Bài giảng Kết cấu thép - Chương 4: Cột thép (4.1)

KẾT CẤU THÉP KẾT CẤU THÉP

(cid:0)

Chöông 0 Tổng quan veà Keát Caáu Theùp

(cid:0)

Chöông 1 Vaät Lieäu vaø Söï Laøm Vieäc

cuûa KC Theùp

(cid:0)

Chöông 2 Lieân Keát Keát Caáu Theùp

(cid:0)

Chöông 3 Daàm Theùp

(cid:0)

Chöông 4 Coät Theùp

(cid:0)

Chöông 5 Daøn Theùp

KẾT CẤU THÉP KẾT CẤU THÉP

CỘT THÉP Chương 4 - CỘT THÉP Chương 4 -

NỘI DUNG NỘI DUNG

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 I. KHÁI QUÁT CHUNG

1.

Đặc điểm chung

2.

Các loại cột

3.

Sơ đồ tính, chiều dài tính toán, độ mảnh

1. Đặc điểm chung

(cid:0) Cột là cấu kiện dùng để truyền tải trọng từ các kết cấu

bên trên xuống kết cấu bên dưới

1. Đặc điểm chung

(cid:0) 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

Ch5_6

trọng từ cột vào móng

2. Các loại cột

(cid:0) Theo cấu tạo: Cột đặc, cột rỗng, cột tiết diện không đổi, cột

tiết diện thay đổi...

(cid:0) Theo sơ đồ chịu lực: Cột nén đúng tâm (N), cột nén lệch

tâm (N, M)

3. Sơ đồ tính, lo, độ mảnh

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:

Lm=

– L - chiều dài hình học của cột

(cid:0) (cid:0) - hệ số chiều dài tính toán, phụ thuộc vào đặc điểm tải

trọng và điều kiện biên

3. Sơ đồ tính, lo, độ mảnh

c) Cột tiết diện thay đổi

(cid:0) L Lo=(cid:0)

3. Sơ đồ tính, lo, độ mảnh

d) Độ mảnh cột L y l = = l ;

L x i i

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.

(cid:0)

max

= l l Khả năng chịu nén đúng tâm của cột được quyết định bởi m l ax( ) ,

độ mảnh lớn nhất

y l=

l (cid:0) Cột có khả năng chịu lực hợp lý:

max

x (cid:0) �� l

l (cid:0) Cột làm việc bình thường:

[(cid:0) ]: Độ mảnh giới hạn

Ch5_11

Ch5_12

II. CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM II. CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM

1.

Hình thức tiết diện cột

2.

Tính toán

3.

Xác định tiết diện

4.

Ví dụ

1. Hình thức tiết diện cột

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

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

c) Tiết diện kín: bán kính quán tính lớn hơn tiết diện hở cùng

diện tích  chịu lực tốt hơn

x=(cid:0)

y, hình thức gọn và đẹp, không

– Đặc điểm: Dễ đáp ứng (cid:0)

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

a) Tính toán về bền

g f

N A n

(cid:0)

– 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

(cid:0) (cid:0)

2. Tính toán cột đặc

(cid:0)

b) Tính toán ổn định tổng thể

(cid:0)

min

min 2

2 EI m

(

)

= p = N

Lực Ncr - lực tới hạn Euler: 2 EI 2 L 0 L

p p

min 2

2 E 2

= s = p = =

)

(cid:0) Ứng suất giới hạn: N cr A

2 EI min 2 L 0A

2 EI ( m A L

l =

L =0

min

với - độ mảnh lớn nhất của thanh

2 E 2 f

= j = (cid:0) Đặt - hệ số uốn dọc của thanh p l f

2. Tính toán cột đặc

(cid:0) (cid:0) Điều kiện ổn định tổng thể ]

[ l

g f

max

f E

min

= - 1

0,073 5,53

2,5 :

f E

� � �

� l l � �

(cid:0) - (cid:0) Khi

2,5

(cid:0) (cid:0) Khi

1, 47 13

0,371 27,3

0,0275 5,53

4,5 : f E

f l E

� � �

f � � l + � � E � �

� � �

l >

- - - -

4,5 :

(cid:0) Khi -

(

)

332 l 51

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

(cid:0) biến dạng ra ngoài mặt phẳng bản

(cid:0) mất ổn định cục bộ

(cid:0) bản thép mất khả năng làm việc

2. Tính toán cột đặc

h t

� � h l =� � � � w � � w t � � w

Độ mảnh giới hạn của bản bụng cột chịu nén đúng tâm

(cid:0)

Hình thức tiết diện cột

)

/E f

Chữ I

2, 6

/E f

Công thức tính [hw/tw] ( l + 1, 3 0,15 )l ( + nhưng không lớn hơn 1, 2 0, 35

/E f

Hình hộp và chữ C cán

/E f 1, 2 ( + nhưng không lớn hơn 1, 0 0, 2

/E f

1, 6

/E f

Chữ C tổ hợp

(

/E f + nhưng không lớn hơn 0, 85 0,19

/E f

1, 6

/E f

l < 2, 0 (cid:0) 2, 0 l l < 2, 0 (cid:0) 2, 0 l l < 2, 0 (cid:0) 2, 0 l

2. Tính toán cột đặc

Nếu không thoả ĐK ổn định cục bộ bản bụng:

(cid:0) giảm (cid:0) tốn thép • C1: Tăng chiều dày bụng (cid:0)

• C2: Đặt cặp sườn dọc với bsl (cid:0) 10tw, tsl (cid:0) 0,75tw vào giữa bản

bụng  tiết diện cột kể cả tiết diện sườn dọc, khi đó

sườn dọc

w]=[hw/tw]=(cid:0) [(cid:0) = + b 1

tsl

w] I 0, 4 h t

I 0,1 h t

3 sl 3 w w

� -� 1sl 3 � w w

� � �

[(cid:0)

b = 2

bsl

» Isl (cid:0) 6hwtw

» Isl > 6hwtw

Isl: mômen quán tính của sườn dọc đ/v

trục ở bụng cột vuông góc với cạnh bsl

2. Tính toán cột đặc

cần khống chế:

– C3: bỏ phần giữa bụng cột đã bị mất ổn định cục bộ, l< � �� w2 Khi đó phải kiểm tra lại điều kiện ổn định tổng thể:

min

(cid:0)

với A là diện tích phần tiết diện cột còn lại:

= c t 0,5 l � ��

2. Tính toán cột đặc

h w t

E f

sườn dọc

 phải gia cường các sườn cứng

(cid:0)  Nếu 2,3

sườn ngang

ngang đặt cách nhau a = (2,5 (cid:0) 3)hw

b s

b 2 s

(cid:0) (cid:0)

f E

với kích thước: h w +40 30

Khi vận chuyển cột : đặt ít nhất 2 sườn

ngang trên mỗi đoạn chuyên chở

2. Tính toán cột đặc

 Điều kiện ổn định cục bộ bản cánh:

l � � � � f

b 0 t

� � b = � � 0 t � ��

(cid:0)

– b0: chiều rộng tính toán của phần bản cánh nhô ra

b0f

– tf: chiều dày bản cánh

f]: độ mảnh giới hạn

– [(cid:0)

2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm

Độ mảnh giới hạn [bo/tf] của phần bản cánh nhô ra

Hình thức tiết diện cột

Chữ I và chữ T, cánh không viền mép

[bo/d] khi 0,8≤ ≤4 )l

(

+ 0, 36 0,1

/E f

(

+ 0, 40 0, 07

/E f

Thép góc đều cạnh và thép định hình cong không viền bằng sườn (trừ tiết diện dạng chữ C)

(

+ 0,50 0,18

/E f

Thép định hình cong (thép hình dập nguội) có sườn viền

(

+ 0, 43 0, 08

/E f

Cánh thép hình chữ C và cánh lớn thép góc không đều cạnh

Khi

lấy

và khi lấy

l < 0, 8

l = 0, 8

l = 4

l > 4

2. Tính cột đặc chịu nén lệch tâm

d) Khả năng chịu nén đúng tâm của cột đặc:

Từ điều kiện bền và ổn định tổng thể:

g f

N A n

min

(cid:0) (cid:0)

=� �� tt A f N với Att = min(An; (cid:0)

minA)

(cid:0)

3. Thiết kế cột đặc

thiết kế cột

(cid:0) Giả thiết đã có N, Lx, Ly

a) Chọn tiết diện cột

(cid:0) Chọn dạng tiết diện

(cid:0)

N (cid:0) f

(cid:0) (cid:0) Xác định diện tích cần thiết của tiết diện

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) Nếu N quá nhỏ, được giả thiết trước hoặc xác định theo (cid:0) [(cid:0) ], với cột dài 5(cid:0) 6m có thể lấy:

(cid:0) (cid:0) hay cột có chiều 1500 kN

(cid:0) (cid:0) 3000 kN dài lớn mà N

gt = [(cid:0) ]

(cid:0) (cid:0) 4000 kN nhỏ lấy (cid:0)

gt = 100 (cid:0) gt = 70 (cid:0) gt = 50 (cid:0) gt = 40 (cid:0)

(cid:0) (cid:0) 120 khi N (cid:0) 100 khi N = 1500 (cid:0) 70 khi N = 3000 (cid:0) 50 khi N (cid:0) 4000 kN

3. Thiết kế cột đặc

(cid:0) Xác định kích thước bản cánh và bụng l

;

y (cid:0)

(cid:0)

l x (cid:0)

(cid:0)

(cid:0) (cid:0)

x, (cid:0)

– trong đó (cid:0)

y là các hệ số để xác định gần đúng các bán xh, iy=(cid:0)

yb)

kính quán tính của tiết diện (ix=(cid:0)

(cid:0)

Chọn tiết diện theo yêu cầu cấu tạo với: – h=(1(cid:0) 1,15)b: dễ liên kết, hình dáng cân đối – tf=8(cid:0) 40mm, tw=6(cid:0) 16mm

3. Thiết kế cột đặc

b) Kiểm tra

g f

N A n

(cid:0) - Bền (nếu tiết diện có giảm yếu):

min

(cid:0) - Ổn định tổng thể:

h w t

b o t

(cid:0)

� � b (cid:0) � � o t � � � � f

- Ổn định cục bộ (với cột tổ hợp) � � h w � � t � � w

max

(cid:0) - Độ mảnh: (cid:0) [(cid:0) ]

3. Thiết kế cột đặc

c. Liên kết cánh và bụng cột tổ hợp - Lấy theo cấu tạo: hf=6(cid:0) 8mm

suốt chiều dài cột

3. Thiết kế cột đặc

– Xác định N, Lo

gt = 40-100  tra bảng (cid:0)

– Giả thiết (cid:0)

– Tính Ayc, byc, hyc, chọn tf, tw  chọn tiết diện cột

– Tính toán các đặc trưng hình học cột

max

theo (cid:0) – Tính (cid:0)

– Kiểm tra tiết diện

4. Ví dụ

Thiết kế cột đặc chịu nén đúng tâm N=2900kN, L=7,2m. Liên

kết chân cột là ngàm trong mặt phẳng vuông góc với trục x và

là khớp cố định trong mặt phẳng vuông góc với trục y. Liên kết

c=1

đỉnh cột theo hai phương là khớp. Thép cột CCT34, (cid:0)

a) Xác định tiết diện

– Chọn dạng tiết diện và loại thép:

» Chọn tiết diện H như hình vẽ » Dùng thép tấm t (cid:0) 20mm

mác CCT34 có f=21kN/cm2

4. Ví dụ

xL=1(cid:0) 720=720cm; Ly=(cid:0)

yL=0,7(cid:0) 720=504cm

– Xác định l0 và chọn sơ bộ độ mảnh của cột:

gt=50

159,7

A yc

N j g f

» Lx=(cid:0) » Giả thiết (cid:0)

gt và f  (cid:0) =0,8648 

» Từ (cid:0)

a l

– Kích thước cánh và bụng: y

504 0, 24 50

y=0,24 

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

» Chọn b=40cm và hw=40cm, thoả h=(1(cid:0) 1,15)b » Chọn tw=8mm, tf=16mm thoả điều kiện tw=6(cid:0) 16mm và

tf=8(cid:0) 40mm  A=160cm2 (cid:0) Ayc

4. Ví dụ

b) Kiểm tra tiết diện cột

19,3

cm i ;

10,3

I x A

y A

– Xác định: Ix=59672cm4, Iy=17068cm4

x=37, (cid:0)

y=49=(cid:0)

max<[(cid:0) ]=120 (cid:0)

(cid:0) (cid:0) thỏa yêu cầu về độ mảnh

max=49 và f=21kN/cm2, tra

– Kiểm tra ổn định tổng thể: Với (cid:0)

20,87

bảng có (cid:0)

min=0,8686 kN < g f 2 cm

kN 2 cm

min

(cid:0) thỏa điều kiện ổn

định tổng thể Chú ý: Thân cột không giảm yếu tiết diện  không kiểm tra bền

4. Ví dụ

]

[

]

l = l = = l= l 52,5; 16,3 1,55

– Kiểm tra ổn định cục bộ: f [ E

» Kiểm tra bụng:

[ l

]

l = = (cid:0) 50

đảm bảo ĐK ổn định cục bộ h w t

(cid:0)

l = = < 50 2,3 72,7

2,1 10 21 không phải đặt sườn ngang

[ l

]

= = l = (cid:0) 12, 25 (cid:0) » Kiểm tra cánh: 40 0,8 2 1,6 b 0 t đảm bảo ĐK ổn định cục bộ

III. CỘT RỖNG NÉN ĐÚNG TÂM III. CỘT RỖNG NÉN ĐÚNG TÂM

1.

Cấu tạo thân cột

2.

Sự làm việc của cột rỗng 2 nhánh

3.

Tính toán cột rỗng chịu nén đúng tâm

4.

Thiết kế cột rỗng

1. Cấu tạo thân cột

Yêu cầu bảo dưỡng

Tải trọng lớn Tải trọng không lớn nhưng cột cao

= (cid:0)6 12

;

(cid:0)

;

� � 1 1 d � � 30 10 � � ) ( 0,5 0, 8

(cid:0) (cid:0)

1. Cấu tạo thân cột

mm b b 50

Thanh bụng (ít nhất là L40x5)

Bản giằng

Độ cứng lớn, chống xoắn tốt

Chế tạo đơn giản, gọn đẹp

1. Cấu tạo thân cột

(cid:0) Để chống xoắn

và chống biến

hình:

- Dùng vách cứng cách nhau 3 (cid:0)

- Ít nhất mỗi đoạn

chuyên chở

phải có 2 vách

cứng

2. Sự làm việc của cột rỗng

(cid:0) Thanh bụng / bản giằng liên kết các nhánh với nhau

 EIx=2E[Ix0+Af(Ct/2)2] >> E(cid:0)

(cid:0) Ưu điểm của cột rỗng: tiết kiệm vật liệu, tăng độ cứng, độ ổn

Ix0=2EIx0

định và khả năng chịu lực của cột, có thể cấu tạo được cột có

khả năng làm việc theo hai phương như nhau

2. Sự làm việc của cột rỗng

a) Sự làm việc đối với trục thực (y-y)

Uốn dọc trong mặt phẳng xz, tiết diện cột

xoay quanh trục thực y-y:

(cid:0) không có nội lực và biến dạng trong thanh

bụng / bản giằng (cid:0)

y A

I I cột đặc I 2 L L = = = = = i i y l = y 2 i i

với Af, iy0, Iy0: diện tích, bán kính quán tính và

mômen quán tính của tiết diện nhánh đ/v

(cid:0) y) trục y0 của nó (y0

2. Sự làm việc của cột rỗng

b) Sự làm việc đ/v trục ảo (x-x)

(cid:0) Ct < C, Ixt < Ix, Ncr

t< Ncr ml=

2 EA 2 0

 (cid:0)

0: độ mảnh thực của cột rỗng khi bị uốn dọc theo trục ảo

 (cid:0)

p l = N l

t: hệ số kể đến ảnh hưởng biến dạng của hệ bụng rỗng do lực cắt, (cid:0) m =

2 x

t>1 xI A

 (cid:0)

1: góc trượt của tiết diện cột ảo do lực cắt V = 1 gây ra

gp 1 EA l = = + 1 i l L x i

2. Sự làm việc của cột rỗng

khớp giả thiết để đơn giản hoá tính toán

c) Độ mảnh tương đương của cột rỗng bản giằng

2. Sự làm việc của cột rỗng

(cid:0) Góc trượt (cid:0) 2

(cid:0)

)

(cid:0)

1 do lực cắt bằng V=1: n a 1( 1 EA i 12

(cid:0) Tỷ số độ cứng đơn vị

EI x a

EI C

� � � � = � � � � � � � �

I C x 0 I a b

• Ib: mômen quán tính của bản giằng, Ib=tbd3

b/12

• C: khoảng cách trọng tâm hai nhánh cột

gp 1

( 1 0, 82 1

) l

• a: khoảng cách tâm các bản giằng l 2 EA n 2 x

2 1 2 x

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

2. Sự làm việc của cột rỗng

(cid:0) Độ mảnh tương đương

n(cid:0) 1/5  bản giằng cứng vô cùng so với nhánh cột:

(

)

l 0, 82

2 x

2 1

– Cột rỗng bản giằng hai nhánh: + l l (cid:0) +2 l x

(

)

(

l 0, 82

2 x

l 1

2 2

2 x

2 2

2 � � 1

� �

(

)

– Cột rỗng bản giằng bốn nhánh: + l l l l + + (cid:0) l 2 1

+ 1 3

2 x

2 3

l l (cid:0) – Cột rỗng bản giằng ba mặt như nhau: l 0, 82 l 1, 3 +2 x

2. Sự làm việc của cột rỗng

d) Độ mảnh tương đương của cột rỗng thanh giằng

(cid:0)

Khi bị uốn dọc: được xem như dàn phẳng có các mắt khớp

1 2

q q sin cos

(cid:0) (cid:0)

(cid:0)

dEA

cos

sin 2 a

(cid:0)

1 A d

• Ad1: tổng diện tích tiết diện của các thanh bụng xiên ở hai mặt rỗng

của cột, Ad1=2At (hệ thanh bụng tam giác)

• Ld: chiều dài trục thanh bụng xiên

A = ml l = l +2 x

2. Sự làm việc của cột rỗng

d) Độ mảnh tương đương của cột rỗng thanh giằng

(cid:0) Cột rỗng bốn mặt:

2 max

= l l +

A d a a � +� A � d � A � �

(cid:0) Cột rỗng ba mặt

A l= l +2 max

a 2 1 A 3 d

• (cid:0)

max = max((cid:0)

x,(cid:0)

• Ad = At : hệ thanh bụng tam giác; = 2At : hệ thanh bụng chữ thập

• At: diện tích tiết diện một thanh bụng xiên

(cid:0)

3. Tính toán cột rỗng chịu nén đúng tâm

(cid:0) Bền:

s = (cid:0) An: tổng diện tích thực của các g f

N A n

(cid:0) Ổn định tổng thể:

nhánh cột

min: xác định theo (cid:0)

max=max((cid:0)

0; (cid:0)

min

(cid:0) Ổn định cục bộ: giống cột đặc chịu nén đúng tâm

N (cid:0) g (cid:0) f j A

[ l

]

[ l

]

l = (cid:0) = l (cid:0)

h w wt b 0 ft

3. Tính toán cột rỗng chịu nén đúng tâm

(cid:0) Các yêu cầu về độ mảnh

max

l – Toàn cột: (cid:0) �� l

– Từng nhánh cột:

l(cid:0) l l (cid:0) 40 » Bản giằng: và

l(cid:0) l l (cid:0) 80 » Thanh giằng: và

1: Độ mảnh của nhánh cột theo trục bản thân x0-x0

(cid:0)

4. Thiết kế cột rỗng

thiết kế cột

(cid:0) Biết trước N, Lx, Ly

a) Chọn tiết diện cột

(cid:0) Chọn dạng tiết diện: 2 nhánh tiết diện như nhau

(cid:0) Diện tích cần thiết của nhánh cột theo trục thực:

fct

(cid:0)

N f

(cid:0)2

(cid:0)

y được xác định theo (cid:0)

y = 40(cid:0) 90 và (cid:0)

(cid:0) với (cid:0) [(cid:0) ]

(cid:0) Xác định bán kính quán tính cần thiết với trục thực

yct

(cid:0)

ygt

(cid:0)

4. Thiết kế cột rỗng

(cid:0) Chọn nhánh cột : Afct, iyct  chọn tiết diện

(cid:0) Kiểm tra cột theo trục thực: (cid:0)(cid:0)

(cid:0)

(cid:0) f

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)

– A=2Af, Af: diện tích nhánh cột đã chọn

y: xác định theo (cid:0)

y tính theo tiết diện đã chọn

(cid:0) (cid:0)

– iy=iy0, iy0: bán kính quán tính của tiết diện nhánh

cột đã chọn theo trục y0 của nó, trùng với trục y

4. Thiết kế cột rỗng

(cid:0) Xác định khoảng cách hai nhánh - C:

A f

xct

C 4

� � �

� +� I 02 � – Xác định (cid:0)

(cid:0) (cid:0)

xct căn cứ vào sự làm việc đ/v trục ảo x-x và điều

0=(cid:0)

y:

(cid:0)

xct

2 x

l 2 1

kiện hợp lý (cid:0) » Đ/v cột rỗng bản giằng: Sơ bộ giả thiết n(cid:0) 1/5: (cid:0) l (cid:0) (cid:0)

1 sơ bộ chọn trước

xct

(cid:0) trong đó (cid:0)

xct

2 x

1 A d

- » Đ/v cột rỗng thanh giằng: A l

1 và

Sơ bộ chọn, bố trí trước thép góc làm thanh bụng  (cid:0)

Ad1

4. Thiết kế cột rỗng

 Lực cắt quy ước Vf:

b) Tính toán bản giằng và thanh bụng:

- � 6 2330 � �

= (cid:0) - 7,15 10 V f

� E N � j f �

– N: lực dọc tính toán của cột

(cid:0) (cid:0) : hệ số uốn dọc của cột

4. Thiết kế cột rỗng

 Tính toán sơ bộ:

= V f V A f

Giá trị để tính Vf

– Vf: tính bằng daN

– A: diện tích tiết diện nguyên của cột tính bằng cm2 fV

38/22

44/29

60/45

70/60

85/75

46/33 52/40

Thép có fu/fy kN/cm2

daN/cm2

20

30

40

50

60

70

 Lực cắt quy ước tác dụng trên một mặt rỗng cột:

= V s n V r f nr=0,5 đối với cột rỗng 2, 4 nhánh

nr=0,5 đối với cột rỗng 3 mặt

4. Thiết kế cột rỗng

 Tính bản giằng

– Chọn kích thước bản giằng theo cấu tạo

– Xác định nội lực: khung nhiều tầng 1 nhịp chịu Vf

= = = = T M 2

b 2

M C V a s C V a s 2 2 V a s 2

4. Thiết kế cột rỗng

+ t

g f 1,15

� M b � 2 t d � b b

2 2 � � � T b � � � t d � � � b

(cid:0) – Kiểm tra bản giằng:

– Kiểm tra liên kết bản giằng với nhánh cột:

g f

t 2 w

2 w

wf(s)

M b 2 h L f w

)

f s (

b h L f w

f s (

)

� � b � �

2 � � + � � � � � �

2 � � � �

(cid:0)

(

)

g min

M 2 h L f w

� � �

2 2 � � � T b � � � h L � � � f w

(cid:0)

» hf: chọn trước theo điều kiện cấu tạo hoặc tính và chọn

2 b

(

)

L w

2 � � M 6 b � � L � � w

g min

(cid:0) lại theo điều kiện cấu tạo:

ffwf; (cid:0)

sfws)

» ((cid:0) fw)min=min((cid:0)

» Lw = db - 1 cm

4. Thiết kế cột rỗng

 Tính thanh giằng

– Chọn hệ thanh bụng

N (cid:0)

– Nội lực:

(cid:0)

V s n sint

» Hệ không có thanh ngang:

hệ thanh bụng tam giác nt = 1

hệ thanh bụng hình thoi nt = 2

(cid:0)

AN f t

(cid:0)

» Hệ có thanh ngang:

(cid:0)

(cid:0) (cid:0) (cid:0)

V s sin2

al d 3 C 2

(cid:0)

Nf: lực dọc trong một nhánh cột

4. Thiết kế cột rỗng

(cid:0) Chọn tiết diện thanh bụng

max của thanh bụng là (cid:0)

gt (cid:0)

min

150 (cid:0) (cid:0) – Giả thiết (cid:0)

i ct

i min

l (cid:0)

(cid:0) (cid:0)

A tct

(cid:0)

tx f

min

(cid:0)

– Diện tích yêu cầu của thanh bụng xiên:

– Căn cứ At,yc và imin chọn tiết diện thép

0, 75

g = c

g f c (cid:0) Kiểm tra thanh bụng: cấu kiện chịu nén đúng tâm

tx A t

min

(cid:0)

(cid:0) Liên kết thanh xiên vào nhánh chịu Ntx