thep-dam-in

Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng h m Bài tập : Thiết kế dầm phụ nhịp B (m) B 0,1 10 (m) Thiết kế dầm nhịp L (m) L 12 0,1 10 13 (m) Tính tốn liên kết dầm phụ dầm Hoạt tải tiêu chuẩn : qc = 900 – 10x10 = 800 (daN/m2) Sàn bê tông cốt thép dày 10 (cm) Hệ số vượt tải 1,1 TRÌNH TỰ TÍNH TỐN Tính tốn dầm phụ: a) Sơ đồ tính Sơ đồ tính dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố b) Tải trọng Hoạt tải tiêu chuẩn : Nhóm 10 qc 900 10 10 800 (daN / m2 ) Page Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng Trọng lượng sàn bê tông : gsc bt hs 2500 0,01 25 (daN / m2 ) Tải trọng tiêu chuẩn : qtc L 10 13 10 g sc qc 1072,5 (daN / m2 ) 25 800 Tải trọng tính tốn : qtt g sc qc n L 10 25 800 1,1 13 1180 (daN / m) 10 c) Nội lực dầm : M max qtt Vmax qtt B2 1180 72 7227,5 (daNm) B 1180 4130 (daN ) 2 Momen kháng uốn yêu cầu : Wx M max c c f 722750 344,16 (cm3 ) 1 2100 d) Hình dạng tiết diện: Tra bảng thép hình chữ I, chọn dầm số hiệu I 27 c đặc trưng sau Wx 371,9 (cm3 ) ; A=24 (cm2 ) ; I x 5010 (cm4 ) ; h=27 (cm ) ; t f =0,98(cm) ; t w =0,6 (cm) ; b=12,5 (cm3 ) ; g cdp =31,5 (daN/m) ; Sx 210 (cm3 ) ; e) Kiểm tra tiết diện vừa chọn: Momen dầm : M Nhóm 10 M max gcdp n B2 7227,5 31,5 1,1 72 7349,7 (daNm) Page Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng Lực cắt gối : V Vmax gcdp n B 4130 31,5 1,1 4251,3(daN ) 2 - Kiểm tra theo ứng suất pháp cực đại dầm : max M Wnx 734970 1976,3 (daN / cm2 ) < 371,9 c f 2100 2100 (daN / cm2 )  Kiểm tra theo điều kiện chịu cắt tiết diện đầu dầm : max Vmax S x I x tw 4251,3 210 5010 0, 297 (daN ) < c f v 0,58 2100 1218 (daN )  Kiểm tra độ võng dầm phụ : c c 7003 = (q g ) B = (1072,5 31,5) l 384 E Ix 384 2,1 108 5010 4,68 10 10 l l 250 Vậy dầm không thỏa điều kiện độ võng cho phép Ta chọn lại dầm chữ I có số hiệu , c đặc trưng sau Wx 472 (cm3 ) ; b=13,5 (cm3 ) ; g cdp =36,5 (daN/m) ; A=46,5 (cm2 ) ; I x 7080 (cm4 ) ; h=30 (cm ) ; t f =10,3(cm) ; t w =0,65 (cm) ; Sx 268 (cm3 ) ; Thép số hiệu 27 thỏa mãn điều kiện độ bền nên thép số hiệu thỏa mãn  Kiểm tra điều kiện độ võng : c c 7003 = (q g ) B = (1072,5 36,5) E Ix 384 l 384 2,1 108 7080 10 3,33 10 250 l l  Kiểm tra ổn định tổng thể cho dầm: có sàn thép liên kết vào cánh ( chịu nén) dầm phụ nên ta không cần kiểm tra ổn định tổng thể cho dầm Nhóm 10 Page Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng Tính tốn thiết kế liên kết dầm phụ vào dầm 20 150 50 100 200 50 P 95 Thép Dầm phụ thép hình I 30 x 170 x 200 tw=10  Thiết kế bulong: Chọn thép thép CCT38, que hàn N46, hàn tay Chọn bố trí bulong thường độ bền 4.8 tiết diện Ø16 có fvb = 1600 (daN/cm2), fcb = 4650 (daN/cm2)  Nội lực dầm vị trí gối tựa: Momen uốn: M = Lực cắt : (daN.m) P = 4215 (daN) Do lực cắt P đặt lệch so với trọng tâm nh m bulong đoạn e = 95(mm) Momen lệch tâm: Nhóm 10 Mlt = P e = 4215 x 9,5 = 40042 (daN.cm) Page Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng  Khả chịu lực bulong ( chịu cắt ép mặt ) Khả chịu cắt ép mặt bulong:  N vb  f vb   b  A  nv  1600  0,9  2,01   2894,4 (daN )  N cb  d    t min  f cb   b  1,6  0,6  4650  0,9  4017,6 (daN) Ta chọn khả chịu lực nhỏ bulong  N minb   N cb  2894,4 (daN)  Lực tác dụng lên bulong: Do lực cắt P: NP  P 4215   1054 (daN) n Do momen lệch tâm: NM  M lt 40042   2002 (daN) a  n1 10  Trong đ a= (cm) khoảng cách hàng bulong n1 = số bulong hàng n = tổng số bulong liên kết Hợp lực P Mlt lên bulong: N b  N P2  N M2  10542  20022  2263 (daN ) Kiểm tra khả chịu lực bulong N b  2263 (daN) <  N min b    2894,4 (daN )  Vậy liên kết đủ bền Nhóm 10 Page Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng  Thiết kế đường hàn - Cường độ tính tốn đường hàn góc: Theo tiết diện ( ) qua đường hàn: fwf = 2000 (daN/cm2) Theo tiết diện (2) qua biên n ng chảy thép bản: fws = 0.45fu = 0.45 x 3800 = 1710 (daN/cm2) Dùng phương pháp hàn tay nên βf = ; βs = Ta c βf fwf = 0.7 x 2000 = 1400 Βs fws = x 1710 = 1710 => (β.fw)min = βf fwf : ta tính tốn theo tiết diện (1) - Lực tác dụng lên đường hàn góc: Lực cắt: P = 4215 (daN) Moment: M = 4215 x 9,5 = 40042 (daN.cm) - Chọn chiều cao đường hàn: h f(max)  1,  tmin  1.2   7, 2(mm) h f(min)  (tra bang 2.3 trang 58) chon h f  ( mm) - Các đặc trưng hình học tiết diện đường hàn góc: Diện tích tiết diện đường hàn: Awf   f  h f   lw  0,7  0,6  2(20  1)  15,96 (cm2 ) Moment quán tính tiết diện đường hàn: (0,7  0,6)  193 I wf   12 = 480 (cm4 ) Monent chống uốn tiết diện đường hàn: Wwf  Nhóm 10 I wf h2  480  50,5 (cm3 ) 19 Page Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng - Kiểm tra ứng suất đường hàn: 2  2   V   40042   4215            15,96   835,7 (daN/cm )     f   A 50,5      td wf c   wf   f wf   c  2000 (daN/cm2 )   M  td   W  wf Vậy liên kết hàn g c đủ bền Tính tốn dầm  Sơ đồ Dầm liên kết với cột, ta chọn hình thức liên kết cho vị trí liên kết khớp : đ sơ đồ tính tốn dầm dầm đơn giản gối tựa đầu  Tải trọng lên dầm chính: Do phản lực gối tựa dầm phụ lên dầm ( bên dầm ): ldp c Ptc gdp qdp c 1072,5 36,5 7663 (daN / m2 ) 2 Nhóm 10 Page Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng Qui tải phân bố lên dầm : qtc n Ptc ldc 10 7763 5971,5 (daN / m) 13 qtt 1,1 ptt 1,1 5971 6568,7(daN / m) n: số nhịp dầm phụ tác dụng lên dầm  Xác đinh nội lực dầm: L2 Tại dầm : M max qtt 6568,7 Tại vị trí gần gối tựa : Vmax qtt  132 138762 (daNm) L 13 6568,7 42696,6 (daN ) 2 Chọn sơ chiều cao dầm: hw 5,5 Wyc 5,5 M max f 5,5 13876200 103, 2(cm) 2100  Chiều cao hmin phụ thuộc vào độ võng giới hạn, tính gần theo công thức: hmin  2100 13 400 0,985(m) 98,5(cm) 24 21 10 1,1 Chọn sơ chiều cao bụng (3.31b): tw Vmax hw f v 42696,6 103, 0,58 2100 0,339 (cm) Theo điều kiện ổn định cục bụng chịu ứng suất tiếp hw tw 3, 2,1 103 2,1 106 101 Sơ lấy hw = 103 (cm) ta có tw ≥ ,102 (cm) chọn tw = 11 (mm) Nhóm 10 Page Bài tập nhóm  PGS.TS Phan Đức Hùng Chiều cao kinh tế tiết diện dầm: hkt 1,15 M max tw f 13876200 89,1 (cm) 1,1 2100 1,15  Cuối chọn: h = 105 (cm)  Xác định kích thước cánh dầm : bf t f bf t f 2I f h2fk M max cf h twhw3 12 h 2fk 13876200 110 1073 2100 12 44, 4(cm ) 108,52 Chọn chiều dày cánh : tf = 1.6 (cm) Chiều rộng cánh : b f 44, 27,7 (cm) chọn bf = 30 (cm) 1,6 bg=144,5 tf=16 bf=300 BẢN CÁNH h=1100 X hfk=1084 X hw=1068 16 x 300 BẢN BỤNG tf=16 11 x 1068 Nhóm 10 tw=11 Page Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng  Các đặc trưng hình học tiết diện: A 1, 30 1,1 106,8 213, 48 (cm ) 1,1 106,83 30 1, 63 30 1, 12 12 Ix Wx Sx 108, 2 393701 (cm ) Ix h 393701 7158, (cm3 ) 110 108, 106,8 1, 30 106,8 1,1 2 4170 (cm3 )  Trọng lượng 1m dầm: A 7850 0,0213 167 (daN / m)  Tính lại nội lực dầm:  Tại vị trí dầm: 132 M max (6568, 167) 142296 (daN m) Qmax  Tại vị trí gần gối tựa: 13  (6568,  167)   43782 (daN)  Tại vị trí cách gối tựa đoạn l1 = L/4 = 13/4 =3,25 (m) l12 l 13 3, 252 M1  q  l1  q  (6568,7  167)   3, 25  (6568,7  167)   106719 (daN m) 2 2 l 13 Q1  q  ql1  (6568,7  147)   (6568,7  147)  3, 25  21891 (daN) 2  Kiểm tra tiết diện dầm:  Điều kiền bền: Ứng suất pháp ( vị trí dầm )  M max 14229600   1987,9 (daN/cm ) Wx 7158,   1987,9 (daN/cm )    f  2100 (daN/cm ) Nhóm 10 Page 10 Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng Ứng suất tiếp vị trí gần gối tựa:  Qmax  S x 43782  4170   421,5 (daN/ cm ) I x  tw 393701  1,1   421,5 (daN/ cm )    f v  1218 (daN/ cm ) Ứng suất tương đương vị trí cách gối tựa đoạn L/4: 1    1  hw M hw 10671900  106,8     1447,5 (daN/cm ) h Wx h 7158,2  110 Q1  Sc 21891  2601,6   131,5 (daN/ cm ) I x  tw 393701  1,1  td   12  3 12  1447,52   131,52  td  1465,3 (daN/cm )    f  2100 (daN/cm )  Vậy điều kiện bền thỏa  Kiểm tra điều kiện độ võng: h = 110 (cm) > hmin = 98,5 (cm) nên ko cần kiểm tra điều kiện độ võng  Điều kiện ổn định tổng thể: dầm sàn thép liên kết vào cánh chiụ nén dầm nên không cần kiểm tra ổn định tổng thể  Kiểm tra bụng dầm chịu ứng suất cục bộ: Do có dầm phụ liên kết vào dầm truyền phản lực lên dầm ta phải kiểm tra bụng dầm chịu ứng suất cục Nhóm 10 Page 11 Bài tập nhóm PGS.TS Phan Đức Hùng P : phản lực dầm phụ truyền vào dầm P = (1,1 x 7663) / = 4215 (daN) z = ( hh + tw ) + twb = ( 0.6 + 1,1 ) + 0.6 = (cm)  cb  P P 4215   Acb tw  z   cb  1053,7(daN / cm2 )   f  2100(daN / cm )  Điều kiện ổn định cục bộ:  Bản cánh: 14,45 E 2,1  106   9,03  0,5  0,5  15,8 tf 1,6 f 2,1  103 bg  Bảo đảm ổn định cục cánh  Bản bụng: Độ mảnh quy ước bụng: w  hw tw f 106,8  103  3,07  w   3,2 E 1,1  Bảo đảm ổn định cục bụng Nhóm 10 Page 12