5.5.2. Dầm có bản bụng mỏng

5.5.2. Dầm có bản bụng mỏng

Dầm có bản bụng rất mỏng (độ mảnh quy ước 6 <= ^w <= 13 ) được sử dụng để mang lại hiệu quả kinh tế cao. Bản bụng mỏng mất ổn định dưới dạng sóng nhỏ nghiêng tại gối đầu tiên (nơi có lực cắt lớn, hình 5.33) hoặc bị phình trong vùng chịu nén. Những dầm loại này phù hợp với những cấu kiện có hoạt tải ổn định. Theo khía cạnh khác, có thể coi dầm làm việc như giàn với thanh bụng kéo chính là phần bụng chịu kéo, thanh bụng chịu nén chính là sườn cứng gia cường.

Hình 5.33. Trạng thái ứng suất trong ô bản bụng sát gối

Dầm có bản bụng mỏng có thể có hoặc không có sườn gia cường, nếu có sườn gia cường thì khoảng cách giữa chúng khoảng ( 1  1,5 )hw . Sườn có thể bố trí thành cặp đối xứng hoặc ở một bên dầm, kích thước của chúng giống như trong dầm tổ hợp hàn chữ I. Trong ô bản gần gối, dưới tác dụng của lực cắt, bản bụng mất ổn định dưới dạng sóng, dải bản chịu kéo có thể đạt tới giới hạn chảy. Ứng suất kéo trong bản bụng truyền tới sườn gối, gây uốn sườn. Để tăng độ cứng sườn gối trong khoảng cách không nhỏ hơn chiều rộng sườn và không quá 1,3hw bổ sung một cặp sườn. Lúc này tại gối nếu cắt theo phương song song với trục dầm ta sẽ có tiết diện dầm chữ I vừa chịu nén và uốn. Ứng suất kéo trong bụng cũng được truyền lên cánh, gây nên uốn dọc.

Trạng thái giới hạn đạt được khi hình thành khớp dẻo trên bản cánh và một phần bản bụng tiếp xúc với bản cánh ( 0,5tw ) theo hướng  2 . Với những ô bản, làm việc chịu uốn thuần túy, trạng thái giới hạn xác định bởi mất ổn định của vùng nén dẫn tới mất khả năng làm việc ở những vùng này. Biểu đồ ứng suất chỉ có trên cánh nén và một phần bản bụng tiếp xúc với cánh nén có bề rộng 0,85tw, biểu đồ ứng suất này gần như hình chữ nhật khi ứng suất đạt tới giới hạn chảy. Trong vùng kéo bắt đầu xuất hiện biến dạng không đàn hồi. Sơ đồ trạng thái giới hạn ô bản, làm việc chịu uốn thuần túy, cho trên hình 5.34.

Hình 5.34. Trạng thái ứng suất trong ô bản bụng giữa dầm (chịu uốn): a –ô bản; b- tiết diện tính toán; c- biểu đồ ứng suất pháp

Với những dầm đơn giản có tiết diện chữ I đối xứng, chịu tải trọng tĩnh và uốn phẳng, có thể sử dụng thép có giới hạn chảy tới 430MPa. Độ bền của dầm, gia cường bởi sườn cứng theo điều kiện 6 <= w <= 13 , có thể kiểm tra bằng công thức:

Các ô bản bụng đều được kiểm tra với công thức như trên. Sườn cứng cũng cần được kiểm tra ổn định theo phương ngoài mặt phẳng, giống như thanh chịu nén N, xác định như sau:

Giá trị N không nhỏ hơn lực tập trung tác dụng lên sườn, tiết diện thanh là chữ thập gồm tiết diện sườn cộng thêm một phần bản bụng có bề rộng 0,65tw từ
hai phía của sườn, chiều dài tính toán l0 = hw( 1 -  ß ) , nhưng không nhỏ hơn 0,7hw .
Khi xác định độ võng của dầm có bản bụng mỏng có sườn gia cường, mômen quán tính của tiết diện dầm được tính giảm bằng cách nhân với hệ số  = 1,2 - 0,33 w .