Bài tập LIÊN kết TRONG kết cấu THÉP

Hãy kiểm toán cường độ thiết kế của mối nối theo cắt , ép mặt và cắt khối.. Hãy xác định cường độ thiết kế của mối nối theo cắt ,ép mặt và̀ cắt khối.. Hãy kiểm toán cường độ thiết kế của

Trang 1

Bài 1

Cho liên kết như trong hình 1 Thanh kéo có mặt cắt ngang 12 × 150 mm2, bản nút có chiều dày 10 mm Cả hai chi tiết đều bằng thép M270 cấp 250 Bu lông ASTM A307 có đường kính 22 mm Lực dọc có hệ số bằng 170 kN Hãy kiểm toán cường độ thiết kế của mối nối theo cắt , ép mặt và cắt khối

Hình 1 Hình cho bài 1

Bài 2

Cho liên kết như trong hình 2 Thanh kéo có mặt cắt ngang 12 × 140 mm2, bản nút có chiều dày 10 mm Cả hai chi tiết đều bằng thép M270 cấp 345 Bu lông ASTM A307 có đường kính 20 mm Hãy xác định cường độ thiết kế của mối nối theo cắt ,ép mặt và̀ cắt khối

Bài 3

Cho liên kết như trong hình 3 Thanh chịu kéo là thép số hiệu C200 × 27,9, bản nút có chiều dày 10 mm Cả hai chi tiết đều bằng thép M270 cấp 250 Bu lông ASTM A307 có đường kính 22 mm Lực dọc có hệ số bằng 320 kN Hãy kiểm toán cường độ thiết kế của mối nối theo sức kháng cắt , ép mặt và cắt khối

Trang 2

Bài 4

Hình 4 biểu diễn mối nối hai thanh kéo có chiều dày 12 mm bằng hai bản ghép có chiều dày 8 mm Các chi tiết đều bằng thép M270 cấp 345 Sử dụng bu lông ASTM A307 có đường kính 22 mm Hãy xác định cường độ thiết kế của mối nối dựa trên sức kháng cắt ,

ép mặt và cắt khối

Bài 5

Xác định số bu lông cần thiết dựa trên cắt và ép mặt và bố trí dọc trên đường a-b trong hình 5 Sử dụng bu lông ASTM A307 Thanh kéo gồm hai thép góc đều cánh có số hiệu L102×102×9,5 Thép kết cấu và bản nút loại M270 cấp 250 Lực dọc trục có hệ số Pu =

500 kN

Trang 3

Bài 6

Tính toán và bố trí bu lông A307 cho mối nối trong hình 6 theo cắt , ép mặt và cắt khối Các thanh kéo là thép bản có kích thước 12 mm × 150 mm , các bản ghép có chiều dày 8

mm Các chi tiết làm bằng thép M270 cấp 250 Lực kéo có hệ số bằng 300 kN

Bài 7

Cho một liên kết thép góc với bản nút bằng bu lông cường độ cao A325 d = 24 mm, lỗ chuẩn Thép kết cấu M270 cấp 250, bề mặt loại A Đường ren của bu lông cắt ngang mặt phẳng cắt của mối nối Hãy xác định cường độ thiết kế của mối nối dựa trên sức kháng cắt , ép mặt và cắt khối

Bài 8

Tính số bu lông A325 cần thiết và bố trí theo kích thước đã cho trên bản ghép của mối nối (hình 8) Các thanh kéo có mặt cắt ngang 12 mm × 300 mm Thép kết cấu M270 cấp 345,

bề mặt loại A Bu lông cường độ cao có lỗ chuẩn, làm việc chịu ép mặt Đường ren bu

Trang 4

lông cắt mặt phẳng cắt của mối nối Lực kéo có hệ số ở TTGH cường độ bằng 500 kN, Lực kéo ở TTGHSD là 300kN

Bài 9

Một thanh kéo được nối với bản nút bằng bu lông cường độ cao A325, d = 27 mm, lỗ chuẩn, như trong hình 9 Thép kết cấu loại M270 cấp 250, bề mặt loại A Bu lông làm việc chịu ma sát (sự trượt không được phép) Giả thiết rằng đường ren bu lông cắt qua mặt phẳng cắt của mối nối Hãy xác định tải trọng có hệ số lớn nhất ở TTGH cường độ và ở

TTGH sử dụng mà liên kết có thể chịu được Xét đến tất cả các trường hợp phá hoại có

thể xảy ra

Bài 10

Kiểm toán liên kết cho trong hình 10 Thanh kéo là thép góc không đều cạnh số hiệu L152×89×12,7 Bản nút có chiều dày 10 mm Thép kết cấu loại M270 cấp 345, bề mặt loại

A Bu lông cường độ cao A325 đường kính 27 mm, lỗ chuẩn, làm việc chịu ma sát Giả thiết rằng đường ren bu lông không cắt qua mặt phẳng cắt của mối nối Lực dọc có hệ số ở TTGH cường độ Pu = 600 kN, lực dọc có hệ số ở TTGH sử dụng Pa = 350 kN

Trang 5

Hãy thiết kế mối nối một cấu kiện chịu kéo là thép góc đơn L127×127×9,5 với một bản nút bằng bu lông theo các điều kiện sau:

• Lực kéo có hệ số ở TTGH cường độ Pu = 350 kN

• Lực kéo có hệ số ở TTGH sử dụng Pa = 250 kN

• Bu lông cường độ cao A325, không cho phép trượt, đường ren bu lông cắt qua mặt phẳng cắt của mối nối

• Bản nút có chiều dày 10 mm

• Thép M270 cấp 250 cho cả thanh kéo và bản nút, bề mặt loại A

Bài 12

Hãy thiết kế mối nối một cấu kiện chịu kéo là hai thép máng C250×30 với một bản nút

bằng bu lông theo các điều kiện sau:

• Lực kéo có hệ số Pu = 1000 kN

• Bu lông cường độ cao A325, làm việc chịu ép mặt (được phép trượt), đường ren bu lông không cắt qua mặt phẳng cắt của mối nối

• Bản nút có chiều dày 12 mm

• Thép M270 cấp 250 cho cả thanh kéo và bản nút, bề mặt loại A

Bài 13

Kiểm toán mối nối cho trong hình 11 Sử dụng bu lông A307, đường kính 22 mm Các cấu kiện bằng thép M270 cấp 250

Trang 6

Bài 14

Kiểm toán mối nối cho trong hình 12 Sử dụng bu lông cường độ cao A325, đường kính

22 mm, lỗ chuẩn, làm việc chịu ép mặt Giả thiết rằng đường ren bu lông cắt qua mặt phẳng cắt của mối nối Các cấu kiện bằng thép M270 cấp 345

Bài 15

Hãy tính lực dọc có hệ số lớn nhất được chịu bởi mối nối cho trong hình 13 Xét đến tất cả các trạng thái giới hạn Thanh kéo là thép máng C200 × 28, bằng thép M270 cấp 485W Bản nút bằng thép M270 cấp 250 Đường hàn góc có chiều dày 6 mm được chế tạo bằng que hàn E70XX có cường độ Fexx =485 MPa

Trang 7

Kiểm toán mối nối cho trong hình 14 Toàn bộ thép kết cấu là M270 cấp 250 Đường hàn góc có chiều dày 8 mm được chế tạo bằng que hàn E70XX có cường độ Thanh kéo gồm hai thép góc có số hiệu L127×89×7,9, cả hai thép góc đều được hàn như trong hình vẽ Lực dọc có hệ số bằng 550 kN

exx 485 MPa

Bài 17

Hãy xác định lực dọc có hệ số lớn nhất được chịu bởi liên kết cho trong hình 15 Thanh kéo gồm hai bản có kích thước 10 mm × 80 mm, bản nút có kích thước 12 mm × 160 mm Tất cả các cấu kiện đều bằng thép M270 cấp 250 Đường hàn góc có chiều dày 8 mm được chế tạo bằng que hàn có cường độ Fexx =485 MPa

Trang 8

Bài 18

Hãy thiết kế mối nối trong hình 16 bằng đường hàn góc Tải trọng có hệ số bằng 500 kN Thanh kéo gồm hai thép góc bằng thép M270 cấp 345, bản nút bằng thép M270 cấp 250

Sử dụng que hàn E70XX có cường độ Fexx =485 MPa

Bài 19

Hãy thiết kế mối nối trong hình 17 bằng đường hàn góc Tải trọng có hệ số bằng 1000 kN Thanh kéo là một thép máng bằng thép M270 cấp 345, bản nút bằng thép M270 cấp 250

Sử dụng que hàn E70XX có cường độ Fexx =485 MPa

Bài 20

Hãy kiểm toán mối nối bằng đường hàn góc trong hình 18 Tải trọng có hệ số bằng 250

kN Các cấu kiện đều bằng thép M270 cấp 250 Đường hàn góc có chiều dày 12 mm được chế tạo bằng que hàn có cường độ Fexx =485 MPa

Trang 9

Hãy kiểm toán mối nối bằng đường hàn góc cho trong hình 19 Lực dọc có hệ số bằng 350

kN Các cấu kiện đều bằng thép M270 cấp 345 Đường hàn góc có chiều dày 10 mm được chế tạo bằng que hàn có cường độ Fexx =485 MPa

Bài 22

Hãy thiết kế mối nối hàn liên kết một thép góc với một bản nút (theo hai phương án: liên kết chịu lực lệch tâm và liên kết chịu lực dọc trục) (hình 20) Các cấu kiện đều bằng thép M270 cấp 250 Đường hàn góc có chiều dày 8 mm được chế tạo bằng que hàn có cường

độ Tải trọng có hệ số bằng 450 kN, tác dụng theo trục trọng tâm của thép góc

exx 485 MPa

Trang 10

I Bμi tập phần cấu kiện chịu kéo

A Bμi toán tính duyệt

Bμi 1: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết bu lông ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây (coi

liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ lμ Pu = 650kN, bu lông có đường kính 22mm, thép thanh dùng loại A709M cấp 250

70 75

70 70 70

70

Pu

L 152x102x12.7

(Đơn vị = mm)

Bμi 2: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết bu lông ở đầu như hình vẽ dưới đây (coi liên

kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ lμ Pu = 2000kN,

bu lông có đường kính 22mm, thép thanh dùng loại A709M cấp 345

(Đơn vị = mm)

W 410x67

u

P

liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ lμ Pu

=1000kN, bu lông có đường kính 22mm, thép thanh dùng loại A709M cấp 345

60 60 60 50

u

P

Trang 11

=1000kN, bu lông có đường kính 22mm, thép thanh dùng loại A709M cấp 345

100 100 100 100

C 250x30

u

P

(Đơn vị = mm)

51

(Đơn vị = mm)

40 60 60 60 60

L 152x89x7.9

Pu

(Đơn vị = mm)

60 60 60

60 40

u

P

C 250x45

80

Trang 12

Bμi 7: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết hμn ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây (coi

liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ lμ Pu = 700kN, thép thanh dùng loại A709M cấp 250

200

L 152x102x12.7

u

P

(Đơn vị = mm)

Pu

L 152x102x12.7 200

(Đơn vị = mm)

100

L 152x102x12.7

u

P

Trang 13

P

2 hμng bu lông

Bμi 2: Thiết kế thanh chịu kéo bằng 2 thanh thép góc đều cánh được giả thiết ghép cứng

với nhau, liên kết với bản nối bằng 1 hμng bu lông (mỗi hμng có ít nhất 3 bu lông) ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ lμ Pu = 580kN, bu lông có đường kính 19mm, thanh chính chịu ứng suất không đổi dấu, dμi L = 4,0m; thép thanh dùng loại A709M cấp 250

1 hμng bu lông

Pu

10

(Đơn vị = mm)

Bμi 3: Thiết kế thanh chịu kéo bằng 1 thanh thép C, liên kết với bản nối bằng 3 hμng bu

lông (mỗi hμng có ít nhất 3 bu lông) ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ lμ Pu = 1100kN, bu lông có đường kính 19mm, thanh chính chịu ứng suất không đổi dấu, dμi L = 4,0m; thép thanh dùng loại A709M cấp 345

3 hμng bu lông

u

P

Bμi 4: Thiết kế thanh chịu kéo bằng 2 thanh thép C được giả thiết ghép cứng với nhau, liên

kết với bản nối bằng 2 hμng bu lông (mỗi hμng có ít nhất 3 bu lông) ở đầu thanh như hình

vẽ dưới đây Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ lμ Pu = 2300kN, bu lông có đường

Trang 14

kính 19mm, thanh chính chịu ứng suất không đổi dấu, dμi L = 6,0m; thép thanh dùng loại A709M cấp 345

Pu

2 hμng bu lông

10 (Đơn vị = mm)

II Bμi tập phần cấu kiện chịu nén

A Bμi toán tính duyệt

Bμi 1: Tính duyệt thanh chịu nén bằng 1 thanh thép W360x110 Biết lực nén tính toán tác

dụng ở TTGHCĐ lμ Pu = 1900kN, thanh thuộc bộ phận chính dμi L = 6,1m; được liên kết khớp ở 2 đầu, thép thanh dùng loại A709M cấp 250

Bμi 2: Tính duyệt thanh chịu nén có kích thước tiết diện như hình vẽ dưới đây Biết lực nén

tính toán tác dụng ở TTGHCĐ lμ Pu = 3500kN, thanh thuộc bộ phận chính dμi L = 8,0m; liên kết 1 đầu khớp, 1 đầu ngμm; thép thanh dùng loại A709M cấp 250

450

12

Bμi 3: Tính duyệt thanh chịu nén có kích thước tiết diện như hình vẽ dưới đây Biết lực nén

tính toán tác dụng ở TTGHCĐ lμ Pu = 3000kN, thanh thuộc bộ phận chính dμi L = 5,0m; liên kết 1 đầu ngμm, 1 đầu tự do; thép thanh dùng loại A709M cấp 250

450

Trang 15

liªn kÕt khíp ë 2 ®Çu; thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 345

W 250x89

tÝnh to¸n t¸c dông ë TTGHC§ lμ Pu = 2000kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dμi L = 6,5m; liªn kÕt khíp ë 2 ®Çu; thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 250

W 250x28

tÝnh to¸n t¸c dông ë TTGHC§ lμ Pu = 2500kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dμi L = 6,5m; liªn kÕt khíp ë 2 ®Çu, thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 345

C 310x31

W 250x28

B Bμi to¸n thiÕt kÕ

Bμi 1: ThiÕt kÕ thanh chÞu nÐn b»ng W 460 BiÕt lùc nÐn tÝnh to¸n t¸c dông ë TGHC§ lμ

Pu = 2900kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dμi L = 7,5m; liªn kÕt khíp ë 2 ®Çu, thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 345

Trang 16

Bμi 2: Thiết kế thanh chịu nén có kích thước tiết diện dạng chữ H như hình vẽ dưới đây

Biết lực nén tính toán tác dụng ở TGHCĐ lμ Pu = 2000kN, thanh thuộc bộ phận chính dμi L

= 7,0m; liên kết 1 đầu ngμm, một đầu khớp; thép thanh dùng loại A709M cấp 250

f

t

bf

tw

tf

Bμi 3: Chọn mặt cắt cột chịu nén đúng tâm, tiết diện có dạng như hình vẽ dưới đây Biết

lực nén tính toán tác dụng ở TGHCĐ lμ Pu = 5000kN, thanh thuộc bộ phận chính dμi L = 5,5m; liên kết 1 đầu ngμm, 1 đầu tự do; thép thanh dùng loại A709M cấp 250

b

Bμi 4: Chọn mặt cắt cột chịu nén đúng tâm, tiết diện có dạng như hình vẽ dưới đây Biết

lực nén tính toán tác dụng ở TGHCĐ lμ Pu = 2200kN, thanh thuộc bộ phận chính dμi L = 6,5m; liên kết khớp ở hai đầu; thép thanh dùng loại A709M cấp 250

b

Trang 17

6,5m; liªn kÕt khíp ë hai ®Çu; thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 345

b

IV BÀI TẬP PHẦN SƯỜN TĂNG CƯỜNG GỐI

Bài 1

Chọn kích thước STC gối và bố trí cho tiết diện dầm chữ I Biết:

- Kích thước tiết diện: d = 1460mm, tw = 10mm, bf = 400mm, tf = 30mm;

- Phản lực gối có hệ số ở TTGHCĐ Ru = 2500kN;

- Thép làm dầm và STC gối theo ASTM A709M cấp 345

Bài 2

Chọn kích thước STC gối và bố trí cho tiết diện dầm chữ I Biết: