Bai tap mon ket cau thep

ĐẠI HỌC DUY TÂN BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP ThS PHẠM VIẾT HIẾU KHOA XÂY DỰNG - DTU Đà Nẵng, 1/8/2014 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP CHƯƠNG I NHỮNG TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA KẾT CẤU THÉP Bài 1.1 Kiểm tra độ bền thép có kích thước tiết diện b×t = 200×10mm, chịu lực kéo dọc trục N = 200kN Bản thép bị khoét lỗ tròn (nằm theo phương ngang thép) đường kính dlỗ = 25mm Biết: thép Mác CCT34, hệ số điều kiện làm việc c = 0,75 Bài 1.2 Kiểm tra độ bền thép hình chữ I số hiệu I20, chịu lực kéo dọc trục N = 450kN Bản bụng thép hình chữ I bị kht lỗ trịn có đường kính dlỗ = 40mm Biết: thép Mác CCT38, hệ số điều kiện làm việc c = 0,85 Bài 1.3 Kiểm tra theo điều kiện bền thép hình chữ C số hiệu C16, chịu lực nén dọc trục N = 320kN Mỗi cánh thép hình chữ C bị khoét lỗ trịn có đường kính dlỗ = 18mm Biết: thép Mác CCT42, hệ số điều kiện làm việc c = 0,95 Bài 1.4 Kiểm tra theo điều kiện bền thép góc cạnh, số hiệu L100x100x10, chịu lực kéo dọc trục N = 300kN Thép góc bị khoét lỗ trịn phần cánh có đường kính dlỗ = 22mm Biết: thép Mác CCT34, hệ số điều kiện làm việc c = 0,9 Bài 1.5 Kiểm tra theo điều kiện bền hai thép góc khơng cạnh, ghép cạnh dài Số hiệu 2L150x100x10, chịu lực kéo dọc trục N = 750kN Thép góc bị khoét lỗ trịn phần cánh có chiều dài lớn với đường kính lố: dlỗ = 30mm Biết: thép Mác CCT38, hệ số điều kiện làm việc c = 0,8 Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 2/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP CHƯƠNG II LIÊN KẾT Bài 2.1 Kiểm tra độ bền đường hàn đối đầu liên kết hai thép có tiết diện b×t = 260×10mm, chịu lực kéo N = 400kN Biết: thép CCT34, que hàn N42, hàn tay, phương pháp kiểm tra thông thường, hệ số điều kiện làm việc c = 0,95 Bài 2.2 Kiểm tra độ bền đường hàn đối đầu liên kết hai thép có tiết diện b×t = 200×12mm, chịu lực cắt V = 360kN Biết: thép CCT38, que hàn N42, hàn tay, phương pháp kiểm tra thông thường, hệ số điều kiện làm việc c = 0,9 Bài 2.3 Kiểm tra khả chịu lực liên kết đối đầu dùng đường hàn đối đầu thẳng để liên kết hai thép có kích thước b×t = 280×12mm Biết liên kết chịu Mômen M = 24 kNm; Hệ số điều kiện làm việc c = 1; mac thép CCT42, que hàn N42, hàn tay kiểm tra phương pháp thông thường Bài 2.4 Kiểm tra khả chịu lực liên kết đối đầu dùng đường hàn đối đầu thẳng để liên kết hai thép có kích thước b×t = 220×10mm Biết liên kết chịu Mơmen Lực cắt đồng thời, với M = 10 kNm; V = 160 kN Hệ số điều kiện làm việc c = 1; mac thép CCT34, que hàn N42, hàn tay kiểm tra phương pháp thông thường Bài 2.5 Thiết kế liên kết hàn đối đầu dùng đường hàn đối đầu hai thép có kích thước b×t = 300×18 chịu kéo tính tốn N = 950 kN, Biết mac thép CCT42; hệ số điều kiện làm việc c = 1; que hàn N46, hàn tay kiểm tra phương pháp thông thường Bài 2.6 Thiết kế liên kết hàn đối đầu dùng đường hàn đối đầu hai thép có kích thước b×t = 320×10 chịu kéo tính tốn N = 750 kN Biết mac thép CCT38; hệ số điều kiện làm việc c = 0,9; que hàn N46, hàn tay kiểm tra phương pháp vật lý Bài 2.7 Kiểm tra liên kết ghép chồng dùng đường hàn góc đầu để liên kết hai thép có kích thước b×t = 270×10 mm chịu kéo tính tốn N = 610 kN Biết mac thép CCT34; hệ số điều kiện làm việc c = 0,9; que hàn N42 Chiều cao thực tế đường hàn góc hf = 11mm, hệ số  f = 0,7;  s = Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 3/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Bài 2.8 Kiểm tra liên kết ghép chồng dùng đường hàn góc đầu để liên kết hai thép có kích thước b×t = 270×10 mm chịu Mômen Lực cắt đồng thời, với M = 10 kNm; V = 200 kN Biết mac thép CCT34; hệ số điều kiện làm việc c = 0,9; que hàn N42 Chiều cao thực tế đường hàn góc hf = 10 mm, hệ số  f = 0,7;  s = Bài 2.9 Tính toán khả chịu kéo mối liên kết ghép chồng dùng đường hàn góc đầu để liên kết hai thép có kích thước b×t = 250×10 mm Biết mac thép CCT34; hệ số điều kiện làm việc c = 0,9; que hàn N42 Chiều cao thực tế đường hàn góc hf = 10 mm, hệ số  f = 0,7;  s = Bài 2.10 Thiết kế liên kết hai thép góc 2L150x10 vào mã có chiều dày tbm = 12mm hình thức liên kết ghép chồng dùng đường hàn góc cạnh (ở phần sống phần mép) Biết liên kết chịu lực kéo tính tốn N = 730 kN, Hệ số điều kiện làm việc c = 1; với Mac thép CCT38, que hàn N42, hàn tay hệ số  f = 0,7;  s = Bài 2.11 Tính liên kết nối hai thép b×t = 320×10mm chịu cắt tính tốn V = 750 kN ghép đường hàn góc, Hệ số điều kiện làm việc c = 0,95; với Mac thép CCT34, que hàn N42, hàn tay kiểm tra phương pháp thông thường hệ số  f = 0,7;  s = Bài 2.12 Kiểm tra đường hàn góc liên kết console vào cạnh cột Lực P = 180kN; cách mép cột đoạn a = 30cm; Thép CCT34; que hàn N42; hàn tay; c = Cho biết chiều cao đường hàn hf = 8mm hệ số  f = 0,7; s = P 120 10 280 12 10 10 280 10 1-1 Hình 2.1 Liên kết console (bài 2.12) Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 4/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Bài 2.13 Cho liên kết hình vẽ 2.2 với thơng số kích thước: thép b×t = 240×12mm; hai ghép có kích thước b g×tg = 240×8mm; chiều cao đường hàn hf = 9mm Liên kết chịu Mômen Lực cắt đồng thời, với M = 21 kNm; V = 300 kN Biết mac thép CCT34; hệ số điều kiện làm việc c = 1,0; que hàn N42; hệ số  f = 0,7; s = Yêu cầu: Kiểm tra khả chịu lực liên kết? V M 240 M 12 V 10 130 Hình 2.2 Liên kết có ghép dùng đường hàn góc đầu (bài 2.13) Bài 2.14 Cho liên kết hình vẽ 2.3 với thơng số kích thước: thép b×t = 250×12mm; hai ghép có kích thước bg×tg = 220×8mm; chiều dài ghép Lg = 250mm; chiều cao đường hàn hf = 8mm Liên kết chịu mômen lực dọc đồng thời với giá trị M = 7kN.m; V = 200 kN Biết mac thép CCT38; hệ số điều kiện làm việc c = 1,0; que hàn N42; hệ số  f = 0,7;  s = Yêu cầu: Kiểm tra khả chịu lực liên kết? 15 V M 10 V 250 12 15 220 250 M Hình 2.3 Liên kết có ghép dùng đường hàn góc cạnh (bài 2.14) Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 5/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Bài 2.15 Thiết kế liên kết nối hai thép b×t = 360x12mm hai hình thức hình vẽ 2.4 Liên kết chịu mơment tính tốn M = 4,5T.m ghép đường hàn góc, Hệ số điều kiện làm việc c = 0,95; với Mac thép CCT42, que hàn N46, hệ số  f = 0,7;  s = 1, hàn tay kiểm tra phương pháp thông thường 2.4.a Dùng đường hàn góc đầu 2.4.b Dùng đường hàn góc cạnh Hình 2.4 Liên kết có ghép (bài 2.15) Bài 2.16 Cho mối nối liên kết có ghép dùng bu lơng thường hình vẽ 2.5, liên kết chịu lực kéo tính tốn N = 350kN, dùng bulơng thường nhóm 4.6, có đường kính d = 18mm, đường kính lỗ bulơng dlỗ = 20mm Thép CCT38, hệ số điều kiện làm việc liên kết bu lông b = 0,9, hệ số b1 = N 14 40 50 N 50 40 Yêu cầu: kiểm tra khả chịu lực liên kết bulông? 40 50 40 10 130 Hình 2.5 Liên kết có ghép (bài 2.16) Bài 2.17 Thiết kế mối liên kết dùng bulơng thường để nối thép có kích thước tiết diện b×t = 250x20 chịu lực kéo trung tâm N = 560 kN Liên kết dùng ghép, mác thép CCT34, bulơng có cấp độ bền 4.8 đường kính d = 20mm Đường kính lỗ bulơng dlỗ = 22mm Các hệ số khác tự cho tra bảng Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 6/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Bài 2.18 Tính liên kết bulơng thường nối thép có tiết diện b×t = 220x18 chịu lực cắt V = 540 kN Liên kết dùng ghép, thép CCT38, bulơng có cấp độ bền 4.6 đường kính d = 22mm Đường kính lỗ bulơng d lỗ = 24mm Các hệ số khác tự cho tra bảng Bài 2.19 Cho mối nối liên kết có ghép dùng bu lơng thường hình vẽ 2.6, liên kết chịu mômen lực cắt đồng thời, với M = 45 kN.m; V = 240 kN Liên kết dùng bulông thường nhóm 4.8, có đường kính d = 20mm, đường kính lỗ bulông dlỗ = 23mm Thép CCT38, hệ số điều kiện làm việc liên kết bu lông b = 0,9, hệ số b1 = Yêu cầu: kiểm tra khả chịu lực liên kết bulông? M 50 80 80 M 80 50 V 40 50 40 10 10 14 10 V 130 Hình 2.6 Liên kết có ghép (bài 2.19) Bài 2.20 Thiết kế liên kết bulơng thường để nối thép có tiết diện b×t = 200x12mm hình thức liên kết ghép chồng chịu lực kéo N = 170 kN Biết mác thép CCT34, bulơng có cấp độ bền 5.6 đường kính d = 18mm Đường kính lỗ bulơng dlỗ = 20mm; hệ số điều kiện làm việc liên kết bu lông b1 = 1; b = 0,9 Bài 2.21 Thiết kế liên kết hai thép góc 2L150x10 vào mã có chiều dày tbm = 12mm hình thức liên kết ghép chồng dùng bulơng tinh có đường kính d = 20mm; đường kính lỗ bulơng dlỗ = 22mm Biết liên kết chịu lực kéo tính tốn N = 180 kN; với Mac thép CCT38, bu lông có cấp độ bền 6.6; hệ số điều kiện làm việc liên kết bu lông b1 = 1;  b = 0,9 Bài 2.22 Kiểm tra bền bu lơng liên kết cho dầm vị trí gối tựa (gối tựa dầm khác) Dầm phụ chịu tải trọng phân bố q = 10 kN/m (đã kể đến trọng lượng Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 7/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP thân dầm phụ), có sơ đồ tính hình vẽ, làm từ thép hình I20, bu lơng 4Φ16, bu lơng có cấp độ bền 5.6 hệ số điều kiện làm việc liên kết bu lông b1 = 1;  b = 0,9 V q = 10kN/m 120 70 L = 6m 30 130 30 20 10 80 Hình 2.7 Liên kết có ghép (bài 2.22) Bài 2.23 Kiểm tra bền bu lông liên kết cho mối nối dầm phụ dầm (như hình vẽ) Biết nội lực mối nối liên kết gồm: M = -600 kN.m, V = 175 kN, N = 50 kN Biết liên kết sử dụng bu lơng có cấp độ bền 6.6; đường kính bu lông d = 27mm Hệ số điều kiện làm việc b = 0,9 Hình 2.8 Liên kết có ghép (bài 2.23) Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 8/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP CHƯƠNG III DẦM THÉP Bài 3.1 Cho sơ đồ dầm chịu lực hình vẽ (Hình 3.1), với L1 = 9m; L2 = 2m Tải trọng phân bố q = 35T/m Bỏ qua trọng lượng thân dầm kiểm tra dầm theo điều kiện bền vị trí C có tiết diện Hình 3.2 (Thép CCT34, hệ số điều kiện làm việc c = 1) y q A B C D F E x x Hình 3.1 y Hình 3.2 Bài 3.2 (Lấy giá trị nội lực theo tập số 3.1 với tiết diện theo hình 3.1) Giả sử xem cánh dầm chịu tồn mơmen, bụng chịu tồn lực cắt, thiết kế mối nối cho bụng dầm B C Mối nối dùng ghép đường hàn góc (Hình 3.3) Tự chọn kích thước Mac thép làm ghép, chọn que hàn, chọn phương pháp hàn phương pháp kiểm tra chất lượng đường hàn Hình 3.3 Bài 3.3 Cho dầm đơn giản nhịp L = 6m; dầm chịu tải trọng phân bố tiêu chuẩn qc = 25kN/m, hệ số vượt tải q = 1,2 Thép làm dầm CCT38, hệ số điều kiện làm việc c = Yêu cầu: Chọn tiết diện dầm chữ I thép định hình cán nóng? Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 9/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Kiểm tra lại tiết diện dầm vị trí dầm, vị trí gần gối tựa có kể đến trọng lượng thân dầm? Kiểm tra dầm theo điều kiện độ võng, với [Δ/L] = 1/250 Bài 3.4 Cho dầm đơn giản nhịp L = 7m; dầm chịu tải trọng tập trung tiêu chuẩn P c = 60kN đặt dầm, hệ số vượt tải p = 1,2 Thép làm dầm CCT38, hệ số điều kiện làm việc c = Yêu cầu: Chọn tiết diện dầm chữ I thép định hình cán nóng? Kiểm tra lại tiết diện dầm vị trí dầm, vị trí gần gối tựa có kể đến trọng lượng thân dầm? Kiểm tra dầm theo điều kiện độ võng, với [Δ/L] = 1/250 Bài 3.5 Cho dầm thép dạng chữ I tổ hợp hàn từ ba thép, bụng hw×tw = 368×12 mm cánh bf×tf = 180×16 mm; thép làm dầm CCT38 có E = 2,1.104 kN/cm2, hệ số điều kiện làm việc c = a/ Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện bền chịu mômen lực cắt đồng thời với giá trị M = 316 kN.m V = 158 kN b/ Lựa chọn phương án bố trí sườn đầu dầm; tính tốn chọn kích thước sườn đầu dầm theo điều kiện ổn định cục thép làm sườn; vẽ cấu tạo sườn đầu dầm cho dầm chữ I nói Bài 3.6 Cho dầm thép dạng chữ I tổ hợp hàn từ ba thép, bụng hw×tw = 368×12 mm cánh bf×tf = 180×16 mm; thép làm dầm CCT38 có E = 2,1.104 kN/cm2, hệ số điều kiện làm việc c = a/ Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện bền chịu mômen lực cắt đồng thời với giá trị M = 305,5 kN.m V = 205 kN b/ Lựa chọn phương án bố trí sườn đầu dầm; tính tốn chọn kích thước sườn đầu dầm theo điều kiện ổn định cục thép làm sườn; vẽ cấu tạo sườn đầu dầm cho dầm chữ I nói Bài 3.7 Cho dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố tiêu chuẩn qc = 30T/m (đã kể đến trọng lượng thân dầm) Nhịp tính tốn dầm L = 6m Tiết diện dầm tổ hợp có kích thước cánh: bf×tf = 250x16mm, bụng h w×tw = 668x10mm Mac thép CCT34 có E = 2,1.104 kN/cm2 Yêu cầu: a) Kiểm tra ổn định cục bụng, cánh dầm? Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 10/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP b) Kiểm tra dầm theo điều kiện độ võng với [∆/L] = 1/250? c) Kiểm tra sườn đầu dầm theo điều kiện ổn định cục ổn định tổng thể với bs = bf , chiều dày sườn cho trước ts = 20mm? Bài 3.8 Cho dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố tiêu chuẩn qc = 15T/m (đã kể đến trọng lượng thân dầm) Nhịp tính toán dầm L = 8m Tiết diện dầm tổ hợp có kích thước cánh: bf×tf = 330x16mm, bụng h w×tw = 618x10mm Mac thép CCT38 có E = 2,1.104 kN/cm2 Yêu cầu: a) Kiểm tra ổn định cục bụng, cánh dầm? b) Kiểm tra dầm theo điều kiện độ võng với [∆/L] = 1/250? c) Kiểm tra sườn đầu dầm theo điều kiện ổn định cục ổn định tổng thể với bs = bf , chiều dày sườn cho trước ts = 20mm? Bài 3.9 Kiểm tra chi tiết sườn đầu dầm (hình 3.5) mối nối gối dầm lên cột thép theo điều kiện bền có xét đến ổn định mặt phẳng dầm sườn gối dầm Biết sơ đồ chịu lực dầm hình vẽ (hình 3.4) có P = 1650 kN; L = 5m Thép làm sườn gối CCT34 với E = 2,1x10 kN/cm2, hệ số điều kiện làm việc c = có kích thước tiết diện hình 2.2; Trong đó: Kích thước dầm: bf = 220mm; hw = 540mm; tw = 10mm; tf = 18mm; chiều dày sườn ts = 16mm bf tf P tf ts tw hw A C hw B 20 ts bf Hình 3.4 tf tf 20 c1 tw Hình 3.5 Bài 3.10 Cho dầm định hình có số hiệu thép, mác thép hệ số điều kiện làm việc bảng - Kiểm tra tiết diện dầm định hình chịu lực cắt V? Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 11/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP - Trong trường hợp dầm định hình khơng thỏa mãn điều kiệu chịu cắt, lập luận đưa phương án chọn lại tiết diện, kiểm tra lại tiết diện dầm định hình sau chọn lại? Số liệu cho câu sau: Số liệu cho tập 3.10 Số thứ Mác H số Số hiệu lực cắt thép c thép V (kN) CCT38 I20a 130 CCT34 0.95 I22 125 CCT38 0.9 I22a 135 CCT38 0.95 C20 120 CCT34 0.9 C20a 115 CCT38 C22 140 tự Bài 3.11 Kiểm tra dầm định hình chữ I, có số hiệu I14 chịu Mômen lực cắt đồng thời, với giá trị M = 15kN.m; V = 60kN Cho biết mác thép CCT34, hệ số điều kiện làm việc c = 0,95 Bài 3.12 Kiểm tra dầm định hình chữ C, có số hiệu I16 chịu Mơmen lực cắt đồng thời, với giá trị M = 12kN.m; V = 70kN Cho biết mác thép CCT38, hệ số điều kiện làm việc c = 0,9 Bài 3.13 Cho dầm đơn giản nhịp L = 6m, chịu tải trọng phân bố tiêu chuẩn q c = kN/m (đã kể đến trọng lượng thân dầm), hệ số vượt tải q = 1,2 Dầm làm thép định hình chữ I, số hiệu I20 Mác thép CCT34, có E = 2,1.104 kN/cm2 , hệ số điều kiện làm việc c = 0,85 Yêu cầu: a) Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện bền dầm chịu Mmax b) Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện độ võng, với [Δ/L] = 1/250 Bài 3.14 Cho dầm đơn giản nhịp L = 5m, chịu tải trọng tập trung tiêu chuẩn Qc = kN/m (Bỏ qua trọng lượng thân dầm) đặt dầm, hệ số vượt tải Q = 1,2 Dầm làm thép định hình chữ I, số hiệu I20 Mác thép CCT34, có E = 2,1.104 kN/cm2 , hệ số điều kiện làm việc c = 0,95 Yêu cầu: a) Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện bền dầm chịu Mmax Vmax b) Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện độ võng, với [Δ/L] = 1/250 Bài 3.15 Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 12/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Cho dầm đơn giản nhịp L = 5m, chịu tải trọng phân bố tiêu chuẩn q c = kN/m (đã kể đến trọng lượng thân dầm), hệ số vượt tải q = 1,2 Dầm làm thép định hình chữ C, số hiệu C20 Mác thép CCT38, có E = 2,1.104 kN/cm2 , hệ số điều kiện làm việc c = 0,9 Yêu cầu: a) Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện bền dầm chịu Mmax b) Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện độ võng, với [Δ/L] = 1/200 Bài 3.16 Cho dầm đơn giản nhịp L = 4,5m, chịu tải trọng tập trung tiêu chuẩn Qc = kN/m (Bỏ qua trọng lượng thân dầm) đặt dầm, hệ số vượt tải Q = 1,2 Dầm làm thép định hình chữ C, số hiệu C20 Mác thép CCT38, có E = 2,1.104 kN/cm2 , hệ số điều kiện làm việc c = 0,95 Yêu cầu: a) Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện bền dầm chịu Mmax Vmax b) Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện độ võng, với [Δ/L] = 1/250 Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 13/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Bài 3.11 NỘI DUNG: Thiết kế hệ dầm - sàn chịu lực theo sơ đồ số liệu sau: Kích thước hệ sàn thép: Chiều dài nhà L (m); Chiều rộng nhà B (m) DP B DC L Hình 3.6 Sơ đồ bố trí hệ dầm, sàn thép Vật liệu: Thép CCT34 có E = 2,1.10 KN/cm2; trọng lượng riêng  = 78,5 KN/m3 Que hàn N42, hàn tay kiểm tra mắt thường, hệ số  f = 0,7 s = Bu lơng có cấp độ bền 4.8, đường kính bu lơng d = 20mm; đường kính lỗ bu lơng d lỗ = 22mm Hình thức sàn, dầm: - Bản sàn : Dùng sàn thép - Dầm phụ : Dầm định hình tiết diện chữ I - Dầm : Dầm tổ hợp hàn Tải trọng: - Tĩnh tải tác dụng lên sàn : g (T/m2), hệ số vượt tải tương ứng gg = 1,05 - Hoạt tải tác dụng lên sàn : p (T/m2), hệ số vượt tải tương ứng gp = 1,2 - Hệ số điều kiện làm việc : c = Độ võng giới hạn: Độ võng cho phép sàn [∆/L]bs = 1/150; dầm phụ [∆/L]dp = 1/250; dầm [∆/L]dc = 1/400 Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 14/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Bảng số liệu: STT số L (m) B (m) gc (T/m2) pc (T/m2) 18 10 0,75 0,85 21 10 0,75 0,75 24 0,8 0,85 27 0,7 0,65 30 0,7 0,7 liệu Nhiệm vụ thiết kế: a Thiết kế chiều dày sàn thép theo số liệu cho; xác định khoảng cách dầm phụ (dầm sàn); tính liên kết sàn vào dầm phụ b Thiết kế dầm phụ c Thiết kế dầm d Thiết kế liên kết dầm phụ vào dầm Biết dầm phụ liên kết với dầm bu lơng thông qua mã hàn vào bụng dầm phụ e Thiết kế sườn đầu dầm liên kết dầm vào đỉnh cột thép Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 15/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP CHƯƠNG IV CỘT THÉP Bài 4.1 Cho cột đặc chịu nén tâm N = 62,5T Cột có tiết diện thép định hình chữ H số hiệu thép I30 Cột cao 3,6m Liên kết chân cột ngàm; đỉnh cột khớp theo phương Kiểm tra cột theo yêu cầu độ mảnh ổn định tổng thể Với thép cột CCT34, hệ số điều kiện làm việc là: c = 1, độ mảnh giới hạn [] = 120 Bài 4.2 Cho cột đặc chịu nén tâm N = 450kN Cột có tiết diện thép định hình chữ H số hiệu thép I33 Cột cao 3,2m Liên kết chân cột khớp; đỉnh cột khớp theo phương Với thép cột CCT42, hệ số điều kiện làm việc là: c = a Kiểm tra cột theo yêu cầu độ mảnh ổn định tổng thể Biết độ mảnh giới hạn [] = 120 b Kiểm tiết diện cột theo điều kiện bền cột bị khoét lỗ tròn theo phương ngang cánh (một phía tiết diện) thép hình chữ I, lỗ đối xứng qua trục bụng Đường kính lỗ bu lơng dlỗ = 30mm Bài 4.3 Cho cột đặc chịu nén tâm N = 115 T Cột có tiết diện thép định hình chữ H số hiệu thép I40 Cột cao 3,6m Liên kết chân cột ngàm; đỉnh cột ngàm theo phương Với thép cột CCT38, hệ số điều kiện làm việc là: c = 0,95 a Kiểm tra cột theo yêu cầu độ mảnh ổn định tổng thể Biết độ mảnh giới hạn [] = 120 b Tính khả chịu nén cột cột bị giảm yếu lỗ bu lông (đặt hành), đường kính lỗ bu lơng dlỗ = 20mm Bài 4.4 Thiết kế cột đặc tiết diện thép định hình chữ I chịu nén tâm N = 650kN Cột cao 4,2m Liên kết chân cột ngàm; đỉnh cột khớp theo phương Kiểm tra cột theo yêu cầu độ mảnh ổn định tổng thể Với thép cột CCT38, hệ số điều kiện làm việc là: c = 0,95, độ mảnh giới hạn [ ] = 120 Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 16/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Bài 4.5 Kiểm tra theo yêu cầu độ mảnh ổn định tổng thể x cột đặc chịu nén tâm (Hình 4.1) Chiều dài cột 8m, Liên kết y y chân cột ngàm; đỉnh cột khớp theo phương Cột chịu tải trọng thường xuyên 1200 kN hoạt tải 400 kN Các hệ số vượt tải tương ứng g = 1,1 p = 1,3 Thép làm cột thép x mác CCT34, que hàn N42 Hệ số điều kiện làm việc cột c = Hình 4.1 Bài 4.6 Cho cột đặc chịu nén tâm làm thép định hình chữ I, lực nén tính tốn N; chiều dài tính tốn cột theo phương là: Lx ; L y ; Số hiệu thép hình cho bảng dưới; a) Kiểm tra cột theo điều kiện độ mảnh ổn định tổng thể với [] = 120; b) Tính tốn kích thước đế chân cột, biết móng bê tơng cốt thép có cấp độ bền B20 Số liệu cho bảng sau: MS Số liệu chung CÂU Mác Hsố Số N Lx Ly thép c hiệu daN m m I22 3000 3.5 2.45 1;6 CCT38 0.95 I24 3500 3.6 2.52 2;7 CCT34 0.95 I27 4000 4.1 2.87 I30 5000 3.9 2.73 I33 6000 SV 0;5 CCT34 3;8 CCT38 4;9 CCT34 0.95 2.8 Bài 4.7 Kiểm tra cột đặc chịu nén tâm theo điều kiện: Ổn định cục bụng, cánh; độ mảnh, ổn định tổng thể Biết cột có tiết diện chữ H tổ hợp từ ba thép, lực nén N, chiều dài tính tốn Lx Ly, Mác thép hệ số điều kiện làm việc cho bảng E = 21000 kN/cm2; [] = 120 N (kN) Lx (m) Ly (m) tw (mm) hw (mm) tf (mm) bf (mm) Mác thép Hệ số 980 7,2 5,04 12 364 18 200 CCT34 0,9 950 4,5 3,6 376 12 200 CCT38 0,9 1680 6,8 4,76 14 364 18 240 CCT38 0,9 1780 6,82 4,65 12 364 18 240 CCT38 0,9 1620 6,00 5,20 10 364 18 240 CCT34 0,95 Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU c Trang: 17/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Bài 4.8 Kiểm tra cột đặc tiết diện chữ H tổ hợp từ ba thép có: bụng hw×tw = 220x6 mm; cánh bf×tf = 240x10 mm theo điều kiện bền Biết cột bị khoét lỗ bu lông bụng có đường kính d = 30mm; chịu lực nén tính tốn N = 1200 kN, Mac thép CCT38, hệ số điều kiện làm việc c = Giã sử cột khơng bị giảm yếu tiết diện, tính lực nén lớn cột có? Bài 4.9 Cho tiết diện cột đặc dạng chữ H tổ hợp từ ba thép có: bụng hw×tw = 200x6 mm; cánh b f×tf = 220x10 mm Cột chịu lực nén tính tốn N = 1105 kN đặt tâm, Mac thép CCT34, hệ số điều kiện làm việc c = a Kiểm tra tiết diện cột theo điều kiện bền biết cột bị khoét lỗ bu lơng bụng có đường kính d = 30mm; b Thiết kế chi tiết chân cột cho cột nói (gồm: đế, dầm đế, sườn gia cường) Bài 4.10 Cho cột rỗng giằng chịu nén tâm N; tiết diện cột tổ hợp từ hai thép C; chiều cao tiết diện cột h; khoảng cách giằng a; kích thước giằng db×tb; chiều dài tính tốn cột theo phương trục y Ly; Giả thiết giằng chịu lực cắt quy ước Vf; hệ sốđiều kiện làm việc c = 0,95; E = 21000 kN/cm2 Các số liệu cho bảng Yêu cầu: Kiểm tra cột theo phương trục thực theo điều kiện độ mảnh, ổn định tổng thể với [] = 120; tính đường hàn liên kết giằng vào nhánh cột N Số hiệu Ly a db tb h Vf Mác Que (kN) thép (m) (m) (mm) (mm) (mm) (kN) thép hàn 950 C24 5,4 0,9 140 10 300 12 CCT34 N42 1250 C27 5,6 0,9 160 10 300 12 CCT38 N46 Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 18/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP CHƯƠNG V GIÀN THÉP Bài 5.1 Cho giàn chịu nén tâm, lực nén N; chiều dài tính tốn giàn theo phương là: Lx; Ly; Số hiệu thép hình, Mác thép hệ số điều kiện làm việc c bảng dưới; a) Kiểm tra giàn theo điều kiện độ mảnh ổn định tổng thể với độ mảnh giới hạn [] = 120; Thép có E = 2,1.104 kN/cm2; chiều dày mã tbm = 14mm b) Thiết kế đường hàn liên kết giàn vào mã, biết dùng que hàn N46 Số liệu thép MS Số liệu giàn Mác hsố Số N Lx Ly thép c hiệu kN m m 0;5 CCT34 2L80x6 220 2,4 1;6 CCT38 0,95 2L80x10 300 2,48 3,1 2;7 CCT34 2L90x8 310 2,56 3,2 3;8 CCT38 0,9 2L90x10 400 2,64 3,3 4;9 CCT34 2L100x8 380 2,72 3,4 SV Bài 5.2 Kiểm tra tiết diện dàn chịu nén theo điều kiện độ mảnh ổn định với [] = 120; dàn ghép từ thép góc cạnh; Lực nén; chiều dài tính tốn, chiều dày mã, mác thép, que hàn cho bảng Thiết kế đường hàn sống đường hàn mép liên kết dàn vào bãn mã, biết hàn tay;  f = 0,7;  s = 1; N Số hiệu Lx Ly tbm c Mác Que (kN) thép góc (m) (m) (mm) (kN) thép hàn 450 2L125x12 12 0,75 CCT34 N42 570 2L150x10 12 0,75 CCT38 N46 Bài 5.3 Cho sơ đồ giàn mái hình vẽ (xem hình 5.1): Yêu cầu: Xác định chiều dài thực tế giàn? Xác định chiều dài tính tốn cho giàn, bao gồm: cánh trên, cánh dưới, xiên đứng? Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 19/20 BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP Biết xiên X1 có tiết diện 2L125x12, chịu lực nén tính tốn N = -450kN Kiểm tra tiết diện giàn X1 theo điều kiện độ mãnh điều kiện ổn định? Với mac thép CCT38, hệ số điều kiện làm việc c = 0,75; độ mảnh giới hạn [] = 120; Thép có E = 2,1.104 kN/cm2; chiều dày mã tbm = 12mm Biết nội lực cánh T1 -400kN (chịu nén tâm), thiết kế tiết diện giàn T1 kiểm tra lại theo điều kiện bền độ mảnh? Với mac thép CCT38, hệ số điều kiện làm việc c = 0,75; độ mảnh giới hạn [] = 120; Thép có E = 2,1.104 kN/cm2; chiều dày mã tbm = 12mm Thanh cánh D1 chịu lực kéo tính tốn N = +550kN; chọn tiết diện giàn D1 kiểm tra lại theo điều kiện bền điều kiện độ mảnh; Với mac thép CCT38, hệ số điều kiện làm việc c = 0,95; độ mảnh giới hạn [] = 400; Thép có E = 2,1.104 kN/cm2; chiều dày mã tbm = 12mm Thiết kế đường hàn liên kết xiên X1 cánh T1 vào mã? Thiết kế liên kết bulông liên kết xiên X1 cánh T1 vào mã? T1 Ð1 X1 X2 D1 T4 T3 T2 Ð2 X3 X4 D2 Hình 5.1 Sơ đồ giàn mái (bài 5.3) Ths PHẠM VIẾT HIẾU - KHOA XÂY DỰNG – DTU Trang: 20/20