›
›

Tóm tắt Luận văn Tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu uốn và nén uốn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC

Download
1
MỞ ĐẦU  
1. Lý do chọn đề tài  
Trong công cuộc cải cách xây dựng, công nghiệp hóa và  
hiện đại hóa đất nước, kết cấu thép đóng vai trò hết sức quan trọng vì  
lý do kết cấu thép có khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao, tính cơ  
động, tính nhẹ và tính kín. Việc áp dụng các biện pháp khoa học kỹ  
thuật tiên tiến nhằm hội nhập, hoàn thiện dần phương pháp tính toán,  
hợp lý tiết diện cấu kiện kết cấu là bước khởi điểm để tiến tới đạt  
được hiệu quả kinh tế trong xây dựng công trình.  
Hệ không gian chịu lực của các công trình bằng thép được tổ  
hợp từ các loại tiết diện khác nhau: thép hình I, thép ống, thép góc,  
các loại tiết diện tổ hợp khác… Tiết diện thép góc đơn chủ yếu là  
dùng cho thanh của giàn kèo nhẹ, giằng nhà và hệ thanh của tháp  
thép. Trong các kết cấu này, thép góc đơn chủ yếu là chịu nén như  
dầm đỡ sàn nhà, sàn xe hoặc chịu uốn theo một trục nào đó tùy theo  
cách liên kết.  
So với các loại tiết diện khác thì tiết diện một thép góc có  
khác biệt là bị chịu lực lệch tâm do liên kết thường được thực hiện ở  
một mặt cánh. Khi chịu lực, thép góc đơn làm việc rất khác nhau  
theo 3 trục là trục yếu, trục khỏe và trục thông thường (trục hình học  
song song với cánh). Sự chịu lực phức tạp này cũng được các Tiêu  
chuẩn thiết kế kể đến với các quy định khác nhau.  
Luận văn này giới thiệu một cách nhìn tổng quan về ứng xử  
của cấu kiện bằng thép góc đơn trong công trình và quy định của một  
số Tiêu chuẩn Thiết kế khi tính toán cấu kiện thép góc đơn chủ yếu  
là khi chịu uốn và nén uốn, nhằm giúp người thiết kế nhìn nhận chi  
tiết hơn về sự chịu lực của tiết diện một thép góc trong kết cấu.  
2
Xuất phát từ những nhu cầu thực tế nêu trên cùng với sự  
đồng ý của người hướng dẫn, tôi chọn đề tài luận văn cao học: “Tính  
toán cấu kiện thép góc đơn chịu uốn và nén uốn theo tiêu chuẩn  
Hoa Kỳ AISC”  
2. Mục tiêu nguyên cứu  
Mục tiêu chính là tìm hiểu ứng xử, quy định của các Tiêu  
chuẩn để xác định khả năng chịu lực của cấu kiện thép góc đơn; tiến  
hành các so sánh bằng số, nhằm định hướng cho việc thiết kế thực tế.  
3. Đối tượng và phạm vi nguyên cứu  
3.1. Đối tượng nguyên cứu  
Đối tượng nghiên cứu: cấu kiện thép góc đơn chịu uốn và  
nén uốn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC.  
3.2. Phạm vi nguyên cứu  
Đề tài tập trung vào việc khảo sát đặc điểm làm việc của cấu  
kiện làm từ thép góc đơn, chịu uốn hoặc nén uốn. Thông qua quy  
định của các Tiêu chuẩn để xác định khả năng chịu lực của cấu kiện  
về uốn hoặc nén uốn.  
Tải trọng lên cấu kiện là tải trọng tĩnh, vật liệu và liên kết coi  
là lý tưởng.  
4. Phương pháp nguyên cứu  
- Tìm hiểu thực tế về việc ứng dụng cấu kiện tiết diện thép  
góc đơn.  
- Tìm hiểu quy định của Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN  
338:2005, Tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC về thiết kế cấu kiện tiết  
diện thép góc đơn.  
- Áp dụng tính toán cụ thể một số ví dụ bằng số; so sánh, phân  
tích khả năng áp dụng tiêu chuẩn. Từ đó kiến nghị giải pháp  
nên sử dụng.  
3
5. Bố cục luận văn  
Luận văn gồm những nội dung chính như sau:  
+ Phần Mở đầu  
+ Chương 1: Nguyên lý chung về tính toán kết cấu thép theo  
tiêu chuẩn Việt Nam TCXCVN 338:2005 và Tiêu chuẩn Hoa Kỳ  
AISC-2005.  
+ Chương 2: Tính toán kết cấu sử dụng thép góc đơn theo  
Tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC-2005.  
+ Chương 3: Một số ví dụ tính toán về cấu kiện thép góc đơn  
chịu uốn và nén uốn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC và so sánh với  
TCXDVN 338:2005.  
+ Phần Kết luận và kiến nghị.  
4
CHƯƠNG 1  
NGUYÊN LÝ CHUNG VỀ TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP  
THEO TIÊU CHUẨN VIỆT NAM TCXDVN 338:2005  
VÀ TIÊU CHUẨN HOA KỲ AISC-2005  
1.1. NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP THEO TIÊU  
CHUẨN VIỆT NAM TCXDVN 338:2005  
1.1.1. Phương pháp thiết kế kết cấu thép theo trang  
thái giới hạn  
a. Các trạng thái giới hạn  
b. Các hệ số an toàn  
c.Các công thức tính toán theo các trạng thái giới hạn  
∗
Đối với nhóm TTGH thứ nhất:  
  ≤   
(1.1)  
(1.7)  
(1.9)  
∗
Đối với nhóm trạng thái giới hạn thứ hai:  
∆≤ ∆  
1.1.2. Tính toán cấu kiện đặc chịu kéo đúng tâm  
 
  = ≤    
 
 
 
1.1.3. Tính toán cấu kiện đặc chịu nén đúng tâm  
a. Tính toán về bền  
 
  = ≤    
(1.12)  
(1.13)  
(1.17)  
 
 
 
b. Tính toán về ổn định tổng thể  
 
≤    
 
 
 
    
Đồng thời kiểm tra độ mảnh giới hạn:  
[ ]  
 
≤   
    
c. Tính toán về ổn định cục bộ  
Điều kiện ổn định cục bộ của bản bụng:  
∗
5
 
 
 
 
≤   
 
 
 
 
 
∗
Điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh  
 
 
 
 
≤     
 
 
 
 
1.1.4. Tính toán cấu kiện đặc chịu uốn  
a. Tính toán cấu kiện chịu uốntrong giai đoạn đàn hồi  
-
Khi có mô men uốn tác dụng trong một mặt phẳng  
chính:  
 
  =  
≤    
(1.18)  
 
 
 ,    
-
-
Khi có tác dụng của lực cắt, ứng suất cắt xác định theo:  
   
  =  
≤     
(1.19)  
    
   
 
Khi có mô men trong cả hai mặt phẳng chính:  
 
 
 
 
  ±   ≤    
(1.20)  
 
 
   
 
   
b. Tính toán cấu kiện chịu uốn có xét đến biến dạng dẻo  
 
 
 
   
= √  + 3  ≤ 1,15   
(1.24)  
 
c. Tính toán cấu kiện chịu uốn theo trạng thái giới hạn  
thứ hai  
 
△
≤     
 
(1.25)  
 
1.1.5. Tính toán cấu kiệnđặc chịu nén uốn.  
a. Tính toán về bền  
 
 
 
 
 
±
  ±   ≤    
 
 
   
(1.27)  
 
 
 
   
b. Tính toán về ổn định tổng thể  
c. Tính toán về ổn định cục bộ  
1.2. NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP THEO TIÊU  
CHUẨN MỸ AISC  
1.2.1. Giới thiệu Tiêu chuẩn Mỹ AISC  
6
1.2.2. Các phương phápthiết kế  
a. Phương pháp thiết kế theo hệ số tải trọng và hệ số sức kháng  
(LRFD)  
   ≥   
(1.42)  
 
 
b.Phương pháp thiết kế theo độ bền cho phép (ASD).  
 
 
  ≤  
 
(1.43)  
Ω
1.2.3. Phân lớp tiết diện theo điều kiện ổn định cục bộ  
1.2.4. Tính toán cấu kiện chịu nén đúng tâm  
a. Đại cương sự làm việc của cấu kiện chịu nén đúng tâm  
∗
Lực tới hạn Euler  
 
     
  =  
 
(1.49)  
 
(  )  
Ứng suất tới hạn Euler là:  
  =  
 
 
     
 
=
(1.50)  
 
 
 
(  )   
b. Phương pháp tính toán về oằn uốn dọc theo AISC-2005  
Độ bền danh nghĩa của cấu kiện chịu nén đúng tâm Pn:  
  =     
(1.53)  
 
   
 
c. Cấu kiện có phần tử mảnh  
∗
Các giới hạn của độ mảnh của cánh và bụng cấu kiện  
Trong các công thức tính toán ở mục 1.2.4.2 mọi số hạng Fy  
sẽ được thay bằng QFy.  
∗
Hệ số Q  
Q=QsQa  
(1.58)  
 
 
∗
Trường hợp cánh là mảnh ( > 0,56  
đối với cấu kiện cán  
 
 
 
 
nóng).  
 
 
 
 
 
 
- Khi 0,56  
< < 1,03  
 
 
 
 
 
 
 
 
  = 1,415 − 0,74( )  
(1.59)  
 
 
 
7
 
 
- Khi ≥ 1,03  
 
 
 
 
 ,    
  =  
 
(1.60)  
 
 
  ( )  
 
 
d. Sự oằn xoắn và oằn uốn xoắn của cấu kiện chịu nén  
1.2.5. Tính toán cấu kiện chịu uốn  
a.Sự làm việc của dầm dưới tác dụng của tải trọng  
b. Sự oằn theo phương bên  
c. Phân loại tiết diện dầm theo điều kiện ổn định cục bộ  
d.Nội dung tính toán cấu kiện chịu uốn  
  ≤     
 
(1.68)  
 
 
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1  
Chương 1 đã trình bày tổng quan về tính toán kết cấu thép  
theo tiểu chuẩn Việt Nam TCXDVN 338:2005 và tiêu chuẩn Hoa Kỳ  
AISC-2005.  
8
CHƯƠNG 2  
TÍNH TOÁN KẾT CẤU SỬ DỤNG THÉP GÓC ĐƠN  
THEO TIÊU CHUẨN HOA KỲ AISC  
2.1. GIỚI THIỆU VỀ THÉP GÓC ĐƠN  
2.2. TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO, GIẢI PHÁP  
LIÊN KẾT KHI SỬ DỤNG TIẾT DIỆN THÉP GÓC ĐƠN  
2.3. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN CHỊU KÉO  
Độ bền chịu kéo thiết kế được xác định là giá trị nhỏ hơn  
trong hai giá trị tính theo trạng thái giới hạn dẻo, ϕt=0.9, Pn=FyAg, và  
tính theo trạng thái giới hạn phá hủy, ϕt=0.75, Pn=FuAe.  
2.4. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN CHỊU NÉN  
Độ bềnthiết kế của cấu kiện thép góc đơn chịu nén là: φcPn  
φc=0.9; Pn = AgFcr  
-
Khi    ≤ 1,5  
 
 
 
   
 
  =   0,658    
   
(2.2)  
(2.3)  
 
-
Khi    > 1,5  
 
 
 ,    
  =   
   
   
 
 
 
 
.Q - Hệ số giảm khả năng chịu lực do oằn cục bộ.  
Hệ số giảm Q được xác định như sau:  
 
 
-
Khi ≤ 0,446  
 
 
 
 
  = 1,0  
(2.4)  
(2.5)  
 
 
 
-
Khi0,446  
< < 0,910  
:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  = 1,34 − 0,761  
 
 
 
 
-
Khi ≥ 0,910  
:
 
 
 
 
 ,     
  =  
(2.6)  
 
 
        
 
 
9
2.5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN CHỊU UỐN  
2.5.1. Độ bền chịu uốn thiết kế  
Độ bền về uốn thiết kế là: φbMn,  
Mn – mô men uốndanh nghĩa, được xác định là giá trị nhỏ  
nhất của mô men gây chảy dẻo tiết diện, mô men tới hạn gây mất ổn  
định cục bộ ở cánh và mô men tới hạn gây mất ổn định tổng thể.  
a. Mô men danh nghĩa theo điều kiện chảy dẻo khi mép  
cánh chịu kéo  
  = 1,5  
(2.7)  
 
 
b. Mô men danh nghĩa theo điều kiện ổn định cục bộ  
 
 
-
-
-
≤ 0,54  
 
 
Khi  
 
 
  = 1,5    
(2.8)  
(cánh không đặc)  
 
 
 
 
 
 
 
0,54  
Khi  
<
≤ 0,91  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  =      2,43 − 1,72     
 
(2.9)  
 
 
 
 
 
 
 
Khi  
> 0,91  
(cánh mảnh)  
 
 
 
 
  = 1,34     
    
(2.10)  
 
c. Mô men danh nghĩa theo điều kiện mất ổn định tổng thể  
-
Khi   ≤   
 
 
 
 
  =  0,92 − 0,17     
(2.11)  
 
 
 
 
-
Khi   >   
 
 
 
 
  =  1,92 − 1,17  
 
    ≤ 1,5  (2.12)  
 
 
 
 
 
Me được xác định trong mục 2.5.2 và 2.5.3 sau:  
2.5.2. Tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu uốn quanh  
trục hình học X, Y  
10  
2.5.3. Tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu uốn quanh  
trục chính Z, W  
a. Thép góc đơn đều cạnh uốn quanh trục chính  
Uốn quanh trục khỏe W:  
+
Độ bền chịu uốn danh nghĩa Mn theo trục khỏe W sẽ được  
xác định như quy định trong mục 2.5.1.2 và 2.5.1.3.  
Trong đó:  
 
 
 ,       
  =   
(2.15)  
 
 
 
+
Uốn quanh trục yếu Z:  
Độ bền uốn danh nghĩa Mn theo trục yếu Z sẽ được xác định  
như quy định trong mục 2.5.1.1 khi mép cánh chịu kéo và trong mục  
2.5.1.2 khi mép cánh chịu nén.  
b. Thép góc đơn không đều cạnh uốn quanh trục chính  
+
Uốn quanh trục khỏe W:  
Độ bền uốn danh nghĩa Mn theo trục khỏe sẽ được xác định  
như quy định trong mục 2.5.1 khi cánh chịu nén và trong mục 2.5.1.  
+
Uốn quanh trục yếu Z:  
2.6. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN CHỊU LỰC  
KẾT HỢP  
2.6.1. Cấu kiện thép góc đơn chịu uốn và nén dọc trục  
a. Ảnh hưởng tương hỗ giữa lực uốn và lực nén dọc trục tác  
dụngtại các vị trí trên mặt cắt ngang bị giới hạn bởi phương trình  
(2.17) và (2.18) dưới đây:  
 
 
-
Khi  
≥ 0,2  
   
 
 
 
 
 
   
 
   
 
+   
+    ≤ 1,0  
    
     
(2.17)  
   
 
    
 
 
   
 
 
-
Khi  
≤ 0,2  
   
 
11  
 
 
+   
 
 
 
   
 
   
 
+
   ≤ 1,0  
    
     
(2.18)  
    
    
 
 
   
b. Đối với các cấu kiện bị kiềm chế uốn quanh một trục  
hình học với độ bền uốn danh nghĩa được xác định như quy định tại  
mục 2.5.2.1, bán kính quán tính r đối với Pe1 sẽ được lấy theo giá trị  
trục hình học (x, y). Tính toán khả năng chịu uốn đối với các trục  
chính (w, z) trong các phương trình (2.17) và (2.18) sẽ được thay thế  
bởi khả năng chịu uốn theo một trục hình học đơn.  
2.6.2. Cấu kiện thép góc đơn chịu uốn và kéo dọc trục kết  
hợp  
Ảnh hưởng tương hỗ giữa lực uốn và lực kéo dọc trục được  
giới hạn bởi các phương trình (2.17) và (2.18).  
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2  
- Khả năng chịu nén uốn của cấu kiện một thép góc đơn là  
khác nhau theo 4 trục: hai trục hình học x-x, y-y, trục khỏe w-w, và  
trục yếu z-z.  
- Khả năng chịu lực (nén, uốn) của thép góc đơn là giá trị  
nhỏ nhất khi xác định theo độ bền, ổn định cục bộ và ổn định tổng  
thể.  
- Khả năng chịu lực (nén, uốn) của thép góc đơn còn phụ  
thuộc vào phương tác dụng của lực, điều kiện liên kết của cánh và  
hai đầu dầm.  
- Tiêu chuẩn Mỹ AISC có quy định chi tiết về tính toán cấu  
kiện thép góc đơn chịu lực.  
12  
CHƯƠNG 3  
MỘT SỐ VÍ DỤ VỀ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN  
THÉP GÓC ĐƠN THEO TIÊU CHUẨN MỸ AISC  
3.1. VÍ DỤ TÍNH TOÁN CẤU KIỆN THÉP GÓC ĐƠN THEO  
TIÊU CHUẨN MỸ AISC  
3.1.1. Ví dụ 1: Tính toán thép góc đơn chịu uốn theo  
AISC  
Tính toán chọn thép góc đơn cho dầm một nhịp đơn giản,  
liên kết khớp hai đầu, dài 6 ft. Dùng thép góc đơn, loại ASTM A36.  
Cánh đứng của thép góc hướng lên trên. Dầm chịu các tải trọng tác  
dụng theo phương đứng hướng xuống bao gồm tĩnh tải phân bố đều  
0,05 kip/ft và và hoạt tải phân bố đều 0,15 kip/ft. Không có tải trọng  
theo phương ngang. Không tính giới hạn độ võng của dầm. Thép góc  
chỉ được giằng ở hai đầu. Giả thiết dầm bị uốn quanh trục hình học  
x-x và không có giằng chống chuyển vị ngang hoặc xoay.  
Hình 3.1. Sơ đồ dầm và tải trọng của ví dụ 1  
Fy = 36 ksi.Fu = 58 ksi.  
Xác định độ bền uốn yêu cầu:  
  = 1,35     −    
   
Dự kiến dùng thép góc L 4x4x1/4.Sx=1,03 in3.  
Xác định độ bền uốn danh nghĩa Mn  
13  
Theo giới hạn chảy dẻo:  
Mn = 1,5 My= 55,6 kip-in  
Theo ổn định tổng thể:  
My  
= 0,8FySx= 29,7 kip-in.  
Xác định Me:  
Đối với trường hợp tải trọng đang xét, tra bảng có Cb=1,14.  
Me = 110 kip-in > 29,7 kip-in, vì vậy Mn được xác định  
theo:  
  = 39,0    .    ≤ 44,6    .    
 
Vì vậy: Mn = 39,0 kip-in.  
Tính theo ổn định cục bộ của cánh.  
Kiểm tra độ mảnh của cánh chịu nén:  
 
4    
  =  
=
= 16  
 
0,25    
 
29000     
 
  = 0,54  
= 0,54  
= 15,3  
= 25,8  
 
 
 
36     
 
 
29000    
 
  = 0,91  
 
= 0,91  
 
 
36    
 
Ta có: λp < λ < λr , mô men uốn danh nghĩa được xác đinh:  
 
 
 
 
  =      2,43 − 1,72     
 
 
    
 
 
Sc = 0,8Sx =0,8 (1,03 in3) = 0,824 in3.  
Vậy:Mn = 43,3 kip-in.  
Như vậy mô men danh nghĩa bằng 39,0 kip-in (3,25 kip-ft).  
Ta có độ bền uốn khả dụng  
    = 2.93    .    > 1,35    .    
 
 
Như vậy, tiết diện thép góc đã chọn đảm bảo chịu lực.  
3.1.2. Ví dụ 2: Tính toán thép góc đơn chịu uốn theo  
AISC  
14  
Tính toán chọn thép góc đơn loại ASTM A36 cho dầm một  
nhịp đơn giản, dài 6 ft. Cánh đứng của thép góc đơn hướng lên trên  
và mép cánh chịu nén. Dầm chịu các tải trọng tác dụng theo phương  
đứng hướng xuống bao gồm tĩnh tải phân bố đều 0,05 kip/ft và và  
hoạt tải phân bố đều 0,15 kip/ft.Dầm bị uốn quanh trục x-x và có  
giằng chống oằn ngang tại điểm giữa và hai đầu dầm.  
Hình3.2: Sơ đồ dầm và tải trọng của ví dụ 2  
Giải:  
Fy = 36 ksi.Fu = 58 ksi.  
Xác định độ bền yêu cầu:  
-
Theo phương pháp LRFD:  
 
   
= 1,35     −    
Dự kiến dùng thép góc L 4x4x1/4.Sx=1,03 in3.  
Xác định độ bền uốn danh nghĩa Mn:  
Theo giới hạn chảy dẻo:  
  = 1,5  = 1,5    = 55,6     −    
 
 
    
Theo ổn định tổng thể:  
My = FySx = (36 ksi)(1,03 in3) = 37,1 kip-in.  
 
 
0,66      
   
 
 
  = 1,25  
 
  1 + 0,78     − 1  
 
 
 
 
15  
  = 179    .    >   = 37,1    .    
 
 
 
 
 
  =  1,92 − 1,17  
 
    ≤ 1,5  
    
 
 
37,1  
179  
 
( )  
 37,1 ≤ 1,5 37,1  
  =  1,92 − 1,17  
 
  = 51,5    .    ≤ 55,7    .    
 
Vì vậy: Mn = 51,5 kip-in.  
Tính theo ổn định cục bộ của cánh.  
Kiểm tra độ mảnh của cánh chịu nén:  
 
4
  =  
=
= 16  
 
0,25  
 
29000  
36  
 
  = 0,54  
= 0,54  
= 0,91  
= 15,3  
= 25,8  
 
 
 
 
 
29000  
 
  = 0,91  
 
 
 
 
36  
Ta có: λp < λ < λr , suy ra mô men uốn danh nghĩa:  
 
 
 
 
  =      2,43 − 1,72     
 
 
    
 
 
Sc = 0,8Sx =0,8 (1,03 in3) = 0,824 in3.  
Vậy:  
Mn = 43,3 kip-in.  
Như vậy, mô men danh nghĩa của cấu kiện lấy theo điều kiện  
ổn định cục bộ của cánh và bằng 43,3 kip-in hay 3,61 kip-ft.  
Xác định độ bền thiết kế khả dụng:  
(
)
    = 0,9 3,61    .    = 3,25    .    > 1,35    .    
 
 
Tiết diện thép góc đã chọn đảm bảo khả năng chịu lực.  
16  
3.1.3. Ví dụ 3: Tính toán thép góc đơn chịu uốn theo  
AISC  
Tính toán chọn tiết diện thép góc đơn cho dầm một nhịp đơn  
giản, liên kết khớp hai đầu, dài 6 ft. Dùng thép góc đơn loại ASTM  
A36. Cánh đứng của thép góc đơn hướng xuống dưới. Dầm chịu tác  
dụng của các tải trọng hướng thẳng xuống, bao gồm tĩnh tải phân bố  
đều 0,05 kip/ft và hoạt tải phân bố đều 0,15 kip/ft. Không tính giới  
hạn độ võng của dầm. Giả thiết hệ số Cb = 1,0. Giả thiết dầm bị uốn  
quanh trục x-x và không có giằng chống chuyển vị ngang hoặc xoay.  
Hình 3.3: Sơ đồ dầm và tải trọng của ví dụ 3.  
Giải:  
Fy = 36 ksi.Fu = 58 ksi.  
Xác định độ bền uốn yêu cầu:  
 
   
= 1,35     −    
Dự kiến dùng thép góc L 4x4x1/4.Sx=1,03 in3.  
Xác định độ bền uốn danh nghĩa Mn  
Theo giới hạn chảy:  
 
(
)(  
)
  = 1,5  = 1,5    = 1,5 36     1,03    = 55,6     −    
 
 
    
Theo ổn định tổng thể:  
 
(
)(  
)
  = 0,8    = 0,8 1,03    36     = 29,7    .    
 
    
  = 569    .    >   = 29,7    .   , do đó Mnđược tính:  
 
 
17  
 
 
 
  =  1,92 − 1,17  
 
   ≤ 1,5  
 
 
 
 
  = 49,1   .    ≤ 44,5    .    vì vậy  
 
  = 44,5    .    ℎ   3,71    .    
 
Xác định độ bền thiết kế:  
Theo LRFD:  
(
)
    = 0,9 3,71   .    = 3,34    .    > 1,35    .   o.k.  
 
 
Như vậy tiết diện thép góc đã chọn đảm bảo chịu lực.  
Bảng 3.1: Bảng tổng hợp tính toán của ba ví dụ 1, 2 và 3  
Giá trị độ bền tính toán (kip-in)  
Diễn giải  
Ví dụ 1  
55,6  
Ví dụ 2  
55,6  
Ví dụ 3  
55,6  
44,5  
-
Theo chảy dẻo  
Theo tổng thể  
Theo cục bộ  
39,0  
51,5  
43,3  
43,3  
Giá trị độ bền min  
Độ bền yêu cầu  
39,0  
43,3  
44,5  
16,2  
16,2  
16,2  
3.1.4. Ví dụ 4: Tính toán thép góc đơn chịu nén lệch tâm  
theo AISC  
Một thép góc 2x2x1/4 chịu một lực nén lệch so với trọng  
tâm thép góc 0,8 in được truyền từ một tấm thép liên kết chặt với  
một cánh của thép góc, như chỉ ra trong hình vẽ 3.4. Xác định lực  
nén lớn nhất có thể tác dụng. Chiều dài hữu dụng của thanh thép góc  
là 4,0 ft.  
18  
Hình 3.4: Mặt cắt ngang của thép góctrong ví dụ 4  
Tra bảng ta có số liệu của thép góc 2x2x1/4 như sau:  
 
  = 0,938   .  
  = 0,391   .  
 
 
  =   = 0,348   .  
 
 
 
  = 45  
  = 50     
 
 
 
 
(
)
  =    = 0,938 0.391 = 0,143   .  
 
 
 
  =   +   −   = 0,552   .  
 
 
 
 
 
 ,    
 ,    
 
  =   
=
= 0,767   .  
 
 
 
Độ bền nén thiết kế của thép góc 4x4x1/4, KL=4 ft là 14  
kips.  
Uốn quanh trục khỏe (w-w)  
    
0,46     
  =   
 
 
 
  = 69,5    .    
 
 
 
0,552   .  
 
( )  
= 50     
  =     =   
 
 
 
 
 
1,414   .  
 
Tải về để xem bản đầy đủ
pdf 26 trang yennguyen 31/03/2022 13160
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tóm tắt Luận văn Tính toán cấu kiện thép góc đơn chịu uốn và nén uốn theo tiêu chuẩn Hoa Kỳ AISC", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdftom_tat_luan_van_tinh_toan_cau_kien_thep_goc_don_chiu_uon_va.pdf