Bai_tap_ket_cau_thep....................

Bài tập Thép2 GV: TS.Ngô Hữu Cường
LVH _ K.07 1
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 2
 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.
:
- 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 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.
: 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 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.
: độ cứng khá lớn, chuyển
- Chuyển vị gối tựa tương đối nhỏ.

LVH _ K.07 3
- 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:
2
2
8( / ) , 1,05 ( )
30( / ) , 1,3
c
m Qg
c
Qp
g daN m chon
p daN m


  


 


 Xà gồ C10:
4 4 3 3
8,59( / ) , 1,05
174 , 20,4 , W 34,8 , W 6,46
c
xg Qg
x y x y
g daN m
I cm I cm cm cm

  


   


 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.
0
8
. 30 .1,2 8,59 54,53( / )
os os15
c
c c c
m
xg
g
q p d g daN m
c c

   
      
   
 
 
0
0
.sin 54,53.sin15 14,11( / )
. os 54,53. os15 52,67( / )
c c
x
c c
y
q q daN m
q q c c daN m


   

 
  


0
. . .
os
8
30.1,3 1,05 .1,2 8,59.1,05 66,255( / )
os15
c
c c
m
Qp Qg xg Qg
g
q p d g
c
daN m
c
  

 
   
 
 
 
    
 
 
0
0
.sin 66,255.sin15 17,15( / )
. os 66,255. os15 64( / )
x
y
q q daN m
q q c c daN m


   

 
  


Nếu sử dụng 1 thanh giằng xà gồ  = 20mm đặt ở giữa nhịp xà gồ.
 Moment uốn:
2 2
2 2
. 64 6
288( . )
8 8
.( / 2) 17,15 3
19,3( . )
8 8
y
x
x
y
q B
M daN m
q B
M daN m
 
  




   


Kiểm tra:
 Kiểm tra bền:
2 2
28800 1930
1126,35( / ) . 2100( / )
W W 34,8 6,46
y
x
c
x y
M
M
daN cm f daN cm
 
      
 Kiểm tra võng:
+ Độ võng tại giữa nhịp (điểm liên kết thanh căng):
3 3
6
.
5 5 0,5267.600 1 1
384 . 384 (2,1.10 ).174 247 200
c
y y
x
q L
L L E I L

 
 
       
 
 
+ Độ võng tại các điểm cách đầu xà gồ: z = 0,21.L = 0,21.6 = 1,26m
3 3
6
. 0,1411.600 1
2954. . 2954.(2,1.10 ).20,4 4152
c
x x
y
q L
L E I

  

LVH _ K.07 4
3 3
6
.
3,1 3,1 0,5267.600 1
384 . 384 (2,1.10 ).174 398
c
y y
x
q L
L E I

    
2
2 2 2
1 1 1 1
4152 398 396 200
y
x
L L L L

 

 
       
      
     
   
     
   
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.
0
( ó)
0
0
. . .w .
.( . ). os
os
1,2.0,7.0,92.125.1,2
0,9.(8,28.1,2 8,59). os15 103,9( / )
os15
Q e c c
y gi Qg m xg
c k d
q g d g c
c
c daN m
c

 

  
   
0
( ó)
0
0
. .w .
.( . ). os
os
0,7.0,92.125.1,2
0,9.(8,28.1,2 8,59). os15 83,9( / )
os15
c c c
e
y gi Qg m xg
c k d
q g d g c
c
c daN m
c
 

  
   
0
.( . ). os 0,9.(8,28.1,2 8,59). os15 16,07( / )
c c
x Qg m xg
q g d g c c daN m
 
    
Vì qy,gió > qy = 64(daN/m)  Cần kiểm tra xà gồ chịu gió.
Kiểm tra gió:
 Kiểm tra bền:
2 2
( ó)
2 2
. 103,9 6
467,55( . )
8 8
.( / 2) 16,07 3
18,08( . )
8 8
y gi
x
x
y
q B
M daN m
q B
M daN m
 
  




   


2 2
46755 1808
1623,4( / ) . 2100( / )
W W 34,8 6,46
y
x
c
x y
M
M
daN cm f daN cm
 
      
 Kiểm tra võng:
3 3
( ó)
6
.
5 5 0,839.600 1 1
384 . 384 (2,1.10 ).174 155 200
c
y y gi
x
q L
L L E I L

 
 
       
 
 
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).
0
( ó)
0
0
. .w .
.( . ). os
os
0,7.0,92.125.1,2
0,9.(8,28.1,2 10,9). os15 81,89( / )
os15
c c c
e
y gi Qg m xg
c k d
q g d g c
c
c daN m
c
 

  
   
Kiểm tra võng:
3 3
( ó)
6
.
5 5 0,8189.600 1 1
384 . 384 (2,1.10 ).304 277 200
c
y y gi
x
q L
L L E I L

 
 
       
 
 
Bài 3: (GK 23/10/2003)

LVH _ K.07 5
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 Pc
max = 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:
1
2
3
4
1
6 6,3 4,4
0,6833
6
1,95
6 4,4
0,2667
6
0
K
i
y
B B K
y
B
y
B K
y
B
y
 

    
  

 

  
  


 

Lực Dmax , Dmin của cầu trục tác dụng lên cột:
ax ax
. . . 1,1.0,85.220.1,95 401,12( )
c
m Q th m i
D n P y kN

  

min ax
0
200 360
220 60( )
2
c c
m
Q G
P P kN
n
 
    

LVH _ K.07 6
min min
. . . 1,1.0,85.60.1,95 109,4( )
c
Q th i
D n P y kN

  

Tổng lực hãm ngang tiêu chuẩn tác động lên toàn cầu trục:
0
.( ). 0,1.(200 85).2
14,25( )
4
c
xc xc
xc
f Q G n
T kN
n

 
  
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục:
1
0
.( ). 0,1.(200 85).2
7,125( )
. 2.4
c
c xc xc
xc
f Q G n
T kN
n n

 
  
Lực xô ngang T của cầu trục (tác động lên cột):
1
. . . 1,1.0,85.7,125.1,95 12,38( )
c
Q th i
T n T y kN

  

2/
 Tải gió lên tường dọc qui về phân bố trên cột khung:
0
. . .w .
d Q d
q c k B


0
. . .w .
h Q h
q c k B


2
0
1,2 , 0,8 , 0,6
w 83 / , 6
Q h d
c c
daN m B m
    



 


 Cách 1: (An toàn, dùng trong đồ án)
14 5,5 19,5 1,13
h m k
    
 Cột giữa:
0
. . .w . 1,2.0,8.1,13.83.6 540,23( / )
d Q d
q c k B daN m

  
0
. . .w . 1,2.0,6.1,13.83.6 405,2( / )
h Q h
q c k B daN m

  
 Cột biên:
540,23/ 2 270,12( / )
d
q daN m
 
405,2 / 2 202,6( / )
h
q daN m
 
 Cách 2:
Độ cao
(m)
k
qđ
(daN/m)
qh
(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 7
Sử dụng pp qui moment tương đương về tại chân cột: (tính cho cột giữa)
 
2
2*(401,6*5*2,5 478,08*5*7,5 530,67*5*12,5
540,23*4,5*17,25) / 19,5 515,71( / )
d
m
q
daN m
  
 
 
2
2*(301,19*5*2,5 358,56*5*7,5 398*5*12,5
405,17*4,5*17,25) / 19,5 386,78( / )
h
m
q
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:
1 2
0
. . . . .
2
Q i i
k k
W w B c h


 
1 3
2 4
2,2 , 1,5
.
0,6
4
h m h m
L i
h h m
 



  


 Tại vị trí cao độ thanh cánh dưới:
1 1
14 5,5 19,5 1,182
h m k
    
 Tại vị trí cao đỉnh mái:
2 2
19,5 2,2 1,5 2.0,6 24,4 1,247
h m k
      
 Vậy:
1,182 1,247
1,2* *0,83*6*(0,8*2,2 0,54*0,6
2
0,7*.1,5 0,8*0,6 ) 14,56( )
m m
d
m m
W
kN

 
 
 
 
  
1,182 1,247
1,2* *0,83*6*[0,6*(2,2+0,6+1,5+0,6)] 21,34( )
2
h
W kN

 
 
 
 
W W 14,56 21,34 35,9( )
d h
W kN
    
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)
K/cách từ đỉnh ray đến mặt trên xe con H (mm)
K/cách từ trục ray đến mút cầu trục B1 (mm)
K/cách từ đỉnh ray đến mặt dưới cầu trục F (mm)
4400
2400
260
450
4400
2300
260
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 Ptc
max (T)
Như trên khi xe con đứng phía bên kia Ptc
min (T)
22
5,8
14,5
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)
Trọng lượng cầu trục Gct (T)
8,4
35,5
5,2
19,5

LVH _ K.07 8
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 9
1
2
3
4
1
6 6,3 4,4
0,6833
6
1,95
6 4,4
0,2667
6
0
K
i
y
B B K
y
B
y
B K
y
B
y
 

    
  

 

  
  


 

Cột C-5:
 Tính Dmax , Dmin :
ax ax
. . . 1,1.0,85.14,5.1,95 26,44( )
c
m Q th m i
D n P y T

  

min ax
. . . 1,1.0,85.2,8.1,95 5,11( )
c
Q th m i
D n P y T

  

 Tính Tmax :
1
0
.( ). 0,2.(12 5,2).2
0,86( )
. 2.4
c
c xc xc
xc
f Q G n
T T
n n

 
  
5
ax 1
. . . 1,1.0,85.0,86.1,95 1,568( )
C c
m Q th i
T n T y T


  

Cột trục A-5:
 Tính Dmax :
ax 22 14,5 26,5( )
c
m
P T
  
ax ax
. . . 1,1.0,85.26,5.1,95 48,32( )
c
m Q th m i
D n P y T

  

 Tính Tmax :
1
0
.( ). 0,2.[(20 12) (8,4 5,2)].2
2,28( )
. 2.4
c
c xc xc
xc
f Q G n
T T
n n

   
  
5
ax 1
. . . 1,1.0,85.2,28.1,95 4,16( )
A c
m Q th i
T n T y T


  

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:
Đặc tính
Nhịp 24m
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)
K/cách từ đỉnh ray đến mặt trên xe con H (mm)
K/cách từ trục ray đến mút cầu trục B1 (mm)
K/cách từ đỉnh ray đến mặt dưới cầu trục F (mm)
4400
2400
260
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 Ptc
max (T)
Như trên khi xe con đứng phía bên kia Ptc
min (T)
22
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 10
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 11
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:

LVH _ K.07 12
1
2
3
4
( ) / 2
0,842
( ) / 2
0,108
1,95
6 4,4
0,2667
6
0
K
K
i
B B K
y
B
B B K
y
y
B
B K
y
B
y
  
  

  
  
 


 
   


 

ax ax
min min
. . . 1,1.0,85.22.1,95 40,11( )
. . . 1,1.0,85.5,8.1,95 10,57( )
c
m Q th m i
c
Q th i
D n P y T
D n P y T


  
  


 Tính Tmax :
1
0
.( ). 0,2.(20 8,4).2
1,42( )
. 2.4
c
c xc xc
xc
f Q G n
T T
n n

 
  
5
ax 1
. . . 1,1.0,85.1,42.1,95 2,59( )
A c
m Q th i
T n T y T


  

Cột A-11:
1
2
( ) / 2
0,842
0,95
( ) / 2
0,108
K
i
K
B B K
y
B y
B B K
y
B
  
  

 

  
 



ax ax
min min
. . . 1,1.0,85.22.0,95 19,54( )
. . . 1,1.0,85.5,8.0,95 5,15( )
c
m Q th m i
c
Q th i
D n P y T
D n P y T


  
  


 Tính Tmax :
1
0
.( ). 0,2.(20 8,4).2
1,42( )
. 2.4
c
c xc xc
xc
f Q G n
T T
n n

 
  
5
ax 1
. . . 1,1.0,85.1,42.0,95 1,26( )
A c
m Q th i
T n T y T


  

----------------------------------------------------------------------------------------
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 13
 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
 k1 = 1,1: CĐLV trung bình , nặng và với CĐLV của cẩu treo
 B > 12m: k1 = 1,1 : CĐLV rất 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 :
1 ax
. . . c
Q th m
P k n P


2
K
x 
2
ax
(2 ) .
8
m
L K P
M
L


 Vmax :
ax
(2 ).
m
L K P
V
L


 Mmax :
1 ax
. . . c
Q th m
P k n P


2
2
K
x 
2
2 1 2
ax
(2 )
.
4 2
m
L K K K
M P
L
 
 
 
  
 
 
 
 Vmax :
1
ax
(4 2 ).
m
L K P
V
L



LVH _ K.07 14
 Mmax :
1 ax
. . . c
Q th m
P k n P


2
3
K B
x


2
ax
(3 2 )
.
12
m
L B K
M P B K
L
 
 
  
 
 
 Vmax :
ax
ax
(3 2 ).
( )
(2 ).
( )
m
m
L B K P
V khi L B
L
L B K P
V khi L B
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 Ptc
max = 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:
1 ax
. . . 1.1,1.0,85.89 83,22( )
c
Q th m
P k n P kN

  
Với: Cầu trục có CĐLV nhẹ: k1 = 1
Tải ngang tính toán của 1 bánh xe:
2 1
. . . 1.1,1.0,85.5,5 5,14( )
c
Q th
T k n T kN

  
Cầu trục có CĐLV nhẹ: k2 = 1
Xác định Mmax :
2 2.3,5 5 2
( )
3 3 3
K B
x m
 
  

LVH _ K.07 15
2
ax
2
(3 2 )
.
12
(3.7,2 5 2.3,5)
83,22. 5 3,5
12.7,2
245,19( . )
m
L B K
M P B K
L
kN m
 
 
  
 
 
 
 
  
 
 

Xác định Mx , My :
7,2 1,034 ( oi s )
L m n uy

  
ax
. 1,034.245,19 253,53( . )
x m
M M kN m

  
max. 253,53.5,14
15,14( . )
83,22
y
M T
M kN m
P
  
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:
. 45,5.2,88 (1.62,2).(0,9 62,2 / 2) (1,2.20).(0,9 62,2 1,2 / 2)
27,7( )
45,5 1.62,2 1,2.20
i i
x
i
A y
z cm
A
    
  
 


 X/đ Wct,t/d
n,x :
2
3
2
2
3
4
1.62,2 62,2
[302 45,5.(27,7 2,88) ] (1.62,2). 0,9 27,7
12 2
20.1,2 1,2
(20.1,2). 36,6
12 2
80641,9( )
x
I
cm
 
 
      
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 
 
 
 

, 3
,
80641,9
W 2911,3( )
27,7
ct t x
n x
x
I
cm
z
  

LVH _ K.07 16
, 3
,
80641,9
W 2203,3( )
36,6
ct d x
n x
x
I
cm
h z
  

 X/đ Wdh
y :
4
I 4450( )
y cm

3
2 2.4450
W 350,4( )
25,4
y
dh
y
y
I
cm
h
  
Kiểm tra:
 ƯS ở thớ cánh trên dầm:
2
,
,
2
25353 1514
13,03( / )
W W 2911,3 350,4
25
. . .1 23,81( / ) ( )
1,05
y
x
t ct t dh
n x y
y
c c
M
M
M
kN cm
f
f kN cm thoa

 

    
   
   
   
 
 
CĐLV nhẹ: c = 1
 ƯS ở thớ cánh dưới dầm:
2 2
,
,
25353
11,5( / ) . 23,81( / ) ( )
W 2203,3
x
d c
ct d
n x
M
kN cm f kN cm thoa
 
    
 Độ võng:
Mô men tiêu chuẩn lớn nhất trong dầm do 1 cầu trục ở vị trí bất lợi nhất:
3,5
1,75
2 2
K
x m
  
2
ax
ax
2
(2 ) .
8
(2.7,2 3,5) .89
183,578( . )
8.7,2
c
c m
m
L K P
M
L
kN m



 
ax 1,034.183,578 189,82( . )
c c
m
M M kN m

  
3
. 189,82.100.720 1 1
( )
10.E.I 10.(21.10 ).80641,9 1239 600
c
x
x
M L
thoa
L L
 
 
    
 
 
2. TH 1 cầu trục:
Áp lực thẳng đứng tính toán của 1 bánh xe:
1 ax
. . . 1.1,1.1.89 97,9( )
c
Q th m
P k n P kN

  
Với: Cầu trục có CĐLV nhẹ: k1 = 1
2 1
. . . 1.1,1.1.5,5 6,05( )
c
Q th
T k n T kN

  
Cầu trục có CĐLV nhẹ: k2 = 1
3,5
1,75
2 2
K
x m
  
2
ax
2
(2 ) .
8
(2.7,2 3,5) .97,9
201,936( . )
8.7,2
m
L K P
M
L
kN m



 
7,2 1,034 ( oi s )
L m n uy

  
ax
. 1,034.201,936 208,8( . )
x m
M M kN m

  

LVH _ K.07 17
max. 201,936.6,05
12,48( . )
97,9
y
M T
M kN m
P
  
X/đ các đặc trưng hình học: như trên
Kiểm tra:
2
,
,
2
20880 1248
10,73( / )
W W 2911,3 350,4
25
. . .1 23,81( / ) ( )
1,05
y
x
t ct t dh
n x y
y
c c
M
M
M
kN cm
f
f kN cm thoa

 

    
   
   
   
 
 
CĐLV nhẹ: c = 1
2 2
,
,
20880
9,48( / ) . 23,81( / ) ( )
W 2203,3
x
d c
ct d
n x
M
kN cm f kN cm thoa
 
    
 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:
 Áp lực tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray khi xe con mang
 vật nặng đến gần sát phía ray đó Ptc
max = 135kN.
= 6,75kN.
.L2
/(10EIx) và độ võng cho phép là (/L) = 1/600.
Giải:
1/ TH 1 cầu trục:
1 ax
. . . 1,1.1,1.1.135 163,35( )
c
Q th m
P k n P kN

  
Với: L = 9m ≤ 12m và cầu trục có CĐLV trung bình  k1 = 1,1
2 1
. . . 1.1,1.1.6,75 7,425( )
c
Q th
T k n T kN

  
4,4
2,2
2 2
K
x m
  
2
ax
2
(2 ) .
8
(2.9 4,4) .163,35
419,628( . )
8.9
m
L K P
M
L
kN m



 
9 1,04 ( oi s )
L m n uy

  
ax
. 1,04.419,628 436,413( . )
x m
M M kN m

  

LVH _ K.07 18
max. 419,628.7,425
19,074( . )
163,35
y
M T
M kN m
P
  
 X/đ Wct,t/d
n,x :
2
3 3
4
0,8.90 21,4.1,2 90 1,2
2. 2. (21,4.1,2).
12 12 2
204002,1( )
x
I
cm
 
  
 
  
 
   
 
 
   

, , 3
, ,
2 204002,1
W W 4415,63( )
46,2
ct t ct d x
n x n x
x
I
cm
h
   
 X/đ Wdh
y : (chỉ tính cho cánh trên)
2
3
1,2.21,4
W 91,6( )
6
dh
y cm
 
Kiểm tra:
2
,
,
2
43641,3 1907,4
30,7( / )
W W 4415,63 91,6
25
. . .1 23,81( / ) ( )
1,05
y
x
t ct t dh
n x y
y
c c
M
M
M
kN cm
f
f kN cm khong thoa

 

    
   
   
   
 
 
CĐLV trung bình: c = 1
2 2
,
,
43641,3
9,88( / ) . 23,81( / ) ( )
W 4415,63
x
d c
ct d
n x
M
kN cm f kN cm thoa
 
    
 Độ võng:
2 2
ax
ax
(2 ) . (2.9 4,4) .135
346,8( . )
8 8.9
c
c m
m
L K P
M kN m
L
 
  
ax 1,04.346,8 360,672( . )
c c
m
M M kN m

  
3
. 360,672.100.900 1 1
( )
10.E.I 10.(21.10 ).204002,1 1320 600
c
x
x
M L
thoa
L L
 
 
    
 
 
Vậy: Cánh dưới dầm không thỏa điều kiện ƯS
2/ TH 2 cầu trục: Tham khảo
1 ax
. . . 1,1.1,1.0,85.135 138,85( )
c
Q th m
P k n P kN

  
Với: L = 9m ≤ 12m và cầu trục có CĐLV trung bình  k1 = 1,1
2 1
. . . 1.1,1.0,85.6,75 6,31( )
c
Q th
T k n T kN

  

LVH _ K.07 19
2 2.4,4 6,3
0,833( )
3 3
K B
x m
 
  
2 2
ax
(3 2 ) (3.9 6,3 2.4,4)
. 138,85. 6,3 4,4
12 12.9
507,9( . )
m
L B K
M P B K
L
kN m
   
   
     
   
   

9 1,04 ( oi s )
B m n uy

  
ax
. 1,04.507,9 528,22( . )
x m
M M kN m

  
max. 507,9.6,31
23,08( . )
138,85
y
M T
M kN m
P
  
X/đ các đặc trưng hình học: (như trên)
Kiểm tra:
2
,
,
2
52822 2308
37,16( / )
W W 4415,63 91,6
25
. . .1 23,81( / ) ( )
1,05
y
x
t ct t dh
n x y
y
c c
M
M
M
kN cm
f
f kN cm khong thoa

 

    
   
   
   
 
 
CĐLV trung bình: c = 1
2 2
,
,
52822
11,96( / ) . 23,81( / ) ( )
W 4415,63
x
d c
ct d
n x
M
kN cm f kN cm thoa
 
    
 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:
 Áp lực tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục lên ray khi xe con mang
 vật nặng đến gần sát phía ray đó Ptc
max = 87kN.
= 1,8kN.

LVH _ K.07 20
.L2
/(10EIx) và độ võng cho phép là (/L) = 1/600.Hệ số
điều kiện làm việc c = 0,9.
Giải:
1/ TH 1 cầu trục:
1 ax
. . . 1.1,1.1.87 95,7( )
c
Q th m
P k n P kN

  
Với: CĐLV nhẹ  k1 = 1
2 1
. . . 1.1,1.1.1,8 1,98( )
c
Q th
T k n T kN

  
3,5
1,75( )
2 2
K
x m
  
2
ax
2
(2 ) .
8
(2.6 3,5) .95,7
144,05( . )
8.6
m
L K P
M
L
kN m



 
6 1,03
L m 
  
ax
. 1,03.144,05 148,372( . )
x m
M M kN m

  
max. 144,05.1,98
2,98( . )
95,7
y
M T
M kN m
P
  
 X/đ trục trung hòa x-x:
30,6.2,42 111,2.(50/ 2 0.56)
20,6( )
30,6 111,2
x
z cm
 
 

 X/đ Wct,t/d
n,x :
2
2
4
[208 30,6.(20,6 2,42) ]
50
+ 47800 111,2. 0,56 20,6 60857,4( )
2
x
I
cm
  
 
 
   
 
 
 
 
 
, 3
,
60857,4
W 2954,24( )
20,6
ct t x
n x
x
I
cm
z
  
, 3
,
60857,4
W 2031,3( )
29,96 29,96
ct d x
n x
I
cm
  
 X/đ Wdh
y :
3
4
1,6.20
2900 3966,67( )
12
y
I cm
  
3
2
W 396,67( )
20
y
dh
y
I
cm
 
Kiểm tra:
2
,
,
2
14837,2 298
5,77( / )
W W 2954,24 396,67
25
. . .1 23,8( / ) ( )
1,05
y
x
t ct t dh
n x y
y
c c
M
M
M
kN cm
f
f kN cm thoa

 

    
   
   
   
 
 

LVH _ K.07 21
2 2
,
,
14837,2
7,3( / ) . 23,8( / ) ( )
W 2031,3
x
d c
ct d
n x
M
kN cm f kN cm thoa
 
    
 Độ võng:
2 2
ax
ax
(2 ) . (2.6 3,5) .87
130,953( . )
8 8.6
c
c m
m
L K P
M kN m
L
 
  
ax 1,03.346,8 134,882( . )
c c
x m
M M kN m

  
3
. 134,882.100.600 1 1
( )
10.E.I 10.(21.10 ).60857,4 1579 600
c
x
x
M L
thoa
L L
 
 
    
 
 
2/ TH 2 cầu trục: Tham khảo
1 ax
. . . 1.1,1.0,85.87 81,35( )
c
Q th m
P k n P kN

  
Với: CĐLV nhẹ  k1 = 1
2 1
. . . 1.1,1.0,85.1,8 1,68( )
c
Q th
T k n T kN

  
2 2.3,5 5 2
( )
3 3 3
K B
x m
 
  
2
ax
2
(3 2 )
.
12
(3.6 5 2.3,5)
81,35. 5 3,5
12.6
167,22( . )
m
L B K
M P B K
L
kN m
 
 
  
 
 
 
 
  
 
 

Xác định Mx :
6 1,03
L m 
  
ax
. 1,03.167,22 172,24( . )
x m
M M kN m

  
Xác định My :
max. 167,22.1,68
3,45( . )
81,35
y
M T
M kN m
P
  
----------------------------------------------------------------------------------------
Phần 4: BỂ CHỨA CHẤT LỎNG
Bài 1: (CK 19-01-2010)
Cho bể chứa hình trụ bằng thép, đáy phẳng đặt trên móng BTCT có phủ đệm cát đặt tại TP-
HCM.Đường kính bể D = 15m, chiều cao chất lỏng chứa trong bể H = 10m, chiều dày thành bể t =
8mm.Trọng lượng riêng chất lỏng  = 7,8kN/m3
, áp lực dư của hơi trong bể pd = 0,02daN/cm2
, áp
lực chân không p0 = 0,002daN/cm2
.Nắp và thành bể có lớp cách nhiệt dày 10mm, tỷ trọng 1,5kN/m3
và bên ngoài có che tôn sóng 0,1kN/m2
.
Hệ số điều kiện làm việc đối với thành bể m = 0,8, đối với đường hàn n = 0,9.
Hệ số vượt tải đối với chất lỏng n1 = 1,1, đối với hơi n2 = 1,2.
1/ Kiểm tra ƯS thép thành sát đáy bể.
2/ Kiểm tra đường hàn góc liên kết thành và đáy bể.
3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành cách đáy bể 1,5m.

LVH _ K.07 22
4/ Kiểm tra hiệu ứng biên giữa thành và đáy bể.
5/ Kiểm tra ổn định thành bể.Đề ra biện pháp nếu không thỏa điều kiện ổn định.
Cho biết:
- Thép sử dụng CCT38 có fy = 25kN/cm2
, fu = 45kN/cm2
, fv = 0,58.f , E = 21000kN/cm2
.
- Hệ số độ tin cậy của vật liệu M = 1,05.
- Hàn đối đầu: fw = f (nén, kéo, uốn), fwv = fv (trượt).
- Hàn góc: fwf = 18kN/cm2
(theo kim loại mối hàn), fws = 0,45.fu (theo kim loại ở biên nóng
chảy).
Giải:
1/ Kiểm tra ƯS thép thành sát đáy bể:
 Áp lực tính toán ở đáy bể:
2
. . . 1,1.7,8.10 1,2.2 88,2( / )
x Qg L Qd d
p H p kN m
  
    
 Kiểm tra: (theo vật liệu đường hàn đối đầu)
2
25
23,8( / )
1,05
y
M
f
f kN cm

  
2 2
2
2
. 88,2.7,5
82687,5( / ) 8,27( / )
0,008
. 23,8.0,9 21,42( / ) ( )
x
c
p r
kN m kN cm
t
f kN cm thoa


   
  
2/ Kiểm tra đường hàn góc liên kết thành và đáy bể:
 Trọng lượng nắp bể:
 
 
2
2
. . . . . . .
1,1.0,008.78,5 1,2.0,01.1,5 1,1.0,1 . .7,5 144,7( )
n Qg s Qcn cn cn ts ts
G t t g r
kN
     

  
   
 Trọng lượng thành + nắp bể:
( . . . . ). .1
144,7
(1,1.0,008.78,5 1,2.0,01.1,5).10 .0,01 0,102( )
.15
cm
n
t Qg s Qcn cn cn
m
G
g t t H
D
kN
   


 
  
 
 
 
   
 
 
 Mô men uốn theo phương đường sinh:
   
0,3. . . . . . .1 0,3. 1,1.7,8.10 1,2.2 .7,5.0,008.1 1,588( . )
cm
Qg L Qd d
M H p r t kN cm
  
    
,min
2 2
,max ,min
8
5 ( , 43, 70)
250 / 430 /
1,2 6
f
y
f f
t mm
h mm TCVN bang trang
f N mm N mm
h h mm



 

 


  
Chọn hf = 5mm
Dùng pp hàn tay:
w f f
. 0,7.0,5 0,35( )
t h cm

  
2
w w w
2 . 2.0,35.1 0,7( )
cm
A t l cm
  
   
3 3
3 3
w w
3
w
w
2 1. 2.0,35 0,8 0,8
W 0,318( )
6(2 ) 6(2.0,35 0,8)
l t t t
cm
t t
   
   
   
  
 
 Kiểm tra:
2
w
w w
2
w
0,102 1,588
5,14( / )
W 0,7 0,318
. 18.0,9 16,2( / ) ( )
t
f c
g M
kN cm
A
f kN cm thoa


    
  

LVH _ K.07 23
Vậy đường hàn góc đủ khả năng chịu lực.
3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành cách đáy bể 1,5m:
 
0,3. . .( 1,5) . . . .1
0,3. 1,1.7,8.(10 1,5) 1,2.2 .7,5.0,008.1 1,356( . )
cm
Qg L Qd d
M H p r t
kN cm
  
 
  
 
   
 Trọng lượng thành + nắp bể:
( . . . . ). .1
144,7
(1,1.0,008.78,5 1,2.0,01.1,5).8,5 .0,01 0,091( )
.15
cm
n
t Qg s Qcn cn cn
m
G
g t t x
D
kN
   


 
  
 
 
 
   
 
 
 Kiểm tra:
w 8
t t mm
 
2
wt 2 2
w w
2
wt
6 6.1,356 0,091
12,6( / )
.1 .1 0,8 .1 0,8.1
. (0,85 ). (0,85.23,8).0,9 18,21( / ) ( )
t
cm cm
c c
g
M
kN cm
t t
f f kN cm thoa

 
    
   
4/ Kiểm tra hiệu ứng biên giữa thành và đáy bể:
2
1 2 2
2
6 0,102 6.1,588
15,02( / )
.1 .1 0,8.1 0,8 .1
. 23,8.0,8 19,04( / ) ( )
t
cm cm
c
g M
kN cm
t t
f kN cm thoa


    
  
5/ Kiểm tra ổn định thành bể:
 Do ƯS theo phương đường sinh:
 ƯS nén tới hạn theo phương đường sinh:
1
. .
min . ;
cr
C E t
f
r
 
 
  
 
Với:
23,8 7,5
0,97 0,00025 0,95 0,97 0,00025 0,95 0,274 0
21000 0,008
f r
E t

   
        
   
   
Vậy điều kiện ổn định không thỏa  Cần tăng chiều dày thành bể.
Chú ý: Nếu  < 0 thì tăng chiều dày thành bể, không tăng cường các vành cứng (vì đang sét
ƯS theo phương đứng).
 Do ƯS nén tới hạn theo phương vòng:
 ƯS nén tới hạn theo phương vòng:
3/2
3/2
2
2
10 7,5 0,008
1,33 0,55 0,55.21000 0,302( / )
7,5 10 7,5
cr
H r t
E kN cm
r H r

 
 
     
   
   
 ƯS nén đều theo phương vòng:
TP.HCM thuộc vùng II, H = 10m  k = 1,18
2
0 0 0
. 1,2.0,2 0,24( / )
Q
P p kN m

  
2
0 0
0,5 . . 0,5.0,83.0,8.1,18 0,392( / )
g Qw
P w k kN m

  
    2
2 0 0
2 2
2
. 0,9.7,5
0,392 0,24 533,25( / )
0,008
0,0533( / ) . 1.0,302( / ) ( )
c
g
c cr
n r
P P kN m
t
kN cm kN cm thoa

 
    
  
Không cần tăng cường các vành cứng hay tăng chiều dày thép thành bể.
Ghi chú: Nếu ƯS theo phương vòng không thỏa thì nên tăng cường các vành cứng.
 Kết luận: Cần tăng chiều dày thành bể để đảm bảo điều kiện ổn định.

LVH _ K.07 24
 Tham khảo cách tính 1:
 Trọng lượng mái (thép bể + lớp cách nhiệt + tôn sóng):
2
. . . . . 1,1.0,008.78,5 1,2.0,01.1,5 1,1.0,1 0,82( / )
m Qg s Qcn cn cn Qts ts
G t t p kN m
    
      
 Áp lực chân không:
2
0 0 0
. 1,2.0,2 0,24( / )
Q
P p kN m

  
 Áp lực gió: TP.HCM  w0 = 83kG/m2
= 0,83kN/m2
2
w 0
. .w 0,8.0,8.0,83 0,531( / )
g Q
P c kN m

  
 Trọng lượng thân và lớp cách nhiệt quanh thân nằm trên đáy bể:
   
. . . . . 1,1.78,5.0,008 1,2.1,5.0,01 .10 7,088( / )
t Qg s Qcn cn cn
G t t H kN m
   
    
 ƯS nén đều theo phương đường sinh:
 
 
1 0
2 2
.
2
7,5 7,088
0,82 0,9. 0,24 0,531
2.0,008 0,008
1147,6( / ) 0,115( / )
t
m c g
G
r
G n P P
t t
kN m kN cm
  
   
 
   
 
 
 
Bài 2: (CK 10-01-2009)
Cho bể chứa hình trụ bằng thép, đáy phẳng đặt trên móng BTCT có phủ đệm cát.Đường kính bể D
= 15m, chiều cao chất lỏng chứa trong bể H = 10m, chiều dày thành bể t = 7mm.Trọng lượng riêng
chất lỏng  = 7,8kN/m3
, áp lực chân không p0 =
0,0025daN/cm2
.
1/ Kiểm tra ƯS thép thành sát đáy bể.
2/ Kiểm tra hiệu ứng biên giữa thành và đáy bể.
3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành và đáy bể.
4/ Kiểm tra ổn định thành bể.Đề ra biện pháp nếu không thỏa điều kiện ổn định.
Cho biết:
, fu = 45kN/cm2
, fv = 0,58.f , E = 21000kN/cm2
.
chảy).
Giải:
1/ Kiểm tra ƯS thép thành sát đáy bể:
2
. . . 1,1.7,8.10 1,2.2 88,2( / )
x Qg L Qd d
p H p kN m
  
    
 Kiểm tra:
2
25
23,8( / )
1,05
y
M
f
f kN cm

  
2 2
2
2
. 88,2.7,5
82687,5( / ) 8,27( / )
0,008
. 23,8.0,9 21,42( / ) ( )
x
c
p r
kN m kN cm
t
f kN cm thoa


   
  
2/ Kiểm tra hiệu ứng biên giữa thành và đáy bể:

LVH _ K.07 25
 
 
2
2
. . . . .
1,1.0,007.78,5 1,2.0,25 . .7,5 159,83( )
n Qg s Qcn cn
G t g r
kN
   

 
  
 Trọng lượng thành và nắp bể:
( . . . ). .1
159,83
(1,1.0,007.78,5 1,2.0,25).10 .0,01 0,124( )
.15
cm
n
t Qg s Qcn cn
m
G
g t g H
D
kN
  


 
  
 
 
 
   
 
 
   
0,3. . . . . . .1 0,3. 1,1.7,8.10 1,2.2 .7,5.0,007.1 1,389( . )
cm
Qg L Qd d
M H p r t kN cm
  
    
 Kiểm tra:
2
1 2 2
2
6 0,124 6.1,389
17,19( / )
.1 .1 0,7.1 0,7 .1
. 23,8.0,8 19,04( / ) ( )
t
cm cm
c
g M
kN cm
t t
f kN cm thoa


    
  
3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành và đáy bể:
w 7
t t mm
 
2
wt 2 2
w w
2
wt
6 6.1,389 0,124
16,83( / )
.1 .1 0,7 .1 0,7.1
. (0,85 ). (0,85.23,8).0,9 18,21( / ) ( )
t
cm cm
c c
g
M
kN cm
t t
f f kN cm thoa

 
    
   
1
. .
min . ;
cr
C E t
f
r
 
 
  
 
Với:
23,8 7,5
0,97 0,00025 0,95 0,97 0,00025 0,95 0,45 0
21000 0,007
f r
E t

   
        
   
   
Điều kiện ƯS theo phương đứng không thỏa  Cần tăng chiều dày thành bể.
3/2
3/2
2
2
10 7,5 0,007
1,33 0,55 0,55.21000 0,247( / )
7,5 10 7,5
cr
H r t
E kN cm
r H r

 
 
     
   
   
TP.HCM thuộc vùng II, H = 10m  k = 1,18
2
0 0 0
. 1,2.0,25 0,3( / )
Q
P p kN m

  
2
0 0
0,5 . . 0,5.0,83.0,8.1,18 0,392( / )
g Qw
P w k kN m

  
    2
2 0 0
2 2
2
. 0,9.7,5
0,392 0,3 667,3( / )
0,007
0,0667( / ) . 1.0,247( / ) ( )
c
g
c cr
n r
P P kN m
t
kN cm kN cm thoa

 
    
  
Không cần tăng cường các vành cứng hay tăng chiều dày thành bể.
 Kết luận: Cần tăng chiều dày thành bể để đảm bảo điều kiện ổn định.
Bài 3: (CK 09-01-2008)
Cho bể chứa hình trụ bằng thép, đáy phẳng đặt trên móng BTCT có phủ đệm cát.Đường kính bể D
= 15m, chiều cao chất lỏng chứa trong bể H = 8m.Trọng lượng riêng chất lỏng 1 = 800daN/m3
, áp
lực dư của hơi trong bể pd = 0,2daN/cm2
, áp lực chân không p0 = 0,035daN/cm2
.

LVH _ K.07 26
Xác định chiều dày thành bể nhằm đảm bảo:
1/ Điều kiện bền cho thành bể.
2/ Hiệu ứng biên và từ đó tính đường hàn (góc hoặc đối đầu) liên kết thành và đáy bể.
3/ Điều kiện ổn định thành bể.Có thể đề xuất biện pháp nhằm đảm bảo ổn định thành bể nhưng
không ảnh hưởng đến điều kiện bền của thành bể.
Cho biết:
, fu = 45kN/cm2
, fv = 0,58.f , E = 21000kN/cm2
.
chảy).
Giải:
1/ Xác định chiều dày thành bể theo điều kiện bền:
2
. . . 1,1.8.8 1,2.20 94,4( / )
x Qg L Qd d
p H p kN m
  
    
 Điều kiện theo vật liệu đường hàn:
2
. 94,4.(7,5.10 )
0,33( )
. 23,8.0,9
x
c
p r
t cm
f 

  
Chọn bề dày thành bể t = 8mm (chọn để thỏa điều kiện hiệu ứng biên)
2/
Kiểm tra hiệu ứng biên giữa thành và đáy bể:
 
 
2
2
. . . . .
1,1.0,008.78,5 1,2.0,25 . .7,5 175,09( )
n Qg s Qcn cn
G t g r
kN
   

 
  
 Trọng lượng thành và nắp bể:
( . . . ). .1
175,09
(1,1.0,008.78,5 1,2.0,25).8 .0,01 0,116( )
.15
cm
n
t Qg s Qcn cn
m
G
g t g H
D
kN
  


 
  
 
 
 
   
 
 
   
0,3. . . . . . .1 0,3. 1,1.8.8 1,2.20 .7,5.0,008.1 1,699( . )
cm
Qg L Qd d
M H p r t kN cm
  
    
 Kiểm tra:
2
1 2 2
2
6 0,116 6.1,699
16,07( / )
.1 .1 0,8.1 0,8 .1
. 23,8.0,8 19,04( / ) ( )
t
cm cm
c
g M
kN cm
t t
f kN cm thoa


    
  
Tính đường hàn liên kết thành và đáy bể:
 Đối với đường hàn góc:
Cách 1: Chọn chiều cao đường hàn rồi kiểm tra
,min ,max ,min
2
8
5 1,2 6
25 / f f f
y
t mm
h mm h h mm
f kN cm



    




Chọn hf = 5mm
Dùng pp hàn tay:

LVH _ K.07 27
w . 0,7.0,5 0,35( )
f f
t h cm

  
2
w w w
2 . 2.0,35.1 0,7( )
cm
A t l cm
  
   
3 3
3 3
w w
3
w
w
2 1. 2.0,35 0,8 0,8
W 0,318( )
6(2 ) 6(2.0,35 0,8)
l t t t
cm
t t
   
   
   
  
 
Điều kiện:
2 2
w w
w w
0,116 1,699
5,51( / ) . 18.0,9 16,2( / ) ( )
W 0,7 0,318
t
f c
g M
kN cm f kN cm thoa
A
 
       
Cách 2:
Dùng pp hàn tay:
w . 0,7. ( )
f f f
t h h cm

 
2
w w w
2 . 2.(0,7. ).1 1,4 ( )
cm
f f
A t l h h cm
  
   
3 3
3 3 4
w
w w f
1
2 1,4 0,8 0,8 ( )
12 12
cm
l
I t t t h cm
   
     
   
 
3 3
f 3
w
w
w f
1,4 0,8 0,8
2
W ( )
2 6.(1,4 0,8)
h
I
cm
t t h
 
 
 
 3 3
w w
w
w
2
CTTQ: W
6(2 )
l t t t
t t
 
 
 


Điều kiện:
 
 
f 2
w w
3 3
w w f
1,699. 6.(1,4 0,8)
0,116
. 18.0,9 16,2( / )
W 1,4 1,4 0,8 0,8
t
f c
f
h
g M
f kN cm
A h h
 

      
 
0,26
f
h cm
 
,min ,max ,min
2
8
5 1,2 6
25 / f f f
y
t mm
h mm h h mm
f kN cm



    




Chọn hf = 5mm
 Đối với đường hàn đối đầu:
wt 2 2
w w w w
2
wt
6 6.1,699 0,116
.1 .1
. (0,85 ). (0,85.23,8).0,9 18,21( / )
t
cm cm
c c
g
M
t t t t
f f kN cm

 
   
   
w 0,75
t cm
 
Chọn tw = 8mm
1
. .
min . ;
cr
C E t
f
r
 
 
  
 
Với:
23,8 7,5
0,97 0,00025 0,95 0,97 0,00025 0,95 0,274 0
21000 0,008
f r
E t

   
        
   
   
Vậy điều kiện ổn định không thỏa  Cần tăng chiều dày thành bể.
Giả sử đề bài yêu cầu đề xuất biện pháp rồi kiểm tra:
Tăng t = 12mm (chỉ tăng cho thành bể)

LVH _ K.07 28
23,8 7,5
0,97 0,00025 0,95 0,97 0,00025 0,95 0,14
21000 0,012
f r
E t

   
      
   
   
7,5
625 0,1075
0,012
r
C
t
   
2
1
. . 0,1075.21000.0,012
min . ; min 0,14.23,8; 3,33( / )
7,5
cr
C E t
f kN cm
r
 
 
 
   
   
   
 Trọng lượng mái (thép bể + lớp cách nhiệt):
2
. . . 1,1.0,008.78,5 1,2.0,25 0,991( / )
m Qg s Qcn cn
G t g kN m
  
    
(Nếu đề không cho lớp cách nhiệt thì tự chọn theo qui định)
 Áp lực chân không:
2
0 0 0
. 1,2.3,5 4,2( / )
Q
P p kN m

  
 Áp lực gió: TP.HCM  w0 = 83kG/m2
= 0,83kN/m2
2
w 0
. .w 0,8.0,8.0,83 0,531( / )
g Q
P c kN m

  
 Trọng lượng thân và lớp cách nhiệt quanh thân nằm trên đáy bể:
   
. . . . 1,1.78,5.0,012 1,2.0,25 .8 10,69( / )
t Qg s Qcn cn
G t g H kN m
  
    
 ƯS nén đều theo phương đường sinh:
 
 
1 0
2 2 2
1
.
2
7,5 10,69
0,991 0,9. 4,2 0,531
2.0,012 0,012
2232,4( / ) 0,2232( / ) . 1.3,33 3,33( / ) ( )
t
m c g
c cr
G
r
G n P P
t t
kN m kN cm kN cm thoa

 
 
   
 
   
 
 
    
3/2
3/2
2
2
8 7,5 0,012
1,067 0,55 0,55.21000 0,693( / )
7,5 8 7,5
cr
H r t
E kN cm
r H r

 
 
     
   
   
TP.HCM thuộc vùng II, H = 8m  k = 1,14 (nội suy)
2
0 0
0,5 . . 0,5.0,83.0,8.1,14 0,378( / )
g Qw
P w k kN m

  
    2
2 0 0
2 2
2
. 0,9.7,5
0,378 4,2 2575,13( / )
0,012
0,258( / ) . 1.0,693( / ) ( )
c
g
c cr
n r
P P kN m
t
kN cm kN cm thoa

 
    
  
 Kiểm tra ổn định cho cả thân bể:
1 2
1 2
0,2232 0,258
0,44 1
3,33 0,693
cr cr
Thoa
 
 
     
Ghi chú: Cách tính và đề xuất phương án như các bài trên.
Bài 4: (CK 08-01-2006)
Cho bể chứa hình trụ bằng thép, đáy phẳng, đặt trên 2 gối tựa BTCT.Đường kính bể D = 3m, chiều
dài bể L = 9m, chiều dày thành bể  = 5mm, chiều cao chất lỏng chứa trong bể H = 2,8m.Trọng
lượng riêng chất lỏng 1 = 800daN/m3
, áp lực chân
không p0 = 0,1daN/cm2
.
1/ Xác định vị trí gối tựa.
2/ Kiểm tra ƯS theo phương đường sinh.
3/ Kiểm tra ƯS theo phương vòng.

LVH _ K.07 29
4/ Kiểm tra ổn định thành bể.Đề ra biện pháp nếu không thỏa.
Cho biết:
, fu = 45kN/cm2
, fv = 0,58.f , E = 21000kN/cm2
.
chảy).
Giải:
1/ Xác định vị trí gối tựa:
0 0,586 0,586.9 5,274( )
m
L L m
  
0 9 5,274
1,863( )
2 2
L L
c m
 
  
2/ Kiểm tra ƯS theo phương dường sinh:
 Trọng lượng thép bể và chất lỏng:
   
2 . . . . 2. .1,5. 9 1,5 .0,005.78,5 38,842( )
S
G r L r t kN
  
    
2 2
38,842
. . . 1,1. 8. .1,5 66,95( / )
9
Qg L
G
q r kN m
L
   
   
    
   
   
 ƯS dọc theo phương đường sinh:
2 2 2 2
2 2
0
1 2 2
.( 4 ) 66,95.(5,274 4.1,863 )
3298,92( / ) 0,33( / )
8. . . 8. .1,5 .0,005
q L c
kN m kN cm
r t

 
 
    
 ƯS do áp lực dư và áp lực thủy tĩnh t/d lên đáy bể:
2 2
1
( . . . ). (1,2.40 1,1.8.1,5).1,5
9180( / ) 0,918( / )
2 2.0,005
Qd d Qg L
p r r
kN m kN cm
t
  

 
    
 ƯS do uốn bể:
2
25
23,8( / )
1,05
y
M
f
f kN cm

  
2 2
1 1 1 0,33 0,918 1,248( / ) . 23,8.0,8 19,04( / ) ( )
c
kN cm f kN cm thoa
   
 
       
3/ Kiểm tra ƯS theo phương vòng:
2
2 2 2
( . 2 . . ). (1,2.40 2.1,1.8.1,5).1,5
0,005
22320( / ) 2,232( / ) . 19,04( / ) ( )
Qd d Qg L
c
p r r
t
kN m kN cm f kN cm thoa
  


 
 
   
4/ Kiểm tra ổn định thân bể:
0 0 2
1
. . 1,2.0,001.1,5
0,18( / )
2 2.0,005
Q p r
kN cm
t

   
2
2 1
2 2.0,18 0,36( / )
kN cm
 
  
 ƯS tới hạn theo phương đường sinh:
23,8 1500
0,97 0,00025 0,95 0,97 0,00025 0,95 0,572
21000 5
f r
E t

   
      
   
   
1500
300 0,16
5
r
C
t
   
2
1
. . 0,16.21000.5
min . ; min 0,572.23,8; 11,2( / )
1500
cr
C E t
f kN cm
r
 
   
  
   
   
 ƯS tới hạn theo phương vòng:

LVH _ K.07 30
3/2 3/2
2
2
9 . 21000.1,5 5
6 0,55 0,55 0,37( / )
1,5 9 1500
cr
L E r t
kN cm
r L r

   
     
   
   
 Kiểm tra:
1 2
1 2
0,18 0,36
0,99 1 ( )
11,2 0,37
cr cr
thoa
 
 
    
---------------------------------- // ----------------------------------
2 2 2 2 2
3 2 3 8 3
2 4 2
1( / ) 10 ( / ) 10 ( / )
1( / ) 10 ( / ) 10 ( / )
1( / ) 10 ( / )
daN cm kN m kN cm
daN m kN m kN cm
kN m kN cm

 

 
 


Bai_tap_ket_cau_thep....................

More Related Content

Similar to Bai_tap_ket_cau_thep....................

Bai_tap_ket_cau_thep....................