TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MÔN CÔNG TRÌNH THÉP GỖ BÀI TẬP VỀ NHÀ MÔN KẾT CẤU THÉP PHẦN CẤU KIỆN CƠ BẢN THÁNG 4/2014 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ SỰ LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU THÉP Bài số Cho dầm liên tục hai nhịp chịu tải trọng tĩnh phân bố hình vẽ Biết: - Dầm chế tạo từ thép CCT34 có tl=2000 daN/cm2, c=2400 daN/cm2 - Khoảng cách hai gối dầm: L=9m - Dầm tổ hợp hàn tiết diện chữ I có: hai cánh -12300mm, bụng -8500mm - Tải trọng tập trung nhịp: P Hãy xác định lực P giai đoạn làm việc sau dầm so sánh: - Thớ biên dầm đạt tới ứng suất tỉ lệ, toàn tiết diện dầm làm việc giai đoạn đàn hồi - Khi dầm xuất khớp dẻo, toàn thớ tiết diện dầm vị trí khớp dẻo đạt tới ứng suất chảy, dầm bị phá hoại chuyển sang hệ cấu Giả thiết fằng trình chịu tải trọng dầm đảm bảo ổn định tổng thể ổn định cục bỏ qua ảnh hưởng lực cắt đến phát triển biến dạng dẻo khớp dẻo Bài số Cho thép chịu nén tâm tiết diện hình chữ nhật 50100mm; dài 1,6m; liên kết khớp hai đầu theo hai phương Biết: - Thanh thép làm từ vật liệu thép CCT38n có: f =2400daN/cm2; E = 2,06.106 daN/cm2 Hãy xác định lực tới hạn ứng suất tới hạn theo hai cách: - Theo công thức Euler - Theo công thức tiêu chuẩn Kết cấu thép TCXDVN 338:2005 So sánh giải thích khác giá trị tìm CHƯƠNG LIÊN KẾT Bài số Xác định khả chịu lực dọc trục N liên kết hàn đối đầu xiên góc hình vẽ Biết: - Vật liệu thép có fu =3450 daN/cm2, f =2100 daN/cm2 - Que hàn N46, hàn tay, kiểm tra phương pháp thường; hệ số đklv c = Bài số Kiểm tra làm việc liên kết dùng đường hàn góc cạnh chịu mô men M=35 kNm hình vẽ Biết: - Vật liệu thép có fu =3450 daN/cm2 , f =2100 daN/cm2 - Que hàn N46 hf =6mm, kiểm tra phương pháp thường; hệ số đklv c = Bài số Thiết kế mối nối cho hai thép có tiết diện 30012mm, chịu mômen M=14kNm theo hình thức ghép chồng dùng đường hàn góc đầu Biết: - Vật liệu thép có fu =3450 daN/cm2 , f =2100 daN/cm2 - Liên kết hàn dùng que hàn N46, hàn tay, kiểm tra phương pháp thông thường Bài số Tính toán vẽ liên kết ghép chồng dùng đường hàn góc đầu hai thép có tiết diện 20012, chịu đồng thời mômen lực cắt: M=6,3KNm; Q=130KN Biết: - Thép CT3 có f=2100 daN/cm2; fu =3450 daN/cm2 - Que hàn N46, hàn tay, hệ số điều kiện làm việc c=1 Bài số Thiết kế liên kết hai thép góc 2L1008 vào mã hình vẽ Biết: - Thép góc mã làm từ thép hợp kim thấp 15XCH có fy=3300 daN/cm2; fu=4650 daN/cm2 - Diện tích thép góc: A=15,6 cm2 - Loại que hàn tự chọn, phương pháp hàn tay - Lực tác dụng N=90 N 1-1 N Bài số Thiết kế mối nối cho hai thép có tiết diện 26014mm, chịu lực kéo dọc trục N=490kN theo hình thức liên kết phẳng có hai ghép bulông thường làm từ thép có độ bền lớp 4.6; đường kính 16mm; đường kính lỗ 18mm Biết: - Vật liệu thép có fu =3450 daN/cm2 , f =2100 daN/cm2 CHƯƠNG DẦM THÉP Bài số Cho hệ dầm đơn giản có dầm dầm tổ hợp hàn đặt song song cách 4.5m; dầm liên kết khớp với gối tựa; nhịp dầm L=10m Hệ dầm đỡ sàn công tác, tải trọng tiêu chuẩn sàn công tác lấy sau: - Tĩnh tải: 2.5 T/m2 - Hoạt tải: 0.5 T/m2 - Hệ số vượt tải tương ứng: Qg=1.1; Q p=1.2 Biết: - Dầm chế tạo từ thép CCT38s2 có f =2150 daN/cm2, fv=1250 daN/cm2, E=2.06106 daN/cm2 - Cho chiều cao tối đa dầm theo yêu cầu kiến trúc là: hmax=1.6m, độ võng tương đối cho phép ; Hãy xác định chiều cao hợp lý dầm 400 Bài số Cho hệ dầm thép định hình dạng chữ I nhịp 6m đỡ sàn, đặt cách 3m, hai đầu liên kết khớp với gối tựa Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn gồm tĩnh tải gc=9kN/m2 (hệ số vượt tải Qg = 1,1); hoạt tải pc = 2kN/m2 (hệ số vượt tải Qp = 1,2) Hãy chọn tiết diện dầm; Biết: - Độ võng cho phép dầm [/l] = 1/400, chiều cao hmax không hạn chế Bỏ qua trọng lượng dầm - Vật liệu thép có fu =3450 daN/cm2 , f =2100 daN/cm2, fv =1200 daN/cm2 Bài số Thiết kế tiết diện dầm thép đơn giản nhịp L=10m, tiết diện tổ hợp hàn từ thép, chịu tải trọng quy phân bố dầm qtc=75 kN/m; hệ số vượt tải trung bình ntb=1,2 Biết: - Vật liệu thép có fu = 3450 daN/cm2, f = 2100 daN/cm2; E=2,1.106 daN/cm2 - Chiều cao hmax không hạn chế; tw=10mm; [/l]=1/400 - Cho sàn liên kết liên tục với cánh dầm Bài số Kiểm tra bền dầm thép đơn giản có tiết diện thay đổi vị trí x =L/6, nhịp L=12m (dùng đường hàn đối đầu xiên góc với góc =45o để liên kết cánh), tải trọng phân bố q=12T/m Biết: - Thép CCT38 có f =2100daN/cm2, fv =1200daN/cm2 hệ số điều kiện làm việc c =1 380 20 1160 8 20 20 1160 20 200 Bài số Cho hệ dầm thép tổ hợp hàn nhịp L=14m đỡ sàn dầm đặt cách 3m, hai đầu liên kết khớp với gối tựa Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn gồm tĩnh tải (bao gồm trọng lượng thân dầm) gc = 25 kN/m2 (hệ số vượt tải Qg = 1,1); hoạt tải pc = kN/m2 (hệ số vượt tải Qp = 1,2) Tiết diện dầm gồm bụng 125010mm hai cánh 45020mm Thiết kế đường hàn liên kết cánh bụng dầm Biết: - Vật liệu thép có fu = 3450 daN/cm2 , f =2100 daN/cm2 - Liên kết hàn dùng que hàn N46, hàn tay, kiểm tra phương pháp thông thường Bài số Cho dầm tổ hợp hàn nhịp L=12m, tải trọng tính toán tác dụng tĩnh q =11 T/m, tiết diện ngang dầm gồm hai cánh - 20380, bụng - 101160 Kiểm tra ổn định tổng thể dầm hai trường hợp sau: - Không có dầm phụ kê lên cánh nén dầm; - Có ba dầm phụ kê lên cánh nén dầm chia nhịp dầm thành bốn khoảng Biết: - Dầm chế tạo từ thép CCT38 có f =2100 daN/cm2; E=2,1.106 daN/cm2 Bài số Cho dầm liên tục hai nhịp chịu tải trọng tĩnh phân bố hình vẽ Biết: - Dầm chế tạo từ thép CCT3s2 có f =2150 daN/cm2, fv =1250 daN/cm2, E=2.06106 daN/cm2 - Khoảng cách hai gối dầm L=9m - Dầm tổ hợp hàn tiết diện chữ I có: hai cánh tiết diện -14350mm, bụng tiết diện -81000mm - Tải trọng tĩnh phân bố đều: q =10000 daN/m Hãy kiểm tra ổn định cục dầm thiết kế gia cường dầm bị ổn định cục Bài số Cho dầm tổ hợp hàn nhịp L=12m tựa lên cột thép, tải trọng tính toán quy phân bố dầm qtt=200 kN/m Tiết diện dầm gồm: bụng tiết diện -110010; hai cánh tiết diện -32020mm; sườn gối mút đầu dầm -32012mm Vẽ kiểm tra làm việc sườn gối dầm Biết: - Vật liệu thép có fu =3450 daN/cm2; f =2100 daN/cm2; E=2,1.106 daN/cm2 CHƯƠNG CỘT THÉP Bài số Thiết kế cột đặc chữ I chịu nén tâm N = 300T, cột cao H=8m, liên kết ngàm với móng khớp cố định đỉnh cột theo phương Biết: - Vật liệu thép CCT38 có f =2100daN/cm2; fv =1200daN/cm2; E = 2,06.106daN/cm2 - Hệ số điều kiện làm việc c =1 Bài số Xác định khả chịu nén tâm cột thép fỗng giằng cao 10m, liên kết hai đầu khớp theo hai phương Cột có tiết diện hai thép [36, đặt cách 450mm tính từ mặt ngoài, giằng có tiết diện 25010mm, đặt cách 1000mm từ trục đến trục Biết: - Vật liệu thép có fu =3450 daN/cm2 ; f =2100 daN/cm2 - Các đặc trưng hình học thép [36: + Diện tích tiết diện A = 53,4cm2 + Mômen quán tính trục x song song với cánh Ix = 10820 cm4 + Mômen quán tính trục y song song với bụng Iy = 513 cm4 + Bán kính quán tính trục x song song với cánh ix = 14,2cm + Bán kính quán tính trục y song song với bụng iy = 3,1cm + Khoảng cách từ trọng tâm đến cạnh bụng zo = 2,68cm Bài số Kiểm tra tiết diện cột rỗng chịu nén tâm hình vẽ Biết: - Lực tác dụng N=1300kN, - Cột liên kết khớp theo hai phương có H=5,5m - Tiết diện cột hình vẽ với thép hình [30 có : + Diện tích tiết diện A0=40,5 cm2 + Mô men quán tính trục x-x song song với cánh Ix0=5810 cm4 + Mô men quán tính trục y-y song song với bụng Iy0=327 cm4 + Bán kính quán tính ix0=12cm + Bán kính quán tính iy0=2,84cm - Vật liệu thép f =2100 daN/cm2 Bài số Thiết kế chi tiết chân cột đặc liên kết khớp với móng, tiết diện chữ I tổ hợp hàn hình vẽ, chịu lực nén tâm N=2500 kN Biết: - Vật liệu thép có f =2100 daN/cm2; E=2,1106 daN/cm2 - Bê tông móng mác 250# có Rn=110 daN/cm2 CHƯƠNG DÀN THÉP Bài số Cho mặt nhà xưởng cầu trục có nhịp L=15m, chiều dài nhà B1=36m, bước khung B=3,6m; mái lợp tôn, dàn mái liên kết khớp với cột khung Cột cao H=6m tính từ mặt móng đến đỉnh cột Yêu cầu: - Chọn sơ đồ hệ bụng cho dàn - Vẽ sơ đồ khung ngang Bài số Cho dàn thép dạng hình thang có mái lợp panel loại 1,56m; nhịp dàn L=27m; dàn liên kết cứng với cột Yêu cầu: - Vẽ sơ đồ hình dạng dàn hợp lý - Hãy chọn bụng xiên thứ tính từ đầu dàn Biết: - Vật liệu thép CCT3s2 có f =2400 daN/cm2 - Lực nén N=-30400 daN - Bản mã dày 14mm Bài số Xác định khả chịu lực xiên đầu dàn, có tiết diện tạo hai thép góc 1259010 Biết: - Chiều dài tính toán Lx=1,7m; Ly=3,7m - Thép CT3 có f =2100daN/cm2, hệ số điều kiện làm việc c=1 Bài số Thiết kế nút trung gian cho nút dàn có sơ đồ hình vẽ bao gồm thanh: cánh T1, T2 tiết diện 2L18011010 (ghép cạnh dài), nội lực T1 = 2655 daN T2 = 97853 daN; bụng X1 có tiết diện 2L1609012 (ghép cạnh nhỏ), nội lực X1 = 72806 daN; bụng X2 có tiết diện 2L1107, nội lực X2 = 52652 daN Nút dàn chịu lực tập trung P = 11065 daN, độ dốc cánh 10% Biết: - Chiều dày mã tbm=14 mm - Vật liệu thép có fu =3450 daN/cm2 ; f =2100 daN/cm2 - Liên kết hàn dùng que hàn N46, hàn tay, kiểm tra mắt thường Bài số Tính toán cấu tạo nút dàn (như hình vẽ) bao gồm thanh: hai cánh T1 tiết diện 2L18011010 (ghép cạnh dài), nội lực T1 = 980kN T2 tiết diện 2L18010, nội lực T2 = 1200kN; hai bụng X1 tiết diện 2L1107, nội lực X1 = 400kN, X2 tiết diện 2L505, nội lực X2 = 250kN Bản mã dày 14mm Nút dàn chịu lực tập trung P = 125kN, độ dốc cánh 10% Biết: - Vật liệu thép có fu=3450 daN/cm2 , f =2100 daN/cm2 Liên kết hàn dùng que hàn N46, hàn tay, kiểm tra phương pháp thông thường ... kiện làm việc c=1 Bài số Thiết kế liên kết hai thép góc 2L1008 vào mã hình vẽ Biết: - Thép góc mã làm từ thép hợp kim thấp 15XCH có fy=3300 daN/cm2; fu=4650 daN/cm2 - Diện tích thép góc: A=15,6... biến dạng dẻo khớp dẻo Bài số Cho thép chịu nén tâm tiết diện hình chữ nhật 50100mm; dài 1,6m; liên kết khớp hai đầu theo hai phương Biết: - Thanh thép làm từ vật liệu thép CCT38n có: f =2400daN/cm2;... N=90 N 1-1 N Bài số Thiết kế mối nối cho hai thép có tiết diện 26014mm, chịu lực kéo dọc trục N=490kN theo hình thức liên kết phẳng có hai ghép bulông thường làm từ thép có độ bền lớp 4.6; đường