ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 1 GVHD TH S VŨ HUY HOÀNG THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP P1 ĐỀ BÀI Thiết kế hệ dầm sàn bằng thép với các số liệu tính toán kèm theo cho trong bảng L (m) B(m) tcp (kN/m2) Loại dầm Sàn[.]
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP P1 ĐỀ BÀI: Thiết kế hệ dầm sàn thép với số liệu tính tốn kèm theo cho bảng: L (m) B(m) 10,5 6,1 p tc (kN/m2) 15 Loại dầm Sàn Hàn Thép Vật liệu thép số hiệu CCT38s, có cường độ tính tốn: 2 2 f=230 N/mm ; f v = 133 N/mm ; f u = 380 N / mm ; f wt =180 N / mm Độ võng giới hạn cho phép: sàn [ D / l ]=1/150; dầm phụ [ D /B]=1/250; dầm [ D /L]=1/400 Hệ số vượt tải: tĩnh tải gg =1,05; hoạt tải gP =1,2 Hàn tay, dùng que hàn N42 Thiết bị chuyên chở có độ dài 9m Chiều dài thép tối đa nhà máy có 8m I TÍNH TỐN BẢN SÀN Chọn kích thước sàn tc 2 Căn vào hoạt tải cho p =15 kN/ m =0,015 N/ mm chọn sơ chiều dày sàn ts =10mm Xác định nhịp sàn theo công thức sau: ls 4n0 72 E (1+ tc1 ) ts = 15 n0 p Trong đó: ls ts tỷ số cần tìm nhịp sàn chiều dày sàn n0 = [l/ D ] = 150 E 2,1.105 = n 1- 0,32 = 2,307.105 N/ mm E1 = ls 4.150 72.2,307.105 = (1+ ) t 15 150 0,015 s =127,495 lS = 127,495.9 = 1147,456 (mm) Ta chọn lS = 1050 mm Kiểm tra sàn Cắt dải sàn bề rộng 1m theo phương cạnh ngắn có sơ đồ tính sau: q H H f Hình Sơ đồ tính tốn sàn + Tải trọng tiêu chuẩn: tc tc q s = ( p + ts r ).l = (15,0+0,01.78,5).1=15,785 kN/m + Tải trọng tính tốn: tt tc q s = gg ts r + gp p = (1,05.0,01.78,5+1,2.15,0)=18,824 kN/m a Kiểm tra độ võng sàn: Độ võng tải trọng tiêu chuẩn lực kéo H tác dụng: D = D0 1+ a Trong đó: D0 độ võng nhịp có sơ độ làm việc dầm đơn giản tc q s gây qstc l4s D0 = 384 E1.I x l.ts3 1.0,013 = 12 = 8,333 10- (m) Với Ix = 12 15,785.1,054 - = 0,0130m D 384 2,307.10 8,333.10 => = D02 + Hệ số xác định từ công thức: a (1 + a )2 = ts 0,0132 = 5,07 0,01 a (1 + a ) = Bằng cách giải phương trình bậc ta a = 1,124 1 0,013 1+1,124 = 0,00612 m Độ võng sàn: D = D0 1+ a = é Dù D 0,00612 ê ú ls = =0,00612 0,8 với 3 b t 40 f f 0,8 2, 415 hw t w 106 cr C cr f 2w với C - hệ số tính ứng suất giới hạn, phụ thuộc vào cr Tra bảng 3-4 trang 145 – Sách Kết cấu thép, C cr 33,57 cr C cr f 2w 33,57.230 626,708(N/ mm ) 3,51 - Ứng suất cục giới hạn là: c,cr C1f a2 ; a a 2t w f E 180 23 a 2,978 a 180 0,849 2.1 2,1.10 ; 2.h w 2.106 2, 415 Giá trị C1 dầm hàn C1 17,293 c,cr C1 f a 17,293.230 448, 486(N / mm ) 2,978 - Ứng suất tiếp cực hạn ow cr : d f 106 23 3,51 tw E 2,1.10 a 180 1,70 h w 106 0,76 f 0,76 133 cr 10,3 2v 10,3 140, 433(N / mm ) ow 1,7 3,51 Ta có: c cr c,cr 2 c cr 112, 631 70,231 48,739 626, 708 448, 486 140, 433 0, 483 Ô bụng đảm bảo ổn định Kiểm tra ô bụng (ở vị trí mới): - Điểm kiểm tra cách đầu dầm đoạn x có giá trị là: x1=53 cm - Mômen ô bụng 1: M q.x1 l x1 = 122,904 2,19 0,53 10,5 0,53 330,505(kN.m) - Lực cắt ô bụng 1: l 10,5 V1 q x1 122,904 2,19 0,53 590, 444(kN) 2 - Ứng suất pháp ô 1: M1 h w 330,505.10 1060 1 ' 56,651(N / mm ) Ix 309203.10 - Ứng suất tiếp ô 1: V1 590, 444.103 55,702(N / mm ) h w t w 1060.10 Ta có c 70,231(N / mm ) - Ứng suất pháp cực hạn cr : a 1,8 c 70, 231 1,7 1, 24 Ta có: h w 1, 06 >0,8 với 56, 651 3 b t 40 f f 0,8 2, 415 hw t w 106 cr C cr f 2w với C - hệ số tính ứng suất giới hạn, phụ thuộc vào cr Tra bảng 3-4 trang 145 – Sách Kết cấu thép, C cr 33,57 cr C cr f w 33,57.230 626,708(N/ mm ) 3,51 - Ứng suất cục giới hạn là: c,cr C1f a ; a a 2t w f E 180 23 a 180 a 2,978 0,849 2.1 2,1.10 2.h 2.106 w ; 2, 415 Giá trị C1 dầm hàn C1 17,293 c,cr C1 f a 17,293.230 448, 486(N / mm ) 2,978 - Ứng suất tiếp cực hạn ow cr : d f 106 23 3,51 tw E 2,1.10 a 180 1,70 h w 106 0,76 f 0,76 133 cr 10,3 2v 10,3 140, 433(N / mm ) ow 1,7 3,51 Ta có: c cr c,cr 2 c cr 2 70,231 55,702 56,651 626, 708 448, 486 140, 433 0, 467 Ô bụng đảm bảo ổn định Tính liên kết cánh dầm bụng dầm Đường hàn liên kết cánh bụng dầm chịu lực trượt V gây Liên kết cánh bụng đường hàn nên ta tính chiều cao đường hàn theo công thức: V.S P hf ' fw c I x l z 2 (645,246 11,51).3348,5 122, 904 hf 0,397(cm) 2.12, 6.1 309203 17,5 Chọn chiều cao đường hàn theo điều kiện cấu tạo h f 7(mm) ; hàn suốt chiều dài dầm Tính mối nối đầu dầm - Bản cánh nối đường hàn đối đầu, bụng nối ghép dùng đường hàn góc + Nội lực mối nối: M1 q.x l x (122, 904 2,19).2,5 10,5 2,5 L 10,5 V1 q x (122, 904 2,19) 2,5 344, 009kN 2 Mối nối coi chịu tồn lực cắt phần mơmen bụng: Mb Ib 99251,333 M1 125094 40154, 03(kN.cm) ' Ix 309203 t w h 3w 1.1063 Ib 99251,333(cm ) 12 12 với 1250, 940(kNm) 20 1100 1060 20 960 Chọn ghép có tiết diện: Chiều cao ghép chiều cao bụng trừ 10cm Vậy ta có h g 106 10 96(cm) ta có tiết diện ghép (96x1) cm Bề rộng 10cm Kiểm tra tiết diện ghép: 2.A bg 2.96.1 192 A w 106.1 106 Mối hàn đặt lệch tâm so với vị trí tính nội lực, có momen lệch tâm là: M e 344, 009.5 1720, 045(KN.cm) Chọn chiều cao đường hàn h f 10(mm) thoả mãn: h 5mm h f 1, 2t 1,2.1=12mm Ta có: Wf h bg 1 h f 96 1 3008,333(cm3 ) A f 2 h bg 1 h f 2 96 1 190(cm ) Kiểm tra ứng suất đường hàn: 2 M M e V 40154, 03.10 1720, 045.10 344, 009.103 td b f w c 3008,33.103 190.10 Wf Af 122,10(N / mm ) fw c 126N / mm Thoả mãn 10 Tính sườn đầu dầm Sườn đầu dầm chịu phản lực gối tựa: V =645,246+11,51= 656,756 (kN) Dùng phương án sườn đặt đầu dầm, dầm đặt phía gối khớp với cột ' Bề rộng sườn đầu dầm lấy bề rộng cánh: bs b f 18(cm) Tiết diện sườn đầu dầm phải đảm bảo điều kiện ép mặt f 380 fc u 361,9 2 1,05 1,05 Ta có N/ mm = 36,19 N / cm ts V 656, 756 1, 008(cm) b s fc c 18.36,19.1 Chọn sườn có kích thước : b s t s (18 1)(cm) + Kiểm tra sườn theo điều kiện ổn định cục bộ: bos bs t w 18 E 2,1.104 8,5 0,5 0,5 15,11 ts 2.t s 2.1 f 23 + Kiểm tra sườn theo điều kiện ổn định tổng thể: E 2,1.104 Aqu 0,65.t 0,65.1 19,64(cm ) f 23 w A A s Aqu (18.1) 19,64 37,64(cm ) bs3 t s 0,65.tw4 E f 183.1 0,65.14 2,1.104 23 Is 487,637(cm3 ) 12 12 12 12 I 487,637 is s 3,6(cm) A 37,64 hw 106 29,44 0,935 is 3,6 Vmax 656,756.103 186,613( N / mm ) f c 230( N / mm ) A 0,935.37,64.10