Ôn tập kết cấu thép 1

Cấu kiện dài chịu nén đúng tâm có tiết diện bị giảm yếu phải tính toán theo trạng thái giới hạn I với các điều kiện cụ thể nào.. Kiểm tra cấu kiện tạo nên từ 2 bản thép tiết diện 300x14,

ôn tập Kết cấu thép 1

(hệ chính quy)

Chơng 1

1 Trình bày sự làm việc chịu kéo và các đặc trng cơ lý của vật liệu thép CT38 và vật liệu thép xây dựng nói chung

2 Nêu sự khác nhau khi làm việc chịu kéo của thép có hàm lợng các bon thấp và thép có hàm lợng các bon cao Phân tích vì sao lại có sự khác nhau này?

3 Đối với thép các bon thấp ta lấy cờng độ tiêu chuẩn (f y) lớn hơn giới hạn chảy (c) đợc không? Vì sao?

4 Nêu các cách lấy cờng độ tiêu chuẩn và cờng độ tính toán (f) đối với thép có hàm lợng các

bon cao (Thép không có giới hạn chảy, biểu đồ - khi kéo thép không có thềm chảy BC)

5 Thế nào là phá hoại dẻo và phá hoại dòn trong kết cấu thép? Vì các nguyên nhân nào mà kết cấu thép lại bị phá hoại dòn?

6 Vì sao hiện tợng cứng nguội của vật liệu thép không đợc sử dụng để làm tăng cờng độ của thép? (Trừ một vài trờng hợp khi việc giảm độ giãn lúc phá hoại không quan trọng lắm)

7 Sự thay đổi tiết diện đột ngột của cấu kiện, tại đó có hiện tợng tập trung ứng suất và trạng thái ứng suất phức tạp, nh vậy có ảnh hởng tới tính chất của vật liệu và khả năng chịu lực của cấu kiện không? Vì sao?

1 Trạng thái giới hạn là gì? Tính toán kết cấu thép theo những trạng thái giới hạn nào? Điều kiện của các trạng thái giới hạn này

2 Các trị số của tải trọng và cờng độ của vật liệu thép, sử dụng các trị số này trong tính toán kết cấu thép theo các trạng thái giới hạn nh thế nào? Giải thích vì sao lại sử dụng nh vậy?

3 Khi tính toán kết cấu thép theo trạng thái giới hạn thứ II không sử dụng trị số tải trọng tính toán mà sử dụng trị số tải trọng tiêu chuẩn, vì sao?

4 Tổ hợp tải trọng là gì? Hệ số tổ hợp là gì ? Vì sao trong 1 tổ hợp tải trọng có số hoạt tải từ

2 trở lên thì các hoạt tải này đợc nhân với hệ số tổ hợp nc  1 ?

5 Tính toán dầm theo giới hạn đàn hồi và theo giới hạn khi có khớp dẻo (dầm không chịu tải trọng động, thép làm dầm có c - có thềm chảy BC) trờng hợp nào lợi hơn? Vì sao? Chứng

minh cụ thể cho dầm bằng thép hình tiết diện chữ I có mômen chống uốn đối với trục x là

W x = 2560 cm 3 , mômen tĩnh đối với trục x là S x = 1491 cm 3 , (Trục x vuông góc với bụng

6 Cấu kiện dài chịu nén đúng tâm có tiết diện bị giảm yếu phải tính toán theo trạng thái giới hạn I với các điều kiện cụ thể nào ?

7 Cờng độ tính toán (f) và cờng độ tiêu chuẩn (f y) khác nhau nh thế nào? Một cấu kiện làm bằng thép các bon thấp khi tính toán theo trạng thái giới hạn I về điều kiện bền ta cho ứng suất max của cấu kiện bằng giới hạn chảy (c) của thép có đợc không ? Vì sao ?

8 Trong cấu kiện chịu nén đúng tâm khi tính về ổn định có giới hạn ứng suất là cr e và cr , hai giới hạn này giới hạn nào nhỏ hơn ? Dùng giới hạn nào để tính toán ? Việc tính toán kiểm tra điều kiện ổn định theo phơng có độ mảnh lớn nhất hay bé nhất ?

9 Giải thích vì sao khi kiểm tra ổn định cấu kiện chịu nén lệch tâm đối với phơng vuông góc

với mặt phẳng uốn có hệ số c trong công thức tính ? Hệ số c phụ thuộc vào những yếu tố

nào ?

10 Khi tính toán các cấu kiện chịu lực nh thế nào thì phải tính độ mảnh  của chúng ? Kiểm tra các cấu kiện này theo các điều kiện gì ?

Chơng 2

A Liên kết hàn

I Lý thuyết chung

1 Trình bày sự làm việc, cờng độ tính toán, tiết diện tính toán của mối hàn đối đầu và mối hàn góc

2 Nêu các yêu cầu cấu tạo của đờng hàn đối đầu và đờng hàn góc

3 Trình bày việc tính toán liên kết dùng đờng hàn đối đầu:

a) Chịu lực dọc N.

b) Chịu M, V.

c) Chịu M, N, V.

4 Trình bày việc tính toán liên kết dùng đờng hàn góc:

a) Chịu lực dọc N.

b) Chịu M, V.

c) Chịu M, N, V.

II Bài toán kiểm tra

1 Kiểm tra cấu kiện tạo nên từ 2 bản thép tiết diện 300x14, nối với nhau bằng đờng hàn đối

đầu vuông góc với trục cấu kiện Bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm 2 , đờng

hàn có cờng độ tính toán f wt = 1800 daN/cm 2 Cấu kiện chịu uốn, tại mối nối có M max =

3000 daNm Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện  c =1

2 Kiểm tra cấu kiện đợc nối từ 2 bản thép có tiết diện 300x10 (mm) và 260x12 (mm) ghép chồng lên nhau một đoạn là 250 mm, liên kết bởi 2 đờng hàn góc cạnh có h f = 10 mm và l w

= 250 mm Các bản thép có cờng độ tính toán là f = 2150 daN/cm 2 Đờng hàn góc có f wf =

1800 daN/cm 2 , f ws = 1550 daN/cm 2 , f = 0,7 , s = 1 Cấu kiện chịu kéo đúng tâm N =

60000 daN Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện  c =1

3 Kiểm tra cấu kiện đợc ghép đối đầu từ 2 bản thép có tiết diện 500x16 (mm), mối nối đợc

thực hiện bằng 2 bản ghép và 4 đờng hàn góc đầu (đờng hàn vuông góc với trục cấu kiện,

mỗi phía liên kết có 2 đờng) Bản ghép có tiết diện 500x9 , các đờng hàn góc có h f = 9 mm

và l w = 500 mm Các bản thép có cờng độ tính toán là f = 2150 daN/cm 2 Đờng hàn góc có

f wf = 1800 daN/cm 2 , f ws = 1550 daN/cm 2 , f = 0,7 , s = 1 Cấu kiện chịu kéo đúng tâm N

= 60000 daN Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện  c =1

III Bài toán xác định liên kết

1 Thiết kế (tính toán và vẽ) liên kết hàn đối đầu giữa hai bản thép có cùng tiết diện 360x14

(mm) chịu lực kéo dọc trục N = 1050 kN.

Biết: Thép có f = 21,5 kN/cm 2 ; đờng hàn có f wt = 18 kN/cm 2 và f wv = 12 kN/cm 2

Hệ số điều kiện làm việc của liên kết c =1

2 Xác định kích thớc bản ghép và kích thớc các đờng hàn góc của mối nối 2 bản thép có tiết

diện 350x16 (mm) chịu kéo dọc trục N = 120.000 daN Liên kết dùng 2 bản ghép và đờng hàn góc cạnh Các bản thép có cờng độ tính toán là f = 2150 daN/cm 2 Que hàn N46, hàn

thủ công Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

3 Cấu kiện đợc nối từ 2 bản thép có tiết diện 300x14 (mm) và 330x14 (mm) ghép chồng lên

nhau, liên kết bởi 2 đờng hàn góc cạnh có hh = 14 mm, chịu lực dọc trục tối đa của cấu kiện ([N]), xác định chiều dài ghép chồng tối thiểu của 2 bản thép này Các bản thép có c-ờng độ tính toán là f = 2150 daN/cm 2 Đờng hàn góc có f wf = 1800 daN/cm 2 , f ws = 1550

daN/cm 2 , f = 0,7 , s = 1 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

4 Xác định chiều dài đờng hàn sống (l w s ) và đờng hàn mép (l w m) của liên kết ghép chồng một

thép góc 200x14 với bản thép dày t = 14 mm , chịu lực dọc trục thép góc N = 78000 daN Đờng hàn góc có f wf = 1800 daN/cm 2 , f ws = 1550 daN/cm 2 , f = 0,7 , s = 1 Hệ số

điều kiện làm việc của cấu kiện c = 0,75 Coi thép góc và bản thép đủ khả năng chịu lực, bản thép đủ kích thớc dài rông để liên kết

5 Xác định chiều dài đờng hàn sống (l w s ) và đờng hàn mép (l w m) của liên kết ghép chồng một

thép góc 180x12 với bản thép dày t = 14 mm , chịu lực kéo dọc trục tối đa ([N]) của thép

góc Thép góc có diện tích tiết diện A = 42,2 cm , cờng độ tính toán f = 2250 daN/cm

Đ-ờng hàn góc có chiều cao tiết diện các đĐ-ờng hàn là h w s = 14 mm, h w m = 10 mm và có f wf =

1800 daN/cm 2 , f ws = 1550 daN/cm 2 , f = 0,7 , s = 1 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c = 0,75 Coi bản thép đủ khả năng chịu lực và có kích thớc dài rông đủ để bố trí liên kết

6 Thiết kế (tính toán và vẽ) liên kết phẳng nối 2 bản thép có tiết diện 400x10 chịu M = 5000 daNm và V = 6000 daN Liên kết dùng đờng hàn góc đầu và 2 bản ghép, mỗi bản ghép tiết

diện là 400x6

Biết : Thép có f = 2150 daN/cm 2 ; f u = 3450 daN/cm 2 ; Que hàn N46, hàn tay; Hệ số

điều kiện làm việc của liên kết c =1

IV Bài toán xác định khả năng

1 Xác định khả năng chịu kéo dọc trục ([N] = ?) của cấu kiện tạo nên từ 2 bản thép tiết diện

350x12, nối với nhau bằng đờng hàn đối đầu xiên nghiêng với trục cấu kiện một góc 72o

Bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm 2 Đờng hàn có cờng độ tính toán f wt =

1800 daN/cm 2 , f wv = 1200 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

2 Xác định lực dọc tối đa ([N] = ?) của cấu kiện đợc nối từ 2 bản thép có tiết diện 400x14 (mm) đặt đối đầu, nối bằng 2 bản ghép có tiết diện 360x8 (mm) và 4 đờng hàn góc cạnh có

h f = 8 mm, mỗi đờng hàn dài là l w = 320 mm Các bản thép có cờng độ tính toán là f = 2150 daN/cm 2 Đờng hàn góc có f ws = 1550 daN/cm 2 , f wf = 1800 daN/cm 2 , s = 1, f = 0,7 Hệ

số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

3 Xác định lực dọc tối đa ([N] = ?) của cấu kiện đợc nối từ 2 bản thép có tiết diện 400x12 (mm) và 360x14 (mm) ghép chồng lên nhau một đoạn là 350 mm, liên kết bởi 2 đờng hàn góc cạnh có h f = 12 mm và l w = 350 mm Các bản thép có cờng độ tính toán là f = 2150 daN/cm 2 Đờng hàn góc có f ws = 1550 daN/cm 2 , f wf = 1800 daN/cm 2 , s = 1, f = 0,7 Hệ

số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

4 Xác định lực dọc tối đa ([N] = ?) của cấu kiện là 1 thép góc 220x14 Đầu thanh liên kết chồng vào bản thép một đoạn 450 mm Bản thép có bề dày t = 14 mm Thép góc cố diện tích tiết diện A = 60,4 cm 2 , cờng độ tính toán f = 2250 daN/cm 2 Đờng hàn góc có chiều

dài l w s = 45 cm , l w m = 35 cm , chiều cao tiết diện h f s = 1,4 cm , h f m = 1,2 cm , cờng độ tính toán f ws = 1550 daN/cm 2 , f wf = 1800 daN/cm 2 , s = 1, f = 0,7 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c = 0,75 Bản thép đủ khả năng chịu lực và có kích thớc dài rộng đủ để bố trí liên kết

B Liên kết bu lông

I Lý thuyết chung

1 Trình bày sự làm việc, cờng độ tính toán, khả năng chịu cắt và ép mặt của liên kết một bu lông thờng khi chịu lực vuông góc với thân bu lông

2 Trình bày sự làm việc, cờng độ tính toán, khả năng chịu lực của liên kết một bu lông cờng

độ cao khi chịu lực vuông góc với thân bu lông

3 Đờng kính bu lông d phải lựa chọn nh thế nào so với (t) min trong liên kết một bu lông th-ờng để khả năng chịu cắt bằng khả năng chịu ép mặt

4 Phân tích những đặc điểm cơ bản giống và khác nhau về sự làm việc và tính toán giữa bu lông thờng và bu lông cờng độ cao khi liên kết chịu lực trục (lực tác dụng vuông góc với thân bu lông)? Biện pháp tăng khả năng chịu lực củaliên kết bu lông cờng độ cao?

5 Trình bày sự làm việc, cờng độ tính toán, khả năng chịu kéo của liên kết một bu lông th-ờng khi chịu lực kéo dọc thân bu lông

6 Nêu các loại liên kết và các yêu cầu cấu tạo của liên kết bu lông

7 Trình bày việc tính toán liên kết bu lông :

- Chịu lực dọc N.

- Chịu M, V.

- Chịu M, N, V.

II Bài toán xác định liên kết

1 Thiết kế (tính toán và vẽ) liên kết nối chồng 2 bản thép tiết diện 500x16 (mm) chịu kéo dọc trục N = 125000 daN Mối nối dùng bu lông thờng có f vb = 1600 daN/cm 2 , f cb = 3400

daN/cm 2 Các bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc

của cấu kiện c =1 (Liên kết thuộc loại không đối xứng)

2 Xác định số lợng bu lông, bố trí bu lông, kích thớc bản ghép và kiểm tra thép cơ bản của

liên kết nối 2 bản thép tiết diện 450x14 (mm) chịu kéo dọc trục N = 100000 daN Mối nối

dùng 2 bản ghép và bu lông cờng độ cao Mặt ma sát đánh sạch bằng bàn chải sắt, không

có lớp sơn bảo vệ Thép làm bu lông cờng độ cao có cờng độ tức thời tiêu chuẩn f ub =

11000 daN/cm 2 Các bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm

việc của cấu kiện  c =1

3 Xác định số lợng bu lông, bố trí bu lông và kiểm tra các bản thép của liên kết nối 2 bản

thép tiết diện 500x14 (mm) chịu kéo dọc trục N = 75000 daN Mối nối dùng bu lông th-ờng và 2 bản ghép Các bản thép có cth-ờng độ tính toán f = 2150 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

III Bài toán kiểm tra

1 Vẽ hình và kiểm tra liên kết bu lông thờng của cấu kiện từ 2 bản thép tiết diện 600x14

(mm) ghép chồng lên nhau một đoạn 200 mm, chịu M = 7500 daNm và V = 15000 daN.

Liên kết gồm 14 bu lông thờng đờng kính d = 24 mm, lỗ bu lông d 1 = 27 mm, xếp thành 2

cột (vuông góc với trục cấu kiện) 7 hàng (song song với trục cấu kiện), 2 cột cách nhau 80

mm, các hàng cách nhau 80 mm Cờng độ chịu căt và ép mặt của liên kết là f vb = 1500

daN/cm 2 , f cb = 3400 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông b =0,9 Hệ

số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1 (Không phải kiểm tra bản thép, xem nh bản thép

đảm bảo yêu cầu chịu lực)

2 Vẽ hình và kiểm tra liên kết bu lông và thép cơ bản của liên kết nối 2 bản thép tiết diện

500x14 (mm) chịu kéo dọc trục N = 105000 daN Mối nối dùng 2 bản ghép tiết diện 500x8 (mm) và 30 bu lông thờng đờng kính bu lông d = 20 mm, lỗ bu lông d 1 = 23 mm,

mỗi bên liên kết có 15 bu lông xếp thành 3 cột (vuông góc với trục cấu kiện) 5 hàng (song

song với trục cấu kiện), các cột cách nhau 60 mm, các hàng cách nhau 100 mm Các bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm 2 Cờng độ chịu căt và ép mặt của liên kết là f vb

= 1500 daN/cm 2 , f cb = 3400 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông b

=0,9 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

3 Vẽ hình, kiểm tra liên kết bu lông và thép cơ bản của cấu kiện từ 2 bản thép tiết diện

600x12 (mm) ghép chồng lên nhau một đoạn 340 mm, chịu lực dọc trục N = 100000 daN Liên kết gồm 20 bu lông thờng đờng kính d = 24 mm, lỗ bu lông d 1 = 27 mm, xếp thành 4

cột (vuông góc với trục cấu kiện) 5 hàng (song song với trục cấu kiện), các cột cách nhau

80 mm, các hàng cách nhau 130 mm Cờng độ tính toán của các bản thép f = 2150 daN/cm 2 Cờng độ chịu căt và ép mặt của liên kết là f vb = 1500 daN/cm 2 , f cb = 3400

daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông b =0,9 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1 (Liên kết thuộc loại không đối xứng)

IV Bài toán xác định khả năng

1 Vẽ hình và xác định khả năng chịu kéo dọc trục ([N] = ?) của cấu kiện từ 2 bản thép tiết diện 500x14 (mm) ghép chồng lên nhau một đoạn 340 mm, liên kết bởi 16 bu lông thờng

đờng kính d = 24 mm, lỗ bu lông d 1 = 27 mm, xếp thành 4 hàng 4 cột đảm bảo yêu cầu cấu tạo Bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm 2 Cờng độ chịu căt và ép mặt của liên

kết là f vb = 1500 daN/cm 2 , f cb = 3400 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông b =0,9 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1 (Liên kết ở đây thuộc loại không đối xứng)

2 Vẽ hình và xác định khả năng chịu lực dọc trục ([N] = ?) của cấu kiện từ 2 bản thép tiết diện 550x14 (mm) ghép đối đầu bằng 2 bản nối tiết diện 550x8 (mm) và 18 bu lông cờng

độ cao đờng kính d = 24 mm, mỗi bên 9 bu lông xếp thành 3 hàng 3 cột (khoảng cách các

bu lông đợc bố trí đảm bảo yêu cầu cấu tạo) Lỗ bu lông có đờng kính d 1 = 27 mm Mặt ma

sát đánh sạch bằng bàn chải sắt, không có lớp sơn bảo vệ Thép làm bu lông cờng độ cao

có cờng độ tức thời tiêu chuẩn f ub = 11000 daN/cm 2 Các bản thép có cờng độ tính toán f =

2150 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông cờng độ cao 1l = 0,9 Hệ số

điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

Chơng 3

I Lý thuyết chung

1 Chọn chiều cao tiết diện dầm dựa vào những yếu tố nào? Viết biểu thức nêu mối quan hệ giữa chiều cao chọn của tiết diện dầm (hd) với các đại lợng chiều cao tiết diện dầm theo các yếu tố này? Viết công thức và nêu ý nghĩa của các đại lợng hmin , hmax , hktế

2 Chọn tiết diện dầm tổ hợp hàn, dầm tổ hợp bu lông (đinh tán)

3 Trình bày vấn đề ổn định tổng thể và cục bộ của dầm tổ hợp (hiện tợng, nguyên nhân, biện pháp tăng cờng, điều kiện ổn định)

4 Tại sao bản bụng của dầm tổ hợp đợc đạt sờn lại tăng khả năng ổn định cục bộ?

5 Chọn kích thớc của bản cánh và bản bụng của dầm thép tổ hợp hàn có nhất thiết phải tuân thủ các điều kiện ổn định cục bộ theo các công thức sau không? Vì sao?

6 Giải thích ý nghĩa của hệ số b. trong công thức tính toán ổn định tổng thể của dầm

7 Thay đổi tiết diện dầm tổ hợp hàn, bulông (đinh tán) Thay đổi tiết diện dầm tổ hợp để làm gì ?

8 Tính toán liên kết cánh dầm với bụng dầm tổ hợp

9 Cấu tạo và tính toán chi tiết sờn đầu dầm

II Bài toán kiểm tra

1 Hãy kiểm tra dầm thép sau theo điều kiện bền Dầm có tiết diện chữ I tổ hợp hàn, hai cánh

nh nhau tiết diện là 450x18 (mm) và bản bụng là 1400x8 (mm), chịu M max = 240000 daNm

và V max = 75000 daN Các bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm 2 , f v = 1250

daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1 Dầm không có giảm yếu tiết diện

Tại tiết diện dầm có M max lực cắt V = 0 , tiết diện có V max mômen M = 0

2 Hãy kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng, nêu biện pháp xử lý nếu không

đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ (vẽ cấu tạo và xác định kích thớc cụ thể) cho dầm thép tiết diện chữ I tổ hợp hàn (hai cánh nh nhau) chịu tải trọng tĩnh, có tiết diện bản cánh là

600x20 (mm) và bản bụng là 1750x14 (mm).

3 Hãy kiểm tra khả năng chịu lực của sờn đầu dầm Dầm thép có tiết diện chữ I tổ hợp hàn,

f

E t

b

f

f

5 , 0 0

w

w

E

f t

h





hai cánh nh nhau tiết diện là 350x20 (mm) và bản bụng là 1600x10 (mm), sờn gối đặt ở

đầu mút dầm có tiết diện là 350x14 (mm) Dầm đợc làm từ thép có cờng độ tính toán f =

2150 daN/cm 2 , f c = 3500 daN/cm 2 và môđun đàn hồi E = 2,1.106 daN/cm 2 Phản lực gối

tựa tác dụng vào sờn đầu dầm P = 120000 daN Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện  c

=1

4 Kiểm tra bền, kiểm tra võng và tính liên kết hàn giữa cánh với bụng của dầm tổ hợp sau:

Dầm đơn giản nhip L = 10 m chịu tổng tải trọng phân bố đều tiêu chuẩn q tc = 45 kN/m, hệ

số vợt tải γ Q = 1,15 Dầm có tiết diện chữ I ghép từ 3 bản thép, kích thớc mỗi bản cánh là

300x16 mm và bản bụng là 1000x8 mm Dầm làm bằng thép CCT38 có f = 2150 daN/cm 2

; f v = 1250 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc c =1 Độ võng cho phép là /l =1/400 Hàn tay, que hàn N46.

III Bài toán chon tiết diện

1 Viết biểu thức lựa chọn chiều cao hợp lý của dầm (h) Chọn h cho các trờng hợp sau (phân

tích vì sao chọn nh vậy):

a h max = 1,65 m h min = 1,45 m h ktế = 1,35 m

b h max = 1,45 m h min = 1,25 m h ktế = 1,35 m

c h max = 1,40 m h min = 1,10 m h ktế = 1,55 m

2 Xác định kích thớc tiết diện bản cánh của dầm thép tiết diện chữ I tổ hợp hàn (hai cánh nh

nhau), chịu M max = 300000 daNm Bản bụng của dầm có kích thớc tiết diện là 1500x10 (mm) Thép làm dầm có cờng độ tính toán là 2150 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

3 Chọn kích thớc tiết diện bản bụng (h w = ? t w = ?) và chiều cao tiết diện (h = ?) của dầm thép tổ hợp hàn Dầm có V max = 85000 daN, bề dày bản cánh đã xác định t f = 25 mm và các

số liệu giới hạn về chiều cao tiết diện dầm đã đợc xác định: h max = 1,65 m, h min = 1,25 m

và h ktế = 1,2 m Dầm đợc làm từ thép có cờng độ tính toán f v = 1250 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

IV Bài toán xác định khả năng

Hãy xác định M max và V max của dầm thép sau: Dầm có tiết diện chữ I tổ hợp hàn, hai cánh

nh nhau tiết diện là 400x18 (mm) và bản bụng là 1200x8 (mm), dầm đợc làm từ thép có c-ờng độ tính toán f = 2150 daN/cm 2 , f v = 1250 daN/cm 2 Hệ số xét đến điều kiện ổn định tổng thể của dầm đã đợc xác định là b = 0,75 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c

=1 Tại tiết diện dầm có M max lực cắt V = 0 , tiết diện có V max mômen M = 0 Dầm không

có giảm yếu tiết diện

Chơng 4

I Lý thuyết chung

1 Sơ đồ tính và chiều dài tính toán của cột Cột sẽ mất ổn định theo phơng có độ mảnh nh thế nào? Cột chịu nén đúng tâm đợc lựa chon hợp lý nhất khi các độ mảnh của chúng nh thế nào?

2 Chọn tiết diện cột đặc (dạng tiết diện chữ H) chịu nén đúng tâm Các yêu cầu cấu tạo của cột đặc tiết diện dạng chữ H

3 Kiểm tra cột đặc tiết diện dạng chữ H chịu nén đúng tâm về bền, về ổn định tổng thể và

ổn định cục bộ

4 Cấu tạo và các yêu cầu cấu tạo của cột rỗng 2 nhánh chịu nén đúng tâm

5 Khi tính toán ổn định cho cột rỗng 2 nhánh theo phơng trục ảo phải dùng độ mảnh tơng

đ-ơng (0), vì sao? Trong cột rỗng hai nhánh bản giằng có 2 công thức tính 0 (công thức 4.27 và 4.30 sách Kết cấu thép cấu kiện cơ bản, xuất bản 2006), hãy giải thích ý nghĩa và nêu điều kiện dùng hai công thức đó

6 Chọn tiết diện cột rỗng 2 nhánh chịu nén đúng tâm

7 Kiểm tra tiết diện cột rỗng 2 nhánh chịu nén đúng tâm

8 Tính toán bản giằng, thanh bụng của cột rỗng 2 nhánh chịu nén đúng tâm

9 Nêu sự giống, khác nhau về sự làm việc và tính toán của cột đặc và cột rỗng hai nhánh chịu nén đúng tâm

10 Cấu tạo và tính toán chân cột

11 Một cột chịu nén đúng tâm có chiều dài tính toán ly = 0,5lx , cột không có sự giảm yếu tiết diện Hãy cho biết:

- Chỉ phải kiểm tra khả năng chịu nén của cột về bền hay về ổn định? Chứng minh giải thích kết luận đa ra

- Cột phải có đặc trng tiết diện theo hai phơng trục x và trục y nh thế nào để có sự lầm việc của cột đồng ổn định theo hai phơng?

II Bài toán kiểm tra

1 Kiểm tra ổn định tổng thể của cột thép sau: Cột có tiết diện tổ hợp dạng chữ H hai cánh

nh nhau, bản cánh tiết diện 360x18 (mm), bản bụng tiết diện 360x10 (mm) Chiều dài tính toán của cột đã xác định đợc là: l x = 1200 cm, l y = 840 cm Tiết diện cột có trục x song song với bề rộng bản cánh, trục y vuông góc với bề rộng của bản cánh Cột chịu nén đúng tâm N = 230000 daN Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2300 daN/cm 2 và môđun đan

hồi E = 2,1.106 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

2 Kiểm tra ổn định cục bộ của cột thép chịu nén đúng tâm sau: Cột có tiết diện tổ hợp dạng chữ H, hai cánh nh nhau, bản cánh tiết diện 300x16 (mm), bản bụng tiết diện 300x8 (mm) Chiều dài tính toán của cột đã xác định đợc là: l x = 1000 cm, l y = 700 cm Tiết diện cột có trục x song song với bề rộng bản cánh, trục y vuông góc với bề rộng của bản cánh Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm 2 và môđun đan hồi E = 2,1.106 daN/cm 2 Hệ

số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1

3 Kiểm tra ổn định tổng thể đối với phơng trục ảo của cột rỗng 2 nhánh chịu nén đúng tâm

N = 230000 daN Nhánh đợc làm bằng thép hình [40 , hai nhánh ghép bản cánh hớng vào nhau, đặt cách nhau (tính từ mặt ngoài) h = 55 cm và đợc liên kết với nhau bằng các bản giằng tiết diện 350x10 (mm) đặt cách nhau 150 cm (khoảng cách tâm của các bản giằng).

Bản giằng liên kết hàn vào nhánh Chiều dài tính toán của cột đối với phơng trục ảo đã xác

định đợc là: l x = 700 cm Tiết diện cột có trục x là trục ảo, trục y là trục thực Thép làm cột

có cờng độ tính toán f = 2300 daN/cm 2 và môđun đan hồi E = 2,1.106 daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1 (Theo phơng trục thực cột đã đợc kiểm tra đảm bảo yêu cầu chịu lực)

Thép hình [40 có các đặc trng hình học của tiết diện nh sau:

- Mômen quán tính đối với trục song song với bản bụng: 760 cm 4

- Bán kính quán tính đối với trục song song với bản bụng: 3,51 cm

- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện tới mép ngoài bản bụng: 3,05 cm

4 Kiểm tra ổn định tổng thể đối với phơng trục ảo của cột rỗng 2 nhánh chịu nén đúng tâm

N = 175000 daN Nhánh dợc làm bằng thép hình [33 , hai nhánh ghép bản cánh hớng vào nhau, đặt cách nhau (tính từ mặt ngoài) h = 50 cm và đợc liên kết với nhau bởi hệ thanh

bụng tam giác không có thanh bụng ngang, thanh bụng nghiêng với nhánh cột một góc 

= 45 0 Thanh bụng là một thép góc 50x5 diện tích tiết diện là 4,8 cm 2 Chiều dài tính

toán của cột đã xác định đợc là: l x = 750 cm Tiết diện cột có trục x là trục ảo, trục y là trục thực Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2300 daN/cm 2 và môđun đan hồi E = 2,1.10 6

daN/cm 2 Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1 (Theo phơng trục thực cột đã đợc kiểm tra đảm bảo yêu cầu chịu lực)

Thép hình [33 có các đặc trng hình học của tiết diện nh sau:

- Mômen quán tính đối với trục song song với bản bụng: 491 cm 4

- Bán kính quán tính đối với trục song song với bản bụng: 3,25 cm

- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện tới mép ngoài bản bụng: 2,90 cm

5 Kiểm tra bền bản giằng và đờng hàn góc liên kết bản giằng vào nhánh cột của cột rỗng 2 nhánh chịu nén đúng tâm N = 210000 daN Nhánh đợc làm bằng thép hình [36 , hai nhánh ghép bản cánh hớng vào nhau, đặt cách nhau (tính từ mặt ngoài) h = 75 cm và đợc liên kết