|
Chương 1. Đại cương về kết cấu thép
Chương 1
Đại cương về kết cấu thép
1.1. Ưu điểm và nhược điểm của kết cấu thép
1.1.1. Ưu điểm
1.1.1.1. Khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao
- Khả năng chịu lực lớn:
Do vật liệu thép có cường độ lớn (lớn nhất trong các vật liệu xây dựng).
- Độ tin cậy cao:
o Do cấu trúc thuần nhất của vật liệu.
o Sự làm việc của vật liệu gần sát nhất với các giả thuyết tính toán.
1.1.1.2. Trọng lượng nhẹ
Là kết cấu nhẹ nhất trong các kết cấu chịu lực (bêtông cốt thép, gạch, đá, gỗ…).
Đặc điểm này được đánh giá thông qua hệ số c là tỷ lệ giữa trọng lượng riêng và cường
độ tính toán của nó:
Ví dụ: Thép có : c = 37.10-4 1/m.
Gỗ có : c = 5,4.10-4 1/m.
Bêtông : c = 3,4.10-4 1/m.
1.1.1.3. Tính công nghiệp hoá cao
Vật liệu thép được sản xuất hoàn toàn trong nhà máy, việc chế tạo kết cấu thép cũng
được làm chủ yếu trong các nhà máy chuyên ngành, hoặc dùng các loại máy móc chuyên
dụng. Vì vậy kết cấu thép là loại kết cấu hợp lý nhất với điều kiện xây dựng công nghiệp
hoá.
1.1.1.4. Tính cơ động trong vận chuyển, lắp ráp
Do trọng lượng nhẹ, việc vận chuyển, lắp ráp, sửa chữa, thay thế kết cấu thép dễ
dàng, nhanh chóng.
1.1.1.5. Tính kín
Kết cấu thép có khả năng chống thấm cao (không thấm nước, không thấm khí), nên
thích hợp dùng cho các bể chứa chất lỏng, chất khí.
1.1.2. Nhược điểm
1.1.2.1. Dễ bị xâm thực
Thép dễ bị gỉ, nhất là trong môi trường xâm thực, không khí ẩm. Vì vậy không dùng
thép ở nơi ẩm ướt, có chất ăn mòn. Thậm chí ở môi trường bình thường, kết cấu thép
cũng phải luôn có một lớp bảo vệ (sơn, mạ). Do đó, chi phí cho bảo dưỡng kết cấu thép
cao hơn so với kết cấu bêtông cốt thép, gạch, đá, gỗ.
1-1  
Chương 1. Đại cương về kết cấu thép
1.1.2.2. Chịu lửa kém
Thép không cháy nhưng khi nhiệt độ tăng đến 500 – 6000C thép chuyển sang dẻo,
mất khả năng chịu lực. Khi sử dụng kết cấu thép trong các dễ cháy như kho chất cháy,
nhà ở, nhà công cộng, thép phải được bọc một lớp chịu lửa (bêtông, sơn phòng lửa).
1.2. Phạm vi sử dụng
1.2.1. Dùng cho các công trình xây dựng dân dụng
1.2.1.1. Nhà nhịp lớn
Nhà nhịp lớn là những loại nhà có yêu cầu không gian sử dụng lớn như rạp hát, nhà
thi đấu thể thao, nhà triển lãm…, các công trình này có nhịp khá lớn (30 – 40m, có thể
lớn hơn 100m).
1.2.1.2. Khung nhà nhiều tầng
Đặc biệt đối với loại nhà kiểu tháp, khi số tầng lớn hơn 15 tầng thì kết cấu thép có
lợi hơn so với kết cấu bêtông cốt thép.
1.2.2. Dùng cho các công trình công nghiệp
Kết cấu thép được sử dụng nhiều trong các công trình như nhà máy, nhà xưởng có
nhịp lớn, bể chứa, dàn khoan …
1.2.3. Dùng cho các công trình giao thông
Kết cấu thép được dùng khi cần thi công nhanh, công trình có nhịp lớn, đặc biệt
được sử dụng làm cầu treo, có thể vượt được nhịp lớn hơn 1000m.
Ngoài ra kết cấu thép còn được dùng cho các công trình tháp cao như cột điện, tháp
truyền hình …
Tuy kết cấu thép có nhiều ưu điểm nhưng giá thành thép còn cao nên việc sử dụng
kết cấu thép cần được so sánh cân nhắc với các loại kết cấu khác.
1.3. Yêu cầu đối với kết cấu thép
1.3.1. Yêu cầu về sử dụng
1.3.1.1. Yêu cầu chịu lực
Kết cấu phải đảm bảo về độ bền, độ cứng, đủ sức chịu mọi tải trọng sử dụng.
1.3.1.2. Yêu cầu về tuổi thọ (độ bền lâu)
Hình dáng kết cấu phải đảm bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, kiểm tra, sơn bảo
vệ.
1.3.1.3. Yêu cầu mỹ quan
Yêu cầu này cũng rất quan trọng, đặc biệt với các công trình công cộng có kết cấu
lộ ra ngoài.
1.3.2. Yêu cầu về kinh tế
1.3.2.1. Tiết kiệm vật liệu
Do thép có giá thành cao nên đòi hỏi người thiết kế phải chú ý đến các giải pháp để
có thể sử dụng thép một cách hợp lý.
1-2
Chương 1. Đại cương về kết cấu thép
1.3.2.2. Tính công nghệ trong xây dựng
Tính công nghệ hoá phải được thể hiện từ việc thiết kế sao cho phù hợp với việc chế
tạo ở công xưởng đến việc có thể đưa ra lắp dựng một cách nhanh chóng tại công trường.
Một phương pháp giúp đạt được các yêu cầu trên là điển hình hoá kết cấu thép (có
thể điển hình hoá từ cấu kiện như xà gồ, dầm, dàn hoặc điển hình hoá một kết cấu như
cột điện, khung nhà…). Phương pháp này có các ưu điểm:
- Tránh việc thiết kế lặp lại, từ đó giảm được thời gian thiết kế.
- Có thể chế tạo hàng loạt các cấu kiện, từ đó tạo điều kiện sử dụng những thiết bị
chuyên dùng, tăng năng suất lao động.
Tuy vậy, khi thiết kế phải chú ý đến đặc tính riêng biệt của từng loại cấu kiện của
kết cấu để tránh việc quá máy móc gây lãng phí vật liệu.
Chương 1. Đại cương về kết cấu thép ....................................................... 1-1
1.1. Ưu điểm và nhược điểm của kết cấu thép ........................................................1-1
1.2. Phạm vi sử dụng ...............................................................................................1-2
1.3. Yêu cầu đối với kết cấu thép ............................................................................1-2
1-3
|
