đồ án thép kích thước khung ngang

Kích thước khung ngang

Sơ đồ khung ngang và kết cấu nhà công nghiệp

Khung ngang gồm cột đặc, xà ngang tiết diện chữ I Cột có tiết diện không đổi liên kết ngàm với móng, liên kết cứng với xà Theo yêu cầu cấu tạo thoát nước, chọn xà ngang có độ dốc với góc dốc = 6 0 (tương đương với tương đương với i=10%) Do tính chất làm ) Do tính chất làm việc của khung ngang chịu tải trọng bản thân và tải trọng gió là chủ yếu, nên thông thường nội lực trong xà ngang ở vị trí nách khung thường lớn hơn nhiều nội lực tại vị trí giữa nhịp Cấu tạo xà ngang có tiết diện thay đổi, khoảng biến đổi tiết diện cách đầu cột một đoạn (tương đương với 0.35 ÷ 0.4) chiều dài nửa xà Tiết diện còn lại lấy không đổi.

Cửa mái chạy dọc suốt chiều dài nhà, mang tính chất thông gió, sơ bộ chọn chiều cao cửa mái là 2m và chiều rộng cửa mái là 4m

Hình 0.1, Sơ đồ khung ngang

Số liệu thiết kế

Thiết kế khung chịu lực nhà công nghiệp bằng kết cấu thép một tầng, một nhịp với các số liệu thiết kế như sau:

Nhịp khung: L = 24 (tương đương với m);

Chiều dài nhà: B = 60 (tương đương với m); bước cột B = 6 (tương đương với m);

Sức trục: Q = 10 (tương đương với T);

Cao trình đỉnh ray cầu trục: Hr = 8 (tương đương với m);

Vùng gió (tương đương với G): IIB; Độ dốc của mái: i = 10%) Do tính chất làm

Hàn tự động, dùng que hàn N42 (tương đương với d = 3 ÷ 5 mm) hoặc tương đương.

Bê tông móng cấp độ bền B20, Rb= 11.5 (tương đương với MPa)

Giả sử cột được liên kết với móng ở cao trình ±0.000 Mái và vách lợp bằng tôn. Thông số trọng lượng sơ bộ:

Trọng lượng tấm lợp và xà gồ: 10-15 (tương đương với daN/m 2 )

Trọng lượng bản thân kết cấu và hệ giằng: 15-20 (tương đương với daN/m 2 )

Khoảng cách giữa hai trục định vị (tương đương với nhịp khung) xác định theo công thức: k 1

L k: nhịp của cầu trục, phụ thuộc vào yêu cầu sử dụng và công nghệ, lấy theo catalo cầu trục;

L 1: khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục, L 1  (tương đương với 750 1000)mm  với sức trục dưới 30 tấn, tùy thuộc bề rộng nhịp nhà.

Tra bảng Dữ liệu cầu trục ta được thông số:

Bảng 0.1 Thông số dầm cầu trục 20T

THÔNG SỐ CỦA CẦU TRỤC 20T

(tương đương với T) Áp lực

 Sơ dồ mặt bằng cột

Hình 0.2 Hệ lưới cột trên mặt phẳng

Kích thước của khung ngang

Chiều cao của cột, tính từ mặt móng đến đỉnh cột (tương đương với đáy xà ngang):

- H 1 : cao trình đỉnh ray, là khoảng cách nhỏ nhất từ mặt nền đến mặt ray cầu trục, xác định theo yêu cầu sử dụng và công nghệ (tương đương với Hr = 8m);

- H 2 : chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang;

- H 3 : phần cột chôn dưới nền, cột được liên kết với móng ở ±0.000 (tương đương với H3 = 0);

H k : chiều cao gabarit của cầu trục, là khoảng cách từ mặt ray đến điểm cao nhất của cầu trục, lấy theo catalogue cầu trục (tương đương với Hk= 960 mm); bk: khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang (tương đương với bk = 300mm);

Chọn: H2 = 1300 (tương đương với mm)

Chiều cao của cột khung tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:

Chiều cao của phần cột trên, từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang:

- hdc: Chiều cao dầm cầu trục:

    hr : là chiều cao ray, lấy sơ bộ hr = 200 (tương đương với m);

Ht = H2 +hdct +hr= 1300 + 700 + 200 = 2200 (tương đương với m)

Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đên mặt trên của vai cột

Kích thước sơ bộ tiết diện

Chiều cao tiết diện cột: h= ( 15 1 ÷ 1

Bề rộng tiết diện cột: b=( 0.3÷ 0.5) ×h =(0.3 ÷ 0.5)× 800=(240 ÷ 400)

        Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên chọn tw quá mỏng: tw > 6 (tương đương với mm)

Chọn: t w = 10 (tương đương với mm)

Chọn: t f = 14 (tương đương với mm)

Vậy tiết diện cột là : I-850x300x10x14

Kiểm tra lại khoảng cách an toàn từ ray cầu trục đến mép trong cột : z= L− L k −2 × h

2 0 (mm )> z ( mm ) min = 180 (tương đương với mm)

Chiều cao tiết diện nách khung: h 1 ≥ 1

 Chọn: h1 = 800 (tương đương với mm)

Bề rộng tiết diện nách khung: b= ( 1 5 ÷ 1

Và b ≥ 180mm, thường lấy bề rộng cánh dầm bằng bề rộng cột.

 Chọn: b = 250 (tương đương với mm)

Chiều cao tiết diện đỉnh khung:

2 (tương đương với 1.5 2) (tương đương với 1.5 2) 250 (tương đương với 375 500) (tương đương với mm) h     b    

 Chọn: h 2 E0 (tương đương với mm)

70 ) × 700=( 7 ÷ 10 )(mm) Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên chọn t w quá mỏng: t w > 6 (tương đương với mm)

 Chọn: t w = 10 (tương đương với mm)

 Chọn: t f = 12 (tương đương với mm)

Vây: Tiết diện dầm mái tại nút khung là I-800x250x10x12

Tiết diện dầm mái tại đỉnh khung là I-450x250x10x12

Hình 0.5 Tiết diện dầm mái

Khoảng cách từ trục định vị tới trục ray cầu trục: λ= L− L k

Chiều dài vai (tương đương với từ mép trong cột đến cạnh ngoài cùng vai cột):

Chọn hvai = 500 (tương đương với mm)

Bề rộng dầm vai: bvai = (tương đương với 0.3÷0.5)×h= (tương đương với 0.3÷0.5)×500 = (tương đương với 150÷250)(tương đương với mm)

 Chọn bvai= 200 (tương đương với mm)

Chọn bề dày bản cánh vai cột:

     chọn tf (tương đương với mm) Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên chọn tw quá mỏng, tw> 6(tương đương với mm)

 chọn tw = 8 (tương đương với mm)

Hình 0.6 Tiết diệm dầm vai

Cửa trời có tác dụng thông gió cho nhà xưởng Kích thước cửa trời phụ thuộc vào yêu cầu thông thoáng của nhà.

Chiều rộng cửa trời theo phương ngang của công trình:

 Chọn: Lct = 4 (tương đương với m)

2 2 4 2 (tương đương với m) tc ct

 Chọn chiều cao tiết diện cột cửa trời: hc_ct = 200 (tương đương với mm);

 Chọn bề rộng tiết diện cột: bc_ct = 100 (tương đương với mm);

 Chọn chiều dày bản bụng: tw = 8 (tương đương với mm);

 Chọn chiều dày bản cánh: tf = 10 (tương đương với mm).

Tiết diện cột cửa trời: I – 200x100x8x10

Hình 0.7 Tiết diện cột cửa trời

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 (tương đương với hay giảm chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng) cho các cấu kiện chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột,…

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.

Hệ giằng mái được bố trí theo phương ngang tại hai gian đầu hồi (tương đương với hoặc gần đầu hồi), sao cho:

Khoảng cách giữa các giằng bố trí không quá năm bước cột;

Bản bụng của hai xà ngang cạnh nhau được nối bởi các thanh giằng chéo chữ thập.

Hệ giằng cột có tác dụng đảm bảo độ cứng dọc không gian và giữ ổn định cho cột, tiếp nhận và truyền xuống móng các tải trọng tác dụng theo phương dọc không gian như: tải trọng gió lên tường hồi, lực hãm dọc của cầu trục,…Do khung được tính theo phương ngang nhà nên độ cứng dọc nhà rất bé, có thể xem cột liên kết khớp với móng Vì vậy, muốn cả khối nhà đứng vững cần phải cấu tạo một miếng cứng bất biến hình để các cột khác tựa vào Thường các thanh (tương đương với cáp) giằng chéo nối hai cột giữa nhà hoặc những khe nhiệt độ để tạo thành miếng cứng Ngoài ra ở đầu hồi, đầu khối nhiệt độ cũng bố trí hệ giằng để truyền tải trọng gió theo phương dọc nhà hoặc lực hãm dọc nhà của cầu trục nhanh chóng xuống móng Góc nghiêng giữa các thanh giằng với phương ngang hợp lý từ 35 0 đến 55 0 , vì vậy khi cột cao phải chia ra nhiều khoảng và dùng thanh chống phụ Các thanh chống phụ này phải có độ mảnh λ ≤ 200 Ngoài hệ thanh (tương đương với cáp) giằng dạng chữ X còn có hệ giằng dạng cổng Kiểu giằng dạng cổng thường được sử dụng khi cần làm lối đi thông qua.

Khi bố trí giằng cột không được vượt quá các kích thước giới hạn sau: khoảng cách từ đầu hồi đến hệ giằng gần nhất không lớn hơn 75 m, khoảng cách hệ giằng trong một khối nhiệt độ không lớn hơn 50m (tương đương với Mục 11.1,2, TCVN 5575:2012).

Chọn thanh giằng xiờn tiết diện ỉ20 Bố trớ hệ giằng cột tại vị trớ cú giằng mỏi theo phương ngang, chọn các thanh chống dọc 2Z200.

Hình 0.10 Kích thước khung ngang

THIẾT KẾ XÀ GỒ VÀ SƯỜN TƯỜNG

Thiết kế xà gồ mái

- Chọn vách làm bằng tôn Hoa Sen dày 0.5 (tương đương với mm), khổ 1.07 (tương đương với m) có trọng lượng bằng 4.4 (tương đương với kg/m), trọng lượng tôn trên m 2 g tc m  2  2

4.4 4.11 daN / m 0.0411(tương đương với kN / m )

- Dùng xà gồ Z150 62 68 18 1.8     có thông số kỹ thuật như sau:

Trọng lượng Moment quán tính Bán kính quán tính

S P Jx Jy Wx Wy rx ry mm 2 Kg/m cm 4 cm 4 cm 3 cm 3 cm cm

Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật sườn tường

- Lấy trọng lượng tiêu chuẩn xà gồ: tc 2 g =0.1(tương đương với KN/m ) xg

- Giá trị tĩnh tải tính toán: g tt = g tc  1.1=0.1 1.1=0.11(tương đương với kN/m) 

- Chọn khoảng cách bố trí giữa các xà gồ là xg   a 1.5 m

- Hoạt tải tác dụng được xác định theo TCVN 2737-1995: tc 2 m ) p  0.3(tương đương với kN / m (tương đương với Mái tôn chỉ có người đi lại và sửa chữa)

- Như vậy tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ; tc tc tc xg tc m m xg q (tương đương với g p ) a g

0.0411 0.3 0.1 0.61(tương đương với kN / m) q co s 6 

  tt tc tc xg tc m g m p xg g q (tương đương với g p ) a g

0.0411 1.05 0.3 1.3 0.1 1.05 0.76 (tương đương với kN / m) q      cos 6    

Hình 2.1: Mặt bằng Xà gồ mái

Hình 2.2: Chi tiết thanh giằng

- Phân tải trọng theo 2 phương:

  tc tc o q x  q  sin   0.61 sin 6   0.064 kN / m

  tc tc o q y  q  cos   0.61 cos6   0.611 kN / m

  tt tt o q x  q  cin   0.76 sin 6   0.079 kN / m

  tt tt o q y  q  cos   0.76 cos 6   0.754 kN / m

Hình 1.12 Sơ đồ tính xà gồ mái theo 2 phương

Vậy điều kiện độ bền thỏa mãn

- Trường hợp 2: Tĩnh tải + tải gió

Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm 2 thành phần là gió tác dụng vào cột và gió tác dụng trên mái Theo TCVN 2737-1995, địa điểm phân vùng gió II-B, có áp lực tiêu chuẩn

W 0 =0.95( kN /m 2 ) Với cao trình đỉnh cột là 9300(tương đương với mm): k=0.98

- Công trình có độ nghiêng mái   6 o

- Chọn hệ số khí động lớn nhất c=0.8 Áp lực gió phân bố: W =k ×W 0 × c=0.98 × 0.95 × 0.8=0.745 ( kN / m)

- Tải trọng gió tiêu chuẩn phân bố trên xà gồ:

- Phân tải trọng theo 2 phương:

  tc tc o q x  q  sin   0.1 sin 6   0.01 kN / m q tc y = q tc × c os α +W tc =0.1 ×cos 6 o +1.12=1.21 ( kN / m)

  tt tt o q x  q  cos   0.11 sin 6   0.011 kN / m q tt y =q tt × c os α +W tt =0.11 × cos6 o + 1.344=1.45 (kN / m)

- Độ võng theo phương y do q x gây ra

Vậy độ võng xà gồ trong giới hạn cho phép.

Thiết kế xà gồ tường

- Chọn vách làm bằng tôn Hoa Sen dày 0.5 (tương đương với mm), khổ 1.07 (tương đương với m) có trọng lượng bằng 4.4 (tương đương với kg/m), trọng lượng tôn trên m 2

4.4 4.11 daN / m 0.0411(tương đương với kN / m )

- Dùng xà gồ Z150 62 68 18 1.8     có thông số kỹ thuật như sau:

Trọng lượng Moment quán tính Bán kính quán tính

S P Jx Jy Wx Wy rx ry mm 2 Kg/m cm 4 cm 4 cm 3 cm 3 cm cm

Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật sườn tường

- Lấy trọng lượng tiêu chuẩn xà gồ: tc 2 g = 0.1(tương đương với KN/m ) xg

- Chọn khoảng cách bố trí giữa các sườn là xg   a  1.5 m tc tc tc vach xg st 0.0411 1.5 0.1 0.162 kN / m q  g  a  g    

- Tải gió tác dụng lên sườn tường:

- Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm 2 thành phần là gió tác dụng vào cột và gió tác dụng trên mái Theo TCVN 2737-1995, địa điểm phân vùng gió II-B, có áp lực tiêu chuẩn

Với cao trình tại đỉnh cột là 9300 ( mm ): k =0.98 tc 0

- Tải trọng gió tác dụng lên sườn tường:

Hình 1.13 Sơ đồ tính theo 2 phương sườn tường

Vậy điều kiện độ bền thỏa mãn.

- Độ võng theo phương y do qx gây ra

2.8(tương đương với cm) l 3(tương đương với cm)

Vậy độ võng của xà gồ trong giới hạn cho phép

TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC KHUNG

Tải trọng tác dụng lên khung

- Tĩnh tải tác dụng lên khung ngang bao gồm: Trọng lượng lớp bao che, TLBT hệ giằng mái và cột, TLBT xà gồ mái và cột, TLBT dầm cầu trục.

- Tải trọng thường xuyên phân bố trên xà mái:

Tôn múi tráng kẽm có độ dày 0.7 (tương đương với m), trọng lượng mái g tc m  0.074 kN / m  2 

Xà gồ: Tải trọng tiêu chuẩn4.95 10 (tương đương với   2 kN m / ), dựa theo sơ đồ bố trí xà gồ mái ta có tổng chiều dài các thanh xà gồ là 1260 (tương đương với m):

Hệ giằng: sử dụng thép 16, tải trọng tiêu chuẩn g  1.578 10 (tương đương với   2 kN m / ) Dựa theo sơ đồ bố trí hệ giằng ta có tổng chiều dài hệ giằng mái là 231 (tương đương với m), tổng chiều dài hệ giằng xà gồ là 300 (tương đương với m).

L= Lgm + L gxg = 231 + 300= 531 (tương đương với m) Tải trọng bản thân do tôn, xà gồ, hệ giằng:

= (tương đương với kN/m ); tc t xgz g g g g  g

Tải trọng thường xuyên phân bố trên xà mái:

1.1 0.114 6 0.752 (tương đương với kN/m); tc tc tt g tc q g B q n g B

- Tải trọng kết cấu bao che sườn tường:

Tôn múi tráng kẽm có độ dày 0.7 (tương đương với m), trọng lượng mái g tc m  0.074 kN / m  2 

Xà gồ: Tải trọng tiêu chuẩn 4.24 10 (tương đương với kN/m)   2 , dựa theo sơ đồ bố trí xà gồ cột, tổng chiều dài xà gồ là 600 m:

Hệ giằng: sử dụng thép 16, tải trọng tiêu chuẩn g  1.578 10 (tương đương với kN/m)   2 Dựa theo sơ đồ bố trí hệ giằng sườn tường ta có tổng chiều dài hệ giằng là 124 (tương đương với m).

Tải trọng phân bố của hệ giằng:

Tải trọng bản thân do tôn, xà gồ, hệ giằng:

= (tương đương với kN/m ) tc t xgz g g g g  g  

Tải trọng thường xuyên phân bố trên sườn tường:

0.119 6 0.714 (tương đương với kN/m) 1.1 0.119 6 0.785 (tương đương với kN/m) tc tc tt g tc q g B q n g B

- Tải trọng dầm cầu trục:

G  L  0.3 6   10.8 kN (tương đương với 0.24 < α < 0.37 với Q < 75T)

+ Trong đó: αdct hệ số trọng lượng bản thân của dầm cầu trục

Ldct = B là nhịp của dầm cầu trục.

- Tải trong bản thân của dầm hãm:G =5 kN tc dh   G =5×1.05=5.25 kN tt dh  

Hoạt tải

3.2.1 Hoạt tải sữa chữa mái

- Hoạt tải gây ra do quá trình sửa mái (tương đương với không bao gồm cấu kiện, máy móc)

0.3 6 1.8 (tương đương với kN/m) tc tc q  g   B  

1.3 0.3 6 2.34 (tương đương với kN/m) tt tc q   n g   B   

- Khi quy hoạt tải phân bố theo xà mái thì hoạt tải tính toán nhân với cos α (tương đương với α là độ dốc mái)

  tt tc o q    n g B cos 1.3 0.3 6 cos(tương đương với 5.71 ) 2.33 kN / m   

3.2.1.1 Hoạt tải cầu trục a) Áp lực đứng Áp lực đứng cầu trục Dmax, Dmin của cầu trục truyền qua dầm cầu trục thành tải trọng tập trung đặt tại vai cột Trị số Dmax, Dmin có thể xác định qua đường ảnh hưởng của phản lực gối tựa dầm cầu trục khi các bánh xe di chuyển đến vị trí bất lợi nhất Với khung một nhịp, cần xét tải trọng của hai cầu trục đặt sát nhau

Bảng 3.2 Thông số dầm cầu trục 10T

THÔNG SỐ CỦA CẦU TRỤC 20T

(tương đương với T) Áp lực

- Áp lực đứng lên vai cột được xác định theo công thức: max max tc c i

- Hệ số vượt tải (tương đương với mục 5.8 TCVN 273:1995): n=1.1

- Hệ số tải cầu trục chế độ làm việc vừa và nhẹ nc=0.85

yi: tổng tung độ của đường ảnh hưởng phản lực gối tựa tại vị trí các bánh xe của cầu trục, lấy với tung độ ở gối bằng 1.

- Số lượng bánh xe: 2 bánh

Hình 0.11 Đường ảnh hưởng phản lực gối tựa dầm trục

- Từ các kích thước cầu trục Bk = 3900 (tương đương với mm) và Kk 200 (tương đương với mm), ta có: y 1  1

 (tương đương với m) Áp lực lớn nhất và nhỏ nhất của cầu trục khi tác động vào vai cột : tc c max tc c min max min n y p 1.1 0.85 70 2.623 314.941 (tương đương với kN) n y p 1.1 0.85 21 2.623 97.74 (tương đương với kN)

 a) Áp lực ngang (lực hãm ngang)

Khi xe con hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển động, tại các bánh xe của cầu trục xuất hiện lực ngang tiêu chuẩn T1 , các lực này cũng di động như lực thẳng đứng P và do đó sẽ gây lực ngang tập trung T cho cột Cách tính giá trị T cũng xếp bánh xe trên đường ảnh hưởng lực T truyền lên cột qua dầm hãm hoặc các chi tiết liên kết dầm cầu trục với cột nên điểm đặt tại cao trình mặt dầm cầu trục (tương đương với hoặc mặt dầm hãm), có thể hướng vào hoặc hướng ra khỏi cột.

Lực hãm ngang tác dụng lên toàn cầu trục:

Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên một bánh xe của cầu trục:

Vậy lực xô ngang của cầu trục:

Lực xô ngang này được đặt ở mặt trên của dầm cầu trục

Q sức cẩu lớn nhất của cầu trục. xe :

G trọng lượng xe con. xc 4 : n  tổng số bánh xe của xe con. ms 0.1: f  hệ số giả định sử dụng móc mềm của cầu trục.

' 2 : n xe  số bánh xe được hãm của xe con. n  1.1:hệ số vượt tải.

- Theo TCVN – 2737 địa điểm xây dựng thuộc phân vùng gió IIB có áp lực gió tiêu chuẩn, hệ số vượt tải n  1.2

- Áp lực gió tác dụng lên khung được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995.

+ Trong đó: q: là áp lực gió phân bố trên mét dài khung Áp lực gió tiêu chuẩn, gió ở vùng II-B có W0 = 0.95 (tương đương với kN/m) n = 1.2: là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió k: là hệ số phụ thuộc vào độ cao tra bảng 5 c: là hệ số khí động phụ thuộc vào dạng kết cấu tra bảng 6

 Đối với trường hợp gió thổi ngang nhà:

STT Cấu kiện Cao độ

Tải trọng tính toán (kN/m)

3 Cột cửa trời đón gió 12.3 1.2220 0.7 6.77

4 Mái cửa trời đón gió 12.5 1.2244 -0.49 -4.75

7 Cột cửa trời khuất gió 12.3 1.2220 -0.6 -5.81

8 Mái cửa trời khuất gió 12.5 1.2244 -0.4 -3.88

Dấu “-” có nghĩa là tải trọng gió hướng ra ngoài khung.

Mô hình hóa khung ngang bằng ETABS v9.7.1

- Tính toán kết cấu khung theo sơ đồ khung phẳng với liên kết giữa cột với móng là liên kết ngàm, liên kết giữa cột với dầm là liên kết cứng Nhịp tính toán khung lấy theo khoảng mép ngoài 2 trục cột.

- Dùng phần mềm Etab v9.7.1 để mô hình kết cấu và phân tích nội lực khung Cột và dầm được thay thế bằng các thanh tại trục phần tử.

- Các liên kết giữa cột và dầm mái, đỉnh khung, cột cửa trời và dầm mái, cột cửa trời và dầm mái cửa trời, đỉnh cửa trời là liên kết cứng.

- Các tiết diện được khai báo theo kích thước sơ bộ đã chọn.

- Tải trọng được gán vào khung theo các giá trị được tính toán ở trên.

- Đặc trưng vật liệu: thép CCT 34, f = 21 kN/cm 2 , E = 2.1x10 8 kN/cm 2

Hình 0.12 Sơ đồ khung ngang

Bảng 0.4 Kí hiệu tải trọng tác dụng lên khung ngang

2 HTMT Hoạt tải tác dụng lên mái trái

3 HTMP Hoạt tải tác dụng lên mái phải

4 DMAXT Áp lực Dmax cột trái

5 DMAXP Áp lực Dmax cột phải

6 TMAXTA Áp lực ngang ở cột trái, hướng ra khung

7 TMAXTD Áp lực ngang ở cột trái, hướng vào khung

8 TMAXPA Áp lực ngang ở cột phải, hướng vào khung

9 TMAXPD Áp lực ngang ở cột phải, hướng ra khung

10 GT Gió thổi ngang nhà, hướng trái sang

11 GP Gió thổi ngang nhà, hướng phải sang

Tổ hợp tải trọng

- Có 2 loại tổ hợp nội lực cơ bản theo TCVN 2737:1995:

+ Trường hợp cơ bản 1 bao gồm nội lực do tĩnh tải và một loại hoạt tải gây ra, giá trị hoạt tải được lấy toàn bộ (tương đương với hệ số tổ hợp n = 1).

+ Trường hợp cơ bản 2 bao gồm nội lực do tĩnh tải và 2 loại hoạt tải gây ra trở lên Các giá trị hoạt tải được nhân với hệ số tổ hợp là n =0.9.

- Quy tắc tổ hợp tải trọng:

+ Tĩnh tải có trong mọi trường hợp tải trọng.

+ Nếu tổ hợp lực có hãm T thì phải kể đến Dmax, T phải nằm cùng phía với Dmax. + Có thể kể đến Dmax mà không có T (tương đương với khi xe con đứng yên và cẩu hàng).

Tại mỗi tiết diện cần tìm 3 cặp nội lực:

Tổ hợp gây mô men dương lớn nhất Mmax và lực nén, lực cắt tương ứng Ntu, Vtu ;

Tổ hợp gây mô men dương nhỏ nhất Mmin và lực nén, lực cắt tương ứng Ntu, Vtu ;

Tổ hợp gây lực dọc lớn nhất Nmax và mô men, lực cắt tương ứng Mtu, Vtu.

- Các trường hợp tải trọng:

Tĩnh tải Hoạt tải mái trái Hoạt tải mái phải

Gi ó trái Gió phải Dmax trái

Tmax trái âm Tmax phải dương

3.4.1 Khai báo đặc trưng vật liệu

Hình 3.3 Khai báo đặc trưng vật liệu

3.4.2 Khai báo đặc trưng tiết diện Ở đây ta sẽ khai báo đặc trưng của các loại tiết diện như cột , dầm mái , dầm vai cột, cửa trời, mái cửa trời

Hình 3.5 Tiết diện dầm mái tại nút khung I-700x250x10x12

Tiết diện dầm mái tại đỉnh khung I-450x250x10x12

Hình 3.6 Tiết diện cột cửa trời I – 200x100x8x10

Hình 3.7 Tiết diện dầm vai trái

Hình 3.7 Tiết diện dầm vai phải

3.4.2 Sơ đồ tải trọng tác dụng lên khung

 Tĩnh tải tác dụng lên khung

 Hoạt tải mái trái (tương đương với HTMT)

 Hoạt tải mái phải (tương đương với HTMP)

 Áp lực lớn nhất tác dụng lên cột trái (tương đương với DMAXT)

 Áp lực lớn nhất tác dụng lên cột phải (tương đương với DMAXP)

 Áp lực hãm ngang của cầu trục tác dụng lên cột trái, chiều hướng ra ngoài khung (tương đương với TMAXTD)

 Áp lực hãm ngang của cầu trục tác dụng lên cột trái, chiều hướng ra ngoài khung (tương đương với TMAXTA)

 Áp lực hãm ngang tác dụng lên cột phải, chiều hướng ra ngoài khung (tương đương với TMAXPD)

 Áp lực hãm ngang tác dụng lên cột phải chiểu hướng vào khung (tương đương với TMAXPA)

 Tải trọng gió thổi từ trái sang (tương đương với GT)

 Tải trọng gió thổi từ phải sang (tương đương với GP)

 Moment do tĩnh tải (tương đương với TT)

 Momen hoạt tải mái trái (tương đương với HTMT)

 Momnen hoạt tải mái phải(tương đương với HTMP)

 Moment do áp lực ngang cột trái, hướng ra ngoài khung (tương đương với TMAXTD)

 Moment do áp lực ngang cột trái, hướng vào khung (tương đương với TMAXTA)

 Moment do áp lực ngang cột phải, hướng vào khung (tương đương với TMAXPD)

 Moment do áp lực ngang cột phải, hướng ra ngoài khung (tương đương với TMAXPA)

 Moment do cầu trục tác dụng lớn nhất lên cột phải (tương đương với DMAXT)

 Moment do cầu trục tác dụng lớn nhất lên cột trái (tương đương với DMAXP)

 Biểu đồ bao lực cắt

 Biểu đồ bao lực dọc

Kiểm tra chuyển vị công trình

3.5.1 Chuyển vị theo phương ngang

Theo mục 5.3.4 TCVN 5575 – 2012chuyển vị ngang của đỉnh khung nhà một tầng không vượt quá 1/300 chiều cao khung Kiểm tra theo TTGH II nên dùng tải trọng tiêu chuẩn.

- Kiểm tra chuyển vị đứng với tổ hợp tải trọng TH44: TT + GT + Dmax_T+

- Chuyển vị ngang tại đỉnh khung ứng với tải trọng thường xuyên và tải trọng gió.

H 10200 Δ0.72 (tương đương với mm) < = 4 (tương đương với mm)

300 300 Thoả điều kiện chuyển vị.

  thỏa điều điện kinh tế.

Hình 0.13 Chuyển vị ngang của khung

3.5.2 Chuyển vị theo phương đứng

Theo Bảng 1 TCVN 5575 -2012, chuyển vị đứng của dầm mái không được vượt quá 1/400 nhịp của dầm mái.

- Kiểm tra chuyển vị ngang với tổ hợp tải trọng TH3: TT + HTMT + HTMP

- Chuyển vị đứng lớn nhất tại dầm mái ứng với tải tổ hợp tải trọng thường xuyên và hoạt tải chất đầy

Hình 0.14 Chuyển vị đứng của khung

68.8(tương đương với mm) 75 (tương đương với mm)

Thoả điều kiện chuyển vị.

  thỏa điều điện kinh tế.

Bảng thống kê tổng hợp nội lực

Bảng 0.5 Tổ hợp nội lưc cột, xà mái

Tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2

Mmax Mmin Nmax Mmax Mmin Nmax

TH4 TH3 TH7 TH44 TH105 TH17

TH TH3 TH4 TH3 TH41 TH44 TH43

Hình 0.5 Không gian cầu trục trong khung nhà

THIẾT KẾ CỘT

Kiểm tra tiết diện cột

Bảng 0.6 Nội lực tính toán

Nội lực Mmax Mmin Nmax

Vật liệu thép CCT34 có cường độ:

21 (tương đương với kN/cm ) 2.1 10 (tương đương với kN/cm ) f E

Chiều cao Cánh trên Bản bụng Cánh dưới h (tương đương với mm) b f (tương đương với mm) t f (tương đương với mm) h w (tương đương với mm) t w (tương đương với mm) b f (tương đương với mm) t f (tương đương với mm)

- Moment quán tính của tiết diện:

4 x b t h 2t bh 30 85 (tương đương với 30 1) (tương đương với 85 2 1.4)

- Diện tích mặt cắt ngang:

- Moment uốn theo phương x và y: x x x k max

2 2 w 3 f x f f w h (tương đương với h t ) (tương đương với 85 1.4) 82.2

- Bán kính quán tính theo phương x và phương y: x x

Giả thiết tỷ số độ cứng của xà và cột tại chỗ liên kết xà-cột là bằng nhau, ta có: cot cot

Theo bảng 19 (tương đương với TCVN 5575-2012), hệ số chiều dài tính toán của cột có tiết diện không đổi được xác định như sau:

Vậy chiều dài tính toán của cột trong mặt phẳng uốn:

Chiều dài tính toán cột ngoài mặt phẳng khung lấy bằng khoảng cách giữa các điểm cố định không cho cột chuyển vị theo phương dọc nhà : ly= 3.8 m (tương đương với bước xà gồ vách).

4.1.2 Kiểm tra điều kiện khống chế độ mảnh Độ mảnh của cột:

       Độ mảnh quy ước của cột:

Theo bảng 25 TCVN 5575:2012, độ mảnh giới hạn của cột nén lệch tâm: Độ mảnh giới hạn:     180 60  

𝜑𝑒: Nội suy từ 𝜆 và me ở bảng D.10 phụ lục D, TCVN 5575 – 2012 me: Độ lệch tâm tương đối tính đổi: m e  m m: là độ lệch tâm tương đối: W x

𝜂: là hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện được nội suy từ  , m, w

Hình 0.16 Kiểm tra điều kiện khống chế độ mảnh

4.1.3 Kiểm tra điều kiện độ bền

Cấu kiện chịu kéo lệch tâm

TH1: Mmax= 557.58 kN, N= 12.87 kN, V= 124,53 (tương đương với kN)

Cấu kiện chịu kéo lệch tâm tính toán về bền theo công thức:

Trong đó: An là diện tích tiết diện thực của cấu kiện

Wn là mô đun kháng uốn của tiết diện thực

 Cấu kiện chịu nén lệch tâm

TH2: Mmin= -421.73 kN, N= -128.63 kN, V= -76.51 (tương đương với kN)

TH3: M= -137.66 kN, Nmax= -378.97 kN, V= -45.39 (tương đương với kN) Độ lệch tâm tương đối: W x e M A m   N 

 Độ lệch tâm tương đối tính đổi: m e  m

Trong đó: η tra từ TCVN 5575 – 2012 bảng D.9 phụ lục D TCVN 5575 – 2012 Kiểm tra bền khi cột có độ lệch tâm quy đổi me > 20

Hình 0.17 Kiểm tra điều kiện bền cấu kiện chịu nén

TH M (tương đương với kNm) N (tương đương với kN) m A f /A w  m e Kết luận

4.1.4 Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể

- Hệ số e tra Bảng D.10, Phụ lục D, TCVN 5575:2012

-   x 1.3 , me lấy từ bảng 4.3 ứng với từng trường hợp, sau đó tra bảng suy ra

- Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng cột:

(tương đương với / ) 21 (tương đương với / ) x c e

 TH2: Mmin= -421.73 kN, N= -128.63 kN, V= -76.51 (tương đương với kN)

+ Độ lệch tâm tương đối mx

 = 1.25 (tương đương với tra bảng D.9, phụ lục D, TCVN 5575:2012) + Độ lệch tâm tính đổi: m e   m 1.25 11.74 14.67 20   

+ Kiểm tra ổn định theo công thức: e c

Tra bảng D.10 TCVN 5575:2012 ta có: e = 0.097

7.98 kN / cm ) 21(tương đương với kN / cm )

 Thỏa điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung

 TH3: M= -137.66 kN, Nmax= -378.97 kN, V= -45.39 (tương đương với kN)

+ Độ lệch tâm tương đối mx

 = 1.525 (tương đương với tra bảng D.9, phụ lục D, TCVN 5575:2012) + Độ lệch tâm tính đổi: m e   m 1.525 1.329 2.026 20   

+ Kiểm tra ổn định theo công thức: e c

Tra bảng D.10 TCVN 5575:2012 ta có: e = 0.454

5.02 kN / cm ) 21(tương đương với kN / cm )

 Thỏa điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung

4.1.4.2 Ngoài mặt phẳng khung Ổn định tổng thể của cột theo phương ngoài mặt phẳng khung được xác định theo công thức: c y n

- φy là hệ số uống dọc của cấu kiện nén đúng tâm (tương đương với Mục 7.3.2.1 TCVN 5575 – 2012)

- Hệ số c kể đến ảnh hưởng của moment uốn M, và hình dạng tiết diện đối với ổn định cả cột theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn, phụ thuộc vào mx

(tương đương với Mục 7.4.2.5 TCVN 5575 – 2012)

+ c5 và c10 trong công thức (tương đương với III) chính là c được tính theo công thức (tương đương với I) và (tương đương với II)

+ α, β được lấy theo bảng 16 TCVN 5575-2012 dựa vào  c , m x

  f   Độ lệch tâm tương đối:

+ M1, M2 lần lượt là moment lớn nhất ở một đầu và moment tương ứng ở đầu kia cùng tổ hợp tải trọng và giữ đúng dấu của nó

+ M là giá trị lớn nhất ở 1/3 đoạn cột về phía có M lớn hơn.

+ φb được tính theo phụ lục E, TCVN 5575:2012 (tương đương với phụ thuộc hệ số α và hệ số ψ như trong dầm có cánh chịu nén với một điểm cố kết ở giữa nhịp) như đã tính toán bên trên ta có 𝜑𝑏=1

+ φy hệ số uốn dọc đối với trục y-y (tương đương với trục ngoài mặt phẳng khung), phụ thuộc vào y

, tra Bảng D.8, TCVN 5575:2012, ta có:

' max , , 206.37 (tương đương với kNm)

  Độ lệch tâm tương đối: x x x

5 x 10 x c c (tương đương với 2 0.2m ) c (tương đương với 0.2m     1) 0.182 (tương đương với 2 0.2 5.87) 0.094 (tương đương với 0.2 5.87 1)         0.167

+ Hệ số uốn dọc ngoài mp uốn: y y y

515.51(tương đương với daN / cm ) f 2100(tương đương với daN / cm ) c A 0.167 0.899 166.2

 Thỏa điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung.

 TH3: M1= -137.66 (tương đương với kN), M2= 108.05 (tương đương với kN), N= -378.97 (tương đương với kN)

' max , , 98.18 (tương đương với kNm)

+ Độ lệch tâm tương đối: x x x

+ Hệ số uốn dọc ngoài mp uốn: y y y

2 2 y 422.73(tương đương với daN / cm ) c f 2100(tương đương với daN / cm )

 Thỏa điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung.

 Vậy thỏa điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung

4.1.5 Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ bản cánh và bản bụng

- Ổn định cục bộ của bản bụng cột được kiểm tra theo công thức:

  (tương đương với xác định theo mục 7.6.2 TCVN 575) + Trong đó: f w o b t 300 10 b 145 (tương đương với mm)

 Thỏa điều kiện ổn định cục bộ bản cánh.

- Ổn định cục bộ của bản bụng cột được kiểm tra theo công thức: w w w w h h t t

  + Trong đó: là độ mảnh giới hạn của bản bụng cột, xác định theo mục 7.6.2 TCVN 5575:2012

Trường hợp 1 Trường hợp 2 Trường hợp 3 max tu tu

0.5< α < 1, nội suy tuyến tính giữa các giá trị được tính với α= 0.5và α

Thỏa điều kiện cục bộ bản bụng cột

Thiết kế liên kết bản cánh với bản bụng

Liên kết bản cánh và bụng cột tổ hợp chịu lực cắt V sinh ra do uốn dọc, chọn cặp nội lực gây cắt lớn nhất để tính.

Trường hợp: Mmax U7.58 (tương đương với kN.m); Ntư 87 (tương đương với kN); Vtư 4.53 (tương đương với kN)

- Điều kiện bền của đường hàn góc liên kết bản cánh với bản bụng cột:

- Sf: momen tĩnh của bản cánh dối với trục x-x:

- Sử dụng que hàn N42 có fwf = 180 (tương đương với Mpa), thép CCT34 có fu = 34 (tương đương với kN/cm 2 )

 fws = 0.45× fu = 0.45×34 = 15.3 (tương đương với kN/cm 2 )

- Sử dụng phương pháp hàn bán tự động nên:   f 0.7;   s 1.0

Xét   f f wf  0.7 180 12.6 kN / cm ;    2    s f ws  1.0 153 15.3 kN / cm    2 

- Giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của đường hàn góc theo bảng 43 TCVN

5575:2012: h f min  h f  h f min  1.2t min  1.2 t  min  1.2 10 12(mm)  

 Chọn chiều cao đường hàn góc:h f  5 mm  

THIẾT KẾ XÀ NGANG

Dầm mái

5.1.1 Tiết diện tại nách khung

Tiết diện dầm mái là : I 800x250x10x12

Bảng 0.8 Tiết diện dầm mái tại nách khung

Hình 0.18 Tiết diện nách khung

Do lực dọc trong dầm mái thường rất nhỏ nên thông thường tổ hợp nguy hiểm nhất là tổ hợp có moment lớn nhất.

Bảng 0.9 Nội lực kiểm tra tiết diện nách khung

Tổ hợp M (kN.m) N (kN) V (kN)

5.1.1.1 Đặc trưng hình học tiết diện dầm

4 x b t h 2t bh 25 80 (tương đương với 25 0.8) (tương đương với 80 2 1.2)

2 2 w 3 f x f f w h (tương đương với h t ) (tương đương với 80 1.2) 77.6

5.1.1.2 Kiểm tra điều kiện bền

- Độ lệch tâm tương đối mx : x x

- Kiểm tra điều kiện theo ứng suất pháp ( điều kiện chịu uốn):

M N 329.96 100 52.99 σ = + = 05(tương đương với kN/cm ) < σ 21 (tương đương với kN/cm )

 Thỏa điều kiện bền theo ứng suất pháp

- Kiểm tra điều kiện bền theo ứng suất tiếp ( điều kiện chịu cắt): max 2 x w

V×S 46.1 1784.2 τ = 0.83 (tương đương với kN/cm )

2 2 c v c τ = γ ×f =0.58γ f 1×0.58×2100 = 1218 (tương đương với  daN cm / ) 12.18 (tương đương với  kN cm / )

Ta có:  max   Thỏa điều kiện bền theo ứng suất tiếp

- Kiểm tra điều kiện bền khi tiết diện bị cắt uốn đồng thời: w 2

M 329.96 100 77.6 σ = × = 3 (tương đương với kN/cm )

V×S 46.1 1182 τ = 0.54 (tương đương với kN/cm )

Với Sf là momen tĩnh của một cánh dầm đối với trục trung hòa x

2 2 2 td 1 1 σ = σ + 3τ = 10.3 + 3 0.54   10.34 (tương đương với kN/cm ) c 2 σ = 1.15×γ ×f = 1.15×1×21 = 24.15 (tương đương với kN/cm )

Ta có: σ < σ td  Thoả điều kiện bền theo ứng suất tương đương

5.1.1.3 Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể

- Xét tỉ số giới hạn kích thước bản cánh của tiết diện (tương đương với theo bảng 13, TCVN 5575:2012):

        Thoả điều kiện ổn định tổng thể.

- Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng:

5.1.2 Tiết diện tại đỉnh khung

Tiết diện dầm mái là : I 450x250x10x12

Bảng 0.10 Tiết diện dầm mái tại đỉnh khung

Hình 0.19 Tiết diện nách khung

Do lực dọc trong dầm mái thường rất nhỏ nên thông thường tổ hợp nguy hiểm nhất là tổ hợp có moment lớn nhất.

Bảng 0.11 Nội lực kiểm tra tiết diện đỉnh khung

Tổ hợp M (kN.m) N (kN) V (kN)

5.1.2.1 Đặc trưng hình học tiết diện dầm

4 x b t h 2t bh 25 45 (tương đương với 25 0.8) (tương đương với 45 2 1.2)

2 2 w 3 x f f f w h (tương đương với h t ) (tương đương với 45 1.2) 42.6

   Độ lệch tâm tương đối:

Kiểm tra điều kiện bền chịu nén, uốn:

→ Thỏa Điều kiện bền chịu cắt

→ Thỏa Điều kiện bền chịu nén uốn và cắt đồng thời:

1 3 7.83 3 0.13 7.83 / 1.15 24.15 / td kN cm f c kN cm

Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể cho dầm mái:

Theo Bảng 13, TCVN 5575 – 2012 xét các biểu thức sau:

Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng:

Thiết kế liên kết hàn bản cánh và bản bụng dầm

Liên kết bản cánh và bụng cột tổ hợp chịu lực cắt V, chọn cặp nội lực gây cắt lớn nhất tại tiết diện thay đổi, cụ thể là vị trí nút khung để tính:

Trường hợp: Mmin = -339.72 (tương đương với kN.m); Ntư =-63.63 (tương đương với kN); Vtư `.5 (tương đương với kN)

- Điều kiện bền của đường hàn góc liên kết bản cánh với bản bụng dầm:

- Sf :momen tĩnh của bản cánh dối với trục x-x:

- Sử dụng que hàn N42 có f wf  180 MPa  

, thép CCT34 có fu= 34 (tương đương với kN/cm 2 )

 fws = 0.45× fu = 0.45×34 = 15.3 (tương đương với kN/cm 2 )

- Sử dụng phương pháp hàn bán tự động nên:   f 0.7;   s 1.0

Xét   f f wf  0.7 180 12.6 kN / cm ;    2    s f ws  1.0 153 15.3 kN / cm    2 

- Giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của đường hàn góc theo bảng 43 TCVN

5575:2012: h f min  h f  h f min  1.2t min  1.2 t  min  1.2 10 12(mm)  

 Chọn chiều cao đường hàn góc:h f  5 mm  .

THIẾT KẾ LIÊN KẾT CỘT

Chi tiết chân cột

Cặp nội lực 1 có N max , M tư , V tư :

137.66(tương đương với kN.m); 378.97(tương đương với kN); 45.39 (tương đương với kN)

Cặp nội lực 2 nội lực có |M max |, N tư , V tư :

M  557.58 (tương đương với kN.m); N  12.87 (tương đương với kN); V  124.53 (tương đương với kN)

Chọn bề rộng bản đế lớn hơn bề rộng cột 5cm

2 1 30 2 5 40 (tương đương với cm) bd c

B  b  c     (tương đương với chọn c1= 5cm)

- Chiều dài bản đế xác định từ điều kiện chịu ép cục bộ của bê tông móng:

2 bd bd b,loc bd b,loc bd b,loc

-   b 1.5 - hệ số tăng Rb khi chịu nén cục bộ.

-   0,75 (tương đương với ứng suất phân bố không đều dưới bản đế)

- Bêtông móng mác B20: Rb = 11.5 (tương đương với Mpa)

- R b,loc   b R b Giả thiết bê tông móng có cấp độ bền B20: R b  1.15 (tương đương với kN/cm ) 2 và hệ số tăng cường độ của bê tông khi nén cục bộ 1.0   b 0.8 A f / A p  2.5

, chọn sơ bộ   b 1.5  R b,loc  1.1 1.15 1.265 (tương đương với kN/cm )   2

 Với cặp nội lực 1: M= 137.66 (tương đương với kNm) và N= 378.97 (tương đương với kN).

 Với cặp nội lực 2: M = 557.58 (tương đương với kNm) , N= 12.87 (tương đương với kN).

- Theo cấu tạo và khoảng cách bố trí bu lông neo, chiều dài của bản đế so với giả thiết c2= 10 (tương đương với cm) và bề dày của dầm đế là tdđ = 1 cm:

Lbd = hcđ + 2tdđ + 2c2 = 85 + 2×1.2 + 2×10= 107 (tương đương với cm)

 Chọn Lbd = 107 (tương đương với cm).

6.1.1.1 Ứng suất dưới bản đế, kiểm tra điều kiện nén ép cục bộ của bê tông móng.

0.73 (tương đương với kN/cm ) 0.75 1.265 0.95 (tương đương với kN/cm ) bd bd bd bd b loc

0.72 (tương đương với kN/cm )

Bề dày của bản đế chân cột được xác định từ điều kiện chịu uốn của bản đế do ứng suất phản lực trong bê tông móng Ứng suất tại mép cột:

0.73* 42.5 0.58 (tương đương với kN/cm )

 Ô số 1 (tương đương với bản kê 3 cạnh):

Hình 0.20 Ô số 1 Tra bảng và nội suy ta có : αb= 0.054

→ M 1    b 1 d 1 2  0.054 0.58 42.5   2  57.02 (tương đương với kN.cm)

 Ô số 2 (tương đương với bản kê 2 cạnh liền kề):

Hình 0.21 Ô số 2 Tra bảng và nội suy ta có: αb= 0.053

→ M 1    b 2 d 2 2  0.053 0.58 22   2  11.7 (tương đương với kN.cm)

Vậy bề dày của bản đế được xác định theo công thức:

3.92 (tương đương với cm) bd 21 1 c t M f

  → Chọn t bd  4(tương đương với cm)

Hình 0.22 Kích thước bản đế

Kích thước dầm đế được chọn như sau:

+ Bề dày: tdd= 10 (tương đương với mm)

+ Bề rộng : bdd = Bdd = 400 (tương đương với mm)

Dầm đế được hàn vào bản cánh cột: Chọn h f  1.0  cm 

,min 5 mm h f  (tương đương với t f  15 mm  , bảng 43 TCVN 5575:2012)

,max 12 mm h f  (tương đương với h f ,max  1.2 t min , t min  min  t t w , f   10  mm 

Lực truyền vào dầm đế do ứng suất phản lực của bê tông móng:

Từ đó xác định được chiều dài tính toán của 1 đường hàn liên kết dầm đế vào cột:

Chọn hdd = 35 (tương đương với cm)

Trong đó:  Bf wmin  min  B f f w f ; B f s ws 

B f  0.7 (tương đương với Hàn tay, Bảng 37, TCVN 5575:2012)

B s  1 (tương đương với Hàn tay, Bảng 37, TCVN 5575:2012) f w f  18  kN cm / 2 (tương đương với loại que hàn N42, bảng 8 TCVN 5575:2012) f ws  15.3  kN cm / 2 

(tương đương với f ws  0.45 f u , bảng 5 TCVN 5575:2012)

- Sườn làm việc như dầm colsole ngàm vào bản bụng cột bằng hai đường hàn liên kết, chịu lực tác dụng là ứng suất nén dưới bản đế.

- Tải trọng và nội lực tác động vào sườn:

0.73 0.37 (tương đương với kN/cm )

 0.37 (tương đương với 107 53.72 25) 10.46 (tương đương với kN/cm) q s     

1989.38 (tương đương với kN.cm)

Hình 0.23 Sơ đồ tính sườn ngang

Chọn bề dày sườn ts= 10 (tương đương với mm) Chiều cao của sườn xác định sơ bộ từ điều kiện chịu uốn:

→ Chọn h s  25(tương đương với cm)

Kiểm tra lại tiết diện sườn đã chọn theo ứng suất tương đương:

23.84 (tương đương với kN/cm ) 1.15 1.15 21 1 24.15 (tương đương với kN/cm ) td w w w w c

Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bản bụng cột

8 (tương đương với mm) h f  Diện tích tiết diện và mô men chống uốn của đường hàn này là:

Khả năng chịu lực của các đường hàn này được kiểm tra theo công thức:

13.99 (tương đương với kN/cm ) 18 1 18 (tương đương với kN/cm ) s s td w w wf c

- Sơ đồ tính sườn B là dầm consol ngàm vào cánh cột

- Ứng suất tại chân sườn đế  = 0.73 (tương đương với kN/cm 2 )

Sơ đồ tính sườn đế B Tương tự như trên, với bề rộng diện truyền tải vào sườn là 45 (tương đương với cm):

0.73 40 29.34 (tương đương với kN/cm) q s   

1467.05 (tương đương với kN.cm)

Chọn bề dày sườn ts = 12 (tương đương với mm) chiều cao của sườn xác định sơ bộ từ điều kiện chịu uốn:

→ Chọn hs = 25 (tương đương với cm)

Kiểm tra lại tiết diện sườn đã chọn theo ứng suất tương đương:

20.61 (tương đương với kN/cm ) 1.15 1.15 21 1 24.15 (tương đương với kN/cm ) td w w w w c

Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bản bụng cột hf = 8 (tương đương với mm) Diện tích tiết diện và mô men chống uốn của đường hàn này là:

Khả năng chịu lực của các đường hàn này được kiểm tra theo công thức:

12.23 (tương đương với kN/cm ) 18 1 18 (tương đương với kN/cm ) s s td w w wf c

6.1.4 Thiết kế bu lông neo. Để tính bu lông neo cần chọn cặp nội lực tại chân cột gây kéo lớn nhất giữa bản đế và móng Từ bảng tộ hợp nội lực cột ta có cặp nội lực nguy hiểm nhất là:

557.58 (tương đương với kN.m); 12.87 (tương đương với kN); 124.53(tương đương với kN)

Hình 0.24 Sơ đồ ứng suất dưới bản đế Chiều dài vùng bê tông chịu nén dưới bản đế:

Khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc đến trọng tâm của biểu đồ ứng suất nén:

Chọn khoảng cách từ mép biên bản đế chân cột đến tâm bu lông neo d=5 (tương đương với cm) Trọng tâm vùng bê tông chịu nén đến trục bu lông chịu kéo lớn nhất: c 53.72 y L d 107 5 84.09(tương đương với cm)

Tổng các lực kéo trong thân các bu lông neo ở một phía chân cột:

Ngoài quan niệm tính toán trên, tại chân cột khung thép nhẹ thường tồn tại cặp nội lực gây kéo trong thân bu lông neo với lực dọc và lực kéo, do đó với cặp này cần xác định tổng lực kéo lớn nhất trong thân các bu lông neo ở một phía chân cột:

Trong đó: Lb là khoảng cách giữa 2 dãy bu lông neo ở hai biên của bản đế

 Tmax = 657.6 (tương đương với kN)

Diện tích tiết diện cần thiết của bu lông neo xác định từ điều kiện: max yc

- Tmax: trị số lớn nhất trong hai trị số T1, T2

- n1 = 4: số bulong neo ở một phía chân cột

- fba: cường độ tính toán chịu kéo của thép bu lông neo, chọn bu lông neo cấp độ bền 4.8 có fba = 190 (tương đương với N/mm 2 )

 Chọn bu lụng ỉ42 cú Abn= 11.2 (tương đương với cm 2 )

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bu lông

- fvb: cường độ tính toán chịu cắt của bu lông Thép bu lông cấp độ bền 4.8 có fvb 160 (tương đương với N/mm 2 )

- nv = 1 là số mặt cắt qua thân bu lông

- Ab = 13.85 (tương đương với cm 2 ) là diện tích tiết diện thân bu lông

 Bu lông đủ khả năng chịu cắt

Kiểm tra khả năng chịu ép mặt của bu lông

- Thép cơ bản CCT34, bu lông tinh: fcb = 435 (tương đương với N/mm 2 )

- Đường kính bu lông: d = 42 (tương đương với mm)

- Tổng chiều dày các tấm thép bị ép mặt cùng phía   t  min =4 cm  

6.1.5 Thiết kế đường hàn liên kết cột vào bản đế

Các đường hàn liên kết tiết diện cột vào bản đế được tính toán trên quan niệm mô men và lực dọc do các đường hàn ở bản cánh chịu, còn lực cắt do các đường hàn ở bản bụng chịu Lực kéo trong bản cánh cột do mômen và lực dọc tác dụng vào:

Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn liên kết ở một bản cánh cột (tương đương với kể cả các đường hàn liên kết dầm đế vào bản đế):

Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết ở bản cánh cột vào bản đế:

Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết ở bản bụng cột vào bản đế:

Theo điều kiện cấu tạo chiều cao đường hàn, ta có: hf,min = 9(tương đương với mm) (tương đương với tf = 35(tương đương với mm), bảng 43 TCVN 5575:2012) hf,max = 12(tương đương với mm) (tương đương với hf,max =1.12 tmin, tmin= min(tương đương với tw,tf ) (tương đương với mm))

Vậy chọn chiều cao đường hàn là: hf,min = 9(tương đương với mm)

Chi tiết cấu tạo cột

Chi tiết vai cột

Sơ đồ tính vai cột Khoảng cách e từ tâm ray đến mép trong của cột: e = L v  a = 45 15 = 30 (tương đương với cm) 

Momen uốn và lực cắt tại tiết diện ngàm:

Kiểm tra điều kiện chịu cắt của dầm vai:

Vậy tiết diện dầm vai chọn lại là 550x200x8x10 (tương đương với mm)

6.2.1 Kiểm tra tiết diện vai cột

Bảng 0.12 Tiết diện dầm vai

Bảng 0.13 Đặc trưng tiết diện dầm vai

(tương đương với cm 4 ) (tương đương với cm 3 ) (tương đương với cm) (tương đương với cm 4 ) (tương đương với cm 3 ) (tương đương với cm) (tương đương với cm 2 ) (tương đương với cm 3 ) (tương đương với cm 3 )

=6.88(tương đương với kN/cm ) 21 1 21 (tương đương với kN/cm )

- Điều kiện bền chịu cắt:

39088 0.8 8.56 (tương đương với kN/cm ) 12.18 1 12.18 (tương đương với kN/cm ) v x x w wv c

- Kiểm tra ứng suất tương đương:

16.24(tương đương với kN/cm ) 1.15 1.15 21 1 24.15 (tương đương với kN/cm ) td f c

- Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh:

→ Bản cánh đảm bảo ổn định cục bộ

- Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng:

→ Bản bụng đảm bảo ổn định cục bộ

- Chiều cao đường hàn cánh - bụng:

→ Chọn h f  6(tương đương với mm).

6.2.2 Kiểm tra ép mặt cục bộ tại bản bụng vai cột

Kiểm tra điều kiện chịu ép mặt cục bộ tại bản bụng vai cột, theo công thức sau: w em em c em

Trong đó: l =b +2t +2×1" cm em dct f   Ứng suất ép mặt cục bộ:

Thỏa mãn điều kiện ứng suất ép mặt cục bộ.

6.2.3 Kiểm tra chuyển vị tại vị trí đặt lực Điều kiện độ võng:      với  

      Thỏa điều kiện độ võng

6.2.4 Thiết kế kiên kết giữa dầm vai và cột

Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết dầm vai vào cột h f  0.8 cm 

,min 5 mm h f  (tương đương với t f  10 mm  , bảng 43 TCVN 5575:2012)

,max 9.6 mm h f  (tương đương với h f ,max  1.2 t min , t min  min  t t w , f   8  mm  )

Chiều dài tính toán của đường hàn:

Phía trên cánh (tương đương với 2 đường hàn): l wct  20 0.8 19.2 cm    

Phía dưới cánh (tương đương với 4 đường hàn): wcd (tương đương với 20 0.8)   l 1 8.6 cm

    Ở bản bụng (tương đương với 2 đường hàn): l wb  55 2 1 0.8 52.2 cm      

Diện tích đường hàn: w f wct wcd wb 2

A  h (tương đương với 2l  4l  2l ) 0.8 (tương đương với 2 19.2 4 8.6 2 52.2) 142.72(tương đương với cm )        

Mô men quán tính đường hàn:

Khả năng chịu lực của các đường hàn liên kết được kiểm tra theo công thức:

 Đường hàn đủ khả năng chịu lực.

6.2.5 Thiết kế sườn ngang gia cường

Kích thước cặp sườn gia cường cho dầm vai

Chiều cao sườn: h s  h dv  2t f  55 2 1 53 cm     

Kích thước cặp sườn gia cường cho bụng cột:

Chi tiết liên kết xà với cột

Cặp nội lực dùng để tính toán liên kết là cặp gây kéo nhiều nhất cho các bu lông tại tiết diện đỉnh cột Từ bảng tổ hợp nội lực xà chọn được:

339.72 (tương đương với kN.m); 63.63 (tương đương với kN); 60.5 (tương đương với kN)

Chi tiết mối nối cột và xà ngang

6.3.1 Thiết kế bu lông liên kết

Chọn 14 bu lụng cường độ cao đường kớnh bu lụng ỉ20 cấp độ bền 8.8, ta cú:

- Diện tích thực của bu lông: Abn= 2.45 (tương đương với cm 2 )

- Diện tích nguyên của bu lông: A= 3.14 (tương đương với cm 2 )

- Cường độ tính toán chịu kéo của bu lông: ftb= 40 (tương đương với kN/cm 2 )

- Cường độ tính toán chịu cắt của bu lông: fvb= 32 (tương đương với kN/cm 2 )

- Cường độ tính toán chịu ép mặt của bu lông: f cb  43.5 (tương đương với kN/cm ) 2 fcb= 43.5 (tương đương với kN/ cm 2 )

- Bố trí bu lông thành 2 dãy với khoảng cách giữa các bu lông tuân thủ các quy định trong bảng 44 (tương đương với TCVN 5575:2012) như sau:

+ khoàng chịu kéo: khoảng cách giữa các bu lông lớn nhât là 16d, nhỏ nhất là 2.5d

+ Khoảng cách từ tâm bu lông đến mép cấu kiện: nhỏ nhất đối với bu lông cường độ cao khi mép bất kỳ và hướng bất kì là 1.3d, lớn nhất là 4d hoặc 8d

Phía cánh ngoài của cột bố trí một cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước lấy như sau:

- Bề dày: ts ≥ tw → Chọn ts= 1 (tương đương với cm)

- Bề rộng (tương đương với phụ thuộc vào kích thước của mặt bích) → Chọn ls= 12 (tương đương với cm)

- Chiều cao: h =1.5l =1.5×12 (tương đương với cm) s s

Bố trí bu lông trong liên kết cột với xà

 Khả năng chịu kéo của một bulông:

Với: ftb = 25 (tương đương với kN/cm 2 ): cường độ chịu kéo của bu lông

Abn = 2.45 (tương đương với cm 2 ): Diện tích tiết diện thân bu lông (tương đương với trừ giảm yếu do ren).

 Lực kéo lớn nhất ở hàng bu lông ngoài cùng:

- Lực kéo tác dụng vào một bu lông ở dãy ngoài cùng do moment và lực dọc phân vào (tương đương với do moment có dấu dương nên coi tâm quay trùng với dãy bu lông phía trong cùng)

N  76.4(tương đương với kN)  N  98(tương đương với kN)

Thoả mãn điều kiện chịu kéo

 Khả năng chịu lực của bu lông theo điều kiện chịu cắt và ép mặt:

Lực tác dụng lên một bu lông:

Khả năng chịu cắt của 1 bu lông:

Trong đó: fvb = 32 (tương đương với kN/cm 2 ) : cường độ tính toán của bulong chịu cắt.

b = 1 : hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông tinh

A= 2.45 (tương đương với cm 2 ) : diện tích tiết diện ngang của thân bu lông (tương đương với phần không ren). nv = 1 : Số mặt cắt tính toán của một bu lông.

Khả năng chịu ép mặt của bu lông

∑tmin = 1(tương đương với cm): là tổng chiều dày nhò nhất của các bản thép cùng trượt về 1 phía (tương đương với cùng bị ép mặt về một phía)

  N cb  df cb b   t min   2 43.5 1 1 87 kN     

N v  4.32(tương đương với kN) min N     vb ; N   cb   87 kN  

Thoả mãn điều kiện chịu cắt và ép mặt của bu lông

 Vậy liên kết đủ bền

Bề dày bản bích từ điều kiện chịu uốn:

 Chọn t bb  2 (tương đương với cm)

6.3.3 Thiết kế đường hàn liên kết tiết diện xà ngang với mặt bích

Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn phía cánh ngoài (tương đương với kể cả sườn):

Lực kéo trong bản cánh ngoài do mô men và lực dọc phân vào:

Chiều cao cần thiết các đường hàn liên kết bản cánh cột vào mặt bích:

Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết bản bụng cột với mặt bích:

Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn là hf= 0.8 (tương đương với cm)

Chi tiết liên kết dầm vào cột

Chi tiết xà ở đỉnh

Trong bảng tổ hợp nội lực xà chọn cặp nội lực gậy kéo nhiều nhất trên đoạn xà:

114.81 (tương đương với kN.m); 55.73 (tương đương với kN); 5.57 (tương đương với kN)

- Cường độ tính toán chịu cắt của bu lông: fvb= 32 (tương đương với kN/cm 2 )

- Cường độ tính toán chịu ép mặt của bu lông: fcb= 43.5 (tương đương với kN/cm 2 )

- Bố tró bu lông thành 2 dãy với khoảng cách giữa các bu lông tuân thủ theo TCVN 5575:2012 như sau:

+ Khoảng cách lớn nhất giữa các bu lông là 16d = 16  20 = 320 (tương đương với mm)

+ Khoảng cách nhỏ nhất giữa các bu lông là 2.5d = 2.5  20 = 50 (tương đương với mm)

- Phía cánh ngoài của cột bố trí một cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước lấy như sau:

+ Bề dày: ts ≥ tw → Chọn ts= 0.8 (tương đương với cm)

+ Chiều cao (tương đương với phụ thuộc vào kích thước của mặt bích) → Chọn hs = 9 (tương đương với cm)

+ Bề rộng: : ls = 1.5hs = 1.5  9 = 13.5 (tương đương với cm)  Chọn ls = 15 (tương đương với cm)

Hình 7.4 Bố trí bu lông trong liên kết xà.

 Khả năng chịu kéo của một bu lông:

  N =f ×A @×2.45 (tương đương với kN) tb tb bn

Lực kéo tác dụng vào một bu lông ở dãy dưới cùng do mô men và lực dọc phân vào (tương đương với do mô men có dấu dương nên coi tâm quay trùng với dãy bu lông phía trên cùng) :

N  58.08(tương đương với kN)  N  98(tương đương với kN)

 Số bu lông chọn đủ khả năng chịu kéo

 Kiểm tra khả năng chịu cắt và ép mặt của bu lông:

Trong đó: fvb = 32 (tương đương với kN/cm 2 ) : cường độ tính toán của bulong chịu cắt.

b = 1 : hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông tinh

A= 2.45 (tương đương với cm 2 ): diện tích tiết diện ngang của thân bu lông (tương đương với phần không ren). n v  1 - Số mặt cắt tính toán của một bu lông.

Khả năng chịu ép mặt của bu lông

∑tmin = 1(tương đương với cm) là tổng chiều dày nhò nhất của các bản thép cùng trượt về 1 phía (tương đương với cùng bị ép mặt về một phía)

  N cb  df cb b   t min   2 43.5 1 1 87 KN     

Khả năng chịu cắt và ép mặt của một bu lông

Vậy liên kết đủ bền

Bề dày của bản bích xác định từ điều kiện chịu uốn:

 Chọn tbb = 2 (tương đương với cm)

6.4.3 Thiết kế đường liên kết tiết diện xà ngang với mặt bích

Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn phía cánh ngoài (tương đương với kể cả sườn):

Lực kéo trong bản cánh dưới do mômen, lực dọc và lực cắt gây ra:

Chiều cao cần thiết các đường hàn liên kết bản cánh cột vào mặt bích:

Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết bản bụng xà với mặt bích:

Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn là hf= 8 (tương đương với cm)

Chi tiết liên kết ở đỉnh xà

Liên kết chân cửa trời

- Chân cửa trời được liên kết với cánh xà ngang bằng bu lông.

- Chọn tổ hợp tải trọng gây kéo nhiều nhất cho bu lông liên kết tại chân cột cửa trời để tính toán:

Mmax = 15.27 (tương đương với kN.m); N= 6.43 (tương đương với kN); V= 15.95 (tương đương với kN)

Kích thước tiết diện chân cửa trời

Tiết diện cột cửa trời

- Đặt trưng hình học tiết diện cột:

I bh (tương đương với cm )

2 8 2 Đặc trưng tiết diện cột cửa trời

6.5.1 Kiểm tra điều kiện bền

Cần kiểm tra điều kiện bền theo công thức: c n x

9.17 (tương đương với kN/cm ) 21 1 21 (tương đương với kN/cm )

8.795 (tương đương với kN/cm ) 21 1 21 (tương đương với kN/cm )

6.5.2 Kiểm tra bu lông tại vị trí cột cửa mái

Hình 7.6 Bố trí bu lông ở liên kết cột cửa trời.

- Cường độ tính toán chịu cắt của bu lông: fvb = 32 (tương đương với kN/cm 2 )

- Cường độ tính toán chịu ép mặt của bu lông: fcb = 43.5 (tương đương với kN/cm 2 )

 Khả năng chịu kéo của một bulông:

Với: ftb= 40 (tương đương với kN/cm 2 ): cường độ chịu kéo của bu lông

Abn= 2.01 (tương đương với cm 2 ): Diện tích tiết diện thân bu lông (tương đương với trừ giảm yếu do ren).

 Lực kéo lớn nhất ở hàng bulông ngoài cùng:

N  60.34(tương đương với KN)  N  80.4(tương đương với kN)

Thoả mãn điều kiện chịu kéo

 Khả năng chịu lực của bu lông theo điều kiện chịu cắt và ép mặt:

Lực tác dụng lên một bu lông:

Trong đó: fvb= 32 (tương đương với kN/cm 2 ) - cường độ tính toán của bulong chịu cắt.

b=1 - hệ số điều kiện làm việc của liên kết bu lông tinh

A= 1.57 (tương đương với cm 2 ) - diện tích tiết diện ngang của thân bu lông (tương đương với phần không ren). nv=1- Số mặt cắt tính toán của một bu lông.

∑tmin = 1(tương đương với cm): là tổng chiều dày nhò nhất của các bản thép cùng trượt về 1 phía (tương đương với cùng bị ép mặt về một phía)

  N cb  df cb b   t min   2 43.5 1 1 87 kN     

Vậy liên kết đủ bền

Bề dày của bản bích xác định từ điều kiện chịu uốn:

 Chọn tbb= 1.2 (tương đương với cm)

- Tổng chiều dài đường hàn phí cánh dưới (tương đương với kể cả sườn):

 l w    4 (tương đương với 5 1) 16 (tương đương với cm) 

- Lực kéo trong bản cánh dưới do mô men, lực dọc và lực cắt gây ra:

- Chiều cao cần thiết của các đường hàn:

- Chiều cao cần thiết của đường hàn liên kết bản bụng xà với mặt xích:

V 15.95 h 0.04(tương đương với cm) l f 2 (tương đương với 18 1) (tương đương với 0.7 18) 1

- Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn là hf= 6 (tương đương với mm)

Chi tiết liên kết cột cửa trời

Thiết kế chi tiết nối xà ngang

Vị trí nối là vị trí có giá trị moment nhỏ nhất trên dầm:

Trường hợp M (kN.m) N (kN) Q (kN)

- Chọn bu lông có cấp độ bền 8.8 với f = 400000 (tương đương với KN/ m ) ; f = 320000 (tương đương với KN/ m ) tb 2 vb 2

- Nguyên tắc bố trí bulong: (tương đương với Bảng 44- Quy định bố trí bulong TCVN 5575:2012) + Khi chịu kéo khoảng cách giữa các buloong lớn nhất là 16d, nhỏ nhất là 2.5d

+ Khoảng cách từ tâm bulong đến mép cấu kiện: nhỏ nhất đối với buloong cường độ cao khi mép bất kì và hướng bất kì là 1.3d, lớn nhất là 4d hoặc là 8d.

- Đường kính bulong chọn là: d = 22 mm; đường kính lỗ là 23 mm, có Abn = 3.03 cm 2

- Phía cánh ngoài của cột bố trí một cặp sườn gia cường cho mặt bích , với kích thước lấy như sau:

- Bề rộng phụ thuộc vào kích thước mặt bích: Chọn ls = 9 (tương đương với cm)

- Chiều cao: h s  1.5 l s  1.5 0.09 0.135 (tương đương với )   m  Chọn hs = 15 (tương đương với cm)

- Khả năng chịu kéo của một bulong:

  N tb  f tb  A bn  400000 (tương đương với 3.03 10 ) 121.2 (tương đương với    4  KN )

Trong đó: ftb: cường độ chịu kéo tính toán của buloong cấp độ bền 6.6

Abn: diện tích tiết diện thực của thân bulong,

- Khả năng chịu trượt của 1 bulong:

(tương đương với 0.7 1100000) (tương đương với 3.14 0.011 ) 0.9 0.25 1 38.72(tương đương với ) hb b f 1.7 b b

Trong đó: fhb : cường độ tính toán chịu kéo của vật liệu buloong cường độ cao liên kết ma sát fhb = 0.7xfub fub: cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của vật liệu bu long, mac thép 40Cr, fub = 1100000 (tương đương với KN/m 2 )

A: diện tích tiết diện thân bulong.

  b : hệ số điều kiện làm việc của liên kết phụ thuộc vào số buloong, do số buloong 5 < n = 8 < 10.

  : hệ số ma sát và hệ số tin cậy của liên kết (tương đương với với giả thuyết là không gai công bề mặt cấu kiện)   0.25 ;  b 2  1.7 nf : số lượng mặt ma sát (tương đương với nf = 1)

- Lực kéo tác dụng vào một bulong ở dãy ngoài cùng do momen và lực dọc phân vào thành:

Lấy dấu trừ vì N là lực nén

  max 5.34 (tương đương với ) 121.2 (tương đương với ) b tb

 Số bulong đủ khả năng chịu lực.

- Khả năng chịu cắt và ép mặt của bulong:

3.03 (tương đương với ) 38.72 (tương đương với )

 Số bulong đủ khả năng chịu cắt và ép mặt.

Hình 6.12 Bố trí bu lông mặt bích xà ngang

- Bề dày mặt bích được xác định từ điều kiện chịu uốn:

(tương đương với ) (tương đương với 0.25 0.15) 210000 t b N cm b b f

(tương đương với ) 0.55 (tương đương với 0.3 0.55) 210000 b N i t cm b h f

 Chọn ts = 1 (tương đương với cm)

Trong đó: b1: khoảng cách giữa 2 tâm bulong theo phương cạnh b. b : bề rộng cánh và bề rộng của mặt bích.

 : với hi là khoảng cách dãy bulong thứ i. h1 là khoảng cách giữa 2 dãy bulong ngoài cùng.

6.6.3 Thiết kế liên kết mặt bích với cột và xà ngang

- Tổng chiều dài tính toán của đưuòng hàn phía ngoài cùng (tương đương với kể cả sườn): w 4 (tương đương với 12 1) 2 (tương đương với 10 1) 62(tương đương với ) l        cm

Lực kéo trong bản cánh ngoài do momen và lực dọc phân bố thành.

Chiều cao cần thiết của dường hàn phía trong và phía cánh ngoài: w w min

0.211 (tương đương với ) (tương đương với ) 0.8 126000 1 yc k f c h N mm l  f 

Chiều cao cần thiết của đường hàn bản bụng và mặt bích: w w min

0.231 (tương đương với ) (tương đương với ) 2 (tương đương với 0.426 0.01) 126000 1 yc f c h Q mm l  f 

 Chọn hf = 6 (tương đương với mm)