Thiết Kế Liên Kết Trong Kết Cấu Thép Theo Tiêu Chuẩn Mỹ AISC/LRFD 360-16 (Tái bản 2024) - TS. Trần Văn Phúc (Chủ biên), ThS. Lê Hoàng Vũ

Hòa với xu hướng toàn cầu hóa và xuất phát từ nhu cầu rất lớn của sự phát triển không ngừng của nền kinh tế thập kỷ vừa qua, tỷ trọng công trình kết cấu thép tăng rất nhanh và hiện diện trong các thể loại công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông và hạ tầng đô thị ở nước ta. Trong thực tiễn của công tác tư vấn thiết kế, Tiêu chuẩn Mỹ AISC là tiêu chuẩn đã được đầu tư nghiên cứu, thí nghiệm, biên soạn rất chi tiết và đã được tin tưởng sử dụng phổ biến tại nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam. Do đó, giáo trình này được biên soạn nhằm giới thiệu về phương pháp phân tích và thiết kế liên kết trong kết cấu thép đảm bảo cả hai tiêu chí an toàn và hiệu quả, với quy trình tính toán thiết kế sử dụng phương pháp hệ số tải trọng và hệ số sức kháng (LRFD) theo Tiêu chuẩn Mỹ AISC 360-16 (American Institute of Steel Construction), gồm 05 chương: Chương 1. Tổng quan về liên kết trong kết cấu thép theo Tiêu chuẩn Mỹ; Chương 2. Thiết kế các chi tiết liên kết trong kết cấu thép; Chương 3. Thiết kế liên kết chịu cắt; Chương 4. Thiết kế liên kết chịu mô men; Chương 5. Thiết kế liên kết chân cột. Các loại liên kết thép phổ biến dùng cả đường hàn và bu lông sẽ được kiểm tra theo các điều kiện bền, ổn định, cũng như các điều kiện tính toán, hoặc các trạng thái phá hoại đặc biệt. Bên cạnh đó, các yêu cầu về cấu tạo, vật liệu và tải trọng sử dụng theo tiêu chuẩn ASTM và ASCE cũng được nêu ra. Một số ví dụ minh họa được cung cấp nhằm nâng cao tính ứng dụng thực hành, dễ hiểu giúp cho người đọc có thể nắm bắt kiến thức cũng như vận dụng vào trong tính toán thiết kế một cách nhanh nhất. Giáo trình với nội dung chi tiết, chính xác và tin cậy sẽ giúp cho các bạn sinh viên nâng cao kiến thức cũng như kỹ năng thực hành thiết kế liên kết kết cấu thép theo Tiêu chuẩn Mỹ từ khi còn trên ghế nhà trường. Mặc dù chỉ trình bày một số loại liên kết thép phổ biến, giáo trình nhằm mục đích giúp người đọc có cái nhìn tổng quan, hiểu rõ ứng xử của liên kết từ đó hình thành khả năng phân tích, tính toán kiểm tra cho các loại liên kết thép phức tạp hơn. Giáo trình cũng sẽ là nguồn tham khảo, nghiên cứu cho giảng viên, kỹ sư và người đam mê lĩnh vực xây dựng và cơ học. Trang Lời nói đầu 3 Thuật ngữ và ký hiệu 5 Chương 1: Tổng quan về liên kết trong kết cấu thép theo Tiêu chuẩn mỹ AISC 360-16 1.1. Giới thiệu về tiêu chuẩn mỹ ANSI/AISC 360-2016 9 1.2. Đặc tính vật liệu thép 9 1.3. Các phương pháp thiết kế 12 1.3.1. Phân loại các phương pháp thiết kế 12 1.3.2. Định nghĩa các thuật ngữ 12 1.3.3. Tổ hợp tải trọng 13 1.4. Liên kết kết cấu thép trong hệ thống chịu tải trọng ngang 14 1.5. Phân loại liên kết trong kết cấu thép 19 1.5.1. Liên kết mô men ngàm hoàn toàn 20 1.5.2. Liên kết khớp chịu cắt 21 1.5.3. Liên kết mô men bán phần (nửa cứng) 21 Chương 2: Thiết kế các chi tiết liên kết trong kết cấu thép 2.1. Bu lông và phần ren 22 2.1.1. Đặc tính chịu lực của bu lông thường và bu lông cường độ cao 22 2.1.2. Trạng thái liên kết của bu lông 22 2.1.3. Yêu cầu về kích thước lỗ bu lông 24 2.1.4. Quy định về khoảng cách trong liên kết sử dụng bu lông 24 2.1.5. Độ bền chịu lực của một bu lông đơn 25 2.1.6. Độ bền chịu kéo và cắt kết hợp của một bu lông đơn 28 2.2. Độ bền chịu lực của các chi tiết khác trong liên kết bu lông 28 2.2.1. Độ bền cấu kiện liên kết chịu kéo 29 2.2.2. Độ bền chịu cắt 29 2.2.3. Độ bền phá hoại do cắt khối 30 2.2.4. Độ bền chịu nén 32 2.2.5. Độ bền chịu uốn 33 2.2.6. Độ bền của bản cánh, bụng của dầm hoặc cột tại vị trí lực tập trung 33 2.3. Đường hàn góc giữa các chi tiết và cấu kiện trong liên kết 34 2.3.1. Diện tích hữu hiệu của đường hàn 34 2.3.2. Loại que hàn sử dụng 36 2.3.3. Độ bền chịu lực của đường hàn góc 36 2.4. Ví dụ 36 Chương 3: Thiết kế liên kết chịu cắt 3.1. Tổng quan về liên kết chịu cắt SPC (Single Plate Connection) 45 3.1.1. Đặc tính cấu tạo 45 3.1.2. Phân loại 45 3.2. Quy trình thiết kế liên kết chịu cắt 47 3.2.1. Độ bền chịu lực nhóm bu lông 47 3.2.2. Độ bền chịu lực của bản mã và bụng dầm 49 3.2.3. Độ bền phá hoại do chịu uốn bản mã 50 3.2.4. Độ bền phá hoại do chịu uốn và cắt đồng thời bản mã 50 3.2.5. Độ bền chịu mất ổn định (oằn) cục bộ của bản mã 51 3.2.6. Độ bền chịu lực của đường hàn góc liên kết bản mã lên bụng dầm 51 3.2.7. Độ bền phá hoại cấu kiện liên kết tại đường hàn 52 3.2.8. Độ bền chảy dẻo bụng dầm do uốn tại tiết diện vát (nếu có) 52 3.9. Độ bền chịu mất ổn định (oằn) cục bộ bản bụng dầm với tiết diện vát 53 3.3. Ví dụ 55 3.3.1. Ví dụ 3.1: Liên kết loại “thông thường” 55 3.3.2. Ví dụ 2: Liên kết loại “mở rộng” 62 Chương 4: Thiết kế liên kết chịu mô men 4.1. Liên kết chịu mô men ngàm hoàn toàn FRC (Fully Restraint Connection) 68 4.1.1. Đặc tính cấu tạo 68 4.1.2. Nguyên lý truyền tải trọng trong liên kết mô men ngàm hoàn toàn 69 4.2. Liên kết dầm - cột dùng bản bích theo AISC Design Guide 4 69 4.2.1. Khái quát về lý thuyết 70 4.2.2. Đường chảy dẻo giả định 70 4.2.3. Ứng xử chịu lực của bu lông 71 4.2.4. Khái quát về quy trình thiết kế 73 4.2.5. Quy trình thiết kế chi tiết 77 4.3. Liên kết chịu mô men nửa cứng PRC (Partially Restraint Connection) 94 4.4. Ví dụ 95 4.4.1. Ví dụ 4.1: Thiết kế liên kết 4E (4 bu lông không sườn) 95 4.4.2. Ví dụ 4.2: Thiết kế liên kết 4ES (4 bu lông có sườn) 103 4.4.3. Ví dụ 4.3: Thiết kế liên kết 8ES (8 bu lông có sườn) 106 Chương 5: Thiết kế liên kết chân cột 5.1. Giới thiệu và cấu tạo liên kết chân cột (Base Plate Connection) 115 5.1.1. Tổng quan về liên kết 115 5.1.2. Vật liệu 116 5.1.3. Kích thước và yêu cầu bố trí bu lông neo 117 5.1.4. Yêu cầu về vữa bê tông 118 5.1.5. Độ bền chịu lực cắt của liên kết 120 5.2. Thiết kế liên kết chân cột dùng phương pháp LRFD 121 5.2.1. Các trường hợp chịu lực 121 5.2.2. Độ bền chịu lực của các chi tiết trong liên kết 124 5.3. Ví dụ 133 5.3.1. Ví dụ 1: Cột chịu tải đúng tâm 133 5.3.2. Ví dụ 5.2: Cột chịu tải nén dọc trục và mô men uốn 136 5.3.3. Ví dụ 5.3: Cột chịu đồng thời tải dọc trục, mô men uốn và lực cắt 139 Phụ lục 1 144 Phụ lục 2 145 Tài liệu tham khảo 187 Giá sản phẩm trên Tiki đã bao gồm thuế theo luật hiện hành. Bên cạnh đó, tuỳ vào loại sản phẩm, hình thức và địa chỉ giao hàng mà có thể phát sinh thêm chi phí khác như phí vận chuyển, phụ phí hàng cồng kềnh, thuế nhập khẩu (đối với đơn hàng giao từ nước ngoài có giá trị trên 1 triệu đồng).....