THUYẾT MINH TÍNH TOÁN CỘT THÉP ĐƠN THÂN

Admin

BRA CAD
Thành viên BQT
#1
Biên soạn: Lê Tiến Quang - Cty cổ phần tư vấn và xây dựng Đông Hải
Tài liệu này mình viết 4 năm trước. Mình copy từ word ra nên các công thức có ký tự đặc biệt không hiển thị được. Các bạn chịu khó download về dùng nhé!

Tải xuống

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN CỘT THÉP ĐƠN THÂN

Lực dây tác dụng vào trụ và các tổ hợp tính toán:
Tính toán cụ thể trong phụ lục của từng trụ.
Gió tác dụng lên trụ :
  • Gió tác dụng lên cột gồm 2 thành phần : gió tĩnh và gió động.
P=Pt+Pđ

+ Thành phần tĩnh:
Thành phần tĩnh của tải trọng gió theo chiều cao được xác định theo công thức:
...

Với:
W0 là giá trị của áp lực gió tính toán.
K là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió.
C là hệ số khí động:
F là diện tích tải trọng gió tác động toán.
... là hệ số tin cậy của tải trọng gió.
... là hệ số thời gian sử dụng.
+ Thành phần động:
Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 với công trình có tiết diện thay đổi theo chiều cao, tần số dao động riêng thứ nhất có thể xác định theo công thức: hoặc theo phần mềm Sap 2000.
Trong đó:
yH, yj là chuyển vị đỉnh và trọng tâm của đoạn thứ j của công trình.
Pj là trọng lượng của phần công trình thứ j .
n là số đoạn công trình.
g là gia tốc trọng trường .
+ Khi f1>fL , thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác dụng của xung vận tốc gió. Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của áp lực gió Wpj được tính theo công thức:
Trong đó:
Wj là thành phần tĩnh của áp lực gió tác dụng lên phần thứ j của công trình.
là hệ số áp lực động ở độ cao ứng với phần thứ j của công trình;
là hệ số tương quan không gian ứng với dạng dao động thứ nhất của công trình.
+ Khi f1<fL thành phần động của tải gió phải kể đến tác dụng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình. Khi đó, số dạng dao động đầu tiên cần tính toán (s) xác định theo biểu thức fs<fL<fs+1 ;Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải gió tác dụng lên phần thứ j của công trình ứng với dạng dao động thứ i (i=1-s):
...

Mj là khối lượng phần công trình thứ j.
là hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i ,
... là dịch chuyển phần công trình thứ j ứng với dao động riêng thứ i.

... là hệ số được xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi tầng có thể coi tải trọng gió là không đổi: ;
Với WPj là giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình, ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình khi chỉ kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió.
...

Tính toán kiểm tra trụ :
Kết cấu được tính toán theo tiêu chuẩn ASCE-No72 của Hoa Kỳ. Tất cả kết cấu và các cấu kiện thành phần của chúng sẽ được thiết kế để ứng suất của chúng không vượt qua ứng suất cho phép do tổ hợp tải trọng lớn nhất tác dụng lên cột bao gồm cả hệ số an toàn.
Hệ số tải trọng :
+ Hệ số tải trọng đứng lấy bằng 1,1; Hệ số tải trọng ngang lấy bằng 1,2;
+ Phương và hướng lực đầu cột được thể hiện như trên hình vẽ:
P là lực dây tác dụng lên cột trong trường hợp cột làm việc bình thường.
Pd là lực dây tác dụng lên cánh xà có dây bị đứt trong trường hơp bị đứt dây.
...
Đối với đoạn thân có mặt cắt ngang là đa giác đều 12 cạnh :
Tính toán ứng suất tại tiết diện cần kiểm tra
:
+ ; là diện tích tiết diện thực của vị trí thân cột tính toán.
+ Lấy là giá trị lớn nhất tính toán được tại 3 vị trí nút 1,2 và 3 :;;
...

tương ứng với 3 vị trí 1, 2 và 3.
...

+ ; Trong đó : ; còn V và T là giá trị nội lực cắt và kéo,nén lấy từ sơ đồ tính SAP 2000.
Kiểm tra đối với tiết diện chịu nén :
  1. Công thức kiểm tra bền và ổn định tổng thể:
...
  1. Kiểm tra ổn định cục bộ:
Cột không chịu ảnh hưởng của sự mất ổn định cục bộ khi tiết diện thỏa mãn : và
Nếu khi đó cột đảm bảo ổn định cục bộ khi ứng suất tính toán được tại tiết diện thỏa mãn :
Trong đó :
là giới hạn chảy tính toán của thép ;
t là bề dầy của thép cấu tạo thân cột ;
D = Do – t ; Do là đừng kính bao ngoài của đa giác ; t là bề dầy của thép cấu tạo thân cột.
BR là bán kính uốn cong. Nếu BR < 4t thì lấy BR bán kính thực đo được, còn BR > 4t thì lấy BR = 4t.
Nếu khi đó thân cột không đảm bảo ổn định cục bộ cần tính toán chọn lại tiết diện.
Kiểm tra đối với tiết diện chịu kéo :
Đối với tiết diện chịu kéo cột đảm bảo làm việc an toàn khi
Đối với đoạn xà có mặt cắt ngang là đa giác đều 8 cạnh :
Tính toán ứng suất tại tiết diện cần kiểm tra :

Tính toán ,và :
+ ; là diện tích tiết diện thực của vị trí thân cột tính toán.
+ Lấy là giá trị lớn nhất tính toán được tại 2 vị trí nút 1 và 2 : ;;
...

tương ứng với các vị trí uốn 1 và 2.
+ ; Trong đó : ; còn V và T là giá trị nội lực cắt và kéo,nén lấy từ sơ đồ tính SAP 2000.
Kiểm tra đối với tiết diện chịu nén :
  1. Công thức kiểm tra bền và ổn định tổng thể:

  1. Kiểm tra ổn định cục bộ :
- Nếu và Cột không chịu ảnh hưởng của sự mất ổn định cục bộ
- Nếu khi đó cột đảm bảo ổn định cục bộ khi ứng suất tính toán được tại tiết diện thỏa mãn :
Trong đó :
là giới hạn chảy tính toán của thép ;
t là bề dầy của thép cấu tạo thân cột ;
D = Do – t ; Do là đừng kính bao ngoài của đa giác ; t là bề dầy của thép cấu tạo thân cột.
BR là bán kính uốn cong. Nếu BR < 4t thì lấy BR bán kính thực đo được, còn BR > 4t thì lấy BR = 4t.
- Nếu khi đó xà không đảm bảo ổn định cục bộ cần tính toán chọn lại tiết diện.
Kiểm tra đối với tiết diện chịu kéo :
Đối với tiết diện chịu kéo cột đảm bảo làm việc an toàn khi
Kiểm tra mối nối cánh xà:
Ở đây chúng ta dùng bulong để liên kết cánh xà với thân cột thông qua tai xà là các bản mã hàn trực tiếp với thân cột và bản mã hàn trực tiếp ở xà.
Ứng suất lớn nhất 1 bulong chịu được tính toán theo công thức :
Trong đó :
+ Lực dọc lớn nhất mà 1 bulong chịu :; là ứng suất giới hạn của bulong.
+ Lực cắt bulong chịu : ; tương ứng với trường hợp
Ứng suất lớn nhất tấm mã cấu tạo tai liên kết xà chịu được tính toán theo công thức :
+ Lực dọc lớn nhất mà 1 bulong chịu :; là ứng suất giới hạn của thép chế tạo tai xà.
+ Lực cắt bulong chịu : ; tương ứng với trường hợp
Liên kết hàn giữu tai xà với thân cột, tai xà với xà phải đảm bảo theo tiêu chuẩn TCVN 3734-89.
Mối nối lồng:
Chiều dài mối nối lồng không nhỏ hơn 1,5 lần đường kính tiết diện lớn nhất của đoạn thân cột trên. Mối hàn phần mối nối thân đảm bảo ngấu 100%+76mm. Dùng phương pháp kiểm tra siêu âm (UT) khi ống có đường kính từ 500mm và dầy 7,94mm trở nên ; phương pháp kiểm tra thẩm thấu (PT) khi ống có đường kính nhỏ hơn 500mm và dầy dưới 7,94mm.
Kiểm tra bản đế và bu lông neo:
Chi tiết xem phụ lục tính toán móng cột.
Kiểm tra biến dạng và chuyển vị cột :
Lấy chuyển vị đầu cột đối với trường hợp làm việc bình thường để so sánh.
Đối với cột đỡ chuyển vị giới hạn của đầu cột là
Đối với cột néo chuyển vị giới hạn của đầu cột là
Trong đó H là chiều cao của cột cần tính toán kiểm tra.

Trong trường hợp không thực hiện được, các bạn hãy comment bên dưới cuối bài viết. Mình sẽ giúp các bạn!
Cảm ơn anh em đã đồng hành cùng MeoCAD.VN. Chúc anh em thành công trên mọi lĩnh vực!
 
Sửa lần cuối: