Tiêu chuẩn việt nam tcvn 5575 : 1991 Nhóm H Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế Steel structures Design standard Quy định chung 1.1 Tiêu chuẩn dùng để thiết kế kết cấu thép nhà công trình Tiêu chuẩn dùng để thiết kế kết cấu thép cầu, đ|ờng hầm giao thông, đ|ờng ống d|ới đất Chú thích: thiết kế kết cấu thép điều kiện sử dụng đặc biệt (ví dụ: kết cấu lò cao, đ|ờng ống dẫn chính, đ|ờng ống dẫn chính, đ|ờng ống công nghệ, bể chứa có chức riêng biệt, kết cấu nhà chịu tác động động đất, nhiệt độ lớn môi tr|ờng xâm thực, công trình thuỷ công biển) vỏ kết cấu nhà công trình đặc biệt, dạng kết cấu đặc biệt (kết cấu ứng suất tr|ớc, kết cấu không gian, kết cấu treo) cần phải xét thêm yêu cầu riêng, thể đặc điểm làm việc kết cấu 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 Khi thiết kế kết cấu thép quy định tiêu chuẩn phải tuân theo quy định tiêu chuẩn hành khác có liên quan Phải ý bảo vệ kết cấu thép chống ăn mòn chống cháy Không đ|ợc phép tăng bề dày thép cán thép ống với mục đích đề phòng ăn mòn nâng cao khả chống cháy Các cấu tạo cần phải bảo đảm lộ rõ để dễ theo dõi, làm sạch, sơn, không để tụ n|ớc phải thông thoáng gió Những thép định hình rỗng, tiết diện kín phải đ|ợc bịt kín Khi thiết kế kết cấu thép cần: - Tiết kiệm kim loại; - Lựa chọn sơ đồ tối |u công trình tiết diện cấu kiện sở kinh tếkĩ thuật; - Dùng thép cán định hình mác thép có hiệu kinh tế; - Dùng kết cấu đ|ợc điển hình hoá tiêu chuẩn hoá; - Dùng kết cấu tiên tiến (hệ không gian từ cấu kiện tiêu chuẩn hoá, kết cấu có chức chịu lực kết hợp với bao che, kết cấu ứng suất tr|ớc, kết cấu hỗn hợp dây mảnh dầm cứng, kết cấu mỏng kết cấu liên hợp từ hai mác thép) - Phải xét đến yêu cầu công nghiệp hoá việc chế tạo lắp ghép kết cấu; - Dùng kết cấu tốn công chế tạo, vận chuyển lắp ráp; - Xét đến tính sản xuất hàng loạt dây chuyền lắp ghép khối lớn kết cấu; - |u tiên sử dụng dạng liên kết tiên tiến đ|ợc thực nhà máy (hàn tự động, hàn bán tự động, liên kết mặt bích đầu tì đ|ợc bào nhẵn, bu lông có bu lông c|ờng độ cao) - Dùng liên kết lắp ghép bu lông, đặc biệt ý tới bu lông c|ờng độ cao; liên kết hàn lắp ghép đ|ợc dùng điều kiện phù hợp Khi thiết kế kết cấu thép cho nhà công trình phải sử dụng sơ đồ kết cấu bảo đảm tính bền, tính ổn định tính bất biến hình không gian chúng trình vận chuyển, lắp ráp sử dụng Mác thép kết cấu thép làm liên kết nh| yêu cầu riêng loại thép lấy theo tiêu chuẩn kĩ thuật nhà n|ớc n|ớc ngoài, cần đ|ợc ghi vẽ thiết kế, vẽ chế tạo kết cấu thép văn đặt hàng vật liệu Sơ đồ tính toán giả thiết tính toán phải thể đ|ợc điều kiện làm việc thực tế kết cấu thép Tiêu chuẩn việt nam 1.8 1.9 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 tcvn 5575 : 1991 Kết cấu thép cần đ|ợc khảo sát nh| hệ thống không gian hoàn chỉnh Khi phân chia hệ thống không gian hoàn chỉnh thành kết cấu phẳng riêng biệt phải kể đến tác động t|ơng hỗ phận với móng Trong điều kiện có thể, cần sử dụng máy tính điện tử để lựa chọn sơ đồ tính thiết kế tiết diện kết cấu thép Khi tính toán kết cấu thép cho phép kể đến biến dạng không đàn hồi thép Đối với kết cấu siêu tĩnh không thiết lập, ph|ơng pháp tính toán kể đến biến dạng không đàn hồi thép Nội lực tính toán (mômen uốn xoắn, lực dọc ngang) đ|ợc xác định theo giả thiết biến dạng đàn hồi thép sơ đồ không biến dạng Khi đảm bảo sở kinh tế- kĩ thuật phù hợp, việc tính toán cho phép tiến hành theo sơ đồ biến dạng có kể đến ảnh h|ởng chuyển vị kết cấu tải trọng Các cấu kiện kết cấu thép thép cán thép cán thép ống phải có tiết diện nhỏ nhất, thoả mãn yêu cầu tiêu chuẩn Trong tiết diện tổ hợp đ|ợc thiết lập theo tính toán, ứng suất tính toán không nên thấp 95% c|ờng độ tính toán vật liệu Vật liệu cho kết cấu liên kết Tất kết cấu đ|ợc chia làm bốn nhóm, tuỳ theo mức độ quan trọng nhà công trình nh| điều kiện sử dụng chúng Các mác thép cho nhóm kết cấu nhà công trình lấy theo bảng 49 (phụ lục 1) Khi hàn kết cấu thép dùng: - Que hàn hồ quang: hàn tay; - Dây hàn: hàn tự động bán tự động cháy d|ới lớp thuốc hàn; - Dây hàn cháy bon Các vật liệu hàn lấy theo bảng 54 (phụ lục 2) Khối đúc (phần gối) dùng kết cấu thép đ|ợc thiết kế từ thép bon (xem bảng 52 phụ lục 2) t|ơng ứng yêu cầu nhóm đúc II III, từ gang xám (xem bảng 53 phụ lục 2) Đối với liên kết bu lông dùng bu lông đai ốc (êcu) thép cần tuân theo quy định tiêu chuẩn: Bu lông đai ốc - TCVN 1876:1976 đến TCVN 1915:1976 Cấp độ bền vật liệu làm bu lông đ|ợc xác định theo bảng 57 Đối với bu lông cấp bền 4.6; 4.8; 5.6 5.8 dùng đai ốc, cấp độ bền bu lông cấp độ bền 6.6 6.8 dùng đai ốc cấp độ bền Mác thép để làm bu lông móng lấy theo bảng 60-a, cấu tạo kích th|ớc chúng lấy theo bảng 60-b Mác thép làm bu lông (hình chữ U) để giữ dây neo cột thông tin vô tuyến, cột điện thiết bị phân phối điện lấy theo bảng 60-a (phụ lục 2) Việc sử dụng bulông c|ờng độ cao cho phép tham khảo lựa chọn dựa sở tiêu chuẩn Liên Xô t|ơng ứng (Xem bảng 61phụ lục 3) Đai ốc vòng đệm xem giới thiệu tiêu chuẩn Liên Xô t|ơng ứng phụ lục Đối với phận chịu lực mái tua, dây neo cột điện cột đỡ thiết bị trạm phân phối điện, trụ vỏ thép, nh| phận chịu kéo kết cấu ứng xuất cho tr|ớc cho phép tham khảo tiêu chuẩn Liên Xô t|ơng ứng (xem giới thiệu phụ lục 9) Những đặc tr|ng vật lý vật liệu dùng kết cấu thép đ|ợc ghi phụ lục Khi chọn vật liệu cho kết cấu liên kết cần ý: - Nếu dùng vật liệu Liên Xô hoàn toàn sử dụng số liệu tiêu chuẩn - Nếu dùng vật liệu n|ớc n|ớc khách cần có quy đổi t|ơng ứng đặc tr|ng lý yêu cầu khác so với thép Liên Xô Tiêu chuẩn việt nam tcvn 5575 : 1991 Các đặc tr|ng tính toán vật liệu liên kết 3.1 C|ờng độ tính toán thép cán thép ống dạng khác trạng thái ứng suất đ|ợc xác định theo công suất bảng Bảng Trạng thái ứng suất Kí hiệu Kéo nén Theo giới hạn chảy Theo sức bền tức thời uốn Tr|ợt ép mặt theo mặt phẳng tì đầu (khi có gia công phẳng) ép mặt cục khớp trụ (cổ trục) tiếp xúc chặt ép theo đ|ờng kính lăn(khi tiếp xúc tự kết cấu có độ di động hạn chế Kéo theo h|ớng chiều dầy thép cán R Rb Rc C|ờng độ tính toán thép cán thép ống R=Ơc/yvl Rb= Vb/yvl Rc= 0,58Vc/yvl Rcm Rcm= Vb/yvl Rtcm Rcm= 0,5Vb/yvl Rclăn Rclăn=0,025Vb/yvl RG RG = 0,5Vb/yvl Chú thích: yvl hệ số độ tin cậy vật liệu, xác định theo mục 3,2 3.2 3.3 3.4 Giá trị hệ số độ tin cậy vật liệu thép cán thép ống cho phép tham khảo tiêu chuẩn Liên Xô t|ơng ứng (Xem bảng 48 phụ lục 1) C|ờng độ tính toán thép cán thép ống cho phép tham khảo tiêu chuẩn Liên Xô t|ơng ứng (xem bảng 50 51 phụ lục 1) C|ờng độ tính toán khối đúc từ thép bon Gang xám lấy theo bảng 52 52 phụ lục C|ờng độ tính toán liên kết hàn dạng liên kết trạng thái ứng xuất khác đ|ợc xác định theo công thức bảng Bảng Dạng liên kết Đầu nối Trạng thái ứng xuất Nén kéo uốn hàn tự động Nửa tự động hàn tay có kiểm tra chất l|ợng đ|ờng hàn Kéo uốn hàn tự động tự động hàn hàn tay Theo giới hạn chảy Theo sức bền tức thời Theo giới hạn chảy Góc C|ờng độ tính toán Rh Rh=R Rhb Rhb=Rb Rh Rh=0,85R Rhc Cắt Cắt (quy |ớc) Kí hiệu Theo kim loại đ|ờng hàn Rg Theo kim loại biên nóng chảy Rbg Rhc=Rc Rg=0,55 Rt c g yvth Rbg=0,45Vb Chú thích: Đối với đ|ờng hàn tay giá trị c|ờng độ tiêu chuẩn kim loại đ|ờng hàn đ|ợc dẫn theo bảng 55-a (phụ lục2) Đối với đ|ờng hàn tự động nửa tự động giá trị Rrtcg lấy theo bảng 55 b (phụ lục 2) Tiêu chuẩn việt nam tcvn 5575 : 1991 Giá trị hệ số độ tin cậy theo vật liệu đ|òng hàn yvth lấy bằng: 1,25 giá trị Rtch không lớn 490 MPa (5000kg/cm2); 1,35MPa (6000kg/cm2) lớn 3.5 C|ờng độ tính toán liên kết đối đầu cấu kiện thép có c|ờng độ tiêu chuẩn khác đ|ợc lấy theo tr|ờng hợp liên kết đối đầu thép có c|ờng độ tiêu chuẩn nhỏ C|ờng độ tính toán thép hàn liên kết có dạng đ|ờng hàn góc đ|ợc ghi bảng 55 - a (phụ lục 2) C|ờng độ tính toán liên kết bulông đ|ợc xác định theo công thức bảng Bảng Trạng thái ứng suất Ký hiệu Cắt kéo ép mặt a) Bulông độ xác cao b) Bulông độ xác bình th|ờng bulông thô Rblc Rblk 3.6 Rblcm C|ờng độ tính toán liên kết Bulông Cắt kéo bulông khớp ép mật cấu kiện từ thép có giới hạn chảy nhỏ 440 MPa (4500 4.6;5.6;6.6 4.8;5.8 8.8 kg/cm2) bl bl bl bl bl bl R c=38V b R c=0,4V b R c=0,4V b bl bl bl bl bl bl R k=0,42V b R k=0,4V b R k=0,5V b - - - - - - Rblcm=(0,5+340Vb/E) Vb Rblcm=(0,5+280Vb/E) Vb C|ờng độ tính toán chịu cắt kéo bu lông liên kết đ|ợc lấy theo bảng 58, c|ờng độ tính toán chịu ép mặt cấu kiện lấy theo bảng 59 (phụ lục 2) C|ờng độ tính toán chịu kéo (Rm.bl) bu lông móng đ|ợc xác định theo công thức: Rmk,bl =0,4Vb (1) C|ờng độ tính toán chịu kéo (Ruk.bl) bu lông hình chữ U (trong mục 2.5) đ|ợc tính theo công thức: Rku.bl 0,45V b (2) C|ờng độ tính toán chịu kéo bu lông móng bu lông hình chữ U lấy theo bảng 60a (phụ lục 2) 3.7 C|ờng độ tính toán chịu kéo bu lông c|ờng độ cao Rblek đ|ợc xác định theo công thức: Rkblc 0,7V bbl (3) bl Trong đó: V sức bền tức thời nhỏ bulong đứt lấy theo bảng 61 (phụ lục 3) 3.8 C|ờng độ tính toán chịu kéo (Rđ) dây thép c|ờng độ cao có dạng bó (sợi thẳng) bên đ|ợc tính theo công thức: Rd = 0,63 Vb (4) 3.9 Giá trị c|ờng độ tính toán (lực) chịu kéo dây thép lấy giá trị lực kéo đứt cáp (xác định theo tiêu chuẩn Nhà N|ớc điều kiện kĩ thuật) chia cho hệ số độ tin cậy ybl(ybl= 1,6) Điều kiện làm việc chức kết cấu Tiêu chuẩn việt nam 4.1 tcvn 5575 : 1991 Khi tính toán kết cấu thép cần tính đến: - Hệ số độ tin cậy theo chức kết cấu (ycn) (lấy theo bảng 4); - Mức độ quan trọng nhà công trình Khi thiết kế chia giá trị giới hạn khả chịu lực, giá trị tính toán c|ờng độ, giá trị giới hạn biến dạng cho hệ số độ tin cậy ycn nhân giá trị tải trọng tính toán, nội lực tác động blốc với ycn Bảng Loại nhà công trình Loại Nhà công trình có ý nghĩa kinh tế quốc dân xã hội đặc biệt quan trọng nh|: Nhà máy nhiệt điện; khu trung tâm lò luyện kim; ống khói cao 200m; tháp vô tuyến bể chứa dầu sản phẩm dầu tính lớn 10.000m3; công trình thể thao có mái che với khán đài; nhà hát hộ sinh; viện bảo tàng; kho l|u trữ Nhà n|ớc Loại Nhà công trình có ý nghĩa kinh tế quốc dân xã hội quan trọng nh|: sở công nghiệp nông nghiệp, nhà dân dụng thông tin liên lạc không ghi loại Hệ số độ tin cậy theo chức ycn 0,95 Loại Nhà công trình có ý nghĩa xã hội kinh tế quốc dân hạn chế nh|: kho trình phân loại đóng gói để giữ sản phẩm nông nghiệp, 0,9 phân bón, sản phẩm hoá học, than nhà kính trồng trọt, nhà tầng, cột dây thông tin liên lạc, cột đỡ đèn chiếu sáng khu dân c| hàng rào nhà công trình tạm Chú thích: Đối với nhà công trình tạm có thời hạn phục vụ nhỏ năm lấy gen 0,8 - Hệ số độ tin cậy yb= 1,3 cấu kiện kết cấu đ|ợc tính toán độ bền theo sức bền tức thời - Hệ số điều kiện làm việc y hệ số điều kiện làm việc liên kết ylk lấy theo bảng 5, bảng 34 phụ lục Bảng Các cấu kiện kết cấu Dầm đặc chịu nén giàn sàn d|ới phòng nhà hát, câu lạc bộ, rạp chiếu bóng, khán đài, cửa hàng, kho giữ sách kho l|u trữ trọng l|ợng sàn lớn tải trọng tạm thời Cột nhà công cộng gối đỡ tháp n|ớc Các chịu nén (trừ gối) hệ bụng tiết diện chữ T tổ hợp từ thép góp giàn hàn mái sàn (thí dụ: kèo giàn t|ơng tự) độ mảnh lớn 60) Dầm đặc tính toán ổn định tổng thể Các căng, kéo, neo, treo, đ|ợc làm từ thép cán Các cấu kiện kết cấu mái sàn a) Thanh chịu nén (trừ loại tiết diện ống kín) tính toán ổn định; b) Thanh chịu kéo kết cấu hàn; c) Các chịu kéo, nén nối kết cấu bu lông (trừ kết cấu Hệ số điều kiện làm việc J 0,9 0,95 0,80 0,95 0,9 0,95 0,95 1,05 Tiêu chuẩn việt nam tcvn 5575 : 1991 dùng bu lông c|ờng độ cao) từ thép có giới hạn chảy nhở 440Mpa (4500kg/cm2), chịu tải trọng lĩnh tính toán độ bền 1,10 Dầm tổ hợp đặc,cột bảng nối thép có giới hạn chảy nhỏ 440Mpa(4500kg/cm2) chịu tải trọng tĩnh, đ|ợc làm liên kết bu lông c|ờng độ cao, tính toán theo độ bền Tiết diện cấu kiện cán, hàn nối thép có giới hạn chảy nhỏ 440Mpa (4500kg/cm2) chỗ nối bu lông (trừ bu lông c|ờng độ cao), chịu tải trọng tĩnh, tính toán theo độ bền: 1,10 a) Dầm đặc cột; 1,05 b) kết cấu cửa mái sàn Các bụng chịu nén kết cấu không gian rỗng từ thép góc đơn cạnh không cạnh (đ|ợc liên kết cạnh lớn): a) đ|ợc liên kết trực tiếp với cạnh cạnh đ|ờng hàn hai bu lông trở lên, đặc dọc theo thép góc: 0,90 - xiên theo hình 9,a,b, 0,90 - chống theo hình 9,c 0,85 - xiên theo hình 9,c 0,80 - chống theo hình 9,d,e b) Đ|ợc liên kết trực tiếp với cánh cạnh bu lông (trừ dẫn điều 9,c bảng), nh| liên kết qua mắt không phụ 0,75 thuộc dạng liên kết; 0,70 c) hệ bụng hình chữ thập với bu lông liên kết theo hình 9,h 10 Các chịu nén thép góc đơn, đ|ợc liên kết theo cạnh (đối với thép góc không cạnh theo cạnh nhỏ), trừ cấu kiện kết cấu 0,75 nêu điều bảng, dàn phẳng thép góc đơn Chú thích: Các hệ số điều kiện làm việc (J R), sử dụng thép đạt giới hạn chảy tính theo công thức N RbJ d (6) Jb Fth Tính toán ổn định cấu kiện đặc chịu nén tâm theo công thức : Tiêu chuẩn việt nam tcvn 5575 : 1991 N d R.J MFng (7) !- Hệ số tròn dọc đ|ợc xác định theo công thức sau: Khi o <  ^ 2,5: M  ă 0,073  27,3 áO O Rã Eạ (8) R Đ Rã R  ă 0,073  27,3 áO ` 0,0275  5,53 O E â Eạ E (9) Đ â Khi 2,5 <  ^ 4,5: M 1,47  13 Khi  > 4,5 M 5.4 5.5 332 (10) O2 51  O Giá trị hệ số uốn dọc (!) lấy theo bảng 72 Tính toán từ thép góc đơn chịu nén tâm theo dẫn điều 5.3, xác định độ mảnh bán kính (r) tiết diện thép góc chiều dài tính toán l0 lấy theo quy định điều 6.1 đến 6.7 Tính toán kết cấu không gian từ thép góc đơn đ|ợc tiến hành theo dẫn cảu điều 15.10 Những cấu kiện chịu nén có bụng đặc, tiết diện hở hình chữ I với Ox[...]... nén có các thanh liên kết bằng bản giằng hoặc thanh giằng, hệ số uốn dọc M với trục ảo (trục thẳng góc với mặt phẳng của bản giằng hoặc thanh giằng) cần xác định theo công thức (8) đến (10), trong đó thay O bằng O tgdg ; O tgdg O tgdg R / E Giá trị của O tgdg đ|ợc tính theo bảng 6, phụ thuộc vào Otgdg Tiêu chuẩn việt nam tcvn 5575 : 1991 Tiêu chuẩn việt nam 5.7 5.8 tcvn 5575 : 1991 Trong đó thanh tổ... bằng giá trị nhỏ hơn trong 2 giá trị Mmin/M hoặc V/(M R) M - Hệ số uốn dọc trong mặt phẳng của những cấu kiện liên kết Mmin Giá nhỏ hơn trong những hệ số dọc (trong mặt phẳng của các cấu kiện liên kết trong mặt phẳng thẳng góc với chúng V /F - ứng suất nén trong cấu kiện Tiêu chuẩn việt nam tcvn 5575 : 1991 Lực cắt quy |ớc Qqu sẽ đ|ợc phân chia nh| sau: Khi chỉ rõ các bản giằng (thanh giằng) thì Qqu... sơ đồ biến dạng Các cấu kiện tổ hợp từ các thép góc, góc, thép [ , liên kết sát nhau hoặc qua các bản nối đ|ợc tính toán nh| các thanh bụng đặc khi thoả mãn điều kiện khoảng cách lớn nhất giữa các bản hàn (khoảng tĩnh không) hay giữa tâm của các bulông ở biên không đ|ợc v|ợt quá : - 40 r đối với cấu kiện chịu nén; - 80 r đối với cấu kiện chịu nén; Bán kính quán tính r của thép góc, thép [trong cấc tiết... uốn, xác định đối với cánh chịu nén; (34) Tiêu chuẩn việt nam tcvn 5575 : 1991 Md - Hệ số, xác định theo phụ lục 7 Khi xác định giá trị Md chiều dài tính toán chịu nén đ|ợc lấy nh| sau: a) Tr|ờng hợp là dầm đơn giản - Lấy bằng khoảng cách giữa các điểm cố kết của cánh chịu nén không cho chuyển vị ngang (các mắt của hệ giằng dọc hoặc ngang của các điểm liên kết của phần cứng) - Lấy bằng chiều dài nhịp... hai điểm có kết trở lên; đối với tiết diện kín Md =10 - Khi giá trị của độ lệch tâm t|ơng đối 520 Tiêu chuẩn việt nam tcvn 5575 : 1991 5.28 Các cấu kiện chịu nén lệch tâm đ|ợc làm từ thép có giới hạn chảy cao hơn 580 MPa (5900 kg/cm2), có tiết diện không đối xứng (dạng tiết diện 10 và 11 của bảng 73 (phụ lục 6) ngoài việc tính theo công thức... tra độ bền của các cấu kiện chịu nén lệch tâm nén uốn, kéo lệch tâm và kéo uốn đ|ợc làm từ các loại thép có giới hạn chảy nhỏ hơn 580 MPa= (5900kG /cm2), không chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng động, khi W d 0,5 RC và N/(FTH R) > 0,1 theo công thức: Tiêu chuẩn việt nam Đ N ăă â Fth RJ tcvn 5575 : 1991 n My ã Mx áá   d1 ạ C xWxth min RJ C yW yth min RJ (49) Trong đó : M, MX và MY Các giá trị tuyệt... đặc còn một nửa cho các bản giằng (thanh giằng); Khi tính toán các thanh ba mặt đều nhau, lực cắt quy |ớc tác dụng trên hệ thống các cấu kiện liên kết thuộc một mặt phẳng đ|ợc lấy bằng 0,8 Qqu 5.9 Bản giằng và liên kết của nó với nhánh cột (hình3) cần đ|ợc tính nh| các cấu kiện của giàn không có thanh xiên với: - Lực cắt bản Tb theo công thức: Tb=Qbl/b - Mô men uốn bản trong mặt phẳng (Mb) theo công... theo bảng 76(phụ lục 6) 5.30 Kiểm tra ổn định của các cấu kiện chịu nén lệch tâm có tiết diện không đổi ngoài mặt phẳng tác dụng của mô men khi uốn chúng trong mặt phẳng có độ cứng lớn nhất (JX>JY), trùng với mặt phẳng đối xứng theo công thức: N d RJ CM y Fng Trong đó : C - Hệ số lấy theo chỉ dẫn ở mục 5.31; (56) Tiêu chuẩn việt nam tcvn 5575 : 1991 My - Hệ số lấy theo chỉ dẫn ở mục 5.3; 5.31 Hệ số