Nhà thép ti�n chế

Cấu kiện chịu xoắn thư�ng có tiết diện đặc (hình 3.23,a) hoặc tiết diện kín (hình 3.23,b,c). Trên mặt cắt ngang thanh chỉ có ứng suất tiếp do mômen xoắn Mt gây ra:

Hình 3.23. Phân bố ứng suất trong tiết diện cấu kiện chịu xoắn: a-tiết diện đặc; b, c – tiết diện kín; d- tiết diện hở; e-tập trung ứng suất tại góc
Khi xoắn một thanh có tiết diện hở bất kỳ, như tiết diện chữ I, C (h nh 3.23,d) It  �  b t 3 / 3 , với � là hệ số đi�u chỉnh theo tiết diện: �=1,3 đối với thép cán chữ I; �=1,5 đối với dầm thép tổ hợp hàn có sư�n gia cư�ng; �=1,12 đối với thép chữ C, �=1,0 đối với thép góc.

Công thức (3.36) chưa xét tới sự tập trung ứng suất tại góc tiết diện (hình 3.23 ,e). Theo nghiên cứu của E.Treffsa [15], ứng suất tại đó có thể tính như sau:

Xoắn tự do (hình 3.24,a) các tiết diện xoay đối với nhau, các điểm của tiết diện chuyển vị không giống nhau theo trục thanh. Tiết diện không còn phẳng nữa và
sẽ vênh, đó là sự vênh của tiết diện ngang. Nếu thanh có đi�u kiện sao cho m�i tiết diện ngang đ�u vênh giống nhau, tức là các thớ nằm giữa hai tiết diện ngang không bị biến dạng, thì không có ứng suất pháp; ứng suất tiếp trong m�i tiết diện ngang là giống nhau, còn g�i là sự xoắn thuần túy.

Nếu do Ä‘iá»�u kiện liên kết gối tá»±a mà các tiết diện không thể vênh tá»± do thì các thá»› giữa hai tiết diện có những biến dạng dá»�c khác nhau, sẽ xuất hiện ứng suất pháp và ứng suất tiếp phụ. Ä�ó là sá»± xoắn kiá»�m chế hay là xoắn uốn vì có ứng suất pháp của sá»± uốn.

Ví dụ thanh ngàm một đầu (hình 3.24,b): tiết diện ngàm luôn luôn phẳng, càng xa càng vênh nhi�u. Biến dạng d�c của các thớ bị hạn chế, làm xuất hiện ứng suất pháp và ứng suất tiếp phụ. Hai cánh bị uốn trong hai mặt phẳng theo 2 chi�u khác nhau. Ứng suất pháp trong trư�ng hợp này:

�ể nghiên cứu trạng thái ứng suất xoắn uốn, ngoài các đặc trưng của thanh thư�ng, cần một số đặc trưng hình h�c của tiết diện thanh m�ng hở, xem xét ở dưới đây:

Bimômen xuất hiện khi xoắn ki�m chế. Toàn bộ tiết diện quay quanh trục d�c, mỗi cánh dầm uốn trong mặt phẳng của chúng. Trong mỗi cánh có ứng suất uốn, tạo nên 2 ngẫu lực trong các mặt phẳng cánh, song song và cách nhau là h (chi�u cao tiết diện) (hình 3.25).

Tích của M này với khoảng cách giữa chúng g�i là Bimômen B, là một hệ gồm 4 lực (2 cặp ngẫu lực) tự cân bằng nhau nên trong các phương trình cân bằng không xuất hiện và không xác định được, muốn tìm nó phải xác định qua biểu thức của góc xoắn �(z) là hàm của t�a độ z.

Khái niệm t�a độ quạt. Xét tiết diện hở, tâm O. Ox và Oy là trục quán tính chính trung tâm.
Trên hình 3.26, ch�n một điểm A g�i là cực. Một bán kính vectơ tùy ý AM0 làm bán kính ban đầu. �iểm M(x,y) bất kỳ trên đư�ng trung bình của tiết diện, bán kính AM là bán kính chạy. Hai lần diện tích quạt AMM0 g�i là t�a độ quạt � của điểm M.
Quy ước dấu � là dương nếu quét từ AM0 đến bán kính chạy theo chi�u kim đồng hồ. Vậy một điểm M là có 3 t�a độ x, y và �. Lấy bán kính AM0 ngắn nhất g�i là bán kính ban đầu chính; điểm M0 g�i là điểm quạt chính. Lại ch�n điểm A sao cho I�x và I�y bằng 0, A g�i là cực quạt.