Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD - Chương 6

MẶT CẮT CHỮ I CHỊU CẮTKhi vách của một mặt cắt chữ I chịu lực cắt tác dụng tăng dần trong mặt phẳng của nó, lý thuyết dầm biến dạng nhỏ có thể đ ược sử dụng để dự đoán c ường độ chịu cắt cho đến khi tải trọng oằn tới hạn được đạt tới. Nếu vách được tăng cường, cường độ chịu cắt bổ sung sau mất ổn định do hiệu ứng của trường kéo sẽ có mặt cho tới khi vách bị chảy. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD - Chương 6 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFDChương 6 MẶT CẮT CHỮ I CHỊU CẮTKhi vách c ủa một mặt cắt chữ I ch ịu lực cắt tác dụng tăng dần trong mặt phẳng của nó, lýthuyết dầm biến dạng nhỏ có thể đ ược sử dụng để dự đoán c ường độ chịu cắt cho đến khitải trọng oằn tới hạn đ ược đạt tới. Nếu vách đ ược tăng c ường, c ường độ chịu cắt bổ sungsau mất ổn định do hiệu ứn g của trường kéo sẽ có mặt cho tới khi vách bị chảy. Sứckháng c ắt danh định Vn có thể được tính bằng (6.1)với là sức kháng cắt do hiệu ứng dầm v à là sức kháng c ắt do hiệu ứng của tr ườngkéo.6.1 Sức kháng cắt do hiệu ứng dầmMột khối ứng suất tại trục trung ho à của vách một mặt cắt chữ I đ ược biểu diễn tr ên hình6.1. Vì ứng suất uốn tại trục trung ho à bằng không n ên khối ứng suất l à ở trạng thái cắtthuần tuý. Một vòng tròn Mohr ứng suất [h ình 6.1(b)] bi ểu thị các ứng suất chính và . Các ứng suất chính n ày nghiêng góc 45 o so với , có giá tr ị bằng ứng suất cắtphương n ằm ngang. Khi sử dụng lý thuyết dầm, th ường giả thiết rằng lực cắt V được chịubởi diện tích của vách, nghĩa l à (6.2)với D là chiều cao của vách v à tw là chiều dày của vách. Nếu không xảy ra mất ổn định, ứng suất cắt có thể đ ạt tới c ường độ chảy của nó v àlực cắt dẻo to àn phần có thể đ ược phát triển. Nếu đ ưa các giá tr ị này vào công th ức 6.2 vàviết lại, ta có (6.3)Bản thân c ường độ cắt chảy không thể xác định đ ược mà nó phụ thuộc vào tiêu chu ẩn pháhoại cắt đ ã được thừa nhận. Khi sử dụng ti êu chuẩn phá hoại cắt của Mises, cường độ cắtchảy có quan hệ với c ường độ kéo chảy của vách bởi (6.4) Nếu xảy ra mất ổn định , ứng suất mất ổn định tới hạn do cắt đối với một khoang chữnhật (hình 6.2) được cho bởi http://www.ebook.edu.vn134 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFDHình 6.1 Trạng thái ứng suất của hiệu ứng dầm. (a) khối ứng suất ở trục trung ho à và (b) vòng tròn Mohr ứng suất (6.5)trong đó (6.6)với do là khoảng cách giữa các s ườn tăng c ường ngang. Nếu giả thiết rằng, ứng suất cắt đ ược chịu trong ứng xử kiểu dầm l à đến tận vàđược giữ nguy ên sau đó th ì có thể được xác định l à một phần bậc nhất của Vp, nghĩa là (6.7)6.2 Sức kháng cắt do hiệu ứng tr ường kéoNếu một khoang vách chữ nhật chịu cắt đ ược tựa tr ên bốn cạnh th ì hiệu ứng tr ường kéoxiên có th ể phát triển. Khoang vách của một mặt cắt chữ I (h ình 6.2) có hai c ạnh là cácbản biên và hai c ạnh là các sư ờn tăng c ường ngang. Hai cặp đ ường biên này là r ất khácnhau. Các b ản biên là khá linh ho ạt trong ph ương th ẳng đứng v à không th ể chịu ứng suấttừ trường kéo trong vách. Ngư ợc lại, các s ườn tăng c ường ngang có thể l àm việc như làmột neo cho tr ường ứng suất kéo. Kết quả l à, vùng vách g ần sát chỗ tiếp giáp với các bảnbiên không tham gia làm vi ệc và cơ cấu chịu lực kiểu gi àn của hình 6.3 có th ể được giảthiết. Trong s ự tương tự giàn này, các b ản biên là các thanh gi ằng (thanh kéo), các s ườntăng cường ngang l à các thanh ch ống (thanh nén) v à vách là m ột thanh kéo xi ên. http://www.ebook.edu.vn135 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD Hình 6.2 Định nghĩa tỷ số kích th ước Hình 6.3 Hiệu ứng của tr ường kéo Các cạnh của tr ường kéo hữu hiệu trong h ình 6.3 được giả thiết l à chạy qua các góccủa khoang. Chiều rộng tr ường kéo s phụ thuộc v ào góc nghiêng của các ứng suất kéo so với phương nằm ngang v à bằng (6.8) Sự phát triển của tr ường kéo bộ phận n ày thu đư ợc từ nhiều kết quả thí nghiệm. Mộtví dụ trong các kết quả thí nghiệm của tr ường ĐH tổng hợp Lehigh đ ược biểu diễn tr ênhình 6.4. Ở giai đoạn đầu của tải trọng, lực cắt trong vách được chịu bởi hiệu ứng dầmcho tới ...