bai tap thep 2_ck

Bài tập Thép 2

LVH 1

Phần 1: DẦM CẦU TRỤC

Hệ số tổ hợp nth :

1 cầu trục: nth = 1

2 cầu trục:

nth = 0,85: CĐLV nhẹ và trung bình

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.

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 mP k n P

2

Kx

2

ax

(2 ) .

8m

L K PM

L

Vmax :

ax

(2 ).m

L K PV

L


Mmax :

1 ax. . . c

Q th mP k n P

2

2

Kx

2

2 1 2ax

(2 ).

4 2m

L K K KM P

L

Bài tập Thép 2

LVH 2

Vmax :

1ax

(4 2 ).m

L K PV

L


Mmax :

1 ax. . . c

Q th mP k n P

2

3

K Bx

2

ax

(3 2 ).

12m

L B KM P B K

L

Vmax :

ax

ax

(3 2 ).( )

(2 ).( )

m

m

L B K PV khi L B

L

L B K PV 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 = 302cm

4, 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.L

2/(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 mP k n P kN

Với: Cầu trục có CĐLV nhẹ: k1 = 1

Tải ngang tính toán của 1 bánh xe:

Bài tập Thép 2

LVH 3

2 1. . . 1.1,1.0,85.5,5 5,14( )c

Q thT k n T kN

Cầu trục có CĐLV nhẹ: k2 = 1

Xác định Mmax :

2 2.3,5 5 2

( )3 3 3

K Bx m

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 KM 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 mM M kN m

max . 253,53.5,1415,14( . )

83,22y

M TM 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 yz cm

A

X/đ W

ct,t/dn,x :

Bài tập Thép 2

LVH 4

232

23

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( )

xI

cm

, 3

,

80641,9W 2911,3( )

27,7

ct t xn x

x

Icm

z

, 3

,

80641,9W 2203,3( )

36,6

ct d xn x

x

Icm

h z

X/đ Wdh

y :

4I 4450( )y cm

3

2 2.4450W 350,4( )

25,4

ydh

y

y

Icm

h

Kiểm tra:

ƯS ở thớ cánh trên dầm:

2

,

,

2

25353 151413,03( / )

W W 2911,3 350,4

25. . .1 23,81( / ) ( )

1,05

yxt ct t dh

n x y

y

c c

M

MMkN cm

ff kN cm thoa

CĐLV nhẹ: c = 1

ƯS ở thớ cánh dưới dầm:

2 2

,

,

2535311,5( / ) . 23,81( / ) ( )

W 2203,3

xd cct d

n x

MkN 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

1,752 2

Kx m

2

axax

2

(2 ) .

8

(2.7,2 3,5) .89183,578( . )

8.7,2

cc mm

L K PM

L

kN m

ax 1,034.183,578 189,82( . )c c

mM M kN m

3

. 189,82.100.720 1 1( )

10.E.I 10.(21.10 ).80641,9 1239 600

c

x

x

M Lthoa

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 mP k n P kN

Với: Cầu trục có CĐLV nhẹ: k1 = 1


2 1. . . 1.1,1.1.5,5 6,05( )c

Q thT k n T kN

Cầu trục có CĐLV nhẹ: k2 = 1

Xác định Mmax :

Bài tập Thép 2

LVH 5

3,5

1,752 2

Kx m

2

ax

2

(2 ) .

8

(2.7,2 3,5) .97,9201,936( . )

8.7,2

m

L K PM

L

kN m


7,2 1,034 ( oi s )L m n uy

ax. 1,034.201,936 208,8( . )x mM M kN m

max . 201,936.6,0512,48( . )

97,9y

M TM kN m

P

X/đ các đặc trưng hình học: như trên

Kiểm tra:


2

,

,

2

20880 124810,73( / )

W W 2911,3 350,4

25. . .1 23,81( / ) ( )

1,05

yxt ct t dh

n x y

y

c c

M

MMkN cm

ff kN cm thoa

CĐLV nhẹ: c = 1


2 2

,

,

208809,48( / ) . 23,81( / ) ( )

W 2203,3

xd cct d

n x

MkN 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.



2/(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 mP 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 thT k n T kN

Xác định Mmax :

Bài tập Thép 2

LVH 6

4,4

2,22 2

Kx m

2

ax

2

(2 ) .

8

(2.9 4,4) .163,35419,628( . )

8.9

m

L K PM

L

kN m


9 1,04 ( oi s )L m n uy

ax. 1,04.419,628 436,413( . )x mM M kN m

max . 419,628.7,42519,074( . )

163,35y

M TM kN m

P


X/đ Wct,t/d

n,x :

23 3

4

0,8.90 21,4.1,2 90 1,22. 2. (21,4.1,2).

12 12 2

204002,1( )

xI

cm

, , 3

, ,

2 204002,1W W 4415,63( )

46,2

ct t ct d xn x n x

x

Icm

h

X/đ Wdh

y : (chỉ tính cho cánh trên)

2

31,2.21,4W 91,6( )

6

dh

y cm

Kiểm tra:


2

,

,

2

43641,3 1907,430,7( / )

W W 4415,63 91,6

25. . .1 23,81( / ) ( )

1,05

yxt ct t dh

n x y

y

c c

M

MMkN cm

ff kN cm khong thoa

CĐLV trung bình: c = 1


2 2

,

,

43641,39,88( / ) . 23,81( / ) ( )

W 4415,63

xd cct d

n x

MkN cm f kN cm thoa

Độ võng:


2 2

axax

(2 ) . (2.9 4,4) .135346,8( . )

8 8.9

cc mm

L K PM kN m

L

ax 1,04.346,8 360,672( . )c c

mM M kN m

3

. 360,672.100.900 1 1( )

10.E.I 10.(21.10 ).204002,1 1320 600

c

x

x

M Lthoa

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 mP k n P kN

Với: L = 9m ≤ 12m và cầu trục có CĐLV trung bình k1 = 1,1


Bài tập Thép 2

LVH 7

2 1. . . 1.1,1.0,85.6,75 6,31( )c

Q thT k n T kN

Xác định Mmax :

2 2.4,4 6,3

0,833( )3 3

K Bx 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 KM P B K

L

kN m


9 1,04 ( oi s )B m n uy

ax. 1,04.507,9 528,22( . )x mM M kN m

max . 507,9.6,3123,08( . )

138,85y

M TM kN m

P

X/đ các đặc trưng hình học: (như trên)

Kiểm tra:


2

,

,

2

52822 230837,16( / )

W W 4415,63 91,6

25. . .1 23,81( / ) ( )

1,05

yxt ct t dh

n x y

y

c c

M

MMkN cm

ff kN cm khong thoa

CĐLV trung bình: c = 1


2 2

,

,

5282211,96( / ) . 23,81( / ) ( )

W 4415,63

xd cct d

n x

MkN 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 = 47800cm

4, Iy = 1910cm

4,

gD = 89,6KG/m) và cánh trên gia cường thanh thép hình U-24

(A = 30,6cm2, Ix = 2900cm

4, Iy = 208cm

4, 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.

Bài tập Thép 2

LVH 8



2/(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 mP k n P kN

Với: CĐLV nhẹ k1 = 1


2 1. . . 1.1,1.1.1,8 1,98( )c

Q thT k n T kN

Xác định Mmax :

3,5

1,75( )2 2

Kx m

2

ax

2

(2 ) .

8

(2.6 3,5) .95,7144,05( . )

8.6

m

L K PM

L

kN m

Xác định Mx , My : 6 1,03L m

ax. 1,03.144,05 148,372( . )x mM M kN m

max . 144,05.1,982,98( . )

95,7y

M TM 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

xz 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

xI

cm

, 3

,

60857,4W 2954,24( )

20,6

ct t xn x

x

Icm

z

, 3

,

60857,4W 2031,3( )

29,96 29,96

ct d xn x

Icm

X/đ Wdh

y :

3

41,6.202900 3966,67( )

12yI cm

32

W 396,67( )20

ydh

y

Icm

Kiểm tra:


Bài tập Thép 2

LVH 9

2

,

,

2

14837,2 2985,77( / )

W W 2954,24 396,67

25. . .1 23,8( / ) ( )

1,05

yxt ct t dh

n x y

y

c c

M

MMkN cm

ff kN cm thoa


2 2

,

,

14837,27,3( / ) . 23,8( / ) ( )

W 2031,3

xd cct d

n x

MkN cm f kN cm thoa

Độ võng:


2 2

axax

(2 ) . (2.6 3,5) .87130,953( . )

8 8.6

cc mm

L K PM kN m

L

ax 1,03.346,8 134,882( . )c c

x mM M kN m

3

. 134,882.100.600 1 1( )

10.E.I 10.(21.10 ).60857,4 1579 600

c

x

x

M Lthoa

L L

2/ TH 2 cầu trục: Tham khảo


1 ax. . . 1.1,1.0,85.87 81,35( )c

Q th mP k n P kN

Với: CĐLV nhẹ k1 = 1


2 1. . . 1.1,1.0,85.1,8 1,68( )c

Q thT k n T kN

Xác định Mmax :

2 2.3,5 5 2

( )3 3 3

K Bx 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 KM P B K

L

kN m

Xác định Mx : 6 1,03L m

ax. 1,03.167,22 172,24( . )x mM M kN m

Xác định My :

max . 167,22.1,683,45( . )

81,35y

M TM kN m

P

Bài tập Thép 2

LVH 10

Phần 2: BỂ CHỨA

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/cm

2, áp

lực chân không p0 = 0,002daN/cm2.Nắp và thành bể có lớp cách nhiệt dày 10mm, tỷ trọng 1,5kN/m

3

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.

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 dp H p kN m

Kiểm tra: (theo vật liệu đường hàn đối đầu)

22523,8( / )

1,05

y

M

ff kN cm

2 2

2

2

w

. 88,2.7,582687,5( / ) 8,27( / )

0,008

. (0,85. ). (0,85.23,8).0,9 18,21( / ) ( )

x

t c c

p rkN m kN cm

t

f 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 tsG 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

cmnt Qg s Qcn cn cn

m

Gg 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 dM H p r t kN cm

Bài tập Thép 2

LVH 11

,min2 2

,max ,min

85 ( , 43, 70)

250 / 430 /

1,2 6

f

y

f f

t mmh 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 w2 . 2.0,35.1 0,7( )cmA t l cm

3 33 3

w w3

w

w

2 1. 2.0,35 0,8 0,8W 0,318( )

6(2 ) 6(2.0,35 0,8)

l t t tcm

t t

Kiểm tra:

2

w

w w

2

w

0,102 1,5885,14( / )

W 0,7 0,318

. 18.0,9 16,2( / ) ( )

t

f c

g MkN cm

A

f kN cm thoa

Vậy đường hàn góc đủ khả năng chịu lực.

3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành cách đáy bể 1,5m: Mô men uốn theo phương đường sinh:

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 dM 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

cmnt Qg s Qcn cn cn

m

Gg t t x

D

kN

Kiểm tra:

w 8t t mm

2

wt 2 2

w w

2

wt

6 6.1,356 0,09112,6( / )

.1 .1 0,8 .1 0,8.1

. (0,85 ). (0,85.23,8).0,9 18,21( / ) ( )

t

cm cm

c c

gMkN 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 6.1,58815,02( / )

.1 .1 0,8.1 0,8 .1

. 23,8.0,8 19,04( / ) ( )

t

cm cm

c

g MkN 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 tf

r

Với:

23,8 7,5

0,97 0,00025 0,95 0,97 0,00025 0,95 0,274 021000 0,008

f r

E t

Vậy điều kiện ổn định không thỏa Cần tăng chiều dày thành bể.

Bài tập Thép 2

LVH 12

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: 3/23/2

2

2

10 7,5 0,0081,33 0,55 0,55.21000 0,302( / )

7,5 10 7,5cr

H r tE 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( / )QP p kN m

2

0 00,5 . . 0,5.0,83.0,8.1,18 0,392( / )g QwP w k kN m

2

2 0 0

2 2

2

. 0,9.7,50,392 0,24 533,25( / )

0,008

0,0533( / ) . 1.0,302( / ) ( )

cg

c cr

n rP 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.

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 tsG t t p kN m

Áp lực chân không:

2

0 0 0. 1,2.0,2 0,24( / )QP p kN m

Áp lực gió: TP.HCM w0 = 83kG/m

2 = 0,83kN/m

2

2

w 0. .w 0,8.0,8.0,83 0,531( / )g QP 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 cnG t t H kN m

ƯS nén đều theo phương đường sinh:

1 0

2 2

.2

7,5 7,0880,82 0,9. 0,24 0,531

2.0,008 0,008

1147,6( / ) 0,115( / )

tm c g

GrG 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 dư của hơi trong bể pd = 0,02daN/cm

2, 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.


Bài tập Thép 2

LVH 13



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 dp H p kN m

Kiểm tra:

22523,8( / )

1,05

y

M

ff kN cm

2 2

2

2

w

. 88,2.7,582687,5( / ) 8,27( / )

0,008

. (0,85 ). (0,85.23,8).0,9 18,21( / ) ( )

x

t c c

p rkN m kN cm

t

f f kN cm thoa

2/ Kiểm tra hiệu ứng biên giữa thành và đáy bể:

Trọng lượng nắp bể:

2

2

. . . . .

1,1.0,007.78,5 1,2.0,25 . .7,5 159,83( )

n Qg s Qcn cnG 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

cmnt Qg s Qcn cn

m

Gg 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


Kiểm tra:

2

1 2 2

2

6 0,124 6.1,38917,19( / )

.1 .1 0,7.1 0,7 .1

. 23,8.0,8 19,04( / ) ( )

t

cm cm

c

g MkN cm

t t

f kN cm thoa

3/ Kiểm tra đường hàn đối đầu liên kết thành và đáy bể:

w 7t t mm

2

wt 2 2

w w

2

wt

6 6.1,389 0,12416,83( / )

.1 .1 0,7 .1 0,7.1

. (0,85 ). (0,85.23,8).0,9 18,21( / ) ( )

t

cm cm

c c

gMkN cm

t t

f f kN cm thoa

4/ Kiểm tra ổn định thành bể: Do ƯS theo phương đường sinh:


1

. .min . ;cr

C E tf

r

Với:

23,8 7,5

0,97 0,00025 0,95 0,97 0,00025 0,95 0,45 021000 0,007

f r

E t

Điều kiện ƯS theo phương đứng không thỏa Cần tăng chiều dày thành bể.


ƯS nén tới hạn theo phương vòng:

Bài tập Thép 2

LVH 14

3/23/2

2

2

10 7,5 0,0071,33 0,55 0,55.21000 0,247( / )

7,5 10 7,5cr

H r tE 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( / )QP p kN m

2

0 00,5 . . 0,5.0,83.0,8.1,18 0,392( / )g QwP w k kN m

2

2 0 0

2 2

2

. 0,9.7,50,392 0,3 667,3( / )

0,007

0,0667( / ) . 1.0,247( / ) ( )

cg

c cr

n rP 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/cm

2.



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 dp H p kN m

Điều kiện theo vật liệu đường hàn:

2

w

. . 94,4.(7,5.10 )0,39( )

. (0,85 ). (0,85.23,8).0,9

x x

t c c

p r p rt cm

f 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: Trọng lượng nắp bể:

2

2

. . . . .

1,1.0,008.78,5 1,2.0,25 . .7,5 175,09( )

n Qg s Qcn cnG t g r

kN

Trọng lượng thành và nắp bể:

Bài tập Thép 2

LVH 15

( . . . ). .1

175,09(1,1.0,008.78,5 1,2.0,25).8 .0,01 0,116( )

.15

cmnt Qg s Qcn cn

m

Gg 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


Kiểm tra:

2

1 2 2

2

6 0,116 6.1,69916,07( / )

.1 .1 0,8.1 0,8 .1

. 23,8.0,8 19,04( / ) ( )

t

cm cm

c

g MkN 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 ,min2

85 1,2 6

25 /f f f

y

t mmh mm h h mm

f kN cm

Chọn hf = 5mm

Dùng pp hàn tay:

w . 0,7.0,5 0,35( )f ft h cm

2

w w w2 . 2.0,35.1 0,7( )cmA t l cm

3 33 3

w w3

w

w

2 1. 2.0,35 0,8 0,8W 0,318( )

6(2 ) 6(2.0,35 0,8)

l t t tcm

t t

Điều kiện:

2 2

w w

w w

0,116 1,6995,51( / ) . 18.0,9 16,2( / ) ( )

W 0,7 0,318

tf c

g MkN cm f kN cm thoa

A

Cách 2:

Dùng pp hàn tay:

w . 0,7. ( )f f ft h h cm

2

w w w2 . 2.(0,7. ).1 1,4 ( )cm

f fA t l h h cm

3 33 3 4w

w w f

12 1,4 0,8 0,8 ( )

12 12

cmlI t t t h cm

3 3

f 3ww

w f

1,4 0,8 0,82W ( )

2 6.(1,4 0,8)

hIcm

t t h

3 3

w w

w

w

2CTTQ: W

6(2 )

l t t t

t t

Điều kiện:

f 2

w w3 3w 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

tf c

f

hg Mf kN cm

A h h

0,26fh cm

,min ,max ,min2

85 1,2 6

25 /f f f

y

t mmh mm h h mm

f kN cm

Chọn hf = 5mm

Bài tập Thép 2

LVH 16

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

gM

t t t t

f f kN cm

w 0,75t cm

Chọn tw = 8mm

3/ Kiểm tra ổn định thành bể:

Do ƯS theo phương đường sinh:


1

. .min . ;cr

C E tf

r

Với:

23,8 7,5

0,97 0,00025 0,95 0,97 0,00025 0,95 0,274 021000 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)

23,8 7,5

0,97 0,00025 0,95 0,97 0,00025 0,95 0,1421000 0,012

f r

E t

7,5

625 0,10750,012

rC

t

2

1

. . 0,1075.21000.0,012min . ; min 0,14.23,8; 3,33( / )

7,5cr

C E tf 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 cnG 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( / )QP p kN m

Áp lực gió: TP.HCM w0 = 83kG/m

2 = 0,83kN/m

2

2

w 0. .w 0,8.0,8.0,83 0,531( / )g QP 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 cnG t g H kN m

ƯS nén đều theo phương đường sinh:

1 0

2 2 2

1

.2

7,5 10,690,991 0,9. 4,2 0,531

2.0,012 0,012

2232,4( / ) 0,2232( / ) . 1.3,33 3,33( / ) ( )

tm c g

c cr

GrG n P P

t t

kN m kN cm kN cm thoa


ƯS nén tới hạn theo phương vòng: 3/23/2

2

2

8 7,5 0,0121,067 0,55 0,55.21000 0,693( / )

7,5 8 7,5cr

H r tE kN cm

r H r


TP.HCM thuộc vùng II, H = 8m k = 1,14 (nội suy)

Bài tập Thép 2

LVH 17

2

0 00,5 . . 0,5.0,83.0,8.1,14 0,378( / )g QwP w k kN m

2

2 0 0

2 2

2

. 0,9.7,50,378 4,2 2575,13( / )

0,012

0,258( / ) . 1.0,693( / ) ( )

cg

c cr

n rP P kN m

t

kN cm kN cm thoa

Kiểm tra ổn định cho cả thân bể:

1 2

1 2

0,2232 0,2580,44 1

3,33 0,693cr 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 dư của hơi trong bể pd = 0,4daN/cm

2, 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.

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( )mL L m

0 9 5,2741,863( )

2 2

L Lc 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( )SG r L r t kN

2 238,842. . . 1,1. 8. .1,5 66,95( / )

9Qg L

Gq r kN m

L

ƯS dọc theo phương đường sinh:

2 2 2 2

2 201 2 2

.( 4 ) 66,95.(5,274 4.1,863 )3298,92( / ) 0,33( / )

8. . . 8. .1,5 .0,005

q L ckN 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).1,59180( / ) 0,918( / )

2 2.0,005

Qd d Qg Lp r rkN m kN cm

t

ƯS do uốn bể:

22523,8( / )

1,05

y

M

ff kN cm

Bài tập Thép 2

LVH 18

2 2

1 1 1 0,33 0,918 1,248( / ) . 23,8.0,8 19,04( / ) ( )ckN 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

. . 1,2.0,001.1,50,18( / )

2 2.0,005

Q p rkN cm

t

2

2 12 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 0,57221000 5

f r

E t

1500

300 0,165

rC

t

2

1

. . 0,16.21000.5min . ; min 0,572.23,8; 11,2( / )

1500cr

C E tf kN cm

r

ƯS tới hạn theo phương vòng:

3/2 3/2

2

2

9 . 21000.1,5 56 0,55 0,55 0,37( / )

1,5 9 1500cr

L E r tkN cm

r L r

Kiểm tra:

1 2

1 2

0,18 0,360,99 1 ( )

11,2 0,37cr 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 thep 2_ck

Documents