Đồ án xây dựng dân dụng và công nghiệp (3)

THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP TẦNG I- MẶT BẰNG KẾT CẤU NHÀ XƯỞNG VÀ CÁC KÍCH THƯỚC CỦA KHUNG NGANG Mặt kết cấu nhà xưởng Khung ngang gồm cột đặc, giàn mái hình cánh song song Cột có tiết diện khơng đổi liên kết ngàm với móng, liên kết khớp với dàn Theo yêu cầu cấu tạo nước, chọn giàn mái có độ dốc với góc dốc α = 5,70 ( tương đương i = 10%) Cửa mái chạy dọc suốt chiều dài nhà, mang tính chất thơng gió, sơ chọn chiều cao cửa mái 1,5 m chiều rộng cửa mái 3m a b Hình 1.1 Sơ đồ khung ngang b a 10 11 12 13 Hình 1.2 Mặt kết cấu nhà xưởng Kích thước theo phương đứng - Chọn cốt nhà trùng với cốt 0,00 để tính thông số chiều cao - Khoảng cách từ mặt đất đến mặt ray cầu trục: H1 = 9,5m - Khoảng từ mặt ray đến cánh dàn: H2 = (K1 +100) +f Trong đó: K1 – Kích thước gabarit cầu trục, tra catolo cầu trục ta có K1 = 870mm 100mm – Khe hở an toàn xe kết cấu f- khe hở phụ xét tới độ võng dàn kèo, ta chọn f = 300 mm ≥ [f] = L/400=28000/400= 70 mm → H2 = 870 + 100 + 300 = 1270 mm - Chiều cao xưởng, từ nhà tới đáy giàn: H = H1 + H2 = 9500 + 1270 = 10770 mm - Chiều cao đầu giàn, chọn H3 = 1500mm - Kích thước thực cột từ vai cột tới đáy dàn kèo: Ht = H2 +Hdct + Hr + H3 Trong đó: Hdct – chiều cao dầm cầu trục: Hdct = 600 mm Hr - chiều cao ray lớp đệm, lấy sơ 120 mm → Ht = 1270 + 600 + 120 + 1500 = 3490 mm - Kích thước thực cột tính từ mặt móng đến vai cột: Hd = H1 – (Hdct +hr)+ H0 = 9500 – (600+120) + = 8780 mm Trong đó: H0 – chiều sâu chôn cột cốt 0.00 , ta chọn : H0 = 14 - Tổng chiều dài cột là: → Hc = Hd + Ht = 8780 + 3490 = 12270 mm Kích thước theo phương ngang - Nhịp nhà (lấy khoảng mép cột ) là: L = 28m - Trục định vị trùng với mép cột - Nhịp cầu trục ( khoảng cách tim ray) Lc: Chọn nhịp cầu trục là: Lc = 26 m , khoảng cách an toàn từ trục ray đến mép cột: Z = 180 mm = 0,18 m - Khoảng cách từ trục ray đến trục định vị là: λ = 0,5.(28000 – 26000) = 1000 mm a Tiết diện cột Kích thước tiết diện cột thường chọn sơ theo điều kiện sau: - Chiều cao tiết diện: h = (1/10 ÷ 1/15)H, bề rộng b = (0,3÷ 0,5)h b = (1/20 ÷ 1/30)H - Chiều dày bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70 ÷ 1/100)h Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên chọn tw mỏng: tw > 6mm - Chiều dày cánh tf chọn khoảng (1/28 ÷ 1/35)b Chọn sơ kích thước tiết diện cột, với chiều dài cột từ nhà tới đáy giàn H = 10,77m: + Chiều cao tiết diện: h = (1/10 ÷ 1/15)x10,777 = (71,8 ÷ 107, 7)cm → Chọn h = 80 cm + Bề rộng tiết diện cột: b= (0,3÷ 0,5)x 80 = (24÷ 40)cm → Chọn b = 30 cm + Chiều dày bụng: tw = (1/70 ÷ 1/100)x 40 = (0, 75 ÷ 1, 07)cm → Chọn tw = 1,0 cm + Chiều dày cánh: tf = (1/28 ÷ 1/35)x 30 = (0,86 ÷ 1, 07)cm → Chọn tf = 1,2 cm + Để đảm bảo cầu trục chuyển động khơng va chạm vào cột thì: λ = 1000 mm ≥ Zmin + (ht – a) Trong đó: Zmin – phần đầu cầu trục bên Tra theo catalo cầu trục Zmin = 180mm a – Khoảng cách từ trục định vị đến mép cột biên, a = ht – chiều cao tiết diện cột trên, sơ chọn ht = 800 mm → λ = 1000 mm ≥ Zmin + (ht – a) = 180 + (800 – 0) = 980 mm → thỏa mãn khoảng cách an toàn Tiết diện cột b Tiết diện vai cột Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục (lực tập trung áp lực đứng cầu trục trọng lượng thân dầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm hãm, dàn hãm hoạt tải cầu trục) nhịp dầm vai (khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép cột) Sơ chọn tiết diện dầm vai: + Chiều cao tiết diện vai cột: h = 50 cm + Bề rộng tiết diện vai cột: b = 30 cm + Chiều dày bụng vai cột: tw = 1,0 cm + Chiều dày cánh vai cột: tf = 1,2 cm Kích thước dầm mái kết cấu cửa mái - Dàn mái dạng hình thang, liên kết cứng với cột có chiều cao đầu dàn h = 1,5m, độ dốc cánh i = 1/10 → Chiều cao dàn: h = 1,5 + 0,1.(28-0,8x2)/2 = 2,82 m - Dàn có khoảng cách nút dàn 1,5m; khoảng cách nút dàn 3m - Kết cấu cửa trời có nhịp Lct = m chiều cao Hct = 1,5 m (gồm bậu cửa phía 0,25m lớp cửa kính cao 1m bậu cửa phía 0,25m) Hình 1.3 Sơ đồ giàn mái Hình 1.4 Sơ đồ cửa mái Sơ đồ tính tốn khung ngang H EI c EI td Lt A B Hình 1.5 Sơ đồ tính Nhịp tính tốn L t khung tuỳ thuộc vào cách đặt trục định vị tính khoảng cách hai trọng tâm cột, ta có: Lt = L + 2a – ht = 28 + - 0,8 = 27,2 m Tại hai đầu nhà, để có chỗ đặt cột sườn tường, thường bố trí khung đầu hồi lùi vào 500mm so với trục định vị cét t h?p Hình 1.6 Trục định vị ngang nhà II- HỆ GIẰNG *) Hệ giằng: Hệ giằng phận quan trọng kết cấu nhà, chúng có tác dụng: - Bảo đảm bất biến hình độ cứng không gian cho nhà; - Chịu tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà, vng góc với mặt phẳng khung gió thổi lên tường đầu hồi; - Bảo đảm ổn định cho cấu kiện chịu nén kết cấu : giàn, cột, - Tạo điều kiện thuận lợi, an toàn cho việc dựng lắp, thi cơng Hệ giằng bao gồm hai nhóm: Hệ giằng mái hệ giằng cột a,Hệ giằng mái: Hệ giằng mái bao gồm giằng bố trí phạm vi từ cách dàn trở lên Chúng bao gồm: hệ giằng cánh trên, hệ giằng cánh hệ giằng đứng • Hệ giăng cánh trên: Giằng gồm chéo chữ thập chống dọc (đặt mặt phẳng cánh dàn) Tác dụng chúng đảm bảo ổn định cho cánh chịu nén dàn Các giằng chữ thập nên bố trí hai đầu khối nhiệt độ, khối nhiệt độ q dài bố trí thêm khoang khối cho khoảng cách hai hệ giằng không 50~60 mét Thanh giằng chéo làm từ thép góc thép trịn, tiết diện thường lấy theo độ mảnh cho phép Các dàn lại liên kết vào khối cứng xà gồ Thanh chống dọc nhà dùng để cố định nút quan trọng dàn : nút đỉnh nóc, nút đầu dàn, nút chân cửa trời Những chống dọc cần thiết để bảo đảm cho độ mảnh cánh q trình dựng lắp khơng vượt q 220 nên phải làm thép góc • Hệ giăng cánh : Hệ giằng cánh gồm chéo chữ thập chống dọc (đặt mặt phẳng cánh dàn) Chúng đặt vị trí có giằng cánh trên, nghĩa hai đầu khối nhiệt độ khoang nhà Nó với giằng cánh tạo nên khối cứng khơng gian bất biến hình Hệ giằng cánh đầu hồi nhà dùng làm gối tựa cho cột sườn tường, chịu tải gió thổi lên tường hồi, cịn gọi dàn gió Tiết diện giằng cánh chọn tương tự giằng cánh Trong nhà cơng nghiệp khơng có cầu trục khơng cần bố trí hệ giằng cánh theo phương dọc nhà • Hệ giằng đứng: Hệ giằng đứng đặt mặt phẳng đứng dàn, có tác dụng với hệ giằng cánh trên, hệ giằng cánh tạo nên khối cứng bất biến hình; giữ vị trí thẳng đứng cố định cho dàn lắp dựng Hệ giằng thường bố trí cách 12m~15m theo phương ngang nhà Theo phương dọc nhà, chúng đặt gian có hệ giằng cánh giằng cánh b, Hệ giằng cột: Hệ giằng cột bảo đảm bất biến hình độ cứng toàn nhà theo phương dọc, chịu tải trọng tác dụng dọc nhà đảm bảo ổn định cột Hệ giằng cột gồm hai chéo chống ngang, chiều cao cột lớn 9m làm hai lớp giằng chéo Khi bước cột lớn, để giảm độ mảnh giằng, hệ giằng cột làm dạng cổng Thanh giằng chéo phía liên kết với cột vị trí chân cột, để tiện cho việc bảo quản, người ta liên kết mặt nhà Theo tiết diện cột, giằng cột khung nhà cơng nghiệp khơng có cầu trục đặt vị trí tiết diện Một hệ gồm có hai cột, hệ giằng cánh , cánh dưới, giằng đứng dàn giằng cột tạo thành khối cứng Trong khối nhiệt độ, cần có tí khối cứng để cột khác tựa vào khối cứng chống dọc Khối cứng phải đặt vào khoang chiều dài khối nhiệt độ để không cản trở biến dạng nhiệt kết cấu dọc nhà Khi khối nhiệt độ dài, khối cứng không đủ để giữ ổn định cho tồn khung dùng hai khối cứng cho, khoảng cách từ đầu hổi đến trục tâm cứng không 75m khoảng cách trục hai khối cứng không 50m Trong hệ khung nhà cơng nghiệp khơng có cầu trục, cho phép bố trí hệ giằng cột hai đầu hổi để truyền tải trọng gió đầu hổi cách nhanh chóng Khi giằng chéo làm từ thép trịn đường kính 20~25mm, Các tương đối mảnh nên không gây ứng suất nhiệt độ đáng kể, xà gồ liên kết với khung lỗ hình van để biến hình dạng tự dãn nở b a 10 11 12 13 14 11 12 13 14 11 12 13 14 12 13 14 hƯ g i»ng c ¸ nh t r ª n (t l :1/500) b a 10 hÖ g i»ng c ¸ nh d í i (t l :1/500) 10 hÖ g iằng đứ ng g iữa má i (t l :1/500) 10 hÖ g i»ng c é t (t l :1/500) 11 III- XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG Tải trọng thường xuyên a) Tĩnh tải mái - Tải trọng mái tôn, xà gồ: g1c = 20 daN/m2 mặt mái - Tải trọng giằng mái, giằng xà gồ: g2c = daN/m2 - Hệ số độ tin cậy tải trọng thường xuyên ng = 1,1 Bảng Tĩnh tải mái Tải trọng STT Loại tải tiêu chuẩn (daN/m2) Tôn lợp mái xà gồ thép hình 20 Giằng mái, giằng xà gồ Tổng tải trọng phân bố mặt mái - Tải trọng thường xuyên nút giàn quy mặt ngang: Hệ số vượt tải Tổng tải trọng (daN/m2) 1,1 1,1 22 2,2 24,2 g = ( gm/cosα ) = (24,2/cos5,70 ) = 24,32 daN/m2 mặt - Theo sơ đồ cấu tạo giàn với khoảng cách nút cánh chia 1,5m nên ta có tải trọng thường xuyên tập trung nút giàn: G1 = g.B.d1/2 = 24,32 x x 1,25/2 = 91,2 daN G2 = g.B.( d1+d2)/2 = 24,32 x x (1,25+1,5)/2 = 200,6 daN G3 = = G10 = g.B.d = 24,32 x x 1,5 = 218,9 daN b) Tĩnh tải kết cấu bao che - Tải trọng thường xuyên truyền lên cột: q = ( gm.B ) = (24,2.6 ) = 145,2 daN/m c) Trọng lượng dầm cầu trục - Tải trọng thân dầm cầu trục: Gdct = α dct L dct = 30 62 = 1080 daN - Tải trọng thân dầm, dàn hãm: Gdh = 500 daN (lấy theo kinh nghiệm) Hoạt tải sửa chữa mái - Hệ số độ tin cậy hoạt tải sửa chữa mái np = 1,3 - Theo tiêu chuẩn tải trọng tác động, TCVN 2737-1995, với mái tôn khơng sử dụng ta có giá trị hoạt tải sửa chữa mái tiêu chuẩn 30 daN/m2 mặt –Tương tự tải trọng thường xuyên, hoạt tải sửa chữa mái tập trung nút dàn: P1 = p.B.d1/2 = 39x6x1,25/2 = 146,3 daN P2 = p.B.(d1+d2)/2 = 39x6x(1,25+1,5)/2 = 321,8 daN P3 = P4 = = P9 = P10 = p.B.d = 39x6x1,5= 351 daN Hoạt tải cầu trục a, Áp lực đứng: - Thông số cầu trục: Cầu trục loại hai dầm ZLK chế độ làm việc trung bình; Sức trục: Q = 6,3tấn; Nhịp cầu trục: S = 26m Tra catalo cầu trục có: + Bề rộng cầu trục: Bct =2LK = 2x2250 = 4500 mm + Khoảng cách hai bánh xe: R = 3800 mm c + Áp lực đứng tiêu chuẩn bánh xe: Pmax = 5870 daN c + Áp lực đứng tiêu chuẩn bánh xe: Pmin = 2630 daN - Áp lực đứng lên vai cột: D max = n.n c Pmax ∑ yi ; D = n.n c Pmin ∑ yi Trong đó: n = 1,1- Hệ số độ tin cậy; nc = 0,85 Hệ số tổ hợp; có hai cầu trục chế độ làm việc nhẹ trung bình Σyi – Tổng tung độ đường ảnh hưởng vị trí bánh xe, lấy với tung độ gối Đường ảnh hưởng phản lực gối 10 Dựa vào Act, rxyc, ryyc tra bảng quy cách thép hình chọn gồm thép góc cạnh 2L50x5 ghép dạng chữ T có: A= 2.4,8 = 9,6 cm2 > Ayc rx= 1,52cm < rxyc rY = 1,52 cm < ryyc * KiÓm tra tiết diện khả chịu lực: Độ mảnh thùc tÕ : λx = λy = l x 226 = = 148, rx 1,52 ly ry = 282 = 158,9 1,52 λ max = 158,9 tra phô lôc Sách thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp ta ®ỵc ϕ = 0,22 N 2586,1 = = 0, 73 → α= ϕ A.(0,8 f ) 0, 22 × 9,6 × 1680 [ λ ] = 210 − 60α = 210 − 60 × 0, 73 = 166, > λmax = 158,9 VËy kiĨm tra theo c«ng thøc sau : σ= N 2586,1 = 1226, 6daN / cm Ayc rx= 1,84cm > rxyc rY = 1,84 cm >ryyc Vậy không cần kiểm tra lại làm việc theo yờu cu mnh Độ mảnh thực tế : λx = λy = lx 195,3 = = 106,1 rx 1,84 l y 195,3 ry = 1,84 = 106,1 λmax = 106,1 tra phơ lơc S¸ch thiÕt kÕ kÕt cấu thép nhà công nghiệp ta đợc = 0,561 ã Kiểm tra tiết diện theo điều kiện bền: N 10338, σ= = 1588,3daN / cm 92,4 cm -Ứng suất đế: σ max = N 6M 870, × 57477,11 × 10 + = + = 69,1daN / cm < ψ Rb ,loc = 0, 75.108 = 81daN / cm 2 A B.L 50.100 50.100 σ = N 6M 870, × 57477,11 × 102 − = − = −68,8daN / cm A B.L2 50.100 50.1002 -Khoảng cách y1 từ mép ngồi đế (điểm có σ max ) đến điểm ứng suất 0: y1 = 100 × 69,1 = 50,1cm 49,1 + 68,8 -Chọn chiều dày dầm đế tdd =12mm , chiều dày sườn đỡ tsd = 12mm ,hai sườn đỡ bu lơng bố trí cách 100mm ( khoảng cách bên trong) Kích thước ô ghi hình vẽ đây: 38 -Để tính chiều dày đế,tính ứng suất lớn biên ô +Ứng suất mép cột: σ c = 69,1 40,1 = 55,35daN / cm 50,1 +Tính mơ men uốn ( đơn vị dài ) đế: • Ơ ( kê cạnh) có tỷ lệ b2 / a2 = 25/30 = 0,833 ; tra bảng ta có hệ số α b = 0,1 M = 0,1.55,35.102 = 555, 2daN cm / cm • Ơ ( kê cạnh) có tỷ lệ b2 / a2 = 25/25 = 1,0 ; tra bảng ta có hệ số α b =0,112 M = 0,112.55,35.102 = 619,9daN cm / cm • Ơ ( kê cạnh) có tỷ lệ b2 / a2 = 9,5/13 = 0,731 ; tra bảng ta có hệ số α b =0,091 M = 0, 091.55,35.102 = 502, 6daN cm / cm • Ô ( kê cạnh kề nhau) có a2 = 122 + 9,52 = 15,3cm b2 = 12 9,5 = 7,5cm 15,3 b2 / a2 = 7,5/15,3 = 0,49 < 0,5 => Tính mơ men uốn cơng xơn có nhịp cạnh ngàm ngắn 7,5cm M = 55,35.7,52 = 1536,5daN cm / cm Ta dùng M max = 1536,5daN cm / cm để tính chiều dày đế Chiều dày đế: tbd = 6.M max = f γ c × 1536,5 = 2,1cm < 4cm 2100 × Chọn tbd = 3cm * Tính dầm đế: Do chiều dày dầm đế tdd =10mm chiều dày cánh 12mm nên chiều cao nhỏ đường hàn h f ,min = 6mm Chọn h f = 6mm ,chiều cao dầm đế theo điều kiện truyền lực N dd = 870, 57477,11 × 10 + = 115100daN Ta có 50,1 hdd = 115100 + = 46, 7cm , 2.1260 ( β f w ) = 0, 7.1800 = 1260daN / cm Chọn hdd = 50cm Tải trọng gây uốn lấy gần phân bố đều,có giá trị bằng: q = 55,35.(10+5) = 830,25 daN/cm ( (10+5= 15cm khoảng cách từ mép cột đến vị trí neo dầm đế) Dầm đế tính dầm cơng xơn (ngàm cánh cột) có nhịp 15cm Mơ men uốn dầm đế: M dd = Kiểm tra uốn dầm đế: σ = 830, 25 × 152 = 93403,1daN cm × 93403,1 = 186,8daN / cm < 2100.1daN / cm 2 1, × 50 * Tính bu lơng neo: + Bu lơng: Cặp nội lực để tính bu long cặp nội lực gây kéo lớn đế móng (Mmax;Nmin) từ bảng tổ hợp nội lực ta có cặp nội lực nguy hiểm là: M = 57477,11 daNm; N = 870,2 daN; V = 12279,9 daN Khoảng cách từ lực dọc đến trọng tâm biều đồ ứng suất nén 40 a= (100:2)-(50,1:3) = 33,3cm Bố trí bu lơng neo cách mép ngồi đế 5cm,khoảng cách từ bu lơng neo đến trọng tâm biểu đồ ứng suất nén: y = 5+50+33,3=88,3 cm Lực gây kéo cho bu lông: N bl = 5747711 + 870, = 65963daN 88,3 Dùng bu lơng neo làm từ mác 16 M n Si có fba = 1850daN / cm nên diện tích yêu cầu bu lông Abl = 65963:1850 = 26cm2 Chọn bu lơng có đường kính φ =48mm ( An = 2.14,8 = 29, 6cm ) + Sườn đỡ bu lông: Chiều dày sườn đỡ bu lông chọn tsd = 10mm , chiều cao sườn chọn chiều cao dầm đế: hsd = 50cm Mô men uốn lực kéo bu lơng (cánh tay địn từ trục bu lông đến dầm đế 15cm ): M = 65963.15 = 989445 daN.cm - Kiểm tra chiều dày sườn đỡ : tsd = 3.989445 = 0, 6cm = 6mm 502.2100 Chiều dày sườn đỡ chọn tsd = 10mm ,đủ chịu lực -Kiểm tra liên kết hàn sườn đỡ vào dầm đế: Tính mơ men kháng uốn ,diện tích tiết diện hai đường hàn góc ( chọn h f = 12mm ) Wwf (50 − 1) 2 = 2.0, 7.1, = 672,3cm3 ; Awf = 2.0, 7.1, 2.(50 − 1) = 82,3cm 2  989445,   65963  τ td =  + = 1676daN / cm < f wf γ c = 1800.1daN / cm ÷ ÷  672,3   82,3  +Tính phận đỡ êcu: Do lực kéo bu lông tương đối lớn nên dùng thép hình C10 (có Wx = 2.34,8cm3 )kê lên sườn đỡ ,nhịp dầm 11,2cm( khoảng cách trục sườn đỡ) Mô men uốn lực kéo bu lông : M = 65963.11, = 119688, 2daN cm σ = 119668, = 1719, 4daN / cm < 2100.1daN / cm ( Thỏa mãn) 2.34,8 Ứng suất: + Tính sườn ngăn Sườn ngăn tính dầm công xôn,ngàm bụng cột nên nhịp dầm 24,5 cm Vì lân cận sườn ngăn ,ứng suất đế có phần chịu nén phần chịu kéo nên có phần ứng suất nén gây uốn cho sườn Gần ,coi tải trọng phân bố đều, giá trị σ ô, chiều dài đoạn phân bố ứng suất nén – điểm cách mép đế đoạn 24,5 cm σ 50 − 24,5 46.25,5 = = 23,5daN / cm nên σ = 46 50 50 Tải trọng tác dụng lên sườn ngăn q = 23,5.24,5 = 575,75 daN/cm Mô men uốn: M = Lực cắt 575, 75.24,52 = 172797 daN cm : V= 575,75.24,5=14105,9 daN Tính chiều cao sườn: hsn ≥ 6.M = tsn f γ c 6.172797 = 22cm 1.2100.1 Chọn hsn = 30 cm Kiểm tra đường hàn liên kết sườn ngăn vào cánh cột,chọn chiều cao đường hàn h f = 6mm , lw = 30 − = 29cm τ sd  6.172797   14105,9  =  + = 1578daN / cm < 1800.1daN / cm ÷ ÷ 2.0, 7.0.6.29   2.0, 7.0.6.29   7.2 Tính vai cột * Kích thước tiết diện dầm vai + Chiều cao tiết diện vai cột: h = 50 cm + Bề rộng tiết diện vai cột: b = 30 cm + Chiều dày bụng vai cột: tw = 1,0 cm + Chiều dày cánh vai cột: tf = 1,0 cm 42 2M12 dem t hep M20 M20 2 mặt c 3-3 mặt c 2-2 Hỡnh 6.2 Vai ct - Mô men uốn lực cắt tiết diện ngàm: M = (Dmax + Gdct).e ; M = (13721,1+1428,3).20 = 302988 daN.cm V = (Dmax + Gdct ) ; V = 13721,1+1428,3 = 15149,4 daN * Kiểm tra tiết diện vừa chọn: (bỏ qua trọng lượng thân dầm vai): - Tiết diện ngàm Bảng 6.1 Đặc trưng hình học tiết diện dầm vai ngàm Ix (cm4) 31797,92 σ= Wx (cm3) 1413,24 Iy (cm4) 2932,92 Wy (cm3) 225,61 A (cm2) 95,00 302988 = 214, daN/cm2 < 2100.1 daN/cm2 1413, 24 S (cm3) 803,13 S1 (cm3) 572 τ= 15149, 4.803,13 = 417, 64 daN/cm2 < 1200.1 daN/cm2 31797,92.1 - Kiểm tra ứng suất tương đương: σ1 = 214, 15149, 4.572 43 = 297, 45 daN/cm2; = 204,9 daN/cm2 ; τ = 31797,92.1 45 σ tđ = 204,92 + 3.297, 452 = 554, 45 daN/cm2 < 1,15.2100.1=2415 daN/cm2 - Kiểm tra ứng suất tiếp tiết diện bé: Bảng 6.2 Đặc trưng hình học tiết diện dầm vai vị trí dầm cầu trục Jx (cm4) Wx (cm3) Jy (cm4) 2931,67 Wy (cm3) 225,51 A (cm2) 80 S (cm3) 475 12766,67 851,11 15149, 4.475 τ= = 615, daN/cm2 < 1200.1 daN/cm2 12766, 67.1 S1 (cm3) 377 - Kiểm tra ổn định cục bộ: b f 26 2,1.106 = = 26 < = 31, ; cánh ổn định cục + Bản cánh: t f 1, 2100 h w 43 2,1.106 = = 43 < 2, = 69, ; bụng ổn định + Bản bụng: tw 2100 - Chiều cao đường hàn cánh – bụng hf ≥ 15149, 4.377 = 0,19 cm Chọn hf = 5mm 2.1260.12766, 67.1 * Tính liên kết hàn dầm vai cánh cột - Chọn chiều cao đường hàn hf = mm - Chiều dài tính tốn đường hàn theo hình 6.2, ta có: A w = 2.0, 7.0,5.(41 + 25 + 21) = 60,9 cm2; Ι w = 2.0, 7.(25.0,5.22,52 + 21.0,5.21,52 + Ww = 0,5.413 ) = 19674,8 cm4; 12 19674,8 = 874, cm3; 22,5 2  302988   15149,  τ hl =  + = 848,3 daN/cm2 < 1800.1 daN/cm2 ÷ ÷  874,   60,9  * Kiểm tra ứng suất tương đương bụng cột: 44 Trong bụng cột, chỗ liên kết với cánh dầm vai, chịu thêm lực ngang (do mô men dầm vai chia thành lực H = Mdv/hdv) nên xuất trạng thái ứng suất phức tạp Do phải kiểm tra ứng suất tương đương theo công thức sau: σ tđ = σ + 3.τ ≤ 1,15.f γ c đây: σ = M N (V + H) + ; τ= ; M, N, V - nội lực cột vị trí chân cột trên; Wcot A cot Ab Wcot – mô men chống uốn tiết diện cột; Acot, Ab- diện tích tiết diện cột bụng cột Lực ngang dầm vai tác dụng vào cột: 302988 = 15616, daN; 45 1491364 3922, 68 3956,54 + 15616, + = 514, 62 daN/cm2 ; τ = = 440,84 ⇒σ = 3055,98 147, 44 44, H= daN/cm2; σ tđ = 514, 622 + 3.440,84 = 920,8 daN/cm2 < 1,15.2100.1 = 2415 daN/cm2 * Kích thước sườn: - Gia cường cho dầm vai: Chiều cao hs = 30cm; bề rộng bs = 12 cm; Chiều dày t s ≥ 2.12 2100 30 2100 = 0, 76 ; t s ≥ = 0, 43 2,1.10 2, 2,1.106 Chọn ts = 0,8 cm - Gia cường cho bụng cột: Chiều cao hs = 62,2 cm; bề rộng bs = 12 cm; Chiều dày t s ≥ 2.12 2100 62, 2100 = 0, 76 ; t s ≥ = 0, 61 2,1.10 3, 2,1.106 Chiều dày ts= 0,8 cm Cấu tạo tính tốn nút dàn: Ngun tắc cấu tạo nút dàn: - Trục dàn ( đường qua trọng tâm tiết diện thanh) ph ải đồng quy tim nút Tim nút nằm trục cánh, cánh có ti ết di ện thay đ ổi, tr ục đường trung bình hai trọng tâm qua trục có n ội l ực l ớn - Khoảng cách từ đầu bụng đến cánh không nhỏ ( 6.t bm – 20)mm 50mm không lớn 80mm Khoảng cách từ đầu đến tim nút đo trực tiếp vẽ, chiều dài thực tế chế tạo bụng chiều dài hình học ( khoảng cách hai tim nút) trừ hai khoảng cách đ ến tim nút hai đ ầu - Hình dáng mã chọn đơn giản ( thường hình chữ nhật hình thang) chứa hết đường hàn liên kết dàn vào mã; góc cạnh mã v ới trục không nhỏ 150 để đảm bảo truyền lực từ vào mã Do kích thước mã đo trực tiếp vẽ 8.1 Nút gối dàn: Nút gối dàn gồm đế, mã sườn cứng Bố trí đế cho ểm đặt phản lực đầu dàn (V) trùng với tâm đế Kích thước đế xác định theo điều kiện ép mặt dàn thép mũ cột: Abđ ≥ N f c γ c Với thép CCT34 ta có fc = 3200 daN/cm2 => Abđ ≥ V 5762 = = 1,8 cm2 f c γ c 3200.1 Với kích thước cột : bxh = 200 x 400 ( cm) Chọn kich thước mã 240x440 ( cm) Chiều dày đế tính tương tự đế chân cột  chiều dày đế tbđ = 4,0 cm - Đường hàn liên kết sườn gối vào mã phải truyền phản lực V xuống đế, tổng chiều dài đường hàn là: ∑ ls ≥ V γ c h f ( β f w ) Với que hàn N42, tra bảng ta có cường độ tính tốn đường hàn góc: f ws = 0,45 f u = 0,45.3400 = 1530 daN/cm2 f wf = 1800 daN/cm2 Với phương pháp hàn tay, Ta có β s = 1,0 ; β f = 0,7 => β s f ws = 1,0.1530 = 1530 daN/cm2 β f f wf = 0,7.1800 = 1260 daN/cm2 => ( β f w ) = 1260 daN/cm2 Chọn hf = 4mm=> ∑ ls ≥ 5762 = 11,4cm 1.0,4.1260 - Đường hàn liên kết cánh cào mã tính theo nội lực Chọn chiều cao đường hàn sống hf1 = 6mm Và chiều cao đường hàn mép hf2 = 6mm Suy ra: k N 0, 75.5837 +1 = + = 5,34 cm 2.γ c h f ( β f w ) 2.1.0, 6.1260 (1 − k ).N (1 − 0, 75).5837 + = 2, 45 cm lw2 = 2.γ h ( β f ) + = 2.1.0, 6.1260 c f1 w lw1= lmin ≥ 40mm ( 4.hf = 4.6 = 24mm < 40mm) => lấy lw1 = 8cm 46 lw2 = 6cm 8.2 Nút trung gian: Chọn chiều cao đường hàn sống hf1 = 6mm chiều cao đường hàn mép hf2 = 6mm , • Tính liên kết X2 cấu tạo từ 2L60x5 vào mã: R1 = k X2 = 0,75.6435 = 4826,3 daN R2 = ( 1-k).X2 = 0,25 6435 = 1608,8 daN R1 4826,3 + = 4, cm l1= 2.γ h ( β f ) + = 2.1.0, 6.1260 c f1 w l2 = R2 1608,8 +1 = + = 2,1 cm 2.γ c h f ( β f w ) 2.1.0, 6.1260 lmin ≥ 40mm ( 4.hf = 4.6 = 24mm < 40mm) => lấy lw1 = lw2 = 5cm • Tính liên kết cánh cấu tạo từ 2L70x50x6 ( ghép cạnh lớn) vào mã: Lực tác dụng lên đường hàn sống đường hàn mép tính sau: ∆ = T2 − T3 = 11671 − 5277 = 6394daN 2 P P  803   803  R1 =  ÷ + (k ∆N ) ±  ÷ ∆N sin α =  ÷ + (0, 65.6394) −  ÷.6394.sin 60 2 2     = 3604 daN 2 P P  803   803  R2 ==  ÷ + (k ∆N ) ±  ÷ ∆N sin α =  ÷ + (0,35.6394) −  ÷.6394.sin 60 2 2     = 850 daN R1 3604 + = 5,8 cm l1= γ h ( β f ) + = 1.0, 6.1260 c f1 w l2 = R2 850 +1 = + = 2,1 cm γ c h f ( β f w ) 1.0, 6.1260 lmin ≥ 40mm ( 4.hf = 4.6 = 24mm < 40mm) Chiều dài tính tốn lấy theo cấu tạo nhiên cánh dàn kèo đ ược coi liên tục nên chiều dài đừng hàn thực tế phụ thuộc vào kích thước mã cần để liên kế cá bụng (hình vẽ) 8.3 Nút dưới: Chọn chiều cao đường hàn sống hf1 = 6mm chiều cao đường hàn mép hf2 = 6mm , - Liên kết X1 cấu tạo từ 2L60x5 vào mã: R1 = k X1 = 0,75.10338 =7753,5 daN R2 = ( 1-k).X2 = 0,25.6435 = 1608,8 daN R1 7753,5 +1 = + = 6,1 cm 2.γ c h f ( β f w ) 2.1.0, 6.1260 R2 1608,8 + = 2,1 cm l2 = 2.γ h ( β f ) + = 2.1.0, 6.1260 c f1 w l1= lmin ≥ 40mm ( 4.hf = 4.6 = 24mm < 40mm) => lấy lw1 = lw2 = 7cm - Liên kết Đ1 cấu tạo từ 2L50x5 vào mã: R1 = k Đ1 = 0,75.532 = 399 daN R2 = ( 1-k).X4 = 0,25.532 = 133 daN R1 399 + = 1,3 cm l1= 2.γ h ( β f ) + = 2.1.0, 6.1260 c f1 w l2 = R2 133 +1 = + = 1,1 cm 2.γ c h f ( β f w ) 2.1.0, 6.1260 lmin ≥ 400mm ( 4.hf = 4.6 = 24mm < 40mm) => lấy theo cấu tạo lw1 = lw2 = 4cm - Tính tốn nối cánh , cánh có tiết diện 2L90x65x6: Lực tính tốn tính sau : Nq = 1,2.Nc = 1,2.18161 =21793 daN Chọn ghép có tiết diện 100x10 => diện tích quy ước mối nối : Aq = 10x1 + 2x5x1= 20cm2 Ứng suất quy ước tiết diện nối quy ước : σq = Nq/Aq = 18161/20 = 1089,7 daN/cm2 Lực truyền qua ghép : Ngh = σq Agh = 1089,7x10x1 = 10897 daN Tổng chiều dài đường hàn liên kết ghép với cánh dàn, lấy hf = 6mm : 48 ∑ lw = N gh γ c h f ( β f w ) +1 = 10897 + = 8,2 cm 1.0, 6.1260 Lực truyền qua mã : Nbm = Nq - Ngh =21793 – 10897 = 10896 daN Tổng chiều dài đường hàn liên kết cánh với mã xác định sau: ∑ lw = N bm 10896 +1 = + = 8,2 cm 1.0, 6.1260 γ c h f ( β f w ) • Tính tốn nối mã : Lực truyền qua hai nối là: Nbn = Nbm.cosα ±1,2.Nx.cosβ Trong đó, lực kéo Nx = X1 = 1233 daN ; α = 0, cosα =1 ; β = 390 , cosβ = 0,78 => Nbn = 9069x1+1,2x2136x0,78 = 9268 daN Đường hàn liên kết nối với mã xác định sau : N bn 9268 + = 6,12 cm lh = 2.γ h ( β f ) + = 2.1.0,6.1260 c f1 w Chọn nối tiết diện 110x10 có lh = 10cm > 6,12 cm - Kiểm tra cường độ nối có kể đến giảm yếu hai lỗ bu lông Ф19 theo công thức: δ= N bn 9069 = = 891daN/cm2 < 2100 daN/cm2 (Thoả mãn) Abn x(11x1 − x1,9 x1) 8.4 Nút khuếch đại dàn: Nút đỉnh dàn: mã nối hai ốp đứng hai bên mã, chi ều dày b ản ốp không nhỏ chiều dày mã, ốp đựợc hàn vào nửa dàn Bản ốp đỉnh dàn gãy khúc theo độ dốc cánh, cắt lõm hình chữ V mã nhơ lên kích thước mã nhỏ lại Ngồi cịn có hai sườn đứng gia cường cho ốp đỉnh dàn - Miếng đệm thanh: Thanh dàn tiến hành kiểm tra ổn định theo hai trục x-x y-y nh tiết diện chữ T nên để đảm bảo việc tính tốn làm việc phải bố trí thêm miếng đệm khoảng hai nút dàn Miếng đệm có chiều dày chiều dày mã, chiều rộng từ 50 ~ 80 mm; chiều dày lấy vượt khỏi bề rộng dàn bên 10 ~ 15 mm để đủ chỗ hàn Khoảng cách hai tim miếng đệm : a ≤ 40.i yo với nén a ≤ 80iyo với kéo ( iy0 bán kính quán tính thép góc với trục thân y song song với trục y – y Mỗi tối thiểu có hai miêng đệm ... bao gồm: hệ giằng cánh trên, hệ giằng cánh hệ giằng đứng • Hệ giăng cánh trên: Giằng gồm chéo chữ thập chống dọc (đặt mặt phẳng cánh dàn) Tác dụng chúng đảm bảo ổn định cho cánh chịu nén dàn Các... cửa phía 0,25m) Hình 1.3 Sơ đồ giàn mái Hình 1.4 Sơ đồ cửa mái Sơ đồ tính tốn khung ngang H EI c EI td Lt A B Hình 1.5 Sơ đồ tính Nhịp tính tốn L t khung tuỳ thuộc vào cách đặt trục định vị tính... góc • Hệ giăng cánh : Hệ giằng cánh gồm chéo chữ thập chống dọc (đặt mặt phẳng cánh dàn) Chúng đặt vị trí có giằng cánh trên, nghĩa hai đầu khối nhiệt độ khoang nhà Nó với giằng cánh tạo nên khối