Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD part 2

Tham khảo tài liệu bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22 tcn 272-05 và aashto lrfd part 2, kỹ thuật - công nghệ, kiến trúc - xây dựng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD part 2 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD Phần sau đây giới thiệu tóm tắt về thuộc tính của các cấp thép ứng với các cấp c ườngđộ khác nhau. Để giúp so sánh các loại thép n ày, các biểu đồ ứng suất -biến dạng giai đoạnđầu và đường cong gỉ phụ thuộc thời gian đ ược cho, tương ứng, trong các h ình 1.5 và 1.6 .Thép các bon công trìnhTên gọi như vậy thật ra không đặc tr ưng lắm vì tất cả thép công tr ình đều có các bon. Đâychỉ là định nghĩa kỹ thuật. Các ti êu chuẩn để định loại thép các bon có thể tham khảotrong m ục 8.2.5, t ài liệu [4]. Một trong những đặc trưng chủ yếu của thép các bon công tr ình là có điểm chảy đ ượcnhận biết r õ và tiếp theo l à một thềm chảy dài. Điều này được miêu tả trong h ình 1.5 vànó biểu thị tính dẻo tốt, cho phép phân phối lại ứng suất cục bộ m à không đ ứt gãy. Thuộctính này làm cho thép các bon đ ặc biệt ph ù hợp khi sử dụng l àm chi tiết liên kết. Thép các bon có tính hàn t ốt và thích h ợp cho bản, thanh v à các thép cán đ ịnh hìnhtrong xây d ựng. Chúng đ ược dự kiến cho sử dụng trong nhiệt độ không khí. Mức độ gỉtrong hình 1. 6 đối với thép c ác bon có đ ồng (Cu) bằng khoảng một nửa thép các bonthông thư ờng.Thép hợp kim thấp c ường độ caoCác thép này có thành ph ần hoá học đ ược hạn chế để phát triển c ường độ chảy v à cườngđộ kéo đứt lớn h ơn thép các bon nhưng lư ợng kim loại bổ sung nhỏ h ơn trong thép h ợpkim. Cư ờng độ chảy cao h ơn (Fy = 345 MPa) đ ạt được trong điều kiện cán nóng h ơn làqua gia công nhi ệt. Kết quả l à chúng có đi ểm chảy r õ ràng và tính d ẻo tuyệt vời nh ư đượcmiêu tả trong h ình 1.5. Thép hợp kim thấp c ường độ cao có tính hàn tốt và thích hợp cho bản, thanh v à cácthép cán đ ịnh hình trong xây d ựng. Các hợp kim n ày có sức kháng gỉ trong không khí caohơn như cho th ấy trong h ình 1.6. Do có các ph ẩm chất tốt n ày, thép c ấp 345 th ường là sựlựa chọn đầu ti ên của người thiết kế các cầu có nhịp trung b ình và nh ỏ.Thép hợp kim thấp gia công nhi ệtThép hợp kim thấp c ường độ cao có thể được gia công nhiệt để đạt đ ược cường độ chảycao hơn ( Fy = 485 MPa). Thành ph ần hoá học cho các cấp 345W v à 485W là g ần nhưnhau. Vi ệc xử lý nhiệt (tôi thép) l àm thay đ ổi cấu trúc vi mô của thép v à làm tăng cư ờngđộ, độ rắn v à độ dai. Sự gia công nhiệt l àm điểm chảy của thép dịch chuyển cao l ên như cho th ấy tronghình 1.5. Có m ột sự chuyển tiếp r õ rệt từ ứng xử đ àn hồi sang ứng xử quá đ àn hồi. Cườngđộ chảy của c ác thép này thư ờng đ ược xác định ở độ gi ãn bằng 0,5% d ưới tác dụng củatải trọng hoặc ở độ gi ãn bằng 0,2% theo định nghĩa b ù (xem hình 1.5). Thép hợp kim thấp được gia công nhiệt có thể h àn, tuy nhiên ch ỉ thích hợp cho tấm.Sức kháng gỉ trong không khí củ a chúng là gi ống như thép h ợp kim thấp c ường độ cao. http://www.ebook.edu.vn 19 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD Hình 1.5 Các đường cong ứng suất -biến dạng ban đầu điển h ình đối với thép công tr ình Hình 1.6 Các đường cong gỉ cho một v ài loại thép trong môi tr ường công nghiệpThép hợp kim gia công nhi ệt cường độ caoThép hợp kim l à loại thép có th ành phần hoá học không phải nh ư trong thép h ợp kim thấpcường độ cao. Ph ương pháp gia công nhi ệt tôi nhúng đ ược thực hiện t ương tự như đối vớithép hợp kim thấp nh ưng thành ph ần khác nhau của các nguy ên tố hợp kim l àm phát triểncường độ cao h ơn (Fy = 690 MPa) và tính dai l ớn hơn ở nhiệt độ thấp. http://www.ebook.edu.vn 20 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD Đường cong gỉ trong không khí đối với các thép hợp kim ( cấp 690) đ ược cho tronghình 1.6 và thể hiện sức kháng gỉ tốt nhất trong bốn cấp thép. Ở đây, c ường độ chảy cũng đ ược xác định ở độ gi ãn bằng 0,5% d ưới tác dụng của tảitrọng hoặc ở độ gi ãn bằng 0,2% theo định ngh ĩa bù như miêu t ả trong h ình 1.5. Khi xemxét đường cong ứng suất -biến dạng đầy đủ trong hình 1.4 , rõ ràng các thép được gia côngnhiệt đạt c ường độ chịu kéo dạng chóp và ứng suất giảm nhanh hơn so v ới thép khôngđược xử lý nhiệt. Độ dẻo thấp h ơn này có th ể gây ra vấn đề trong một số t ình huống khaithác và, do vậy, cần phải thận trọng khi sử dụng thép gia công nhiệt .1.3.5 Ảnh hưởng của ứng suất lặp (sự mỏi)Khi thiết kế kết cấu cầu thép, ng ười thiết kế phải nhận thức đ ược ảnh h ưởng của ứng suấtlặp. Xe cộ đi qua bất kỳ vị trí xác định n ào đều lặp đi lặp lại theo thời gian. Tr ên đườngcao tốc xuyên quốc gia, số chu kỳ ứng suất lớn nhất có thể h ơn một triệu lần mỗi năm. Các ứng suất lặp n ày được gây ra bởi tải trọng sử dụng v à giá trị lớn nhất của ứngsuất trong thép c ơ bản của mặt cắt ngang ...