Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng

Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp một tầng

U THÉP ĐỒ ÁN KẾT CẤ NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG 1.ĐỀ BÀI: - Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng nhịp với số liệu sau: + Vật liệu thép: CCT38s, có: f 230 N / mm 0,58  f y 0,58  1 132,57 N / mm 1,05 1,05 f 380 fc  u  361,91N / mm 1,05 1,05 fv   + Chiều dày không lớn 20 mm + Số lượng cầu trục: n ct = + Loại que hàn N42, hàn tay, kiểm tra mắt thường + Bu lông liên kết bu lông cường độ cao, bu lông neo chọn bu lông 4.8 + Bê tơng móng cấp độ bền B20 L (m) 27 H1 (m) 6,6 Q (T) 6,3 B (m) Trong đó: + Nhịp khung ngang: L = 27 (m) + Cao trình đỉnh ray: H = 6,6 (m) + Sức nâng cầu trục: Q = 6,3 (T) + Bước Khung: B = (m) + Độ dốc mái tôn: i = 10% + Số bước cột: 16 + Phân vùng gió: IA + Địa hình: B + Chiều dài nhà: L nha = 112 (m) + Hệ số độ tin cậy hoạt tải SVTH:  p 1,2 i (%) 10 Vùng gió IA XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG 2.1 Theo phương ngang Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H H K  bk Lấy: L1 750mm  LK L  L1 27  0,75 25,5m Tra bảng II.3 phụ lục sách thiết kế khung thép nhà công nghiệp tầng nhịp ta thơng số cầu trục sau: BẢNG THƠNG SỐ CẦU TRỤC Søc trơc (T) 6,3 KÝch thíc gabarit chÝnh LK BK KK HK (m) (mm) (mm) (mm) 25,5 4500 3800 870 Zmin (mm) Pmax (kN) Pmin (kN) G (T) Gxc (T) 180 58 26,3 12,74 0,605 H K 0,87m (Tra catalo cầu trục) bK 200mm  Chọn bK 0,3m - Khe hở an toàn cầu trục xà ngang  H H K  bk 0,87  0,3 1,17m  Chọn H 1,2m Chiều cao cột khung tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: H H1  H  H 6,6  1,2  7,8m Trong đó: H1 - cao trình đỉnh ray, H1 6,6m H - phần cột chơn nền, coi mặt móng cốt 0.000 ( H 0 ) Chiều cao phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: H t H  H dct  H r 1  1  H dct    B      0,875 0,7  m  10   10   Chọn H dct 0,8m H r 0,2m SVTH:  H t 1,  0,8  0,2 2, 2m Chiều cao phần cột tính từ mặt móng đến mặt vai cột: H d H  H t 7,8  2, 5,6m 2.2 Theo phương đứng Coi trục định vị trùng mép cột (a=0) Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: L1 0,75m Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu độ cứng:  1   1  h    H      0,52 0,39  m  15 20   15 20   Chọn h 45cm Kiểm tra khe hở cầu trục cột khung: z L1  h 0,75  0, 45 0,3m  zmin 0,18m +9.150 H2 bk +7.800 +5.600 H1 H Q = 6,3T L1 Lk L1 ±0.000 27000 A B Hình 1: Các kích thước khung ngang SVTH: 2.3 Sơ đồ tính khung ngang Do sức nâng cần trục khơng lớn nên chọn phương án cột tiết diện không đổi, với độ cứng I1 Vì nhịp khung 27m nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi cách đầu xà 5m, độ cứng đầu cuối xà I1 I2 tương ứng Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết cột khung với móng ngàm mặt móng (cốt 0.00 ) Liên kết cột với xà ngang liên kết đỉnh xà ngang cứng.trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hóa tính tốn thiên an tồn Sơ đồ khung ngang hình +9.15 i2 i2 i2 i1 2300 i1 5800 i1 i = 15% +7.80 +5.60 ± 0.00 5000 8500 8500 5000 27000 b a Hình 2: Sơ đồ tính khụng ngang THIẾT KẾ XÀ GỒ MÁI 3.1 Tải trọng a Tĩnh tải Tấm mái, tường ta dựng loại hình vẽ: SVTH: tc + Chọn lợp mái tơn dày 0,45mm có q 0,0655kN / m + Chọn sơ xà gồ chữ C mã hiệu 7CS2,5x085 + Xà gồ chữ C mã hiệu 7CS2,5x085 có thông số sau: D B Xo Jx Wx Jy SH thÐp cm cm cm cm cm cm4 7CS2.5X08 18 6,4 1,91 337,5 37,51 38,67 Wy cm3 A cm2 8,61 7,10 1.91 21, y x x y 64 21, 4.8 4.8 180 2,2 CÊu t¹o xµ gå 7CS2.5x085 + Chọn khoảng cách bố trí xà gồ theo phương ngang: axg = 1,5 m SVTH: qtc kN/m 0,055 + Với khoảng cách xà gồ theo phương mặt dốc mái: a xg  1,5 1, 51m cos 5, 71 + Số xà gồ mt bờn mỏi gia khung l Tải trọng tiêu Vật liệu Đơn vị chuẩn Tấm lợp kN/m 0,0655 Xà gồ kN/m 0,0552 Xà gồ biên kN/m 0,0552 TÊm têng kN/m2 0,0655 L 27 1   10 2a xg 2.1,51 Hệ số vợt tải 1,05 1,05 1,05 1,05 Tải trọng tính toán 0,0688 0,058 0,058 0,0688 b Hoạt tải Tải trọng hoạt tải xác định theo TCVN 2737-1995 pmtc 0,3 (kN/m ), n = 1,3 =>p tt = 0,3.1,3 = 0,39 kN/m c Tải trọng gió + Chỉ phải xét đến thành phần tĩnh tải trọng gió + Giá trị tính tốn thành phần tĩnh tải trọng gió W độ cao Z so với mốc chuẩn xác định theo công thức W n Wo k c + Trong đó: - n - Hệ số vượt tải n 1, - Wo - Giá trị lực gió theo phân vùng áp lực, vùng gió : Wo 0,65kN / m k - Hệ số tính đến thay đổi áp lực gió theo độ cao, phụ thuộc vào dạng địa hình Để đơn giản, tính tốn thiên an tồn, coi hệ số k không thay đổi phạm vi từ mặt móng đến đỉnh cột, từ đỉnh cột đến đỉnh mái Lấy k ứng với dạng địa hình B Trong phạm vi từ mặt móng đến đỉnh cột, hệ số k lấy ứng với cao trình đỉnh cột 7,8m : k 0,9472 Trong phạm vi từ đỉnh cột đến đỉnh mái 9,15m : k 0,9796 - C - Hệ số khí động, tra phụ lục III bảng III.3 lấy C= -0,2897 SVTH: tc  q = 0,65×0,9796×0,2897 = 0,1845kN/m 70 00 gi »n g xà gồ q tt = 1,2ì0,1845 = 0,2214kN/m 27000 xµ ngang xµ gå Hình 3: Mặt bố trí xà gồ d Tổng tải trọng tác dụng lên xà gồ + Tải trọng lợp, tải trọng thân, hoạt tải mái: q = (g m + p m )axg + g xg  0, 0655  0,     0, 0552 0, 607 kN / m tc tc tc tc q = (γg+ γp)+ γg(1,050,06550,39)1,511,050 g g m + γg+ γp)+ γg(1,050,06550,39)1,511,050 p p m )axg + γg+ γp)+ γg(1,050,06550,39)1,511,050 g g xg (1, 05 0, 0655  0, 39) 1, 51  1, 05 0, 0552 0, 751kN / m tt tc tc tc + Tải trọng gồm trọng lượng thân xà gồ, lợp hoạt tải gió: q tc  g mtc  p mtc  a xg  q tc  0,0655  0,3  1,51  0,1845 0,736kN / m q tt  g g mtc  p p mtc  a xg  g q tc  1,05.0,0655  0,39  1,51  0, 2214 0,914kN / m  Vậy chọn trường hợp tải trọng gồm thân xà gồ, lợp hoạt tải gió đưa vào tính tốn: q tcx q tc sin  0, 736.sin 5, 71 0, 0732kN / m q tcy q tc cos  0,736.cos5,71 0,732kN / m q ttx q tt sin  0,914.sin 5, 71 0, 091kN / m q tty q tt cos  0,914.cos 5,71 0,91kN / m SVTH: Hình 4: Mặt cắt xà gồ 3.2 Tính tốn xà gồ qx X qy Z 7000 Z 3500 3500 7000 Y Mx = qB2/8 My = qB2/32 Hình 5: Sơ đồ tính tốn xà gồ theo phương x-x y-y a Điều kiện bền s td = + Điều kiện kiểm tra: Mx  q tty B Mx My + £ gc f Wx Wy 0,91 7  5,57kNm ; qxtt B 0,0917 My   0,14kNm 32 32 M x M y 5,57 102 0,14 10      16, 48kN / cm  fc 23kN / cm Wx Wy 37,51 8,61 td  Vậy thỏa mãn điều kiện bền b Điều kiện độ võng SVTH: + Do có giằng xà gồ nên ta xét độ võng theo phương y: tc q y B 0,732 7    0,0323m 384 E.I x 384 2,1 108.337,56.10   0,0323     0,00461     0,005 B  B  200  Vậy thỏa mãn điều kiện độ võng Kết luận: Xà gồ chọn đủ điều kiện chịu lực TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG 4.1 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) o Độ dốc mái i=10%   5,71 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên khung ngang bao gồm trọng lượng lớp mái, trọng lượng thân xà gồ, trọng lượng thân khung ngang dầm cầu trục - Trọng lượng thân tôm mái: 6,55daN / m xg - Trọng lượng thân xà gồ: gtc    daN Trọng lượng xà gồ quy tải phân bố đều: gtcxg   10  28,76daN / m 27 cos5,71o 10 số lượng xà gồ bên mái khung: L 27 1   10 2axg 1,51 Trọng lượng thân xà ngang tự dồn SAP2000 với hệ số vượt tải 1,05 Tĩnh tải phân bố tác dụng lên xà ngang: g tc 6,55   28,76 74,61daN / m 0,7461kN / m 1,1   g tt   1,05 28,76 80,88daN / m 0,8088kN / m cos5,71 Trọng lượng thân tôn tường xà gồ tường lấy 0,15kN / m , quy thành lực tập trung đặt đỉnh cột: SVTH: P1 1,1 0,15     7,623kN Do tôn tường lợp cách mặt cos 0.00 1,2m (xây tường để tránh gỉ tôn) Trọng lượng thân dầm cầu trục chọn sơ 1kN/m Quy thành tải tập trung momen lệch tâm đặt cao trình vai cột: P2 1,05  kN M 7,35  L1  0,5h  7,35  0,75  0,5 0,5  3,675kN m 0,8088kN/m 7,623kN 7,35kN 7,623kN 3,675kN.m 3,675kN.m 7,35kN 27000 Hình 6: Sơ đồ tính khung với tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) 4.2 Hoạt tải mái Theo TCVN 2737-1995, trị số tiêu chuẩn hoạt tải thi công sửa chữa mái (mái lợp tôn) 0,3kN/m2, hệ số vượt tải 1,3 Quy đổi tải trọng phân bố phân bố xà ngang: 1,3 0,3  P 2,745kN / m cos5,71 SVTH: 10