Đồ án Kết Cấu Thép 2

Đồ án kết cấu thép 2 nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp tài liệu cho sinh viên tham khảo Thiết kết nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp TS.Đoàn Tuyết Ngọc Đồ án kết cấu thép 2 nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp tài liệu cho sinh viên tham khảo Thiết kết nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp TS.Đoàn Tuyết Ngọc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Th.S Trần Quốc Hùng SINH VIÊN THỰC HIỆN: Hà Hữu Hùng MSSV: 19520100109 LỚP: XD19/A3 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng SỐ LIỆU THIẾT KẾ I - Nhịp khung ngang : L = 33 m Bước khung : B = 6,0 m Sức nâng cầu trục : Q = 20 T Cao trình đỉnh ray : R = + 8,0 m Độ dốc mái : i = 10% Chiều dài nhà : L = 102 m Phân vùng gió : IIIB Địa hình : B Mác thép CCT34 có cường độ: f= 21kN/cm2 Loại que hàn N42, tính tốn coi hàn tay, kiểm tra mắt thường - Số lượng cầu trục nct= - Bu lông liên kết bu lông neo tự chọn - Bê tơng móng cấp độ bền B20 I XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG Lựa chọn dầm cầu trục, cầu trục, ray, lớp lót ray a Cầu trục - Với nhịp nhà L= 33 m, sức trục Q = 20T < 30T khoảng cách từ mép ngồi cột đến trục định vị a = 0mm Ta chọn cần trục có thông số sau: Bảng số liệu cầu trục Sức trục (T) 20 Kích thước gabarit LK BK KK (m) (mm) (mm) 31 6110 5100 HK (mm) 1380 Zmin (mm) Pmax (kN) Pmin (kN) G (T) Gxc (T) 190 158 56,8 22,96 1,301 b Dầm cầu trục Chiều cao dầm cầu trục chọn sơ bộ: 1  1  Hdct =  ÷  B=  ÷  6=(0,6÷0,75)m  10   10  Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng Chọn Hdct = 0,6 m c Ray lớp lót ray Lấy chiều cao ray lớp đệm theo sơ Hr = 200 mm Xác định kích thước khung ngang ● Theo phương đứng: - Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H2 = HK + bK = 1,38 + 0,3 = 1,68 m Trong đó: Hk = 1,38 m – tra catalo cầu trục Bk = 0,3 m – khe hở an toàn cầu trục xà ngang lấy 0,3 m Chọn H2 = 1,7 m - Chiều cao cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: H = H1 + H2 + H3 = 8,0 + 1,7 + = 9,7 m Trong đó: H1 – cao trình đỉnh ray lấy 8,0 m H2 – chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang H3 – phần cột chôn nền, coi mặt móng cốt ±0,000 (H3=0) - Chiều cao phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: Ht = H2 + Hdct + Hr = 1,7 + 0,6 + 0,2 = 2,5 m - Chiều cao phần cột tính từ mặt móng đến vai cột: Hd = H – Ht = 9,7 – 2,5 = 7,2 m ● Theo phương ngang: - Coi trục định vị trùng với mép cột (a=0) Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: L1 = L − LK 33 − 31 = = 1( m ) 2 - Chiều cao tiết diên cột chọn theo yêu cầu độ cứng: 1  1  h =    H =    9, = (0, 485  0, 647)m  15 20   15 20  Chọn h = 0,6 m - Kiểm tra khe hở cầu trục cột khung: z = L1 – h = – 0,6 = 0,4 m > 0,19 m Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng i = 10% i =10% +9.7 + +7.3 Q = 20 T +0.00 33000 B A II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG NGANG Tĩnh tải Độ dốc mái i=10% nên α = 5,710 (sinα= 0,099; cosα=0,995) a Mái, xà gồ lớp cách nhiệt: - Trên thực tế tải truyền lên khung dạng lực tập trung điểm đặt xà gồ, số lượng lực tập trung > nên ta quy tải phân bố lấy 0,15kN/m2 - Trọng lượng thân xà ngang chọn sơ 1kN/m p tt = 1,1 x 0,15 x +1,05 x 1=2,045 kN/m 0,995 b Tải trọng xà gồ tường tường: Tải trọng xà gồ tường tường đưa thành lực tập trung G tác dụng đỉnh cột bỏ qua mômen gây độ lệch tâm G tt =1,1.0,15.6.9,7=9,603 (kN) c Tải trọng thân dầm cầu trục: Trọng lượng thân dầm cầu trục chọn sơ 1kN/m Quy thành tải tập trung mômen lệch tâm đặt cao trình vai cột: + Lực tập trung vai cột: 1,05.1.6 = 6,3 (kN) + Mômen vai cột: 6,3.(L1 - 0,5.h) = 6,3.(2,5 – 0,5.0,5) = 4,41 (kNm) Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng 2,045 kN/m 9,603 kN 9,603 kN 6,3 , kN 6,3 kN 4,41 kNm 4,41 kNm 33000 Hoạt tải a Hoạt tải sửa chữa Theo TCVN 2737- 1995, trị số tiêu chuẩn hoạt tải thi công sửa chữa mái (mái lợp tôn) 0,3 kN/m2, hệ số vượt tải 1,3 Quy đổi tải trọng phân bố xà ngang 1,3.0,3.6 = 2,35 kN/m 0.995 2,35 kN/m 2,35 kN/m 33000 33000 Hoạt tải mái trái Hoạt tải mái phải Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng b Tải trọng gió Tải trọng gio tác dụng vào khung ngang gồm hai thành phần gió tác dụng vào cột gió tác dụng mái Theo TCVN 2737 – 1995 phân vùng gió IIIB có áp lực gió tiêu chuẩn w0 = 1,25 kN/m2 Căn vào hình dạng mặt nhà gió dốc mái, hệ số khí động xác định theo phương pháp nội suy: Ce1 = –0,36; Ce2 = – 0,4; Ce3 = – 0,4 _ Tải trọng gió tác dụng lên cột: Phía đón gió: 1,2.1,25.0,8.1.6 = 7,2 (kN/m) Phía khuất gió: 1,2.1,25.0,4.1.6 = 3,6 (kN/m) _ Tải trọng gió tác dụng lên mái: Phía đón gió: 1,2.1,25.1.0,36.6 = 3,24 (kN/m) Phía khuất gió: 1,2.1,25.1.0,4.6 = 3,6 (kN/m) Ce2 = - 0,4 Ce = + 0,8 Ce3 = - 0,4 Ce1 = - 0,36 a/ 3,6 kN/m 3,6 kN/m 7,2 kN/m 3,24 kN/m b Chiều từ trái qua 3,24 kN/m c 7,2kN/m 3,6 kN/m 3,6 kN/m Chiều từ phải qua Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng c Hoạt tải cầu trục Sức trục (T) Kích thước gabarit LK BK KK (m) (mm) (mm) 20 31 6110 5100 _ Áp lực đứng cầu trục: HK (mm) 1380 Zmin (mm) Pmax (kN) Pmin (kN) G (T) Gxc (T) 190 158 56,8 22,96 1,301 Tải trọng thẳng đứng bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục xác định dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa dầm xếp bánh xe cầu trục sát vào vị trí bất lợi nhất, xác định tung độ yi đường ảnh hưởng từ xác định áp lực thẳng đứng lớn nhỏ bánh xe cầu trục lên cột: Đường ảnh hưởng để xác định Dmax, Dmin c Dmax =  ct  nc  Pmax   yi = 1,1 0,85  158  = 295, 46 kN c Dmin =  ct  nc  Pmin   yi = 1,1 0,85  56,8  = 106, 21kN Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng Các lực Dmax Dmin thông qua ray dầm cầu trục truyền vào vai cột, lệch tâm với vai cột e = L1 – 0,5h = 0,7m Trị số momen lệch tâm tương ứng: Mmax = Dmaxe = 206,82 kNm Mmin = Dmine = 74,35 kNm _ Lực hãm cầu trục Lực hãm ngang tiêu chuẩn bánh xe cầu trục lên ray: Đồ án Kết cấu thép T1 = 0,5  ( Q + Gxe ) no SVTH: Hà Hữu Hùng = 0,5  ( 200 + 13, 01) = 53, 25 ( kN ) Lực hãm ngang toàn cầu trục truyển lên cột đặt vào cao trình dầm hãm: T =  ct  nc  T1   yi = 1,1 0,85  53, 25  = 99,58kN V XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG NGANG, TỔ HỢP NỘI LỰC Sơ đồ tính kết cấu - Do sức nâng cầu trục không lớn nên chọn phương án tiết diện cột khơng đổi Vì nhịp khung 33 m nên chọn phương án xà ngang có Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng 7200 2500 1650 tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà m Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết cột khung móng ngàm mặt móng Liên kết cột với xà ngang liên kết đỉnh xà ngang cứng Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hố tính tốn v thiờn v an ton I1 I2 I2 I2 Đoạn xà + 9.7 Đoạn xà vi tri thay ®ỉi tiet diƯn xµ + 7.2 I1 + 0,000 I1 5500 11000 11000 5500 33000 Sơ đồ tính khung ngang hình vẽ: _ Sơ tiết diện nhập vào Sap2000: Tiết diện cột: Chọn tiết diện cốt chữ I Chiều cao tiết diệt cột chọn khoảng (1/15 – 1/20)H Chọn h = 0.6 m Bề rộng tiết diện cột chọn theo điều kiện cấu tạo độ cứng: Bf = (0,3 – 0,5)h = (0,18 – 0,3) m Chiều dài tính tốn cột theo phương ngồi mặt phẳng khung (l y) lấy khoảng cách điểm cố định không cho cột chuyển vị theo phương dọc nhà (dầm cột, cầu trục, xà ngang …) Gia thiết bố trí giằng dọc cột nhà thép chữ C cao trình +4.850, tức khoảng cột Do I y = 4,85 m bf = (1/20 ~ 1/30) ly = (0,16~0,24) m Chọn bf = 0,24 m Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng L bd = h + 2.t dd + 2.c2 = 65 +  +  12 = 91(cm) Ứng suất phản lực bêtơng móng đế: max N 6.M 190,05  550,35  102 = + = + B bd L bd B bd L2bd 44  91 44  912 = 0,95(kN / cm )  .R b,loc = 0,75  1,288 = 0,966(kN / cm ) min N 6.M 190,05  550,35  102 = − = − = −0,85  (kN/cm2) 2 B bd L bd B bd L bd 44  91 44  91 Bề dày đế chân cột xác định từ điều kiện chịu uốn đế ứng suất phản lực bêtơng móng Xét ô đế * Ô (bản kê cạnh) a = d1 = 31,5(cm) b 21,5 = = = 0,68   a 31,5 b = 21,5(cm)  nội suy ta được:  b = 0,0656 M1 =  b 1.d12 = 0,0656  0,85  342 = 64,46(kNcm) * Ô (bản kê cạnh liền kề) a = d = 246(mm) b 104 = = = 0,42  a 246 b = 104(mm)  nội suy ta được:  b = 0,06 M =  b 2 d 22 = 0,06  0,95  23,72 = 32(kNcm) M max = max(M ;M ) = 64, 46(kNcm) Vậy bề dày đế xác định theo CT: t bd = 6.M max  64, 46 = = 4,3(cm) chọn tbd = 4,4 cm f  c 211 40 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng Kích thước đế b) Tính tốn dầm đế: Kích thước dầm đế:  t dd = 1(cm)  bdd = Bbd = 44(cm) hdd: phụ thuộc vào đường hàn kiên kết dầm đế vào cột phải đủ khả chịu lực ứng suất phản lực bêtơng móng Lực truyền vào dầm đế ứng suất phản lực bêtơng móng: N dd = (13 + 16)  44  0,72 = 918,72(kN) Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết dầm đế vào cột là: h f = 0,6cm Chiều dài tính tốn đường hàn liên kết dầm đế vào cột là: lw = Ndd 918,72 +1 = + = 61,76(cm) 2h f (f w )  c  0,6  (0,7 18) 1 Chọn chiều cao dầm đế hdd = 62 cm 41 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng c) Tính tốn sườn A: Sơ đồ tính dầm côngxon ngàm vào bụng cột đường hàn liên kết: ls=21,5cm q s = 0, 42   16 = 13, 44(kN / cm)  q s ls2 13, 44  21,52  M = = = 3106,32(kNcm)  s 2  Vs = q s ls = 13, 44  21,5 = 288,96(kN) Chọn bề dày sườn ts = cm Chiều cao xác định từ điều kiện chịu uốn: hs  6Ms  3106,32 = = 29,79(cm) t s f c 1 211 Chọn hs = 35 cm Kiểm tra theo ứng suất tương đương:   3106,32   288,96  2  td = 1 + 3. =   + 3   = 20,88(kN/cm )  1,15f c = 24,15(kN/cm )   35    35  2 Chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bụng cột h f = 0,6cm Đảm bảo chiều cao đường hàn không cao không bé: h f = 6(mm)  h f = 6(mm)  h f max = 1, 2t s = 1, 2.10 = 12(mm) Diện tích tiết diện mơmen chống uốn đường: A w =  0,6  (35 − 1) = 40,8(cm )   0,6  (35 − 1) = 231, 2(cm3 )  Ww =   Khả chịu lực đường hàn: 2 M  V   3106,32   288,96   td =  s  +  s  =   +  40,8  W A 231,      w  w 2 = 15, 2(kN / cm )  (f w )  c = (0,7  18)  = 12,6(kN / cm ) Không thỏa, Ta chọn lại chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bụng cột h f = 1cm Đảm bảo chiều cao đường hàn không cao không bé: 42 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng h f = 6(mm)  h f = 10(mm)  h f max = 1, 2t s = 1, 2.10 = 12(mm) Diện tích tiết diện mơmen chống uốn đường: A w =  1 (32 − 1) = 68(cm )   1 (32 − 1)2 W =  = 385(cm3 )  w  Khả chịu lực đường hàn: 2 M  V   3106,32   288,96   td =  s  +  s  =   +   320   62   Ww   A w  2 = 9,11(kN / cm )  (f w )  c = (0,7  18)  = 12,6(kN / cm ) d) Tính tốn sườn B: Bề rộng diện truyền tải vào sườn: 1,5.ls = 1,5.12 = 18(cm) q s = 1.18 = 18(kN / cm)  q s ls2 18  122  M = = = 1296(kNcm)  s 2  Vs = q s ls = 12  18 = 216(kN) Chọn bề dày sườn ts = cm.Chiều cao sườn xác định theo điều kiện chịu uốn: hs  6Ms 1296 = = 19, 24(cm) chọn hs = 35 cm t s f c 1 21 Kiểm tra theo ứng suất tương đương:   1296   216  2  td = 1 + 3 =  +   = 18,15(kN/cm )  1,15f c = 24,15(kN/cm )    35    35  2 Chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bụng cột h f = 1,0 cm Đảm bảo chiều cao đường hàn không cao không bé: h f = 6(mm)  h f = 10(mm)  h f max = 1, 2t s = 1, 2.10 = 12(mm) Diện tích tiết diện mômen chống uốn đường: A w =  1 (35 − 1) = 68(cm )   1 (35 − 1) W =  = 385(cm3 )  w  43 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng Khả chịu lực đường hàn: 2 M  V   1296   216   td =  s  +  s  =   +  = 4,62(kN / cm )  385   65   Ww   A w  2  td = 4,62(kN / cm )  ( .f w )min  c = 12,6(kN / cm ) e) Tính tốn bu lơng neo: Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn cặp nội lực gây kéo nhiều cho bulông neo: M = −677,88(kNm)  N = −382,83(kN) Q = 154,45kN  Chiều dài vùng bê tông chịu nén đế c=500mm Chọn khoảng cách từ mép biên đế chân cột đến tâm bulông neo 6cm, ta xác định được: a= Lbd c 91 50 − = − = 29,83cm 3 c 50 y = Lbd − − = 91 − − = 68,3cm 3 Tổng lực kéo thân bu lơng neo phía chân cột T1 = M − Na 677,88 102 − 382,83  29,3 = = 816(kN ) y 69,3 Chọn bu lông neo mác 09Mn2Si, có fba = 190 N/mm2 Diện tích tiết diện cần thiết bu lông neo: A bayc = T1 816 = = 7,16(cm2 ) n1f ba 6.19 Chọn bu lơng  = 36 có Abn = 8,2 cm2 Kiểm tra: Tổng lực kéo thân bu lơng neo phía cột: T2 = M N 677,88 102 382,83 − = − = 330kN Lb 130 Do T2 < T1 nên đường kính bulơng chọn đạt u cầu 44 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng f) Tính toán đường hàn liên kết cột vào đế: Các đường hàn liên kết tiết diện cột vào đế tính tốn quan niệm mơ men lực dọc đường hàn cánh chịu, lực cắt đường hàn bụng chịu Nội lực để tính tốn đường hàn chọn bảng tổ hợp nội lực cặp dùng để tính tốn bu lơng neo Các cặp khác không nguy hiểm M = −677,88(kNm)  N = −382,83(kN) Q = 154,45kN  Lực kéo cánh cột momen lực dọc phân vào: Nk = ( M h − N )=( 677,88  102 65 − 382,83 ) = 851,47(kN) Tổng chiều dài tính tốn đường hàn liên kết bên cánh cột: l 1w  44 −   30 −   44 − 25  =  − 1 +  − 1 +  − 1 = 80(cm)       Chiều cao cần thiết kế đường hàn liên kết cánh cột: h fyc = Nk 851,47 = = 0,75(cm)  l1w (.fw )min  c 90  (0,7 18) 1 Chiều cao cần thiết kế đường hàn liên kết bụng cột: h fyc = V 154,45 = = 0,081(cm)  l2w (.fw )min  c  (76,4 − 1)(0,7.18).1 Kết hợp cấu tạo chọn hf = 0,8 cm (theo cấu tạo) 45 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng 650 620 S-ên A 44 350 350 S-ên B 60 120 180 190 180 12? 36 120 60 120 60 đế 910 a dầm đế 60 120 CHI TIếT (TL:1/10) 180 190 180 hf = 10mm hf = 8mm 120 10 320 10 320 10 120 910 mỈt c¾t - (TL:1/10) 46 12? 36 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng 7.3 Liên kết cột với xà ngang: Cặp nội lực dùng để tính tốn liên kết cặp gây kéo nhiều cho bulông tiết diện đỉnh cột Từ bảng tổ hợp ta chọn được: M= 447,93 kNm N= -370,08 kN V= 155,83 kN Trình tự tính tốn sau: a) Tính tốn bu lơng liên kết: Chọn bulơng cường độ cao cấp bền 8.8, đường kính bulơng dự kiến d=22mm Bố trí bulơng thành dãy với khoảng cách bulông tuân thủ quy định bảng I.13 phụ lục Phía cánh ngồi cột bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước lấy sau: + Bề dày: ts  tw → Chọn t s = 1cm + Bề rộng (phụ thuộc vào kích thước mặt bích)→ Chọn ls = 10cm Chiều cao: hs = 1,5ls = 1,5.10 = 15cm → Chọn hs = 15cm Khả chịu kéo bulông: [ N ]tb = f tb A bn = 40.3,03 = 121, 2(kN) Trong đó: ftb - Cường độ tính tốn chịu kéo bulơng (Bảng I.9 phụ lục), f tb = 400 N / mm = 40kN / cm A bn - Diện tích thực thân bulông (Bảng I.11 phụ lục), A bn = 3,03cm Khả chịu trượt bulông: [ N ]b = f hb A. b1  0, 25 n f = 0,7.110.3,8.1 = 43,0(kN)  b2 1,7 Trong đó: 47 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng f hb - Cường độ tính tốn chịu kéo vật liệu bulơng cường độ cao liên kết ma sát, f hb = 0,7 fub f ub - Cường độ kéo đứt vật liệu bu lông (bảng I.12 phụ lục), fub = 1100 N / mm = 110kN / cm (Mác thép 40Cr) A – Diện tích tiết diện thân bu lông (bảng I.11 phụ lục)  b1 - Hệ số điều kiện làm việc liên kết,  b1 = số bulông liên kết n=14>10  ,  b - Hệ số ma sát hệ số độ tin cậy liên kết Với giả thiết không gia công bề mặt cấu kiện nên  = 0, 25;  b = 1,7 n f - Số lượng mặt ma sát liên kết, n f = Theo điều 6.2.5 TCXDVN 338-2005, trường hợp bu lông chịu kéo chịu cắt đồng thời cần kiểm tra điều kiện chịu kéo chịu cắt riêng biệt Lực kéo tác dụng vào bulơng dãy ngồi momen lực dọc phân vào (tâm quay trùng với dãy bulơng phía cùng): Nbmax = M h1 N 447,93 102  64,5 370,08  = − = 110,16(kN) 2 2 2 2. hi n 2.(10,8 + 21,6 + 32, + 43, + 54 + 64,5 ) 14 (Ở lấy dấu trừ N lực nén) Do N bmax = 110,16kN  [ N ]tb = 121, 2kN nên bulông đủ khả chịu lực Kiểm tra khả chịu cắt bulông: V 155,83 = = 11,13(kN )  [ N ]b  c = 43(kN ) n 14 48 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng 300 60 180 60 14? 22 100 108 108 108 108 108 650 55 25 Bố trí bulơng liên kết cột với xà ngang b) Tính tốn mặt bích: Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn: t  1,1 t  1,1 b1 N bmax 18 110,16 = 1,1 = 1,54(cm) (b + b1 ) f (30 + 18)  21 b1  N i 18  110,16  (10,8 + 21,6 + 32, + 43, + 54 + 64,5) = 1,1 = 2,06(cm) (b + h1 ) f 64,5  (30 + 64,5)  21 → Chọn t = (cm) c) Tính tốn đường hàn liên kết tiết diện cột (xà ngang) với mặt bích: Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh ngồi (kể sườn): l w =  (14,5 − 1) +  (10 − 1) = 72(cm) Lực kéo cánh momen lực dọc phân vào:  447,93  102 370,08  Nk =  −  = 504,08(kN) 65   Chiều cao cần thiết đường hàn là: h fyc = Nk 504,08 = = 0,556(cm)  lw ( f w )min  c 72  (0,7 18) 1 Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích (coi đường hàn chịu lực cắt lớn đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực): 49 Đồ án Kết cấu thép h fyc = SVTH: Hà Hữu Hùng V 155,83 = = 0,102(cm)  lw ( f w )min  c  (61, − 1)  (0,7 18).1 Theo cấu tạo chọn hf = 0,6 (cm) 6? 18 xµ gå 150 20 20 150 200 7 650 a Cấu tạo mối nối cột với xà ngang 7.4 Mối nối đỉnh xà: Trong bảng tổ hợp chọn cặp gây kéo nhiều cho bulông tiết diện đỉnh xà (đỉnh mái): M = 136,26 kNm 50 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng N = 16,34 kN V = 17,67 kN 50 Đây cặp nội lực tổ hợp nội lực trường 150 hợp tải trọng TT + HT gây Tương tự trên, chọn 150 bulông cường độ cao cấp độ bền 8.8, đường kính bulơng 8? 22 150 hàng Ở phía ngồi cánh xà ngang bố trí cặp 700 dự kiến d = 22 mm (lỗ loại C) Bố trí lulơng thành 150 sườn gia cường cho mặt bích, kích thước sau: 50 + Bề dày: t s = 1cm + Chiều cao: hs = 10cm 145 10 145 + Bề rộng: ls = 1,5hs = 1,5.10 = 15cm 300 → Chọn ls = 15cm Bố trí bulơng liên kết đỉnh xà Lực kéo tác dụng vào bulông dãy momen lực dọc phân vào (do momen có dấu dương nên coi tâm quay trùng với dãy bulơng phía cùng): N bmax = = M h1 N c os V sin    2. hi n n 136, 26  102  50 16,34  0,995 17,67  0,099 + + = 52,04(kN) 2 2 2.(14,5 + 30 + 45,5 + 60 ) 10 10 Do N bmax = 52,04kN  [ N ]tb = 121, 2kN nên bulông đủ khả chịu lực Khả chịu cắt bulông kiểm tra theo công thức: N sin   V cos 16,34  0,099 + 17,67  0,995 = = 1,91(kN)  [ N ]b  c = 43(kN ) n 10 Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện sau: t  1,1 b1 N bmax 15,5  52,04 = 1,1 = 1,01(cm) (b + b1 ) f (30 + 15,5)  21 t  1,1 b1  N i 14,5  52,04  (14,5 + 30 + 45,5 + 60) = 1,1 = 0,965(cm) (b + h1 ) f 70  (30 + 70)  21 → Chọn t = 1,5 (cm) 51 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh (kể sườn) xác định tương tự l w = 72(cm) Lực kéo cánh momen, lực dọc lực cắt gây ra:  M N cos V sin   Nk =    = 2   h  136, 26  102 16,34  0,995 17,67  0,099  = + +  = 218,63(kN) 65 2   Vậy chiều cao cần thiết đường hàn là: h fyc = Nk 218,63 = = 0, 24(cm)  lw ( f w )min  c 72  (0,7 18) 1 Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích: h fyc = N sin   V.cos  16,34  0,099 + 17,67  0,995 = = 0,012(cm) l (  f )   (61, − 1)  (0,7  18)   w w c Theo cấu tạo chọn hf = 0,6 (cm) 50 8? 22 150 hf = 6mm 150 10? 22 700 150 150 150x100x20 50 150x100x20 145 10 145 300 chi tiÕt (TL:1/10) Cấu tạo mối nối đỉnh xà 52 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng 7.5 Mối nối xà (ở nhịp): Việc tính toán cấu tạo mối nối xà thực tương tự Do tiết diện xà ngang vị trí nối giống đỉnh mái nội lực chỗ nối xà nhỏ nên khơng cần tính toán kiểm tra mối nối Cấu tạo liên kết sau: 8? 22 8? 22 150 hf = 6mm 50 150 31 700 150 150 50 150x100x20 145 10 145 300 chi tiết (TL:1/10) mặt cắt - (TL:1/10) Cấu tạo mối nối xà 7.6 Liên kết cánh với bụng cột xà ngang: Lực cắt lớn xà ngang tiết diện đầu xà Vmax = 58,64kN Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết cánh bụng xà ngang: h fyc = Vmax S f I x (  f w )  c = 58,64 1166 = 0,048(cm)  56330  (0,7 18) 1 Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn hf = 0,6 (cm) Tiến hành tương tự, chọn chiều cao đường hàn liên kết cánh với bụng cột hf = 0,6 (cm) 53 Đồ án Kết cấu thép SVTH: Hà Hữu Hùng I SỐ LIỆU THIẾT KẾ I XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG Lựa chọn dầm cầu trục, cầu trục, ray, lớp lót ray 1 a Cầu trục .1 b Dầm cầu trục .1 c Ray lớp lót ray Xác định kích thước khung ngang 2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG NGANG .3 II Tĩnh tải a Mái, xà gồ lớp cách nhiệt: b Tải trọng xà gồ tường tường: .3 c Tải trọng thân dầm cầu trục: Hoạt tải a Hoạt tải sửa chữa .4 b Tải trọng gió .5 c Hoạt tải cầu trục V XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG NGANG, TỔ HỢP NỘI LỰC Sơ đồ tính kết cấu VI THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN 24 6.1 Thiết kế tiết diện cột 24 6.2 Thiết kế tiết diện xà ngang: 29 Thiết kế chi tiết: 35 7.1 Vai cột: 35 7.2 Chân cột: 38 7.3 Liên kết cột với xà ngang: 47 7.4 Mối nối đỉnh xà: 50 7.5 Mối nối xà (ở nhịp): 53 7.6 Liên kết cánh với bụng cột xà ngang: 53 54