bài tập kết cấu thép hay nhất

Phần 1: HỆ GIẰNG Hệ giằng mái: Bố trí trong mp cánh trên, trong mp cánh dưới và hệ giằng đứng vuông gócvới mp của dàn. Hệ giằng trong mp cánh trên: Nằm trong mp cánh trên theo phương ngang nhà. Bố trí theo phương ngang nhà, tại vị trí 2 gian đầu hồi, đầu khối t0và giữa nhà sao chokhoảng cách các gian được bố trí giằng không vượt quá 50  60m (do giằng thường liên kếtvới kèo bằng BL thô). Thường được cấu tạo bởi các thanh chéo chữ thập.Ngoài ra còn bố trí thanh chống dọc ởđỉnh và gối tựa dàn. Tác dụng: Tạo những điểm cố kết không chuyển vị theo phương ngoài mp dàn, đảm bảo ổnđịnh cho thanh cánh trên chịu nén (giảm chiều dài tính toán cho các thanh cánh trên chịunén), tạo điều kiện thuận lợi cho dựng lắp. Đối với nhà có mái panen BTCT được hàn vào thanh cánh trên dàn thì độ cứng mái lớn,không cần giằng cánh trên dàn.Tuy nhiên, để đảm bảo ổn định các cấu kiện trong lúc lắppanen, cần bố trí giằng ở 2 đầu khối t0. Hệ giằng trong mp cánh dưới: gồm hệ giằng ngang và hệ giằng dọc. Bố trí trong mp cánh dưới của dàn tại gian có hệ giằng cánh trên. Cùng với hệ giằng cánh trên tạo thành các khối cứng không gian bất biến hình. Hệ giằng ngang: Bố trí tại các gian có giằng cánh trên. Giằng tại đầu hồi nhà dùng làm gối tựa cho cột đầu hồi, chịu tải trọng gió thổi lên tườnghồi, nên còn gọi là giằng gió. Hệ giằng dọc: Dùng cho nhà xưởng có cầu trục lớn và chế độ làm việc nặng, hoặc có hệ mái nhẹ khôngcứng. Bề rộng giằng thường bằng chiều dài khoang đầu tiên cánh dưới dàn. Tăng độ cứng ngang nhà, đảm bảo sự làm việc cùng của các khung, truyền tải cục bộ (lựchãm ngang của cầu trục theo phương ngang nhà) lên 1khung sang các khung lân cận. Nếu nhịp nhà > 24m, cần thanh chống dọc ở giữa nhịp để giảm độ mảnh thanh cánh dướidàn, giảm rung động của kèo khi cầu trục hoạt động. Hệ giằng đứng: Bố trí trong các mp thanh đứng giữa dàn và 2 đầu dàn (tại vị trí có bố trí giằng ngang),cùng gian với giằng cánh trên và dưới để tạo nên khối cứng không gian bất biến hình và cốđịnh, giữ ổn định khi lắp dựng. Khoảng cách không quá 15m theo phương nhịp dàn (ngang nhà). Các gian không bố trí giằng được thay bằng thanh chống dọc: tăng cường ổn định chothanh cánh trong quá trình sử dụng lắp dựng. Khi nhà có cầu trục treo, bố trí liên tục suốt chiều dài nhà. Hệ giằng cửa mái: Bố trí tương tự hệ giằng mái, tuy nhiên chỉ có giằng cánh trên và đứng. Hệ giằng cột: Theo phương ngang: khung được liên kết thành hệ bất biến hình. Theo phương dọc: liên kết chân cột với móng được xem như khớp và các khung được liênkết với nhau qua dầm cầu chạy  cần có hệ giằng cột để tránh sụp đổ. Thường dùng các thanh giằng chéo (thép góc hoặc U) nối 2 cột ở giữa khối t0(để tránh phátsinh ƯS do t0thay đổi) tạo thành miếng cứng để: Đảm bảo ổn định dọc nhà và tránh rung động.Bài tập Thép2 GV: TS.Ngô Hữu CườngLVH _ K.07 2 Giữ ổn định cho cột theo phương dọc nhà. Truyền lực dọc nhà xuống móng. Gồm 2 khối: Giằng cột trên ở trục cột và giằng cột dưới ở nhánh đỡ dầm cầu chạy. Ngoài ra: ở 2 đầu hồi, đầu khối t0còn còn bố trí hệ giằng cột trên để: Nhận lực gió đầu hồi và lực hãm dọc của cầu trục để truyền xuống móng qua dầm cầu trụcvà hệ giằng cột dưới. Giúp việc dựng lắp dễ dàng hơn. Khi nhà dài hơn 120m dùng hệ giằng đối xứng qua trục nhà để đảm bảo độ cứng dọc.Cáckhoảng cách giới hạn: Từ đầu hồi đến hệ giằng gần nhất ≤ 75m. 2 hệ giằng trong 1 khối t0≤ 50m.Phần 2: BÀI TẬP GIỮA KỲBài 1:Phân tích so sánh đặc điểm làm việc của 3 sơ đồ khung sau về các mặt: Chế tạo, thi công. Khả năng phân phối nội lực giữa các cấu kiện. Ảnh hưởng của chuyển vị gối tựa và t0. Điều kiện đất nền xấu, trung bình, tốt.Khung ngàm: Chế tạo và thi công: Chế tạo liên kết phức tạp, nhưng tiết kiệm vật liệu. Thuận lợi cho lắp dựng.Ít thuận lợi cho việc SX và vận chuyển. Khả năng phân phối nội lực giữa các cấu kiện: nội lực phân bố đều và nhỏ. Ảnh hưởng của chuyển vị gối tựa và t0: Chuyển vị gối tựa nhỏ. Nhạy với sự thay đổi t0. Điều kiện đất nền: nhạy với lún nên thích hợp với đất nền tốt.Khung 2 chân khớp: Chế tạo và thi công: Chế tạo và vận chuyển thuận lợi. Ít thuận lợi cho việc thi công nên cần neo buộc khi lắp dựng. Khả năng phân phối nội lực giữa các cấu kiện: nội lực phân bố không đều và lớn. Ảnh hưởng của chuyển vị gối tựa và t0: chuyển vị gối tựa lớn và ít nhạy với sự thay đổi t0. Điều kiện đất nền: ít nhạy với lún nên thích hợp với các loại đất nền.Khung 2 khớp nách: Chế tạo và thi công: Chế tạo liên kết đơn giản. Thuận lợi cho việc SX, lắp dựng.Ít thuận lợi cho việc vận chuyển. Khả năng phân phối nội lực giữa các cấu kiện: nội lực phân bố không đều. Ảnh hưởng của chuyển vị gối tựa và t0: độ cứng khá lớn, chuyển Chuyển vị gối tựa tương đối nhỏ.Bài tập Thép2 GV: TS.Ngô Hữu CườngLVH _ K.07 3 Ít nhạy với sự thay đổi t0. Điều kiện đất nền: thích hợp với đất nền trung bình.Bài 2:Cho số liệu xà gồ thép cán nóng của mái lợp tôn (dày 0,51mm), dàn  có góc nghiêng đầu dàn α =150, khoảng cách 2 xà gồ theo phương ngang d = 1,2m, bước dàn B = 6m, áp lực gió tiêu chuẩn w0= 125(daNm2), hệ số độ cao của áp lực gió tại cao trình đỉnh dàn k = 0,92, hệ số khí động ở mặtmái Ce = 0,7.Vật liệu thép CCT34 có f = 2100(daNcm2), hệ số độ tin cậy c = 1.Giải:Xác định tải trọng tác dụng lên xà gồ:228( ) , 1,05 ( )30( ) , 1,3cm QgcQpg daN m chonp daN m       Xà gồ C10:4 4 3 38,59( ) , 1,05174 , 20, 4 , W 34,8 , W 6,46cxg Qgx y x yg daN mI cm I cm cm cm          Tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ theo phương đứng: tôn lớp cách nhiệt, hoạt tải vàtrọng lượng bản thân xà gồ.08. 30 .1,2 8,59 54,53( )os os15cc c c mxggq p d g daN mc c                  00.sin 54,53.sin15 14,11( ). os 54,53. os15 52,67( )c cxc cyq q daN mq q c c daN m        0. . .os830.1,3 1,05 .1,2 8,59.1,05 66, 255( )

GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép Phần 1: HỆ GIẰNG  Hệ giằng mái: Bố trí mp cánh trên, mp cánh hệ giằng đứng vuông góc với mp dàn  Hệ giằng mp cánh trên:  Nằm mp cánh theo phương ngang nhà  Bố trí theo phương ngang nhà, vị trí gian đầu hồi, đầu khối t0 nhà cho khoảng cách gian bố trí giằng không vượt 50  60m (do giằng thường liên kết với kèo BL thô)  Thường cấu tạo chéo chữ thập.Ngoài bố trí chống dọc đỉnh gối tựa dàn  Tác dụng: Tạo điểm cố kết không chuyển vị theo phương mp dàn, đảm bảo ổn định cho cánh chịu nén (giảm chiều dài tính toán cho cánh chịu nén), tạo điều kiện thuận lợi cho dựng lắp  Đối với nhà có mái panen BTCT hàn vào cánh dàn độ cứng mái lớn, không cần giằng cánh dàn.Tuy nhiên, để đảm bảo ổn định cấu kiện lúc lắp panen, cần bố trí giằng đầu khối t0  Hệ giằng mp cánh dưới: gồm hệ giằng ngang hệ giằng dọc  Bố trí mp cánh dàn gian có hệ giằng cánh  Cùng với hệ giằng cánh tạo thành khối cứng không gian bất biến hình  Hệ giằng ngang: - Bố trí gian có giằng cánh - Giằng đầu hồi nhà dùng làm gối tựa cho cột đầu hồi, chịu tải trọng gió thổi lên tường hồi, nên gọi giằng gió  Hệ giằng dọc: - Dùng cho nhà xưởng có cầu trục lớn chế độ làm việc nặng, có hệ mái nhẹ không cứng - Bề rộng giằng thường chiều dài khoang cánh dàn - Tăng độ cứng ngang nhà, đảm bảo làm việc khung, truyền tải cục (lực hãm ngang cầu trục theo phương ngang nhà) lên 1khung sang khung lân cận - Nếu nhịp nhà > 24m, cần chống dọc nhịp để giảm độ mảnh cánh dàn, giảm rung động kèo cầu trục hoạt động  Hệ giằng đứng:  Bố trí mp đứng dàn đầu dàn (tại vị trí có bố trí giằng ngang), gian với giằng cánh để tạo nên khối cứng không gian bất biến hình cố định, giữ ổn định lắp dựng  Khoảng cách không 15m theo phương nhịp dàn (ngang nhà)  Các gian không bố trí giằng thay chống dọc: tăng cường ổn định cho cánh trình sử dụng lắp dựng  Khi nhà có cầu trục treo, bố trí liên tục suốt chiều dài nhà  Hệ giằng cửa mái: Bố trí tương tự hệ giằng mái, nhiên có giằng cánh đứng  Hệ giằng cột:  Theo phương ngang: khung liên kết thành hệ bất biến hình  Theo phương dọc: liên kết chân cột với móng xem khớp khung liên kết với qua dầm cầu chạy  cần có hệ giằng cột để tránh sụp đổ  Thường dùng giằng chéo (thép góc U) nối cột khối t0 (để tránh phát sinh ƯS t0 thay đổi) tạo thành miếng cứng để:  Đảm bảo ổn định dọc nhà tránh rung động LVH _ K.07 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép  Giữ ổn định cho cột theo phương dọc nhà  Truyền lực dọc nhà xuống móng  Gồm khối: Giằng cột trục cột giằng cột nhánh đỡ dầm cầu chạy  Ngoài ra: đầu hồi, đầu khối t0 còn bố trí hệ giằng cột để:  Nhận lực gió đầu hồi lực hãm dọc cầu trục để truyền xuống móng qua dầm cầu trục hệ giằng cột  Giúp việc dựng lắp dễ dàng  Khi nhà dài 120m dùng hệ giằng đối xứng qua trục nhà để đảm bảo độ cứng dọc.Các khoảng cách giới hạn:  Từ đầu hồi đến hệ giằng gần ≤ 75m  hệ giằng khối t0 ≤ 50m Phần 2: BÀI TẬP GIỮA KỲ Bài 1: Phân tích so sánh đặc điểm làm việc sơ đồ khung sau mặt:  Chế tạo, thi công  Khả phân phối nội lực cấu kiện  Ảnh hưởng chuyển vị gối tựa t0  Điều kiện đất xấu, trung bình, tốt  Khung ngàm:  Chế tạo thi công: - Chế tạo liên kết phức tạp, tiết kiệm vật liệu - Thuận lợi cho lắp dựng.Ít thuận lợi cho việc SX vận chuyển  Khả phân phối nội lực cấu kiện: nội lực phân bố nhỏ  Ảnh hưởng chuyển vị gối tựa t0: - Chuyển vị gối tựa nhỏ - Nhạy với thay đổi t0  Điều kiện đất nền: nhạy với lún nên thích hợp với đất tốt  Khung chân khớp:  Chế tạo thi công: - Chế tạo vận chuyển thuận lợi - Ít thuận lợi cho việc thi công nên cần neo buộc lắp dựng  Khả phân phối nội lực cấu kiện: nội lực phân bố không lớn  Ảnh hưởng chuyển vị gối tựa t0: chuyển vị gối tựa lớn nhạy với thay đổi t0  Điều kiện đất nền: nhạy với lún nên thích hợp với loại đất  Khung khớp nách:  Chế tạo thi công: - Chế tạo liên kết đơn giản - Thuận lợi cho việc SX, lắp dựng.Ít thuận lợi cho việc vận chuyển  Khả phân phối nội lực cấu kiện: nội lực phân bố không  Ảnh hưởng chuyển vị gối tựa t0: độ cứng lớn, chuyển - Chuyển vị gối tựa tương đối nhỏ LVH _ K.07 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép - Ít nhạy với thay đổi t0  Điều kiện đất nền: thích hợp với đất trung bình Bài 2: Cho số liệu xà gồ thép cán nóng mái lợp tôn (dày 0,51mm), dàn  có góc nghiêng đầu dàn α = 150, khoảng cách xà gồ theo phương ngang d = 1,2m, bước dàn B = 6m, áp lực gió tiêu chuẩn w0 = 125(daN/m2), hệ số độ cao áp lực gió cao trình đỉnh dàn k = 0,92, hệ số khí động mặt mái Ce = -0,7.Vật liệu thép CCT34 có f = 2100(daN/cm2), hệ số độ tin cậy c = Giải:  Xác định tải trọng tác dụng lên xà gồ:  g mc  8(daN / m ) ,  Qg  1, 05 (chon)  c  p  30(daN / m ) ,  Qp  1,3  Xà gồ C10: c  g xg  8, 59(daN / m) ,  Qg  1, 05  4 3  I x  174cm , I y  20, 4cm , Wx  34,8cm , Wy  6, 46cm  Tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ theo phương đứng: tôn & lớp cách nhiệt, hoạt tải trọng lượng thân xà gồ  c g mc    c q  p  1,  8,59  54,53(daN / m)  d  g xg   30  cos  cos150    qxc  q c sin   54, 53.sin150  14,11(daN / m)  c c q y  q cos  54,53.cos15  52, 67(daN / m)  c  g mc c q   p  Qp    Qg  d  g xg  Qg cos   c     30.1,3   1, 05  1,  8,59.1, 05  66, 255(daN / m) cos15   qx  q.sin   66, 255.sin150  17,15(daN / m)  q y  q.cos  66, 255.cos15  64(daN / m) Nếu sử dụng giằng xà gồ  = 20mm đặt nhịp xà gồ  Moment uốn:  q y B 64  M    288(daN m)  x  8  2 M  qx ( B / 2)  17,15   19,3(daN m)  y 8  Kiểm tra:  Kiểm tra bền:  M x M y 28800 1930     1126,35( daN / cm2 )  f  c  2100( daN / cm ) Wx Wy 34,8 6, 46  Kiểm tra võng: + Độ võng nhịp (điểm liên kết căng): c  y q y L 0,5267.6003 1          L L 384 E.I x 384 (2,1.10 ).174 247  L  200 + Độ võng điểm cách đầu xà gồ: z = 0,21.L = 0,21.6 = 1,26m x qxc L3 0,1411.6003    L 2954.E.I y 2954.(2,1.10 ).20, 4152 LVH _ K.07 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép y L  c 3,1 q y L 3,1 0,5267.6003     384 E.I x 384 (2,1.10 ).174 398 2 2  1            x   y          L 396  L  200  L   L   4152   398   Xác định tải trọng gió tác dụng lên xà gồ: gồm tổ hợp gió tĩnh tải (chiếu lên phương gió) với hệ số độ tin cậy Qg = 0,9  c k w d c q y ( gió)  Q e   Qg ( g mc d  g xg ).cos cos 1, 2.0, 7.0,92.125.1,  0,9.(8, 28.1,  8,59).cos150  103,9(daN / m) cos150 c k w d c q cy ( gió)  e   Qg ( g mc d  g xg ).cos cos 0, 7.0,92.125.1,   0, 9.(8, 28.1,  8,59).cos150  83,9( daN / m) cos150 c qx   Qg ( g mc d  g xg ).cos  0,9.(8, 28.1,  8,59).cos150  16, 07(daN / m)  Vì qy,gió > qy = 64(daN/m)  Cần kiểm tra xà gồ chịu gió  Kiểm tra gió:  Kiểm tra bền:  q y ( gió) B 103,  62 M    467,55(daN m)  x  8  2 M  qx ( B / 2)  16, 07   18, 08(daN m)  y 8 M M 46755 1808  x y    1623, 4( daN / cm )  f  c  2100( daN / cm ) Wx Wy 34,8 6, 46  Kiểm tra võng: c  y q y ( gió) L 0,839.6003 1          L L 384 E.I x 384 (2,1.10 ).174 155  L  200 Vậy xà gồ C10 không đảm bảo độ võng cho phép gió Chọn lại xà gồ C12: Ix = 304cm4 , gxg = 10,9(daN/m) ce k w d c   Qg ( g mc d  g xg ).cos cos 0, 7.0, 92.125.1,   0,9.(8, 28.1,  10, 9).cos150  81,89( daN / m) cos15 q cy ( gió)  Kiểm tra võng: c  y q y ( gió) L 0,8189.6003 1          L L 384 E.I x 384 (2,1.10 ).304 277  L  200 Bài 3: (GK 23/10/2003) LVH _ K.07 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép Cầu trục móc, chế độ làm việc trung bình có Q = 20/5 T, L = 24m, Lk = 22,5m, bề rộng cầu trục B = 6,3m, đáy K = 4,4m, H = 2,4m, áp lực bánh xe lên ray Pcmax = 22T, trọng lượng xe Gxc = 8,5T, trọng lượng toàn cầu trục G = 36T Bề rộng bước cột B = 6m, số bước cột nB = 11bước.Áp lực gió w0 = 83(KG/m2) = 0,83(kN/m2).Dạng địa hình B.Bảng tra hệ số K: Độ cao (m) Hệ số K 0,84 10 15 1,11 20 1,19 30 1,32 Xác định: 1/ Dmax , Dmin , T 2/ Tải trọng gió tác dụng lên khung Giải: 1/ Đah lực ứng với TH xếp tải nguy hiểm nhất: y1    B  BK  K  6,3  4, y2    0, 6833  B    yi  1,95 B  K  4,  y3    0, 2667  B  y4   Lực Dmax , Dmin cầu trục tác dụng lên cột: Dmax   Q nth Pmcax  yi  1,1.0,85.220.1,95  401,12(kN ) c Pmin  LVH _ K.07 QG 200  360  Pmcax   220  60(kN ) n0 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép c Dmin   Q nth Pmin  yi  1,1.0,85.60.1,95  109, 4(kN ) Tổng lực hãm ngang tiêu chuẩn tác động lên toàn cầu trục: f (Q  Gxcc ).nxc 0,1.(200  85).2 T0    14, 25(kN ) nxc Lực hãm ngang tiêu chuẩn bánh xe cầu trục: T1c  f (Q  Gxcc ).nxc 0,1.(200  85).2   7,125(kN ) n0 nxc 2.4 Lực xô ngang T cầu trục (tác động lên cột): T   Q nth T1c  yi  1,1.0,85.7,125.1,95  12,38(kN ) 2/  Tải gió lên tường dọc qui phân bố cột khung: qd   Q cd k w B qh   Q ch k w B  Q  1, , ch  0,8 , cd  0,  w  83daN / m , B  6m  Cách 1: (An toàn, dùng đồ án) h  14  5,5  19,5m  k  1,13  Cột giữa: qd   Q cd k w B  1, 2.0,8.1,13.83.6  540, 23( daN / m) qh   Q ch k w B  1, 2.0, 6.1,13.83.6  405, 2( daN / m)  Cột biên: qd  540, 23 /  270,12(daN / m) qh  405, /  202, 6(daN / m)  Cách 2: Độ cao (m) 05  10 10  15 15  19,5 LVH _ K.07 k 0,84 1,11 1,13 qđ (daN/m) 401.60 478.08 530.67 540.23 qh (daN/m) 301.19 358.56 398.00 405.17 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép Sử dụng pp qui moment tương đương chân cột: (tính cho cột giữa) qd  * (401, 6*5* 2,  478, 08*5*7,5  530,67 *5*12,5 540, 23* 4,5*17, 25) / 19,5m   515, 71( daN / m) qh  *(301,19 *5* 2,5  358,56 *5* 7,5  398*5*12,5 405,17 * 4,5*17, 25) / 19,5m   386, 78( daN / m)  Tải gió mái kể từ cánh kèo trở lên qui lực tập trung đặt ngang cao trình cánh kèo: k1  k2 w0 B. ci hi  h1  2, 2m , h3  1,5m   L.i  h2  h4   0, 6m W   Q  Tại vị trí cao độ cánh dưới: h1  14  5,5  19,5m  k1  1,182  Tại vị trí cao đỉnh mái: h2  19,5  2,  1,  2.0,  24, 4m  k2  1, 247  Vậy:  1,182  1, 247  m m Wd  1, *   * 0,83* 6* (0,8* 2,  0,54* 0,   m 0,7 *.1,5  0,8* 0, m )  14,56( kN )  1,182  1, 247  Wh  1, *   * 0,83* 6*[0, *(2,2+0,6+1,5+0,6)]  21,34(kN )   W  Wd  Wh  14,56  21,34  35,9(kN ) Bài 4: Cho mặt nhà công nghiệp tầng thép, mái lợp tole tráng kẽm, hai cầu chạy sóng đôi, chế độ làm việc nhẹ (xem hình dưới) với thông số sau: Đặc tính Nhịp 24m Nhịp 12m K/cách trục ray theo phương ngang Lk (m) 22,5 11 Chiều cao đỉnh ray HR (m) Bề rộng cầu trục B (mm) 6300 6300 K/cách trục bánh xe cầu trục K (mm) 4400 4400 K/cách từ đỉnh ray đến mặt xe H (mm) 2400 2300 K/cách từ trục ray đến mút cầu trục B1 (mm) 260 260 K/cách từ đỉnh ray đến mặt cầu trục F (mm) 450 250 Áp lực tiêu chuẩn bánh xe cầu trục lên ray xe mang vật nặng đến gần sát phía ray Ptcmax (T) 22 14,5 tc Như xe đứng phía bên P (T) 5,8 2,8 Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên bánh xe cầu trục T (T) 0,71 0,5 Lực hãm dọc tiêu chuẩn tác dụng lên đỉnh ray (dọc nhà) Td (T) 2,2 1,45 Trọng lượng xe Gxc (T) 8,4 5,2 Trọng lượng cầu trục Gct (T) 35,5 19,5 LVH _ K.07 Bài tập Thép GV: TS.Ngô Hữu Cường 1/ Bố trí hệ giằng (cần ghi loại giằng) 2/ Tính áp lực đứng Dmax lực hãm ngang cầu trục Tmax lên cột C-5 cột A-5 Giải: 2/ LVH _ K.07 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép y1    B  BK  K  6,3  4, y2    0, 6833  B    yi  1,95 B  K  4,  y3    0, 2667  B  y4    Cột C-5:  Tính Dmax , Dmin : Dmax   Q nth Pmcax  yi  1,1.0,85.14,5.1,95  26, 44(T ) Dmin   Q nth Pmcax  yi  1,1.0,85.2,8.1,95  5,11(T )  Tính Tmax : Lực hãm ngang tiêu chuẩn bánh xe cầu trục: T1c  f (Q  Gxcc ).nxc 0, 2.(12  5, 2).2   0,86(T ) n0 nxc 2.4 Lực xô ngang T cầu trục (tác động lên cột): TmCax5   Q nth T1c  yi  1,1.0,85.0,86.1, 95  1,568(T )  Cột trục A-5:  Tính Dmax : Pmcax  22  14,5  26,5(T ) Dmax   Q nth Pmcax  yi  1,1.0,85.26,5.1,95  48, 32(T )  Tính Tmax : Lực hãm ngang tiêu chuẩn bánh xe cầu trục: T1c   f (Q  Gxcc ).nxc 0, 2.[(20  12)  (8,  5, 2)].2   2, 28(T ) n0 nxc 2.4 Lực xô ngang T cầu trục (tác động lên cột): TmAax5   Q nth T1c  yi  1,1.0,85.2, 28.1,95  4,16(T ) Bài 5: Cho mặt nhà công nghiệp tầng thép, mái lợp tole mạ màu, hai cầu chạy sóng đôi, chế độ làm việc nhẹ (xem hình dưới) với thông số sau: Nhịp 24m Đặc tính Bước 6m K/cách trục ray theo phương ngang Lk (m) 22,5 Chiều cao đỉnh ray HR (m) 7,8 Bề rộng cầu trục B (mm) 6300 K/cách trục bánh xe cầu trục K (mm) 4400 K/cách từ đỉnh ray đến mặt xe H (mm) 2400 K/cách từ trục ray đến mút cầu trục B1 (mm) 260 K/cách từ đỉnh ray đến mặt cầu trục F (mm) 450 Áp lực tiêu chuẩn bánh xe cầu trục lên ray xe mang vật nặng đến gần sát phía ray Ptcmax (T) 22 Như xe đứng phía bên Ptcmin (T) 5,8 Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên bánh xe cầu trục T (T) 0,71 Lực hãm dọc tiêu chuẩn tác dụng lên đỉnh ray (dọc nhà) Td (T) 2,2 Trọng lượng xe Gxc (T) 8,4 LVH _ K.07 Bài tập Thép GV: TS.Ngô Hữu Cường Trọng lượng cầu trục Gct (T) 35,5 1/ Bố trí hệ giằng mái hệ giằng cột 2/ Tính vẽ áp lực đứng Dmax , Dmin lực hãm ngang Tmax lên cột trục A Giải: 1/ Bố trí hệ giằng: Giả sử kèo dàn  Hệ giằng mái: LVH _ K.07 10 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép Wnct, x,d  Ix 80641,9   2203,3(cm3 ) h  zx 36,  X/đ Wdhy : I y  4450(cm ) Wydh  2I y hy  2.4450  350, 4(cm3 ) 25,  Kiểm tra:  ƯS thớ cánh dầm: t  M Mx 25353 1514  dhy    13, 03(kN / cm2 ) ct ,t Wn, x Wy 2911,3 350,  fy  f  c    M   25   23,81(kN / cm2 ) (thoa)   c     1, 05   CĐLV nhẹ: c =  ƯS thớ cánh dầm: d  Mx 25353   11,5(kN / cm )  f  c  23,81(kN / cm ) (thoa) ct ,d Wn, x 2203,3  Độ võng: Mô men tiêu chuẩn lớn dầm cầu trục vị trí bất lợi nhất: K 3,5   1, 75m 2 (2 L  K )2 Pmcax M mc ax  8L (2.7,  3,5) 89   183,578(kN m) 8.7, M c   M mc ax  1, 034.183,578  189,82(kN m) x  M xc L 189,82.100.720 1       (thoa) L 10.E.I x 10.(21.10 ).80641,9 1239  L  600 TH cầu trục:  Áp lực thẳng đứng tính toán bánh xe: P  k1. Q nth Pmcax  1.1,1.1.89  97,9(kN ) Với: Cầu trục có CĐLV nhẹ: k1 =  Tải ngang tính toán bánh xe: T  k2  Q nth T1c  1.1,1.1.5,  6, 05(kN ) Cầu trục có CĐLV nhẹ: k2 =  Xác định Mmax : K 3,5   1, 75m 2 (2L  K )2 P M max  8L (2.7,  3,5)2 97,   201, 936(kN m) 8.7, x  Xác định Mx , My : L  7, 2m    1, 034 (noi suy ) M x   M max  1, 034.201,936  208,8(kN m) LVH _ K.07 16 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép My  M max T 201, 936.6, 05   12, 48(kN m) P 97,  X/đ đặc trưng hình học:  Kiểm tra:  ƯS thớ cánh dầm: t  My Mx 20880 1248     10, 73(kN / cm2 ) ct ,t dh Wn, x Wy 2911,3 350,  fy   25   f  c    23,81(kN / cm2 ) (thoa)   c     1, 05   M  CĐLV nhẹ: c =  ƯS thớ cánh dầm: d  Mx 20880   9, 48(kN / cm )  f  c  23,81(kN / cm ) (thoa ) ct , d Wn, x 2203,3  Độ võng: Bài 3: (CK 19-01-2010) Kiểm tra ƯS thớ trên, ƯS thớ dưới, độ võng dầm cầu chạy dầm tiết diện hộp (dầm tổ hợp hàn), dạng dầm đơn giản nhịp L = 9m (cầu trục có chế độ làm việc trung bình), có tiết diện (xem hình vẽ): cánh -12x214mm, bụng 2-8x900mm, cánh -12x214mm.Ray có trọng lượng riêng g = 0,24kN/m.Biết:  Khoảng cách trục bánh xe cầu trục K = 4400mm  Bề rộng cầu trục B = 6300mm  Áp lực tiêu chuẩn bánh xe cầu trục lên ray xe mang  vật nặng đến gần sát phía ray Ptcmax = 135kN  Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên bánh xe cầu trục Ttc = 6,75kN Độ võng xác định theo CT:  = Mtc.L2/(10EIx) độ võng cho phép (/L) = 1/600 Giải: 1/ TH cầu trục:  Áp lực thẳng đứng tính toán bánh xe: P  k1. Q nth Pmcax  1,1.1,1.1.135  163, 35(kN ) Với: L = 9m ≤ 12m cầu trục có CĐLV trung bình  k1 = 1,1  Tải ngang tính toán bánh xe: T  k2  Q nth T1c  1.1,1.1.6, 75  7, 425(kN )  Xác định Mmax : K 4,   2, 2m 2 (2L  K ) P M max  8L (2.9  4, 4)2 163,35   419, 628(kN m) 8.9 x  Xác định Mx , My : L  9m    1, 04 ( noi suy ) M x   M max  1, 04.419, 628  436, 413(kN m) LVH _ K.07 17 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép My  M max T 419, 628.7, 425   19, 074(kN m) P 163,35  X/đ đặc trưng hình học:  X/đ Wct,t/dn,x :  21, 4.1, 23  0,8.903   90  1,   I x     (21, 4.1, 2)          12  12   204002,1(cm4 ) 2I 204002,1 Wnct, x,t  Wnct, x, d  x   4415, 63(cm3 ) hx 46,  X/đ Wdhy : (chỉ tính cho cánh trên) Wydh  1, 2.21, 42  91,6(cm3 )  Kiểm tra:  ƯS thớ cánh dầm: t  M Mx 43641,3 1907,  dhy    30, 7(kN / cm2 ) ct ,t Wn, x Wy 4415, 63 91,  fy  f  c    M   25    c     23,81(kN / cm ) (khong thoa) 1, 05    CĐLV trung bình: c =  ƯS thớ cánh dầm: d  Mx 43641,3   9,88(kN / cm )  f  c  23,81(kN / cm ) (thoa ) ct ,d Wn, x 4415, 63  Độ võng: Mô men tiêu chuẩn lớn dầm cầu trục vị trí bất lợi nhất: (2L  K )2 Pmcax (2.9  4, 4)2 135 M    346,8(kN m) 8L 8.9 M c   M mc ax  1, 04.346,8  360, 672(kN m) c max  M xc L 360, 672.100.900 1       (thoa) L 10.E.I x 10.(21.10 ).204002,1 1320  L  600 Vậy: Cánh dầm không thỏa điều kiện ƯS 2/ TH cầu trục: Tham khảo  Áp lực thẳng đứng tính toán bánh xe: P  k1. Q nth Pmcax  1,1.1,1.0,85.135  138,85(kN ) Với: L = 9m ≤ 12m cầu trục có CĐLV trung bình  k1 = 1,1  Tải ngang tính toán bánh xe: T  k2  Q nth T1c  1.1,1.0,85.6, 75  6,31(kN )  Xác định Mmax : LVH _ K.07 18 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép x K  B 2.4,  6,3   0,833(m) 3  (3L  B  K )   (3.9  6,3  2.4, 4)2  M max  P   B  K   138,85   6,3  4,  12 L 12.9      507, 9(kN m)  Xác định Mx , My : B  9m    1, 04 (noi suy ) M x   M max  1, 04.507,9  528, 22(kN m) My  M max T 507,9.6,31   23, 08(kN m) P 138,85  X/đ đặc trưng hình học: (như trên)  Kiểm tra:  ƯS thớ cánh dầm: t  My Mx 52822 2308     37,16(kN / cm2 ) ct ,t dh Wn , x Wy 4415, 63 91,  fy   25   f  c    23,81(kN / cm2 ) (khong thoa)   c     1, 05  M  CĐLV trung bình: c =  ƯS thớ cánh dầm: d  Mx 52822   11,96(kN / cm )  f  c  23,81(kN / cm ) (thoa) ct , d Wn , x 4415, 63  Độ võng: Vậy: Cánh dầm không thỏa điều kiện ƯS Bài 4: (CK 09-01-2008) Kiểm tra ƯS thớ trên, ƯS thớ dưới, độ võng dầm cầu chạy dạng dầm đơn giản nhịp L = 6m (cầu trục có chế độ làm việc nhẹ), có tiết diện (xem hình vẽ): dầm I-500x200x10x16mm (h = 500mm, b = 200mm, tw = 10mm, tf = 16mm, A = 111,2cm2, Ix = 47800cm4, Iy = 1910cm4, gD = 89,6KG/m) cánh gia cường thép hình U-24 (A = 30,6cm2, Ix = 2900cm4, Iy = 208cm4, z0 = 2,42cm, g = 24KG/m) Ray có trọng lượng thân gR = 24KG/m.Biết:  Khoảng cách trục bánh xe cầu trục K = 3500mm  Bề rộng cầu trục B = 5000mm  Áp lực tiêu chuẩn bánh xe cầu trục lên ray xe mang  vật nặng đến gần sát phía ray Ptcmax = 87kN  Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên bánh xe cầu trục Ttc = 1,8kN LVH _ K.07 19 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép Độ võng xác định theo CT:  = Mtc.L2/(10EIx) độ võng cho phép (/L) = 1/600.Hệ số điều kiện làm việc c = 0,9 Giải: 1/ TH cầu trục:  Áp lực thẳng đứng tính toán bánh xe: P  k1. Q nth Pmcax  1.1,1.1.87  95, 7(kN ) Với: CĐLV nhẹ  k1 =  Tải ngang tính toán bánh xe: T  k2  Q nth T1c  1.1,1.1.1,8  1, 98(kN )  Xác định Mmax : K 3,5 x   1, 75(m) 2 (2 L  K )2 P 8L (2.6  3,5)2 95,   144, 05(kN m) 8.6 M max   Xác định Mx , My : L  6m    1, 03 M x   M max  1, 03.144, 05  148,372(kN m) M T 144, 05.1, 98 M y  max   2,98(kN m) P 95,  X/đ đặc trưng hình học:  X/đ trục trung hòa x-x: zx  30, 6.2, 42  111, 2.(50 /  0.56)  20, 6(cm) 30,  111,  X/đ Wct,t/dn,x : I x  [208  30, 6.(20,  2, 42) ]   50   +  47800  111,   0,56  20,    60857, 4(cm4 )     I 60857, Wnct, x,t  x   2954, 24(cm3 ) zx 20, I 60857, Wnct, x, d  x   2031, 3(cm3 ) 29,96 29,96  X/đ Wdhy : I y  2900  Wydh  2I y 20 1, 6.203  3966, 67(cm ) 12  396, 67(cm3 )  Kiểm tra:  ƯS thớ cánh dầm: t  M Mx 14837, 298  dhy    5, 77(kN / cm2 ) ct ,t Wn, x Wy 2954, 24 396, 67  fy  f  c    M   25    c     23,8(kN / cm ) (thoa) 1, 05     ƯS thớ cánh dầm: LVH _ K.07 20 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép d  Mx 14837,   7, 3(kN / cm )  f  c  23,8(kN / cm ) (thoa) ct ,d Wn, x 2031,3  Độ võng: Mô men tiêu chuẩn lớn dầm cầu trục vị trí bất lợi nhất: (2L  K ) Pmcax (2.6  3,5)2 87   130,953(kN m) 8L 8.6 M xc   M mc ax  1,03.346,8  134,882(kN m) M mc ax   M xc L 134,882.100.600 1       (thoa) L 10.E.I x 10.(21.10 ).60857, 1579  L  600 2/ TH cầu trục: Tham khảo  Áp lực thẳng đứng tính toán bánh xe: P  k1. Q nth Pmcax  1.1,1.0,85.87  81, 35(kN ) Với: CĐLV nhẹ  k1 =  Tải ngang tính toán bánh xe: T  k2  Q nth T1c  1.1,1.0,85.1,8  1, 68(kN )  Xác định Mmax : x K  B 2.3,5    ( m) 3 M max  (3L  B  K )   P   B K 12 L    (3.6   2.3,5)   81,35    3,5 12.6    167, 22(kN m)  Xác định Mx : L  6m    1, 03 M x   M max  1, 03.167, 22  172, 24(kN m)  Xác định My : My  M max T 167, 22.1, 68   3, 45(kN m) P 81,35 Phần 4: BỂ CHỨA CHẤT LỎNG Bài 1: (CK 19-01-2010) Cho bể chứa hình trụ thép, đáy phẳng đặt móng BTCT có phủ đệm cát đặt TPHCM.Đường kính bể D = 15m, chiều cao chất lỏng chứa bể H = 10m, chiều dày thành bể t = 8mm.Trọng lượng riêng chất lỏng  = 7,8kN/m3, áp lực dư bể pd = 0,02daN/cm2, áp lực chân không p0 = 0,002daN/cm2.Nắp thành bể có lớp cách nhiệt dày 10mm, tỷ trọng 1,5kN/m3 bên có che tôn sóng 0,1kN/m2 Hệ số điều kiện làm việc thành bể m = 0,8, đường hàn n = 0,9 Hệ số vượt tải chất lỏng n1 = 1,1, n2 = 1,2 1/ Kiểm tra ƯS thép thành sát đáy bể 2/ Kiểm tra đường hàn góc liên kết thành đáy bể 3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành cách đáy bể 1,5m LVH _ K.07 21 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép 4/ Kiểm tra hiệu ứng biên thành đáy bể 5/ Kiểm tra ổn định thành bể.Đề biện pháp không thỏa điều kiện ổn định Cho biết: - Thép sử dụng CCT38 có fy = 25kN/cm2 , fu = 45kN/cm2 , fv = 0,58.f , E = 21000kN/cm2 - Hệ số độ tin cậy vật liệu M = 1,05 - Hàn đối đầu: fw = f (nén, kéo, uốn), fwv = fv (trượt) - Hàn góc: fwf = 18kN/cm2 (theo kim loại mối hàn), fws = 0,45.fu (theo kim loại biên nóng chảy) Giải: 1/ Kiểm tra ƯS thép thành sát đáy bể:  Áp lực tính toán đáy bể: px   Qg  L H   Qd pd  1,1.7,8.10  1, 2.2  88, 2(kN / m )  Kiểm tra: (theo vật liệu đường hàn đối đầu) fy 25  23,8(kN / cm2 )  M 1, 05 p r 88, 2.7,5 2  x   82687,5(kN / m2 )  8, 27(kN / cm2 ) t 0,008 f    f  c  23,8.0,9  21,42(kN / cm2 ) (thoa) 2/ Kiểm tra đường hàn góc liên kết thành đáy bể:  Trọng lượng nắp bể: Gn    Qg t. s   Qcn tcn  cn   ts gts   r  1,1.0, 008.78,5  1, 2.0, 01.1,5  1,1.0,1  7,52  144, 7(kN )  Trọng lượng thành + nắp bể: G   gt  ( Qg t. s   Qcn tcn  cn ).H  n  1cm D  144,    (1,1.0, 008.78,5  1, 2.0, 01.1,5).10  0, 01m  0,102(kN )   15    Mô men uốn theo phương đường sinh: M  0,3   Qg  L H   Qd pd  r.t.1cm  0,3 1,1.7,8.10  1, 2.2  7,5.0, 008.1  1, 588(kN cm) t  8mm  h f ,min  5mm (TCVN , bang 43, trang 70)  2  f y  250 N / mm  430 N / mm  h f ,max  1, 2h f ,min  6mm Chọn hf = 5mm Dùng pp hàn tay: tw   f hf  0, 7.0,5  0,35(cm) Aw  2tw lw  2.0,35.1cm  0, 7(cm2 ) 3 lw  2tw  t   t   2.0,35  0,8   0,83       0,318(cm3 ) Ww   6(2tw  t ) 6(2.0,35  0,8)  Kiểm tra: w  gt M 0,102 1,588     5,14(kN / cm2 ) Aw Ww 0,7 0,318  f wf  c  18.0,9  16, 2( kN / cm2 ) (thoa) LVH _ K.07 22 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép Vậy đường hàn góc đủ khả chịu lực 3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành cách đáy bể 1,5m:  Mô men uốn theo phương đường sinh: M  0,3  Qg  L ( H  1,5)   Qd pd  r.t.1cm  0,3.1,1.7,8.(10  1,5)  1, 2.2.7, 5.0, 008.1  1,356(kN cm)  Trọng lượng thành + nắp bể: G   gt  ( Qg t. s   Qcn tcn  cn ).x  n  1cm D  144,    (1,1.0, 008.78,  1, 2.0, 01.1,5).8,5  0, 01m  0, 091(kN )   15    Kiểm tra: tw  t  8mm g 6M 6.1,356 0,091  wt  cm  t cm    12,6(kN / cm2 ) tw tw 0,82.1 0,8.1  f wt  c  (0,85 f ). c  (0,85.23,8).0,9  18, 21(kN / cm2 ) (thoa ) 4/ Kiểm tra hiệu ứng biên thành đáy bể: gt 6M 0,102 6.1,588 1  cm  cm    15,02(kN / cm2 ) t.1 t 0,8.1 0,8  f  c  23,8.0,8  19,04(kN / cm2 ) (thoa) 5/ Kiểm tra ổn định thành bể:  Do ƯS theo phương đường sinh:  ƯS nén tới hạn theo phương đường sinh: C.E.t    cr1   f ;  r   Với: f r 23,8  7,5     0,97   0, 00025  0,95   0,97   0, 00025  0,95  0, 274   Et 21000  0, 008   Vậy điều kiện ổn định không thỏa  Cần tăng chiều dày thành bể Chú ý: Nếu  < tăng chiều dày thành bể, không tăng cường vành cứng (vì sét ƯS theo phương đứng)  Do ƯS nén tới hạn theo phương vòng:  ƯS nén tới hạn theo phương vòng: H 10 r t   1,33   cr  0,55E   r 7, H r 3/2 7,  0, 008   0,55.21000 10  7,5  3/2  0,302(kN / cm2 )  ƯS nén theo phương vòng: TP.HCM thuộc vùng II, H = 10m  k = 1,18 P0   Q p0  1, 2.0,  0, 24(kN / m ) Pg  0,5w0  Qw k  0, 5.0,83.0,8.1,18  0, 392(kN / m )    Pg  P0  nc r 0,9.7,5   0,392  0, 24   533, 25(kN / m2 ) t 0,008  0,0533(kN / cm2 )   c  cr  1.0,302(kN / cm2 ) (thoa) Không cần tăng cường vành cứng hay tăng chiều dày thép thành bể Ghi chú: Nếu ƯS theo phương vòng không thỏa nên tăng cường vành cứng  Kết luận: Cần tăng chiều dày thành bể để đảm bảo điều kiện ổn định LVH _ K.07 23 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép  Tham khảo cách tính 1:  Trọng lượng mái (thép bể + lớp cách nhiệt + tôn sóng): Gm   Qg t. s   Qcn tcn  cn   Qts pts  1,1.0, 008.78,  1, 2.0, 01.1,5  1,1.0,1  0,82(kN / m )  Áp lực chân không: P0   Q p0  1, 2.0,  0, 24(kN / m )  Áp lực gió: TP.HCM  w0 = 83kG/m2 = 0,83kN/m2 Pg   Qw c.w  0,8.0,8.0,83  0,531(kN / m )  Trọng lượng thân lớp cách nhiệt quanh thân nằm đáy bể: Gt    Qg  s t   Qcn  cn tcn  H  1,1.78,5.0, 008  1, 2.1,5.0, 01 10  7, 088(kN / m)  ƯS nén theo phương đường sinh: r G 1  Gm  nc  P0  Pg   t 2t t  0,82  0,9  0, 24  0,531  7,5 7, 088  2.0, 008 0, 008  1147, 6(kN / m2 )  0,115(kN / cm2 ) Bài 2: (CK 10-01-2009) Cho bể chứa hình trụ thép, đáy phẳng đặt móng BTCT có phủ đệm cát.Đường kính bể D = 15m, chiều cao chất lỏng chứa bể H = 10m, chiều dày thành bể t = 7mm.Trọng lượng riêng chất lỏng  = 7,8kN/m3, áp lực dư bể pd = 0,02daN/cm2, áp lực chân không p0 = 0,0025daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc thành bể m = 0,8, đường hàn n = 0,9 Hệ số vượt tải chất lỏng n1 = 1,1, n2 = 1,2 1/ Kiểm tra ƯS thép thành sát đáy bể 2/ Kiểm tra hiệu ứng biên thành đáy bể 3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành đáy bể 4/ Kiểm tra ổn định thành bể.Đề biện pháp không thỏa điều kiện ổn định Cho biết: - Thép sử dụng CCT38 có fy = 25kN/cm2 , fu = 45kN/cm2 , fv = 0,58.f , E = 21000kN/cm2 - Hệ số độ tin cậy vật liệu M = 1,05 - Hàn đối đầu: fw = f (nén, kéo, uốn), fwv = fv (trượt) - Hàn góc: fwf = 18kN/cm2 (theo kim loại mối hàn), fws = 0,45.fu (theo kim loại biên nóng chảy) Giải: 1/ Kiểm tra ƯS thép thành sát đáy bể:  Áp lực tính toán đáy bể: px   Qg  L H   Qd pd  1,1.7,8.10  1, 2.2  88, 2(kN / m )  Kiểm tra: fy 25  23,8(kN / cm2 )  M 1, 05 p r 88, 2.7,5 2  x   82687,5(kN / m2 )  8, 27(kN / cm2 ) t 0,008 f    f  c  23,8.0,9  21,42(kN / cm2 ) (thoa) 2/ Kiểm tra hiệu ứng biên thành đáy bể:  Trọng lượng nắp bể: LVH _ K.07 24 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép Gn    Qg t. s   Qcn g cn   r  1,1.0, 007.78,5  1, 2.0, 25   7,52  159,83(kN )  Trọng lượng thành nắp bể: G   gt  ( Qg t. s   Qcn g cn ).H  n  1cm D  159,83    (1,1.0, 007.78,5  1, 2.0, 25).10  0, 01m  0,124(kN )   15    Mô men uốn theo phương đường sinh: M  0,3   Qg  L H   Qd pd  r.t.1cm  0,3 1,1.7,8.10  1, 2.2  7,5.0, 007.1  1, 389(kN cm)  Kiểm tra: 1  gt 6M 0,124 6.1,389  cm    17,19(kN / cm2 ) cm t.1 t 0,7.1 0,72.1  f  c  23,8.0,8  19,04(kN / cm2 ) (thoa) 3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành đáy bể: tw  t  mm g 6M 6.1,389 0,124  wt  cm  t cm    16,83(kN / cm2 ) tw tw 0,72.1 0,7.1  f wt  c  (0,85 f ). c  (0,85.23,8).0,9  18, 21(kN / cm2 ) (thoa ) 4/ Kiểm tra ổn định thành bể:  Do ƯS theo phương đường sinh:  ƯS nén tới hạn theo phương đường sinh: C.E.t    cr1   f ;  r   Với: f r 23,8  7,5     0,97   0, 00025  0, 95   0,97   0, 00025  0,95  0, 45   Et 21000  0, 007   Điều kiện ƯS theo phương đứng không thỏa  Cần tăng chiều dày thành bể  Do ƯS nén tới hạn theo phương vòng:  ƯS nén tới hạn theo phương vòng: 3/2 H 10 r t   1,33   cr  0,55E   r 7, H r 7,5  0, 007   0, 55.21000 10  7,5  3/2  0, 247(kN / cm2 )  ƯS nén theo phương vòng: TP.HCM thuộc vùng II, H = 10m  k = 1,18 P0   Q p0  1, 2.0, 25  0,3(kN / m ) Pg  0,5w0  Qw k  0, 5.0,83.0,8.1,18  0, 392(kN / m )    Pg  P0  nc r 0,9.7,5   0,392  0,3  667,3(kN / m2 ) t 0,007  0,0667(kN / cm2 )   c  cr  1.0, 247(kN / cm2 ) (thoa) Không cần tăng cường vành cứng hay tăng chiều dày thành bể  Kết luận: Cần tăng chiều dày thành bể để đảm bảo điều kiện ổn định Bài 3: (CK 09-01-2008) Cho bể chứa hình trụ thép, đáy phẳng đặt móng BTCT có phủ đệm cát.Đường kính bể D = 15m, chiều cao chất lỏng chứa bể H = 8m.Trọng lượng riêng chất lỏng 1 = 800daN/m3, áp lực dư bể pd = 0,2daN/cm2, áp lực chân không p0 = 0,035daN/cm2 LVH _ K.07 25 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép Hệ số điều kiện làm việc thành bể m = 0,8, đường hàn n = 0,9 Hệ số vượt tải chất lỏng n1 = 1,1, n2 = 1,2 Xác định chiều dày thành bể nhằm đảm bảo: 1/ Điều kiện bền cho thành bể 2/ Hiệu ứng biên từ tính đường hàn (góc đối đầu) liên kết thành đáy bể 3/ Điều kiện ổn định thành bể.Có thể đề xuất biện pháp nhằm đảm bảo ổn định thành bể không ảnh hưởng đến điều kiện bền thành bể Cho biết: - Thép sử dụng CCT38 có fy = 25kN/cm2 , fu = 45kN/cm2 , fv = 0,58.f , E = 21000kN/cm2 - Hệ số độ tin cậy vật liệu M = 1,05 - Hàn đối đầu: fw = f (nén, kéo, uốn), fwv = fv (trượt) - Hàn góc: fwf = 18kN/cm2 (theo kim loại mối hàn), fws = 0,45.fu (theo kim loại biên nóng chảy) Giải: 1/ Xác định chiều dày thành bể theo điều kiện bền:  Áp lực tính toán đáy bể: px   Qg  L H   Qd pd  1,1.8.8  1, 2.20  94, 4(kN / m )  Điều kiện theo vật liệu đường hàn: px r 94, 4.(7,5.102 ) t   0,33(cm) f  c 23,8.0,9 Chọn bề dày thành bể t = 8mm (chọn để thỏa điều kiện hiệu ứng biên) 2/  Kiểm tra hiệu ứng biên thành đáy bể:  Trọng lượng nắp bể: Gn    Qg t. s   Qcn g cn   r  1,1.0, 008.78,5  1, 2.0, 25   7,52  175, 09( kN )  Trọng lượng thành nắp bể: G   gt  ( Qg t. s   Qcn g cn ).H  n  1cm D  175, 09    (1,1.0, 008.78,5  1, 2.0, 25).8  0, 01m  0,116(kN )   15    Mô men uốn theo phương đường sinh: M  0,3   Qg  L H   Qd pd  r.t.1cm  0,3 1,1.8.8  1, 2.20 7,5.0, 008.1  1, 699(kN cm)  Kiểm tra: 1  gt 6M 0,116 6.1,699  cm    16,07(kN / cm2 ) cm t.1 t 0,8.1 0,8  f  c  23,8.0,8  19,04(kN / cm2 ) (thoa)  Tính đường hàn liên kết thành đáy bể:  Đối với đường hàn góc: Cách 1: Chọn chiều cao đường hàn kiểm tra t  8mm  h f ,min  5mm  h f ,max  1, 2h f ,min  6mm   f y  25kN / cm Chọn hf = 5mm Dùng pp hàn tay: LVH _ K.07 26 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép tw   f hf  0, 7.0,5  0,35(cm) Aw  2tw lw  2.0,35.1cm  0, 7(cm2 ) 3 lw  2tw  t   t   2.0,35  0,8   0,83      0,318(cm3 ) Ww   6(2tw  t ) 6(2.0,35  0,8) Điều kiện: w  gt M 0,116 1, 699     5,51(kN / cm2 )  f wf  c  18.0,9  16, 2(kN / cm2 ) (thoa) Aw Ww 0, 0,318 Cách 2: Dùng pp hàn tay: tw   f h f  0, 7.h f (cm) Aw  2tw lw  2.(0, 7.h f ).1cm  1, 4h f (cm ) Iw  lw  1cm  3 2tw  t   t   1, 4hf  0,8  0,83  (cm4 )    12   12  2Iw 1, 4hf  0,8  0,83 (cm3 ) Ww   2t w  t 6.(1, 4hf  0,8) lw  2t w  t   t   CTTQ: Ww   6(2tw  t ) Điều kiện: w  gt M 0,116 1, 699. 6.(1, 4hf  0,8)      f wf  c  18.0,  16, 2(kN / cm2 ) 3 Aw Ww 1, 4h f 1, 4hf  0,8  0,8  h f  0, 26cm t  8mm  h f ,min  5mm  h f ,max  1, 2h f ,min  6mm   f y  25kN / cm Chọn hf = 5mm  Đối với đường hàn đối đầu: g 6M 6.1,699 0,116  wt  cm  t cm   tw t w tw2 tw  f wt  c  (0,85 f ). c  (0,85.23,8).0,9  18, 21(kN / cm2 )  tw  0,75cm Chọn tw = 8mm 3/ Kiểm tra ổn định thành bể:  Do ƯS theo phương đường sinh:  ƯS nén tới hạn theo phương đường sinh: C.E.t    cr1   f ;  r   Với: f r 23,8  7,5     0,97   0, 00025  0,95   0,97   0, 00025  0,95  0, 274   Et 21000  0, 008   Vậy điều kiện ổn định không thỏa  Cần tăng chiều dày thành bể Giả sử đề yêu cầu đề xuất biện pháp kiểm tra: Tăng t = 12mm (chỉ tăng cho thành bể) LVH _ K.07 27 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép f r 23,8  7,5     0,97   0, 00025  0,95   0,97   0, 00025  0,95  0,14  Et 21000  0, 012   r 7,5   625  C  0,1075 t 0, 012 C.E.t  0,1075.21000.0, 012      cr1   f ;    0,14.23,8;   3,33(kN / cm ) r 7,5      Trọng lượng mái (thép bể + lớp cách nhiệt): Gm   Qg t. s   Qcn g cn  1,1.0, 008.78,5  1, 2.0, 25  0,991(kN / m ) (Nếu đề không cho lớp cách nhiệt tự chọn theo qui định)  Áp lực chân không: P0   Q p0  1, 2.3,  4, 2(kN / m )  Áp lực gió: TP.HCM  w0 = 83kG/m2 = 0,83kN/m2 Pg   Qw c.w  0,8.0,8.0,83  0,531(kN / m )  Trọng lượng thân lớp cách nhiệt quanh thân nằm đáy bể: Gt    Qg  s t   Qcn gcn  H  1,1.78,5.0,012  1, 2.0, 25  10, 69(kN / m)  ƯS nén theo phương đường sinh: r G 1  Gm  nc  P0  Pg   t 2t t  0,991  0,9  4,  0, 531 7, 10, 69  2.0, 012 0, 012  2232, 4(kN / m2 )  0, 2232(kN / cm2 )   c  cr1  1.3,33  3,33(kN / cm2 ) (thoa)  Do ƯS nén tới hạn theo phương vòng:  ƯS nén tới hạn theo phương vòng: H r t   1, 067   cr  0,55E   r 7,5 H r 3/2 7,5  0, 012   0,55.21000  7,5  3/2  0, 693(kN / cm2 )  ƯS nén theo phương vòng: TP.HCM thuộc vùng II, H = 8m  k = 1,14 (nội suy) Pg  0,5w0  Qw k  0, 5.0,83.0,8.1,14  0,378(kN / m )    Pg  P0  nc r 0,9.7,5   0,378  4,2   2575,13(kN / m2 ) t 0,012  0, 258(kN / cm2 )   c  cr  1.0,693(kN / cm2 ) (thoa)  Kiểm tra ổn định cho thân bể: 1  0, 2232 0, 258     0, 44   Thoa  cr1  cr 3,33 0, 693 Ghi chú: Cách tính đề xuất phương án Bài 4: (CK 08-01-2006) Cho bể chứa hình trụ thép, đáy phẳng, đặt gối tựa BTCT.Đường kính bể D = 3m, chiều dài bể L = 9m, chiều dày thành bể  = 5mm, chiều cao chất lỏng chứa bể H = 2,8m.Trọng lượng riêng chất lỏng 1 = 800daN/m3, áp lực dư bể pd = 0,4daN/cm2, áp lực chân không p0 = 0,1daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc thành bể m = 0,8, đường hàn n = 0,9 Hệ số vượt tải chất lỏng n1 = 1,1, n2 = 1,2 1/ Xác định vị trí gối tựa 2/ Kiểm tra ƯS theo phương đường sinh 3/ Kiểm tra ƯS theo phương vòng LVH _ K.07 28 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép 4/ Kiểm tra ổn định thành bể.Đề biện pháp không thỏa Cho biết: - Thép sử dụng CCT38 có fy = 25kN/cm2 , fu = 45kN/cm2 , fv = 0,58.f , E = 21000kN/cm2 - Hệ số độ tin cậy vật liệu M = 1,05 - Hàn đối đầu: fw = f (nén, kéo, uốn), fwv = fv (trượt) - Hàn góc: fwf = 18kN/cm2 (theo kim loại mối hàn), fws = 0,45.fu (theo kim loại biên nóng chảy) Giải: 1/ Xác định vị trí gối tựa: L0  0, 586L  0,586.9m  5, 274(m) L  L0  5, 274 c   1,863(m) 2 2/ Kiểm tra ƯS theo phương dường sinh:  Trọng lượng thép bể chất lỏng: G  2 r  L  r  t. S  2. 1,5   1,5  0, 005.78,  38,842(kN ) G   38,842  q   Qg    L  r   1,1   8. 1, 52   66,95(kN / m) L     ƯS dọc theo phương đường sinh:  1  q.( L20  4c ) 66,95.(5, 2742  4.1,8632 )   3298,92(kN / m )  0,33(kN / cm ) 8. r t 8. 1,52.0, 005  ƯS áp lực dư áp lực thủy tĩnh t/d lên đáy bể: ( p    r ).r (1, 2.40  1,1.8.1,5).1,  1  Qd d Qg L   9180(kN / m )  0, 918(kN / cm ) 2t 2.0, 005  ƯS uốn bể: f  fy M  25  23,8(kN / cm2 ) 1, 05 1   1   1  0,33  0,918  1, 248(kN / cm2 )  f  c  23,8.0,8  19, 04(kN / cm2 ) (thoa) 3/ Kiểm tra ƯS theo phương vòng: ( p  2 Qg  L r ).r (1, 2.40  2.1,1.8.1,5).1,5   Qd d  t 0, 005  22320(kN / m )  2, 232(kN / cm2 )  f  c  19, 04(kN / cm2 ) (thoa ) 4/ Kiểm tra ổn định thân bể:  p r 1, 2.0, 001.1,5 1  Q0   0,18(kN / cm ) 2t 2.0, 005   2  2.0,18  0,36(kN / cm2 )  ƯS tới hạn theo phương đường sinh: f r 23,8  1500     0, 97   0, 00025  0, 95   0, 97   0, 00025  0, 95  0,572  Et 21000    r 1500   300  C  0,16 t C.E.t  0,16.21000.5     cr1   f ;    0, 572.23,8;   11, 2(kN / cm ) r 1500      ƯS tới hạn theo phương vòng: LVH _ K.07 29 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép L E.r  t      cr  0,55   r 1,5 L r 3/2  0,55 21000.1,5      1500  3/2  0,37(kN / cm2 )  Kiểm tra: 1  0,18 0,36     0,99  (thoa)  cr1  cr 11, 0, 37 // 1(daN / cm )  102 (kN / m )  102 (kN / cm ) 1(daN / m3 )  10 2 ( kN / m3 )  10 8 (kN / cm3 ) 1(kN / m )  104 (kN / cm ) LVH _ K.07 30 [...]... 1,1, đối với hơi n2 = 1,2 1/ Kiểm tra ƯS thép thành sát đáy bể 2/ Kiểm tra đường hàn góc liên kết thành và đáy bể 3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành cách đáy bể 1,5m LVH _ K.07 21 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép 2 4/ Kiểm tra hiệu ứng biên giữa thành và đáy bể 5/ Kiểm tra ổn định thành bể.Đề ra biện pháp nếu không thỏa điều kiện ổn định Cho biết: - Thép sử dụng CCT38 có fy = 25kN/cm2 , fu...  1.0,302(kN / cm2 ) (thoa) Không cần tăng cường các vành cứng hay tăng chiều dày thép thành bể Ghi chú: Nếu ƯS theo phương vòng không thỏa thì nên tăng cường các vành cứng  Kết luận: Cần tăng chiều dày thành bể để đảm bảo điều kiện ổn định LVH _ K.07 23 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép 2  Tham khảo cách tính 1:  Trọng lượng mái (thép bể + lớp cách nhiệt + tôn sóng): Gm   Qg t. s   Qcn tcn.. .Bài tập Thép 2 GV: TS.Ngô Hữu Cường  Hệ giằng cột: Không cần bố trí hệ giằng giữa, vì chiều dài nhà Lgiằng = 54m < 75m và không có khe t0 (nên không cần k/cách 2 hệ giằng ≤ 50m) 2/  Cột giữa:  Tính Dmax , Dmin : LVH _ K.07 11 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép 2 B  ( BK  K ) / 2   0,842  B  B  ( BK  K ) / 2 y2   0,108...  c    1  23,8(kN / cm ) (thoa) 1, 05     ƯS ở thớ cánh dưới dầm: LVH _ K.07 20 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép 2 d  Mx 14837, 2   7, 3(kN / cm 2 )  f  c  23,8(kN / cm 2 ) (thoa) ct ,d Wn, x 2031,3  Độ võng: Mô men tiêu chuẩn lớn nhất trong dầm do 1 cầu trục ở vị trí bất lợi nhất: (2L  K ) 2 Pmcax (2.6  3,5)2 87   130,953(kN m) 8L 8.6 M xc   M mc ax  1,03.346,8  134,882(kN...  Kiểm tra: w  gt M 0,102 1,588     5,14(kN / cm2 ) Aw Ww 0,7 0,318  f wf  c  18.0,9  16, 2( kN / cm2 ) (thoa) LVH _ K.07 22 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép 2 Vậy đường hàn góc đủ khả năng chịu lực 3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành cách đáy bể 1,5m:  Mô men uốn theo phương đường sinh: M  0,3  Qg  L ( H  1,5)   Qd pd  r.t.1cm  0,3.1,1.7,8.(10  1,5)  1, 2.2.7,... 4L  2    Vmax : Vmax  LVH _ K.07 (4 L  2 K1 ).P L 13 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép 2  TH 2 dầm cầu chạy: Mỗi bên 2 bánh  Mmax : P  k1. Q nth Pmcax x 2K  B 3  (3L  B  2 K )2  M max  P  B K 12 L    Vmax : (3L  2 B  K ).P  (khi L  B) Vmax  L  V  (2 L  B  K ).P (khi L  B)  max L Bài 2: (CK 10-01-2009) Kiểm tra ƯS thớ trên, ƯS thớ dưới, độ võng của dầm cầu chạy... thép thành sát đáy bể:  Áp lực tính toán ở đáy bể: px   Qg  L H   Qd pd  1,1.7,8.10  1, 2.2  88, 2(kN / m 2 )  Kiểm tra: fy 25  23,8(kN / cm2 )  M 1, 05 p r 88, 2.7,5 2  x   82687,5(kN / m2 )  8, 27(kN / cm2 ) t 0,008 f    f  c  23,8.0,9  21,42(kN / cm2 ) (thoa) 2/ Kiểm tra hiệu ứng biên giữa thành và đáy bể:  Trọng lượng nắp bể: LVH _ K.07 24 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép. .. 0,3  667,3(kN / m2 ) t 0,007  0,0667(kN / cm2 )   c  cr 2  1.0, 247(kN / cm2 ) (thoa) Không cần tăng cường các vành cứng hay tăng chiều dày thành bể  Kết luận: Cần tăng chiều dày thành bể để đảm bảo điều kiện ổn định Bài 3: (CK 09-01-2008) Cho bể chứa hình trụ bằng thép, đáy phẳng đặt trên móng BTCT có phủ đệm cát.Đường kính bể D = 15m, chiều cao chất lỏng chứa trong bể H = 8m.Trọng lượng riêng... p0 = 0,035daN/cm2 LVH _ K.07 25 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép 2 Hệ số điều kiện làm việc đối với thành bể m = 0,8, đối với đường hàn n = 0,9 Hệ số vượt tải đối với chất lỏng n1 = 1,1, đối với hơi n2 = 1,2 Xác định chiều dày thành bể nhằm đảm bảo: 1/ Điều kiện bền cho thành bể 2/ Hiệu ứng biên và từ đó tính đường hàn (góc hoặc đối đầu) liên kết thành và đáy bể 3/ Điều kiện ổn định thành bể.Có... 0,8.1 0,8 1  f  c  23,8.0,8  19,04(kN / cm2 ) (thoa)  Tính đường hàn liên kết thành và đáy bể:  Đối với đường hàn góc: Cách 1: Chọn chiều cao đường hàn rồi kiểm tra t  8mm  h f ,min  5mm  h f ,max  1, 2h f ,min  6mm  2  f y  25kN / cm Chọn hf = 5mm Dùng pp hàn tay: LVH _ K.07 26 GV: TS.Ngô Hữu Cường Bài tập Thép 2 tw   f hf  0, 7.0,5  0,35(cm) Aw  2tw lw  2.0,35.1cm  0, 7(cm2