đề Bài và lời giải kết cấu thép 1 from Thanh Hoa
... cấu kiện 94 KS Nguy n H i H ng PHỤ LỤC Hệ số giảm bớt sức chòu ϕ k hệ số mdh cấu kiện BTCT thường Và cấu kiện BTCT DƯL lực ma sát cốt thép DƯL Với BT biện pháp xê dòch CT theo mặt cắt ngang cấu ... 42.453 49.235 56.520 64.307 72.597 81.389 100.480 Ghi - Đường kính thép trơn: - Đường kính thép có gân [kể phần gân]: - Khi φ thép trơn thép có gân có diện tích 97 0.636 1.130 1.766 2.543 3.462 4.522 ... 0,25 0,22 0,26 0,24 0,18 0,25 0,23 0,14 46 24 48 26 50 PHỤ LỤC 10 Trò số giới hạn α , A tính toán cấu kiện chòu uốn, Nén lệch tâm kéo lệch tâm lớn Mác bêtông 200 ≤ 300 350-400 500 600 0,60 0,42...
tài liệu hay giúp các bạn làm tốt môn bài tập môn kết cấu thép 1 1 N=120KN e=100 N=120KN 320 1212 286 12 Hình 2.12 Chng 2: Liờn kt Ví dụ 2.1: Kiểm tra khả năng chịu lực cho liên kết hàn đối đầu nối 2 bản thép có kích thớc [320x12]mm nh hình vẽ 2.12. Biết liên kết chịu lực kéo N=120KN đợc đặt lệch tâm 1 đoạn e = 10cm. Sử dụng vật liệu thép CCT34s có f=2100daN/cm 2 ; que hàn N42 có f wt = 1800 daN/cm 2 ; C =1; Bài làm: Do lực trục đặt lệch tâm 1 đoạn e = 10cm, sinh ra mômen: M = Ne = 120.10 = 1200 KNcm = 120000 daNcm. Chiều dài tính toán của đờng hàn: l w = b 2t = 32 2.1,2 = 29,6 cm; Mômen kháng uốn của đờng hàn: ][23,175 6 2,1.6,29 6 2 2 2 cm hl W fw w === Diện tích của đờng hàn: A w = l w .t = 29,6.1,2 = 35,52 [cm 2 ] Khả năng chịu lực của đờng hàn: ]/[1800]/[65,1022 52,35 12000 23,175 120000 22 cmdaNfcmdaN A N W M cwt = A = 32.1,2 = 38,4 [cm 2 ] Vậy bản ghép đảm bảo điều kiện bền. b, Kiểm tra khả năng chịu lực cho liên kết: Chiều dài tính tóan của 1 đờng hàn: l f = l tt 1 = 40 -1 = 39 [cm] Diện tích tính toán của các đờng hàn:A f = l f . h f = 4.39.1 = 156 [cm 2 ] Ta có: [f w ] min = min [ f f wf ; s f ws ] = min [1800.0,7; 1500.1] = 1260 [daN/cm 2 ] Khả năng chịu lực của liên kết: [ ] ]/[1260]/[85,1153 156 180000 2 min 2 cmdaNfcmdaN A N cw f ==== Vậy liên kết đảm bảo khả năng chịu lực. Ví dụ 2.4: Thiết kế liên kết hàn góc cạnh nối 2 bản thép có kích thớc [320x12]mm, liên kết sử dụng 2 bản ghép có kích thớc [300x10]mm nh hình vẽ 2.14. Biết lực kéo tính toán N = 1200 KN. Sử dụng vật liệu thép CCT34 có f=2100 daN/cm 2 ; que hàn N42 có f wf = 1800 daN/cm 2 ; f ws = 1500 daN/cm 2 ; f =0,7; s = 1; C =1; Bài làm: a, Kiểm tra bền cho bản ghép:A bg = 2.1.30 = 60 [cm 2 ] > A = 32.1,2 = 38,4 [cm 2 ] 3 Vậy bản ghép đảm bảo điều kiện bền. b, Xác định chiều dài đờng hàn: Với chiều dày tấm thép cơ bản là 12mm và thép bản ghép là 10mm, chọn chiều cao đờng hàn h f = 10mm đảm bảo điều kiện: h fmin =6[mm] < h f =10 [mm] < h fmax =1,2t min = 12 [mm]. Ta có: [f w ] min = min [ f f wf ; s f ws ] = min [1800.0,7; 1500.1] = 1260 [daN/cm 2 ] Hình 2.14 Tổng chiều dài cần thiết của đờng hàn liên kết: [ ] [ ] ][24,95 1.1.1260 120000 min min cm hf N lf hl N A N fcw fcw fff ==== Chiều dài thực tế của 1 đờng hàn: l f = [l f /4] + 1 =95,24/4 + 1 25 [cm] Ví dụ 2.5: Xác định lực lớn nhất tác dụng lên liên kết hàn góc đầu nối 2 bản thép có kích thớc [450x16]mm, liên kết sử dụng 2 bản ghép có kích thớc [450x12]mm nh hình vẽ 2.15. Biết lực kéo tính toán N [KN] đợc đặt lệch tâm 1 đoạn e = 10 cm. Sử dụng vật liệu thép CCT34 có f=2100 daN/cm 2 ; que hàn N42 có f wf = 1800 daN/cm 2 ; f ws = 1500 daN/cm 2 ; f =0,7; s = 1; C =1; t 2= 16 t 1= 12t 1 b = 450 N=? N e=100 Hình 2.15 Bài làm: a, Kiểm tra bền cho bản ghép:A bg = 2.1,2.45 = 108 [cm 2 ] > A = 45.1,4 = 72 [cm 2 ] Vậy bản ghép đảm bảo điều kiện bền. b, Xác định nội lực lớn nhất: Với chiều dày tấm thép cơ bản là 16mm và thép bản ghép là 12mm, chọn chiều cao đờng hàn h f = 14mm đảm bảo điều kiện: h fmin =6[mm] < h f =14 [mm] < h fmax =1,2t min = 14,4 [mm]. Ta có: [f w ] min = min [ f f wf ; s f ws ] = min [1800.0,7; 1500.1] = 1260 [daN/cm 2 ] Chiều dài thực tế của 1 đờng hàn:l w[tt] = b- 1 = 45 1 = 44 [cm] Diện tích tính toán của các đờng hàn trong liên kết: A f =l w h f =2.44.1,4 = 123,2 [cm 2 ] Mômen kháng uốn của các đờng hàn trong liên kết: === ][5,903 6 4,1.44.2 6 . 3 2 2 cm hl W f f f Do lực trục đặt lệch tâm 1 đoạn e = 10cm, sinh ra mômen: N=120KN N b 2= 320 t 2= 12 t 1= 10t 1 l tt= ? 50 l tt= ? b 1= 300 4 M = Ne = N.10 = 10N [KNcm] = 1000N [daNcm]. Từ điều kiện bền cho liên kết: [ ] cw ffff f W eN A N W M A N min . +=+= Ta có, lực lớn nhất tác dụng lên liên kết: [ ] ][657][65677 5,903 10 2,123 1 1.1260 1 min KNdaN W e A f N ff cw + + = + Ví dụ 2.6: Thiết kế liên kết hàn góc cạnh nối 2 thép góc L 100x75x8, liên kết cạnh dài, với bản thép có chiều dày t=10mm. Biết lực kéo tính toán N = 400[KN]. Sử dụng vật liệu thép CCT34 có f=2100 daN/cm 2 ; que hàn N42 có f wf =1800daN/cm 2 ; f ws = 1500 daN/cm 2 ; f =0,7; s = 1; C =1; N=400KN L100x75x8 l s f l m f t=10 N Hình 2.16 Bài làm: Với chiều dày tấm thép là 10mm và thép góc ghép là 8mm, chọn chiều cao đờng hàn h f s = 8mm, h f m = 6mm đảm bảo điều kiện: h fmin =4[mm] < h f s =8 [mm] < h fmax =1,2t min = 9,6 [mm]. h fmin =4[mm] < h f m =6 [mm] < h fmax =1,2t min = 9,6 [mm]. Ta có: [f w ] min = min [ f f wf ; s f ws ] = min [1800.0,7; 1500.1] = 1260 [daN/cm 2 ] Nội lực đờng hàn sống chịu: N s = kN = 0,6N = 240 [KN] Nội lực đờng hàn mép chịu: N m = [1-k]N = 0,4N = 160 [KN] Tổng chiều dài tính toán của đờng hàn sống: [ ] = cm hf N l s fcw s s f 40 8,0.1.1260 24000 min Tổng chiều dài tính toán của đờng hàn mép: [ ] = cm hf N l m fcw m m f 22 6,0.1.1260 16000 min Vậy, chiều dài thực tế của 1 đờng hàn sống: l f s = [ l f s ]/2 + 1 = 21 [cm] Chiều dài thực tế của 1 đờng hàn mép: l f m = [ l f m ]/2 + 1 = 12 [cm] Ví dụ 2.7: Kiểm tra khả năng chịu lực cho liên kết bulông nối 2 bản thép có kích thớc [400x16]mm, liên kết sử dụng 2 bản ghép có kích thớc [400x12]mm nh hình vẽ 2.17. Biết lực kéo tính toán N = 2000 5 KN đợc đặt lệch tâm 1 đoạn e=5cm. Sử dụng vật liệu thép CCT34 có f=2100 daN/cm 2 ; sử dụng bulông thờng có cấp độ bền 4.6 có f vb = 1500 daN/cm 2 ; f cb = 3950 daN/cm 2 ; đờng kính bulông d=22mm; C =1; Bài làm: Hình 2.17 a, Kiểm tra bền cho bản ghép: A bg = 2.1,2.40 = 96 [cm 2 ] > A = 1,6.40 = 64 [cm 2 ] Vậy bản ghép đảm bảo điều kiện bền. b, Kiểm tra khả năng chịu lực cho liên kết: Khả năng chịu cắt của 1 bulông trong liên kết: [N] vb =n v . A b . b . f vb =2.3,8.0,9.1500=10260 [daN] Khả năng chịu ép mặt của 1 bulông trong liên kết: [N] cb =d.[t] min . b . f cb =2,2.1,5.0,9.3950=11731,5[daN] Khả năng chịu lực nhỏ nhất của bulông: [N] bmin = min[[N] vb , [N] cb ] = 10260 [daN] Do lực trục đặt lệch tâm 1 đoạn e = 5cm, sinh ra mômen: M = Ne = N.5 = 2000.5 [KNcm] = 100000 [daNcm]. Lực lớn nhất tác dụng lên dy bulông ngoài cùng do mômen gây ra: == 2 1 . i bM l lM N ][5,23809 6 18 30 30.1000000 222 daN= ++ Lực lớn nhất tác dụng lên 1 bulông trong liên kết: =+= n N n N N bM b 1 [ ] ][10260][9524 36 100000 6 6,23809 min daNNdaN b = A = 1,6.40 = 64 [cm 2 ] Vậy bản ghép đảm bảo điều kiện bền. b, Thiết kế liên kết: Chọn bulông có đờng kính d=20mm. Khả năng chịu cắt của 1 bulông trong liên kết: e=50 N=2000KNN 60 60 60 60 60 606060606050 50 60 60 6 [N] vb = n v . A b . b . f vb = 2.3,14.0,9.1500 = 8478 [daN] Khả năng chịu ép mặt của 1 bulông trong liên kết: [N] cb = d.[t] min . b . f cb = 2.4.0,9.3950 = 28440 [daN] Khả năng chịu lực nhỏ nhất của bulông: Số lợng bulông cần thiết trong liên kết: [ ] 6,10 8478 90000 min === b N N n Chọn 12 bulông và bố trí nh hình vẽ. N=1000KN N 50 50 5050 5010010010050 t 2= 16 t 1= 12t 1 Hình 2.18 Kiểm tra bền cho bản ghép: A hn = A -A gy = 40.1,6 4.2,2.1,6 = 49,92 [cm 2 ] ]/[2100]/[9,1802 92,49 90000 22 cmdaNfcmdaN A N c hn = A = 1,6.40 = 64 [cm 2 ] Vậy bản ghép đảm bảo điều kiện bền. b, Kiểm tra khả năng chịu lực cho liên kết: N=4000KN N 50 50 50 50 5050 5010010010050 t 2= 16 t 1= 12t 1 7 Khả năng chịu kéo của 1 bulông cờng độ cao trong liên kết: [N] b = n f . A bn . b1 . f hb 2b à Ta có: f hb = 0,7 f ub = 0,7.11000 = 7700 [daN/cm 2 ] b1 =1 [do số lợng bulông trong liên kết n a >10]; b2 =1,17; à =0,35; n f =2; A bn = 2,45 [cm 2 ] [N] b = 2.2,45.1.7700. 17,1 35,0 = 11287[daN] Lực lớn nhất tác dụng lên 1 bulông trong liên kết: ][11287][][10000 20 200000 daNNdaN n N N bb = A = 1,6.40 = 64 [cm 2 ] Vậy bản ghép đảm bảo điều kiện bền. b, Xác định lực lớn nhất tác dụng lên liên kết: Khả năng chịu cắt của 1 bulông trong liên kết: [N] vb = n v . A b . b . f vb = 2.3,14.0,9.1500 = 8478 [daN] Khả năng chịu ép mặt của 1 bulông trong liên kết: [N] cb =d.[t] min . b . f cb = 2.1,5.0,9.3950 = 10665 [daN] Khả năng chịu lực nhỏ nhất của bulông: [N] bmin = min[[N] vb , [N] cb ] = 8478 [daN] Hình 2.21 Ngoại lực lớn nhất tác dụng lên liên kết: [ ] ][3052][30520836.8478. min KNdaNnNN b = = = N=? N 60 60 60 60 60 606060606050 50 60 60 8 Chơng 3: Dầm thép Ví dụ 3.1: Kiểm tra khả năng chịu lực cho dầm chữ IN 0 36 có sơ đồ dầm đơn giản nhịp l = 6m, chịu tải trọng phân bố đều q c = 2500 daN/m nh hình vẽ 3.7. Biết các đặc trng hình học của thép IN 0 36: W x = 743 cm 3 ; I x = 13380 cm 4 ; h = 36cm; S x = 423 cm 3 ; t w = 12,3 mm; bỏ qua trọng lợng bản thân dầm. Sử dụng thép CCT34 có f =2100 daN/cm 2 ; f V =1250 daN/cm 2 ; độ võng [ /l] = 1/250; C =1; q =1,2. l=6m q M V ql /8 2 ql/2 ql/2 y x h I No36 Hình 3.7 Bài làm: Tải trọng tính toán tác dụng lên dầm: q tt = q c q = 2500.1,2 = 3000 [daN/m] Mômen lớn nhất tác dụng lên dầm: ][13500 8 6.3000 8 2 2 max daNm lq M tt === Lực cắt lớn nhất tác dụng lên dầm: ][9000 2 6.3000 2 max daN lq V tt === Kiểm tra bền cho dầm hình: ]/[2100]/[1817 743 10.13500 22 2 max cmdaNfcmdaN W M c x =