Bài giảng Kết cấu thép - Chương 4: Cột thép
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.27 MB, 20 trang )
<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>
1
KẾT CẤU THÉP
KẾT CẤU THÉP
<b>Chương 0 Tổng quan về Kết Cấu Thép </b>
<b>Chương 1 Vật Liệu và Sự Làm Việc của KC Thép </b>
<b>Chương 2 Liên Kết Kết Cấu Thép </b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>
2
KẾT CẤU THÉP
KẾT CẤU THÉP
</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>
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 TỐN CHI TIẾT CỘT
NỘI DUNG
NỘI DUNG
</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>
<b>1.</b> <b>Đặc điểm chung</b>
<b>2.</b> <b>Các loại cột</b>
<b>3.</b> <b>Sơ đồ tính, chiều dài tính tốn, độ mảnh</b>
I. KHÁI QT CHUNG
I. KHÁI QUÁT CHUNG
</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>
Cột là cấu kiện dùng để truyền tải trọng từ các kết cấu
bên trên xuống kết cấu bên dưới
<b>1. Đặc điểm chung</b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>
Ch5_6
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
trọng từ cột vào móng
<b>1. Đặc điểm chung</b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>
Theo cấu tạo: Cột đặc, cột rỗng, cột tiết diện không đổi, cột
tiết diện thay đổi...
Theo sơ đồ chịu lực: Cột nén đúng tâm (N), cột nén lệch
tâm (N, M)
<b>2. Các loại cột</b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>
<b>a) Sơ đồ tính</b>
– Sơ đồ trục dọc cột với các điều kiện biên (liên kết ở chân
cột và đầu cột)
<b>b) Chiều dài tính tốn</b>
Đối với cột tiết diện không đổi hoặc đoạn cột của cột bậc:
– L - chiều dài hình học của cột
– - hệ số chiều dài tính tốn, phụ thuộc vào đặc điểm tải
trọng và điều kiện biên
<b>3. Sơ đồ tính, l</b>
<b><sub>o</sub></b><b>, độ mảnh</b>
0
<i>L</i>
<i>L</i></div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>
<b>3. Sơ đồ tính, l</b>
<b><sub>o</sub></b><b>, độ mảnh</b>
<b>c) Cột tiết diện thay đổi</b>
L<sub>o</sub>=<sub>j</sub>L
</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>
<b>d) Độ mảnh cột</b>
L<sub>x</sub>, L<sub>y</sub>: chiều dài tính tốn của cột tính theo trục x và y
i<sub>x</sub>, i<sub>y</sub>: bán kính quán tính cột tính theo trục x và y.
Khả năng chịu nén đúng tâm của cột được quyết định bởi
độ mảnh lớn nhất
Cột có khả năng chịu lực hợp lý:
Cột làm việc bình thường:
[l]: Độ mảnh giới hạn
l<sub>x</sub> x ;l<sub>y</sub> y
x y
L
L
i i
l
<sub>max</sub> m
ax(l l
<sub>x</sub> , <sub>y</sub> )l
<sub>max</sub> <sub> </sub>l
l
<sub>x</sub> l
<sub>y</sub> I<sub>n</sub>
n
i
A
<b>3. Sơ đồ tính, l</b>
<b><sub>o</sub></b><b>, độ mảnh</b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11></div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12></div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13>
<b>1.</b> <b>Hình thức tiết diện cột</b>
<b>2.</b> <b>Tính tốn</b>
<b>3.</b> <b>Xác định tiết diện</b>
<b>4.</b> <b>Ví dụ</b>
II. CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM
II. CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM
</div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14>
<b>a) Tiết diện I</b>
– Đặc điểm:
» Dễ liên kết
» Dễ thoả yêu cầu kiến trúc
» Hình thức đơn giản, dễ chế tạo
– Thép hình I phổ thơng: i<sub>x</sub> lớn hơn i<sub>y</sub> nhiều, chỉ dùng hợp lý
khi cột có L<sub>x</sub> rất lớn so với L<sub>y</sub>
– Thép hình I cánh rộng: Hợp lý hơn thép hình I phổ thơng vì
chênh lệch giữa i<sub>x</sub> và i<sub>y</sub> nhỏ hơn
– Tiết diện H: ghép từ 3 bản thép hoặc ghép từ thép hình:
Khi tải trọng lớn
<b>1. Hình thức tiết diện cột</b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15>
<b>b) Tiết diện chữ thập</b>
– Đặc điểm
» Cấu tạo đơn giản
» i<sub>x</sub> = i<sub>y</sub>, sử dụng hợp lý với L<sub>x</sub> = L<sub>y</sub>
» 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
<b>1. Hình thức tiết diện cột</b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>
<b>c) Tiết diện kín</b>: bán kính quán tính lớn hơn tiết diện hở cùng
diện tích chịu lực tốt hơn
– Đặc điểm: Dễ đáp ứng l<sub>x</sub>=l<sub>y</sub>, hình thức gọn và đẹp, khơng
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
<b>1. Hình thức tiết diện cột</b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>
<b>a) Tính tốn về bền</b>
– N: lực dọc tính tốn
– A<sub>n</sub>: diện tích tiết diện thực
– f: cường độ tính tốn của vật liệu
– <sub>c</sub>: hệ số điều kiện làm việc của cột
<i>c</i>
<i>n</i>
<i>N</i>
<i>f</i>
<i>A</i>
<b>2. Tính tốn cột đặc</b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18>
<b>b) Tính tốn ổn định tổng thể</b>
Lực N<sub>cr</sub> - lực tới hạn Euler:
Ứng suất giới hạn:
với - độ mảnh lớn nhất của thanh
Đặt - hệ số uốn dọc của thanh
<b>2. Tính tốn cột đặc</b>
18
N
L
H
2 2
min min
2 2
0
cr
EI EI
N
L <sub>L</sub>
l
2 2 2
min min
2 2 2
0
A
cr
cr
N EI EI E
A L <sub>A</sub> <sub>L</sub>
l
0 </div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19>
<b>Điều kiện ổn định tổng thể</b>
Khi
Khi
Khi
min
<i>c</i>
<i>N</i>
<i>f</i>
<i>A</i>
max
l
l
1
0,073 5,53
<i>f</i>
<i>E</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
l l
0
l
2,5 :
2,5
l
4,5 :
4,5 :
l
2
1, 47 13
<i>f</i>
0,371 27,3
<i>f</i>
0, 0275 5,53
<i>f</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<i>E</i>
<sub></sub>
<sub></sub>
l
<sub></sub>
<sub></sub>
l
2
332
51
l
l
<i>f</i>
<i>E</i>
l
l
<b>2. Tính tốn cột đặc</b>
</div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>
<b>c) Tính tốn về ổn định cục bộ</b>
– Vị trí: bản cột có ứng suất pháp nén > khả
năng chịu ứng suất pháp nén
biến dạng ra ngoài mặt phẳng bản
mất ổn định cục bộ
bản thép mất khả năng làm việc
</div>
<!--links-->
