1 1 BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP 1 TS. ĐỖ ĐẠI THẮNG Bộ môn Công trình, Khoa KT Xây dựng, Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TPHCM E-mail: dodaithang@yahoo.com 2 Tài liệu tham khảo [1] Kết cấu thép – Đỗ Đào Hải (chủ biên) – NXB ĐH Quốc gia TpHCM -2009 [2] Kết cấu thép – Phần cấu kiện cơ bản - Phạm Văn Hội (chủ biên) - NXB KHKT – 2006 [3] TCXDVN 338:2005 - Kết cấu thép Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây dựng - 2009 [4] TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây dựng 3 Đề bài Số liệu: ℓ (m): nhịp bản sàn B (m): nhịp dầm phụ n: số dầm phụ L(m): nhịp dầm chính L= ℓ x n pc (KN/m2): hoạt tải tiêu chuẩn Thiết kế hệ dầm sàn thép Vật liệu: - Thép f = 21 KN/cm2 E = 2.1x104 KN/cm2 γ =7850 kg/m3 - Que hàn E42, hàn tay, kiểm tra bằng PP thông thường Yêu cầu: Thiết kế - Bản sàn thép tấm - Dầm phụ bằng thép định hình - Dầm chính bằng thép tổ hợp - Mối nối sàn và dầm phụ, mối nối dầm phụ và dầm chính. Hình thức trình bày khổ A4 : Thuyết minh (viết tay) Bản vẽ (vẽ tay) 4 DÇm chÝnh DÇm phô bbbb L B Gồm các cột và 2 hệ dầm đặt vuông góc với nhau để cùng chịu lực: - Hệ dầm phụ tựa trên hệ dầm chính; nhịp dầm phụ là B. - Hệ dầm chính tựa trên các cột. Nhịp dầm chính là L; Hệ dầm phổ thông Cột Thích hợp cho sàn vượt nhịp L tương đối lớn và chịu tải trọng q lớn : q ≤ 30kN/m2; L x B ≤ 36 m x 12 m. 2 5 Liên kết bằng mặt: Mặt trên của dầm chính và dầm phụ đều nằm cùng một cao độ, nên chiều cao của dầm chính chính là chiều cao của hệ dầm. Bản sàn được kê bốn cạnh (gối lên cả dầm phụ và dầm chính) nên độ cứng và khả năng chịu lực đều tăng. => hay được sử dụng. Liên kết bằng mặt có cấu tạo phức tạp, tốn các chi tiết liên kết; h = hdc Dầm chính Dầm phụ => Hệ dầm phổ thông với liên kết bằng mặt hay được sử dụng. Liên kết dầm với nhau Dầm phụ 6 Liên kết thấp: Liên kết bằng mặt: 7 tc c c q = g + p tt c c g p q gp =γ +γ γg=1.1; γp=1.2 >30 12-14 30 10-12 20 8-10 10 6-8 Chiều dày bản sàn δ: chọn sơ bộ, căn cứ theo họat tải tiêu chuẩn và nhịp sàn Tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng tính tóan Họat tải tiêu chuẩn (kN/m2) Bề dày sàn (t, mm) 1. Thiết kế sàn thép a) Tải trọng 8 Bản sàn thép được tính như ô bản đơn. Cắt 1 dải rộng 1cm theo phuơng cạnh ngắn. Sàn làm vịệc như 1 dầm đơn giản có 2 gối tựa là 2 dầm phụ chịu tải trọng phân bố đều. b) Sơ đồ tính Sơ đồ tính tóan bản sàn thép 3 9 Để tính ℓ thì đầu tiên phải chọn bề dày bản δ trước sau đó tính ℓ theo 2 cách: cách tính theo công thức gần đúng và cách tra bảng Cách 1: tính theo công thức gần đúng ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = + tc n q n E 4 0 0 72 1 1 15 4 δ A ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ = A f n0 1 2 1− μ = E E μ=0.3 Độ võng tương đối cho phép của bản sàn c) Xác định kich thước bản sàn thép 10 Cách 2: dùng bảng tra Phụ thuộc vào tải trọng q và độ võng cho phép [Δ/ℓ] c) Xác định kich thước bản sàn thép 11 0 1 1 Δ=Δ + α c 4 0 1 5 q 384 E I Δ= ⋅ A ( ) 2 2 2 0 3 1 δ α α f + = 0 1 1 Δ Δ Δ ⎡ ⎤ =⋅ ≤ ⎢ ⎥ AA A + α ⎣ ⎦ Cấu kiện chịu uốn kéo đồng thời, tiết diện δ x 1cm c f W M F H σ = + ≤ ⋅γ max 2 q 2 D H π α = γ A 12 3 E1δ D = Hf q M tt = − 8 2 max A Lực kéo H tại gối tựa bản Moment uốn max ở giữa nhịp d) Kiểm tra độ võng e) Kiểm tra độ bền 2 x 2 EI H π = α A hoặc 12 Đuờng hàn góc có chiều dài 1 đơn vị (1 cm) Chiều cao hf phải đủ chịu lực lực kéo H ( ) c f f H h β γ min = f) Kiểm tra đường hàn ( ) [( ) ( )] f wf s ws f min , f ; , f β min = β β