Bài giảng Kết cấu thép - Chương 4: Cột thép (4.2) trình bày tiếp kiến thức phần cột chịu nén lệch tâm, cấu tạo và tính toán chi tiết cột, tiết diện, tính toán cột đặc chịu nén lệch tâm, tính toán cột rỗng chịu nén lệch tâm.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Kết cấu thép - Chương 4: Cột thép (4.2)
- Chương 4 - CỘT THÉP
1
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
- IV. CỘT NÉN LỆCH TÂM
2
1. Tiết diện
2. Tính toán cột đặc chịu nén lệch tâm
3. Tính toán cột rỗng chịu nén lệch tâm
- 1. Tiết diện
3
Tiết diện ĐẶC và RỖNG:
M không lớn; (N1, M1) và (N2, M2) (N1, M1) và (N2, M2) chênh nhau
nhiều
đối xứng hoặc gần đối xứng
- 1. Tiết diện
4
Cột chịu Mx, để đảm bảo độ cứng trong mặt
phẳng uốn, chiều cao h được chọn theo chiều
dài cột lc:
�1 1 �
h =� lc
�
�8 14 � với cột rỗng
�1 1 �
h =� lc
�
�10 15 � với cột đặc
Để đảm bảo độ cứng theo phương còn lại, b lấy
b = ( 0, 3 0,5 ) h
là:
�1 1 �
b =� � lc
�20 30 �
- 1. Tiết diện
5
Khi cột bị uốn cả 2 phương với Mx và My bố
trí cột sao cho mômen uốn lớn hơn (Mx) ở mặt
phẳng vuông góc với trục x.
Cột nén lệch tâm thường có lực cắt lớn dùng
hệ thanh bụng
– Dùng bản giằng khi V < lực cắt quy ước Vf
– Bản giằng cấu tạo như cột nén đúng tâm
– Có thể dùng thép hình [ khi nội lực uốn Mb
của nó lớn
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
6
a) Tính toán về Bền
Không cần kiểm tra về Bền khi Độ lệch tâm tính đổi me 20,
với: me = η m
Độ lệch tâm tương đối
e M A
m .
N Wc
: hệ số kể đến ảnh hưởng của hình dạng tiết diện đến sự
phát triển biến dạng dẻo (Bảng II.4, PL II)
– Wc : xác định với thớ chịu nén lớn nhất của tiết diện
- 7
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
8
Điều kiện bền của cột là:
N Mx My
y x f γc
An I nx I ny
– N, M : lực dọc và momen uốn tính toán trong cùng tổ hợp
tải trọng
– Mx, My : momen uốn trong mặt phẳng vuông góc trục x,y
– An, Inx, Iny : diện tích và momen quán tính tiết diện thu hẹp
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
9
Khi cột
– không chịu trực tiếp tải trọng động
0,5fv
– thép làm cột có fy 5300 daN/cm2
– N/(Anf) > 0,1
Kể đến sự phát
nc
triển biến dạng dẻo, kiểm tra bền theo :
�N � Mx My
� �+ + 1
�An f � c x f γ cWnx min c y f γ cWny min
nc, cx, cy : hệ số phụ thuộc hình dạng tiết diện (Bảng 4.8)
Wnxmin, Wnymin : momen kháng uốn nhỏ nhất của tiết diện thu
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
10
b) Tính toán ổn định tổng thể
TH1 : Cột chịu N và M trong mặt phẳng đối
N
xứng – N, Mx f γc
ϕe A
e xác định theo PL II.2, phụ thuộc:
f e Mx A
me m; m .
x
E N Wxc
Mx để xác định me phải cùng tổ hợp tải trọng với N, lấy như sau:
+ Cột dạng congxon: Mngàm nhưng không nhỏ hơn M ở tiết diện
cách ngàm 1/3 chiều dài cột
+ Cột tiết diện không đổi: Mmax
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
11
Ổn định tổng thể cột trong mp vuông góc mp uốn
N
f c
c y A
y xác định theo y
– c : hệ số kể đến ảnh hưởng của momen uốn
Mx và hình dạng tiết diện
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
12
Ổn định TT của cột trong mp vuông góc mp uốn
– Xác định c
β
− khi mx 5:c =
1 + α mx
1
− khi mx 10 : c =
mxφ y
1+
φb
− khi 5 < mx < 10 : c = c5 ( 2 − 0, 2mx ) + c10 ( 0, 2mx − 1)
» c5 xác định như khi mx 5 với mx=5
» c10 xác định như khi mx 10 với mx=10
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
13
– Xác định c E
khi y c 3,14
f
» Với cột tiết diện kín : c=1
» Với cột tiết diện I có 2 trục đối xứng: c cmax
2
cmax =
2
16 �M x �
1+ δ + ( 1− δ ) + � �
2
µ �Nhc �
4ρ It 2 Ix + I y
δ= , µ = 2 + 0,156 2 λ y , ρ = , I t = 0, 433 bi ti 3
µ Ahc Ahc 2
» bi, ti : bề rộng và bề dày bản cánh
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
14
TH2 : cột chịu N và M trong mp vuông góc trục y (Iy λy (bỏ qua ảnh hưởng của My):
N
f c
xA
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
15
TH3 : cột chịu N, Mx và My (Ix>Iy)
N
φe. xy A
(
f γ c , φe. xy = φe. y 0, 6 3 c + 0, 4 4 c )
ey xác định như e với
f My A
y me. y = η my = η .
E N Wy
– khi me.y < mx hoặc λx > λy, kiểm tra thêm TH1 với ey=0
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
16
c) Tính toán về Ổn Định Cục Bộ:
Ổn định cục bộ bản cánh: bo �
bo �
� �
tf tf �
�
Ổn định cục bộ bản bụng: hw hw
tw tw
– Xác định [bo/tf], [hw/tw] SV xem giáo trình
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
17
Xác định tiết diện cột đặc chịu nén lệch tâm
Chọn chiều cao (h) và bề rộng (b) của tiết diện:
�1 1 �
h =� lc
�
�10 15 �
�1 1 �
b =� �l c ; b = ( 0, 3 0,5 ) h
�20 30 �
Xác định diện tích tiết diện cột:
N
Cách 1 Act
e f c
lx ex Mx
e xác định theo λx = và m x = η =η
ix ρx ρx N
ix= xh, x tra Bảng 4.5, sơ bộ lấy =1,25 và x =(0,35÷0,45)h
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
18
Theo công thức tính gần đúng của Iasinky
Cách 2 N Mx
+ f γc
ϕ A Wx
Diện tích yêu cầu của cột
N �1 M x A � N �1 M x �
Ayc = � + �= � + �
f γc �ϕ NW x � f γ c �ϕ N ρ x �
Sơ bộ lấy =0,8 và x như trên
N � Mx �
Ayc = 1, 25 + ( 2, 2 2, 8 )
�
f γc � Nh �
�
- 2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm
19
Chọn bề dày bản cánh (tf), bề dày bản bụng (tw):
�1 1 �f
tf = � � b f (kN/cm2)
�28 35 �21
�1 1 �
tw =� h;t f
� t w ;t f 60mm ; t w 8mm
�60 120 �
Tiết diện cột đã chọn phải kiểm tra lại về:
– Bền
– Ổn định tổng thể
– Ổn định cục bộ
- 3. Tính cột rỗng chịu nén lệch tâm
20
Trường hợp cột chỉ chịu (Mx và N), nội
lực dọc trong các nhánh cột là:
Ny M x
Nf =
C C
– C : khoảng cách trọng tâm 2 nhánh
– y : khoảng cách trọng tâm tiết diện
đến trọng tâm nhánh (y1, y2)
– Lấy dấu + khi Mx gây nén
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
