1. Số liệu thiết kế Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp có cầu trục. Các số liệu thiết kế: • Nhịp khung: L = 24 m. • Bước khung: B = 7.5 m; toàn bộ nhà dài 15B = 112.5 m. • Sức trục: Q = 8 tấn; Số cầu trục làm việc trong xưởng là 2 chiếc, chế độ làm việc trung bình. • Cao trình đỉnh ray: H1 = 9 m. • Vùng gió: IIIB • Dạng địa hình xây dựng công trình: B • Chiều cao dầm cầu trục: hdct = 0.75 m; Chiều cao ray: hr = 0,15 m. • Nhịp cửa trời: Lct = 4 m • Chiều cao cửa trời: Hct = 2 m • Mái lợp tôn múi dày 0,51mm • Vật liệu: Thép CCT34, hàn tự động, que hàn N42 (d = 3÷5mm) hoặc tương đương. • Bê tông móng cấp độ bền B15. • Kết cấu bao che: Tường xây gạch cao 1,5 m ở phía dưới, thưng tôn ở phía trên
đề cơng hớng dẫn đồ án môn học Sơ ®å kÕt cÊu khung ngang: + Chän lùa ®é dèc mái + Chọn vị trí thay đổi tiết diện xà mái + Chọn lựa kích thớc cửa mái (hình vẽ minh họa sơ đồ khung ngang) a) Kích thớc theo phơng đứng: - Xác định chiều cao đoạn cột - Xác định chiều cao đoạn cột dới - Xác định chiều cao toàn cột b) Kích thớc theo phơng ngang: - Kích thớc nhịp nhà, nhịp cầu trục - S¬ bé chän kÝch th−íc tiÕt diƯn khung ngang: + Chän kÝch th−íc tiÕt diƯn cét + Chän kÝch th−íc tiết diện xà mái đoạn thay đổi đoạn không ®ỉi + Chän kÝch th−íc tiÕt diƯn vai cét (h×nh vÏ minh häa tiÕt diƯn cét, xµ ngang, tiÕt diƯn vai cột đà sơ chọn lựa) c) Hệ giằng: - Tìm hiểu vai trò hệ giằng nhà - CÊu t¹o, bè trÝ hƯ gi»ng cét - CÊu tạo, bố trí hệ giằng mái - Cấu tạo, bố trí hệ giằng chống xà gồ (hình vẽ minh họa mặt bằng, chi tiết hệ giằng) Xác định tải trọng tác dụng lên khung: a) Tải trọng thờng xuyên: - Tải trọng mái tôn, hệ giằng, xà gồ - Trọng lợng thân dầm cầu trục, dầm-dàn hÃm (lập bảng tính tải trọng thờng xuyên) b) Hoạt tải sửa chữa mái: (lập bảng tính hoạt tải sửa chữa mái) c) Hoạt tải gió: - Gió thổi ngang nhà - Gió thổi dọc nhà (vẽ sơ đồ hệ số khí động lập bảng tính hoạt tải gió) d) Hoạt tải cầu trục: - áp lực đứng lªn vai cét - Lùc h·m ngang lªn cét (vÏ sơ đồ đờng ảnh hởng phản lực gối tựa dầm cầu trục cho trờng hợp) Thiết kế xà gồ: a) Thiết kế xà gồ dùng thép hình cán nóng - Lập mặt bố trí xà gồ, giằng xà gồ sơ đồ tính tơng ứng xà gồ (có hình vẽ minh hoạ) - Xác định tải trọng tác dụng lên xà gồ: tải trọng thờng xuyên mái, hoạt tải sửa chữa mái hoạt tải gió (có sơ đồ chất tải tơng ứng, lu ý phơng chiều tác dụng loại tải trọng) - Chọn lựa tiết diện xà gồ tính toán làm việc xà gồ theo điều kiện: + §iỊu kiƯn bỊn + §iỊu kiƯn b) ThiÕt kế xà gồ dùng thép hình dập nguội - Trên sở tải trọng xác định tác dụng lên xà gồ phần sử dụng bảng tra phụ lục chọn lựa tiết diện thép hình dập nguội tơng ứng (vẽ tiết diện xà gồ, chi tiết cấu tạo giằng, khoan lỗ bu lông xà gồ) Xác định nội lực khung: a) Thiết lập sơ đồ tính phần mềm phân tích kết cấu (SAP2000) - Thiết lập sơ đồ tính sở sơ đồ cấu tạo khung giả thiết áp dụng phơng pháp tính khung phẳng - Lập sơ đồ chất tải tơng ứng với trờng hợp tải trọng tác dụng lên khung đà tính (vẽ sơ đồ chất tải sơ đồ tính - xuất từ phần mềm) - Xác định nội lực tổ hợp nội lực: + Phân tích kết cấu thể biểu đồ mô men trờng hợp tải trọng gây + Lập bảng nội lực bảng tổ hợp nội lực theo hớng dẫn Kiểm tra chuyển vị khung ngang: a) Kiểm tra độ võng xà ngang: - Kiểm tra với độ võng gây tổ hợp tải trọng thờng xuyên hoạt tải sửa chữa mái - Kiểm tra với độ võng gây tổ hợp tải trọng thờng xuyên hoạt tải gió b) Kiểm tra chuyển vị ngang cột: - Kiểm tra với chuyển vị ngang cột gây tổ hợp tải trọng thờng xuyên hoạt tải giã - KiĨm tra víi chun vÞ ngang cđa cét gây tổ hợp tải trọng thờng xuyên hoạt tải cầu trục - Kiểm tra với chuyển vị ngang cột gây tổ hợp tải trọng thờng xuyên, hoạt tải gió hoạt tải cầu trục (chèn hình vẽ minh họa chuyển vị khung lấy từ SAP) Thiết kế cột khung: a) Xác định số liệu tính toán: - Nội lực tính toán - Đặc trng hình học tiết diện chọn - Chiều dài tính toán (vẽ hình tiết diện cột) b) Kiểm tra tiết diện: - Điều kiện khống chế độ mảnh - Điều kiện bền - Điều kiện ổn định tổng thể: + ổn định tổng thể mặt phẳng khung + ổn định tổng thể mặt phẳng khung - Điều kiện ổn định cục bộ: + ổn định cục cánh + ổn định cục bụng Thiết kế xà mái: 7.1 Tính toán tiết diện nách khung a) Xác định số liệu tính toán: - Nội lực tính toán - Đặc trng hình học tiết diện chọn - Chiều dài tính toán (vẽ hình tiết diện xà vị trí nách khung) b) Kiểm tra tiÕt diƯn: - §iỊu kiƯn bỊn - §iỊu kiƯn ỉn định tổng thể - Điều kiện ổn định cục bộ: + ổn định cục cánh + ổn định cục bụng 7.2 Tính toán tiết diện phần không thay đổi a) Xác định số liệu tính toán: - Nội lực tính toán - Đặc trng hình học tiết diện chọn - Chiều dài tính toán (vẽ hình tiết diện xà phần không thay đổi) b) Kiểm tra tiÕt diƯn: - §iỊu kiƯn bỊn - §iỊu kiƯn ổn định tổng thể - Điều kiện ổn định cục bộ: + ổn định cục cánh + ổn định cục bụng Thiết kế chi tiết khung: a) Thiết kế chân cột ngàm với móng - Chọn hình thức chân cột thể hình vẽ minh họa ban đầu mang tính định tính - Tính đế: chọn kích thớc đế thông qua làm việc chịu nén cục bê tông móng, phân bố ứng suất dới đế làm việc chịu uốn đế - Tính sờn gia cờng: kích thớc cấu tạo sờn theo điều kiện chịu uốn bố trí đờng hàn liên kết sờn với cánh, bụng cột - Tính bu lông neo: tính toán bu lông theo điều kiện chịu kéo chân cột đế liền (vẽ cấu tạo chân cột với kích thớc đầy ®ñ theo thiÕt kÕ) b) ThiÕt kÕ vai cét - Chọn kích thớc vai cột theo yêu cầu cấu tạo vai cột dùng cho cột tiết diện không đổi: chiều dày bụng, chiều cao tiết diện vai cột, kích thớc cánh - Kiểm tra tiết diện vai cột đà chọn: kiểm tra theo điều kiện chịu uốn, ổn định cục - Tính liên kết hàn vai cột cánh cột - Kiểm tra ứng suất tơng đơng bụng cột vị trí liên kết với cánh vai cột - Cấu tạo sờn gia cờng (vẽ cấu tạo vai cột với kích thớc đầy đủ theo thiết kế) c) Thiết kế chi tiết liên kết xà với cột - Chọn hình thức liên kết xà với cột thể hình vẽ minh họa ban đầu mang tính định tính - Tính bu lông: chọn bu lông xác định khả chịu lực bu lông; bố trí bu lông tính toán lực tác dụng vào bu lông - Tính bích: tính chiều dày bích theo điều kiện chịu uốn - Kiểm tra øng st c¸c bé phËn lùc kÐo cđa bu lông truyền vào: kiểm tra cánh, bụng, sờn gia cờng (vẽ cấu tạo chi tiết liên kết xà - cột với kích thớc đầy đủ theo thiết kế) d) Thiết kế chi tiết nối xà (trình tự tính toán tơng tự chi tiết liên kết xà - cột) đề mục yêu cầu Sơ đồ kết cấu khung ngang: 1.1 Kích thớc theo phơng đứng 1.2 KÝch th−íc theo ph−¬ng ngang a TiÕt diƯn cét b Tiết diện xà mái c Tiết diện vai cột 1.3 HƯ gi»ng a HƯ gi»ng m¸i b HƯ gi»ng cét c Hệ giằng chống xà gồ Xác định tải trọng tác dụng lên khung: 2.1 Tải trọng thờng xuyên 2.2 Hoạt tải sửa chữa mái 2.3 Hoạt tải gió 2.4 Hoạt tải cầu trục Thiết kế xà gồ: 3.1 Thiết kế xà gồ dùng thép hình cán nóng a Tính toán xà gồ với tải trọng thờng xuyên, trọng lợng thân xà gồ hoạt tải sửa chữa mái b Tính toán xà gồ với hoạt tải gió 3.2 Thiết kế xà gồ dùng thép hình dập nguội Xác định nội lực khung ngang: 4.1 Thiết lập sơ đồ tính khung phần mềm phân tích kết cấu SAP2000 a Sơ đồ tính b Sơ đồ chất tải 4.2 Nội lực tổ hợp nội lực a Nội lực biểu đồ nội lực b Tổ hỵp néi lùc ThiÕt kÕ tiÕt diƯn cét khung: 5.1 Số liệu tính toán, đặc trng hình học tiết diƯn cét ®· chän 5.2 KiĨm tra tiÕt diƯn cét ®· chän a KiĨm tra ®iỊu kiƯn ®é m¶nh b KiĨm tra ®iỊu kiƯn bỊn c KiĨm tra ®iỊu kiƯn ổn định tổng thể mặt phẳng khung d Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể mặt phẳng khung e Kiểm tra ổn định cục Thiết kế tiết diện xà mái: 6.1 Số liệu tính toán, đặc trng hình học tiết diện xà mái đà chọn 6.2 Kiểm tra tiết diện xà mái đà chọn a KiĨm tra ®iỊu kiƯn bỊn b KiĨm tra ®iỊu kiƯn ổn định tổng thể xà mái c Kiểm tra ổn định cục Kiểm tra chuyển vị khung: 7.1 Kiểm tra chuyển vị đứng 7.2 Kiểm tra chuyển vị ngang Thiết kế chi tiết khung: 8.1 ThiÕt kÕ ch©n cét 8.2 ThiÕt kÕ vai cét 8.3 Thiết kế chi tiết liên kết cột - xà mái 8.4 ThiÕt kÕ chi tiÕt nèi xµ 1 tl:1/15 tl:1/15 tl:1/15 tl:1/15 tl:1/15 7 d = 10 d = 10 d = 10 d = 14 d = 10 d = 10 d = 10 d = 14 tl:1/15 tl:1/15 8 chiÒu dài hình học (mm) A 9-9 12 - 12 13 néi lùc tÝnh to¸n (daN) tl:1/15 tl:1/15 A 13 - 13 9 10 - 10 13 10 tl:1/15 11 - 11 tl:1/30 (trôc thanh) - tl:1/20 (tiÕt diÖn) 14 14 - 14 10 tl:1/15 14 tl:1/15 11 12 12 (mm) (mm-mm ) 11 (m-m ) (Kg) - 3T 3N X11 X11 B1 3T 3N T 3N - T 1N - B1 S1 T 1N M1 X1 S1 B1 - - 1N 1T X1 §1 2N 2T M2 §3 2N 2N X2 S4 §2 X3 1N M5 §2 1T M4 X10 1T 1N 2N 2T §3 1T 1N X3 1T 1N M3 X4 X6 §10 M6 M4 X10 §4 X5 §6 §5 S4 2N 2T 1N X9 §4 1T X7 S2 S5 2N 2T 1N 1T X10 2N 2T §10 X6 §6 2T 2N M7 X7 §10 §10 §7 tl: 1/20 (trôc thanh) - tl: 1/15 (tiÕt diÖn) M4 X9 S2 S3 S3 CÊU KIÖN CÊU KIệN dàn thép dàn thép X8 Đ8 X9 Đ9 10 X10 0.37 0.081 0.151 0.060 0.027 0.074 0.031 0.017 32 32 32 1 §10 32 32 32 32 32 557.7 406.9 90.6 40.9 455.2 110.9 46.12 32 32 1 199.6 2139 37.7 42.7 150.7 32 42 749.9 803.8 574 296 488.4 158.8 107.2 9141.6 5120 tổng khối lượng chiều dài (m) (kG) 32 32 32 1 S.lượng c.k HìNH DáNG - KíCH THƯớC CHIềU DàY DIệN TíCH S.lượng/ S.lượng khối lượng (mm) (m2) c.k c.k (kG) (mm) 690x535 (xem chi tiÕt 1) 12 132x617 (xem chi tiÕt 1) 270x560 (xem chi tiÕt 1) S1 m1 T£N B¶N M· B1 6 155x175 (xem chi tiÕt 2) 185x325 (xem chi tiÕt 3) 6 170x180 (xem chi tiÕt 5) 270x275 (xem chi tiÕt 4) m5 10 1 0.1 0.066 1 68.6 129.4 32 152.2 32 16780 286 175 108.6 46.4 28.8 32 75.8 125.4 32 33.2 78.6 32 32 2 2 32 S.lỵng/ c.k TỉNG chiỊu dµi (mm) 12559 97x174 (xem mc - 4) L80X60X6 6 s2 200x500 (xem chi tiÕt 6) 250x265 (xem chi tiÕt 7) 0.015 m6 m7 10 n 97x150 (xem mc - 6) m4 m2 m3 t s3 657 11708 2024 1073 2379 1227 L50X50X5 L60X50X6 L50X50X5 L50X50X5 L60X50X6 L120X80X8 T£N LO¹I THANH THANH X1 X2 X3 X4 X5 725 450 L50X50X5 L50X50X5 32 §2 §1 2 TæNG 520 1185 L50X50X5 L50X50X5 §3 §4