TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 5575 : 2012 KẾT CẤU THÉP - TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Steel structures - Design standard Lời nói đầu TCVN 5575:2012 thay thế TCVN 5575:1991. TCVN 5575:2012 được chuyển đổi từ TCXDVN 338:2005 thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo qui định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm b khoản 2 Điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ qui định chi tiết thi hành một số điều của Luật tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật. TCVN 5575:2012 do Viện Khoa học Công Nghệ Xây Dựng - Bộ xây dựng biên soạn, Bộ xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. KẾT CẤU THÉP - TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Steel structures - Design standard 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này dùng để thiết kế kết cấu thép các công trình xây dựng dân dụng, công nghệ.
Tiêu chuẩn này không dùng để thiết kế các công trình giao thông, thủy lợi như các loại cầu, công trình trên đường, cửa van, đường ống, v.v… 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có). TCVN 197:2002, Kim loại.
Phương pháp thử kéo. TCVN 198:2008, Kim loại. Phương pháp thử uốn. TCVN 312:2007, Kim loại.
Phương pháp thử uốn va đập ở nhiệt độ thường. TCVN 313:1985, Kim loại. Phương pháp thử xoắn. TCVN 1691:1975, Mối hàn hồ quang điện bằng tay.
Kiểu, kích thước cơ bản. TCVN 1765:1975, Thép các bon kết cấu thông thường. Mác thép và yêu cầu kỹ thuật. TCVN 1766:1975, Thép các bon kết cấu chất lượng tốt.
Mác thép và yêu cầu kỹ thuật. TCVN 1916:1995: Bu lông,vít, vít cấy và đai ốc. Yêu cầu kỹ thuật. TCVN 2737:1995, Tải trọng và tác động.
Tiêu chuẩn thiết kế. TCVN 3104:1979, Thép kết cấu hợp kim thấp. Mác, yêu cầu kỹ thuật. TCVN 3223:2000, Que hàn điện dùng cho thép các bon thấp và thép hợp kim thấp.
Ký hiệu, kích thước và yêu cầu kỹ thuật chung. TCVN 3909:2000, Que hàn điện dùng cho thép các bon thấp và thép hợp kim thấp. Phương pháp thử. TCVN 5400:1991, Mối hàn.
Yêu cầu chung về lấy mẫu để thử cơ tính. TCVN 5401:1991, Mối hàn. Phương pháp thử uốn. TCVN 5402:2010, Mối hàn.
Phương pháp thử uốn va đập. TCVN 5709:2009, Thép các bon cán nóng dùng làm kết cấu trong xây dựng. Yêu cầu kỹ thuật. TCVN 6522:2008, Thép tấm kết cấu cán nóng.
3 Đơn vị đo và ký hiệu 3.1 Đơn vị đo Tiêu chuẩn này sử dụng các đơn vị đo theo hệ SI, cụ thể là đơn vị dài: mét (m); đơn vị lực: niutơn (N); đơn vị ứng suất: pascan (Pa); đơn vị khối lượng: kilogam (kg); thời gian: giây (s).2 Ký hiệu a) Các đặc trưng hình học A diện tích tiết diện nguyên An diện tích tiết diện thực Af diện tích tiết diện cánh Aw diện tích tiết diện bản bụng Abn diện tích tiết diện thực của buông Ad diện tích tiết diện thanh xiên. b chiều rộng bt chiều rộng cánh bo chiều rộng phần nhô ra của cánh bs chiều rộng của sườn ngang h chiều cao của tiết diện hw chiều cao của bản bụng hf chiều cao của đường hàn gốc htk khoảng cách giữa trục của các cánh dầm i bán kính quán tính của tiết diện ix, iy bán kính quán tính của tiết diện đối với các trục tương ứng x-x, y-y imin bán kính quán tính nhỏ nhất của tiết diện f mômen quán tính của tiết diện nhánh m, d mômen quán tính của thanh cánh và thanh xiên của giàn b mômen quán tính tiết diện bản giằng s, sl mômen quán tính tiết diện sườn ngang và dọc t mômen quán tính xoắn tr mômen quán tính xoắn của ray, dầm x, y các mômen quán tính của tiết diện nguyên đối với các trục tương ứng x-x và y-y nx, ny các mômen quán tính của tiết diện thực đối với các trục tương ứng x-x, y-y L chiều cao của thanh đứng, cột hoặc chiều dài nhịp dầm l chiều dài nhịp ld chiều dài của thanh xiên lm chiều dài khoang các thanh cánh của giàn hoặc cột rỗng lo chiều dài tính toán của cấu kiện chịu nén lx, ly chiều dài tính toán của cấu kiện trong các mặt phẳng vuông góc với các trục tương ứng x- x, y-y lw chiều dài tính toán của đường hàn S mômen tĩnh s bước lỗ bu lông t chiều dày tf, tw chiều dài của bản cánh và bản bụng u khoảng cách đường lỗ bu lông Wnmin môđun chống uốn (mômen kháng) nhỏ nhất của tiết diện thực đối với trục tính toán Wx, Wy môđun chống uốn (mômen kháng) của tiết diện nguyên đối với trục tương ứng x-x, y-y Wnx,min, Wny,min môđun chống uốn (mômen kháng) nhỏ nhất của tiết diện thực đối với các trục tương ứng x-x, y-y b) Ngoại lực và nội lực F, P ngoại lực tập trung M mômen uốn Mx, My mômen uốn đối với trục tương ứng x-x, y-y Mt mômen xoắn cục bộ N lực dọc Nd nội lực phụ NM lực dọc trong nhánh do mômen gây ra p áp lực tính toán V lực cắt Vt lực cắt qui ước tác dụng trong một mặt phẳng thanh (bản) giằng Vs lực cắt qui ước tác dụng trong thanh (bản) giằng của một nhánh c) Cường độ và ứng suất E môđun đàn hồi fy cường độ tiêu chuẩn lấy theo giới hạn chảy của thép fu cường độ tiêu chuẩn của thép theo sức bền kéo đứt f cường độ tính toán của thép chịu kéo, nén, uốn lấy theo giới hạn chảy ft cường độ tính toán của thép theo sức bền kéo đứt fv cường độ tính toán chịu cắt của thép fc cường độ tính toán của thép khi ép mặt theo mặt phẳng tì đầu (có gia công phẳng) fcc cường độ tính toán ép mặt cục bộ trong các khớp trụ (mặt cong) khi tiếp xúc chặt fth cường độ tính toán chịu kéo của sợi thép cường độ cao fub cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của bulông ftb cường độ tính toán chịu kéo của bulông fvb cường độ tính toán chịu cắt của bulông fcb cường độ tính toán chịu ép mặt của bulông fba cường độ tính toán chịu kéo của bulông neo fhb cường độ tính toán chịu kéo của bulông cường độ cao fcd cường độ tính toán chịu ép mặt theo đường kính con lăn fw cường độ tính toán của mối hàn đối đầu chịu nén, kéo, uốn theo giới hạn chảy fwu cường độ tính toán của mối hàn đối đầu chịu nén, kéo, uốn theo sức bền kéo đứt fw v cường độ tính toán của mỗi mối hàn đối đầu chịu cắt fwf cường độ tính toán của đường hàn góc (chịu cắt qui ước) theo kim loại mối hàn fws cường độ tính toán của đường hàn góc (chịu cắt qui ước) theo kim loại ở biên nóng chảy fwun cường độ tiêu chuẩn của kim loại đường hàn theo sức bền kéo đứt G môđun trượt ứng suất thấp c ứng suất pháp cục bộ x, y các ứng suất pháp song song với các trục tương ứng x-x, y-y cr, c,cr các ứng suất pháp tới hạn và ứng suất cục bộ tới hạn ứng suất tiếp cr ứng suất tiếp tới hạn d) Kí hiệu các thông số c1, cx, cy các hệ số dùng để kiểm tra bền của dầm chịu uốn trong một mặt phẳng chính hoặc trong hai mặt phẳng chính khi có kể đến sự phát triển của biến dạng dẻo e độ lệch tâm của lực m độ lệch tâm tương đối me độ lệch tâm tương đối tính đổi n, p, các thông số để xác định chiều dài tính toán của cột na số lượng bulông trên một nữa liên kết nc số mũ nQ chu kỳ tải trọng nv số lượng các mặt cắt tính toán; f, s các hệ số tính toán đường hàn góc theo kim loại đường hàn và ở biên nóng chảy của thép cơ bản c hệ số điều kiện làm việc của kết cấu. b hệ số điều kiện làm việc của liên kết bulông M hệ số độ tin cậy về cường độ Q hệ số độ tin cậy về tải trọng u hệ số độ tin cậy trong các tính toán theo sức bền tức thời hệ số ảnh hưởng hình dạng của tiết hiện độ mảnh của cấu kiện ( = lo/i) độ mảnh qui ước ( = f /E ) o độ mảnh tương đương của thanh tiết diện rỗng 0 độ mảnh tương đương qui ước của thanh tiết diện rỗng ( 0 = f /E ) w độ mảnh qui ước của bản bụng ( w = (hw / tw) f /E ) x, y độ mảnh tính toán của cấu kiện trong các mặt phẳng vuông góc với các trục tương ứng x- x, y-y hệ số chiều dài tính toán của cột hệ số uốn dọc b hệ số giảm cường độ tính toán khi mất ổn định dạng uốn xoắn e hệ số giảm cường độ tính toán khi nén lệch tâm,nén uốn hệ số xác định hệ số b khi tính toán ổn định của dầm (Phụ lục E) 4 Nguyên tắc chung 4.1 Các qui định chung 4.1 Khi thiết kế kết cấu thép của một số loại công trình chuyên dụng như kết cấu lò cao, công trình thủy công, công trình ngoài biển hoặc kết cấu thép có tính chất đặc biệt như kết cấu thành mỏng, kết cấu thép tạo hình nguội, kết cấu ứng lực trước, kết cấu không gian, v.v…, cần theo những yêu cầu riêng qui định trong các tiêu chuẩn chuyên ngành.2 Kết cấu thép phải được thiết kế đạt yêu cầu chung qui định trong Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam là đảm bảo an toàn chịu lực và đảm bảo khả năng sử dụng bình thường trong suốt thời hạn sử dụng công trình.3 Khi thiết kế kết cấu thép còn cần tuân thủ các tiêu chuẩn tương ứng về phòng chống cháy, về bảo vệ chống ăn mòn. Không được tăng bề dày của thép với mục đích bảo vệ chống ăn mòn hoặc nâng cao khả năng chống cháy của kết cấu.