Chương 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC NHÀ 1 Theo ph-¬ng ®øng: Chän cèt nỊn nhµ trïng víi cèt +0.00 ®Ĩ tÝnh c¸c th«ng sè chiỊu cao.Ta cã cao tr×nh ®Ønh ray H r = 8 m, nhÞp nhµ L=30 m (theo ®Ị bµi). MỈt kh¸c do t¶i träng cÇu trơc Q=50t 75t Tra phơ lơc VI.1 ta cã th«ng sè vỊ cÇu trơc: Lk= 28,5 m B=6650 mm. K=5250 mm. H C =3150 mm. B1=300 mm. F=650 mm p lực của bánh xe lên ray: 49T Trọng lượng xe con: 18T Trọng lượng toàn cẩu: 77T ChiỊu cao dÇm c©u ch¹y: hdcc=(1/5 1/8)Ldcchdcc=(1/51/8)*6000= (750 1200 mm) VËy ta lÊy hdcc=0,8 m KÝch th-íc cét trªn: Htr= hdcc+ Hr + HC + F + 0.1m +H líp ®Ưm ray. Htr=0,8 + 0,13 + 3,15 + 0,65 + 0,1 +0,08=4,91 m. LÊy H tr = 4.95m. KÝch th-íc cét d-íi: Hd=8 - Hr – hdcc - H líp ®Ưm ray + H3 Víi H3 lµ líp ch©n cét lÊy H3=0,80m Hd=8 – 0,13 – 0,8 – 0,08 + 0,80=7,79 m LÊy kÝch th-íc cét d-íi H d =7.8m ChiỊu cao toµn cét: H= Hd + Htr – H3=7,8 +4,95 – 0,80=11.95 m (TÝnh tõ mỈt mãng) 2 Theo ph-ơng ngang: Chọn bề rộng cột trên (tức chiều cao tiết diện cột trên) : h t =(1/101/12)*Htr=(1/101/12)*4,95 m vậy ta chọn htr=0,50 m (1/101/12)Htr. Chọn a: là khoảng cách từ mép ngoài cột đến trục định vị do sức trục Q=50t<75t nên ta chọn a= 250mm=0,25m. Chọn là khoảng cách từ trục định vị đến tim ray. Ta chọn khoảng hở an toàn d=0.075m B 1 + d + (h tr a ) B 1 = 0.3m tra theo cataloge cầu trục 0.3 + 0.075 + ( 500 250) = 525 m Tính chiều cao tiết diện cột d-ới (hd): Theo độ cứng ta có: hd=(1/15 1/20)Hd =(1/15 1/20)*7,8 m Theo đ/k cấu tạo ta chọn: hd = a + =0,25+0,75=1m Đảm bảo điều kiện hd = 1m >1/25*11.95 m = 0,478 m I. CHOẽN TNH TOAN HE MAI 1. Dàn mái ( xà ngang): Ta chọn theo mẫu chuẩn trong giáo trình kết cấu thép nhà công nghiệp. Vì tấm lơp mái là panel bê tông cốt thép do vậy ta chọn độ dốc i=(1/10 1/12) Hđd=2,2m;L=30 m Hđỉnh dài=3700m. Sơ đồ khung (trang bên). 2. Cửa mái: lcm=(1/31/2)Llcm=12m Chiêu cao ô cửa a=1/15L=1/15*30m=2m ; Chiêu cao bậu cửa hbc =400 450 mm Vậy ta chọn hbc= 400mm Với L cm = 12m, ta lấy H cm =2.5m Sơ đồ dàn máI ,cửa mái xem trang sau. II. HỆ GIẰNG 1. HƯ gi»ng m¸i: Bè trÝ tõ mÐp c¸nh d-íi cđa dµn lªn c¸nh trªn Gi»ng trong mp c¸nh trªn: §-ỵc bè trÝ theo mỈt ph¼ng c¸nh trªn cđa dµn kÌo , bè trÝ hƯ thanh chÐo ch÷ thËp. Nhµ cã chiỊu dµi lµ 96 m do vËy ngoµi gi»ng ë 2 ®Çu ta cßn bè trÝ ë gi÷a nhµ (trong gian gi÷a). 2. HƯ gi»ng c¸nh d-íi :§-ỵc bè trÝ cïng gian víi hƯ gi»ng c¸nh trªn vµ bè trÝ thªm hƯ gi¨ng doc nhµ ë 2 bªn ( xem s¬ ®å) 3. HƯ gi»ng ®øng: §-ỵc bè trÝ ë nh÷ng « cã mỈt ph¼ng gi»ng c¸nh trªn vµ gi»ng c¸nh d-íi ®-ỵc bè trÝ doc nhµ 4. HƯ gi»ng cét: Bao gåm cã hƯ gi»ng cét trªn vµ hƯ gi»ng cét d-íi - ë cét trªn ta bè trÝ gi»ng ë nh÷ng « cã gi»ng c¸nh trªn vµ gi»ng c¸nh d-íi - ë cét d-íi ta bè trÝ gi»ng ë gian gi÷a nhµ ®Ĩ tr¸nh g©y hiƯu øng nhiƯt nªn ta kh«ng bè trÝ gi»ng cét d-íi ë hai ®Çu nhµ (xem h×nh bªn). III. TÍNH TOÁN KHUNG NGANG 1 T¶i träng t¸c dơng lªn khung ngang nhµ: T¶i träng t¸c dơng lªn dµn: T¶i träng t¸c dơng lªn dµn bao gåm träng l-ỵng b¶n th©n cđa m¸i, cđa cưa trêi, cđa b¶n th©n kÕt cÊu vµ ho¹t t¶i. a. T¶i träng m¸i: Theo cÊu t¹o cđa c¸c líp m¸i ta cã b¶ng thèng kª c¸c t¶i träng m¸i nh- sau: STT Vật liệu , quy cách (m) (t/m 3 ) Gtc(t/m 3 ) n Gtt(t/m 3 ) 1 Gạch lá men 0,04 2 0,08 1,1 0,088 2 Vữa lót 0,015 1,8 0,027 1,3 0,035 3 BT chống thấm 0,04 2,5 0,1 1,1 0,11 4 BT xỉ cách nhiệt 0,15 0,75 0,1125 1,3 0,146 5 Panel BTCT 0,06 2,5 0,15 1,1 0,165 6 Trát trần 0,015 1,8 0,027 1,3 0,035 Cộng 0,32 0,4965 0,579 Quy đổi về mặt bằng Gi/Cos 0,499 0,582 7 G dàn , giằng = 3.10 -5 .L 2 0,033 1,05 0,035 A. Tải trọng phạm vi mái 0,532 0,617 8 G dàn cm = 5.10 -5 L cm 0,006 1,05 0,0063 B B. Tải trọng phạm vi cửa mái 0,538 0,623 9 Trọng lượng bậu cửa mái 0,04Lcm (t/m) 0,1 1,1 0,11 10 Trọng lượng bậu cửa mái 0,045 (t/m) 0,045 1,05 0,047 C. Tải trọng phạm vi chân cửa mái G x B'(t) 0,87 0,942 - Tải trọng tính toán quy đổi về thành lực tập trung tại nút thứ k được xác đònh theo công thức : P k = )( 4 )).(( 1 11 ckck m i mm jkk Gn Cos Gn BBdd Tấn Trong đó : B j-1 , B j bước khung hai bên lân cận của dàn vì kèo , m – số lớp mái ; G m – Tải trọng tính toán của lớp mái thứ i , G ck – tải trọng tính toán của các cấu kiện , n m - hệ số độ tin cậy tải trọng các lớp mái , n ck – hệ số độ tin cậy tải trọng các cấu kiện, d k-1 , d k – panel bên trái , bên phải nút k , m . - góc nghiêng của thanh cánh trên so với mặt bằng Như vậy : P 1 = (0 3).(6 6) 0,617 4 = 5.55(t) P 2 = 617,0 4 )66).(33( = 11.1 (t) P 4 = 623,0 4 )66).(33( = 11,21 (t) P 3 = 0,5P 2 + 0,5P 4 + G bậu = 12,1 (t) Phản lực đầu dàn V = 1 2 3 4 2 4 2 3 113.33 2 2 2 i P P P P P = 56.66(t) g m = 113.33 30 = 3,78 (t/m) b. Tải trọng tạm thời do thi công và sữa chửa mái . Tải trọng tạm thời xác đònh theo TCVN 2737-95 P tc = 0,075 T/m 2 mặt mái , hệ số vượt tải n= 1,3 Tải trọng tình toán : P tt = n.P tc . B Cos = 1,3 . 0,75.6/Cos5,7 = 0,588 T/m P’ 1 = 1,5 .0.588 = 0,88T P’ 2 = 3.0,588 = 1,76 T Phản lực đầu dàn V = 1 2 9 17.6 8.8 2 2 2 i P P (t) p m tt = 113.33 30 = 0.59 (t/m) c.Hoạt tải gió. Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm : - Gió trong phạmvi mái ,Từ cánh dưới dàn vì kèo trở lên,được chuyển về thành lực tập trung W nằm ngang đựat ở cánh dưới cao trình dàn vì kèo. - Gió thổi lên bề mặt tường dọc , được chuyển về thành lực tập trung phân bố trên cột .Nếu trong trương hợp có bố trí hệ thống cột phụ thì tải một phần được truyền lên cột và một phần truyền lên cột phụ từ đó quy về lực tập trung truyền vào khung. Trong trường hợp này với bước nhà B=12 , thì bố trí ba cột phụ trong một bước cột ,và có sơ đồ truyền tải như sau: p lực gió tác dụng lên công trình được xác đònh theo công thức: q z = n.W.k (z) .C i .B 1 . W= n.W o .k (z) .B.C i .h 1 . S= n. W o .k (z) .C i .B 1 .H/2. Lực tập trung ở chổ cánh dưới dàn sẻ là W+ S , Các công thức gió hút cũng lấy tương tự như trên. Trong đó : q z – p lực gió ở độ cao z n – hệ số tin cậy của tải trọng gió n= 1,2 W o – giá trò áp ực gió được xác đònh theo bản đồ phân vùng: Vùng gió II III IA A B A B IV V W o 0.055 0.083 0.095 0.11 0.125 0.155 0.185 C i – hệ số khí động xác đònh theo quy phạm TCVN 2737-95 K (z) – hệ số thay đổi áp lực gió theo độ cao : K (z) = 1,84451 m Zg Z 2 Z g – Độ cao grandient mà tại đó vận tốc gió không còn chòu ảnh hưởng sực cản mặt đệm . m – hệ số ma sát các lớp biên , xác đònh từ xử lý thống kê theo số liệu đo đạt profil gió trong lớp biên. Z g và hệ số m phụ thuộc vào dạng đòa hình A,B, C như sau: Đòa hình A B C Z g 250 300 400 m 0.07 0.09 0.14 Bảng xác đònh tải trọng gió : Hi (m) Z (m) K(z) Ci (đẩy) Ci (hút) q(z) đẩy q(z) hút Wđ(t) Wh(t) 7.8 7.8 1.135 0.8 -0.6 0.18 0.135 4.85 12.651.215 0.8 -0.6 0.192 0.144 2.7 15.351.248 0.8 -0.6 0.198 0.148 1.15 1.128 0.9 16.251.258 -0.423 -0.5 -0.105 0.125 3.6 19.851.294 0.7 -0.6 0.179 0.154 0.6 20.451.299 -0.423 -0.4 0.109 0.103 Taỷi troùng gioự trung bỡnh : q ủaồy = 18.0 85 . 4 8 . 7 85.419,08,718,0 xx t/m q huựt = 138.0 85 . 4 8 . 7 85.4144,08.7135,0 xx t/m . (t/m 3 ) Gtc(t/m 3 ) n Gtt(t/m 3 ) 1 Gạch lá men 0,04 2 0,08 1, 1 0,088 2 Vữa lót 0, 015 1, 8 0,027 1, 3 0,035 3 BT chống thấm 0,04 2,5 0 ,1 1 ,1 0 ,11 4 BT xỉ cách nhiệt 0 ,15 0,75 0 ,11 25 1, 3 0 ,14 6 5 Panel BTCT 0,06 2,5 0 ,15 1, 1 0 ,16 5 6. -0.6 0 .19 8 0 .14 8 1. 15 1. 128 0.9 16 .2 51. 258 -0.423 -0.5 -0 .10 5 0 .12 5 3.6 19 .8 51. 294 0.7 -0.6 0 .17 9 0 .15 4 0.6 20.4 51. 299 -0.423 -0.4 0 .10 9 0 .10 3 Taỷi troùng gioự trung bỡnh : q ủaồy = 18 .0 85 . 4 8 . 7 85. 419 ,08, 718 ,0 xx . Chọn bề rộng cột trên (tức chiều cao tiết diện cột trên) : h t = (1/ 1 01/ 12)*Htr= (1/ 1 01/ 12)*4,95 m vậy ta chọn htr=0,50 m (1/ 1 01/ 12)Htr. Chọn a: là khoảng cách từ mép ngoài cột đến trục định vị