Báo cáo nghiên cứu khoa học: TÍNH TOÁN DẦM THÉP CÁNH RỖNG ĐỊNH HÌNH (HFB) THEO TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CỦA ÚC

Việc áp dụng công nghệ mới từ nước ngoài vào Việt Nam là quan trọng và cần thiết. Tuy vậy, trước khi đầu tư triển khai ứng dụng cần phải nghiên cứu, lựa chọn kỹ càng để không máy móc và gây lãng phí. Dầm thép cánh rỗng (Hollow Flange Beam - HFB) thuộc loại kết cấu thép thành mỏng là công nghệ mới của Úc, có nhiều ưu việt, được phổ biến ở nhiều nước trên thế giới song hiện vẫn còn hạn chế về chủng loại, tài liệu và chương trình tính. Trong điều kiện Việt Nam...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: "TÍNH TOÁN DẦM THÉP CÁNH RỖNG ĐỊNH HÌNH (HFB) THEO TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CỦA ÚC" TÍNH TOÁN DẦM THÉP CÁNH RỖNG ĐỊNH HÌNH (HFB) THEO TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ CỦA ÚC CACULATING HOLLOW FLANGE BEAM (HFB) ON AUSTRALIAN STANDARD HUỲNH MINH SƠN Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng TÓM T ẮT Việc áp dụng công nghệ mới từ nước ngoài vào Việt Nam là quan trọng v à cần thiết. Tuy vậy, trước khi đầu tư triển khai ứng dụng cần phải nghiên cứu, lựa chọn kỹ càng để không máy móc và gây lãng phí. Dầm thép cánh rỗng (Hollow Flange Beam - HFB) thuộc loại kết cấu thép thành mỏng là công nghệ mới của Úc, có nhiều ưu việt, được phổ biến ở nhiều nước trên thế giới song hiện vẫn còn hạn chế về chủng loại, tài liệu v à chương trình tính. Trong điều kiện Việt Nam chưa có tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép thanh thành mỏng thì việc tính toán kiểm tra để ứng dụng kết cấu này vào xây dựng công trình còn gặp nhiều khó khăn. Bài báo này trình bày phương pháp tính toán và phần mềm làm công cụ đánh giá các loại tiết diện HFB định hình theo công nghệ Úc từ đó làm cơ sở thiết kế, chế tạo v à ứng dụng phù hợp với thực tế Việt Nam ABSTRACT It is considered to be important and necessary to apply new technology from foreign countries to Vietnam. However, in order to avoid waste and mechanical application, it is significant to do careful research and choices before implementation. Hollow Flange Beam -HFB- a kind of cold formed structre is the new technology of Australia, which is also popular in many countries in the world and exposes many good points, but still has some limitations in species, meterials and software. In the condition that Vietnam hasn't had such a standard to design the cold formed structure, and still has many difficulties in calculating and examining in order to apply this structure into building construction. This article presents calculating methods and software which is regarded as an instrument to evaluate HFB section formed by Australian technology. All that presented in the article will be a base to design, produce and apply it in accordance with pratical condition in Vietnam. (D-d)/2 1. Giới thiệu khái quát dầm thép cánh rỗng HFB Dầm thép HFB thuộc kết cấu thép thanh thành mỏng, được nghiên cứu và phát triển ở Úc từ những năm đầu của thập kỷ 90. x t x Công ty nghiên cứu và phát triển kỹ thuật D d cán thép ống Palmer (Palmer Tube Technologies Pty. Ltd - Australia) giữ độc quyền công nghệ sáng chế và phổ biến loại dầm cánh rỗng này trên toàn thế giới. Tính ưu việt của dầm HFB là kết hợp được lợi ích (D-d)/2 của kết cấu thép thành mỏng, tiết diện rỗng với hiệu quả chịu lực của dầm chữ I. Nhẹ hơn (25-40) % so với dầm chữ I thông b=B-2Ro thường, có tính điển hình hoá, thống nhất B hoá cao. Công nghệ tiên tiến, thuận tiện lưu kho vận chuyển, thi công công nghiệp, đáp ứng tốt yêu cầu kết cấu có nhịp vừa phải, chịu tải trọng trung bình. Tuy nhiên, số tiết diện định hình chưa nhiều, chi phí phòng gỉ và chống ăn mòn lớn hơn so với dầm thép thông thường. - Dạng tiết diện HFB: Dầm chữ I, đối xứng, hình xương chó, gồm hai cánh rỗng hình tam giác được hàn toàn bộ và một bản bụng sườn đơn. Đối với mỗi chiều cao tiết diện, chiều cao toàn bộ tiết diện (D) và bề rộng cánh rỗng (B) đều không đổi mà chỉ chiều dày bụng dầm là thay đổi. Vì vậy, mỗi sản phẩm HFB được xác định bằng các thông số: Ví dụ: 300 (D- Chiều cao dầm) 90 (B-Bề rộng cánh) HFB (ký hiệu dầm cánh rỗng) 38 (t: Chiều dày bụng và cánh). Theo công nghệ của Úc, có 09 loại tiết diện HFB định hình như sau: 45090HFB38;40090HFB38;35090HFB38;30090HFB38;30090HFB3; 30090HFB28;25090HFB28;25090HFB23;20090HFB23. Ưu điểm của tiết diện HFB là có bề rộng cánh và chiều cao dầm lớn nên chịu uốn tốt. Trọng tâm trùng tâm chống cắt nên không chịu ảnh hưởng tải trọng xoắn. Tiết diện kín và bản bụng dày (đến 3,8mm), tỷ lệ b/t thấp nên độ cứng chống xoắn và độ ổn định tổng thể của dầm khá cao. Mặt khác, nhờ bề rộng cánh và chiều cao bụng không quá lớn nên hạn chế độ mảnh; không có mép thép bị cắt cục hay gấp mép đột ngột; cánh và bụng liên kết hàn cứng với nhau nên khó mất ổn định cục bộ. Hạn chế sườn nên không nặng nề và phức tạp. - Chế tạo: Theo công nghệ Úc, vật liệu chế tạo dầm là thép tấm mỏng loại C450 SHS và RHS, cấp chịu lực C450 (Fy= 450 Mpa) theo tiêu chuẩn AS1163. Dầm được chế tạo trong nhà máy dựa trên phương pháp gia công vật liệu hình ống, tạo hình nguội bằng cách uốn gập thép ống nhờ máy cán ống và hàn bằng máy hàn kháng (ERW); Quá trình hàn được kiểm tra bằng cách sử dụng dòng xoắn theo phương pháp thí nghiệm không phá huỷ (Non-Destructive Testing). Tiết diện dầm HFB sẽ được định hình kích thước cuối cùng trước khi sơn lớp lót và cắt đến chiều dài thiết kế. 2. Tính toán tiết diện dầm thép cánh rỗng HFB Theo công nghệ Úc, không dùng lý thuyết thanh thành mỏng của Vlaxop trong các quy phạm của Nga, Đức và các nước Đông Âu mà ở đây, trong điều kiện Việt Nam chưa có tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép thanh thành mỏng, tác giả sử dụng tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép tạo hình nguội AS1538,1988 của Úc (Australian Standard, Cold-form Steel Structure) tính theo ứng suất cho phép. Khi kiểm tra ổn định tổng thể, sẽ có những hiệu chỉnh theo tiêu chuẩn AS4100,1990. Tiêu ...