BÀI TẬP LỚN KẾT CẤU THÉP 1

Kết cấu thép 1KCTBài tập lớn Kết cấu thép 1BTL KCT1Học phần Kết cấu thép 1Sinh viên thực hiện: Huỳnh Minh Dương Giáo viên hướng dẫn: Lê Nguyễn Công TínTrường Đại học Xây dựng Miền Trung Mien Trung University of Civil Engineering

Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín MỤC LỤC SVTH: Huỳnh Minh Dương Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Công Tín CHƯƠNG I: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ KẾT CẤU Bảng 1.1 Các đặc trưng lý vật liệu sử dụng Thép ρ E daN/cm2 CCT3 fy f daN/cm2 daN/cm2 daN/cm2 7850 × 10−6 2,1× 106 Que hàn N42 SVTH: Huỳnh Minh Dương 2200 2100 fv = 0,58 × f daN/cm2 1218 fu fc daN/cm2 daN/cm2 3400 3245,45 f wf f ws = 0, 45 × f u daN/cm2 1800 daN/cm2 1530 ν 0, Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín CHƯƠNG II: THIẾT KẾ BẢN SÀN LOẠI DẦM 2.1 Xác định chiều dày sàn Bảng 2.1 Chiều dày sàn bê tông cốt thép tải trọng Tải trọng tác dụng, Chiều dày sàn thép p (kN/m ) ts (mm) ≤ 10 6÷8 ≤ 20 8÷10 ≤ 30 10÷12 > 30 12÷14 p tc = 17kN / m = 17 ×10−2 daN / cm2 Tải trọng tác dụng lên sàn Xác định nhịp sàn l theo biểu thức gần sau: , chọn chiều dày t=1cm ls 4n0  72E1  = 1 + ÷ ts 15  n04 q tc  Trong đó: E1 = E 2,1×106 = = 2,31× 106 2 1− v − 0,3 l  n0 =   = 150 ∆ (với ∆  l  = 150 (daN/cm2) : độ võng cho phép sàn thép) ls = 4n0 72E1 + ữì t s 15  n04 q tc  ⇒ ls = ×150  72 × 2,31×106  + ữì1 = 117,302 15 1504 ì17 ì10  SVTH: Huỳnh Minh Dương (cm) Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín ls = 100cm Chọn 2.1.1 Tính sàn Do sàn hàn với dầm đường hàn thẳng góc, tác dụng tải trọng sàn bị ngăn cản biến dạng, gối tựa phát sinh lực kéo H mômen âm Bỏ qua ảnh hưởng mômen âm ta có sơ đồ tính coi dầm đơn giản chịu lực phân bố Tải trọng tác dụng sàn có kể đến trọng lượng thân sàn q H H 1000 Mmax Hình 2.1 Sơ đồ tính + Xác định tải: qs tc = g tc + p tc = As × f + p tc = 1×1× 7850 ×10 −6 + 17 ×10 −2 ⇒ qs tc = 0,178daN / cm qs tt = g tt + p tt = As × f × γ g + p tc × γ p = 1× 1× 7850 × 10−6 ×1, 05 + 17 ×10 −2 ×1, ⇒ qs tt = 0, 212daN / cm Cắt dải rộng cm theo phương phương cạnh ngắn nhịp sàn 2.1.2 Kiểm tra độ võng sàn Xác định momen qn tính 1× t s3 1× 13 Ix = = = 12 12 12 (cm4) Xác định độ võng nhịp ∆0 = qtc gây ra: q tc ls4 0,178 ×100 × 12 = × = 1, 204 384 E1 I x 384 2,31×106 × (cm) Xác định tỷ số lực kéo H lực tới hạn Ơle SVTH: Huỳnh Minh Dương N cr là: Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín ∆  α (1 + α ) =  ÷  t   1, 204  ⇔ α (1 + α ) = ì ữ = 1, 04 Xác định độ võng nhịp ∆ = ∆0 1 = 1, 204 × = 0,59 1+ α + 1, 04 qtc H gây ∆ : (cm) Kiểm tra độ võng sàn ∆ 0,59 ∆ = = 5,9 × 10−3 ≤   = = 6, 67 ×10−3 l 100 l 150   Vậy sàn thỏa điều kiện độ võng 2.1.3 Kiểm tra bền Xác định lực kéo H: π2 H =γp 2 3,142   ∆ E t = 1, × × × 2,31×106 × = 303, 676daN  l  s  150  Xác định momen uốn lớn Mmax q tt ls2 0, 212 ×1002 M0 = = = 265daNcm 8 M max = M 1 = 265 × = 129,9daNcm 1+ α + 1, 04 Kiểm tra độ bền độ võng cấu kiện chịu kéo uốn: Momen kháng uốn tiết diện sàn Wx = 1×12 = 6 (cm3) Ứng suất lớn sàn: σ= H M max + ≤ f γc A Wx σ= H M max 303, 676 129,9 × + = + = 1083, 076 A Wx 1× 1 f γ c = 2100 ×1 = 2100 (daN/cm2) SVTH: Huỳnh Minh Dương (daN/cm2) Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín ⇒σ ≤ f γc Vậy sàn thỏa điều kiện cường độ 2.1.4 Kiểm tra đường hàn liên kết sàn dầm Xác định tiết diện nguy hiểm: ( β f w ) = min( β f f wf ; β s f ws ) β f f wf = 0, ×1800 = 1260 (daN/cm2) β s f ws = β s (0, 45 fu ) = 1×1530 = 1530 (daN/cm2) ⇒ ( β f w ) = min(1260;1530) = 1260 (daN/cm2) - Tính tốn chiều cao đường hàn liên kết sàn dầm phụ hf = H ( β f w ) γ c = 303, 676 = 0, 241cm = 2, 41mm 1260 ×1 Theo yêu cầu cấu tạo đường hàn liên kết sàn với dầm phụ phải thỏa mãn điều kiện: h f = 5mm Vậy chọn đường hàn đường hàn cấu tạo có SVTH: Huỳnh Minh Dương h f = 5mm Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín CHƯƠNG III: TÍNH TỐN DẦM PHỤ 3.1 Sơ đồ tính tốn Dầm phụ coi dầm đơn giản có hai đầu hai gối tựa Tải trọng tác dụng lên dầm phụ tải từ sàn truyền vào dạng phân bố q H H 6100 Mmax Vmax Vmax Hình 3.1 Sơ đồ tính dầm phụ 3.2 Xác định tải trọng nội lực Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm phụ tc qdp = ( p tc + ts ρ )ls = (0,17 + 1× 7850 ×10 −6 ) ×100 ⇒ qdp tc = 17, 785daN / cm Tải trọng tính tốn tác dụng lên dầm phụ qdp tt = ( p tcγ p + t s ργ g )ls = (0,17 ×1, + 1× 7850 ×10 −6 ×1, 05) ×100 ⇒ qdp tt = 21, 224daN / cm Momen lớn Mmax dầm dp M max = tt qdp B2 = 21, 224 × 610 = 987181,3daNcm Lực cắt lớn Vmax gối tựa dp max V = tt qdp B = 21, 224 × 610 = 6473,32daN 3.3 Chọn tiết diện dầm phụ Momen chống uốn dầm phụ có kể đến phát triển biến dạng dẻo tiết diện: Wx ≥ M max 987181,3 = = 419, 72cm3 1,12 f γ c 1,12 × 2100 SVTH: Huỳnh Minh Dương Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín 10.2 280 6.5 300 10.2 Chọn thép định hình I30 135 Bảng 3.1 Dữ liệu thép I30 Thép Wx Ix Sx cm3 cm4 cm3 I30 472 7080 268 3.4 Kiểm tra tiết diện dầm phụ Momen lực cắt trọng lượng thân dầm: tw = d g mm 6,5 kg/m 36,5 g = 36,5kg / m = 0,365daN / cm M bt = Vbt = gγ g B gγ g B = 0,365 ×1, 05 × 610 = = 17825,92daNcm 0,365 ×1,05 × 610 = 116,89daN 3.4.1 Kiểm tra tiết diện dầm phụ theo điều kiện độ bền Kiểm tra ứng suất pháp: σ= M max + M bt 987181,3 + 17825,92 = = 1901,12daN / cm < 2100daN / cm 1,12Wx 1,12 × 472 Kiểm tra ứng suất tiếp: tw = 6,5mm = 0, 65cm τ= (Vmax + Vbt ) S x (6473,32 + 116,89) × 268 = = 383, 785daN / cm I xt w 7080 × 0, 65 τ = 383, 785 < f vγ c = 0,58 × 2100 ×1 = 1218daN / cm Vậy dầm phụ thỏa mãn điều kiện độ bền SVTH: Huỳnh Minh Dương Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín 3.4.2 Kiểm tra độ võng dầm Độ võng dầm ∆ (qdp + g tc ) B (17, 785 + 0,365) × 6103 ∆ = = = 3, 608 × 10−3 ≤   = = ×10−3 l 384 EI x 384 2,1× 10 × 7080  l  dp 250 tc Vậy dầm phụ thỏa mãn điều kiện độ võng 3.4.3 Kiểm tra ổn định tổng thể Không cần kiểm tra ổn định tổng thể dầm phụ phía dầm phụ có sàn thép hàn chặt với cánh dầm SVTH: Huỳnh Minh Dương Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN DẦM CHÍNH 4.1 Tải trọng tác dụng lên dầm Lực tập trung tải trọng tác dụng lên dầm phụ đặt lên dầm 2Vdp tc = qdp tc × B = 17, 785 × 610 = 10848,85daN 2Vdp tt = qdp tt × B = 21, 224 × 610 = 12946, 64daN Vì dầm phụ cách 1m nên tải trọng dầm phụ truyền lên dầm phân bố qdc = tc qdc = tt 2Vdp tc ls 2Vdp tt ls = 10848,85 = 108, 49daN / cm 100 = 12946, 64 = 129, 47 daN / cm 100 Momen lực cắt lớn dầm qdc tt L2 129, 47 ×1600 M max = = = 41430400daNcm 8 q tt L 129, 47 ×1600 Vmax = dc = = 103576daN 2 4.2 Chọn tiết diện dầm x x hw tw tf h tf y bf y Chiều cao dầm đảm bảo điều kiện  hmin ≤ hd ≤ hmax   hd ≈ hkt Trong đó: hmax chưa xác định phụ thuộc vào kiến trúc Chiều cao hmin xác định theo điều kiện dầm thỏa mãn yêu cầu độ võng SVTH: Huỳnh Minh Dương 10 Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín hmin = f l × × × ×L 24 E  ∆  γ tb hmin = 2100 × × 400 × 0,838 × 1600 = 111, 733cm 24 2,1× 106 qdc tc 108, 49 = = = 0,838 γ tb γ tb qdctt 129, 47 Trong đó: , hệ số vượt tải trung bình k = 1,15 t w = 1cm Chọn sơ hệ số ; Chiều cao kinh tế tính theo cơng thức: hkt = k M max 41430400 = 1, = 168,551cm f × tw 2100 ×1 Dựa vào hmin hkt , chọn hd = 140 cm t f = 2,8cm hw = hd − 2t f = 140 − × 2,8 =134, 4cm Chọn sơ => 4.3 Kiểm tra chiều dày bụng dầm (ttw) f v = 0,58 f = 0, 58 × 2100 = 1218daN / cm tw = 1cm > 1, × Vmax 1,5 × 103576 = = 0,911cm hd × f v 140 ×1218 => Bản bụng đủ khả chịu lực cắt 4.4 Tính cánh dầm Diện tích cánh dầm xác định theo công thức: h fk = hd − t f = 140 − 2,8 = 137, 2cm M h t h 3 A f = b f × t f = max d w w ữì 12  h fk  2γ c f  41430400 ×140 1× 135, 23                      =  − = 125, 235cm ữì 12 ì1ì 2100  137, → Chọn b f = 50cm; t f = 2,8cm Thỏa mãn điều kiện sau: SVTH: Huỳnh Minh Dương 11 Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín t w < t f < 3t w = 1, < 2, < 3(cm)  b f ∈ ( 1/ ÷ 1/ ) hd = (28 ÷ 70)cm  b f ≥ 1/ 10hd = 14cm  b f / t f = 17,857 ≤ E / f = 31, 62 b ≥ 180mm  f 28 500 28 1344 10 Hình 4.1 Tiết diện dầm 4.5 Thay đổi tiết diện theo chiều dài dầm Để tiết kiệm vật liệu giảm trọng lượng thân dầm, thiết kê nên giảm kích thước tiết diện dầm chọn tiết diện dầm có momen bé cụ thể giảm bề rộng cánh dầm (giữ nguyên chiều dày) Để thay đổi kích thước cánh dầm cách gối tựa khoảng x = L/6 = 2,67 (m) Tại vị trí thay đổi hai cánh dầm nối đường hàn đối đầu, phương pháp kiểm tra thông thường Momen vị trí thay đổi tiết diện: Mx = qdc tt x( L − x) 129, 47 × 267 × (1600 − 267) = = 23039898,59daNcm 2 Diện tích tiết diện cánh cần thiết vị trí thay đổi: f wt = 0,85 f = 0,85 × 2100 = 1785daN / cm SVTH: Huỳnh Minh Dương 12 Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín  M h t h3  A'f = b 'f t f =  x d − w w ÷ 12  h fk  f wt  23039898,59 ×140 1×134, 43  = = 74,503cm ữì 2 ì1785 12   137, Chọn b'f = 30 cm Thỏa mãn điều kiện sau:  b'f ≥ 180mm  '  b f ≥ b f / = 30cm b' ≥ h /10 = 14cm d  f 28 300 28 1344 10 Hình 4.2 Tiết diện dầm thay đổi tiết diện 4.6 Kiểm tra bền tiết diên dầm 4.5.1 Kiểm tra ứng suất pháp tiết diện nhịp Tĩnh tải thân dầm chính: g dctt = (1×134, + × 50 × 2,8) × 7850 ×10 −6 ×1, 05 = 3, 416daN / cm Momen trọng lượng thân dầm tt g dc × L2 3, 416 × 16002 M bt = = = 1093120(daNcm) 8 Momen kháng uốn tiết diện dầm: SVTH: Huỳnh Minh Dương 13 Bài tập lớn Kết cấu thép I Ix = = GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín b t h 2 tw × hw + ×  f f + b f t f fk ÷  12 12 ữ 50 ì 2,83 1ì134, 43 137, 2  + 2×  + 50 × 2,8 × ÷ 12   12 = 1520161,365cm4 Wx = I x ×1520161,365 = = 21716,59cm3 hd 140 Kiểm tra ứng suất pháp tiết diện nhịp: σ max = M max + M bt 41430400 + 1093120 = = 1958,112daN / cm Wx 21716,59 σ max = 1958,112daN / cm < f γ c = 2100daN / cm2 Kết luận: Tiết diện dầm chọn đủ điều kiện chịu ứng suất pháp lớn 4.5.2 Kiểm tra ứng suất tiếp gối tựa Lực cắt trọng lượng thân dầm gây gối tựa Vbt = tt g dc L 3, 416 × 1600 = = 2732,8 daN 2 Momen tĩnh nửa tiết diện dầm momen quán tính vị trí gối tựa S x' = b 'f t f h fk + Aw hw 137, 1×134, 134, × = 30 × 2,8 × + × = 8020,32cm3 2 ' h 2fk 1× 134, 43 30 × 2,83 t w hw3 b f t f 137, 22 ' I = + + 2b f t f = + + × 30 × 2,8 × = 992965,8cm 12 12 12 12 ' x Kiểm tra điều kiện bền chịu cắt: τ= τ= ( Vmax + Vbt ) S x' I x' tw ≤ f vγ c (103576 + 2632) × 7733,84 = 858, 671 daN / cm 955758,8 × τ = 858, 71daN / cm2 ≤ f vγ c = 1218daN / cm Vậy dầm đảm bảo điều kiện bền chịu cắt 4.5.3 Kiểm tra ứng suất pháp đường hàn đối đầu nối cánh Momen trọng lượng thân dầm gây vị trí thay đổi tiết diện dầm: M bt' = g dctt x( L − x) 3, 416 × 267 × (1600 − 267) = = 607896daNcm 2 Momen kháng uốn tiết diện dầm vị trí thay đổi tiết diện: SVTH: Huỳnh Minh Dương 14 Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín I x' × 992965,8 W = = = 14185, 23cm3 hd 140 ' x Điều kiện đường hàn đối đầu nối cánh: M x + M bt' 23039898,59 + 607896 σ = = = 1667, 072daN / cm ' Wx 14185, 23 ' x σ x' = 1667, 072daN / cm < f wt γ c = 1785daN / cm Kết luận: Đường hàn đủ khả chịu lực 4.5.4 Kiểm tra ứng suất cục vị trí đặt dầm Tại vị trí đặt dầm phụ Có dầm phụ gối lên bên dầm Do đó, lực tập trung đặt tiết diện có dầm phụ: P = 2Vdptt = 12946, 64daN Chiều dài truyền tải trọng nén bụng dầm: Ta có thép hình I30 có b dp f = 135mm = 13,5cm l z = b dp f + 2t f = 13,5 + × 2,8 = 19,1cm Kiểm tra ứng suất cục bộ: σc = P 12946,64 = = 677,835 daN/cm ≤ f γ c = 2100 daN/cm t wl z × 18,3 Vậy dầm đảm bảo điều kiện chịu ứng suất cục 4.5.5 Kiểm tra ứng suất tương đương nơi thay đổi tiết diện dầm Tiết diện dầm vị trí thay đổi tiết diện xuất momen lực cắt Do cần kiểm tra tiết diện dầm vị trí theo ứng suất tương đương với: σ1 = = ( M x + M bt' )hw W 'x hd (23039898,59 + 607896) × 134, = 1600,389 daN/cm 14185, 23 × 140 τ1 = ; (Vx + Vbt )S 'x (69007,51 + 1820,728) × 8020,32 = = 572,089 daN/cm I 'x tw 992965,8 × Trong đó: SVTH: Huỳnh Minh Dương 15 Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín   1600  tt  L Vx = qdc − 267 ÷ = 69007,51 daN  − x ÷ = 129, 47  2    ;   1600  tt  L Vbt = g dc − 267 ÷ = 1820,728 daN  − x ÷ = 3, 416  2    Ứng suất tương đương tác dụng lên tiết diện dầm σ td = σ 12 + σ c2 − σ cσ + 3τ 12 = 1600,3892 + 677,8352 − 677,835 × 1600,389 + × 572, 089 = 1708,146 daN/cm Ta có: σ td = 1708,146 daN/cm < 1,15 f γ c = 2415 daN/cm Vậy tiết diện thay đổi đủ khả chịu lực 4.5.6 Kiểm tra độ võng cho dầm Không cần kiểm tra võng cho dầm chọn chiều cao 4.7 Kiểm tra ổn định tiết diện dầm 4.7.1 Kiểm tra ổn định tổng thể lo b f Xét tỉ số  b  b l0 ≤ 1×  0, 41 + 0,0032 f +  0,73 − 0,016 f bf t f  tf  h > hmin  bf  E ÷ ÷ h  f  fk   100 50  50  50  2,1 × 106 ⇔ ≤ 1× 0, 41 + 0, 0032 + 0,73 − 0,016  50 2,8  2,8 ÷ 2100  137,   ⇔ ≤ 19,892 lo Trong đó: - khoảng cách dầm phụ, 1m=100cm Vậy dầm đảm bảo ổn định tổng thể 4.7.2 Kiểm tra ổn định cục Bản cánh chọn tiết diện chọn để đảm bảo ổn định cục Do khơng cần kiểm tra ổn định cục cánh Kiểm tra ổn định cục bụng: λw = hw tw f 134, 2100 = = 4, 25 > [ λw ] = 3, E 2,1 ×106 Bản bụng phải đặt sườn ngang Khoảng cách lớn sườn ngang: SVTH: Huỳnh Minh Dương 16 Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Công Tín amax = 2hw = × 134, = 268,8 cm a = 200 cm Chọn bố trí sườn Kích thước sườn: h 1344 bs ≥ w + 40 = + 40 = 84,8mm 30 30 t s ≥ 2bs f / E = 2×9 Chọn bs = cm 2100 = 0,569 cm 2,1× 106 t s = 0,6 cm Chọn Các sườn hàn vào bụng cánh dầm đường hàn theo cấu tạo 1328 2656 2000 - 2000 2000 Hình 4.3 Bố trí sườn ổn định dầm Kiểm tra ổn định cục ô bụng + Kiểm tra ô bụng số x1 = 132,8 cm Điểm kiểm tra vị trí cách đầu dầm Nội lực vị trí kiểm tra: tt qdc x1 (l − x1 ) M1 = = (129, 47 + 3, 416) × 132, × (1600 − 132, 2) = 12892809,68 daNcm V1 = tt qdc (l − x1 ) (129, 47 + 3, 416) × (1600 − × 132, 2) = = 88741, 271 daN 2 Ứng suất vị trí kiểm tra Mh 12892809,68 × 134, σ1 = ' w = = 872,534 daN/cm 2I x × 992965,8 SVTH: Huỳnh Minh Dương 17 Bài tập lớn Kết cấu thép I τ1 = GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín V1 88741, 271 = = 660, 277 daN/cm hwtw 134, × σ c = 677,835 daN/cm Xác định ứng suất giới hạn σ cr : a 200 = = 1, 488 > 0,8 hw 134, bf t f 50 2,8 ( ) = 0,8 × ×( ) = 6,533 hw tw 134, δ =β tra bảng có giá trị Ccr f σ cr = λ w = Ccr = 34,84 34,84 × 2100 = 4050,602 daN/cm 2 4, 25 σ c ,cr Xác định ứng suất cục giới hạn λa = với a 2tw f 200 2100 = = 3,162 E × 2,1 × 106 a 200 = = 0,744 < 0,8 2hw × 134, σ c ,cr = C1 f λa = µ= d tw δ = 6,533 tra bảng C1 = 43,115 43,115 × 2100 = 9055,74 daN/cm 2 3,162 Xác định ứng suất tiếp tới hạn λ ow = : τ cr : f 134, 2100 = = 4, 25 E 2,1 × 106 a 200 = = 1, 488 hw 134,  0,76  f 0,76  1218  τ cr = 10,3 + ữ 2v = 10,3 ì + ì = 932,959 daN/cm 2 ữ µ  λ0 w  1, 488  4, 25  Kiểm tra: SVTH: Huỳnh Minh Dương 18 Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín  σ1 σ + c   σ cr σ c ,cr 2   τ1  + ÷ ÷ τ ÷   cr  2 616,51   572,587   872,534 =  + ÷ + ÷ = 0, 773 <  3981,533 8498,722   924,956  Vậy ô bụng số đảm bảo điều kiện ổn định cục + Kiểm tra ô bụng số x2 = 265, cm Điểm kiểm tra vị trí đặt dầm phụ cách đầu dầm: Nội lực vị trí kiểm tra: tt qdc x2 (l − x2 ) M2 = = (129, 47 + 3, 416) × 265,6 × (1600 − 265,6) = 23548504,81 daNcm V2 = tt qdc (l − x2 ) (129, 47 + 3, 416) × (1600 − × 265,6) = = 71014,278 daN 2 Ứng suất vị trí kiểm tra: σ2 = M hw 23548504,81 × 134, = = 1040,981 daN/ cm 2I x × 1520161,365 τ2 = V2 71053,152 = = 525,541 daN/cm hwt w 135, ×1 σ c = 677,835 daN/cm Ứng suất giới hạn σ cr : a 200 = = 1, 488 > 0,8 hw 134, σ c 677,835 = = 0,651 σ 1040,981 δ =β bf t f 55 2,8 ( ) = 0,8 × ( ) = 6,533 hw tw 134, SVTH: Huỳnh Minh Dương 19 Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín σc σ c   σ  = 0, 695 > σ = 0,651 Tra bảng ta có trị số σ cr = Ccr f λw2 = đó: 34,84 × 2100 = 4050, 602 daN/cm 2 4, 25 Kiểm tra:  σ2 σ + c   σ cr σ c ,cr 2   τ2  + ÷ ÷ τ ÷   cr  2 616,51   525,541   1089,875 =  + ÷ + ÷ = 0,654 <  3981,533 8498,722   924,956  Vậy ô bụng số đảm bảo điều kiện ổn định cục 4.8.1 Chọn tiết diện sườn bs = b ' f = 40cm Bề rộng sườn đầu dầm chọn bề rộng cánh Chiều dày sườn chọn từ điều kiện ép mặt: Vtt Vtt 106308,8 ≤ f cγ c ⇒ t s ≥ = = 0,821cm t s bs bs f cγ c 40 × 3238,1×1 fc = fu 3400 = = 3238,1daN / cm 1, 05 1, 05 Trong đó: Chọn ts = 1,4 (cm) bs ts = 40 × 1, 4cm Vậy chọn kích thước sườn 4.8 Tính sườn đầu dầm Sườn đầu dầm chịu phản lực gối tựa: Vtt = Vmax + Vbt = 103576 + 2732,8 = 106308,8( daN ) Dùng phương án sườn đặt đầu dầm, dầm đặt phía gối khớp với cột 4.8.2 Kiểm tra sườn theo điều kiện ổn định cục Điều kiện ổn định cục sườn: bs (40 − 1) = = 13,93 < 0,5 E / f = 0,5 × 2,1× 106 / 2100 = 15,8 ts 1, × 4.8.3 Kiểm tra sườn theo điều kiện ổn định tổng thể Diện tích bụng tham gia chịu lực với sườn đầu dầm: SVTH: Huỳnh Minh Dương 20 Bài tập lớn Kết cấu thép I Aqu = 0,65t w GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín E 2,1× 106 = 0,65 ×1 = 20,555 cm f 2100 Các đặt trưng hình học tiết diện quy ước tham gia chịu nén đầu dầm: A = As + Aqu = 1, × 40 + 20,555 = 76,555 cm bs3t s 0,65t w4 E / f Is = + 12 12 403 × 1, 0,65 ×14 2,1 × 106 / 2100 = + = 7468,38 cm 12 12 Is 7468,38 = = 9,877 cm A 76,555 is = λ= ta có hw 134, = = 13,607 is 9,877 Với độ mảnh ϕ = 0,98 λ = 13,607 cường độ tính tốn thép f = 2100 daN/cm tra bảng Điều kiện ổn định tổng thể sườn đầu dầm: V 103576 σ = max = = 1380,573 daN/cm ≤ f γ c = 2100 daN/cm ϕ A 0,98 × 76,555 Vậy sườn đầu dầm đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể 4.9 Thiết kế đường hàn liên kết cánh bụng 2  Vtt S x'   P  hf ≥  ÷ + ÷ 2( β f w ) γ c  I x'   lz  2  106308,8 × 8020,32   12946,64  hf ≥ ÷ +  19,1 ữ = 0, 434 cm ì 1260 ì  992965,8    Trong đó: β f f wf = 0,7 × 1800 = 1260 daN/cm β s f ws = 1× 1530 = 1530 daN/cm ( β f w ) Chọn hf ; ; = ( β f f wf ; β s f ws ) = 1260 daN/cm theo điều kiện cấu tạo SVTH: Huỳnh Minh Dương h f = mm 21 Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín 4.10 Thiết kế mối nối dầm Nối dầm để thuận tiện cho việc di chuyển, lắp ghép Bản cánh nối đường hàn đối đầu, bụng nối ghép dùng đường hàn góc Vị trí nối vị trí thay đổi tiết diện Nội lực mối nối M = M x = 23039898,59 daNcm V1 = Vx = 69007,51 daN Xem mối nối chịu toàn lực cắt phần mômen bụng I 202309,632 M b = w' M = × 23039898,59 = 4694213, 441 daNcm Ix 992965,8 twhw3 × 134, 43 Iw = = =202309,632 cm ' I x = 992965,8 cm 12 12 Trong đó: ; 124,4 ×1 cm 10 cm Chọn ghép có tiết diện ; bề rộng 10 1344 1244 10 1244 10 10 100 300 Hình 4.4 Chi tiết nối dầm Kiểm tra tiết diện ghép: Abg = × 124, × = 248,8 cm > Aw = 134, × = 134, cm Tại mối hàn đặt lệch tâm so với vị trí tính nội lực Do tiết diện đường hàn Me xuất mơmen lệch tâm có giá trị: M e = V1e = 69007,51 × = 345037,55 daNcm Chọn chiều cao đường hàn SVTH: Huỳnh Minh Dương h f =1 cm thỏa mãn điều kiện: 22 Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín h f > hmin = 0,5 cm h f < 1, 2t = 1, ×1 = 1, cm Moment kháng uốn diện tích tiết diện đường hàn: 2 ( 124, − 1) × Wf = =  5075,853 cm3 A f = × ( 124, − 1) × = 246,8 cm Kiểm tra ứng suất đường hàn: 2  M + M e   V1  σ td =  b + ÷  W ÷  A ÷ ÷ f    f  2  4694213,441 + 345037,55   69007,51  =  + = 1031, 412 daN/cm ÷ ÷ 5075,853    246,8  σ td = 1031, 412 daN/cm < ( β f w ) γ c = 1260 daN/cm Vậy đường hàn đảm bảo điều kiện chịu lực SVTH: Huỳnh Minh Dương 23 ... q tc  ⇒ ls = ? ?15 0  72 × 2, 31? ?10 6  + ữ? ?1 = 11 7,302 15 15 04 ? ?17 ? ?10 −2  SVTH: Huỳnh Minh Dương (cm) Bài tập lớn Kết cấu thép I GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín ls = 10 0cm Chọn 2 .1. 1 Tính sàn Do sàn... I x ? ?15 2 016 1,365 = = 217 16,59cm3 hd 14 0 Kiểm tra ứng suất pháp tiết diện nhịp: σ max = M max + M bt 414 30400 + 10 9 312 0 = = 19 58 ,11 2daN / cm Wx 217 16,59 σ max = 19 58 ,11 2daN / cm < f γ c = 210 0daN... Dương 13 Bài tập lớn Kết cấu thép I Ix = = GVHD: Lê Nguyễn Cơng Tín b t h 2 tw × hw + ×  f f + b f t f fk ÷  12 12 ữ 50 ì 2,83 1? ?13 4, 43 13 7, 2  + 2×  + 50 ì 2,8 ì ữ 12 12 = 15 2 016 1,365cm4