Tổng quan về dầm khoét lỗ trên bản bụng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Tổng quan về dầm khoét lỗ trên bản bụng tập trung đề cập cái nhìn tổng quan về loại kết cấu này; Lịch sử phát triển của dầm khoét lỗ; Hình dạng truyền thống của dầm khoét lỗ; Ưu nhược điểm của dầm khoét lỗ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tổng quan về dầm khoét lỗ trên bản bụng

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 TỔNG QUAN VỀ DẦM KHOÉT LỖ TRÊN BẢN BỤNG Phạm Nguyễn Hoàng1, Nguyễn Duy Cường1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: hoang.kcct@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG giản trong khâu sản xuất hàng loạt tại các nhà máy… Trong xây dựng, việc tối ưu hóa kết cấu mang lại hiệu quả cao không chỉ về mặt kinh tế, kĩ thuật mà còn tạo nên nét thẩm mỹ đặc biệt. Đồng thời, khoa học kỹ thuật và công nghệ ngày càng phát triển, kết cấu nói chung và kết cấu thép nói riêng càng có những bước Chữ I Chữ H Chữ U Chữ L tiến mạnh mẽ mang tính cách mạng cả về vật Hình 1. Các thép hình thông thường liệu và hình thức. “Dầm thép khoét lỗ trên dùng trong xây dựng bản bụng” là một dạng hình thức kết cấu khá mới mẻ nhưng đã được áp dụng rộng rãi trên Tuy nhiên, những dầm thép với tiết diện thế giới do những ưu điểm về tiết kiệm vật này cũng vẫn còn bộc lộ một số nhược điểm liệu và hiệu quả trong thẩm mỹ. Trong khuôn như không đảm bảo được sự làm việc tối ưu khổ của đề tài, tác giả tập trung đề cập cái của vật liệu, lãng phí thép, khối lượng lớn, nhìn tổng quan về loại kết cấu này. Đã có không có khả năng vượt nhịp lớn, không thuận nhiều tác giả tìm hiểu, nghiên cứu về lý tiện trong việc bố trí các đường ống kĩ thuật, thuyết tính toán cấu kiện dầm bị đục lỗ tại không đạt được hiểu quả kiến trúc cao… bản bụng, phải kể đến như [1], [2], [3], [4], Chính những nhược điểm này đã đặt ra [5], [6], [7] việc đi sâu vào trình bày kết quả cho các chuyên gia và nhà thiết kế một bài thí nghiệm thực tế và so sánh kết quả tính toán là phải tìm ra cách sử dụng vật liệu thép toán lý thuyết, mô hình và thực tế không một cách hợp lý hơn. Và có thể nói các vật được tác giả đề cập tại bài báo này. liệu thép với các hình dạng tối ưu về phương Từ khóa: Kết cấu thép, dầm khoét lỗ trên diện chịu lực cũng như về phương diện kiến bản bụng, tối ưu hóa kết cấu. trúc như dầm tổ hợp, dầm rỗng, dầm ghép, dầm thép khoét lỗ trên bản bụng… chính là 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU giải pháp khoa học hiệu quả cho vấn đề này. Các dầm thép được chế tạo sẵn ở các nhà Dầm thép có thể cải tiến, gia công từ các máy với các tiết diện phong phú nhằm đáp dầm hình, cắt dọc bản bụng theo đường răng ứng yêu cầu của từng loại công trình. Nổi bật cưa hình thang, rồi hàn chồng hai nửa dầm có thể kể đến như các tiết diện dầm chữ I, đó, nhưng lệch đi nửa bước răng. Như vậy sẽ dầm có cánh rộng (hay còn gọi là dầm tiết hình thành một loại dầm mới, có các ô rỗng 6 diện chữ H), tiết diện chữ U, thép góc… cạnh ở bụng dầm. Kết quả là đã tăng cường Những dầm thép tiền chế luôn là sự lựa chọn thêm được chiều cao và khả năng chịu uốn hàng đầu của các kĩ sư xây dựng do những của cấu kiện dầm, đồng thời tạo được nhiều ưu điểm nổi trội như thuận tiện trong thi khoảng trống, dễ dàng bố trí các đường ống công, thích hợp với nhiệu loại công trình, đơn kỹ thuật trong phạm vi chiều cao dầm. 95
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 được áp dụng vào những năm 50. Và Hubert Litzka là người phát triển máy cắt theo đường thẳng hoàn toàn tự động đầu tiên dành cho dầm khoét lỗ. Chính nhờ sáng chế này, việc chế tạo dầm khoét lỗ đã trở nên đơn giản và phổ biến hơn rất nhiều đến nỗi người ta còn gọi dầm khoét lỗ là dầm Litzka. Vào cuối những năm 70, máy cắt tự động theo những đường cắt phức tạp được quản lý bằng máy tính đã giúp việc sản xuất những dầm khoét lỗ có hình dạng tối ưu hơn. Do việc chế tạo dầm khoét lỗ cần có những mối hàn ngắn nên quá trình hàn hầu như vẫn được thực hiện bằng tay. Hàn tự động chỉ được thực hiện tại những nhà máy Hình 2. Gia công dầm khoét lỗ dạng với số lượng lớn dầm khoét lỗ. Ví dụ như lục lăng và bát giác việc sản xuất dầm khoét lỗ cho các khu đỗ xe cao tầng tại Mỹ. Muốn tạo ra được những dầm cao hơn, với ô rỗng lớn hơn, có thể ghép chèn thêm các 4. HÌNH DẠNG TRUYỀN THỐNG CỦA bản thép nhỏ hình chữ nhật, hàn đối đầu với DẦM KHOÉT LỖ các đỉnh răng cưa. Dầm Litzka (xem hình vẽ): được xác định Nhờ tăng chiều cao dầm, dầm khoét lỗ có bởi 3 đặc trưng chính sau: khả năng chịu uốn cao hơn so với các dầm thép hình. Đó thực sự là một ưu điểm nổi trội! Nhờ đó, dầm khoét lỗ đặc biệt thích hợp khi cần vượt nhịp lớn với chất tải nhỏ. Để chống hiện tượng oằn, có thể dùng vật liệu khác để hàn vào lấp lỗ trống trong dầm (trong trường hợp cần thiết). Hình 3. Dầm Litzka 3. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA DẦM H/h = 1.5; α = 63.5°( tan α = 2); Bước lỗ KHOÉT LỖ đúng bằng chiều cao dầm. Do dầm khoét lỗ phải được hàn từ 2 mảnh Dầm kiểu Anh: Ở Anh, Canada và Mĩ, thép hình, vì vậy sự ra đời của dầm khoét lỗ dầm khoét lỗ được thiết kế với kích thước gắn liền với sự phát triển của kĩ thuật hàn khác với đặc trưng: α = 60°; H/h = 1,5; Bước điện trong các công trình nhà thép, vào lỗ bằng 1,08 lần chiều cao dầm. khoảng nhưng năm 1920. Dầm khoét lỗ đầu Tuy nhiên cả 2 kích thước này đều chứa tiên được thiết kế và sản xuất vào những năm nhiều giới hạn so với kĩ thuật chế tạo dầm 1930 bởi công ty Skoda tại thành phố Pilsner. khoét lỗ theo những thiết kế tối ưu cho công Nhưng mãi tới năm 1939, cục sáng chế anh trình nhờ sự giúp đỡ của máy cắt hiện đại. mới cấp băng sáng chế dầm khoét lỗ cho Ngày nay, chúng ta có thể tối ưu hình dạng G.M.Boyd. Việc chế tạo dầm khoét lỗ cũng của dầm khoét lỗ theo những yêu cầu về kinh là 1 yếu tố quan trọng. Đầu tiên, chúng được tế, về kiến trúc, hay bất cứ yêu cầu đặc biệt chế tạo từ các thép hình đơn giản và hàn bằng nào khác. Chúng ta có thể kể đến như dầm có tay. Tuy nhiên, ngay sau chiến tranh thế giới bụng khoét lỗ tròn và công nghệ cắt thép của thứ II, việc chế tạo này là quá đắt đỏ và vì chúng hiện đang được sử dụng rất phổ biến vậy máy cắt tự động cho dầm khoét lỗ đã trên thế giới (hình vẽ). 96
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2019. ISBN: 978-604-82-2981-8 4. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA DẦM KHOÉT LỖ Dầm khoét lỗ có rất nhiều ưu điểm nổi bật: - Nhẹ, khả năng vượt nhịp lớn. - Đạt hiệu quả kiến trúc cao. Hình 4. Nguyên tắc chế tạo thép khoét lỗ - Dễ lắp đặt tại công trường. tròn từ dầm thép hình chữ I - Dễ lắp đặt cấc đường ống kĩ thuật. Tuy nhiên trong 1 số trường hợp, việc sử dụng dầm khoét lỗ cũng cần phải tính toán chi tiết như khi: - Dầm chịu lực tập trung lớn - Dầm được sử dụng như 1 dầm liên tục vượt qua 1 số cột đỡ. Tại nút sẽ xuất hiện ứng suât tập trung vì vậy cần gia cố dầm khoét lỗ tại nút. - Dầm khoét lỗ có khả năng chịu lửa kém hơn do chiều cao dầm cao hơn khoảng 20% so với chiều cao dầm thép hình. 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS. Phạm Văn Hội. 2006. Kết cấu Thép (Phần cấu kiện cơ bản). NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [2] X.P.Timôsenkô, J.M.Gere. 1976. Ổn định đàn hồi. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. [3] Hoàng Như Tầng, Lê Huy Như , Nguyễn Trung Hiếu , Nguyễn Thế Anh. 2006. Thí Hình 5. Công nghệ cắt thép để tạo dầm nghiệm và kiểm định công trình. NXB có bụng khoét lỗ tròn Khoa học và Kỹ thuật. [4] Ths. Đào Tăng Kiệm. 2008. Ứng dụng tin Khi muốn tạo lên dầm có tiết diện thay đổi học trong thiết kế Xây Dựng. NXB Khoa dọc theo chiều dài, việc cắt thép sẽ phải tiến học và Kỹ thuật. hành theo hình thức khác đi. [5] Phùng Thị Nguyệt. 2000. Tính toán kết cấu với Sap 2000. NXB Giao thông vận tải. [6] Nguyễn Văn Yên. 1980. Giáo trình kết cấu thép. Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội. [7] Đoàn Định Kiến. 1998. Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp. NXB Khoa học Kỹ thuật. Hình 6. Gia công dầm khoét lỗ lục giác tiết diện thay đổi 97