Giáo trình kết cấu thép - Chương 2

thại ban âáưu, khi âọ cạc tinh thãø trong thanh AB sàõp xãúp lải. Sau âọ cho thanh AB
ngüi lải nhiãût âäü ban âáưu, thanh thẹp s co lải mäüt âoản ∆l, khung bãn ngoi giỉỵ lải
nãn xút hiãûn ỉïng sút kẹo trong thanh v khung bãn ngoi bë biãún dảng.



Hçnh 2.3: ỈÏng sút hn v biãún hçnh hn














- Quạ trçnh hn cng cọ hiãûn tỉåüng nhỉ váûy. Khi ngüi, âỉåìng hn co ngọt,
nhỉng vng thẹp lán cáûn âỉåìng hn cn ngüi tảo thnh ngm tỉû nhiãn cn tråí sỉû co
ngọt ca vng nọng chy quanh âỉåìng hn Ỉ tỉì âọ sinh ra ỉïng sút hn
(ỉïng sút nhiãût,
ỉïng sút do co ngọt)
Ỉ lm tàng kh nàng phạ hoải dn (
nháút l trong trảng thại ỉïng sút phàóng v
ỉïng sút khäúi, khọ biãún dảng do
). Màût khạc, cng do nh hỉåíng nhiãût âäü, cáúu kiãûn bë cong
vãnh gi l biãún hçnh hn Ỉ máút cäng sỉía chỉỵa.

2.Biãûn phạp khàõc phủc:
- Thiãút kãú âỉåìng hn vỉìa â u cáưu, trạnh cạc âỉåìng hn kên, táûp trung v càõt
nhau cn tråí biãún dảng tỉû do ca váût liãûu khi hn, khäng nãn dng âỉåìng hn quạ dy
lm tàng biãún hçnh hn.
- Trong chãú tảo v thi cäng: Chn qui trçnh hn håüp l hồûc chia nh cạc âoản
cáưn hn.

Hçnh 2.4: - Biãún hçnh ngỉåüc
- Dng biãún hçnh ngỉåüc âãø sau khi hn khäng
xút hiãûn biãún hçnh (hçnh 2.4).
- Dng biãún hçnh nọng nghéa l dng t
0
âãø cho
thẹp nåí càng theo phỉång ngỉåüc lải räưi måïi hn.
- Nung nọng vng xung quanh âỉåìng hn trỉåïc khi hn (gim båït sỉû phán bäú
khäng âãưu ca t
0
trong khu vỉûc hn v gim tháúp täúc âäü ngüi lải ca kim loải) Ỉ phán
bäø ỉïng sút âãưu hån.
- Hn nhiãưu låïp våïi nhỉỵng âỉåìng hn låïn âãø t
0
åí âỉåìng hn khäng quạ cao v åí
mäüt pháưn âỉåìng hn, ỉïng sút triãût tiãu láùn nhau båït.
- Dng khn cäú âënh cáúu kiãûn khi hn.

31


ξ2.CẠC LOẢI ÂỈÅÌNG HN - CỈÅÌNG ÂÄÜ Â.HN:
2.1.Cạc loải âỉåìng hn:

Hçnh 2.5: - Hn âäúi âáưu
1.
Theo cáúu tảo: Cọ 2 loải:
a.Âỉåìng hn âäúi âáưu:

Thẹp cå bn cáưn hn âỉåüc âàût âäúi âáưu nhau trãn
mäüt màût phàóng räưi hn lải. Âỉåìng hn coi nhỉ pháưn
kẹo di ca thẹp cå bn nãn lm viãûc nhỉ thẹp cå bn.
- Ỉu : * Truưn lỉûc täút.
* Tiãút kiãûm thẹp v khäng täún thẹp lm bn ghẹp.
* ỈÏng sút phán bäú âãưu âàûn, khäng cọ sỉû thay âäøi âäüt ngäüt tiãút diãûn åí
âỉåìng hn nãn hản chãú âỉåüc ỉïng sút táûp trung v ỉïng sút nhiãưu chiãưu Ỉ chëu âỉåüc
ti trng âäüng v nàûng.

- Nhỉåüc: Våïi thẹp cọ bãư dy δ > 10mm, khäng thãø h
n tỉì trãn xúng m phi gia
cäng mẹp âãø âỉa que hn xúng sáu âm bo nọng chy trãn ton bäü bãư dy Ỉ täún
cäng chãú tảo .
* Khi 10mm < δ < 20mm: Gia cäng mẹp mäüt phêa: Chỉỵ V, chỉỵ Y v chỉỵ U.
* Khi 20mm < δ: Gia cäng mẹp hai phêa: Chỉỵ K, chỉỵ X.








Hçnh 2.6: - Gia cäng mẹp rnh hn.
b. Âỉåìng hn gọc:
Hçnh 2.7:- Âỉåìng hn gọc
Hai cáúu kiãûn cáưn hn âỉåüc âàût
chäưng lãn nhau hay thàóng gọc våïi nhau.
- Ty theo vë trê ca âỉåìng hn so
våïi phỉång ca lỉûc tạc dủng m chia ra:
* Âỉåìng hn gọc cảnh : Âỉåìng
hn gọc song song våïi phỉång ca lỉûc
tạc dủng.
* Âỉåìng hn gọc âáưu : Âỉåìng hn gọc vng våïi phỉång ca lỉûc tạc dủng.


Hçnh 2.8: - Âh gọc cảnh, âh gọc âáưu








32



- Sỉû lm viãûc: Hỉåïng ca âỉåìng lỉûc trong liãn
kãút thay âäøi phỉïc tảp, ỉïng sút phán bäú khäng âãưu Ỉ
khäng dng âỉåìng hn quạ di. Âỉåìng hn gọc cảnh
chëu c ỉïng sút càõt v ún; âỉåìng hn gọc âáưu chëu
c ỉïng sút càõt, kẹo, ún Ỉ Khi tênh toạn, coi nhỉ chè
chëu càõt, phạ hoải theo mäüt trong hai tiãút diãûn quy ỉåïc:

Hçnh 2.9: - Tiãút diãûn lm
viãûc ca âh gọc
* Tiãút diãûn 1: Dc theo kim loải âỉåìng
hn.
* Tiãút diãûn 2: Dc theo biãn nọng chy
ca thẹp cå bn.

Ỉu: * Âån gin, khäng täún cäng gia cäng
mẹp.
-Nhỉåüc:* Täún váût liãû
u.
* Âỉåìng sỉïc âi qua âỉåìng hn bë däưn ẹp v ún cong do âọ sinh ra ỉïng
sút táûp trung v nhiãưu chiãưu tải âỉåìng hn nãn chè âỉåüc dng cho kãút cáúu chëu ti
trng ténh. Âãø gim båït ỉïng sút táûp trung, khi chëu ti trng âäüng, ta dng âỉåìng hn
gọc sáu hay gọc thoi.

Hçnh 2.10: - Âỉåìng hn gọc sáu v âỉåìng hn gọc thoi

- Âiãưu kiãûn cáúu tảo: Theo quy phảm
* h
h min
= 4 mm : âãø trạnh hiãûn tỉåüng hn khäng âỉåüc sáu.
* h
hmax
= 1,5
δ
min
âäúi våïi kãút cáúu chëu ti trng ténh.
h
hmax
= 1,2
δ
min
âäúi våïi kãút cáúu chëu ti trng âäüng.
h
h
≤ 25mm. (δ
min
: bãư dy nh nháút ca cáúu kiãûn liãn kãút ) .
* l
h min
= 4 h
h
v l
h
≥ 40mm : trạnh nh hỉåíng lãûch tám gáy ún .
* l
h
≤ 60.h
h.
; Âỉåìng hn gọc cảnh l
h
≤ 85.
β
h
.

h
h
: trạnh ỉïng sút phán bäú
khäng âãưu.
2.Phán loải theo cạc hçnh thỉïc khạc:
- Theo âiãưu kiãûn lm viãûc: Âỉåìng hn cáúu tảo, âỉåìng hn chëu lỉûc, âỉåìng hn kên
- Theo chiãưu di : Âỉåìng hn liãn tủc, âỉåìng hn giạn âoản.
- Theo âiãưu kiãûn chãú tảo: Âỉåìng hn cäng xỉåíng, âỉåìng hn cäng trỉåìng. Âỉåìng
hn cäng xỉåíng cháút lỉåüng cao hån, lm viãûc gáưn nhỉ thẹp cå bn.
- Theo vë trê khäng gian : Âỉåìng hn nàòm, ngang, âỉïng ngỉåüc.

33



Chụ : Trong kháu thiãút kãú cáưn quan tám âãún cäng nghãû lm âãø trạnh nhỉỵng âỉåìng hn
báút låüi (âỉåìng hn ngỉåüc).

3.K hiãûu âỉåìng hn:
2.2.
Cỉåìng âäü tênh toạn âỉåìng hn:
Phủ thüc vo cháút lỉåüng que hn, thẹp cå bn, loải âỉåìng hn, phỉång phạp
hn v phỉång phạp kiãøm tra cháút lỉåüng âỉåìng hn.
1. Âỉåìng hn âäúi âáưu:
Phủ thüc váût liãûu âỉåìng hn v phỉång phạp kiãøm tra cháút lỉåüng âỉåìng hn.
Khi chëu nẹn: khäng nh hỉåíng båíi phỉång phạp hn cng nhỉ phỉång phạp
kiãøm tra. Cỉåìng âäü âỉåìng hn bo âm: R
n
h
= R.
Khi chëu kẹo:
- Dng phỉång phạp váût l âãø kiãøm tra cháút lỉåüng âỉåìng hn. Cỉåìng
âäü âỉåìng hn bo âm: R
k
h
= R.
- Dng phỉång phạp thäng thỉåìng, âån gin âãø kiãøm tra cháút lỉåüng
âỉåìng hn. Cỉåìng âäü âỉåìng hn khäng bo âm: R
k
h
= 0,85R.
2. Âỉåìng hn gọc:
Cỉåìng âäü âỉåìng hn gọc cảnh v gọc âáưu l nhỉ nhau.
Do âỉåìng hn gọc cọ thãø bë phạ hoải theo 2 tiãút diãûn khạc nhau âi qua hai miãưn
thẹp cọ âäü bãưn khạc nhau nãn cọ hai cỉåìng âäü tênh toạn chëu càõt (quy ỉåïc) nhỉ nhau.
Tỉång ỉïng våïi tiãút diãûn 1-1 (hçnh 2.9) cọ cỉåìng âäü tênh toạn chëu càõt ca thẹp
âỉåìng hn: R
g
h
(phủ thüc vo váût liãûu que hn);
Tỉång ỉïng våïi tiãút diãûn 2-2 (hçnh 2.9) cọ cỉåìng âäü tênh toạn ca thẹp cå bn trãn
biãn nọng chy: R
g
t
= 0,45.R
tcb
(R
tcb
: cỉåìng âäü tỉïc thåìi tiãu chøn ca thẹp cå bn).
Nãn chn que hn sao cho R
g
h
≈ R
g
t
.

34


ξ3.PH.PHẠP TÊNH TOẠN CẠC LOẢI ÂỈÅÌNG HN:
3.1.Âỉåìng hn chëu lỉûc dc trủc:
1.
Âỉåìng hn âäúi âáưu thàóng gọc våïi phỉång lỉûc:











Hçnh 2.11: - Âỉåìng hn âäúi âáưu thàóng gọc våïi phỉång chëu lỉûc
- Âỉåìng hn âäúi âáưu lm viãûc gáưn giäúng thẹp cå bn nhỉng kh nàng chëu lỉûc
khi chëu kẹo kẹm hån chëu nẹn.
- Âiãưu kiãûn bãưn : ỈÏng sút trong âỉåìng hn phi tha:
* Chëu kẹo: σ
k
=
h
F
N
=
hh
l
N
δ
.
≤ γ. R
h
k
(2.1)
* Chëu nẹn: σ
n
=
h
F
N
=
hh
l
N
δ
.
≤ γ. R
h
n
(2.2)
Trong âọ: γ : Hãû säú âiãưu kiãûn lm viãûc (γ = 1)
N : Näüi lỉûc kẹo hồûc nẹn tạc dủng lãn liãn kãút.
δ
h
= δ
min
: Chiãưu dy tênh toạn âỉåìng hn bàòng chiãưu dy nh nháút ca cạc
cáúu kiãûn.
l
h
= b - 2
δ
: Chiãưu di tênh toạn âỉåìng hn.
R
n
h
, R
k
h
: Cỉåìng âäü tênh toạn ca mäúi hn âäúi âáưu chëu nẹn, kẹo.

Chụ : ÅÍ âáưu âỉåìng hn do cháút lỉåüng kẹm (bë chạy) nãn mäùi âáưu âỉåìng hn
phi trỉì mäüt âoản
δ
Ỉ l
h
= b - 2
δ

Ỉ Âãø trạnh hiãûn tỉåüng trãn cọ thãø âỉa thãm 2 táúm âãûm vo 2 âáưu, sau khi hn
thç càõt nọ ra: l
h
= b.
2.Âỉåìng hn âäúi âáưu xiãn gọc våïi phỉång lỉûc:









Hçnh 2.12: - Âỉåìng hn âäúi âáưu xiãn gọc våïi phỉång chëu lỉûc

35


Dng âỉåìng hn xiãn gọc âãø tàng chiãưu di âỉåìng hn khi âỉåìng hn thàóng gọc
khäng â chëu lỉûc.
- Âiãưu kiãûn bãưn :
* Chëu kẹo: σ
k
=
h
F
N
. sin α =
hh
l
N
δ
.
.sin α ≤ γ. R
h
k
(2.3)
* Chëu nẹn: σ
n
=
h
F
N
. sin α =
hh
l
N
δ
.
.sin α ≤ γ. R
h
n
(2.4)
* Chëu càõt: τ
c
=
h
F
N
. cos α =
hh
l
N
δ
.
.cos α ≤ γ. R
h
c
(2.5)
Trong âọ: γ = 1

δ
α
2
sin
−=
b
l
h
(α: Gọc giỉỵa phỉång ca lỉûc dc va ì mäúi hn)
δ
h
= δ
min
Khi: tg α = 2 Ỉ cỉåìng âäü âỉåìng hn gáúp âäi nãn khäng cáưn kiãøm tra.
3.Âỉåìng hn gọc:

Hçnh 2.9: - tiãút diãûn lm
viãûc ca âỉåìng hn gọc
- Âỉåìng hn gọc cảnh v gọc âáưu tênh nhỉ nhau.
Phạ hoải ch úu l do càõt trãn hai tiãút diãûn quy ỉåïc 1 v 2.
- Âiãưu kiãûn bãưn:
* Tiãút diãûn 1:
∑
⋅⋅
hhh
lh
N
β
≤ γ. R
gh
(2.6)
* Tiãút diãûn 2 :
∑
⋅⋅
hht
lh
N
β
≤ γ. R
gt
(2.7)

β
h
,
β
t
: Hãû säú chiãưu sáu nọng chy ỉïng våïi tiãút diãûn 1
v 2
Hn tay :
β
h
= 0,7;
β
t
=1 Ỉ thỉåìng bë phạ hoải theo tiãút diãûn 1

∑
l
h
: Täøng chiãưu di âỉåìng hn gọc.
R
g
h
,R
g
t
: Cỉåìng âäü tênh toạn chëu càõt quy ỉåïc ca thẹp âỉåìng hn v thẹp cå bn.
Khi thiãút kãú, nãúu chn trỉåïc h
h
dỉûa vo chiãưu dy δ
min

Ỉ
∑
=
h
l
()
hg
hR
N

min
βγ
(2.8 )
3.2.Âỉåìng hn chëu mämen M:
1.
Âỉåìng hn âäúi âáưu:

Hçnh 2.13: - Âỉåìng hn âäúi âáưu chëu M
Âiãưu kiãûn bãưn:
σ
h
=
h
W
M
=
2
.
.6
hh
l
M
δ
≤ γ. R
h
k
(2.9)
W
h
: Mämen chäúng ún ca
âỉåìng hn: W
h
=
6
.
2
hh
l
δ


36


2.Âỉåìng hn gọc cảnh:

Hçnh 2.14: - Âh gọc cảnh chëu M
Mämen gáy ra càûp ngáùu lỉûc:
N
M
=
h
M
.
Âiãưu kiãûn bãưn :


τ
1M
=
∑
hhh
M
lh
N

β
≤ γ .R
g
h
(2.10)
τ
2M
=
∑
hht
M
lh
N

β
≤ γ .R
g
t
(2.11)


3. Âỉåìng hn gọc âáưu:

ỈÏng sút trãn âỉåìng hn l ỉïng sút
tiãúp phán bäú dỉåïi dảng ỉïng sút phạp do
mämen tạc dủng.
Âiãưu kiãûn bãưn :
τ
1M
=
h
g
W
M
≤ γ .R
g
h
(2.12)
τ
2M
=
t
g
W
M
≤ γ .R
g
t
(2.13)
W
g
h
: Mämen chäúng ún ca âỉåìng hn trãn tiãút diãûn 1: W
g
h
=
()
6

2
hhh
lh
β


Hçnh 2.15: - Âh gọc âáưu chëu M
W
g
t
: Mämen chäúng ún ca thẹp cå bn trãn tiãút diãûn 2: W
g
t
=
()
6

2
hht
lh
β


3.3.Âỉåìng hn chëu mämen M, lỉûc càõt Q v lỉûc dc N:
- Ngun tàõc: Tênh ỉïng sút cho mäùi loải näüi lỉûc räưi dng ngun l cäüng tạc
dủng âãø kiãøm tra bãưn.
Hçnh 2.16: - Âh âäúi âáưu chëu M,N,Q
Q
Q
1.Âỉåìng hn âäúi âáưu:
σ
N
=
h
F
N

σ
M
=
h
W
M


τ
Q
=
h
F
Q

Ỉ σ
tâ
=
()
2
2
.3
QMN
τσσ
++≤
1,15.
γ
.R
h
k
(2.14)
Våïi: F
h
=
δ
h
.l
h

W
h
=
δ
h
.l
2
h
/6


37


Hçnh 2.17:- Âh gọc âáưu chëu M, Q
3.Âỉåìng hn gọc âáưu:

τ
M
=
h
W
M


τ
Q
=
h
F
Q


Ỉ
=
tâ
τ
h
g
R.
γ
≤
22
QM
ττ
+
(2.15)

ξ4.PHỈÅNG PHẠP TÊNH TOẠN LIÃN KÃÚT HN:
4.1. Liãn kãút âäúi âáưu:
- Dng âỉåìng hn âäúi âáưu (thàóng gọc hay xiãn gọc)
- Dng âãø näúi cạc thẹp bn + thẹp bn.
- Cạc bỉåïc tênh (khi chëu lỉûc dc trủc N )
* Kiãøm tra thẹp cå bn:

σ
cb
=
cb
F
N
=
b
N
.
δ
≤

γ
. R
h
k,n
(2.16)
* Chn âỉåìng hn:
δ
h
=
δ
; l
h
= b - 2
δ

* Kiãøm tra âỉåìng hn:

σ
h
=
hh
l
N
.
δ
≤

γ
. R
h
k,n
(2.17)
Nãúu khäng tha thç dng âỉåìng hn âäúi âáưu xiãn gọc hay âỉåìng hn häùn håüp.
Khi thẹp cå bn cọ bãư räüng khạc nhau phi càõt vạt âãø hản chãú ỉïng sút táûp trung.


Hçnh 2.19: - Lk chäưng dng âh gọc âáưu




4.2. Liãn kãút
chäưng dng âỉåìng hn gọc:

Hçnh 2.18:-Liãn kãút âäúi âáưu
- Dng âãø näúi thẹp bn + thẹp bn; thẹp bn + thẹp hçnh.
1.Näúi thẹp bn våïi thẹp bn:
-
Âỉåìng hn gọc âáưu:

Cọ chiãưu räüng thẹp bn b
Ỉ
Σ
l
h
= 2(b - 1)
Ỉ h
h



38




Hçnh 2.20: Lk chäưng dng âh gọc cảnh

- Âỉåìng hn gọc cảnh:
Chn: h
h
=
δ
min


Ỉ

Σ
l
h






2.Näúi thẹp hçnh våïi thẹp bn:
- Khi liãn kãút thẹp gọc våïi thẹp bn,
âỉåìng hn gọc åí säúng thẹp gọc chëu lỉûc nhiãưu
hån âỉåìng hn gọc åí mẹp. Gi k l hãû säú phán
phäúi lỉûc cho âỉåìng hn säúng
Hçnh 2.21: -Lk näúi thẹp hçnh + bn
k =
'''
''
ee
e
+

Hãû säú k phủ thüc thẹp gọc âãưu hay
khäng âãưu cảnh.


Hçnh 2.22: Hãû säú phán phäúi lỉûc cho âỉåìng hn säúng k






Chn trỉåïc chiãưu cao âỉåìng hn âỉåìng hn säúng:
h
’
h

≤
1,2
δ
min
Ỉ Chiãưu di âỉåìng hn säúng:

()
1

.
min
'
'
+=
gh
h
Rh
Nk
l
βγ
(2.18)
Chn trỉåïc chiãưu cao âỉåìng hn âỉåìng hn mẹp:
h
’’
h
=
δ
g
- (1
÷
2)mm
Ỉ Chiãưu di âỉåìng hn mẹp:

()
1

.
min
''
''
+=
gh
h
Rh
Nk
l
βγ
(2.19)

4.3. Liãn kãút dng bn ghẹp:
Dng âãø näúi thẹp bn + thẹp bn; thẹp hçnh + thẹp hçnh.

39


1. Näúi thẹp bn våïi thẹp bn:
Cọ cạc cạch:



Hçnh 2.24: -Lk âäúi âáưu dng âh gọc cảnh

Hçnh 2.23: -Lk âäúi âáưu dng âh gọc âáưu










Hçnh 2.25: -Lk âäúi âáưu dng âh vng









50 mm khäng hn: Âãø trạnh ỉïng sút hn.
10 mm: Trạnh chãú tảo khäng chênh xạc.
Bn ghẹp vạt gọc âãø trạnh ỉïng sút táûp trung.

- Cạc bỉåïc tênh toạn:
* Kiãøm tra thẹp cå bn:
σ
=
cb
F
N
≤
R (2.20)
* Chn bn ghẹp:
Âỉåìng hn gọc âáưu : chn bãư räüng bn ghẹp b
bg
= b.
Âỉåìng hn gọc cảnh: chn bãư räüng bn ghẹp b
bg
= b -(20
÷
30)mm (â bäú trê
âỉåìng hn).
Ỉ Chn bãư dy bn ghẹp
δ
bg
theo âiãưu kiãûn:

Σ
F
bg

≥
F
cb
(2.21)
* Tênh âỉåìng hn:
Âỉåìng hn 1 nỉía bn ghẹp chëu ton bäü lỉûc N.
Âỉåìng hn gọc âáưu: Cọ
Σ
l
h
Ỉ Chiãưu cao âỉåìng hn h
h
Âỉåìng hn gọc cảnh, âỉåìng hn vng: Chn chiãưu cao âỉåìng hn h
h

≤

δ
bg
.
Ỉ Tênh chiãưu di âỉåìng hn
Σ
l
h
. Ỉ Chiãưu di bn ghẹp L
bg
.
- Chụ :
Cọ thãø dng 1 hay 2 bn ghẹp. Loải 1 bn ghẹp cọ hiãûn tỉåüng lãûch tám nãn êt dng

40

Xem chi tiết: Giáo trình kết cấu thép - Chương 2