Đề 1 Câu 1.Trình bày khái niệm về kết cấu thép, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng. Khái niệm về kết cấu thép (KCT): là kết cấu chịu lực của các công trình hoặc bộ phận công trình làm bằng thép. Ưu điểm của kết cấu thép Khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao; Trọng lượng nhẹ; Tính công nghiệp hóa cao; Tính cơ động trong vận chuyển và lắp ráp; Tính kín. Nhược điểm của kết cấu thép Bị xâm thực; Chịu nhiệt kém, t° = 5000 600°C thép chuyển sang dẻo. Phạm vi ứng dụng Nhà công nghiệp nặng (nhà cao, nhịp lớn, cầu trục nặng), nhà công nghiệp nhẹ; Nhà nhiều tầng; Công trình cầu; Kết cấu tháp, trụ; Kết cấu thép bản; Kết cấu di động. Câu 2.Trình bày cách chọn và kiểm tra tiết diện thanh dàn chịu kéo đúng tâm và chịu nén đúng tâm. Chọn và kiểm tra tiết diện thanh dàn Nguyên tắc: Tiết diện thanh nhỏ nhất L50x5. Khi L 36 m chọn không quá 6 8 loại thép góc. L = 24 36 m: thay đổi tiết diện thanh cánh một lần. Chiều dày bản mã tra bảng theo nội lực lớn nhất ở thanh xiên đầu dàn. Chọn tiết diện thanh nén đúng tâm: Diện tích cần thiết của tiết diện thanh được xác định theo công thức: trong đó: N – lực nén trong thanh; c – hệ số điều kiện làm việc, lấy theo bảng I.14; f – cường độ tính toán của thép; hệ số uốn dọc, lấy theo bảng II.1 phụ thuộc vào độ mảnh gt và cường độ tính toán f. Giả thiết trước gt = 60 80 đối với thanh cánh, gt = 100 120 đối với thanh bụng. Căn cứ vào hình dạng tiết diện hợp lý và Act tra bảng chọn 2 thép góc làm thanh dàn có A Act, đồng thời tra được các đặc trưng hình học ix, iy. Kiểm tra lại tiết diện đã chọn theo công thức: trong đó: A = 2Ag – diện tích tiết diện hai thép góc; min hệ số uốn dọc, lấy theo bảng II.1 phụ thuộc vào độ mảnh max = max(x, y) và cường độ tính toán f. độ mảnh giới hạn. Nếu không thỏa mãn công thức trên thì phải chọn lại 2 thép góc lớn hơn. Chọn tiết diện thanh kéo đúng tâm: Diện tích cần thiết của tiết diện thanh được xác định theo công thức: trong đó: N – lực kéo trong thanh; c – hệ số điều kiện làm việc, lấy theo bảng ???; f – cường độ tính toán của thép; Căn cứ vào hình dạng tiết diện hợp lý và Act tra bảng chọn 2 thép góc làm thanh dàn có A Act, đồng thời tra được các đặc trưng hình học ix, iy. Kiểm tra lại tiết diện đã chọn theo công thức: trong đó: An = Ang – Agy : diện tích tiết diện thực hai thép góc; max = max(x, y) : độ mảnh lớn nhất; : độ mảnh giới hạn. Nếu không thỏa mãn công thức trên thì phải chọn lại 2 thép góc lớn hơn. Chọn tiết diện thanh theo độ mảnh giới hạn Thường dùng cho thanh chịu lực nhỏ nhưng chiều dài lớn. Lần lượt tính: và Căn cứ vào hình dạng tiết diện hợp lý và ixct, iyct tra bảng chọn 2 thép góc làm thanh dàn có ix ixct, iy iyct.
Trang 1Đề 1
Câu 1.Trình bày khái niệm về kết cấu thép, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng.
*Khái niệm về kết cấu thép (KCT): là kết cấu chịu lực của các công trình hoặc bộ phận
công trình làm bằng thép
*Ưu điểm của kết cấu thép
Khả năng chịu lực lớn, độ tin cậy cao;
Trọng lượng nhẹ;
Tính công nghiệp hóa cao;
Tính cơ động trong vận chuyển và lắp ráp;
Tiết diện thanh nhỏ nhất L50x5.
Khi L 36 m chọn không quá 6 8 loại thép góc.
L = 24 36 m: thay đổi tiết diện thanh cánh một lần.
Chiều dày bản mã tra bảng theo nội lực lớn nhất ở thanh xiên đầu dàn Chọn tiết diện thanh nén đúng tâm:
Diện tích cần thiết của tiết diện thanh được xác định theo công thức:
trong đó: N – lực nén trong thanh;
c – hệ số điều kiện làm việc, lấy theo bảng I.14;
f – cường độ tính toán của thép;
- hệ số uốn dọc, lấy theo bảng II.1 phụ thuộc vào độ mảnh gt và cường
Trang 2trong đó: A = 2Ag – diện tích tiết diện hai thép góc;
min - hệ số uốn dọc, lấy theo bảng II.1 phụ thuộc vào độ mảnh max = max(x, y) và cường độ tính toán f.
- độ mảnh giới hạn.
Nếu không thỏa mãn công thức trên thì phải chọn lại 2 thép góc lớn hơn Chọn tiết diện thanh kéo đúng tâm:
Diện tích cần thiết của tiết diện thanh được xác định theo công thức:
trong đó: N – lực kéo trong thanh;
c – hệ số điều kiện làm việc, lấy theo bảng ???;
f – cường độ tính toán của thép;
Căn cứ vào hình dạng tiết diện hợp lý và Act tra bảng chọn 2 thép góc làm thanh dàn có A Act, đồng thời tra được các đặc trưng hình học ix, iy
Kiểm tra lại tiết diện đã chọn theo công thức:
trong đó: An = Ang – Agy : diện tích tiết diện thực hai thép góc;
Trang 3Thép và gang là hợp kim đen của sắt (Fe) và các bon (C), ngoài ra còn một số chấtkhác có tỉ lệ không đáng kể , như ô xy (O), phốt pho (P), si líc (Si), …
*Theo thành phần hóa học của thép
Thép các bon: C < 1,7 % và không có các thành phần hợp kim khác Tùy hàm lượngcác bon lại chia ra: thép các bon cao, thép các bon vừa và thép các bon thấp (C < 0,22 %).Trong xây dựng dùng thép các bon thấp
Thép hợp kim: có thêm các thành phần kim loại khác như crôm (Cr), kền (Ni), mangan (Mn), … nhằm nâng cao chất lượng thép như độ bền, tính chống rỉ Tùy theo tổnghàm lượng các nguyên tố phụ lại chia ra: thép hợp kim cao, thép hợp kim vừa và théphợp kim thấp (tổng hàm lượng nguyên tố phụ dưới 0,22 %) Trong xây dựng dùng théphợp kim thấp
*Theo phương pháp luyện
Thép cường độ cao: giới hạn chảy fy > 440 N/mm2, giới hạn bền fu > 590 N/mm2
Câu 2.Vẽ các liên kết trong dàn thường.
Các dạng liên kết cơ bản trong dàn
Trang 6Đề 3
Cõu 1.Nờu cỏc mỏc thộp dựng trong xõy dựng.
*Thộp cỏc bon kết cấu thụng thường (TCVN 1765:1975)
Đõy là loại thộp cường độ thường Căn cứ vào cụng dụng chia làm 3 nhúm:
Nhúm A: thộp được đảm bảo chặt chẽ về tớnh chất cơ học;
Nhúm B: thộp được đảm bảo chặt chẽ về thành phần húa học;
Nhúm C: thộp được đảm bảo về tớnh chất cơ học và cả thành phần húa học
Thộp xõy dựng chỉ dựng nhúm C
Vớ dụ: CCT34s, CCT38Mn2
Giải thớch ký hiệu: chữ C chỉ nhúm C; CT chỉ thộp cỏc bon; 34 (N/mm2) chỉ giớihạn bền khi kộo; s chỉ thộp sụi, n chỉ thộp nửa tĩnh, khụng ghi gỡ thỡ là thộp tĩnh; Mn chỉ
cú thờm man gan; 2 % hàm lượng mang gan, khụng ghi gỡ là hàm lượng dưới 2 %
*Thộp cỏc bon dựng trong xõy dựng ( TCVN 5709: 1993)
Đõy là loại thộp cường độ thường Thộp này chỉ đảm bảo chặt chẽ về tớnh năng cơhọc nờn dễ chế tạo hơn và giỏ thành rẻ hơn thộp cỏc bon kết cấu thụng thường
Vớ dụ: XCT34, XCT38, XCT42
Giải thớch ký hiệu: chữ X chỉ thộp dựng trong xõy dựng; CT chỉ thộp cỏc bon; 34(N/mm2) chỉ giới hạn bền khi kộo
*Thộp kết cấu hợp kim thấp (TCVN 3104: 1979)
Đõy là loại thộp cường độ khỏ cao Là thộp cú thờm hợp kim để cải thiện tớnh năng
cơ học và tớnh chống rỉ, hàm lượng hợp kim 2,5 %
Vớ dụ: Mn2, 14Mn2,16MnSi, 09Mn2Si, 10CrSiNiCu
Giải thớch ký hiệu: đầu tiờn là con số chỉ phần vạn hàm lượng cỏc bon; tiếp theo làtờn cỏc thành phần hợp kim: Mn = mang gan, Si = si lớc, Cu = đồng; con số đứng sau chữchỉ tỉ lệ phần trăm của chất đứng trước nú, nếu khụng ghi gỡ thỡ tỉ lệ chất đú dưới 2 %
Cõu 2.Nờu đặc điểm chung và phạm vi sử dụng của nhà cụng nghiệp 1 tầng 1 nhịp.
*Đặc điểm chung
Hệ kết cấu chịu lực trong nhà công nghiệp bao gồm: khungngang, kết cấu đỡ cầu trục (nếu nhà có cầu trục), hệ giằng, xà gồ,dầm tờng và móng
Phân loại khung ngang theo vật liệu: khung bê tông cốt thép,khung toàn thép (gồm khung thép nặng và khung thép nhẹ) vàkhung liên hợp (cột bê tông cốt thép, xà ngang thép)
Đặc điểm của khung ngang bằng thép: trọng lợng nhẹ, thi côngnhanh, giá thành cao
Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến sự làm việc của kết cấu là cầu trục, gõy ra tải trọngđộng, lặp chỳ ý đến cường độ hoạt động (chế độ làm việc của cầu trục):
Chế độ làm việc nhẹ: thời gian hoạt động ớt, hiếm khi làm việc với sức trục lớnnhất, 15% thời gian sử dụng;
Chế độ làm việc trung bỡnh: tớnh chất làm việc như nhà cú chế độ làm việc nhẹsong thời gian sử dụng 20%;
Vớ dụ cho hai loại nhà trờn: xưởng sản xuất nhỏ, xưởng lắp rỏp, sửa chữa thiết bị
Chế độ làm việc nặng: thường xuyờn làm việc với sức nõng lớn nhất, thời gianhoạt động (40 – 60%) Vớ dụ: xưởng chế tạo kết cấu;
Chế độ làm việc rất nặng: thời gian hoạt động trờn 60% Vớ dụ: xưởng cỏn thộp,luyện kim
*Phạm vi sử dụng và các yêu cầu cơ bản
Trang 7Phạm vi sử dụng của khung thép nhẹ: nhà thi đấu, chợ, hăng-gamáy bay, phòng trng bầy sản phẩm, nhà kho, nhà xởng,
Nhịp khung thờng không vợt quá 60 m
Các yêu cầu cơ bản khi thiết kế:
- Yêu cầu sử dụng đợc thể hiện ở các điểm sau: kết cấu phải có
đủ độ bền, độ cứng và tuổi thọ; việc lắp đặt các thiết bị máymóc phải thuận tiện; bảo đảm tốt các điều kiện thông gió vàchiếu sáng
- Yêu cầu kinh tế: nhằm mục đích giảm thiểu chi phí cho côngtrình (bao gồm chi phí thiết kế, chi phí vật liệu, chi phí chế tạo,chi phí xây lắp, chi phí bảo dỡng kết cấu, )
Trang 8
Đề 4
Câu 1.Nêu quy cách thép cán dùng trong xây dựng.
Kết cấu xây dựng được chế tạo từ các thép tấm, thép hình có nhiều loại kích thướckhác nhau Nước ta đã ban hành tiêu chuẩn quốc gia về thép cán nóng TCVN 1650-75đến TCVN 1657-75 bao gồm các loại thép tròn, thép ray, thép chữ C, thép chữ I, thépgóc
Đặc điểm của tiết diện thép góc là cánh có hai mép song song nhau, tiện cho việccấu tạo liên kết Chiều dài thanh thép góc được sản xuất từ 4 đến 13 m Thép góc đượcdùng làm:
Thanh chịu lực như thanh chống, thanh của dàn; dùng một thép góc hoặc ghéphai thép góc thành tiết diện chữ T, chữ thập;
Cấu kiện liên kết các kết cấu khác như ghép các bản thép thành tiết diện chữ I,liên kết dầm với cột
Thép góc là loại thép cán được dùng nhiều nhất trong KCT
b Thép chữ I
Trang 9Theo TCVN 1655-75, gồm có 23 loại tiết diện, từ I10 đến I60 Kí hiệu ví dụ I30,
con số chỉ số hiệu của thép I, bằng chiều cao của nó tính ra cm Từ các số hiệu 18 đến 30,còn có thêm hai tiết diện phụ, cùng chiều cao nhưng cánh rộng và dày hơn, ký hiệu thêmchữ "a", ví dụ I22a Chiều dài được sản xuất từ 4 đến 13 m Thép chữ I được dùng chủyếu làm dầm chịu uốn; độ cứng theo phương trục x rất lớn so với phương trục y Cũng cóthể dùng thép I làm cột, khi đó nên tăng độ cứng đối với trục y bằng cách mở rộng thêmcánh, hoặc ghép hai thép I lại (H.1.10) Một bất lợi của thép chữ I là cánh ngắn và vátchéo nên khó liên kết
c Thép chữ C
Theo TCVN 1654-75, gồm có 22 loại tiết diện, từ số hiệu C5 đến C40 Số hiệu chỉ
chiều cao tính bằng cm của tiết diện Ký hiệu: chữ C kèm theo số hiệu, ví dụ C22 Từ số
hiệu 14 đến 24 cũng có thêm loại tiết diện phụ "a", cánh rộng và dày hơn, ví dụ C22a.
Chiều dài từ 4 đến 13 m
Thép chữ C có một mặt bụng phẳng và các cánh vươn rộng nên tiện liên kết với cáccấu kiện khác Thép chữ C được dùng làm dầm chịu uốn, đặc biệt hay dùng làm xà gồmái chịu uốn xiên; cũng hay được ghép thành thanh tiết diện đối xứng, dùng làm cột, làmthành dàn cầu
Thép ống không hàn, có kích thước (đường kính ngoài x bề dày) từ 42 x 2,5 đến
500 x 15mm
Trang 10Thép ống có tiết diện đối xứng, vật liệu nằm xa trục trung hoà nên rất cứng, chịu lựckhoẻ, ngoài ra chống gỉ tốt Thép ống dùng làm các thanh dàn, dùng làm kết cấu cột thápcao, có thể tiết kiệm vật liệu 25-30%.
Ngoài ra, còn có những loại khác thép ray, thép chữ T, thép vuông, thép tròn, v.v
3 Thép tấm
Thép tấm được dùng rộng rãi vì tính chất vạn năng, có thể tạo ra các loại tiết diện cóhình dạng và kích thước bất kỳ Đặc biệt trong kết cấu bản thì hầu như toàn bộ là dùngthép tấm Có các loại sau:
Thép tấm phổ thông, có bề dày 4 – 60 mm rộng 160 – 1050 mm chiều dài 6 -12
m Thép tấm phổ thông có bốn cạnh phẳng nên sử dụng rất thuận tiện
Thép tấm dày, có bề dày 4 - 160mm (các cấp 0,5; 1 và 2 mm), bề rộng từ 600 đến
3000 mm (cấp 100 mm), dài 4 – 8 m Thép tấm dày có bề rộng lớn nên hay dùngcho kết cấu bản
Trang 11gồ, dầm tường (hoặc dựng thờm nẹp) bằng vớt tự khoan cú đường kớnh 4 đến 5mm Khi khụng cần cỏch nhiệt thỡ chỉ cần bao che bằng một lớp tụn Khi cần cỏch nhiệt thỡ bao che bằng hai lớp tụn,
ở giữa cú lớp xốp hoặc bụng gốm cỏch nhiệt Cỏc nhà sản xuất thường chế tạo cỏc loại tụn cú một số dạng súng nhất định và cho trước tải trọng cho phộp tương ứng với nhịp của tấm tụn (là khoảng cỏnh xà gồ, dầm tường) Người thiết kế căn cứ vào độ dốc mỏi, chiều dài mỏi, tải trọng tỏc dụng lờn tấm bao che để chọn loại tụn và khoảng cỏch xà gồ, dầm tường Khoảng cỏch xà gồ, dầm tường thường chọn từ 1,5 đến 2,4 m và theo mụ đun 0,3 m.
Hình 1.2: Cấu tạo tấm tờng, tấm mái
*Xà gồ, dầm tường
Tiết diện thờng dùng là thép tạo hình nguội Cấu tạo thêm hệgiằng xà gồ bằng thép tròn, đờng kính không nhỏ hơn 12 mm,khoảng cách từ 2,5 đến 3 m
Xà gồ đợc tính toán nh cấu kiện chịu uốn xiên Sơ đồ tính làdầm đơn giản hay dầm liên tục, tuỳ thuộc vào cấu tạo của mối nối xà
gồ và của hệ giằng xà gồ (Hình 2.3) Thông thờng, khi uốn vuông gócvới mặt phẳng mái, nếu bớc cột B 6 m thì cấu tạo xà gồ là dầm
đơn giản, tiết diện chữ C, Z Nếu B > 6 m thì cấu tạo xà gồ là dầmliên tục bằng cách dùng tiết diện chữ Z đặt lồng vào nhau
Trang 12Myy
Trang 13Đề 5
Cõu 1.Trỡnh bày phương phỏp tớnh toỏn kết cấu thộp theo trạng thỏi giới hạn.
TTGH là trạng thỏi mà kết cấu bắt đầu khụng đỏp ứng cỏc yờu cầu đề ra đối vớicụng trỡnh khi sử dụng cũng như khi xõy lắp Cú hai loại TTGH:
TTGH I (TTGH về khả năng chịu lực): mất khả năng chịu lực hoặc khụng cũn sửdụng được nữa, gồm: phỏ hoại về bền, mất ổn định, mất cõn bằng vị trớ, biến đổihỡnh dạng, … Tớnh toỏn theo TTGH I được thể hiện bằng cụng thức:
N Strong đú:
: nội lực trong cấu kiện đang xột, xỏc định theo cỏc phươngphỏp của sức bền vật liệu, cơ học kết cấu;
: tải trọng tiờu chuẩn thứ i, xỏc định theo tiờu chuẩn tải trọng TCVN 2737:1995;
: nội lực do gõy ra;
Q: hệ số độ tin cậy về tải trọng, xỏc định theo TCVN 2737: 1995;
n: hệ số an toàn về sử dụng, xỏc định theo tiờu chuẩn thiết kế kết cấu thộpTCXDVN 338: 2005;
nc: hệ số tổ hợp tải trọng, xỏc định theo TCVN 2737: 1995;
S = A.f.C: nội lực giới hạn mà kết cấu cú thể chịu được;
A: đặc trưng hỡnh học của tiết diện (diện tớch, mụ đun chống uốn, mụ men quỏntớnh, ), tớnh toỏn như trong sức bền vật liệu;
f : cường độ tớnh toỏn của vật liệu, xỏc định theo TCXDVN 338: 2005;
C : hệ số điều kiện làm việc, xỏc đinh theo TCXDVN 338: 2005
TTGH II (TTGH về sử dụng): khụng cũn sử dụng bỡnh thường được hoặc làmgiảm tuổi thọ cụng trỡnh như là: vừng, lỳn, rung, nứt, han rỉ, … Tớnh toỏn theoTTGH II được thể hiện bằng cụng thức:
trong đú:
: biến dạng trong cấu kiện đang xột, xỏc định theo cỏc phương phỏpcủa sức bền vật liệu, cơ học kết cấu;
: biến dạng do gõy ra;
, n, nc: như giải thớch ở trờn
: biến dạng lớn nhất cho phộp của kết cấu, được cho trong TCXDVN 338:2005
Cõu 2.Nờu tỏc dụng và cỏch bố trớ giằng mỏi trong NCN 1 tầng 1 nhịp
Hệ giằng mái ngang nhà:
- Bố trí: theo phơng ngang nhà tại hai gian đầu hồi (hoặc gần
đầu hồi), đầu các khối nhiệt độ và ở một số gian giữa nhà saocho khoảng cách giữa các giằng bố trí không quá 5 bớc cột
- Tiết diện thanh giằng: thép góc, thép tròn hoặc cáp thép mạ kẽm
Trang 14b)
c)
dầm cầu tr ục
cốt nền (± 0.000) cao tr ình đỉnh cột
giằng chéo dọc nhà
thanh giằng đầu cột
chi tiết c
ỉ20 giằng mái
200
ỉ20 giằng mái
CHI TIếT a
12 11
10 9
8 7
6 5
4 3
2
1
12 11
10 9
8 7
6 5
4 3
6000 6000
6000 6000
6000 6000
6000 6000
6000 6000
6000 6000
6000 6000
6000 6000
CHI TIếT c
Hệ giằng mái dọc nhà (chỉ dùng khi nhà có cầu trục)
- Bố trí: theo phơng dọc nhà phía trên các đầu cột
Trang 15- Tiết diện: các thanh xiên nh giằng mái ngang nhà, các thanh chốngdọc bằng thép hình chữ C, chữ I thờng đặt tại những vị tríquan trọng nh đỉnh mái, đầu xà (cột), chân cửa mái,
- Tác dụng: phân phối các tải trọng ngang nhà, dọc nhà nh tải trọnggió, lực hãm cầu trục ra các khung lân cận; thuận tiện cho việclắp dụng
- Sơ đồ tính: dàn liên tục tựa trên các gối đàn hồi chịu lực hãmngang nhà do cầu trục truyền vào
Trang 16Đề 6
Cõu 1.Trỡnh bày khỏi niệm và ưu nhược điểm của liờn kết hàn.
Khỏi niệm: hàn là một phương phỏp nối cỏc cấu kiện thành một khối khụng thể thỏo
rời bằng cỏch dựng nguồn nhiệt (hoặc nhiệt độ và ỏp lực) để nung chỗ nối đến nhiệt độhàn (chảy hoặc dẻo ), sau đú kim loại kết tinh ( hoặc chịu tỏc dụng lực ) tạo thành mốihàn
Ưu điểm:
Tiết kiệm kim loại, so với phương phỏp khỏc tiết kiệm được 10-20%;
Cú thể hàn cỏc kim loại khỏc nhau (đồng, nhụm, ) để tạo ra cỏc kết cấu đặcbiệt, đa dạng;
Mối hàn cú độ bền cao, đảm bảo kớn khớt nờn trong một số liờn kết việc sử dụng
Cõu 2.Nờu tỏc dụng và cỏch bố trớ giằng cột trong NCN 1 tầng 1 nhịp.
Bố trí: các thanh xiên bố trí trong phạm vi cột trên và cột dới tạinhững gian có hệ giằng mái; các thanh chống dọc: bố trí trên đỉnhcột kết hợp với hệ giằng dọc mái, bố trí tại cao trình mặt trên dầmcầu trục kết hợp với dãm hãm, bố trí tại khoảng giữa cột dới khi cột cóchiều cao lớn
Tiết diện: các thanh giằng chéo chữ thập bằng thép tròn hoặccáp đờng kính không nhỏ hơn 20 mm khi cầu trục có Q < 15 T; dùngthép góc khi cầu trục có Q ≥ 15 T; các thanh chống dọc bằng théphình chữ C, chữ I
Tác dụng: truyền các tải trọng theo phơng dọc nhà xuống móng,giảm chiều dài tính toán của cột theo phơng ngoài mặt phẳngkhung, cùng với giằng ngang mái tạo thành khối cứng bất biến hình chotoàn nhà, thuận tiện cho việc lắp dựng
Sơ đồ tính: dàn cú cỏc khớp bỏm
Trang 17
Đề 7
Câu 1.Trình bày các loại đường hàn.
Dựa theo cấu tạo, đường hàn chia ra thành 4 loại: đường hàn đối đầu, đường hàngóc, đường hàn lỗ ôvan và đường hàn lỗ tròn Trong xây dựng có đường hàn dùng nhiều,cũng có đường hàn hiếm khi dùng theo tỉ lệ sau: hàn đối đầu chiếm 15%, hàn góc chiếm80% và 5% còn lại là đường hàn lỗ ôvan và đường hàn lỗ tròn
a) Đường hàn đối đầu
Đường hàn đối đầu liên kết trực tiếp hai cấu kiện cùng nằm trong một mặt phẳng.Đường hàn nằm ở khe hở nhỏ giữa hai cấu kiện cần hàn đặt đối đầu nhau Khe hở nàycòn có tác dụng để các chi tiết hàn biến dạng tự do khi hàn, tránh cong vênh
Đường hàn đối đầu có thể thẳng góc hoặc xiên góc với trục của cấu kiện
Khi hàn các bản thép dày (t > 8 mm, đối với hàn tay), để có thể đưa que hàn xuốngsâu, đảm bảo sự nóng chảy trên suốt chiều dày bản thép, cần gia công mép của bản.b) Đường hàn góc
Đường hàn góc nằm ở góc vuông tạo bởi hai cấu kiện cần hàn Tiết điện đường hàn
là một tam giác vuông cân, hơi phồng ở giữa, cạnh của tam giác gọi là chiều cao đườnghàn
Khi chịu tải trọng động, để giảm ứng suất tập trung trong đường hàn góc dùngđường hàn lõm hoặc đường hàn thoải với tỷ số giữa hai cạnh của đường hàn là 1:1,5,cạnh lớn nằm dọc theo hướng lực tác dụng
Tuỳ theo vị trí của đường hàn so với phương của lực tác dụng mà chia ra:
Đường hàn góc cạnh là đường hàn góc song song với phương của lực tác dụng;
Đường hàn góc đầu là đường hàn góc vuông góc với phương của lực tác dụng
Trang 18Cõu 2.Trỡnh bày cỏch phõn loại khung trong NCN 1 tầng 1 nhịp
a) Khung 2 mái dốc không có cột chống giữa
Chỉ dùng khi trong nhà cần không gian lớn Nhịp kinh tế của khung từ
24 m đến 30 m
Hình 1.1 Sơ đồ khung2 mái dốc không có cột chống giữa
b) Khung có cột chống giữa
Thờng dùng khi không gian trong nhà không cần quá lớn Cột chínhthờng liên kết ngàm với móng, cột giữa có thể liên kết khớp hoặcngàm với xà ngang Liên kết khớp khi tải trọng gió nhỏ, liên kết ngàmkhi tải trọng gió lớn hoặc chiều cao cột lớn Sử dụng kinh tế nhất khichiều rộng nhà trên 24 m Ưu điểm: không giới hạn chiều rộng nhà,không gian sử dụng linh hoạt, có thể bố trí thành nhiều phòng khi sửdụng vách ngăn Nhợc điểm: nhạy cảm với hiện tợng lún lệch của móng,cột giữa có chiều cao quá lớn nếu nhịp rộng, vị trí cột khó thay đổitrong tơng lai
Hình 1.2 Sơ đồ khung một nhịp có cột chống giữa
c) Khung tựa
Thờng đợc bố trí bổ sung cho các công trình đã có, nhng cần mởrộng, nh phòng đặt các thiết bị, phòng nghỉ cho công nhân, nhà
Trang 19kho, Khung tựa không tự đứng vững, không tự ổn định mà phảitựa vào một khung khác với một mái dốc Xà ngang của khung tựa th-ờng có liên kết khớp với khung chính để cột có tiết diện nhỏ Khi nhịpkhung lớn hơn 12 m thì nên chọn xà tiết diện thay đổi Với yêu cầunhịp lớn hơn 18 m thì cả cột và xà dùng tiết diện thay đổi, dùng liênkết cứng hoặc đặt thêm cột phụ để chống trong nhịp
Hình 1.3 Sơ đồ khung tựa
d) Khung một mái dốc
Khung một mái dốc có dạng một
nhịp hoặc có thêm cột chống không
kinh tế bằng khung một nhịp có hai
mái dốc nên thờng đợc áp dụng do
yêu cầu thoát nớc mái, khi cần không
gian lớn ở một bên nhà, cần mở rộng
thêm nhịp của công trình nhng
không đợc để máng nớc ở giữa hai
nhà cũ và mới hoặc không đợc chất
thêm tải trọng vào cột, móng của
công trình đã có
Hình 1.4 Sơ đồ khung một
mái dốc
Trang 20Đề 8
Câu 1.Trình bày các loại liên kết hàn.
a.Liên kết đối đầu
Ưu điểm: truyền lực tốt, cấu tạo đơn giản, không tốn thép làm chi tiết nối phụ.Nhược điểm: phải gia công mép thép
b.Liên kết ghép chồng
Ưu điểm: không cần dùng các chi tiết nối phụ, liên kết có cấu tạo đơn giản
Nhược điểm: truyền lực không đều, có sự tập trung ứng suất
Ưu điểm: chịu lực lớn, tạo ra được mối
nối có khả năng chịu lực tương đương thép cơ
bản
Nhược điểm: có tập trung ứng suất, tốn
công chế tạo và tốn vật liệu, hình dạng phức
tạp nên ít dùng
Câu 2.Các xác định kích thước chính khung ngang NCN 1 tầng, 1 nhịp
a.Theo ph¬ng ngang
Trang 21L1 - khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục, L1 = (750
1000 mm) với Q < 30 T, tuỳ thuộc bề rộng nhịp nhà
a = 0 trong trờng hợp nhà không có cầu trục hoặc nhà có cầu trục với
Q < 30 T
z >= zmin để bảo đảm cho cầu trục không vớng vào cột khi hoạt
động, zmincho trong catalô cầu trục
h = (1 / 15 - 1 / 20)H
b.Theo phơng đứng
Chiều cao của cột, tính từ mặt móng đến đỉnh cột (đáy xà):
3 2
1 H H H
HK - chiều cao gabarit của cầu trục, là khoảng cách từ mặt ray đến
điểm cao nhất của cầu trục, lấy theo catalô cầu trục;
bK - khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang, lấy không nhỏ hơn 200mm;
H3 - phần cột chôn dới cốt mặt nền, thờng lấy H3 = 0 m
Trang 22Chiều cao của phần cột trên, từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy
xà ngang:
r dct
Trang 23Đề 9
Câu 1.Trình bày cấu tạo chung của bu lông và các loại bu lông dùng trong kết cấu thép.
*Cấu tạo chung của bu lông
Thân bu lông là đoạn thép tròn, đường kính thông thường d = 12 - 48 mm, với bu lông neo d tới 100 mm Đường kính trong của phần bị ren là d0 chiều dài của phần thân
không ren nhỏ hơn chiều dày tập bản thép liên kết khoảng 2 - 3 mm Chiều dài của phầnren l0 2,5d Chiều dài bu lông l = 35 - 300 mm tuỳ theo yêu cầu sử dụng
Mũ và êcu (đai ốc) của bu lông thường có dạng lục giác, kích thước như nhau, longđen (đệm) hình tròn dùng để phân phối áp lực của êcu lên mặt thép cơ bản
Tuỳ theo cách sản xuất, vật liệu và tính chất làm việc của bu lông có các loại sau: bulông thô, bu lông độ chính xác bình thường (bu lông thường), bu lông độ chính xác nângcao (bu lông tinh, bu lông chính xác), bu lông cường độ cao, bu lông neo
Tuỳ theo vật liệu, bulông được chia thành các lớp (cấp) độ bền khác nhau ký hiệu4.6 10.9 Chữ số đầu nhân với 10 cho biết giới hạn bền của vật liệu bulông fu
(daN/mm 2 ), chữ số đầu nhân với chữ số thứ hai cho biết giới hạn chảy của vật liệu bulông
fy (daN/mm2 ) Bulông cho các công trình thông thường nên dùng lớp độ bền 4.6; 4.8;
hoặc 5.6
*Các loại bu lông dùng trong KCT
+ Bu lông thô và bu lông thường
Bulông thô và bulông thường được sản xuất từ thép các bon bằng cách rèn, dập Độchính xác thấp nên đường kính thân bulông phải làm nhỏ hơn đường kính lỗ 2 - 3 mm
Lỗ của loại bulông này được làm bằng cách đột hoặc khoan từng bản riêng rẽ Độtthì mặt lỗ không phẳng, phần thép xung quanh lỗ 2 - 3 mm bị giòn vì biến cứng nguội
Do độ chính xác không cao nên khi ghép tập bản thép các lỗ không hoàn toàn trùng khítnhau, bulông không thể tiếp xúc chặt với thành lỗ (ký hiệu lỗ loaị C)
Loại bulông này rẻ, sản xuất nhanh và dễ đặt vào lỗ nhưng chất lượng không cao.Khi làm việc (chịu trượt) sẽ biến dạng nhiều, vì vậy không nên dùng chúng trong cáccông trình quan trọng và khi thép cơ bản có giới hạn chảy Chỉ nên
Trang 24dùng bulông thô và bulông thường khi chúng làm việc chịu kéo hoặc để định vị các cấukiện khi lắp ghép.
+ Bulông tinh
Được sản xuất từ thép các bon và thép hợp kim thấp bằng cách tiện, độ chính xáccao Đường kính lỗ không lớn hơn đường kính bulông không quá 0,3 mm Để tạo lỗ,dùng máy khoan từng bản riêng rẽ hoặc khoan cả chồng bản theo khuôn mẫu đến đườngkính thiết kế
Phương pháp khoan cho lỗ độ chính xác cao nhưng năng suất thấp Khi bản thépmỏng có thể đột từng bản riêng tới đường kính lỗ nhỏ hơn đường kính lỗ thiết kế từ 2-3
mm, sau đó khoan mở rộng cả chồng bản đã đột đến đường kính thiết kế Phương phápnày tận dụng các ưu điểm của đột và khoan nên nhanh và chính xác, loại bỏ được phầnthép quanh lỗ bị giòn do quá trình đột
Lỗ bulông tinh nhẵn, chất lượng cao (ký hiệu lỗ loại B)
Khe hở giữa bulông và lỗ nhỏ nên liên kết chặt, có thể làm việc chịu cắt tuy khôngbằng bulông cường độ cao hoặc đinh tán
Do tính phức tạp khi sản xuất và lắp đặt bulông vào lỗ (phải dùng búa gõ nhẹ) nênloại bulông này ít dùng
Bulông tinh có các lớp độ bền tương tự bulông thô và bulông thường
+ Bulông cường độ cao
Bulông cường độ cao được làm từ thép hợp kim (40X; 35XC; 40XA; 30X3M),sau đó gia công nhiệt
Cách sản xuất bulông cường độ cao giống bulông thường, có độ chính xác thấp,nhưng do được làm bằng thép cường độ cao nên có thể vặn êcu rất chặt (bằng êcu đo lực)làm thân bulông chịu kéo và gây lực ép rất lớn lên tập bản thép liên kết Khi chịu lực,giữa mặt tiếp xúc của các bản thép có lực ma sát lớn chống lại sự trượt tương đối giữachúng Như vậy lực truyền từ cấu kiện này sang cấu kiện khác chủ yếu do lực ma sát
Để đảm bảo khả năng chịu lực của liên kết bulông cường độ cao cần gia công mặtcác cấu kiện liên kết để tăng tính ma sát Ví dụ chải bằng bàn chải sắt, đánh bằng bột kimloại
Bulông cường độ cao dễ chế tạo, khả năng chịu lực lớn, liên kết ít biến dạng nênđược dùng rộng rãi và thay thế cho liên kết đinh tán trong các kết cấu chịu tải trọng nặng
và tải trọng động
Câu 2 Vẽ các chi tiết liên kết trong khung ngang NCN 1 tầng 1 nhịp
C¸c chi tiÕt liªn kÕt
Trang 25H×nh 2.11 CÊu t¹o vai cét
a) Trêng hîp kh«ng cã sên gia cêng b) Trêng hîp cã sên gia cêng
H×nh 2.13 CÊu t¹o ch©n cét liªn kÕt khíp víi mãng
, , 1
1
x x
Trang 26M N
M N
V V
s
suên A ,
suên B , s
h h h h
N
H×nh 2.20 CÊu t¹o mèi nèi xµ
Trang 27N M V
Trang 28chịu mô men là chủ yếu thì hình dạng liên kết cồng kềnh.
Câu 2.Phạm vi sử dụng và đặc điểm chung của kết cấu nhà nhịp lớn
Kết cấu cột theo phương ngang lớn ( 40 m) nhằm hạn chế số lượng cột bên trong,tạo không gian lớn theo yêu cầu sử dụng, kiến trúc
Thường dùng cho: rạp hát, nhà triển lãm, sân vận động, nhà thi đấu, nhà ga, chợ,nhà công nghiệp, …
Đặc điểm khác biệt so với các công trình bình thường:
Công trình đơn chiếc, yêu cầu kỹ thuật rất cao, khó tiêu chuẩn hoá, định hìnhhoá
Kích thước thay đổi trong phạm vi rộng Ví dụ: nhịp nhà công nghiệp có nhịp 50
100 m; xưởng lắp ráp máy bay có nhịp 100 120 m, chiều cao 8 10 m;xưởng đóng tàu có nhịp 20 60 m, chiều cao 30 40 m
Chủ yếu chịu trọng lượng bản thân và tấm lợp giảm trọng lượng dùng thépcường độ cao, hợp kim nhôm, thép ứng suất trước; dùng tấm mái bằng tôn mỏng,vải bạt, chất dẻo
Trang 29Kết cấu chịu lực gồm:
Hệ dầm, khung: mặt bằng chữ nhật, nhịp không quá lớn;
Hệ vòm, cu pôn: dùng khi nhịp 80 m kiến trúc đẹp, tiết kiệm vật liệu;
Hệ thanh không gian: bao gồm các dàn phẳng đan chéo nhau;
Hệ dây: dùng cho nhịp rất lớn
Đề 11
Câu 1.Các loại dầm và hệ dầm
Trang 30a) Dầm
Khái niệm: dầm là cấu kiện chủ yếu chịu uốn
Đặc điểm: có tiết diện đặc, có chiều cao và chiều rộng tiết diện khá nhỏ so với chiềudài
Ưu điểm: cấu tạo đơn giản (dầm có rất ít phân tố), chi phí cho chế tạo không lớn.Phạm vi sử dụng: rất phổ biến, dùng làm dầm mái, dầm sàn, dầm sàn công tác, dầmcầu, dầm cầu trục,
Các loại dầm: theo cấu tạo tiết diện gồm 2 loại:
Dầm hình: làm từ một thép hình, thường dùng chữ I hoặc chữ C (cán hoặc dập)+ Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, chi phí chế tạo không đáng kể
+ Nhược điểm : nặng nề và tốn thép do thép hình chữ C và I có chiều dày bản bụng còn quá lớn so với các yêu cầu của cấu kiện chịu uốn.
Dầm tổ hợp: làm từ các bản thép hoặc từ các bản thép và các thép hình Theocách liên kết các phân tố chia ra: dầm tổ hợp hàn, dầm tổ hợp đinh tán, dầm tổhợp bu lông
+ Ưu điểm: tiết diện chọn theo yêu cầu, làm việc hợp lý hơn nên nhẹ hơn và tiếtkiệm vật liệu hơn
Trang 31và song song với hai cạnh của sàn công tác Dùng thích hợp khi tải trọng q 30KN/m2 và kích thước của sàn công tác B x L 12 x 36 m.
Hệ dầm phức tạp: là hệ gồm ba hệ thống dầm, dầm chính đặt theo phương cạnhdài, dầm phụ đặt theo phương ngắn của sàn công tác và dầm sàn đặt vuông gócvới dầm phụ So với hệ dầm đơn giản và hệ dầm phổ thông thì hệ dầm này có cấutạo phức tạp hơn nhiều và tốn công chế tạo hơn Vì vậy hệ dầm phức tạp chỉthích hợp khi tải trọng trên sàn công tác rất lớn ( q > 30 KN/m2)
Các kiểu liên kết: 3 kiểu
Liên kết chồng: đơn giản,
thuận lợi cho lắp ghép
nhưng làm tăng chiều cao
kiến trúc công trình, không
tăng khả năng chịu lực và
giảm chiều cao hệ dầm và
tăng khả năng chịu lực cho
sàn
Liên kết thấp: dầm phụ đặt
thấp hơn dầm chính, dầm
sàn đặt bằng mặt với dầm
chính, có ưu điểm như liên
kết bằng mặt nhưng cấu tạo
phức tạp hơn, thường dùng
cho hệ dầm phức tạp
Câu 2.Trình bày các kiểu kết cấu phẳng của nhà nhịp lớn
1.Kết cấu kiểu dầm, dàn
Cấu tạo: gồm …, dùng cho mặt bằng chữ nhật
Kết cấu kiểu dầm: L = 35 40 m, dễ sản xuất, dễ bảo dưỡng
Kết cấu kiểu dàn: tĩnh định, siêu tĩnh, dàn cách song song, hình thang, đa giác, hìnhcung Sơ đồ thanh bụng phụ thuộc hình dạng dàn, dạng tải trọng, các kết cấu khác liênkết vào dàn chính
Sơ đồ bố trí: kiểu phổ thông khi nhà nhịp trung bình, kiểu phức tạp khi L = 70 80
m, B = 18 36 m
Chiều cao dàn: dàn cánh song song (1/8 1/14)L, dàn hình thang (1/8 1/12)L,dàn tam giác (1/6 1/9)L, dàn tam giác gồm 2 dàn cánh song song và thanh căng (1/6 1/10)L, dàn liên tục lấy chiều cao giảm (15 20)%
Dàn nhịp lớn phải làm độ vồng cấu tạo (không cần kiểm tra võng) [f/l] = 1/250
Trang 333.Kết cấu vòm
a.Các kiểu vòm
b.Đặc điểm cấu tạo
Trục vòm chọn trùng với đường cong áp lực parabol nên chịu lực nén là chủ yếu.Thực tế trục hay chọn là cung tròn để dễ chế tạo
Mũi tên võng f/l = (1/2 1/5) theo yêu cầu kiến trúc
Hệ thanh bụng: tam giác
Trang 34Chiều cao tiết diện vòm h = (1/50 1/80)L đối với vòm đặc, h = (1/30 1/60)Lđối với vòm rỗng.
Khớp vòm: có 3 kiểu là khớp bản, khớp cối và khớp đu
Trang 35Đề 12
Câu 1.Trình bày cách chọn và kiểm tra tiết diện dầm chữ I định hình.
Câu 2.Trình bày kết cấu hệ lưới thanh không gian phẳng
Trang 36Hệ lưới thanh không gian phẳng
