Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng II: Vật liệu thép trong xây dựng cầu - 26 -
thép dến vùng biến dạng dẻo mới dở tải thì thép sau đó lm việc hầu nh trong giai đoạn
đn hồi với biến dạng nhỏ. Hiện tợng lm tăng giới hạn đn hồi của thép do bị biến
dạng dẻo trớc gọi l hiện tợng cứng nguội. Hiện tợng ny lm tăng cờng độ của
thép nhng độ dãn di giảm, tức l giảm tính biến dạng của thép lm cho thép dòn hơn
mặc dù cờng độ cao hơn.
Vì vậy, ngời ta ứng dụng hiện tợng ny để lm giảm biến dạng dây cáp. Trong cầu
thép cần tránh hiện tợng ny vì gây ra phá hoại dòn.
2.2.3-Hiện tợng gi của thép:

Ta thí nghiệm kéo 2 mẫu thép cùng loại nhng có tuổi khác nhau nhiều. Ta có
các đồ thị sau:
b
a



a

b

Hình 2.4: Biểu đồ ứng suất v biến dạng khi có hiện tợng gi

Ta nhận thấy:
Biểu đồ (b) có giới hạn chảy cao hơn (a) nhng độ dãn di lúc mẫu bị đứt giảm
xuống v có giới hạn chảy ngắn hơn.
Hiện tợng gi xảy ra rất lâu nhng nếu nung nóng hoặc sau khi lm việc ở trạng
thái dẻo thì quá trình lm gi sẽ rút ngắn lại. Vì vậy trong kết cấu thép không cho
lm việc quá giới hạn chảy.
Nguyên nhân hiện tợng gi:


x



z

o

y

x

111.5d
1.5d
2d
2d
3d
3d
ung suat tap trung

Hình 2.5: ứng suất tập trung tại lỗ đinh

ứng suất tập trung
tt
tại mép lỗ đinh lớn gấp 3ữ4 lần ứng suất trung bình
tb

10
2
Búa (máy thử
va chạm)
40
60
Hình 2.6: Thí nghiệm độ dẻo va chạm

Độ dẻo va chạm l công để cắt đứt diện tích mẫu thí nghiệm.
Cách thí nghiệm hình (2.6).
Độ dẻo va chạm đặc trng cho tính chống phá hoại dòn v cũng qua đó ta xác
định đợc nhiệt độ m khi đó thép bắt đầu chuyển từ dẻo sang dòn.
Thí nghiệm về độ dẻo va chạm đợc tiến hnh với các nhiệt độ khác nhau. Các trị
số độ dẻo va chạm trong cầu phải đảm bảo yêu cầu sau đây:
Bảng 2.3
Điều kiện thí nghiệm
t
o
thờng -20
o
C
Sau khi lm
gi
Loại thép v
cách đặt mẫu
Độ dẻo va chạm (kg.m/cm
2
) không
nhỏ hơn
Thép bản v tấm:

= 1400kg/cm
2
v
b
= 2500kg/cm
2
, v khi t
o
= 600ữ650
o
C thì thép CT
3
có

c
= 400kg/cm
2
v
b
= 1500kg/cm
2
.
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng II: Vật liệu thép trong xây dựng cầu - 29 -
Khi t
o
< 0
o
C thì thép có cờng độ cao hơn 1 chút nhng dòn hơn. Khi t

Thực nghiệm cho thấy rằng hiện tợng trễ xảy ra ngay khi ứng suất lớn nhất cha
vợt quá giới hạn đn hồi. Sự phá hoại do mỏi xảy ra khi ứng suất vợt quá trị số ứng
suất gọi l giới hạn mỏi. Nh vậy giới hạn mỏi l giới hạn ứng suất nếu ứng suất do tải
.
Giáo trình Thiết kế cầu thép Biên soạn: Nguyễn Văn Mỹ
Chơng II: Vật liệu thép trong xây dựng cầu - 30 -
trọng trùng phục lớn hơn nó thì các mặt trợt tinh thể thép tăng nhanh v lm tăng các
diện tích vòng trễ gây nên vết nứt v lm thép bị phá hoại.
24
6
8
10
12
14
10
6
n
10
20
40
~17

ghm
KN/cm
2

Hình 2.9: Hiện tợng mỏi của thép

Thời gian nghỉ giữa 2 lần tác dụng của tải trọng lâu thì thép có khả năng khôi
phục lại tính chất ban đầu. Giới hạn mỏi phụ thuộc vo đặc trng tải trọng lặp, kết cấu



=
.
Nh vậy kết cấu vừa chịu nén v chịu kéo thì rất nguy hiểm về mỏi. Khi tính toán thiết
kế về mỏi, ta lấy cờng độ giới hạn mỏi:

chayghmoi



.
=
(2.3)
Trong đó:
+: hệ số triết giảm cờng độ khi tính mỏi bởi lực tác dụng có tính chất chu kỳ
v đợc xác định theo công thức:

()()
1
7.07.0
1

+
=


baba
(2.4a)
+a, b: các hệ số với a phụ thuộc chế độ của tải trọng, b phụ thuộc tỷ số giữa