Đang tải... (xem toàn văn)
Kết cấu thép 2
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG NGANG CÁC GIẢ THIẾT KHI GIẢI KHUNG: Thay dàn kèo dầm ngang đặc có độ cứng tương đương đặt cao trình cánh dàn Thay cột rỗng cột đặc có độ cứng tương đương Chiều cao tính tốn tính từ đế cột đến đáy dàn kèo Chiều dài nhịp tính tốn khoảng cách trục định vị cột Khi tính tốn tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dầm ngang bỏ qua chuyển vị ngang đầu cột (∆=0) _ Khi tính tải trọng khơng đặt trực tiếp lên dầm ngang xem dầm ngang cứng vơ Chuyển vị góc xoay nút khung 0( EJ3=∞→φ=0) J1 J1 J3 J3 = (4÷10) Lấy = 6, = 30, =5 J2 J2 J2 J2 EJ1 : độ cứng cột EJ2 : độ cứng cột EJ3 : độ cứng ngang _ Sau tính toán tải tiết diện cột dàn Kiểm tra lại số thấy sai khác 30% giả thiết tính tốn lại VD: J1 10 =10 = >30% giả thiết tính tốn lại J2 6 I / xác định nội lực tĩnh tải mái gây ra: BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH _ DO cột cột giật bật lệch tâm nên tải trọng thẳng đứng từ cột truyền xuống cột gây môment lệch tâm L hd ht ; e= 2 L hd ht tt *( ) với N: tỉnh tải mái gây Mg = G m * 2 tt L Gm * 12 , M = KA * M Biểu đồ nội lực sơ đồ 1-a: MB = A B K KB 2* KB Mg = N*e ; N= Gtt * - Biểi đồ nội lực sơ đồ 1-b: MA = KA * (-Mg) MB = KB * (-Mg) MC = KC * (-Mg) MD= KD * (-Mg) (KA; KB; KC ;KD tra bảng tab 1.2.3) -Biểu đồ nội lực sơ đồ 1= 1-a + 1-b - VÍ DỤ: Gttm= 32,44 KN/m ; L=27m; Hd= 9,650m ; Ht=3700m Bài làm: 27 N= Gttm * L = 32,44 * =437,94 KN/m 2 hd ht e= = 0,25 m Mg= N*e = 437,94*0,25= 109,5 KN.m a/ xác định biểu thức sơ đồ 1-a: J3 13, L = J * h=5* ( Ht Hd 5* 35 2, ) J1 J1 L L 27 h 2 tt Gm * L 32, 44 * 27 12 12 306, (KN.m) ( K :tra bảng tab 1.2.1) ta có : MB = B K 2, 2* 2* KB 0, 92 ta có: K= BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG 0,806 KA * MB = * (-306,3)= 268,3 KN.m KB 0, 92 27 M nhịp= Gttm * L - MB = 32,44* - 306,3 = 2649,8 (KN.m) 8 MA= MA M B Ht d H MC = M D = MB – H t * A 306,3 - 2649,8 A 147,05 A M(1-a) A 268,3 A KN.m A b/ Nội lực biểu đồ 1-b : MA = KA * (-Mg) = 0,367 * (-1,095) = -40,2 (KN.m) (KA; KB; KC ;KD tra bảng tab 1.2.3) MB = KB * (-Mg) = -0,132* (-1,095) = 14,5 (KN.m) MC = KC * (-Mg) = -0,716 * (-1,095) = 78,4 (KN.m) MD= KD * (-Mg) = 0,284 * (-1,095) = -31,1 (KN.m) (KA; KB; KC ;KD tra bảng tab 1.2.3) BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG 14,5 291,8 2664,3 A 78,4 68,65 31,1 178,15 M1 M(1-b) 40,2 KN.m 228,1 KN.m A Biểu đồ lực cắt suy từ biểu đồ môment Giá trị lực cắt tang môment hợp với lực x y 9, 65 y 7, 43 cột: x 228,1 y tg 30, y 228,1 7, 43 219 30,7 + - - - + - Q1 (KN) 30,7 Q1 (KN) 30,7 219 219 II / Xác định nội lực hoạt tải mái: BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG tt Hm _ Lập tỉ số: m= ( Httm : hoạt tải mái ; Gmtt: tỉnh tải mái ) tt Gm _ Giá trị biểu đồ nội lực : M2 = m*M1 Q2 = m*Q1 N2 = m*N1 VÍ DỤ: Ta có Httm = 5,4 (KN.m) ; Gttm = 32,44 (KN.m) m= 5, =0,17 32, 44 49,6 11,6 452,9 30,3 M2 38,7 (KN.m) III / Xác định nội lực tải trọng đứng cầu trục: _ Tính mơment lệch tâm : Mmax ; Mmin Mmax = Dmax * e Mmin = Dmin * e ( với e kc từ tâm cột đến tâm ray e= hd/2) BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG Xác định BĐNL M∆: EJ1 h2 EJ1 MB= KB * h MA= KA * ( KA ; KB : Tra bảng tab 1.2.2) Xác định BĐNL M0P: + Cột trái: MA = KA * Mmax MB = KB * Mmax MC = KC * Mmax MD = KD * Mmax + Cột phải: MA = KA * Mmin MB = KB * Mmin MC = KC * Mmin MD = KD * Mmin ( KA ; KB ; KC ; KD : Tra bảng tab 1.2.3 ) _ Lập phương trình tắc: r11*∆ + R1P = ∆ = ta có : r11= -2RB= -2(K’B* R1P = - R1 P r11 EJ1 ) h3 ' KB (Mmax – Mmin) ∆ BĐNL M3 = M∆ + M0P h ( Với KB ; K’ B tra bảng tab 1.2.3) -Biểu đồ nội lực sơ đồ 3= ∆*M∆ + M0P VÍ DỤ: Dmax = 607,8 (KN) ; Dmin = 190,2 (KN) Xác định môment lệch tâm? Bài làm: Mmax = Dmax * e = 607,8 * 0,5 = 303,9 (KN.m) Mmin = Dmin * e = 190,2 * 0,5 = 95,1 (KN.m) Xác định BĐNL M∆: EJ1 EJ1 =- 4,224* = - 0,024 EJ1 h 13, 352 EJ1 EJ1 MB= KB * =1,726* = 0,0097 EJ1 h 13, 352 MA= KA * KA ; KB : Tra bảng tab 1.2.2 KA= - 4,224 ; KB = 1,726 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG 0,0097EJ1 M 0,024EJ1 Xác định BĐNL M0p: Tra bảng tab 1.2.3 KA = 0,368 ; KB= -0,131 ; KC= - 0,717 ; KD=0,283 _ Cột trái : MA = KA * Mmax = 0,368*303,9 = 111,84 (KN.m) MB = KB * Mmax = - 0,131*303,9 = - 39,8 (KN.m) MC = KC * Mmax = - 0,717*303,9= - 217,9 (KN.m) MD = KD * Mmax = 0,283 * 303,9= 86 (KN.m) _ Cột phải : MA = KA * Mmin = 0,368*95,1 = 34,9 (KN.m) MB = KB * Mmin = - 0,131*95,1= - 12,4 (KN.m) MC = KC * Mmin = -0,717 * 95,1 = - 68,1 (KN.m) MD = KD * Mmin = 0,283 * 95,1 = 27 (KN.m) 12,4 39,8 68,1 217,9 86 27 MP 111,84 34,9 R P _ Lập phương trình tắc : r 11* ∆ + R1P = ∆ = - r11 Ta có : r11= -2RB= -2(K’B* EJ1 ) tra bảng tab 1.2.2 K’B= - 5,95 h3 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG r11 = -2*(-5,95* EJ1 ) = 0,005 EJ1 13, 352 ' KB (Mmax – Mmin) tra bảng tab 1.2.3 K’B = 1,499 h 1, 499 EJ1 4690 *( 303,9 – 95,1) = -23,44 ∆ = = R1P= 13, 35 13, 35 EJ1 BĐNL M3 = ∆*M∆ + M0P 4690 •Cột trái: MA= *(-0,024EJ1) + 111,84 = -072 (KN.m) EJ1 4690 MB= *0,0097EJ1 – 39,8 = 5,693 (KN.m) EJ1 4690 MC= *0,00036EJ1 – 217,9 = -216,2 (KN.m) EJ1 4690 MD = *0,00036EJ1 + 86 =87,7 (KN.m) EJ1 4690 •Cột Phải: MA= *0,024EJ1 + 34,9 = 147,46 (KN.m) EJ1 4690 MB= *(-0,0097EJ1) -12,4 = - 57,89 (KN.m) EJ1 4690 MC= *(-0,00036EJ1) – 68,1 = - 69,79 (KN.m) EJ1 4690 MD = *(-0,00036EJ1) + 27 = 25,31 (KN.m) EJ1 R1P = - 57,8 5,693 69,79 216,2 25,31 87,7 0,72 M3 KN.m 147,46 IV / Xác định nội lực tải trọng đứng cầu trục (Dmax phải): BĐNL M4 lấy đối xung BĐNL M3 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG 57,8 5,693 69,79 216,2 25,31 147,46 87,7 M4 KN.m 0,72 Tự suy Q4 M4 V / Xác định nội lực tải trọng ngang cầu trục: T Cột trái: X= Ht + hdcc M X Ht Hd L M M * Xác định giá trị BĐNL M : M A A K* E J1 h2 M B B K* E J1 h2 KA , KB : tra bảng tab 1.2.2 *Xác định giá trị BĐNL M0P: BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG M A M B M C M E B K* C K* E K * A K* T* h T* h T* h T* h KA, KB , KC , KE : tra bảng tab 1.2.4 M M MC M0P M Lập PT tắc: r11* ∆ + R1P = ∆ = - R1 P r11 EJ1 ) tra bảng tab 1.2.2 K’B (1) h3 R1P = - K’B * (-T) = K’B *T tra bảng tab 1.2.4 K’B (2) (1) (2) M5 = * M + M0P Ta có : r11= -2RB= -2(K’B* Ví dụ: cho T = 59,5(KN) L=27(m) Ht = 3700 (mm) Hd = 9650 (mm) x = 3700 – 700 = 3000 (mm) * Xác định giá trị BĐNL M : M A A K* E J1 h2 , 2 42* 3, M B B K* E J1 h2 , 1* 1 ,2 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP EJ EJ 0 0 , E 0 , EJ GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG K 4, 224 TAB1.2.2 A K B 1, 726 0,0097EJ1 ME=0,0023EJ1 MC=0,00036EJ1 M 0,024EJ1 *Xác định giá trị BĐNL M0P: TAB 1.2.4 KA M A M B M C M E 0, 074; K 0,105; C B K* T* h , 07 * C K* EK* T* h , 01 * T* h 0 , * T* h 0 , * A B K* 0,066; E K 5 , 5 , 5 , 5 , 0,076 K * 3, 5 , ( * 3, , ( * 3, 52, 4( * 3, 60, 3( 83,4 60,3 52,4 58,7 M0P Lập PT tắc: BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG r11* ∆ + R1P = ∆ = - R1 P r11 Ta có : r11= -2RB= -2(K’B* EJ1 ) tra bảng tab 1.2.2 K’B =- 5,95 h3 EJ1 r11 * 5,95 005 0, 13, 35 R1 P K'B * T B K' * T EJ Tra bảng tab 1.2.4 K’B = 0,806 R1 P = 0,086* 59,5= 47,96 Do 47,96 0, 005EJ1 9592 1EJ *Tính giá trị BĐNL M5 : + Cột trái : 9592 MA * 0, 024 EJ1 MB 9592 * 0, 0097 EJ1 MC M * 9592 * 0, 0023 EJ1 + Cột phải: 9592 MA * 0, 024 E J1 M P EJ 58, 288, 91( EJ83, 9, 64( 1 EJ52, EJ60, MB 9592 * E J1 0, 0097 MC 9592 * E J1 ME 9592 * E J1 0, 0023 EJ 0, 00036 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP M 0 9592 * 0, 00036 EJ1 ME 1 ) KN m )KN m 55,85( ) KN m 82, 36( 21( 230, ) KN m E J 93, 04( KN m ) KN m ) E J3, 45( KN m ) E J 22, 06( KN m ) GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG 93,04 9,64 82,36 22,06 55,58 3,45 M5 (KN.m) 288,91 3,8 230,21 3,8 + + 3,8 + 24,8 - - N5 Q5 (KN) (KN) 35,7 - 23,9 3,8 3,8 VI / T tác dụng lên cột phải: BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG X Ht Hd L Giá trị biểu đồ M6 lấy đối cứng giá trị BĐNL M5 93,04 9,64 22,06 3,45 82,36 55,58 M6 (KN.m) 230,21 288,91 VII/ Xác Định nội lực tải trọng gió ( Gió trái ): BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG wh Hd Ht + wd d ww d w w *Xác Định giá trị BĐNL M : Giá trị M tải trọng gió gây tương tự M tải trọng đứng ngang * Xác Định giá trị BĐNL M0P : Tra bảng tab 1.2.5 KA , KB , KC + Bên trái: M A A K * d W q2 * h M B B K * d W q2 * h M C C K * d W q2 * h + Bên phải: M A A K * h W * q h M B B K * h W * q h M C C K * h W * q h BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG M M MC MC M0P M (KN.m) M *lập PT tắc; r11* ∆ + R1P = ∆ = - R1 P r11 Ta có : r11= -2RB= -2(K’B* R1 P 'BK * d W EJ1 ) tra bảng tab 1.2.2 K’B h3 h h Wq d q h Wtra bảng tab 1.2.5 K’B W M7 = * M + M 0P Ví dụ: 10,41(KN) 14,4(KN) 3,7(m) 3,7(KN/m) 9,65(m) 2,3(KN/m) 27(m) BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG 34,22 0,0097EJ1 21,32 13,53 21,76 M 0,024EJ1 69,24 (KN.m) M0P (KN.m) 43,04 * Xác Định giá trị BĐNL M0P : Tra bảng Tab 1.2.5 KA=-0,105; KB=-0,052; KC=0,033 + Bên trái: MA * d *2 AK W q h 0,105*3, 7* 13, 35 MB B K Wd q*2 * h 0, 052*3, 7* 13, 35 MC C K Wd q * * h 0, 033*3, 7* 13,35 69, 24( ) 34, 29( ) 2 KN m KN m ) 21 76( , KN m + Bên phải: MA A K * h W q2 * h 0,105*( 2,3) * ,35 13 MB * BK h W q2 * h 0, 052*( 2,3) * ,35 13 MC * CK h W q2 * h 0, 033*( 2,3) * 13,35 43 04( , ) 21 ,32( ) 13 ,53( ) *Lập PT tắc: r11* ∆ + R1P = ∆ = - R1 P r11 Ta có : r11= -2RB= -2(K’B* EJ1 ) tra bảng tab 1.2.2 K’B = -5,95 h3 EJ r11 2 5, 95 * 13, 352 R1 P 'K* B d h qh q W d W 0, 005 h W Wbảng tab 1.2.5 K’B = 0,047 tra RP0,447*13 ,35* ,7 2,3 10,41 14,4 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP EJ 61 60, GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG 60,61 0,05EJ1 12122 1EJ M7 = * M + M0P + cột trái: MA 12122 0,024 EJ1 EJ69, 24 MB 12122 0, 0097 EJ1 EJ34, 29 MC 12122 0, 00036 EJ1 360,17( 83, 29( EJ21, 76 26,12( EJ 04 43, ) KN m ) KN m 333,97( ) KN m + Cột phải: MA 12122 0,024 EJ1 MB 12122 0,0097 EJ1 MC 12122 0, 00036 EJ1 EJ 21,32 KN m KN m 13,53 EJ ) 9,17( ) KN m 96,26 96,26 83,29 26,12 360,17 96, 26( ) 9,17 M7 (KN.m) 333,97 83,29 26,12 9,17 333,97 M8 (KN.m) Q7 Q8 N7 360,17 N8 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP GV: NGUYỄN DUY PHÍCH ... 121 22 0, 024 EJ1 MB 121 22 0,0097 EJ1 MC 121 22 0, 00 036 EJ1 EJ 21 , 32 KN m KN m 13, 53? ?? EJ ) 9,17( ) KN m 96 ,26 96 ,26 83 ,29 26 , 12 36 0,17 96, 26 ( ) 9,17 M7 (KN.m) 33 3,97... trái: MA 121 22 0, 024 EJ1 EJ69, 24 MB 121 22 0, 0097 EJ1 EJ34, 29 MC 121 22 0, 00 036 EJ1 36 0,17( 83, 29 ( EJ21, 76 26 , 12( EJ 04 43, ) KN m ) KN m 33 3,97( ) KN... A K * h W q2 * h 0,105*( 2, 3) * ,35 13 MB * BK h W q2 * h 0, 0 52* ( 2, 3) * ,35 13 MC * CK h W q2 * h 0, 033 *( 2, 3) * 13, 35 43 04( , ) 21 , 32 ( ) 13 , 53( ) *Lập