Bài tập lớn kết cấu thép 1

Bài tập lớn kết cấu thép 1

BAèI TP LẽN KT CU THEẽP BAèI TP LẽN KT CU THEẽP I.Tờnh baớng saỡn 1.Xaùc õởnh chióửu daỡy baớng saỡn : Theo cọng thổùc : ì ì + ì = c4 o 1 o qn E72 1 15 n4 l Trong õoù : n o = 90 1 l f s = E 1 = 2 6 2 3,01 10.06,2 1 E = à = 2,26.10 6 (daN/cm 2 ) q c = 2 (T/m 2 ) = 0,2 (daN/cm 2 ) q c = 2000 (daN/m 2 ) Choỹn chióửu daỡy baớng saỡn 8 mm Khi õoù : ì ì + ì = 2,090 10.26,272 1 15 904l 4 6 = 321,6 Choỹn l = 150 (cm) : 6,321 120 = Khi õoù : => = 6,321 150 = 0,466 (cm) Choỹn = 8 (mm) * Kióứm tra cổồỡng õọỹ vaỡ õoỹ voợng : f = + 1 1 f o vồùi f o = JE lq 384 5 1 4 s c ì ì ì f o = 36 4 8,010.26,2 121502,0 384 5 ì ìì ì = 13,672 ì(1 + ) 2 = 3ì 2 o f = 876,223 => = 8,914 f = 914,81 672,13 1 f o + = + = 1,379 => 150 379,1 l f = = 0,0092 < 90 1 = 0,011 Ta coù : M max = n 1 M o ì + n : hóỷ sọỳ vổồỹt taới lỏỳy bũng 1,2 M o õổồỹc tờnh : M o = 8 1502,0 8 lq 2 2 ì = ì = 562,5 (daN.cm) M max = 1,291 2,15,562 + ì = 22,425 (aN.cm) Lổỷc keùo trong baớng õổồỹc xaùc õởnh theo cọng thổùc : H = ìì ì= ììì 1 2 2 2 s 1 2 E l f 4 n l JE = 660,90 (daN) ặẽng suỏỳt õióứm giổợa nhởp cuớa baớng : = R W M A H max ì+ ( = 1) + A = 1 ì 0,8 = 0,8 + W = W y = 1ì 6 8,0 2 = 0,107 = 107,0 454,22 8,0 90,660 + = 1035,98 (daN/cm 2 ) < 2400 (daN/cm 2 ) Chióửu cao õổồỡng haỡn : h h = ( ) ìì min gh R H = 0,7 (haỡn tay) ; R gh = 1800 (daN/cm 2 ) h h = 11)18007,0( 90,660 ììì = 0,525 cm Choỹn h h = 8 mm II. Tờnh dỏửm phuỷ : Nhởp dỏửm phuỷ l = L 1 = 4,35 m 1.Taới troỹng taùc duỷng lón dỏửm : + Hoaỷt taới tióu chuỏứn : q o = 0,2ì150 = 30 (daN/cm) + Hoaỷt taới tờnh toaùn : q tt = 30ì1,2 = 36 (daN/cm) + Troỹng lổồỹng saỡn tióu chuỏứn : g o = 0,785ì 0,8 ì 150 = 0,942 (daN/cm) + Troỹng lổồỹng saỡn tờnh toaùn : g tt = 0,942ì1,2 = 1,13 (daN/cm) 2.Choỹn tióỳt dióỷn dỏửm : W y/c = R M max ì M max = 8 lq 2 ì vồùi q = 36 + 1,13 = 37,13 (daN/cm) M max = 8 42513,37 2 ì = 838325,78 (daN.cm) W y/c = 2100 78,838325 = 399,2 (cm 3 ) Tra baớng dổỷa vaỡo W y/c choỹn dỏửm coù sọỳ hióỷu 27a coù caùc õỷc trổng hỗnh hoỹc sau ; h = 270 mm b = 125 mm d = 6 mm J x = 5500 cm 4 S x = 229,0 cm 3 W x = 407,0 cm 3 d = b = 6 mm Troỹng lổồỹng rióng trón 1m chióửu daỡi laỡ : 32,9 kG/m = 0,329 (daN/cm) 2.Kióứm tra tióỳt dióỷn : + Troỹng lổồỹng baớng thỏn cuớa dỏửm : 0,329 ì 1,1 = 0,362 (daN/cm) + Taới troỹng taùc duỷng lón dỏửm : q = 37,13 + 0,362 = 37,492 (daN/cm) Mọmen taỷi tióỳt dióỷn giổợa dỏửm laỡ : M max = 8 425492,37 8 lq 2 2 ì = ì = 846499,06 (daN.cm) Kióứm tra ổùng suỏỳt phaùp taỷi tióỳt dióỷn giổợa dỏửm : = th W M ìR W th = W x = 407,0 cm 3 = 407 846499 = 2079,85 (daN/cm 2 ) Kióứm tra õióửu kióỷn bóửn chởu cừt : T = c b cmax R SQ ì ì Q max = 2 lq ì = 2 425492,37 ì = 7967,05 (daN) T = 6,05500 22905,7967 ì ì = 552,86 (daN/cm 2 ) < R c = 1500 (daN/cm 2 ) 3.Kióứm tra baớng buỷng dỏửn chởu ổùng suỏỳt cuỷc bọỹ : Do ồớ caùnh neùn cuớa dỏửn khọng coù lổỷc tỏỷp trung taùc duỷng Do õoù ta khọng scỏửn kióứm tra õióửu kióỷn ổùng suỏỳt cuỷc bọỹ cuớa baớng buỷng. 4.Kióứm tra ọứn õởnh tọứng thóứ cuớa dỏửm: Do baớng saỡn lión kóỳt mọỹt caùch chừc chừn (lión kóỳt haỡn suọỳt chióửu daỡi cuớa dỏửm) vồùi caùnh neùn .Do õoù ta khọng cỏửn kióứm tra ọứn õởnh tọứng thóứ. 5.Kióứm tra õọỹ voợng cuớa dỏửm : JE lq 384 5 l f 3c ì ì ì= q c : taới troỹng tióu chuỏứn q c = c dp c taới.h c s qqq ++ = 30 + 1,13 + 0,329 = 31,459 (daN/cm) 550010.26,2 425459,31 384 5 l f 6 3 ì ì ì= = 0,0025 < 0067,0 150 1 l f f == 5.Tờnh dỏửm chờnh : Taới troỹng taùc duỷng lón dỏửm chờnh laỡ phaớn lổỷc gọỳi tổỷa cuớa caùc dỏửm phuỷ truyóửn xuọỳng: q c = 31,459 (daN/cm) q tt = 37,75 (daN/cm) p tc = q c ì l = 31,459 ì 425 = 13370,08 (daN) p tt = q tt ì l = 37,75 ì 425 = 16043,75 (daN) Sồ õọử tờnh nọỹi lổỷc trong dỏửm chờnh hỗnh veợ sau : Mọmen lồùn nhỏỳt trong dỏửm : M max = p ì l = 1200 ì 16043,75 = 19252500 (daN.cm) Lổỷc cừt lồùn nhỏỳt trong dỏửm : Q max = 3,5 ì p = 3,5 ì 16043,75 = 56153,125 (daN) - Xaùc õởnh chióửu cao tióỳt dióỷn dỏửm : Tờnh h min : h min = 2,1 1200 500 10.06,2 2100 24 5 n l f l E R 24 5 6 tb ììì=ì ìì = 106,189 (cm) Tờnh h kt : h kt = W k b y/c ì Trong õoù k = 1,15 ; W y/c = 21001 19252500 R M max ì = ì = 9167,857 (cm 3 ) b = 7 + 100 189,1063 7 100 h3 min ì += ì = 10,185 (mm) lỏỳy b = 1 cm h kt = 1,15ì 0,1 857,9167 = 110,111 (cm) Choỹn h dc = 120 cm Kióứm tra õióửu kióỷn bóửn chởu cừt vaỡ õióửu kióỷn ọứn õởnh cuỷc bọỹ cuớa baớng buỷng dỏửm ióửu kióỷn bóửn chởu cừt : T = 1120 125,56153 2 3 h Q 2 3 bd max ì ì= ì ì = 467,942 (daN/cm) < R c = 1500 (daN/cm) ióửu kióỷn ọứn õởnh cuỷc bọỹ : b = 1 (cm) > 2,06.10 2100 5,5 116 R E 5,5 h 6 b ì=ì = 0,673 (cm) Choỹn c = 2 cm h b = 116 cm Xaùc õởnh kờch thổồùc cuớa caùnh dỏửm : b c ì c = (W y/c ì ) 12 h 2 h b 3 bd ì ì 2 c h 2 h c = 116 + 2 = 118 (cm) b c ì c = (9167,857ì 12 1120 2 120 3 ì )ì 2 118 2 b c ì c = 58,327 (cm 2 ) 2100 2,06.10 R E b 6 c c = = 31,32 b c 31,32 ì 2 = 62,64 (cm) Choỹn b c = 34 (cm) F d = 116 ì 1 + 2 ì 34 ì 2 = 252 (cm 2 ) 1 0 2 0 1160 1200 x y y x 440 J d = 2 c cc 2 bb 2 h b2 12 h ììì+ ì J d = 2 3 2 118 2342 12 1161 ììì+ ì = 603490,667 (cm 4 ) W d = 120 667,6034902 h J2 d d ì = ì = 10058,178 (cm 3 ) = 178,10058 19252500 W M d max = = 1914,114 (daN/cm 2 ) < 2100 (daN/cm 2 ) S 1c = F c ì 2 118 234 2 h c ìì= = 4012 (cm 3 ) S x = S 1c + S b = 4012 + F b ì 4 h b = 4012 + 4 116 1 2 116 ìì = 5694 (cm 3 ) Troỹng lổồỹng 1m daỡi cuớa dỏửm : q o = ìF = 0,785.10 -2 ì 252 = 1,978 (daN/cm) Mọmen do troỹng lổồỹng baớng thỏn dỏửm gỏy ra taỷi tióỳt dióỷn coù M max M max = 8 1200,97811,1 8 lq n 2 2 o ìì = ì ì = 391683,6 (daN.cm) ặẽng suỏỳt phaùp : = 178,10058 192525006,391683 W M max + = = 1953,056 (daN/cm 2 ) < 2100 (daN/cm 2 ) ặẽng suỏỳt tióỳp : T = 1667,603490 6945125,56153 J SQ bd max ì ì = ì ì = 529,81 (daN/cm 2 ) < R c = 1500(daN/cm 2 ) ặẽng suỏỳt tổồng õổồng taỷi chọứ caùnh lión kóỳt vồùi buỷng dỏửm : td = R1,15 3 2 1 2 1 ìì+ T 1 = 1667,603490 401256153,125 J SQ bd c ì ì = ì ì = 373,305 (daN) 1 = 120 116 1953,056 h h hW hM d o d o ì=ì= ì ì = 1887,954 (daN/cm 2 ) 2 1 2 1 2 td 3 ì+= = 1887,954 2 + 3ì373,305 2 = 3982440,175 => td = 1995,605 (daN/cm 2 ) < R = 2100 (daN/cm 2 ) 3.Thay õọứi tióỳt dióỷn dỏửm theo chióửu daỡi dỏửm : ióứm thay õọứi tióỳt dióỷn caùch gọỳi tổỷa 1/6ìl 1200 6 1 l 6 1 ì=ì = 200 (cm) Taỷi õoù coù mọmen : M 1 = 3,5ìPì200 - Pì(200 - 150) = 650ìP = 650 ì 16043,75 = 10428437,5 (daN.cm) W 1 = 2100 10428437,5 R M 1 = = 4965,923 (cm 3 ) J d = W 1 ì 2 h d = 4965,923ì 2 120 = 297955,357 (cm 4 ) Mọmen quaùn tờnh cỏửn thióỳt cuớa caùnh : J ct = J d - J b = 297955,357 - 12 h 3 bb ì J ct = 297955,357 - 12 1161 3 ì = 167880,691 (cm 4 ) F ct = 22 c ct 118 ,6911678802 h J2 ì = ì = 24,114 Chióửu rọỹng baớng caùnh cỏửn thióỳt : b ct = 2 24,114 F c ct = = 12,057 (cm) Choỹn b ct = 18 (cm) thoaớ caùc õióửu kióỷn sau : b 18 cm b 34/2 = 17 (cm) b 120/10 = 12 (cm) Kióứm tra laỷi tióỳt dióỷn õaợ thay õọứi : J 1 = J b + J ct J 1 = 2 3 2 118 2182 12 1161 ììì+ ì = 380706,667 (cm 4 ) S 1c = F c ì 2 h c = 2 ì 18 ì 2 116 = 2088 (cm 3 ) W 1 = 120 ,6673807062 h J2 d 1 ì = ì = 6345,111 (cm 3 ) Kióứm tra theo ổùng suaùt phaùp : = 6345,111 5,10428437 W M 1 1 = = 1643,539 (daN/cm 2 ) < R = 2100 (daN/cm 2 ) Kióứm tra theo ổùng suỏỳt tióỳp : T = 1380706,667 377075,16043 J SQ b1 c ì ì = ì ì = 158,875 (daN/cm 2 ) < R = 2100 (daN/cm 2 ) S c = S 1c + S b = 2088 + 1682 = 3770 (cm 3 ) Taỷi chọứ thay õọứ tióỳt dióỷn duỡng õổồỡng haỡn õọỳi õỏửu thúng goùc õóứ nọỳi baớng caùnh ặẽng suỏỳt tổồng õổồng taỷi chọứ caùnh lión kóỳt vồùi buỷng dỏửm : 1 = ì 120 116 1643,539 h h d b ì= = 1588,754 (daN/cm 2 ) T 1 = 1667,370706 208816043,75 J SQ b1 c1 ì ì = ì ì = 87,993 (daN/cm 2 ) 222 1 2 1td 87,9933 1588,754 3 ì+=ì+= = 1596,047 (daN/cm 2 ) td = 1596,047 (daN/cm 2 ) < R = 2100 (daN/cm 2 ) Tờnh lióỳn kóỳt giổợa caùnh vaỡ buỷng dỏửm : Lổỷc trổồùt trón 1cm daỡi õổồỡng haỷn lión kóỳt giổợa caùnh vaỡ buỷng dỏửm : T = T ì b ì 1 = 373,305 ì 1 ì 1 = 373,305 (daN/cm 2 ) Chióửu cao cỏửn thióỳt cuớa õổồỡng haỡn õóứ õaớm baớo cho khaớ nng chởu lổỷc cuớa hai õổồỡng haỡn lión keùt caùnh vồùi buỷng dỏửm laỡ : h h ( ) ( ) min gd min g c R 2 T JR 2 SQ ìì = ìììì ì ( = 1) h h 15007,02 305,373 ìì = 0,178 (cm) óứ chọỳng rố vaỡ cỏỳu taỷo cuớa õổồỡng haỡn chởu lổỷc lión kóỳt giổợa caùnh vaỡ buỷng dỏửm choỹn h h = 0,6 cm Kióứm tra ọứn õởnh tọứng thóứ : Tyớ sọỳ : 118 425 l l c = = 3,6 k = R E l bb 0,06 - 0,73 b 0,0032 41,0 c c c c c c ì ì ì+ ì+ì = 1ì[0,41 + 0,0032ì17 + (0,73 - 0,06ì17)ì0,288]ì31,32 = 11,929 > 3.6 Vỏỷy dỏửm thoaớ maợn õióửu kióỷn ọứn õởnh cuỷc bọỹ : Kióứm tra ọứn õởnh cuỷc bọỹ : R E 0,5 b c o ì 2 2 1 - 2 34 2 - 2 b b c cc c o = = = 8,25 0,5 ì 2100 2,06.10 0,5 R E 6 ì= = 15,66 > 8,25 Vỏỷy õaớm baớo õióửu kióỷn ọứn õởnh cuỷc bọ cuớa caùnh neùn dỏửm Kióứm tra ọứn õởnh cuỷc bọỹ baớng buỷng : Mỏỳt ọỳn õởnh cuớa baớng buỷng dổồùi taùc duỷng cuớa ổùng suỏỳt tióỳp : (ọ baớng thổù nhỏỳt) ióửu kióỷn : 6 b o b 10.06,2 2100 1 116 E R h ì=ì = = 3,7 [ ] 2,2 bb = Baớng buỷng dỏửm mỏỳt ọứn õởnh dổồùi taùc duỷng cuớa ổùng suỏỳt tióỳp nó dỏửm phaới gia cổồỡng baớng buỷng vồùi cỷp sổồỡn õổùng ồớ hai bón buỷng dỏửm vồùi kờch thổồùc nhổ sau : Choỹn khoaớng caùch giổợa hai sổồỡn : a 2 ì h o = 2 ì 116 = 232 (cm) Choỹn a = 150 cm Bóử rọỹng sổồỡn b s (mm) 40 30 h o + = 78,667 (mm) Chióửu daỡy sổồỡn s = 2 ì b s ì E R = 2 ì 7,8607 ì 6 2,06.10 2100 = 0,502 (cm) Choỹn b s = 8 cm ; s = 0,6 cm Khi coù caùc sổồỡn gia cổồỡng õoỹ ọứn õởnh caớu baớng buỷng dỏửm õổồỹc tng lón khi õoù T o õổồỹc xaùc õởnh nhổ sau : T o = 10,3 ì (1 + 2 76,0 à ) ì 2 ob c R à : tyớ sọỳ giổợa caỷnh daỡi vaỡ caỷnh ngừn cuớa ọ baớn : à = 116 150 h a o = = 1,293 ob : xaùc õởnh bũng tyớ sọỳ : ob = 6 b 2,06.10 2100 1 116 E R d ì=ì = 3,7 T o = 10,3 ì (1 + 2 293,1 76,0 ) ì 2 7,3 1500 = 1641,5 (daN/cm 2 ) T = 1375,297955 4012125,56153 J SQ bd c1max ì ì = ì ì = 756,107 (daN/cm 2 ) < T o ỉn õởnh cuớa baớng buỷng dổồùi taùc duỷng õọửng thồỡi cuớa ổùng suỏỳt phaùp vaỡ ổùng suỏỳt tióỳp (kióứm tra vồùi ọ baớn thổù 3) 1 2 o 2 o + T T Trong õoù : M = 3,5 ì p ì 392 - p ì (242 + 92) = 1308 ì 16043,75 = 16653412,5 (daN.cm) Q = 3,5 ì p - 2 ì p = 1,5 ì p = 24065,625 (daN) = 120 116 10058,178 16653412,5 h h W M d o ì=ì = 1600,518 (daN/cm 2 ) T = 1116 24065,625 h Q bb ì = ì = 207,462 (daN/cm 2 ) Ta coù : t = 2 b c b c h b ìì coù = => t = 116 150 h a o = = 1,293 tra baớng 3.8 ta coù o = 0,455 2 2 2 o 2 o 5,1641 462,207 0,455 += + T T = 0,472 < 1 Vỏỷy baớng buỷng dỏửm thoaớ maợn õieỡu kióỷn ọứn õởnh cuỷc bọỹ khi coù caớ ổùng suỏỳt phaùp vaỡ ổùng suỏỳt tióỳp Tờnh toaùn vaỡ cỏỳu taỷo gọỳi dỏửm : a.Choỹn kờch thổồùc tióỳt dióỷn : b s = 2 - 2 b bc = 16,5 (cm) b s 40 30 1200 40 30 h +=+ = 80 mm s 165 15 1 b 15 1 s ì=ì = 11 (mm) choỹn s = 12 mm b s 0,5 ì s ì R E = 0,5 ì 1,2 ì 2100 2,06.10 6 = 18,79 (cm) Thoaớ õióửu kióỷn ọứn õởnh cuỷc bọỹ Dióỷn tờch bở eùp mỷt : A em = 1,2 ì 34 = 40,8 (cm 2 ) em = 8,041 16043,75 A p em ì = ì = 393,229 (daN/cm 2 ) < R = 2100 (daN/cm 2 ) A s = R p em ì Kióứm tra ọứn õởnh J z = 12 115 12 342,1 33 ì + ì J z = 3931,65 (cm 4 ) A = 1,2 ì 34 + 15 ì 1 A = 55,8 (cm 2 ) r z = 55,8 3931,65 A J õ = r z = 8,394 (cm) = 8,394 116 r h õ b = = 13,82 Tra baớng ta coù : = 0.98 = 8,5598,0 16043,75 A p ì = ì = 293,39 (daN/cm 2 ) < R = 2100 (daN/cm 2 ) Kióứm tra õọỹ voợng cuớa dỏửm chờnh : óứ õồn giaớn ta dổa taới troỹng tỏỷp trung vóử taới troỹng phỏửn bọỳ õóửu : q = 1200 16043,757 1200 p7 ì = ì = 93,6 (daN/cm) ọỹ voợng dỏửm khi õoù : f = 667,60349010.06,2 12006,93 384 5 JE lq 384 5 6 4 d 4 ì ì ì= ì ì ì = 2,03 (cm) 1200 2,03 l f = = 0,0017 < 500 1 = 0,002 15ì b b s b s b =10 c =20 340 150 Nọỳi dỏửm : Duỡng Bulọng cổồỡng õọỹ cao õóứ nọỳi lừp gheùp dỏửm tọứ hồỹp cỏỳu taỷo mọỳi nọỳi lừp gheùp dỏửm tọứ hồỹp haỡn .Mọựi mọỳi nọỳi caùnh dỏửm duỡng 3 baớn nọỳi phia trong 2 vaỡ phờa ngoaỡi 1 coỡn mọỳi nọỳi buỷng dỏửm duỡng hai baớn nọỳi ọỳp hai bón : Tờnh toaùn kióứm tra mọỳi nọỳi buỷng dỏửm : Choỹn A b/ọỳp A b b/ ọỳp ì b/ ọỳp b b ì b Choỹn b b/ ọỳp = 114 => b/ ọỳp = 1 114 116 ì = 1,07 (cm) Choỹn b/ ọỳp = 1,2 (cm) Choỹn õổồỡng kờnh bulọng d = 20 (mm) Bọỳ trờ 10 Bulọng thaỡnh 2 haỡng õinh, khoaớng caùch giổợa hai bulọng trong mọỹt haỡng õinh 200 (mm) Coù : a max = 4 ì 20 = 800 (mm) a 1 = 2 ì 20 = 400 (mm) 2 i a = 2 1 a = 400 2 = 160000 N max = ì ì 2 i maxb a2 aM Trong õoù : M max = 603490,667 667,130074 19644183,6 J J M d b ì=ì = 4234051,603 (daN.cm) N max = 1600002 800622,4234051 ì ì = 10585,13 (daN) v = 10 8021,875 n Q = = 802,188 (daN) Ta coù : 2222 max 802,188 10585,13 vN +=+ = 10615,482 (daN) Choỹn baớng theùp b = 100 (cm) b/ ọỳp = 1,2 (cm) l = (70 + 100 + 70 + 5) = 490 (cm) [N] b| c = R cbl ìA bl ì bl ìn c Trong õoù : R cbl = 0,7 ì 11000 = 7700 (daN/cm 2 ) A bl = 4 43,14 4 d 2 ì = ì = 3,14 (cm 2 ) bl = 1 n c = 2 [N] b|c = 7700 ì 3,14 ì 1 ì 2 = 48356 (daN) > 10615,482 (daN) Nọỳi caùnh dỏửm : Sọỳ lổồỹng Bulọng ồớ mọỹt phờa mọỳi nọỳi caùnh dỏửm õổồỹc xaùc õởnh theo cọng thổùc :