Bài giảng Kết cấu thép - Chương 4: Cột thép (4.1) trình bày kiến thức của phần khái quát chung cột đặc chịu nén đúng tâm, cột rỗng chịu nén đúng tâm. Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho bạn đọc nghiên cứu và học tập ngành Kiến trúc - Xây dựng.
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 = µ 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
λx = ; λy = in = 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
λmax = max( λx ,λy )
độ mảnh lớn nhất
λx = λy
Cột có khả năng chịu lực hợp lý:
λmax �� λ
��
Cột làm việc bình thường:
[ ]: 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 x = y, 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. Tính toán cột đặc
17
a) Tính toán về bền
N
σ= f γc
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
N
Lực Ncr - lực tới hạn Euler:
π 2EI min π 2EI min
Ncr = = H
( )
2 2
L0 µ L
Ứng suất giới hạn:
Ncr π 2EI min π 2EI min π 2E
σ cr = = = = 2 L
A ( µL ) λ
2 2
A AL0
L0 µL
λ= =
với i min i min - độ mảnh lớn nhất của thanh
σ cr π 2E
Đặtϕ = f = λ 2f - hệ số uốn dọc của thanh
y y
2. Tính toán cột đặc
19
Điều kiện ổn định tổng thể
N f
λmax [ λ] σ= f γc λ =λ
ϕmin A E
� f �
Khi 0 < λ 2,5 : ϕ = 1 − �0,073 − 5,53 �λ λ
� E�
Khi 2,5 < λ 4,5 :
f � f � � f �2
ϕ = 1, 47 − 13 − � 0,371 − 27,3 �λ +�
0,0275 − 5,53 �λ
E � E� � E�
332
Khi λ > 4,5 : ϕ = 2
λ ( 51 − λ )
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
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
