Cập nhật thông tin chi tiết về Đề Bài Và Lời Giải Kết Cấu Thép 1 mới nhất trên website Caffebenevietnam.com. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
Published on
đề Bài và lời giải kết cấu thép 1
1. 1 N=120KN e=100 N=120KN 320 1212286 12 H×nh 2.12 Chương 2: Liên kết VÝ dô 2.1: KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cho liªn kÕt h n ®èi ®Çu nèi 2 b¶n thÐp cã kÝch th−íc (320×12)mm nh− h×nh vÏ 2.12. BiÕt liªn kÕt chÞu lùc kÐo N=120KN ®−îc ®Æt lÖch t©m 1 ®o¹n e = 10cm. Sö dông vËt liÖu thÐp CCT34s cã f=2100daN/cm2 ; que h n N42 cã fwt = 1800 daN/cm2 ; γC =1; B i l m: Do lùc trôc ®Æt lÖch t©m 1 ®o¹n e = 10cm, sinh ra m”men: M = Ne = 120.10 = 1200 KNcm = 120000 daNcm. ChiÒu d i tÝnh to¸n cña ®−êng h n: lw = b – 2t = 32 – 2.1,2 = 29,6 cm; M”men kh¸ng uèn cña ®−êng h n: )(23,175 6 2,1.6,29 6 2 22 cm hl W fw w === DiÖn tÝch cña ®−êng h n: Aw = lw.t = 29,6.1,2 = 35,52 (cm2 ) Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña ®−êng h n: )/(1800)/(65,1022 52,35 12000 23,175 120000 22 cmdaNfcmdaN A N W M cwt =<=+=+= γσ VËy liªn kÕt ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc. VÝ dô 2.2: X¸c ®Þnh lùc lín nhÊt t¸c dông lªn liªn kÕt h n ®èi ®Çu xiªn nèi 2 b¶n thÐp cã kÝch th−íc (320×12)mm nh− h×nh vÏ 2.13. BiÕt gãc nghiªng α= 450 . Sö dông vËt liÖu thÐp CCT34 cã f=2100 daN/cm2 ; que h n N42 cã fwt=1800daN/cm2 ; γC=1; fv=1250daN/cm2 B i l m: ChiÒu d i thùc tÕ cña ®−êng h n: ltt = (b/sin450 ) = 45,25 cm; ChiÒu d i tÝnh to¸n cña ®−êng h n: lw = ltt – 2t = 45,25 – 2.1,2 = 42,85 cm; DiÖn tÝch cña ®−êng h n: Aw = lw.t = 42,85.1,2 = 51,42 (cm2 ) øng suÊt ph¸p trªn ®−êng h n ®èi ®Çu xiªn: )1(1309130894 2/2 42,51.1.1800 cos . cos 1 KNdaN Af N f A N wcwt cwt w ≈==≤⇒ ≤= α γ γ α σ øng suÊt tiÕp trªn ®−êng h n ®èi ®Çu xiªn: )2(90990898 2/2 42,51.1.1250 sin .sin 2 KNdaN Af Nf A N wcv cv w ≈==≤⇒≤= α γ γ α τ N=?N 320 12 452.5 12 12 45
4. 4 M = Ne = N.10 = 10N (KNcm) = 1000N (daNcm). Tõ ®iÒu kiÖn bÒn cho liªn kÕt: ( ) cw ffff f W eN A N W M A N γβσ min . ≤+=+= ∑∑∑∑ Ta cã, lùc lín nhÊt t¸c dông lªn liªn kÕt: ( ) )(657)(65677 5,903 10 2,123 1 1.1260 1 min KNdaN W e A f N ff cw ≈≈ + + = + ≤ ∑∑ γβ VÝ dô 2.6: ThiÕt kÕ liªn kÕt h n gãc c¹nh nèi 2 thÐp gãc L 100x75x8, liªn kÕt c¹nh d i, víi b¶n thÐp cã chiÒu d y t=10mm. BiÕt lùc kÐo tÝnh to¸n N = 400(KN). Sö dông vËt liÖu thÐp CCT34 cã f=2100 daN/cm2 ; que h n N42 cã fwf=1800daN/cm2 ; fws = 1500 daN/cm2 ; βf=0,7; βs= 1; γC=1; N=400KN L100x75x8 l s f l m f t=10 N H×nh 2.16 B i l m: Víi chiÒu d y tÊm thÐp l 10mm v thÐp gãc ghÐp l 8mm, chän chiÒu cao ®−êng h n hf s = 8mm, hf m = 6mm ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn: hfmin =4(mm) < hf s =8 (mm) < hfmax =1,2tmin = 9,6 (mm). hfmin =4(mm) < hf m =6 (mm) < hfmax =1,2tmin = 9,6 (mm). Ta cã: (βfw)min = min (βf fwf; βs fws) = min (1800.0,7; 1500.1) = 1260 (daN/cm2 ) Néi lùc ®−êng h n sèng chÞu: Ns = kN = 0,6N = 240 (KN) Néi lùc ®−êng h n mÐp chÞu: Nm = (1-k)N = 0,4N = 160 (KN) Tæng chiÒu d i tÝnh to¸n cña ®−êng h n sèng: ( )∑ ≈=≥ cm hf N l s fcw ss f 40 8,0.1.1260 24000 min γβ Tæng chiÒu d i tÝnh to¸n cña ®−êng h n mÐp: ( )∑ ≈=≥ cm hf N l m fcw mm f 22 6,0.1.1260 16000 min γβ VËy, chiÒu d i thùc tÕ cña 1 ®−êng h n sèng: lf s = ∑( lf s )/2 + 1 = 21 (cm) ChiÒu d i thùc tÕ cña 1 ®−êng h n mÐp: lf m = ∑( lf m )/2 + 1 = 12 (cm) VÝ dô 2.7: KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cho liªn kÕt bul”ng nèi 2 b¶n thÐp cã kÝch th−íc (400×16)mm, liªn kÕt sö dông 2 b¶n ghÐp cã kÝch th−íc (400×12)mm nh− h×nh vÏ 2.17. BiÕt lùc kÐo tÝnh to¸n N = 2000
8. 8 Ch−¬ng 3: DÇm thÐp VÝ dô 3.1: KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cho dÇm ch÷ IN036 cã s¬ ®å dÇm ®¬n gi¶n nhÞp l = 6m, chÞu t¶i träng ph©n bè ®Òu qc= 2500 daN/m nh− h×nh vÏ 3.7. BiÕt c¸c ®Æc tr−ng h×nh häc cña thÐp IN036: Wx = 743 cm3 ; Ix = 13380 cm4 ; h = 36cm; Sx = 423 cm3 ; tw = 12,3 mm; bá qua träng l−îng b¶n th©n dÇm. Sö dông thÐp CCT34 cã f =2100 daN/cm2 ; fV =1250 daN/cm2 ; ®é vâng [∆/l] = 1/250; γC=1; γq=1,2. l=6m q M V ql /8 2 ql/2 ql/2 y x h I No36 H×nh 3.7 B i l m: T¶i träng tÝnh to¸n t¸c dông lªn dÇm: qtt = qcγq= 2500.1,2 = 3000 (daN/m) M”men lín nhÊt t¸c dông lªn dÇm: )(13500 8 6.3000 8 22 max daNm lq M tt === Lùc c¾t lín nhÊt t¸c dông lªn dÇm: )(9000 2 6.3000 2 max daN lq V tt === KiÓm tra bÒn cho dÇm h×nh: )/(2100)/(1817 743 10.13500 22 2 max cmdaNfcmdaN W M c x =<=== γσ )/(1250)/(3,231 23,1.13380 423.9000. 22max cmdaNfcmdaN tI SV cv wx x =<=== γτ KiÓm tra ®é vâng cho dÇm h×nh: ( ) 004,0 250 1 0025,0 13380.10.1,2.384 10.6.25.5 384 .5 6 323 == ∆ <=== ∆ lEI lq l x c VËy dÇm thÐp ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc. VÝ dô 3.2:
9. 9 ThiÕt kÕ tiÕt diÖn dÇm ch÷ I ®Þnh h×nh cho dÇm cã s¬ ®å dÇm ®¬n gi¶n nhÞp l = 6m, chÞu t¶i träng ph©n bè ®Òu qc= 1000 daN/m nh− h×nh vÏ 3.8. Sö dông thÐp CCT34 cã f =2100 daN/cm2 ; fV =1250 daN/cm2 ; ®é vâng [∆/l]=1/250; γC=1; γq=1,2. l=6m q M V ql /8 2 ql/2 ql/2 y x h I No? H×nh 3.8 B i l m: T¶i träng tÝnh to¸n t¸c dông lªn dÇm: qtt = qcγq= 1000.1,2 = 1200 (daN/m) M”men lín nhÊt t¸c dông lªn dÇm: )(5400 8 6.1200 8 22 max daNm lq M tt === Lùc c¾t lín nhÊt t¸c dông lªn dÇm: )(3600 2 6.1200 2 max daN lq V tt === Tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o tra bÒn cho dÇm h×nh: )(1,257 2100 10.5400 3 2 maxmax cm f M Wf W M c xc x ==≥⇒<= γ γσ Chän I N024 cã c¸c ®Æc tr−ng h×nh häc: Wx = 289 cm3 ; Ix = 3460 cm4 ; h = 24cm; Sx = 163 cm3 ; tw = 9,5 mm; gbt=27,3(daN/m). KiÓm tra l¹i tiÕt diÖn dÇm ® chän: M”men lín nhÊt t¸c dông lªn dÇm: ( ) ( ) )(5529 8 6.05,1.3,271200 8 22 max daNm lgq M bttt ≈ + = + = Lùc c¾t lín nhÊt t¸c dông lªn dÇm: ( ) ( ) )(3686 2 6.05,1.3,271200 2 max daN lgq V bttt ≈ + = + = KiÓm tra bÒn cho dÇm:
10. 10 )/(2100)/(1913 289 10.5529 22 2 max cmdaNfcmdaN W M c x =<=== γσ )/(1250)/(8,182 95,0.3460 163.3686. 22max cmdaNfcmdaN tI SV cv wx x =<≈== γτ KiÓm tra ®é vâng cho dÇm h×nh: ( ) 004,0 250 1 00398,0 3460.10.1,2.384 10.6).273,010.(5 384 .5 6 323 == ∆ <= + == ∆ lEI lq l x c VËy dÇm thÐp ® chän ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc. VÝ dô 3.3: X¸c ®Þnh t¶i träng lín nhÊt t¸c dông lªn dÇm ®¬n gi¶n nhÞp l = 6m, cã tiÕt diÖn mÆt c¾t ngang IN024 nh− h×nh vÏ 3.9. BiÕt c¸c ®Æc tr−ng h×nh häc cña thÐp IN024: Wx = 289 cm3 ; Ix = 3460 cm4 ; h = 24cm; Sx = 163 cm3 ; tw = 9,5 mm; bá qua träng l−îng b¶n th©n dÇm. Sö dông thÐp CCT34 cã f =2100 daN/cm2 ; fV=1250 daN/cm2 ; ®é vâng [∆/l] = 1/250; γC=1; γq=1,2. l=6m q=? M V ql /8 2 ql/2 ql/2 y x h I No24 H×nh 3.9 B i l m: T¶i träng tÝnh to¸n t¸c dông lªn dÇm: qtt = qcγq= qC.1,2 (daN/m) M”men lín nhÊt t¸c dông lªn dÇm: )(5,4 8 6 8 2 . 2 max daNmq qlq M tt tttt === Lùc c¾t lín nhÊt t¸c dông lªn dÇm: )(3 2 6. 2 max daNq qlq V tt tttt === Tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o bÒn cho dÇm h×nh:
11. 11 )/(1124 2,1 7,1348 )/(7,1348 10.5,4 289.2100 5,4 . )/(2100 1 2 2max 1 1 mdaN q q mdaN Wf qcmdaNf W M q tt xc c x c tt ≈== ==≤⇒=<= γ γ γσ Tõ ®iÒu kiÖn ®¶m b¶o ®é vâng cho dÇm h×nh: ( ) )/(1033)/(33,10 5.10.6 384.3460.10.1,2 250 1 .5 384 250 1 384 .5 32 6 3 2 3 mdaNcmdaN l EI l q lEI lq l x x c c == = ∆ ≤⇒= ∆ <= ∆ Ta cã t¶i träng tiªu chuÈn lín nhÊt t¸c dông lªn dÇm: qc max = min (qc 1 v qc 2 ) = 1033 (daN/m). VÝ dô 3.4: KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cho dÇm I tæ hîp h n cã kÝch th−íc b¶n bông (1000×8)mm, b¶n c¸nh (240×16)mm nh− h×nh vÏ 3.10. BiÕt Mmax= 10000 daNm; Vmax= 130000 daN. Sö dông thÐp CCT34 cã f =2100 daN/cm2 ; fV=1250daN/cm2 ; B i l m: C¸c ®Æc tr−ng h×nh häc cña dÇm: I = ++ 412 2 12 233 f ff ffw h tb btthw = ++ 4 6,101.24.6,1 12 24.6,1 2 12 8,0.100 233 = 271168 (cm4 ) Wx = 2,5255 2,103 2.271168 2. == h Ix (cm3 ) H×nh 3.10 Sx = 07,1923 2 6,101 .6,1.24 2 == f ff h tb (cm3 ) KiÓm tra ®iÒu kiÖn bÒn cho dÇm: )/(2100)/(8,1913 2,5255 1000000 22max cmdaNfcmdaN W M c x =<=== γσ )/(1250)/(3,1152 8,0.271168 07,1923.130000 . . 22max cmdaNfcmdaN tI SV cv wx x =<=== γτ VËy tiÕt diÖn dÇm ® chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn bÒn. VÝ dô 3.5: X¸c ®Þnh kÝch th−íc s−ên gèi cho dÇm I tæ hîp h n cã kÝch th−íc b¶n bông (1200×10)mm, b¶n c¸nh (200×16)mm nh− h×nh vÏ 3.11. Vmax= 1000 KN. Sö dông thÐp CCT34 cã f =2100 daN/cm2 ; fc=3200daN/cm2 ; y x 16100016 240 8
12. 12 18 10 1612001620f 200. 200 18 tf C1 H×nh 3.11 B i l m: X¸c ®Þnh tiÕt diÖn s−ên gèi tõ ®iÒu kiÖn Ðp mÆt t× ®Çu: )(3,31 1.3200 100000 2maxmax cm f V Af A V cc scc s ≈=≥⇒≤= γ γσ Chän bs = bf = 20 (cm) ChiÒu d y s−ên gèi: )(6,1 20 3,31 cm b A t s s s ≈=≥ KiÓm tra chiÒu d y s−ên theo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh: )(65,0 6,31 20 6,31 6,31 2100 10.1,2 6 cm b t f E t b s s s s ==≥⇒==≤ VËy, chän s−ên cã kÝch th−íc chúng tôi = 20.1,8 (cm) KiÓm tra æn ®Þnh tæng thÓ: Ta cã: c1 = 0,65tW. )(54,20210010.1,2.1.65,0 6 cmfE == A = AS + Aqu = 1,8.20 + 1.20,54 = 56,54 (cm2 ) IZ = )(1202 12 1.20 12 54,20.1 12 . 12 . 4 333 1 3 cm tbct ssw =+=+ 61,4 54,56 1202 === A I i z z (cm) 26 61,4 120 === z w z i h λ . Tra b¶ng ta cã ϕ = 0,949. )/(2100)/(1864 949,0.54,56 100000 22max cmdaNfcmdaN A V c =<=== γ ϕ σ VËy, tiÕt diÖn s−ên gèi ® chän ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc. VÝ dô 3.6:
14. 14 MM xx Vx Vx 1100 12001616… 200. 200. H×nh 3.13 Chän chiÒu cao ®−êng h n hf =8(mm) tháa m n ®iÒu kiÖn: hfmin = 6(mm) < hf =8(mm) < hfmax =1,2tmin = 9,6 (mm). ChiÒu d i tÝnh tãan cña 1 ®−êng h n: lf = ltt – 1 = 110 -1 = 109 (cm) DiÖn tÝch tÝnh to¸n cña c¸c ®−êng h n: ∑Af = ∑lf. hf = 2.109.0,8= 174,4 (cm2 ) M” men kh¸ng uèn cña c¸c ®−êng h n: ∑Wf = ∑lf 2 . hf/6= 2.1092 .0,8/6 = 3168,3 (cm2 ) M”men uèn m mèi h n nèi bông ph¶i chÞu: )(5,21305,0.2000 380599 144000 .300. KNmeV I I MM x d w xw =+=+= Trong ®ã: I = ++ 412 2 12 233 f ff ffw h tb btthw = ++ 4 6,121.20.2 12 20.6,1 2 12 1.120 233 = 380599 (cm4 ) IW = 12 3 wthw = 12 1.1203 = 144000(cm4 ) Ta cã: (βfw)min = min (βf fwf; βs fws) = min (1800.0,7; 1500.1) = 1260 (daN/cm2 ) Kh¶ n¨ng chÞu lùc cña liªn kÕt: 22 + = ∑∑ f w f x W M A V σ ( ) )/(1260)/(8,1146 3,3564 100.21350 4,174 200000 2 min 2 22 cmdaNfcmdaN w =<= + = β VËy liªn kÕt ®¶m b¶o kh¶ n¨ng chÞu lùc.
15. 15 Chương 4: Cột Ví dụ 4.1.Chọn tiết diện cột đặc chịu nén đúng tâm (I định hình ). Biết cột có có chiều dài l = 5 m. Cột có liên kết theo phương x hai đầu khớp; theo phương y 1 đầu ngàm, một đầu khớp. Tải trọng tác dụng N = 3500 kN. Vật liệu là thép CCT38 có f = 2300 daN/cm2 ; [λ]= 120, γ =1 . Bài làm: f = 2300 daN/cm2 =23 kN/cm2 . Chiều dài tính toán của cột ly = 0,7.5= 3,5 (m); lx=1.5=5 (m) Chọn sơ bộ độ mảnh λ=40 tra bảng được giá trị φ=0,900. Diện tích tiết diện cột cần thiết là: Ayc = N/(f. φ. γc)=3500/(23.0,9)= 169,1 (cm2 ). Bán kính quán tính ixyc = lx/λ = 500/40= 12,5 (cm). iyyc = ly/λ = 350/40= 8,75 (cm). Chiều rộng và chiều cao tiết diện cột: byc = iyyc/αy =8,75/0,24= 36,5 (cm); hyc = ixyc/αx =12,5/0,42= 29,8 (cm). Từ bảng tra chọn thép I cánh rộng 40K1 có: A=175,8 cm2 ; h= 393 mm; b= 400 mm; d=11mm; t=16,5 mm; r=22 mm; Ix= 52400 cm4 ; Wx =2664 cm3 ; ix= 17,26 cm; Sx=1457 cm3 ; Iy= 17610 cm4 ; Wx =880 cm3 ; ix= 10 cm; g=138 kG/m. Độ mảnh λy= ly/ iy = 350/10= 35 ; λx= lx/ ix = 500/17,26= 28,97→ λmax=35→ φ =0,918. Kiểm tra σ= N/( A.φ)= 3500/(175,8.0,918)= 21,7 (kN/cm2 ) < f. γc = 23 kN/cm2 . Ổn định tổng thể cột đã chọn thỏa mãn. (kô cần kiểm tra ôđ cục bộ với tiết diện định hình) Ví dụ 4.2. Chọn tiết diện cột đặc chịu nén đúng tâm (I tổ hợp ). Biết cột có có chiều dài l = 6,5 m. Cột có liên kết theo phương x hai đầu khớp; theo phương y 1 đầu ngàm, một đầu khớp. Tải trọng tác dụng N = 4500 kN. Vật liệu là thép CCT38 có f = 2300 daN/cm2 ; [λ]= 120, γ =1 . Bài làm: f = 2300 daN/cm2 =23 kN/cm2 . Chiều dài tính toán của cột ly = 0,7.6,5= 4,55 (m); lx=1.6,5=6,5 (m)
16. 16 Chọn sơ bộ độ mảnh λ=40 tra bảng được giá trị φ=0,900. Diện tích tiết diện cột cần thiết là: Ayc = N/(f. φ)=4500/(23.0,9)= 217,3 (cm2 ). Bán kính quán tính ixyc = lx/λ = 650/40= 16,25 (cm). iyyc = ly/λ = 455/40= 11,35 (cm). Chiều rộng và chiều cao tiết diện cột: byc = iyyc/αy =11,35/0,24= 47,4 (cm); hyc = ixyc/αx =16,25/0,42= 38,7 (cm). Chọn tiết diện cột: cánh- 2.48.1,8=172,8 (cm2 ) bụng 217,3- 172,8= 44,5 (cm2 ) hw =38,7-2.1,8=35,1 cm chọn 36 cm; → tw ≈44,5/36= 1,24 (cm); chọn hw =38 cm; tw= 1,2 cm. Kiểm tra ổn định -đặc trưng hình học: Iy =2.1,8.483 /12+38.1,23 /12= 33183 cm4 ; A=2.1,8.48+1,2.38=218,4 (cm2 ) iy = 4,218 33183 = A Iy =12,3 (cm) λy= ly/ iy = 445/12,3= 36,2 ; Ix =48.41,63 /12- (48-1,2).383 /12= 73964 cm4 ; ix = 4,218 73964 = A Ix =18,4 (cm) λx= lx/ ix = 650/18,4= 35,3→ λmax=36,2 → φ =0,912. -kiểm tra ổn định tổng thể σ= N/( A.φ)= 4500/(218,4.0,912)= 22,6 (kN/cm2 ) < f. γc = 23 kN/cm2 . (σ -f.γc)/ f.γc= 1,8%< 5% thỏa mãn. -kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng 4 10.1,2 23 2,36== E f λλ =1,2 <2 w w t h = (1,3+ 0,15λ ) f E = (1,3+0,15.1,2) 23 21000 =44,7 w w t h =380/12= 31,6 < w w t h =44,7 -kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh b0= (480-12)/2=234 (mm) ft b0 = (0,36 + 0,1λ ) f E = (0,36+0,1.1,2) 23 21000 =14,5 ft b0 =234/18= 13 < ft b0 =14,5.
17. 17 Vậy tiết diện đã chọn thỏa mãn điều kiện ổn định tổng thể, ổn định cục bộ cánh và bụng. Ví dụ 4.4. X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng chÞu lùc cña cét chÞu nÐn ®óng t©m cã c¸c sè liÖu sau. Cét cã tiÕt diÖn ch÷ I tæ hîp, b¶n c¸nh ( 480×18)mm, b¶n bông (450×12) mm. Cét cã chiÒu d i l=6,5 m , hai ®Çu liªn kÕt khíp. C−êng ®é thÐp f=2300daN/cm2 , [λ] =120 Bài làm: Chiều dài tính toán của cột lx=ly = 0,7.6,5= 4,55 (m). A=2.1,8.48+1,2.45=226,8 (cm2 ) Iy =2.1,8.483 /12 + 45.1,23 /12= 33182 cm4 ; Ix =48.48,63 /12- (48-1,2).453 /12= 103778 cm4 ; iy = 8,226 33182 = A I y =12,09 (cm); λy= ly/ iy = 445/12,09= 36,8 ix = 8,226 103778 = A Ix =21,4 (cm); λx= lx/ ix = 445/21,4=20,8 λmax= λy=36,8 → φ =0,911. Lực lớn nhất cột có thể chịu : Nmax = A. φ .f. γc =226,8.0,911.23.1= 4752 kN.
23. 23 Phân tải trọng theo 2 phương. mkGqq mkGqq tctc tctc y x /99,5425sin.130sin /78,11725cos.130cos 0 0 === === α α mkGqq mkGqq tttt x tttt y /14,7625sin.180sin /08,16325cos.180cos 0 0 === === α α Tính nội lực. chúng tôi ,,lq M tt y x 2641818264 8 6308163 8 22 == × == chúng tôi ,,lq M tt x y 1233434123 8 631476 8 22 == × == Hai mô men lớn nhất này cùng xuất hiện trên cùng 1 tiết diện giữa dầm. Tính Wct và chọn b, h. Chọn k = 1,2, với tga = 0,423 / 0,906 = 0,46. Từ: uu x x mRtgk W M ≤+ ).1( α ct uu x x Wcm,),,( , )tg.k( mR M W ==×+ × =+≥⇒ 3 1297460211 151120 26418 1 α cm,,,kWh x 91212972166 33 =××== b = 12,9 / 1,2 = 10,75cm Chọn h = 14cm, b = 12cm. Tính các thông số tiết diện đã chọn. 3 22 392 6 1412 6 cm bh Wx = × ==
24. 24 3 22 336 6 1214 6 cm hb Wy = × == 4 33 2744 12 1412 12 cm bh Jx = × == 4 33 2016 12 1214 12 cm hb J y = × == Kiểm tra tiết diện đã chọn. Giả thiết về mu: Do cả hai cạnh tiết diện đều nhỏ hơn 15cm nên mu = 1,0. Bền uốn: 2 1203104 336 12334 392 26418 cm/kGRm, W M W M uu y y x x maxymaxxmax =≤=+=+=+= σσσ Tiết diện đã chọn đảm bảo yêu cầu cường độ. Độ võng: cm, , EJ lq f y tc x x 5960 201610 360109954 384 5 384 5 5 424 = × ×× ×=×= cm,0 , EJ lq f x tc y y 939 274410 3601078117 384 5 384 5 5 424 = × ×× ×=×= Hai độ võng lớn nhất này cùng xuất hiện trên một tiết diện giữa dầm, vì thế: cmfff yx 11,1939,0596,0 2222 =+=+= 200 1 324 1 360 1,11 = <== l f l f Đảm bảo điều kiện biến dạng. Bài 2: Chọn tiết diện xà gồ chịu lực như hình vẽ biết qtc = 130 kg/m; n=1,3; [f/l]= 1/200; Ru= 130 kg/cm2 .
25. 25 Giải: Phân tải trọng theo 2 phương: qxtc= qtc.cosα= 130 cos250 = 117,8 kg/m; qytc= qtc.sinα= 130 sin250 = 54,9 kg/m. qxtt= qxtc.n= 117,8.1,3= 153 kg/m; qytt= qytc.n= 54,9.1,3= 71,4 kg/m. Mômen uốn lớn nhất: Mx= qxtt.l2 /2= 153.1,22 /2= 110,16 kg.m; My= qytt.l2 /2= 71,4.1,22 /2= 51,4 kg.m. Giả thiết k= h/b= 1,2 và có tg250 = 0,466. Theo điều kiện cường độ ta có: Wx= 3 132 130.1 )466,0.2,11.(11016 . ).1( cm Rm tgkM uu x = + = + α Wx = bh2 /6= h3 /(6k)→ h= cmkW 8,9132.2,1.66 33 == b=h/k= 9,8/1,2= 8,2 cm. Chọn tiết diện bxh= 8×10 cm và kiểm tra lại: + Theo cường độ: 22 /130130.1./8,130 8.8.10 6.5140 10.10.8 6.11016 cmkgRmcmkg W M W M uu y y x x ===+=+= fσ Sai số= 100%.(130,8-130)/130= 0,6% <5% nên chấp nhận được. + Theo độ võng: cm EI lq f y tc y x 33,0 12/8.10.10.8 120.549,0 8 . 35 44 === 200 1 212 1 120 46,033,0 2222 <= + = + = l ff l f yx thỏa mãn. cm EI lq f x tc x y 46,0 12/10.8.10.8 120.178,1 8 . 35 44 ===
27. 27 Xác định thông số vật liệu. Gỗ nhóm V, W = 18%, T = 20°C có Rn = Rem = 135kG/cm2 , R90 em = 22kG/cm2 , Rtr = 25kG/cm2 . 2 33 90 30 /31,82 30sin1 22 135 1 135 sin11 cmkG R R R R em em em em = ° −+ = −+ = α Yêu cầu tối thiểu của h’r. Từ 1,5h ≤ l’tr ≤ 10h’r ⇒ 30 cm ≤ l’tr ≤ 10h’r ⇒ 3 cm ≤ h’r Tính h’r + h”r. cm bRm N hh emem n rr 52,5 2031,820,1 30cos106,10cos 3 ”’ = ×× °× =≥+ α α Chọn h’r , h”r. Từ điều kiện cấu tạo: ( ) cmh;cmhChän cm,hh cm, h h cmhh cmhcmh ” r ‘ r ‘ r ” r ” r ‘ r ” r ‘ r ‘ r 63 525 676 3 20 3 2 32 ==⇒ ≥+ ==≤ +≥ ≥≥ Xác định chiều dài mặt trượt 1. kGN hh h N n rr r em 33,353310600 63 3 ”’ ‘ ‘ =× + = + = kGNN emtr 305230cos33,3533cos” =°×== α Trượt một phía: b = 0,25; một bên không đối xứng nên e = h / 2 = 10 cm.
29. 29 2 033 /87 30sin)1 25 135 (1 135 sin)1 )90( (1 )30( cmkg R R R R em em em em = −+ = −+ = α Kiểm tra ép mặt: Nem= Nn= 11000kg <Rem(30).Aem=87.208= 18096 kg thỏa mãn. Từ điều kiện làm việc chịu trượt tính ltr’ và ltr”. Ntr’=Ntr.Aem’/Aem=Nn.cosα. Aem’/Aem= 11000.cos300 .3/(3+6)= 3175kg. β=0,25; e=h/2= 20/2=10 cm. cm eNbR N l trtr tr tr 9,9 10/25,0.317520.25.8,0 3175 /.8,0 ‘ ‘ ‘ = − = − = β Theo cấu tạo 1,5h= 1,5.20=30 cm< ltr'< 10hr’=10.3=30 cm nên chọn ltr’= 30 cm. Tính cm eNbR N l trtr tr tr 3,28 10/25,0.30cos1100020.25.15,1 30cos11000 /.15,1 0 0 ‘ ” = − = − = β Theo quan hệ gần đúng ltr”= ltr’+htrên/(2sinα)= 30+ 20/(2sin300 )= 50 cm. Vậy chọn ltr”=50 cm. Ngoài ra còn cấu tạo thêm 2 bulông an toàn, gỗ guốc, gỗ gối. Gỗ guốc có bề rộng bằng bề rộng thanh cánh dưới, cao 6-8 cm. Gỗ gối xác định theo điều kiện chịu uốn, ép mặt do phản lực gối tựa gây ra. Liên kết chốt Bài 1: Cho 2 thanh gỗ hộp tiết diện 16x18cm nối dài với nhau bằng 2 bản ốp bằng gỗ tiết diện 8x18cm, liên kết với nhau bằng bu lông có đường kính d = 18mm. N = 11T. Gỗ nhóm VI, độ Nm W = 18%, T = 20°C. Thiết kế liên kết. NN Lời giải.
30. 30 Xác định khả năng chịu lực của một mặt cắt chốt. Đây là liên kết đối xứng. chốt thép, a = 8 cm, c = 16 cm, d = 1,8 cm. kGadT a em 11528,188080 =××== kGcdT c em 14408,1165050 =××== kGdkGadTu 8108,12502502,711828,11802180 222222 =×=≤=×+×=+= Kh ả năng chịu lực của một mặt cắt chốt: ( ) ( ) kG,,;;minT;T;TminT u c em a em 2711271114401152 === Số lượng chốt cần thiết. 737 22711 11000 , ,Tn N nch = × == ⇒ chọn 8 chốt. Bố trí chốt. Do b = 18cm = 10d = 10 x 1,8 nên: S1 = 6d = 6 x 1,8 = 10,8cm. S2 = 3d = 3 x 1,8 = 5,4cm. S3 = 2,5d = 2,5 x 1,8 = 4,5cm. Bố trí kiểu ô vuông. Số chốt theo phương vuông góc thớ: 7,21 4,5 5,4218 1 2 2 3 1 =+ ×− =+ − ≤ S Sh n chốt Chọn n1 = 2chốt, 4 hàng. 2 x 4 = 8 chốt. Bố trí như hình vẽ. Kiểm tra giảm yếu do khoét lỗ.
31. 31 Fth = 16 x (18 – 2 x 1,8) = 230,4 cm2 22 /76958,0/7,47 4,230 11000 cmkGRmcmkG F N kk th k =×=<===σ Đảm bảo. Bài 2: Cho 2 thanh gỗ tiết diện 12×18 cm nối dài với nhau bằng 2 bản gỗ ốp 8×18 cm và liên kết với nhau bằng bu lông vó đường kính d=18 mm. Kiểm tra khả năng chịu lực của liên kết chịu kéo đó biết nhóm gỗ VI, độ Nm 18% có Rk= 95kg/cm2 và lực kéo N= 11 T. Giải: Đây là liêm kết chốt thép đối xứng nên khả năng chịu lực tính theo các giá trị sau: Tem a = 80ad=80.8.1,8= 1152kg; Tem c =50cd=50.12.1,8=1080 kg; Tu=180d2 +2a2 =180.1,82 +2.82 =711kg< 250d2 =250.1,82 =810 kg. Vậy Tmin= min (1152,1080,711)= 711 kg. Số lượng chốt cần thiết nch=N/(n.Tmin)= 11000/(2.711)= 8 chốt. Số chốt cần cho mối nối là 16 chốt. Kiểm tra giảm yếu của thanh chịu kéo do lỗ chốt gây ra: Ath=c(b-n.d)= 12.(18-2.1,8)= 172,8 cm2 . Ứng suất chịu kéo σ= N/Ath= 11000/172,8= 63,6 kg/cm2 < m.Rk=1.95=95 kg/cm2 thỏa mãn.
Bài Tập Lời Giải Kết Cấu Thép 1
hoặc
Đăng nhập
Lấy lại mật khẩu Nếu bạn chưa là thành viên? Bấm Đăng ký
Chương 1 Cơ Kết Cấu 1
Published on
1. BÀI GIẢNG CƠ HỌC KẾT CẤU CHƯƠNG 1 PGS. TS. ĐỖ KIẾN QUỐC KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
2. 1.1 CÁC KHÁI NIỆM 1. Hệ bất biến hình (BBH) Định nghĩa: Hệ BBH là hệ khi chịu tải trọng bất kì vẫn giữ được hình dáng ban đầu nếu bỏ qua biến dạng đàn hồi. Tính chất: có khả năng chịu lực trên hình dạng ban đầu đáp ứng được yêu cầu sử dụng. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 2
3. 1.1 CÁC KHÁI NIỆM (TT) 2. Hệ biến hình (BH) Định nghĩa: là hệ khi chịu tải trọng bất kì sẽ thay đổi hình dáng hữu hạn nếu coi các phần tử cứng tuyệt đối. Tính chất: Không có khả năng chịu lực bất kì trên hình dạng ban đầu → không dùng được như là 1 kết cấu. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 3
4. 1.1 CÁC KHÁI NIỆM (TT) 3. Hệ biến hình tức thời (BHTT) Định nghĩa: là hệ thay đổi hình dáng hình học vô cùng bé nếu coi các phần tử cứng tuyệt đối (chính xác hơn: bỏ qua lượng thay đổi vô cùng bé bậc cao). δ2 Thí dụ: với hình bên ta có độ dãn dài ∆L = 2L = VCB bậc cao ≈ 0.. Tính chất: kết cấu mềm, nội lực rất lớn, nên không dùng trong thực tế. P L Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng L δ 4
5. 1.1 CÁC KHÁI NIỆM (TT) 4. Miếng cứng (MC) Định nghĩa: MC là hệ phẳng BBH. Thí dụ: Miếng cứng Hệ BBH Ý nghĩa: giúp khảo sát tính chất hình học của 1 hệ phẳng dễ dàng hơn (chỉ quan tâm tính chất cứng, không quan tâm cấu tạo chi tiết). Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 5
6. 1.1 CÁC KHÁI NIỆM (TT) 5. Bậc tự do (BTD) – Bậc tự do của 1 hệ là số thông số độc lập đủ xác định vị trí 1 hệ so với mốc cố định. – Bậc tự do cuả 1 hệ là số chuyển vị khả dĩ độc lập so với mốc cố định. Trong mặt phẳng, 1 điểm có 2 BTD (2 chuyển vị thẳng), 1 m/c có 3 BTD (2 chuyển vị thẳng, 1 góc xoay). Hệ BBH là hệ có BTD bằng 0, hệ BH có BTD khác 0. Vì vậy, khái niệm BTD có thể dùng để k/s cấu tạo hình học. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 6
7. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT (TT) 1. Liên kết đơn giản Liên kết thanh: là thanh có khớp 2 đầu. Tương đương liên kết thanh Tính chất: khử 1 bậc tự do, phát sinh 1 phản lực (nối 2 khớp). 1 m/c có 2 khớp thì tương đương 1 liên kết thanh Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 7
8. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT 1. Liên kết đơn giản (tt) Liên kết khớp: Tính chất: khử 2 BTD, phát sinh 2 thành phần phản lực theo 2 phương xác định. Về mặt động học, 1 khớp tương đương với 2 liên kết thanh. Giao của 2 thanh tương đương với khớp giả tạo. Vị trí của khớp giả tạo K thay đổi khi B dịch chuyển so với A → khớp tức thời. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 8
9. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT 1. Liên kết đơn giản (tt) Liên kết hàn: Nối cứng 2 miếng cứng với nhau thanh 1 miếng cứng lớn. Để đơn giản việc khảo sát cấu tạo hình học, nên gom lại ít số miếng cứng nhất và chỉ nên quan niệm liên kết chỉ gồm thanh và khớp. Vì vậy phần sau sẽ không bàn đến liên kết hàn nữa vì chỉ làm phức tạp. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 9
10. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT 2. Khớp phức tạp Là khớp nối nhiều miếng cứng với nhau. Độ phức tạp của khớp phức tạp là số khớp đơn giản tương đương về mặt liên kết. p=D-1 p – độ phức tạp của khớp tương đương số khớp đơn giản D – số miếng cứng nối vào khớp K. Mục đích: qui đổi tất cả liên kết đã dùng trong hệ thanh thành số liên kết thanh tương đương. A K C B Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng = A K 2 K1 C B 10
11. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 11
12. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 12
13. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 13
14. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 14
15. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 15
16. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 16
17. 1.2 CÁC LOẠI LIÊN KẾT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 17
20. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 1. Điều kiện cần (tt): c)Hệ dàn Gồm các thanh thẳng, nối khớp 2 đầu. Giả sử dàn có D thanh và M mắt. Coi 1 thanh là miếng cứng cố định thì chỉ còn lại D – 1 liên kết thanh, khử được 2(M – 2) bậc tự do. Như vậy: < 0 : BH n = D -1 – 2(M – 2) = D + 3 – 2M ≥ 0 : Xét điều kiện đủ Nếu hệ nối đất thì : < 0 : BH n = D + C – 2M ≥ 0 : Xét điều kiện đủ D thanh M mắt Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 20
21. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 2. Điều kiện đủ: a)Hệ gồm 2 miếng cứng Cần : dùng số liên kết qui đổi tối thiểu tương đương 3 thanh. Đủ : + 3 thanh không đồng qui hoặc song song. + 1 thanh không đi qua khớp. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 21
22. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 2. Điều kiện đủ (tt): a)Hệ gồm 3 miếng cứng Cần : dùng số liên kết qui đổi tối thiểu tương đương 6 thanh Đủ : 3 khớp thực hoặc giả tạo không thẳng hàng. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 22
23. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 2. Điều kiện đủ (tt): c)Bộ đôi Định nghĩa : bộ đôi là 2 liên kết thanh không thẳng hàng, nối 1 điểm vào 1 hệ đã cho. Tính chất : thêm hoặc bớt bộ đôi không làm thay đổi tính chất hình học của hệ. Do đó, để khảo sát tính chất hình học có thể dùng phương pháp phát triển bộ đôi hoặc loại trừ bộ đôi.. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 23
24. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 2. Điều kiện đủ (tt): d)Cách khảo sát tính chất hình học của 1 hệ Cố gắng gom về ít miếng cứng nhất (2 hoặc 3) và dùng điều kiện cần và đủ để kết luận. Với hệ đơn giản, có thể dùng ngay điều kiện đủ, cố gắng lợi dụng tính chất của bộ đôi. Nếu số miếng cứng nhiều hơn 3 thì phải dùng phương pháp tổng quát (và cũng phức tạp hơn) như tải trọng bằng 0, động học, thay thế liên kết. Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng 24
25. 1.3 NỐI CÁC MIẾNG CỨNG THÀNH HỆ BBH (TT) 3. Một số thí dụ K I II Bộ đôi a) BHTT (1,3) III b) BBH (2,3) I (1,2) II III c) BBH (gần BHTT: không tốt) e) BHTT Chương 1: Cấu tạo hình học của hệ phẳng f) BHTT 25
Bài Tập Cơ Học Kết Cấu
Cơ học kết cấu là một phần kiến thức cơ sở đối với kỹ sư thuộc các ngành xây dựng cơ bản, môn học được bố trí trong chương trình đào tạo của nhiều trường đại học như xây dựng, giao thông, thuỷ lợi, mỏ địa chất…
Cuốn Bài tập cơ học kết cấu được biên soạn nhằm giúp các kỹ sư và sinh viên nghiên cứu, luyện tập khả năng nhận xét phán đoán tính chất chịu lực của kết cấu và kỹ năng tính toán kết cấu chịu các nguyên nhân tác dụng thường gặp trong thực tế.
Nội dung cuốn sách bao gồm:
– Các bài tập nhỏ, bố trí các chương tương ứng với cuốn Cơ học kết cấu, nhằm đáp ứng yêu cầu về học và dạy phù hợp với chương trình môn học hiện hành trong các trường đại học.
– Các bài tập lớn, nhằm giúp bạn đọc củng cố kiến thức tổng hợp và được bố trí theo các học phần của chương trình môn học.
– Một số bài trong các đề thi sau đại học là các bài tập khó, mang tính chất tổng hợp, dành cho các bạn đọc chuẩn bị thi cao học, nghiên cứu sinh và các sinh viên yêu thích môn học, có ý định dự thi môn Cơ học kết cấu trong các kỳ thi Sinh viên giỏi hoặc Olympic Cơ học kết cấu trong các kỳ thi Sinh viên giỏi hoặc Olympic Cơ học toàn quốc.
Trong lần tái bản này, tác giả đã:
– Chỉnh sửa những sai sót trong cuốn Bài tập cơ học kết cấu xuất bản năm 2000.
– Bổ sung một số nội dung nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và phù hợp với chương trình giảng dạy hiện hành
Về hình thức, sách được chia thành hai phần:
– Phần đề bài.
– Phần đáp số và bài giải, biên soạn theo các mức độ: đáp số; đáp số có chỉ dẫn cách giải và bài giải đầy đủ.
Tác giả chân thành cảm ơn các Cán bộ giảng dạy trong bộ môn Cơ học kết cấu và bộ môn Cầu Hầm đã có những ý kiến đóng góp quý báu cho cuốn Bài tập cơ học kết cấu xuất bản năm 2000.
Chú thích
Phần đề bài
Chương 1. Phân tích cấu tạo hình học của các hệ phẳng
Chương 2. Xác định nội lực trong hệ phẳng tĩnh định chịu tải trọng di động
Chương 3. Xác định nội lực trong hệ phẳng tĩnh định chịu tải trọng di động
Chương 4. Xác định chuyển vị trong hệ thanh phẳng đàn hồi tuyến tính
Một số bài trong các đề thi sau đại học
Phần đáp số và bài giải
Chương 1. Phân tích cấu tạo hình học của các hệ phẳng
Chương 2. Xác định nội lực trong hệ phẳng tĩnh định chịu tải trọng di động
Chương 3. Xác định nội lực trong hệ phẳng tĩnh định chịu tải trọng di động
Chương 4. Xác định chuyển vị trong hệ thanh phẳng đàn hồi tuyến tính
Một số bài trong các đề thi sau đại học
Mời bạn đón đọc.
Bạn đang xem bài viết Đề Bài Và Lời Giải Kết Cấu Thép 1 trên website Caffebenevietnam.com. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!