Bài tập kết cấu thép
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (298.08 KB, 13 trang )
BÀI TẬP KẾT CẤU THÉP
Bài 1
Kiểm tra mối hàn tại vị trí nối
- Nội lực tại vị trí nối
Tm
x
qx
L
qM 3)14(
2
1
.2
22
2
T
l
x
l
q
Q 5,3).2(
2
Diện tích thép chữ I
F = 2Fc + Fb = 2.(δc.bc) + (δc.hb) = 2.(0,5.6) + (0,4.14) = 11,6 cm
2
Mômen quán tính theo trục x
4
32332
3
341,722
12
14
.4,0)
2
5,14
.5,0.6
12
5,0
.6.(2
12
.)
2
12
(2 cm
hh
bbJ
b
b
c
cc
c
cx
Momen chống uốn
3
312,96
15
341,722.2.2
cm
h
J
W
x
- Kiểm tra mối hàn
3115
312,96
10.3
5
h
M
h
W
M
daN/cm
2
> γ.
k
h
R
= 0,95.1800 = 1710 daN/cm
2
Không thỏa
7,301
6,11
3500
h
M
h
F
Q
daN/cm
2
< γ.
c
h
R
= 0,95.1300 = 1235 daN/cm
2
22222,
/31597,301.33115][3][ cmdaN
Q
h
M
h
QM
h
2,
/5,1966 15,1 cmdaNR
k
h
QM
h
-
Nội lực tại vị trí nối
Ta có:
M = 3 Tm
Q =3,5 T
- Diện tích bản thép
2
76,172,148.15 cmF
- Momen quán tính theo trục x
12
.2)
2
12
(2
223
b
b
c
cc
c
cx
hh
bbJ
3
3223
64,695
12
2,14
.4,0.2)
2
6,14
.4,0.2)
2
6,14
.4,0.8
12
4,0
.8.(2 cmJ
x
3
752,92
15
64,695.2.2
cm
h
J
W
x
- Kiểm tra mối hàn tại vị trí nối
2
5
/17101800.95,0.3234
752,92
10.3
cmdaNR
W
M
k
h
h
M
h
Không thỏa
2
/12351300.95,0.07,197
76,17
3500
cmdaNR
F
Q
c
h
h
Q
h
22222,
/325207,197.33234][3][ cmdaN
Q
h
M
h
QM
h
2,
/5,1966 15,1 cmdaNR
k
h
QM
h
Không thỏa
Bài 2
Kiểm tra liên kết hàn tại vị trí nối
- Nội lực tại vị trí nối
M = P.2 = 2Tm
Q = 1T
N = 2T
- Diện tích đường hàn
8,1417.4,08.5,0.2 2.2
bbccbc
hbFFF
- Momen chống uốn theo trục y
4
223323
1235
12
17
.4,0)
2
5,17
.5,0.8
12
5,0
.8.(2
12
.)
2
12
(2 cm
hh
bbJ
b
b
c
cc
c
cy
-
3
137
18
2470
2
cm
h
J
W
y
Kiểm tra mối hàn
22222,
/1599]57,67.[3]1351460[][3][ cmdaN
Q
h
NM
h
td
h
2
/5,196695,0.1800.15,1 15,1 cmdaNR
k
h
td
h
Bài 3
α = 30
o
2
/1800 cmKgR
g
h
a)Tính đường hàn sống và đường hàn mép của thép góc L63x5 vào bản vẽ
mmh
h
5
min
khi
mm10
max
(tra bảng)
mmh
h
62,1
minmax
(chọn
mm5
min
)
Chọn
mmh
h
6
+) Đường hàn sống
TkNN 710.7,0
1
2
3
1
9,3
1800
10.7
cmFR
F
N
hs
g
h
hs
cm
h
F
l
hs
hs
hs
3,9
6,0.7,0
9,3
.
+) Đường hàn mép
TkNN 310.3,0
2
2
3
2
7,1
1800
10.3
cmFR
F
N
hm
g
h
hm
cm
h
F
l
hm
hm
hm
4
6,0.7,0
7,1
.
b)Tính chiều cao đường hàn liên kết bản mã vào cột I
Tổng chiều dài đường hàn:
cml
h
58)130(2
Lực tác dụng lên đường hàn
Lực cắt:
TQ
o
4
2
1
.830sin8
Lực kéo:
TN
o
072,3
2
3
.810cos810
Momen:
TcmM 35,155.07,3
hhh
hF .
lh
= 0,7.h
h
.58=40,6.h
h
W
h
=
h
*h
h
6
2
h
l
=0,7.h
h
.
58
2
6
=392,467h
h
2
22
22
/1710.
6,40
4000
6,40
3072
467,392
15350
cmKgR
hhhF
Q
F
N
W
M
g
h
hhh
mmh
h
8,0
chọn
mmh
h
4
Bài 4
2
/1800 cmKgR
g
h
Tính chiều cao và chiều dài đường hàn
Lực tác dụng lên đường hàn
KgcmPM 10000020.
KgPQ 5000
h
min
= 5mm khi δ
max
=10mm
H
max
=1,2δ
min
= 1,2.8 = 9,6 mm
Chọn h
h
= 6mm
hhh
hF .
lh
= 0,7.0,6.
lh
=0,42
lh
W
h
=
h
*h
h
6
2
h
l
=0,7.0,6.
6
2
h
l
=0,42
6
2
h
l
Ứng suất tác dụng lên đường hàn
2
22
2
22
,
/1710
42,0
5000
07,0
100000
. cmdaN
ll
R
F
Q
W
M
hh
g
h
hh
QM
h
Bài 5
2
/1800 cmKgR
g
h
Tính chiều cao đường hàn
Tổng chiều dài đường hàn
cml
h
1182,638,54
Ứng suất tác dụng lên đường hàn
1800.95,0
10.3610.4
68
22
,
hh
g
h
hh
QN
FF
R
F
Q
F
N
2,12
h
F
cm
mmcm
l
F
h
h
h
h
5,115,0
118.7,0
2,12
.
Chọn
mmh
h
4
Bài 6
2
/1800 cmKgR
c
bl
2
/3400 cmKgR
em
bl
2
/2100 cmKgR
k
bl
Lực tác dụng lên 1 bu lông
Kg
n
N
N
k
1250
8
10.10
3
1
Kg
lm
lM
N
i
k
750
30102
30.10.5
.
.
22
4
2
max
2
Khả năng chịu lực của 1 bu lông
+)Chịu Kéo:
20009,0 2100
bl
bl
kbl
bl
k
bl
k
A
NARN
2
05,1 cmA
bl
tra bảng d=16mm
Bài 7
Lực tác dụng lên 1 bu lông
Lực cắt:
Kg
n
Q
N
Q
2500
4
10.10
3
Lực dọc:
Kg
n
N
N
N
2500
4
10.10
3
Kg
n
Q
n
N
N
QN
bl
353525002500
22
22
,
Khả năng chịu lực của 1 bu lông:
Cắt:
QN
blcbl
c
bl
bl
NnRN
,
353595,0.1 9,0.1800
bl
A
2
3,2 cmA
bl
tra bảng d=18mm
Ép Mặt:
QN
bl
em
bl
em
bl
NRdN
,
min
353595,0.3400.2,1.
d
d=0,9cm = 9mm
Chọn d=18mm.
Bài 8
Lực tác dụng lên 1 bu lông
Kg
Q
N
Q
750
8
10.6
8
3
Kg
n
N
N
k
1500
8
10.12
3
1
Kg
lm
lM
N
i
k
100
186.2
18.10.4
.
.
22
3
2
max
2
Khả năng chịu lực của 1 bu lông
+) Cắt
blcblbl
c
bl
bl
NnARN
75095,0.1 9,0.1800
bl
A
2
49,0 cmA
bl
tra bảng d=16mm
+) Ép mặt
750
min
em
bl
em
bl
RdN
75095,0.3400.1.
d
tra bảng
mmcmd 3,223,0
+) Kéo
k
blbl
k
bl
k
bl
NARN
140095,0 2100
bl
A
2
7,0 cmA
bl
d=16mm
Chọn d=16mm
Bài 9
Tính d
Lực tác dụng lên 1 bu lông
Kg
QN
N
Q
5,149
8
10).433(
8
sin.
3
Kg
n
N
N
k
5,649
8
10.3.3cos.
3
1
Kg
lm
lM
N
i
k
60
155.2
15.10.2
.
.
22
3
2
max
2
Khả năng chịu lực của 1 bu lông
+) Cắt
blcblbl
c
bl
bl
NnARN
5,14995,0.1 9,0.1800
bl
A
2
1,0 cmA
bl
tra bảng d=16mm
+) Ép mặt
5,149
min
em
bl
em
bl
RdN
5,14995,0.3400.1.
d
mmcmd 5,005,0
+) Kéo
k
blbl
k
bl
k
bl
NARN
5,70995,0 2100
bl
A
2
35,0 cmA
bl
tra bảng d=16mm
Chọn d=16mm
Bài 10
2
/2100 cmKgR
2
/1300 cmKgR
c
26
/10.1,2 cmKgE
Thiết kế dầm trên
Nội lực tác dụng lên dầm
Tm
lq
M 72
8
12.4
8
.
28
max
T
lq
Q 24
2
12.4
2
.
max
Chọn dầm tổ hợp hàn (chữ I)
Chọn sơ bộ tiết diện
cm
n
l
f
l
E
R
h
tb
87
15,1
1200
400
10.1,2.24
2100.5
.24
.5
6
min
Momen chống uốn yêu cầu
3
5
max
3609
2100.95,0
10.72
.
cm
R
M
W
yc
Chiều cao sơ bộ của dầm
cmWh
ycd
833609.5,5.5,5
3
3
Chiều dày bản bụng dầm
cm
Rh
Q
cd
b
3,0
1300.83.2
10.24.3
.2
.3
3
max
b
= (6 – 16 mm)
Chọn
b
= 8 mm
Chiều cao kinh tế
cm
W
kh
b
yc
kt
28,75
8,0
3609
.15,1.
Chọn chiều cao dầm
min
hh
d
chọn
cmh
d
110
Xác định kích thước bản cánh
2
6,24
110.4
3609.3
.4
.3
cm
h
W
F
d
yc
cyc
c
= (8 – 24) mm chọn
c
= 1cm
b
c
= 20 cm
Diện tích thép chữ I
F = 2Fc + Fb = 2.(δc.bc) + (δc.hb) = 2.(0,8.30) + (0,8.88,4) = 20 cm
2
Mômen quán tính theo trục x
4
32332
3
202794
12
108
.8,0)
2
109
.1.20
12
1
.20.(2
12
.)
2
12
(2 cm
hh
bbJ
b
b
c
cc
c
cx
Momen chống uốn
3
3687
110
202794.2
.2
cm
h
J
W
x
3
1080
2
109
.1.20
2
cm
h
bS
c
cc
c
Momen tĩnh theo trục x
3
4,2246
2
109.1.20
1080
2
cm
hb
SS
ccc
c
x
Kiểm tra tiết diện theo điều kiện bền chịu uốn
2
5
max
/19951953
3687
10.72
cmkgR
W
M
x
ứng suất tiếp ( tại vị trí gần gối tựa)
2
5
max
/1995317,332
8,0*202794
4,2246*10.24
cmkgR
J
SQ
bx
x
Tại vị trí cách 1/4 dầm
mT
l
ql
l
qM /54
2
3
43
2
12
4
22
2
1
11
mTql
l
qQ /12
2
11
Ứng suất tương đương ( tại vị trí cách gối tựa 1 đoạn)
1953
109
108
1953
1
c
b
h
h
88,79
8,0*202794
1080*12000
1
1
bx
c
J
SQ
2222
/1995/194080*31935 cmKgRcmKg
td
điều kiện độ võng : h
d
= 90 cm > h
min
= 87 cm không cần kiểm tra
Kiểm tra ổn định cục bộ
- Bản cánh
8,15
R
5,0
1
6,9
0
E
b
c
- Bản bụng
+ Dưới tác dụng của ứng suất tiếp
2,3269,410
8,0
108
3
b
b
b
b
E
R
h
Bản bụng sẽ mất ổn định cục bộ cần bố trí sườn tăng cường ngang
+ dưới tác dụng của ứng suất pháp
17410005,0
8,0
108
0
b
h
điều kiện đảm bảo
Bài 11
Chiều dài tính toán
l
x
= l
y
= l
tt
= 2*5 = 10 m
giả thiết
gt
= 50 – 70 chọn
gt
= 70
gt
= 0,728
78,12
2100*782,0
21000
R
N
F
gt
yc
cm
2
34
70*42,0
1000
*
gtx
x
yc
l
h
cm
5,59
70*24,0
1000
*
gty
y
yc
l
b
cm
Chọn
b
= 0,8 cm
c
=1,2 cm
c
b
= 35 cm
b
h
= 35 cm
2
11235.2,1.28,0.35.2. cmbhF
ccbb
4
2
33
2
33
16623
2
2,36
.2,1.35
12
2,1.35
2
12
35.8,0
2
.
12
.
2
12
.
cm
h
b
bh
J
c
cc
ccbb
x
4
3333
8576
12
35.2,1
2
12
8,0.35
12
.
2
12
.
cm
bh
J
ccbb
y
cm
F
J
r
x
x
18,12
112
16623
cm
F
J
r
y
y
75,8
112
8576
114
75,8
1000
max
y
y
y
r
l
φ
min
= 0,514
Kiểm tra ổn định tổng thể
22
min
/2100/4,358
114.514,0
21000
.F
cmKgRcmKg
N
thoả
Kiểm tra ổn định cục bộ
+ Bản bụng
3,4675,43
8,0
35
b
b
b
b
hh
thoả
38,1
2100000
2100
75,43
E
R
3,46
R
8,036,0
Eh
b
b
+ Bản cánh
5,15
R
08,038,0
0
Eb
c
5,1525,14
2,1
1,17
00
cc
bb
