Thuyết minh đồ án thép 2 nguyễn tường vy 18520100440

Thuyết Minh đồ án thép đại học Kiến trúc thành phố Hồ Chí Minh. Thiết kế nhà công nghiệp CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU .................................................................... 1 1.1. SỐ LIỆU THIẾT KẾ: ................................................................................................................................. 1 1.2. CÁC THÔNG SỐ VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU ...................................................................................... 1 CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG ........................................................................... 2 2.1. KÍCH THƯỚC CẦU TRỤC PHÙ HỢP ................................................................................................... 2 2.2. KÍCH THƯỚC CỦA PHƯƠNG NGANG ................................................................................................ 4 2.2.1. Xác định kích thước cột ....................................................................................................................... 4 2.2.2. Xác định kích thước theo phương ngang ........................................................................................... 5 2.2.3. Kích thước dàn vì kèo và cửa mái ....................................................................................................... 7 2.3. BỐ TRÍ HỆ GIẰNG .................................................................................................................................... 8 2.3.1. Hệ giằng mái ......................................................................................................................................... 9 2.3.2. Hệ giằng cột ......................................................................................................................................... 10 CHƯƠNG 3. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG ................................................................... 11 3.1. TĨNH TẢI ................................................................................................................................................... 11 3.1.1. Tải trọng lớp hoàn thiện mái, tải trọng bản thân tấm tole, xà gồ và giằng ................................... 11 3.1.2. Tải trọng lớp hoàn thiện biên tường ................................................................................................. 12 3.1.3. Tải trọng bản thân dầm cầu trục ...................................................................................................... 13 3.1.4. Tải trọng cửa mái ............................................................................................................................... 13 3.2. HOẠT TẢI ................................................................................................................................................. 13 3.2.1. Hoạt tải mái ......................................................................................................................................... 13 3.2.2. Hoạt tải cầu trục ................................................................................................................................. 14 3.3. TẢI TRỌNG GIÓ ..................................................................................................................................... 17 CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH VÀ TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẰNG PHẦN MỀM SAP2000 ................................. 22 4.1. KHAI BÁO TIẾT DIỆN ........................................................................................................................... 22 4.2. KHAI BÁO TẢI TRỌNG ......................................................................................................................... 22 4.2.1. Tĩnh tải ................................................................................................................................................ 22 4.2.2. Hoạt tải sửa chữa mái ........................................................................................................................ 24 4.2.3. Hoạt tải cầu trục ................................................................................................................................. 26 4.2.4. Hoạt tải gió .......................................................................................................................................... 30

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM GVHD: Th.S TRẦN QUỐC HÙNG

SVTH: NGUYỄN TƯỜNG VY

PHỤ LỤC

CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU 1

1.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ: 1

1.2 CÁC THÔNG SỐ VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU 1

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG 2

2.1 KÍCH THƯỚC CẦU TRỤC PHÙ HỢP 2

2.2 KÍCH THƯỚC CỦA PHƯƠNG NGANG 4

2.2.1 Xác định kích thước cột 4

2.2.2 Xác định kích thước theo phương ngang 5

2.2.3 Kích thước dàn vì kèo và cửa mái 7

3.1.1 Tải trọng lớp hoàn thiện mái, tải trọng bản thân tấm tole, xà gồ và giằng 11

3.1.2 Tải trọng lớp hoàn thiện biên tường 12

3.1.3 Tải trọng bản thân dầm cầu trục 13

3.1.4 Tải trọng cửa mái 13

3.2 HOẠT TẢI 13

3.2.1 Hoạt tải mái 13

3.2.2 Hoạt tải cầu trục 14

3.3 TẢI TRỌNG GIÓ 17

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH VÀ TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẰNG PHẦN MỀM SAP2000 22

4.1 KHAI BÁO TIẾT DIỆN 22

4.2 KHAI BÁO TẢI TRỌNG 22

4.2.1 Tĩnh tải 22

4.2.2 Hoạt tải sửa chữa mái 24

4.2.3 Hoạt tải cầu trục 26

4.2.4 Hoạt tải gió 30

Trang 3

34

4.2.3 Hoạt tải 2 (HT2) 36

4.2.4 Hoạt tải cả mái (HT CA MAI) 38

4.2.5 Gió trái (GIOT) 40

4.2.6 Gió phải (GIOP) 42

4.2.7 Áp lực đứng cầu trục (Dmax_T) 44

4.2.8 Áp lực đứng cầu trục (Dmax_P) 46

4.2.9 Lực hãm ngang của cầu trục (T_Tr) 48

4.2.10 Lực hãm ngang của cầu trục (T_Ph) 50

4.2.11 Sơ đồ khớp 52

CHƯƠNG 5: TỔ HỢP NỘI LỰC THIẾT KẾ 52

5.1 ĐỊNH NGHĨA CÁC LOẠI TẢI TRỌNG 52

5.2 ĐỊNH NGHĨA CÁC LOẠI TỔ HỢP 53

5.3 BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC 53

5.4 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ CỦA KHUNG 54

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ TOLE LỢP MÁI VÀ XÀ GỒ 55

6.1 THIẾT KẾ TOLE 55

6.1.1 Trọng lượng bản thân tole 56

6.1.2 Tải trọng gió: 57

6.1.3 Hoạt tải sửa chữa mái 57

6.1.4 Thiết kế tiết diện tole 58

Trang 4

7.1.1 Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung 68

7.1.2 Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung 69

7.2 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CỘT TRÊN 70

7.2.1 Nội lực thiết kế 70

7.2.2 Thiết kế tiết diện 70

7.2.3 Đặc trưng hình học 72

7.2.4 Kiểm tra bằng cặp nội lực thiết kế 73

7.2.5 Kiểm tra bằng cặp nội lực (2) Nmax, Mtu 77

7.3 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CỘT DƯỚI (RỖNG) 84

7.3.1 Nội lực thiết kế 84

7.3.2 Chọn tiết diện nhánh 84

7.3.3 Xác định hệ thanh bụng 91

7.3.4 Kiểm tra ổn định tổng thể toàn cột theo trục ảo x-x 94

7.3.5 Tính liên kết thanh giằng vào nhánh cột 96

7.4 THIẾT KẾ CHI TIẾT CỘT 97

7.4.1 Nối phần cột trên với phần cột dưới: 97

7.4.2 Chân cột và liên kết cột với móng 101

CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ DÀN VÌ KÈO 114

8.1 SƠ ĐỒ VÀ KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA DÀN 114

8.2 TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC TÁC DỤNG LÊN DÀN 114

8.2.1 Tải trọng tác dụng lên dàn 114

8.2.2 Nội lực tác dụng lên dàn 115

8.3 XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN CÁC THANH DÀN 115

8.3.1 Chiều dài tính toán các thanh 115

8.3.2 Cấu tạo thanh dàn và nút dàn 115

8.3.3 Tiết diện thanh cánh dưới 117

8.3.4 Tiết diện thanh cánh trên 118

Trang 6

- Khu vực xây dựng công trình thuộc địa hình B

1.2 CÁC THÔNG SỐ VÀ LỰA CHỌN VẬT LIỆU

- Vật liệu thép CCT38 theo TCVN 4575 – 2012 có cường độ:

o Cường độ kéo nén tính toán: f = 230 (MPa) o Cường độ chịu cắt tính toán: 𝑓𝑣 = 0.58 × 𝑓𝑦

- Dùng que hàn N42 theo TCVN 4575 – 2012 ta được số liệu sau: o Cường độ kéo đứt tiêu chuẩn: fwun = 410 (MPa)

o Cường độ tính toán: fwf = 180 (MPa)

fws = 0.45×fu = 0.45×380 = 170 (MPa)

Trang 7

- Liên kết đỉnh cột với dàn: liên kết nút cứng

- Liên kết chân cột với móng BTCT: Liên kết ngàm trong mặt phẳng khung ngang

Tra phụ lục VI- bảng VI.2- trang 138 sách “Thiết kế kết cấu nhà công nghiệp” của Đoàn Định Kiến, ta được thông số cầu trục như sau:

Trang 8

Trang 10

• f: khe hở phụ, xét độ võng của kết cấu, việc bố trí thanh giằng; f = 300 (mm) - Chiều cao của xưởng, từ nền nhà đến đáy vì kèo:

• hray: Chiều cao tổng cộng của ray và đệm; hray = 200 (mm) • hm: Chiều sâu chôn móng; hm = 0.6 (m)

- Chiều cao cột trên (từ đáy dầm cầu chạy tới mép dưới dàn vì kèo): 𝐻𝑐𝑡 = 𝐻2+ ℎ𝑟𝑎𝑦+ ℎ𝑑𝑐𝑐 = 4500 + 200 + 750 = 5450 (𝑚𝑚)

2.2.2 Xác định kích thước theo phương ngang - Khoảng cách từ trục định vị đến mép ngoài cột:

Trang 11

 Vậy tiết diện cột trên đã sơ bộ là I500x250x8x12

- Để cầu trục làm việc an toàn theo phương dọc nhà, khoảng cách λ từ trục ray đến trục định vị phải thoản mãn điều kiện (khoảng cách từ tim ray đến trục định vị):

Trang 12

2.2.3 Kích thước dàn vì kèo và cửa mái

- Chọn sơ bộ chiều cao dàn: - Kích thước cửa mái:

o Sơ bộ chiều rộng cửa mái:

Trang 13

SVTH: NGUYỄN TƯỜNG VY 8

2.3 BỐ TRÍ HỆ GIẰNG

Hệ giằng là bộ phận kết cấu liên kết các khung ngang lại tạo thành hệ kết cấu không gian, có các tác dụng:

- Bảo đảm sự bất biến hình theo phương dọc nhà và độ cứng không gian cho nhà;

- Chịu các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà, vuông góc với mặt phẳng khung như gió thổi lên tường đầu hồi, lực hãm cầu trục, động đất xuống móng

- Bảo đảm ổn định (hay giảm chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng) cho các cấu kiện chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột,

Trang 14

- Tạo điều kiện thuận lợi, an toàn cho việc dựng lắp, thi công Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái và hệ giằng cột

2.3.1 Hệ giằng mái

2.3.1.1 Hệ giằng cánh trên

- Giằng trong mặt phẳng cánh trên gồm các thanh chéo chữ thập trong mặt phẳng cánh trên và các thanh chống dọc nhà Tác dụng chính của chúng là bảo đảm ổn định cho cánh trên chịu nén của dàn, tạo những điểm cố kết không chuyển vị ra ngoài mặt phẳng dàn

- Thanh giằng chữ thập được bố trí ở 2 đầu nhà và khoảng giữa nhà Khoảng cách giữa chúng không quá 50 – 60 m

- Thanh chống dọc nhà dùng để cố định những nút quan trọng của nhà Thường khoảng 6m bố trí 1 thanh

Trang 15

cánh trên tạo nên các khối cứng không gian bất biến hình Hệ giằng cánh dưới tại đầu hồi nhà dùng làm gối tựa cho cột hồi, chịu tải trọng gió lên tường hồi, nên gọi là dàn gió

- Trong nhà công nghiệp có Q ≥ 10T hoặc có chế độ làm việc nặng, để tăng độ cứng cho nhà, cần có thêm hệ giằng cánh dưới theo phương dọc nhà Hệ giằng đảm bảo sự làm việc cùng nhau của các khung, truyền tải trọng cục bộ tác dụng lên một khung sang các khung lân cận Hệ giằng dọc được bố trí dọc 2 hàng cột biên và tại một số hàng cột giữa, cách nhau 60 – 90m theo phương bề rộng nhà

2.3.2 Hệ giằng cột

- Hệ giằng cột đảm bảo độ cứng dọc nhà và ổn định cho cột Do khung được tính theo phương ngang nên độ cứng dọc nhà rất bé, có thể coi như liên kết khớp với móng Vì vậy muốn khối nhà đứng vững cần phải cấu tạo một miếng cứng bất biến hình để cột khác tựa vào Thông thường các thanh giằng chéo nối 2 cột giữa nhà hoặc giữa 2 khe nhiệt độ để tạo thành miếng cứng

Trang 16

- Hệ giằng cột bố trí thành 2 khối : giằng cột trên và giằng cột dưới Các thanh giằng cột trên được bố trí ở trục cột, các thanh giằng cột dưới bố trí ở nhánh cột

- Ngoài ra, ở đầu hồi và đầu khối nhiệt độ còn bố trí giằng cột trên để nhận lực gió đầu hồi và lực hãm dọc của cầu trục, các lực này truyền xuống móng qua hệ giằng cột dưới

- Khi nhà dài hơn 120m, để đảm bảo độ cứng dọc dùng 2 hệ giằng đối xứng qua trục nhà

- Khi bố trí hệ giằng cột cần chú ý : khoảng cách từ đầu hồi đến hệ giằng gần nhất khoảng 75m, khoảng cách 2 hệ giằng khoảng 50m

- Khi bước cột không quá 12m, hệ giằng cấu tạo chữ thập là đơn giản nhất Góc nghiêng hợp lý giữa thanh giằng với phương ngang là 35 ÷ 55

CHƯƠNG 3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG

3.1 TĨNH TẢI

- Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu và các tải trọng hoàn thiện, bao che Trọng lượng bản thân kết cấu sẽ được phần mềm tự động tính toán khi ta giải nội lực Hệ số vượt tải là 1.05 - Độ dốc mái i = 10% (α=5.7110)

3.1.1 Tải trọng lớp hoàn thiện mái, tải trọng bản thân tấm tole, xà gồ và giằng

- Tải trọng do mái tole, xà gồ mái: 𝑔𝑚𝑡𝑐 = 0.2(𝑘𝑁 𝑚⁄ 2) ; hệ số vượt tải n = 1.1 𝐵𝑎𝑜 𝑔ồ𝑚: { 𝑔𝑡𝑜𝑙𝑒,𝑥à 𝑔ồ

𝑡𝑐 = 0,15(𝑘𝑁 𝑚⁄ 2) 𝑔𝑔𝑖ằ𝑛𝑔𝑡𝑐 = 0,05 (𝑘𝑁 𝑚⁄ 2)

Trang 17

3.1.2 Tải trọng lớp hoàn thiện biên tường - Tải trọng tác dụng lên cột dưới dạng lực phân bố

• Tải trọng tiêu chuẩn: 𝑔𝑡𝑡𝑐 = 0.15 (𝑘𝑁 𝑚⁄ 2)

• Tải trọng tính toán: 𝑔𝑡𝑡𝑡 = 𝑛 × 𝑔𝑡𝑡𝑐 = 1.1 × 0.15 = 0.165 (𝑘𝑁 𝑚⁄ 2) - Quy về lực phân bố dọc trục:

Trang 18

𝑔𝑡𝑡 = 𝑔𝑡𝑡𝑡× 𝐵 = 0.165 × 6 = 0.99(𝑘𝑁 𝑚⁄ )

3.1.3 Tải trọng bản thân dầm cầu trục

- Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là:

3.1.4 Tải trọng cửa mái

- Trọng lượng bậu cửa là 100 – 150 kG/m; trọng lượng cửa kính và khung cánh cửa là 35 – 40

3.2.1 Hoạt tải mái

- Theo TCVN 2737 – 1995, trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa mái là 30 daN/m2 , hệ số vượt tải là 1.3

Trang 19

Áp lực đứng Dmax, Dmin của cầu trục truyền qua dầm cầu trục thảnh tải trọng tập trung đặt tại vai cột Tải trọng đứng của cầu trục lên cột được xác định do tác dụng của nhiều nhất hai cầu trục hoạt động trong một nhịp, bất kể số cầu trục thực tế trong nhịp đó Trị số của Dmax, Dmin có

Trang 20

thể xác định bằng đường ảnh hưởng của phản lực gối tựa dầm cầu trục khi bánh xe dầm cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi nhất Ta xét trường hợp hai cầu trục tiến đến sát nhau:

- Áp lực đứng tiêu chuẩn của cầu trục truyền lên vai cột được xác định theo công thức: 𝐷𝑚𝑎𝑥 = 𝑛 × 𝑛𝑐(∑ 𝑃1𝑚𝑎𝑥𝑦𝑖+ ∑ 𝑃2𝑚𝑎𝑥𝑦𝑖)

𝐷𝑚𝑖𝑛 = 𝑛 × 𝑛𝑐(∑ 𝑃1𝑚𝑖𝑛𝑦𝑖+ ∑ 𝑃2𝑚𝑖𝑛𝑦𝑖) Trong đó:

• n là hệ số vượt tải của cầu trục, n = 1.2

• nc là hệ số tổ hợp, lấy bằng 0.85 khi xét tải trọng do 2 cầu trục chế độ làm việc nhẹ,

Trang 22

- Lực hãm ngang T tiêu chuẩn của cầu trục tác dụng vào cột khung thông qua dầm hãm, có điểm đặt tại cánh trên của dầm cầu trục (cao trình mặt ray), có thể hướng ra hay hướng vào - Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe:

- Công tình có H < 40m nên không kể đến thành phần động của tải trọng gió

- Theo mục 6.3 TCVN 2737 – 1995 tải trọng gió tác dụng lên một khung ngang được xác định theo công thức sau:

𝑞 = 𝑛 × 𝑊0× 𝑘 × 𝑐 × 𝐵 Trong đó:

• n : là hệ số vượt tải, n = 1.2

• W0: Áp lực giớ tiêu chuẩn tra bảng 4, theo yêu cầu đề bài W0 = 110 daN/m2 • c: hệ số khí động phụ thuộc vào dạng kết cấu, tra bảng 6 – sơ đồ 8

Trang 23

Tra bảng và nội suy ta được: ce1 ≈ -0.61; ce2 ≈ -0.443; ce3 ≈ -0.543 • B: Bề rộng đón gió, chính bằng bước khung

• k: Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao

Trang 24

- Ta lập được bảng sau:

Gió trái

Trang 26

Trang 27

CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH VÀ TÍNH TOÁN NỘI LỰC BẰNG PHẦN MỀM SAP2000

4.1 KHAI BÁO TIẾT DIỆN

- Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu và các tải trọng thường xuyên khác (các lớp hoàn thiện mái tole, xà gồ, giằng, tải trọng bản thân dầm cầu trục)

Trang 28

Tĩnh tải (TT)

Trang 29

Hoạt tải 1 (HT1)

Trang 30

Hoạt tải 2 (HT2)

Trang 31

4.2.3 Hoạt tải cầu trục

- Dmax_T tác dụng lên cột trục A - Dmax_P tác dụng lên cột trục B

- T_Tr tác dụng lên cột trục A, gồm chiều từ trái sang phải và chiều từ phải sang trái - T_Ph tác dụng lên cột trục B, gồm chiều từ trái sang phải và chiều từ phải sang trái

Dmax_T

Trang 32

Dmax_P

Trang 33

T_Tr

Trang 34

T_Ph

Trang 35

4.2.4 Hoạt tải gió

- Gió thổi từ trái sang phải (GIOT)

- Gió thổi từ phải sang trái (GIOT)

Gió trái (GIOT)

Trang 36

Gió phải (GIOP)

Trang 37

4.3 KẾT QUẢ NỘI LỰC

4.2.1 Tĩnh tải

Biểu đồ momen (M)

Trang 38

Biểu đồ lực dọc (N)

Trang 39

4.2.2 Hoạt tải 1 (HT1)

Trang 40

Trang 41

4.2.3 Hoạt tải 2 (HT2)

Trang 42

Trang 43

4.2.4 Hoạt tải cả mái (HT CA MAI)

Trang 44

Trang 45

4.2.5 Gió trái (GIOT)

Trang 46

Trang 47

4.2.6 Gió phải (GIOP)

Trang 48

Trang 49

4.2.7 Áp lực đứng cầu trục (Dmax_T)

Trang 50

Trang 51

4.2.8 Áp lực đứng cầu trục (Dmax_P)

Trang 52

Trang 53

4.2.9 Lực hãm ngang của cầu trục (T_Tr)

Trang 54

Trang 55

4.2.10 Lực hãm ngang của cầu trục (T_Ph)

Trang 56

Trang 57

4.2.11 Sơ đồ khớp

CHƯƠNG 5: TỔ HỢP NỘI LỰC THIẾT KẾ

5.1 ĐỊNH NGHĨA CÁC LOẠI TẢI TRỌNG

Trang 58

5.2 ĐỊNH NGHĨA CÁC LOẠI TỔ HỢP

• Tổ hợp cơ bản 1: Cấu trúc (1.0 x Tĩnh tải + 1.0 x Hoạt tải)

• Tổ hợp cơ bản 2: Cấu trúc (1.0 x Tĩnh tải + 0.9 x Tổng hoạt tải tạm thời)

5.3 BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC

Trang 59

5.4 KIỂM TRA CHUYỂN VỊ CỦA KHUNG

- Chuyển vị ngang lớn nhất ở đỉnh cột từ kết quả tính toán bằng phần mềm SAP2000 trong tổ

hợp là tĩnh tải + Gió trái

Trang 60

Trang 61

6.1.1 Trọng lượng bản thân tole

- Trọng lượng bản thân tole được chia thành 2 thành phần gx và gy như hình vẽ:

- Tải trọng tiêu chuẩn: 𝑔𝑡𝑜𝑙𝑒𝑡𝑐 = 4,5 (𝑘𝐺 𝑚⁄ 2)

Trang 62

6.1.2 Tải trọng gió:

- Xét trường hợp gió gây bất lợi cho tole nhất là dưới tác động của gió dọc nhà (gây tốc mái),

với hệ số khí động c = -0.7 (Theo sơ đồ 2 – bảng 6 -TCVN 2737 – 1995)

- Tải trọng gió

𝑞𝑔𝑖ó𝑡𝑐 = 𝑊0× 𝑘 × 𝑐 = 1.1 × 1.145 × (−0.7) = −0.88(𝑘𝑁 𝑚⁄ 2) 𝑞𝑔𝑖ó𝑡𝑡 = 𝑛 × 𝑞𝑔𝑖ó𝑡𝑐 = −1.2 × 0.88 = −1.056(𝑘𝑁 𝑚⁄ 2)

6.1.3 Hoạt tải sửa chữa mái

- Hoạt tải tiêu chuẩn sửa chữa mái tole là 30 (kG/m2) với hệ số vượt tải n = 1.3 (theo bảng 3 và mục 4.3.3 TCVN 2737 – 1995) được phân tích thành 2 thành phần lực pxtole và pytole như hình vẽ:

py-tolett =n×pmáitc × cos α =1.3×30× cos 5.7110=38.81 (kG m⁄ 2)=38.81×10-2(kN m⁄ 2) px-tolett =n×pmáitc × sin α =1.3×30× sin 5.7110=3.88 (kG m⁄ 2)=3.88×10-2(kN m⁄ 2)

Định dạng
Số trang	156
Dung lượng	4,17 MB
File đính kèm	Thuyết minh đồ án thép 2.rar (4 MB)