Phân tích tính toán một số cấu kiện, khung thép theo hai tiêu chuẩn asd 89; lrfd 93 và so sánh với tiêu chuẩn tcvn 5575

K33,K22 = Hệ số chiều dài ảnh hưởng theo trục chính và theo trục phụ Lb = Chiều dài không giằng ngang của cấu kiện Lp = Chiều dài đoạn không giằng ngang giới hạn cho phép đạt được chảy d

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH -  -

LÊ ANH THẮNG

PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN MỘT SỐ CẤU KIỆN VÀ KHUNG THÉP THEO HAI TIÊU CHUẨN ASD-89; LRFD-93 VÀ SO SÁNH VỚI TIÊU CHUẨN TCVN-

5575-1991

CHUYÊN NGÀNH : XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

Mã số : 23.04.10



LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

06/2003

-oo0oo - -oo0oo -

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyên ngành: XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP Mã số : 23.04.10

I.TÊN ĐỀ TÀI :

PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN MỘT SỐ CẤU KIỆN, KHUNG THÉP THEO HAI TIÊU CHUẨN ASD-89; LRFD-93 VÀ SO SÁNH VỚI TIÊU CHUẨN TCVN-5575

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :

Phần 1 : Cấu kiện chịu uốn Phần 2 : Cấu kiện chịu nén-uốn Phần 3 : Khung

Phần 4 : Chương trình tính toán

III.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :

IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VUï : 07-06-2003

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN VĂN YÊN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH

PGS.TS NGUYỄN VĂN YÊN PGS.TS CHU QUỐC THẮNG TS.BÙI CÔNG THÀNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua

TP.HCM, ngày tháng năm 2003

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN YÊN

Người chấm nhận xét 1:

Người chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ngày………tháng ……… năm 2003

Có thể tìm hiểu luận văn tại thư viện Trường Đại Học Bách Khoa tp.HCM

LỜI CẢM ƠN

Thông qua luận văn này tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn đến :

-Cha , mẹ

-Quí Thầy Cô trong ban giảng huấn

-Thầy Phó Giáo sư Tiến sĩ NGUYỄN VĂN YÊN

-Ban chủ nhiệm Khoa Công Trình trường ĐH GTVT tp.HCM - đã tạo điều kiện công tác tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình theo đuổi khoá học

-Cô Lê Thị Ngọc Diệp, thầy Lê Quang Thông, thầy Trần Văn Thu – những người đã hỗ trợ tôi cả vật chất lẫn tính thần trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Và tôi cũng xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp- những người đã giành cho tôi những tình cảm yêu quí nhất

LÊ ANH THẮNG

CỦA ĐỀ TÀI

2 Phạm vi nghiên cứu:

Đề cập đến nguyên tắc tính toán, các ứng xử được xét đến trong các cấu kiện

cơ bản của kết cấu thép theo qui phạm AISC-LRFD -quy phạm rất phổ biến trong thực tế xây dựng của các nước phương tây-

Sử dụng Sap2000 để kiểm tra khung thép theo AISC và LRFD

Xây dựng công cụ kiểm tra thép tự động theo TCVN để tiện cho việc so sánh cũng như kiểm tra một khung bằng thép phẳng theo TCVN

Tiến hành so sánh các ước lượng sau của các tiêu chuẩn:

1) Hệ số chiều dài tính toán của cột trong khung

2) Khả năng chịu moment uốn của dầm trong mặt phẳng

3) Khả năng chịu cắt của bản bụng dầm trong cả hai trường hợp (có và không có sườn ngang cứng)

4) Khả năng chịu nén đúng tâm của cột

5) Kết quả kiểm tra biểu thức nén uốn trong trường hợp có cùng hệ số chiều dài tính toán

6)Kết quả kiểm tra tổng thể toàn khung (dầm & cột) bao gồm :

-Cùng số liệu đầu vào:

+Cùng các trường hợp tải

+Cùng số liệu hình học (kích thước khung, tiết diện )

-Khác nhau qui trình tính toán theo các qui phạm (hệ số tổ hợp, chiều dài chịu uốn)

~~o0o~~

1 THEO TIÊU CHUẨN ASD:

A = Diện tích mặt cắt ngang

Af = Diện tích bản cánh

Ag = Tổng diện tích mặt cắt ngang

Av2,Av3 = Diện tích chịu cắt theo trục chính và trục phụ

Aw = Diện tích chịu cắt của bản bụng

Cb = Hệ số uốn

Cm = Hệ số moment

Cw = Hằng số vênh được lấy như sau :

Cw = Iy h2 / 4

Iy = Ar2

y

E = Modul đàn hồi

Fb = Ứng suất dọc trục cho phép

Fa = Ứng suất chịu uốn cho phép

Fb33, Fb22= Ứng suất chịu uốn cho phép theo trục chính và trục phụ

Fcr = Ứng suất chịu nén tới hạn

Fv = Ứng suất chịu cắt cho phép

Fy = Ứng suất chảy dẻo của vật liệu

K = Hệ số chiều dài ảnh hưởng

K33,K22 = Hệ số chiều dài ảnh hưởng theo trục chính và theo trục phụ

M33,M22 = Thành phần moment uốn theo trục chính và theo trục phụ

P = Thành phần lực dọc trục

Pe = Lực mất ổn định theo Euler

S = Modul tiết diện

S33,S22 = Modul tiết diện theo trục chính và phụ

Ví dụ: lấy Sx = 2Ar2

x /d

V2,V3 = Lực cắt theo trục chính và phụ

b = Độ vương ra của cánh ( hf –2*tw)

bf = Chiều rộng cánh

d = Chiều cao phủ bì của tiết diện

fa = Ứng suất kéo và nén dọc trục

fb = Ứng suất uốn tiêu chuẩn

fb33, fb22 = Ứng suất uốn tiêu chuẩn theo trục chính và trục phụ

2 33 33 33

2 '

e 23 ( K l / r )

E 12

22 22 22

2 '

e 23 ( K l / r )

E 12

F22  

hc = Khoảng cách giữa hai cánh bỏ qua phần bo tròn, lấy bằng (d-2k) đối với tiết diện cán và (d-2tf) đối với tiết diện tổ hợp hàn

k = Khoảng cách mặt ngoài của bản cánh tới chân phần bo tròn ở bản bụng

kc = Tham số dùng để phân loại tiết diện

l33,l22 = Chiều dài đoạn không giằng của cấu kiện theo trục chính và phụ

Lc = Chiều dài tới hạn

r = Bán kính quán tính

r33,r22 = Bán kính quán tính theo trục chính và phụ

t = Chiều dày

tf = Chiều dày của bản cánh

tw = Chiều dày của bản bụng

 = Thông số độ mảnh

G= modul cắt =

6 , 2 ) 1 ( 2

E E



 

 : hệ số poission's ( 0.3 đối với thép )

2 THEO TIÊU CHUẨN LRFD:

A = Diện tích mặt cắt ngang

Af = Diện tích bản cánh

Ag = Tổng diện tích mặt cắt ngang

Av2,Av3 = Diện tích chịu cắt theo trục chính và trục phụ

Aw = Diện tích chịu cắt của bản bụng

B1 = Hệ số phóng đại moment do lực không gây ra chuyển vị ngang

B2 = Hệ số phóng đại moment do lực gây ra chuyển vị ngang

Cb = Hệ số uốn

Cm = Hệ số moment

Cw = Hằng số vênh được lấy như sau :

Cw = Iy h2 / 4

Iy = Ar2

y

E = Modul đàn hồi

Fcr = Ứng suất chịu nén tới hạn

Fy = Ứng suất chảy dẻo của vật liệu

, 70 t / h nếu ]

0 w

K33,K22 = Hệ số chiều dài ảnh hưởng theo trục chính và theo trục phụ

Lb = Chiều dài không giằng ngang của cấu kiện

Lp = Chiều dài đoạn không giằng ngang giới hạn cho phép đạt được chảy dẻo hoàn toàn trên tiết diện

Lr = Chiều dài đoạn không giằng ngang giới hạn cho phép mất ổn định xoắn ngang phi đàn hồi

Mcr = Moment mất ổn định đàn hồi

Mlt = Thành phần moment gây ra chuyển vị ngang

Mnt = Thành phần moment không gây ra chuyển vị ngang

Mn33,Mn22 = Độ bền chịu uốn tiêu chuẩn theo trục chính, trục phụ

Mp33,Mp22 = Moment dẻo theo trục chính, trục phụ

Mr33,Mr22 = Moment mất ổn định giới hạn theo trục chính, trục phụ

Mu = Thành phần moment của cấu kiện

Mu33,Mu22 = Thành phần moment theo trục chính, trục phụ của cấu kiện

Pn = Độ bền chịu tải trọng dọc trục tiêu chuẩn

Pu = Thành phần lực dọc của cấu kiện

Pe = Lực mất ổn định theo Euler

Py = AgFy

S = Modul tiết diện

S33,S22 = Modul tiết diện theo trục chính và phụ

Ví dụ: lấy Sx = 2Ar2

x /d

Vn2,Vn3 = Độ bền chịu cắt tiêu chuẩn theo trục chính và phụ

Vu2,Vu3 = Thành phần tải trọng chịu cắt tiêu chuẩn theo trục chính và phụ

Z = Modul dẻo

Z33,Z22 = Modul dẻo theo trục chính và phụ

b = Độ vương ra của cánh ( hf –2*tw)

bf = Chiều rộng cánh

d = Chiều cao phủ bì của tiết diện

hc = Khoảng cách giữa hai cánh bỏ qua phần bo tròn, lấy bằng (d-2k) đối với tiết diện cán và (d-2tf) đối với tiết diện tổ hợp hàn

k = Khoảng cách mặt ngoài của bản cánh tới chân phần bo tròn ở bản bụng

kc = Tham số dùng để phân loại tiết diện

l33,l22 = Chiều dài đoạn không giằng của cấu kiện theo trục chính và phụ

r = Bán kính quán tính

r33,r22 = Bán kính quán tính theo trục chính và phụ

763 0 k 35 0 nếu t

/

h

4

c w





tw = Chiều dày của bản bụng

 = Thông số độ mảnh

c= Thông số độ mảnh của cột

p= Thông số độ mảnh giới hạn của phần tử compact

r= Thông số độ mảnh giới hạn của phần tử non-compact

 = Hệ số an toàn

b = Hệ số an toàn chịu uốn, lấy bằng 0.9

c = Hệ số an toàn chịu nén, lấy bằng 0.85

t = Hệ số an toàn chịu kéo, lấy bằng 0.9

v = Hệ số an toàn chịu cắt, lấy bằng 0.9

3 THEO TIÊU CHUẨN TCVN-5575-1991:

E : modul dàn hồi của tiết diện

R : cường độ tính toán của thép

Rc : cường độ chịu cắt tính toán của thép

Wx : moment kháng lấy theo trục x – trục vuông góc với mặt phẳng uốn

Jx,Jy : moment quán tính lấy đối với trục vuông góc và trùng với mặt phẳng uốn

lo : chiều dài tính toán ở ngoài mặt phẳng dầm của cánh nén

ho:chiều cao của bản bụng

c:Chiều dày của bản cánh

b:Chiều dày của bản bụng

bc : chiều rộng của bản cánh

bo : độ vươn ra của bản cánh lấy bằng:

hc: Khoảng cách trọng tâm hai bản cánh dầm

 : hệ số điều kiện làm việc

d : Hệ số xét đến ảnh hưởng của hiện tượng xoắn ngang

lt : Hệ số để kiểm tra ổn định của thanh nén lệch tâm (nén-uốn)

 :Hệ số của thanh chịu nén đúng tâm

ĐỔI ĐƠN VỊ (US >SI)

1kPa=100kg/m 2 1ft=0.3048m 1MPa=100T/m 2 =10kg/cm 2 1lb=0.4536kg 1Psi=1lb/in 2 =6.895kPa 1lb(lực)=4.448N 1kip=1000lb=4.448kN 1in 2 =645.2mm 2

1ksi=1kip/in 2 =6.895MPa 1in 3 =16390mm 3

1psf=1lb/ft 2 =0.04788kPa 1ft 2 =0.0929m 2

0.566*(độF-32) >(độC) 1ft 3 =0.02832m 3

1 Triết lý về hệ số an toàn (Trang 1)

3 So sánh sức bền tính được theo ASD và LRFD (Trang 4)

4 So sánh sức bền tính được theo ASD và TCVN (Trang 4)

Phần 1:(CẤU KIỆN CHỊU UỐN)

1.1 Đặc điểm của dầm tổ hợp từ các tấm (Trang 5)

1.2 Trạng thái giới hạn khi bản cánh mất ổn định theo phương thẳng đứng

(Trang 7)

1.3 Khả năng chịu moment tiêu chuẩn –theo LRFD (Trang 8)

1.4 Khả năng chịu moment –Theo ASD (Trang 11)

1.5 Giảm khả năng chịu moment do mất ổn định khi uốn của bản bụng

(Trang 12)

1.6 Giảm khả năng chịu moment tiêu chuẩn khi h/tW >970 F Y (Trang 14)

2.1 Khả năng chịu cắt tiêu chuẩn –Ổn định đàn hồi và phi đàn hồi (Trang 17)

2.2 Khả năng chịu cắt tiêu chuẩn –Theo (LRFD) (Trang 19)

2.3 Cường độ chịu cắt –Theo (ASD) (Trang 20)

2.4 Điều kiện để bỏ qua sườn cứng trung gian –LRFD (Trang 22)

2.5 Điều kiện không đặt sườn cứng trung gian –ASD (Trang 24)

2.6 Cường độ chịu cắt –Theo (TCVN-5575) (Trang 25)

Chương 3: Khả năng chịu cắt khi có đặt sườn ngang cứng Trang 30

3.1 Cường độ chịu cắt tiêu chuẩn – bao gồm ảnh hưởng của vùng chịu kéo

4.2 Theo ASD (Trang 39)

5.1 Những điểm giống nhau giữa dầm và cột thuần túy (Trang 41)

5.3 Độ bền của dầm hinh chữ I chịu moment uốn đều (Trang 44)

5.4 Thiết kế theo LRFD –cho dầm tiết diện chữ I chịu uốn quanh trục chính

(Trang 46)

5.5 Thiết kế theo ASD – dầm hình chữ I –chịu moment uốn quanh trục chính

(Trang 53)

5.6 Khả năng chịu moment –Theo TCVN-5575-1991 (Trang 58)

Phần 2:(CỘT THÉP)

Chương 6: Khả năng chịu nén đúng tâm của cột Trang 63

6.1 Phương trình Parabol – nền tảng để thiết kế theo ứng suất cho phép(ASD)

(Trang 63)

6.2 Biểu thức độ bền – Nền tảng cho thiết kế theo tải trọng và độ bền

6.3 So sánh biểu thức ứng suất tới hạn Fcr dùng trong LRFD biểu thức ứng

6.4 Khả năng chịu nén đúng tâm của cột theo TCVN-5575-1991 (Trang 67)

Chương 7: Moment uốn tính toán Mu của cột trong khung Trang 70

7.1 Hệ số phóng đại moment –khung giằng (Trang 70)

7.2 Hệ số phóng đại moment cho khung không giằng-Theo LRFD (Trang 71)

8.1 Độ bền tiêu chuẩn – các phương trình tương giao trong trường hợp

Phần 3:(KHUNG THÉP)

9.1 Hệ số chiều dài tính toán đối với khung giằng (Trang 83)

9.2 Hệ số chiều dài tính toán đối với khung không giằng theo tiêu chuẩn

9.4 So sánh và nhận xét về hệ số chiều dài tính toán (Trang 84)

9.5 So sánh và nhận xét kết quả kiểm tra một khung thép phẳng (Trang 87)

Phần 4:(GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH TỰ ĐỘNG HOÁ KIỂM TRA KHUNG

10.2 Cấu trúc của chương trình (Trang 99)

10.3 Kiểm chứng kết quả giải khung (Trang 103)

10.4 Các thuật toán sử dụng để kiểm tra kết cấu thép theo TCVN-5575

(Trang 105)

10.5 Hướng dẫn sử dụng chương trình (Trang 112)

CHƯƠNG 0:

MỞ ĐẦU

~~o0o~~

1 Triết lý về hệ số an toàn:

Hệ số an toàn FS không phải được xác định bằng lý thuyết độ tin cậy Những giá trị này là kết quả của kinh nghiệm và được sử dụng nhiều năm Hệ số an toàn là sự kết hợp giữa tính kinh tế và sự bền vững Và dĩ nhiên không phải vì yếu tố kinh tế mà ta thiết kế kết cấu có độ tin cậy bằng không

Xét trường hợp, sức bền bé nhất lớn hơn tải trọng tác dụng lớn nhất một lượng cho trước Giả sử tải trọng thực vượt quá tải trọng phục vụ một lượng bằng Q, và sức bền thực bé hơn sức bền tính toán một lượng bằng R Kết cấu phải thoả:

Rn - Rn = Q - Q

Rn (1- Rn/Rn) = Q(1 - Q/Q) Độ chênh lệch an toàn hay “hệ số an toàn” là tỷ số của độ bền tiêu chuẩn Rn và tải trọng phục vụ tiêu chuẩn Q

Biểu thức trên bao gồm ảnh hưởng của sự vượt tải (Q/Q) và sự giảm độ bền (Rn/Rn); Tuy nhiên các hệ số này không ảnh hưởng lẩn nhau Nếu ta giả thiết rằng mức độ vượt tải bằng 40% lớn hơn giá trị tiêu chuẩn của nó, và sự giảm độ bền (Rn/Rn) bằng 15% bé hơn giá trị tiêu chuẩn của nó, khi đó:

Fs = (1+0.4)/(1-0.15) = 1.4/ 0.85 = 1.65

Phần trình bày ở trên là một cách lý giải nhưng nó thể hiện một kịch bản hợp lý để có được một hệ số an toàn truyền thống bằng 1.67 Việc chia cho 1.67 cho ta một hệ số nhân bằng 0.60 vào Fy và Fcr

Giá trị 1.67 được dùng cho những cấu kiện chịu kéo hoặc dầm và nó là giá trị biên thấp nhất cho những có chiều dài bằng 0 Đối với những cột dài thì dùng giá trị bằng 1.92; đối với các liên kết thì lấy giá trị từ 2.5 đến 3 Tuy nhiên cũng cần phải để ý rằng việc sử dụng giá trị FS = / ;

Với  : hệ số vượt tải

n n n

R

R 1 Q

Q 1 Q

: hệ số giảm độ bền

Vẫn còn sai biệt với hệ số an toàn thật đến sự phá hoại

So sánh sức bền tính được theo ASD và LRFD:

LRFD cho ta khả năng chịu moment uốn của dầm chữ I chịu uốn trong mặt phẳng chính lớn hơn so với kết quả có được theo ASD

So sánh bằng thiết kế thực có thể cho ta thấy sự khác biệt lớn hơn về cường độ tiêu chuẩn có được từ hai tiêu chuẩn trên

2 Hệ số tổ hợp tải trọng:

DL : tải trọng tĩnh

LL : tải trọng động

WL: tải trọng gió

EL : tải trọng động đất

LL : tải trọng động

WL: tải trọng gió

EL : tải trọng động đất

HT : tải trọng động

G : tải trọng gió

TT

TT+HT

TT+G

TT+0.9HT0.9G

3 So sánh sức bền tính được theo ASD và LRFD:

LRFD cho ta khả năng chịu moment của dầm chữ I chịu uốn trong mặt phẳng chính lớn hơn so với kết quả có được theo ASD

Trong ASD, FbSx được nhân với hệ số 1.67 thì được khả năng chịu

moment uốn tiêu chuẩn Mn Hệ số an toàn thực được dùng trong LRFD sẽ bằng hệ số vượt tải  chia cho hệ số giảm cường độ do uốn b Nếu dầm chịu moment

M trong đó có 80% là hoạt tải và 20% là tĩnh tải thì hệ số an toàn trong LRFD sẽ là:

Hệ số 1.69 có được rất gần với hệ số 1.67 được dùng trong ASD Khoảng dao động sẽ từ 1.33 nếu như 100% là tĩnh tải tới 1.78 nếu như 100% là hoạt tải (điều này không thể xảy ra)

Thêm vào đó, tiêu chuẩn ASD lấy ứng suất cho phép lớn nhất là 0.66Fyvà ảnh hưởng hệ số biến dạng Zx/Sx đối với tiết diện chữ I là 1.1, tuy nhiên ngoại trừ một số trường hợp giá trị thực có thể vượt quá giá trị 1.1

Giá trị Mp trong LRFD được dùng như là giới hạn trên của mối liên hệ

cường độ

4 So sánh sức bền tính được theo ASD và TCVN:

Giả sử hoạt tải: 80%; tĩnh tải: 20%; lấy hệ số điều kiện làm việc =0.9 thì

Nếu 100% là tĩnh tải : 1.1/0.9 = 1.2

Nếu 100% là hoạt tải : 1.2/0.9 = 1.33 (Trường hợp không thể xảy ra)

Nếu 100% là gió : 1.3/0.9 = 1.44 (Trường hợp không thể xảy ra)

M M

M M

) 8 0 ( 6 1 ) 2 0 ( 2 1

0

] 8 0 2 1 2 0 1 1

n 

CHƯƠNG 1:

KHẢ NĂNG CHỊU MOMENT

~~o0o~~

1.1 Đặc điểm của dầm tổ hợp từ các tấm:

Dầm tấm tổ hợp thực chất là dầm sâu Các trạng thái giới hạn cho phép của dầm vẫn có thể áp dụng cho dầm tấm tổ hợp Các hình sau theo " Load and resistance Factor Design " thể hiện mối quan hệ giữa khả năng chịu moment Mn và độ mãnh 

theo dựa trên các trạng thái giới hạn khi chịu uốn:

(a) Trạng thái giới hạn mất ổn định xoắn ngang

(Tiết diện "compact" có bản cánh hoặc bản bụng mất ổn định cục bộ)

(b) Trạng thái giới hạn mất ổn định cục bộ bản cánh

p Mr

M

Mp

n

65 yf

f b

NonCompact

p yf (F -16.5)/k162 c

TH: Dầm tổ hợp hàn

Hình 1: Các trạng thái giới hạn khi uốn

Bao gồm:

+Ổn định xoắn ngang +Ổn định cục bộ của bản cánh +Ổn định cục bộ của bản bụng Khi tiết diện là " compact " (p ) : xem như Mn = Mp

Khi tiết diện là " Non compact" ( p <   r ) Khả năng chịu Mn là giá trị nhỏ nhất trong ba giá trị lấy tương ứng với các trạng thái giới hạn ở trên

Nếu cánh là "mãnh " (  > r ) : cánh bị mất ổn định cục bộ , hiệu suất ( làm việc ) sau đó sẽ giảm và người ta sử dụng hệ số Q< 1 (theo LRFD hoặc ASD – Appendix B5.3 )

Nếu bản bụng “mãnh” (  > r ) : cấu kiện chịu uốn được tính theo phần về dầm tổ hợp trong phụ lục LRFD –G hay ASD-G Khi  chưa vượt quá r, ứng suất trong phần tử có thể đạt đến ứng suất chảy dẻo Fy và không xảy ra mất ổn định đàn hồi

Khả năng chịu uốn và chịu cắt của một dầm tổ hợp phụ thuộc tương đối lớn đến bản bụng Độ " mãnh " của bản bụng có thể gây ra những vấn đề sau :

1) Sự mất ổn định do uốn trong mặt phẳng của bản bụng làm giảm khả năng chịu moment của bản bụng

2) Mất ổn định của cánh chịu nén theo phương thẳng đứng do thiếu sườn cứng ở bản bụng ngăn cản không cho mất ổn định

3) Mất ổn định do lực cắt

Khi các sườn cứng ngang được đặt trong dầm, cách nhau theo một qui tắc nào đó Sườn cứng làm gia tăng chịu lực cắt cường độ của bản bụng Cường độ biến dạng đàn hồi và phi đàn hồi của bản bụng dầm tổ hợp chịu cắt không biểu diễn được qua

Slender Compact

(c) Trạng thái giới hạn mất ổn định cục bộ bản bụng

p

r

M

y F 640

h tw

cường độ chịu cắt lớn nhất Ta chỉ có dấu hiệu cường độ trước khi mất ổn định và sau khi mất ổn định ( hơi biến dạng ra khỏi mặt phẳng ) xuất hiện khi sử dụng các sườn cứng ngang thiết kế hợp ly Khi đó dầm sẽ ứng xử giống như một dàn với bản bụng của nó chịu lực và sườn cứng chịu lực nén

Ứng sử này được gọi là ảnh hưởng của vùng kéo

1.2 Trạng thái giới hạn khi bản cánh mất ổn định theo phương thẳng đứng:

Các vách cứng trong mặt phẳng của bản bụng sẽ ngăn bản cánh chịu nén mất ổn định theo phương đứng Để ý rằng chiều cao h (không được đỡ bởi sườn ngang) của bản bụng trong một dầm cán là chiều sâu h của bản bụng trong tiết diện hàn hình chữ I Hơn nữa độ cứng chịu uốn có từ bản bụng dọc theo liên kết giữa cánh và bụng sẽ ngăn cản sự mất ổn định xoắn của cánh

Hình 2: Thành phần lực (a) gây mất ổn định theo phương ngang

Thành phần lực (b) gây mất ổn định xoắn Thành phần lực (c) gây mất ổn định theo phương thẳng đứng

Ta có thể hình dung bản cánh là cấu kiện chịu nén độc lập với phần còn lại của dầm Khi dầm chịu uốn, sự uốn cong tạo ra thành phần lực nén vào cánh và gây nén lên biên của bản bụng, phần tiếp xúc với bản cánh Khi bản bụng còn ổn định dưới thành phần lực do lực nén trên cánh gây ra Bản cánh không thể mất ổn định theo phương thẳng đứng Điều nhận xét trên chỉ đúng khi giả thiết, bản cánh có độ cứng chống mất ổn định phương đứng bằng 0; (đây là một quan niệm bảo thủ )

Theo Basler đề nghị, với Aw/Ag sẽ bé hơn 0,5 và Fr = 16,5 ksj thì h/tw lớn nhất ngăn cản sự mất ổn định theo thẳng đứng là :

) 5 16 (

800 , 13





yf yf

(a) ổn định ngang b) ổn định xoắn

c) ổn định thẳng

*Theo Load and Resistance Factor Design trị cực đại của tỷ số h/tw sau khi làm tròn từ biểu thức (3) như sau:

) 5 , 16 (

14000





yf yf

500 96





yf yf

t

Nếu có sườn ngang cứng, Ta chấp nhận tỷ số cao hơn dựa trên đề nghị của ASCE-ASHO, LRFD phụ lục G1 Giá trị lớn nhất h/ tW là:

yf W

yf

h hay ksi

F t

) ( ,

1.3 Khả năng chịu moment tiêu chuẩn –theo LRFD :

Đối với những dầm tổ hợp từ thép tấm bản bụng mãnh; khi bản bụng mất ổn định cục bộ ( vượt quá r ), cường độ không thể vượt quá ứng suất chảy Fy tại thớ có ứng suất lớn nhất Không xét những ứng sử phi đàn hồi trong thiết kế

Cường độ moment danh nghĩa Mn của những dầm có tấm bản bụng mãnh ( slender ) bị khống chế bởi ứng suất chảy ở trạng thái giới hạn của bản cánh chịu kéo hay mất ổn định ở cánh chịu nén , như LRFD – phụ lục G2

Đối với ứng suất chảy chịu kéo của bản cánh

Mn = Fyt Sxt RPG Đối với mất ổn định của cánh chịu nén :

Mn = Fcr.Sxc.RPG

Với Fyt : ứng suất chảy của bản cánh chịu kéo

Fcr : ứng suất tới hạn ở trạng thái mất ổn định ở cánh chịu nén, chịu ảnh hưởng bởi sự mất ổn định xoắn ngang , mất ổn định cục bộ của bản cánh hay đạt ứng suất chảy

Sxt : mođun tiết diện liên quan đến cánh chịu kéo , Ix/yt

Sxc : mođun tiết diện liên quan đến cánh chịu nén , Ix/yc

Ix : moment quán tính lấy đối với trục x

yc : khoảng cách từ trục trung hoà của tiết diện đến thớ ngoài cùng chịu nén

yt : khoảng cách từ trục trung hoà của tiết diện đến thớ ngoài cùng chịu kéo Và :

10 A

A a : với

0 1 F

970 t

h a 300 1200

a 1

R

f

W r

cr W

C r

r PG

Af : điện tích cánh chịu nén

hc : hai lần khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt trong của cánh chịu nén bỏ vùng vo tròn hay bán kính góc cong; hc = h là chiều cao của bản bụng đối với dầm tổ hợp đối xứng hình chữ I

* Hệ số RPG dùng để xét đến " mất ổn định khi uốn " do ảnh hưởng độ mãnh của bản bụng và sự giảm khả năng phân bố tải đàn hồi của moment uốn; giá trị ar nằm giữa 0 và 10 ; không thể vượt quá 10 theo LRFD – phụ lục G2

Ưùng suất tới hạn Fcr được xác định bằng cách chia độ bền tiêu chuẩn Mn cho module tiết diện Sx Đối với bản bụng mãnh, giá trị lớn nhất của Fcr là Fyf , ứng suất chảy của bản cánh

Trạng thái giới hạn của ổn định xoắn ngang LRFD – phụ lục G2 cho :

1) Với P

) 6 1 ( r

L

C 000 286 C

000 286

F

F

756 r

1 1 F C

F

) 5 1 ( F

756 r

L F

) 4 1 ( F

300 r

L

2 T b

b

r

yf P

r

p yf

b

cr

yf

r T

b yf

P

r P

yf ch

yf

P T

c cr

c yf

r tf

f

r

yf P

r

p yf

cr

c yf

r tf

f yf

P

r P

yf cr

yf

r tf

26

F

k / F

230 Z

1 1 F

F

k / F

230 Z

b F

F

65 Z

Với trạng thái giới hạn mất ổn định xoắn ngang, dầm tổ hợp có mối quan hệ

Mn với Lb xấp xỉ với mối quan hệ của Mn với Lb được sử dụng cho dầm cán

Dầm tấm lấy Fcr = Mn/Sx

Tuy nhiên rT được sử dụng cho những dầm tổ hợp ,trái lại ry được dùng những dầm cán ; rT là bán kính quán tính của cánh chịu nén và 1/3 phần chịu nén của bản bụng lấy với trục y

Và cũng tránh khỏi phải tính thuộc tính xoắn của dầm tổ hợp Dầm tổ hợp dự phòng cũng tránh tính Mn bằng Sx (FY-Fr) thực chất xấp xỉ lượng (Fy - Fr) bằng 0,5

Fy để đơn giản

Phương trình ổn định xoắn ngang đàn hồi , phương trình (1.6) là kết quả của việc xác định công thức cột Euler cho cánh chịu nén (đó là, tấm bản cánh và 1/3 của phần bản bụng chịu nén) như là cột có bán kính quán tính rT

Thông qua trạng thái giới hạn ổn định xoắn ngang , dầm tổ hợp trong LRFD – phụ lục G đưa ra mối liên hệ giữa khả năng chịu M và Lb thì ở dạng đơn giản so với dầm ở LRFD – F1 Sự "mãnh" của bản bụng sẽ ngăn cản khả năng chịu được tới moment max bằng FYSX Nếu sử dụng phần dầm của LRFD –F1, tốt hơn Mp khi bản bụng là "compact" hoặc "noncompact" (đó là khi độ mảnh của bản bụng r )

1.4-Khả năng chịu moment –Theo ASD:

Chiều dài đoạn không giằng của l của dầm được tính toán và đem so với lc, với lc được xác định như sau:

Nếu l < lc thì ứng suất cho phép khi chịu uốn theo phương chính được lấy như sau:

Fb = 0.66 Fy (Đối với tiết diện Compact)

Fb = 0.60 Fy (Đối với tiết diện NonCompact)

Nếu l > lc thì ứng suất cho phép khi chịu uốn theo phương chính của cả tiết diện Compact và NonCompact đều được lấy theo tỉ lệ l/rt;

Trong đó:

mm , MPa Đơnvị

; dF

A 138000 ,

F

b 200 min l

hay

dF

A 20000 , F

b 76 min

y

f y

f c

y

f y

F 6 0 ) A / d ( l

C 83000 F

Và

F 6 0 )

r / (

C 10 x 1170 F

: Thì

F

C 7400 r

l khi

F 6 0 F C 10 x 10550

) r / ( F 3

2 F

F

C 74000 r

l F

C 14800 Hay

F 6 0 ) A / d ( l

C 10 x 12 F Và

F 6 0 )

r / (

C 10 x 170 F

: Thì

F

C 10 x 510 r

l khi

F 06 0 F C 10 x 1530

) r / ( F 3

2 F : Thì

F

C 10 x 510 r

l F

C 10 x 102 khi

y f

b b

y 2

T b 3 b

y

b T

y y

b 3

2 T y b

y

b T

y b

y f

b 3 b

y 2

T b 3 b

y b 3 T

y y

b 3

2 T y b

y b 3 T

y b 3

rT : là bán kính quán tính của tiết diện bao gồm bản cánh chịu nén và 1/3 bản bụng chịu nén lấy với trục trong mặt phẳng của bản bụng

Ma và Mb là moment ở hai đầu của đoạn dầm không giằng, Ma là giá trị bé hơn, tỉ số Ma /Mb là dương khi chúng uốn phần tử thành hai đoạn cong, và là âm khi chúng uốn phần tử thành một đoạn cong

1.5 Giảm khả năng chịu moment do mất ổn định khi uốn của bản bụng:

Trong dầm tổ hợp bản bụng luôn luôn có tỷ số h/tw cao, mất ổn định có thể xảy ra là do bản bụng bị uốn trong mặt phẳng, tỉ lệ độ mảnh r báo hiệu sự mất ổn định có thể xảy ra được mở rộng trong phần sau đây Hơn thế ,sau khi mất ổn định đàn hồi xảy ra ta có khả năng chịu tải sau mất ổn định (post buckling)

Để dầm tổ hợp chịu tải một cách hữu hiệu nhất, bản bụng sẽ bị mất ổn định trước khi khả năng chịu moment tiêu chuẩn của dầm được đạt đến

Điển hình của ổn định tấm , ứng suất mất ổn định đàn hồi được viết như sau :

2 2

2

) / )(

1 (

12 b t k

Trong trường hợp này b=h

Theo lý thuyết, giá trị k cho tấm chịu uốn trong mặt phẳng được cho bởi Timoshenkô và Woinowski –Krieger Đối với bất kỳ loại tải trọng nào k thay đổi phụ thuộc vào a/h và điều kiện liên kết dọc theo biên Nếu tấm được coi là hoàn toàn ngàm cứng (toàn bộ moment kháng chống lại sự xoay biên) dọc theo biên song song với hướng tác dụng của lực (đó là biên liên kết với bản cánh) , giá trị bé nhất của k là 39 6 cho mọi a/h

Nếu các bản cánh được giả sử không chống lại sự xoay của biên , giá trị bé nhất của k là 23,9

Do đó ứng suất tới hạn (Với E=29000 ksi và =0,3) có thể nói là nằm giữa hai giá trị sau

2 cr

2 cr

t h

000 , 1038 F

và

t h

000 , 627 F

 ksi với k=23,9 (tựa đơn vào bản cánh )

ksi với k=39,6 (ngàm cứng vào bản cánh)

Đối với dầm cụ thể, ràng buộc liên kết tại cánh có mức độ khác nhau, bản cánh được hàn hoàn toàn vào bản bụng sẽ chắc chắn đạt đến trường hợp ngàm hoàn toàn Đó là lý do khi quyết định chọn giá trị k đúng bằng 39,0 với 80% cho sự khác biệt với giá trị cao hơn Đẳng thức trên có thể được phát biểu là :

ksi t

h

Fcr

2

000 , 950

950 



với tW = Chiều dày của bản bụng

Vậy oÅn định cục bộ của bản bụng không làm mất hết sự hữu dụng của dầm

1.6 Giảm khả năng chịu moment tiêu chuẩn khi h/t W >970 F Y :

Biến dạng cứng

2000 y F w t

Không mất ổn định

do uốn của bản bụng

do uốn của bản bụng Mất ổn định

Mất ổn định phương đứng của bản cánh có thể xảy ra

Như hình trên có lẻ hợp lý khi giả thiết rằng Mn/My thay đổi tuyến tính từ điểm B tới D Vậy độ giảm Mn / My theo AW / Af và theo h/t lớn hơn tại điểm B là :

0 , 00057 ( hay 0 , 0005 )

158

06 , 0 162

320

A / theoA hệsốgóc W f  

h A

A 0005 0 0 , 1 M

M

y W

f

W Y

h A

A 0005 0 0 1 F S M

y W

f

W Y

Biểu thức 1.8 dựa trên giả thiết rằng tỉ lệ Aw/Af không vượt quá 3

Trong 1993 LRFD chỉ rõ, mối quan hệ đã được sửa đổi để đạt AW/Af lên đến 10.Vậy ,tại vị trí của hệ số 0,0005 các hệ số trở thành

F

970 t

h a 300 1200

a 1

F S M

y W

r

r Y

F

970 t

h A

A 0005 0 0 1 F S M

cr W

f

W cr

X n

với 970 1.0

3001200

r

r PG

F t

h a

a R

ar = AW / Af 10

Af = diện tích cánh chịu nén

AW =diện tích bản bụng

Hệ số giảm RPG được cho trong LRFD-phụ lục G2

Tóm lại:

1)Độ bền chịu uốn tiêu chuẩn phụ thuộc vào các tiêu chuẩn sau:

- Dạng hình học của tiết diện mặt cắt ngang

- Trục uốn

- Tính compact của tiết diện

- Thông số độ mãnh của mất ổn định xoắn ngang Nên độ bền chịu uốn tiêu chuẩn là gia trị nhỏ nhất của các giá trị có được từ sự chảy dẻo, mất ổn định xoắn ngang, mất ổn định cục bộ của bản cánh, mất ổn định cục bộ của bản bụng

2)Khả năng chịu uốn của dầm được trình bày một các hệ thống bằng cách liệt kê các trường hợp có thể xảy ra khi dầm chịu uốn ở chương 5; mục 5.4 và 5.5 sau phần trình bày chi tiết về sự mất ổ định xoắn ngang của dầm

CHƯƠNG 2:

KHẢ NĂNG CHỊU CẮT

~~o0o~~

2.1 Khả năng chịu cắt tiêu chuẩn –Ổn định đàn hồi và phi đàn hồi :

Trong tiết diện chữ I điển hình, bản bụng chịu lực cắt là chính Khi dầm tấm có bản bụng mỏng (h/tW > 970/ F Y ) ổn định là mối quan tâm chính

Giả sử bản bụng dầm có sườn cứng ngang đặt cách nhau một khoảng bằng a và có chiều cao h (đó là giữa hai cánh , cánh và sườn cứng dọc , hoặc giữa những sườn cứng dọc ) Ở tại vùng có lực cắt lớn và moment uốn nhỏ ,khả năng ổn định của tấm phải được khảo sát dựa trên giả thiết nó bị tác động chỉ bởi lực cắt (thuần lực cắt )

*Ổn định đàn hồi chịu lực cắt :

Ứng suất ổn định đàn hồi của một tấm bất kỳ được cho bởi biểu thức như sau :

2 2

2

) / )(

1 (

12 b t k

Trong trường hợp lực cắt thuần túy,biểu thức trên có thể được viết lại (dùng 

thay cho F là ứng suất cắt và kV thay cho k) ta được :

2

2 cr

t

cạnhngắn )

1 ( 12

Kv = 5,34 + 4.0 (cạnh ngắn / cạnh dài )2 (2.2)

là kết quả được đưa ra bởi Timoshenko và Woinowski –Kriger với mục đích thiết kế, ta thay biểu thức (2.1) và (2.2) theo h là chiều cao không được đỡ của bản bụng và a là khoảng cách giữa sườn cứng Ta có 2 trường hợp sau :

1) Nếu a/h < 1 biểu thức 2.1 trở thành

  (2.3)

) a / h (

) a / h ( ) t / a )(

u 1 ( 12

) h / a ( 0 4 34 5 E

u 1 ( 12

) a / h ( 0 4 34 5 E

( 2 5 )

) t / h )(

u 1 ( 12

Với kv = 4.0 + 5.34 / (a/h)2 Khi a/h  1 (2.6)

kv = 4.0(a/h)2 + 5.34 Khi a/h  1 (2.7)

Biểu thức (2.6) và (2.7) được sử dụng trong ASD-F4 Trong LRFD-phụ lục G3, hai biểu thức nay được thay thế bởi

kv=5+ 2

)(

1 )(

12 (

Ek

y

c 2 y

cr v

2

)/)(

09,01)(

12(6,0

)000,29(

w yw

v v

t h F

k C



Trong LRFD – Appendix G3; Cv được tính như sau :

) MPa ( F

) SI ( F

t h

k 000 303 C

) 10 2 ( F t h

k 000 44 C

yw yw

2 w

v v

yw 2 w

v v

ASD-F4 sử dụng hệ số 45,000 thay vì là 44.000 giá trị hơi lớn hơn có được khi y

được thay bằng Fy / 3

*Ổn định phi đàn hồi dưới ứng suất cắt thuần túy :

Như trong tất cả các trường hợp ổn định , ứng suất dư và những cái không tốt khác gây ra mất ổn định phi đàn hồi khi ứng suất tới hạn đạt đến ứng suất chảy dẻo Đường cong chuyển tiếp của mất ổn định phi đàn hồi được nêu ra bởi Basler [1.3] dựa trên đường cong phù hợp và sử dụng những kết quả kiểm tra của lyse và Godfrey [11.4] Trong vùng chuyển tiếp giữa ổn định đàn hồi và chảy dẻo

) elastic(idialcr it lim prop

yw v w v

yw v w 2 w yw

v y

cr v

F

k t h

491 C

hay

) 12 2 ( F

k t h 187 t

h F

k 000 , 44 8 , 0 C

2.2 Khả năng chịu cắt tiêu chuẩn –Theo (LRFD):

Khả năng chịu cắt tiêu chuẩn Vn của một dầm dựa trên ổn định đàn hồi và phi đàn hồi của bản bụng có thể được diễn tả như sau :

Biểu thức (2.15) cũng sẽ áp dụng cho dầm cán (dầm hiếm khi sử dụng sườn cứng ngang) Nếu muốn có một biểu thức hoàn chỉnh cho h/tw đúng với Cv =1 (nghĩa là , bản bụng chảy dẻo do cắt và không bị mất ổn định cục bộ) h/tw có thể được rút ra từ biểu thức (2.12) với Cv = 1

F

k 187 t

h

yw

v w

h 

2.3 Cường độ chịu cắt –Theo (ASD):

Cũng giống như triết lý về thiết kế ứng suất cho phép được trình bày trong các phần trên, về khả năng chịu tải phải chia cho hệ số an toàn trong biểu thức giới hạn phạm vi của tải phục vụ

V ( 2 19 )

FS

V /

Với  / =hệ số vượt tải chia cho hệ số an toàn

FS=1.67 = hệ số an toàn tiêu chuẩn trong thiết kế dầm

V=lực cắt (phục vụ)

Chuyển từ biểu thức (2.9) về dạng ứng suất, chia cả hai vế cho diện tích bản bụng Aw

Vậy :

( 2 20 )

A ) FS (

V F

A

V f

w

n v

) FS (

A C

w

W y v v

C F

Đây là ASD-công thức (F4-2) Cv được cho bởi biểu thức 2.10 khi Cv0,8 (sử dụng

45000 thay cho LRFD44000); và biểu thức 2.12 khi Cv>0,8 (sử dụng 190 thay cho LRFD 187)

) MPa ( F t

h ) F (

k 310000 C

hay

) 23 2 ( ) hồi _ đàn _ định _ ổn (

8 , 0 C _ Khi t

h ) F (

k 45000 C

yw 2

w yw

v v

v 2

w yw

v v

) MPa ( F F k t h

500 C

hay

) 24 2 ( ) hồi _ đàn _ phi _ định _ ổn (

8 , 0 C _ Khi F

k t

h

190 C

yw yw v w v

v yw

w v

Khi không sử dụng sườn cứng , a/h lớn và kv tiến đến 5.34 Từ biểu thức Cv

đối với mất ổn định phi đàn hồi (2.24)

F t h

439 F

34 5 t h

190 C

yw w

yw w

380 t

h hay

F

380 t

h F

40 , 0 F t h

439

89 2 F

yw yw

w

yw w

y yw

w y

Biểu thức (2.26) cho giá trị lớn nhất của h/tw trong thiết kế ứng suất cho phép

2.4 Điều kiện để bỏ qua sườn cứng trung gian –LRFD:

Sườn cứng không cần sử dụng khi khả năng chịu uốn của tiết diện được tính không xét đến mất ổn định theo đường chéo do lực cắt Theo LRFD- phụ lục G3 thì sườn cứng không được đặt khi :

h

187

Khi không sử dụng sườn cứng, hệ số biến dạng kv, cho bởi biểu thức

h  (2.28)

Đây là giới hạn trong LRFD-phụ lục G4 Khi giới hạn của biểu thức 2.28 được

thỏa mãn, khả năng chịu cắt tiêu chuẩn lớn nhất Vn là:

Vn = 0,6 FywAx (2.29)

Đây là công thức (A-G3-1) trong LRFD

Người ta không cần đặt sườn cứng trung gian sẽ khi h/tw bé hơn 260, nhưng

cần phải có sườn cứng trung gian khi h/tw vượt quá 260

Khi có nhu cầu thiết kế độ bền chịu cắt bé hơn độ bền chịu cắt lớn nhất, thì

điều kiện để không cần đặt sườn cứng là:

Vn = Cv(0,6 Fyw)Ax (2.30) Biểu thức Cv ( được sử dụng cho dầm không sườn cứng) là biểu thức 2.12

trong trường hợp mất ổn định phi đàn hồi và là biểu thức 2.10 trong trường hợp mất

ổn định đàn hồi với kv=5, như sau

1 Khi

yu w

523 t

h F

418 C

yu w

h

 (mất ổn định đàn hồi)

( 2 32 )

F t h

220000 C

yu 2 w

Hay theo hệ đơn vị SI, với Fyw tính bằng MPa

1)- khi

yu w

1380 t

h F

1100  

yu w

v

F t h

1100

C 

2)- khi

yu 2 w

v yu w

F t h

578000 C

F

1380 t

Biểu thức 2.33 được đề nghị bởi Basler [11.14] là giới hạn thực nghiệm

2.5 Điều kiện không đặt sườn cứng trung gian - ASD:

Khi

Mpa , F

1000 ksi

, F

380 t

h

y yw

w



Fv = 0,4 Fy Khi

Mpa , F

1000 ksi

, F

380 t

h

y yw

yu w

v

F t h

439

C  với Cv0,8 ( mất ổn định phi đàn hồi) (2.36)

yu 2 w

v

F t h

000 240 C

 với Cv<0,8 (mất ổn định đàn hồi) (2.37)

2.6 Cường độ chịu cắt –Theo (TCVN-5575) :

Ta có theo như quy phạm :

Nếu lấy Rc = 0.58R và

Trị số 5.34 là trị số hợp lý vì nó là trị số nằm giữa trường hợp tấm có hai biên ngàm cứng và trường hợp tấm có hai biên tựa đơn

2.7 So sánh và nhận xét:

Ta vẽ đường biểu diễn khả năng chịu cắt của bản bụng dầm thay đổi tùy theo độ mãnh của bản bụng h/tw (Cho loại thép CT3 )

Trong đó:

Biểu thức của đường ASD-89 được trình bày trong phần 2.5

2

3 10

b

c o



2  0

2

974 5





Biểu thức của đường LRFD-93 được trình bày trong phần 2.4

Biểu thức của đường TCVN-5575-1991 được trình bày trong phần 2.6

Trường hợp : chưa xét đến hệ số an toàn

Nhận xét:

-Khi độ mãnh bản bụng <100 thì dường TCVN-5575 rất gần với đường

RLFD-93 nhưng vẫn nằm dưới đường RLFD-93 vậy kết quả theo TCVN-5575 là an toàn ASD -89 an toàn hơn so với TCVN-5575 là khoảng 1.45

-Khi độ mãnh của bản bụng >100 thì đường TCVN-5575 nằm cao hơn hai đường ASD-89 và LRFD-93 vậy để bản bụng bị mất ổn định phi đàn hồi dưới ứng suất cắt thuần túy là không an toàn Ta cũng lưu ý rằng biểu thức xác định Tcr theo RLFD-93 đã có xét đến ảnh hưởng của ứng suất dư Nên đường RLFD-93 có đoạn chuyển tiếp xuống rất nhanh trước khi chuyển qua đoạn thể hiện trạng thái mất ổn định dàn hồi Đường TCVN-5575 gẫy đột ngột khi độ mãnh bản bụng vượt quá 100

-Khi ta kiểm tra độ mãnh bản bụng về khả năng tránh mất ổn định cục bộ do ứng suất tiếp lớn nhất, thì trường hợp rộng rãi nhất là ho/b không được vượt quá 3.2E/R (Khi chưa đặt sườn ngang) Giá trị 3.2E/R là giá trị ứng với điểm gẫy trên biểu đồ

Trường hợp ta lấy hệ số an toàn của ASD so với TCVN là 1.3:

Đồng thời ta cũng lấy giá trị của các biểu thức biểu diễn nên đường LRFD-93 chia cho 1.67 (là hệ số an toàn của tiêu chuẩn ASD so với LRFD) ta được kết quả như hình ở dưới đay

Ta cũng vẽ biểu đồ thể hiện sự sai lệch giá trị của các tiêu chuẩn so với tiêu chuẩn việt nam sau khi giả thiết hệ số an toàn của ASD so với TCVN là 1.3

Ta chọn hệ số 1.3 vì như đã lý luận ở chương 0 là trường hợp hệ số vượt tải của tĩnh tải lấy bằng 1.1 và hệ số vượt tải của hoạt tải lấy bằng 1.2

Nhận xét:

Ta thấy sai số của hai đường ASD-89 và TCVN-5575 là còn khá lớn (sai số từ 10% đến 40%)

Trường hợp ta lấy hệ số an toàn của ASD so với TCVN là 1.44:

Đồng thời ta cũng lấy giá trị của các biểu thức biểu diễn nên đường LRFD-93 chia cho 1.67 (là hệ số an toàn của tiêu chuẩn ASD so với LRFD) ta được kết quả như hình ở dưới đay

Ta cũng vẽ biểu đồ thể hiện sự sai lệch giá trị của các tiêu chuẩn so với tiêu chuẩn việt nam sau khi giả thiết hệ số an toàn của ASD so với TCVN là 1.44

Ta chọn hệ số 1.44 vì như đã lý luận ở chương 0 là trường hợp hệ số vượt tải trung bình lấy bằng 1.3