thuyết minh đồ án thép

ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉP  I. SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: 1.1. Mã đề 1312 ứng với các số liệu sau: - Nhịp nhà: L=18m - Chiều dài nhà: D=17B=17.6=102m - Cao trình ray: H 1 =7,5m - Sức trục: Q=16T - Áp lực gió tiêu chuẩn W 0 lấy theo TCVN 2737 lấy tại Nghệ An, chiều cao dầm cầu chạy tự chọn - Độ dốc mái i=10% 1.2. Vật liệu sử dụng: - Kết cấu khung: thép CCT34 có cường độ f=2100daN/cm 2 , que hàn N42 hoặc tương đương - Kết cấu bao che: mái tôn, tường xây gạch, móng bêtông cốt thép cấp độ bền B20 1.3. Liên kết sử dụng: Hàn và bulông II. XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CỦA KHUNG: 2.1. Theo phương ngang nhà: Vì nhà có cầu trục với sức trục nâng Q=16T<30T nên khoảng cách từ mép ngoài cột đến trục định vị a=0m (trục định vị trùng với mép ngoài của cột) Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: mmLm LL L K )1000;750(75,0 2 5,1618 2 11 ∈⇒= − = − = Trong đó: + L=18m nhịp nhà Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 1 - GV híng dÉn: ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp + L K nhịp cầu trục L K =16,5m Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu về độ cứng: ⇒÷=÷=÷= mHh )6,045,0(0,9). 15 1 20 1 () 15 1 20 1 ( chọn h=0,5m Khoảng cách từ trọng tâm ray cầu trục đến mép trong của cột: z= L 1 -h=0,75-0,5=0,25m=25cm > z min =18cm 2.2. Theo phương thẳng đứng: - Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H 2 =H k +b k =1,14+0,3=1,44m => chọn H 2 =1,5m Trong đó: + H K -chiều cao gabarit của cầu trục, là khoảng cách từ mặt ray đến điểm cao nhất của cầu trục H K =1,14m +b K -khe hở an toàn giữa cầu trục với xà ngang, lấy không nhỏ hơn 20cm chọn b K =0,3m - Chiều cao cột tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: H=H 1 +H 2 +H 3 =7,5+1,5+0=9,0m trong đó: + H 1 -là cao trình đỉnh ray +H 3 -là phần cột chôn dưới nền, xem mặt móng tại cốt 00.0± nên H 3 =0 Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang(phần cột trên): H t =H 2 +H dct +H r Trong đó: +H dct - là chiều cao dầm cầu trục, được chọn sơ bộ theo công thức ⇒÷=       ÷=       ÷= mHH Kdct )75,06,0(6. 8 1 10 1 8 1 10 1 chọn H dct =0,7m +H r - là chiều cao của ray và đệm, chon sơ bộ H r =0,2m Vậy H t =1,5+0,7+0,2=2,4m Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 2 - GV híng dÉn: ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp - Chiều cao của phần cột dưới: H d =H-H t =9,0-2,4=6,6m Ghi chú: - Các giá trị H K ; b K và z Min tra bảng II.3 số liệu cầu trục/Sức nâng 5- 32 tấn, chế độ làm việc trung bình - Thiết kế khung thép nhà Công nghiệp một tầng một nhịp-tác giả Phạm Minh Hà ứng với sức trục Q=16T a b +0.00 +6.60 +9.00 +9.90 9000 i = 1 0 % i = 1 0 % 18000 +7.50 6600 2400 2.3.Sơ đồ tính toán khung ngang : Chọn tiết diện cột không đổi với độ cứng cột là I 1 . Nhịp nhà 18m nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 3m. Với đoạn xà dài 3m độ cứng ở đầu xà và cuối xà là (giả thiết độ cứng của xà và cột tại chổ liên kết xà-cột là như nhau) I 1 và I 2 . Giải thiết tỷ số độ cứng )31(2/ 21 ÷∈=II « theo Thiết Kế Khung Thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp-tác giải Phạm Minh Hà-trang 16 » Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 3 - GV híng dÉn: ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp Do nhà công nghiệp có cầu trục nên chọn liên kết giữa cột với móng là liên kết ngàm tại mặt móng tức cốt 00.0 ± . Liên kết giữa cột với xà ngang cũng là liên kết ngàm (liên kết cứng) nhằm mục đích tăng độ cứng và giảm độ biển dạng của khung 18000 6600 2400 i = 1 0 % 9000 i = 1 0 % SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG III. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG : 3.1. Tải trọng thường xuyên(tỉnh tải : Độ dốc mái 0 71,51,0%10 =⇒=⇒= αα tagi nên 995,0;099,0 == αα CosSin Tải trọng tỉnh tải tác dụng lên khung bao gồm: Trọng lượng của các tấm lợp mái, trọng lượng bản thân xà gồ, trọng lượng bản thân khung ngang và dầm cầu trục. - Trọng lượng bản thân các tấm lợp, lớp cách nhiệt và xà gồ mái 0,15kN/m 2 . Trọng lượng bản thân xà ngang chọn sơ bộ 1kN/m. Tải trọng tỉnh tải tác dụng lên xà ngang : mkNgn Cos Bgn q /05,21.05,1 995,0 6.15,0.1,1 . 22 11 1 =+=+= α Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 4 - GV híng dÉn: ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp Trong đó: + n 1 và n 2 các hệ số vượt tải của mái tôn và xà ngang. chọn n 1 =1,1 và n 2 =1,05 + g 1 = 0,15kN/m 2 và g 2 =1kN/m + B=6m là bước cột. - Trọng lượng bản thân tôn tường và xà gồ tường lấy tương tự với mái là 0,15kN/m 2 (từ cốt m00.0± đến cốt m50.1+ xây tường gạch, phần còn lại dùng tấm tôn để lợp và khi tính toán ta bỏ qua phần tường xây cao 1,5m) và quy về thành lực tập trung đặt ở đỉnh cột: kNHBgnP t 45,7)5,10,9.(6.15,0.1,1)5,1.( 1 =−=−= Trong đó: H=9,0m là chiều cao cột - Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1kN/m. Quy thành tải tập trung và mômen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột : kNBgnP ctCT 3,66.1.05,1 === ; kNmhLPM ct 15,3)5,0.5,075,0.(3,6).5,0.( 1 ≈−=−= 18000 6600 2400 9000 2,05 kN/m 7,45 kN 7,45 kN 6,3 kN 3,15 kNm 6,3 kN 3,15 kNm SƠ ĐỒ TỈNH TẢI 3.2. Hoạt tải mái : Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 5 - GV híng dÉn: ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp Tra bảng 3-tải trọng phân bố đều trên sàn và cầu thang theo cuốn TCVN2737-1995 có trị số tiêu chuẩn của hoạt tải mái thi công hoặc sữa chữa mái (mái tôn) là 0,3kN/m 2 . Quy đổi về tải phân bố đều tác dụng lên xà ngang : 2 2 /35,2 995,0 6.3,0.3,1 mkN Cos Bpn q tc ≈== α 2,35 kN/m 18000 9000 SƠ ĐỒ HOẠT TẢI MÁI NỬA TRÁI 18000 9000 2,35 kN/m SƠ ĐỒ HOẠT TẢI MÁI NỬA PHẢI 3.3. Tải trọng gió : Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 6 - GV híng dÉn: ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp Tra bảng phụ lục E-phân vùng áp lực gió theo địa danh hành chính và bảng bảng 4- giá trị áp lực gió theo bản đồ phân vùng gió áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam ứng với dịa hình thành phố vinh ta có: W 0 =1,25kN/m 2 . Hệ số vượt tải chọn n=1,2 Tải trọng gió tác dụng vào khung gồm 2 thành phần: gió tác dụng vào cột và gió tác dụng trên mái. Căn cứ vào dạng mặt bằng và độ dốc mái, các hệ số khí động có thể xác định theo sơ đồ trong bảng 6-bảng chỉ dẫn xác định hệ số khí động- TCVN 2737-1995 kết hợp với nội suy ta được : Ce1=-0,543; C e2 =-0,4; C e3 =-0,4; Ce=+0,8(ứng với phía gió đẩy) Ce=+0,8 Ce3=-0,4 C e 1 = - 0 , 5 4 3 C e 2 = - 0 , 4 0 18000 9000 SƠ ĐỒ XÁC ĐỊNH HỆ SỐ KHÍ ĐỘNG Tra bảng 5-Bảng hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình-TC2737-1995 và nội suy ta có: k=0,976 Tải trọng gió tác dụng lên cột: - Phía đón gió: mkNBCkq epd /03,76.8,0.976,0.25,1.2,1 W. 0 === γ - Phía khuất gió: mkNBCkq eph /52,36.4,0.976,0.25,1.2,1 W. 30 === γ Tải trọng tác dụng lên mái : Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 7 - GV híng dÉn: ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp - Phía đón gió: mkNBCkq epd /77,46.543,0.976,0.25,1.2,1 W. 10 === γ - Phía khuất gió: mkNBCkq eph /52,36.4,0.976,0.25,1.2,1 W. 20 === γ 18000 9000 7,03 kN/m 3,52 kN/m 4 , 7 7 k N / m 3 , 5 2 k N / m GIÓ TRÁI SANG 7,03 kN/m 3,52 kN/m 3 , 5 2 k N / m 4 , 7 7 k N / m 18000 9000 GIÓ PHẢI SANG 3.4. Hoạt tải cầu trục : Tra bảng II.3 Sách thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tâng, một nhịp-Tác giả Phạm Minh Hà ta có : Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 8 - GV híng dÉn: ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp Bảng các thông số cần trục sức nâng Q=16T Nhịp L K (m ) Ch.Ca o Gabar it H K (mm) K.Các h Z Min (mm) B.rộng Gabari t B K (mm) Bề Rộn g đáy K K ( mm) T.Lượng cần trục G(T) T.Lượng xe con G xc (T) Áp lực P Max (kN) Áp lực P Min (kN ) 16,5 1140 180 3860 2900 7,72 1,19 97,7 20,9 Áp lực đứng của cầu trục tải trọng thảng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục được xác định bằng cách bằng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh xe của hai cầu trục sát nhau vào vị trí bất lợi nhất, xác định được các tung độ y i của đường ảnh hưởng ; từ đó xác định được áp lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lên cột : ∑ === KNypnD ipc 92,247714,2.7,97.1,1.85,0 maxmax γ ∑ === KNypnD ipc 04,53714,2.9,20.1,1.85,0 minmin γ ở trên : 74,2517,0184,0357,0 =+++= ∑ i y Các lực D Max và D Min thông qua ray và dầm cầu trục sẽ truyền vào vai cột, do đó sẽ lệch tâm so với trục cột là: mhLe 5,005.,5,075,05,0 1 =−=−= Trị số của các mômen lệch tâm tương ứng: kNmeDM MaxMax 96,1235,0.92,247. === ; kNmeDM MimMin 52,265,0.04,53. === Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 9 - GV híng dÉn: ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp P P P P CT-2 CT-1 2140 2900 960 3000 3000 12000 0,84 0,357 1,00 0517 3860 3860 ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐỂ XÁC ĐỊNH D Max VÀ D Min Sơ đồ tính khung với áp lực đứng của cầu trục 18000 6600 2400 9000 247,92 kN 123,96 kNm 53,04 kN 26,52 kNm D Max LÊN CỘT TRÁI Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 10 - GV híng dÉn: [...]... 3,85 , tra bng IV.3 h s e kim tra n nh ca cu kin tit din c, chu nộn lch tõm(nộn un), mt phng tỏc dng ca Nhóm sv thực hiện: 26 - 16 - GV hớng dẫn: Thuyết minh đồ án thép Moomen trựng vi mt phng i xng-trang 94, Thit k khung thộp nh mt tng, mt nhp, tg Phm Minh H-on Tuyt Ngc v ni suy ta cú: e = 0,27791 - iu kin n nh tng th ca ct trong mt phng khung c kim theo cụng thc: x = N 279,164 = = 12,81kN / cm 2... nng n nh ngoi mt phng ca ct tớnh theo cụng thc: Nhóm sv thực hiện: 26 - 17 - GV hớng dẫn: Thuyết minh đồ án thép c= Ta cú: c = 3,14 E / f = 3,14 1 + m x 21,.10 4 99 > y = 84,75 21 ng vi mx=1,3cm; c > y nờn tra bng 2.1 H s , i vi tit din ch I hoc ch T-trang 26- Thit k khung thộp nh mt tng, mt nhp- tg Phm Minh H-on Tuyt Ngc ta c: = 1 v = 0,65 + 0,05m x = 0,65 + 0,05.1,3 = 0,715 1 Nờn c = 1 +... Nhóm sv thực hiện: 26 - 18 - GV hớng dẫn: Thuyết minh đồ án thép b b0 9,6 = = 9,6 0 = 17,17 Tit din bn cỏnh tha món iu kin n nh tf 1 t f cc b - Vi bn bng: ễn nh cc b ca bn bng ct c kim tra theo cụng thc sau: hw hw tw tw h w Vi x = 1,83 < 2 tra Bng 2.2 Giỏ tr gii hn vi tit din ct ch Itw trang 28- Thit k khung thộp nh mt tng, mt nhp- tg Phm Minh Hon Tuyt Ngc ta cú hw 2 = 1,3 +... Phm Minh H v on Tuyt Ngc ta cú cỏc thụng s sau: D = 150mm ; B = 64mm ; t = 1,5mm ; y d = 19,6mm ; R = 4,8mm ; A = 4,54cm 2 Cỏc c trng hỡnh hc: I x = 165,24(cm 4 ) 2 Wx = I x = 22,032(cm 3 ) D S x = 21,63(cm 3 ) i x = 6,02(cm) x x ,8 R4 I y = 25,60(cm 4 ) 2 = 8(cm3 ) B S y = 5,92(cm 3 ) Wy = I y y 64 i y = 2,37(cm) Nhóm sv thực hiện: 26 19,6 150 1,5 TIT DIN X G - 26 - GV hớng dẫn: Thuyết minh đồ án thép. .. b2/a2=176/250=0,704 0,7 Tra bng 2.4-H s b vi bn kờ 3 cnh hoc hai cnh lin k-Thit k khung thộp nh cụng nghip mt tng, mt nhp-tg Phm Minh H v on Tuyt Ngc ta c: b = 0, 088 vi ng sut phn lc di múng xỏc nh theo cụng thc 1 = 0, 61kN / cm 2 Nhóm sv thực hiện: 26 - 32 - GV hớng dẫn: Thuyết minh đồ án thép Vy: M 1 = b 1d12 = 0, 088.0, 61.252 = 33,55kNcm - Xột ụ bn 2(bn kờ 2 cnh lin k): Cú 1762.1022 = 88mm ; t s b2/a2=88/203... 12 12 - Moomen quỏn tớnh theo phng y: 3 t f b f 48.0,83 h t 3 1.20 3 Iy = w w +2 = + 2 = 1335cm 4 12 12 12 12 Wx = 2 I x 2.31386 = = 1255,44cm 3 h 50 Nhóm sv thực hiện: 26 - 15 - GV hớng dẫn: Thuyết minh đồ án thép Ix 31386 = = 20,0cm; i y = A 78,4 ix = x = Iy A = 1335 = 4,13cm 78,4 l y 220 l x 1158,3 = = 57,915 ; y = = = 53,27 ix 20 i y 4,13 x = x f / E = 57,915 21 21 = 1,83 ; y = y f / E =...247,92 kN 53,04 kN 2400 Thuyết minh đồ án thép 123,96 kNm 6600 9000 26,52 kNm 18000 DMax LấN CT PHI Lc hóm ngang ca cu trc: - Lc hóm ngang ca ton b cu trc : T0=0,5Kf(Q+Gxc)=0,5.0,1.(160+11,9)=8,595kN Trong ú: + Kf-H s ma sỏt chn kf=0,1... ngang ca ton cu trc truyn lờn ct t vo cao trỡnh dm hóm: T = nc p T1tc i = 0,85.1,1.4,2975.2,714 = 10,91kN S tớnh khung vi lc hóm ngang ca cu trc Nhóm sv thực hiện: 26 - 11 - GV hớng dẫn: 1500 Thuyết minh đồ án thép 7500 10,91 kN 18000 1500 LC HM CT TRI 7500 10,91 kN 18000 LC HM CT PHI IV XC NH NI LC : La chn s b tit din ca cỏc cu kin: - Kớch thc ct: chiu cao ct h=50cm; b rng bn cỏch bf=(0,3ữ0,5)h=(15ữ25)=>... b dy bn cỏch tf=1cm 70 100 - Kớch thc tit din x ngang: i vi X 3M: h=35cm; bf=20cm; tw=0,8cm v tf=1cm i vi X 6M: h=25cm; bf=20cm; tw=0,8cm v tf=1cm Nhóm sv thực hiện: 26 - 12 - GV hớng dẫn: Thuyết minh đồ án thép Ghi chỳ: kớch thc tit din khai bỏo trong chng trỡnh Sap2000 chy ni lc chớnh l tit din la chn s b nh trờn Ni lc trong khung ngang c xỏc nh cho tng trng hp ti bng phn mm SAP 2000 Cu Tit Kin... phn bn bng b mt n nh cc b A ' = 2b f t f + 2C1t w = 2.20.1 + 2.38,76.0,8 = 102,016cm 2 > A = 78,4cm 2 nờn khụng cn kim tra li cỏc iu kin n nh tng th Nhóm sv thực hiện: 26 - 19 - GV hớng dẫn: Thuyết minh đồ án thép - Kim tra chuyn v ngang nh ct : VI THIT K X NGANG: 6.1.Thit k tit din X 3M (on x cú tit din thay i): T bng t hp ni lc ta chn ra cp ni lc tớnh toỏn: N=-37,170kN M=-127,690kNm V=36,797kN õy . ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉP  I. SỐ LIỆU CHO TRƯỚC: 1.1. Mã đề 1312 ứng với các số liệu sau: - Nhịp. khung thép nhà Công nghiệp một tầng một nhịp-tác giả Phạm Minh Hà ứng với sức trục Q=16T a b +0.00 +6.60 +9.00 +9.90 9000 i = 1 0 % i = 1 0 % 18000 +7.50 6600 2400 2.3.Sơ đồ tính toán. )31(2/ 21 ÷∈=II « theo Thiết Kế Khung Thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp-tác giải Phạm Minh Hà-trang 16 » Nhãm sv thùc hiÖn: 26 - 3 - GV híng dÉn: ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp Do nhà công nghiệp