CHƯƠNG i số LIỆU THIẾT kế và lựa CHỌN vật LIỆU

Mục lục CHƯƠNG I SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU 1 Số liệu thiết kế 2 Các thông số lựa chọn vật liệu CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG Kích thước cầu trục phụ hợp 2 Theo phương dọc Theo phương ngang Sơ đồ tính khung ngang CHƯƠNG III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) .5 Hoạt tải mái Hoạt tải cầu trục CHƯƠNG IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC 10 CHƯƠNG V THIẾT KẾ CẤU TIẾT DIỆN CẤU KIỆN 11 Thiết kế tiết diện cột .11 Thiết kế tiết diện xà ngang .14 Đoạn xà 4m (đoạn thay đổi tiết diện) 14 2 Đoạn xà 8m (tiết diện không đổi) .16 CHƯƠNG VI THIẾT KẾ CÁC CẤU KIỆN CHI TIẾT 17 Vai cột .17 CHƯƠNG I SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU Số liệu thiết kế Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng, nhịp với số liệu sau: - Nhịp khung: L = 24 (m) - Bước cột: B = 6m - Sức nâng cầu trục: Q = 30/5 (T) (nhà có cầu trục, làm việc chế độ trung bình) - Cao trình đỉnh ray: Hr = +7.00 (m) - Độ dốc mái: i = 10%; mái lợp tole - Chiều dài nhà: A = 120 (m) - Vùng gió: I-B - Khu vực xây dựng cơng trình thuộc địa hình B Các thơng số lựa chọn vật liệu - Vật liệu thép CCT38 theo TCVN 5575-2012 có cường độ: Cường độ kéo nén tính tốn: Cường độ kéo cát tính tốn: Cường độ kéo đứt tiêu Cường độ ép mặt: (với hộ số tin cậy) = = 38 ≈ 38 ⁄ CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG Kích thước cầu trục phụ hợp Từ số liệu thiết kế nhà L = 24 (m); sức nâng cầu trục Q = 30/5 T (nhà có cầu trục, làm việc chế độ trung bình), ta có nhịp cầu trục: Tra phụ lục VI- bảng VI.2- trang 135 sách “Thiết kế kết cấu nhà cơng nghiệp” Đồn Định Kiến, ta thơng số cầu trục sau: Theo phương dọc Chiều cao từ mặt ray câu trục đến xà ngàng: 2= + = 2,75 + 0,2 = 2,95( ) Với: = 2,75( ) – tra catalo cầu trục phụ lục VI Đoàn Định Kiến; = 0,2( ) – khe hơ an toàn cầu trục xà ngang Chọn H2 = Chiều cao khung cột, tính từ mặt móng đến đáy xà: Trong đó: = trình đỉnh ray = Phần cột chơn nền, coi mặt móng cốt ±0.000( Cao 3 = 0) 1+ 2+ 3=7+3+0=10( ) = 7( ) Chiều cao phần cột tính từ vai cột đỡ dầm câu trục đến đáy xà ngang: = 2+ + =3+0,6+0,2=3,8( ) Với: - Chiều cao sơ dầm cầu trục lấy khoảng 1/10 nhịp dầm B=6(m); Chiều cao ray đệm lấy sơ khoảng 0,2m Chiều cao phần cột tính từ mặt móng đến mặt vai cột: = Theo phương ngang − = 10 − 3,8 = 6,2( ) Coi trụ định vị trùng với tâm cột (a=30cm) Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: 1= − = 24 − 22,5 = 0,75( ) Trong đó: − Nhịp dầm cầu trục, lây theo catalo cầu trục, = 22,5 − Là khoảng cách từ trục ray đến trục định vị, Do sức cầu trục không lớn nên ta chọn phương án cột không thay đổi tiết diện Chọn chiều cao tiết diện cột theo độ cứng: Kiểm tra khe hở cầu trục cột khung: 1≥ + + (ℎ − ) ⇔ 0,75 > 0,3 + 0,075 + (0,6 − 0,3) = 0,675( ) Thỏa Trong đó: − Khe hở an tồn cầu trục mặt cột, lấy 0,075 theo sách Đoàn Định Kiến − Phần đầu cầu trục lấy bên ray, lấy theo catalo = 0,3( ) ℎ − Tiết diện cột trên, cột không thay đổi tiết diện nên ℎ = ℎ = 0,6( ) Sơ đồ tính khung ngang Sơ tiết diện cột: Chiều cao tiết diện cột chọn theo điều kiện độ cứng: ℎ=( ÷ 15 Bề rộng tiết diện cột chọn theo điều kiện độ cứng: - Với l y bộ: =( khoảng cách phần cột dưới, tính Đây vị trí giải thiết bố trí giằng cột dọc nhà thép định hình C cao trình ±3,500 Chọn sơ chiều dày cánh cột = 1( ) theo điều điện cấu tạo ổn định cục Chọn sơ bề dày bạn bụng theo điều kiện bụng theo điều điện cấu tạo ổn định cục =( 70 Với phương án cột chọn cột có tiết diện khơng đổi sức cầu trục không lớn với độ cứng I1 Và nhịp khung 24(m) ta chọn phương án xà ngang thay đổi tiết diện, thay đổi hình nêm Giả thiết ví trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 4(m) Với đoạn xà 4(m) độ cứng đầu xà I1 độ cứng cuối xà I2 (giả thiết độ cứng cột, xà chỗ liên kết cột- xà Còn tiết diện xà ngang đoạn 8(m) độ cứng đoạn đầu xà cuối xà Ta dựa vào tiết diện cột tính ta giả thiết tỷ lệ độ cứng 1⁄ = 1,29 (tức tiết diện nhập vào phần mềm ETABS trình bày tính tốn đây) Vì nhà có cầu trục nên liên kết móng khung ta chọn ngàm mặt móng với cốt ±0,00 Ta chọn liên kết đỉnh cột xà ngang, liên kết đỉnh xà ngang liên kết cứng trục cột khung lấy tâm cột khung (a=30(cm)) CHƯƠNG III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) Độ dốc mái Tải trọng thườngv xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên khung ngang bao gồm trọng lương lớp mái, trọng lượng thân xà gồ, trọng lượng thân khung ngang dầm cầu trục = 10% → = 5, 71 (sin = 0,099; cos = 0,995) Trọng lượng thân lớp cách nhiệt xà gồ mái lấy sơ 0,15 kN/m Trọng lượng thân xà ngang chọn tính phần mềm etabs (vì có tiết diện) Tổng tĩnh tải tác dụng lên xà ngang: 1,1 × 0,15 × 0,99 Trọng lượng thân tôn tường xà gồ tường lấy tương tự mái 0,15 kN/m Quy thành tải tập trung đỉnh cột: Trọng lượng thân dầm cầu trục chọn sơ 1kN/m Quy thành tải tập trung moment lệch tâm đặt cao trình vai cột: 1,1 × 0,15 × × 10 = 9,9( = ×1× = ×( 1) = 6,3 × 0,75 ) =1,05×1×6=6,3 Với độ lệch tâm e = 1=0,75 a=30(cm) nằm tâm cột Hoạt tải mái Theo TCVN 2737-1995 trị số tiêu chuẩn củahoạt tải thi công sửa chữa mái (mái lớp tôn) 0,3 ⁄ , hệ số vượt tải 1,3 Quy đổi tải trọng phân bố xà hang hình: 1,3×0,3×6 = 2,35 0,995 Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm hai thành phần gió tác dụng vào cột gió tác dụng vào mái Theo tiêu chuẩn 2737-1995 phân vùng gió I-B có áp lực gió tiêu chuẩn = 0,65 ⁄ ,hệ số vượt tải 1,2 Ta vào hình dáng mặt nhà hệ số khí động học xác định theo sơ đồ hình lấy từ tiêu chuẩn 2737-1995 Nội suy ta có: = 0,8; = −0,332; = −0,4; Tải trọng gió tác dụng lên cột: Phía đón gió: 1,2× × × = −0,5 × =1,2×0,65×1×0,8×6=3,744 ⁄ Phía khuất gió: 1,2× × × × =1,2×0,65×1×0,5×6=2,34 Tải trọng gió tác dụng lên mái: Phía đón gió: 1,2× Phía khuất gió: 1,2× × × × × × Hoạt tải cầu trục ⁄ =1,2×0,65×1×0,332×6=1,55 × ⁄ =1,2×0,65×1×0,4×6=1,87 ⁄ Các thơng số cẩu trục 30/5 tra sách trang 136 Đoàn Định Kiến sau: Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng lực hãm ngang xác định sau: Sức lực Nhị Móc Móc phụ Lk T 30 22 Áp lực đứng cầu trục Tải trọng thẳng đứng bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục xác định cách dùng ảnh hưởng phản lực gối tựa dầm xếp bánh xe hai cầu trục sát vào vị trí bất lợi hình, sau xác định tung độ yi đường ảnh hưởn, từ xác định áp lực lớn vào nhỏ bánh xe cầu trục lên cột: Dmax = nc p Pmax yi = 0,85 1,1 315 1,95 = 574kN Dmin = nc p Pmin yi = 0,85 1,1 95 1,95 =173kN Với: − Hệ số cầu trục làm việ với mức độ trung bình = 0,8 − Hệ số vượt tải yi = 0,8 + + 0,15 = 1, 95 – áp lực lớn bánh xe lên cầu trục = 31,5 – áp lực nhỏ bánh xe lên cầu trục 315 =95 Trong đó: Q sức cầu trục G trọng lượng cầu trục số bánh xe bên cầu trục = 315 = + − = 300+520 − Các lực Dmax Dmin thông qua ray dầm cầu trục truyền vào vai cột, lệch tâm so với trục cột khoảng e = L1 a=30cm nằm vị trí tâm cột Giá trị moment lệch tâm tương ứng với áp lực lớn mà nhỏ nhất: = = × × =574×0,75=431 =173×0,75=130 Lực hãm ngang cầu trục Lực hãm tiêu chuẩn bánh xe cầu trục lên ray: Với: Trọng lượng thân xe con; = 12 = 120 Hệ số ma sát, lấy 0,2 móng cứng 30 Lực hãm ngang cảu toàn cầu trục truyền lên cột đặt vào cao trình dầm hãm giả thiết + = 0,6 + 0,2 = 0,8( ) cách vai cột: T = nc p T1tc yi = 0,85 1,1 10,5 1,95 =19,1kN CHƯƠNG IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC Nội lực khung ngang xác định với trường hợp chất tải phần mềm ETABS Kết tính tốn thể dạng biểu đồ bảng thông kê nội lực Dấu nội lấy theo quy định chung sức bền vật liệu Dưới hình ảnh mô tảng dạng biểu đồ nội lực xuất từ Etabs bảng tổ hợp nội lực với trường hợp I = 12 + 12 = 12, 432 + 3.4, 212 = 14, 41( kN / cm ) cm2 ) Kiểm tra ổn định cục cánh dầm vai: td 1,15.23 = 26, 45( kN / • Bàn cánh: • Bản bụng: Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết dầm vai cột hf = t 2cm ) ( Chiều dài tính tốn đường hàn liên kết dầm vai với cánh cột xác sau: định • Phía cánh (2 đường hàn): l w = 25 − = 24cm • Phía cánh (4 đường hàn): l w = 0, 5(25 − 2) − = 10, 5cm Ở bụng (2 đường hàn): l w = 72 − = 71cm Từ đó, diện tích tiết diện moment kháng uốn đường hàn liên kết (coi lực cắt đường hàn liên kết bụng chịu): • w 24.13 Ww = Khả chịu lực đường hàn liên kết kiểm tra theo công thức: td = Kích thước cặp sườn gia cường cho bụng dầm vai lấy sau: • Chiều cao: hs = hwdv = 72cm • Bề rộng: bs = • Bề dày: t s 2.bs f / E = 2.7 23 / 2,1.10 = 0, 463( cm ) → t s = 0, 6( cm) 720 30 + 40 = 64mm → bs = 7cm BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CẤU VỊ TRÍ NỘI LỰC HOAT TAI KIỆN TINH TAI 1 CHÂN CỘT DƯỚI VAI M(KNm) -35,65 -19,68 N(KN) -37,23 -22,94 Q(KN) -9,06 -9,83 M(KNm) 20,5 41,28 N(KN) -32,6 -22,94 Q(KN) -9,06 -9,83 M(KNm) 16,72 41,28 N(KN) -26,3 -22,94 Q(KN) -9,06 -9,83 CỘT TRÊN VAI ĐỈNH M(KNm) 51,14 78,65 CỘT N(KN) -23,46 -22,94 Q(KN) -9,06 -9,83 M(KNm) -51,14 -78,65 N(KN) -10,36 -12,07 Q(KN) -12,59 -21,85 M(KNm) ĐẦU XÀ ĐOẠN XÀ 4M CUỐI XÀ ĐẦU XÀ -12,56 -9,71 N(KN) -9,81 -11,13 Q(KN) -7,1 -12,45 -12,56 -9,71 M(KNm) ĐOẠN N(KN) -9,81 -11,13 Q(KN) -7,1 -12,45 M(KNm) 12,35 14,81 N(KN) -9,01 -9,25 Q(KN) 0,9 6,35 XÀ 8M CUỐI XÀ ...CHƯƠNG I SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU Số liệu thiết kế Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng, nhịp v? ?i số liệu sau: - Nhịp khung: L = 24 (m) -... định cục cánh bụng chọn CHƯƠNG VI THIẾT KẾ CÁC CẤU KIỆN CHI TIẾT Vai cột V? ?i chiều cao tiết diện cột h=60 cm, ta xác định moment uốn lực cắt chộ liên kết công xôn vai cột v? ?i cánh cột theo công... cứng đầu xà I1 độ cứng cu? ?i xà I2 (giả thiết độ cứng cột, xà chỗ liên kết cột- xà Còn tiết diện xà ngang đoạn 8(m) độ cứng đoạn đầu xà cu? ?i xà Ta dựa vào tiết diện cột tính ta giả thiết tỷ lệ độ