Giáo trình Kết cấu thép - Chương 3: Dầm thép
Chæång 3
DÁM THEP
ξ 1.Âai cæång vã dám va hã dám:
Dám la kãt cáu chëu uän co ban bung âàc, la kãt cáu cå ban trong kãt cáu xáy
dæng. Âæåc dung lam san nha dán dung va cäng nghiãp, dám cáu, kãt cáu chëu læc cua
cæa van, dám cáu chay.
1.1.Cac loai dám:
1.Theo cáu tao:
a.Dám âënh hçnh:
I : âæåc dung trong uän phàng: dám san,
dám cáu.
U: Tiãt diãn khäng âäi xæng, âæåc dung
trong uän xiãn nhæ xa gä, dám sæån tæång. Co 1 ma
phàng nãn dã liãn kãt våi kãt cáu khac.
Hçnh 3.1: Dám âënh hçnh
Âàc âiãm: - Tiãt kiãm cäng chã tao.
- Liãn kãt âån gian.
- Kêch thæåc han chã.
- Tän thep do δb lån hån yãu cáu thiãt kã. Âã khàc phuc dung dám
dáp tæ thep ban mong
b.Dám tä håp :
Dám tä håp han: gäm 3 ban
thep ghep lai bàng âæång han goc.
Hai ban nàm ngang: hai canh dám;
ban âàt âæng: ban bung.
So våi dám âinh tan, êt tän vát
liãu va nhe hån, chi phê cáu tao êt
hån Æ âæåc dung phä biãn.
Hçnh 3.2: Dám tä håp
Dám tä håp âinh tan: Gäm mät ban thep âàt âæng lam ban bung; hai canh dám,
mäi canh gäm hai thep goc chæ L va co thã thãm mät hoàc hai ban thep nàm ngang goi
la ban âáy.
Vç phai khoet lä nãn tän cäng chã tao va tän vát liãu, nhæng chëu læc tät. Âæåc
dung khi dám chëu tai trong âäng va tai trong lån, nhæ dám cáu chay, dám cáu.
Âàc âiãm: - Kêch thæåc lån.
- Tiãt kiãm thep.
- Tän cäng chã tao.
c.Kãt luán:
55
Nãn dung dám âënh hçnh nãu vã cáu tao cho phep, va bao âam cæång âä, âä
cæng, än âënh.
Dung dám tä håp khi khäng thã dung dám hçnh nhæ khi tai trong lån va nhëp
dám lån
2.Theo så âä kãt cáu:
Hçnh 3.3: Phán loai dám theo så âä kãt cáu.
Dám âån gian: tän vát liãu, chã tao va dæng làp âån gian, chëu læc chênh xac,
khäng anh hæång do nhiãt, hay lun lãch. Âæåc dung nhiãu trong xáy dæng.
Dám liãn tuc: Âä cæng lån, tiãt kiãm vát liãu, chã tao va dæng làp kho, näi læc
thay âäi do nhiãt, hay lun lãch. Âæåc dung khi dám cán âä cæng lån.
Dám mut thæa: tiãt kiãm vát liãu.
1.2.Hã dám:
1.Khai niãm:
Hã dám la kãt cáu khäng gian gäm dám chênh, dám phu bä trê thàng goc nhau.
Dám phu træc tiãp âå ban màt va truyãn tai trong lãn dám chênh. Dám chênh âå dám
phu va truyãn tai trong tæ dám phu lãn gäi âå.
2.Phán loai:
Tuy theo cach xàp xãp dám ta co 3 loai hã dám:
Hçnh 3.4: Cac loai hã dám.
a.Hã dám âån gian:
Gäm mät hã thäng dám âàt song song våi canh ngàn âå san cäng tac. Dám lam
viãc nhæ ban kã hai canh Æ kha nàng chëu læc kem Æ chè phu håp våi tai trong nho,
chiãu dai canh ngàn ä san khäng lån.
b.Hã dám phä thäng:
56
Gäm hai loai dám âàt vuäng goc våi nhau va song song våi hai canh cua san
cäng tac. Cac dám âàt song song våi canh ngàn cua san, tæa lãn cät hay kãt cáu chëu læc
khac: dám chênh. Cac dám âàt thàng goc, tæa lãn dám chênh va truyãn tai trong tæ san
lãn dám chênh: dám phu.
- Khi tai trong va kêch thæåc cua san khäng lån (q≤3000daN/m2; ä san ≤ 12x36m)
Æ hã dám phä thäng hiãu qua kinh tã hån cac loai hã dám khac nhå giam læång thep
va dã cáu tao cáu kiãn hån.
c.Hã dám phæc tap:
Gäm ba loai dám: Ngoai dám chênh, dám phu con co dám san âàt vuäng goc va
tæa lãn dám phu.
- Hã dám nay phæc tap va tän cäng chã tao Æ chè thêch håp khi tai trong san
cäng tac lån (q ≥ 3000 daN/cm2).
2.Cac cach liãn kãt dám:
Cac dám âæåc liãn kãt våi nhau theo 1 trong 3 cach:
a.Liãn kãt chäng:
Dám no gac lãn dám kia.
- Âån gian, dã làp ghep.
- Lam tàng chiãu cao cäng trçnh.
- Âä cæng va kha nàng chëu læc khäng cao, san lam viãc nhæ ban kã hai canh.
Hçnh 3.5: Cac cach liãn kãt dám.
b.Liãn kãt cung ban màt:
Bä trê sao cho canh trãn cua cac loai dám co cung âä cao.
- Giam chiãu cao xáy dæng cua hã dám, co thã tàng chiãu cao dám chênh.
- Toan hã dám co âä än âënh lån.
- San co âä cæng va kha nàng chëu læc lån nhå lam viãc nhæ ban kã bän canh.
- Cáu tao phæc tap hån liãn kãt chäng Æ dung cho hã dám phä thäng.
c.Liãn kãt tháp:
Cac dám phu âàt tháp hån dám chênh, dám san âàt bàng màt våi dám chênh.
Co æu âiãm nhæ liãn kãt bàng màt nhæng phæc tap hån nhiãuÆ chè dung cho hã
dám phæc tap.
57
1.3.Cáu tao va tênh toan ban san:
1.Xac âënh nhëp l va chiãu day ban san δ :
Yãu cáu: Trong læång san khäng lån, cáu tao khäng qua phæc tap ma ván âam
bao kha nàng chëu âæåc tai trong.
⎛
⎜
⎝
⎞
⎟
⎟
⎠
4.n0
72E1
n04 .qtc
l
⎜
=
⋅ 1+
(3.1)
δ
15
f
⎡ ⎤
n0 =
E1 =
: âä vong giåi han, theo quy pham: san n0 = 150; dám phu n0 =250.
⎢ ⎥
l
⎣ ⎦
E
(3.2 )
Våi: νthep = 0,3; ECT3 = 2.106 kg/cm2 Æ E1= 2,26 .106
1−ν
Bã day san δ âæåc chon theo tai trong tiãu chuán qtc Æ nhëp san l.
Tai trong trãn san q (kg/cm2)
Chiãu day san δ (mm)
≤ 1000
≤ 2000
≤ 3000
> 3000
6 ÷ 8
8 ÷ 10
10 ÷ 12
12 ÷ 14
2.Kiãm tra:
Dæåi tac dung tai trong, ban
san chëu uän va bë vong. Do âæång
han liãn kãt ban san va dám ngàn
can biãn dang tæ do va biãn dang
xoay cua ban tai cac gäi Æ tai cac gäi
tæa phat sinh læc keo H va mämen
ám M co tac dung giam mämen
trong ban å nhëp.
Khi tênh toan âã thiãn vã an
toan, bo qua anh hæång cua mämen
ám M, chè xet anh hæång cua læc keo
H. Càt mät dai ban räng 1cm, så âä
tênh toan la mät dám hai gäi tæa cä
âënh chëu tai trong phán bä âãu q.
* Mämen uän lån nhát å nhëp:
l 2
Hçnh 3.6: Så âä tênh cua ban san
1
Mmax = q.
- H.f
(3.2a)
Hay: Mmax= M0
(3.2b)
8
1+α
H
Trong âo : α =
âæåc xac âënh tæ cäng thæc:
P
th
f0
2
α.(1+ α)2 =3.(
)
(3.3)
δ
58
Kiãm tra âiãu kiãn biãn dang:
Âä vong cua ban san do tai trong tiãu chuán qc va læc keo H gáy ra:
1
f = f0 .
≤ [ f ]
(3.4)
1+α
Trong âo: f0: âä vong dám do tai trong tiãu chuán qc trãn dám
qc .l 4
5
f0=
⋅
(3.5)
384 E1.J
Kiãm tra âiãu kiãn âä bãn:
Âä bãn cua ban san âæåc kiãm tra theo cäng thæc:
M max
W
H
σ =
+
≤ γ.R
(3.6)
A
α ⋅π 2 E ⋅ J
Trong âo:
H = α. Pth=
(3.7)
l 2
A, W: Tiãt diãn va momen khang uän cua tiãt diãn ban räng 1cm.
3.Tênh toan âæång han liãn kãt ban san va dám:
Âæång han liãn kãt ban san va dám chëu læc keo H å gäi tæa:
H
β.Rgh
hh=
(3.8)
(
)
.γ
1.4.Cac kêch thæåc chênh:
1.Nhëp dám:
Nhëp dám la khoang cach giæa hai gäi tæa
(dám, cät , tæång...)
* Âäi våi dám cäng xän (1 âáu tæa lãn kãt cáu
tæa, 1 âáu tæ do) Æ nhëp dám la khoang cach mep
khäng tæa âãn mep ngoai cua kãt cáu tæa
* Âäi våi dám tæa ca hai âáu Æ nhëp dám la
khoang cach giæa 2 tám gäi tæa.
Nhëp dám chênh âæåc xac âënh theo yãu cáu
sæ dung.
Hçnh 3.7: Nhëp va bæåc cua dám
Bæåc dám chênh nãn chon thã nao âã co thã dung thep hçnh lam dám phu.
Bæåc dám phu phu thuäc nhëp cua ban âa chã tao sàn.
2.Chiãu cao dám
Dæa vao:
h ≈ hln
hmin ≤ h ≤ hmax
a.hln:
Thã têch 1 âån vë dai cua dám:
Vd = Vc + Vb = 2.Fc.1.ψc + Fb.1.ψb
(3.9)
ψc , ψb: hã sä cáu tao nhàm kã âãn thã têch cua canh
va bung tàng so våi ly thuyãt do qua trçnh chã tao.
Hçnh 3.8: Kêch thæåc dám
59
Gán âung xem canh dám chëu toan bä M va: hd ≈ hb
N ≈ M/h
≈ hc
N
R
M
⇒
Fc
=
=
h.R
⇒
Fb = δb.h
Hçnh 3.9: Xem canh
chëu toan bä M
M
Nãn:
(3.10)
Vd = 2
.Ψc .c + δ b .h.Ψb
h.R
Våi: c<1: hs kã âãn mät phán M do bung dám chëu.
Tæ (3.10) co quan hã giæa chiãu cao dám våi trong
læång dám biãu thë trãn hçnh 3.10.
V
Vd
Vmin
δ Vd
2Vc
Vb
Vd cæc tiãu khi:
δ h
= 0
M
⇒
- 2
.Ψc .c + δb .Ψb = 0
(3.11)
(3.12)
h2 .R
Wyc
2c.Ψc .M
Ψb .R.δb
hln
h
hln
=
= k
δb
Hçnh 3.10:
2c.Ψc
Ψb
Våi:
: Phu thuäc hçnh thæc cáu tao dám.
k =
Cäng thæc kinh nghiãm:
3
hln
=
220Wyc -15cm
(3.13)
3
hln = (5,5 ÷ 6,5). Wyc
(3.14)
Khi h ≤ 2000mm
3 h
Va:
δb = 7 +
(mm)
1000
Chu y:
1- Khi tênh toan hln cua dám, ta âa bo qua anh hæång cua δb âãn Vd , nãu xet âãn
hb
3.λb .Wyc
3
λ =
anh hæång cua âä manh ban bung
Æ hln =
.
b
δb
2
2- Ta tháy: hb lån va δb mong Æ λb se lån Æ Dám nhe. Tuy nhiãn, δb khäng âæåc
qua mong âã thoa âiãu kiãn än âënh cuc bä ban bung.
C ⋅M
hd ⋅ R
3- Tæ (3.11): ⇒
δb. ψb = 2.
.ψc ⇔
Vb = 2Vc
Co nghéa: Khi thã têch dám nho nhát: thã têch bung dám = thã têch 2 canh dám.
4- Qua hçnh 3.10: khi hd lán cán gia trë hln , Vd thay âäi khäng lån Æ láy hd ≠ hln
khäng qua 20% ván âam bao yãu cáu kinh tã.
b.hmin
:
Xac âënh dæa vao âiãu kiãn âä vong.
c.hmax
:
Xac âënh dæa vao âiãu kiãn xáy dæng.
60
ξ2.Thiãt kã dám hçnh:
2.1.Chon tiãt diãn:
Tæ så âä dám: l, tai trong, hçnh thæc liãn kãt gäi ta tênh âæåc: Mmax , Qmax
.
M max
Wyc
=
(3.15)
γR
Nãu xet âãn trang thai deo:
M max
Wyc
=
(3.16)
1,12γ.R
Tæ Wyc tra quy cach thep chon sä hiãu thep phu håp
2.2.Kiãm tra tiãt diãn:
1.Cæång âä:
a.Theo æng suát phap σ:
M max
M max
σ =
≤ γ.R
(3.18)
σ =
≤ γ.R (3.17)
Hay:
W
1,12.W
b.Theo æng suát tiãp τ:
Qmax .S
(3.19)
τ =
≤ γ.Rc
J.δb
2.Æng suát do tai trong cuc bä:
Khi co tai trong táp trung âàt træc tiãp
lãn dám va dæåi tai trong âo khäng co sæån.
Æng suát cuc bä sinh ra trong ban bung
dám:
P
σ cb
=
≤ γ.R
(3.20)
δb .Z
Våi: Z = b + 2δc : chiãu dai quy æåc
phán bä ap læc cua tai trong táp trung.
Hçnh 3.11: Æng suát cuc bä do tai trong
táp trung
3.Âä vong:
f
l
f
⎡ ⎤
≤
(3.21)
⎢ ⎥
l
⎣ ⎦
f
l
Våi:
:Âä vong tæång âäi cua dám do tai trong tiãu chuán.
f
⎡ ⎤
: Âä vong tæång âäi giåi han cho phep quy âënh trong quy pham.
⎢ ⎥
l
⎣ ⎦
4.Än âënh täng thã:
M max
σ =
≤ γ.ϕd .R
(3.22)
W
61
ξ 3.Thiãt kã dám tä håp:
3.1.Chon tiãt diãn:
Gán âung xem:
h ≈ hd ≈ hb ≈ hc
1.Dám tä håp han:
a.Ban bung:
h ≈ hln
hmin ≤ h ≤ hmax
⎧
⎨
⎩
δb chon dæa vao h va chëu âæåc læc càt Qmax
Qmax .S
τ =
≤γ.Rc
(3.23)
J.δb
Coi bung dám chëu toan bä læc càt thç:
Fb
δ b.h2
δ b.h3
12
h
S= . =
;
J=
Hçnh 3.12: Dám tä håp han
2 4
8
Qmax
3
δ ≥ .
Nãn:
(3.24)
b
2 h.γ.Rc
Âã tranh àn mon va thuán tiãn chã tao:
8mm ≤ δb ≤ 22mm
b.Ban canh:
2
h
⎝ ⎠
2
⎛ ⎞
Co:
Jc ≈ 2Fc .⎜ ⎟
2Jc
Nãn:
(3.25)
Fc ≈
h2
M
h δ b.h3
Våi: Jc =Jyc − Jb = max . −
R
2
12
Mmax
δ .h
6
b
Váy:
(3.26)
Fc
=
−
R.h
Tæ âo chon: δc x bc = Fc thoa:
δc = 8 ÷ 40
δb < δc ≤ 3δb : Âã æng suát tai vung liãn kãt canh va bung phán bä âãu.
2100
: Bao âam än âënh cuc bä.
bc ≤30δ
c
R
bc ≥180mm
hd
: Bao âam än âënh täng thã.
δ
≥
c
10
2.Dám tä håp âinh tan:
a.Ban bung:
Chon nhæ dám tä håp han.
62
b.Ban canh:
Trçnh tæ:
Chon 4 thep goc thoa yãu cáu:
δg = δb
bg = ( 1/9 ÷ 1/12 ) hd
ΣFg ≥ 30%ΣFc : Âã læc truyãn
âãu tæ canh âãn bung.
Thep âãu canh, hoàc khäng
âãu canh ghep canh ngàn.
Hçnh 3.13: Dám tä håp âinh tan
Jg = 4(Jg0 + Fg .ag2 )
Co:
(3.27)
Nãu:
Mmax
h
h
Jg + Jb ≥ Jyc = Wyc .
=
.
: Khäng cán ban âáy.
: Tênh thãm ban âáy.
2
0,85R 2
Jg + Jb < Jyc
Moment quan tênh cua ban âáy:
Jâ = Jyc − (Jb + Jg )
2Jâ
h2
Nãn:
Fâ
≈
Yãu cáu cua ban âáy:
180 ≤ bâ ≤ 600
bâ = ( 1/ 2,5 ÷1/5) hd
bâ ≤ bâmax
: Theo âiãu kiãn än âënh cuc bä nhæ hçnh ve.
δâ > 20mm : Chia lam 2 ban âáy.
Sä ban âáy ≤ 3
: Âã tranh deo cua âinh.
3.2.Kiãm tra tiãt diãn:
Tæ tiãt diãn âa chon ta co chênh xac: δb , δc , hb , hc , h , ..
1.Cæång âä:
a.Dám tä håp han:
M
σ = max ≤γ.R
(3.28)
W
Q
max .S
τ =
≤γ.Rc
(3.29)
Jd .δ b
Våi: Jd = Jb + Jc
hc F hb
2Jd
S=Fc.
+
b . ;W=
2
2 4
h
Tai vë trê co M va Q:
2
2
σ 1 +3τ 1 ≤1,15γ.R
(3.30)
hb
M
Q.Sc
J.δb
Våi: σ1 =
.
;
τ1 =
Hçnh 3.14: Kiãm tra tai vë trê co M, Q
W h
63
b.Dám tä håp âinh tan:
M
σ = max ≤γ.Rc
(3.31)
(3.32)
Wth
Qmax .S
τ=
≤γ.Rc
Jd .δ b
2Jth
Våi:
W
=
h
Jth = Jng - Jlä ;
Jlä = Σ Foi.yi2 + 0,15 Jb
Hçnh 3.15: Dám th âinh tan
2.Æng suát do tai trong cuc bä:
Khi co tai trong táp trung âàt træc tiãp
lãn dám va dæåi tai trong âo khäng co sæån.
Æng suát cuc bä sinh ra trong ban bung dám:
P
σ cb
=
≤ γ.R
(3.33)
δb .Z
Våi: Z = b + 2h1 : chiãu dai quy æåc
phán bä ap læc cua tai trong táp trung.
Hçnh 3.16: Æng suát cuc bä do tai
trong táp trung
3.Âä vong:
f
l
f
⎡ ⎤
≤
(3.34)
(3.35)
⎢ ⎥
l
⎣ ⎦
4.Än âënh täng thã:
M max
σ =
≤ γ.ϕd .R
W
3.3.Biãn âäi tiãt diãn dám:
Theo chiãu dai dám, M thay âäi , âã tiãt
kiãm kim loai cán thay âäi tiãt diãn dám theo sæ
biãn âäi cua M. Nhæng khi biãn âäi tiãt diãn thç
cäng chã tao tàng, nãn chè cán thay âäi tiãt diãn
dám khi L ≥ 10m.
Hçnh 3.17: Biãn âäi tiãt diãn dám
1.Dám tä håp han:
a.Cac cach thay âäi tiãt diãn:
c)
a)
b)
d)
Hçnh 3.18: Cac cach thay âäi tiãt diãn dám tä håp han
64
- Thay âäi bã day ban canh δc (a): Âån gian, nhæng màt trãn cua dám khäng
phàng, kho liãn kãt våi kãt cáu bãn trãn.
- Thay âäi chiãu cao tiãt diãn h (b): phæc tap Æ dung khi nhëp dám lån.
- Thay âäi âät ngät bã räng canh bc (c): Æ tiãt kiãm 10÷ 12 % thep, âån gian.
- Thay âäi tæ tæ bã räng canh bc (d): Æ tiãt kiãm 20% thep.
b.Vë trê thay âäi tiãt diãn:
- Tai trong phán bä âãu:
Tiãt diãn canh å vë trê Mmax
:
M max δ b.h
Fc =
−
(3.36)
R.h
6
Tiãt diãn canh å vë trê bàt âáu thay âäi:
Mx
δ .h
6
b
Fcx
=
−
(3.37)
R.h
Thã têch thep tiãt kiãm:
= (Fc − Fcx ).α l
V
α l
R.h
=
(Mmax − Mx )
Hçnh 3.19: Âiãm thay âäi tiãt diãn.
q.l2
Våi: Mmax
Mx =
=
8
q.l.x q.x2 ql2
−
=
.α(1−α)
2
2
2
=4Mmax.α(1−α)
α .l
2
Nãn:
(3.38)
V
=
M
max (1− 4α + 4α )
Rh
δV
Khi:
= 0
Ta co: V : max
δ α
Hay:
Nãn:
1 - 8α + 12 α2 = 0
(3.39)
(3.40)
α1 =1/2
α2 =1/6
Khäng håp ly
Håp ly
- Våi cac loai tai trong khac:
Hçnh 3.20: Vë trê thay âäi khi tai trong táp trung
c.Tênh b1:
Tæ:
Tæ:
Mx
⇒
Wxyc
⇒
⇒
J x
b1
yc
J x , h , δb , δc
yc
d.Chu y:
⊗ b1 ≥ h/10
≥ 180mm
65
⊗ Vë trê x=αl la âiãm càt ly thuyãt.
Vç Rh=0,85R nãn âiãm càt thæc tã x1 =
0,85αl. Hoàc tai vë trê âä nhæng dung
âæång han xiãn.
⊗ Âã tranh æng suát táp trung
phai vat våi i =1/5.
Hçnh 3.21: Vë trê thay âäi bã räng canh
2.Dám tä håp âinh tan:
Nãu canh dám tan gäm nhiãu ban âáy
thç theo thæ tæ ta càt tæng ban âáy âã biãn âäi
tiãt diãn dám.
Våi loai nay ta co W1 , W2 .. nãn ta chè
cán tçm âiãm càt ly thuyãt x1 , x2 ..
a.Âiãm càt ly thuyãt :
Hçnh 3.22: Cach thay âäi tiãt diãn
dám tä håp âinh tan
Tæ: Wi
⇒
Mi = Wi.R
Co:
Mi = q.l.xi /2 - q.xi2/2
2W .R
i
⇒
xi2 − l.xi +
= 0
q
2
2W .R
l
l
⎛ ⎞
i
Nãn:
xi2
=
±
−
(3.41)
⎜ ⎟
⎝ ⎠
2
2
q
b.Âiãm càt thæc tã:
Âã ban âáy lam viãc âæåc tæ âiãm càt ly thuyãt thç phai keo ban âáy vã phêa gäi
tæa mät âoan a âu âã tan 0,5 sä âinh ma ban âáy bë càt chëu.
Fi .R
1
bâ
n =
.
(3.42)
â
2
[
]
N
min
3.Kiãm tra æng suát tai âiãm biãn âäi tiãt diãn:
2
2
σ 1 +3τ 1 ≤1,15γ.R
(3.43)
Hçnh 3.23: Âiãm kiãm tra æn suát.
Âiãm kiãm tra æng suát:
Dám han: å biãn bung.
Dám tan: nàm trãn truc hang âinh âáu tiãn va trãn âæång âinh liãn kãt
thep goc canh va ban bung.
66
3.4.Tênh liãn kãt giæa canh va bung dám:
Liãn kãt âã chäng træåt giæa canh va bung
dám do læc càt gáy ra. Goi τ la æng suát træåt å
biãn bung dám. Thç læc træåt trãn 1 âån vë dai:
T
=
τ .1.δ
Q.S c
J d
b
(3.44)
=
Hçnh 3.24: Hiãn tæång træåt
giæa canh va bung dám
1.Dám tä håp han :
Læc T do 2 âæång han goc dai 1 âån vë å 2
bãn chëu:
(3.45)
2hh .1. β.Rg
≥ T
min
Q.Sc
hh ≥
(3.46)
(
)
2.Jd . β.Rg
min
Khi co læc táp cuc bä tac dung lãn canh dám ma
tai âo khäng co sæån âæng thç âæång han liãn kãt chëu
thãm æng suát cuc bä. Nãn cäng thæc tênh chiãu cao
âæång han:
2
2
⎛
⎞
Q.Sc
P
⎛ ⎞
⎜
⎜
⎟
⎟
+
⎜ ⎟
Hçnh 3.25: Âæång han liãn
kãt canh va bung dám
Jd
Z
⎝ ⎠
⎝
⎠
hh ≥
(3.47)
(
)
2. β.Rg
min
2.Dám tä håp âinh tan:
Goi a la bæåc âinh liãn kãt giæa thep goc canh
va bung dám, thç læc tac dung lãn 1 âinh se la T.a.
Do âo ta co cäng thæc:
â
N
]
min .Jd
a ≤
(3.48)
Goi a’ la bæåc âinh liãn kãt giæa thep goc
Q.Sc
Hçnh 3.26: Liãn kãt canh va
bung dám th âinh tan
canh va ban âáy:
[N]âmin .Jng
Q.Sâ
a’ ≤
(3.49)
Vç:
Sc = Sâ +Sg > Sâ
Æ
a ’ > a
Chon: a’ = a : âã dã bä trê cáu tao dám.
Chu y:
- Âäi våi dám nhëp nho, chëu Q be: Tênh
bæåc âinh theo Qmax.
- Âäi våi dám nhëp lån: Tênh bæåc âinh a
våi Qmax trãn 3 m mät.
-Yãu cáu cáu tao: a ≤ 12d va a ≤ 18 δg.
Hçnh 3.27: Tênh buåc âinh dám tä
håp âinh tan
67
ξ4.Än âënh täng thã cua dám thep:
4.1.Hiãn tæång:
Dæåi tac dung tai trong P, dám bë uän
trong màt phàng tai trong: dám än âënh.
Tàng P âãn luc dám væa bë uän væa chëu
xoàn va vãnh ra khoi màt phàng chëu læc:
Æ Dám mát än âënh täng thã.
Læc lam cho dám tæ trang thai än âënh
sang trang thai mát än âënh goi la læc tåi han: Pth
→ Âiãu kiãn än âënh cua dám:
Hçnh 3.28: Mát än âënh täng thã
P ≤ Pth
⇔
⇔
M ≤ Mth
σ ≤ σth
4.2.Cäng thæc kiãm tra än âënh täng thã:
M
σ =
≤ σth = γ.ϕd .R
(3.50)
Wx
Trong âo : Wx = Wng : Mämen chäng uän cua tiãt diãn
γ = 0,95 : Hã sä âiãu kiãn lam viãc
ϕd : Hã sä än âënh täng thã
Våi: ϕd = ϕ1
ϕd = 0,68 + 0,21. ϕ1 ≤ 1
Khi: ϕ1 ≤ 0,85
Khi: ϕ1 > 0,859
2
J y
⎛
⎞
h
E
⎛ ⎞
⋅103.
⎜
⎜
⎟
⎟
ϕ1 = Ψ.
⋅
(3.51)
⎜ ⎟
J x lo
R
⎝ ⎠
⎝
⎠
Trong âo:
lo: Khoang cach 2 âiãm cä kãt khäng cho
canh cong vãnh ra ngoai màt phàng cua dám.
Ψ phu thuäc:
Hçnh 3.29: l0
-
-
-
-
Vë trê âàt tai.
Dang tai trong.
Liãn kãt dám våi gäi tæa.
Hã sä α:
2
J xn
l
⎛
⎞
⎟
o
α = 1,54.
: Âäi våi dám âënh hçnh
⎜
J y
⎛ lo .δc ⎞2
h
⎝
⎠
d.δ 3
⎛
⎞
b
⎜
⎟
⎟
⎠
⎜
⎜
⎟
⎟
+ 1+
α = 8.
: Âäi våi dám tä håp.
bc .δc3
⎜
Hçnh 3.30:
bc .hc
⎝
⎠
⎝
68
4.3.Biãn phap tàng cæång än âënh täng thã:
Âã tàng cæång än âënh cho dám (tàng hã sä än âënh ϕd) co 2 biãn phap :
- Tàng Wx , bàng cach tàng tiãt diãn canh nen.
- Giam lo bàng cach bä trê hã giàng hay thanh chäng trong màt phàng canh nen
cua dám.
Cac dám khäng mát än âënh täng thã:
San thep hoàc BTCT liãn kãt chàc chàn, liãn tuc våi canh nen cua dám.
Dám chæ I co: l0/bc ≤ 16
Dám co ty sä lo/bc thoa:
lo/bc ≤ δ.[0,41 +0,0032.bc/δc + (0,73 - 0,016. bc/δc ).bc/hc ] E / R
(3.52)
ξ 5.Än âënh cuc bä:
5.1.Khai niãm:
Canh va bung dám tä håp la nhæng ban thep
mong khi chëu æng suát phap σ, æng suát tiãp τ, canh
hoàc bung dám co thã bë vãnh tæng vung træåc khi
dám mát än âënh täng thã: Dám mát än âënh cuc bä.
Phán dám bë cong vãnh khäng tham gia chëu
Hçnh 3.31: Mát än âënh cuc bä
læc âæåc næa Æ Dám mát tênh âäi xæng, tám uän
thay âäi Æ Khi âo, do phán dám tham gia chëu læc bë thu hep Æ phán bä lai æng suát,
phán tiãt diãn con lai chëu læc lån hån Æ dám dã bë mát än âënh täng thã.
Æ Mát än âënh cuc bä la mät trong nhæng nguyãn nhán gáy mát än âënh täng
thã.
Biãn phap tàng cæång än âënh cuc bä:
- δ ↑
:
Tän thep
- Gia cä sæån: phæc tap
Håp ly âäi våi dám tä håp:
- Chon δc âu än âënh cuc bä.
- Chon δb mong räi gia cæång sæån.
5.2.Tênh toan än âënh cuc bä:
Theo ly thuyãt än âënh, täng quat æng suát tåi han cua ban tênh theo cäng thæc:
2
2
c.π 2 .E
δ
a
⎝ ⎠
δ
a
⎝ ⎠
⎛ ⎞
⎛ ⎞
σo =
(3.53)
= k.
⎜ ⎟
⎜ ⎟
12
(
1−ν 2
)
Trong âo:
δ; a: Chiãu day va räng cua ban.
1.Än âënh cuc bä canh nen:
Canh nen nhæ ban chæ nhát tæa trãn canh dai la ban bung, chëu æng suát nen
âãu tac dung vuäng goc canh dai ban.
69
Vç δb mong khäng âu kha nàng chäng
lai sæ xoay cua canh khi biãn tæ do ban canh mát
än âënh vãnh ra khoi ban bung Æ liãn kãt giæa
canh va bung coi la khåp.
Våi quan niãm trãn: k = 0,25.E
Hçnh 3.32: Mát än âënh cuc bä
cua canh dám
⎛δ c ⎞2
⎜
⎜
⎟
⎟
Æ
σo = 0,25.E.
(3.54)
bo
⎝
⎠
Âã tán dung vát liãu, cho σo = R (âã dám mát än âënh âäng thåi våi mát bãn)
bo ⎡bo ⎤
E
Âiãu kiãn kiãm tra:
≤
=0,5.
(= 15,8 : CT3)
(3.55)
⎢
⎣
⎥
⎦
δ o
δc
R
Quy pham quy âënh: âäi våi thep CT3, canh khäng mát än âënh cuc bä khi:
⎡
⎤
b0
b0
(3.56)
≤
=15
⎢
⎣
⎥
⎦
δc
δc
2.Än âënh cuc bä ban bung:
Ban bung co thã mát än âënh do tac dung æng suát phap σ, æng suát tiãp τ hoàc
do ca æng suát phap σ va æng suát tiãp τ.
a. Chëu æng suát tiãp τ:
Tai nhæng vung co Q lån (gán gäi tæa), ban
bung co thã bë meo va phçnh ra ngoai màt phàng
dám thanh song nghiãng 450 Æ mát än âënh do æng
suát tiãp τ. Khi khäng co sæån gia cæång, khäng kã
âãn sæ ngam âan häi giæa bung va canh :
⎛
⎞ R
0,76
c
⎜
⎟
⎟
τ o =10,3 1+
τo
(3.57)
2
µ 2
⎜
⎝
Hçnh 3.33: Mát än âënh cuc bä
cua bung dám do æng suát tiãp
⎠
λb
ho
E
Våi:
=
.
(3.58)
λb
δ b
R
Âã tán dung vát liãu, cho τo = Rc (mát än âënh än âënh cuc bä âäng thåi våi mát
kha nàng chëu læc)
Æ
Âäi våi dám khäng chëu tai trong âäng :
=
= 3,2
λb
10,3
Âäi våi dám chëu tai trong âäng : = 2,2
λb
Æ
Âiãu kiãn kiãm tra:
≤
λb λb
Nãu khäng thoa, phai gia
cæång ban bung bàng cac sæån âæng
hai bãn bung dám.
Cáu tao sæån âæng:
- Chiãu cao : hs = hb;
R
- Chiãu day: δs ≥ 2.bs.
;
Hçnh 3.34: Gia cæång sæån âæng cho bung dám
70
E
- Chiãu räng:
bs ≥ ho/30 + 40mm
- Khoang cach giæa 2 sæån: a ≤ 2ho
khi:
khi:
> 3,2
≤ 3,2
λb
λb
a ≤ 2,5ho
- Âæång han liãn kãt sæån vao bung dám hh = 4mm.
Sau khi bä trê sæån âæng våi khoang cach täi âa theo quy âënh a =2ho Æ µ =2
Rc
Nãn tæ (3.57) Æ
τ o =12,26
(3.59)
2
λb
Âã tán dung vát liãu, cho τo = Rc
Âäi våi dám khäng chëu tai trong âäng :
Æ
λb
= 3,5
Âäi våi dám chëu tai trong âäng : = 2,5
λb
b.Chëu æng suát phap σ:
Tai nhæng vung chëu M lån, vung nen cua ban bung dám phçnh ra khoi màt
phàng uän thanh song vuäng goc màt phàng uän Æ mát än âënh do æng suát phap σ.
R
σ o = Ckp
(3.60)
2
λb
Gia trë σo phu thuäc vao sæ phán bä æng suát phap trãn tiãt diãn ban bung va
mæc âä ngam âan häi cua bung vao canh dám.
Coi mæc âä ngam âan häi cua bung vao canh dám nho nhát: Ckp = 30
Va âã tán dung vát liãu, cho: σo = R
Æ
Æ
λb
= 5,5
Âiãu kiãn kiãm tra:
λb ≤ λb = 5,5
ho
E
⇔
≤ 5,5.
(3.61)
δ b
Nãu khäng thoa, âàt sæån doc cach biãn bung vung nen cua ban bung âoan t:
t = (0,2 ÷ 0,25)h0 (3.62)
R
Hçnh 3.35: Sæån âæng va ngang trong dám tä håp han
c. Chëu æng suát phap σ va æng suát tiãp τ:
Tai vë trê væa co M lån væa co Q lån, cán kiãm tra æng suát do æng suát phap va
æng suát tiãp cung gáy ra.
- Khi khäng co læc táp trung tac dung cuc bä trãn canh nen cua dám va 3,5<λb<6
Cäng thæc kiãm tra:
2
2
⎛
⎞
⎛
⎞
σ
σ o
τ
τ o
⎜
⎜
⎟
⎟
⎜
⎜
⎟
⎟
+
≤1
(3.63)
⎝
⎠
⎝
⎠
71
ho
M
Våi: σ =
τ =
.
≤ σ o
W hd
Q
≤ τ o
hb .δ b
Trong âo:
σo tênh theo (3.57) va τo tênh theo (3.60)
M, Q: Gia trë æng suát láy å tiãt diãn 0-0:
- Khi khäng co læc táp trung tac dung
cuc bä trãn canh nen va 2,5<λb<6
Hçnh 3.36: Tiãt diãn kiãm tra än
âënh cuc bä
Cäng thæc kiãm tra:
2
2
⎛
⎞
⎛
⎞
σ cb
σ
τ
τ o
⎜
⎜
⎟
⎟
⎜
⎜
⎟
⎟
+
+
≤1 (3.64)
σ o σ eo
⎝
⎠
⎝
⎠
Våi: σ, τ, τo: Xac âënh nhæ phán trãn.
σo , σeo : Xac âënh tuy thuäc ty sä a/ho .
P
σcb =
(3.65)
δb .Z
ξ 6.Näi dám:
6.1.Nguyãn nhán:
- Dám âënh hçnh khäng âu dai, phai näi dám tai nha may (mäi näi cäng xæång).
- Dám co chiãu dai, trong læång væåt qua giåi han cho phep cua phæång tiãn ván
chuyãn Æ Phai dung mäi näi làp ghep (mäi näi cäng træång).
6.2.Näi dám âënh hçnh:
Dung liãn kãt han theo 1 trong 3 cach sau:
1.Näi âäi âáu:
Vç:
Rkh ≈ 0,85 Rk
Chè dung âã näi dám å nhæng vë trê tiãt diãn co:
M ≤ 0,85 Mmax
Âã giam æng suát han va biãn hçnh han Æ Han
theo thæ tæ näi bung træåc, canh sau.
Hçnh 3.37: Näi âäi âáu dám
âënh hçnh
2.Näi hän håp:
Dung âã näi dám khi vë trê näi å tiãt diãn co M ≥ 0,85 Mmax. Co 2 cach:
a. Han âäi âáu va ghep canh:
Âæång han âäi âáu näi canh, näi bung cung ban ghep canh chëu toan bä mämen
tai tiãt diãn näi. Kha nàng chëu læc cua mäi näi:
M = W. Rkh +Ng.hg
(3.66)
72
M −Wkh
hg
Æ
Æ
(3.67)
(3.68)
N g =
Fg ≥
Ng
γ.R
hg = h + (12÷ 20)mm
bg = b - (16 ÷20)mm
Æ δg Chon ≥ 4mm.
va:
Chiãu dai âæång han liãn kãt 1/2 ban ghep
våi canh dám chëu læc Ng:
Chon træåc hh = δg
Hçnh 3.38: Näi âäi âáu va ghep
canh dám âënh hçnh
Nbn
l =
Æ
(3.69)
∑
h
(
)
γ. β.Rg
.hh
min
Chu y: Âã giam æng suát han va biãn hçnh han, mäi bãn mäi näi (kã tæ truc mäi
han) âã lai 25mm khäng han ban näi våi canh dám.
Cáu tao mäi näi phai gia cäng mäi näi kha phæc tap
b.Dung âæång han goc, ghep canh va äp bung :
Phæång phap nay co æng suát táp trung
lån å mäi näi.
Âã an toan, xem toan bä mämen M å tiãt
diãn näi dám do ban ghep canh chëu. Læc càt Q
do âæång han goc liãn kãt ban äp bung va bung
chëu.
Ban ghep canh chëu: Ng do M gáy ra:
Ng
M
(3.70) Æ Fg ≥
(3.71)
N g =
hg
γ.R
Âæång han goc liãn kãt ban näi bung va
Hçnh 3.39: Ghep canh va äp bung
dám âënh hçnh
bung dám chëu læc càt Q:
Chon bäb = 100÷ 150mm
Q
≤ β.Rgh .γ
Kiãm tra:
τh =
(3.72)
(3.73)
2.βh .hh .lh
Fg + Fä ≥ Fd
Chu y:
6.3.Näi dám tä håp han:
1.Mäi näi cäng xæång:
Khi dám khäng âu chiãu dai Æ thæc hiãn tai
cäng xæång. Dung liãn kãt âäi âáu näi bung va näi
canh dám, vë trê mäi näi canh va näi bung âæåc bä trê
so le.
Hçnh 3.40: Näi cäng xæång
dám tä håp han
Âäi våi canh keo nãn bä trê nãn bä trê å vë trê
co: σ ≤ Rkh
73
2.Mäi näi cäng træång (làp ghep):
Thæc hiãn tai cäng træång âã näi cac âoan dám âa âæåc chia ra âã thuán tiãn
ván chuyãn va cáu làp.
Cac mäi näi âæåc thæc hiãn trãn cung mät tiãt diãn âã thuán tiãn cho viãc ván
chuyãn cáu làp va khuãch âai dám nãu khäng, cac phán nhä ra cua canh hoàc bung se
bë væång hoàc cong vãnh.
a.Dung âæång han âäi âáu
Dung âæång han âäi âáu thàng goc cho
liãn kãt å canh nen, âæång han âäi âáu xiãn
goc 600 âã tàng kha nàng chëu læc cho canh chëu
keo khi vë trê mäi näi co σ ≥ Rkh.
Âã giam æng suát han va biãn hçnh han
cac âæång han goc liãn kãt canh va bung dám
mäi bãn mäi näi âã lai 500mm se han khi làp
ghep.
Trçnh tæ han làp ghep nhæ sau: Âæång
han näi bung dám (1) Æ Âæång han näi canh
dám (2) Æ Cac âoan âæång han 500mm näi
canh va bung (3).
Hçnh 3.41: Näi âäi âáu cäng xæång
dám tä håp han
b.Dung buläng cæång âä cao:
Cáu tao:
Mäi näi canh: Dung 3 ban
ghep (2 trong, 1 ngoai).
Mäi näi bung: Dung 2 ban
äp 2 bãn co bã day δ = δb.
Yãu cáu:
-Täng diãn têch tiãt diãn cac
ban näi å mät vë trê näi (canh hoàc
bung) ≥ Diãn têch tiãt diãn bä phán
âæåc näi (canh hoàc bung).
-Liãn kãt ban bung bàng 2
hang buläng thàng âæng cho mäi
næa ban äp.
Hçnh 3.42: Näi dám tä håp han bàng bulon
cæång âä cao
Tênh toan:
Mämen uän tac dung lãn mäi näi phán cho mäi näi canh va bung tè lã thuán våi
âä cæng cua canh va bung.
Jc
Jd
Mämen do mäi näi canh chëu: Mc =
(3.74)
.M
74
Tải về để xem bản đầy đủ
23 trang
20680
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Kết cấu thép - Chương 3: Dầm thép", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_ket_cau_thep_chuong_3_dam_thep.pdf
