Ôn tập kết cấu thép 1

ôn tập Kết cấu thép 1
(hệ chính quy)

Chơng 1
I.

Vật liệu thép

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 (fy) 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?
II.

Nguyên lý tính toán

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?

1


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 Wx =
2560 cm3 , mômen tĩnh đối với trục x là Sx = 1491 cm3, (Trục x vuông
góc với bụng dầm).
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 (fy) 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 cre 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:

2


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/cm2 , đờng hàn có cờng độ tính toán
fwt = 1800 daN/cm2. Cấu kiện chịu uốn, tại mối nối có Mmax = 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 hf = 10 mm và lw = 250 mm. Các bản thép có cờng độ tính toán là f = 2150 daN/cm2 . Đờng hàn góc có fwf = 1800
daN/cm2 , fws = 1550 daN/cm2 , 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 hf = 9 mm
và lw = 500 mm. Các bản thép có cờng độ tính toán là f = 2150
daN/cm2 . Đờng hàn góc có fwf = 1800 daN/cm2 , fws = 1550 daN/cm2 , 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/cm2; đờng hàn có fwt = 18 kN/cm2 và fwv
= 12 kN/cm2.
Hệ số điều kiện làm việc của liên kết c =1.

3

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/cm2 . 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 cờng độ
tính toán là f = 2150 daN/cm2 . Đờng hàn góc có fwf = 1800 daN/cm2 ,
fws = 1550 daN/cm2 , f = 0,7 , s = 1 . Hệ số điều kiện làm việc của
cấu kiện c =1 .
4. Xác định chiều dài đờng hàn sống (lws) và đờng hàn mép (lwm) 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 fwf =
1800 daN/cm2 , fws = 1550 daN/cm2 , 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 (lws) và đờng hàn mép (lwm) 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 cm2, cờng độ tính toán f = 2250 daN/cm2.
Đờng hàn góc có chiều cao tiết diện các đờng hàn là hws = 14 mm, hwm
= 10 mm và có fwf = 1800 daN/cm2 , fws = 1550 daN/cm2 , 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/cm2 ; fu = 3450 daN/cm2 ; 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 72 o . Bản thép có cờng độ tính
toán f = 2150 daN/cm2 . Đờng hàn có cờng độ tính toán fwt = 1800

4


daN/cm2 , fwv = 1200 daN/cm2 . 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 hf = 8 mm, mỗi đờng hàn
dài là lw = 320 mm. Các bản thép có cờng độ tính toán là f = 2150
daN/cm2. Đờng hàn góc có fws = 1550 daN/cm2 , fwf = 1800 daN/cm2 , 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 hf = 12 mm và lw
= 350 mm. Các bản thép có cờng độ tính toán là f = 2150 daN/cm2. Đờng hàn góc có fws = 1550 daN/cm2, fwf = 1800 daN/cm2 , 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 cm2 , cờng độ tính toán f = 2250 daN/cm2 . Đờng hàn góc có chiều dài lws =
45 cm , lwm = 35 cm , chiều cao tiết diện hfs = 1,4 cm , hfm = 1,2 cm , cờng độ tính toán fws = 1550 daN/cm2, fwf = 1800 daN/cm2 , 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 thờng 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


5. Trình bày sự làm việc, cờng độ tính toán, khả năng chịu kéo của liên
kết một bu lông thờng 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 fvb = 1600 daN/cm2, fcb = 3400 daN/cm2. Các bản thép có cờng
độ tính toán f = 2150 daN/cm2 . 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 fub = 11000 daN/cm2. Các bản thép có cờng độ tính toán f =
2150 daN/cm2. 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 thờng và 2 bản ghép . Các bản thép
có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2. 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 d1 = 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 fvb = 1500 daN/cm2 , fcb = 3400 daN/cm2 . Hệ số điều

6


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 d1 = 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/cm2 .
Cờng độ chịu căt và ép mặt của liên kết là fvb = 1500 daN/cm2 , fcb =
3400 daN/cm2. 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 d1 = 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/cm2. Cờng độ chịu căt và ép mặt của liên kết
là fvb = 1500 daN/cm2 , fcb = 3400 daN/cm2 . 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 d1 = 27 mm, xếp thành 4 hàng 4 cột đảm bảo yêu cầu cấu tạo.
Bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 . Cờng độ chịu căt
và ép mặt của liên kết là fvb = 1500 daN/cm2 , fcb = 3400 daN/cm2 . 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

7


lông đợc bố trí đảm bảo yêu cầu cấu tạo). Lỗ bu lông có đờng kính d1
= 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
fub = 11000 daN/cm2. Các bản thép có cờng độ tính toán f = 2150
daN/cm2. 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 (h d) 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
b0 f

E
tf
f
thức sau không? Vì sao?
0,5

hw
tw

[ ]

f
w
E

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

8


I tổ hợp hàn, hai cánh nh nhau tiết diện là 450x18 (mm) và bản bụng
là 1400x8 (mm), chịu Mmax = 240000 daNm và Vmax = 75000 daN. Các
bản thép có cờng độ tính toán f = 2150 daN/cm2 , fv = 1250 daN/cm2.
Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1. Dầm không có giảm
yếu tiết diện. Tại tiết diện dầm có Mmax lực cắt V = 0 , tiết diện có
Vmax 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, 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/cm2 , fc = 3500 daN/cm2 và môđun đàn hồi E = 2,1.106 daN/cm2.
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 qtc = 45 kN/m, hệ số vợt tải 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/cm2 ; fv = 1250 daN/cm2. 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.
hmax = 1,65 m
hmin = 1,45 m
hktế = 1,35 m .
b.
hmax = 1,45 m
hmin = 1,25 m
hktế = 1,35 m .
c.
hmax = 1,40 m
hmin = 1,10 m
hktế = 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 Mmax = 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/cm2 . Hệ số điều kiện làm việc của cấu

9


kiện c =1.
3. Chọn kích thớc tiết diện bản bụng (hw = ? tw = ?) và chiều cao tiết
diện (h = ?) của dầm thép tổ hợp hàn. Dầm có Vmax = 85000 daN, bề
dày bản cánh đã xác định tf = 25 mm và các số liệu giới hạn về chiều
cao tiết diện dầm đã đợc xác định: hmax = 1,65 m, hmin = 1,25 m và
hktế = 1,2 m. Dầm đợc làm từ thép có cờng độ tính toán fv = 1250

daN/cm2. Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1.
IV. Bài toán xác định khả năng
Hãy xác định Mmax và Vmax 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 cờng độ tính toán f = 2150
daN/cm2 , fv = 1250 daN/cm2. 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 Mmax lực cắt V = 0 ,
tiết diện có Vmax 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 đơng (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
xuất bản 2006), hãy giải thích ý nghĩa và nêu điều
kiện dùng hai công thức đó.
cấu kiện cơ bản,

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

10


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 l y = 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: lx = 1200 cm, ly = 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/cm2 và môđun đan hồi E = 2,1.106 daN/cm2. 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: lx = 1000 cm, ly = 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/cm2 và môđun
đan hồi E = 2,1.106 daN/cm2. 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: lx = 700

11


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/cm2 và môđun đan hồi E = 2,1.106
daN/cm2. 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:
- Diện tích tiết diện:
61,5 cm2
- Mômen quán tính đối với trục song song với bản bụng:
760 cm4
- 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 = 450. Thanh bụng là một thép góc 50x5 diện
tích tiết diện là 4,8 cm2. Chiều dài tính toán của cột đã xác định đợc
là: lx = 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/cm2 và môđun đan
hồi E = 2,1.106 daN/cm2. 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:
- Diện tích tiết diện:
46,5 cm2
- Mômen quán tính đối với trục song song với bản bụng:
491 cm4
- 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 với nhau
bằng các bản giằng tiết diện 300x10 (mm) đặt cách nhau 120 cm
(khoảng cách tâm của các bản giằng). Hệ số uốn dọc của cột đối với
phơng trục ảo đã đợc xác định là x = 0,8523 . Thép làm cột có cờng

12

độ tính toán f = 2250 daN/cm2. Thép làm bản giằng có cờng độ tính
toán f = 2150 daN/cm2 , fv = 1250 daN/cm2. Môđun đàn hồi của thép
E = 2,1.106 daN/cm2. Đờng hàn góc liên kết bản giằng vào nhánh cột có
chiều dài 30 cm, chiều cao tiết diện hf = 8 mm, có các cờng độ tính
toấn fwf = 1800 daN/cm2 , fws = 1530 daN/cm2 và các hệ số f = 0,7 , s
= 1. Hệ số điều kiện làm việc c =1. Khoảng cách từ trọng tâm tiết
diện thép hình [36 đến mép ngoài bản bụng của nó là 2,99 cm.
6. Kiểm tra khả năng chịu lực của thanh bụng trong cột rỗng 2 nhánh
chịu nén đúng tâm N = 225000 daN. Nhánh dợc làm bằng thép hình
[33 , hai nhánh ghép bản cánh hớng vào nhau, đặt cách nhau (tính từ
mặt ngoài) h = 75 cm. Hệ thanh bụng có sơ đồ tam giác không có
thanh bụng ngang, thanh bụng nghiêng với nhánh cột một góc = 450.
Hệ số uốn dọc của cột theo phơng trục ảo đã đợc xác định x =
0,8674 . Thanh bụng là một thép góc 50x5 diện tích tiết diện là 4,8
cm2, bán kính quán tính nhỏ nhất của tiết diện là 0,98 cm. Thép
hình [33 có khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép ngoài bản
bụng của nó là 2,90 cm. Thép làm cột có cờng độ tính toán f = 2300
daN/cm2 và mô đun đàn hồi E = 2,1.106 daN/cm2. Hệ số điều kiện
làm việc của cấu kiện c =1, của thanh bụng c =0,75.

III. Bài toán thiết kế
1. Xác định chiều dài tính toán đối với trục y (ly = ?) của cột thép sau,
để cột đạt điều kiện đồng ổn định khi chịu nén đúng tâm. Cột
có tiết diện tổ hợp dạng chữ H hai cánh nh nhau, bản cánh tiết diện
400x20 (mm), bản bụng tiết diện 500x10 (mm). Chiều dài tính toán
của cột đối với trục x đã xác định đợc là: lx = 1350 cm. Tiết diện cột
có trục x song song với bề rộng bản cánh, trục y vuông góc với bề rộng
của bản cánh.
2. Xác định khoảng cách 2 nhánh (Cyc = ?) của cột thép sau theo điều

kiện đồng ổn định khi chịu nén đúng tâm và chọn chiều cao của
tiết diện cột (h = ?). Cột rỗng 2 nhánh, nhánh đợc làm bằng thép hình
[36 , hai nhánh ghép bản cánh hớng vào nhau và đợc liên kết với nhau
bằng các bản giằng tiết diện 450x10 (mm), chúng đặt cách nhau 130
cm (khoảng cách tâm của các bản giằng). Bản giằng liên kết hàn vào
nhánh. Chiều dài tính toán của cột đã xác định đợc là: lx = 1000 cm,
ly = 700 cm. Tiết diện cột có trục x là trục ảo, trục y là trục thực.
Thép hình [36 có các đặc trng hình học của tiết diện nh sau:

13


- Diện tích tiết diện:
53,4 cm2
- Bán kính quán tính đối với trục song song với cánh:
14,3 cm
- Bán kính quán tính đối với trục song song với bụng:
3,38 cm
- Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện tới mép ngoài bản bụng:
2,99 cm
3. Xác định khoảng cách 2 nhánh (Cyc = ?) của cột thép chịu nén đúng
tâm theo điều kiện đồng ổn định và chọn chiều cao của tiết diện
cột (h = ?). Nhánh đợc làm bằng thép hình [36 , hai nhánh ghép bản
cánh hớng vào nhau 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
= 450. Thanh bụng là một thép góc 50x5 diện tích tiết diện là 4,8
cm2. Chiều dài tính toán của cột đã xác định đợc là: lx = 1000 cm, ly =
700 cm. Tiết diện cột có trục x là trục ảo, trục y là trục thực.
Thép hình [36 có các đặc trng hình học của tiết diện nh đã cho ở
bài trên.

IV. Bài toán xác định khả năng
1. Xác định khẩ năng chịu nén đúng tâm của cột thếp sau theo điều
kiện ổn định tổng thể ([N] = ?). Cột có tiết diện tổ hợp dạng chữ H
hai cánh nh nhau, bản cánh tiết diện 450x25 (mm), bản bụng tiết diện
500x10 (mm). Chiều dài tính toán của cột đã xác định đợc là: lx =
1200 cm, ly = 600cm. 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/cm2 và mô đun đan hồi E = 2,1.106
daN/cm2. Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1.
2. Xác định khả năng chịu nén đúng tâm theo phơng trục ảo của cột
rỗng 2 nhánh ([N]x = ?). Nhánh đợc làm bằng thép hình [36 , hai nhánh
ghép bản cánh hớng vào nhau, đặt cách nhau (tính từ mặt ngoài) h =
60 cm và đợc liên kết với nhau bằng các bản giằng tiết diện 400x10
(mm) đặt cách nhau 130 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: lx = 1100 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/cm2 và mô đun đàn hồi E = 2,1.106 daN/cm2. Hệ số điều
kiện làm việc của cấu kiện c =1.
Thép hình [36 có các đặc trng hình học của tiết diện nh đã cho ở
bài trên.

14


3. Xác định khả năng chịu nén đúng tâm của cột rỗng 2 nhánh ([N]
= ?). Nhánh dợc làm bằng thép hình [36 , hai nhánh ghép bản cánh hớng vào nhau, đặt cách nhau (tính từ mặt ngoài) h = 70 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 = 450. Thanh bụng
là một thép góc 50x5 diện tích tiết diện là 4,8 cm2. Chiều dài tính

toán của cột đã xác định đợc là: lx = 1100 cm, ly = 770 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/cm2 và mô đun đàn hồi E = 2,1.106 daN/cm2.
Hệ số điều kiện làm việc của cấu kiện c =1.
Thép hình [36 có các đặc trng hình học của tiết diện nh đã cho ở
bài tập trên.

Chơng 5
I. Lý thuyết chung
1. Phân tích các dạng giàn và các dạng sơ đồ hệ thanh bụng của giàn,
phạm vi sử dụng của chúng.
2. Các loại hệ giằng giữa các giàn và tác dụng của chúng.
3. Nêu và phân tích chiều dài tính toán của các thanh giàn .
4. Nêu và phân tích việc sử dụng hợp lý các dạng tiết diên thanh giàn.
5. Các yêu cầu (nguyên tắc) cấu tạo nút giàn
6. Cấu tạo và tính toấn các nút giàn.
II. Các bài toán
1. Chọn dạng tiết diện cho thanh xiên đầu dàn ghép từ 2 thép góc và
phân tích vì sao lựa chọn nh vậy cho các trờng hợp sau:
a) Giàn không có hệ thanh bụng phân nhỏ.
b) Giàn có hệ thanh bụng phân nhỏ.
2. Chọn dạng tiết diện cho thanh cánh nén của giàn ghép từ 2 thép góc,
phân tích vì sao lựa chọn nh vậy? Thanh cánh này có chiều dài tính
toán nh sau:
a) ly = 2 lx .
b) ly = lx .

15

3. Chọn dạng tiết diện cho thanh bụng xiên của giàn có hệ thanh bụng
phân nhỏ (không phải thanh xiên đầu dàn) ghép từ 2 thép góc và
phân tích vì sao lựa chọn nh vậy?
4. Chọn dạng tiết diện cho thanh bụng của giàn không có hệ thanh bụng
phân nhỏ (không phải thanh xiên và thanh đứng đầu dàn) ghép từ 2
thép góc và phân tích vì sao lựa chọn nh vậy?
5. Vẽ cấu tạo nút trung gian (ghi đầy đủ các kích thớc cần thiết) của giàn
sau: Thanh cánh là 2110x8 liên kết vào bản mã bởi các đờng hàn góc
có lw1 = 80 mm, lw2 = 60 mm; Thanh đứng là 250x5 liên kết vào bản
mã bởi các đờng hàn góc có lw1 = 100 mm, lw2 = 60 mm; Hai thanh xiên
mỗi thanh là 280x8 liên kết vào bản mã bởi các đờng hàn góc có lw1 =
220 mm, lw2 = 150 mm; Thanh đứng vuông góc với thanh cánh, hai
thanh xiên đặt về hai phía của thanh đứng và hợp với thanh đứng một
góc 450. Tiết diện các thanh dàn đợc ghép dạng chữ . Khoảng cách từ
trọng tâm tiết diện thép góc đến sống thép góc (z0) lấy gần đúng
nh sau: Thép 110x8 có z0 = 3 cm, thép 50x5 có z0 1,5 cm, thép
75x8 có z0 2 cm.
6. Kiểm tra khả năng chịu lực của một thanh dàn có tiết diện
2180x110x10, ghép dạng chữ T cạnh ngắn hàn với bản mã, chiều dày
bản mã = 12mm, thanh có chiều dài tính toán lx = 3.0m , ly = 6,0m;
chịu lực nén tính toán N = 750 kN. Thép BCT3K2 có f = 2250daN/cm2 ;
hệ số điều kiện làm việc c = 1. (Tiết diện thanh dàn có trục x vuông
góc với mặt phẳng dàn, trục y nằm trong mặt phẳng dàn; Không phải
là các trục ở các hình vẽ dới đây).



Số

B

b

d

A

Jx

Jy

ry

Jx1

yo

Jy1

xo

cm4

cm

cm4

cm

10

12

14

444

2.44

8.62

8.7

8.77

hiệu mm mm mm

cm2 cm4

cm

cm4

cm

18/11 180 110

28.3

5.8

276

3.12 1933 5.88

10

952

rx2 khi (mm)=

rx

16


17