đồ án kết cấu thép thiết kế khung nhà công nghiệp một tầng 2

Mái lợp bằng panen bê tông cốt thép... XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG ĐỨNG:1... PHẦN 2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG I.. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN: 1.. Tĩnh tải mái..

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA XÂY DỰNG

- -ĐỒ ÁN

KẾT CẤU THÉP

GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG SVTH: NHÓM 8

LỚP : 62-XD1

Khánh Hoà, ngày 4 tháng 4 năm 2023

Trang 2

THIẾT KẾ KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG

ĐỀ BÀI:

Nhà công nghiệp một tầng bằng thép mặt bằng hình chữ nhật có nhịp là L = 30m Nhà có cầu trục chế độ trung bình, sức trục là Q = 30T Chiều cao đỉnh ray cầu trục là H1 = 9.2m Vùng gió IA Xem cột liên kết với móng tại cao trình 0.000 Mái lợp bằng panen bê tông cốt thép Bố trí và thiết kế kết cấu chịu lực cho công trình nói trên bao gồm:

YÊU CẦU:

- Xác định kích thước, bố trí và tính toán cột của hệ khung chịu lực

- Xác định kích thước và tính toán hệ dàn mái

Trang 3

PHẦN 1 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG

I SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

- Nhịp nhà: L = 30m

- Bước khung B = 12m

- Cao trình đỉnh ray: H1 = 9.2m

- Sức trục: Q = 30T

- Gió vùng AI: Có qo =55daN/m2

II SỐ LIỆU TRA BẢNG:

 Từ các số liệu thiết kế:

Tra bảng của cầu trục ta chọn được cầu trục như sau:

 Loại ray thích hợp: KP – 70

 Chiều cao gabarit của cầu trục (tính từ đỉnh ray đến điểm cao nhất của cầu trục) Hc = 2750mm;

 Bề rộng cầu trục: Bk = 6300mm;

 Nhịp cầu trục: (khoảng cách giữa tim 2 đường ray): Lk = 28.5m

 Khoảng cách từ tim ray đến mút ngoài cùng của cầu trục: B1 = 300mm

 F = 850mm

 Khoảng cách 2 trục bánh xe: T = 5100mm

 Pmax = 34.5T

 Gxe = 12T

 G = 62T

Trang 4

III XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG ĐỨNG:

1 Cột trên :

 Chiều cao Gabarit cầu trục: Hc = 2750mm

 Khe hở phụ, xét độ võng của kết cấu, chọn f = 300mm

 Khoảng cách từ mặt ray đến đáy kết cấu chịu lực (cánh dưới của dàn):

H2 = (Hc + 100) + f = 2750 + 100 + 300 = 3150mm

 Chiều cao dầm cầu trục:

Hdct =(18÷

1

10)×Lnhịp dầm=(18 ÷

1

10)×12 = (1.5÷1.2)  Vậy chọnHdct= 1.2m

 Chiều cao ray và đệm: Hr = 200mm

 Chiều cao đỉnh ray: H1 = 9200mm

 Kích thước thực của cột trên Ht từ vai đỡ dầm cầu trục đến dạ vì kèo:

Ht = H2 + Hdct +Hr = 3150 + 1200 + 200 = 4550mm.

2 Cột dưới.

 Không bố trí đoạn cột chôn dưới đất:Hm = 0

 Chiều cao của xưởng, từ nền nhà đến đáy của vì kèo:

H = H1 + H2 = 9200 + 3150 = 12350mm

Hd = H – Ht + Hm = 12350 – 4550 + 0 = 7800mm

Hình 1.1: Sơ đồ khung ngang

Trang 5

IV XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG NGANG:

 Khoảng cách từ mép cột trên đến trục định vị:

Với nhà có cầu trục Q = 30T chọn a = 250mm

 Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị:

λ = L − Lk

30 − 28.5

 Kích thước phần đầu: B1 = 300mm

 Khe hở an toàn giữa cầu trục và mặt trong cột: D = 65mm

Chiều cao tiết diện cột trên:

ht =(110 ÷

1

12)× Ht =(110 ÷

1

12)×4550= (455÷ 379) mm

 Vậychọn ht = 400mm

 Bề rộng phần cột dưới xác định theo công thức:

hd = λ + a = 750 + 250 = 1000mm

Hình 1.2: Kích thước cột

Trang 6

PHẦN 2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG

NGANG

I TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DÀN:

1 Tĩnh tải mái

 Trọng lượng các lớp mái:

Tải tính toán ( daN/m2)

Lớp cách nhiệt bằng BT xỉ

 Quy tải các lớp mái thành tải phân bố đều:

 Ta có độ dốc: i =110  cos α = 0.995  α = 5.70

 Suy ra:

gmt c = 337 0.995 = 338.7 (daN/ m

2 ); gmt t = 381.4

0.995 = 383.3 ( daN/ m

2 )

2 Trọng lượng bản thân dàn

 Theo công thức kinh nghiệm (mục 1.b/trang 14)

g d c

=¿ 1.2×αd×L, vì nhịp L = 30m nên chọn αd = 0.6 vì (αd = 0.6 – 0.9); B = 12m

g d= 1.2×0.6×30 = 21.6 (daN/m2)

 Vậy tổng tải trọng phân bố đều:

g = (g m + g d)×B=¿(338.7 + 28.8)×12 = 4410 (daN/m)

II TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CỘT:

1 Trọng lượng dầm cầu trục

Trang 7

 Trọng lượng dầm cầu trục tính theo công thức:

Gdct= αdct ¿ L dct2

 Với sức trục Q = 30T ta chọn αdct = 30, Ldct = B = 12m

 Gdct = 30×122 = 4320 (daN)

Mdct = Gdct ¿ hd

2 = 4320 ¿ 1

2 = 2160 (daN.m)

2 Hoạt tải sửa chữa: 75 daN/m2

III HOẠT TẢI MÁI :

 Sử dụng mái Panel bêtông cốt thép nên ta lấy hoạt tải mái Q = 75(daN /m2

)

(bảng 3 tiêu chuẩn 2737-1995)

Với Q = 75 (daN /m2) thì hệ số vượt tải: n = 1.3 (mục 4.3.3 TC 2737-1995)

 Giá trị hoạt tải mái đưa vào tính toán là:

Q0tt =Q

cos5.7o × n =

75 0.995 ×1.3 = 97.989 (daN/ m

2 ).

 Hoạt tải mái dồn về 1 khung thành tải phân bố đều

Qtt= Qtt0×B = 97.989×12 = 1 175.86 (daN/m)

III ÁP LỰC CẦU TRỤC TÁC DỤNG LÊN CỘT:

 Sức cẩu của cầu trục:giả thuyết bài toán với Q = 30T, L = 30m, tra bảng

ta có:

 B = 6300mm , , B1 = 300mm , Pmax = 34.5T

 Trọng lượng cầu trục: Gct = 62T

 Trọng lượng xe con: Gxe con = 12T

 Số bánh xe con 1 bên : n0 = 2

Từ các số liệu trên ta sắp xếp các bánh xe cầu trục như sơ đồ dưới đây

y4=12000−600−600−5100

y3=12000−600−600

y2=12000−5100

12000 =0.575

Type equation here

Áp lực thẳng đứng:

Trang 8

Hình 2.1: Sơ đồ sắp xếp bánh xe

Từ các số liệu trên ta sắp xếp các bánh xe cầu trục như sơ đồ dưới đây

o y4=12000−(600+600+5100)

o y3=12000−1200

12000 =0.9

o y2=12000−5100

12000 =0.575

D max=n ×n c ×∑P max c × y i

Trong đó:

 n = 1.2 hệ số vượt tải bằng

 nc = 0.85 tải trọng 2 cầu trục nhẹ và vừa (mục c trang 15)

 yi: tung độ tương ứng với vị trí xe con

 P max c : áp lực bánh xe lên ray (P 1 ,max ; c P 2, max c )

¿1.2 ×0.85 ×[34.5 ×(1+0.9+0.575+0.475)]=¿ 103.8105(T)

M max=51.905

P min=Q+G

n0 −P max=30+62

2 −34.5=11.5(T )

D mix=n ×n c ×∑p min × y i

¿1.2 ×0.85 ×[11.5× (1+0.9+0.575+0.475)] ¿34.6035 (T)

M min=17.301

Trang 9

Lực hãm của xe con:

Lực hãm của một bánh xe:

T1c=0.05 ×(Q+G xe

n o )=0.05 ×(30+122 )=1.05 (T )

Áp lực ngang:

T =n × n c ×T1×∑y i=1.2 ×0.85 ×1.05 × (1+0.9+0.575+0.475)=3.16 (T )

V TẢI TRỌNG GIÓ:

 Với áp lực gió vùng A, địa hình I ta tìm được:

 Áp lực gió tiêu chuẩn: qo = 55 (daN/m2)

 Hệ số vượt tải: n = 1.2 ; B = 12m

 Tại cao trình 10 m: k = 1.19

 Tra TC 2737 – 1995 ta được:

 Hệ số khí động phía đón gió: c = 0.8;

 Hệ số khí động phía trái gió: c’ = – 0.6;

c

c3

Hình 2.2: Sơ đồ khung

 Áp lực gió tại cao trình 10m:

Q10đ = n× qo×k×c×B = 1.2×55×1.19×0.8×12 = 753.984 (daN/m).

Q10h = n× qo×k× c'×B = 1.2×55×1.19×(−0.6) ×12 = -565.488 (daN/m)

 Quy về tải phân bố đều:

Trang 10

Qđ = α×Q10đ ; Qh = α×Q10h

 Với chiều cao H = 12.35 m, ta chọn α=¿ 1.04;

 Ta có:

Qđ = α×Q10đ = 1.04×753.984 = 784.143 (daN/m);

Qh = α×Q10 h = 1.04× (−565.488) = - 588.107 (daN/m);

 Tải trọng tập trung tại đầu cột:

 k16.05 = 1.3168

 k12.35 = 1.2417

 Suy ra:

 k = k16.05+ k12.35

1.3168+1.2417

 C= h

L=

12.35+2.2

30 =0.485

Ta có: W =n ×q c × k × B ×∑h i ×c i

 Tra bảng nội suy ta được: Ce1 = −¿0.525; Ce2 = −¿0.4;

wđ = 1.2×55×1.28×12×[2.2× 0.8+1.5 ×(−0.525 )] = 985.8816 (daN)

wh = 1.2×55×1.28×12×[2.2×(−0.6)+1.5 ×(−0.4)] = −1946.4192 (daN)

TRỌNG GIÓ:

SVTH: NHÓM 8 TRANG

Trang 11

Combo 16 TT + 0.9 GP + 0.9CT1

0.9GT

CT4+0.9GP

Hình 2.2: Sơ đồ phân bố tải gió

1 Tĩnh tải

Trang 12

2 Hoạt tải

3 Gió trái

SVTH: NHÓM 8 TRANG

Trang 13

4 Gió phải

5 Cầu trục 1

Trang 14

SVTH: NHÓM 8 TRANG

Trang 15

Tổ hợp combination:

Trang 16

BẢNG NỘI LỰC CỘT TRÊN BẢNG NỘI LỰC CỘT DƯỚI

PHẦN 3 THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CỘT

 Cột trên và cột dưới coi như cấu kiện chịu nén lệch tâm trong mặt phẳng khung,

nén đúng tâm ngoài mặt phẳng khung

I CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ :

 Ht = 4550mm m, ht = 400mm; Hd = 7800mm, hd = 1000mm.; Jt / Jd = 1/10;

 C tính toán được xác định từ bảng tổ hợp nội lực

 Chọn cặp nội lực nguy hiểm: tổ hợp số 28 với:

 N = -728.087(kN)

 M = 745.421(kN.m)

 Nnh = 1088.836(kN)

Trong đó:

N: lực dọc (Nmax cột trên)

γ = 7850 daN/c m3: trọng lượng riêng thép

K=(0.25-0.3): hệ số momen đối với cột trên

φ = (1.4-1.8): hệ số cấu tạo

Ta có:

SVTH: NHÓM 8 TRANG

c

N

g = x φx γ x γ KxR

Trang 17

g c= 728.087

0.3 ×2.1 ×105× 1.5 ×78 5=1.36 (KN /m).

 Trọng lượng bản thân cột trên: Gc =1.36 ×5.7 = 7.752(KN)

 Tải trọng dùng để tính toán: Nt = 728.807+ 7.752= 736.559(kN).

Tiêu đề	Thiết Kế Khung Nhà Công Nghiệp Một Tầng
Tác giả	Nhóm 8
Người hướng dẫn	GVHD: Phạm Xuân Tùng
Trường học	Trường Đại Học Nha Trang
Chuyên ngành	Khoa Xây Dựng
Thể loại	Đồ Án Kết Cấu Thép
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Khánh Hoà

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	526,98 KB