Tăng cường ổn định và tính toán cột chịu nén môn Kết cấu thép | Trường Đại học Thủy Lợi

lOMoAR cPSD| 58448089
1. Tăng khả năng ổn định cục bộ bản bụng của cột bằng cách? •
Tăng chiều dày bản bụng. •
Hàn sườn tăng cứng dọc theo bản bụng. •
Giảm khoảng cách giữa các sườn ngang.
2. Cách tính cột chịu nén đúng tâm? • Áp dụng công thức: • N≤ϕn⋅A⋅Rn Trong đó:
ϕn – hệ số ổn định,
AAA – diện tích tiết diện,
RnR_nRn – cường độ tính toán chịu nén..
3. Cách tính cột chịu nén lệch tâm? •
Tính mô men uốn do lực lệch tâm: • M=N⋅e •
Sau đó tính tổ hợp ứng suất: • σ=N/A±M/W
4. Hiện tượng mất ổn định cục bộ và tổng thể của cột? •
Cục bộ: biến dạng ở một phần tiết diện như bản cánh, bản bụng. Tổng
thể: cong vênh toàn bộ chiều dài cột.
5. Các giả thiết khi tính toán kết cấu dầm? •
Vật liệu đàn hồi tuyến tính. •
Liên kết hoàn hảo giữa các bộ phận. •
Bỏ qua biến dạng cắt nếu dùng giả thiết Euler-Bernoulli. lOMoAR cPSD| 58448089
6. Giới hạn độ mảnh của thanh chịu kéo, chịu nén để đảm bảo yếu tố gì? •
Để tránh mất ổn định tổng thể (nén). Tránh biến dạng dư (kéo).
7. Cách tính thanh chịu kéo và thanh chịu nén? • Kéo: N≤A⋅Rk • Nén: N≤ϕn⋅A⋅Rn
8. Các lực tác dụng lên mối nối của dầm là? • Lực dọc (N). • Lực cắt (Q). • Mô men uốn (M).
9. Chiều cao kinh tế của dầm là gì? •
Là chiều cao sao cho tổng chi phí vật liệu và thi công là nhỏ nhất, thường là: h=(1/10:1/12)L
10. Cách tăng cường mất ổn định bản bụng của dầm? •
Thêm sườn tăng cứng dọc hoặc ngang.
Tăng chiều dày bản bụng.
11. Bản bụng dầm bị cong vênh thường xảy ra khi nào? •
Khi chịu ứng suất nén lớn và không có sườn tăng cứng.
12. Khi ứng suất uốn và ứng suất cắt cùng tồn tại ở một mặt cắt, ứng suất tương đương là? lOMoAR cPSD| 58448089 •
Dùng thuyết von Mises:
13. Biện pháp để giảm độ võng của dầm hiệu quả nhất là? •
Tăng chiều cao tiết diện dầm. •
Tăng mô men quán tính (I). •
Thay đổi sơ đồ gối đỡ hoặc tăng vật liệu cứng hơn.
14. Sự phân bố ứng suất cắt của mặt cắt chữ I có dạng? •
Phân bố parabol, lớn nhất ở bản bụng và gần như bằng 0 ở mép bản cánh.
15. Hiện tượng mất ổn định cục bộ và tổng thể của dầm? •
Tương tự như cột, gồm:
o Cục bộ: biến dạng của bản cánh, bản bụng. o
Tổng thể: cong vênh toàn bộ dầm.
16. Độ cứng động của dầm chịu tải động được đánh giá qua thông số nào? •
Tần số dao động riêng (f). •
Chu kỳ dao động (T). Độ cứng động (k).
17. Tính lực nén lớn nhất cột chịu được • A=100 cm2, φn=0.85 φv=0.75 R=21 kN/cm2 lOMoAR cPSD| 58448089
N=φn⋅φv⋅A⋅R=0.85⋅0.75⋅100⋅21=1338.75 kN
18. Tính diện tích tiết diện thanh chịu nén •
N=500 kN φn=0.75 φv=0.85 R=21 kN/cm2
A=N/φn⋅φv⋅R=5000.75⋅0.85⋅21≈37.26 cm2
19. Tính ứng suất uốn lớn nhất của dầm • q=400 kg/m=0.4 kN/m l=10 m W=50 cm3=5⋅10−5 m3
Mô men lớn nhất với dầm đơn:
20. Độ mảnh của cột theo phương y là? •
l=5 m=500 cm, r=5 cm λy=l/r=500/5=100
21. Theo TCVN 4244-2005, tổ hợp tải trọng thứ 2 khi tính gió là? •
Tổ hợp tải trọng thứ 2: 1.0⋅G+1.0⋅Q+1.4⋅W
22. Hệ số hình dạng kết cấu Cr phụ thuộc vào? •
Hình dạng kết cấu (dạng hộp, trụ, khung, mái vòm…). lOMoAR cPSD| 58448089
23. Hệ số khuếch đại phụ, hệ số động lực học phụ thuộc vào? •
Độ cứng kết cấu, chiều cao, dạng dao động và điều kiện biên.
24. Hệ số thứ tải động và thứ tải tĩnh của cẩu trục là? • Theo TCVN:
o Thứ tải động: =1.1÷1.3ϕ o
Thứ tải tĩnh: =1.0÷1.05ϕ
25. Áp lực gió thiết kế không cho phép dùng nếu độ ao <20m mà mặt đất là? •
Vùng mặt đất loại III hoặc IV (địa hình trống trải).
26. Phân lực ngang được xác định bằng cách? • Dựa vào: H=μ⋅G
Với μ là hệ số phụ thuộc thiết kế cẩu trục.
27. Áp lực động của gió phụ thuộc vào? •
Cấp gió, chiều cao, hình dạng công trình, hệ số hình dạng Cr, địa hình.
28. Dầm hộp có ray đặt ở tấm biên giữa 2 thành dầm. Ứng suất cục bộ lớn nhất tại? •
Mép tiếp giáp giữa bản mặt và bản sườn (nơi tiếp xúc ray).
29. Dầm chữ I có ray đặt trên thành dầm. Ứng suất cục bộ tập trung tại? lOMoAR cPSD| 58448089 •
Trên bản cánh trên, ngay dưới ray – đặc biệt tại đầu ray.
30. Tác dụng của tải bánh trong dầm hộp có ray xe con đặt ở tấm biên giữa 2 thành dầm? •
Sinh ứng suất cục bộ ở bản mặt tấm biên và vùng tiếp giáp.
31. Dầm cầu trục có palang đi chuyển ở cánh dưới. Ứng suất cục bộ tại? •
Bản cánh dưới, gần vách hoặc nơi palang dừng lại.
32. Tải trọng di chuyển ở bản cánh dưới gây ra ứng suất cục bộ tại? •
Ngay dưới bánh xe palang – vùng bản cánh dưới sát vách.
33. Khoảng cách vách ngăn trong dầm hộp có ray xe con đi ở bản cánh dưới
được xác định theo điều kiện gì? •
Độ võng cục bộ và ổn định bản mặt, thường ≤ 1.5–2 m.
34. Dầm chữ I không đảm bảo ổn định ứng suất cục bộ nếu? •
Bản cánh mỏng, không có sườn tăng cứng hoặc ray đặt lệch tâm, gây uốn xoắn.
35. Tổ hợp tải trọng tính ổn định cho dầm? • Tổ hợp gồm: G+ψQ+μH lOMoAR cPSD| 58448089
36. Dầm chính cho cầu trục 10 tấn, khẩu độ 24m, mặt cắt hình hộp. Hệ số ảnh hưởng: hộp hay I? •
Chọn mặt cắt hộp để tăng độ cứng xoắn và chịu tải trọng ngang tốt hơn.
37. Tính toán kết cấu dầm chính chịu cầu trục được mô hình hóa thành? •
Dầm liên tục chịu tải di chuyển, chịu cả uốn ngang và xoắn.
38. Cầu trục đôi 15 tấn, khẩu độ 25 m. Chiều cao dầm chính làm bằng thép CT3 là? • Khoảng: h=(1/10÷1/12)⋅l=2.1÷2,5m
39. Ứng suất cho phép để thiết kế kết cấu chịu tải trọng hỗn hợp và gió lớn nhất? • Thường dùng:
σcp=R/γ(R:giớihạnchảy,γ=1.1÷1.3)
40. Cầu trục đơn 7.5 tấn, khẩu độ 20m, kích thước cơ sở B của cầu trục là? •
B = (1/4 đến 1/3) khẩu độ → khoảng 5 ÷ 6.5 m.
41. Kích thước cơ sở B của cầu trục được quy định để hạn chế?
Để hạn chế mô men xoắn do tải lệch tâm khi xe con di chuyển không đối xứng
trên dầm cầu trục. B càng lớn thì dầm chính càng ổn định. lOMoAR cPSD| 58448089
42. Cầu trục dầm đôi có ray xe con đặt trên thanh dầm hộp, khi tính toán
dầmchính chịu ứng suất gì?
Chịu ứng suất uốn chính do tải trọng tập trung từ xe con và tải trọng di động.
Ngoài ra còn có ứng suất cắt do lực dọc và ứng suất xoắn nếu tải lệch tâm.
43. Gân tăng cứng dọc bố trí trong dầm hộp để tăng ổn định cục bộ của dầm
nên đặt tại đâu?
Nên đặt tại các mặt chịu nén, đặc biệt là mặt trên của dầm chính, tại các vùng có
ứng suất nén lớn để chống ổn định cục bộ và phình thành.
44. Độ võng cho phép của cầu trục dẫn động điện dầm đơn 5 tấn, khẩu độ
20m theo TCVN 4244-2005 là?
:Theo TCVN 4244-2005, độ võng cho phép là 1/600 khẩu độ.
⇒ f = 20,000 / 600 = 33.33 mm
45. Khi tính toán kết cấu thép của dầm biên cầu trục, vị trí xe con ở?
Vị trí bất lợi nhất – chính là khi xe con đặt gần một trong hai đầu dầm (lệch tâm
lớn nhất) để mô men và lực cắt lớn nhất.
46. Mô men uốn dầm chính do tải trọng ngang gây ra theo phương song song ray?
Do lực hãm, lực quán tính khi cầu trục tăng/giảm tốc, tạo ra tải trọng ngang dọc
theo dầm chính. Mô men uốn được tính từ lực ngang nhân khoảng cách đến vị trí chịu uốn.
47. Mô hình tính toán kết cấu thép của cổng trục là? lOMoAR cPSD| 58448089
Mô hình khung không gian hoặc khung phẳng, tùy thuộc vào mức độ chi tiết cần
phân tích. Dầm ngang chịu uốn, chân cột chịu uốn và nén.
48. Khi nào nên chọn kết cấu 2 chân cổng là chân cứng?
Khi tải trọng lớn, khẩu độ lớn hoặc chiều cao cổng trục lớn, cần tăng độ ổn định.
Chân cứng chịu mô men, giảm chuyển vị ngang.
49. Xác định kích thước cơ sở chân đỡ B của cổng trục dựa trên điều kiện nào?
Dựa trên điều kiện ổn định, chống lật khi có tải trọng lệch tâm. Momen chống lật
≥ mô men gây lật do tải lệch tâm.
50. Mặt cắt tiết diện của 2 thanh dưới cần trục tháp có cần nằm ngang di
chuyển xe con bằng cáp kéo là?
Mặt cắt chịu kéo nên chọn dạng ống tròn, I, hoặc cấu tạo tổ hợp có hiệu quả chịu
lực kéo tốt và dễ thi công.
51. Tính lực nén lớn nhất lên 1 nhánh của cột N1: •
Tổng lực N = 8 tấn → chia đều cho 4 nhánh: 2 tấn/nhánh M = 20
tấn.m, B = 1.5m → M phân bố cho 2 nhánh biên:
⇒ M/2B = 20 / (2×1.5) = 6.67 tấn
⇒ N1 = 2 + 6.67 = 8.67 tấn
52. Cần trục tháp có cần ngang loại khống chế chóp tháp, lực nén lớn nhất tại thanh nào? lOMoAR cPSD| 58448089
Thanh dàn bên trên gần gốc cần là chịu lực nén lớn nhất do vừa chịu mô men và
tải trọng tập trung xe con khi gần tháp.
53. Cầu trục dầm đôi kiểu dàn, xe con di chuyển mặt trên của dàn. Các thanh
mặt trên chịu gì?
Chịu lực nén do tạo thành dây nén trong dàn chịu uốn. Có thể chịu thêm ứng suất
cục bộ nếu bánh xe xe con tác động trực tiếp lên.
54. Kết cấu tấm vỏ tròn xoay được kiểm tra điều kiện gì? • Ứng suất vòng • Ứng suất dọc trục • Ổn định vỏ • Buckling (chão vỏ) •
Nếu chứa áp lực: kiểm tra nứt, biến dạng dư
55. Vỏ mỏng kín tròn xoay chịu áp lực bên trong: lực có dạng gì?
Lực phân bố đều theo bề mặt, gây ra ứng suất hướng vòng và dọc trục. Không có
mô men nếu lý tưởng (lý thuyết vỏ mỏng).
56. Tính ứng suất của vỏ trụ kín chịu áp lực p: •
Ứng suất vòng (σ ): σ = p·r / tₕ ₕ •
Ứng suất dọc trục (σ ): σ = p·r / (2t)ₐ ₐ trong đó r = bán kính, t = bề dày vỏ
57. Phần mềm tính toán nào sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn? lOMoAR cPSD| 58448089
Các phần mềm sử dụng FEM (Finite Element Method): • SAP2000 • ANSYS • ABAQUS • ETABS •
Robot Structural Analysis
58. Thép các bon dùng làm kết cấu là thép có hàm lượng cacbon thế nào?
Thép dùng cho kết cấu thường là thép cacbon thấp, hàm lượng C ≈ 0.15% –
0.25%. Ví dụ: CT3, SS400…
59. Nhược điểm của thép là gì? •
Dễ gỉ sét, ăn mòn (nếu không bảo vệ) •
Mất độ bền ở nhiệt độ cao •
Tốn năng lượng khi sản xuất •
Giá thành cao hơn so với một số vật liệu khác
60. Một số thông số vật lý cơ bản của thép •
Hệ số Poisson (ν): ≈ 0.3 •
Khối lượng riêng (γ): 78.5 kN/m³ •
Mô đun đàn hồi (E): 2.1×10 MPa = ⁵ 210,000 MPa •
Cường độ tính toán phổ biến: f = 21 kN/cm² (tương đương 210 MPa)
61. Cách tính theo phương pháp trạng thái giới hạn (PP TTGH / USCP)? •
PP trạng thái giới hạn chia làm 2 loại: o Trạng thái giới hạn cường độ o
Trạng thái giới hạn sử dụng lOMoAR cPSD| 58448089 •
Cấu kiện được thiết kế để không vượt quá các trạng thái này
Phương pháp USCP : xét khả năng chịu lực tới hạn trước khi phá hủy.
62. Cách tăng độ bền, độ cứng, chống ăn mòn cho thép? •
Tăng độ bền: tôi luyện, hợp kim hóa •
Tăng độ cứng: thiết kế hình học, tăng chiều dày •
Chống ăn mòn: mạ kẽm, sơn bảo vệ, dùng thép hợp kim không gỉ
63. Tác dụng của lớp thuốc hàn, dạng mối hàn, công thức tính mối hàn •
Thuốc hàn: bảo vệ vùng hàn khỏi oxy hóa, ổn định hồ quang Dạng mối hàn: o
Mối hàn đối đầu (butt
weld) o Mối hàn góc (fillet weld) Ứng suất: o
Kéo: σ = N / A o Cắt:
τ = V / A o Uốn: σ = M·y / I
64. Bu lông liên kết – phương pháp kiểm tra lực xiết •
Phân loại bu lông: thường, cường độ cao, bu lông cắt hoặc bu lông ma sát •
Kiểm tra lực xiết: bằng mô men vặn, dụng cụ đo lực siết • Khoảng cách:
o Nhỏ nhất từ mép bản thép: ≥ 1.5d o Lớn nhất
giữa 2 bu lông: ≤ 14d (d là đường kính)
65. Tấm thép 400×10mm, f = 21 kN/cm², γ = 0.85. Tính lực kéo lớn nhất
Diện tích A = 400 × 10 = 4000 mm² = 40 cm² lOMoAR cPSD| 58448089
⇒ N = A × f × γ = 40 × 21 × 0.85 = 714 kN
66. Tấm thép như trên, bị khoét 2 lỗ d = 20 mm → diện tích giảm
Chiều dài bị khoét = 2 × 20 = 40 mm
Diện tích hữu hiệu: A = (400 − 40) × 10 = 3600 mm² = 36 cm²
⇒ N = 36 × 21 × 0.85 = 642.6 kN
67. Mối hàn đối đầu 300×10mm, N = 400 kN
Diện tích mối hàn A = 300 × 10 = 3000 mm² = 30 cm²
Ứng suất kéo: σ = N / A = 400 / 30 = 13.33 kN/cm²
So với N42, σ < ftk nên đảm bảo.
68. Mối hàn góc, b×t = 300×10mm, h = 10 mm lOMoAR cPSD| 58448089
69. Bu lông cấp 8.8 – độ bền •
Độ bền kéo tiêu chuẩn fu = 800 MPa
Giới hạn chảy fy = 0.8 × fu = 640 MPa
70. Chiều dài tính toán của cột (Ltt):
Ltt = k × L, trong đó: •
L là chiều dài hình học •
k là hệ số phụ thuộc liên kết đầu cột:
o Hai đầu ngàm: k = 0.5 o Một đầu ngàm
– một đầu khớp: k = 0.7 o Hai đầu khớp: k = 1.0 lOMoAR cPSD| 58448089
71. Lực tới hạn của cột thép (Euler) Trong đó: •
E: mô đun đàn hồi •
I: mô men quán tính tiết diện •
kL: chiều dài tính toán
⇒ So sánh Ncr với lực nén thiết kế để kiểm tra ổn định.