TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH

Chương Mở Đầu: ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP
I. Ưu - Khuyết điểm của Kết Cấu Thép:
+Ưu điểm: - Khả năng chịu lực lớn và độ tin cậy cao.
- Trọng lượng nhẹ và tính công nghiệp hóa cao.
- Tính cơ động trong vận chuyển, lắp ráp và Tính kín.
+Khuyết điểm: - Bị ăn mòn, chịu nhiệt kém.
- Mất khả năng chịu lực ở 500
o
– 600
o
C
II. Phạm vi ứng dụng:
- Được ứng dụng để làm nhà công nghiệp, nhà có nhịp lớn.
- Khung nhà nhiều tầng, cầu đường bộ, đường sắt …
- Được ứng dụng làm kết cấu tháp cao, kết cấu bản hay các loại kết cấu di động.
- Được ứng dụng trong ngành công nghiệp ô tô, tàu thủy…
III. Yêu cầu đối với Kết Cấu Thép:
- Kết cấu phải đảm bảo độ an toàn (phải đủ độ bền, độ cứng và đủ sức chịu đựng mọi tải
trọng).
- Phải đảm bảo độ bền lâu thích đáng của công trình ( tiến hành bảo dưỡng, kiểm tra, sơn
bảo vệ kết cấu…)
- Yêu cầu về kinh tế, sử dụng kết cấu thép tiết kiệm được vật liệu và tiện xây dựng; lắp
ráp nhanh, giảm bớt thời gian thi công, có thể chế tạo hàng loạt các cấu kiện khác nhau TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH

3.Các Mác thép dùng trong xây dựng:
Giới hạn chảy fy,
(N/mm
2
) cho
độ dày t (mm)Độ dãn dài
o
(%) cho độ
dày t (mm) Mác thép

Độ bền kéo
fu
(N/mm
2
)≤ 20
20 < t

TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH

III.Qui cách cán thép dùng trong xây dựng
1.Thép hình
a.Thép góc -Có 2 loại: đều cạnh và không đều cạnh.
-Tỉ lệ không đều cạnh là : 1:1,5 ; 1:1.2
-Vd: + Thép góc đều cạnh có kích thước :
40 x 40 x 4 mm ( L40 x 4)
+ Thép góc không đều cạnh có kích thước:
63 x 40 x 4 mm ( L63 x 40 x4)
. Hai số đầu chỉ chiều dài của 2 cánh, số sau chỉ chiều dày của cánh.
-Thép góc đều cạnh có 50 loại từ :
L20 x 3  L250 x 35
-Thép góc không đều cạnh có 72 loại từ :
L30 x 20 x 3  L250 x 150 x 25.
-Thép được sản xuất có chiều dài từ 4 – 13 m.
*.Ứng dụng :
Thép góc đều cạnh là loại thép cán được sử dụng nhiều nhất trong kết cấu thép, rất thuận tiện
cho việc liên kết cấu kiện, được dùng làm dàn vì kèo, thanh chịu lực, liên kết với các loại
thép khác, tạo thành tiết diện cột rỗng, tiết diện dầm chữ I.
*.Các thông số kĩ thuật về thép góc: Tra trong bảng 1.4, 1.5 trang 286.
-Các thông số kĩ thuật của thép chữ C tra bảng 1.7/298 TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
2.Thép tròn :
-Có 2 loại : có gân và không gân.
+ Loại có gân thường dùng 10-32.
+ Loại không gân thường dùng 6 -10.
-Kết hợp với bê tông làm thành các cấu kiện dầm, cột, vách cứng, bản. Ngoài ra còn có các
loại thép khác:
-Thép tấm có chiều dày: t = 0,2 – 60 mm.
* được ứng dụng làm các kết cấu nhà thép tiền chế( zamil), dạng bảng, bể chứa, đóng tàu
thuyền…
IV. Phương pháp tính cấu kết thép:
*Tính theo trạng thái giới hạn ( TTGH )
Mục đích của việc tính toán kết cấu là đảm bảo cho kết cấu an toàn về khả năng chịu lực
trong khi vẫn đảm bảo ít tốn kém vật liệu và nhân công.
-Tính kết cấu theo trạng thái giới hạn thứ 1: kết cấu mất khả năng chịu lực hoặc không còn
sử dụng được nữa( kết cấu bị phá hoại bền mất ổn định, mất cân bằng,kết cấu bị biến đổi
hình dạng)
-Tính kết cấu theo trạng thái giới hạn thứ 2: kết cấu không còn sử dụng bình thường được
nữa( sử dụng bình thường là sử dụng theo đúng yêu cầu thiết kế) : bị võng,bị lún, bị rung, bị
nứt.

= 0.58
Ép mặt lên đầu nút (khi tì sát) Ép mặt trong khớp trụ khi tiếp xúc
mặt
Ép mặt theo đường kính của con lăn TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH

*Trong đó
- : cường độ tính toán của thép chiu kéo, nén, uốn lấy theo giới hạn chảy.
- : cường độ tiêu chuẩn lấy theo giới hạn chảy của thép.
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH

Chương 2 : LIÊN KẾT
Bài 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÁC LOẠI LIÊN KẾT
Tất cả các công trình kết cấu thép được hình thành do sự tổ hợp các cấu kiện thông qua các
công cụ liên kết.
I.Liên Kết Đinh Tán:

Cách thức thi công : khoan lỗ qua thép cơ bản nung đỏ 1 đầu còn lại, sau đó luồn đinh vào lổ
và tán đầu đinh còn lại.
-Ưu điểm : chịu tải trọng động rất tốt
-Nhược điểm : khó thi công ở độ cao lớn và cần nguồn nhiệt lớn.Hiện nay hạn chế dùng.

TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH

Bài 2.2 LIÊN KẾT HÀN
I.Các Phương Pháp Hàn:
-Đn : hàn là quá trình nối các vật liều bằng cách nung nóng cục bộ chúng đến nhiệt độ thích
hợp để cho chúng chảy lỏng hòa vào nhau thành 1 khối rắn chắc sau khi nguội.
1. Hàn Hồ Quang Điện Bằng Tay.
-Khi va chạm que hàn vào thép cơ bản dưới tác dụng của dòng điện xuất hiện hồ quang điện
tại nơi va chạm.
-Nhiệt độ của lửa hồ quang >3200c
0
làm nóng chảy thép cơ bản và que hàn tại rãnh hàn,
chúng hòa lẫn vào nhau nguội lại thành đường hàn.
Bảng que hàn dùng ứng với mác thép
Loại que hàn có thuốc bộc Mác thép
TCVN : 3223 : 1994
CT34, CT38, CT42, CT 52 N42, N46
09Mn2, 14Mn2
09Mn2Si , 10Mn2Si
N46, N50
-Lõi hàn làm điện cực và lắp đầy rãnh hàn.
-Vỏ bọc là lớp thuốc khi cháy tạo nên lớp xỉ bao bọc xung quanh không cho oxi vào kim loại
nóng chảy. Bọc thuốc còn làm tăng độ bền cho đường hàn.

-Sự làm việc và cường độ tính toán của đường hàn đối đầu
+Thường áp dụng để nối các tấm thép có chiều dày xấp xỉ bằng nhau, không tốn kém
vật liệu và khả năng truyền lực tốt
+Khi chịu nén cường độ tính toán f
wc
=f
: cường độ tính toán chịu nén của đường hàn
+Khi chịu kéo kiểm tra bằng phương pháp vật lí
.
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH

. : cường độ tính toán chịu kéo của đường hàn.
.f : cường độ tính toán chịu kéo, nén, uốn của thép tính theo giới hạn chảy.
+kéo kiểm tra bằng mắt thường

Vd CT34 : f = 2100
f
wt
= 1800
+Khi đường hàn chịu cắt

: cường độ tính toán chịu cắt của đường hàn
,2.Đường Hàn Góc
h
f
t


-Đường hàn góc chia làm 2 loại: đường hàn góc đầu và đường hàn góc cạnh.
a)
b)
N
N
N
N
lw
lw

-Sự làm việc:
+ Đường hàn góc cạnh chịu đồng thời ứng suất cắt và uốn
+Đường hàn góc đầu: chịu đồng thời ứng suất cắt, kéo và uốn, nhưng trong tính toán
coi chúng chịu cắt qui ước
Bảng cường độ kéo đứt tiêu chuẩn f
wun
và cường độ tính toán f
wf
của kim loại hàn trong mối
hàn góc.
Loại que hàn theo
TCVN 3223:1994
Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn
f
wun
(kG/ cm
2
)
Cường độ tính toán f

hiệu
f
ws
=0,45f
wun

TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH

Bài 2.3 CÁC LOẠI LIÊN KẾT HÀN VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
I.LIÊN KẾT ĐỐI ĐẦU
t
t
l
w

. : chiều dài của đường hàn đối đầu có góc xiên là
. : là góc nghiêng.
-Liên kết hàn đối đầu chịu tác dụng của moment và lực cắt
t
l
t
w

w

w
M M
v
vTrong đó :
Trong đó: là moment kháng uốn của đường hàn ( lực dọc
Ví dụ 1: Kiểm tra độ bền của đường hàn đối đầu liên kết 2 bản thép
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH

txb= 10 x 250 (mm) chịu tác dụng lực kéo . Dùng thép CT34 phương
pháp kiểm tra thông thường
N
N
250-Ứng suất tiếp của đường hàn

Với
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH Vậy đường hàn đủ khả năng chịu lực
Lấy f
wt
= 1800kG/cm
2
Vd: cho cấu kiện liên kết như hình vẽ, chịu tác dụng của ngoại lực
N = 300kN, dùng đường hàn đối đầu để liên kết 2 bản thép t x b = 8 x 200 (mm), dùng thép
CT34, hệ số làm việc của cấu kiện = 0,9. Hỏi : kiểm tra khả năng chịu lực của đường hàn.
Nếu không đủ KNCL bạn hãy TK lại đường hàn.

a.Chiều dài đường hàn

Khả năng chịu lực của đường hàn chịu kéo

=
Đường hàn không đủ khả năng chịu lực

t
2
1
N N
d)
c)
min
a>5t
a)
t
t
2
1
N N

b.Tính toán liên kết ghép chồng
-Độ bền của đường hàn được kiểm tra đồng thời theo 2 tiết diện
+ Theo tiết diện 1( vật liệu đường hàn) :
+ Theo tiết diện 2(thép cơ bản ) :
Trong đó
: tổng chiều dài đường hàn
: chiều cao đường hàn hệ số
: điều kiện làm việc
hệ số chiều sâu nóng chảy của đường hàn ( tra bảng / 67)
;
cường độ tính toán chịu cắt qui ước của thép đường hàn và thép cơ bản biên nóng
chảy theo 2 tiết diện 1 & 2
f
wf
=f

1
N
: là đường hàn sóng
: đường hàn mép
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 1 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH

VD: thiết kế lin kết hn giữa thanh thp gĩc L80x6 với thp bản t=12mm, chịu tc dụng của lực
ko N= 2,5T, Dùng thép CT34, , dng que hn N42.
L80x6
N
122.Thiết kế liên kết hàn giữa 2 thanh thép góc có số hiệu và thép cơ bản có
chiều dày t = 14 mm chịu tác dụng của lực kéo N = 800 KN dùng thép CT34, N42, Hệ số
điều kiện làm việc
2L100x12
N
14

Thép góc đều 2 cạnh
K = 0,7
Thiết kế đường hàn: