TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG NGANG
CÁC GIẢ THIẾT KHI GIẢI KHUNG:
1. Thay dàn vì kèo bằng một dầm ngang đặc có độ cứng tương đương đặt tại cao trình cánh dưới
dàn.
2. Thay cột dưới rỗng bằng cột đặc có độ cứng tương đương. Chiều cao tính toán được tính từ đế
cột đến đáy dàn vì kèo.
3. Chiều dài nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục định vị của cột trên .
4. Khi tính toán đối với các tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dầm ngang thì bỏ qua chuyển vị
ngang ở đầu cột (∆=0)
_ Khi tính đối với các tải trọng không đặt trực tiếp lên dầm ngang thì xem dầm ngang cứng vô
cùng. Chuyển vị góc xoay tại các nút khung bằng 0( EJ
3
=∞→φ=0).
1
2
J
J
= (4÷10) Lấy
1
2
J
J
= 6,
3
2
J
J
= 30,
3
2
J
J
= 5
EJ
1
: độ cứng cột dưới
EJ
2
: độ cứng cột trên
EJ
3
: độ cứng thanh ngang
_ Sau khi tính toán tải ra tiết diện cột và dàn. Kiểm tra lại chỉ số trên nếu thấy sai khác quá 30%
thì giả thiết và tính toán lại.
VD:
1
2
J
J
=10
10 6
6
=
4
6
>30%
giả thiết và tính toán lại
I / xác định nội lực do tĩnh tải mái gây ra:
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
_ DO cột trên và cột dưới giật bật lệch tâm nên tải trọng thẳng đứng từ cột trên truyền xuống cột
dưới sẽ gây ra môment lệch tâm.
M
g
= N*e ; N= G
tt
*
2
L
; e=
2
hd ht
M
g
= G
tt
m
*
2
L
*(
2
hd ht
) với N: tỉnh tải mái gây ra
-
Biểu đồ nội lực trong sơ đồ 1-a: M
B
= -
2
*
12
2* 1
tt
m
L
G
K
KB
, M
A
=
*
KA
KB
M
B
- Biểi đồ nội lực trong sơ đồ 1-b: M
A
= K
A
* (-M
g
)
M
B
= K
B
* (-M
g
)
M
C
= K
C
* (-M
g
)
M
D
= K
D
* (-M
g
)
(K
A
; K
B
;
K
C
;K
D
tra bảng tab 1.2.3)
-Biểu đồ nội lực trong sơ đồ 1= 1-a + 1-b
VÍ DỤ: G
tt
m
= 32,44 KN/m ; L=27m; H
d
= 9,650m ; H
t
=3700m.
Bài làm:
N= G
tt
m *
2
L
= 32,44 *
27
2
=437,94 KN/m
e =
2
hd ht
= 0,25 m
M
g
= N*e = 437,94*0,25= 109,5 KN.m
a/ xác định biểu thức trong sơ đồ 1-a:
ta có: K=
3
1
J
L
J
h
=
3
*
1
J h
J L
=5*
13,35
( ) 5* 2,5
27
Ht Hd
L
ta có : M
B
= -
2
*
12
2* 1
tt
m
L
G
K
KB
2
27
32,44*
12
306,3
2,5
2* 1
0,92
(KN.m) ( K
B
:tra bảng tab 1.2.1)
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
M
A
= *
KA
KB
M
B
=
0,806
0,92
* (-306,3)= 268,3 KN.m
M nhịp= G
tt
m *
2
8
L
- M
B
= 32,44*
2
27
8
- 306,3 = 2649,8 (KN.m)
M
C
= M
D
= M
B
– H
t
*
A B
t d
M M
H H
A
306,3
A
147,05
A
2649,8
A
M(1-a)
A
268,3
A
KN.m
-
b/ Nội lực trong biểu đồ 1-b :
M
A
= K
A
* (-M
g
) = 0,367 * (-1,095) = -40,2 (KN.m) (K
A
; K
B
;
K
C
;K
D
tra bảng tab 1.2.3)
M
B
= K
B
* (-M
g
) = -0,132* (-1,095) = 14,5 (KN.m)
M
C
= K
C
* (-M
g
) = -0,716 * (-1,095) = 78,4 (KN.m)
M
D
= K
D
* (-M
g
) = 0,284 * (-1,095) = -31,1 (KN.m)
(K
A
; K
B
;
K
C
;K
D
tra bảng tab 1.2.3)
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
14,5
78,4
31,1
40,2
M(1-b)
KN.m
291,8
A
2664,3
M1
228,1
A
KN.m
68,65
178,15
Biểu đồ lực cắt được suy ra từ biểu đồ môment. Giá trị lực cắt bằng tang của môment hợp với lực
cột:
9,65
7,43
228,1
30,7
228,1
7,43
x y
y
x y
tg
y
219
30,7 30,7
30,7
219
219
Q1
(KN)
+
-
Q1
(KN)
+
-
-
II / Xác định nội lực do hoạt tải mái:
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
_ Lập tỉ số: m=
tt
m
tt
m
H
G
( H
tt
m
: hoạt tải mái ; G
m
tt
: tỉnh tải mái )
_ Giá trị biểu đồ nội lực : M
2
= m*M
1
Q
2
= m*Q
1
N
2
= m*N
1
VÍ DỤ: Ta có H
tt
m
= 5,4 (KN.m) ; G
tt
m
= 32,44 (KN.m)
m=
5,4
32,44
=0,17
(KN.m)
M2
49,6
30,3
11,6
38,7
452,9
III / Xác định nội lực do tải trọng đứng cầu trục:
_ Tính môment lệch tâm : M
max
; M
min
.
M
max
= D
max
* e
M
min
= D
min
* e
( với e là kc từ tâm cột đến tâm ray. e= h
d
/2)
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
Xác định BĐNL M
∆
:
M
A
= K
A
*
2
1EJ
h
M
B
= K
B
*
2
1EJ
h
( K
A
; K
B
: Tra bảng tab 1.2.2)
Xác định BĐNL M
0
P:
+ Cột trái:
M
A
= K
A
* M
max
M
B
= K
B
* M
max
M
C
= K
C
* M
max
M
D
= K
D
* M
max
+ Cột phải:
M
A
= K
A
* M
min
M
B
= K
B
* M
min
M
C
= K
C
* M
min
M
D
= K
D
* M
min
( K
A
; K
B ;
K
C ;
K
D
: Tra bảng tab 1.2.3 )
_ Lập phương trình chính tắc:
r
11
*∆ + R
1
P = 0
∆ = -
1
11
R P
r
ta có : r
11
= -2R
B
= -2(K’
B
*
1
3
EJ
h
)
R
1
P = -
'
B
K
h
(M
max
– M
min
)
∆
BĐNL M
3
= M
∆
+ M
0
P
( Với K
B
; K’
B
tra bảng tab 1.2.3)
-Biểu đồ nội lực trong sơ đồ 3= ∆*M
∆
+ M
0
P
VÍ DỤ: D
max
= 607,8 (KN) ; D
min
= 190,2 (KN) . Xác định môment lệch tâm?
Bài làm:
M
max
= D
max
* e = 607,8 * 0,5 = 303,9 (KN.m)
M
min
= D
min
* e = 190,2 * 0,5 = 95,1 (KN.m)
Xác định BĐNL M
∆
:
M
A
= K
A
*
2
1EJ
h
=- 4,224*
2
1
13,35
EJ
= - 0,024 EJ1
M
B
= K
B
*
2
1EJ
h
=1,726*
2
1
13,35
EJ
= 0,0097 EJ1
K
A
; K
B
: Tra bảng tab 1.2.2
K
A
= - 4,224 ; K
B
= 1,726
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
0,0097EJ1
0,024EJ1
M
Xác định BĐNL M
0
p:
Tra bảng tab 1.2.3
K
A
= 0,368 ; K
B
= -0,131 ; K
C
= - 0,717 ; K
D
=0,283
_ Cột trái :
M
A
= K
A
* M
max
= 0,368*303,9 = 111,84 (KN.m)
M
B
= K
B
* M
max
= - 0,131*303,9 = - 39,8 (KN.m)
M
C
= K
C
* M
max
= - 0,717*303,9= - 217,9 (KN.m)
M
D
= K
D
* M
max
= 0,283 * 303,9= 86 (KN.m)
_ Cột phải :
M
A
= K
A
* M
min
= 0,368*95,1 = 34,9 (KN.m)
M
B
= K
B
* M
min
= - 0,131*95,1= - 12,4 (KN.m)
M
C
= K
C
* M
min
= -0,717 * 95,1 = - 68,1 (KN.m)
M
D
= K
D
* M
min
= 0,283 * 95,1 = 27 (KN.m)
39,8
217,9
86
111,84 34,9
27
68,1
12,4
MP
_ Lập phương trình chính tắc : r
11
* ∆ + R
1
P = 0
∆ = -
1
11
R P
r
Ta có : r
11
= -2R
B
= -2(K’
B
*
1
3
EJ
h
)
tra bảng tab 1.2.2
K’
B
= - 5,95
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
r
11
= -2*(-5,95*
2
1
13,35
EJ
) = 0,005 EJ1
R
1
P = -
'
B
K
h
(M
max
– M
min
)
tra bảng tab 1.2.3
K’
B
= 1,499
R
1
P= -
1,499
13,35
*( 303,9 – 95,1) = -23,44
∆ = -
1
2
13,35
EJ
=
1
4690
EJ
BĐNL M
3
= ∆*M
∆
+ M
0
P
•Cột trái: M
A
=
1
4690
EJ
*(-0,024EJ1) + 111,84 = -072 (KN.m)
M
B
=
1
4690
EJ
*0,0097EJ1 – 39,8 = 5,693 (KN.m)
M
C
=
1
4690
EJ
*0,00036EJ1 – 217,9 = -216,2 (KN.m)
M
D
=
1
4690
EJ
*0,00036EJ1 + 86 =87,7 (KN.m)
•Cột Phải: M
A
=
1
4690
EJ
*0,024EJ1 + 34,9 = 147,46 (KN.m)
M
B
=
1
4690
EJ
*(-0,0097EJ1) -12,4 = - 57,89 (KN.m)
M
C
=
1
4690
EJ
*(-0,00036EJ1) – 68,1 = - 69,79 (KN.m)
M
D
=
1
4690
EJ
*(-0,00036EJ1) + 27 = 25,31 (KN.m)
5,693
216,2
87,7
0,72
147,46
25,31
69,79
57,8
M3
KN.m
IV / Xác định nội lực do tải trọng đứng cầu trục (D
max
phải):
BĐNL M
4
lấy đối xung BĐNL M
3
.
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
5,693
216,2
87,7
0,72
147,46
25,31
69,79
57,8
M4
KN.m
Tự suy ra Q
4
và M
4
V / Xác định nội lực do tải trọng ngang của cầu trục: T
Cột trái:
X= H
t
+ h
dcc
L
Hd
Ht
X
M
M
M
* Xác định các giá trị của BĐNL M
:
1
2
1
2
*
*
A A
B B
E J
M K
h
E J
M K
h
K
A
, K
B
: tra bảng tab 1.2.2
*Xác định các giá trị của BĐNL M
0
P:
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
* *
* *
* *
* *
A A
B B
C C
E E
M K T h
M K T h
M K T h
M K T h
K
A
, K
B
, K
C
, K
E
: tra bảng tab 1.2.4
M
M
M
M
M
C
0P
Lập PT chính tắc:
r
11
* ∆ + R
1
P = 0
∆ = -
1
11
R P
r
Ta có : r
11
= -2R
B
= -2(K’
B
*
1
3
EJ
h
)
tra bảng tab 1.2.2
K’
B
(1)
R
1
P = - K’
B
* (-T) = K’
B
*T
tra bảng tab 1.2.4
K’
B
(2)
(1) và (2)
M
5
= * M
+ M
0
P
Ví dụ: cho T = 59,5(KN) . L=27(m) . H
t
= 3700 (mm) . H
d
= 9650 (mm)
x = 3700 – 700 = 3000 (mm)
* Xác định các giá trị của BĐNL M
:
1 1
1
2 2
1 1
1
2 2
* 4 , 2 2 4 * 0 , 0 2 4
1 3 , 3 5
* 1, 7 2 6 * 0 , 0 9 7
1 3 , 3 5
A A
B B
E J E J
M K E J
h
E J E J
M K E J
h
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
4,224
1.2.2
1,726
A
B
K
TAB
K
M
0,0097EJ1
ME=0,0023EJ1
MC=0,00036EJ1
0,024EJ1
*Xác định các giá trị của BĐNL M
0
P:
TAB 1.2.4
0,074; 0,105; 0,066; 0,076
A B C E
K K K K
* * 0 , 0 7 4 * 5 9 , 5 * 1 3 , 3 5 5 8 , 7 ( . )
* * 0 , 0 1 5 * 5 9 , 5 * 1 3 , 3 5 8 3 , 4 ( . )
* * 0 , 0 6 6 * 5 9 , 5 * 1 3 , 3 5 5 2 , 4 ( . )
* * 0 , 0 7 6 * 5 9 , 5 * 1 3 , 3 5 6 0 , 3 ( . )
A A
B B
C C
E E
M K T h K N m
M K T h K N m
M K T h K N m
M K T h K N m
83,4
60,3
52,4
58,7
M0P
Lập PT chính tắc:
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
r
11
* ∆ + R
1
P = 0
∆ = -
1
11
R P
r
Ta có : r
11
= -2R
B
= -2(K’
B
*
1
3
EJ
h
)
tra bảng tab 1.2.2
K’
B
=- 5,95
1
11 1
2
1
2 5,95 * 0,005
13,35
' * ' *
B B
EJ
r EJ
R P K T K T
Tra bảng tab 1.2.4
K’
B
= 0,806
1
R P= 0,086* 59,5= 47,96
Do đó
1 1
47,96 9592
0,005EJ EJ
*Tính các giá trị trong BĐNL M
5
:
5 0
*M M M P
+ Cột trái :
1
1
1
1
1
1
1
1
9592
* 0,024 58,7 288,91( . )
9592
* 0,0097 83,4 9,64( . )
9592
* 0,00036 52,4 55,85( . )
9592
* 0,0023 60,3 82,36( . )
A
B
C
E
M EJ KN m
EJ
M EJ KN m
EJ
M EJ KN m
EJ
M EJ KN m
EJ
+ Cột phải:
1
1
1
1
1
1
1
1
9592
* 0, 024 230, 21( . )
9592
* 0, 0097 93, 04( . )
9592
* 0, 00036 3, 45( . )
9592
* 0, 0023 22, 06( . )
A
B
C
E
M EJ KN m
EJ
M EJ KN m
EJ
M EJ KN m
EJ
M EJ KN m
EJ
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
9,64
93,04
82,36
55,58
288,91 230,21
3,45
22,06
M5
(KN.m)
+
+
-
-
3,8
24,8
35,7
23,9
3,8
3,8
3,8
3,8
-
-
+
Q5
(KN)
N5
(KN)
VI / T tác dụng lên cột phải:
TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH
L
Hd
Ht
X
Giá trị của biểu đồ M
6
lấy đối cứng giá trị BĐNL M
5.
288,91
93,04
230,21
3,45
22,06
M6
(KN.m)
9,64
82,36
55,58
VII/ Xác Định nội lực do tải trọng gió ( Gió trái ):
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét