Bài giảng Kết cấu thép: Chương 4 - ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

Chia sẻ: Minh Vũ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:60

Thêm vào BST

Báo xấu

149
lượt xem 23
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kết cấu thép - Chương 4: Cột thép" cung cấp cho người học các kiến thức: Khái quát chung, cột đặc chịu nén đúng tâm, cột rỗng chịu nén đúng tâm. Hi vọng đây sẽ là một tài liệu tham khảo hữu ích dành cho các bạn sinh viên ngành Xây dựng dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu thép: Chương 4 - ThS. Cao Tấn Ngọc Thân

KẾT CẤU THÉP 1  Chương 0 Tổng quan về Kết Cấu Thép  Chương 1 Vật Liệu và Sự Làm Việc của KC Thép  Chương 2 Liên Kết Kết Cấu Thép  Chương 3 Dầm Thép  Chương 4 Cột Thép  Chương 5 Dàn Thép
KẾT CẤU THÉP 2 Chương 4 - CỘT THÉP
NỘI DUNG 3 I. KHÁI QUÁT CHUNG II. CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM III. CỘT RỖNG CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM IV. CỘT CHỊU NÉN LỆCH TÂM V. CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN CHI TIẾT CỘT
I. KHÁI QUÁT CHUNG 4 1. Đặc điểm chung 2. Các loại cột 3. Sơ đồ tính, chiều dài tính toán, độ mảnh
1. Đặc điểm chung 5  Cột là cấu kiện dùng để truyền tải trọng từ các kết cấu bên trên xuống kết cấu bên dưới
1. Đặc điểm chung 6  Cột gồm 3 bộ phận chính: – Đầu cột: Đỡ các kết cấu bên trên và phân phối tải trọng cho thân cột – Thân cột: Truyền tải trọng từ trên xuống dưới – Chân cột: Liên kết cột vào móng, phân phối tải trọng từ cột vào móng Ch5_6
2. Các loại cột 7  Theo cấu tạo: Cột đặc, cột rỗng, cột tiết diện không đổi, cột tiết diện thay đổi...  Theo sơ đồ chịu lực: Cột nén đúng tâm (N), cột nén lệch tâm (N, M)
3. Sơ đồ tính, lo, độ mảnh 8 a) Sơ đồ tính – Sơ đồ trục dọc cột với các điều kiện biên (liên kết ở chân cột và đầu cột) b) Chiều dài tính toán Đối với cột tiết diện không đổi hoặc đoạn cột của cột bậc: L0   L – L - chiều dài hình học của cột –  - hệ số chiều dài tính toán, phụ thuộc vào đặc điểm tải trọng và điều kiện biên
3. Sơ đồ tính, lo, độ mảnh 9 c) Cột tiết diện thay đổi Lo=jL
3. Sơ đồ tính, lo, độ mảnh 10 d) Độ mảnh cột Lx Ly lx  ; ly  i n  In A ix iy Lx, Ly: chiều dài tính toán của cột tính theo trục x và y ix, iy: bán kính quán tính cột tính theo trục x và y.  Khả năng chịu nén đúng tâm của cột được quyết định bởi độ mảnh lớn nhất lmax  max(lx ,ly )  Cột có khả năng chịu lực hợp lý: lx  ly  Cột làm việc bình thường: lmax  l  [l]: Độ mảnh giới hạn
Ch5_11
Ch5_12
II. CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 13 1. Hình thức tiết diện cột 2. Tính toán 3. Xác định tiết diện 4. Ví dụ
1. Hình thức tiết diện cột 14 a) Tiết diện I – Đặc điểm: » Dễ liên kết » Dễ thoả yêu cầu kiến trúc » Hình thức đơn giản, dễ chế tạo – Thép hình I phổ thông: ix lớn hơn iy nhiều, chỉ dùng hợp lý khi cột có Lx rất lớn so với Ly – Thép hình I cánh rộng: Hợp lý hơn thép hình I phổ thông vì chênh lệch giữa ix và iy nhỏ hơn – Tiết diện H: ghép từ 3 bản thép hoặc ghép từ thép hình: Khi tải trọng lớn
1. Hình thức tiết diện cột 15 b) Tiết diện chữ thập – Đặc điểm » Cấu tạo đơn giản » ix = iy, sử dụng hợp lý với Lx = Ly » Khó liên kết với các kết cấu » Khó đáp ứng yêu cầu kiến trúc – Tiết diện ghép từ 2 thép góc: Dùng khi tải trọng nhỏ – Tiết diện ghép từ bản thép: Dùng khi tải trọng lớn
1. Hình thức tiết diện cột 16 c) Tiết diện kín: bán kính quán tính lớn hơn tiết diện hở cùng diện tích  chịu lực tốt hơn – Đặc điểm: Dễ đáp ứng lx=ly, hình thức gọn và đẹp, không bảo dưỡng được mặt bên trong – Cột thép ống: » Hợp lý nhất về trọng lượng và khả năng chịu nén đúng tâm » Khó liên kết với kết cấu khác – Tiết diện tổ hợp từ 2 hoặc 4 thép góc, 2 thép C – 2 thép C + thép bản: tải trọng lớn
2. Tính toán cột đặc 17 a) Tính toán về bền N   f c An – N: lực dọc tính toán – An: diện tích tiết diện thực – f: cường độ tính toán của vật liệu – c: hệ số điều kiện làm việc của cột
2. Tính toán cột đặc 18  b) Tính toán ổn định tổng thể  Lực Ncr - lực tới hạn Euler: N  2EI min  2EI min N cr  2  2 H L0    L  Ứng suất giới hạn: N cr  2EI min  2EI min  2E L  cr   2  2  2 A AL0 A  L  l L0 L với l   - độ mảnh lớn nhất của thanh i min i min  cr  2E  Đặt    2 - hệ số uốn dọc của thanh fy l fy
2. Tính toán cột đặc 19 Điều kiện ổn định tổng thể N f lmax  l     f c l l min A E  f   Khi 0  l  2,5 :   1   0,073  5,53 l l  E  Khi 2,5  l  4,5 : f  f   f  2   1, 47  13   0,371  27,3  l   0,0275  5,53  l E  E  E 332  Khi l  4,5 :  2 l  51  l 
2. Tính toán cột đặc c) Tính toán về ổn định cục bộ – Vị trí: bản cột có ứng suất pháp nén > khả năng chịu ứng suất pháp nén  biến dạng ra ngoài mặt phẳng bản  mất ổn định cục bộ  bản thép mất khả năng làm việc