Bài giảng Kết cấu thép theo Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD part 5

Tham khảo tài liệu bài giảng kết cấu thép theo tiêu chuẩn 22 tcn 272-05 và aashto lrfd part 5, 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 5 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD (4.6)Đối với cột d ài, tải trọng gây oằn tới hạn Euler Pcr thu đư ợc khi nhân công thức 4.3 vớiAs (4.7)Khi chia bi ểu thức 4.7 cho biểu thức 4.6, ta có công thức xác định đ ường cong cột đ àn hồiEuler chuẩn (4.8)với là giới hạn độ mảnh của cột c (4.9) Đường cong cột Euler và thềm chảy chuẩn đ ược biểu diễn bằng đ ường trên cùngtrong hình 4.7. Đường cong chuyển tiếp quá đ àn hồi cũng đ ược thể hiện. Đ ường cong cộtcó xét đến sự giảm h ơn nữa tải trọng oằn do độ cong ban đầu l à đường dưới cùng tronghình 4.7. Đường d ưới cùng này là đư ờng cong c ường độ của cột đ ược sử dụng trong ti êuchuẩn thiết kế. Hình 4.7 Đường cong cột chuẩn với các ảnh h ưởng của sự không ho àn hảo Đường cong c ường độ của cột phản ánh sự tổ hợp ứng xử quá đ àn hồi và đàn hồi. Sựoằn quá đàn hồi xảy ra đối với cột có chiều d ài trung bình t ừ c = 0 tới c = prop , với prop là giới hạn độ mảnh cho một ứng suất tới hạn Euler prop (công th ức 4.4). Sự oằn đ ànhồi xảy ra cho cột d ài với c lớn hơn so với prop. Khi thay bi ểu thức 4.4 v à các định nghĩanày vào 4.8, ta thu đư ợc http://www.ebook.edu.vn 73 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFDhay (4.10)Giá trị của prop phụ thuộc vào tương quan đ ộ lớn của ứng suất d ư nén rc và ứng suấtchảy Fy. Ví dụ, nếu Fy = 345 MPa và rc = 190 MPa thì công th ức 4.10 cho kết quảvà prop = 1,49. Ứng suất d ư càng l ớn thì giới hạn độ mảnh m à tại đó xảy ra sự chuyểnsang mất ổn định đ àn hồi càng lớn. Gần nh ư tất cả các cột được thiết kế trong thực tế đềulàm việc như cột có chiều d ài trung bình quá đàn hồi. Ít khi gặp các cột có độ mảnh đủ đểnó làm vi ệc như các c ột dài đàn h ồi, bị oằn ở tải trọng tới hạn Euler.Sức kháng nén danh địnhĐể tránh căn thức trong công t hức 4.9, giới hạn độ mảnh cột đ ược định nghĩa lại nh ư sau (4.11)Điểm chuyển tiếp giữa oằn quá đ àn hồi và oằn đàn hồi hay giữa cột có chiều d ài trungbình và c ột dài được xác định ứng với = 2,25. Đ ối với cột d ài ( ≥ 2,25), cư ờng độ danhđịnh của cột Pn được cho bởi (4.12)là tải trọng oằn tới hạn Euler của công thức 4.7 nhân với hệ số giảm 0,88 để xét đến độcong ban đ ầu bằng L/1500. Đối với cột d ài trung bình ( < 2,25), cư ờng độ danh định của cột Pn được xác địnhtừ đường cong mô đun tiếp tuyến có chuyển tiếp êm thuận giữa Pn = Py và đường congoằn Euler. Công th ức cho đ ường cong chuyển tiếp l à (4.13) Các đường cong mô tả các công thức 4.12 v à 4.13 đư ợc biểu diễn trong h ình 4.8 ứngvới c chứ không phải để giữa nguy ên hình d ạng của đ ường cong nh ư đã được biểu diễntrước đây trong các h ình 4.6 và 4.7. Bước cuối c ùng để xác định sức kháng nén của cột l à nhân s ức kháng d anh định Pnvới hệ số sức kháng đối với nén c được lấy từ bảng 1.1, tức l à (4.14) http://www.ebook.edu.vn 74 Bài gi ảng Kết cấu thép theo Tiêu chu ẩn 22 TCN 272-05 và AASHTO LRFD Hình 4.8 Đường cong cột thiết kếTỷ số bề rộng/bề d ày giới hạnCường độ chịu nén của cột d ài trung bình có c ơ sở là đường cong mô đun ti ếp tuyến thuđược từ thí nghiệm cột công son. Một đ ường cong ứng suất -biến dạng điển h ình của cộtcông son đư ợc cho tr ên hình 4.5. Vì c ột công son l à khá ngắn nên nó sẽ không bị mất ổnđịnh uốn. Tuy nhi ên, có th ể xảy ra sự mất ổn định cục bộ vớ i hậu quả là sự giảm khả năngchịu tải nếu tỷ số bề rộng/bề d ày của các chi tiết cột quá lớn. Do vậy, độ mảnh của cáctấm phải thoả m ãn (4.15)trong đó, k là kệ số oằn của tấm đ ược lấy từ bảng 4.1, b là bề rộng của tấm đ ược cho trongbảng 4.1 (mm) v à t là bề dày tấm ((mm). Các quy định cho trong bảng 4.1 đối với các tấmđược đỡ dọc tr ên một cạnh và các tấm được đỡ dọc ...