KẾT CẤU THÉP 1

1

KẾT CẤU THÉP 1

CCHHƯƯƠƠNNGG 11:: TTHHÉÉPP && SSỰỰ LLÀÀMM VVIIỆỆCC CCỦỦAA TTHHÉÉPP

GGVV:: NNGGUUYYỄỄNN VVĂĂNN HHIIẾẾUU

TTpp.. HHCCMM,, TThháánngg 0022//22001133

2

§1. VẬT LIỆU THÉP TRONG XÂY DỰNG

ThÐp vµ gang lµ hîp kim ®en cña s¾t (Fe) vµ cacbon (C), ngoµi

ra cßn mét sè c¸c chÊt kh¸c cã tØ lÖ kh«ng ®¸ng kÓ, nh­ oxy

(O), phètpho (P), silic (Si), v.v..

QuÆng s¾t,

thµnh phÇn

chÝnh lµ s¾t

oxyt (Fe2O3,

Fe3O4)

luyÖn trong

lß cao

======

Gang lµ

hîp kim Fe

vµ C, l­îng

C chiÕm

trªn 1,7%.

lß luyÖn

thÐp ®Ó

khö bít C

======

ThÐp,

l­îng

C <

1,7%.

3

1. Ph©n lo¹i thÐp x©y dùng

a. Theo thµnh phÇn hãa häc cña thÐp

ThÐp cacbon, víi l­îng cacbon d­íi 1,7%, kh«ng cã c¸c

thµnh phÇn hîp kim kh¸c. Theo hµm l­îng cacbon, l¹i

chia ra: thÐp cacbon cao, võa, thÊp (thÐp x©y dùng l­îng

cacbon < 0,22%).

ThÐp hîp kim, cã thªm c¸c thµnh phÇn kim lo¹i kh¸c nh­

Cr, Ni, Mn, ... nh»m n©ng cao chÊt l­îng thÐp nh­ t¨ng ®é

bÒn, t¨ng tÝnh chèng gØ. ThÐp hîp kim thÊp lµ thÐp cã tØ lÖ

cña tæng c¸c nguyªn tè phô thªm d­íi 2,5%, ®©y lµ lo¹i

thÐp ®­îc dïng trong x©y dùng. ThÐp hîp kim võa vµ hîp

kim cao kh«ng dïng lµm kÕt cÊu x©y dùng.

4

b. Theo ph­¬ng ph¸p luyÖn thÐp:

LuyÖn thÐp tõ gang lµ nh»m khö bít cacbon vµ c¸c chÊt phô kh¸c trong gang ®Ó ®­a vÒ hµm l­îng yªu cÇu ®èi víi thÐp. Cã hai ph­¬ng ph¸p luyÖn chÝnh: b»ng lß quay vµ b»ng lß b»ng. LuyÖn b»ng lß quay: Kh«ng khÝ ®­îc thæi qua ®¸y vµo n­íc gang láng ®Ó oxy hãa c¸c hîp chÊt cÇn khö cña gang (C, Si, Mn, P). Tïy theo thµnh phÇn cña quÆng lµm gang cã Ýt hay nhiÒu ph«tpho, mµ cÊu t¹o lß quay kh¸c nhau: lß Bessmer; lß Thomas.

¦u nh­îc ®iÓm: N¨ng suÊt cao, thêi gian luyÖn mçi mÎ chØ chõng 30 phót, nh­ng chÊt l­îng thÐp kh«ng tèt v× N trong kh«ng khÝ hßa tan trong thÐp thµnh nh÷ng bät khÝ, lµm thÐp gißn. Ngoµi ra kh«ng thÓ khö hÕt hoµn toµn P lµ thµnh phÇn cã h¹i lµm cho thÐp bÞ giµ.

5

Ph­¬ng ph¸p luyÖn b»ng lß quay tiªn tiÕn míi ®­îc ¸p dông trong mÊy chôc n¨m gÇn ®©y lµ lß thæi oxy. ThÐp ®­îc s¶n xuÊt b»ng ph­¬ng ph¸p nµy cã chÊt l­îng tèt t­¬ng ®­¬ng nh­ thÐp lß b»ng, nh­ng rÎ h¬n nhiÒu v× n¨ng suÊt cao, thêi gian luyÖn nhanh (40 - 50 phót). HiÖn nay, c¸c lß Bessmer vµ lß Thomas hÇu nh­ kh«ng ®­îc dïng n÷a.

LuyÖn b»ng lß b»ng (lß Martin): Trong lß b»ng, n­íc gang

láng ®­îc trén lÉn víi thÐp vôn vµ ®­îc ®èt nãng b»ng khÝ

®èt. C¸c chÊt cña gang ®­îc oxy hãa b»ng c¸c s¾t oxyt

trong thÐp vôn. Thêi gian luyÖn mét mÎ tõ 8 ®Õn 12 giê,

n¨ng suÊt thÊp, gi¸ thµnh thÐp cao. Nh­ng thÐp cã chÊt

l­îng tèt cÊu tróc thuÇn nhÊt vµ thµnh phÇn thÐp cã thÓ

®iÒu chØnh ®­îc trong qu¸ tr×nh luyÖn.

6

7

c. Theo møc ®é khö oxy

ThÐp láng tõ lß luyÖn ®­îc rãt vµo c¸c khu«n vµ ®Ó nguéi cho

kÕt tinh l¹i. Tïy theo ph­¬ng ph¸p ®Ó l¾ng nguéi, chia ra:

ThÐp s«i: thÐp khi nguéi, bèc ra nhiÒu bät khÝ nh­ oxy,

cacbon oxyt; c¸c bät khÝ lµm cho cÊu tróc cña thÐp kh«ng

®ång nhÊt.

ThÐp tÜnh: thÐp tÜnh trong qu¸ tr×nh nguéi kh«ng cã h¬i bèc

ra, do ®· ®­îc thªm nh÷ng chÊt khö oxy nh­ Si, Al, Mn.

Nh÷ng chÊt nµy khö hÕt oxy cã h¹i vµ nh÷ng t¹p chÊt phi

kim lo¹i kh¸c t¹o nªn xØ næi trªn mÆt.

ThÐp nöa tÜnh: lµ trung gian gi÷a thÐp tÜnh vµ thÐp s«i,

trong ®ã oxy kh«ng ®­îc khö hÕt.

8

2. CÊu tróc vµ thµnh phÇn hãa häc cña thÐp

a. CÊu tróc cña thÐp

ThÐp cã cÊu tróc tinh thÓ, cã hai thµnh phÇn

chÝnh:

- Ferit, c¸c h¹t mµu s¸ng, chiÕm tíi 99% thÓ tÝch

(ferit lµ s¾t nguyªn chÊt), cã tÝnh mÒm vµ dÎo;

CÊu tróc cña thÐp cacbon

thÊp - Xementit lµ hîp chÊt s¾t cacbua (Fe3C), rÊt cøng vµ gißn.

ë thÐp cacbon thÊp, xenmentit hçn hîp víi ferit thµnh peclit, lµ

líp máng mµu thÉm n»m gi÷a c¸c h¹t ferit.

C¸c líp peclit bao quanh c¸c h¹t ferit mÒm dÎo nh­ mét mµng

®µn håi, quyÕt ®Þnh sù lµm viÖc d­íi t¶i träng vµ c¸c tÝnh chÊt

dÎo cña thÐp. ThÐp cµng nhiÒu C th× mµng peclit cµng dµy vµ

thÐp cµng cøng, kÐm dÎo.

9

b. Thµnh phÇn hãa häc cña thÐp

ThÐp cacbon, ngoµi hai thµnh phÇn chÝnh lµ Fe vµ C, cßn cã

c¸c thµnh phÇn phô kh¸c nh­ Mn, Si, S, P.

Mn, lµm t¨ng c­êng ®é vµ ®é dai cña thÐp, lµm gi¶m ¶nh

h­ëng cã h¹i cña S. NÕu % Mn > 1,5%, thÐp trë nªn

gißn.

Si lµ chÊt khö oxy. Si lµm t¨ng c­êng ®é cña thÐp nh­ng

lµm gi¶m tÝnh chèng gØ, tÝnh hµn, %Si < 0,3% ®èi víi thÐp

cacbon thÊp.

10

Nh÷ng hîp chÊt cã h¹i, ¶nh h­ëng xÊu ®Õn chÊt l­îng cña

thÐp:

P, lµm gi¶m tÝnh dÎo vµ ®é dai va ch¹m cña thÐp, ®ång

thêi lµm thÐp trë nªn gißn nguéi.

S lµm cho thÐp gißn nãng, nªn dÔ bÞ nøt khi hµn vµ rÌn.

C¸c khÝ N, O2 trong kh«ng khÝ hßa vµo kim lo¹i láng lµm

cho thÐp bÞ gißn, gi¶m c­êng ®é thÐp.

§èi víi thÐp hîp kim ng­êi ta cho thªm vµo thÐp cacbon c¸c

nguyªn tè kim lo¹i nh­ Cu, Ni, Cr, Ti, vana®i (V), Molip®en

(Mo) v.v... lµm t¨ng tÝnh n¨ng c¬ häc, t¨ng ®é bÒn chèng gØ cña

thÐp.

11

3. C¸c m¸c thÐp dïng trong x©y dùng a. ThÐp cacbon thÊp c­êng ®é th­êng: ( yf ≤290 2N/mm )

Hai lo¹i chÝnh: + thÐp c¸cbon th­êng (hµm l­îng C tõ 0,14%0,22%), lµ thÐp s«i

hoÆc nöa tÜnh + thÐp c¸cbon th­êng cã thªm hµm l­îng Mn 0,8% 1,1% . Tïy theo yªu cÇu sö dông c¸c thÐp nµy d­îc chia lµm ba nhãm: + Nhãm A: thÐp ®­îc ®¶m b¶o chÆt chÏ vÒ tÝnh chÊt c¬ häc; + Nhãm B: thÐp ®­îc ®¶m b¶o chÆt chÏ vÒ thµnh phÇn ho¸ häc; + Nhãm C: thÐp ®­îc ®¶m b¶o vÒ tÝnh chÊt c¬ häc vµ c¶ thµnh phÇn ho¸ häc. C¸c lo¹i thÐp cacbon thÊp cã yf vµo kho¶ng 2200 2700

2daN/cm (gi¸ trÞ lín nhÊt øng víi chiÒu dÇy t 20mm, khi chiÒu dÇy thÐp cµng t¨ng, c¸c ®Æc trung c¬ häc cµng gi¶m), uf tõ 3300

®Õn 5400 2daN/cm .

12

B¶ng 1 - ThÐp c¸c bon TCVN 1765 : 1975

M¸c thÐp §é bÒn kÐo fu ,

2N/mm

Giíi h¹n ch¶y fy , N/mm2

cho ®é dµy t, mm §é d·n dµi 0,%, cho ®é dµy t, mm

20 20 < t

40 40 < t

100 20

20 < t 40

> 40

Kh«ng nhá h¬n Kh«ng nhá h¬n CT34s 220 210 200 33 32 30 CT34n, CT34

230 220 210 32 31 29

CT38s 240 230 220 27 26 24 CT38n, CT38

250 240 230 26 25 23

CT38nMn 250 240 230 26 25 23 CT42s 260 250 240 25 24 22 CT42n, CT42

270 260 250 24 23 21

ThÐp dïng trong kÕt cÊu thÐp thuéc nhãm C nªn ë ®Çu m¸c thÐp cã thªm ký

hiÖu C, thÝ dô: CCT34, CCT38, CCT42.

13

b. ThÐp c­êng ®é kh¸ cao: Lµ thÐp cacbon thÊp mang nhiÖt

luyÖn hoÆc thÐp hîp kim thÊp. yf tõ 3100 - 4000 2daN/cm , uf tõ

4500 - 5400 2daN/cm .

c. ThÐp c­êng ®é cao

Gåm c¸c lo¹i thÐp hîp kim cã nhiÖt luyÖn, yf 4400 2daN/cm

vµ uf 5900 2daN/cm nh­ c¸c m¸c 16Mn2NV, 12Mn2SiMoV

v.v... Dïng thÐp c­êng ®é cao, tiÕp kiÖm ®­îc vËt liÖu tíi 25 -

30%.

14

§2. QUY CÁCH THÉP TRONG XÂY DỰNG

KÕt cÊu x©y dùng ®­îc chÕ t¹o tõ c¸c thÐp tÊm, thÐp h×nh cã nhiÒu lo¹i kÝch th­íc kh¸c nhau.

1. ThÐp h×nh (TCVN 1656: 1993) a. ThÐp gãc - ThÐp gãc ®Òu c¹nh gåm 50 lo¹i tiÕt diÖn tõ nhá nhÊt lµ L20 x20 3 ®Õn lín nhÊt lµ L250 x 250 x 35. - ThÐp gãc kh«ng ®Òu c¹nh gåm 72 lo¹i tiÕt diÖn tõ nhá nhÊt lµ L30 20 3 ®Õn lín nhÊt lµ L200 150 25.

ThÐp gãc vµ øng dông

B

d

x

y

B

d

a)

B

d

x

y

b

d

c)

d)

x

y

x

b)

15

b. ThÐp ch÷ I (TCVN 1655: 1975)

- ThÐp h×nh ch÷ I gåm cã 23

lo¹i tiÕt diÖn, chiÒu cao tõ

100 ®Õn 600 mm (h×nh 1.10,

a).

- Tõ c¸c sè hiÖu 18 ®Õn 30,

cßn cã thªm tiÕt diÖn phô,

cïng chiÒu cao nh­ng c¸nh

réng vµ dµy h¬n, ký hiÖu

thªm ch÷ ”a”, vÝ dô I 22a.

ChiÒu dµi ®­îc s¶n xuÊt tõ 4

®Õn 13m.

ThÐp ch÷ I vµ øng dông

a) b)y

y

xxh

b

d

16

c. ThÐp ch÷ [ (TCVN 1654: 1975)

ThÐp h×nh ch÷ [ gåm cã

22 lo¹i tiÕt diÖn, tõ sè

hiÖu 5 ®Õn 40.

Tõ sè hiÖu 14 ®Õn 24

còng cã thªm lo¹i tiÕt

diÖn phô “a”, c¸nh réng

vµ dµy h¬n, vÝ dô [ 22a.

ChiÒu dµi tõ 4 ®Õn 13 m.

ThÐp ch÷ [ vµ øng dông

h

y

y

xx

d

y

y

xx

d

a) b) c)

17

d. C¸c lo¹i thÐp h×nh kh¸c

ThÐp I c¸nh réng, cã tØ

lÖ bÒ réng c¸nh trªn bÒ cao

b:h lµ 1:1,65 ®Õn 1:2,5,

chiÒu cao tiÕt diÖn h cã thÓ

tíi 1000 mm.

- ThÐp èng cã hai lo¹i:

kh«ng cã ®­êng hµn däc vµ

cã ®­êng hµn däc.

- Ngoµi ra, cßn cã nh÷ng

lo¹i kh¸c: thÐp ch÷ T, thÐp

ray, thÐp vu«ng, thÐp trßn

v.v...

C¸c lo¹i tiÕt diÖn thÐp h×nh

kh¸c

y

y

xx

a) y

y

xxy

y

xx

b)

c)

d)

h

b

18

2. ThÐp tÊm

- ThÐp tÊm phæ th«ng, cã bÒ dµy 4 - 60 mm réng 160 - 1050

mm chiÒu dµi 6 - 12 m.

- ThÐp tÊm dµy, cã bÒ dµy 4 - 160 mm, bÒ réng tõ 600 ®Õn

3000 mm, dµi 4 - 8 m.

- ThÐp tÊm máng, cã bÒ dµy 0,2 - 4 mm, réng 600 -1400 mm,

dµi 1,2 - 4 m.

- Ngoµi ra, cßn cã lo¹i thÐp tÊm kh¸c nh­: thÐp d¶i, réng < 200

mm, thÐp tÊm mÆt cã v©n h×nh sãng.

19

3. ThÐp h×nh dËp, c¸n nguéi

- Tõ c¸c thÐp tÊm máng, thÐp d¶i,

dµy 2 - 16 mm, mang dËp, c¸n

nguéi.

- ThÐp gãc ®Òu c¹nh, kh«ng ®Òu

c¹nh, ch÷ [, tiÕt diÖn hép v.v...

ngoµi ra, cã thÓ cã nh÷ng tiÕt diÖn

rÊt ®a d¹ng theo yªu cÇu riªng.

- NhÑ h¬n nhiÒu so víi thÐp c¸n nãng, dïng chñ yÕu cho c¸c lo¹i kÕt cÊu thÐp nhÑ, cÊu kiÖn chÞu lùc nhá nh­ng cÇn cã ®é cøng lín. - KhuyÕt ®iÓm lµ cã sù cøng nguéi ë nh÷ng gãc bÞ uèn; chèng gØ kÐm h¬n.

B

B

y

y

xx

t

B

b

y

y

xx

t

h

b

y

y

xx

r = 1,5 t

t

20

§3. SỰ LÀM VIỆC CỦA THÉP KHI CHỊU TẢI TRỌNG

1. Sù lµm viÖc chÞu kÐo cña thÐp a. BiÓu ®å øng suÊt - biÕn d¹ng khi kÐo KÐo mét mÉu thÐp m¸c CCT38 b»ng t¶i träng tÜnh t¨ng dÇn vµ vÏ ®å thÞ quan hÖ gi÷a vµ . - OA (giai ®o¹n tØ lÖ ), lµ mét ®­êng th¼ng, - tuyÕn tÝnh, vËt liÖu lµm viÖc theo ®Þnh luËt Hook: =E. t­¬ng øng víi ®iÓm A gäi lµ tl.

BiÓu ®å kÐo cña thÐp cacbon

thÊp

- AA’, kh«ng cßn giai ®o¹n tØ lÖ n÷a, nh­ng thÐp vÉn lµm viÖc

®µn håi. t­¬ng øng víi ®iÓm A’ gäi lµ ®h ( 0,05%).

O O' 84 12 16 20 l

2

AA'

B C

20

10

30

40

50

D

b

c

dh tl

l 100%

PA

,kN/cm

21

- A’B (giai ®o¹n ®µn håi dÎo).

ThÐp kh«ng cßn lµm viÖc ®µn

håi n÷a; E gi¶m dÇn ®Õn b»ng 0

ë ®iÓm B, øng víi 2400

daN/cm2.

- BC (giai ®o¹n ch¶y dÎo). §o¹n n»m ngang, øng víi = 0,2% ®Õn = 2,5% ®­îc gäi lµ thÒm ch¶y. t­¬ng øng víi giai ®o¹n ch¶y dÎo gäi lµ c. - CD (giai ®o¹n cñng cè), ( = 2,5% ®èi víi CCT38), thÐp kh«ng ch¶y n÷a vµ l¹i cã thÓ chÞu ®­îc lùc. Quan hÖ øng - lµ mét ®­êng cong tho¶i, t¨ng nhanh. MÉu thÐp bÞ th¾t l¹i, tiÕt diÖn thu nhá vµ bÞ kÐo ®øt øng víi ë ®iÓm D≈4000daN/cm2

®èi víi CCT38. øng suÊt nµy gäi lµ b, o=20%... 25%.

O O' 84 12 16 20 l

2

AA'

B C

20

10

30

40

50

D

b

c

dh tl

l 100%

PA

,kN/cm

22

- HiÖn t­îng thÒm ch¶y chØ

cã ë thÐp cã hµm l­îng C

tõ 0,1-0,3%. NÕu Ýt cacbon,

c¸c m¹ng peclit kh«ng ®ñ

®Ó gi÷ c¸c h¹t ferit bÞ tr­ît.

NÕu nhiÒu cacbon, m¹ng

peclit nhiÒu vµ dµy sÏ lu«n

1 biÓu ®å kÐo cña thÐp cacbon cao; 2 biÓu ®å kÐo cña thÐp cacbon thÊp

(CСT38).

lu«n ng¨n c¶n kh«ng cho c¸c h¹t ferit tr­ît. BiÓu ®å - cña thÐp cacbon cao hÇu nh­ kh«ng cã thÒm ch¶y: sau giai ®o¹n ®µn håi, ®­êng cong chuyÓn ngay sang giai ®o¹n cñng cè. ë c¸c lo¹i thÐp nµy, giíi h¹n ch¶y ®­îc qui ­íc lÊy øng víi biÕn d¹ng d­ lµ = 0,2%.

o 42 6 8 10

kN/cm2

20

10

30

40

50

12 14 16 18 20 22 24 26

60

70

80

90

tl

c

b

1

2

t l c

b

23

b. C¸c ®Æc tr­ng c¬ häc chñ yÕu cña thÐp:

- BiÓu ®å kÐo cña thÐp cho ta c¸c ®Æc tr­ng c¬ häc chñ yÕu

cña thÐp: giíi h¹n tØ lÖ tl; giíi h¹n ch¶y c; giíi h¹n bÒn b;

biÕn d¹ng khi ®øt o; m«®un ®µn håi.

- Quan träng nhÊt lµ giíi h¹n ch¶y c ®ã lµ øng suÊt lín nhÊt cã thÓ cã trong vËt liÖu, kh«ng ®­îc phÐp v­ît qua (øng víi = 0,2%).

- Tïy thuéc trÞ sè cña , cã thÓ ¸p dông c¸c lÝ thuyÕt tÝnh to¸n:

- khi tl : dïng lÝ thuyÕt ®µn håi, víi E = const; - khi tl < < c : dïng lý thuyÕt ®µn håi dÎo, víi E const; - khi = c : dïng lÝ thuyÕt dÎo.

24

- Giíi h¹n bÒn b. §èi víi thÐp kh«ng cã c th× b lµ trÞ sè giíi h¹n cho øng suÊt lµm viÖc. Ngay víi thÐp cacbon thÊp, cã thÒm ch¶y, khi mµ kÕt cÊu ®­îc phÐp cã biÕn d¹ng lín, ng­êi ta cã thÓ lÊy øng suÊt lµm viÖc v­ît qu¸ c vµ b»ng b chia cho mét hÖ sè an toµn nhÊt ®Þnh. - BiÕn d¹ng khi ®øt o, ®Æc tr­ng cho ®é dÎo vµ ®é dai cña thÐp. §èi víi thÐp cacbon thÊp, o rÊt lín, tíi 200 lÇn biÕn d¹ng khi lµm viÖc ®µn håi. Cã thÓ nãi kÕt cÊu thÐp kh«ng bao giê bÞ ph¸ ho¹i ë tr¹ng th¸i dÎo. KÕt cÊu chØ cã thÓ cã ph¸ ho¹i khi thÐp ®· chuyÓn thµnh gißn. - Sù lµm viÖc chÞu nÐn cña thÐp kh«ng kh¸c sù lµm viÖc chÞu kÐo: cïng E, tl, ®h, c. ChØ cã trong giai ®o¹n cñng cè th× kh«ng x¸c ®Þnh ®­îc b ë thÐp cacbon thÊp, mÉu thÐp bÞ ph×nh ra vµ tiÕp tôc chÞu ®­îc t¶i lín. Trong giai ®o¹n lµm viÖc ®µn håi vµ ®µn håi dÎo, c¸c ®Æc tr­ng c¬ häc tÝnh to¸n cña thÐp chÞu kÐo vµ chÞu nÐn lµ gièng nhau.

25

2. Sù ph¸ ho¹i gißn cña thÐp:

- Sù ph¸ ho¹i gißn lµ sù ph¸ ho¹i ë biÕn d¹ng nhá, kÌm theo

vÕt nøt, vËt liÖu lµm viÖc trong giai ®o¹n ®µn håi. Sù ph¸ ho¹i

x¶y ra lµ do bÞ ®øt, lùc t­¬ng t¸c gi÷a c¸c ph©n tö bÞ mÊt ®i, c¸c

ph©n tö bÞ xa rêi nhau.

- Sù ph¸ ho¹i dÎo lµ sù ph¸ ho¹i víi biÕn d¹ng lín, vËt liÖu

lµm viÖc trong giai ®o¹n dÎo, x¶y ra do sù tr­ît gi÷a c¸c ph©n

tö (h¹t tinh thÓ) khi mµ ngo¹i lùc lín h¬n lùc chèng tr­ît gi÷a

c¸c ph©n tö.

26

a. HiÖn t­îng cøng nguéi. §ã lµ hiÖn t­îng t¨ng tÝnh gißn cña

thÐp sau khi bÞ biÕn d¹ng dÎo ë nhiÖt ®é th­êng.

H×nh 1.4. Sù cøng nguéi cña thÐp

- HiÖn t­îng t¨ng giíi h¹n ®µn håi cña thÐp do bÞ biÕn d¹ng dÎo tr­íc gäi lµ hiÖn t­îng cøng nguéi. Sù cøng nguéi tuy lµm t¨ng c­êng ®é cña thÐp nh­ng lµm cho thÐp gißn nªn coi lµ bÊt lîi ®èi víi kÕt cÊu thÐp.

%

kN/cm2

% % %

a) b) c) d)

o o o1o o 2

1 2

o o3

3

K1 K

2

K3

kN/cm2 kN/cm

2 kN/cm2

27

b. ThÐp chÞu tr¹ng th¸i øng suÊt phøc t¹p - sù tËp trung øng suÊt - Tr¹ng th¸i øng suÊt phøc t¹p lµ tr­êng hîp øng suÊt côc bé, g©y bëi c¸c biÕn ®æi ®ét ngét cña h×nh d¹ng cÊu kiÖn. max ë vÞ trÝ lç c¾t >> tb. øng suÊt theo hai ph­¬ng x vµ y lµm cho thÐp trë nªn gißn.

Sù tËp trung øng suÊt

a) c¸c quÜ ®¹o øng suÊt khi kÐo; b) biÓu ®å thay ®æi lµm viÖc cña thÐp 1-kh«ng cã sù tËp trung øng suÊt (lµm viÖc ®µn håi dÎo); 2-cã sù tËp

trung øng suÊt; 3-cã sù tËp trung øng suÊt do r·nh c¾t (lµm viÖc gißn).

11

a)

=

x

xx

x

y y y

x

y

o 84 12 16 20

kN/cm2

20

10

30

40

50

%

32

1

b)

28

- Sù tËp trung øng suÊt kh«ng nguy hiÓm nÕu thÐp chØ chÞu t¶i träng tÜnh. Víi biÕn d¹ng dÎo, cb sÏ ®­îc ph©n ®ång ®Òu trªn tiÕt diÖn, vµ nh­ vËy kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn P ph¸ ho¹i. - Trong tÝnh to¸n th­êng kh«ng kÓ ®Õn hiÖn t­îng cb nµy. Tuy nhiªn, víi kÕt cÊu chÞu t¶i träng ®éng lùc th× sù tËp trung øng suÊt lµ nguy hiÓm v× lµm cho thÐp dÔ bÞ ph¸ ho¹i gißn.

29

c. ThÐp chÞu t¶i träng lÆp Khi thÐp chÞu t¶i träng lÆp ®i lÆp l¹i nhiÒu lÇn nã cã thÓ bÞ ph¸ ho¹i ë <b. Ng­êi ta gäi ®ã lµ sù mái cña thÐp. Sù ph¸ ho¹i vÒ mái mang tÝnh chÊt ph¸ ho¹i gißn, th­êng x¶y ra ®ét ngét vµ kÌm theo vÕt nøt. øng suÊt ph¸ ho¹i mái cña thÐp gäi lµ c­êng ®é mái. C­êng ®é mái ff phô thuéc vµo sè chu k× lÆp (th­êng æn ®Þnh víi sè lÇn lÆp trªn 2106) vµ tÝnh chÊt thay ®æi cña t¶i träng.

C­êng ®é mái

a) quan hÖ ff vµ sè chu kú; b) c¸c ®Æc tr­ng biÕn ®æi øng suÊt

0 42 6 8 1010 n

f , kN/cm2

20

40

12 14

~17

6

f

a)

10

+

= 13

+ +

=

b)

+

+ =0,33max

min

min max

+max +max

min =0

= +

+ =0max

min

=

+ =-1max

min

+max

min

tb

+

t t t

30

d. Sù ho¸ giµ cña thÐp - Theo thêi gian, tÝnh chÊt cña thÐp thay

®æi dÇn; c vµ b t¨ng lªn, ®é gi·n vµ ®é dai

va ®Ëp gi¶m ®i, thÐp trë nªn gißn h¬n (gäi lµ

sù ho¸ giµ). Nguyªn nh©n lµ trong c¸c tinh

thÓ ferit vÉn cßn c¸c chÊt C, N hßa tan.

Hiện tượng già

của thép

C¸c chÊt nµy dÇn dÇn t¸ch ra vµ t¹o nªn c¸c líp cøng gi÷a

c¸c h¹t ferit. ThÐp trë nªn cøng h¬n nh­ng kÐm dÎo h¬n. ThÐp

s«i cã cÊu tróc h¹t kÐm thuÇn nhÊt, dÔ bÞ l·o hãa h¬n c¶.

- Sù l·o hãa tù nhiªn dï cã lµm t¨ng c­êng ®é thÐp nh­ng

kh«ng ®­îc kÓ ®Õn trong tÝnh to¸n v× nã ®ång thêi lµm cho thÐp

kÐm dÎo, t¨ng gißn.

31

e. ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é

- NhiÖt ®é tõ 2000C3000C tÝnh

chÊt cña thÐp thay ®æi rÊt Ýt.

- NhiÖt ®é tõ 3000C3300C cÊu

tróc cña thÐp b¾t ®Çu thay ®æi,

thÐp trë nªn gißn h¬n.

- Khi nhiÖt ®é t¨ng tiÕp, c vµ b

gi¶m rÊt nhanh, nÕu ë 5000C cã c

= 1400 daN/cm2, b = 2500

daN/cm2 th× chØ cÇn ë nhiÖt ®é

6000C th× c = 400 daN/cm2, b =

500 daN/cm2.

32

- NhiÖt ®é t = 6000C 6500C ®­îc gäi lµ nhiÖt ®é dÎo, khi ®ã c

=0; t =7000C thÐp cã mÇu ®á hång, gäi lµ hiÖn t­îng qu¸ nhiÖt;

t > 15000C thÐp b¾t ®Çu chuyÓn sang thÓ láng.

- NhiÖt ®é ©m, t < 00C, c t¨ng nh­ng thÐp gißn h¬n; t < -100C

tÝnh dÎo cña thÐp gi¶m râ rÖt; t = -450C 600C thÐp trë nªn rÊt

gißn, dÔ nøt.

h. §é dai va ®Ëp §¸nh gi¸ møc ®é thÐp dÔ chuyÓn sang gißn vµ ¶nh h­ëng cña

øng suÊt tËp trung. Dïng mét mÉu cã c¾t khÊc, ®Æt d­íi bóa

®Ëp d¹ng con l¾c, n©ng con l¾c lªn ®Ó r¬i tù do ®Ëp gÉy mÉu,

hiÖu sè thÕ n¨ng trø¬c sau khi ®Ëp gÉy mÉu chÝnh b»ng c«ng

33

ph¸ ho¹i mÉu. T¹i tiÕt diÖn c¾t khÊc, øng suÊt ph©n bè kh«ng

®Òu; t¸c dông va ch¹m lµm t¨ng kh¶ n¨ng vËt liÖu thÐp chuyÓn

sang gißn. §é dai va ®Ëp cã gi¸ trÞ b»ng c«ng ph¸ ho¹i mÉu

chia cho diÖn tÝch tiÕt diÖn mÉu. §èi víi thÐp cacbon thÊp, ®é

dai va ®Ëp ë trong kho¶ng 70 - 100 Nm/cm2 (b¶ng A.3

TCXDVN 338:2005

34

§4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KẾT CẤU THÉP

Môc ®Ých: ®¶m b¶o cho kÕt cÊu kh«ng bÞ v­ît qu¸ tr¹ng th¸i

giíi h¹n khiÕn cho chóng kh«ng thÓ sö dông ®­îc n÷a víi hiÖu

qu¶ kinh tÕ t­¬ng øng.

1. Ph­¬ng ph¸p tÝnh kÕt cÊu thÐp theo tr¹ng th¸i giíi h¹n

a) Tr¹ng th¸i giíi h¹n: Tr¹ng th¸i giíi h¹n lµ tr¹ng th¸i mµ kÕt

cÊu th«i kh«ng tháa m·n c¸c yªu cÇu ®Ò ra ®èi víi c«ng tr×nh

khi sö dông còng nh­ khi x©y l¾p.

- Nhãm TTGH thø nhÊt: mÊt kh¶ n¨ng chÞu lùc hoÆc kh«ng cßn

sö dông ®­îc n÷a ph¸ ho¹i vÒ bÒn.

- Nhãm TTGH thø hai: kh«ng cßn sö dông b×nh th­êng ®­îc.

35

b) §iÒu kiÖn tÝnh to¸n: §èi víi nhãm TTGH thø nhÊt, ®iÒu kiÖn an toµn vÒ kh¶ n¨ng

chÞu lùc cã d¹ng: N S + Néi lùc N g©y bëi t¶i träng tÝnh to¸n P ( nQ

c ..PP ).

Khi cã nhiÒu t¶i träng (Pi) t¸c dông ®ång thêi: cnQi

ci nNPN , trong ®ã iN : néi lùc do Pi= 1; nc: hÖ sè tæ hîp

+ Kh¶ n¨ng chÞu lùc S lµ néi lùc giíi h¹n cña cÊu kiÖn, biÓu thÞ d¹ng tÝch sè cña ®Æc tr­ng h×nh häc tiÕt diÖn (A, W...) víi c.f . S

viÕt lµ: M

cy

c

AfAfS

hoÆc

)(

AfAfS

um

cu

u

ct

trong ®ã u = 1,3 : hÖ sè an toµn ®èi víi cÊu kiÖn tÝnh theo giíi h¹n bÒn.

§èi víi nhãm TTGH thø hai, ®iÒu kiÖn giíi h¹n ph¶i ®¶m b¶o:

NÕu i lµ biÕn d¹ng g©y bëi t¶i träng ®¬n vÞ th× incc

i nP .

36

2. C­êng ®é tiªu chuÈn vµ c­êng ®é tÝnh to¸n C­êng ®é tiªu chuÈn lµ ®Æc tr­ng c¬ b¶n cña vËt liÖu ®­îc

qui ®Þnh trong TCVN thiÕt kÕ kÕt cÊu. §èi víi thÐp cacbon vµ thÐp c­êng ®é kh¸ cao: c­êng ®é tiªu

chuÈn cyf .

§èi víi thÐp kh«ng cã biÕn d¹ng ch¶y (c­êng ®é cao) vµ c¶ trong nh÷ng tr­êng hîp kÕt cÊu cã thÓ lµm viÖc qu¸ giíi h¹n dÎo th× c­êng ®é tiªu chuÈn cuf .

C­êng ®é tÝnh to¸n f vµ cuf b»ng c­êng ®é tiªu chuÈn

chia cho hÖ sè an toµn vËt liÖu M .

Mét sè hÖ sè sö dông trong viÖc x¸c ®Þnh c­êng ®é tÝnh to¸n: HÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc c :

HÖ sè an toµn vÒ sö dông n : phô thuéc vµo møc ®é quan

träng, cÊp ®é bÒn cña c«ng tr×nh.

37

B¶ng 2 - C­êng ®é tÝnh to¸n cña thÐp c¸n vµ thÐp èng

Tr¹ng th¸i lµm viÖc Ký hiÖu C­êng ®é tÝnh

to¸n

KÐo, nÐn, uèn

- theo giíi h¹n ch¶y

- theo giíi h¹n bÒn

f

ft

f = fy /M

ft= fu /M

Tr­ît fv fv = 0,58 fy /M

Ðp mÆt lªn ®Çu mót (khi t× s¸t) fc fc = fu /M

Ðp mÆt trong khíp trô khi tiÕp xóc chÆt fcc fcc = 0,5 fu /M

Ðp mÆt theo ®­êng kÝnh cña con l¨n fcd

fcd = 0,025 fu /M

38

3. T¶i träng vµ t¸c ®éng

T¶i träng vµ t¸c ®éng ®Ó tÝnh to¸n kÕt cÊu ®­îc lÊy theo TCVN

2737-1995 T¶i träng vµ t¸c ®éng.

a. Ph©n lo¹i t¶i träng

T¶i träng th­êng xuyªn;

T¶i träng t¹m thêi :

+ T¶i träng t¹m thêi dµi h¹n;

+ T¶i träng t¹m thêi ng¾n h¹n;

+ T¶i träng ®Æc biÖt

39

b. T¶i träng tiªu chuÈn vµ t¶i träng tÝnh to¸n

§Æc tr­ng c¬ b¶n cña t¶i träng lµ gi¸ trÞ tiªu chuÈn cña chóng, ®­îc x¸c lËp trªn c¬ së thèng kª vµ ®­îc cho trong tiªu chuÈn.

T¶i träng th­êng xuyªn do träng l­îng c¸c kÕt cÊu ®­îc x¸c ®Þnh theo sè liÖu cña c¸c tiªu chuÈn vµ cña c¸c nhµ m¸y chÕ t¹o, theo kÝch th­íc vµ khèi l­îng thÓ tÝch cña vËt liÖu.

T¶i träng t¹m thêi t¸c dông lªn sµn nhµ ®­îc qui ®Þnh theo tiªu chuÈn t¶i träng TCVN 2737-1995.

HÖ sè ®é tin cËy vÒ t¶i träng Q xÐt ®Õn sù biÕn thiªn cña t¶i träng do nh÷ng sai lÖch ngÉu nhiªn.

Khi tÝnh ®Õn kÕt cÊu theo nhãm tr¹ng th¸i giíi h¹n thø nhÊt th× dïng t¶i träng tÝnh to¸n.

Khi tÝnh kÕt cÊu theo nhãm tr¹ng th¸i giíi h¹n thø hai th× chØ dïng t¶i träng tiªu chuÈn.

40

c. Tæ hîp t¶i träng

C¸c t¶i träng t¸c dông ®ång thêi lªn c«ng tr×nh, t¹o nªn nh÷ng tæ hîp t¶i träng, c¸c tæ hîp t¶i träng ®­îc chia ra:

Tæ hîp c¬ b¶n, bao gåm c¸c t¶i träng th­êng xuyªn, t¶i träng t¹m thêi dµi h¹n vµ ng¾n h¹n.

Tæ hîp ®Æc biÖt, gåm c¸c t¶i träng th­êng xuyªn, c¸c t¶i träng t¹m thêi dµi h¹n vµ ng¾n h¹n, vµ mét trong c¸c t¶i träng ®Æc biÖt.

Sù xuÊt hiÖn ®ång thêi cña nhiÒu t¶i träng ®Òu víi trÞ sè lín nhÊt, lµ Ýt cã x¸c suÊt x¶y ra h¬n lµ khi chØ cã Ýt t¶i träng. XÐt ®Õn thùc tÕ ®ã, ng­êi ta dïng hÖ sè tæ hîp nc.

Khi trong tæ hîp c¬ b¶n mµ chØ cã mét t¶i träng ng¾n h¹n th× nc = 1. Cßn trong tæ hîp c¬ b¶n cã hai hay nhiÒu t¶i träng ng¾n h¹n th× nc = 0,9. Khi tÝnh víi tæ hîp ®Æc biÖt th× nc = 0,8.

41

§5. TÍNH TOÁN CẤU KIỆN CƠ BẢN

1. CÊu kiÖn chÞu kÐo ®óng t©m

CÊu kiÖn chÞu kÐo ®­îc kiÓm tra bÒn c«ng thøc: c

n

fA

N ,

trong ®ã: N : néi lùc däc do t¶i träng tÝnh to¸n;

An : diÖn tÝch thùc, ®· trõ ®i c¸c gi¶m yÕu cña tiÕt diÖn

cÊu kiÖn;

c hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña cÊu kiÖn chÞu kÐo.

Trong tr­êng hîp cho phÐp cã biÕn d¹ng dÎo lín, hoÆc ®èi

víi thÐp c­êng ®é cao kh«ng cã vïng ch¶y th× cã thÓ tÝnh theo

giíi h¹n bÒn, nh­ng cã thªm hÖ sè an toµn u , lÊy b»ng 1,3:

u

ct

n

f

A

N

42

2. CÊu kiÖn chÞu uèn

a. TÝnh cÊu kiÖn chÞu uèn trong giai ®o¹n ®µn håi

§é bÒn cña cÊu kiÖn chÞu uèn trong mét mÆt ph¼ng ®­îc

kiÓm tra bÒn theo TTGH thø nhÊt b»ng c«ng thøc

= c

n

fW

M ;

= cvfIt

VS

43

b. TÝnh cÊu kiÖn chÞu uèn cã biÕn d¹ng dÎo

Víi gi¶ thiÕt thÐp lµ

®µn håi dÎo lý t­ëng,

biÓu ®å øng suÊt ë giai

®o¹n khíp dÎo sÏ cã

d¹ng hai h×nh ch÷

nhËt, mµ hoµnh ®é lµ

c.

Sù lµm viÖc cña cÊu kiÖn chÞu uèn

M«men uèn giíi h¹n øng víi giai ®o¹n nµy lµ

S2ydAM cc

trong ®ã: S : m«men tÜnh cña nöa tiÕt diÖn ®èi víi trôc trung hßa; y

kho¶ng c¸ch tõ träng t©m vi ph©n tè diÖn tÝch ®Õn trôc trung hoµ.

L

M=

W

h +

_

a) b) c)

h

P

c

c c

44

So s¸nh c«ng thøc nµy víi c«ng thøc cña giai ®o¹n ®µn håi

M = cW, thÊy 2S ®ãng vai trß cña W, nh­ng ë giai ®o¹n dÎo,

ta gäi lµ m«men chèng uèn dÎo Wd = 2S. M«men chèng uèn

dÎo Wd > W. §èi víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt, Wd = 1,5W; tiÕt diÖn

ch÷ I, Wd = 1,12W.

C«ng thøc tÝnh cÊu kiÖn chÞu uèn cã

xÐt biÕn d¹ng dÎo lµ: = c

d

fW

M

T¸c dông ®ång thêi cña vµ lµm t¨ng

sù biÕn d¹ng dÎo. Sù ch¶y xuÊt hiÖn khi 22

td 3 ®¹t c .

BiÓu ®å øng suÊt t­¬ng ®­¬ng

c

c

45

Sù ch¶y cã thÓ xuÊt hiÖn kh«ng chØ ë c¸c thí biªn, mµ thËm

chÝ ngay c¶ ë trôc trung hßa khi mµ øng suÊt tiÕp ®¹t 3c

; trÞ

sè nµy gäi lµ øng suÊt ch¶y khi tr­ît thuÇn tóy 3c

c

.

Qui ph¹m cho dïng ph­¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng ®Ó tÝnh cÊu

kiÖn chÞu uèn ®ång thêi víi c¾t cã xÐt ®Õn biÕn d¹ng dÎo nh­

sau:

c22

td f15,13

c. TÝnh cÊu kiÖn theo tr¹ng th¸i giíi h¹n thø hai

CÊu kiÖn chÞu uèn ph¶i ®­îc kiÓm tra vÒ biÕn d¹ng nh­ sau:

BiÕn d¹ng ®µn håi g©y bëi t¶i träng tiªu chuÈn kh«ng ®­îc

v­ît qu¸ ®é vâng giíi h¹n cho phÐp []. []

46

3. CÊu kiÖn nÐn ®óng t©m a. TÝnh vÒ bÒn

TiÕn hµnh ®èi víi nh÷ng thanh ng¾n, chiÒu dµi kh«ng lín qu¸ 5 6 lÇn bÒ réng tiÕt diÖn. Tr¹ng th¸i giíi h¹n lµ khi øng suÊt ®¹t c , nªn

tÝnh to¸n còng gièng nh­ cña thanh chÞu kÐo. b. TÝnh vÒ æn ®Þnh Thanh chÞu nÐn ë vµo tr¹ng th¸i c©n b»ng æn ®Þnh khi lùc nÐn < lùc tíi h¹n. Khi lùc nÐn ®¹t tíi trÞ sè tíi h¹n, thanh kh«ng cßn th¼ng n÷a, bÞ uèn cong trong mÆt ph¼ng cã ®é cøng nhá nhÊt ë tr¹ng th¸i c©n b»ng cong. Sau ®ã, dï t¶i träng chØ t¨ng rÊt Ýt, thanh còng bÞ cong rÊt nhanh vµ mÊt kh¶ n¨ng chÞu lùc.

§èi víi thanh liªn kÕt khíp hai ®Çu chÞu nÐn ®óng t©m, lùc tíi h¹n x¸c ®Þnh b»ng c«ng

thøc ¥le: 2o

min2cr

l

EIN ; l.l0 .

CÊu kiÖn chÞu nÐn ®óng t©m a) sù uèn däc; b) biÓu ®å kÐo

vµ x¸c ®Þnh Et

%

kN/cm2

Et

N

y l

l

a) b)

N

E

47

Hình 1.5. Hệ số theo dạng liên kết 2 đầu thanh nén

48

Ứng suÊt tíi h¹n t­¬ng øng: 2

2

2

min

o

2

2o

min2

crcr

E

i

l

E

)Al(

EI

A

N

trong ®ã: A

Ii minmin ; A - diÖn tÝch tiÕt diÖn nguyªn;

C«ng thøc trªn chØ ®óng khi E cã gi¸ trÞ kh«ng ®æi, tøc lµ chØ

trong biÕn d¹ng ®µn håi, khi < tl khi ®ã cÊu kiÖn sÏ mÊt æn

®Þnh tr­íc khi mÊt bÒn ngoµi ®µn håi. Tõ ®ã rót ra max ®Ó vÉn

dïng ®­îc c«ng thøc ¥le

1052000

2100000E

tl

.

49

Víi ®é m¶nh nhá h¬n, sù mÊt æn ®Þnh x¶y ra khi ®· cã biÕn

d¹ng dÎo. M«®un biÕn d¹ng biÕn ®æi

d

dEt , b»ng hÖ sè gãc

cña tiÕp tuyÕn víi ®­êng cong biÓu ®å kÐo, nªn tE cßn gäi lµ

m«®un tiÕp tuyÕn, øng suÊt tíi h¹n cr = 2

t2 E

.

Trong kÕt cÊu thùc tÕ, kh«ng thÓ cã sù nÐn däc trôc hoµn toµn. Do ®ã, cÊu kiÖn chÞu nÐn däc trôc ph¶i ®­îc tÝnh to¸n nh­ nÐn lÖch t©m víi ®é lÖch t©m nhá.

KiÓm tra æn ®Þnh cña thanh nÐn däc trôc: = ecr

A

N

§Ó tiÖn tÝnh to¸n, qui ph¹m ®­a vµo hÖ sè uèn däc f

ecr

.

C«ng thøc kiÓm tra æn ®Þnh cã d¹ng: c.f.A

N .

50

4. CÊu kiÖn chÞu kÐo lÖch t©m vµ nÐn lÖch t©m Nh÷ng cÊu kiÖn nµy võa chÞu lùc däc trôc võa chÞu m«men

uèn. Trong hÇu hÕt mäi tr­êng hîp, c¸c cÊu kiÖn chÞu lùc däc ®Æt lÖch t©m so víi trôc N/Me . a. TÝnh cÊu kiÖn kÐo lÖch t©m vµ cÊu kiÖn ng¾n nÐn lÖch t©m CÊu kiÖn kÐo lÖch t©m vµ cÊu kiÖn ng¾n nÐn lÖch t©m ®­îc

tÝnh theo ®é bÒn: nn W

M

A

N c.f

Khi cÊu kiÖn lµm b»ng thÐp ( c 5800 daN/cm2) vµ chØ chÞu

t¶i träng tÜnh th× tr¹ng th¸i giíi h¹n vÒ ®é bÒn cã thÓ xÐt ®Õn sù ph¸t triÓn cña biÕn h×nh dÎo. C«ng thøc tÝnh to¸n cã xÐt ®Õn

biÕn d¹ng dÎo theo tiªu chuÈn lµ: fcW

M

fA

N

cn

2/3

cn

1

HÖ sè c tïy thuéc d¹ng tiÕt diÖn, cho trong tiªu chuÈn thiÕt kÕ kÕt cÊu thÐp.

51

b. TÝnh vÒ æn ®Þnh cña thanh nÐn lÖch t©m (nÐn - uèn)

Ngay lóc míi ®Æt t¶i träng, thanh

®· bÞ cong do M = N.e. Khi N t¨ng,

biÕn d¹ng t¨ng kh«ng tuyÕn tÝnh víi

N, do M = N(e + f) g©y nªn. Thanh

sÏ ph¶i tÝnh theo s¬ ®å biÕn d¹ng vµ

cã thÓ lËp ®­îc ®­êng cong quan hÖ

gi÷a N hoÆc øng suÊt nÐn do N (

A/N0 ) víi ®é vâng f cña thanh.

Khi N ®¹t trÞ sè crN , f cña thanh t¨ng

vät, thanh bÞ mÊt æn ®Þnh.

CÊu kiÖn nÐn lÖch t©m a) s¬ ®å lµm viÖc; b) ®­êng cong N f.

øng suÊt tíi h¹n ecr phô thuéc vµo:

f l

N

N

e

f

e

f

a) b)

cr

th

52

§é m¶nh . §Ó tiÖn tÝnh to¸n cho nhiÒu lo¹i thÐp kh¸c

nhau, E

f .

§é lÖch t©m e cña lùc däc. Trong tÝnh to¸n, dïng ®é lÖch

t©m t­¬ng ®èi /em ( lµ b¸n kÝnh lâi cña tiÕt diÖn, A/W

víi W lµ m«men chèng uèn ®èi víi thí bÞ nÐn nhiÒu nhÊt cña

tiÕt diÖn). øng suÊt biªn ®­îc biÓu diÔn ®¬n gi¶n qua m

)m1(W

eA1

A

N

W

M

A

No

.

H×nh d¹ng cña tiÕt diÖn. §é lÖch t©m t­¬ng ®èi tÝnh ®æi

m.me ( : hÖ sè h×nh d¹ng tiÕt diÖn xÐt ®Õn møc ®é tiÕt diÖn bÞ

gi¶m yÕu bëi biÕn h×nh dÎo).

53

TiÕt diÖn ch÷ I, chØ

cÇn vïng dÎo ¨n

s©u mét Ýt vµo tiÕt

diÖn ®· chuyÓn

mét phÇn diÖn

tÝch ®¸ng kÓ sang

dÎo, lóc ®ã, lÊy

> 1

TiÕt diÖn ch÷ I,

khi uèn song

song víi b¶n

c¸nh th× chØ

mét phÇn nhá

diÖn tÝch

chuyÓn sang

dÎo, nªn < 1

Víi tiÕt diÖn ch÷ nhËt th× = 1. TrÞ sè cho trong b¶ng II.4 phô lôc II.

§Ó tiÖn tÝnh to¸n, qui ph¹m dïng hÖ sè e = f

ecr

, hÖ sè gi¶m

c­êng ®é tÝnh to¸n khi nÐn lÖch t©m, nÐn uèn. Khi ®ã ecr = f.e

.

c

c

54

KiÓm tra æn ®Þnh trong mÆt ph¼ng uèn:

o = A

N e

cr = f.e hay A

N f.e

HÖ sè e phô thuéc vµ ®é lÖch t©m t­¬ng ®èi tÝnh ®æi em

®­îc cho trong b¶ng II.2 phô lôc II.

KiÓm tra æn ®Þnh thanh trong mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi mÆt

ph¼ng uèn:

c

y

.f)AC(

N

trong ®ã: y : hÖ sè uèn däc khi nÐn ®óng t©m, x¸c ®Þnh theo

®é m¶nh y ;

C : hÖ sè <1, phô thuéc h×nh d¹ng tiÕt diÖn, y vµ ®é lÖch

t©m t­¬ng ®èi tÝnh ®æi m1.