Đồ án thép 2 đạt chuẩn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾT KHUNG NGANG NHÀ XƯỞNG CÓ CẦU TRỤC HỆ ĐÀO TẠO: CHÍNH QUY GVHD: THẦY TRẦN QUỐC HÙNG SINH VIÊN: NGUYỄN TIẾN VINH MSSV: 18520100431 LỚP: XD18/A2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP TẦNG, NHỊP Chương 1: Số liệu thiết kế Nhịp nhà Bước cột (m) (m) L = 36 B=6 Cao trình đỉnh ray Sức nâng cầu trục Q (m) (T) +9 32 Vùng áp lực gió IIIa Chiều dài nhà Độ dốc i% (m) A = 96 10 Khu vực xây dựng cơng trình thuộc địa hình B Nhà có hai cầu trục làm việc chế độ trung bình Vật liệu thép mác CCT34 có cường độ f = 21 kN/cm2; fv = 12 kN/cm2; fc = 32 kN/cm2; Hàn tay, dùng que hàn N46 Móng bê tông cấp độ bền B25 Mái lợp tole thép Chương 2: Xác định kích thước khung nhà công nghiệp 2.1 Chọn cầu trục Nhịp khung ngang L = 36 m, sức nâng cầu trục cho Q = 32 T Tra phụ lục II.3 trang 88 Giáo trình thiết kế khung thép nhà cơng nghiệp tầng, nhịp Đồn Tuyết Ngọc ta thơng số cầu trục sau: Nhịp cầu trục Lk = 34 m Chiều cao Gabarit cầu trục HK = 1,7 m Bề rộng Gabarit cầu trục BK = 6,27 m Khoảng cách trục bánh xe cầu trục KK = 5,1 m Trọng lượng cầu trục G = 340,4 kN Trọng lượng xe Gxe = 27 kN Áp lực bánh xe cầu trục tác dụng lên ray Pmax = 245 kN; Pmin = 85,2 kN Khoảng cách nhỏ theo phương ngang từ trọng tâm ray cầu trục đến mép cột Zmin = 0,3 m 2.2 Kích thước khung ngang nhà theo phương đứng: Chiều cao đỉnh ray: Hray = +9 m Chiều cao dầm cầu trục: Hdct = 10 B 10 (0,75 0,6) m → Sơ chiều cao dầm cầu trục Hdct = 0,6 m Sơ chiều cao ray có đệm hr = 0,2 m Phần cột chơn nền, coi mặt móng cốt ±0.00, ∆ = m Chiều cao thực phần cột (tính từ mặt móng đến mặt vai cột): H1 Hray h r Hdct 0,2 0,6 8,2 m Chiều cao thực phần cột (tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục tính đáy xà ngang): H2 H k b k Hdct h r 1,7 0,3 0,6 0, 2,8 m Chiều cao tồn cột (tính từ mặt móng đến đáy xà ngang): H H1 H 2,8 8, 11 m 2.3 Kích thước khung ngang nhà theo phương ngang: Xác định khoảng cách từ tim ray đến trục định vị (trục định vị trùng mép cột): L Lk 36 34 1m Sơ tiết diện cột trên: 10 Chiều cao cột trên: h ct 12 H2 10 12 500 (250 2,8 (0, 28 0, 23) m → Chọn hct = 0,5 m = 500 mm Bề rộng cột trên: bft 2 h ct → Chọn bft = 300 mm Sơ chọn tw = 12 mm; tf = 14 mm Vậy tiết diện cột sơ I 500x300x12x14 333) mm Sơ tiết diện cột dưới: 15 Chiều cao cột dưới: h cd 20 15 H 20 11000 (733 550) mm → Chọn hcd = 600 mm Bề rộng cột dưới: bfd 2 h cd 2 600 (300 400) mm → Chọn bfd = 400 mm Sơ chọn tw = 16 mm; tf = 18 mm Vậy tiết diện cột sơ I 600x400x16x18 Khoảng cách từ trục định vị tới mép cột a = Kiểm tra khe hở an toàn tim ray cầu trục cột khung Z h ct 1000 500 500 mm Zmin 300 mm Sơ kích thước cửa mái: Chiều cao cửa mái = 1,5 m Bề rộng cửa mái bcm = m Sơ kích thước xà ngang: Tiết diện đầu xà chọn sơ h = 500 mm; b = 300 mm; tw = 12 mm; tf = 14 mm Tiết diện xà chọn sơ h = 400 mm; b = 300 mm; tw = 12 mm; tf = 14 mm Tiết diện đỉnh xà chọn sơ h = 400 mm; b = 300 mm; tw = 12 mm; tf = 14 mm Hình Các kích thước khung ngang 2.4 Thiết kế xà gồ mái Sơ thông số mái xà gồ Chọn lợp mái tơn có g mtc = 0,15 kN/m2 Hoạt tải mái tiêu chuẩn xác định theo TCVN 2737-1995: pmtc 0,3 kN / m2 Chọn sơ xà gồ chữ Z có thơng số: Số hiệu thép H E F L t Jx Jy Wx Wy (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (cm4) (cm4) (cm3) (cm3) Z150 150 62 68 18 215,73 54,15 28,2 8,3 Chọn khoảng cách xà gồ mặt a = 1,5 m Độ dốc mái i = 10% → α = 5,71° Tải tiêu chuẩn g tcxg (kN/m) 0,047 Trị số tải trọng tiêu chuẩn tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ: a tc g xg cos q tc (g mtc pmtc ) q tt (g mtc g pmtc p ) (0,15 0,3) a g tcxg g cos 1,5 0,047 0,725kN / m cos(5,71o ) (0,15 1,1 0,3 1,3) 1,5 0,05 1,05 0,886kN / m cos(5,71o ) Phân tải trọng theo hai phương Xét tải trọng tác dụng lên xà gồ theo hệ trục tọa độ OXY có trục OX tạo với phương ngang góc 5,71° q tcx q tc sin 0,725 sin(5,71o ) 0,072 kN / m q ttx q tt sin 0,89 sin(5,71o ) 0,088 kN / m q tcy q tc cos 0,728 cos(5,71o ) 0,72 kN / m q tty q tt cos 0,89 cos(5,71o ) 0,88 kN / m Kiểm tra điều kiện bền xà gồ My Mx Wx td Trong đó: M x My td f c Wy Mx Wx q tty B2 0,88 62 8 q ttx B2 0,088 62 3,96 102 28, My Wy 3,96 kN.m 0,396 kN.m 0,396 102 8,3 18,81 kN / cm f Kiểm tra độ võng ( TTGH II ) B B q tcy B4 0,72 60003 384 2,1 105 215,73 10 B 384 E I x 200 10 B B Vậy xà gồ thỏa mãn điều kiện bền độ võng 4, 47 10 c 21 21 kN / cm 2.5 Hệ giằng Hình Hệ giằng mái Hình Hệ giằng cột 2.6 Sơ đồ tính Hình Sơ đồ tính khung ngang nhà Chương 3: Tải trọng tác dụng lên khung ngang 3.1 Tĩnh tải Phần trọng lượng thân kết cấu ( phần mềm tự tính ): Trọng lượng thân cột Trọng lượng thân xà ngang Trọng lượng thân cửa trời Trọng lượng mái: Tole, xà gồ Tải trọng tiêu chuẩn g mtc Tải trọng tính tốn g mtt 0,15 kN / m2 0,15 1,1 0,165 kN / m ( 1,1 hệ số vượt tải mái ) Tĩnh tải phân bố tác dụng lên xà ngang: p1tt g mtt B cos() 0,165 cos(5,71o ) 0,995 kN / m Trọng lượng thân tôn tường, hệ giằng cột lấy 0,15 kN/m2 Quy thành tải tập trung đặt tải đỉnh cột momen lệch tâm tác dụng vào cột dưới: p2tt 1,1 0,15 B H 1,1 0,15 11 10,89 kN M2tt 10,89 h cd h ct 10,89 0,6 0,5 0,55 kN.m Tải trọng thân dầm cầu trục: Sơ trọng lượng thân dầm cầu trục kN/m Quy thành tải tập trung momen lệch tâm cao trình vai cột: p3tt 1,05 B 1,05 6,3 kN M3tt 6,3 ( 0,5 h cd ) 6,3 (1 0,5 0,6) 4, 41 kN.m Trọng lượng cánh cửa bậu cửa trời: Sơ trọng lượng bậu cửa trời g cb trời g ckc kN/m trọng lượng kính với khung cửa 0,35 kN/m Quy tải tập trung chân cửa trời: p5tt (g cb B g ckc h cm B) 1,05 (1 0,35 1,5 6) 1,05 9,61 kN Hình Tĩnh tải khung ngang nhà 3.2 Hoạt tải mái Theo TCVN 2737-1995, trị số tiêu chuẩn hoạt tải thi công sửa chữa mái (mái lợp tôn) 0,3 kN/m2, hệ số vượt tải 1,3 Quy đổi tải trọng phân bố xà ngang: p1ht 1,3 0,3 cos(5,71o ) 2,35 kN / m Hình Hoạt tải mái nửa trái Hình Hoạt tải mái nửa phải Tra bảng 2.4 sách “Thiết kế khung thép nhà cơng nghiệp tầng, nhịp-Đồn Tuyết Ngọc” kết hợp nội suy có b 0,098 → M1 b 1 d12 0,098 0,825 302 72,765 kN / cm Ô (bản kê cạnh): a2 = d2 = 26,45 cm ; b2 = 9,25 cm ; b2 a2 0,35 Tra bảng 2.4 sách “Thiết kế khung thép nhà cơng nghiệp tầng, nhịp-Đồn Tuyết Ngọc” kết hợp nội suy có b 0,06 → M2 b 2 d12 0,06 1,098 26, 452 46,1 kN / cm Chiều dày đế xác định theo công thức sau: t bd M max f c 72,765 21 4,56cm → Chọn tbd = 4,6 cm b) Tính tốn dầm đế Kích thước dầm đế chọn sau: Bề dày: tdd = cm Bề rộng: bdd = bbd = 50 cm Chiều cao: hdd phụ thuộc vào đường hàn liên kết dầm đế vào cột phải đủ khả truyền lực ứng suất phản lực bê tơng móng Lực truyền vào dầm đế ứng suất phản lực bê tơng móng: N dd (11 15) 50 0,825 1072,5 kN Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết dầm đế vào cột hf = 0,6 cm Từ xác định chiều dài tính tốn đường hàn liên kết dầm đế vào cột: lw hf Ndd f w c 1072,5 63,84 cm 0,6 (0,7 20) Chọn chiều cao dầm đế hdd = 65 cm c) Tính tốn sườn A Sơ đồ tính sườn dầm công-xôn ngàm vào bụng cột đường hàn liên kết Ta có: qs Ms Vs 0, 464 (2 15) 13,92 kN / cm qs ls2 13,92 24,52 4177,74 kN.cm qs ls 13,92 24,5 341,04 kN Chọn bề dày sườn ts = cm Chiều cao sườn xác định sơ từ điều kiện chịu uốn: hs Ms ts f c 4177,74 21 34,55 cm → Chọn hs = 38 cm Kiểm tra lại tiết diện sườn chọn theo ứng suất tương đương: td 4177,74 382 3 2 341,04 38 23,3 kN / cm 1,15 f c 1,15 21 24,15 kN / cm2 → td 1,15 f c Vậy tiết diện sườn chọn thỏa mãn điều kiện ứng suất tương đương Chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bụng cột hf = 0,8 cm Diện tích tiết diện mô men chống uốn đường hàn là: Aw 0,8 (38 1) 59, cm2 Ww 0,8 (38 1) 365,07 cm3 Khả chịu lực đường hàn kiểm tra theo công thức: td Ms Ww (f w )min c → td Vs Aw 4177,74 365,07 (0,7 20) 14 kN / cm2 (f w ) c Vậy đường hàn thỏa mãn khả chịu lực 341,04 59, 2 12,81 kN / cm d) Tính tốn sườn B Bề rộng truyền tải vào sườn B 1,5 ls 1,5 10 15 cm qs 1,098 15 16, 47 kN / cm Ms Vs qs ls2 16, 47 102 823,5 kN.cm qs ls 16, 47 10 164,7 kN Chọn bề dày sườn ts = cm Chiều cao sườn xác định sơ từ điều kiện chịu uốn: hs Ms ts f c 823,5 21 15,34 cm → Chọn hs = 17 cm Kiểm tra lại tiết diện sườn chọn theo ứng suất tương đương: td 823,5 17 3 2 164,7 17 23,95 kN / cm 1,15 f c 1,15 21 24,15 kN / cm2 → td 1,15 f c → tiết diện sườn chọn thỏa mãn điều kiện ứng suất tương đương Chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn B vào dầm đế hf = 0,8 cm Diện tích tiết diện mô men chống uốn đường hàn là: Aw 0,8 (17 1) 25,6 cm2 Ww 0,8 (17 1) 68, 27 cm3 Khả chịu lực đường hàn kiểm tra theo công thức: td Ms Ww (f w )min c → td Vs Aw 823,5 68, 27 164,7 25,6 (0,7 20) 14 kN / cm2 (f w ) c Vậy đường hàn thỏa mãn khả chịu lực 13,67 kN / cm e) Tính tốn bu lơng neo Chiều dài vùng bê tông chịu nén đế c = 45 cm, chọn khoảng cách từ mép biên đế chân cột đến tâm bu lông neo cm, xác định được: a Lbd y Lbd c 82 42 26 cm c 45 82 62 cm 3 Tổng lực kéo thân bu lông neo phía chân cột: T1 M N a y 579,96 102 260,34 26 62 826, 24 kN Chọn thép bu lông neo má 16MnSi, tra bảng I.10 phụ lục có fba = 190 N/mm2 Diện tích tiết diện cần thiết bu lông neo: yc A ba T1 n1 f ba 826, 24 19 7, 25 cm2 Chọn bu lơng Ø36 có Abn = 8,2 cm2 (bảng II.2 phụ lục) Tính lại tổng lực kéo thân bu lơng neo phía chân cột: T2 M Lb N 579,96 102 72 260,34 675,33kN Do T2 < T1 nên đường kính bu lơng neo chọn đạt u cầu f) Tính tốn đường hàn liên kết cột vào đế Các đường hàn liên kết tiết diện cột vào đế tính tốn quan niệm mơ men lực dọc đường hàn cánh chịu, lực cắt đường hàn bụng chịu Nội lực để tính tốn đường hàn chọn bảng tổ hợp nội lực cặp dùng để tính tốn bu lơng neo Các cặp khác khơng nguy hiểm Lực kéo cánh cột mô men lực dọc phân vào: Nk M h N 579,96 102 60 260,34 836, 43 kN Tổng chiều dài tính tốn đường hàn liên kết cánh cột (kể đường hàn liên kết dầm đế vào đế): l1w 65 1 2 38 0,8 2 65 38 122, cm Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết cánh cột h fyc l1w Nk f w c 836, 43 0,5 cm 122, (0,7 20) Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng h fyc l2w V f w c 103, 0,057 cm (65 1) (0,7 20) Kết hợp cấu tạo chọn hf = 0,6 cm 7.3 Liên kết cột với xà ngang Cặp nội lực dùng để tính tốn liên kết cặp gây kéo nhều cho bu lông tiết diện đỉnh cột Từ bảng tổ hợp chọn được: Cặp nội lực N = -98,21 kN ; M = 468,04 kN.m ; Q = -82,9 kN a) Tính tốn bu lông liên kết Chọn bu lông cường độ cao cấp độ bền 8.8, đường kính bu lơng dự kiến d = 27 mm Bố trí bu lơng thành dãy với khoảng cách bu lông tuân thủ quy định bảng phụ lục I.13 sách “Thiết kế khung thép nhà công nghiệp tầng nhịp- Đồn Tuyết Ngọc” Phía cánh ngồi cột bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước lấy sau: Bề dày: t s Bề rộng (phụ thuộc vào kích thước mặt bích) => Chọn ls = cm Chiều cao: hs = 1,5ls = 1,5.9 = 13,5 (cm) => Chọn hs = 15cm t w →> Chọn ts = 1,2 cm Theo điều 6.2.5 TCXDVN 338-2005, trường hợp bu lông chịu cắt kéo đồng thời cần kiểm tra điều kiện chịu cắt chịu kéo riêng biệt Khả chịu kéo bu lông: N tb f tb A bn Trong đó: ftb – cường độ tính tốn chịu kéo bu lơng (bảng I.9 phụ lục), ftb = 400N/mm2 = 40kN/cm2 Abn – diện tích tiết diện thực thân bu lơng (bảng I.11 phụ lục), Abn = 4,59 cm2 → N 40 4,59 183,6 kN tb Lực kéo tác dụng vào bu lơng dãy ngồi momen lực dọc phân vào: M h1 2 2hi N b max N n Nhận thấy N b max (6,5 N tb 468,04 102 49 132 19,52 262 32,52 39 49 ) 98, 21 177, 46 kN 16 nên bu lông đủ khả chịu lực Khả chịu trượt bu lông cường độ cao: N b f hb A bl b2 nf Trong đó: fhb – cường độ tính tốn chịu kéo vật liệu bu lông cường độ cao liên kết ma sát, fhb = 0,7fub fub – cường độ kéo đứt tiêu chuẩn vật liệu bu lông (bảng I.12 phụ lục) fub = 1100 N/mm2 = 110kN/cm2 (với mác thép 40Cr) A – diện tích tiết diện thân bu lông, A = πd2/4 = 5,72 cm2 γb1 – hệ số điều kiện liên kết, γb1 = số bu lông liên kết n = 16 > 10 μ, γb2 – hệ số ma sát hệ số độ tin cậy liên kết Với giả thiết không gia công bề mặt cấu kiện nên: μ = 0,25; γb2 = 1,7 nf = số lượng mặt ma sát liên kết, nf = → N b 0,7 110 5,72 0,25 64,77 kN 1,7 Kiểm tra khả chịu cắt bu lông: V n 82,9 16 5,18 kN N b c 64,77 kN b) Tính tốn mặt bích Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn: t 1,1 b1N b max (b b1 ) f 1,1 15 177, 46 1,85 cm (30 15) 21 b1N bi (b h1 ) f 1,1 15 177, 46 (6,5 13 19,5 26 32,5 39 49) 49 (30 49) 21 Và t 1,1 2,7 cm → Chọn t = 2,8 cm c) Tính tốn đường hàn liên kết tiết diện cột ( xà ngang ) với mặt bích Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh ngồi (kể sườn): l w (14, 1) (9 1) 69,6 cm Lực kéo cánh momen lực dọc phân vào: Nk 468,04 102 50 98, 21 886,98 kN Vậy chiều cao cần thiết đường hàn này: h fyc lw Nk f w c 886,98 0,9 cm 69,6 (0,7 20) Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích (coi đường hàn chịu lực cắt lớn đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực): h fyc V lw f w c 82,9 0,064 cm (47, 1) (0,7 20) Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn hf = cm 7.4 Mối nối đỉnh xà Cặp nội lực dùng để tính tốn liên kết cặp gây kéo nhều cho bu lông tiết diện đỉnh xà Từ bảng tổ hợp chọn được: Cặp nội lực N = -51,74 kN ; M = 160,8 kN.m ; Q = 5,14 kN Chọn bu lông cường độ cao cấp độ bền 8.8, đường kính bu lơng dự kiến d = 20 mm (lỗ loại C) Bố trí bu lơng thành hàng Ở phía ngồi cánh xà ngang bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích, kích thước sau: Bề dày: Chọn ts = 1,2 cm Chiều cao: Chọn hs = cm Bề rộng: ls = 1,5hs = 13,5 (cm) => Chọn hs = 15 cm Khả chịu kéo bu lông: N tb f tb A bn Trong đó: ftb – cường độ tính tốn chịu kéo bu lông (bảng I.9 phụ lục), ftb = 400N/mm2 = 40kN/cm2 Abn – diện tích tiết diện thực thân bu lông (bảng I.11 phụ lục), Abn = 2,45cm2 → N 40 2, 45 98 kN tb Lực kéo tác dụng vào bu lông dãy momen lực dọc phân vào (do momen có dấu dương nên coi tâm quay trùng với dãy bu lơng phía cùng): M h1 2 2hi N b max N cos n Nhận thấy N b max N tb V sin n 160,8 10 49 51,74 0,995 5,14 0,1 97,8 kN 2 2 (15 34 49 ) 8 nên bu lông đủ khả chịu lực Khả chịu trượt bu lông cường độ cao: N b f hb A bl b2 nf Trong đó: fhb – cường độ tính tốn chịu kéo vật liệu bu lông cường độ cao liên kết ma sát, fhb = 0,7fub fub – cường độ kéo đứt tiêu chuẩn vật liệu bu lông (bảng I.12 phụ lục) fub = 1100 N/mm2 = 110kN/cm2 (với mác thép 40Cr) A – diện tích tiết diện thân bu lơng, A = πd2/4 = 3,14 cm2 γb1 – hệ số điều kiện liên kết, γb1 = 0,9 số bu lông liên kết n = < 10 μ, γb2 – hệ số ma sát hệ số độ tin cậy lien kết Với giả thiết không gia công bề mặt cấu kiện nên: μ = 0,25; γb2 = 1,7 nf = số lượng mặt ma sát liên kết, nf = → N b 0,7 110 3,14 0,9 0,25 32 kN 1,7 Kiểm tra khả chịu cắt bu lông: V n 5,14 0,64 kN N b c 32 kN Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn: t 1,1 b1N b max (b b1 ) f 1,1 15 97,8 1,37 cm (30 15) 21 Và t 1,1 b1N bi (b h1 ) f 1,1 15 97,8 (15 34 49) 49 (30 49) 21 1, 46 cm → Chọn t = 1,5 cm Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh (kể sườn): l w (14, 1) (9 1) 69,6 cm Lực kéo cánh momen lực dọc phân vào: Nk M h N cos Vsin 160,84 102 40 51,74 5,14 2 378,8 kN Vậy chiều cao cần thiết đường hàn này: h fyc lw Nk f w c 378,8 0, cm 69,6 (0,7 20) Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích (coi đường hàn chịu lực cắt lớn đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực): h fyc V lw f w c 5,14 5,07 10 cm (37, 1) (0,7 20) Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn hf = 0,6 cm 7.5 Mối nối nhịp xà Việc tính tốn cấu tạo mối nối thực tương tự Do tiết diện xà ngang vị trí nối giống đỉnh mái nội lực chỗ nối xà nhỏ nên khơng cần tính tốn kiểm tra mối nối Cấu tạo liên kết hình 7.6 Liên kết cánh với bụng cột xà ngang Lực cắt lớn xà ngang tiết diện đầu xà Vmax = -78,64 kN Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết cánh bụng xà ngang: h fyc Vmax Sf 2J x f w c 78,64 1020,6 60130 0,7 20 0,047 cm Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn hf = 0,6 cm Lực cắt lớn cột tiết diện chân cột Vmax = 105,85 kN Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết cánh bụng cột: h fyc Vmax Sf 2J x f w c 108,95 2275, 2 145900 0,7 20 0,061 cm Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn hf = 0,6 cm Chương Thiết kế cửa trời Chân cửa trời liên kết với cánh xà ngang bu lông liên kết ngàm Nội lực nguy hiểm chân cửa trời: M = 44,64 kN.m; N = -8,5 kN; V = -31,2 kN Chọn sơ cột xà ngang cửa trời tiết diện chữ I có: h = 20cm ; b = 10cm ; tf = cm ; tw = 0,8 cm Đặc trưng hình học tiết diện thanh: A= 33,4 cm2 ; Jx= 2195,5 cm4 ; Wx = 219,6 cm3 Kiểm tra điều kiện bền: N A M Wx 8,5 44,64 102 33, 219,6 20,58 kN / cm c f 21 kN / cm (thỏa) Chọn bu lông cường độ cao cấp độ bền 8.8, đường kính bu lơng dự kiến d = 16 mm Khả chịu kéo bu lông: N tb f tb A bn Trong đó: ftb – cường độ tính tốn chịu kéo bu lơng (bảng I.9 phụ lục), ftb = 400N/mm2 = 40kN/cm2 Abn – diện tích tiết diện thực thân bu lơng (bảng I.11 phụ lục), Abn = 1,57 cm2 → N tb 40 1,57 62,8kN Lực kéo tác dụng vào bu lông dãy momen lực dọc phân vào (do momen có dấu dương nên coi tâm quay trùng với dãy bu lơng phía cùng): M 2h i N b max N 44,64 102 30 (152 30 ) Nhận thấy N b max N tb 8,5 58,1 kN nên bu lông đủ khả chịu lực Khả chịu trượt bu lông cường độ cao: N b f hb A bl nf b2 Trong đó: fhb – cường độ tính tốn chịu kéo vật liệu bu lông cường độ cao liên kết ma sát, fhb = 0,7fub fub – cường độ kéo đứt tiêu chuẩn vật liệu bu lông (bảng I.12 phụ lục) fub = 1100 N/mm2 = 110kN/cm2 (với mác thép 40Cr) A – diện tích tiết diện thân bu lơng, A = πd2/4 = 2,01 cm2 γb1 – hệ số điều kiện liên kết, γb1 = 0,9 số bu lông liên kết n = < 10 μ, γb2 – hệ số ma sát hệ số độ tin cậy lien kết Với giả thiết không gia công bề mặt cấu kiện nên: μ = 0,25; γb2 = 1,7 nf = số lượng mặt ma sát liên kết, nf = → N b 0,7 110 2,01 0,9 0,25 20,5 kN 1,7 Kiểm tra khả chịu cắt bu lông: V n 31, 5, kN N b c 20,5 kN Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn: b1N b max (b b1 ) f t 1,1 Và t 1,1 58,1 (17 7) 21 1,1 b1N bi (b h1 ) f 1,1 0,98 cm 58,1 (15 30) 30 (17 30) 21 0,86 cm → Chọn t = 1,2 cm Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh ngoài: lw (4,6 1) (8 1) 28, cm Lực kéo cánh momen lực dọc phân vào: Nk 44,64 102 20 8,5 31, 2 203,35 kN Vậy chiều cao cần thiết đường hàn này: h fyc lw Nk f w c 203,35 0,51 cm 28, (0,7 20) Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích (coi đường hàn chịu lực cắt lớn đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực): h fyc V lw f w c 31, 0,06 cm (19,84 1) (0,7 20) Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn hf = 0,6 cm KẾT THÚC ... tính đáy xà ngang): H2 H k b k Hdct h r 1,7 0,3 0,6 0, 2,8 m Chiều cao tồn cột (tính từ mặt móng đến đáy xà ngang): H H1 H 2,8 8, 11 m 2.3 Kích thước khung ngang nhà theo phương ngang: Xác định... định tổng thể mặt phẳng uốn: 0,196 Với y 90,51 Tra bảng II. 1 phụ lục II y Độ lệch tâm tương đối m 0,645 4,33 Dựa vào bảng II. 5 phụ lục II xác định 0,65 0,005 m 0,67 ; Tính C m N C y... 0,798 Tra bảng II. 4 phụ lực II 1, 25 → m1 m 1, 25 6, , m1 < 20 nên không cần kiểm tra bền Kiểm tra ổn định tổng thể mặt phẳng uốn: Với x 2,08 m1 = tra bảng II. 2 phụ lục II có hệ số lt