Đồ án kết cấu thép

Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép Đồ án kết cấu thép

I XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CỦA KHUNG NGANG:  Tra catalog mã hiệu cầu trục A-1060500 ta có: - LCR = 18,29 m W = 2,9 m D = 1040 mm H = 150 mm - BW = 8030 kg TW = 2500 kg Pmax = 7790 kg Pmin = 2240 kg  Các kích thước sơ khung ngang:  Chiều cao phần cột dưới: H L  ( H R  )  (hC g  hR )   (0,5  0,07)  7, 43 m Vậy chọn HL = 7,5 m Trong đó: HR - cao trình đỉnh ray  - đoạn cột chôn sâu đưa lên cao khỏi mặt hC.g - chiều cao tiết diện dầm đỡ cầu trục 1 hC g  (  ) B  500 mm 16 10 HR – chiều cao tiết diện ray, chọn sơ 70 mm  Chiều cao phần cột trên: HU  (hC g  hR )  D  ( F0  F1 )  75 mm  (0,5  0,07)  1,04  0, 075  (0,1)  1,785 m Vậy chọn HU = 1,8 m Trong đó: D – khoảng cách từ đỉnh ray đến điểm cao cầu trục F0 – khoảng cách từ mép khung đến điểm thấp thiết bị treo F1 – khoảng hở dự phòng 75 mm – khe hở an toản cầu trục kết cấu bên  Chiều cao tiết diện ngang lớn bé dầm kèo: 1 1 max hRafter  (  ) BW  (  )  ( LCR  m)  (507  811) mm 40 20 40 20 max Vậy chọn hRafter = 600 mm max hRafter  (0,3  0,5)  hRafter  (180  300) mm Vậy chọn hRafter = 300 mm  Chiều cao tiết diện ngang cột: max hcolum  hRafter  600 mm  Bề rộng cánh dầm , cột : max b f  (0,2  0,3)  hRafter  (120 180) mm Chọn bf = 150 mm  Bề rộng cánh nhà : Chọn BW = 20500 mm = 20,5 m Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN 7500 8000 1800 1040  Kiểm tra khe hở an toàn cột đầu cầu trục: G0    d wg  hcolum  H  0, 5( BW  LCR )  d wg  hcolum  H  G0  0,5(20500  18290)  200  600  150  155 mm  75 mm Trong đó:  - khoảng cách từ trục định vị tới tim ray dwd - chiều cao tiết diện xà gồ vách lấy 200mm ứng với bước cột 8m H – khoảng cách từ tim ray đến đầu mút cầu trục Vậy BW chọn hợp lý 18290 20500 A B II TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC CỦA KHUNG NGANG:  Tĩnh tải: Tĩnh tải mái tác dụng lên dầm kèo: U = ( Q ×g roof × B)×102 = (1, 05×10×8)×102 = 0,84 kN/ m g Rafter Tĩnh tải vách tác dụng lên cột: U g colum = ( Q ×g wall × B)×102 = (1, 05×10×8)×102 = 0,84 kN/ m Trong đó:  Q = 1,05 hệ số vượt tải tĩnh tải ( vật liệu thép) groof , gwall : TLBT kết cấu mái vách- tính m2  Hoạt tải mái: SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN U = ( Q × p roof × B)×102 = (1,3×30×8)×102 = 3,12 kN/ m pgirder Trong đó:  Q = 1,3 hệ số vượt tải hoạt tải mái proof = 30 daN/m2 giá trị tiêu chuẩn hoạt tải mái (TCVN 2737:1995)  Tải trọng cầu trục: Áp lực thẳng đứng:  B N  U =  Q × n C × Pmax ×  D max  +1,05× B× w r B       3, 45   1,1 0,85  7790  102     1,05    237 kN    B N  U =  Q × n C × Pmin ×  D  +1, 05× B× w r B       3, 45   1,1 0,85  2240 10 2     1, 05    74 kN   Trong đó:  Q = 1,1 hệ số vượt tải cầu trục nC = 0,85 hệ số tổ hợp (TCVN 2737:1995) B = 8m bước cột N = 3,45m bề rộng cầu trục ( tra catalog ) wr = kN/m trọng lượng thân dầm đỡ cầu trục ray Lực xô ngang:  B- N   4×8  2×3, 45  U =  Q × n C × T1×  TLA  = 1,1× 0,85×5×    14, kN  B    -2 Trong đó: T1 = 0,05×(C+ TW ) = 0, 05× (9000 + 950)×10 = kN T1 : giá trị tiêu chuẩn lực xô ngang C = 9000 kg sức trục ( tra catalog ) Tw = 950 kg trọng lượng xe (tra catalog) P B-W P W P U W N y2 P B-N N y1 y3 y4  Dời áp lực thẳng đứng cầu trục trọng tâm cột: Ta phải thêm vào moment lệch tâm vào trọng tâm cột Độ lệch tâm tải trọng thẳng đứng: SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN e = 0,5×( BW  LCR )  d wg  0,5  hcolum = 0,5× (20500  18290)  200  0,5  600 = 605 mm Giá trị moment lệch tâm: U U = Dmax M max  e  143, kNm U U = Dmin M  e  44,8 kNm  Tải trọng gió: Áp lực gió tiêu chuẩn vùng gió III-A , dạng địa hình A: W0 = 110 daN/m3 Hệ số khí động lấy theo sơ đồ – bảng – TCVN 2737 -1995: Với h/l = 0,51 , b/l > , ta có: ce = 0,8 ce1 = - 0,6 ce2 = - 0,4 ce3 = - 0,6 Tải trọng phân bố cột: Phía đón gió: C qw, p =  Q × k0 × ce  W0 102  B = 1,  1,18  0,8  110 102   9,97 kN / m Phía khuất gió: =  Q × k0 × ce3  W0 102  B = 1, 1,18  0, 110 102   7, 48 kN / m qwC, s Tải trọng phân bố kèo: Phía đón gió: r qw, p =  Q × k0 × ce1  W0  102  B = 1, 1,18  0, 110 102   7, 48 kN / m Phía khuất gió: =  Q × k0 × ce  W0 102  B = 1, 1,18  0, 110 102   4,98 kN / m qwr , s III PHÂN TÍCH NỘI LỰC KHUNG NGANG: Ta sử dụng chương trình SAP-2000 để phân tích nội lực khung ngang SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN Sơ đồ tính khung ngang Tĩnh tải SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN Hoạt tải mái Dmax tác dụng vào cột bên trái SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN Dmax tác dụng vào cột bên phải Lực hãm ngang tác dụng cột bên trái SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN Lực hãm ngang tác dụng cột bên phải Gió trái SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN Gió phải Bảng tổ hợp nội lực: TH1 : TT + HT TH2 : TT + D trái TH3 : TT + D phải TH4 : TT + T trái + D trái TH5 : TT + T phải + D phải TH6 : TT + T trái + D phải TH7 : TT + T phải + D trái TH8 : TT + G trái TH9 : TT + G phải TH10 : TT + 0.9 HT + 0.9 D trái TH11 : TT + 0.9 HT + 0.9 D phải TH12 : TT + 0.9 HT + 0.9 T trái + 0.9 D trái TH13 : TT + 0.9 HT + 0.9 T phải + 0.9 D phải TH14 : TT + 0.9 HT + 0.9 T trái + 0.9 D phải TH15 : TT + 0.9 HT + 0.9 T phải + 0.9 D trái TH16 : TT + 0.9 HT + 0.9 G trái TH17 : TT + 0.9 HT + 0.9 G phải TH18 : TT + D trái + 0.9 G trái TH19 : TT + D trái + 0.9 G phải TH20 : TT + D phải + 0.9 G trái TH21 : TT + D phải + 0.9 G phải TH22 : TT + 0.9 T trái + 0.9 D trái +0.9 G trái TH23 : TT + 0.9 T trái + 0.9 D trái +0.9 G phải TH24 : TT + 0.9 T trái + 0.9 D phải +0.9 G trái TH25 : TT + 0.9 T trái + 0.9 D phải +0.9 G phải TH26 : TT + 0.9 T phải + 0.9 D trái +0.9 G trái SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN TH27 : TT + 0.9 T phải + 0.9 D trái +0.9 G phải TH28 : TT + 0.9 T phải + 0.9 D phải +0.9 G trái TH29 : TT + 0.9 T phải + 0.9 D phải +0.9 G phải Biểu đồ bao moment Biểu đồ bao lực dọc SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 10 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN dbl = 3,6 đường kính bu lông Chiều dày đế nhấc lên cánh : tPL   M PL  900,   2,87 cm  cm  c  f  bf 0,9  24,5  30 Vậy chiều dày đế chọn thỏa điều kiện chịu nhổ  Tính liên kết hàn cánh bụng vào đế : Lực kéo lớn cánh cột xác định công thức: T f lg  Max T1 , T2 , T3 Trong đó: M N   12000 264  T1  b f  t f   tu    30 1,      239 kN Ac   2606 129,   Wx M N   37200 260  T2  b f  t f   tu  max   30  1,      442 kN Ac   2606 129,   Wx  M M N  N   T3  max b f  t f   max  tu  ; b f  t f    tu   Ac  Ac     Wx  Wx   38000 16   37200 260   T3  max 30 1,    ;30 1,        520 kN  2606 129,   2606 129,    Với Wx ; Ac module kháng uốn diện tích tiết diện chân cột Vậy T f lg  520 kN Chiều cao đường hàn góc liên kết cánh cột vào đế: T f lg T f lg   52000 52000   h f  Max  ; ;   Max    0, 06 cm   30  0,  0,9  2000  30  1 0,9  1845   2b f  f  c f wf 2b f  s c f ws  Chiều cao đường hàn góc liên kết bụng cột vào đế:   T f lg T f lg   52000 52000 h f  Max  ; ;   Max    0, 04 cm   57,  0,  0,9  2000  57,  1 0,9 1845    f hw c f wf  s hw c f ws  Với: fwf ; fws cường độ tính tốn chịu cắt qui ước thép đường hàn thép f ws  0, 45  f u  0, 45  4100  1845 daN / cm  f  0, ;  s  hệ số chiều sâu nóng chảy đường hàn SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 23 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN 50 140 220 300 600 220 100 420 100 480 117 200 200 200 117 850 B Thiết kế liên kết dầm với cột: Nội lực thiết kế mối nối: Mmax = 230 kNm Ntu = 67 kN Mmin = -254 kNm Ntu = 63 kN Vmax = 34 kN Chọn bu lơng cường độ 5.8 ; đường kính bu lơng dự kiến d = 27 mm.Bố trí bu lông thành dãy với khoảng cách bu lông đảm bảo yêu cầu truyền lực tốt ,cấu tạo đơn giản dễ chế tạo ( sách Kết cấu thép –Cấu kiện , chủ biên Phạm Văn Hội) Phía ngồi cột bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích,với kích thước: - Bề dày ts  tw  ts  1(cm) - Bề rộng phụ thuộc vào kích thước mặt bích : ls  9(cm) - Chiều cao hs  1,5  ls  1,5   13,5 (cm)  hs  15 cm SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 24 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN 558 418 278 140 600 140 140 140 140 10 274 70 12 100 100 10 300 100 50 90 12 292 12 30 720 Khả chịu kéo bu lông là: [ N ]tb  f tb  Abn  20  4,59  91,8 kN Trong đó: ftb = 20 kN/cm2 cường độ tính tốn chịu kéo bu lơng Abn = 4,59 cm2 tiết diện thật thân bu lơng có d= 27mm Khả chịu trượt bu lông là: [ N ]b  f hb  A   b1  Trong đó:  0, 25  n f  77  5,72 1 1  64,77( KN )  b2 1,7 fub = 110 kN/cm2 cường độ kéo đứt tiêu chuẩn vật liệu bu lông fhb = 0,7fub = 77 kN/cm2 cường độ tính tốn chịu kéo vật liệu bu lông liên kết ma sát A = 3,8 cm2 diện tích thân bu lơng có d= 27mm  b1  hệ số làm việc liên kết với số bu lông n=10   0, 25 hệ số liên kết  b  1, hệ số độ tin cậy liên kết nf = số lượng ma sát liên kết ( sách tham khảo Kết cấu thép –Cấu kiện , chủ biên Phạm Văn Hội)  Kiểm tra điều kiện chịu kéo bu lông: Lực kéo tác dụng vào bu lơng dãy ngồi moment lực dọc phân vào là: Nb max  M  h1 N 23000  55,8 67     93,1 kN 2 2 2 hi n  (14  27,8  41,8  55,8 ) 10 SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 25 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN Nb max  93,1 kN   N  tb  91,8 kN Vậy bu lông đủ khả chịu kéo  Kiểm tra điều kiện chịu cắt bu lông: Lực cắt tác dụng vào bu lông là: N Vmax 34   3, kN   N b  64, 77 kN n 10 Vậy bu lơng đủ khả chịu cắt  Tính tốn mặt bích: Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn: b  Nb max 10  93,1 t1  1,1  1,1  0,95 cm (b  b1 ) f (30  10)  24,5 b1   N i 10  93, 21 (14  27,8  41,8  55,8)  1,1  1,11 cm (b  h1 ) f 55,8  (30  55,8)  24,5 Vậy chọn bề dày mặt bích t = 1,2 cm t2  1,1  Tính toán đường hàn liên kết cột ( xà ngang ) với mặt bích: Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh ngồi ( kể sườn ): l 1w  4 ( 30   1)   (9  1)  70 cm Lực kéo cánh moment lực dọc phân bố vào:  M N   23000 67  Nk          350 kN   60   h Chiều cao cần thiết đường hàn Nk 350 h fyc    0, cm  l1w ( f w )min  c 70  (0,7 18) 1 Chiều cao đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích là: Vmax 34 h fyc    0,042 cm  l2 w ( f w )min  c   70  1,    1  (0,7 18) 1   Với chiều dày mặt bích t = 12 mm, sử dụng phương pháp hàn tay , ta tra bảng 2.3 tr58 sách tham khảo Kết cấu thép –Cấu kiện , chủ biên Phạm Văn Hội: hmin  0,6 cm Vậy ta chọn chiều cao đường hàn h = 0,6 cm SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 26 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN C Thiết kế liên kết đỉnh xà: Trong bảng tổ hợp ta chọn cặp nội lực gây kéo nhiều cho bu lông tiết diện đỉnh xà: M= -104 kNm V= -5 kN N= 26 kN Chọn bu lông cường độ 5.8 ; đường kính bu lơng dự kiến d = 22 mm.Bố trí bu lơng thành dãy với khoảng cách bu lông đảm bảo yêu cầu truyền lực tốt ,cấu tạo đơn giản dễ chế tạo ( sách Kết cấu thép –Cấu kiện , chủ biên Phạm Văn Hội) Ở phía ngồi cánh bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích , kích thước: - Bề dày ts  tw  ts  1(cm) - Bề rộng phụ thuộc vào kích thước mặt bích : ls  1,5  hs  1,5 12  18 (cm) 520 260 60 130 520 60 640 390 130 130 60 Chiều cao hs  12 cm 60 - 95 10 95 200  Kiểm tra điều kiện chịu kéo bu lông: Lực kéo tác dụng vào bu lông dãy moment lực dọc phân vào: M  h1 N cos  V sin  104 100  52 26  0,995  0,099  Nb max       58, 24 kN 2 2   hi n n  (13  39  52 ) 8 Khả chịu kéo bu lông: [ N ]tb  f tb  Abn  20  3,03  60,6 kN Trong đó: ftb = 20 kN/cm2 cường độ tính tốn chịu kéo bu lơng Abn = 3,03 cm2 tiết diện thật thân bu lơng có d= 22 mm SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 27 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN Ta có: Nb max  58, 24 kN  [ N ]tb  60,6 kN Vậy bu lông đủ khả chịu kéo  Kiểm tra điều kiện chịu cắt bu lông: Khả chịu cắt bu lông: [ N ]b  f hb  A   b1   0, 25  n f  77  3,8  0,9  1  38,73 kN  b2 1,7 Lực cắt tác dụng vào bu lông: N sin   V cos  26  0, 099   0,995 n   0,95 kN   Nb   38,73 kN Vậy bu lông đủ khả chịu cắt  Tính tốn mặt bích: Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn: b  Nb max 10  58, 24 t1  1,1  1,1  0,77 cm (b  b1 ) f (20  10)  24,5 b1   N i 10  58, 24  (13  39  52)  1,1  0,76 cm (b  h1 ) f 52  (20  52)  24,5 Vậy chọn bề dày mặt bích t = mm t2  1,1  Tính tốn đường hàn liên kết đỉnh xà: Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh ( kể sườn ): l 1w  4 ( 20   1)   (9  1)  50 cm Lực kéo cánh moment lực dọc phân bố vào:  M N   10400 26  Nk          247 kN   40   h Chiều cao cần thiết đường hàn Nk 247 h fyc    0, cm  l1w ( f w )min  c 50  (0, 18) 1 Chiều cao đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích là: Vmax h fyc    0, 042 cm  l2 w ( f w )min  c   50  1,    1  (0,7 18) 1   Với chiều dày mặt bích t = mm, sử dụng phương pháp hàn tay , ta tra bảng 2.3 tr58 sách tham khảo Kết cấu thép –Cấu kiện , chủ biên Phạm Văn Hội: hmin  0,6 cm Vậy ta chọn chiều cao đường hàn h = 0,6 cm SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 28 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN D Thiết kế liên kết nối dầm: 180 10 380 400 260 60 CHI TIEÁT TL:1/10 10 130 520 60 640 130 60 120 60 Do tiết diện xà ngang vị trí nối giống nội lực mối nối dầm nhỏ đỉnh nên việc tính toán cấu tạo giống 95 10 95 200 MC 4-4 TL:1/10 E Thiết kế chi tiết vai cột: Tải trọng từ dầm đỡ cầu trục truyền xuống vai cột:  3B  W  U  Dmax  nC   Q   imp  Pmax      Q  wr  B B   Trong đó: Pmax  Bw C  Tw 80,3 90  25     77, 575 kN 4 Bw = 80,3 kN – trọng lượng cầu trục C = 90 kN - sức trục Tw = 25 kN – trọng lượng xe  Q  1,1 - hệ số tin cậy tải trọng  imp  1,1 - hệ số động tải trọng B = 18,29 m : bước cột wr = kN/m - trọng lượng thân ray dầm đỡ cầu trục U = 1,5 m – khoảng cách từ tim ray đến đầu mút cầu trục W = 2,9 m - khoảng bánh xe cầu trục nC = 0,85 – hệ số tổ hợp SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 29 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN  18, 29  2,9  1,5    1,1118, 29  240 kN 18, 29   Dmax  0,85 1,11,1 77,575    Từ ta có nội lực: Vbr  Dmax  240 kN M br  Dmax  eb  240  0,  96 kNm  Vì Dmax  240 kN  300 kN nên ta giả thiết trước tiết diện vai cột: Bản bụng : tw = 10 mm hw = 600 mm Bản cánh : tf = 12 mm bf = 300 mm  Các đặc trưng hình học vai cột: 30  603 (30  1)  57, 63   78168 (cm ) 12 12 I  78168    2606 (cm3 )  Wx  x h 60  Ix   S x  1 (60  2, 4) 60  1,  30  1,   1473 (cm3 ) Ứng suất pháp lớn nhất: M br 96 102 x    3,68  f   c  1 24,5  24,5 kN / cm2 Wx 2606 Ứng suất tiếp lớn nhất: V S 240 1473   br x   4,6  f   v  115,19  15,19 kN / cm I x  tw 78168 1 Ứng suất tương đương:  td   x2    3, 682   4,62  8,77  1,15  f   c  28,17 kN / cm2  Kiểm tra ổn định cục bụng cánh: b0 30  1 E  104   12, 08      14, 29 t f  1, 2 f 24,5 hw 58,8 E  104   58,8  5,   5,   148 tw f 24, → Bản bụng không bị ổn định cục tác dụng ứng suất pháp nén (không phải đặt sườn dọc) hw 58,8 E  104   58,8  3,   3,   86 tw f 24,5 → Bản bụng không bị ổn định cục tác dụng ứng suất tiếp(không phải đặt sườn ngang) SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 30 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN hw 58,8 E  104   58,8  2,   2,   71 tw f 24, → Bản bụng không bị ổn định cục tác dụng ứng suất pháp ứng suất tiếp(không phải kiểm tra ổ bủng) Vậy tiết diện xà chọn đạt yêu cầu  Chọn đường hàn liên kết Theo cấu tạo,chọn chiều cao đường hàn liên kết dầm vai vào cột hf=0,6 cm Chiều dài tính tốn đường hàn liên kết dầm vai với cánh cột xác định sau: -Phía cánh (2 đường hàn) : lw=30-1=29 (cm) chọn lw=29(cm) -Phía cánh (4 đường hàn) : lw=0,5(30-0,8)-1=13,6 (cm) chọn lw=14(cm) -Ở bụng (2 đường hàn) : lw=57,6-1=56,6 (cm) chọn lw=57(cm)  Chọn kích thước cặp sườn gia cường cho bụng dầm vai: -Chiều cao: hs=hwdv=57,6 cm 576  40  59, 2(mm) chọn bs=7 cm 30 -Bề rộng: bs = -Bề dày: ts  2bs f 21  2.7  0, 44(cm) chọn ts=0,8 cm E 2,1.104 SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 31 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN 300 200 12 BU LÔNG THƯỜNG Þ 20 600 95 12 95 576 THÉP GIẰNG HÌNH CHỬ U 600 MC 1-1 TL:1/10 A 600 400 200 CHI TIEÁT TL:1/10 VIII THIẾT KẾ HỆ GIẰNG: Ta chọn độ dốc mái i = 10% với vị trí trụ vách đầu hồi cho hình vẽ:  Tải trọng gió: Áp lực gió tiêu chuẩn vùng gió III-A , dạng địa hình A: W0 = 110 daN/m3 Hệ số khí động lấy theo sơ đồ – bảng – TCVN 2737 -1995: c = 0,8 Hệ số vượt tải  Q  1,  Tải trọng cầu trục: Áp lực tiêu chuẩn thẳng đứng bánh xe: Pmax = 77,9 kN Lực hãm dọc TLO    Q  0,1 Pmax  1,1 0,1 77,  17,14 kN SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 32 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN 5000 5250 5250 5000 20500  Diện tích đón gió nút: Nút : A1  0,  9,3  0,1   5, 25  5, 25 /    5, 25  26, 76 m Nút : A2  0,5  9,3  0,1 5   5, 25 /  /   25,11 m Nút : A1  0,5  9,3  0,1 / 4  /  11, 78 m  Tải gió tập trung nút: Nút : W1  A1   Q  cP  k0  W0  26, 76 1,  0,8  1 1,1  28, 26 kN Nút : W2  A2   Q  cP  k0  W0  25,11 1,  0,8  1 1,1  26,52 kN Nút : W3  A3   Q  cP  k0  W0  11, 78  1,  0,8  1 1,1  12, 24 kN (Trong k0 = cơng trình xây địa hình A)  Nội lực chống dọc giằng mái: P1  W1  28, 26 kN P2    0,5W1  W2   40, 65 kN P3    0,5W1  W2  W3   52,89 kN  Nội lực xiên giằng mái: X  0, 5W1 5, 252  82  16,9 kN X   0,5W1  W2  52  82  47,9 kN SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 33 - GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN 5000 5250 P2 P3 X2 W3 5250 5000 P2 P1 X1 P3 X2 X1 W2 W1 W2 W3 Sơ đồ tính hệ giằng mái P3 2825 Xb1 Pb2 3750 T Pb1 Xb2 3750 Pb3 Xb3 8000 Sơ đồ tính hệ giằng cột SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 34 - 8000 Đồ án : Kết cấu thép Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN  Nội lực chống dọc giằng cột: Pb1  P3  52,89 kN Pb  Pb  Pb1  T    52,89  17,14   70, 03 kN  Nội lực xiên giằng cột: X  Pb1 X b  X b3 2,8252  82  56,1 kN 3, 752  82  Pb  77,34 kN  Kiểm tra khả chịu lực giằng mái: Chọn tiết diện chống dọc hệ giằng mái 114x5,0 Chọn tiết diện xiên hệ giằng mái thép tròn đặc 25  Các xiên hệ giằng mái: Đều có tiết diện 25 chọn có nội lực lớn để kiểm tra:   N X    C  (0, fu )  An  116   0, 75     2.52    58,9 kN  X  47,9 kN  Trong đó:  C = điều kiện làm việc chịu kéo fu = 400 MPa Vậy xiên đủ khả chịu lực  Các chống dọc hệ giằng mái: Đều có tiết diện 114x5 chọn có nội lực lớn để kiểm tra: Các đặc trưng hình học 114x5: A = 17,2 cm2 r = 3,92 cm l0 = m l0 800   201      200 r 3,92 Hệ số uốn dọc   0,168 theo TCVN 338 : 2005 Độ mảnh    N P    C    f  An  0,9  0,168  25 17,  65 kN  P3  52,89 kN Trong đó:  C = 0,9 điều kiện làm việc chịu nén f = 250 MPa Vậy chống dọc đủ khả chịu lực  Kiểm tra khả chịu lực giằng cột: Chọn tiết diện chống dọc hệ giằng mái 140x5,0 Chọn tiết diện xiên hệ giằng mái thép tròn đặc 32 Ta làm tương tự giằng mái SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 35 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN IX THIẾT KẾ KẾT CẤU BAO CHE: Ta chọn khoảng cách xà gồ sP =1,5m với bước cột B = 8m , độ dốc mái i=10% Sử dụng lợp tole sóng vuông cao 25 mm , dày 0,35 mm Sử dụng xà gồ Z 200x60x2 Cả tơn xà gồ có giới hạn chảy fy = 345 MPa, cường độ tính toán f = 315 Mpa  Tải trọng phân bố mái: Tĩnh tải : g    g r  1, 05 10  11 daN / m Hoạt tải: p    pr  1,3  30  39 daN / m2 Gió hút: w    wr  c  1,  110  0,  65 daN / m2 Trong đó: gr = 10 daN/m2 trọng lượng thân mái pr = 30 daN/m2 hoạt tải mái theo TCVN 2737 -1995 wr = 110 daN/m2 áp lực gió tiêu chuẩn  ,  ,  hệ số tính tốn tĩnh tải , hoại tải ,gió theo TCVN  Thành phần tải trọng gây uốn lợp bề rộng 1m: Tĩnh tải + Hoạt tải : q1  1  g  p  cos    cos   50 daN / m2 Tĩnh tải + Gió hút: q2  1   g  cos   w   54 daN / m  Moment uốn khả chịu lực lợp: Moment uốn : M  k  q1  s p  0,107  50 1,52  12 daNm Khả chịu lực :  M    C  f  Wx  0,9  31,5 1,86  52, daNm  M Trong Wx = 1,86 cm3 theo phục lục loại tơn sóng vng 25 mm  Thành phần tải trọng gây uốn xà gồ: Tĩnh tải + Hoạt tải : q1  1,5 1  g  p  cos    cos   75 daN / m Tĩnh tải + Gió hút: q2  1,5 1   g  cos   w   82 daN / m  Moment uốn xà gồ tĩnh tải + hoạt tải: Moment gối : M 11  k  q1  B  0,107  75  82  534 daNm Moment nhịp : M 12  k  q1  B  0, 077  75  82  384 daNm  Moment uốn xà gồ tĩnh tải + gió hút: Moment gối : M 21  k  q2  B  0,107  82  82  562 daNm Moment nhịp : M 22  k  q2  B  0, 077  82  82  420 daNm SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 36 - Đồ án : Kết cấu thép GVHD: PGS.TS NGUYỄN HỮU LÂN q1 = 50 daN/m k = 0,107 k = 0,107 k = 0,077 k = 0,077 k = 0,107 k = 0,077 k = 0,077 q2 = 54 daN/m k = 0,077 k = 0,077 k = 0,107 k = 0,077 k = 0,107 k = 0,077 k = 0,107 Moment uốn xà gồ với tải trọng hướng xuống hướng lên  Kiểm tra khả chịu lực xà gồ chịu tổ hợp tĩnh tải + hoạt tải: Tại gối :  M11    C  f   Weff  B  0,9  31,5   0,9  41,38  0,  1478 daNm  M11 Tại nhịp :  M 12    C  f  Weff  0,9  31,5  0,9  41,38  1056 daNm  M 12  Kiểm tra khả chịu lực xà gồ chịu tổ hợp tĩnh tải + gió hút: Tại gối :  M 21    C  f   Weff  0,9  31,5   0,9  41,38  2112 daNm  M 21 Tại nhịp :  M 22    C  f  Weff   B  0,9  31,5  0,9  41,38  0,  739 daNm  M 22 Trong : Weff = 0,9Wx moment chống uốn hữu hiệu Tại gối xà gồ chồng lên nên ta có moment chống uốn Weff Tại nhịp có xà gồ nên ta có moment chống uốn Weff  B  0, hệ số kể đến giảm khả chịu lực tiết diện mà cánh chịu nén Vậy xà gồ đủ khả chịu lực SVTH: TRẦN QUỐC TOẢN -080253C Trang - 37 -