Đồ án kết cấu thép

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG.... Kiểm tra ôn định cục bộ của bản cánh và bản bụng.... Tính các đặc trưng hình học của tiết diện đầm vai.... Liên kết bản cánh với bụng cột

DO AN KET CAU THEP

SVTH: NGUYEN VIET LINH MSSV: 2051160174

GVHD: Th.S NGUYEN TAM HUNG

9:i09)I€10:)1508.990.0cs 3

3.1 Tải trọng tác dụng lên mát - 222 2211221121112 119211111181 111111115 11111 11111111 H1 E11 1111 ry 4

3.1.1 Tĩnh tải - c1 21221221121 12111 152121151181 211 1112111112711 8111 H1 8111111111111 1 E11 111 Tre 4

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên xà gỒ - S221 1121221221121 11 211221 rre 8

C11111 11111111 1111111 11 111111111111 1111111 111111111 111111111111 1111111111 11 111111110111 1111111 111111116 111111110110 11 01111 11 11156 9

3.3.2 Nội lực xả øÖ tường s1 n1 11 121221 11211212121 1111 1 1 11221 9

CHƯƠNG 4 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG 10

4.1.1 Tải trọng do tôn, xà gỗ, trần treo kĩ thuật vả xả ngang -Ss ST 10 4.1.2 Tải trọng bản thân của tôn tường và xà gŠ tường ST E2 2 ra 10 4.1.3 Trọng lượng bản thân dầm cầu trục 1 S S 1212151111111 2111515111112 na 10

5.1 Chọn sơ bộ tiết điện 22 SH 9121555115355 111111111111112111211111111111111 1101512112 01t H are 21

5.3 Tổ hợp tải trọng ác sc S22 1111212111122 111121 121 11221111 12111 nga 23

5.5.2 Kiểm tra tải đỉnh cột 2 S22 S12215212211111211211211271121121111211212211122 22s 27 CHƯƠNG 6 THIẾT KẾ CỘTT 22: s2212E11221127112112711211121121112112112112112211222 re 27 6.1 Thiết kế tiết diện cột 2-22 2S 2112212112711 11221111121121121111211212111121121212 212 re 27 6.1.1 Xác định chiều dải tính toán 2-22 221221 EEE921222122122127112112111127121211 2112 te 27 6.1.2 Đặc trưng hình học tiết diện cột - 5+ S1 SE SE191111121111211112121121 10112111 ru 28 6.1.3 Kiểm tra tiết diện - 2-2222 S21221121122121121121112112111121211212112212212 1212 xe 29

6.1.4 Kiểm tra ôn định cục bộ của bản cánh và bản bụng ác c c2 re 31

CHƯƠNG 7 THIẾT KẾ XÀ NGANG 22-21 22122122212 11121122112212221221 22122 errrag 32

7.1.1 Nội lực đầu xà 2-22 212221221222 1121121122121 1222121212121 re 32

7.1.2 Kiểm tra tiết diện xà ngang đã chọn: - - L1 20121112111 21 101115111111 11112111 1181111 32

7.2 Thiết kế tiết diện Đoạn xà không thay đôi tiết diện -.- 25 SE E22211112121 1E 6 33 CHƯƠNG 8 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT - 2 + 21 1EE11211211111111211211 1101111111 11g 36 8.1 Chỉ tiết vai cột 5 S222 12221 11211111121121121121211212112121121212221 12k 36

Lo (‹‹4X .L : ÚỶÝÝỶÝỶÝ 36

8.1.2 Tính các đặc trưng hình học của tiết diện đầm vai 22 ST H111 215183 Hee, 36

8.1.3 Kiểm tra tiết diện - 2-2222 22125112112112112112111211211112121211122122121 21212 xe 36 8.1.4 Tính toán đường hàn liên kết đầm vai với bản cánh cột 5-52 S12 c2xcxe2 37 8.2 Thiết kế chân cột - 22 s2 2112225512712212212112112111111121121111211111212121122 112k 39

§.2.1 Xác định kích thước bản đỀ 2-22 2s 21925121227111221111121121121127121121 212210 xe 39 8.2.2 Tính toán đầm đỂ 2-2 21S11221521271271121121121121121111211211111111221221 2 te 42

8.2.3 Tính toán sườn À - L c n 1 211111211 n Hán 11c kg n1 kg kg k C11161 tr 42 8.2.4 Tính toán sườn B -.- L TL 2n nn 2H 1n ng 1 ng He ng kg 1kg kg k6 k ng kg 44

8.2.6 Tính toán đường hàn liên kết cột với bản đí s5 s9 T21 112121121221 21 yeu 46

8.3.1 Tính toán bulong liên kết - 5-5121 S221 5E511111E711121121111111211121 21111 1 rau 47

8.3.2 Tính toán bản bích 5 - Q01 1121110 1111115511111 1 1151511111119 15 15111111 n 111111 C10111 1 111k u 48

8.4 Thiết kế mối nối đỉnh xả 2.- S22 221219215 2112712712117112112112112112122122121212 yeu 49

§.5 Thiết kế mối nỗi xả( ở nhịp) 5 s91 S2 EE12112117111121111111211 1112121222111 1 ru 52

§.6 Liên kết bản cánh với bụng cột và xà ngang s5 cc 2E1E121222121121 121g 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO -2- 25+ 21 22122122711111221121112112111211222122212222 rau 53

THIẾT KẺ KHUNG THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẢNG MỘT NHỊP CHUONG 1 SO LIEU THIET KE

Thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp một tầng, một nhịp với các số liệu cho trước như sau: (Đề 37)

+ Cường độ tiêu chuẩn:

` nas , fhy = 240MMMMMM = 24 (tkticemm)

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG

Phần cột chén dudi cdt mat nén: HH; = Omm (coi mat mong 6 cốt 0.0m)

- Chiều cao phần cột trên, từ vai cột đỡ dầm câu trục đến đáy xả ngang:

HA, = HH; + AA aay + AH, = 1.2 + 0.85 + 0.2 = 2.25 (mm) — ta chon 2.3 (m)

Trong do:

Hf chon so bo: -@' ='@pp=@ ='@.7.5=0.94 = 0.75 m= ta chon 0,85 (m)

ditt gg 19 8 10

Chiều cao ctia ray : HH,, = 0.2mm ( chọn sơ bộ)

Chiều cao phần cột dưới, tính từ mặt móng, đến mặt trên của vai cột:

2.2 Theo phương ngang

i Chọn chiêu cao tiết diện cột theo yêu câu độ cứng: h = lg _Hu=$@_+ lo 092

(cm) (cm) | (cm) | (cm) cm (kG/m) Z7250x72x2.5 25 | 964.891 | 76.115 | 99.971 | 13.238 10.05 8.24

- Chọn khoảng cách giữa cac xa 96 trén mat phang mai là: 1.2m

3.1 Tải trọng tác dụng lên mái

- Tran treo ky thuat

gg" = pPwmua X MMyox X cos at = 0.4 x 1.2 x cos 9.65 = 0.474 (kmm)

gg" = nnyyyy qd =1.1 x 0.474 = 0.5214 (W&Ñkhmm)

3.1.2 Hoat tai

qq," = pp x MM, fae 03x 1.2 = =0.36 (kw&klimm) 4u Mh pp 1.3 x 0.36 = 0.468 (kkkk/mm)

3.1.3 Quy tải về phương X,Y

- Tĩnh tải:

qg ho =`9q#" + qq + đt @ x sinaa = (0.0566 + 0.0824 + 0.474) x sin 9.65 tñmnh,vw êm

= 0.103 (kkkk/nun)

qq’ = qq" + aq + qo ® x cosaa =(0.0566 + 0.0824 + 0.474) x cos 9.65 tiinnhyy tiêm

= (0.605 (kkkk/mm) qg® = Ogg" + qq" +44" Ox sinaa= (0.06 + 0.08652 + 0.5214) x sin 9.65

ag = = ag x cos « = 0.36 x cos 9.65 = 0.355 (kkkkimm) ityy

fe" = = a9" x sin « = 0.468 x sin 9.65 = 0.078 (kkkk/mm)

tt

aa = = ad" xX cos « = 0.468 x cos 9.65 = 0.462 (kkkk/inm) hityy ht

3.1.4 Tải trọng gió (gió bốc tác dụng lên xà gỗ)

- Trường hợp gió ngang nha:

Áp lực gió tiêu chuẩn: Wo = 1.25 kN/m2 (thuộc phân vùng gió

IIB) Hé số vượt tải của tải trọng gió: n = 1.2

Hệ sô kê đên sự thay đôi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình B:

K, =1.033 (gid bốc với chiều cao mái =12.042 (m)

K; =I (cột đón và hút gió với chiều đỉnh cột = 9.9 (m) |

> Gia tri của tải trọng 216:

WW" = ww kky coyyo MMyoy = 1.25 1.033 x (0.4) x 1.2 = 0.62 (kkkkhnn)

Mỹ = wes x ñm= 0.62 x 1.2 = -0.744 (kkkk/mm)

(Tra bảng 5 TCVN 2737)

3.1.5 Tong tai trọng tác dụng lên xà gồ

- Tổ hợp 1: Tĩnh tải + Hoạt tải

mm wai + gg = 0.103 + 0.06 = 0.163 (kkkk/mm)

đ „# ~ hx Attxx qq” =qq° + đề = 0.112 + 0.078 = 0.19 (kkkk/nm)

ag" =qg™@ +4g™ = 0.605 + 0.355 = 0.96 (kkkk/inm)

qq" = qq + qq = 0.66 + 0.462 = 1.122 (kkkk/imm)

(Dy tfimhyy ityy

- T6 hop 2: Tĩnh tải + Gió bốc

qq@ = qq" + WW*= 0.605 +(—0.62) = —0.015 (kkkk/mm) (ayy nt qq = tấnnh yy + WW" = 0.66 + (0.744) = 0.084 (kkkk/mm) 2 ttt (2).yy tinnh,yy 2

- Chọn kết quả tải trọng từ tổ hợp 1 đề kiểm tra (Vì tổ hợp này có ngoại lực lớn hơn)

3.2 Kiểm tra tiết điện xà gồ mái

— Théa diéu kién bén

Trong do:

+ yo=0.9 hé s6 diéu kiện làm việc

+ ff =230 MPa : cường độ của thép xà gồ (CCT38)

- Điều kiện biến dạng (độ võng):

— Théa diéu kién dé vong

3.3 Kiểm tra tiết điện Xà gồ tường

- Ta chọn xả gỗ tường tiết diện Z300x72x2.3 có các đặc trưng hình học như sau:

® - Theo phương y (do g1ó):

Ka Wo(kN/m2) | c; | W= Mục kb, cụ MM,„„(kNm)

3.3.3 Kiểm tra tiết diện xà gồ

- Kiểm tra điều kiện bền:

—> Thỏa mãn điểu kiện bên

- Điều kiện biến dạng (độ võng):

— Thõa điêu kiện độ võng

10

CHƯƠNG 4 XÁC ĐỊNH TAI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG

4.1 Tĩnh tai

4.1.1 Tải trọng do tôn, xà gé, tran treo kĩ thuật và xà ngang

Ta lay trọng lượng bản thân các tắm lợp, cách nhiệt, xa gô mái là 0,15(kN/m’)

O15 xB 015x74s

cos a == ————— = 1,14 (kkkk/mm)

cos 9,65

4.1.2 Tải trọng bản thân của tôn tường và xà gồ tường

Quy thành tải tập trung tại đỉnh cột, ta lấy sơ bộ trọng lượng bản thân bằng 0.15 (KNám?)

0.15 x HH x BB = 0.15 x 9.9 x 7.5 =11.14 (kkk)

4.1.3 Trọng lượng bản thân dầm cầu trục

Trọng lượng bản thân dam cau truc chon so bé la 1 kkkk/mm Quy thanh tai tap trung va momen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột:

G7“ =1 x BB = 1 x 1.5 = 1.5 (kkkk) MMS =7.5 x (LL, —0.5 x h)= 7.5 x (1.35 — 0.5 x 0.65) = 7.69 (KH, mm)

*Gia tri tĩnh tải (TT) tác dung lén khung*

4.2 Hoat tai mai

theo TCVN 2737-1995 trị số hoạt tải do thi công, sửa chữa có giá trị tiểu chuẩn là 0.3

kN/mỷ, hệ số vượt tải là 1.3

H

Quy đối thành lực phân bố đều trên xà ngang:

4.3 Tải trọng gió

Cac hé 86 ce, k đã được xác định ở mục 3 1.4

-Tải trong ø1ó tác dụng lên cột:

+Phía đón gió:

WW" = wwoo kko cụ B = 125 x1 x0.§ x 1ã = 1.5 (&kkimm)

+Phía khuất gió:

W3" =wwoo kk ccyys- B= 1.25 x 1 x 0.5x7.5 =4.5 (kkkkimm)

-Tai trong gi6 tac dung lén mat:

+Phía đón gió:

WW = wwoo kk com B= 1.25 x 1.033 x 0.375 x 7.5 = 3.64 (kkkk/inm)

+Phia khuat gid:

WW = wwoo kk coum B= 1.25 x 1.033 x 0.47.5 = 3.88 (kkkkinm)

*Qió trái (WINDT)*

14

*Gió phải (WINDP)*

4.4 Hoạt tải cầu trục

Từ dữ liệu dau bai ta và tra theo Bảng II.3 ở trong giáo trình của Đoản Tuyết Ngọc và các tác giả, ứng với giá trị của sức trục Q=8 (T) ta có các thông số sau :

tựa dầm cầu trục khi các bánh xe cầu trục di chuyên đến vị trí bất lợi nhất Với khung một nhịp cần xét tải trọng của hai cầu trục đặt sát nhau

BB 7500

BB - (Bey KK 7500 — (3850 — 3200

yy = TÊN lạ _ ( ) 098

B 7500 BB- BB 7500 — 3850 y= —— = ——— — — = 0.486

BB 7500

hệ số tô hợp khi xét đến tải trọng do câu trục n„ = 0.85 ( ché d6 lam viéc trung binh)

yypp = 1.1 là hệ số vượt tải của hoạt tai cầu trục

Pmax- áp lực lớn nhất tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên Tay

Pmin- áp lực nhỏ nhật tiêu chuân của một bánh xe câu trục lên ray

DDN = mM, By, = 0.85 x 59 x 2.972 = 149 (kkk)

Mu

DD™ =nngag ® MMunyy; = 0.85 x 18.6 x 2.972 = 47 (kkk) min

16

*Cầu trục lên cột phải (DMAXP)*

18

4.4.2 Lực hãm ngang của cầu trục

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

+

CHƯƠNG 5 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

5.1 Chọn sơ bộ tiết điện

- Chiều cao tiết diện cột chọn từ điều kiện độ cing:

Trường hợp Kí hiệu Giá trị tiêu chuẩn tái

Tải phân bố đều: 1,14kN/m TLBT kết cấu (SW khai báo tự động

4 ‘ Cét trai: 149 kN; 152.8 kNm

ap Tye ding max | Wax Ll

tral Cot phai:47 kN; 49,2 kNm

áp lực đứng max DMAXP Cột trái: 47 kN; 49,2 kNm 1

(hướng sang phải)

(hướng sang phải)

hãm phải

(hướng sang trái)

12

5.3 Tổ hợp tải trọng

-Ta cần xét hai tô hợp cơ bản:

+ Tổ hợp cơ ban 1: gom nội lực do tĩnh tải và một hoạt tải sây ra (hệ số tô hợp n.=1)

+ Tổ hợp cơ bản 2: gom nội lực do tĩnh tải và các hoạt tải bat lợi (hệ số tổ hợp n.=0,9)

-Nguyên tắc khi tổ hợp tải trọng:

+ Nội lực do tĩnh tải luôn kế đến trong mọi trường hợp

+ Khi đã kế lực hãm T thì phải có lực đứng D„ax„, Nội lực do Daax„ xét ở phía cột nào thì

nội lực hãm ngang T phải kê đến ở phía cột đó

+ Có thê kê tới lực đứng Dmax mà không cân kê tới lực hãm T

( ( ( ( ( (

U25=1.1*TT+(1.3* HTMP+1.1* DMAXP+1.1*TPHAIT, *0,9

24

S2ó=TT+(DMAXT+TTRAIT)*0,9 U2ó=1.1”TT+ 1.1*DMAXT+1.1*TTRAIT)*0,9

$29=TT+{DMAXP+TPHAIT) *0,9 U29=1.1*TT+(1.1* DMAXP+1.1* TPHAIT)*0,9

S30=TT+{ DMAXT+WINDT)*0,9 U30=1.1*TT+(1.1* DMAXT+1.2WINDT)*0,9

S31=TT+(DMAXT+WINDP)*0,9 U31=1.1*TT+(1.1* DMAXT+1.2*WINDP)*0,9

S$34=TT+(DMAXT+TTRAIT+WINDT)*O U34=1.1*TT+(1.1* DMAXT+1.1* TTRAIT+1.2 *WINDT)*O

S35=TT+(DMAXT+TTRAIP+WINDT)70,9 U35=1.1*TT+(1.1* DMAXT+1.1*TTRAI P+1.2"WINDT)*0, 5

S3ó=TT+(DMAXT+TTRAIT+WINDP)*0,9 U36=1.1*TT+(1.1* DMAXT+1.1*TTRAIT+1.2 *WINDP) *0,9

S37=TT+(DMAXT+TTRAIP+WINDP)* U37=1.1*TT+(1.1* DMAXT+1.1*TTRAIP+1.2 *WINDP) *0,9

S38=TT+{ DMAXP+TPHAIP+WINDT)*0,9 U38=1.1*TT+(1.1* DMAXP+1.1* TPHAIP+1.2*WINDT) *0,9

U39=1.1*TT+(1.1* DMAXP+1.1* TPHAIT+1.2WINDT)*0,9

S46=TT+{(HTMT+DMAXT+WINDT)*0,9 U46=1,1*TT+(1,3* HTMT+1,1*DMAXT+1,2*WINDT)*0,9

S47=TT+{HTMT+DMAXT+WINDP)*0,9 U47=1,1*TT+(1,3* HTMT+1,1* DMAXT+1,2WINDP)*0,9

*0,9 U48=1,1*TT+(1,3* HTMT+1,1* DMAXP+1,2 *WINDT)*0,9 S49=TT+{HTMT+DMAXP+WINDP)*0,9 U49=1,1*TT+(1,3* HTMT+1,1*DMAXP+1,2 *WINDP)*0,9

S50=TT+(HTMP+DMAXT+WINDT)*0,9 U50=1,1*TT+(1,3* HTMP+1,1*DMAXT+1,2*WINDT)*0,9

S51=TT+(HTMP+DMAXT+WINDP)*0,9 U51=1,1*TT+{1,3” HTMP+1,1?DMAXT+1,2*WINDP) 0,9

S52=TT+(HTMP+DMAXP+WINDT)*0,9 U52=1,1*TT+(1,3* HTMP+1,1* DMAXP+1,2*WINDT) *0,9

$65=TT+(HTMT+DMAXT+TTRAIP+WINDP)*0,9_| U65=1,1*TT+ 13"HIMT+1 1*DMAXRT1°TTRAIP+1 2'WINDP]'05 2

$66=TT+(HTMT+DMAXP+TPHAIP+WINDT)*0,9_ | U66=1,1*TT+(1,3* HTMT+1,1*DMAXP+1,1*TPHAIP+1,2*WINDT)*O

$67=TT+(HTMT+DMAXP+TPHAIT+WINDT)*0,9_ | Uó7=1,1*TT+(1,37HTMT+1,1*DMAXP+1,17TPHAIT+1,2*WINDT)*0 S$68=TT+(HTMT+DMAXP+TPHAIP+WINDP)*0,9_| U68=1,1*TT+ 1 8"HIMT++1*DMAMP111°TPHAIP+12'WNNDP)"05 2 S69=TT+(HTMT+DMAXP+TPHAIT+WINDP)*0,9 | U69=1,1*TT+(1,37HTMT+1,1*DMAXP+1,1*TPHAIT+1,2*WINDP)*0 S70=TT+(HTMP+DMAXT+TTRAIT+WINDT)*0,9_ | U70=1,1*TT+ 13"HIMPL1.3'DMAXTL1 1 TLRATL12"WINDI'02 9 S71=TT4(HTMP+DMAXT+TTRAIP+WINDT)*0,9 | U71=1,1*TT+(1,3*HTMP+1,1*DMAXT+1,1*TTRAIP+1,2*WINDT)*0,9

25

5.5 Kiểm tra điều kiện chuyền vị

5.5.1 Kiểm tra tại đỉnh công trình

*Chuyén vi dime tai dinh xa ngang dya theo biéu dé bao ES*

> điều kiện kiếm tra: (Điều 5.3.5 TCVN 5575-2012)

Ms 0 _ 2 0.063 100 400 ~” (mm) >AA AA = 0.03993 =0 (mm) < 0.063(mm) > tthe 0.063 héMM

27

5.5.2 Kiểm tra tải đỉnh cột

*Chuyén vi ngang tai dinh cét dựa theo biéu dé bao ES*

> Điêu kiên kiêm tra: