-
Thông tin
-
Hỏi đáp
Tổng hợp bài tập kết cấu thép | Trường Đại học Thủy Lợi
Tổng hợp bài tập kết cấu thép | Trường Đại học Thủy Lợi. Tài liệu gồm 30 trang, giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Kết cấu thép 2 tài liệu
Trường: Đại học Thủy Lợi 221 tài liệu
Thông tin:
Tác giả:
Preview text:
Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
Phần 1: HỆ GIẰNG
Hệ giằng mái: Bố trí trong mp cánh trên, trong mp cánh dưới và hệ giằng đứng vuông góc với mp của dàn.
Hệ giằng trong mp cánh trên:
Nằm trong mp cánh trên theo phương ngang nhà.
Bố trí theo phương ngang nhà, tại vị trí 2 gian đầu hồi, đầu khối t0 và giữa nhà sao cho
khoảng cách các gian được bố trí giằng không vượt quá 50 60m (do giằng thường liên kết với kèo bằng BL thô).
Thường được cấu tạo bởi các thanh chéo chữ thập.Ngoài ra còn bố trí thanh chống dọc ở
đỉnh và gối tựa dàn.
Tác dụng: Tạo những điểm cố kết không chuyển vị theo phương ngoài mp dàn, đảm bảo ổn
định cho thanh cánh trên chịu nén (giảm chiều dài tính toán cho các thanh cánh trên chịu
nén), tạo điều kiện thuận lợi cho dựng lắp.
Đối với nhà có mái panen BTCT được hàn vào thanh cánh trên dàn thì độ cứng mái lớn,
không cần giằng cánh trên dàn.Tuy nhiên, để đảm bảo ổn định các cấu kiện trong lúc lắp
panen, cần bố trí giằng ở 2 đầu khối t0.
Hệ giằng trong mp cánh dưới: gồm hệ giằng ngang và hệ giằng dọc.
Bố trí trong mp cánh dưới của dàn tại gian có hệ giằng cánh trên.
Cùng với hệ giằng cánh trên tạo thành các khối cứng không gian bất biến hình.
Hệ giằng ngang:
- Bố trí tại các gian có giằng cánh trên.
- Giằng tại đầu hồi nhà dùng làm gối tựa cho cột đầu hồi, chịu tải trọng gió thổi lên tường
hồi, nên còn gọi là giằng gió.
Hệ giằng dọc:
- Dùng cho nhà xưởng có cầu trục lớn và chế độ làm việc nặng, hoặc có hệ mái nhẹ không cứng.
- Bề rộng giằng thường bằng chiều dài khoang đầu tiên cánh dưới dàn.
- Tăng độ cứng ngang nhà, đảm bảo sự làm việc cùng của các khung, truyền tải cục bộ (lực
hãm ngang của cầu trục theo phương ngang nhà) lên 1khung sang các khung lân cận.
- Nếu nhịp nhà > 24m, cần thanh chống dọc ở giữa nhịp để giảm độ mảnh thanh cánh dưới
dàn, giảm rung động của kèo khi cầu trục hoạt động.
Hệ giằng đứng:
Bố trí trong các mp thanh đứng giữa dàn và 2 đầu dàn (tại vị trí có bố trí giằng ngang),
cùng gian với giằng cánh trên và dưới để tạo nên khối cứng không gian bất biến hình và cố
định, giữ ổn định khi lắp dựng.
Khoảng cách không quá 15m theo phương nhịp dàn (ngang nhà).
Các gian không bố trí giằng được thay bằng thanh chống dọc: tăng cường ổn định cho
thanh cánh trong quá trình sử dụng lắp dựng.
Khi nhà có cầu trục treo, bố trí liên tục suốt chiều dài nhà.
Hệ giằng cửa mái: Bố trí tương tự hệ giằng mái, tuy nhiên chỉ có giằng cánh trên và đứng.
Hệ giằng cột:
Theo phương ngang: khung được liên kết thành hệ bất biến hình.
Theo phương dọc: liên kết chân cột với móng được xem như khớp và các khung được liên
kết với nhau qua dầm cầu chạy cần có hệ giằng cột để tránh sụp đổ.
Thường dùng các thanh giằng chéo (thép góc hoặc U) nối 2 cột ở giữa khối t0 (để tránh phát
sinh ƯS do t0 thay đổi) tạo thành miếng cứng để:
Đảm bảo ổn định dọc nhà và tránh rung động. LVH _ K.07 1 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
Giữ ổn định cho cột theo phương dọc nhà.
Truyền lực dọc nhà xuống móng.
Gồm 2 khối: Giằng cột trên ở trục cột và giằng cột dưới ở nhánh đỡ dầm cầu chạy.
Ngoài ra: ở 2 đầu hồi, đầu khối t0 còn còn bố trí hệ giằng cột trên để:
Nhận lực gió đầu hồi và lực hãm dọc của cầu trục để truyền xuống móng qua dầm cầu trục
và hệ giằng cột dưới.
Giúp việc dựng lắp dễ dàng hơn.
Khi nhà dài hơn 120m dùng hệ giằng đối xứng qua trục nhà để đảm bảo độ cứng dọc.Các khoảng cách giới hạn:
Từ đầu hồi đến hệ giằng gần nhất ≤ 75m.
2 hệ giằng trong 1 khối t0 ≤ 50m.
----------------------------------------------------------------------------------------
Phần 2: BÀI TẬP GIỮA KỲ Bài 1:
Phân tích so sánh đặc điểm làm việc của 3 sơ đồ khung sau về các mặt: Chế tạo, thi công.
Khả năng phân phối nội lực giữa các cấu kiện.
Ảnh hưởng của chuyển vị gối tựa và t0.
Điều kiện đất nền xấu, trung bình, tốt. Khung ngàm:
Chế tạo và thi công:
- Chế tạo liên kết phức tạp, nhưng tiết kiệm vật liệu.
- Thuận lợi cho lắp dựng.Ít thuận lợi cho việc SX và vận chuyển.
Khả năng phân phối nội lực giữa các cấu kiện: nội lực phân bố đều và nhỏ.
Ảnh hưởng của chuyển vị gối tựa và t0:
- Chuyển vị gối tựa nhỏ.
- Nhạy với sự thay đổi t0.
Điều kiện đất nền: nhạy với lún nên thích hợp với đất nền tốt. Khung 2 chân khớp:
Chế tạo và thi công:
- Chế tạo và vận chuyển thuận lợi.
- Ít thuận lợi cho việc thi công nên cần neo buộc khi lắp dựng.
Khả năng phân phối nội lực giữa các cấu kiện: nội lực phân bố không đều và lớn.
Ảnh hưởng của chuyển vị gối tựa và t0: chuyển vị gối tựa lớn và ít nhạy với sự thay đổi t0.
Điều kiện đất nền: ít nhạy với lún nên thích hợp với các loại đất nền. Khung 2 khớp nách:
Chế tạo và thi công:
- Chế tạo liên kết đơn giản.
- Thuận lợi cho việc SX, lắp dựng.Ít thuận lợi cho việc vận chuyển.
Khả năng phân phối nội lực giữa các cấu kiện: nội lực phân bố không đều.
Ảnh hưởng của chuyển vị gối tựa và t0: độ cứng khá lớn, chuyển
- Chuyển vị gối tựa tương đối nhỏ. LVH _ K.07 2 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
- Ít nhạy với sự thay đổi t0.
Điều kiện đất nền: thích hợp với đất nền trung bình. Bài 2:
Cho số liệu xà gồ thép cán nóng của mái lợp tôn (dày 0,51mm), dàn có góc nghiêng đầu dàn α =
150, khoảng cách 2 xà gồ theo phương ngang d = 1,2m, bước dàn B = 6m, áp lực gió tiêu chuẩn w0
= 125(daN/m2), hệ số độ cao của áp lực gió tại cao trình đỉnh dàn k = 0,92, hệ số khí động ở mặt
mái Ce = -0,7.Vật liệu thép CCT34 có f = 2100(daN/cm2), hệ số độ tin cậy c = 1. Giải:
Xác định tải trọng tác dụng lên xà gồ: c 2
g 8(daN / m ) , 1,05 (chon) m Qg c 2 p
30(daN / m ) , 1,3 Qp Xà gồ C10: c
g 8,59(daN / m) , 1,05 xg Qg 4 4 3 3 I
174cm , I 20,4cm , W 34,8cm , W 6,46cm x y x y
Tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ theo phương đứng: tôn & lớp cách nhiệt, hoạt tải và
trọng lượng bản thân xà gồ. c g 8 c c m q p . c d g 30 .1, 2
8,59 54,53(daN / m) xg 0 o c s o c s15 c c 0 q
q .sin 54,53.sin15 14,11(daN / ) m x c c 0 q q . os c 54,53. os
c 15 52, 67(daN / m) y c g c q p . m . c d g . Qp os Qg xg Qg c 8 30.1,3 1,05 .1,2
8,59.1,05 66,255(daN / m) 0 os c 15 0 q .
q sin 66, 255.sin15 17,15(daN / ) m x 0 q . q os c 66, 255. os
c 15 64(daN / m) y
Nếu sử dụng 1 thanh giằng xà gồ = 20mm đặt ở giữa nhịp xà gồ. Moment uốn: 2 2 q .B y 64 6 M 288(daN.m) x 8 8 2 2 q .(B / 2) 17,15 3 x M 19,3(daN.m) y 8 8 Kiểm tra: Kiểm tra bền: M M y 28800 1930 x 2 2
1126,35(daN / cm ) f . 2100(daN / cm ) W W 34, 8 6, 46 c x y Kiểm tra võng:
+ Độ võng tại giữa nhịp (điểm liên kết thanh căng): c 3 3 q L y 5 . y 5 0, 5267.600 1 1 6 L L 384 E.I 384 (2,1.10 ).174 247 L 200 x
+ Độ võng tại các điểm cách đầu xà gồ: z = 0,21.L = 0,21.6 = 1,26m c 3 3 q .L 0,1411.600 1 x x 6 L 2954.E.I 2954.(2,1.10 ).20, 4 4152 y LVH _ K.07 3 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường c 3 3 q L y 3,1 . y 3,1 0, 5267.600 1 6 L 384 E.I 384 (2,1.10 ).174 398 x 2 2 2 2 y 1 1 1 1 x L L L 4152 398 396 L 200
Xác định tải trọng gió tác dụng lên xà gồ: gồm tổ hợp gió và tĩnh tải (chiếu lên phương gió) với
hệ số độ tin cậy Qg = 0,9.
.c .k.w .d Q e 0 q .( c g . c d g ). os c y ( gió) os Qg m xg c 1, 2.0, 7.0,92.125.1, 2 0
0,9.(8,28.1,2 8,59).cos15 103,9(daN / m) 0 os c 15 c .k.w .d c e 0 q .( c g . c d g ). o c s y ( gió) o c s Qg m xg 0, 7.0,92.125.1, 2 0 0,9.(8,28.1,2 8,59). o
c s15 83,9(daN / ) m 0 o c s15 c c 0
q .(g .d g ). o
c s 0,9.(8, 28.1,2 8,59).cos15 16,07(daN / m) x Qg m xg
Vì qy,gió > qy = 64(daN/m) Cần kiểm tra xà gồ chịu gió.
Kiểm tra gió: Kiểm tra bền: 2 2 q .B y( g ó i ) 103, 9 6 M
467,55(daN.m) x 8 8 2 2 q .(B / 2) 16, 07 3 x M 18,08(daN.m) y 8 8 M M y 46755 1808 x 2 2
1623,4(daN / cm ) f . 2100(daN / cm ) W W 34,8 6, 46 c x y Kiểm tra võng: c 3 3 q L y 5 . y ( gió) 5 0, 839.600 1 1 6 L L 384 E.I 384 (2,1.10 ).174 155 L 200 x
Vậy xà gồ C10 không đảm bảo độ võng cho phép do gió.
Chọn lại xà gồ C12: Ix = 304cm4 , gxg = 10,9(daN/m). c .k.w .d c e 0 q .( c g . c d g ). o c s y ( gió) Qg m xg o c s 0, 7.0, 92.125.1, 2 0 0,9.(8,28.1,2 10,9). o
c s15 81,89(daN / m) 0 o c s15 Kiểm tra võng: c 3 3 q L y 5 . y gi 5 0, 8189.600 1 1 ( ó ) 6 L L 384 E.I 384 (2,1.10 ).304 277 L 200 x
Bài 3: (GK 23/10/2003) LVH _ K.07 4 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
Cầu trục 2 móc, chế độ làm việc trung bình có Q = 20/5 T, L = 24m, Lk = 22,5m, bề rộng cầu trục
B = 6,3m, đáy K = 4,4m, H = 2,4m, áp lực bánh xe lên ray Pcmax = 22T, trọng lượng xe con Gxc =
8,5T, trọng lượng toàn cầu trục G = 36T.
Bề rộng bước cột B = 6m, số bước cột nB = 11bước.Áp lực gió w0 = 83(KG/m2) =
0,83(kN/m2).Dạng địa hình B.Bảng tra hệ số K: Độ cao (m) 5 10 15 20 30 Hệ số K 0,84 1 1,11 1,19 1,32 Xác định: 1/ Dmax , Dmin , T.
2/ Tải trọng gió tác dụng lên khung. Giải:
1/ Đah lực ứng với TH xếp tải nguy hiểm nhất: y 1 1
B B K 6 6,3 4, 4 K y 0,6833 2 B 6 y 1,95 B K 6 4, 4 i y 0,2667 3 B 6 y 0 4
Lực Dmax , Dmin của cầu trục tác dụng lên cột: D
.n . c P . y
1,1.0,85.220.1,95 401,12(kN) a m x Q th a m x i Q G 200 360 c c P P 220 60(kN) min max n 2 0 LVH _ K.07 5 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường D
.n . c P . y
1,1.0,85.60.1,95109,4(kN) min Q th min i
Tổng lực hãm ngang tiêu chuẩn tác động lên toàn cầu trục: c
f .(Q G ).n 0,1.(200 85).2 xc xc T 14,25(kN) 0 n 4 xc
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục: f .( c
Q G ).n c 0,1.(200 85).2 xc xc T 7,125(kN) 1 n .n 2.4 0 xc
Lực xô ngang T của cầu trục (tác động lên cột):
T .n . c T . y
1,1.0,85.7,125.1,9512,38(kN) Q th 1 i 2/
Tải gió lên tường dọc qui về phân bố trên cột khung:
q .c .k.w .B d Q d 0
q .c .k.w .B h Q h 0
1,2 , c 0,8 , c 0 ,6 Q h d 2 w
83daN / m , B 6m 0
Cách 1: (An toàn, dùng trong đồ án)
h 14 5,5 19,5m k 1,13 Cột giữa:
q .c .k.w .B 1, 2.0,8.1,13.83.6 540, 23(daN / m) d Q d 0
q .c .k.w .B 1, 2.0, 6.1,13.83.6 405, 2(daN / m) h Q h 0 Cột biên:
q 540, 23 / 2 270,12(daN / m) d
q 405, 2 / 2 202, 6(daN / m) h Cách 2: Độ cao q q k đ h (m) (daN/m) (daN/m) 0 5 0,84 401.60 301.19 5 10 1 478.08 358.56 10 15 1,11 530.67 398.00 15 19,5 1,13 540.23 405.17 LVH _ K.07 6 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
Sử dụng pp qui moment tương đương về tại chân cột: (tính cho cột giữa)
q 2 * (401, 6*5* 2, 5 478, 08*5*7,5 530,67 *5*12,5 d
540,23*4,5*17,25) / 19,5m 2 515,71(daN / m)
q 2 *(301,19 *5* 2,5 358,56 *5* 7,5 398*5*12,5 h
405,17*4,5*17,25) / 19,5m 2 386,78(daN / m)
Tải gió trên mái kể từ cánh dưới vì kèo trở lên qui về lực tập trung đặt ngang cao trình
cánh dưới vì kèo: k k 1 2 W . .w . . B c .h Q 0 2 i i
h 2,2m , h 1,5m 1 3 . L i h h 0,6m 2 4 4
Tại vị trí cao độ thanh cánh dưới:
h 14 5,5 19,5m k 1,182 1 1
Tại vị trí cao đỉnh mái:
h 19,5 2, 2 1, 5 2.0, 6 24, 4m k 1, 247 2 2 Vậy: 1,182 1,247 W 1, 2* * 0,83* 6* (0, 8* 2, 2m 0,54*0,6m d 2 0
,7*.1,5m 0,8*0,6m) 14,56(kN) 1,1821,247 W 1, 2*
* 0,83* 6*[0, 6 *(2,2+0,6+1,5+0,6)] 21,34(kN) h 2
W W W 14,56 21,34 35,9(kN ) d h Bài 4:
Cho một mặt bằng nhà công nghiệp một tầng bằng thép, mái lợp tole tráng kẽm, hai cầu chạy sóng
đôi, chế độ làm việc nhẹ (xem hình dưới) với các thông số sau: Đặc tính Nhịp 24m Nhịp 12m
K/cách 2 trục ray theo phương ngang Lk (m) 22,5 11
Chiều cao đỉnh ray HR (m) 8 6
Bề rộng cầu trục B (mm) 6300 6300
K/cách 2 trục bánh xe cầu trục K (mm) 4400 4400
K/cách từ đỉnh ray đến mặt trên xe con H (mm) 2400 2300
K/cách từ trục ray đến mút cầu trục B1 (mm) 260 260
K/cách từ đỉnh ray đến mặt dưới cầu trục F (mm) 450 250
Áp lực tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray khi xe con
mang vật nặng đến gần sát phía ray đó Ptcmax (T) 22 14,5
Như trên khi xe con đứng phía bên kia Ptcmin (T) 5,8 2,8
Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên 1 bánh xe của cầu trục T (T) 0,71 0,5
Lực hãm dọc tiêu chuẩn tác dụng lên đỉnh ray (dọc nhà) Td (T) 2,2 1,45
Trọng lượng xe con Gxc (T) 8,4 5,2
Trọng lượng cầu trục Gct (T) 35,5 19,5 LVH _ K.07 7 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
1/ Bố trí hệ giằng (cần ghi các loại giằng).
2/ Tính áp lực đứng Dmax và lực hãm ngang cầu trục Tmax lên cột C-5 và cột A-5. Giải: 2/ LVH _ K.07 8 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường y 1 1
B B K 6 6,3 4, 4 K y 0,6833 2 B 6 y 1,95 B K 6 4, 4 i y 0,2667 3 B 6 y 0 4 Cột C-5:
Tính Dmax , Dmin : D
.n . c P . y
1,1.0,85.14,5.1,95 26,44(T) a m x Q th a m x i D
.n . c P . y
1,1.0,85.2,8.1,955,11(T) min Q th a m x i
Tính Tmax :
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục: f .( c
Q G ).n c 0, 2.(12 5, 2).2 xc xc T 0,86(T) 1 n .n 2.4 0 xc
Lực xô ngang T của cầu trục (tác động lên cột): C 5 T
.n . c T . y
1,1.0,85.0,86.1,951,568(T) a m x Q th 1 i
Cột trục A-5:
Tính Dmax : c P
2214,5 26,5(T) a m x D
.n . c P . y
1,1.0,85.26,5.1,95 48,32(T) a m x Q th a m x i
Tính Tmax :
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục: f .( c
Q G ).n c 0, 2.[(20 12) (8, 4 5, 2)].2 xc xc T 2,28(T ) 1 n .n 2.4 0 xc
Lực xô ngang T của cầu trục (tác động lên cột): A5 T
.n . c T . y
1,1.0,85.2,28.1,95 4,16(T) a m x Q th 1 i Bài 5:
Cho một mặt bằng nhà công nghiệp một tầng bằng thép, mái lợp tole mạ màu, hai cầu chạy sóng
đôi, chế độ làm việc nhẹ (xem hình dưới) với các thông số sau: Đặ Nhịp 24m c tính Bước 6m
K/cách 2 trục ray theo phương ngang Lk (m) 22,5
Chiều cao đỉnh ray HR (m) 7,8
Bề rộng cầu trục B (mm) 6300
K/cách 2 trục bánh xe cầu trục K (mm) 4400
K/cách từ đỉnh ray đến mặt trên xe con H (mm) 2400
K/cách từ trục ray đến mút cầu trục B1 (mm) 260
K/cách từ đỉnh ray đến mặt dưới cầu trục F (mm) 450
Áp lực tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray khi xe con
mang vật nặng đến gần sát phía ray đó Ptcmax (T) 22
Như trên khi xe con đứng phía bên kia Ptcmin (T) 5,8
Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên 1 bánh xe của cầu trục T (T) 0,71
Lực hãm dọc tiêu chuẩn tác dụng lên đỉnh ray (dọc nhà) Td (T) 2,2
Trọng lượng xe con Gxc (T) 8,4 LVH _ K.07 9 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
Trọng lượng cầu trục Gct (T) 35,5
1/ Bố trí hệ giằng mái và hệ giằng cột.
2/ Tính và vẽ áp lực đứng Dmax , Dmin và lực hãm ngang Tmax lên cột trục A. Giải:
1/ Bố trí hệ giằng: Giả sử kèo dàn Hệ giằng mái: LVH _ K.07 10 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
Hệ giằng cột: Không cần bố trí hệ giằng giữa, vì chiều dài nhà Lgiằng = 54m < 75m và không có
khe t0 (nên không cần k/cách 2 hệ giằng ≤ 50m). 2/ Cột giữa: Tính Dmax , Dmin : LVH _ K.07 11 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
B (B K ) / 2 K y 0,842 1 B
B (B K ) / 2 K y 0,108 2 B y 1,95 i B K 6 4, 4 y 0,2667 3 B 6 y 0 4 D
.n . c P .
y 1,1.0,85.22.1,95 40,11(T ) a m x Q th a m x i D
.n . c P .
y 1,1.0,85.5,8.1,95 10,57(T ) min Q th min i Tính Tmax :
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục: f .( c
Q G ).n c 0, 2.(20 8, 4).2 xc xc T 1,42(T) 1 n .n 2.4 0 xc
Lực xô ngang T của cầu trục (tác động lên cột): A5 T
.n . c T . y
1,1.0,85.1,42.1,95 2,59(T) a m x Q th 1 i Cột A-11: Tính Dmax , Dmin :
B (B K ) / 2 K y 0,842 1 B y 0,95
B (B K ) / 2 i K y 0,108 2 B D
.n . c P .
y 1,1.0,85.22.0,95 19,54(T ) a m x Q th a m x i D
.n . c P .
y 1,1.0,85.5,8.0,95 5,15(T ) min Q th min i Tính Tmax :
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục: f .( c
Q G ).n c 0, 2.(20 8, 4).2 xc xc T 1,42(T) 1 n .n 2.4 0 xc
Lực xô ngang T của cầu trục (tác động lên cột): A5 T
.n . c T . y
1,1.0,85.1,42.0,951,26(T) a m x Q th 1 i
----------------------------------------------------------------------------------------
Phần 3: DẦM CẦU TRỤC Hệ số tổ hợp nth : 1 cầu trục: nth = 1 2 cầu trục:
nth = 0,85: CĐLV nhẹ và trung bình LVH _ K.07 12 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
nth = 0,95: CĐLV nặng và rất nặng
Hệ số độ tin cậy đối với tải trọng cầu trục Q = 1,1. Hệ số động k1: B ≤ 12m:
k1 = 1,2: CĐLV rất nặng k = 1,1: CĐLV trung b 1
ình , nặng và với CĐLV của cẩu treo
B > 12m: k = 1,1 : CĐLV rấ 1 t nặng
Ngoài các TH trên: k1 = 1 Hệ số động k2 :
k2 = 1,1: CĐLV rất nặng
k2 = 1: các TH còn lại
Nếu không cho số lượng cầu trục trong 1 nhịp thì lấy 1 cầu trục.
c = 0,9 khi chế độ làm việc nặng và c = 1 cho các TH còn lại.
Nếu không cho biết số cầu trục hoạt động trong 1 nhịp thì mặt định chọn là 1 cầu trục.
Bài 1: Công thức tính Mmax , Vmax cho dầm cầu trục: (Theo pp Vinkle)
TH 1 dầm cầu chạy: Mỗi bên 2 bánh Mmax :
P k . .n . c P 1 Q th a m x K x 2 2
(2L K) .P M a m x 8L Vmax :
(2L K).P V a m x L
TH 1 dầm cầu chạy: Mỗi bên 4 bánh Mmax :
P k . .n . c P 1 Q th a m x K 2 x 2 2
(2L K ) K K 2 1 2 M .P a m x 4L 2 Vmax :
(4L 2K ).P 1 V a m x L LVH _ K.07 13 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
TH 2 dầm cầu chạy: Mỗi bên 2 bánh Mmax :
P k . .n . c P 1 Q th a m x 2K B x 3 2
(3L B 2K) M . P B K max 12L Vmax :
(3L 2B K).P V (khi L B) ax m L
(2L B K).P V (khi L B) ax m L
Bài 2: (CK 10-01-2009)
Kiểm tra ƯS thớ trên, ƯS thớ dưới, độ võng của dầm cầu chạy
là dạng dầm đơn giản nhịp L = 7,2m (cầu trục có chế độ làm việc
nhẹ) có tiết diện (xem hình vẽ): cánh trên là thép hình U-254mm
(h = 254mm, b = 89mm, tb = 9mm, tc = 13,6mm, A = 45,5cm2,
Ix = 4450cm4, Iy = 302cm4, z0 = 2,88cm), bản bụng (-10x622mm),
bản cánh dưới (-12x200mm).Biết:
Khoảng cách 2 trục bánh xe cầu trục K = 3500mm.
Bề rộng cầu trục B = 5000mm.
Áp lực tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray khi xe con
mang vật nặng đến gần sát phía ray đó Ptcmax = 89kN.
Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên 1 bánh xe cầu trục Ttc = 5,5kN.
Độ võng có thể xác định theo CT: = Mtc.L2/(10EIx) và độ võng
cho phép là (/L) = 1/600. Giải:
1. TH 2 cầu trục: Tham khảo
Áp lực thẳng đứng tính toán ở 1 bánh xe:
P k . .n . c P
1.1,1.0,85.89 83,22(kN) 1 Q th a m x
Với: Cầu trục có CĐLV nhẹ: k1 = 1
Tải ngang tính toán của 1 bánh xe:
T k . .n . c
T 1.1,1.0,85.5,5 5,14(kN) 2 Q th 1
Cầu trục có CĐLV nhẹ: k2 = 1
Xác định Mmax : 2K B 2.3,5 5 2 x (m) 3 3 3 LVH _ K.07 14 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường 2
(3L B 2K) M . P B K a m x 12L 2 (3.7,2 5 2.3,5) 83,22. 53,5 12.7, 2 245,19(kN.m)
Xác định Mx , My :
L 7, 2m 1, 034 (noi suy)
M .M
1,034.245,19 253,53(kN.m) x max M .T 253,53.5,14 max M 15,14(kN.m) y P 83, 22
Ghi chú: là hệ số điều chỉnh tải trọng đứng, liên quan đến chiều dài dầm cầu trục (L) (do
trọng lượng dầm và các thiết bị trên dầm). Do đó trong CT tính My không nhân với hệ
số , vì My chỉ liên quan đến tải trọng ngang T của bánh xe con.
X/đ các đặc trưng hình học:
X/đ trục trung hòa x-x: A .y i i
45,5.2,88 (1.62, 2).(0,9 62, 2 / 2) (1, 2.20).(0,9 62, 2 1, 2 / 2) z 27,7(c ) m x A 45,5 1.62,21,2.20 i X/đ Wct,t/dn,x : 2 3 1.62,2 62,2 2
I [302 45,5.(27,7 2,88) ] (1.62,2). 0,9 27,7 x 12 2 2 3 20.1,2 1, 2 (20.1,2). 36,6 12 2 4 80641,9(cm ) I 80641,9 ct ,t x 3 W 2911,3(cm ) n, x z 27, 7 x LVH _ K.07 15 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường I 80641,9 ct ,d x 3 W 2203,3(cm ) n, x h z 36, 6 x X/đ Wdhy : 4 I 4450(cm ) y 2I dh y 2.4450 3 W 350,4(cm ) y h 25, 4 y Kiểm tra:
ƯS ở thớ cánh trên dầm: M M x y 25353 1514 2
13,03(kN / cm ) t ct , W t Wdh 2911,3 350, 4 n,x y f y 25 2 f . .
.1 23,81(kN / cm ) (thoa) c c 1, 05 M CĐLV nhẹ: c = 1
ƯS ở thớ cánh dưới dầm: M 25353 x 2 2
11,5(kN / cm ) f . 23,81(kN / cm ) (thoa) d ct , W d 2203,3 c n, x Độ võng:
Mô men tiêu chuẩn lớn nhất trong dầm do 1 cầu trục ở vị trí bất lợi nhất: K 3,5 x 1,75m 2 2 2
(2L K) . c P c a m x M a m x 8L 2 (2.7, 2 3,5) .89 183,578(kN. ) m 8.7, 2 c c M M
1,034.183,578 189,82(kN.m) a m x c M .L 189,82.100.720 1 1 x (thoa) 3 L 10.E.I 10.(21.10 ).80641,9 1239 L 600 x
2. TH 1 cầu trục:
Áp lực thẳng đứng tính toán của 1 bánh xe:
P k . .n . c P
1.1,1.1.89 97,9(kN) 1 Q th a m x
Với: Cầu trục có CĐLV nhẹ: k1 = 1
Tải ngang tính toán của 1 bánh xe:
T k . .n . c
T 1.1,1.1.5,5 6,05(kN ) 2 Q th 1
Cầu trục có CĐLV nhẹ: k2 = 1
Xác định Mmax : K 3,5 x 1,75m 2 2 2
(2L K) .P M a m x 8L 2 (2.7, 2 3,5) .97,9 201,936(kN. ) m 8.7, 2
Xác định Mx , My :
L 7, 2m 1, 034 (noi suy)
M .M
1,034.201,936 208,8(kN.m) x max LVH _ K.07 16 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường M .T 201, 936.6, 05 max M 12,48(kN.m) y P 97, 9
X/đ các đặc trưng hình học: như trên Kiểm tra:
ƯS ở thớ cánh trên dầm: M M x y 20880 1248 2
10,73(kN / cm ) t ct , W t Wdh 2911,3 350, 4 n,x y f y 25 2 f . .
.1 23,81(kN / cm ) (thoa) c c 1, 05 M CĐLV nhẹ: c = 1
ƯS ở thớ cánh dưới dầm: M 20880 x 2 2
9,48(kN / cm ) f . 23,81(kN / cm ) (thoa) d ct , W d 2203,3 c n, x
Độ võng: như trên
Bài 3: (CK 19-01-2010)
Kiểm tra ƯS thớ trên, ƯS thớ dưới, độ võng của dầm cầu chạy là dầm tiết
diện hộp (dầm tổ hợp hàn), dạng dầm đơn giản nhịp L = 9m (cầu trục có
chế độ làm việc trung bình), có tiết diện (xem hình vẽ): bản cánh trên
-12x214mm, bản bụng 2-8x900mm, bản cánh dưới -12x214mm.Ray có
trọng lượng riêng g = 0,24kN/m.Biết:
Khoảng cách 2 trục bánh xe cầu trục K = 4400mm.
Bề rộng cầu trục B = 6300mm.
Áp lực tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray khi xe con mang
vật nặng đến gần sát phía ray đó Ptcmax = 135kN.
Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên 1 bánh xe cầu trục Ttc = 6,75kN.
Độ võng có thể xác định theo CT: = Mtc.L2/(10EI ) và độ x
võng cho phép là (/L) = 1/600. Giải:
1/ TH 1 cầu trục:
Áp lực thẳng đứng tính toán của 1 bánh xe:
P k . .n . c P
1,1.1,1.1.135 163,35(kN) 1 Q th a m x
Với: L = 9m ≤ 12m và cầu trục có CĐLV trung bình k1 = 1,1
Tải ngang tính toán của 1 bánh xe:
T k . .n . c
T 1.1,1.1.6,75 7,425(kN ) 2 Q th 1
Xác định Mmax : K 4, 4 x 2,2m 2 2 2
(2L K) .P M a m x 8L 2 (2.9 4, 4) .163,35 419,628(kN. ) m 8.9
Xác định Mx , My :
L 9m 1, 04 (noi suy)
M .M
1,04.419,628 436,413(kN.m) x a m x LVH _ K.07 17 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường M .T 419, 628.7, 425 max M 19,074(kN. ) m y P 163,35
X/đ các đặc trưng hình học: X/đ Wct,t/dn,x : 2 3 3 0,8.90 21,4.1,2 90 1,2 I 2. 2. (21,4.1,2). x 12 12 2 4 204002,1(cm ) 2I 204002,1 ct ,t ct ,d x 3 W W 4415,63(cm ) n, x n, x h 46, 2 x
X/đ Wdhy : (chỉ tính cho cánh trên) 2 dh 1, 2.21, 4 3 W 91,6(cm ) y 6 Kiểm tra:
ƯS ở thớ cánh trên dầm: M M x y 43641,3 1907, 4 2
30,7(kN / cm ) t ct , W t Wdh 4415, 63 91, 6 n,x y f y 25 2 f . .
.1 23,81(kN / cm ) (khong thoa) c c 1, 05 M CĐLV trung bình: c = 1
ƯS ở thớ cánh dưới dầm: M 43641,3 x 2 2
9,88(kN / cm ) f . 23,81(kN / cm ) (thoa) d ct , W d 4415, 63 c n, x Độ võng:
Mô men tiêu chuẩn lớn nhất trong dầm do 1 cầu trục ở vị trí bất lợi nhất: 2 c 2 L K P c (2 ) . (2.9 4, 4) .135 a m x M 346,8(kN.m) a m x 8L 8.9 c c M M
1,04.346,8 360,672(kN. ) m a m x c M .L 360, 672.100.900 1 1 x (thoa) 3 L 10.E.I 10.(21.10 ).204002,1 1320 L 600 x
Vậy: Cánh dưới dầm không thỏa điều kiện ƯS
2/ TH 2 cầu trục: Tham khảo
Áp lực thẳng đứng tính toán của 1 bánh xe:
P k . .n . c P
1,1.1,1.0,85.135 138,85(kN) 1 Q th a m x
Với: L = 9m ≤ 12m và cầu trục có CĐLV trung bình k1 = 1,1
Tải ngang tính toán của 1 bánh xe:
T k . .n . c
T 1.1,1.0,85.6,75 6,31(kN ) 2 Q th 1
Xác định Mmax : LVH _ K.07 18 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường 2K B 2.4, 4 6,3 x 0,833( ) m 3 3 2 2
(3L B 2K) (3.9 6,3 2.4,4) M . P
B K 138,85. 6,3 4,4 a m x 12L 12.9 507,9(kN.m)
Xác định Mx , My :
B 9m 1, 04 (noi suy)
M .M
1,04.507,9 528,22(kN.m) x a m x M .T 507,9.6,31 max M 23,08(kN.m) y P 138,85
X/đ các đặc trưng hình học: (như trên) Kiểm tra:
ƯS ở thớ cánh trên dầm: M M x y 52822 2308 2
37,16(kN / cm ) t ct , W t Wdh 4415, 63 91, 6 n,x y f y 25 2 f . .
.1 23,81(kN / cm ) (khong thoa) c c 1, 05 M CĐLV trung bình: c = 1
ƯS ở thớ cánh dưới dầm: M 52822 x 2 2
11,96(kN / cm ) f . 23,81(kN / cm ) (thoa) d ct , W d 4415, 63 c n,x
Độ võng: như trên
Vậy: Cánh trên dầm không thỏa điều kiện ƯS.
Bài 4: (CK 09-01-2008)
Kiểm tra ƯS thớ trên, ƯS thớ dưới, độ võng của dầm cầu chạy là dạng
dầm đơn giản nhịp L = 6m (cầu trục có chế độ làm việc nhẹ), có tiết
diện (xem hình vẽ): dầm I-500x200x10x16mm (h = 500mm, b = 200mm,
tw = 10mm, tf = 16mm, A = 111,2cm2, Ix = 47800cm4, Iy = 1910cm4,
gD = 89,6KG/m) và cánh trên gia cường thanh thép hình U-24
(A = 30,6cm2, Ix = 2900cm4, Iy = 208cm4, z0 = 2,42cm, g = 24KG/m).
Ray có trọng lượng bản thân gR = 24KG/m.Biết:
Khoảng cách 2 trục bánh xe cầu trục K = 3500mm.
Bề rộng cầu trục B = 5000mm.
Áp lực tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray khi xe con mang
vật nặng đến gần sát phía ray đó Ptcmax = 87kN.
Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên 1 bánh xe cầu trục Ttc = 1,8kN. LVH _ K.07 19 Bài tập Thép 2
GV: TS.Ngô Hữu Cường
Độ võng có thể xác định theo CT: = Mtc.L2/(10EI ) và độ x
võng cho phép là (/L) = 1/600.Hệ số
điều kiện làm việc c = 0,9. Giải:
1/ TH 1 cầu trục:
Áp lực thẳng đứng tính toán của 1 bánh xe:
P k . .n . c P
1.1,1.1.87 95,7(kN) 1 Q th a m x Với: CĐLV nhẹ k1 = 1
Tải ngang tính toán của 1 bánh xe:
T k . .n . c
T 1.1,1.1.1,8 1,98(kN ) 2 Q th 1
Xác định Mmax : K 3,5 x 1,75(m) 2 2 2
(2L K) .P M a m x 8L 2 (2.6 3,5) .95,7 144,05(kN.m) 8.6
Xác định Mx , My :
L 6m 1, 03
M .M
1,03.144,05 148,372(kN.m) x max M .T 144, 05.1, 98 max M 2,98(kN.m) y P 95, 7
X/đ các đặc trưng hình học:
X/đ trục trung hòa x-x:
30, 6.2, 42 111, 2.(50 / 2 0.56) z 20,6(cm) x 30, 6 111, 2 X/đ Wct,t/dn,x : 2
I [208 30,6.(20,6 2, 42) ] x 2 50 4 + 47800
111,2. 0,5620,6 60857,4(cm ) 2 I 60857, 4 ct ,t x 3 W 2954,24(cm ) n, x z 20, 6 x I ct d 60857, 4 , x 3 W 2031,3(cm ) n,x 29,96 29,96 X/đ Wdhy : 3 1, 6.20 4 I 2900 3966,67(cm ) y 12 2I dh y 3 W 396,67(cm ) y 20 Kiểm tra:
ƯS ở thớ cánh trên dầm: M M x y 14837, 2 298 2
5,77(kN / cm ) t ct , W t Wdh 2954, 24 396, 67 n,x y f y 25 2 f . .
.1 23,8(kN / cm ) (thoa) c c 1, 05 M
ƯS ở thớ cánh dưới dầm: LVH _ K.07 20