thiết kế khung ngang nhà xưởng 1 tầng, một nhịp, chương 5 doc

Chương 5: Tính liên kết thanh giằng vào các nhánh cột. a) Đường hàn liên kết thanh giằng xiên vào nhánh cột chòu lực Ntx = 6.838(T) Với các loại thép có 2 3450 / btc R Kg cm  , dùng que hàn E42 thì 2 2 1800 / ; 0.45 0.45 3450 1550 / gh gt btc R Kg cm R R Kg cm      Hàn tay nên 1;7.0 th   ming 2 ghh 2 gtt )R(cm/Kg126018007.0R cm/Kg155015501R     Thanh xiên là thép L80x6 có góc giả thiết đường cao đường hàn sống h hs = 8cm; chiều cao đường hàn mép h hm = 6cm. Chiều cao cần thiết của đường hàn sống l hs và đường hàn mép để liên kết thép góc thanh bụng xiên vào má cột là: 3 min 3 min 0.7 0.7 6.838 10 6.33 ) ( ) 0.8 1260 0.75 0.3 0.3 6.838 10 3.62( ) ( ) 0.6 1260 0.75 tx hs s g tx hm m g N l cm h R N l cm h R                   b) Đường hàn thanh bụng ngang L40x5 vào nhánh cột đử chòu lực cắt Q qư = 1.13T (rất bé). Vì vậy chọn với cấu tạo với cm5l;mm4h;mm6h hhmhs  Kiểm tra lại tỷ số độ cứng giữa hai phần cột 1 2 597068 6.323 94426.93 J J   Sai số do với tỷ lệ đã chọn 8 6.323 20.9% 8   THIẾT KẾ CHI TIẾT CỘT 1. Mối nối hai phần cột Nội lực để tính mối nối là nột lực ở ngay trên vai cột (tiết diện Ct) . Từ bảng tổ hợp nột lực ở tiết diện Ct ta chọn được hai cặp nội lực nguy hiểm nhất là: 1 2 9.2 ; 45.1 32.26 ; 52.981 M Tm N T M Tm N T      Nội lực lớn nhất mà mối nối cánh ngoài, cánh trong phải chòu 1 1 ' 1 2 2 ' 1 45 9.2 40.9( ) 2 2 0.46 52.98 32.26 91.05( ) 2 2 0.46 ng tr N M S T b N M S T b           Đường hàn có chiều dài bằng bề rộng cánh cột trên, chiều cao đường hàn bằng chiều dày thép cánh cột trên, ứng suất trong đường hàn: 3 2 3 2 40.95 10 525.01 2100 / 2(38 1) 91.05 10 1167 2100 / 2(38 1) tr tr nh h h ng ng nh h h S R Kg cm l S R Kg cm l                   Mối nối bụng cột, tính đủ chòu lực cắt tại tiết diện nối. Vì lực cắt ở cột trên khá bé đường hàn đối đầu lấy theo cấu tạo: hàn suốt, với chiều cao đường hàn đúng bằng chiều dày thép bản bụng. 2. Tính dầm vai -Dầm vai như dầm đơn giản nhòp l = h t = 1 m. - Dầm vai chòu uốn bởi lực từ cánh trong của cột trên S tr = 91.05T . Sơ đồ như hình vẽ Strong -Phản lực gối tựa: 0.5 91.05 45.52( ) 1 d t trong t h h A S T h      B = 0.5 91.05 42.25( ) 1 T   -Mômen lớn nhất tại giữa nhòp: 0.4 42.25 0.5 22.76( ) M A T      Chọn chiều dày bản đậy mút nhánh cầu trục của cột mm20 bd   ; chiều rộng sườn đầu dầm cầu trục mmb S 200 Chiều dày bản bụng dầm vai xác đònh từ điều kiện ép cục bộ của lực tập trung (D max + G dct ) Chiều dài truyền lực ép cục bộ đến bụng dầm vai )(2422202 cmbz bdS   Chiều dày cần thiết của bản bụng dầm vai tính theo: max 0.356( ) DCT dv em D G cm zR     vậy chọn 14( ) dv cm   Bụng nhánh cầu trục của cột dưới xẻ rãnh cho bản bụng dầm vai luồn qua. Hai bản bụng này liên kết với nhau bằng 4 đường hàn góc.  Chiều cao bụng dầm vai phải đủ chứa 4 đường hàn góc liên kết bản bụng dầm vai với bụng nhánh cầu trục. Giả thiết chiều cao đường hàn góc h h = 6mm. Chiều dài một đường hàn cần thiết là: max ;1 min 1 24.05( ) 4 ( ) DCT h h g D G B l cm h R        Chiều dài một đường hàn cần thiết liên kết bản K vào bụng dầm vai (để 4 đường hàn này đủ truyền lực S tr ) ;2 min 1 31.109( ) 4 ( ) tr h h g S l cm h R      Theo yêu cầu cấu tạo : mhh ddv 5.3775.05.05.0  Chọn h dv = 60cm. chiều dày bản cánh dưới dầm vai bằng 10mm; chiều cao bản bụng dầm vai 60 (2 1) 57( ) bdv h cm     Kiểm tra điều kiện chòu uốn của dầm vai -Momen chống uốn bản bụng: 2 2 3 6 1.5 66 108.9( ) 6 6 dv bdv h W cm      -Kiểm tra điều kiện uốn của tiết diện chữ nhật 5 2 2 max 22.76 10 2090 / 2100 / 101.64 dv M Kg cm R Kg cm W         3. Chân cột liên kết cột với móng  Lực nén lớn nhất ở tiết diện chân cột Nhánh cầu trục: 1 2 1 1 66( ) nh N y M N T C C    Nhánh mái: 2 1 2 2 128.54( ) nh N y M N T C C     Vật liệu thép chân cột và thép bulông neo BCT3KT12  Móng bê tông M150 có R n = 60Kg/cm 2 . Giả thiết hệ số tăng cường độ do nén cục bộ mặt bê tông móng 2 3 /72602.1 2.1 cmKgRmR A A m ncbncb bd m cb   Diện tích yêu cầu của bản đế nhánh mái: 3 2 2 2 128 10 1785 172 yc nh bd ncb N A cm R     Diện tích yêu cầu của bản đế nhánh cầu chạy: 3 2 1 1 66 10 916.7 72 yc nh bd ncb N A cm R     Chiều rộng bản đế theo yêu cầu cấu tạo 1 2 2 40 2 1.4 2 4 50.8( ) dd B b C cm           Chiều dài L của bản đế từng nhánh tính được là: 2 2 35( ) yc yc bd bd A L cm B   chọn L 2bd = 55(cm) 1 1 18( ) yc yc bd bd A L cm B   chọn L 2bd = 30(cm) Ứng suất thực tế ngay dưới bản đế 2 2 2 2 2 1 1 1 128458 46 / 50 55 66000 23.6 / 50 55 nh nh nhm bd nh nh nhm bd N Kg cm F N Kg cm F               Tính chiều dày bản đế: Ở nhánh mái (nhánh 2) momen lớn nhất ở bản kê 3 cạnh: 2 2 29.17 1.5 0.127 19.4 0.127 46 19.4 2199( ) b a M d Kgcm               Ở nhánh cầu trục (nhánh 1) momen lớn nhất ở bản kê 3 cạnh: 2 2 12.1 0.776 0.095 15.6 0.095 23.62 15.6 547( ) b a M d Kgcm               6 6 547 2.5( ) 2100 bd M cm R       Chọn chiều dày bản đế là 3.5cm cho cả chân cột 50 195 1401010010140 400 40 250 101010 195 þ42 350 40 750 10 12 10 195 50 225 þ64 40 40 195 500 50 195 500 10 195 10 500 225 500 50 4. Tính kích thước dầm đế Tải trọng truyền lên dầm đế ở nhánh mái: (4 1 0.5 20) 46 690 / đ q Kg cm       Tổng phản lực truyền lên dầm đế: 2 2 690 55 37957 dd dd N q l Kg     Chọn chiều cao đường hàn sống và hàn mép h hs = 8mm; h hm = 6mm Chiều cao cần thiết của đường hàn sống và hàn mép min min ( ) 37957 16 3.67 28.8( ) ( ) 16 0.8 1260 37957 3.67 12( ) ( ) 16 0.6 1260 g g dd hs g hs g g dd hm g m g b a N l cm b h R a N l cm b h R               chọn dầm đế có tiết diện 400x450x10mm Kiểm tra dầm đế về chòu uốn và cắt Nhòp tính toán dầm đế l dđ = 258.3 + 20 = 278.3 mm = 27.83 cm 2 2 2 3 2 690 27.83 2.67 2 2 690 27.83 19.2 1 45 337.5( ) 6 45 1 45( ) dd dd dd dd dd dd dd dd q l M Tm Q q l T W cm F cm               Kiểm tra bền: 2 2 2 2 19200 426.8 / 1300 / 45 267257 791.87 / 1300 / 337.5 dd td dd td td td Q Kg cm Kg cm F M Kg cm Kg cm W           Tính sườn ngăn A Tải trọng truyền xuống sườn ngăn A: 20 46 920( / ) sn q Kg cm    Momen và lực cắt sườn ngăn 2 2 920 29.17 391484( ) 2 2 920 29.17 26841( ) sn sn sn sn q l M kgcm Q q l Kg         Chọn kích thước sườn ngăn là: 420x10mm Momen chống uốn của sườn ngăn: )cm(294 6 421 W 3 2 sn    Kiểm tra sườn ngăn về uốn: 2 1 2 391484 1331 2100 / 294 26841 639 2100 / 42 sng sn sn sn sn sn M Kg cm W Q Kg cm F           Tính liên kết hàn sườn ngăn vào nhánh cột chọn chiều cao đường hàn 10mm Khả năng chòu lực của đường hàn 2 2 2 2 2 2 2 2 2 391848 6 998( / ) 2 0.7 1 (42 1) 26841 467.6( / ) 2 0.7 1 (42 1) 998 467 1102( / ) 1800( / ) sn h h sn h h td h h h M kg cm W Q kg cm F kg cm R kg cm                             Vậy kích thước dầm đế và sườn ngăn chọn Dầm đế: 450x10mm Sườn ngăn 450x10mm 5. Tính bu lông neo Từ bảng tổ hợp nội lực cột, ở tiết diện chân cột, tìm ra tổ hợp mômen uốn lớn nhất và lực dọc nhỏ nhất tổ hợp nột lực (1,7) : Mmin = 21.86Tm; N = 48.5T Nội lực lớn nhất trong nhánh mái. 21.859 0.9 56 38.3( ) 1.1 48.5 0.9 39.69( ) 1.1 t b g t t b t M M n M Tm n N N n Tm n          Trong đó M t và N t là nội lực tại chân cột do tónh tải gây ra. M g là momen tại chân cột do tải trọng gío gây ra. Tổ hợp nội lực cho nhánh cầu trục: Mmax = 63.66 Tm; N=56.41T Cặp nột lực kéo lớn nhất cho nhánh cầu trục là 59.69( ) 39.69( ) t b g t t b t M M n M Tm n N N n Tm n      Lực kéo trong bulông neo chân cột nhánh mái là 1 16.85( ) m BL yM N N T C C     Lực kéo trong bulông neo chân cột nhánh cầu trục là 2 45.19( ) ct BL yM N N T C C     Mỗi nhánh cột dùng 2 BL neo dùng bu lông có R neo = 1400(Kg/cm) Nhánh mái: 2 12( ) m m BL BL N F cm R    Chọn BL 42  có F th = 10.45x2 = 20.9 (cm 2 ) Nhánh cầu trục: 3 2 45.18 10 32.2( ) 2 1400 m m BL BL N F cm R      Chọn BL 64  có F th = 25.2x2 = 50.4 (cm 2 ) 6. Tính sườn BL neo Chọn chiều dày sườn S=10mm, chiều rộng sườn 55mm chiều cao sườn hs = 280mm Nội lực trong sườn 16.85 8.43( ) 2 2 16.85 9 75.8( ) 2 2 N Q T N M e Tm               Trong đó e =9 là khoảng cách từ trọng tâm BL neo đến mép dầm đế Sườn hàn vào dầm đế bằng 2 đường hàn, mỗi bên có h h = 8mm Kiểm tra đường hàn: 3 2 2 3 2 2 2 2 75.83 10 6 557.2757( / ) 2 0.7 0.8(28 1) 8.42 10 278.63( / ) 2 0.7 0.8(28 1) 557.27 278.6379 623 1800 / h h h h g td h M Kg cm W Q Kg cm F R KG cm                        Kiểm tra tiết diện sườn: 3 2 2 3 2 2 2 2 75.83 10 6 364( / ) 2 1 25 8.42 10 105.32( / ) 2 1 25 364 105 378 2100 / s s s s td M Kg cm W Q Kg cm F R KG cm                      Chọn chiều dày bản thép ngang mm20   , kích thước bản đế ngang 104x100mm 3 2 2 3 2 2 8.42 14 29.48( ) 4 4 29.49 10 6 931 2100 / 15.5 3.5 8.42 10 77.65 / 1300 / 2 2 15.5 3.5 Ql M Tm M Kg cm W Q Kg cm R KG cm F                      . 6 54 7 2 .5( ) 210 0 bd M cm R       Chọn chiều dày bản đế là 3.5cm cho cả chân cột 50 19 5 14 010 10 010 140 400 40 250 10 1 010 19 5 þ42 350 40 750 10 12 10 19 5 50 2 25 þ64 40 40 19 5 500 50 19 5 500 10 19 5. thép ngang mm20   , kích thước bản đế ngang 10 4x100mm 3 2 2 3 2 2 8.42 14 29.48( ) 4 4 29.49 10 6 9 31 210 0 / 15 .5 3 .5 8.42 10 77. 65 / 13 00 / 2 2 15 .5 3 .5 Ql M Tm M Kg cm W Q Kg cm R KG cm F    . dùng que hàn E42 thì 2 2 18 00 / ; 0. 45 0. 45 3 450 15 50 / gh gt btc R Kg cm R R Kg cm      Hàn tay nên 1; 7.0 th   ming 2 ghh 2 gtt )R(cm/Kg126 018 007.0R cm/Kg 155 0 15 501R     Thanh