AISC-ASD89 Allowable Stress Design
Ứng suât uốn cho phép phụ thuộc theo hình dạng hình học tiết diện, uốn theo trục, độ cứng mặt cát, đô5 mảnh giới hạn. Dối với tất cả các mặt cắt tiết diện hình chữ I, C, T, L, @l chiều dài có độ mảnh giời hạn được lấy bằng chiều dài tự do
KS.Traàn Ngoïc Ñieäp 09.8324.6318 Trang 1
THIEÁT KEÁ THEO ÖÙNG SUAÁT CHO PHEÙP
AISC - ASD89
(American Institute of Steel Construction’s “Allowable Stress Design”)
1.ÖÙNG SUAÁT NEÙN CHO PHEÙP
P
Fa ≥ fa =
Ag
fa : ÖÙng suaát neùn do taûi troïng
P : löïc neùn
Ag : Dieän tích maët caét ngang cuûa thanh
Fa : ÖÙng suaát neùn cho pheùp
Giaù trò öùng suaát neùn doïc truïc cho pheùp ñoái vôùi tieát dieän chòu neùn vaø
khoâng neùn phuï thuoäc vaøo ñoä maûnh K .l vaø töông öùng vôùi moät tæ leä maûnh
r
2π 2 E
coù trò gôùi haïn Cc =
Fy
Ñoä maûnh laø giaù trò lôùn nhaát xeùt theo 2 phöông
⎡ K .l K .l ⎤
K .l = ⎢ 33 33 ; 22 22 ⎥
r
⎣ r33 r22 ⎦
ÖÙng suaát neùn cho pheùp ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:
Neáu K .l ≤ Cc
r
⎧
⎪
Kl
2
r ⎪F
⎫ ( )
⎨1 − ⎬ y
⎪ 2C c 2 ⎪
⎩ ⎭
Fa =
5 3 Kl
r −
( ) ( )
Kl
r
3
+
3 8C c 8C c3
neáu K .l > Cc
r
12π 2 E
Fa =
( r)
2
23 Kl
K : Heä soá chieàu daøi laøm vieäc (phuï thuoäc lieân keát 2 ñaàu cuûa
thanh, treân thanh)
KS.Traàn Ngoïc Ñieäp 09.8324.6318 Trang 2
l : Chieàu daøi töï do cuûa thanh
r : Baùn kính quaùn tính
E : modul ñaøn hoài theùp
Fy : Cöôøng ñoä theùp (36 Kip/in2 = 2531 Kgf/cm2)
Ñoái vôùi thanh chòu neùn ñoä maûnh khoâng ñöôïc lôùn hôn 200.
2.ÖÙNG SUAÁT KEÙO CHO PHEÙP
φ Tn Tn T
Fa = = ≥ fa =
γ Ag (γ φ ) Ag Ag
Fa = 0.6Fy
Tn : Löïc keùo danh nghóa
γ φ : Heä soá vöôït taûi / Heä soá beàn
Ag : Dieän tích maët caét ngang cuûa thanh
T : Löïc keùo do taûi troïng
ÖÙng suaát keùo doïc truïc cho pheùp coù ñoä maûnh l ñoái vôùi thanh chòu
r
keùo khoâng ñöôïc vöôït 300.
3.ÖÙNG SUAÁT UOÁN CHO PHEÙP
φ Mn Mn
≥M ⇔ ≥M
γ γ φ
Mn M
Fb = ≥ fb =
(γ φ ) S S
Mn : Moment danh nghóa
M : Moment do taûi troïng
S : Moment choáng uoán maët caét ngang
Fb : ÖÙng suaát uoán cho pheùp
fb : ÖÙng suaát uoán do taûi troïng
ÖÙng suaát uoán cho pheùp phuï thuoäc theo hình daïng hình hoïc tieát dieän,
uoán theo truïc, ñoä cöùng maët caét, ñoä maûnh gôùi haïn.
Ñoái vôùi taát caû caùc maët caét tieát dieän hình chöõ I, C, T, L, 2L chieàu daøi
coù ñoä maûnh giôùi haïn ñöôïc laáy baèng chieàu daøi töï do l, chieàu daøi giôùi haïn
ñöôïc ñònh nghóa nhö sau:
⎧ 76b f 20000 A f ⎫
⎪ ⎪
lc = min ⎨ ; ⎬ (Ksi)
⎪ Fy
⎩
dFy ⎪
⎭
KS.Traàn Ngoïc Ñieäp 09.8324.6318 Trang 3
a.Uoán theo truïc chính 3 - 3
Neáu chieàu daøi töï do cuûa thanh theo truïc chính l33 nhoû hôn lc thì öùng
suaát uoán cho pheùp ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:
Ñoái vôùi tieát dieän chòu neùn : Fb = 0.66Fy
Ñoái vôùi tieát dieän khoâng chòu neùn : Fb = 0.6Fy
Ñoái vôùi tieát dieän ôû giöõa 2 loaïi treân Fb ñöôïc noäi suy tuyeán tính
Neáu chieàu daøi töï do l33 lôùn hôn lc thì caû hai tieát dieän chöõ I chòu neùn vaø
l
khoâng chòu neùn coù öùng suaát phuï thuoäc vaøo tæ leä 33 .
rT
• Maët caét chòu xoaén yeáu
102 *103.Cb l33 510 *103.Cb
Khi ≤ ≤
Fy rT Fy
⎡
( )
⎤
2
l
⎢2 Fy . 33
rT ⎥
ta coù Fb33 = ⎢ − ⎥ Fy ≤ 0.6Fy
⎢ 3 1530 *103 Cb ⎥
⎢
⎣ ⎥
⎦
l33 510 *103 Cb
Khi >
rT Fy
⎡ ⎤
⎢170 *103 C ⎥
ta coù Fb33 = ⎢ b
⎥ ≤ 0.6Fy
( )
2
⎢ l33 ⎥
⎢
⎣ rT ⎥
⎦
• Maët caét chòu xoaén khoeû
12000Cb 83000Cb
Fb = (Ksi) or Fb = (Mpa)
l33d Af l33d Af
Af : Dieän tích caùnh
d : Chieàu cao buïng daàm
Mp : Moment chaûy
My : Moment oaèn
rT laø baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän bao goàm caùnh neùn vaø 1/3 buïng
chòu neùn.
2
⎛M ⎞ ⎛M ⎞
Cb = 1.75 + 1.05 ⎜ a ⎟ + 0.3 ⎜ a ⎟ ≤ 2.3
⎝ Mb ⎠ ⎝ Mb ⎠
KS.Traàn Ngoïc Ñieäp 09.8324.6318 Trang 4
Ma vaø Mb laø moment ñaàu vaø cuoái cuûa baát kyø ñoaïn phaân ñoaïn töï do
cuûa thanh vaø Ma laø giaù trò tuyeät ñoái nhoû hôn Mb. M a M b laáy giaù trò döông ñoái
vôùi caû hai thôù chòu uoán traùi nhau vaø laáy giaù trò aâm khi thôù uoán veà 1 phía
b.Uoán theo truïc phuï 2 - 2
ÖÙng suaát uoán cho pheùp theo truïc phuï Fb22 ñöôïc xaùc ñònh nhö sau
Fb22 = 0.6Fy
Ngoaøi ra trong tröôøng hôïp tieát dieän chöõ I chòu neùn khi ñoù
Fb22 = 0.75Fy
4.ÖÙNG SUAÁT CAÉT CHO PHEÙP
a.Ñoái vôùi daàm I ñuùc
h 380
Khi ≤ Ñöôïc xaùc ñònh nhö sau
tw Fy
fv ≤ Fv = 0.4Fy
V
fv =
Aw
V: Löïc caét do taûi troïng
Aw: Dieän tích buïng daàm d.tw
Fv: ÖÙng suaát caét cho pheùp
fv: ÖÙng suaát caét do taûi troïng
h 380
Khi > Ñöôïc tính toaùn theo daàm I toå hôïp
tw Fy
b.Ñoái vôùi daàm I toå hôïp
ÖÙng suaát cho pheùp ñoái vôùi daàm toå hôïp khoâng coù söôøn ngang phaûi
thoaû caùc ñieàu kieän sau:
h
≤ 260
tw
FyCv
fv ≤ ≤ 0.4Fy
2.89
439
Vôùi Cv =
( h tw ) Fy
5.OÅN ÑÒNH CUÛA THANH NEÙN & UOÁN ÑOÀNG THÔØI
fa
Neáu > 0.15 thì
Fa
KS.Traàn Ngoïc Ñieäp 09.8324.6318 Trang 5
fa f f
+ b 33 + b 22 ≤ 1
0.6 Fa Fb 33 Fb 22
fa
Neáu < 0.15 thì
Fa
f a f b 33 f b 22
+ + ≤1
Fa Fb 33 Fb 22
GIÔÙI HAÏN TÆ LEÄ ROÄNG DAØY VÔÙI MAËT CAÉT CHÖÕ I
NEÙN VAØ KHOÂNG NEÙN
Tæ leä kieåm tra Compact Section Noncompact Section
bf
2t f ≤ 65 ≤ 95
Fy Fy
(rolled)
bf
2t f ≤ 65 ≤ 95
Fy Fy kc
(welded)
Khi f a Fy ≤ 0.16
640 f
≤ (1 − 3.74 a )
d Fy Fy
tw -
Khi f a Fy > 0.16
≤ 257 Fy
h ≤ 760
tw - Fb
4
Vôùi kc = (0.35 ≤ kc ≤ 0.763), Fy = 36Ksi = 2531 Kgf/cm²
h
tw
