Câu hỏi bảo vệ đồ án thép 2

- Moment đầu dàn: Khi dàn liên kết cứng với cột, ngoài các tải trọng đặt trực tiếp trên dàn, dàn còn chịu thêm moment ở hai đầu M ở tiết diện giáp dàn với cột : B Để giảm bớt tính toán

CÂU HỎI ÔN TẬP ĐỒ ÁN THÉP II

1 Tải trọng tác dung lên dàn

- TTtx phân bố trên toàn mái: Do bản than dàn, hệ giằng và dàn đở kèo, kết cấu đở mái: g [ daN/m ]

- TT tạm thời phbố trên 1/2 mái p: Tải trọng sửa chửa mái 35-7daN/m2

- Tải trọng tạm thời phbố trên toàn mái p

- Moment đầu dàn: Khi dàn liên kết cứng với cột, ngoài các tải trọng đặt trực tiếp trên dàn, dàn còn chịu thêm moment ở hai đầu ( M ở tiết diện giáp dàn với cột : B )

Để giảm bớt tính toán và thiên về an toàn có thể tổ hợp trước các M đầu dàn, rồi chọn ra các moment đầu dàn nguy hiểm để tính toán

T.hợp 1: Moment làm căng thớ ngoài M - (âm): Đây là trường

hợp nguy hiểm cho thanh cánh dưới dàn, gây nén thanh cánh dưới dàn

T.hợp 2: M làm căng thớ trong: M+ (dương) Gây kéo thanh cánh

dưới, gây nén thanh cánh trên

T.hợp 3: Có cả M- và M+ : Đây là trường hợp nguy hiểm cho thanh bụng ( Vì tạo ra lực cắt Q trong dàn, vì có M=Mtr - Mph

2 Các dạng tiết diện thanh dàn:

a Đối với thanh cánh trên:

- lox = KC giữa hai tâm mắt

- loy = Kc giữa hai điểm cố kết loy =2lox

Khi trong thanh cânh giữa hai điểm cố kết có giâ trị nội lực

N1, N2 thì giă trị l oy  ( 0 , 75  1 , 25N2 /N1 )l1với N1>N2

=> Dạng là phù hợp ( vì có iy = 2ix)

b/ Thanh xiên đầu dàn

lox =l : Kc giữa hai tâm mắt

loy =lox =l

=> Chọn dạng: là hợp lý ( vì lox = loy )

c/ Thanh cánh dưới

lox = l

loy = Kc giữa phần không giằng => Dạng hợp lý:

d/ Thanh bụng

lox =0,8l; loy =l chọn dạng ghép hai bản L đều cạnh ( vì có ix

=0,8iy)

M

-M+

M

-M+

y x

3 Các giả thiết khi tính toán nội lực thanh dàn

- Trục các thanh dàn đồng quy tại một điểm tại mắt dàn

- Mắt dàn là khớp ( khi h/l < 1/15): h là chiều cao tdiện ở mắt, l là kc giữa hai mắt

- Khi giải nội lực của dàn phải tính cho từng loại tải trong sau đó tổ hợp cặp ng.h

a/ Chiều dài tính toán

Đến TTGH thanh dàn bị mất ổn định theo phương yếu ( do độ mảnh lớn) Do đó ta phải xét đến độ mảnh giới hạn của thanh dàn theo 2 phương x và y nghĩa là phải xđịnh lox, loy.x và y nghĩa là phải xđịnh lox, loy x và y nghĩa là phải xđịnh lox, loy

b/ Độ mảnh giới hạn

Thanh dàn quá mảnh ( độ mảnh quá lớn ) sẻ có các hiện

tượng sau:

- Rung -Cong - Dể bị võng lớn

Do đó khi thiết kế phải thoả mãn max  

4 Sự làm việc của thép chịu lực

a/ Thép chịu kéo

Đây là dạng làm việc cơ bản của thép, đặc trưng cho sự làm việc của thép dưới tác dụng của tải trọng

Biểu đồ kéo thép cho ta đặc trưng quan trọng nhất của thép đó làc(giới hạn chảy) đó là ứng suất suất lớn nhất có thể có trong vật liệu mà không được phép vượt qua

Ngoài ra còn có giới hạn bền: b

KCT rất an toàn do c<<b

Tuy nhiên kết cấu bị phá hoại do: Bị phá hoại dòn, bị mất ổn định

- Phá hoại dòn: KC bị phá hoại đột ngột khi bdạng còn bé

=> nguy hiểm

Nguyên nhân: hiện tượng cứng nguội, htượng già của thép,

do tập trung ứng suất, do to, chịu tải trọng lặp

b/ Thép chịu nén

- Đối với mẫu ngắn: l<5d thép chịu nén như thép chịu kéo

- Đối với mẫu dài l>5d thép bị phá hoại do: Mất ổn định, mất khả năng chịu lực

Mất ổn định: Thanh bị cong đi do chịu nén

 Cần kiểm tra 2 điều kiện trên đối với thanh chịu nén

c/ Thép chịu uốn

- Phá hoại dẻo: Kcấu bị phá hoại khi có biến dạng lớn=> Có thể quan sát được

5 Phương pháp tính toán KCT

a/ Theo ứng suất cho phép:    với    c/k, k>1: Hệ số an toàn phụ thuộc vào công trình (nhà cửa k =1, cầu k>1)

b/ Theo TTGH

- Khả năng chịu lực: N 

N:Nội lực sinh ra trong kết cấu do tải trọng tính toán  :Khả năng chịu lực của KC

- Về biến dạng (sử dung):   gh : Độ bdạng của kcấu do t.trọng tiêu chuẩn

6 Tải trọng đứng của cầu chạy ( Do áp lực đứng của bánh xe cầu chạy)

Áp lực đứng của bánh xe truyền qua dầm cầu chạy thành lực tập trung vào vai cột Tải trọng đứng của cầu trục

đựoc xđịnh do tác dung của chỉ hai cầu trục hoạt động trong một nhịp, bất kể số cầu trục thực tế trong nhị đó Nhà nhiều nhịp thì cột giữa được tính với không quá bống cầu trục ( mỗi nhịp có hai cầu trục)

- Áp lực lớn nhất của một bánh xe caauf trục trên ray xảy ra khi xe con mang vật nặng ở vào vị trí sát nhất với cột phía đó Trị số Pmaxtc tra trong catalo, khi đó phía ra bên kia có áp

o

cc T

n

G G G

GT: Trọng lượng xe con, Gcc : Trọng lượng cchạy, G: Sức trục,

no: số bánh xe ở một bên cầu chạy

Từ P ta suy ra D: phản lực (áp lực bánh xe ở hai bên gối dầm cchạy): Theo nguyên tắc đường ảnh hưởng ta có:

i

tc c i

tc

n

n

D đặt lêch tâm đối với cột dưới một đoạn ecc  bd/2 => Sinh ra:

M =D.ecc

7 Do lực hãm ngang của xe con

- Khi xe con chđộng, phát sinh lực quán tính tác dung ngang nhà theo phương chđộng Lực hãm của xe con, qua các bãnh xe cầu trục, truyền lên dầm hãm và vào cột

- Lực ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục do hãm:

n

n Q Q

T

tc

ng  0 , 1 (  ). ; n: Tổng số bãnh xe, nT: số bánh bố trí để thắng Thường nT/n = 0.5

Tng truyền vào bánh xe cầu chạy T1 = Ttc

ng/no -no: Số bánh xe trên 1 phía của cầu chạy

T1 truyền thành lực T vào cột trên ( cách một đoạn Hdcc)

max

max .T

P

D

8 T ả i trọng gió tác dụng lên khung.

- Gió thổi lên tường dọc (Tải trọng gió pbố lên cột) : q =

n.c.k.qTC

o.B [daN/m]

qo: Theo TCVN2737-95: Quy định áp lực tốc độ gió [daN/m2]

với độ cao dưới 10m thì qo kđổi, còn >10m phải nhân thêm hệ số k (bảng V.4 -V)

n: Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió

c: Hệ số khí động phía đón gió và trái

gió:q1 và q2

q ở đây pbố trong pvi độ cao dưới 10m, để thuận tiện tính toán cỏ thể đổi tái trọng này pbố xuyên suốt chiều cao cột bằng cachs nhân trị số q ở độ cao dưới 10m với hệ số 

1



 Khi H<10m;   1 , 04Khi H<15m;   1 , 1Khi H<=20m

q =  n.c.k.qTC

o.B [daN/m]

- Gió thổi lên mái: Hệ số k có thể lấy kđổi , là trung bình cộng của giá trị ứng với độ cao đáy vì kèo và giá trị ở độ cao điểm cao nhất của mái Quy thành lực tập trung nằng ngang

W của gió mái tính bằng công thức: W q q . C i h i.B

2

2 1







hi : chiều cao của từng đoạn có các hệ số khí động ci

- Trường hợp có cột sườn tường giữa các cột dọc:

+ Gió tác dụng lên cột khung: q = n.c.k.qoTC.B1 với B1 là kcách giữa các cột sườn tường

+ Gió tác dung lên cột sường tường: S =n.c.k.qTC

o.B1.h/2 với h là chiều cao cột

+ Gió tập trung ở đầu cột là: W + mS với m là số cột sườn tường giữa 2 cột chính

9 Tính toán nội lực trong khung

a/ Các giả thiết khi dùng phương pháp chuyển vị

- Đối với tải trọng không tác dung trực tiếp lên rường: Jr = 

(còn 1 ẩn)

- Đối với tải trọng tdụng trực tiếp lên rường: Jr  

Cần giả thiết trước   0 chỉ trừ các tr.hợp đặc biệt: Tiết diện hai cột chênh lệch nhau nhiều và các trục treo lệch 1 bên

b/ Tính toán với tải trọng kô đặt trực tiếp lên xà ngang

Giải khung bằng phương pháp chuyển vị với sơ đồ xà ngang là cứng vô cùng, ẩn số chỉ còn là chuyển vị ngang của nút

- Ptchính tắc:  r11+  r1p=0

hệ cơ bản

- Các bước tính toán:

+ Cho đầu cột chvị: 1=> Vẽ M (có thể tra bảng III.1 trang 117)

+ Vẽ biểu đồ Mp do tải trọng tdụng lên hệ cơ bản =>  r1p

=> =  r1p/  r11=> Vẽ biểu đồ Mcc = M  + MP

c/ Tính toán với tải trọng đặt trực tiếp lên xà ngang

chuyển vị ngang  ở đỉnh cột Trường hợp ở đây là khung đối xứng

- Ptchính tắc:  r11.+  r1p=0

 r1p: Tổng các plực ngang ở đầu cột do t.trọng ngoài tdụng lên hệ cơ bản

- Các bước tính toán:

+ Cho đầu cột chvị:   1=> Vẽ M (có thể tra bảng III.1 trang 117)

+ Vẽ biểu đồ Mp do tải trọng tdụng lên hệ cơ bản =>  r1p

=>  =  r1p/  r11=> Vẽ biểu đồ Mcc = M + MP

10 Tổ hợp nội lực

a/ Các loại tổ hợp

- T.hợp cơ bản: tttx ttttdhn c ttttngắn hạn nguy hiểm

nc =1 khi có 1 ttttngắn hạn nguy hiểm, nc = 2 khi có

>2ttttngắn hạn nguy hiểm.’

- T.hợp đặc biệt: tttx ttttdh 0 , 8 ( ttttngắn hạn nguy hiểm + 1ttđặc biệt )

b/ Nguyên tắc tổ hợp

- Tải trọng thường xuyên luôn luôn có

- Có T thì có Dmax, Dmin, nhưng khí có D không bắt buộc phải có T

- Lực gió và T có hai chiều nhưng khi tổ hợp chỉ lấy 1

chiều

Tổ hợp cơ bản 1: tttx + 1tttạm thời

Tổ hợp cơ bản 2: tttx + nhiều tttạm thời nhân vơi 0,9

Tại mỗi tiết diện cần tìm ra 3 trường hợp nguy hiểm: Mmax,

Mmin, Nmax

Có 4 tiết diện đối với cột bậc thang: B, Ctr, Cd, A

11 Chiều dài tính toán của cột bậc thang

a/ Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung x-x

- Đối với phần cột dưới: lo1x = 1h d

- Đối với phần cột trên: lo2x = 2h tr

2

1 , 

 : Phụ thuộc vào k, c [bảng 6 trang 114

K=

tr

d tr

d

h J

h J

i

i

/

/

1

2

 it/id=(J2.hd)/(J1.ht)

C1=

2

1

.

J

J N

N

h

h

d

tr

d

N2 = V +V’, N1= Dmax + Gdcc

b/ Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung y-y

- Cột trên: lo2y = htr - Hdcc

- Cột dưới: lo1y =hd

12 Chọn cặp tổ hợp nội lực để tính toán cột trên, cột dưới

a/ Đối với cột trên

Từ bản tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực nguy hiểm để cho tiết diện cột là cặp M, N ở tiết diện B

M=-1396,550(kN.m) ; N=1161,930kN Các cặp khác có trị số nhỏ nên không nguy hiểm bằng cặp đã chọn

N2

N1

Nd = N1 + N2

J1

J2

BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC Moment M(kN.m), Lực cắt Q(kN), lực dọc N(Kn) Tiê

út

diê

ûn

Nội

lực

M-B

Ct

Cd

A

b/ Đối với phần cột trên:

- Cặp nlực nguy hiểm cho nhánh cầu chạy là: M-, N1 hoặc Nmax,

M+

- Cặp nlực nguy hiểm cho nhánh mái là : M+, N2 hoặc Nmax,

M+

(Chọn ở tdiện Cd hoặc A)

13.Tính cột trên đặc: Cột trên chịu nén lệch tâm (có M

và N)

a/ Chọn tiết diện cột

Cột trên chọn đặc, tiết diện chữ I đối xứng, chiều cao tiết diện

W

M F

N

x

x 









F W N

M F

N



/

1 1 (

F

N

x









Với tdiện chữ I : x  0 , 45h, giả thiết   0 , 8

) 2 , 2 25 , 1 (

h

e R

N



Từ F chọn tdiện cột thoả mãn các đkiện:

+ b/c<=30: Đkiện ổn định cục bộ bản cánh

+ b>=(1/20-1/30)hcột: Đkiện ổn định tổng thể

+ b>=8mm: Đối với dàn có đỡ kèo và >=6mm đối với dàn kô

có đỡ kèo

b/Kiểm tra tiết diện:

- Tính các đặc trưng hình học của tiết diện:

x

x

bd

















 b b c c b c c c

2 2

( 12

2

12









(Theo phương // với trục thì không được “ mủ 3”

) 12

.(

2 12

c c b

b

y

b h

J     (Theo phương // với trục thì không được “ mủ 3” Bán kính quán tính: i x  J x/Avài y  J y/A

Moment kháng uốn: Wx = 2Jx/h

- Độ mảnh và độ mảnh quy ước(tính đổi) của cột

x l / ox i x   x x R/E

y l / oy i y  y  y R/E

- Độ lệch tâm tương đối và lệch tâm quy ước (tính đổi)

m=e/xVới x W x/A

m1 =.mVới  là hệ số phụ thuộc vào hình dạng của tdiện (bảng II.4 trang 110)

- Kiểm tra tiết diện trong mặt phẳng x-x

R

F

N

lt

.



 Với lttra từ x và m1 (bảng II.2 trang 106)

- Kiểm tra ngoàimặt phẳng khung:

R F

c

N

y

.



 với y phụ thuộcvàoy(bảng II.1 trang110)

C: Hệ số phụ thuộc vào Mx’, hình thức tdiện, điểm đặt lưc

Mx’ là trị số M lớn nhất trong khoảng 1/3 giữa cột

Mx’ = M2 + (M1-M2)/3

M1, M2 là moment lớn nhất ở một đầu và moment tương ứng

ở đầu bên kia của đoạn cột lấy cùng một THTT và giữ đúng dấu

Kiểm tra và lấy Mx’<=Mmax/2

c/ Kiểm tra ổn định cục bộ

- Bản cánh: 













c

o c

o b b













c o

b

 phụ thuộc vào Vliệu và 













b

b b

b h h



 phụ thuộc vào , m,  m: Độ lệch tâm tương đối

14 Vì sao dùng các giá trị quy ước (tính đổi)

Do kết cấu bị uốn dọc do đó nên độ mảnh ban đầu của cột thay đổi, do đó ta sử dung độ mảnh quy ước để tính toán

Độ lêch tâm do hiện tượng uốn dọc ta dùng độ lệch tâm quy ước để tính toán

15.Tính cột dưới rỗng:

a/ Nguyên tắc tính toán (Phương pháp tính): Xem cột như một dàn có cánh song song Kiểm ra cột xem như cột rỗng chịu nén uốn

b/ Chọn tiết diện

Mx’

M1

M2 +

-b

h b

b

hb

bo

- Chọn cặp nlực ng.hiểm cho nhánh cầu chạy M1(âm), N1 và cho nhánh mái M2(+), N2

- Lực tác dung lên nhánh: Đối với cột có tdiện đối xứng, gần đúng có thể chọn

y1 = y2 = C/2

Lực tác dụng: Nnhcc = N1/2 + M1/C

Nnhm = N2/2 + M2/C

- Chiều dài tính toán của mỗi nhánh:

lox =kc giữa 2 thanh giằng ngang

loy = lon = hd

- Chọn tdiện cho từng nhánh:

Fnhcc = Nnhcc/ R

Giả thiết hệ số ảnh hưởng uốn dọc   0 7  0 9

Từ đó chọn tiết diện nhánh

c/ Ktra tdiện đã chọn

- Tính chính xác các đặc trưng hình học của mỗi nhánh Từ đó suy ra được y1, y2, C

C = h-Zo, y1 =C.A2/A, y2 =c-y1

- Tính chính xác đặc trưng hình học của toàn nhánh

- Tính chính xác lực tác dung lên nhánh

C

M C

y N

N cc

nh 1 2 1

.



C

M C

y

N

N m

nh 2 1 2

.





- Kiểm tra nhánh:

R

N

nh

nh

nh  

min



min

 tra từ chiều dài tính toán và bkính quán tính đã chọn i nh J nh/l on

16 Chọn tiết diện thanh giằng

- Thanh giằng làm bằng thép góc: L L40x5

- Liên kết hai nhánh để:

+ Đảm bảo độ ổn định từng nhánh và toàn cột

+ Chịu Q do lệch tâm khi đặt lực hay chế tạo

- Trục hội tụ bên ngoài nhánh cột để tang phạm vi liên kết nhánh cột và thanh giằng

-Lực cắt tính toán Q tdụng lên thanh giằng được lấy bằng max(Qmax, Qqư)

( Dùng Qqư vì xem mỗi nhánh chịu nén đúng tâm)

- Từ đó chọn tdiện thanh xiên và ngang như thanh chịu nén đúng tâm

17 Kiểm tra toàn cột

a/ Kiểm tra toàn cột theo phương trục ảo x-x

F

N

lt

x





.





lt

x

x td x

e m

E R F F E

R









/

/ / 27 /

x

y y

1 C

M1(-), N1

M2(+), N2

x

 : Độ mảnh tương đương của thanh rỗng, phụ thuộc vào góc

27 ,

45



td

x

 : Độ mảnh quy ước

FG: Dtích của thanh giằng xiên ở 2 mặt rỗng

ex =M/N: Độ lệch tâm tuyệt đối, x=Wx/F

=> Tra bảng II.3 trang 108 được lt

x



b/ Toàn cột theo phương x đã ổn định, do đã ktra ổn định theo từng nhánh nên không cần kiểm tra lại theo phương trục thực ( kô ảnh hưởng hệ giằng)

18 Nối hai phần cột

- Sử dụng tiết diện Ctr: M1(+), N1 và M2(-), N2

- Sử dụng mối nổi khuyếch đại cao hơn mặt trên vai cột 1 đoạn >=500

- Liên kết 2 cánh cột chịu lực:

+ Cánh ngoài nối bằng đường hàn đối đầu, nlực lớn nhất trong nhánh do cặp: M1(+), N1

1 1

ng

b

M N

S   với bt’ = bt - c

+ Cánh trong cột trên nối đối đầu với bản thép K, bản này được xẻ rãnh lồng vào dầm vai Nội lực lớn nhất trong cánh trong cột trên gây bởi cặp nội lực: M2(-), N2

2 2

tr

b

M N

S   với bt’ = bt - c

- Tính toán đường hàn đối đầu nối nhánh ngoài theo cthức:

 h  R

h  /  



- Tính toán đường hàn đối đầu nối nhánh trong với bản K theo cthức:h S tr/h.h hR

lh =bt -2.c; h = bề rộng thép cơ bản cột trên=.c

19 Vai cột

-Cấu tạo: Chiều dày bản đậy bd  20  30mm

Chiều cao dầm vai: hdv0,5bd để đảm bảo độ cứng ngàm giữa 2 phần cột, để bdạng của hai phần cột tại chỗ nối phải băöng nhau thoả mãn giả thiết tính nlực ban đầu Ngoài ra chiều cao bản bụng dầm vai phải đủ để bố trí các đhàn liên kết

- Chiều dày bản bụng dầm vai phải đủ chịu ép mặt di Dmax +

Gdcc truyền xuống từ sườn gối dầm cầu chạy:

em bd s

dcc dv

em dv bd

G D R

b

D

) 2 ( )

2

(

max

























Trong đó: bs là bề rộng sườn gối dầm cầu chạy lấy 20-30cm

bs+2bd: Bề rộng quy đổi để truyền ép mặt

Rem: Cđộ tính toán về ép mặt của thép tra bảng I.1 phụ lục 1

- Sơ đồ tính dầm vai:

Tính được VA, VB, Mmax

- Kiểm tra lại đkiện chịu

uốn dầm vai:

Có thể tính đơn giản, thiên về an toàn ta quan niệm chỉ có

phần bụng dầm vai chịu uốn

Moment chống uốn của bản bụng dvai: W =dv.hbdv2/6

Ktra: Mmax/W

Tính các đhàn liên kết: l h = l-2.5mm

- Tính chiều cao đhàn lkết dầm vai vào nhánh mái: 2đhàn chịu

VA

- Tính chiều cao đhàn lkết dầm vai vào bản “K”: 4 đhàn chịu Str

- Lkết đhàn dầm vai vào bản bụng của nhánh cầu chạy:

4đhàn chịu VB, D=Dmax+Gdcc

20 Chân cột

a/ Cấu tạo và tính toán chân cột: B, L, dđ

- Sử dụng chân cột phân cách: Cấu tạo chân mỗi nhánh giống như chân cột chịu nén đúng tâm =>Dể chế tạo và tiết kiệm vật liệu

- Tính toán chân cột nhánh như chân cột chịu nén đúng tâm, lực nén:

C

M C

y N



C

M C

y N





- Diện tích yêu cầu của bản đế mỗi nhánh: Fnh = Nnh/Rncb

Rncb = Rn.mcb =Rn.3 A m / A=1,2Rn: Cđộ tính toán ép cục bộ của BT móng

A: Dtích bản đế, Am: Dtích mặt trên của móng

- Chọn chiều rộng B của bản đế theo yêu cầu cấu tạo:

B=bc+2.dđ+2.c với dd = 10-16mm; c <=100mm: Độ nhô cxôn của bđế

Chiều dài L của bản đế từng nhánh tính được là:Lyc

ct=Act/B Để cột chịu nén đúng tâm hợp lý nhất là: L/B =0.5-2

- Ứng suất thực tế ngay dưới bản đế

nh=Nnh/(L.B)

- Bề dày bản đế: Diện tích bản đế bị các sườn ngăn, dầm

đế chia thành các ô vuông với các biên tựa khác nhau: Ô 4 cạnh hoặc 3 cạnh

Từ tỷ số b/a Tra bảng 3.6 trang 63 được giá trị => Mô =ô.d2

W

M

bd bd







6 /

max



( Để tkiệm vật liệu cần bố trí dầm đế, sườn đế, B, L sao cho các Mi chênh lệch nhau ít

A

bt

b d

S

V B

V A

Ô4

b

b