Bai tap vi du thiet ke cau kien chiu nen, chiu keo

VÍ DỤ BÀI TẬP CHƯƠNG CẤU KIỆN CHỊU NÉN, KÉO Ví dụ 1 Thiết kế thanh chịu kéo bằng 2 thanh thép góc đều cánh được giả thiết ghép cứng với nhau và được liên kết với bản nút có chiều dày 10mm bằng 1 hàng bu lông (mỗi hàng có ít nhất 3 bu lông) ở đầu thanh như hình 11. Biết lực kéo tính toán tác dụng ở TTGHCĐ là 580 P kN u  , bu lông có đường kính 19mm, thép kết cấu dùng loại M270 cấp 250, thanh chính dài L m  4,0 không chịu ứng suất đổi dấu.

VÍ DỤ BÀI TẬP CHƯƠNG CẤU KIỆN CHỊU NÉN, KÉO

Ví dụ 1

Thiết kế thanh chịu kéo bằng 2 thanh thép góc đều cánh được giả thiết ghép cứng với nhau và được liên kết với bản nút có chiều dày 10mm bằng 1 hàng bu lông (mỗi hàng

có ít nhất 3 bu lông) ở đầu thanh như hình 11 Biết lực kéo tính toán tác dụng ở

cấp 250, thanh chính dài L4,0m không chịu ứng suất đổi dấu

Lời giải

Thép kết cấu M270 cấp 250 có F u 400MPa F; y 250MPa

a) Theo điều kiện sức kháng kéo chảy:

Xuất phát từ phương trình: P u t P n ta có yP ny yF A y g P u, y 0,95

3

2

y

580 10

0,95 250

u g

y

P

F





 b) Theo điều kiện sức kháng kéo đứt:

u P nu u F A u e P u u

    

3

2

580 10

0,8 400

u e

u u

P

F





 c) Theo điều kiện tỷ số độ mảnh giới hạn:

 

  

  suy ra:

4000

200

L

L r

 

 

r

 



 

P u

1 hàng bu lông

Do thanh chịu kéo bằng 2 thanh thép góc đều cánh nên ta chọn 1 thanh thép góc đều

2

g

2

e

 Chọn thanh thép góc L76 76 9,5  có:

2

g

A  mm , I x' I'y 73, 26(cm4)

 Kiểm tra A : e

A UA U A A

Do không biết chiều dài liên kết nên ta lấy U 0,85

e

 Kiểm tra tỷ số độ mảnh:

2

2

I  I A    

2

2

y

Ta có: I  Ar2suy ra

4

146,52 10

2722

x x

g

I

A



3

3599, 25 10

2722

y y

g

I

A



Đáp số: Chọn thanh chịu kéo bằng 2 thép góc đều cánh có số hiệu L76 76 9,5 

Ví dụ 2

là P u 2900kN, thanh thuộc bộ phận chính có chiều dài L7,5m được liên kết khớp

ở 2 đầu, thép kết cấu dùng loại M270 cấp 345

Thép kết cấu M270 cấp 345 có F u 450MPa F; y 345MPa

Lời giải

c cr

P A



2 2 min

2900 10

0,9 230

g



min

1 7500

KL

Thanh được liên kết khớp ở hai đầu nên K 1,0

 Từ điều kiện A gmin;rmin chọn thép W460x128 có

2

 Tính

2

y

F KL





2 2

y

F KL









Sức kháng nén của cột là:

 Chọn lại F cr 0, 66F y 0, 662,19345 138,87( MPa)

 Tính A gmin

3

2900 10

0,9 138,87

u g

c cr

P

F







 Từ điều kiện A gmin;rmin chọn thép W460x193 có:

2

w

 Tính

2

y

F KL





2 2

y

F KL









Sức kháng nén của cột là:

283 200000

f

Đáp số: Chọn thép chữ I cánh số có số hiệu W460x193 làm thanh chịu nén

Ví dụ 3

Chọn mặt cắt cột chịu nén đúng tâm, tiết diện có dạng như hình vẽ Biết lực nén tính

5,5

250

Lời giải

 Chọn hệ trục tọa độ x-y như hình vẽ

KL

2 5500

r



 Tính

2

y

F KL





2 2

y

F KL









0,62

 Tính A gmin

b

y

2 2

5000 10

0,9 193,17

u g

c cr

P

F







 Từ điều kiện A gmin;rmin chọn:

Theo gợi ý r x 0,32 ;h r y 0, 49b suy ra:

157,14

x

r

157,14

y

r

Tra bảng chọn:

+ Thép hình chữ I nằm ngang W310x158 có đặc trưng hình học như sau:

+ 2 Thép hình chữ I thẳng đứng: W460x235

 Các đặc trưng hình học của tiết diện cột:

2

2

4

y

267262, 21

798, 42

x x

g

I

A

248180,16

798, 42

y y

g

I

A

 Tính

2

y

F KL





2 2

y

F KL









0,49 2

 Kiểm tra tỷ số rộng/ bề dày giới hạn

Đối với bản cánh (Kiểm tra thép chữ I nằm thẳng đứng)

f

Đối với bản bụng (Kiểm tra thép chữ I nằm ngang)

Đáp số: Mặt cắt cột chọn gồm 2 thanh thép chữ I đứng W460x235 và 1 thanh thép chữ

I nằm ngang W310x158