chương 1-3 là mang tên “EN 1993-1-3 Design of Steel Structural: Cold Formed Thin Gauge Member and Sheeting - Thiết ké kết cầu thép: cấu kiện và tắm thành mỏng tạo hình nguội", hiện vẫn chưa đưa vào sử dụng ‘Ue: Quy phạm hiện hành của Úc mang tên “AS/NZS 4600:1996 - Cold-Formed Stee! Structures- Kết cầu thép tạo hình nguội “Trong đó Mỹ có bộ quy phạm đồ sộ và hoàn chính mht, ích tham khảo cũng rt da dạng, Chín vì vây, đề inh toán két cầu khung thép thành mong tạo hình nguội nhà ‘mot ting theo tiêu chuẩn AISI”, được đặt ra mang tính cắp thế, mặc dù luận văn này mới chi nghiên cứu một phần trong kết cẫu thép thin méng về kết cầu khung và các cầu kiện cơ bản 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu áp dụng tiêu chuẩn AISI dé thiết kế kết cấu thép thành mỏng tạo hình nguội được xây dựng tại Việt Nam. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ứng dụng của để tài sẽ góp phần vào sự phát triển ứng dụng thép thành mỏng tao hình nguội trong xây dựng ở Việt Nam, 4. bối tượng và phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: Tính toán khung thép nhà một ting sử dụng thép thành mỏng theo tiêu chuẩn AISI.
Đối tượng nghiên cứu: Khung thép thành mỗng tạo hình nguội nhà một ting. Cách tiếp cận và phương pháp nguyên cứu. Nghiên cứu Tiêu chuẩn AISI và tác tải liệu khác, xây dựng quy trình tính toán và áp dụng để tinh toán một công trình thực tế ở Việt Nam 6. Kết quả dự kiến đạt được Ap dụng tiêu chuẩn AISI để tính toán kết cấu khung thép thành mỏng tạo hình nguội nhả một ting.
TONG QUAN VE KI CẤU THÉP THÀNH MONG TAO HINH NGUỘI. Giới thiệu về kết cầu thép thành mỏng tạo hình nguậi 1. Khái nig Khái niệm về kết cấu thép nhẹ thành mỏng bao gồm các hệ thống kết edu thép xây dựng bằng thép thành mỏng có tiết điện được tạo hình bằng phương pháp gia công nguội (gia công ở nhiệt độ phông) như đập, cần hoặc nắn nguội. Kết cấu thép thình mỏng có trọng lượng nhẹ hơn kết cấu thép thông dụng.
Đó là giải pháp kỳ thuật mới trong lĩnh vực vật liệu và công nghệ. Ban đầu được sử dụng trong các lĩnh vực cơ khí, hàng không, ô tô. ngiy nay được áp dụng vào kết cầu xây dựng, tạo nên một loại kết sấu mới só trong lượng giảm nhẹ Kết cấu thép nhẹ khác biệt so với kết cấu thép thông thường ở những đặc điểm cơ bản = Sử dụng các thanh thép tao hình nguội từ các tắm thép rit mỏng có độ dây từ 0,3 đến 4mm = Sử dụng các loi tết diện không có trong kết cu thông thường như tết diện chữ Z, tiết điện chữ nhật, it diện tròn. Nói chung tiết diện thanh thành mông da dạng hon rit nhiều so với diện thép hình cần nóng thông thường do thanh cổ chiều diy mỏng nên dễ tạo hình.
Kết cấu sử dụng thanh thành mỏng có thé chọn được tiết điện tối ưu nnên rất tết kiệm vật liệu. — Về phương diện kết cầu, thanh thành mỏng khác thanh thép thông thường ở vin đề ứng xử của vật liệu và cách thức phá hoại, cấu kiện bị mắt én định cục bộ không dẫn tới phá hoại mà có thể tiếp tục chịu lực được, thuộc tính của vật liệu thay đổi do phương pháp tạo hình và ảnh hưởng của ứng suất dư v.v, ~ Sử dụng các phương pháp liên kết không dùng trong kết cầu thép thường. (a) Tiết điện đơn (b) Tiết điện ghép Hình 1.1 Một số dang tiết điện thép tạo hình nguội ding cho kết cấu khung 1. Phạm vi áp dụng cña kết cầu thép thành mong Pham vi ứng dụng của kết cấu thép thành mỏng phụ thuộc vào các điều kiện cầu tạo (ché tạo, phòng gi.
các điễu kiện chịu lực (ti trọng, tính năng, vật liệu .), ác chỉ tiêu kinh tế, điều kiện sử dụng và yêu cầu thẩm mi, Dựa vào đó có thể chia kết cấu thép thành mồng thành hai phạm vi sử dụng chính: = Nhóm 1 gồm các bộ phận kết cấu chịu lực làm hoàn toản bằng thanh thép thành mỏng, hoặc thép thành mỏng kết hợp với vật liệu khác như thép cán nóng, bê tông, gỗ. Kết cấu thép thành mỏng được áp dụng trọng các loại dân mái nha, dim sin nhà, các sấu kiện thứ yêu làm kết cầu bao che như xà gỗ, dim tường, xả gỗ rỗng, Khung nhà dân dung và công nghiệ dân mái không gian, vỏ mong. Tuy nhiên, ết cầu thép thành mỏng không dùng cho các công tình ngoài tri, công trình cao như cật điện, cật vô tuyển điện, cầu. = Nhóm 2 gồm các bộ phận và chỉ tết trang tí như khuôn cửa, cánh cửa, ông, cầu kiện tường bao che, vách ngăn di động, cầu thang, cửa trời, và các kết cấu tương tự.
Cúc cu kiện này được áp đụng trong các loi nhà dân đụng, nhà kho, nhà xưởng, nhà triển lãm, các công trình tháo lấp. Sử dụng kết cấu thép thành méng giúp giảm nhẹ trọng lượng kết cấu, tết kiệm vật liệu nhưng không đồng nghĩa với hiệu qua kinh tế hơn. Tiết diện thanh thép đập nguội đất hơn thép cin nhiễu vì phải dùng thép tim mong cin nóng và gia công dập nguội sou Do đó, dé sử dung hợp lý thép uỗn dập nguội, cần xem xét các yêu tổ: Vige sản xuất kết edu thép thành mỏng được thực hiện với số lượng lớn, được dũng. Tip lại cho nhiề kế ấu.
Giúp tiết kiệm kinh phí hơn nhiều so với sản xuất từng loại 4 tiết diện riêng lẻ, số lượng ít — Giảm trọng lượng kết cấu thường làm tăng giá thành chế tạo. Giảm giá thành c] bằng cách ding dây chuye và thiết bị hiện đại, cơ giới cao. = Kết cấu thép nhẹ được lắp dựng nhanh và đễ dàng. Các cấu kiện điễn hình có thé được vận chuyên và lưu kho ở dạng rất gọn, tin cho việc bốc xếp và lip dung Hiện nay, các hãng sin xuất thép thành mỏng tạo hình nguội đu cổ ging chun hóa và điển hình hóa cao các loại tiết diện.
Một tiết diện thành mỏng có thé được áp. cdụng cho nhiều loại công tình có công năng và sơ đồ kết cấu khác nhau. Việc tiêu chuẩn hóa cao sẽ dẫn đến làm ting lượng thép, có những trường hợp mà vật liệu chưa lim việ hết khả năng, nhưng điều đó không có nghĩa là bất lợi về kinh tế, Việc tiêu chuẩn hóa kết cấu thép thành mỏng sẽ làm giảm được sự đa dang của tiết diện, dẫn đến tăng số lượng sản xuất hàng loạt, chế tạo nhũng chỉ tết liên kết thống nhất, giảm công chế biển và lắp dựng. Một sé dạng khung kết cầu sử dụng thép thành mỏng tạo hình nguội Khung kết cấu thép thanh thành mỏng làm bộ phận chịu lực chính thường dùng trong.
sác công tình một ting cin không gian thông thoáng như nhà xưởng, kho, phòng trưng bảy sản phẩm, nhà chợ quy mô vừa và nhỏ, nhà xe v. nhịp khung thường. Không vượt quá 30m. Trường hợp sử dụng kết cầu thép thành mỏng làm bộ phận chịu lực trong khung nhiều ting, cầu kiện thép thành mỏng thường kết hợp với bộ phận chịu lực chính khác như cầu kiện bằng bê tông cốtthép hoặc thép cán nóng.
Kết cấu thép thành mỏng thường không sử dung cho nhà xưởng có tải trong lớn như. trường hợp nhà có cầu trục. Kết cấu thép thành mỏng thường không sử dụng cho các công trình cao như cột thông. tin, cột truyền tải điện và các dang giản thép chịu tải trong lớn như giản cầu, giản cầu trục Kết cấu thép thành mỏng thường có kiến trúc đẹp, nhe nhàng, thanh thoát hơn so với khung thép sử dụng thép hình án nóng thông thường.
Dưới đây là một số sơ đồ kết cầu thép thành mỏng tạo hình nguội thường sử dụng: mua(2) Khung không có thanh ging (b) Khung có thanh giẳng (6) Khung có cột chống va thanh ging (4) Khung xà dang giản (©) Khung có khung tựa 1) Khung công xôn Hình 1. Một số sơ đồ khung thếp bằng thanh thành mong Sơ đồ như ở hình 1.2a, b thường sử dụng cho nhà xưởng, nhà kho v. với nhịp trung bình và nhịp nhỏ, L.2c, d thường sử dung cho nhà xưởng, nhà kho v. với nhịp lớn, L>20m.2e thường sử dụng khi cần mở rộng làm khu để thiết bị, khu để xe, hu nghĩ cho công nhân v.2F thường sử dụng khi im bến chữ ga tiu, bus hoặc nhà để xe 1.2, Một số dang liên kết trong khung kế cầu thép thành mông Do các cấu kiện trong khung kết cầu thành mong có chiều dày mỏng nên việc liên kết trong loại kết cấu này cũng rt khác so với kết cấu khung thép sử dụng thép hình cần nồng thông thường: — Thường sử dụng nhiều bulông với đường kính buléng không lớn.
Các nút liên kết đơn giản Dưới diy là một số hình ảnh thực tế về nút én kết tong khung kết edu thép thành mỏng: (e) Liên kết cột- xả bằng kiểu (4) Liên kết cột - xà bằng kiểu bản mã ôm "bản mã tip (e) Liên kết thanh ging xa ~ cột (6Liên kết thanh giằng xã - xà Mình 1. Một số dạng liên kết trong khung thép bằng thanh thành mỏng. Giảng trong khung kết cấu thép thành mỏng Cũng như các loại kết cấu chiu lực thông thường, kết cấu thép thành mỏng tạo hình nguội yêu cầu giẳng giữ trong khi thi công và khi sử dụng là đặc biệt quan trọng, do kết cấu sử dụng thép thành mông to i nguôi có độ mảnh rất lớn nên vấn đi định phải đặc bigt chú trong Hẳu hết các khung kết cấu thép thành mỏng đều có sử dụng giẳng trong mặt phẳng. khung ngang va ging đọc nhà.
Giling có thể bing các thanh đơn lắp dựng tại hiện trường hoặc có thể kết hop với tường là các tắm panct lắp rip sin bằng các thép thinh mỏng, chẳng được vận chuyển đến hiện trường và lắp rip vào khung ngang. Một số trường hợp thanh giảng dọc mái vừa kim công tác giằng vừa làm xà gồ dé đỡ. kết cấu mãi che bên trên, cũng có trường hợp ging doc cột vừa kim giẳng dọc nhà vừa làm sườn tường đẻ lắp các kết cấu bao che. “Trong quá tình tỉ công cũng sử dụng nhiều loại thanh giing và chống khác nhau, sau khi thi công lắp dựng xong mới được tháo bỏ.
Dưới đây là một số hình anh thực tế các kiểu giằng trong khung kết cấu thép thành. SAINT NA P`" ARES (a)Giing đọc và ngang khung bằng (b)Giằng dọc và ngang khung bằng thanh thanh thành mỏng, thành mỏng bắt chéo và chồng góc Hình 1. Một số kiễu ging trong khi sử dụng và trong khi thi công khung thép bằng thanh thành mỏng.