ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP Mã đề S1B4H12L35 SỐ LIỆU ĐỀ BÀI: Nhịp khung ngang: L = 35 m Sức nâng cầu trục: Q =5 (T) (nhà có 1 cầu trục hoạt động, chế độ làm việc trung bình). Cao trình đỉnh ray : Hr = +12.7 m Bước khung: B = 4 m Độ dốc mái: i = 12% => α =7o Công trình 1 tầng, chiều dài 44m có 11 nhịp. SỐ LIỆU THIẾT KẾ: Phân vùng gió : IIA (địa điểm xây dựng: thành phố Cần Thơ). Vật liệu thép Mác CCT34s có cường độ: f = 2100 (kGcm2). fv = 1200 (kGcm2). fc = 3200 (kGcm2). Hàn tay, dùng que hàn N42. CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG Chọn số liệu ban đầu: Chọn cốt nhà trùng với cốt có cao độ để tính toán độ cao. Với sức nâng cần trục Q = 5 T, tra bảng catalo cần trục ta được các thông số sau: Nhịp Lk = 33.5(m) Ch.cao gabarit Hk = 770(mm) Kh.cách (Zmin) Zmin = 130(mm) Bề rộng Gabarit BK = 3650(mm) Bề rộng đáy KK = 2700(mm) T.lượng cầu trục G = 4.12(T) T.lượng xe con Gxc = 0.45(T) Áp lực Pmax = 35.3(kN) Pmin = 10.3(kN) I. Kích thước theo phương đứng: • Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H2 = Hk + bk = 1.01 + 0.3 = 1.31(m). Với : bk = 0.3(m) khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang. Hk = 1.01 (m) theo thông số cầu trục đã chọn. chọn H2¬ = 2 (m). • Chiều cao của cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: H = H1 + H2 + H3 = 12.7 + 2 + 0 = 14.7 (m). Trong đó : H1 cao trình đỉnh ray, H1 = 12.7 (m). H3 phần cột chôn dưới cốt nền H3 = 0. • Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: Ht = H2 + Hdct + Hr = 2 + 0.5 + 0.2 = 2.7 (m). Trong đó : Hdct chiều cao dầm cầu trục, Ta có: Hdct = (18 – 110)B = (18 – 110).4 = (0.5 – 0.4)m. Chọn sơ bộ Hdct= 0.5 (m). Hr chiều cao của ray và đệm, lấy Hr=0.2 (m). • Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột: Hd = H Ht = 14.7 – 2.7 = 12 (m). II. Kích thước theo phương ngang: Coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột (a = 0). Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: Với Lk = 33.5 (m) – Nhịp cầu trục, lấy theo catalo. L = 35(m) – Nhịp khung, lấy theo yêu cầu thiết kế. Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu về độ cứng: Chọn h = 0.5 (m). Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung: z = L1 – h = 0.75 – 0.5 = 0.25 (m) > zmin = 0.13 (m).
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP CBHD: Th.S Lê Nơng ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP Mã đề S1-B4H12L35 SỐ LIỆU ĐỀ BÀI: Nhịp khung ngang: L = 35 m Sức nâng cầu trục: Q =5 (T) (nhà có cầu trục hoạt động, chế độ làm việc trung bình) Cao trình đỉnh ray : Hr = +12.7 m Bước khung: B = m Độ dốc mái: i = 12% => α =7o Công trình tầng, chiều dài 44m có 11 nhịp SỐ LIỆU THIẾT KẾ: Phân vùng gió : II-A (địa điểm xây dựng: thành phố Cần Thơ) Vật liệu thép Mác CCT34s có cường độ: f = 2100 (kG/cm2) fv = 1200 (kG/cm2) fc = 3200 (kG/cm2) Hàn tay, dùng que hàn N42 SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP CBHD: Th.S Lê Nơng CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG Chọn số liệu ban đầu: Chọn cốt nhà trùng với cốt có cao độ ±0 00 m để tính tốn độ cao Với sức nâng cần trục Q = T, tra bảng catalo cần trục ta thông số sau: Nhịp Lk = 33.5(m) Ch.cao gabarit Hk = 770(mm) Kh.cách (Zmin) Zmin = 130(mm) Bề rộng Gabarit BK = 3650(mm) Bề rộng đáy KK = 2700(mm) T.lượng cầu trục G = 4.12(T) T.lượng xe Gxc = 0.45(T) Áp lực Pmax = 35.3(kN) Pmin = 10.3(kN) I Kích thước theo phương đứng: Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H2 = Hk + bk = 1.01 + 0.3 = 1.31(m) Với : bk = 0.3(m) - khe hở an toàn cầu trục xà ngang Hk = 1.01 (m) - theo thông số cầu trục chọn chọn H2 = (m) Chiều cao cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: H = H1 + H2 + H3 = 12.7 + + = 14.7 (m) Trong : H1 - cao trình đỉnh ray, H1 = 12.7 (m) H3 - phần cột chôn cốt H3 = Chiều cao phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: Ht = H2 + Hdct + Hr = + 0.5 + 0.2 = 2.7 (m) SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP Trong : CBHD: Th.S Lê Nơng Hdct - chiều cao dầm cầu trục, Ta có: Hdct = (1/8 – 1/10)B = (1/8 – 1/10).4 = (0.5 – 0.4)m Chọn sơ Hdct= 0.5 (m) Hr - chiều cao ray đệm, lấy Hr=0.2 (m) Chiều cao phần cột tính từ mặt móng đến mặt vai cột: Hd = H - Ht = 14.7 – 2.7 = 12 (m) II Kích thước theo phương ngang: Coi trục định vị trùng với mép cột (a = 0) Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: L1 = L−LK 35−33 = =0 75(m) 2 Với Lk = 33.5 (m) – Nhịp cầu trục, lấy theo catalo L = 35(m) – Nhịp khung, lấy theo yêu cầu thiết kế Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu độ cứng: ( h c= ( → ) ( ) 1 1 ữ ) H= ( ữ ) ì14 7=(0 735÷0 98)(m) 20 15 20 15 Chọn h = 0.5 (m) Kiểm tra khe hở cầu trục cột khung: z = L1 – h = 0.75 – 0.5 = 0.25 (m) > zmin = 0.13 (m) Hình Các kích thước khung ngang SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CƠNG NGHIỆP CBHD: Th.S Lê Nơng Sơ đồ tính khung ngang Do sức nâng cầu trục khơng lớn nên chọn phương án cột tiết diện không đổi với độ cứng I1 Vì nhịp khung 35m nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 6.5m (0.35 – 0.4)L/2 Với đoạn xà dài 11m, độ cứng đầu cuối xà I1 I2 tương ứng (giải thiết độ cứng xà cột chỗ liên kết xà – cột nhau) Với đoạn xà dài 10m, độ cứng đầu cuối xà giả thiết I2 (tiết diện khơng đổi) Hình Sơ đồ tính khung ngang SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CƠNG NGHIỆP CBHD: Th.S Lê Nơng CHƯƠNG II THIẾT KẾ HỆ GIẰNG Nhiệm vụ hệ giằng: Hệ giằng nhà cơng nghiệp đóng vai trị quan trọng: - Đảm bảo độ cứng khơng gian nhà Ổn định hệ khung dựng lắp - Giảm bớt chiều dài tính tốn xà cột theo phương ngồi mặt phẳng, từ tăng ổn định tổng thể cho khung ngang - Truyền tải trọng gió lực hãm cầu trục theo phương dọc nhà xuống móng nhằm đảm bảo làm việc khơng gian hệ thống khung nhà xưởng Cấu tạo: Hệ giằng nhà công nghiệp sử dụng khung thép nhẹ gồm hai phận hệ giằng mái hệ giằng cột a) Hệ giằng mái Được bố trí mặt phẳng thân cánh hai đầu hồi (hoặc gần đầu hồi), đầu khối nhiệt độ nhà tùy theo chiều dài nhà, cho khoảng cách giằng bố trí cách khơng q bước cột Bản bụng hai xà ngang cạnh nối giằng chéo chữ thập Các giằng chéo có đường kính khơng nhỏ 12mm, nên ta chọn giằng thép có 20 SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP CBHD: Th.S Lê Nơng Hình Bố trí hệ giằng mái b) Hệ giằng cột Hệ giằng cột có tác dụng bảo đảm độ cứng dọc nhà giữ ổn định cho cột, tiếp nhận truyền xuống móng tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà tải trọng gió lên tường hồi, lực hãm dọc nhà cầu trục Nhà có cầu trục với sức nâng nên ta dùng giằng chéo chữ thập thép có đường kính 20mm (20) Hình Bố trí hệ giằng cột SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CƠNG NGHIỆP Hình Cấu tạo chi tiết giằng SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page CBHD: Th.S Lê Nông ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CƠNG NGHIỆP CBHD: Th.S Lê Nơng CHƯƠNG III: THIẾT KẾ TẤM LỢP TOLE Đặc trưng tiết diện hình học: Mặt cắt 1-1 Sơ đồ tính: Tấm tơn sóng tính tốn dầm liên tục dầm đơn giản nhận xà gồ làm gối đỡ tiết diện tính tốn hình vẽ mặt cắt a-a, với bề rộng B = 110 cm Tải trọng tác dụng lên tơn sóng: Gồm có: tải trọng gió, trọng lượng thân hoạt tải mái Thường tơn có độ dốc i 20%, tải trọng gió có chiều ngược với hoạt tải mái trọng lượng thân tơn Ta chọn tổ hợp tải có trị tuyệt đối lớn để tính tốn a.Tải trọng gió : SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CƠNG NGHIỆP CBHD: Th.S Lê Nơng q 1=qc ×nq ×k×C e×B (kg/m) Ta chọn sơ khoảng cách xà gồ 1.1(m) ( mặt ) Nên ta chọn sơ chiều dày tôn = 0,40 (mm) h 14 = =0 42 Dựa vào tỷ số L 35 độ dốc mái i = 12% góc = 6.8430 Tra bảng 6 TCVN 2737-1995 =>Ta chọn hệ số khí động Ce = -0,7 gió thổi vào đầu hồi ; Chiều cao đỉnh mái +16.7 m địa hình II-A tra bảng TCVN 2737-1995 ta nội 29×(16 7−15 )+1 24×(20−16 ) suy được : k =20−15 = 1.257, địa điểm xây dựng thuộc phân vùng II-A nên : qc = 95 – 12 = 83 (kg/m2) Trong đó: qc= 83 (Kg/m2 ): giá trị áp lực gió lấy theo bảng đồ phân vùng áp lực gió (TCVN 27371995), khu vực II-A TP Cần Thơ k = 1.257: Hệ số tính đến thay đổi áp lực gió theo độ cao dạng địa hình (TCVN 2737-1995) SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP CBHD: Th.S Lê Nơng Ce= -0,7: Hệ số khí động phụ thuộc vào hướng gió dạng mái (TCVN 2737-1995) nq=1,2 : Hệ số vượt tải tải trọng gió, (lấy 1,2) B : Diện hứng gió, tính 1m tính tốn B = 110 (cm) Cao trình đỉnh cột: +14.7 m Cao trình đỉnh mái: +16.7 m q =q ×n ×k×C e×B = 83 x 1.2 x 1.257 x (– 0.7) x 1.1 = 96.4(kg/m) c q b Hoạt tải mái : q 2= p c×n p ×B (kg/m) Trong đó: + pc : hoạt tải mái tiêu chuẩn pc = 30 (kg/m2) + np : hệ số vượt tải, lấy 1,3 (pc = 30< 150 kg/m2) + B : Diện tác dụng lên tơn, tính 1m tính tốn B = 110 (cm) q 2=30×1,3×1 1=42 (kg/m) c Trọng lượng thân tôn : c q =g ×ng ×B (daN/m) Trong : + gc : Trọng lượng tiêu chuẩn tôn + : bề dày tôn ( chọn theo kinh nghiệm với bước xà gồ 1.1m)lấy =0.40mm + Hệ số vượt tải 1.2 kể đến phần tơn dập sóng + T = 7850 (kg/m3) : Khối lượng riêng vật liệu làm lợp + ng = 1.1: hệ số vượt tải ; + B = 110 (cm): Bề rộng tính tốn tơn q =g c ×ng ×B =1 2×0 0004×7850×1 1×1 = 4.55928 (kg/m) Tổ hợp tải trọng tác dụng lên tôn: Chọn tổ hợp nguy hiểm tổ hợp sau: - TH1 : hoạt tải + tĩnh tải qtt = q2 + q3= 42.9 + 4.55928 = 47.45928 (kg/m) tc q TH = q /n + q /n = 42.9/1.2 + 4.55928/1.1 = 39.8948(kg/m) q g SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page 10 ... (daN/m2) Tải trọng tính tốn tác dụng lên xà gồ: Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên xà gồ: (daN/m) SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page 13 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CƠNG NGHIỆP CBHD: Th.S Lê. .. 0.13 (m) Hình Các kích thước khung ngang SVTH: Nguyễn Văn Huy MSSV: C1500194 Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CƠNG NGHIỆP CBHD: Th.S Lê Nơng Sơ đồ tính khung ngang Do sức nâng cầu trục khơng lớn nên... dst =3 77×1 1×1+8 93×1 1=13 97 tc (daN/m) c q x =g ×a+g dst =3 77×1+8 93=12 (daN/m) b) Theo phương ngang: (theo phương trục y-y) Tải trọng gió tác dụng lên lợp tính theo cơng thức: q=W ×k×c×B×γ