CHƯƠNG 1. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG 1 1.1. Số liệu thiết kế 1 1.2. Kích thước theo phương đứng 2 1.3. Kích thước theo phương ngang 3 CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ HỆ GIẰNG 4 2.1. Hệ giằng mái 4 2.2. Giằng cột 4 2.3. Các chi tiết cấu tạo 5 CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ TẤM LỢP TOLE 6 3.1. Đặc trưng tiết diện hình học 6 3.2. Sơ đồ tính 6 3.3. Tải trọng tác dụng lên tấm tôn sóng 6 3.3.1. Tải trọng gió 6 3.3.2. Hoạt tải mái 7 3.3.3. Trọng lượng bản thân tấm tôn 8 3.3.4. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên tấm tôn: 8 CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ HỆ XÀ GỒ 10 4.1. Thiết kế hệ xà gồ 10 4.2. Tính toán xà gồ 10 4.2.1. Chọn sơ bộ xà gồ 10 4.2.2. Tải trọng tác dụng lên xà gồ 10 4.2.3. Nội lực sinh ra trong xà gồ 12 4.2.4. Kiểm tra tiết diện xà gồ 12 CHƯƠNG 5. THIẾT KẾ HỆ SƯỜN TƯỜNG 14 5.1. Chọn sơ bộ tiết diện sườn tường 14 5.2. Tải trọng tác dụng lên sườn tường 14 5.2.1. Theo phương đứng: (theo phương trục xx) 14 5.2.2. Theo phương ngang: (theo phương trục yy) 15 5.3. Tính toán 15 5.4. Kiểm tra tiết diện sườn tường đã chọn 15 CHƯƠNG 6. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG 17 6.1. Tải trọng tác dụng lên khung ngang 17 6.1.1. Tĩnh tải 17 6.1.2. Hoạt tải mái: 18 6.1.3. Tải trọng gió: 19 6.1.4. Hoạt tải cầu trục: 21 6.2. Chọn sơ bộ tiết diện cột: 24 6.2.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột: 24 6.2.2. Chọn tiết diện xà ngang (thay đổi tiết diện): 25 6.3. Các trường hợp chất tải: 25 6.3.1. 2. Tổ hợp tải trọng: 26 6.4. Giá trị nội lực 28 6.4.1. Nội lực do tĩnh tải. (DEAD) 28 6.4.2. Nội lực do hoạt tải chất cả mái. (HT1) 29 6.4.3. Nội lực do hoạt tải mái nửa trái.(HT2) 30 6.4.4. Nội lực do hoạt tải mái nửa phải.(HT3) 31 6.4.5. Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục lên cột trái. (HT4) 31 6.4.6. Nội lực do lực hãm ngang của cầu trục lên cột phải.(HT5) 32 6.4.7. Nội lực do áp lực đứng của cầu trục lên cột trái hướng ra.(HT6) 33 6.4.8. Nội lực do áp lực đứng của cầu trục lên cột trái hướng vào.(HT7) 34 6.4.9. Nội lực do áp lực đứng của cầu trục lên cột phải hướng ra.(HT8) 34 6.4.10. Nội lực do áp lực đứng của cầu trục lên cột phải hướng vào. (HT9) 35 6.4.11. Nội lực do gió trái.(GT) 36 6.4.12. Nội lực do gió phải.(GP) 37 6.4.13. Biểu đồ Bao (BAO) 37 6.5. Bảng tổ hợp nội lực 38 CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN 40 7.1. Thiết kế tiết diện cột 40 7.1.1. Xác định chiều dài tính toán 40 7.1.2. Chọn và kiểm tra tiết diện (Mmax – Ntu). 41 7.2. Thiết kế tiết diện xà ngang: 46 7.2.1. Chọn và kiểm tra tiết diện đoạn xà 4m (thay đổi tiết diện). 46 7.2.2. Chọn và kiểm tra tiết diện đoạn xà 8 m (không thay đổi tiết diện): 51 CHƯƠNG 8. THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT 56 8.1. Thiết kế tiết diện vai cột 56 8.1.1. Tiết diện dầm vai. 56 8.1.2. Kiểm tra tiết diện dầm vai. 57 8.2. Thiết kế tiết diện chân cột 59 8.2.1. Tính toán bản đế. 59 8.2.2. Tính toán dầm đế. 61 8.2.3. Tính toán sườn A: 61 8.2.4. Tính toán sườn B: 63 8.2.5. Tính toán bulông neo: 63 8.2.6. Tính toán các đường hàn liên kết cột vào bản đế: 65 8.3. Liên kết cột với xà ngang: 66 8.3.1. Tính toán bulông liên kết: 66 8.3.2. Tính toán mặt bích: 68 8.3.3. Tính toán đường hàn liên kết tiết diện cột (xà ngang) với mặt bích: 69 8.4. Thiết kế mối nối đỉnh xà 70 8.5. Mối nối xà ở nhịp 73 8.6. Liên kết bản cánh với bản bụng cột và xà ngang 74 8.7. Chi tiết thanh căng 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN MỤC LỤC CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG 1.1 Số liệu thiết kế 1.2 Kích thước theo phương đứng 1.3 Kích thước theo phương ngang CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ GIẰNG 2.1 Hệ giằng mái 2.2 Giằng cột 2.3 Các chi tiết cấu tạo .5 CHƯƠNG THIẾT KẾ TẤM LỢP TOLE 3.1 Đặc trưng tiết diện hình học .6 3.2 Sơ đồ tính 3.3 Tải trọng tác dụng lên tôn sóng 3.3.1 Tải trọng gió 3.3.2 Hoạt tải mái 3.3.3 Trọng lượng thân tôn .8 3.3.4 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên tôn: CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ XÀ GỒ 10 4.1 Thiết kế hệ xà gồ 10 4.2 Tính tốn xà gồ 10 4.2.1 Chọn sơ xà gồ .10 4.2.2 Tải trọng tác dụng lên xà gồ 10 4.2.3 Nội lực sinh xà gồ 12 4.2.4 Kiểm tra tiết diện xà gồ .12 CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ SƯỜN TƯỜNG 14 5.1 Chọn sơ tiết diện sườn tường 14 SVTH: Lê Văn Hiếu b1410637 i ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN 5.2 Tải trọng tác dụng lên sườn tường 14 5.2.1 Theo phương đứng: (theo phương trục x-x) 14 5.2.2 Theo phương ngang: (theo phương trục y-y) 15 5.3 Tính tốn 15 5.4 Kiểm tra tiết diện sườn tường chọn .15 CHƯƠNG TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG 17 6.1 Tải trọng tác dụng lên khung ngang 17 6.1.1 Tĩnh tải 17 6.1.2 Hoạt tải mái: 18 6.1.3 Tải trọng gió: .19 6.1.4 Hoạt tải cầu trục: .21 6.2 Chọn sơ tiết diện cột: 24 6.2.1 Chọn sơ kích thước tiết diện cột: 24 6.2.2 Chọn tiết diện xà ngang (thay đổi tiết diện): .25 6.3 Các trường hợp chất tải: 25 6.3.1 Tổ hợp tải trọng: 26 6.4 Giá trị nội lực 28 6.4.1 Nội lực tĩnh tải (DEAD) 28 6.4.2 Nội lực hoạt tải chất mái (HT1) 29 6.4.3 Nội lực hoạt tải mái nửa trái.(HT2) 30 6.4.4 Nội lực hoạt tải mái nửa phải.(HT3) 31 6.4.5 Nội lực lực hãm ngang cầu trục lên cột trái (HT4) .31 6.4.6 Nội lực lực hãm ngang cầu trục lên cột phải.(HT5) 32 6.4.7 Nội lực áp lực đứng cầu trục lên cột trái hướng ra.(HT6) .33 6.4.8 Nội lực áp lực đứng cầu trục lên cột trái hướng vào.(HT7) 34 6.4.9 Nội lực áp lực đứng cầu trục lên cột phải hướng ra.(HT8) 34 6.4.10 Nội lực áp lực đứng cầu trục lên cột phải hướng vào (HT9) 35 6.4.11 Nội lực gió trái.(GT) 36 SVTH: Lê Văn Hiếu b1410637 ii ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN 6.4.12 Nội lực gió phải.(GP) 37 6.4.13 Biểu đồ Bao (BAO) 37 6.5 Bảng tổ hợp nội lực 38 CHƯƠNG THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN 40 7.1 Thiết kế tiết diện cột 40 7.1.1 Xác định chiều dài tính tốn 40 7.1.2 Chọn kiểm tra tiết diện (Mmax – Ntu) .41 7.2 Thiết kế tiết diện xà ngang: 46 7.2.1 Chọn kiểm tra tiết diện đoạn xà 4m (thay đổi tiết diện) 46 7.2.2 Chọn kiểm tra tiết diện đoạn xà m (không thay đổi tiết diện): 51 CHƯƠNG THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT 56 8.1 Thiết kế tiết diện vai cột 56 8.1.1 Tiết diện dầm vai .56 8.1.2 Kiểm tra tiết diện dầm vai 57 8.2 Thiết kế tiết diện chân cột 59 8.2.1 Tính tốn đế 59 8.2.2 Tính tốn dầm đế .61 8.2.3 Tính tốn sườn A: 61 8.2.4 Tính tốn sườn B: 63 8.2.5 Tính tốn bulơng neo: .63 8.2.6 Tính tốn đường hàn liên kết cột vào đế: .65 8.3 Liên kết cột với xà ngang: 66 8.3.1 Tính tốn bulơng liên kết: 66 8.3.2 Tính tốn mặt bích: 68 8.3.3 Tính tốn đường hàn liên kết tiết diện cột (xà ngang) với mặt bích: 69 8.4 Thiết kế mối nối đỉnh xà 70 8.5 Mối nối xà nhịp .73 8.6 Liên kết cánh với bụng cột xà ngang .74 SVTH: Lê Văn Hiếu b1410637 iii ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN 8.7 Chi tiết căng 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 SVTH: Lê Văn Hiếu b1410637 iv ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG 1.1 Số liệu thiết kế - Thiết kế khung ngang chịu lực nhà công nghiệp tầng, nhịp với số liệu cho trước sau: Nhịp khung ngang L= 28 (m) Bước khung B= (m) Sức nâng cầu trục Q= 10 (T) Chiều cao phần cột (tính từ Hd=4.8 (m) mặt móng đến mặt vai cột) Độ dốc mái i = 12% Chiều dài nhà 11x8= 88 (m) - Phân vùng gió : II-A (địa điểm xây dựng: thành phố Cần Thơ) - Vật liệu thép Mác CCT34 có cường độ: |f =210 N /mm =2100 kG/cm ⇒ ¿|f v =120 N /mm =1200 kG/cm2 ¿ dày : t=20mm |f u =320 N /mm =3200 kG/cm2 Chọn sơ thép có độ Trong đó: f y : cường độ tiêu chuẩn thép f u : cường độ kéo đứt tiêu chuẩn thép f: cường độ tính tốn thép SVTH: Lê Văn Hiếu B1410637 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN - Que hàn N42, sử dụng phương pháp hàn tay (B h=0.7, Bt=0.1), kiểm tra cường độ đường hàn phương pháp siêu âm - Chọn cốt nhà trùng với cốt có cao độ để tính tốn độ cao - Với cầu trục có sức trục Q=10T, tra bảng II.3, trang 87, sách Thiết kế khung thép nhà công nghiệp tầng, nhịp – TS Phạm Minh Hà, ta có thơng số sau: Nhịp Lk = 26.5(m) Ch.cao gabarit Hk = 960 (mm) Kh.cách Zmin = 180 (mm) Bề rộng Gabarit BK = 4500 (mm) Bề rộng đáy KK = 3800 (mm) T.lượng cầu trục G = 11 (T) T.lượng xe Gxc = 0.833 (T) Áp lực Pmax = 77.3 (kN) Pmin = 27.7 (kN) 1.2 Kích thước theo phương đứng SVTH: Lê Văn Hiếu B1410637 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN - Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H2 = Hk + bk = 0.96 + 0.2 = 1.16 (m) Với : bk = 0.2 (m) - khe hở an toàn cầu trục xà ngang (lấy sơ bộ) Hk = 0.96 (m) - theo thông số cầu trục chọn ® chọn H2 = 1.2 (m) - Chiều cao phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: Ht = H2 + Hdct + Hr = 1.2 + 0.9 + 0.2 = 2.3 (m) Trong : Hdct - chiều cao dầm cầu trục, Ta có: Hdct = (1/8 – 1/10)B = (1/8 – 1/10).8 = (0.8 – 1)m Chọn sơ Hdct= 0.9 (m) Hr - chiều cao ray đệm, lấy Hr=0.2 (m) - Chiều cao cột: H = Hd + Ht = 4.8 + 2.3 = 7.1 (m) Trong đó: Hd: chiều cao phần cột (tính từ mặt móng đến mặt vai cột) - Cao trình đỉnh ray: H = H1 + H + H H1 = H - H2 - H3= 7.1 - 1.2 - 0=5.9 (m) Trong : H1 - cao trình đỉnh ray H3 - phần cột chơn cốt H3 = 1.3 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: Với Lk = 25.5 (m) – Nhịp cầu trục, lấy theo catalo L = 28 (m) – Nhịp khung, lấy theo yêu cầu thiết kế - Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu độ cứng: SVTH: Lê Văn Hiếu B1410637 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN → Chọn h = 0.4 (m) - Kiểm tra khe hở cầu trục cột khung: z = L1 – h = 0.75 – 0.4 = 0.35 (m) > zmin = 0.18 (m) SVTH: Lê Văn Hiếu B1410637 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN CHƯƠNG THIẾT KẾ HỆ GIẰNG 2.1 Hệ giằng mái Được bố trí mặt phẳng thân cánh hai đầu hồi (hoặc gần đ ầu hồi), đầu khối nhiệt độ nhà tùy theo chiều dài nhà, cho kho ảng cách giằng bố trí cách khơng q bước cột Bản b ụng c hai xà ngang cạnh nối giằng chéo chữ thập Các giằng chéo thép góc, thép trịn ho ặc cáp thép m kẽm đường kính khơng nhỏ 12mm, thép trịn đường kính không nhỏ f20 => Ta chọn giằng mái thép tròn f20 2.2 Giằng cột SVTH: Lê Văn Hiếu B1410637 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN 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 ph ương d ọc nhà tải trọng gió lên tường hồi, lực hãm dọc nhà c c ầu trục H ệ gi ằng c ột gồm giằng chéo bố trí phạm vi cột c ột d ưới t ại gian có hệ giằng mái Nhà có cầu trục với sức nâng 10 nên ta dùng thép trịn có đường kính khơng nhỏ 20mm =>chọn thép tròn f20 Ta chọn giằng cột giằng đầu cột thép ch ữ C có s ố hi ệu 6CS2,5x105 Trọng lượng thân thép g = 6,29Kg/m 2.3 Các chi tiết cấu tạo SVTH: Lê Văn Hiếu B1410637 Trang ... chéo thép góc, thép trịn ho ặc cáp thép m kẽm đường kính khơng nhỏ 12mm, thép trịn đường kính khơng nhỏ f20 => Ta chọn giằng mái thép tròn f20 2.2 Giằng cột SVTH: Lê Văn Hiếu B1410637 Trang ĐỒ ÁN. .. Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN → Chọn h = 0.4 (m) - Kiểm tra khe hở cầu trục cột khung: z = L1 – h = 0.75 – 0.4 = 0.35 (m) > zmin = 0.18 (m) SVTH: Lê Văn Hiếu B1410637 Trang ĐỒ ÁN. .. tiêu chuẩn thép f u : cường độ kéo đứt tiêu chuẩn thép f: cường độ tính tốn thép SVTH: Lê Văn Hiếu B1410637 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: BÙI THANH CHIẾN - Que hàn N42, sử dụng phương pháp hàn tay