghi chú: fv  0.58 f Đơn vị: N mm/ 2 10daN cm/ 2

1.Cấu kiện chịu kéo,nén đúng tâm

Kiểm tra theo điều kiện: c

n

N f

Trong đó:

N: Lực kéo (nén) tác dụng lên cấu kiện (tải trọng tính toán)

n

A : Diện tích thực tiết diện cấu kiện (trừ đi giảm yếu)

f : Cường độ tính toán của thép

c

 : Hệ số điều kiện làm việc

2.Cấu kiện chịu uốn

Kiểm tra theo điều kiện: c & v c

W : Momen kháng uốn tiết diện thực của cấu kiện (trừ đi giảm yếu)

I : Momen quán tính của tiết diện nguyên

S: Momen tĩnh nguyên của tiết diện thực

t: Bề dày thành cấu kiện

CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT 1.Liên kết hàn

Bảng 2: Tra que hàn ứng với từng loại mác thép

HÀN ĐỐI ĐẦU

Hình ảnh đường hàn

Đường hàn đối đầu chịu lực kéo,nén

Đường hàn đối đầu thẳng góc

A : Diện tích tính toán của đường hàn

t: Bề dày tính toán của đường hàn(chiều dày bản thép)

*Khi chịu kéo: + Phương pháp kiểm tra vật lý: fwt  f

+Phương pháp kiểm tra thông thường: fwt  0.85 f

*Khi chịu cắt: fwv  fv

Đường hàn đối đầu chịu momen uốn và lực cắt

Chịu momen uốn M

w

M f W

*Khi thiết kế đường hàn làm theo các bước:

- Chọn trước h fmin h f h fmax 1.2tmin

w song

N l

min

w mep

N l

bg

A

 : Tổng diện tích tiết diện của bản ghép

A: Diện tích tiết diện của thép tấm

Chịu momen uốn

M

- Tiết diện 1: 1M wf c

wf

M f W

- Tiết diện 2: 2M ws c

ws

M f W

- Tiết diện 2: 2V ws c

ws

V f A

Ghi chú: fws  0.45 fu Đơn vị: daN cm/ 2

Bảng 5:Bảng tra hệ số phân phối nội lực cho thép góc

Không đều cạnh hàn

 : Hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông

A: Diện tích tiết diện ngang của bu lông

TÍNH TOÁN LIÊN KẾT BU LÔNG CHỊU LỰC TRỤC

1.Chọn đường kính bu lông và kích thước

bản ghép (nếu đề chưa cho)

- Công trình thông thường: d  20 24  mm

- Công trình nặng: d  24 30  mm

-  Abg  A

- Chọn bề rộng bản ghép bằng với bề rộng của thép liên kết.Sau đó tính chiều dày bản ghép t bg

2.Tính khả năng chịu ép mặt,chịu cắt của

bu lông.Từ đó xác định   N min b  N minb min    N vb; N cb

3.Tính số bu lông cần thiết cho liên kết

 minb c

N n



Nếu bài toán kiểm tra thì:  minb c

N N

4.Kiểm tra lại bền của bản thép khi khoét lỗ

n

N f

m: Số lỗ khoét trên 1 hàng dọc của một phía

t: Chiều dày cấu kiện mỏng nhất trong liên kết

1

d : Đường kính lỗ bu lông d1   d   2 3 mm 

TÍNH TOÁN LIÊN KẾT BU LÔNG CHỊU KÉO

- Các bước tính toán giống như chịu lực

TÍNH TOÁN LIÊN KẾT BU LÔNG CHỊU MOMEN VÀ LỰC CẮT

- Các bước tính toán giống như chịu lực

Bảng 7:Bảng tra fcb của bu lông.(Đơn vị: daN cm/ 2)

  fu của thép liên kết fcb (bu lông thô và thường)

1 15

o

c o

1 2

1

E E

c o

x

q l EI

M H

Bảng 9: Bảng tra chiều dày bản sàn thép theo tải trọng tác dụng

Tải trọng tác dụng trên sànq kN m ( / 2) Chiều dài bản sàn thép t mm( )

f



Bước 3: Tra bảng thép hình để tìm tiết diện

quá,nên chọn gấp khoảng từ 1.3-1.5 lần

Bước 4: Tra bảng tìm các đại lượng đặc trưng của thép hình vừa chọn để đi kiểm tra độ bền và độ võng của dầm

   

nx

W :Tra bảng thép hình vừa chọn

M : Momen tại tiết diện cần kt (tính cả tải trọng ngoài và TLBT dầm)

x w

VS f

I t

   

, x

S I : Momen tĩnh và momen quán tính của tiết diện thép hình vừa chọn

V : Lực cắt tại tiết diện dầm cần kiểm tra (tính cả tải trọng ngoài và TLBT dầm)

Xác định chiều cao hmin của tiết

l: Chiều dài nhịp của dầm

w v c

V t

h : Khoảng cách giữa hai tâm bản cánh của tiết diện dầm

Chọn sao cho thỏa các điều kiện:

2 2

f w

w f

x

h

b h I

I W h



- Momen tĩnh:

w f w

q : Lực phân bố trên dầm bao gồm tải trọng ngoài và TLBT dầm

Tại ví trí cách gối một đoạn L/4

L w L

x

L x L

332

L tohop

4

tohop L

Nếu chọn chiều cao h  hmin thì không cần kiểm tra lại độ

võng.Trường hợp ngược lại thì kiểm tra theo công thức:

      

w w w

T h

Khi đó:  f wmin min f f wf;s f ws

- Xác định bước bu lông ( đối với dầm tổ hợp bu lông)

 min

max

x c b x

TÍNH TOÁN CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM

BÀI TOÁN THIẾT KẾ

Bước 1:Xác định lực dọc trục N tác dụng lên cột và chiều dài tính toán l l x, y x x

Ta giả thiết trước trước hoặc tính theo độ mảnh giả thiết   gt ,yêu cầu gt      120

Đối với cột dài 5-6m thì chọn:

Bước 4: Xác định kích thước tiết diện bản

cánh và bản bụng b h t t, , f, w

- Bề rộng b cần thiết: ct y

y gt

l b

c n

N f A

l i

  với ix  xh hoặc x Ix

i A



y y y

l i

  với i y y b hoặc y Iy

i A

h t

 

 

 : Tra bảng 4.3 trang 185 sách Kết cấu thép

o

b t

 

 

 : Tra bảng 4.4 trang 186 sách Kết cấu thép

w o

Bảng 10: Bảng tra hệ số dựa vào liên kết hai đầu cột

0.49 0.32

0.40 0.32

0.58 0.32

Tiết diện

0.60 0.38

0.52 0.41

0.43 0.43

Bảng 12: Độ mảnh giới hạn w

w

h t

 

 

 

của bản bụng cột đặc chịu nén đúng tâm

Loại tiết diện cột Giá trị  Công thức tính w

w

h t

Thép góc đều cạnh và thép định hình cong không

viền bằng sườn (trừ tiết diện dạng chữ C)  0.4 0.07    E f / ;

Thép định hình cong (thép hình dập nguội) có sườn

BÀI TOÁN THIẾT KẾ

Bước 1: Xác định nội lực dọc N và chiều dài tính toán l l x, y x x

Bước 2: Chọn tiết diện cột rỗng 2 nhánh

- Xác định diện tích tiết diện của nhánh cột (xác

định theo trục thực y-y).Đang làm việc giống cột

N A

 được tính từ ygt( có thể tính theo công thức hoặc tra bảng).Chọnygt  40 90     

Lưu ý: Trục thực hay trục ảo dựa vào hình vẽ đề bài cho để xác định.Trong công thức đang tính toán theo

trục thực là y-y

- Xác định bán kính quán tính cần thiết đối với

trục thực

y yct ygt

l i





- Chọn nhánh cột và kiểm tra cột theo trục thực

Dựa vào A fctvà i yctđể tra thép hình chọn thép có

f fct

A A Sao cho thỏa điều kiện: c

y

N f

  ( lúc này i ylấy của tiết diện mới chọn i y i y0,trục y0trùng với trục y

2 f

A A ( Số 2 là vì cột có 2 nhánh)

Tra các các đại lượng thép hình vừa chọn:A I f, xo,i yo,i xo,Z o

Bước 3: Xác định kích thước bản giằng

           

 

Thay l f vừa chọn vào

- Bán kính quán tính cần thiết theo trục ảo x

xct xct

l i

Bước 4: Kiểm tra tiết diện cột đã chọn theo trục ảo

x

l i

- Kiểm tra cột theo trục ảo:

+ Nếu o y max: Cột đã chọn đảm bảo yêu cầu

về ổn định và độ mảnh.Không cần kiểm tra tiếp + Nếu yo max: Ngược lại

BÀI TOÁN KIỂM TRA

- Kiểm tra về bền c

n

N f A

Khi đó: minđược xác định từ max, với max max  o; y

BÀI TOÁN TÌM KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỘT

Khả năng chịu lực theo điều kiện bền   N b  A fn c  2 A ffn c

Khả năng chịu lực theo điều kiện ổn định

Khi đó: minđược xác định từ max, với max max  o; y

Khả năng chịu nén đúng tâm của cột

BÀI TOÁN THIẾT KẾ

Bước 1: Xác định nội lực dọc N và chiều dài tính toán l l x, y x x

Bước 2: Chọn tiết diện cột rỗng 2 nhánh

- Xác định diện tích tiết diện của nhánh cột (xác

định theo trục thực y-y).Đang làm việc giống

N A

f

 



Trong đó:

y

 được tính từ ygt( có thể tính theo công thức hoặc tra bảng).Chọnygt  40 90     

Lưu ý: Trục thực hay trục ảo dựa vào hình vẽ đề bài cho để xác định.Trong công thức đang tính toán theo

trục thực là y-y

- Xác định bán kính quán tính cần thiết đối với

trục thực

y yct ygt

l i





- Chọn nhánh cột và kiểm tra cột theo trục thực

Dựa vào A fctvà i yctđể tra thép hình chọn thép có

f fct

A A Sao cho thỏa điều kiện: c

y

N f

  ( lúc này i ylấy của tiết diện mới chọn i y i y0,trục y0trùng với trục y

2 f

A A ( Số 2 là vì cột có 2 nhánh)

Tra các các đại lượng thép hình vừa chọn:A I f, xo,i yo,i xo,Z o

Bước 3: Xác định kích thước thanh giằng

- Chọn thanh bụng và sơ đồ bố trí hệ thanh bụng:

+ Hệ thanh bụng tam giác và không có thanh ngang

+ Hệ thanh bụng tam giác và có thanh ngang

- Chọn góc nghiêng của thanh bụng với nhánh là  4045

- Tra bảng tìm A it; mincủa thép góc thanh giằng

- Độ mảnh cần thiết theo trục ảo xct y2 1 y2 1 f

A A

        

Trong đó:1dựa vào góc  để tra bảng

- Bán kính quán tính cần thiết theo trục ảo xct x

xct

l i

- Xác định khoảng cách l f Từ khoảng cách giữa hai nhánh cột là C,do ta chọn

góc giữa thanh giằng và nhánh là 45 độ nên 2

f

l  C

- Tính độ mảnh của nhánh cột

1

f xo

l i

 

Bước 4: Kiểm tra tiết diện cột đã chọn theo trục ảo

- Kiểm tra nhánh cột theo trục xo xo 180;1y

x

l i

        

- Kiểm tra cột theo trục ảo:

+ Nếu o y max: Cột đã chọn đảm bảo yêu cầu

về ổn định và độ mảnh.Không cần kiểm tra tiếp + Nếu y o max: Ngược lại

BÀI TOÁN KIỂM TRA

n

N f A

Khi đó: minđược xác định từ max, với max max  o; y

BÀI TOÁN TÌM KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA CỘT

Khả năng chịu lực theo điều kiện bền   N b  A fn c 2 A ffn c

Khả năng chịu lực theo điều kiện ổn

Khi đó: minđược xác định từ max, với max max  o; y

Khả năng chịu nén đúng tâm của cột

  N min      N b; N 



Các bước tính toán các đại lượng trên cũng giống như bài toán thiết kế

Bảng 12: Bảng tra hệ số  1, 2

được xem là khớp

- Nút có nhiều thanh kéo hơn thanh nén

được xem là ngàm đàn hồi

Quy ước khi tính toán:

+ Thanh bụng phân nhỏ lx 0.5 l

Bước 2:Xác định

chiều dài tính toán

ngoài mặt phẳng l y

- Giàn không có hệ thanh bụng phân nhỏ: l y l

- Giàn có hệ thanh bụng phân nhỏ: 2

1

0.75 0.25

y

N l

tích cần thiết của tiết

diện thanh giàn

Thanh chịu nén ct

c

N A

 : Hệ số uốn dọc tra bảng hoặc tính theo độ mảnh

(Khi chọn tiết diện độ mảnh giả thiết   60 80  đối với thanh cánh và

100 120

   đối với thanh bụng)

Tra các đặc trưng hình học:i i A x, ,y g (chú ý trục x,y)

Thanh chịu kéo ct

c

N A

f

 Actlà diện tích cần thiết của

hai thép góc

N: Lực kéo trong thanh

Tra các đặc trưng hình học:i i A x, ,y g (chú ý trục x,y)

   

n

A : Diện tích tiết diện thực

Khi tiết diện không khoét lỗ A n 2A g,khi tiết diện có khoét lỗ A n 2A g A lo

Bước 5: Kiểm tra lại

CHƯƠNG 6: THÉP BÊ TÔNG LIÊN HỢP I.Sàn liên hợp

1 Các giả thiết khi tính toán sàn liên hợp:

- Để đơn giản hoá tính toán bỏ qua sự chịu lực của cốt thép lớp dưới (nếu có)

- Giả thiết rằng ở trạng thái giới hạn về chịu lực, ứng suất trong tôn và cốt thép đạt đến giới hạn đàn hồi, ứng suất trong bê tông đạt đến giới hạn chịu nén

2.Các trường hợp tính toán

* Trường hợp 1:Khả năng chịu lực của tiết diện trong vùng mômen dương Trục trung hoà nằm trong

phần bê tông phía trên sườn tôn, phá hoại theo khả năng chịu lực của tôn

- Bỏ qua khả năng chịu kéo của bê tông

f : Giới hàn đàn hồi của thép tấm tôn

c

 ,ap: Hệ số điều kiện làm việc của bê tông và thép tấm tôn

b: Chiều rộng của một ô sàn cắt ra tính toán

*Trường hợp 2:Khả năng chịu lực của tiết diện trong vùng mômen dương.Trục TH nằm trong sườn tôn,

phá hoại theo khả năng chịulực của bêtông

- Trục TH nằm trong phần tôn thép, do đó có 1 phần tôn thép tham gia chịu nén cùng với bê tông

- Bỏ qua khả năng chịu nén của phần bê tông nằm trong sóng tôn

- Để đơn giản hoá tính toán, quy đổi hợp lực của phần tôn thép chịu nén thành mômen Mp, còn hợp lực của phần tôn thép chịu kéo là Np

*Trường hợp 3:Khả năng chịu lực của tiết diện trong vùng chịu mômen âm

- Trong vùng có mômen âm (khu vực gối tựa) phần bê tông phía trên của bản sàn sẽ chịu kéo do đó cần đặt thêm cốt thép âm (Hình 2.8)

- Với vùng nén phía dưới trục trung hoà, coi như chỉ có bê tông chịu nén, bỏ qua khả năng chịu nén của phần tôn thép (do tôn mỏng)

- Sơ đồ tính:

Trong đó: fsklà giới hạn đàn hồi của cốt thép

- Hợp lực của bê tông chịu nén: 0.85 ck

f b







Trong đó:bclà bề rộng trung bình của phần bê tông trong sườn

- Momen gối giới hạn (momen âm): sk

1.Các giả thiết tính toán

- Ở TTGH giới hạn chịu lực, toàn bộ diện tích tiết diện phần thép (của dầm

và của cốt thép âm) đều đạt đến trị số giới hạn (bị hoá dẻo)

- Ứng suất trong vùng bêtông chịu nén coi là phân bố đều và đạt đến trị số giới hạn tính toán ,bằng 0.85 ck

CÁC TRƯỜNG HỢP TÍNH TOÁN

1.Trường hợp tiết diện chịu

mômen dương - Trục trung

hoà đi qua bản bê tông

+ Hợp lực của thép hình chịu kéo: a a y

c

F

f b

2.Trường hợp tiết diện chịu

mômen dương - Trục TH đi

3.Trường hợp tiết diện chịu

mômen dương - Trục TH đi

qua bụng dầm thép

+ Chiều cao vùng chịu kéo của bản bụng dầm:

2

c w

y w a

F Z

f t

4.Trường hợp tiết diện chịu

mômen âm - Trục TH đi

y w a

F Z

f t





+ Tương tự lấy momen tại trọng tâm của dầm thép xác định được momen uốn âm giới hạn

  1

22

2

a a

w a

nh

a w

a

h h

Z

h Z

- Tương tác giữa thép và bê tông là hoàn toàn cho đến khi cột bị phá hoại

- Sự chế tạo không chính xác về hình học và kết cấu được kể đến trong tính toán

- Tiết diện ngang của cột luôn phẳng khi cột bị biến dạng

TÍNH TOÁN CỘT LIÊN HỢP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM

1.Theo điều kiện

2.Theo điều kiện

EI N

+Với tải dài hạn: EI c  E Ia a  0.8 E Ic c E Is s

l: Chiều dài của cột

với NG Sd. là tải trọng dài hàn của lực nén Nsd

*Khả năng chịu lực của cột theo điều kiện ổn định