7.2.3. Các dạng tiết diện thanh dàn

Thanh dàn nhẹ: Một số dạng tiết diện thanh dàn giới thiệu trong hình 7.9.

Sử dụng thép ống (hình 7.9,a) trong các thanh chịu nén mang hiệu quả kinh tế cao hơn so với các tiết diện khác, cùng một diện tích nhưng có bán kính quán tính lớn hơn (i≈0,353d), độ mảnh của thanh sẽ giảm xuống. Tính ra được lượng thép tiết kiệm khi sử dụng thép ống 20-25%. Ngoài ra trong các công trình cao như tháp, trụ, cần trục với tiết diện tròn, áp lực gió tác dụng cũng sẽ giảm. Tiết diện tròn cũng có độ chống ăn mòn cao nhất, dễ làm sạch, sơn phủ.

Tiết diện uốn kín (hình.7.9,b ) có hầu hết lợi ích giống như hình ống, liên kết nút đơn giản, ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên, dàn từ thép có tiết diện kín không sử dụng bản mã để liên kết thì yêu cầu độ chính xác trong chế tạo cao hơn. Hạn chế công nghệ không cho phép chế tạo tiết diện uốn có chiều dày 10-12 mm. Điều này hạn chế việc sử dụng chúng. Hơn nữa, biến dạng dẻo lớn ở các góc làm thép giòn.

Với dàn thường, tiết diện thanh cấu tạo từ nhiều loại thép: thanh cánh làm từ thép I, T hoặc ghép hai thép góc, thanh bụng bằng thép góc đơn hoặc ghép hai thép góc. Thép góc có thể là đều cạnh hoặc không đều cạnh.

Vì các thanh dàn là những cấu kiện kéo hoặc nén đúng tâm nên hợp lý nhất là sự làm việc theo hai phương (phương trong và ngoài mặt phẳng dàn) bằng hoặc xấp xỉ nhau (x ≈ y).
Tiết diện được ghép mà có độ mảnh thỏa mãn điều kiện trên gọi là tiết diện hợp lý, tiết diện hợp lý thường có diện tích nhỏ nhất. Tiết diện thanh dàn thường dùng các dạng sau:

- Dạng thép ống, hộp vuông (hình 7.9a,b), dạng hai thép góc không đều cạnh ghép cạnh lớn với nhau (hình 7.9,g). Với những dạng tiết diện này có bán kính

quán tính (i) theo hai phương xấp xỉ nhau ix  iy. Như vậy dạng này dùng hợp lý cho các thanh dàn có

- Dạng hai thép góc không đều cạnh ghép cạnh bé với nhau (hình 7.10,e). Dạng này có ix  0,5iy, dùng hợp lý cho những thanh có ly = 2lx.

- Dạng hai thép góc đều cạnh ghép lại (hình 7.9,c). Dạng này có ix  0,75iy và được dùng hợp lý cho các thanh có lx = 0,8ly (tức là thanh bụng).

- Dạng hai thép góc đều cạnh ghép lại dạng chữ thập (hình 7.9,g). Dạng này thường được dùng cho thanh đứng tại vị trí khuếch đại dàn.

Hình 7.9. Các tiết diện thanh dàn nhẹ

Dàn nặng. Tiết diện thanh dàn thường có dạng tổ hợp (hình 7.10), có tiết diện lớn hơn rất nhiều so với dàn nhẹ.

Nếu tiết diện cấu tạo có hai cánh, thì các thanh liên kết tại mắt dàn bằng bản mã theo hai mặt phẳng cánh.

Đối thanh cánh dàn nên sử dụng tiết diện có hai trục đối xứng, liên kết nút sẽ đơn giản, không bị phát sinh mômen do lệch tâm cứng của tiết diện. Các thanh dàn nặng có tiết diện khác nhau, cần cấu tạo để đảm bảo để thanh làm việc là đồng nhất.

Sử dụng những tiết diện sau cho dàn nặng:
Chữ H cán nóng hoặc tổ hợp – từ hai bản thép đứng và một bản ngang (hình.7.10,a,b), hoặc hai cánh tạo bởi bốn thép góc (hình.7.10,c), hoặc tại mép ngoài cánh liên kết thêm bản thép (hình.7.10,d). Tiết diện loại này dễ chế tạo, liên kết với các cấu kiện khác, thường dùng làm thanh cánh, xiên. Nhược điểm của loại tiết diện này là đọng hơi nước, bụi.

Tiết diện hộp tổ hợp từ hai thép C liên kết bằng bản thép (hình.7.10,e); tùy theo liên kết giữa hai nhánh (dọc theo chiều dài hoặc bản, thanh giằng) mà làm việc theo như cấu kiện đặc hoặc rỗng. Tiết diện có độ ổn định tốt theo cả hai phương, dùng cho thanh chịu nén có chiều dài lớn.

Tiết diện hộp tạo từ hai bản bụng liên kết với cánh trên (hình 7.10,f,g). Dùng cho thanh cánh trên của những dàn nặng. Độ cứng của tiết diện được tăng lên nếu có liên kết mặt dưới bằng giằng hoặc tấm có lỗ.

Tiết diện chữ I tổ hợp (hình 7.10,h) phù hợp cho thanh cánh, xiên, đứng và thanh giằng.
Tiết diện hộp tổ hợp từ bốn bản thép (hình 7.10.i,j,k) có độ cứng uốn và xoắn tốt, thường sử dụng làm thanh dài chịu nén trong dàn nặng.

Hình 7.10. Tiết diện thanh dàn nặng