Ôn tập kết cấu thép 1

«n tËp KÕt cÊu thÐp (hƯ chÝnh quy) Ch¬ng I Vật liệu thép Trình bày làm việc chịu kéo đặc trng lý vật liệu thép CT38 vật liệu thép xây dựng nói chung Nêu khác làm việc chịu kéo thép có hàm lợng bon thấp thép có hàm lợng bon cao Phân tích lại có khác này? Đối với thép bon thấp ta lấy cờng độ tiêu chuẩn (fy) lớn giới hạn chảy (c) đợc không? Vì sao? Nêu cách lấy cờng độ tiêu chuẩn cờng độ tính toán (f) thép có hàm lợng bon cao (Thép giới hạn chảy, biểu đồ - kéo thép thềm chảy BC) Thế phá hoại dẻo phá hoại dòn kết cấu thép? Vì nguyên nhân mà kết cấu thép lại bị phá hoại dòn? Vì tợng cứng nguội vật liệu thép không đợc sử dụng để làm tăng cờng độ thép? (Trừ vài trờng hợp việc giảm độ giÃn lúc phá hoại không quan trọng lắm) Sự thay đổi tiết diện đột ngột cấu kiện, có tợng tập trung ứng suất trạng thái ứng suất phức tạp, nh có ảnh hởng tới tính chất vật liệu khả chịu lực cấu kiện không? Vì sao? II Nguyên lý tính toán Trạng thái giới hạn gì? Tính toán kết cấu thép theo trạng thái giới hạn nào? Điều kiện trạng thái giới hạn Các trị số tải trọng cờng độ vật liệu thép, sử dụng trị số tính toán kết cấu thép theo trạng thái giới hạn nh nào? Giải thích lại sử dụng nh vậy? Khi tính toán kết cấu thép theo trạng thái giới hạn thứ II không sử dụng trị số tải trọng tính toán mà sử dụng trị số tải trọng tiêu chuẩn, sao? Tổ hợp tải trọng gì? Hệ số tổ hợp ? Vì tổ hợp tải trọng có số hoạt tải từ trở lên hoạt tải đợc nhân với hƯ sè tỉ hỵp nc < ? TÝnh toán dầm theo giới hạn đàn hồi theo giới hạn có khớp dẻo (dầm không chịu tải trọng động, thép làm dầm có c - có thềm chảy BC) trờng hợp lợi hơn? Vì sao? Chứng minh cụ thể cho dầm thép hình tiết diện chữ I có mômen chống uốn trục x Wx = 2560 cm3 , mômen tĩnh trục x Sx = 1491 cm3, (Trục x vuông góc với bụng dầm) Cấu kiện dài chịu nén tâm có tiết diện bị giảm yếu phải tính toán theo trạng thái giới hạn I với điều kiện cụ thể ? Cờng độ tính toán (f) cờng độ tiêu chuẩn (fy) khác nh nào? Một cấu kiện làm thép bon thấp tính toán theo trạng thái giới hạn I ®iỊu kiƯn bỊn ta cho øng st σmax cđa cÊu kiện giới hạn chảy (c) thép có đợc không ? Vì ? Trong cấu kiện chịu nén tâm tính ổn định có giới hạn ứng suất cre cr , hai giới hạn giới hạn nhỏ ? Dùng giới hạn để tính toán ? Việc tính toán kiểm tra điều kiện ổn định theo phơng có độ mảnh lớn hay bé ? Giải thích kiểm tra ổn định cấu kiện chịu nén lệch tâm phơng vuông góc với mặt phẳng n cã hƯ sè c c«ng thøc tÝnh ? Hệ số c phụ thuộc vào yếu tố ? 10 Khi tính toán cấu kiện chịu lực nh phải tính độ mảnh chúng ? Kiểm tra cấu kiện theo điều kiện ? Chơng A Liên kết hàn I Lý thuyết chung Trình bày làm việc, cờng độ tính toán, tiết diện tính toán mối hàn đối đầu mối hàn góc Nêu yêu cầu cấu tạo đờng hàn đối đầu đờng hàn góc Trình bày việc tính toán liên kết dùng đờng hàn đối đầu: a) Chịu lực däc N b) ChÞu M, V c) ChÞu M, N, V Trình bày việc tính toán liên kết dùng đờng hàn góc: a) Chịu lực dọc N b) Chịu M, V c) Chịu M, N, V II Bài toán kiểm tra Kiểm tra cấu kiện tạo nên từ b¶n thÐp tiÕt diƯn 300x14, nèi víi b»ng đờng hàn đối đầu vuông góc với trục cấu kiện Bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 , đờng hàn có cờng độ tính toán fwt = 1800 daN/cm2 Cấu kiện chịu uốn, mối nối có Mmax = 3000 daNm Hệ số điều kiện làm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 KiĨm tra cấu kiện đợc nối từ thép có tiết diện 300x10 (mm) 260x12 (mm) ghép chồng lên đoạn 250 mm, liên kết đờng hàn góc cạnh có hf = 10 mm lw = 250 mm Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Đờng hàn gãc cã fwf = 1800 daN/cm2 , fws = 1550 daN/cm2 , βf = 0,7 , βs = Cấu kiện chịu kéo tâm N = 60000 daN Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Kiểm tra cấu kiện đợc ghép đối đầu từ thép có tiết diện 500x16 (mm), mối nối đợc thực ghép đờng hàn góc đầu (đờng hàn vuông góc với trục cấu kiện, phía liên kết có đờng) Bản ghép có tiết diện 500x9 , đờng hµn gãc cã hf = mm vµ lw = 500 mm Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Đờng hàn góc có fwf = 1800 daN/cm2 , fws = 1550 daN/cm2 , βf = 0,7 , βs = CÊu kiƯn chÞu kéo tâm N = 60000 daN Hệ số điều kiƯn lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 III Bài toán xác định liên kết Thiết kế (tính toán vẽ) liên kết hàn đối đầu hai thép có tiết diện 360x14 (mm) chịu lùc kÐo däc trôc N = 1050 kN BiÕt: ThÐp có f = 21,5 kN/cm2; đờng hàn có fwt = 18 kN/cm2 fwv = 12 kN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc liên kết c =1 Xác định kích thớc ghép kích thớc đờng hàn góc mối nối thép cã tiÕt diƯn 350x16 (mm) chÞu kÐo däc trơc N = 120.000 daN Liên kết dùng ghép đờng hàn góc cạnh Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Que hàn N46, hàn thủ công Hệ số điều kiện làm việc cđa cÊu kiƯn γ c =1 CÊu kiƯn đợc nối từ thép có tiết diện 300x14 (mm) 330x14 (mm) ghép chồng lên nhau, liên kết đờng hàn góc cạnh có hh = 14 mm, chịu lực dọc trục tối đa cấu kiện ([N]), xác định chiều dài ghép chồng tối thiểu thép Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Đờng hàn gãc cã fwf = 1800 daN/cm2 , fws = 1550 daN/cm2 , βf = 0,7 , βs = Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Xác định chiều dài đờng hàn sống (lws) đờng hàn mép (lwm) liên kết ghép chồng thép góc 200x14 với thép dày t = 14 mm , chÞu lùc däc trơc thÐp góc N = 78000 daN Đờng hàn góc có fwf = 1800 daN/cm2 , fws = 1550 daN/cm2 , βf = 0,7 , βs = HƯ sè ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c = 0,75 Coi thép góc thép đủ khả chịu lực, thép đủ kích thớc dài rông để liên kết Xác định chiều dài đờng hàn sống (lws) đờng hàn mép (lwm) liên kết ghép chồng thép góc 180x12 với thép dày t = 14 mm , chịu lực kéo dọc trục tối đa ([N]) cđa thÐp gãc ThÐp gãc cã diƯn tÝch tiÕt diện A = 42,2 cm2, cờng độ tính toán f = 2250 daN/cm2 Đờng hàn góc có chiều cao tiết diện đờng hàn hws = 14 mm, hwm = 10 mm vµ cã fwf = 1800 daN/cm2 , fws = 1550 daN/cm2 , βf = 0,7 , βs = Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c = 0,75 Coi thép đủ khả chịu lực có kích thớc dài rông ®đ ®Ĩ bè trÝ liªn kÕt ThiÕt kÕ (tÝnh toán vẽ) liên kết phẳng nối thép có tiết diện 400x10 chịu M = 5000 daNm V = 6000 daN Liên kết dùng đờng hàn góc đầu ghép, ghép tiết diện lµ 400x6 BiÕt : ThÐp cã f = 2150 daN/cm2 ; fu = 3450 daN/cm2 ; Que hµn N46, hµn tay; Hệ số điều kiện làm việc liên kết c =1 IV Bài toán xác định khả Xác định khả chịu kéo dọc trục ([N] = ?) cấu kiện tạo nên từ thép tiết diện 350x12, nối với đờng hàn đối đầu xiên nghiêng với trục cấu kiện góc 72 o Bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Đờng hàn có cờng ®é tÝnh to¸n fwt = 1800 daN/cm2 , fwv = 1200 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Xác định lùc däc tèi ®a ([N] = ?) cđa cÊu kiƯn đợc nối từ thép có tiết diện 400x14 (mm) đặt đối đầu, nối ghép có tiết diện 360x8 (mm) đờng hàn góc cạnh có hf = mm, đờng hàn dài lw = 320 mm Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Đờng hàn góc cã fws = 1550 daN/cm2 , fwf = 1800 daN/cm2 , βs = 1, βf = 0,7 HÖ sè ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 Xác định lực dọc tối đa ([N] = ?) cấu kiện đợc nối từ thép cã tiÕt diƯn 400x12 (mm) vµ 360x14 (mm) ghÐp chång lên đoạn 350 mm, liên kết đờng hàn góc cạnh có hf = 12 mm lw = 350 mm Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Đờng hàn gãc cã fws = 1550 daN/cm2, fwf = 1800 daN/cm2 , βs = 1, βf = 0,7 HƯ sè ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 Xác định lực dọc tối đa ([N] = ?) cấu kiện thép góc 220x14 Đầu liên kết chồng vào thép đoạn 450 mm Bản thép có bề dày t = 14 mm Thép gãc cè diÖn tÝch tiÕt diÖn A = 60,4 cm2 , cờng độ tính toán f = 2250 daN/cm2 §êng hµn gãc cã chiỊu dµi lws = 45 cm , lwm = 35 cm , chiỊu cao tiÕt diƯn hfs = 1,4 cm , hfm = 1,2 cm , cờng độ tính toán fws = 1550 daN/cm2, fwf = 1800 daN/cm2 , βs = 1, βf = 0,7 HÖ số điều kiện làm việc cấu kiện c = 0,75 Bản thép đủ khả chịu lực có kích thớc dài rộng đủ để bố trí liên kết B Liên kết bu lông I Lý thuyết chung Trình bày làm việc, cờng độ tính toán, khả chịu cắt ép mặt liên kết bu lông thờng chịu lực vuông góc với thân bu lông Trình bày làm việc, cờng độ tính toán, khả chịu lực liên kết bu lông cờng độ cao chịu lực vuông góc với thân bu lông Đờng kính bu lông d phải lựa chọn nh so với (t)min liên kết bu lông thờng để khả chịu cắt khả chịu ép mặt Phân tích đặc điểm giống khác làm việc tính toán bu lông thờng bu lông cờng độ cao liên kết chịu lực trục (lực tác dụng vuông góc với thân bu lông)? Biện pháp tăng khả chịu lực củaliên kết bu lông cờng độ cao? 5 Trình bày làm việc, cờng độ tính toán, khả chịu kéo liên kết bu lông thờng chịu lực kéo dọc thân bu lông Nêu loại liên kết yêu cầu cấu tạo liên kết bu lông Trình bày việc tính toán liên kết bu lông : - Chịu lực dọc N - Chịu M, V - Chịu M, N, V II Bài toán xác định liên kết Thiết kế (tính toán vẽ) liên kết nối chồng thép tiết diƯn 500x16 (mm) chÞu kÐo däc trơc N = 125000 daN Mèi nèi dïng bu l«ng thêng cã fvb = 1600 daN/cm2, fcb = 3400 daN/cm2 Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 (Liên kết thuộc loại không đối xứng) Xác định số lợng bu lông, bố trí bu lông, kích thớc ghép kiểm tra thép liên kết nối thép tiết diện 450x14 (mm) chÞu kÐo däc trơc N = 100000 daN Mèi nèi dùng ghép bu lông cờng độ cao Mặt ma sát đánh bàn chải sắt, lớp sơn bảo vệ Thép làm bu lông cờng ®é cao cã cêng ®é tøc thêi tiªu chuÈn fub = 11000 daN/cm2 Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Xác định số lợng bu lông, bố trí bu lông kiểm tra thép liên kết nối thÐp tiÕt diƯn 500x14 (mm) chÞu kÐo däc trơc N = 75000 daN Mối nối dùng bu lông thờng ghép Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Hệ số điều kiện lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 III Bài toán kiểm tra Vẽ hình kiểm tra liên kết bu lông thờng cấu kiện từ thép tiết diện 600x14 (mm) ghép chồng lên đoạn 200 mm, chịu M = 7500 daNm V = 15000 daN Liên kết gồm 14 bu lông thờng đờng kính d = 24 mm, lỗ bu lông d1 = 27 mm, xếp thành cột (vuông góc víi trơc cÊu kiƯn) hµng (song song víi trơc cấu kiện), cột cách 80 mm, hàng cách 80 mm Cờng độ chịu căt ép mặt liên kết fvb = 1500 daN/cm2 , fcb = 3400 daN/cm2 HƯ sè ®iỊu kiƯn làm việc liên kết bu lông b =0,9 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 (Không phải kiểm tra thép, xem nh thép đảm bảo yêu cầu chịu lực) Vẽ hình kiểm tra liên kết bu lông thép liên kết nối thép tiÕt diƯn 500x14 (mm) chÞu kÐo däc trơc N = 105000 daN Mèi nèi dïng b¶n ghÐp tiÕt diƯn 500x8 (mm) 30 bu lông thờng đờng kính bu lông d = 20 mm, lỗ bu lông d1 = 23 mm, bên liên kết có 15 bu lông xếp thành cột (vuông góc với trục cấu kiện) hàng (song song với trục cấu kiện), cột cách 60 mm, hàng cách 100 mm Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Cờng độ chịu căt ép mặt liên kết fvb = 1500 daN/cm2 , fcb = 3400 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc liên kết bu lông b =0,9 Hệ số ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 Vẽ hình, kiểm tra liên kết bu lông thép cấu kiện từ thép tiết diện 600x12 (mm) ghép chồng lên đoạn 340 mm, chÞu lùc däc trơc N = 100000 daN Liên kết gồm 20 bu lông thờng đờng kính d = 24 mm, lỗ bu lông d1 = 27 mm, xếp thành cột (vuông góc với trục cấu kiện) hàng (song song với trục cấu kiện), cột cách 80 mm, hàng cách 130 mm Cờng độ tính toán thép f = 2150 daN/cm2 Cờng độ chịu căt ép mặt liên kết fvb = 1500 daN/cm2 , fcb = 3400 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc liên kết bu lông b =0,9 Hệ số ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 (Liên kết thuộc loại không đối xứng) IV Bài toán xác định khả Vẽ hình xác định khả chịu kéo dọc trục ([N] = ?) cÊu kiƯn tõ b¶n thÐp tiÕt diƯn 500x14 (mm) ghép chồng lên đoạn 340 mm, liên kết 16 bu lông thờng đờng kính d = 24 mm, lỗ bu lông d1 = 27 mm, xếp thành hàng cột đảm bảo yêu cầu cấu tạo Bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Cờng độ chịu căt ép mặt liên kết fvb = 1500 daN/cm2 , fcb = 3400 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc liên kết bu lông b =0,9 Hệ số ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 (Liên kết thuộc loại không đối xứng) Vẽ hình xác định khả chịu lực dọc trơc ([N] = ?) cđa cÊu kiƯn tõ b¶n thép tiết diện 550x14 (mm) ghép đối đầu nối tiết diện 550x8 (mm) 18 bu lông cờng độ cao đờng kính d = 24 mm, bên bu lông xếp thành hàng cột (khoảng cách bu lông đợc bố trí đảm bảo yêu cầu cấu tạo) Lỗ bu lông có đờng kính d1 = 27 mm Mặt ma sát đánh bàn chải sắt, lớp sơn bảo vệ Thép làm bu lông cờng độ cao có cờng độ tức thời tiêu chuẩn fub = 11000 daN/cm2 Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc liên kết bu lông cờng độ cao 1l = 0,9 Hệ số ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 Ch¬ng I Lý thut chung Chän chiỊu cao tiết diện dầm dựa vào yếu tố nào? Viết biểu thức nêu mối quan hệ chiều cao chọn tiết diện dầm (h d) với đại lợng chiều cao tiết diện dầm theo yếu tố này? Viết công thức nêu ý nghĩa đại lỵng hmin , hmax , hktÕ Chän tiÕt diƯn dầm tổ hợp hàn, dầm tổ hợp bu lông (đinh tán) Trình bày vấn đề ổn định tổng thể cục dầm tổ hợp (hiện tợng, nguyên nhân, biện pháp tăng cờng, điều kiện ổn định) Tại bụng dầm tổ hợp đợc đạt sờn lại tăng khả ổn định cục bộ? Chọn kích thớc cánh bụng dầm thép tổ hợp hàn có thiết phải tuân thủ điều kiện ổn định cục theo công b0 f E tf f thức sau không? Vì sao? ≤ 0,5 hw tw [ ] f ≤ λw E Gi¶i thÝch ý nghÜa cđa hƯ sè ϕb công thức tính toán ổn định tổng thể dầm Thay đổi tiết diện dầm tổ hợp hàn, bulông (đinh tán) Thay đổi tiết diện dầm tổ hợp để làm ? Tính toán liên kết cánh dầm với bụng dầm tổ hợp Cấu tạo tính toán chi tiết sờn đầu dầm II Bài toán kiĨm tra H·y kiĨm tra dÇm thÐp sau theo điều kiện bền Dầm có tiết diện chữ I tổ hợp hàn, hai cánh nh tiết diện 450x18 (mm) bụng 1400x8 (mm), chịu Mmax = 240000 daNm Vmax = 75000 daN Các thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 , fv = 1250 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Dầm giảm yếu tiết diện Tại tiết diện dầm có Mmax lùc c¾t V = , tiÕt diƯn cã Vmax mômen M = HÃy kiểm tra ổn định cục cánh bụng, nêu biện pháp xử lý không đảm bảo điều kiện ổn định cục (vẽ cấu tạo xác định kích thớc cụ thể) cho dầm thép tiết diện chữ I tổ hợp hàn (hai cánh nh nhau) chịu tải trọng tĩnh, có tiết diện cánh 600x20 (mm) bụng 1750x14 (mm) HÃy kiểm tra khả chịu lực sờn đầu dầm Dầm thép có tiết diện chữ I tổ hợp hàn, hai cánh nh tiết diện 350x20 (mm) bụng 1600x10 (mm), sờn gối đặt đầu mút dầm có tiết diện 350x14 (mm) Dầm đợc làm từ thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 , fc = 3500 daN/cm2 môđun đàn hồi E = 2,1.106 daN/cm2 Phản lực gối tựa tác dụng vào sờn ®Çu dÇm P = 120000 daN HƯ sè ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 KiĨm tra bền, kiểm tra võng tính liên kết hàn cánh với bụng dầm tổ hợp sau: Dầm đơn giản nhip L = 10 m chịu tổng tải trọng phân bố tiêu chuẩn qtc = 45 kN/m, hệ số vợt tải Q = 1,15 Dầm có tiết diện chữ I ghép từ thép, kích thớc cánh 300x16 mm bụng 1000x8 mm Dầm làm thép CCT38 có f = 2150 daN/cm2 ; fv = 1250 daN/cm2 HÖ sè điều kiện làm việc c =1 Độ võng cho phÐp lµ [∆/l] =1/400 Hµn tay, que hµn N46 III Bài toán chon tiết diện Viết biểu thức lựa chọn chiều cao hợp lý dầm (h) Chọn h cho trờng hợp sau (phân tích chọn nh vËy): a hmax = 1,65 m hmin = 1,45 m hktÕ = 1,35 m b hmax = 1,45 m hmin = 1,25 m hktÕ = 1,35 m c hmax = 1,40 m hmin = 1,10 m hktÕ = 1,55 m Xác định kích thớc tiết diện cánh dầm thép tiết diện chữ I tổ hợp hàn (hai cánh nh nhau), chịu Mmax = 300000 daNm Bản bụng dầm có kích thớc tiết diện 1500x10 (mm) Thép làm dầm có cờng độ tính toán 2150 daN/cm2 Hệ số điều kiện lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 Chän kÝch thíc tiÕt diƯn b¶n bơng (hw = ? tw = ?) vµ chiỊu cao tiÕt diƯn (h = ?) dầm thép tổ hợp hàn Dầm có Vmax = 85000 daN, bề dày cánh đà xác định tf = 25 mm số liệu giới hạn chiều cao tiết diện dầm đà đợc xác định: hmax = 1,65 m, hmin = 1,25 m vµ hktÕ = 1,2 m Dầm đợc làm từ thép có cờng ®é tÝnh to¸n fv = 1250 daN/cm2 HƯ sè ®iỊu kiƯn lµm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 IV Bài toán xác định khả HÃy xác định Mmax Vmax dầm thép sau: Dầm có tiết diện chữ I tổ hợp hàn, hai cánh nh tiết diện 400x18 (mm) bụng 1200x8 (mm), dầm đợc làm từ thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 , fv = 1250 daN/cm2 HÖ số xét đến điều kiện ổn định tổng thể dầm đà đợc xác định b = 0,75 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Tại tiết diện dầm có Mmax lực cắt V = , tiÕt diƯn cã Vmax m«men M = Dầm giảm yếu tiết diện Chơng I Lý thuyết chung Sơ đồ tính chiều dài tính toán cột Cột ổn định theo phơng có độ mảnh nh nào? Cột chịu nén tâm đợc lựa chon hợp lý độ mảnh chúng nh nào? Chọn tiết diện cột đặc (dạng tiết diện chữ H) chịu nén tâm Các yêu cầu cấu tạo cột đặc tiết diện dạng chữ H Kiểm tra cột đặc tiết diện dạng chữ H chịu nén tâm bền, ổn định tổng thể ổn định cục Cấu tạo yêu cầu cấu tạo cột rỗng nhánh chịu nén tâm Khi tính toán ổn định cho cột rỗng nhánh theo phơng trục ảo phải dùng độ mảnh tơng đơng (0), sao? Trong cột rỗng hai nhánh gi»ng cã c«ng thøc tÝnh λ0 (c«ng thøc 4.27 4.30 sách Kết cấu thép xuất 2006), hÃy giải thích ý nghĩa nêu điều kiện dùng hai công thức cấu kiện bản, Chọn tiết diện cột rỗng nhánh chịu nén tâm 10 Kiểm tra tiết diện cột rỗng nhánh chịu nén tâm Tính toán giằng, bụng cột rỗng nhánh chịu nén tâm Nêu giống, khác làm việc tính toán cột đặc cột rỗng hai nhánh chịu nén tâm 10 Cấu tạo tính toán chân cột 11 Một cột chịu nén tâm có chiều dài tính toán l y = 0,5lx , cột giảm yếu tiết diện HÃy cho biết: - Chỉ phải kiểm tra khả chịu nén cột bền hay ổn định? Chứng minh giải thích kết luận đa - Cột phải có đặc trng tiết diện theo hai phơng trục x trục y nh để có lầm việc cột đồng ổn định theo hai phơng? II Bài toán kiểm tra Kiểm tra ổn định tổng thể cột thép sau: Cột có tiết diện tổ hợp dạng chữ H hai cánh nh nhau, cánh tiết diện 360x18 (mm), bụng tiết diện 360x10 (mm) Chiều dài tính toán cột đà xác định đợc là: lx = 1200 cm, ly = 840 cm TiÕt diÖn cét có trục x song song với bề rộng cánh, trục y vuông góc với bề rộng cánh Cột chịu nén tâm N = 230000 daN Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2300 daN/cm2 môđun đan hồi E = 2,1.106 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Kiểm tra ổn định cục cột thép chịu nén tâm sau: Cột có tiết diện tổ hợp dạng chữ H, hai cánh nh nhau, cánh tiết diện 300x16 (mm), bụng tiết diện 300x8 (mm) Chiều dài tính toán cột đà xác định đợc là: lx = 1000 cm, ly = 700 cm TiÕt diƯn cét cã trơc x song song víi bỊ rộng cánh, trục y vuông góc với bề rộng cánh Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 môđun đan hồi E = 2,1.106 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Kiểm tra ổn định tổng thể phơng trục ảo cột rỗng nhánh chịu nén tâm N = 230000 daN Nhánh đợc làm thép hình [40 , hai nhánh ghép cánh hớng vào nhau, đặt cách (tính từ mặt ngoài) h = 55 cm đợc liên kết với giằng tiết diện 350x10 (mm) đặt cách 150 cm (khoảng cách tâm giằng) Bản giằng liên kết hàn vào nhánh Chiều dài tính toán cột phơng trục ảo đà xác định đợc là: lx = 700 11 cm Tiết diện cột có trục x trục ảo, trơc y lµ trơc thùc ThÐp lµm cét cã cêng độ tính toán f = 2300 daN/cm2 môđun đan hồi E = 2,1.106 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm viƯc cđa cÊu kiƯn γ c =1 (Theo ph¬ng trơc thực cột đà đợc kiểm tra đảm bảo yêu cầu chịu lực) Thép hình [40 có đặc trng hình häc cđa tiÕt diƯn nh sau: - DiƯn tÝch tiÕt diện: 61,5 cm2 - Mômen quán tính trục song song với bụng: 760 cm4 - Bán kính quán tính trục song song với bụng: 3,51 cm - Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện tới mép bụng: 3,05 cm Kiểm tra ổn định tổng thể phơng trục ảo cột rỗng nhánh chịu nén tâm N = 175000 daN Nhánh dợc làm thép hình [33 , hai nhánh ghép cánh hớng vào nhau, đặt cách (tính từ mặt ngoài) h = 50 cm đợc liên kết với hệ bụng tam giác bụng ngang, bụng nghiêng với nhánh cột góc = 450 Thanh bụng mét thÐp gãc Λ50x5 diƯn tÝch tiÕt diƯn lµ 4,8 cm2 Chiều dài tính toán cột đà xác định đợc là: lx = 750 cm Tiết diện cột có trục x trục ảo, trục y trục thực Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2300 daN/cm2 môđun đan hồi E = 2,1.106 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 (Theo phơng trục thực cột đà đợc kiểm tra đảm bảo yêu cầu chịu lực) Thép hình [33 có đặc trng hình học tiết diện nh sau: - DiƯn tÝch tiÕt diƯn: 46,5 cm2 - M«men quán tính trục song song với bụng: 491 cm4 - Bán kính quán tính trục song song với bụng: 3,25 cm - Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện tới mép bụng: 2,90 cm Kiểm tra bền giằng đờng hàn góc liên kết giằng vào nhánh cột cột rỗng nhánh chịu nén tâm N = 210000 daN Nhánh đợc làm thép hình [36 , hai nhánh ghép cánh hớng vào nhau, đặt cách (tính từ mặt ngoài) h = 75 cm đợc liên kết với giằng tiết diện 300x10 (mm) đặt cách 120 cm (khoảng cách tâm giằng) Hệ số uốn dọc cột phơng trục ảo đà đợc xác định lµ ϕx = 0,8523 ThÐp lµm cét cã cêng 12 độ tính toán f = 2250 daN/cm2 Thép làm giằng có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 , fv = 1250 daN/cm2 Môđun đàn hồi thép E = 2,1.106 daN/cm2 Đờng hàn góc liên kết giằng vào nhánh cột có chiều dài 30 cm, chiỊu cao tiÕt diƯn hf = mm, cã c¸c cêng ®é tÝnh toÊn fwf = 1800 daN/cm2 , fws = 1530 daN/cm2 hệ số f = 0,7 , s = Hệ số điều kiện làm việc c =1 Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện thép hình [36 đến mép bụng 2,99 cm Kiểm tra khả chịu lực bụng cột rỗng nhánh chịu nén tâm N = 225000 daN Nhánh dợc làm thép hình [33 , hai nhánh ghép cánh hớng vào nhau, đặt cách (tính từ mặt ngoài) h = 75 cm Hệ bụng có sơ đồ tam giác bụng ngang, bụng nghiêng với nh¸nh cét mét gãc α = 450 HƯ sè n dọc cột theo phơng trục ảo đà đợc xác định x = 0,8674 Thanh bụng thép góc 50x5 diện tích tiết diện 4,8 cm2, bán kính quán tính nhỏ tiết diện 0,98 cm Thép hình [33 có khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép bụng 2,90 cm Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2300 daN/cm2 mô đun đàn hồi E = 2,1.106 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cÊu kiƯn γ c =1, cđa bơng γ c =0,75 III Bài toán thiết kế Xác định chiều dài tính toán trục y (ly = ?) cột thép sau, để cột đạt điều kiện đồng ổn định chịu nén tâm Cột có tiết diện tổ hợp dạng chữ H hai cánh nh nhau, cánh tiết diện 400x20 (mm), bụng tiết diện 500x10 (mm) Chiều dài tính toán cột trục x đà xác định đợc là: lx = 1350 cm TiÕt diƯn cét cã trơc x song song víi bề rộng cánh, trục y vuông góc với bề rộng cánh Xác định khoảng cách nhánh (Cyc = ?) cột thép sau theo điều kiện đồng ổn định chịu nén tâm chän chiỊu cao cđa tiÕt diƯn cét (h = ?) Cột rỗng nhánh, nhánh đợc làm thép hình [36 , hai nhánh ghép cánh hớng vào đợc liên kết với giằng tiết diện 450x10 (mm), chúng đặt cách 130 cm (khoảng cách tâm giằng) Bản giằng liên kết hàn vào nhánh Chiều dài tính toán cột đà xác định đợc là: lx = 1000 cm, ly = 700 cm TiÕt diƯn cét cã trơc x lµ trục ảo, trục y trục thực Thép hình [36 có đặc trng hình học tiết diện nh sau: 13 - DiÖn tÝch tiÕt diÖn: 53,4 cm2 - Bán kính quán tính trục song song với cánh: 14,3 cm - Bán kính quán tính trục song song với bụng: 3,38 cm - Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện tới mép bụng: 2,99 cm Xác định khoảng cách nhánh (Cyc = ?) cột thép chịu nén tâm theo điều kiện đồng ổn định chọn chiều cao tiết diện cột (h = ?) Nhánh đợc làm thép hình [36 , hai nhánh ghép cánh hớng vào đợc liên kết với hệ bụng tam giác bụng ngang, bụng nghiêng với nhánh cột góc = 450 Thanh bơng lµ mét thÐp gãc Λ50x5 diƯn tÝch tiÕt diện 4,8 cm2 Chiều dài tính toán cột đà xác định đợc là: lx = 1000 cm, ly = 700 cm TiÕt diƯn cét cã trơc x lµ trục ảo, trục y trục thực Thép hình [36 có đặc trng hình học tiết diện nh đà cho IV Bài toán xác định khả Xác định khẩ chịu nén tâm cột thếp sau theo điều kiện ổn định tỉng thĨ ([N] = ?) Cét cã tiÕt diƯn tỉ hợp dạng chữ H hai cánh nh nhau, cánh tiÕt diƯn 450x25 (mm), b¶n bơng tiÕt diƯn 500x10 (mm) Chiều dài tính toán cột đà xác định đợc lµ: lx = 1200 cm, ly = 600cm TiÕt diƯn cét cã trơc x song song víi bỊ réng b¶n cánh, trục y vuông góc với bề rộng cánh Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 mô đun đan hồi E = 2,1.106 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Xác định khả chịu nén tâm theo phơng trục ảo cột rỗng nhánh ([N]x = ?) Nhánh đợc làm thép hình [36 , hai nhánh ghép cánh hớng vào nhau, đặt cách (tính từ mặt ngoài) h = 60 cm đợc liên kết với giằng tiết diện 400x10 (mm) đặt cách 130 cm (khoảng cách tâm giằng) Bản giằng liên kết hàn vào nhánh Chiều dài tính toán cột phơng trục ảo đà xác định đợc lµ: lx = 1100 cm TiÕt diƯn cét cã trơc x trục ảo, trục y trục thực Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2300 daN/cm2 mô đun đàn hồi E = 2,1.106 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Thép hình [36 có đặc trng hình học tiết diện nh đà cho 14 Xác định khả chịu nén tâm cột rỗng nhánh ([N] = ?) Nhánh dợc làm thép hình [36 , hai nhánh ghép cánh hớng vào nhau, đặt cách (tính từ mặt ngoài) h = 70 cm đợc liên kết với hệ bụng tam giác bụng ngang, bụng nghiêng với nhánh cột góc α = 450 Thanh bơng lµ mét thÐp gãc Λ50x5 diƯn tÝch tiÕt diƯn lµ 4,8 cm2 ChiỊu dµi tÝnh toán cột đà xác định đợc là: lx = 1100 cm, ly = 770 cm TiÕt diÖn cét cã trục x trục ảo, trục y trục thực Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2300 daN/cm2 mô đun đàn hồi E = 2,1.106 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Thép hình [36 có đặc trng hình học tiết diện nh đà cho tập Chơng I Lý thuyết chung Phân tích dạng giàn dạng sơ đồ hệ bụng giàn, phạm vi sử dụng chúng Các loại hệ giằng giàn tác dụng chúng Nêu phân tích chiều dài tính toán giàn Nêu phân tích việc sử dụng hợp lý dạng tiết diên giàn Các yêu cầu (nguyên tắc) cấu tạo nút giàn Cấu tạo tính toấn nút giàn II Các toán Chọn dạng tiết diện cho xiên đầu dàn ghép từ thép góc phân tích lựa chọn nh cho trờng hợp sau: a) Giàn hệ bụng phân nhỏ b) Giàn có hệ bụng phân nhỏ Chọn dạng tiết diện cho cánh nén giàn ghép từ thép góc, phân tích lựa chọn nh vậy? Thanh cánh có chiều dài tính toán nh sau: a) ly = lx b) ly = lx 15 Chän dạng tiết diện cho bụng xiên giàn có hệ bụng phân nhỏ (không phải xiên đầu dàn) ghép từ thép góc phân tích lùa chän nh vËy? Chän d¹ng tiÕt diƯn cho bụng giàn hệ bụng phân nhỏ (không phải xiên đứng đầu dàn) ghép từ thép góc phân tích lùa chän nh vËy? VÏ cÊu t¹o nót trung gian (ghi đầy đủ kích thớc cần thiết) giàn sau: Thanh cánh 2110x8 liên kết vào mà đờng hàn góc có lw1 = 80 mm, lw2 = 60 mm; Thanh đứng 250x5 liên kết vào mà đờng hàn góc cã lw1 = 100 mm, lw2 = 60 mm; Hai xiên 280x8 liên kết vào mà đờng hàn góc có lw1 = 220 mm, lw2 = 150 mm; Thanh đứng vuông góc với cánh, hai xiên đặt hai phía đứng hợp với đứng góc 450 Tiết diện dàn đợc ghép dạng chữ Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện thép góc ®Õn sèng thÐp gãc (z0) lÊy gÇn ®óng nh sau: ThÐp Λ110x8 cã z0 = cm, thÐp Λ50x5 cã z0 ≈ 1,5 cm, thÐp Λ75x8 cã z0 ≈ cm Kiểm tra khả chịu lực dàn có tiết diện 2180x110x10, ghép dạng chữ T cạnh ngắn hàn với mÃ, chiều dày mà = 12mm, có chiều dài tính toán lx = 3.0m , ly = 6,0m; chÞu lùc nÐn tÝnh to¸n N = 750 kN ThÐp BCT3K2 cã f = 2250daN/cm2 ; hệ số điều kiện làm việc c = (Tiết diện dàn có trục x vuông góc với mặt phẳng dàn, trục y nằm mặt phẳng dàn; Không phải trục hình vẽ dới đây) Số B b d A Jx Jy ry Jx1 yo Jy1 xo cm4 cm cm4 cm 10 12 14 444 2.44 8.62 8.7 8.77 hiÖu mm mm mm cm2 cm4 cm cm4 cm 18/11 180 110 28.3 5.8 276 3.12 1933 5.88 10 952 rx2 δ (mm)= rx 16 17 ... = 11 000 daN/cm2 Các thép có cờng độ tính toán f = 215 0 daN/cm2 Hệ số điều kiện làm việc cấu kiện c =1 Xác định số lợng bu lông, bố trí bu lông kiểm tra thép liên kết nối thép tiết diƯn 500x14... vậy): a hmax = 1, 65 m hmin = 1, 45 m hktÕ = 1, 35 m b hmax = 1, 45 m hmin = 1, 25 m hktÕ = 1, 35 m c hmax = 1, 40 m hmin = 1, 10 m hktÕ = 1, 55 m Xác định kích thớc tiết diện cánh dầm thép tiết diện... 10 12 14 444 2.44 8.62 8.7 8.77 hiÖu mm mm mm cm2 cm4 cm cm4 cm 18 /11 18 0 11 0 28.3 5.8 276 3 .12 19 33 5.88 10 952 rx2 δ (mm)= rx 16 17