1
1
M
M
ÔN HỌC
ÔN HỌC
KẾT CẤU THÉP 1
KẾT CẤU THÉP 1
CẤU KIỆN CƠ BẢN
2
Yêu cầu SV học môn Kết cấu thép

Yêu cầu SV có giáo trình Kết cấu thép - Cấu kiện
cơ bản;

Yêu cầu SV tự học từ các Slides bài giảng và Giáo
trình trước khi đến lớp nghe giảng;

Khuyến khích SV đặt các câu hỏi về nội dung bài
giảng trong giờ học;

Yêu cầu SV làm bài tập lớn ở nhà và GV sẽ kiểm
tra và hướng dẫn sau mỗi chương môn học;

Yêu cầu SV phải tham gia tối thiểu 80% số tiết học;
Cuối kỳ học sẽ có bài kiểm tra cho toàn bộ nội dung
môn học;
3
MỞ ĐẦU: ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP
a) Khái niệm:
Kết cấu thép là cụm từ chỉ Kết cấu chịu lực của các công trình xây dựng

(tiếp 2/2)
5
CHƯƠNG 1. VẬT LIỆU VÀ SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU THÉP
§1.1 THÉP XÂY DỰNG
1. Khái quát chung:
Thép xây dựng là hợp kim của sắt (Fe), cacbon (C), và một số chất khác;
trong đó thành phần :
Fe chiếm chủ yếu
C chiếm < 1,7%
Một số chất khác như O, P, Si, … chiếm không đáng kể.
Quy trình luyện thép:
Quặng sắt Gang lỏng Thép lỏng Phôi thép
(Sắt oxýt Fe2O3 và (Fe và C > 1,7%) (Fe và C < 1,7%)
Fe3O4 là chủ yếu)
(luyện trong lò) (Khử bớt C) (để nguội)
Thép cán nóng
Thép sợi Thép hình Thép tấm
L, I, C, O, T …
6
§1.1 THÉP XÂY DỰNG
2. Các phương pháp phân loại chính đối với thép Xây dựng
2.1. Theo thành phần hoá học của thép:
a) Thép cacbon:
Gồm Fe; hàm lượng C < 1,7% ; và một số chất khác chiếm không đáng
kể; không có các thành phần hợp kim khác;
Hàm lượng C quyết định đặc trưng tính chất cơ học của thép: thép mềm
dẻo hay cứng giòn, dễ hàn hay khó hàn, …
Thép cacbon cao: hàm lượng 1,7% > ; thép rất cứng, rất
giòn, khó hàn => rất ít dùng trong xây dựng.
Thép cacbon vừa: hàm lượng 0,6% > ; thép khá giòn, ít dẻo

§1.1 THÉP XÂY DỰNG
2. Các phương pháp phân loại chính đối với thép XD
2.2. Theo mức độ khử oxy:
Thép sôi: Không sử dụng biện pháp khử oxy, thép để nguội tự nhiên, nên
bọt khí còn tồn tại trong thép nhiều và phân bố không đều.
=> Chất lượng thép không tốt, thép dễ bị phá hoại giòn và lão hoá.
Có 3 loại :
Trong quá trình luyện thép, Nếu bọt khí còn tồn tại trong thép sẽ làm giòn
thép. Bọt khí thường không được khử triệt để vì làm tăng giá thành, thường
khử 50% ~ 70%.
Thép tĩnh (thép lặng): Khử oxy một cách triệt để bằng cách trong quá trình
luyện, cho vào những chất khử như Si, Au, Mn, nên không còn bọt khí
trong thép. => Chất lượng thép rất tốt, nhưng giá thành cao.
Sử dụng cho các công trình quan trọng, hoặc công trình chịu tải trọng
động vì thép rất khó phá hoại giòn.
Thép nửa tĩnh (thép nửa lặng): Khử oxy không hoàn toàn, khử khoảng
50% oxy => chất lượng thép trung bình, trung gian giữa 2 loại thép sôi và
thép tĩnh. Sử dụng trong xây dựng công trình.
(tiếp 3/3)
9
§1.1 THÉP XÂY DỰNG
3. Cấu trúc và thành phần hoá học của thép XD
Trong điều kiện bình thường, thép có cấu trúc
tinh thể, gồm 3 thành phần chính:
Xementit
Ferit
Peclit
Ferit: là sắt nguyên chất (Fe), chiếm tới 99% thể
tích, rất mềm dẻo, dễ dát mỏng, dễ tác dụng với
oxy.

Ký hiệu mác thép cacbon thấp sử dụng trong xây dựng gồm 2 phần: phần
chữ CCT đứng trước và phần Số đứng sau (theo TCVN 1765: 1976).
Phần chữ chỉ loại thép các bon thấp loại C và phần số chỉ độ bền kéo đứt
của thép với đơn vị là daN/mm2.
Ví dụ:



38CTC
độ bền kéo đứt của thép fu = 38 daN/mm2 = 3800 daN/cm2;
thép cacbon thấp.
thép nhóm C.


238nCCT
thép hạng 2
thép nửa tĩnh
s : cho thép sôi
n : cho thép nửa tĩnh
không ghi gì : cho thép tĩnh
Các ký hiệu biểu thị về mức độ khử oxy:
12
§1.1 THÉP XÂY DỰNG
4. Các mác thép dùng trong xây dựng
4.2 Mác của thép cường độ khá cao:
Thép cường độ khá cao là thép hợp kim thấp hay thép cacbon thấp có nhiệt
luyện: Có hàm lượng hợp kim < 2,5 % ; có giới hạn chảy fy = 3100 ~ 4000
daN/cm2 ; giới hạn bền fu = 4500 ~ 5400 daN/cm2.
Ký hiệu mác thép gồm 2 phần: phần chữ và phần số.
Phần Số đứng đầu tiên: chỉ hàm lượng C tính bằng phần vạn.

Mọi kết cấu đều phải thoả mãn cả TTGH 1 và TTGH 2.
15
§1.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP
a) Biểu thức kiểm tra theo TTGH 1:
[ ]
SS
≤
max
Smax là nội lực lớn nhất có thể có của cấu kiện kết cấu được xét trong
suốt thời gian sử dụng công trình.
[S] là giới hạn khả năng chịu lực của cấu kiện kết cấu được xét.
1. Các trạng thái giới hạn của kết cấu:
16
§1.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP
Biểu thức tổng quát để
xác định nội lực S:
cnQi
c
i
nNPS
⋅⋅⋅⋅=
∑
γγ
là tải trọng tiêu chuẩn thứ i; Tải trọng tiêu chuẩn là tải trọng lớn nhất
có thể tác dụng lên công trình trong điều kiện sử dụng bình thường
(được xác định bằng thống kê xác xuất và được qui định trong tiêu
chuẩn thiết kế của mỗi nước).
là nội lực do tải trọng tiêu chuẩn gây ra ;
là nội lực do tải trọng tiêu chuẩn thứ i gây ra ;
là hệ số độ tin cậy của tải trọng thứ i; xét đến khả năng tải trọng thực

1
≥
Q
γ
a) Biểu thức kiểm tra theo TTGH 1:
1. Các trạng thái giới hạn của kết cấu:
[ ]
SS
≤
max
17
§1.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP
Biểu thức tổng quát để
xác định nội lực S:
cnQi
c
i
nNPS
⋅⋅⋅⋅=
∑
γγ
Nội lực S được xác định theo tải trọng tính toán.
Tải trọng tính toán = tải trọng tiêu chuẩn x hệ số an toàn
là hệ số tổ hợp tải trọng, để xét đến xác xuất tác dụng đồng thời của
nhiều tải trọng mang giá trị lớn nhất, ;
)(
nQ
γγ
⋅
c

là hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện ; xét đến các điều kiện làm
việc khác nhau của cấu kiện;
c
γ
Khả năng chịu lực [S] của kết cấu phụ thuộc vào :
- Đặc trưng hình học của tiết diện,
- Đặc trưng cơ học của vật liệu;
- Điều kiện làm việc của kết cấu.
a) Biểu thức kiểm tra theo TTGH 1:
1. Các trạng thái giới hạn của kết cấu:
[ ]
SS
≤
max
19
§1.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP
là biến dạng lớn nhất của kết cấu dưới tác dụng của các tải trọng tiêu
chuẩn;
là giới hạn về biến dạng lớn nhất cho phép để kết cấu có thể sử dụng
được bình thường.
[ ]
∆≤∆
max
max
∆
[ ]
∆
Giá trị của được qui định trong tiêu chuẩn thiết kế, phụ thuộc vào:
- Tầm quan trọng của công trình: loại công trình, vị trí xây dựng công
trình, từng quốc gia, chủ đầu tư,

i
P
Giá trị của phụ thuộc vào:
- Tải trọng tác dụng: giá trị, qui luật, tần suất tác dụng của tải trọng;
- Sơ đồ tính toán kết cấu: liên kết ở 2 đầu cấu kiện;
-
Đặc trưng hình học của tiết diện;
-
Tổ hợp tải trọng, tổ hợp nội lực : các tải trọng có thể tác dụng đồng
thời.
max
∆
b) Biểu thức kiểm tra theo TTGH 2:
1. Các trạng thái giới hạn của kết cấu:
[ ]
∆≤∆
max
21
§1.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP
2. Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán
a) Cường độ tiêu chuẩn:
5%
f
c
Tần suất
Cường độ
95%
Do đặc trưng của vật liệu
luôn biến đổi nên giá trị
cường độ tiêu chuẩn fc

y
c
ff
Khi cho phép tính theo giới hạn bền
(có hoặc không có giới hạn chảy):
bu
c
ff
σ
==
2. Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán
a) Cường độ tiêu chuẩn:
dựa theo xác xuất của các mẫu thí nghiệm
c
σ
23
§1.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP
b) Cường độ tính toán:
Cường độ tính toán khi tính theo giới hạn chảy:
M
c
f
f
γ
=
M
γ
là hệ số an toàn của vật liệu, xét đến ảnh hưởng của các yếu tố
trong thực tế làm việc của kết cấu, dẫn đến làm giảm thấp khả năng
chịu lực của kết cấu,

γ
Cường độ tính toán khi chịu cắt:
M
y
v
f
ff
γ
58,058,0
==
2. Cường độ tiêu chuẩn và cường độ tính toán
24
§1.4 PHƯƠNG PHÁP TÍNH KẾT CẤU THÉP
3. Tải trọng và tác động (TCVN 2737-1995)
a) Phân loại tải trọng:
Tuỳ theo thời gian tác dụng, tải trọng được phân thành tải trọng tác dụng
thường xuyên và tải trọng tác dụng tạm thời.
Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải):
Là tải trọng không biến đổi về giá trị, vị trí, phương chiều tác dụng
trong suốt quá trình sử dụng công trình.
Gồm trọng lượng bản thân của kết cấu, vật liệu kiến trúc, vật liệu trang
trí, để tạo nên công trình.
Luôn tồn tại trong suốt quá trình sử dụng. VD:
25
§1.5 NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN
CẤU KIỆN KẾT CẤU THÉP
1. Cấu kiện chịu kéo đúng tâm
2. Cấu kiện chịu uốn (Dầm)
3. Cấu kiện chịu nén đúng tâm (cột, thanh giàn)