ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG ĐH KIẾN TRÚC HÀ NỘI THIẾT KẾ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VINH(KẾT CẤU THÉP)

- Xét với tải trọng do hai cầu trục mang vật nặng ở vị trí sát nhau tác dụng bất lợinhất.áp lực thẳng đứng tính toán P của bánh xe xác định theo công thức: P = k1.n.nc.Pmax.. Trong đó:

Trang 1

chỉ bảo tận tình của các thầy, cô trong trờng Em đã tích luỹ đợc lợng kiến thức cần thiết

để làm hành trang cho sự nghiệp sau này

Qua kỳ làm đồ án tốt nghiệp kết thúc khoá học 1996 - 2001 của khoa xây dựng, cácthầy, cô đã cho em hiểu biết thêm đợc rất nhiều điều bổ ích, giúp em sau khi ra trờngtham gia vào đội ngũ những ngời làm công tác xây dựng không còn bỡ ngỡ Qua đây emxin chân thành cảm ơn:

PGS TS: NGUYễN KHắC SINH

TS : PHạM MINH Hà

PGS TS: VƯƠNG VĂN THàNH

THS : NGUYễN HOàI NAM

Đã tận tình hớng dẫn, chỉ bảo em trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp, giúp em hoànthành đợc nhiệm vụ mà trờng đã giao Em cũng xin cảm ơn các thầy cô giáo trong trờng

Đại học kiến Trúc Hà nội đã tận tình dậy bảo trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu.Mặc dù đã cố gắng hết mình trong quá trình làm đồ án, nhng do kiến thức còn hạnchế nên khó tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy em rất mong đợc các thầy cô và các bạnchỉ bảo thêm

Trang 2

Giới thiệu công trình 1- Sự cần thiết đầu t xây dựng.

Hiện nay Việt Nam đang trong quá trình phát triển mạnh mẽ hiện đại hoá, côngnghiệp hoá đất nớc Đi đôi với chính sách đổi mới, mở cửa hội nhập kinh tế toàn cầu, thuhút các nguồn vốn đầu t nớc ngoài, tiếp thu và học hỏi các công nghệ tiên tiến trên thếgiới Chúng ta không ngừng phát triển kinh tế trong nớc, các nghành nghề có tiềm năng vàthế mạnh

Việc thúc đẩy phát triển kinh tế, công nghiệp hoá hiện đại hoá nói trên không thểthiếu sự đầu t xây dựng các khu công nghiệp, khu chế xuất mới và hiện đại Với nhữngnhà xuởng có tầm cỡ và quy mô phù hợp với các dây truyền công nghệ sản xuất tiên tiếnhiện nay

Đứng trớc thực tế đó nhà máy cơ khí VINH đợc đầu t xây dựng với dây truyền côngnghệ tiên tiến và hiện đại Là một trong những công trình quan trọng của tỉnh nghệ annói riêng và khu vực miền trung nói chung Nó tạo tiền đề cho việc đẩy mạnh sự pháttriển toàn diện của tỉnh và khu vực

2- Vị trí địa lý.

Công trình Nhà máy cơ khí vinh nằm trên khu công nghiệp trọng điểm củathành phố VINH tỉnh Nghệ An Công trình nằm cạnh đờng quốc lộ rất thuận lợi về giaothông cũng nh các điều kiện thi công xây dựng Tổng diện tích khu đất xây dựng nhà máylà: 27000 (m2), tổng diện tích xây dựng là: 13413 (m2)

3- Điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn.

Nhà máy nằm trên nền đất của khu công nghiệp thành phố VINH đã đợc san lấp mặtbằng, trớc đây là khu bãi hoang nay đã đợc cải tạo nên có địa hình bằng phẳng, mực nớcngầm tơng đối sâu so với cốt thiên nhiên, địa chất công trình thuộc loại đất tơng đối tốt

(Xem báo cáo địa chất công trình ở phần thiết kế nền móng ).

Trang 3

Quy mô công trình bao gồm ba khu nhà xởng sản xuất tạo thành một dây chuyềnkhép kín Trong đó khu nhà xởng chính là dãy nhà 3 nhịp, với chiều rộng mỗi nhịp là18m, khoảng cách của các bớc cột là 6m Do công trình có chức năng sản xuất sản phẩmnên kiến trúc của công trình đơn giản Các nhà xởng của công trình đều là nhà một tầng

có mái dốc về hai phía và không bố trí của trời Với độ dốc đảm bảo khả năng chịu lựccủa kết cấu khung và yêu cầu thoát nớc ma Ngoài ra công trình còn có khu vực hànhchính, đờng nội bộ, dải cây xanh và các công trình phụ cận khác Nền của công trình đợctôn cao 30 cm so với mặt đất tự nhiên

* Đặc điểm

Các nhà xởng đều có trang bị cầu trục trong nhà Trong đó khu nhà xởng chính (nhà

3 nhịp) đợc trang cầu trục có sức trục lớn nhất với mỗi nhịp nhà có 2 cầu trục Dự kiếnkhu nhà xởng chính sử dụng cầu trục do hãng ABUS sản xuất có sức nâng 20 tấn và móccẩu mềm Đỉnh ray cầu trục dặt ở mức cao trình + 7,500 m so với cốt 0,000 (mức cốt± 0,000 (mức cốttrong nhà)

Chi tiết xem bản vẽ KT – 01, 03

+ Kết cấu bao che

+ Kết cấu dầm cầu chạy

5.1- Kết cấu móng

Công trình dự kiến dùng giải pháp móng nông trên nền thiên nhiên, tuỳ theo báo cáo

địa chất khi khoan thăm dò mà có thể dùng các biện pháp sử lý nền móng khác nhau khi

có báo cáo khảo sát địa chất cụ thể Do khung ngang là kết cấu thép nên phía mặt trênmóng đợc chôn sẵn các bu lông neo, vị trí và số lợng bu lông neo đợc xác định theo tínhtoán liên kết cột với móng Sau khi neo cột vào móng đế cột đợc bọc bê tông để chống rỉ.(Báo cáo địa chất xem phần thiết kế móng)

5.2- Kết cấu khung ngang

Với đặc điểm công trình là nhà sản xuất, không có cửa trời nh trên đã giới thiệu Sứctải của cầu trục trên các nhịp 18m là Q = 20 Tấn, mỗi nhịp gồm hai cầu trục Do đó tảitrọng thẳng đứng cũng nh tải trọng ngang do cầu trục tác dụng lên khung không quá lớn,công trình ít chịu ảnh hởng của gió bão

Để hoà chung với sự phát triển mạnh mẽ trong nghành công nghiệp xây dựng của

n-ớc ta hiện nay Nên kết cấu khung ngang của công trình lựa chọn là khung thép nhẹ

(khung thép tiền chế) với các u điểm của nó, hết sức phù hợp với tầm cỡ và quy mô công

trình Cột của khung dự kiến dùng phơng án cột đặc không thay đổi tiết diện đợc chế tạo

từ thép bản Cột đợc liên kết ngàm với móng và liên ngàm với rờng ngang Khung có khẩu

Trang 4

Kết cấu hệ giằng gồm hệ giằng cột hệ giàng mái và hệ giằng xà gồ Sử dụng thép tròn có đờng kính phù hợp và có tăng đơ.

5.5- Kết cấu bao che

Kết cấu bao che gồm tờng cùng với các cửa sổ và hệ thống tôn thng quanh nhà là bộphận kết cấu bao che thẳng đứng của nhà Dự kiến công trình sử dụng loại tờng tự mangxây gạch dày 22 (cm), cao đến cao độ + 3,000m so với cốt 0,000 nhằm thuận tiện cho± 0,000 (mức cốtviệc lắp đặt hệ thống củă sổ và của đi cũng nh hệ lanh tô Bên cạnh đó hệ tờng xây gạnhtạo điều kiện liên kết thống nhất với hệ tờng trong không gian nhà xởng và thuận lợi choviệc lắp đặt các thiết bị của dây truyền công nghệ Tờng đợc xây trên hệ giằng móng vàchỉ chịu tải trọng bản thân

Ngoài các kết cấu chính ở trên còn có hệ dầm cầu chạy, hệ khung hồi chống gió đều

6.2 - Hệ thống điện

Tuyến điện trung thế 15 KV qua ống dẫn đặt ngầm dới đất đi vào trạm biến thế củanhà máy Ngoài ra còn có điện dự phòng cho nhà máy gồm các máy phát điện chạy bằngDiesel cung cấp Khi nguồn điện chính của công trình bi mất vì bất kỳ một lý do gì, máyphát điện sẽ cung cấp điện đầy đủ cho các nhu cầu cần thiết và cấp bách

6.3- Hệ thống thông gió

Đờng ống thông gió trong nhà xởng đợc bố trí ở những vị trí cần thiết của dâychuyền công nghệ, ngoài ra hệ thống cửa sổ bao quanh nhà ngoài nhiệm vụ chiếu sángcũng góp phần thông gió tự nhiên

6.4- Hệ thống cấp thoát nớc

6.4.1- Hệ thống cấp nớc sản xuất

Nớc sử dụng cho nhà máy đợc lấy từ hệ thống cung cấp nớc của khu vực qua trạmbơm riêng của nhà máy đến các bể chứa nớc và các vị trí cần thiết của xởng sản xuất.6.4.2- Hệ thống thoát nớc và sử lí nớc thải công trình

Nớc ma trên mái công trình đợc thu vào sênô và đa về bể sử lí nớc thải cùng với nớcthải từ các xởng sản suất, sau khi sử lí đợc đa ra hệ thống thoát nớc chung của khu vực.6.5- Hệ thống phòng cháy, chữa cháy

Trang 5

Trờng đại học kiến trúc hà nội

Khoa xây dựng

Phần 2

kết cấu 45%

Trang 6

I - Tính toán Dầm cầu trục

*Tính toán dầm cầu trục theo TCXDVN 338:2005

- Số liệu về cầu trục

Công trình sử dụng loại cầu trục có sức trục Q =20 (T) với móc cẩu mềm Do hãngABUS của cộng hoà liên bang Đức sản xuất có các số liệu nh trong bảng 1:

Bảng1: Số liệu cầu trục chạy điện Q =20 (T), một móc chế độ làm việc trung bình

Sức

trục

Nhịp Kích thớc Gabarit chính

Loại ray

20 16,5 3930 2900 1660 180 2 KP-70 11,9 2,37 1,19 8,54

- Loại ray sử dụng

Căn cứ vào sức trục của cầu trục ta lụă chọn loại ray KP – 70 có các số liệu chính

nh trong bảng 2:

Bảng2: Số liệu loại ray sử dụng KP - 70

Loại ray Khối lợng Kích thớc (mm) Momen quán tính(cm 4 )

Trang 7

- Xét với tải trọng do hai cầu trục mang vật nặng ở vị trí sát nhau tác dụng bất lợinhất.

áp lực thẳng đứng tính toán P của bánh xe xác định theo công thức:

P = k1.n.nc.Pmax.

Trong đó: k1 – Hệ số động lực kể đến khả năng thay đổi vận tốc của cầu trục và sựkhông bằng phẳng của ray lấy theo bảng 1.4 (Kết cấu Thép 2) phụ thuộc vào chế độlàm việc lấy bằng 1 đối với chế độ làm việc trung bình

n – Hệ số tin cậy của tải trọng, n = 1,1

nc – Hệ số tổ hợp nc= 0,85 (Đối với hai cầu trục)

Pmax – áp lực thẳng đứng lớn nhất ở một bánh xe, lấy theo catalo cầutrục

TTn

Với: n0 – Số bánh xe một bên ray cầu trục

T0 – Là lực hãm ngang tác dụng lên toàn bộ cầu trục; tính theo côngthức:

'

xc xc 0

xc

f (Q G )nT

n



Trong đó: Q – Sức trục của cầu trục

Trang 8

Lực cắt lớn nhất Vmax trong dầm sẽ xuất hiện khi có một trong số các lực tác dụng

đặt trực tiếp lên gối, các lực còn lại đặt gần gối nhất

+ Phơng pháp dùng đờng ảnh hởng

Dựa vào lý thuyết đờng ảnh hởng, vẽ đờng ảnh hởng cho trờng hợp tải trọng đặt ở vịtrí gây nội lực lớn nhất, từ đó tính đợc giá trị nội lực Mmax và Qmax

- Tính nội lực theo phơng pháp Vinkle.

3.1 Nội lực tính toán do áp lực thẳng đứng P gây ra

- Tính Mmax

+ Sơ đồ tính toán nh hình vẽ 1

Từ sơ đồ trên, xác định đợc Mmax theo phơng pháp của cơ học kết cấu

Để xác định Mmax, ta cắt dầm tại điểm C là điểm có Mmax và xét cân bằng phần dầmbên trái ta đợc:

Do trọng lợng bản thân dầm cầu trục và của hoạt tải sửa chữa trên dầm hãm đợc kể

đến qua hệ số  = 1,03, nên mô men uốn tính toán và lực cắt tính toán đợc xác định theo công thức:

Mx = .Mmax = 1,03.28,74 = 29,6 (Tm)

Vy = .Vmax = 1,03.24,2 = 24,9 (T)

Vc = 1,03.7 = 7,21(T)

3.2 Nội lực tính toán do lực hãm ngang T gây ra

Vì điểm đặt lực ngang T cùng vị trí với áp lực thẳng đứng P nên mô men uốn tínhtoán My và lực cắt tính toán Vx do lực hãm ngang T gây ra cũng đợc xác định nh khi tính

Mmax và Vmax, có nghĩa là:

T 0,5

Trang 9

yc Mmax

W

R.γ

Trong đó:  - Hệ số điều kiện làm việc,  = 1

5

3 yc

Do độ võng của dầm cầu trục đợc kiểm tra với tải trọng của một cầu trục nên trớctiên phải tính mô men uốn tiêu chuẩn Mtc lớn nhất do một cầu trục gây ra bằng phơngpháp Vinkle ta có sơ đồ truyền tải và biểu đồ Mtcmax của một cầu trục

Trang 10

Chọn tw= 8 mm

4.2 Xác định kích thớc tiết diện cánh dầm

Dự kiến chọn chiều dày cánh tf = 1,2 (mm)  hf = 51,2 (cm); hd = 52,4 (cm);Theo điều kiện bền về chịu uốn của dầm, diện tích tiết diện cánh dầm đợc xác địnhtheo công thức:

4.3 Xác định bản dầm hãm, thanh biên và cấu tạo dầm

Do sức trục Q = 20 (T) nên dự kiến lấy  = 750 (mm) là khoảng cách từ trục định vị

ở cột đến trục của dầm cầu trục, do đó dầm hãm sẽ có nhịp < 1,5m, theo điều kiện cấu tạolấy chiều dày bản dầm hãm là 6 (mm)

Tiết diện thanh biên chọn thép hình C N018a

l-Các trị số đối với các trục

z 0 (cm)

h b I x (cm 4 ) I y (cm 4 ) W x (cm 3 ) W y (cm 3 )

18a 180 74 22,2 17,4 1190 105 132 20,7 2,13Tiết diện dầm chọn nh hình vẽ 3:

Trang 11

Hình 3: Cấu tạo dầm hãm

5 Kiểm tra tiết diện dầm về độ bền.

- Đặc trng hình học của tiết diện:

Trong đó: Các tiết diện có các số hiệu 1, 2, 3 lần lợt tơng ứng là kích thớc của

bản hãm, bản cánh trên dầm và thanh biên CN0 18a (Xem hình vẽ 3)

Vì đờng tác dụng của lực gần đi qua tâm uốn nên ảnh hởng xoắn là không lớn lắm

do đó để đơn giản việc thiết kế, cho phép kiểm tra tiết diện dầm theo giả thiết sau:

Mô men uốn do tải trọng thẳng đứng Mx tính cho dầm cầu trục chịu, mô men uốntheo phơng ngang My do dầm hãm chịu Nh vậy

ứng suất lớn nhất ở điểm A của cánh trên dầm cầu trục kiểm tra theo công thức:

t x y

MM

Trang 12

* Do tác dụng trục tiếp của áp lực bánh xe, ở bản bụng dầm, chỗ tiếp giáp với bảncánh, sẽ có ứng suất cục bộ cb,y theo phơng y.

Trong đó: P - áp lực tính toán của bánh xe cầu trục không kể đến hệ số động

1 – Hệ số tăng tải trọng tập trung lên một bánh xe, đợc lấy 1 = 1,1

z – Chiều dài quy ớc phân bố áp lực cục bộ, 3 c

Ic – Tổng mô men quán tính bản thân của cánh trên và của ray

3

4 C

1,1.11,13.10

0,8.35,97

Trang 13

Hình 4: Sơ đồ tiếp xúc cục bộ và sơ đồ tính mô men xoắn.

5.4 Kiểm tra ứng suất tơng đơng tại chỗ tiếp giáp cánh và bụng dầm

td x cb.y x cb.y xyσfγ  σfγ σfγ  σfγ σfγ 3.τ β.fTrong đó: x, xy – ứng suất pháp và ứng tiếp ở chỗ tiếp giáp cánh và bụng dầm

5

2

x f x

σfγ = 1748,5(kG/cm2) < 1,15.f = 1,15 2150 = 2472,5 (kG/cm2)

6 Kiểm tra võng.

Xác định độ võng của dầm cầu trục theo công thức gần đúng:

2

tc l

M 10.E.I

 

2 5

Điều kiện võng của dầm đợc thoả mãn

7 Kiểm tra tiết diện dầm hãm

Dầm hãm ngoài tác dụng chịu lực hãm ngang còn dùng làm lối đi lại, làm sàn thao tác và sửa chữa Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn ptc = 200 kG/m2 (theo 2737 - 1995)

a) Tải trọng tác dụng và nội lực trong dầm biên

- Tải trọng tác dụng lên dầm biên gồm có:

+ Tải trọng tạm thời

0,5

g 200 50(kG / m)

Trang 14

- Điều kiện kiểm tra bền.

y b tr

MM

Nh vậy độ bền và độ võng của dầm biên đã đợc thoả mãn

8 Kiểm tra điều kiện ổn định

- Dới tác dụng của ứng suất tiếp

Trớc hết kiểm tra giá trị độ mảnh qui ớc:

_ w

Do đó dầm không thể mất ổn định dới tác dụng của ứng suất tiếp trớc khi bản bụngmất khả năng chịu lực về bền

- Dới tác dụng của ứng suất pháp

Điều kiện kiểm tra:

w w

h

t =

500,8 = 62,5 < 5,5

6

Trang 15

Chọn ts = 6mm.

9 Tính toán cấu tạo liên kết

9.1.Tính liên kết cánh dầm với bụng dầm

x w min

V Sh

2.I (β.f ) γ

Trong đó: Vmax = 24900 (kG) là lực cắt lớn nhất ở đầu dầm

Sf - mômen tĩnh của cánh dầm đối với trục trung hoà của tiết diện dầm

- Do tải trọng tác dụng lên dầm là tải động tập trung cục bộ do đó tại vị trí có Vmax ờng hàn liên kết giữa cánh trên dầm và bụng dâm chịu thêm ứng suất cục bộ và cần kiểmtra điều kiện bền của đờng hàn với tác dụng đồng thời của lực trợt và lực tập trung cục bộTải trọng tập trung P:

đ-P = 11130 (kG)Lực cắt của dầm chính tại tiết diện này là:

V = 7210 (kG)Chiều cao đờng hàn này đợc tính theo công thức:

f f

Trang 16

Hình 5: Sơ đồ tính sờn đầu dầm.

Diện tích tiết diện sờn đầu dầm chọn theo điều kiện phải đủ chịu ứng suất ép mặt

đầu sờn do toàn bộ lực cắt ở đầu dầm: Vmax = 24,9 T

Diện tích tiết diện sờn đầu dầm đợc xác định theo công thức

 = 1 – Hệ số điều kiện làm việc

Kích thớc tiết diện sờn đàu dầm chọn nh sau:

+ Chọn bs = bf = 20 cm  S 7, 2

t20

 = 0,36 (cm)Theo điều kiện ổn định sờn:

s

bE

0,5f20

2,1 100,5

b) Kiểm tra ổn định tổng thể cho sờn đầu dầm.

Coi sờn và một phần bản bụng của dầm cùng làm việc nh cột chịu nén đúng tâm liênkết khớp ở hai đầu có tiết diện qui ớc

A = AS + tw C1Trong đó: C1 là đoạn bụng dầm cùng làm việc với sờn đầu dầm

Trang 17

z = rz Iz 934

41A

= 10,5

Tra bảng II.1 phụ lục 2 ta có hệ số dọc:  = 0,987

 Vmax 24900σfγ

z.A 0,987.41

  = 615 (kG/cm2) < R = 2150 (kG/cm2)

Kết luận: Sờn đầu dầm đảm bảo chịu lực

c) Tính liên kết sờn đầu dầm vào bụng dầm.

Chiều cao hf tính theo công thức:

hf

max

w min f

V2(β.f ) l

Trong đó: lf = hw – 1cm = 50 – 1 = 49 (cm)

Dùng phơng pháp hàn tay, que hàn N42có:

(.fw)min = f.fwf= 0,7.1800 = 1260 (kG/cm2)

hh

249002.1260.49

Chiều cao đờng hàn nhỏ, lấy hh theo cấu tạo hh = 6mm

Cấu tạo chi tiết dầm nh hình vẽ 6

Hình vẽ 6: Dầm cầu trục.

Chi tiết dầm cầu trục xem KC - 04

Trang 18

II Thiết kế xà gồ mái.

1 lựa chọn các cấu kiện.

Xà gồ mái chịu tác dụng của tải trọng tấm mái, lớp cách nhiệt và trọng lợng bản thâncủa xà gồ Lớp mái và xà gồ đợc chọn trớc theo tài liệu “ Pre - Engineered Buildings Design Manual “ Sau đó đợc kiểm tra lại theo điều kiện bền và điều kiện biến dạng của

xà gồ

1.1.Tấm lợp mái : (single skin panels) và lớp cách nhiệt

Chọn tấm lợp mái và lớp cách nhiệt có hình dạng và các thông số kỹ thuật nh sau:

lớp cách nhiệt lớp tôn lợp

Hình 7: Kích thớc tấm lợp và tấm cách nhiệt

Bảng 5: Các thông số của tấm cách nhiệt

Chiều dày T (mm) Trọng lợng (kG/m 2 ) I x (cm 3 ) S x (cm 3 ) Tải trọng cho phép (kN/m 2 )

Trang 19

Hình vẽ 8: Chi tiết và vị trí sử dụng từng loại xà gồ.

Chiều dày (mm)

Diện tích (cm 2 )

Tải trọng cho phép (kN) 200Z20 409,1 40,91 57,3 8,05 5,42 2 6,9 24,61 200C20 491,7 49,17 73,37 12,12 6,11 2 7,8 25,03 180ES20 390,5 43,4 74,1 27,9 5,88 2 7,5 28,09

2 Tải trọng tác dụng lên xà gồ

Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm : tải trọng tôn lợp mái, tải trọng lớp cách nhiệt, tải trọng bản thân xà gồ và tải trọng do hoạt tải sửa chữa mái

2.1 Tĩnh tải

Tĩnh tải do các lớp vật liệu mái truyền xuống xà gồ đợc tính toán trong bảng :

Bảng 7: Bảng tải trọng của các lớp vật liệu

Trang 20

a = 1, 5 0cos 5, 71 = 1,51 m

Xµ gå m¸i lµ cÊu kiÖn chÞu uèn xiªn Trêng hîp chÞu t¶i nguy hiÓm nhÊt lµ trêng hîptæng c¶ tÜnh t¶i vµ ho¹t t¶i t¸c dông TrÞ sè t¶i träng tÝnh to¸n xµ gå:

Mx=

y 2 tt

q l

8 =

291,75.6

8 = 412,87 kGm

My =

x 2 tt

q l

8 =

29,17.6

8 = 41,26 kGm

- Theo ®iÒu kiÖn bÒn :

MM

Trang 21

Tiết diện đã chọn thoả mãn điều kiện về độ võng.

Vậy tiết diện xà gồ chữ Z đã chọn đảm bảo điều kiện về bền và biến dạng  Các

xà gồ chữ C và ES cũng đảm bảo điều kiện về bền và biến dạng

III - thiết kế khung ngang

1 Kích thớc Gabarit của khung ngang.

1.1 Kích thớc theo phơng ngang

- Trục định vị

Đối với sức trục Q = 20T ta chọn a = 0 và  = 750 mm

Để cầu trục làm việc an toàn theo phơng dọc nhà, khoảng cách  từ trục ray đến trục

định vị phải thoả mãn điều kiện  > B1 + (ht – a) + D

Trong đó: B1 = 180 mm (kích thớc Gabarit chính của cầu trục )

Trang 22

- Chiều cao phần cột trên:

Htr = H2 + Hdcc + HrTrong đó: Hdcc: Chiều cao của dầm cầu trục Hdcc = 524 mm

Hr: Chiều cao của ray và lớp đệm Hr = 146 mm

Htr = 1420+ 524 + 146 = 2090 mm

- Chiều cao phần cột dới:

Hd = H - Htr + H3Trong đó: H3: Phần cột chôn dới mặt nền, lấy H3 = 600 mm

Hd = 8930 – 2090 + 600 = 7440 mm

- Cao trình đỉnh mái

M = H + Hr + t + hdrTrong đó: Hr - Chiều cao giữa rờng, Hr = 0,9 m

t - Tổng chiều dày các lớp mái (xà gồ, tấm lợp, lớp cách nhiệt)

1.3 Chiều cao tiết diện

Do sức trục của cầu trục là không quá lớn, chế độ làm việc trung bình, do đó nội lựctính toán trong cột không chênh lệch quá nhiều giữa tiết diện cột trên và cột dới Do đó

để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn tiết diện cột không thay đổi

Chọn hc= 450 mm đối với cột biên

Chọn hc= 500 mm đối với cột giữa

Với  = 750 mm Nh vậy đối với cột biên trục định vị trùng với mép ngoài của cột,

đối với cột giữa trục định vị trùng với trục cột

Với cột biên ta có:

B1 + (ht – a) + D = 180 + 450 + 60 = 690 mm

Thoả mãn điều kiện  > B1 + (ht – a) + D

Từ số liệu đầu bài và căn cứ vào điều kiện cấu tạo ta chọn sơ bộ kích thớc tiết diện

và các kích thớc chính của khung ngang nh hình vẽ 10

Trang 23

Hình 10: Các kích thớc chính của khung ngang.

2 tác dụng và cách bố trí hệ giằng mái, giằng cột

2.1 Tác dụng của hệ giằng mái, giằng cột

Hệ giằng là một bộ phận quan trọng của kết cấu nhà, có các tác dụng:

+ Bảo đảm sự bất biến hình và độ cứng không gian của kết cấu chịu lực của nhà.+ Chịu các tải trọng tác dụng theo phơng dọc nhà, vuông góc với mặt phẳng khung

nh gió lên tờng hồi, lực hãm của cầu trục

+ Bảo đảm ổn định cho các cấu kiện chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột …

+ Làm cho lắp dựng an toàn, thuận tiện

Hệ thống giằng của nhà xởng đợc chia thành hai nhóm: giằng mái và giằng cột

2.2 Bố trí hệ giằng mái, giằng cột (xem bản vẽ KC 02).

3 Tải trọng tác dụng lên khung ngang.

3.1 Tĩnh tải mái và các lớp bao che

a) Tải trọng của các lớp mái và xà gồ đa về tải trọng phân bố đều trên rờng ngang+ Tĩnh tải mái đợc tính toán và lập thành bảng dới trong đó các hệ số vợt tải đợc lấytheo TCVN 2737 - 1995 :

Trang 24

Vậy tổng tải trọng phân bố tác dụng lên khung gồm là.

qtt = 22,64 6 = 135,84 kG/m

N = 856 (kG )

3.2 Tĩnh tải cầu trục

- Tĩnh tải do trọng lợng bản thân dầm cầu trục, trọng lợng của ray và các bản đệmhợp thành lực tập trung đặt lên vai cột

Gdct = n.(gdct + gray) B = 1,05.(69,08 + 52,83) 6 = 768 kGTrong đó: gdct = (2.0,2.0,012 + 0,5.0,008).7850 = 69,08 kG/m

- Ngoài ra tĩnh tải cầu trục còn gây ra mômen tập trung tại vai cột

Mct = Gdct .e + Đối với cột biên e = 0,525 m

Mct = Gdct .e = 768.0,525 = 403 kGm 3.3 Hoạt tải mái

Hoạt tải sữa chữa khi mái bị h hỏng đợc lấy theo TCVN 2737-1995 có trị số tiêu chuẩn: Ptc = 30 kG/m2 Hoạt tải tính toán với trị tin cậy n = 1,3 là :

Ptt = 30.1,3 = 39 kG/m2

 Hoạt tải tác dụng lên khung :

qht = 39.6 = 234 kG/m

3.4 Hoạt tải do áp lực đứng của bánh xe con cầu trục

Lực lớn nhất Dmax của cầu trục tác dụng lên cột đợc xác định theo lý thuyết đờng ảnhhởng khi bánh xe cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi nhất Ta có sơ đồ xác định vị trí bấtlợi nhất nh hình vẽ 11

Hình 11: Đờng ảnh hởng của hoạt tải cầu trục.

D max = nnc Pmaxtc yi = 1,1.0,85.11,9.(0,345 + 0,828 + 1 + 0,517) = 29,93 T

Dmin = nnc Pmintc yi = 1,1.0,85.2,37 (0,345 + 0,828 + 1 + 0,517) = 5,96 THoạt tải đứng cầu trục cũng gây ra mômen tạp trung ở vai cột

+ Với cột biên MDmax = 29930.0,525 = 15713 kGm

Trang 25

Gió thổi lên mặt tờng dọc đợc chuyển thành phân bố trên cột khung.

Gió thổi trong phạm vi mái đợc tính là tải phân bố trên mái, chuyển thành phân bốlên khung

Khu vực xây dựng công trình thuộc vùng gió III -B Theo TCVN 2737 – 1995 áplực phân bố ở độ cao 10m là: Wo= 125 (KG/m2)

Tải trọng gió tính toán tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của côngtrình là:

W=n.Wo.k.C

Trong đó:Wo - là áp lực ở độ cao 10m

k - là hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao, phụ thuộc vàodạng địa hình k xác định ở hai mức, mức đỉnh cột và mức đỉnh mái.Nội suy theo bảng 5 TCVN 2737 – 1995 ta có

+ Mức đỉnh tờng cao trình + 9,7(m) có k1= 0,99 (nội suy)

+ Mức đỉnh mái cao trình +10,6 (m) có k2= 1,01 (nội suy)

C - là hệ số khí động C = 0,8 với phía gió đẩy, C = 0,8 với phía gió hútPhần tải trọng gió tác dụng lên mái từ đỉnh cột trở lên lấy ktb hệ số trung bình

+ B là bớc cột B = 6 m

+ n = 1,2 : Hệ số độ tin cậy của tải trọng gió

+ C : Hệ số khí động lấy theo sơ đồ 9 TCVN 2737 – 1995 cho nhà ba nhịp có mái dốc 2 phía Sơ đồ nh hình vẽ 12

Trang 26