Đồ án kết cấu nhà thép loại nhẹ

Thông tin tài liệu

Hệ giằng đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định toàn bộ kết cấu cho công trình, đặc biệt đối với nhà xưởng, nhà công nghiệp bằng kết cấu thép. Ngoài ra còn truyền tải trọng lực gió và lực hãm cầu trục theo phương dọc nhà xuống móng, và đảm bảo việc thi công được an toàn.Hệ giằng nhà công nghiệp bao gồm 2 bộ phận chính là hệ giằng mái và hệ giằng cột.

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG - ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP THIẾT KẾ NHÀ CÔNG NGHIÊP LOẠI NHẸ Giáo viên hướng dẫn : TS LÊ VĂN A Sinh viên thực : NGUYỄN VĂN A Lớp : XD MSSV : 12345678 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ Thiết kế khung thép nhà công nghiệp nhẹ một tầng một nhịp (nhà có cầu trục hoạt động, chế đợ làm việc trung bình, móc mềm) Với thông số thiết kế sau: Nhịp khung , Bước cột, B (m) L (m) Số bước cột, Sức nâng cầu trục, n Cao trình ray, Đợ dớc mái, H1 (m) i (%) 7,8 12 Địa điểm Địa hình Sơn Trà, Đà Nẵng B Q (T) 27 12 20 z Ht H2 bK i LK H L1 a Hd L1 H3 a H1 Q L Thép CCT34 CCT38 Bêtông móng B20 Phương pháp hàn tay, không bản lót, que hàn N42 N46 Bulông chịu lực của kết cấu là b ulông tinh Trọng lượng bản thân tấm lợp, lớp cách nhiệt và xà gồ mái lấy 0,15 kN/m2 * Các yêu cầu thực hiện đồ án -Thuyết minh trình bày giấy A4 Đánh máy cỡ chữ 13, font Times New Roman Khoảng cách giữa dòng là multiple 1,3 Canh lề trên, dưới, bên phải là 2cm; canh lề trái là cm -Bản vẽ thể tờ giấy A1, vẽ máy -Khi nợp bài: thút minh phải đóng tập với bìa cứng, bản vẽ gấp kẹp vào thuyết minh -Khi duyệt bài phải có phiếu duyệt bài ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Số liệu thiết kế Thiết kế hệ giằng 2.1 Hệ giằng mái 2.2 Hệ giằng cột Xác định các kích thước chính của khung ngang 3.1 Theo phương đứng 3.2 Theo phương ngang 3.3 Sơ đồ tính khung ngang Thiết kế xà gồ 4.1 Xà gồ cán nóng 4.1.1 Tải trọng tác dụng 4.1.2 Sơ đồ tính 4.1.3 Kiểm tra về cường độ 4.1.4 Kiểm tra về biến dạng Tải trọng tác dụng lên khung ngang 5.1 Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) 5.2 Hoạt tải mái 5.3 Hoạt tải cầu trục 5.3.1 Áp lực đứng của cầu trục 5.3.2 Lực hãm ngang của cầu trục 5.4 Tải trọng gió Xác định và tổ hợp nội lực 6.1 Chọn sơ bộ tiết diện cột và xà ngang 6.1.1 Tiết diện cột và tiết diện đầu xà thay đổi tiết diện 6.1.2 Tiết diện cuối xà thay đổi tiết diện và tiết diện xà không thay đổi tiết diện 6.1.3 Tiết diện dầm vai 6.2 Xác định nội lực 6.3 Kiểm tra chuyển vị ngang tương đối của đỉnh cột 6.4 Tổ hợp nội lực Thiết kế cợt 7.1 Xác định chiều dài tính tốn 7.2 Kiểm tra tiết diện 7.2.1 Kiểm tra bền cho cột 7.2.2 Kiểm tra ổn định tổng thể cho cột - 7.2.3 Kiểm tra ổn định cục bộ cho cột Thiết kế xà ngang 8.1 Đoạn xà thay đổi tiết diện 8.1.1 Kiểm tra bền cho xà thay đổi 8.1.2 Kiểm tra ổn định cục bộ cho xà thay đổi 8.2 Đoạn xà không thay đổi tiết diện 8.2.1 Kiểm tra bền cho xà không đổi 8.2.2 Kiểm tra ổn định cục bộ cho xà không đổi Thiết kế các chi tiết 9.1 Vai cột 9.1.1 Kiểm tra bền cho tiết diện tại vị trí ngàm với cột 9.1.2 Kiểm tra ổn định cục bộ cho tiết diện tại vị trí ngàm với cột 9.1.3 Kiểm tra khả chịu lực cho các đường hàn liên kết dầm vai vào cột 9.2 Chân cột 9.2.1 Tính toán bản đế 9.2.2 Tính toán dầm đế 9.2.3 Tính toán sườn A - 9.2.4 Tính toán sườn B 9.2.5 Tính toán bulông neo - 9.2.6 Tính toán đường hàn liên kết cột vào bản đế 9.3 Liên kết cột với xà ngang 9.3.1 Tính toán bulông liên kết 9.3.2 Tính toán mặt bích 9.3.3 Tính toán đường hàn liên kết cột (xà ngang) với mặt bích 9.4 Mối nối đỉnh xà 9.4.1 Tính toán bulông liên kết 9.4.2 Tính toán mặt bích 9.4.3 Tính toán đường hàn liên kết xà ngang với mặt bích 9.5 Mối nối xà (tại nhịp) 9.6 Liên kết bản cánh với bản bụng cột và xà ngang CÁC SƠ ĐỒ TẢI TRỌNG TRONG SAP.2000 BẢNG KẾT QUẢ NỘI LỰC TRONG SAP.2000 SVTH: NGUYỄN VĂN A GVHD: TS LÊ VĂN A Số liệu thiết kế - Nhà xưởng có cầu chạy sức trục, chế độ làm việc trung bình - Mặt bằng xưởng có chiều dài ΣB = 72m, B = 72m, bước khung B=6m Nhịp khung, Bước cột, L (m) B (m) Số bước cột, Sức nâng cầu trục, Q (T) n 27 12 Cao trình ray, Đợ dớc mái, H1 (m) i (%) 7,8 12 20 Địa điểm Địa hình Sơn Trà, Đà Nẵng B - Vật liệu thép mác CCT38, tính tốn coi rằng chiều dày khơng lớn 20cm, có cường độ: f 230 N / mm 23kN / cm f v 0,58 f 0,58.23 13kN / cm E  2,1.108 kN / m ;   78,5kN / m3 + Hàn tay, dùng que hàn N42, hệ số điều kiện làm việc c 1 + Hàn đối đầu:  f wt  f 23kN / cm   f wc  f 23kN / cm   f wv  f v 13kN / cm + Hàn góc:  f wf 18kN / cm   f ws 0, 45 fu 0, 45.38 17 kN / cm + Vật liệu bu lông liên kết là bu lông cường độ cao, cấp độ bền 8,8 có: f vb 32kN / cm2 ftb 40kN / cm 2 + Vật liệu bu lông neo làm từ thép CT38 có: f cb 15kN / cm + Nhà có cầu trục hoạt động, chế đợ làm việc trung bình + Bê tơng móng có cấp độ bền B20: Rb 11500kN / m ĐỜ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP Trang1 SVTH: ĐẶNG BÌNH PHƯƠNG GVHD: TS LÊ CÔNG DUY THIẾT KẾ HỆ GIẰNG Hệ giằng đóng vai trò quan trọng việc ổn định toàn bộ kết cấu cho công trình, đặc biệt đối với nhà xưởng, nhà công nghiệp bằng kết cấu thép Ngoài còn truyền tải trọng lực gió và lực hãm cầu trục theo phương dọc nhà xuống móng, và đảm bảo việc thi công an toàn.Hệ giằng nhà công nghiệp bao gồm bộ phận chính là hệ giằng mái và hệ giằng cột 2.1.Hệ giằng mái: Hệ giằng mái bố trí theo phương ngang nhà hai gian đầu hồi, đầu khối nhiệt độ và một số gian giữa nhà tùy thuộc vào chiều dài nhà Sao cho khoảng cách giữa giằng bố trí không bước cột Bản bụng của hai xà ngang cạnh nối giằng chéo chữ thập Các giằng chéo này có thể là thép góc, thép tròn cáp thép mạ kẽm đường kính không nhỏ 12mm Ngoài ra, cần bớ trí chớng dọc bằng thép hình những vị trí quan trọng đỉnh mái, đầu xà (cột), chân cửa mái Trong trường hợp nhà có cầu trục, cần bố trí thêm giằng chéo chữ thập dọc theo đầu cột để tăng độ cứng cho khung ngang theo phương dọc nhà và truyền tải tải trọng ngang tải trọng gió, lực hãm cầu trục khung lân cận 6750 6750 b 27000 THANH CHèNG 6750 6750 THANH GI»NG a 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 72000 10 11 12 13 Hình Mặt bằng hệ giằng mái 2.2 Hệ giằng cột Hệ giằng cột có tác dụng đảm bảo độ cứng dọc nhà và giữ ổn định cho cột, tiếp nhận và truyền xuống móng tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà tải trọng gió lên tường đầu hồi, lực hãm dọc nhà của cầu trục ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP Trang2 SVTH: ĐẶNG BÌNH PHƯƠNG GVHD: TS LÊ CƠNG DUY Hệ giằng cột thường bố trí hai lớp: Hệ giằng cột (từ mặt dầm hãm đến đầu cột) Hệ giằng cột (từ mặt nền đến mặt dầm vai) Hệ giằng cột gồm giằng chéo bố trí những gian có hệ giằng mái Trường hợp nhà không có cầu trục nhà có cầu trục với sức nâng 15 tấn có thể dùng giằng chéo chữ thập bằng thép tròn đường kính không nhỏ 20 mm Nếu sức trục 15 tấn cần dùng thép hình, thường là thép góc Đợ mảnh của giằng không vượt 200 ± 0.00 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 72000 10 11 12 13 Hình Hệ giằng cợt XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG Dựa vào sớ liệu tính tốn, tra catologue cần trục ta số liệu sau: Sức trục Q (T) 20 Nhịp Lk (m) Chiều Bề K.Cách cao rộng gabarit gabarit Zmin Hk Bk (mm) (mm) (mm) Bề rộng đáy Kk (mm) 25.5 1380 180 4630 3800 3.1 Theo phương đứng Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H = H k + b k = 1,38 + 0,3 = 1,68m Trọng T lượng lượng Áp lực Áp lực xe cầu Pmax Pmin trục G (kN) (kN) Gxe (T) (T) 15.44 1.236 138 39.2 đó: HK= 1,38m (tra catalo cầu trục); bK= 0,3m (khe hở an toàn giữa dầm cầu trục và xà ngang) H = 1,5m  chọn: Chiều cao của cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: H = H1 + H + H = 7,8 +1,5 + = 9,3m đó: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP Trang3 SVTH: ĐẶNG BÌNH PHƯƠNG GVHD: TS LÊ CƠNG DUY H1: cao trình đỉnh ray, H1 =7,8 m; H3: coi mặt móng cốt ± 0.000 (H3 = 0) Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: H t = H + H dct + H r = 1,5 + 0,7 + 0, = 2, 4m với: Hdctchọn sơ bộ bằng 0,7 m Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt của vai cột: H d = H - H t = 9,3 - 2, = 6,9m 3.2 Theo phương ngang Vì sức trục < 30T nên coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột (lấy a = 0) Khoảng cách từ trục định vị tới trục ray cầu trục là: L1 = L - L K 27 - 25,5 = = 0,75m 2 Chiều cao tiết diên cột chọn theo yêu cầu độ cứng: 1 h= ữ ìH = ÷  ×9,3 =  0, 465 ÷ 0,62  m  20 15   20 15   chọn: h = 50cm Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung: z = L1 - h = 0,75 - 0,50 = 0, 25m > z = 0,18m => Thỏa điều kiện +10.50 i = 12% i = 12% 2400 + 9.3 9300 + 7.8 6900 q = 20t ± 0.00 27000 a b Hình Kích thước chính của khung ngang 3.3 Sơ đồ tính khung ngang Do sức nâng của cầu trục không lớn nên chọn phương án tiết diện cột không đổi, với độ cứng là I1 Vì nhịp của khung L = 27m, nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đởi hình nêm, dự kiến vị trí thay đởi tiết diện cách đầu xà4,5m Với đoạn xà dài4,5m ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP Trang4 SVTH: ĐẶNG BÌNH PHƯƠNG GVHD: TS LÊ CƠNG DUY đợ cứng đầu xà và cuối xà là I1 và I2 tương ứng Với đoạn xà 9m, độ cứng đầu và cuối xà giả thiết bằngI2 (tiết diện không đổi) Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết giữa cột và móng là ngàm mặt móng (cốt 0.000) Liên kết giữa cột và xà ngang và liên kết đỉnh xà ngang là cứng.Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hoá tính toán và thiên về an toàn i2 i2 + 9.3 2400 VÞ trÝ thay đổi tiết diện xà Đoạn xà 6900 Đoạn xà + 6.9 9300 i2 i1 i1 4500 9000 9000 4500 27000 Hình Sơ đồ tính khung ngang THIẾT KẾ XÀ GỒ MÁI 4.1 Xà gồ cán nóng Với độ dốc mái: i=12% =>α = 6,84o; Cosα =0,993α =0,9930 ; Sinsα =0,993α =0,1190 a = 1, 2m Khoảng cách bố trí giữa hai xà gồ chọn xg tc Trọng lượng bản thân mái bao gồm tấm lợp, xà gồ g m = 0,15 kN/m2 Chọn sơ bộ tiết diện xà gồ cán nóng dạng chữ C có số hiệu 12theo TCVN 1654tại bảng tra I.7với thông số của tiết diện sau: Số hiệu 12 Ix Wx Iy Wy (cm4) (cm3) (cm4) (cm3) (kg/m) (mm) 304 50,6 31,2 8,52 10,4 4,8 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP Trang5 Trọng lượng Chiều dày Diện tích (cm2) 11,3 SVTH: ĐẶNG BÌNH PHƯƠNG GVHD: TS LÊ CƠNG DUY Hình Chi tiết xà gồ 4.1.1 Tải trọng tác dụng lên xà gồ Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm: tải trọng tôn lợp mái, tải trọng bản thân xà gồ và hoạt tải mái tc - Hoạt tải tác dụng xác định theo TCVN 2737-1995: p m = 0,3kN / m tc - Trọng lượng bản thân mái bao gồm tấm lợp, xà gồ g m = 0,15 kN/m2 + Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên xà gồ: a tc q tc = (g mtc  p mtc )× xg + g xg cosα 1, q tc = (0,15  0,3)× + 0,104 = 0,64kN / m 0,993 + Tải trọng tính toántác dụng lên xà gồ: a q tt = (g mtc × γ g + p mtc × γ p )× xg + g tcxg × γ g cosα 1, q tt = (0,15×1,05 + 0,3×1,3) × + 0,104×1,05 = 0,77kN / m 0,993 Với: 2737-1995 γ g = 1,05; γ p 1,3 là hệ số vượt tải của tĩnh tải và hoạt tải mái theo TCVN 4.1.2 Sơ đồ tính Tải trọng tác dụng lên xà gồ phân theo hai phương: ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP Trang6

Ngày đăng: 11/11/2023, 15:01

Xem thêm: Đồ án kết cấu nhà thép loại nhẹ

Đồ án kết cấu nhà thép loại nhẹ

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan