Bμi toán tính duyệt Bài 1: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết bu lông ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây coi liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực... Bμi toán thiết kế Bài 1: Thiết kế th
Trang 1bộ môn kết cấu
I Bμi tập phần cấu kiện chịu kéo
A Bμi toán tính duyệt
Bài 1: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết bu lông ở đầu thanh như hình vẽ dưới
đây (coi liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là Pu = 650kN, bu lông có đường kính 22mm, thép thanh dùng loại A709M cấp 250
70
Pu
L 152x102x12.7
(Đơn vị = mm)
Bài 2: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết bu lông ở đầu như hình vẽ dưới đây (coi
liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là Pu
= 2000kN, bu lông có đường kính 22mm, thép thanh dùng loại A709M cấp 345
(Đơn vị = mm)
W 410x67
u
P
Bài 3: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết bu lông ở đầu thanh như hình vẽ dưới
đây (coi liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là Pu =1000kN, bu lông có đường kính 22mm, thép thanh dùng loại A709M cấp 345
Trang 2(Đơn vị = mm)
60 60 60 50
C 310x31
u
P
Bài 4: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết bu lông ở đầu thanh như hình vẽ dưới
đây (coi liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là Pu =1000kN, bu lông có đường kính 22mm, thép thanh dùng loại A709M cấp 345
C 250x30
u
P
(Đơn vị = mm)
Bài 5: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết bu lông ở đầu thanh như hình vẽ dưới
đây (coi liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là Pu = 400kN, bu lông có đường kính 19mm, thép thanh dùng loại A709M cấp 250
51
(Đơn vị = mm)
40 60 60 60 60
L 152x89x7.9
Pu
Bài 6: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết bu lông ở đầu thanh như hình vẽ dưới
đây (coi liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là Pu = 1200kN, bu lông có đường kính 19mm, thép thanh dùng loại A709M cấp 250
Trang 3bộ môn kết cấu
(Đơn vị = mm)
60 60 40
u
P
C 250x45
80
Bài 7: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết hàn ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây
(coi liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là
Pu = 700kN, thép thanh dùng loại A709M cấp 250
200
L 152x102x12.7
u
P
(Đơn vị = mm)
Bài 8: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết hàn ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây
(coi liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là
Pu = 700kN, thép thanh dùng loại A709M cấp 250
Pu
L 152x102x12.7 200
(Đơn vị = mm)
Bài 9: Tính duyệt thanh chịu kéo có liên kết hàn ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây
(coi liên kết ở đầu thanh đã đủ chịu lực) Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là
Pu = 700kN, thép thanh dùng loại A709M cấp 250
Trang 4(Đơn vị = mm)
100
L 152x102x12.7
u
P
B Bμi toán thiết kế
Bài 1: Thiết kế thanh chịu kéo bằng 1 thanh thép góc không đều cánh, liên kết với
bản nối bằng 2 hàng bu lông (mỗi hàng có ít nhất 3 bu lông) ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là Pu = 900kN, bu lông có đường kính 19mm; thanh chính chịu ứng suất không đổi dấu, dài L = 6,5m; thép thanh dùng loại A709M cấp 250
u P
2 hàng bu lông
Bài 2: Thiết kế thanh chịu kéo bằng 2 thanh thép góc đều cánh được giả thiết ghép
cứng với nhau, liên kết với bản nối bằng 1 hàng bu lông (mỗi hàng có ít nhất 3 bu lông) ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là
Pu = 580kN, bu lông có đường kính 19mm, thanh chính chịu ứng suất không đổi dấu, dài L = 4,0m; thép thanh dùng loại A709M cấp 250
1 hàng bu lông
Pu
10 (Đơn vị = mm)
Trang 5bộ môn kết cấu
Bài 3: Thiết kế thanh chịu kéo bằng 1 thanh thép C, liên kết với bản nối bằng 3 hàng
bu lông (mỗi hàng có ít nhất 3 bu lông) ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là Pu = 1100kN, bu lông có đường kính 19mm, thanh chính chịu ứng suất không đổi dấu, dài L = 4,0m; thép thanh dùng loại A709M cấp 345
3 hàng bu lông
u
P
Bài 4: Thiết kế thanh chịu kéo bằng 2 thanh thép C được giả thiết ghép cứng với
nhau, liên kết với bản nối bằng 2 hàng bu lông (mỗi hàng có ít nhất 3 bu lông) ở đầu thanh như hình vẽ dưới đây Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là Pu = 2300kN, bu lông có đường kính 19mm, thanh chính chịu ứng suất không đổi dấu, dài L
= 6,0m; thép thanh dùng loại A709M cấp 345
P
u
2 hàng bu lông
10 (Đơn vị = mm)
Trang 6II Bμi tËp phÇn cÊu kiÖn chÞu nÐn
A Bμi to¸n tÝnh duyÖt
Bµi 1: TÝnh duyÖt thanh chÞu nÐn b»ng 1 thanh thÐp W360x110 BiÕt lùc nÐn tÝnh
to¸n t¸c dông ë TTGHC§ lµ Pu = 1900kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dµi L = 6,1m;
®−îc liªn kÕt khíp ë 2 ®Çu, thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 250
Bµi 2: TÝnh duyÖt thanh chÞu nÐn cã kÝch th−íc tiÕt diÖn nh− h×nh vÏ d−íi ®©y BiÕt lùc
nÐn tÝnh to¸n t¸c dông ë TTGHC§ lµ Pu = 3500kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dµi L = 8,0m; liªn kÕt 1 ®Çu khíp, 1 ®Çu ngµm; thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 250
450
12
Bµi 3: TÝnh duyÖt thanh chÞu nÐn cã kÝch th−íc tiÕt diÖn nh− h×nh vÏ d−íi ®©y BiÕt lùc
nÐn tÝnh to¸n t¸c dông ë TTGHC§ lµ Pu = 3000kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dµi L = 5,0m; liªn kÕt 1 ®Çu ngµm, 1 ®Çu tù do; thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 250
450
300
Bµi 4: TÝnh duyÖt thanh chÞu nÐn cã kÝch th−íc tiÕt diÖn nh− h×nh vÏ d−íi ®©y BiÕt lùc
nÐn tÝnh to¸n t¸c dông ë TTGHC§ lµ Pu = 7000kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dµi L = 7,0m; liªn kÕt khíp ë 2 ®Çu; thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 345
W 250x89
Trang 7bé m«n kÕt cÊu
Bµi 5: TÝnh duyÖt thanh chÞu nÐn cã kÝch th−íc tiÕt diÖn nh− h×nh vÏ d−íi ®©y BiÕt lùc
nÐn tÝnh to¸n t¸c dông ë TTGHC§ lµ Pu = 2000kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dµi L = 6,5m; liªn kÕt khíp ë 2 ®Çu; thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 250
W 250x28
Bµi 6: TÝnh duyÖt thanh chÞu nÐn cã kÝch th−íc tiÕt diÖn nh− h×nh vÏ d−íi ®©y BiÕt lùc
nÐn tÝnh to¸n t¸c dông ë TTGHC§ lµ Pu = 2500kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dµi L = 6,5m; liªn kÕt khíp ë 2 ®Çu, thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 345
C 310x31
C 310x31
W 250x28
B Bμi to¸n thiÕt kÕ
Bµi 1: ThiÕt kÕ thanh chÞu nÐn b»ng W 460 BiÕt lùc nÐn tÝnh to¸n t¸c dông ë TGHC§
lµ Pu = 2900kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dµi L = 7,5m; liªn kÕt khíp ë 2 ®Çu, thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 345
Bµi 2: ThiÕt kÕ thanh chÞu nÐn cã kÝch th−íc tiÕt diÖn d¹ng ch÷ H nh− h×nh vÏ d−íi
®©y BiÕt lùc nÐn tÝnh to¸n t¸c dông ë TGHC§ lµ Pu = 2000kN, thanh thuéc bé phËn chÝnh dµi L = 7,0m; liªn kÕt 1 ®Çu ngµm, mét ®Çu khíp; thÐp thanh dïng lo¹i A709M cÊp 250
f t
bf
tw
tf
Trang 8Bài 3: Chọn mặt cắt cột chịu nén đúng tâm, tiết diện có dạng như hình vẽ dưới đây
Biết lực nén tính toán tác dụng ở TGHCĐ là Pu = 5000kN, thanh thuộc bộ phận chính dài L = 5,5m; liên kết 1 đầu ngàm, 1 đầu tự do; thép thanh dùng loại A709M cấp 250
b
Bài 4: Chọn mặt cắt cột chịu nén đúng tâm, tiết diện có dạng như hình vẽ dưới đây
Biết lực nén tính toán tác dụng ở TGHCĐ là Pu = 2200kN, thanh thuộc bộ phận chính dài L = 6,5m; liên kết khớp ở hai đầu; thép thanh dùng loại A709M cấp 250
b
Bài 5: Chọn mặt cắt cột chịu nén đúng tâm, tiết diện có dạng như hình vẽ dưới đây
Biết lực nén tính toán tác dụng ở TGHCĐ là Pu = 2500kN, thanh thuộc bộ phận chính dài L = 6,5m; liên kết khớp ở hai đầu; thép thanh dùng loại A709M cấp 345
b
Trang 9BỘ MÔN KẾT CẤU
III BÀI TẬP PHẦN LIÊN KẾT
Bài 1
Cho liên kết như trong hình 1 Thanh kéo có mặt cắt ngang 12 × 150 mm2, bản nút có chiều dày 10 mm Cả hai chi tiết đều bằng thép M270M cấp 250 Bu lông ASTM A307 cấp A có đường kính 22 mm Lực dọc có hệ số ở TTGHCĐ bằng 170 kN Hãy kiểm toán cường độ thiết kế của mối nối theo cắt và ép mặt
Hình 1 Hình cho bài 1
Bài 2
Cho liên kết như trong hình 2 Thanh kéo có mặt cắt ngang 12 × 140 mm2, bản nút có chiều dày 10 mm Cả hai chi tiết đều bằng thép M270M cấp 345 Bu lông ASTM A307 cấp A có đường kính 20 mm Hãy xác định cường độ thiết kế của mối nối theo ép mặt và theo cắt
Hình 2 Hình cho bài 2
Bài 3
Cho liên kết như trong hình 3 Thanh chịu kéo là thép số hiệu C200 × 27,9, bản nút có chiều dày 10 mm Cả hai chi tiết đều bằng thép M270M cấp 250 Bu lông ASTM A307 cấp A có đường kính 22 mm Lực dọc có hệ số ở TTGHCĐ bằng 320 kN Hãy kiểm toán cường độ thiết kế của mối nối theo cắt và ép mặt
Trang 10Hình 3 Hình cho bài 3
Bài 4
Hình 4 biểu diễn mối nối hai thanh kéo có chiều dày 12 mm bằng hai bản ghép có chiều dày 8 mm Các chi tiết đều bằng thép M270M cấp 345 Sử dụng bu lông ASTM A307 cấp
A có đường kính 22 mm Hãy xác định cường độ thiết kế của mối nối dựa trên cắt và ép mặt
Hình 4 Hình cho bài 4
Bài 5
Xác định số bu lông cần thiết dựa trên cắt và ép mặt và bố trí dọc trên đường a-b trong hình 5 Sử dụng bu lông ASTM A307 cấp A Thanh kéo gồm hai thép góc đều cánh có số hiệu L102×102×9,5 Thép kết cấu và bản nút loại M270M cấp 250 Lực dọc trục có hệ số
ở TTGHCĐ là Pu = 500 kN
Trang 11BỘ MÔN KẾT CẤU
Hình 5 Hình cho bài 5
Bài 6
Tính toán và bố trí bu lông A307 cho mối nối trong hình 6 Các thanh kéo là thép bản có kích thước 12 mm × 150 mm , các bản ghép có chiều dày 8 mm Các chi tiết làm bằng thép M270M cấp 250 Lực kéo có hệ số ở TTGHCĐ bằng 300 kN
Hình 6 Hình cho bài 6
Bài 7
Cho một liên kết thép góc với bản nút bằng bu lông cường độ cao ASTM ASTM A325MM có d = 24 mm, lỗ chuẩn Thép kết cấu M270M cấp 250, bề mặt loại A Đường ren của bu lông cắt ngang mặt phẳng cắt của mối nối Hãy xác định cường độ thiết kế của mối nối dựa trên cắt và ép mặt
Hình 7 Hình cho bài 7
Bài 8
Tính số bu lông ASTM A325M cần thiết và bố trí theo kích thước đã cho trên bản ghép của mối nối (hình 8) Các thanh kéo có mặt cắt ngang 12 mm × 300 mm Thép kết cấu M270M cấp 345, bề mặt loại A Bu lông cường độ cao có lỗ chuẩn, làm việc chịu ép mặt
Trang 12Đường ren bu lông cắt mặt phẳng cắt của mối nối Lực kéo có hệ số ở TTGH cường độ bằng 500 kN
Hình 8 Hình cho bài 8
Bài 9
Một thanh kéo được nối với bản nút bằng bu lông cường độ cao ASTM A325M, d = 27
mm, lỗ chuẩn, như trong hình 9 Thép kết cấu loại M270M cấp 250, bề mặt loại A Bu lông làm việc chịu ma sát (sự trượt không được phép) Giả thiết rằng đường ren bu lông cắt qua mặt phẳng cắt của mối nối Hãy xác định tải trọng có hệ số lớn nhất ở TTGH
cường độ và ở TTGH sử dụng mà liên kết có thể chịu được Xét đến tất cả các trường hợp phá hoại có thể xảy ra
Hình 9 Hình cho bài 9
Bài 10
Kiểm toán liên kết cho trong hình 10 Thanh kéo là thép góc không đều cạnh số hiệu L152×89×12,7 Bản nút có chiều dày 10 mm Thép kết cấu loại M270M cấp 345, bề mặt loại A Bu lông cường độ cao ASTM A325M đường kính 27 mm, lỗ chuẩn, làm việc chịu
ma sát Giả thiết rằng đường ren bu lông không cắt qua mặt phẳng cắt của mối nối Lực dọc có hệ số ở TTGH cường độ Pu = 600 kN, lực dọc có hệ số ở TTGH sử dụng Pa = 350
kN
Trang 13BỘ MÔN KẾT CẤU
Hình 10 Hình cho bài 10
Bài 11
Hãy thiết kế mối nối một cấu kiện chịu kéo là thép góc đơn L127×127×9,5 với một bản nút bằng bu lông theo các điều kiện sau:
• Lực kéo có hệ số ở TTGH cường độ Pu = 350 kN
• Lực kéo có hệ số ở TTGH sử dụng Pa = 250 kN
• Bu lông cường độ cao ASTM A325M, không cho phép trượt, đường ren bu lông cắt qua mặt phẳng cắt của mối nối
• Bản nút có chiều dày 10 mm
• Thép M270M cấp 250 cho cả thanh kéo và bản nút, bề mặt loại A
Bài 12
Hãy thiết kế mối nối một cấu kiện chịu kéo là hai thép máng C250×30 với một bản nút
bằng bu lông theo các điều kiện sau:
• Lực kéo có hệ số ở TTGHCĐ là Pu = 1000 kN
• Bu lông cường độ cao ASTM A325M, làm việc chịu ép mặt (được phép trượt), đường ren bu lông không cắt qua mặt phẳng cắt của mối nối
• Bản nút có chiều dày 12 mm
• Thép M270M cấp 250 cho cả thanh kéo và bản nút, bề mặt loại A
Bài 13
Kiểm toán mối nối cho trong hình 11 Sử dụng bu lông ASTM A307 cấp A, đường kính
22 mm Các cấu kiện bằng thép M270M cấp 250
Trang 14Hình 11 Hình cho bài 13
Bài 14
Kiểm toán mối nối cho trong hình 12 Sử dụng bu lông cường độ cao ASTM A325M, đường kính 22 mm, lỗ chuẩn, làm việc chịu ép mặt Giả thiết rằng đường ren bu lông cắt qua mặt phẳng cắt của mối nối Các cấu kiện bằng thép M270M cấp 345
Hình 12 Hình cho bài 14
Bài 15
Hãy tính lực dọc có hệ số lớn nhất được chịu bởi mối nối cho trong hình 13 Xét đến tất cả các trạng thái giới hạn Thanh kéo là thép máng C200 × 28, bằng thép M270M cấp 485W Bản nút bằng thép M270M cấp 250 Đường hàn góc có chiều dày 6 mm được chế tạo bằng que hàn E70XX có cường độ Fexx =485 MPa
Trang 15BỘ MÔN KẾT CẤU
Hình 13 Hình cho bài 15
Bài 16
Kiểm toán mối nối cho trong hình 14 Toàn bộ thép kết cấu là M270M cấp 250 Đường hàn góc có chiều dày 8 mm được chế tạo bằng que hàn E70XX có cường độ exx 485 MPa
F = Thanh kéo gồm hai thép góc có số hiệu L127×89×7,9, cả hai thép góc đều được hàn như trong hình vẽ Lực dọc có hệ số ở TTGHCĐ bằng 550 kN
Hình 14 Hình cho bài 16
Bài 17
Hãy xác định lực dọc có hệ số lớn nhất được chịu bởi liên kết cho trong hình 15 Thanh kéo gồm hai bản có kích thước 10 mm × 80 mm, bản nút có kích thước 12 mm × 160 mm Tất cả các cấu kiện đều bằng thép M270M cấp 250 Đường hàn góc có chiều dày 8 mm được chế tạo bằng que hàn có cường độ Fexx =485 MPa
Trang 16Hình 15 Hình cho bài 17
Bài 18
Hãy thiết kế mối nối trong hình 16 bằng đường hàn góc Tải trọng có hệ số ở TTGHCĐ bằng 500 kN Thanh kéo gồm hai thép góc bằng thép M270M cấp 345, bản nút bằng thép M270M cấp 250 Sử dụng que hàn E70XX có cường độ Fexx =485 MPa
Hình 16 Hình cho bài 18
Bài 19
Hãy thiết kế mối nối trong hình 17 bằng đường hàn góc Tải trọng có hệ số ở TTGHCĐ bằng 1000 kN Thanh kéo là một thép máng bằng thép M270M cấp 345, bản nút bằng thép M270M cấp 250 Sử dụng que hàn E70XX có cường độ Fexx =485 MPa
Hình 17 Hình cho bài 19
Bài 20
Hãy kiểm toán mối nối bằng đường hàn góc trong hình 18 Tải trọng có hệ số ở TTGHCĐ bằng 250 kN Các cấu kiện đều bằng thép M270M cấp 250 Đường hàn góc có chiều dày
12 mm được chế tạo bằng que hàn có cường độ Fexx =485 MPa
Trang 17BỘ MÔN KẾT CẤU
Hình 18 Hình cho bài 20
Bài 21
Hãy kiểm toán mối nối bằng đường hàn góc cho trong hình 19 Lực dọc có hệ số ở TTGHCĐ bằng 350 kN Các cấu kiện đều bằng thép M270M cấp 345 Đường hàn góc có chiều dày 10 mm được chế tạo bằng que hàn có cường độ Fexx =485 MPa
Hình 19 Hình cho bài 21
Bài 22
Hãy thiết kế mối nối hàn liên kết một thép góc với một bản nút (theo hai phương án: liên kết chịu lực lệch tâm và liên kết chịu lực dọc trục) (hình 20) Các cấu kiện đều bằng thép M270M cấp 250 Đường hàn góc có chiều dày 8 mm được chế tạo bằng que hàn có cường
độ Fexx =485 MPa Tải trọng có hệ số ở TTGHCĐ bằng 450 kN, tác dụng theo trục trọng tâm của thép góc
Hình 20 Hình cho bài 22
Trang 18IV BÀI TẬP PHẦN SƯỜN TĂNG CƯỜNG GỐI
Bài 1
Chọn kích thước STC gối và bố trí cho tiết diện dầm chữ I Biết:
- Kích thước tiết diện: d = 1460mm, tw = 10mm, bf = 400mm, tf = 30mm;
- Phản lực gối có hệ số ở TTGHCĐ Ru = 2500kN;
- Thép làm dầm và STC gối theo ASTM A709M cấp 345
Bài 2
Chọn kích thước STC gối và bố trí cho tiết diện dầm chữ I Biết:
- Kích thước tiết diện: d = 1140mm, tw = 10mm, bf = 300mm, tf = 30mm;
- Phản lực gối có hệ số ở TTGHCĐ Ru = 500kN;
- Thép làm dầm và STC gối theo ASTM A709M cấp 250
