F29 1 r kết cấu thép 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG LƯU HÀNH NỘI BỘ MỤC ĐÍCH Tài liệu nhằm hỗ trợ cho học viên hình thức giáo dục từ xa nắm vững nội dung ôn tập làm kiểm tra hết môn hiệu Tài liệu cần sử dụng với tài liệu học tập môn học giảng giảng viên ơn tập tập trung theo chương trình đào tạo NỘI DUNG HƯỚNG DẪN Nội dung tài liệu bao gồm nội dung sau:  Phần 1: Các nội dung trọng tâm môn học Bao gồm nội dung trọng tâm môn học xác định dựa mục tiêu học tập, nghĩa kiến thức kỹ cốt lõi mà người học cần có hồn thành mơn học  Phần 2: Cách thức ôn tập Mô tả cách thức để hệ thống hóa kiến thức luyện tập kỹ để đạt nội dung trọng tâm  Phần 3: Hướng dẫn làm kiểm tra Mơ tả hình thức kiểm tra đề thi, hướng dẫn cách làm trình bày làm lưu ý sai sót thường gặp, nỗ lực đánh giá cao làm  Phần 4: Đề thi mẫu đáp án Cung cấp đề thi mẫu đáp án, có tính chất minh hoạ nhằm giúp học viên hình dung yêu cầu kiểm tra cách thức làm thi PHỤ TRÁCH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN Trần Tuấn Anh Phần CÁC NỘI DUNG TRỌNG TÂM Chương 1: CẤU TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP  Cấu tạo phận khung nhà công nghiệp  Các kích thước khung theo phương ngang phương đứng  Vai trò hệ giằng cách bố trí chúng nhà cơng nghiệp Chương 2: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG  Các loại tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)  Các loại tải trọng tạm thời (hoạt tải) Chương 3: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG  Xác định nội lực phương pháp kết cấu  Xác định nội lực phần mềm phần tử hữu hạn  Tổ hợp lựa chọn giá trị nội lực nguy hiểm Chương 4: THIẾT KẾ XÀ GỒ MÁI  Cấu tạo loại xà gồ mái  Thiết kế xà gồ mái sử dụng thép định hình Chương 5: THIẾT KẾ DẦM MÁI  Cấu tạo dầm mái  Thiết kế lựa chọn tiết diện dầm mái Chương 6: THIẾT KẾ CỘT  Cấu tạo cột nén lệch tâm  Thiết kế lựa chọn tiết diện cột nén lệch tâm TÀI LIỆU THAM KHẢO (TLTK): [1] Đoàn Định Kiến, Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp, NXB KH&KT, 2007 [2] Phạm Văn Hội cộng sự, Kết cấu thép cơng trình dân dụng cơng nghiệp, NXB KH&KT, 2005 Phần CÁCH THỨC ÔN TẬP Chương 1: CẤU TẠO KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP  Cấu tạo phận khung nhà công nghiệp: o Khung ngang: gồm cột + dầm (hoặc dàn) Độ cứng khung định số nhịp liên kết phận khung Liên kết khớp ngàm o Cửa mái: để thơng thống + chiếu sáng o Tấm lợp: có nhiều loại thường sử dụng tơn trọng lượng nhẹ o Kết cấu cầu trục: gồm dầm cầu trục cầu trục Dầm cầu trục kết cấu đỡ cầu trục, chịu tải trọng di động Cầu trục (cầu chạy) cẩu vật nặng di chuyển gian nhà  Các kích thước khung theo phương ngang phương đứng o Theo phương ngang: kích thước bao gồm nhịp khung L; nhịp cầu trục Lct; khoảng cách  từ trục ray đến trục định vị; chiều cao tiết diện cột ht; chiều cao tiết diện cột hd; nhịp cửa mái Lcm (nếu có) o Theo phương đứng: kích thước bao gồm chiều cao cột Ht; chiều cao cột Hd; chiều cao toàn cột H= Ht + Hd; chiều cao dàn, cửa mái (nếu có) o Đọc TLTK [1] để biết cách xác định kích thước khung  Vai trò hệ giằng cách bố trí chúng nhà cơng nghiệp o Vai trị hệ giằng: bảo đảm bất biến hình tăng độ cứng không gian kết cấu khung ngang; chịu tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà gió lên tường hồi, lực hãm cầu trục; bảo đảm ổn định cho cấu kiện chịu nén làm cho lắp dựng an toàn thuận lợi o Đọc TLTK [1] để hiểu rõ thêm nguyên tắc bố trí cấu tạo hệ giằng Chương 2: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG  Tải trọng thường xuyên (Tĩnh tải) o Tĩnh tải mái: bao gồm tải trọng thân lợp (tole+ xà gồ); tải trọng thân kết cấu đỡ mái (dàn kèo; dầm); tải trọng thân cửa mái khung cửa, bậu cửa; tải trọng thân hệ giằng mái; trần treo  Trọng lượng thân lợp: Tải trọng tính quy đổi thành tải phân bố dầm khung, tải tập trung nút dàn khung  Tải trọng thân kết cấu đỡ mái (dàn kèo; dầm): Tiết diện, hình dạng, kích thước lấy theo thiết kế tương tự, giả thiết trước theo nhịp  Tải trọng thân cửa mái khung cửa, bậu cửa: Kích thước cửa mái chọn theo điều kiện thơng thống, lấy sáng Có nhiều dạng cửa mái, cửa mái khung thép kích thước nhỏ đưa cửa mái vào mơ hình tính tốn Trọng lượng bậu cửa chọn sơ 100-150 daN/m Trọng lượng cửa kính khung cánh cửa 35-40 daN/m2  Trần treo: Nếu có trần treo đưa tải trần treo vào dầm khung, dàn o Tĩnh tải khác: bao gồm tải trọng thân dầm cầu chạy, dầm hãm; tải trọng thân bao che, hệ sườn tường; tải trọng thân hệ giằng cột  Tải trọng thân dầm cầu chạy, dầm hãm: kích thước dầm cầu chạy thiết kế chọn theo kinh nghiệm khoảng từ 1-2 kN/m với sức trục 30T Dầm hãm khơng bố trí liên tục, trọng lượng dầm hãm bỏ qua tính tốn  Tải trọng thân bao che, hệ sườn tường: Sơ tải trọng tải trọng vật liệu lớp mái (nếu tole), tác dụng vào cột khung thành tải phân bố dọc trục cột Các vật liệu khác lấy theo catologue  Tải trọng thân hệ giằng cột: Hệ giằng cột bố trí liên tục theo phương dọc nhà, bố trí đầu hồi, khe nhiệt để tăng cường điểm cố kết cho cột ngồi mặt phẳng Thơng thường, bỏ qua tải trọng thân giằng cột o Đọc TLTK [1] để xem ví dụ tính tĩnh tải mái  Tải trọng tạm thời (Hoạt tải) o Hoạt tải sửa chữa mái: giá trị hoạt tải mái sửa chữa thi công lấy theo TCVN 2737-1995 Mái tole, fibrô ximăng lấy ptc= 30 daN/m2, mái panel lấy ptc=75 daN/m2, hệ số vượt tải 1,3  Đọc TLTK [1] o Hoạt tải cầu trục:  Áp lực đứng cầu trục Dmax , Dmin: Áp lực đứng cầu trục lên cột xác định tác dụng nhiều hai cầu trục hoạt động nhịp xác định theo đường ảnh hưởng phản lực tựa hai dầm cầu trục hai bên cột Khi phía có áp lực lớn Dmax tác dụng, tương ứng phía bên lực tác dụng lên vai cột bé gọi Dmin  Lực hãm xe Tmax: Lực hãm xe con, qua bánh xe cầu trục, truyền lên dầm hãm vào cột vận chuyển Lực hãm ngang Tmax đặt cao trình dầm hãm xác định tương tự Dmax Dmin  Đọc TLTK [1] để nắm công thức xác định Dmax , Dmin Tmax  Đọc TLTK [1] để xem ví dụ minh họa xác định hoạt tải cầu trục o Hoạt tải gió: Gió thổi lên mặt tường dọc, chuyển thành phân bố cột khung Gió phạm vi mái phân bố dầm mái vng góc với mặt đón gió được chuyển thành lực tập trung đặt nút dàn dàn mái  Đọc TLTK [1] để nắm cơng thức xác định tải trọng gió  Đọc TLTK [1] để xem ví dụ minh họa xác định hoạt tải gió Chương 3: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG  Xác định nội lực phương pháp kết cấu o Dùng phương pháp chuyển vị cơng thức tính sẵn kết hợp bảng tra số để xác định nội lực khung tương ứng với loại tải trọng riêng lẻ xét Chương o Đọc TLTK o Làm lại ví dụ minh họa TLTK để hiểu rõ cách thức xác định nội lực khung  Xác định nội lực phần mềm phần tử hữu hạn: Nội lực khung tương ứng với loại tải trọng tác dụng dùng phần mềm SAP2000, STAAD PRO dể xác định  Tổ hợp tải trọng o Có loại tổ hợp tải trọng bao gồm: Tổ hợp (gồm tĩnh tải hoạt tải); Tổ hợp (gồm tĩnh tải nhiều hoạt tải với hệ số tổ hợp 0,9) o Tĩnh tải kể đến trường hợp, không kể dấu o Không thể xét đồng thời Dmax có hai cột, lực hãm ngang Tmax gió trái với gió phải đồng thời o Lực hãm ngang Tmax đặt vào cột có Dmax Dmin Lực Tmax thay đổi chiều nên trị số nội lực mang dấu (±) Do vậy, xét đến lực Dmax ln ln cộng thêm tải trọng Tmax trị số mơmen ln tăng thêm o Đọc TLTK [1] để hiểu rõ thêm nguyên tắc tổ hợp tải trọng  Xác định nội lực nguy hiểm để thiết kế tiết diện khung o Chọn nội lực tính cột: với đoạn cột xét mặt cắt tiết diện; tiết diện cột, cần tìm cặp nội lực sau: Cặp 1: M+max Ntư ; Cặp 2: M-min Ntư; Cặp 3: Nmax Mtư Đối với cặp cần kể tải trọng không gây thêm lực dọc N có gây mơmen M (như gió, lực hãm o Chọn nội lực tính dầm: với đoạn dầm xét mặt cắt tiết diện; tiết diện cột, cần tìm cặp nội lực sau: Cặp 1: M+max , Ntư Vtư ; Cặp 2: M-min , Ntư Vtư; Cặp 3: Vmax , Mtư Ntư o Đọc TLTK [1] để xem ví dụ minh họa cách xác định cặp nội lực nguy hiểm để thiết kế Chương 4: THIẾT KẾ XÀ GỒ MÁI  Cấu tạo loại xà gồ mái: gồm loại o Xà gồ định hình: dùng với lợp nhẹ (thường tole) bước khung B6m, chịu uốn xiên mặt mái nghiêng nên thích hợp với thép hình chữ C, chữ Z thép hình hộp chữ nhật o Xà gồ dạng dàn: dùng nhịp xà gồ (bước khung) B > 6m Xà gồ đặt chiều cao dàn mặt phẳng thẳng đứng để xà gồ chịu uốn phẳng giảm bớt chiều cao làm việc kết cấu  Thiết kế xà gồ mái sử dụng thép định hình o Các tải trọng bao gồm trọng lượng lợp, trọng lượng thân xà gồ hoạt tải mái (cần kể đến tải trọng gió gió bốc mái có trị số lớn) o Tổ hợp tải trọng dùng để thiết kế xà gồ : Tĩnh tải + Hoạt tải sửa chữa mái Tĩnh tải + Hoạt tải gió 10 o Tiết diện xà gồ cần kiểm tra theo điều kiện cường độ (điều kiện bền) biến dạng (điều kiện chuyển vị) o Đọc TLTK [2] Chương 5: THIẾT KẾ DẦM MÁI  Cấu tạo dầm mái: dầm mái chọn tiết diện định hình cán nóng, dập nguội tổ hợp, tiết diện I tổ hợp thường chọn  Thiết kế lựa chọn tiết diện dầm mái o Sơ chọn tiết diện theo cấu kiện chịu uốn phẳng o Kiểm tra tiết diện theo điều kiện bền ổn định cấu kiện chịu uốn nén uốn o Đọc lại chương Thiết kế dầm thép Kết cấu thép Chương 6: THIẾT KẾ CỘT  Cấu tạo cột nén lệch tâm o Cột khung có nhiều dạng khác nhau, phân loại theo nhiều cách Theo hình thức tiết diện cột có: cột có tiết diện đặc cột rỗng  Cột đặc cột có mặt cắt ngang tiết diên không thay đổi suốt chiều dài cột  Cột rỗng cột có mặt cắt ngang tiết diên thay đổi theo chiều dài cột thường gồm nhiều nhánh liên kết lại với giằng giằng o Đọc lại chương Thiết kế cột thép Kết cấu thép  Thiết kế cột nén lệch tâm 11 o Chọn dạng tiết diện cột o Sơ chọn kích thước tiết diện o Kiểm tra bền tiết diện o Kiểm tra ổn định tiết diện bao gồm ổn định tổng thể ổn định cục o Đọc TLTK [1] để xem ví dụ minh họa thiết kế cột nén lệch tâm 12 Phần HƯỚNG DẪN LÀM BÀI KIỂM TRA a/ Hình thức kiểm tra kết cấu đề Đề kiểm tra bao gồm hai phần lý thuyết tập Thời gian thi 90 phút sử dụng tài liệu  Phần lý thuyết có câu (5 điểm) phân phối sau: o Chương Chương 4: câu (2 điểm) o Chương Chương 3: câu (3 điểm)  Phần tập có tập (5 điểm) phân phối Chương Chương sau: o Chương bao hàm cách xác định loại tải trọng xác định loại tải trọng 5,0 điểm o Chương bao hàm thiết kế xà gồ trong phần thiết kế tiết diện xà gồ định hình 5,0 điểm b/ Hướng dẫn làm phần tự luận  Trước hết phải tìm yêu cầu bài, gạch đọc thật kỹ để làm vừa đủ theo yêu cầu Làm thừa so với u cầu khơng tính điểm, thời gian vơ ích  Khơng cần làm theo thứ tự Câu dễ làm trước 13  Chú ý đơn vị lực, chiều dài cần thống để tránh nhầm lẫn, chọn đơn vị phù hợp để tính tốn xun suốt (ví dụ chọn đơn vị lực KN đơn vị chiều dài cm)  Phần nhận xét viết ngắn gọn trình bày theo hiểu biết  Chép người khác khơng tính điểm 14 Phần ĐỀ THI MẪU VÀ ĐÁP ÁN ĐỀ THI MẪU TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN (MẪU 1: Đề thi tự luận) ĐỀ THI SỐ 01 MÔN: KẾT CẤU THÉP 2…………… - HK /NH LỚP: ……………………………………… - HỆ: TỪ XA, VHVL Thời gian làm bài: 90 phút……………………… SV sử dụng tài liệu Bài (2,0 đ) Trình bày vai trị hệ giằng mái nhà cơng nghiệp nêu rõ vị trí hệ giằng mái nhà cơng nghiệp (có vẽ hình minh họa) Bài (3,0 đ) Cho bảng thống kê nội lực mặt cắt tiết diện chân cột ứng với trường hợp tải tác dụng bảng bên Yêu cầu tìm cặp nội lực nguy hiểm dùng để thiết kế tiết diện chân cột tương ứng với tổ hợp tổ hợp 15 Trường hợp tải (kN,m) Tiết diện Nội lực Chân cột M N Tĩnh tải 0,025 51,71 Hoạt tải mái 0,141 7,02 Dmax trái Tmax trái Gió trái Gió phải 8,693 1,918 1,342 0 2,391 Bài (5,0 đ) Xác định Dmax; Dmin Tmax hai cầu trục sức nâng Q=100 T, chế độ làm việc trung bình, tác dụng lên khung ngang nhà công nghiệp tầng nhịp, với nhịp nhà L=36 m, bước cột B=12 m Cho biết số liệu cầu trục sau: Áp lực tiêu chuẩn bánh xe lớn Pc1max= 48 T; Pc2max=49 T; trọng lượng cầu trục G=155 T; trọng lượng xe Gxc=42 T; bề rộng cầu trục Bct=8800 mm; khoảng cách bánh xe 840 + 4600 + 840 mm; số bánh xe bên no= - HẾT - Ngày … tháng … năm … XÁC NHẬN CỦA LÃNH ĐẠO KHOA (ký ghi rõ họ tên) 16 GIẢNG VIÊN (ký ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN ĐÁP ÁN ĐỀ THI SỐ 01 MÔN: KẾT CẤU THÉP 2…………… - HK /NH LỚP: ……………………………… - HỆ: TỪ XA, VHVL Thời gian làm bài: 90 phút……………………… SV sử dụng tài liệu Bài 1: (2,0 đ) (1,0 đ): Nêu vai trò hệ giằng mái nhà cơng nghiệp Ổn định (tăng độ cứng tồn nhà; giảm chiều dài tính tốn nén); Chịu lực (chịu gió tác dụng lên tường đầu hồi); Lắp ráp (cố định tạm trình lắp dựng) (1,0 đ): Trình bày vẽ hình vị trí hệ giằng mái cánh (cánh dưới) giằng mái đứng Bài : (3,0 đ) Tiết diệ n Ch ân cột N ội lự M c N TỔ HỢP CƠ M BẢN M- Nma 1+5 1+3+ ax x1+2 1,31 0,11 và Mtư 51,7 51,7 58,7 N7tư 10,6 Ntư (0,5 (0,5 (0,5 1 36 đ) đ) đ) +m TỔ HỢP CƠ BẢN M M-min Nmax 1+0,9(2 1+0,9(2+3+ Ntư 1+0,9(3+ Ntư Mtư 1,3097 -11,7268 -11,5999 +5) 4+6) 4+6) 58,028 51,71 58,028 (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) +max 17 Bài : (5,0 đ) 5720 4600 840 2520 840 4600 840 12000 0.267 0.337 P1 P1 0.720 P2 P2 0.790 1.000 0.930 P2 P2 0.547 0.477 P1 P1 3200 840 12000 (1,0đ): Hình vẽ chất tải ghi giá trị tung độ đường ảnh hưởng tương ứng (0,5đ): P1minc = Q+G 100 + 155 - P1maxc = - 48 = 15.75T no (0,5đ): P2minc = Q+G 100 + 155 - P2maxc = - 49 = 14.75T no (1,0đ): Dmax = 1.2x0.85[49(0.93+1+0.79+0.72)+48(0.477+0.547+0.337+0.267)]= 251.64 T (1,0đ): Dmin = 1.2x0.85[14.75x3.44 + 15.75x1.628] = 77.9 T (0,5đ): T1c = 0.05(Q+Gxc) 0.05(100 + 42) = = 1.775T no (0,5đ): T = 1.2x0.85x1.775[3.44 + 1.628] = 9.17 T - HẾT - 18 MỤC LỤC Phần CÁC NỘI DUNG TRỌNG TÂM Phần CÁCH THỨC ÔN TẬP Phần HƯỚNG DẪN LÀM BÀI KIỂM TRA 13 Phần ĐỀ THI MẪU VÀ ĐÁP ÁN 15 19 20 ... 51, 71 58, 028 (0,5đ) (0,5đ) (0,5đ) +max 17 Bài : (5,0 đ) 5 720 4600 840 25 20 840 4600 840 12 000 0 .26 7 0.337 P1 P1 0. 720 P2 P2 0.790 1. 000 0.930 P2 P2 0.547 0.477 P1 P1 320 0 840 12 000 (1, 0đ): Hình... 0 ,11 và Mtư 51, 7 51, 7 58,7 N7tư 10 ,6 Ntư (0,5 (0,5 (0,5 1 36 đ) đ) đ) +m TỔ HỢP CƠ BẢN M M-min Nmax 1+ 0,9 (2 1+ 0,9 (2+ 3+ Ntư 1+ 0,9(3+ Ntư Mtư 1, 3097 -11 , 726 8 -11 ,5999 +5) 4+6) 4+6) 58, 028 51, 71. .. 1. 2x0.85[49(0.93 +1+ 0.79+0. 72) +48(0.477+0.547+0.337+0 .26 7)]= 2 51. 64 T (1, 0đ): Dmin = 1. 2x0.85 [14 .75x3.44 + 15 .75x1. 628 ] = 77.9 T (0,5đ): T1c = 0.05(Q+Gxc) 0.05 (10 0 + 42) = = 1. 775T no (0,5đ): T = 1. 2x0.85x1.775[3.44 + 1. 628 ]