SO SÁNH CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP American Standard VS Eurocode VS Vietnam Standard ĐẶC ĐIỂM PP TÍNH ĐỘ VÕNG & CHUYỂN VỊ TIÊU CHUẨN MỸ TIÊU CHUẨN EUROCODE TIÊU CHUẨN VIỆT NAM -Áp dụng phương pháp tính: 1.Ứng suất cho phép (ASD) 2.Hệ số tải trọng (LRFD) -Tính tốn kết cấu theo phương pháp trạng thái giới hạn -Áp dụng phương pháp trạng thái giới hạn->Hệ số an toàn tải trọng, hệ số an toàn vật liệu, hệ số an toàn điều kiện làm việc A.Độ võng phương thẳng đứng: 1.Kèo: -L/120 (DL+LR) –khơng có trần -L/180 (DL+LR) – treo trần thạch cao ô vuông, trần nhựa trần thạch cao,trần khác -L/240 (DL+LR) – treo trần vữa thạch cao 2.Xà gồ mái: L/150 3.Dầm dầm phụ: -L/360 < 26mm (1inch) (DL) (AISI Design guide) -L/240 (DL+LF) (DL=0) (IBC2009) 4.Dầm cầu trục chạy đỉnh (TRC) Top Running Crane: (AISI Design guide) -L/600 (CR) – chế độ làm việc nhẹ vừa (Class A,B,C) -L/800 (CR) – chế độ làm việc nặng (Class D) -L/1000 (CR) – chế độ làm việc nặng liên tục nặng (Class E,F) Chuyển vị cho phép: tính tốn giá trị tối đa tải trọng sử dụng (hoạt tải) không kể đến hệ số vượt tải, cho phép biến dạng lớn theo TCVN -Dầm đỡ trần: L/360 -Dầm phụ: L/200-chỉ lấy hoạt tải tính tốn, khơng lấy toàn TCVN Dầm sàn nhà mái -Dầm chính: L/400 -Dầm trần có trát vữa, tính võng cho tải trọng tạm thời L/350 -Các dầm khác, trường hợp L/250 -Tấm sàn L/150 Dầm đường ray -Dầm đỡ sàn cơng tác có đường ray nặng 35kg/m lớn L/600 -Như trên, đường ray nặng 25kg/m2 nhỏ L/400 Xà gồ -Mái lợp ngói khơng đắp vữa, mái tơn nhỏ L/150 -Mái lợp ngói có đắp vữa, mái tôn múi mái khác L/200 Dầm giàn đỡ cầu trục -Cầu trục chế độ làm việc nhẹ, cầu trục tay, palăng L/400 5.Dầm cầu trục treo (URC) UnderHung Crane: (AISI Design guide) L/450 (CR) 6.Dầm cầu trục ray (MR): L/450 (CR) với dầm console gấp đơi L (thay L=2L) B.Chuyển vị ngang đầu cột: 1.Cột thép với chiều cao giọt nước=9m: h/100 (WL) 3.Cột bê tơng-vách tường xây có gia cường cột thép : h/100 (WL) 4.Cột thép với chiều cao vai cột: h/100 (CR or WL)-cầu trục điều khiển dây đeo 5.Cột thép với chiều cao vai cột: h/240 0,67) LRFD-tải trọng nhân với hệ số 1,2>1,6; hệ số chịu lực nhân với 0,75>0,9; ứng suất giới hạn giới hạn chảy - Khi chịu kéo giá trị ứng suất cho phép Ft = 0,6Fy (Fy: giới hạn chảy thép) - Khi chịu nén = Fy nhân với hệ số uốn dọc Kết cấu chịu uốn giá trị giới hạn ký hiệu Fb: có giá trị từ 0,6-0,67Fy -BS 6399 sử dụng tốc độ gió trung bình giờ, với chu kỳ 50 năm CP3 sử dụng tốc độ gió đo giây, chu kỳ 50 năm -Hệ số khí động tải trọng gió phải kể đến áp lực âm bên cơng trình -Tốc độ gió đo giây, chu kỳ 20 năm -Hệ số gió Việt Nam tính theo áp lực gió, khơng tính theo vận tốc  Hệ số an toàn: (BS 6399) -Tĩnh tải: 1.4 -Hoạt tải: 1.6 -Tải trọng gió: 1.4  Hệ số an toàn vật liệu: điều chỉnh tính tốn cường độ vật liệu  Hệ số an toàn: -Tĩnh tải: 1.1 -Hoạt tải: 1.3 -Tải trọng gió: 1.2  Hệ số an toàn vật liệu:1.05>1.1,tùy loại thép - Giá trị nội lực M,N,Q gây tải trọng tiêu chuẩn gây ra, khơng có hệ số vượt tải - Cơng thức xác định nội lực lại có tổ hợp tải trọng GIÁ TRỊ HOẠT TẢI TỔ HỢP TẢI TRỌNG Hoạt tải: 0.58kN/m2 Tổ hợp tải trọng: 1.ASD 360-05: DL+LR DL+WL 0.6DL+WL 0.6DL+0.7SE DL+0.75(LR+WL) 2.ASD 360-10: DL+LR DL+0.6WL 0.6DL+0.6WL 0.6DL+0.7SE DL+0.75(LR+0.6WL) 3.LRFD: 1.4DL 1.2DL+1.6LR+0.5LF 1.2DL+0.5LR+1.6LF 1.2DL+1.6LR+0.8WL 1.2DL+0.5(LR+LF)+1.6WL 1.2DL+0.5LF+1.0SE 0.9DL+1.0SE 0.9DL+1.6WL Trong đó: Hoạt tải: 0.6kN/m2-mái có độ dốc 30 Tổ hợp tải trọng: 1.25DL+1.5LR+EHF 1.25DL+1.5SL+0.75WL+EHF 1.25DL+1.5WL+0.75SL+EHF Hoạt tải: 0.3kN/m2 1.35DL+1.5WL+EHF Tổ hợp tải trọng: TT+HT TT+0.9HT+0.9GX TT+0.9HT-0.9GX TT+0.9HT+0.9GY TT+0.9HT-0.9GY DL+AA+EHF DL+AA+0.2WL+EHF  Trong đó: DL: Tĩnh tải LR: Hoạt tải WL: Tải gió SL: Tải tuyết AA: Tác động bất ngờ (vụ nổ, va chạm xe cộ,…) TT+0.8 HT+0.8(DDX+0.3DDY) TT+DDX+0.3DDY  Trong đó: TT: Tĩnh tải HT: Hoạt tải GX: Tải gió theo phương X GY: Tải gió theo phương Y DDX: Tải động đất theo phương X DDY: Tải động đất theo phương Y DL: Tĩnh tải LR: Hoạt tải WL:Tải gió SE:Tải động đất ĐẶC ĐIỂM TIẾT DIỆN CƯỜNG ĐỘ THÉP CẤP ĐỘNG ĐẤT Đặc điểm tiết diện Seismically Compact Non-Compact Compact Slender A36 (248MPa) A572, A913 (345MPa),A992 (345MPa), A558 A852 AISC yêu cầu A992 tỉ số chảy dẻo/tới hạn  0.85 Cấp động đất Mỹ 12 cấp Đặc điểm tiết diện Class Class Class Class S235 S355, S420, S460 Tỉ số chảy dẻo/tới hạn  0.91  fu    1.10   fy  Cấp động đất từ cấp I đến XII CCT34, CCT38 (hay CCT38Mn), CCT42  TÍNH TỐN TẢI TRỌNG GIĨ: 1.TIÊU CHUẨN MỸ: -Áp lực gió q z cao độ z tính theo cơng thức: qz  0.0613K z K zt K dV Trong K d -hệ số gió theo phương K z -hệ số áp lực theo dạng đón gió K zt -hệ số địa hình V -vận tốc gió bản, vận tốc gió trung bình giây, đo độ cao 10m, ứng với dạng địa hình chuẩn C, chu kì lặp 300 năm với cơng trình cấp I, 700 năm với cơng trình cấp II 1700 năm với cơng trình cấp III, IV -Áp lực gió tính tốn hệ kết cấu chịu tải trọng gió (khung, hệ giằng) p  qh  GC pf    GC pi   Trong p -áp lực gió tính tốn qh -áp lực vận tốc gió GC pf -hệ số khí động mặt ngồi cơng trình GC pi -hệ số khí động mặt cơng trình 2.TIÊU CHUẨN EUROCODE: -Áp lực dộ cao z , q p  z  q p  z    1   I v  z      vm2  z   ce  z   qb Trong ce  z  -hệ số kể đến độ thay đổi áp lực gió theo độ cao xác định cách tra đồ thị tính theo cơng thức ce  z   cr2  z   1   I v  z    qb -giá trị áp lực gió tiêu chuẩn xác định theo công thức qb     vb2 vb -vận tốc gió xác định vận tốc trung bình 10 phút, chu kì lặp 50 năm, giá trị lấy theo bảng 4.2-QCXD 2/2009BXD cr  z  -hệ số thay đổi vận tốc gió theo độ cao dạng địa hình -Áp lực gió mặt bên ngồi cơng trình, we we  q p  ze   c pe Trong q p  ze  -giá trị áp lực gió độ cao z e c pe -hệ số áp lực gió cho mặt bên ngồi z e -chiều cao tham chiếu cho áp lực bên ngoài, phụ thuộc vào hình dạng kích thước cơng trình Áp lực gió lên mặt bên cơng trình wi wi  q p  zi   c pi Trong q p  zi  -giá trị áp lực gió độ cao zi c pi -hệ số áp lực gió mặt nhà zi -chiều cao tham chiếu cho áp lực nhà, phụ thuộc vào hình dạng kích thước cơng trình Tải trọng gió Fw Lực bên Fw,e  Cs Cd   We  Aref  Wi  Aref surfaces Lực bên Fw,i  Cs Cd  surfaces Trong Cs Cd -hệ số phụ thuộc vào đặc điểm kết cấu, CsCd  We -áp lực bên lên bề mặt kết cấu độ cao z e Wi -áp lực bên lên bề mặt kết cấu độ cao z e Aref -diện tích tham chiếu kết cấu phận kết cấu 3.TIÊU CHUẨN VIÊT NAM : Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió W  Wo kc Trong Wo -giá trị áp lực gió theo đồ phân vùng k -hệ số tính đến thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình c -hệ số khí động c  1.0 tính với áp lực dương c  0.8 tính với áp lực âm Hệ số tin cậy tải trọng gió lấy 1.2 Thành phần động tải gió Wp  W  v Trong W -giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải gió độ cao z  -hệ số áp lực động tải gió độ cao z v -hệ số tương quan khơng gian áp lực động tải trọng gió TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT: 1.TIÊU CHUẨN VIỆT NAM VÀ EUROCODE: ag  1 g Trong agR -đỉnh gia tốc tham chiếu địa điêm xây dựng công trình g -gia tốc trọng trường  -hệ số tầm quan trọng   1.25 -cơng trình I   1.00 -cơng trình II  =0.75 -cơng trình III ag g  0.08 , động đất mạnh-> phải tính tốn cấu tạo kháng chấn 0.04  ag g ag g áp dụng giải pháp kháng chấn giảm nhẹ không cần thiết kế kháng chấn Hệ số ứng xử q kết cấu Dạng kết cấu a.Khung chịu mơmen b.Khung có hệ giằng tâm Hệ giằng chéo Hệ giằng V c.Khung có hệ giằng lệch tâm d.Khung chịu mơmen kết hợp hệ giằng tâm e.Khung chịu mômen kết hợp với tường chèn Tường xây chèn hộc bê tông không liên kết mà tiếp giáp với khung Tường chèn phân cách với khung chịu mômen (xem phần khung chịu mơmen) Chu kì dao động riêng cơng trình T1  Ct H 3/4 Trong Ct  0.085 -khung thép không gian chịu mômen Ct  0.075 -khung thép khơng gian chịu mơmen khung thép có giằng lệch tâm Ct  0.05 -các kết cấu khác H-chiều cao cơng trình (m) từ mặt móng đỉnh phần cứng phía Phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi S d T   Sd T  g Lực cắt đáy Fb  S d T1   W   Trong S d T1  -tung độ phổ thiết kế chu kì T1 T1 -chu kì dao động nhà cơng trình chuyển động ngang theo hướng xét W -tổng trọng nhà công trình móng đỉnh phần cứng phía   0.85 -nếu T1  2TC với nhà cơng trình có tầng   với trường hợp khác Phân loại cấp dẻo 4 4 2.TIÊU CHUẨN MỸ UBC-1997: CI Tổng lực cắt đáy V  v  W RT Trong Cv -hệ số tra I -hệ số tầm quan trọng R -hệ số phụ thuộc loại kết cấu T -chu kì bản, T  Ct H 3/4 W -tổng trọng lượng kết cấu  lực động đất tính tốn theo TCXDVN 375:2006 thấp so với lực động đất tính theo UBC:1997 (nếu quy đổi theo vùng) ... điểm kết cấu, CsCd  We -áp lực bên lên bề mặt kết cấu độ cao z e Wi -áp lực bên lên bề mặt kết cấu độ cao z e Aref -diện tích tham chiếu kết cấu phận kết cấu 3.TIÊU CHUẨN VIÊT NAM : Giá trị tiêu. .. tốn cấu tạo kháng chấn 0.04  ag g ag g áp dụng giải pháp kháng chấn giảm nhẹ không cần thiết kế kháng chấn Hệ số ứng xử q kết cấu Dạng kết cấu a.Khung... 4 2.TIÊU CHUẨN MỸ UBC-1997: CI Tổng lực cắt đáy V  v  W RT Trong Cv -hệ số tra I -hệ số tầm quan trọng R -hệ số phụ thuộc loại kết cấu T -chu kì bản, T  Ct H 3/4 W -tổng trọng lượng kết cấu