Đồ án kết cấu nhà thép

ĐÂY LÀ MẪU ĐỒ ÁN ĐƯỢC ĐÁNH GIÁ CAO CỦA SINH VIÊN CÓ THÀNH TÍCH XUẤT SẮC LÀM, CÁC BẠN KHAM THẢO QUA ĐỂ CÓ CHO RIÊNG MÌNH MỘT BÀI ĐỒ ÁN CHẤT LƯỢNG ĐƯƠC THẦY CÔ TÂM ĐẮC. ĐỒ ÁN NỘI DỤNG RẤT HAY THIẾT THỰC ĐƯỢC ĐA SỐ CÁC BẠN KHÓA CŨ CÁC TRƯỜNG KHÁC LẤY ĐÓ LÀ ĐỘNG LỰC ĐỂ LÀM BÀI ĐỒ ÁN

ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: LÊ VĂN A Số liệu thiết kế Thiết kế khung thép nhà công nghiệp nhẹ một tầng một nhịp (nhà có cầu trục hoạt đợng, chế đợ làm việc trung bình, móc mềm) Với các thông số thiết kế sau: Nhịp khung, L (m) Bước cột, B (m) Số bước cợt, n Sức nâng Cao trình Đợ dớc cầu trục, ray, mái, Q (T) H1 (m) i (%) Địa điểm Địa hình 21 12 20 Liên Chiểu Đà Nẵng B 7,2 12 Các liệu khác: + Vật liệu thép mác CCT34, tính toán coi chiều dày không lớn 20cm, có cường độ: f 210  N/mm  21 kN/cm  f y 220  N/mm  22  kN/cm   E  2,1 108 kN/m  + Hàn tay, dùng que hàn N42, hệ số điều kiện làm việc c 1 f wun 410  N/mm  41 kN/cm  f wf 180  N/mm  18  kN/cm  + Vật liệu bu lông liên kết là bu lông cường độ cao, cấp độ bền 8,8 có: f vb 320  N/mm  32  kN/cm  f tb 400  N/mm  40  kN/cm  f 190  N/mm  19  kN/cm  + Vật liệu bu lông neo làm từ thép 09Mn2Si có: ba + Nhà có cầu trục hoạt động, chế độ làm việc trung bình + Bê tơng móng có cấp độ bền B20: Hệ giằng R b 11500  kN/m  Hệ giằng đóng vai trò quan trọng việc ổn định toàn bộ kết cấu cho công trình, đặc biệt đới với nhà xưởng, nhà cơng nghiệp kết cấu thép Ngoài 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 là hệ giằng mái và hệ giằng cợt 2.1 Hệ giằng mái SVTH: VÕ VĂN B – LỚP XD Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: LÊ VĂN A Hệ giằng mái nhà công nghiệp nhẹ mợt tầng mợt nhịp đươc bớ trí theo phương ngang nhà, hai gian đầu hồi (hoặc gần đầu hồi), đầu các khối nhiệt độ vàmột số gian nhà cho khoảng cách các giằng bớ trí không quá bước cột Bản bụng hai xà ngang cạnh nối các giằng chéo chữ thập Các giằng chéo dùng thép tròn có đường kính khơng nhỏ 12mm Ngoài ra, cần bớ trí các chớng dọc thép hình (thường là thép góc) Độ mảnh chống không vượt quá 200 THANH CHỐNG, L50x5 THANH GIẰNG, Ø 20 Hình Mặt hệ giằng mái Trường hợp nhà có cầu trục với sức nâng 10 tấn, cần bố trí thêm các giằng chéo chữ thập dọc theo đầu cột để tăng độ cứng cho khung ngang theo phương dọc nhà và truyền các tải trọng ngang tải trọng gió, lực hãm cầu trục các khung lân cận Nếu sức trục dưới 10 khơng cần Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch lên phía (khi chịu tải trọng bình thường, cánh xà là cánh nén); chịu tải trọng gió, cánh dưới xà chịu nén nên phải gia cường các giằng chống xiên (liên kết với xà gồ) Tiết diện chống không nhỏ L50 5 , điểm liên kết với xà gồ cách xà khoảng từ 600 800mm SVTH: VÕ VĂN B – LỚP XD Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: LÊ VĂN A Hình Chi tiết giằng chống xiên liên kết xà ngang với xà gồ SVTH: VÕ VĂN B – LỚP XD Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: LÊ VĂN A 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 các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà tải trọng gió lên tường thu hồi, lực hãm dọc nhà cầu trục Hệ giằng cột gồm các giằng chéo bớ trí phạm vi cợt và cợt dưới gian có hệ giằng mái Nhà có cầu trục với Q < 15 (T)nên dùng giằng chéo chữ thập thép trịn đường kính khơng nhỏ 20 (mm) Khi Q >15 (T) dùng thép hình thường là thép gócvới độ mảnh giằng không vượt quá 200 ĐỈNH CỘT THANH GIẰNG, Ø 20 ± 0.000 Hình Hệ giằng cột Xác định kích thước khung ngang Dựa vào các sớ liệu tính toán, tra catologue cần trục ta các số liệu sau: Sức trục Q (T) Nhịp Lk (m) Chiều cao gabarit Hk (mm) 20 19,5 1330 K.Cách Zmin (mm) 180 Bề rộng gabarit Bk (mm) Bề rộng đáy Kk (mm) T lượng cầu trục G (T) 4230 3200 11,3 Trọng lượng xe Gxe (T) 1,19 Áp lực Pmax (kN) Áp lực Pmin (kN) 127 29,5 3.1 Theo phương đứng Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H = H k + b k = 1,33 + 0,17 = 1,5m Trong đó:HK= 1,33m (tra catalo cầu trục); bK= 0,17m (khe hở an toàn dầm cầu trục và xà ngang 0,15÷0,3) Chiều cao cợt khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: SVTH: VÕ VĂN B – LỚP XD Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: LÊ VĂN A H = H1 + H + H = 7,2 +1,5 + = 8,7m Trong đó:H1: cao trình đỉnh ray, H1 = 7,2m; H3: coi mặt móng cốt ± 0.000 (H3 = 0) Chiều cao phần cợt tính từ vai cợt 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 0,7 m Chiều cao phần cợt tính từ mặt móng đến mặt vai cột: H d = H - H t = 8,7 - 2,4 = 6,3m 3.2 Theo Phương ngang Trục định vị nằm mép ngoài cột (a=0) Khoảng cách từ trục định vị mép ngoài cột đến tâm ray: L1  L  L K 21  19.5  0,75(m) 750(mm) 2 Chiều cao tiết diên cột chọn theo yêu cầu độ cứng: 1 1   h =  ÷  × H =  ÷  ×8,7 =  0, 435 ÷ 0,58  m  chọn: h = 50cm  20 15   20 15  Kiểm tra khoảng hở tâm ray đến mép cột: Z L1  h c 750  500 250(mm) Z = 250 (mm) ≥ Zmin = 180 (mm)  Thỏa mãn điều kiện 3.3 Sơ đồ tính khung ngang Do sức nâng cầu trục không lớn nên chọn phương án cột tiết diện không đổi, với độ cứng là I1 Vì nhịp khung L = 21 m nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 3,5 m Với đoạn xà dài 3,5 m, độ cứng đầu và cuối xà là I1 và I2 tương ứng Với đoạn xà dài m, độ cứng đầu và cuối xà giả thiết I2 (tiết diện không đổi) Giả thuyết sơ bộ tỷ số I1/I2 = 2,5 Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết cột và móng là ngàm mặt móng (cốt  0.000) Chiều dài dầm vai chọn sơ bộ: L dv L1  0,5 h 0,75  0,5 0,5 0,5  m   Chọn Ldv = 0,5 (m) Liên kết cột và xà ngang và liên kết đỉnh xà ngang là nút cứng Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hóa tính toán và thiên về an toàn SVTH: VÕ VĂN B – LỚP XD Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: LÊ VĂN A + 10.000 + 8.700 + 6.300 + 0.000 Hình Sơ đồ khung ngang Thiết kế xà gồ 4.1 Xà gồ cán nóng a Tải trọng tác dụng: Mái có độ dốc 12%  = 6,84˚;Cosα =0,993α =0,9930 ; Sinsα =0,993α =0,1190 Sử dụng mái tôn tráng kẽm có độ dày 0,7 mm, có trọng lượng  g cm 0,074 kN/m  Nhịp nhà L = 21 m, chọn khoảng cách xà gồ axg = 1,2 m Theo kinh nghiệm chọn sơ bộ tiết diện xà gồ chữ [ có số hiệu [12, với các thông số có tiết diện sau: Số hiệu Ix (cm4) Wx (cm3) Iy (cm4) Wy (cm3) 12 304 50,6 31,2 8,52 Trọng lượng Chiều dày (kg/m) (mm) tc Hoạt tải mái xác định theo TCVN 2737-1995: g xg 10,4 4,8  p mtc 0,3 kN/m Diện tích (cm2) 11,3  Với: γ g = 1,05; γ p 1, là hệ số vượt tải tĩnh tải và hoạt tải mái theo TCVN 2737-1995 Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ: SVTH: VÕ VĂN B – LỚP XD Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: LÊ VĂN A  g tc  tc q tc  m  pmtc  axg  g xg  cos    0,074  q tc   0,3  1,  10, 10 0,553  kN/m   0,993   g mtc  tc q  g  pmtc  p  axg  g xg g  cos    0,074  q tt  1,05  0,3 1,  1,  10, 10 1,05 0,635  kN/m   0,993  tt b Sơ đồ tính: Hình Mặt cắt ngang xà gồ Tải trọng tác dụng lên xà gồ theo phương: qxtc q tc sin a 0,553 0,119 0,066  kN/m  q tcy q tc cos  0,553 0,993 0,549  kN/m  q xtt q tt sin  0,635 0,119 0,076  kN/m  q tty q tt cos  0,635 0,993 0,631 kN/m  Sơ đồ tính và biểu đồ mơmen: giằng xà gồ là thép trịn có  20mm Hình Sơ đồ tính và biểu đồ mô men xà gồ c Kiểm tra cường độ: Mô men uốn theo phương x và y xà gồ: SVTH: VÕ VĂN B – LỚP XD Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP Mx  q tty B GVHD: LÊ VĂN A 0,6316  2,838  kN m  qxtt B 0,076 62 My   0,085  kN m  32 32 Kiểm tra bền: 1  Mx My   f c Wx Wy 2,838 10 0,085 102    211 50, 8,52  6,60  kN/cm   21 kN/cm   Xà gồ đảm bảo khả chịu lực về điều kiện bền d Kiểm tra biến dạng:   x   y 0   y  y Do có hệ giằng xà gồ theo phương x nên ta xét độ võng xà gồ theophương y Độ võng xà gồ xác định sau: tc q y B 0,549 64  y     14,52 10  m  8 384 E I x 384 2,110 10 304 10 Kiểm tra độ võng:   y    14,51110     2, 421 10  m   5,0 10   m  B B  B 200  Tiết diện xà gồ chọn thỏa mãn điều kiện về biến dạng e Kiểm tra xà gồ chịu tác dụng tải trọng gió: Với địa điểm xây dựng Liên Chiểu – Đà Nẵng ta có áp lực gió IIB  W0 = 0,95(kN/m2) Tải trọng gió và thành phần qy tỉnh tải mái ngược chiều nên tải trọng qgió (theo phương y xà gồ) tác dụng vào xà gồ là: a tc q gio w Wo k ce  xg  0,9 g mtc a xg  0,9 g xg cos  cos  1, q gio 1, 0,95 0,969 0,7   0,9 0,074 1,  0,9 10, 10  0,993 0,993 q gio 0,762  kN/m  Trong đó; k là hệ số kể đến thay đổi áp lực gió phụ thuộc chiều cao cơng trình Với cao trình xà gồ 8,7 m , tính K = 0,969 ce: hệ sớ khí động học (Bảng TCVN 2737) = 0,7; w : hệ số vượt tải = 1,2 SVTH: VÕ VĂN B – LỚP XD Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: LÊ VĂN A  g tcm g  tc q  a xg  g xg g  sin   cos      0,074 1,05  q 'x  1,  10, 10  1,05  0,119 0,024  kN/m  0,993   ' x -Kiểm tra độ bền xà gồ trường hợp này theo công thức: M' M   gio  qx fc Wx Wy  0,764 62 0,024 62     10 211 32 8,52   50,6  7,094  kN/cm   21 kN/cm   Vậy tiết diện xà gồ chọn thỏa mãn điều kiện Tải trọng tác dụng lên khung ngang 5.1 Tải trọng tác dụng thường xuyên (tĩnh tải): Trọng lượng thân các lợp, lớp cách nhiệt và xà gồ mái lấy 0,15 kN/m Trọng lượng thân xà ngang chọn sơ bộ kN/m Tổng tĩnh tải phân bố tác dụng lên xà ngang: n g bt B 1,10,15 6 g1   n g btxg   1,11 2,097  kN/m  cos  0,993 Trọng lượng thân tôn tường và xà gồ tường lấy tương tự mái là 0,15 (kN/m2) Quy thành tải tập trung đặt đỉnh cột: G1 n g bt H B 1,1 0,15 8,7 6 8,613  kN  Trọng lượng thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là (kN/m) Quy thành lực tập trung và mômen lệch tâm đặt cao trình vai cợt: G n g bt B 1,11,0 6 6,6  kN  SVTH: VÕ VĂN B – LỚP XD Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: LÊ VĂN A 2,097 kN/m 8,613 kN 8,613 kN + 10.000 + 8.700 6,6 kN 6,6 kN + 6.300 + 0.000 Hình Sơ đồ tính khung ngang tải trọng tác dụng tĩnh tải 5.2 Hoạt tải mái: Theo TCVN 2737-1995, trị số tiêu chuẩn hoạt tải thi công sửa chữa mái phụ thuộc vào loại mái.Với mái lợp vật liệu nhẹ :tôn,fibroximang…trị số tiêu chuẩn hoạt tải mái  p mtc 0,3 kN/m  ; hệ số độ tin cậy tương ứng  p 1,3 Quy đổi về tải trọng phân bố lên xà ngang: p p mtc B 1,3 0,3 6 p  2,357  kN/m  cos  0,993 2,357 kN/m + 10.000 + 8.700 + 6.300 + 0.000 SVTH: VÕ VĂN B – LỚP XD Trang 10