THUYẾT TRÌNH KẾT CẤU THÉP - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.doc) (19 trang)

Trang chủ

Kỹ Thuật - Công Nghệ

Kiến trúc - Xây dựng

THUYẾT TRÌNH KẾT CẤU THÉP

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.7 MB, 19 trang )

PHẦN II: CÁC DẠNG DÀN DẦM THÉP SỬ DỤNG PHỔ BIẾN HIỆNNAY TRÊN THỊ TRƯỜNG VIỆT NAMKẾT CẤU THÉPƯu khuyết điểm trong Kết Cấu Thép.+ Ưu:Khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao. fy=220 - 400 MPa. Cấu trúc đồngnhất của vật liệu.Trọng lượng nhẹ. Nhẹ nhất so với các kết cấu chịu lực khác như bê tông,gạch đá, gỗ.Công nghiệp hoá cao trong vật liệu, kết cấu thực hiện trong nhà máy.Tính cơ động trong vận chuyển, lắp ghép.Tính kín, không thấm nước, thấm khí.+ Khuyết:Chịu gỉ kém. Bảo vệ bằng sơn, mạ kẽm, mạ nhôm...Chịu lửa kém. Vật liệu không cháy, mất khả năng chịu lực từ t=500 - 600 độC. Nên bảo vệ bằng sơn chống lửa, bê tông..- Kết cấu thép thích hợp với các công trình:Nhịp lớnChiều cao lớnTải trọng nặng20Cần trọng lượng nhẹCần độ kín không thấm- Các yêu cầu đối với Kết Cấu Thép:1. Yêu cầu về sử dụng:Đảm bảo chịu lựcĐảm bảo bền vững, khả năng bảo dưỡng.Đẹp2. Yêu cầu về kinh tế:Tiết kiệm vật liệuCông nghiệp khí chế tạoLắp ghép nhanh1. Đại cương về dàn thép1.1. Định nghĩaDàn thép là một kết cấu rỗng bao gồm các thanh quy tụ và liên kết vớinhau tại nút giàn thông qua một bản thép gọi là bản mã. Liên kết trong giànthường dùng liên kết hàn, bulông hoặc đinh tán.1.2. Đặc điểm• Dàn bao gồm các thanh cánh trên, thanh cánh dưới và các thanh bụng.• Dàn là kết cấu chịu uốn nhưng các thanh giàn chủ yếu chịu lực trục nêngiảm trọng lượng và tiết kiệm vật liệu hơn nhiều so với dầm thép. Đây21cũng là lý do khiến dàn được sử dụng nhiều trong kết cấu thép, đặc biệt lànhững kết cấu cần vượt nhịp lớn.• Trong hầu hết các trường hợp, dàn được cấu tạo thành hệ không gian nêndễ tạo được các loại hình dáng phù hợp với yêu cầu kiến trúc.• Liên kết thường được sử dụng trong dàn là liên kết hàn, bulông hoặc đinhtán.1.3. Phân loại dàn thépĐược phân chia dựa theo ba tính chất:Theo công dụng.Theo cấu tạo thanh giàn.Theo sơ đồ kết cấu.1.3.1. Theo công dụng:• Dàn làm mái nhà: Dàn vì kèo;• Dàn cầu, cầu trục;• Tháp, trụ…1.3.2. Theo cấu tạo thanh giàn:• Dàn nhẹ: Nội lực trong các thanh nhỏ. Các thanh giàn có dạng một thépgóc hoặc một thép tròn.VD: sử dụng 1 thép góc L 50x6 hay 60x7 …• Dàn thường: Là loại dàn dùng để đỡ mái panel. Nội lực trong các thanhnhỏ hơn 5000kN. Các thanh dàn có dạng hai thép góc ghép lại.22Hình 1.3.1. Các loại dàn thường• Dàn nặng: Là loại dàn được sử dụng trong các công trình chịu tải trọngnặng.• Nội lực lớn nhất trong các thanh thường lớn hơn 5000kN. Các thanh dàncó tiết diện tổ hợp23Hình 1.3.2. Các loại dàn nặng1.3.3. Phân loại theo sơ đồ kết cấu• Dàn đơn giản.• Dàn liên tục.• Dàn mút thừa.• Dàn kiểu tháp trụ.• Dàn kiểu khung.• Dàn kiểu vòm.Ưu , nhược điểm của từng loại dàn:Thường dùng trong nhà hát, nhà triển lãm, phòng hoà nhạc, cung thể thao...a) Dàn đơn giản:• Ưu điểm: là dễ chế tạo, dựng lắp, không chịu ảnh hưởng độ lún gối tựavà nhiệt độ nên được dùng nhiều.24• Nhược điểm: tuy nhiên nhược điểm của loại dàn này là tốn vật liệu,không vượt được khẩu độ xa.Hình 1.3.3. Dàn đơn giảnb) Dàn liên tục:Ưu điểm: tiết kiệm vật liệu hơn so với dàn đơn giản.25Nhược điểm: phức tạp trong chế tạo, dựng lắp và bị ảnh hưởng bởi độ lún gốitựa và nhiệt độ.Hình 1.3.4. Dàn liên tụcc) Dàn mút thừa: Các thanh nhánh phần mút thừa có nội lực ngược dấu vớithanh cánh ở phần trong nhịp.Cũng giống như giàn đơn giãn giàn nút thừa có những ưu và nhược điểm sauƯu điểm: tiết kiệm vật liệu hơn so với dàn đơn giản,Nhược điểm: phức tạp trong chế tạo, dựng lắp và bị ảnh hưởng bởi độ lún gốitựa và nhiệt độ.Hình 1.3.5. Dàn mút thừad) Dàn kiểu tháp trụ. Sử dụng cho các công trình tụ điện, ăngten , cột điện vượtsông26Hình 1.3.6. Dàn kiểu tháp trụe) Dàn kiểu khung: Sử dụng chịu lực chính cho các công trình có khẩu nhịplớn.27Gồm các loại: khung đặc, khung rỗng.Ưu điểm:Vượt được khẩu độ lớn.Chịu nén uốn. Đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ.Nhược điểm: Phức tập trong tính toán kết cấu để đảm bảo không bị vênhgiàn, khó khăn trong việc lắp đặt, tốn nhiều vật liệu.Hình 1.3.7. Dàn kiểu khung28f) Dàn kiểu vòm: Sử dụng làm kết cấu cho các công trình có khẩu độ rất lớnvượt 60 nhịp như nhà triển lảm nhà thể thao, nhà ga, nhà hát,... có mặt bằnghình chữ nhật.Ưu điểm: vượt được nhịp lớn. Nhịp càng lớn thì kế cấu vòng càng lợi so vớicác kết cấu khác (vì momen tỉ lệ với nhịp). Vì vậy trong kết cấu thép nhà nhịplớn thường làm kết cấu kiểu vòm khi L >= 80m (Nếu L < 80m thì không có lợi)Nhược điểm: Phức tập trong tính toán kết cấu và lắp đặt. Dễ biến dạng, dễbị xô lệch, tấm mái dễ bị vỡ. Có những vùng khó sử dụng, đó là những vùngchân vòm và đỉnh vòm. (vùng chết).Hình 1.3.8. Dàn kiểu vòm292. Các dạng kết cấu mái2.1 Kết cấu mái không gian của nhà nhịp lớnCác kết cấu kiểu khung, dầm, vòm đã giới thiệu là nhưng dạng kết cấuphẳng, gồm những hệ kết cấu riêng lẻ liên kết với nhau bằng hệ giằng, vì vậysự làm việc không gian của các kết cấu này là không lớn. Để khắc phục nhượcđiểm này người ta dùng kết cấu không gian cho nhà nhịp lớn. Kết cấu khônggian là các kết cấu mà các cấu kiện chịu lực không nằm trong một mặt phẳng.Ưu điểm:Số nút và số thanh được định hình hóa lớn nhất.Nâng cao độ cứng, an toàn cho mái, tránh được sự phá hoại đột ngột.Giảm kích thước và trọng lượng tấm mái nhờ các ô lưới.Kết cấu không gian nhẹ và tạo được dáng kiên trục đẹp hơn kết cấuphẳng.Phương thức thi công hiện đại.30Nhược điểm:Việc tính toán và thi công cũng khó khăn hơn.Thi công đòi hỏi chính xác cao nên bị hạn chế sử dụng.Hình 2.1 : Hệ mái lưới không gian31322.2 Hệ thanh không gian dạng vỏ, mái cupon2.2.1 Mái không gian dạng vỏLà hệ thanh không gian một lớp có mặt ngoài công theo một chiều, dùngcho các công trình có dạng hình chữ nhật, các ô lưới của võ thường có dạnghình thoi.Ưu diểm:Vượt được nhịp lớn lên đến 90m.Nhẹ hơn kết cấu BTCT.Tạo kiểu dáng kiến trúc đẹp.Nhược điểm:Tính toán và thi công nhiều khó khăn.Hình 2.2.1: Mái không gian một lớp332.2.2 Mái cupônMái cupôn là kết cấu mái không gian có mặt cong hai chiều được dùngcho các công trình có mặt bằng hình tròn hoặc đa giác đều.Bao gồm : Cupôn sườn, cupôn sườn vòng, cupôn lưới.Ưu điểm:Vượt được nhịp lớn.Kết cấu chịu lực đều nhất.Mái nhẹ do hệ khung không gian rỗng.Tạo kiểu dáng đẹp mái đẹp cho công trình.Nhược điểm:Chỉ thích hợp cho các mặt bằng hình tròn hay đa giác đều.Khó khăn trong tính toán, thi công.Tương đối khó khăn trong chế tạo vì có vài thành phần không được thốngnhất hoá.34Hình 2.2.2 : Cupôn sườn35Hình: Cupôn sườn vòngHình 2.2.3 : Cupôn sườn lưới362.3 Hệ mái treoHệ mái treo là kết cấu mà các bộ phận chịu lực chính là dây (chủ yếu chịulực kéo và tựa lên gối tựa).Ưu điểm- Hệ mái treo là loại kết cấu nhẹ nhất có thể phủ được nhịp lớn nhất.-Hệ mái treo là loại kết cấu tiết kiệm vật liệu nhất (vì kết cấu chỉ chịukéo, không bị mất vật liệu để đảm bảo ổn định).- Chế tạo và lắp dựng đơn giản.- Có thể chế tạo được hình dáng bất kỳ theo mặt bằng và mái nên dễ tạođược kiến trúc đẹp.Nhược điểm:- Dễ biến dạng nên ít dùng trong nhà công nghiệp (không dùng trong nhà37công nghiệp có cầu trục).- Kết cấu gối tựa lớn nên tốn kém.- Khó thoát nước.Hình 2.3.1 : Kết cấu dây treo một dây38