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

Bài giảng Kết cấu thép - Chương 4: Cột thép (4.1) trình bày kiến thức của phần khái quát chung cột đặc chịu nén đúng tâm, cột rỗng chịu nén đúng tâm. Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho bạn đọc nghiên cứu và học tập ngành Kiến trúc - Xây dựng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kết cấu thép - Chương 4: Cột thép (4.1)KẾT CẤU THÉP 1 Chöông 0 Tổng quan veà Keát Caáu Theùp Chöông 1 Vaät Lieäu vaø Söï Laøm Vieäc cuûa KC Theùp Chöông 2 Lieân Keát Keát Caáu Theùp Chöông 3 Daàm Theùp Chöông 4 Coät Theùp Chöông 5 Daøn TheùpKẾT CẤU THÉP 2 Chương 4 - CỘT THÉPNỘI DUNG 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 TOÁN CHI TIẾT CỘTI. KHÁI QUÁT CHUNG 4 1. Đặc điểm chung 2. Các loại cột 3. Sơ đồ tính, chiều dài tính toán, độ mảnh1. Đặc điểm chung 5 Cột là cấu kiện dùng để truyền tải trọng từ các kết cấu bên trên xuống kết cấu bên dưới1. Đặc điểm chung 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 Ch5_62. Các loại cột 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) 3. Sơ đồ tính, lo, độ mảnh 8a) 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: L0 = µ L – L - chiều dài hình học của cột - hệ số chiều dài tính toán, phụ thuộc vào đặc điểm tải trọng và điều kiện biên 3. Sơ đồ tính, lo, độ mảnh 9c) Cột tiết diện thay đổi Lo= j L 3. Sơ đồ tính, lo, độ mảnh 10d) Độ mảnh cột Lx Ly λx = ; λy = in = In A ix iy 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. Khả năng chịu nén đúng tâm của cột được quyết định bởi λmax = max( λx ,λy ) độ mảnh lớn nhất λx = λy Cột có khả năng chịu lực hợp lý: λmax �� λ �� Cột làm việc bình thường: [ ]: Độ mảnh giới hạnCh5_11Ch5_12II. CỘT ĐẶC CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM 13 1. Hình thức tiết diện cột 2. Tính toán 3. Xác định tiết diện 4. Ví dụ 1. Hình thức tiết diện cột 14a) 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 15b) 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 16c) Tiết diện kín: bán kính quán tính lớn hơn tiết diện hở cùng diện tích  chịu lực tốt hơn – Đặc điểm: Dễ đáp ứng x = y, hình thức gọn và đẹp, không 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. Tính toán cột đặc 17a) Tính toán về bền N σ= f γc An – 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 2. Tính toán cột đặc 18b) Tính toán ổn định tổng thể N Lực Ncr - lực tới hạn Euler: π 2EI min π 2EI min Ncr = = H ...