Chương 7: KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN CỘT

Chia sẻ: Truong Van Phi Phi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

173
lượt xem 60
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Cột đặc thường có tiết diện chữ I, loại này chịu uốn dọc và ngang rất tốt. Các loại cột thép có tiết diện chữ I chỉ dùng khi tải trọng không lớn vì chúng kém ổn định.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 7: KẾT CẤU VÀ TÍNH TOÁN CỘT

Chöông 7 KEÁT CAÁU VAØ TÍNH TOAÙN COÄT §7.1.GIÔÙI THIEÄU CHUNG. 7.1.1 – Khaùi nieäm coät, [09], [08]. Caáu kieän thaúng ñöùng cuûa coâng trình laøm vieäc theo neùn hoaëc neùn coù uoán doïc goïi laø coät. Caên cöù vaøo taûi troïng, chieàu cao vaø ñieàu kieän laøm vieäc ngöôøi ta cheá taïo coät coù tieát dieän khoâng ñoåi, thay ñoåi, kieåu daøn maét löôùi hoaëc coät ñaëc buïng lieân tuïc. 7.1.2 - Caùc tieát dieän thöôøng duøng. a) Coät ñaëc (hình 7.1; 7.2; 7.3) Coät ñaëc thöôøng coù tieát dieän chöõ I, loaïi naøy chòu uoán doïc vaø ngang raát toát. Caùc loaïi coät theùp coù tieát dieän chöõ I chæ duøng khi taûi troïng khoâng lôùn vì chuùng keùm oån ñònh. Coät phöùc hôïp tieát dieän hoãn hôïp duøng khi taûi troïng Hình 7.1. Caùc daïng tieát dieän coät ñaëc chöõ I: a – Theùp lôùn vaø coù öu ñieåm hôn coät maét löôùi laø cheá taïo hình phoå thoâng rx >> ry; b – Loaïi coù caùnh roäng rx ≈ deã daøng, ít hö hoûng. ry; c – Loaïi gheùp töø 3 baûn theùp; d, e, g – Gheùp töø 3 Caùc tieát dieän phöùc hôïp thöôøng gaëp theùp hình. nhö ôû hình 7.1. Loaïi coät coù tieát dieän hôïp lyù nhaát laø tieát dieän troøn vaø kín (hình 7.3). Tuy nhieân caàn phaûi coù bieän phaùp baûo veä ñeå nöôùc khoâng loït vaøo trong laøm han ræ oáng. b) Coät roãng (hình 7.5) Coät daøn maét löôùi bao goàm: loaïi 2 Hình 7.2 – Caùc daïng tieát dieän chöõ thaäp cuûa coät ñaëc. hoaëc 4 thanh lieân keát vôùi nhau baèng caùc thanh giaèng. Vôùi caùc loaïi coät maét löôùi naøy khi thay ñoåi khoaûng caùch giöõa caùc thanh bieân hoaëc tieát dieän cuûa thanh bieân coù theå taêng ñoä cöùng cuûa coät leân nhieàu. Bôûi vaäy coät maét löôùi raát thích hôïp khi chieàu cao cuûa coät lôùn. chaúng haïn thaùp, coät cuûa caàn truïc coät, v.v… Moät soá loaïi coät kieåu maét löôùi trình baøy ôû hình 7.4 coù 4 loaïi ñaàu ñöôïc duøng nhieàu nhaát, ñoù laø loaïi: khoâng coù thanh cheùo, tam giaùc coù thanh cheùo vaø tam giaùc. Caùc ñaëc tröng tieát dieän cuûa coät maét löôùi ôû hình 7.5. Tieát dieän phoå bieán nhaát goàm 2 thanh bieân coù tieát dieän kieåu chöõ I hoaëc chöõ U. Loaïi coù 4 Hình 7.3 – Caùc daïng tieát dieän kín cuûa coät ñaëc. thanh bieân baèng theùp goùc duøng khi chieàu cao cuûa coät lôùn. Nhöõng coät neùn ñuùng taâm thöôøng coù tieát dieän khoâng ñoåi theo toaøn boä chieàu cao, khi ñoù keát caáu cheá taïo seõ ñôn giaûn. Tuy nhieân coät maét löôùi coù tieát dieän thay ñoåi nheï hôn, ñoàng thôøi naâng cao 182
ñöôïc tính oån ñònh vaø khaû naêng chòu taûi cuûa coät, do ñoù loaïi coät coù tieát dieän thay ñoåi ñöôïc duøng nhieàu ôû caùc loaïi caàn cuûa caàn truïc, coät cuûa caàn truïc vaø moät soá maùy naâng khaùc. Hình 7.4 – Moät soá loaïi coät kieåu maét löôùi. Hình 7.5 – Caùc daïng tieát dieän coät roãng. §7.2.TÍNH TOAÙN COÄT COÙ TIEÁT DIEÄN KHOÂNG ÑOÅI CHÒU NEÙN ÑUÙNG TAÂM. 7.2.1 – Tính toaùn coät coù tieát dieän khoâng ñoåi chòu neùn ñuùng taâm. a) Tính toaùn coät ñaëc. Coät coù tieát dieän phöùc hôïp duøng trong keát caáu theùp thöôøng coù chieàu cao lôùn, vì vaäy khaû naêng chòu taûi giôùi haïn cuûa chuùng ñöôïc tính toaùn khi coät maát oån ñònh. Tính oån ñònh cuûa coät chòu neùn theo coâng thöùc (3.101).[09]: N gh N ≤ [σ ].ϕ ; hoaëc: (7.1) σ= ≤ R.ϕ Fn Fn ôû ñaây Fn – dieän tích tieát dieän chòu neùn; – heä soá giaûm nhoû khaû naêng chòu taûi khi uoán (heä soá chieát giaûm öùng suaát); ϕ Heä soá ϕ tra theo baûng 7.1 phuï thuoäc vaøo ñoä maûnh λ: l.µ l (7.2) λ = tt = r r ôû ñaây ltt – chieàu daøi tính toaùn cuûa thanh; l – chieàu daøi hình hoïc cuûa thanh; r – baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän; – heä soá chieàu daøi tính toaùn, phuï thuoäc vaøo caùch lieân keát ôû 2 ñaàu cuûa coät (hình 7.6) µ Baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän theùp caùn ñònh hình tra trong caùc soå tay vaät lieäu, cuõng coù theå tính cho baát kyø kieåu tieát dieän naøo theo coâng thöùc sau: J (7.3) r= Fn Duøng caùc coâng thöùc (7.3) vaø baûng 7.1, ta deã daøng tính kieåm tra oån ñònh cho coät chòu neùn coù tieát dieän ñaõ bieát. Tuy nhieân löïa choïn tieát dieän theo coâng thöùc naøy seõ daãn ñeán moät soá trôû ngaïi, bôûi vì khoâng bieát ñöôïc laø dieän tích tieát dieän Fn hay heä soá ϕ phuï thuoäc vaøo ñoä maûnh λ. Do vaäy khi choïn tieát dieän theo coâng thöùc (7.1) phaûi theo phöông phaùp ñuùng daàn theo trình töï sau ñaây: 183
Baûng 7.1 – Heä soá ϕ khi uoán doïc cuûa caùc caáu kieän chòu neùn ñuùng taâm, (B.15).[07], (B.3.8).[03]. Ñoä Theùp Hôïp kim nhoâm maûnh 14Γ2, 10Γ2C1, cuûa CT3, CT 5 15ΓC, 10Γ2CД, 10XCHД AMГ6 AMГ61 Д16 caáu CT 4 10Γ2C, 15XCHД, kieän λ 0 1,00 1,00 1,00 1,00 1,000 1,000 1,000 10 0,99 0,98 0,98 0,98 0,998 0,998 0,990 20 0,97 0,96 0,95 0,95 0,997 0,996 0,980 30 0,95 0,93 0,92 0,92 0,943 0,900 0,835 40 0,92 0,89 0,89 0,88 0,830 0,780 0,700 50 0,89 0,85 0,84 0,82 0,726 0,660 0,568 60 0,86 0,80 0,78 0,77 0,628 0,557 0,455 70 0,81 0,74 0,71 0,68 0,538 0,463 0,352 80 0,75 0,67 0,63 0,59 0,460 0,387 0,290 90 0,69 0,59 0,54 0,50 0,388 0,332 0,227 100 0,60 0,50 0,46 0,43 0,332 0,285 0,185 110 0,52 0,43 0,39 0,36 0,283 0,236 0,153 120 0,45 0,37 0,33 0,31 0,243 0,200 0,127 130 0,40 0,32 0,29 0,27 0,210 0,171 0,110 140 0,36 0,28 0,25 0,23 0,184 0,147 0,095 150 0,32 0,25 0,23 0,20 0,160 0,128 0,083 160 0,29 0,23 0,21 – – – – 170 0,26 0,21 0,19 – – – – 180 0,23 0,19 0,17 – – – – 190 0,21 0,17 0,15 – – – – 200 0,19 0,15 0,13 – – – – Hình 7.6 – Xaùc ñònh heä soá chieàu daøi tính toaùn. *) – Phöông phaùp 1: Böôùc 1 – Choïn tröôùc giaù trò naøo ñoù cuûa ϕ1 (chaúng haïn ϕ1 = 0,5 ÷ 0,7). Duøng coâng thöùc (5.1) ñeå tìm dieän tích tieát dieän yeâu caàu Fn1. Bieát Fn1 ta choïn ta choïn loaïi tieát dieän theo caùc coâng thöùc ñaõ bieát vaø xaùc ñònh baùn kính quaùn tính r vaø ñoä maûnh λ. 184
Böôùc 2 – Caên cöù vaøo baùn kính quaùn tính r vaø ñoä maûnh λ ta tra baûng tìm ñöôïc ϕ2; neáu ϕ2 tìm ñöôïc gaàn baèng ϕ1 thì tính toaùn coi nhö keát thuùc. Tröôøng hôïp neáu ϕ2 tìm ñöôïc lôùn hôn trò soá ϕ1 giaû ñònh thì ta laïi choïn tieáp ϕ3 coù giaù trò trong khoaûng ϕ1 ÷ ϕ2 roài tính toaùn tieáp tuïc nhö ban ñaàu cho ñeán khi naøo coù keát quaû thoûa maõn ϕ2 ≈ ϕ1. *) – Phöông phaùp 2: Coù theå choïn tröôùc caùc kích thöôùc cuûa tieát dieän roài tính toaùn theo coâng thöùc (7.1). Keát quaû tính toaùn ñöôïc neáu chöa thoûa maõn yeâu caàu thì laïi thay ñoåi moät soá kích thöôùc cuûa tieát dieän choïn ban ñaàu, roài tieáp tuïc tính toaùn ñeán khi naøo coù tieát dieän thoûa maõn. *) – Phöông phaùp 3: Coù theå choïn tröôùc ñoä maûnh λ roài xaùc ñònh baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän yeâu caàu theo coâng thöùc (5.2). Baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän lieân quan ñeán kích thöôùc cuûa tieát dieän theo quan heä sau (xem hình 7.7): Hình 7.7.a – Moät soá tieát dieän cuûa coät vaø caùch xaùc ñònh caùc baùn kính quaùn tính rx , ry. rx = αx.h (7.4a) ry = αy.b (7.4b) ôû ñaây (αx, αy) – laø caùc heä soá; h, b – laø caùc kích thöôùc cuûa tieát dieän (xem hình 7.7). Töø coâng thöùc (7.4a) vaø (7.4b) ta xaùc ñònh ñöôïc trò soá cuûa h vaø b. 185
Hình 7.7.b – Moät soá tieát dieän cuûa coät vaø caùch xaùc ñònh caùc baùn kính quaùn tính rx, ry. Chieàu daøy töøng phaàn cuûa tieát dieän tính theo ñieàu kieän oån ñònh cuïc boä (hình 7.8) vaø phuø 186
hôïp vôùi caùc tieâu chuaån ñaõ neâu tröôùc: h (7.5) δb ≥ 70 h (7.6) δc ≥ 70 Tieát dieän tìm ñöôïc kieåm tra theo coâng thöùc (7.1) vaø neáu caàn thieát thì kieåm tra laïi. Khi öùng löïc nhoû, ôû böôùc ñaàu Hình 7.8 – Boá trí gaân taêng cöùng ñaûm baûo oån ñònh cuïc boä. tieân coù theå choïn ñoä maûnh trong giôùi haïn λ = 120 ÷ 150. Coøn ñoái vôùi nhöõng coät chòu taûi lôùn thì neân choïn ñoä maûnh nhoû trong giôùi haïn λ = 60 ÷ 100. Khi choïn tieát dieän cuûa coät chòu neùn ñuùng taâm neân coá gaéng ñaûm baûo tính oån ñònh nhö nhau trong caùc maët phaúng chính thì seõ coù lôïi nhaát, laøm giaûm hao toån vaät lieäu. Muoán thoûa maõn ñieàu naøy phaûi thoûa maõn λx = λy; hoaëc laø neáu chieàu daøi quy ñoåi cuûa caùc thanh trong caùc maët phaúng nhö nhau thì ñieàu kieän caàn coù laø rx = ry. h h Khi δb ≤ töùc laø ≥ 70, ñeå ñaûm baûo oån ñònh cuïc boä (cuûa caùc phaàn cuûa coät) nhö taám δb 70 buïng, baûn caùnh, ta phaûi gheùp oáp theâm caùc taám taêng cöùng trong maët phaúng ngang ôû caû hai phía cuûa taám buïng (hình 7.8) theo khoaûng caùch l1 = (2,5 ÷ 3,0)h. Kích thöôùc caùc taám taêng cöùng xaùc ñònh nhö ñoái vôùi daàm, theo caùc coâng thöùc sau: *) Chieàu roäng phaàn nhoâ ra cuûa gaân ôû taám buïng (khi chæ coù caùc gaân taêng cöùng ngang): h bg ≥ + 40mm (7.7) 30 *) Chieàu daøy cuûa gaân: 1 (7.8) δg ≥ bg 15 Caùc ñöôøng haøn lieân keát taám buïng vaø baûn caùnh cuûa coät khi chæ coù taûi troïng neùn ñuùng taâm thì öùng suaát trong ñöôøng haøn nhoû, bôûi vaäy chieàu cao ñöôøng haøn khoâng caàn tính toaùn maø laáy trong khoaûng 4 ÷ 6mm. b) Tính toaùn coät roãng (thanh toå hôïp). Nhöõng coät kieåu maét löôùi hoaëc kieåu haøn gheùp goàm hai thanh bieân (hình 7.9.a, b) hoaëc 4 thanh bieân (hình 7.9.c, d) lieân keát vôùi nhau kieåu maét löôùi coù thanh cheùo hoaëc khoâng coù thanh cheùo (goïi chung laø caùc thanh giaèng). Caùc thanh giaèng naøy ñaûm baûo cho caùc thanh bieân laøm vieäc ñoàng thôøi vaø chòu ñöôïc löïc ngang xuaát hieän do ñoä leäch taâm khoâng traùnh khoûi khi ñaët taûi troïng, tuy nhieân coät kieåu maét löôùi deã bò bieán daïng hôn so vôùi caùc coät gheùp phöùc hôïp khi chòu xung löïc. Do ñoù caùc coät kieåu maét löôùi caàn phaûi kieåm tra ñoä beàn khi chòu caùc xung löïc. *) Tính toaùn coät goàm 2 thanh bieân chòu neùn (thanh toå hôïp coù 2 nhaùnh thanh): Moät soá ñònh nghóa: – Ñoä maûnh cuûa coät chòu neùn coù tính tôùi aûnh höôûng cuûa caùc thanh giaèng goïi laø ñoä maûnh quy ñoåi. – Truïc chính cuûa tieát dieän caét ngang 2 nhaùnh goïi laø truïc vaät lieäu (x – x); coøn truïc chính song song vôùi hai nhaùnh goïi laø truïc töï do (y – y) – xem hình 7.9. 187
– Ñoä maûnh cuûa coät kieåu maét löôùi öùng vôùi truïc vaät lieäu (truïc x – x) xaùc ñònh nhö ñoái vôùi coät phöùc hôïp (coät ñaëc) theo coâng thöùc: l λx = (7.9) rx Hình 7.9 – Caùc hình thöùc keát caáu coät maét löôùi (coät roãng): a, b – Khoâng coù thanh cheùo (duøng thanh ngang – töùc baûn giaèng); c, d – giaèng coù thanh cheùo. e, g, h, – tieát dieän caét ngang duøng 2 thanh bieân; i – tieát dieän caét ngang duøng 4 thanh bieân. – Ñoä maûnh quy ñoåi cuûa coät kieåu maét löôùi öùng vôùi truïc töï do (y – y) xaùc ñònh cuï theå nhö sau: + Khi duøng baûn giaèng (khoâng coù thanh cheùo – hình 5.9a, b) (3.47).[03]: λqñ = (7.10) λ2 + λ21 y y l l ôû ñaây (λy = ); (λy1 = 1 ) laàn löôït laø ñoä maûnh cuûa toaøn coät öùng vôùi truïc töï do y – y vaø ñoä ry ry1 maûnh cuûa moãi thanh bieân taïi phaàn giöõa caùc phaàn lieân keát öùng vôùi truïc y1 - y1; l1 – khoaûng caùch giöõa hai baûn giaèng; ry1 – baùn kính quaùn tính cuûa tieát dieän nhaùnh thanh ñoái vôùi truïc y1 – y1 (3.48).[03]: + Khi duøng thanh giaèng (coù thanh cheùo – hình 7.9c, d): F λqñ = λ2 + k . b (7.11) y Fg ôû ñaây Fb – dieän tích tieát dieän cuûa thanh bieân; Fg – dieän tích tieát dieän cuûa thanh cheùo; k – heä soá phuï thuoäc vaøo goùc nghieâng giöõa thanh cheùo vaø thanh bieân (tr.243).[03]: α = 30o k = 45; o α = 40 k = 31; α = 45o ÷ 60o k = 27; 188
Khoaûng caùch giöõa caùc thanh noái ngang laáy: l1 ≤ 40ry1 (7.12) Sau khi xaùc ñònh ñöôïc daïng vaø caùc kích thöôùc cuûa coät ta tieán haønh tính kieåm tra oån ñònh cuûa coät öùng vôùi truïc vaät lieäu vaø (x – x) theo coâng thöùc (7.1) trong ñoù heä soá ϕ xaùc ñònh theo ñoä maûnh λx. Trình töï choïn tieát dieän cuûa coät maét löôùi cuõng tieán haønh nhö ñoái vôùi coät phöùc hôïp (coät ñaëc). Sau ñoù töø ñieàu kieän oån ñònh nhö nhau (λqñ = λx) ta xaùc ñònh khoaûng caùch a theo caùc coâng thöùc sau: ly a2 l ly = 2ly1 + Fb ; ry = ; λy = ; λy1 ≤ 40 Fb ry 4 *) Tính toaùn coät goàm 4 thanh bieân chòu neùn (thanh toå hôïp coù 4 nhaùnh thanh): + Khi duøng baûn giaèng, (khoâng coù thanh cheùo – hình 7.9 a, b, i) ñoä maûnh töông ñöông λqñ theo phöông maûnh nhaát ñöôïc xaùc ñònh (3.49).[03]: λqñ = (7.13) λ2 + λ21 + λ21 max x y ôû ñaây λmax – ñoä maûnh lôùn nhaát cuûa caùc thanh töông öùng vôùi moät trong caùc truïc chính, λmax = max(λx, λy). λx1, λy1 – laàn löôït laø ñoä maûnh cuûa töøng thanh bieân öùng vôùi truïc trung hoøa cuûa noù x1 vaø y1. + Khi duøng thanh giaèng (coù thanh cheùo – hình 7.9 c, d, i) ñoä maûnh töông ñöông λqñ theo phöông maûnh nhaát ñöôïc xaùc ñònh (3.50).[03]: k k λqñ = λ2 + Fb ( 1 + 2 ) (7.14) max Fg1 Fg 2 ôû ñaây λmax – xaùc ñònh nhö treân. Fb, Fg1 vaø Fg2 laàn löôït laø dieän tích tieát dieän cuûa caùc thanh bieân vaø thanh giaèng; k1, k2 laø caùc heä soá ñoái vôùi caùc maët phaúng töông öùng, xaùc ñònh töông töï nhö coâng thöùc (7.11). Nhöõng coät coù 4 thanh bieân cuõng phaûi kieåm tra theo ñieàu kieän oån ñònh nhö nhau ôû trong 2 maët phaúng uoán; vì vaäy tieát dieän cuûa thanh bieân neân gioáng nhau, caùc thanh giaèng cuõng gioáng nhau vaø boá trí ôû 4 maët kieåu gioáng nhau. *) Tính toaùn coät goàm 3 thanh bieân chòu neùn (tieát dieän coät laø tam giaùc ñeàu, xem hình 7.10): + Khi duøng baûn giaèng, (khoâng coù thanh cheùo) ñoä maûnh töông ñöông λqñ theo phöông maûnh nhaát ñöôïc xaùc ñònh (3.51).[03]: λqñ = (7.15) λ2 + λ21 (1 + 3,3k 3 ) max x ôû ñaây λmax – ñoä maûnh lôùn nhaát cuûa toaøn thanh töông öùng vôùi moät trong caùc truïc chính, λmax = max(λx, λy). λx1, – ñoä maûnh cuûa thanh bieân öùng vôùi truïc trung hoøa Hình 7.10 – Coät coù 3 nhaùnh cuûa noù x1. thanh + Khi duøng thanh giaèng (coù thanh cheùo) ñoä maûnh töông ñöông λqñ theo phöông maûnh nhaát ñöôïc xaùc ñònh (3.52).[03]: F λqñ = λ2 + k1 . b (7.16) max Fg 189
ôû ñaây λmax – xaùc ñònh nhö treân. Fb, Fg – laàn löôït laø dieän tích tieát dieän cuûa caùc thanh bieân vaø thanh giaèng; k1 – laø heä soá phuï thuoäc goùc nghieâng, xaùc ñònh töông töï nhö coâng thöùc 5.11. k3 – laø heä soá ñöôïc xaùc ñònh nhö sau, (tr.243).[03]: J k 3 = x1 (7.17) J g .L Jx1 – moâmen quaùn tính cuûa tieát dieän moät nhaùnh thanh bieân ñoái vôùi truïc x1 – x1; Jg – moâmen quaùn tính cuûa tieát dieän baûn giaèng; L – khoaûng caùch troïng taâm hai baûn giaèng (chieàu daøi moät khoang, xem hình 7.9) *) Tính toaùn vaø keát caáu heä giaèng: Khoaûng caùch giöõa caùc baûn giaèng hoaëc caùc ñieåm coá ñònh cuûa caùc thanh giaèng cheùo l1 trong heä giaèng ñöôïc xaùc ñònh töø ñieàu kieän ñoä maûnh giôùi haïn cuûa moät thanh bieân vaø laáy theo (3.112).[09]: l1 ≤ 40rb (7.18) ôû ñaây rb laø baùn kính quaùn tính cuûa moät thanh bieân. Khi chieàu roäng giöõa 2 nhaùnh thanh a ≤ 80 cm vaø noäi löïc trong heä giaèng ≤ 200 taán thì duøng keát caáu baûn giaèng. Khi chieàu roäng giöõa 2 nhaùnh thanh a > 80 cm neáu duøng baûn giaèng keát caáu seõ naëng, khi ñoù neân duøng thanh giaèng (theùp thanh). Hình 7.11.a – Tính heä giaèng khi duøng baûn giaèng: a – lieân keát haøn; b – lieân keát taùn ñinh hoaëc bu loâng; c – sô ñoà tính; d – sô ñoà tính moái haøn; e – sô ñoà tính bu loâng. 190
– Khi duøng baûn giaèng (theùp taám): Khi tính baûn giaèng thì baûn giaèng ñöôïc tính döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang quy öôùc (löïc giaû ñònh) Q, vôùi Q ñöôïc tính theo: + Ñoái keát caáu laøm baèng theùp caùc bon thaáp vaø hôïp kim nhoâm AMГ6-M (3.53).[03]: Q = 20F (7.19) + Ñoái keát caáu laøm baèng hôïp kim nhoâm AMГ61-M (3.54).[03]: Q = 30F (7.20) + Ñoái keát caáu laøm baèng theùp hôïp kim thaáp vaø hôïp kim nhoâm B92-T vaø Д16-T (3.55).[03]: Q = 40F (7.21) 2 ôû ñaây F – dieän tích tieát dieän cuûa thanh bieân (cm ) Q – löïc ngang qui öôùc – löïc giaû ñònh (kG): Löïc ngang sinh ra ôû moät maét löôùi baèng (3.56).[03]: Q Q1 = (7.22) m vôùi m = 2 laø soá maét löôùi trong 2 maët phaúng song song. ÔÛ coät duøng baûn giaèng, khi ñöôøng truïc cuûa thanh bieân bò cong ñi thì goùc giöõa caùc thanh bieân noái cöùng vôùi caùc baûn giaèng (caùc thanh noái ngang) khoâng bò thay ñoåi (vaãn vuoâng goùc) hình 5.10.c. Töø ñieàu kieän caân baèng cuûa moät maét ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc löïc caét taùc duïng leân giaèng: a Ql Ql ∑Mo = 0 ⇔ T . − . 1 − . 1 = 0 ⇒ 2 22 22 l aQ (7.23) T . − .l1 = 0 ⇒ T = Q 1 22 a la l a töø ñoù moâmen uoán taám giaèng laø (3.59).[03]: M = T = Q 1 . = Q. 1 (7.24) 2 a2 2 2 tröôøng hôïp coù 3 nhaùnh thanh (3.60).[03]: M= Q.l1 (7.25) 3 Chieàu daøy cuûa baûn giaèng ñöôïc xaùc ñònh sô boä theo keát caáu cuûa coät, laáy trong phaïm vi 6÷10mm, coøn chieàu roäng cuûa baûn giaèng laáy baèng (0,5÷0,75)a khi duøng keát caáu haøn; (0,75÷1,00)a khi duøng keát caáu taùn ñinh hay buloâng. Vieäc tính toaùn moái noái lieân keát tieán haønh theo moâmen uoán vaø löïc caét taùc ñoäng ñoàng thôøi. – Khi duøng thanh giaèng (theùp thanh): Nhöõng thanh ngang vaø thanh cheùo trong heä maét löôùi tính nhö caùc thanh chòu neùn vôùi caùc löïc taùc duïng: + Noäi löïc trong thanh giaèng ngang (3.57).[03]: Q Q N1 = (7.26) = Q1 = m 2 + Noäi löïc trong thanh giaèng cheùo (3.56).[03]: N1 Q Q Nc = (7.27) = 1= sin α sin α 2 sin α + Noäi löïc trong thanh giaèng cheùo khi heä thanh cheùo giao nhau (3.117a).[09]: Hình 7.11.b – Bieåu ñoà moâmen uoán baûn giaèng = Nc vaø thanh bieân. 191
N1 Q1 Q (7.28) = = 2 sin α 2 sin α 4 sin α Trong tröôøng hôïp duøng ñinh taùn, caùc thanh ngang vaø caùc thanh cheùo neân duøng chung moät ñinh taùn ñeå gheùp vôùi thanh bieân, vaø ñeå thuaän lôïi veà maët cheá taïo coù theå khoâng caàn boá trí giao ñieåm cuûa caùc thanh giaèng naèm treân ñöôøng taâm cuûa thanh bieân. §7.3.TÍNH TOAÙN COÄT COÙ TIEÁT DIEÄN THAY ÑOÅI CHÒU NEÙN ÑUÙNG TAÂM. Keát caáu kim loaïi cuûa coät coù tieát dieän thay ñoåi chòu neùn ñuùng taâm ñöôïc tính toaùn oån ñònh theo moät trong hai phöông phaùp: phöông phaùp moâmen quaùn tính töông ñöông vaø phöông phaùp chieàu daøi töông ñöông. 7.3.1 – Phöông phaùp moâmen quaùn tính töông ñöông: ÔÛ phöông phaùp naøy coät coù tieát dieän thay ñoåi (moâ men quaùn tính J thay ñoåi) ñöôïc thay theá baèng coät töông ñöông. Coät töông ñöông naøy coù cuøng chieàu daøi vôùi coät ban ñaàu nhöng coù moâmen quaùn tính tieát dieän khoâng ñoåi theo suoát chieàu daøi (hình 7.12a), moâmen quaùn tính tieát dieän ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc (tr.153).[07]: Jt = χ.Jmax (7.29) ôû ñaây Jmax – moâmen quaùn tính cöïc ñaïi cuûa thanh coù ñoä cöùng thay ñoåi; χ – heä soá moâmen quaùn tính töông ñöông, Hình 7.12 – Thay thanh (coät) coù moâ men quaùn tính thay ñoåi baèng thanh coù phuï thuoäc hình daïng cuûa moâ men quaùn tính khoâng thay ñoåi theo suoát chieàu daøi: a – phöông phaùp coät (thanh) töùc laø phuï moâmen quaùn tính töông ñöông; b – phöông phaùp chieàu daøi töông ñöông. thuoäc vaøo qui luaät thay ñoåi ñoä cöùng cuûa noù, trò soá naøy ñöôïc tra theo baûng 7.2. Trong thöïc haønh tính toaùn coøn coù theå söû duïng caùc coâng thöùc trong baûng 7.3 ñeå tìm heä soá χ 7.3.2 – Phöông phaùp chieàu daøi töông ñöông: ÔÛ phöông phaùp naøy coät coù tieát dieän thay ñoåi (moâ men quaùn tính J thay ñoåi) ñöôïc thay theá baèng coät töông ñöông. Coät töông ñöông naøy coù moâ men quaùn tính tieát dieän khoâng ñoåi vaø baèng Jmax (xem hình 7.12b) nhöng coù chieàu daøi thay ñoåi laø l1 (goïi laø chieàu daøi töông ñöông) so vôùi chieàu daøi coät ban ñaàu l. Luùc naøy ñoä maûnh λ ñöôïc xaùc ñònh (3.111).[09]: µ .µ1 .l µ .l1 λ= (7.30) = r r ôû ñaây µ – heä soá lieân keát xaùc ñònh nhö µ ôû coâng thöùc (7.2 ) – xem hình 7.6; – chieàu daøi hình hoïc cuûa thanh xaùc ñònh nhö coâng thöùc (7.2); l – chieàu daøi quy ñoåi töông ñöông; l1 = µ1.l l1 J min – heä soá töông ñöông phuï thuoäc quy luaät thay ñoåi tieát dieän thanh vaø tyû soá (tra µ1 J max cöùu µ1 theo baûng 7.4). 192
Nhö vaäy sau khi ñaõ quy ñoåi moät thanh coù tieát dieän thay ñoåi veà moät thanh coù tieát dieän khoâng ñoåi thì vieäc tính toaùn oån ñònh cuûa thanh laø tính toaùn treân thanh quy ñoåi. Thanh quy ñoåi naøy coù tieát dieän khoâng ñoåi theo suoát chieàu daøi thanh – töùc laø ñoä cöùng hay moâmen quaùn tính khoâng ñoåi theo suoát chieàu daøi thanh. Vieäc tính toaùn thanh daïng naøy hoaøn toaøn tuaân thuû theo muïc 7.2.1 ôû treân. Baûng 7.2 – Heä soá moâmen quaùn tính töông ñöông χ (duøng cho phöông phaùp moâ men quaùn tính töông ñöông Jt =χ.Jmax) Tt Hình daïng cuûa thanh Heä soá töông ñöông χ Theo (129).[07]: J min χ = 0,34 + 0,66 01 J max (7.31) Hình 5.13 – Hình daùng coät (ví duï nhö hình daùng caàn cuûa caàn truïc trong maët phaúng ñöùng). Theo (130).[07]: J min χ = 0,61 + 0,39 02 J max Hình 5.14 – Hình daùng coät (ví duï nhö hình daùng caàn cuûa caàn (7.32) truïc trong maët phaúng ngang). Theo : (B.8.3).[16]: 2 J  03 χ = 0,2 + 0,8  min  3 J   max  (7.33) Theo : (B.8.3).[16]: J min χ = 0,35 + 0,65 04 J max (7.34) Theo : (B.8.3).[16]: J min χ = 0,39 + 0,61 05 J max (7.35) 193
This document was created with Win2PDF available at http://www.win2pdf.com. The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only. This page will not be added after purchasing Win2PDF.