Đồ án kết cấu thép 2 thiết kế nhà công nghiệp một tầng một nhịp(L=21m)

Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép I,Hệ giằng mái:bố trí từ mép cánh dới của dàn lên cánh trên 1, Giằng trong mp cánh trên: Đợc bố trí theo mặt phẳng cánh trên của dàn kèo

Trang 1

Thuyết minh đồ án SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép

THUYếT MINH Đồ áN

KếT CấU THéP

I,Theo ph ơng đứng:

-)Chọn cốt nền nhà trùng với cốt +0.00 để tính các thông số chiều cao.Ta có cao trình

đỉnh ray Hr= 8,5m, nhịp nhà L = 24 m (theo đề bài)

Mặt khác do tải trọng cầu trục Q = 50t < 75t , chế độ làm việc bình thờng

Tra phụ lục VI.1 ta có thông số về cầu trục:

vậy ta chọn htr=0,5m Thoả mãn điều kiện

2,Chọn a: là khoảng cách từ mép ngoài cột đến trục định vị do sức trục Q=50t < 75t nên

Theo đ/k cấu tạo ta chọn: hd = a + =0.25+0.75=1.0m

Đảm bảo điều kiện hd = 1.0m>1/15*9.1m

b,chọn tính toán hệ máI:

I,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

Hđd=2,2m;L=24mHđỉnh dài=3.4m

Sơ đồ khung (trang bên)

II,Cửa mái:

lcm=(1/31/2)Llcm=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  hcm =a + hbc + h panel = 2+2*0.4 + 0.4=3.2m

Trang 2

Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép

Sơ đồ dàn máI ,cửa mái xem trang sau

Trang 3

I,Hệ giằng mái:bố trí từ mép cánh dới của dàn lên cánh trên

1, Giằng trong mp cánh trên:

Đợc bố trí theo mặt phẳng cánh trên của dàn kèo , bố trí hệ thanh chéo chữ thập Nhà

có chiều dài là 102m do vậy ngoài giằng ở 2 đầu ta còn bố trí ở giữa nhà (trong gian

giữa)

Thanh chống dọc nhà dùng để cố định những nút quan trọng cua nhà Nút đỉnh nóc ,

nút đầu dàn, nút dới chân cửa trời Những thanh choóng dọc này cần thiết để bảo đảm

cho độ mảnh của cánh trên trong quá trình dựng lắp không bợt quá 220

2,Hệ giằng cánh d ới :

Đợc bố trí cùng gian với hệ giằng cánh trên và bố trí thêm hệ giăng doc nhà ở 2 đầu hồi

3,Hệ giằng trong mặt phẳng thanh đứng:

Đợc bố trí ở những thanh đứng đầu dàn và thanh đứng giữa giàn thoả mãn điều kiện

cách nhau 12 đến 15 m theo phơng ngang nhà.Theo phơng dọc nhà đặt tai những gian có

giằng cánh trên và cánh dới

Kết cấu chịu lực của cửa trới cuãng có các hệ giằng cánh trên, hệ giằng đứng nh đối với

dàn mái

II,Hệ giằng cột:

Bao gồm có hệ giằng cột trên và hệ giằng cột dới

ở cột trên ta bố trí giằng ở những ô có giằng cánh trên và giằng cánh dới

ở cột dới ta bố trí giằng ở gian giữa nhà để tránh gây hiệu ứng nhiệt nên ta không bố trí

giằng cột dới ở hai đầu nhà Phần cột dới do co Hd ≥ 9m (Hd=9.1m)

nên bố trí hai hệ giằng dọc theo chiều cao cột.(Hình bên)

I,Tải trọng tác dụng lên khung ngang nhà.

1,Tải trọng tác dụng lên dàn:

Tải trọng tác dụng lên dàn bao gồm trọng lợng bản thân của mái, của cửa trời, của

bản thân kết cấu và hoạt tải

a,Tải trọng mái:

Theo cấu tạo của các lớp mái ta có bảng thống kê các tải trọng mái nh sau:

Cấu tạo các lớp mái Tải trọng tiêu

chuẩn(daN/m2) Hệ số vợt tảin Tải trọng tínhtoán(daN/m2)

Trang 4

Đây là tải trọng phân bố theo diện tích mặt bằng mái ,ta qui về lực phân bố theo

diện tích mặt bằng nhà với I=1/10= tg  cos =0.99504, vậy ta lấyg’m=425 daN/m2

c,Tải trọng do trọng lợng kết cấu cửa trời:

Theo công thức kinh nghiệm :

gcm =1.1 αct.Lct=1,1.0,5.12=6,6

Ta lấy gcm=6,6 daN/m2

d,Tải trọng do trọng lợng cách cửa và bậu cửa trời:

Chọn trọng lợng của cửa kính gk= 1.1*(3540) ta lấy gcm=40daN/m2 cửa kính

Diện tích cửa kính

=180*2=360(m2)

Tải trọng do cửa kính phân bố trên mặt bằng nhà(tải tính toán)

Gk=1.1*360*40/24*102=5.03(daN/m2) mặt bằng.=5.5

Trọng lợng bậu cửa: chiều dai bậu cửa 180m, trọng lợng bậu cửa 140(daN/m)

gb =1,1*(100150)daN/m dài bậu cửa<trên + dới>.Ta lấy gb=140 daN/m

chỉều cao bậu cửa 0.4m

=>Tải trọng bậu cửa trên mặt bằng

Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN-2737-95, hoạt tải mái áp dụng cho trờng

hợp mái bằng mái dốc bằng bê tông cốt thép không có ngời đi lại ,chỉ có ngời đi lại sửa

chữa cha kể các thiết bị điện nớc thông nếu có đợc lấy bằng 75 daN/m2 mặt bằng nhà,

với hệ số vợt tải n=1,3

P=n.Po.B=585(daN/m)

2,Tải trọng tác dụng lên cột:

a,Do phản lực dàn: (lực đợc đặt vào trục cột trên)

*,Do tải trọng thờng xuyên:

( 490.2 99504

, 0

487.8

cos ,487.8

) /

(

426.11

99504 , 0

424 cos

424

2

m daN

g

m daN

g

tt mai

tc mai

Trang 5

b,Do trọng lợng dầm cầu trục :

Theo công thức kinh nghiệm: Gdct=L2

dct.dct.n ( với n=1,2) Trong đó : vì ta có Q=50t nên ta chọn dct,

dct, hệ số trọng lợng bản thân dct=40

Ldct,là nhịp dầm cầu trục Ldct=6 m

Suy ra : Gdct=62.40.1,2=1728(daN)

Lực này coi là tải thờng xuyên truyền vào vai cột và sẽ gây ra mômen cho cột dới

c,Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục:

Với sức trục Q=50t và Lk=28m, tra bảng ta có P 1cmax =46,5t

Số bánh xe mỗi bên ray là 2Bê tông cầu trục Bct= 8.8m, khoảng cách bánh xe

6000+650+6000

Với vị trí bánh xe nh hình vẽ ,ta có:

Dmax=n.nc Pc

max.y=1,2.0,85.46,5(1+0,892) =140,667t

Tơng ứng phía bên kia có áp lực

Dmin=n.nc Pc

min.y=52,565t =52565 daN)

áp lực lớn nhất Dmax của cầu trục lên cột do các lực Pc

max,đợc xác định theo đờng ảnh ởng của phản lực tựa của hai dầm cầu trục ở hai bên cột

h-d,Do lực hãm của xe con:

=2,572daN

3,Tải trọng gió:

Vùng xây dựng ở TP Vũng tàu, theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động 2737-95, thì

phân vùng áp lực gió khu vực này là II C

W0=125(daN/m2)

Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm :

*,Gió thổi lên mặt tờng dọc đợc chuyển về thành lực phân bố trên cột khung

5

).

( 572 , 2 2

18 50 05 0 2

05 0

Trang 6

*,Gió thổi trong phạm vi mái, từ cánh dới dàn vì kèo trở lên, đợc chuyển về thành

lực tập trung tại cao trình cánh dới dàn vì kèo

Tải trọng gió phân bố lên cột đợc tính bằng công thức:Đổi tải trọng này thành tải

trọng phân bố đều trên tòan cột bàng cách lấy k=1.1

*,Phía đón gió: Pđẩy=n.w0.k.cđẩy.B=1,2.125.1,1.0,8.6=982.08(daN/m)

*,Phía hút gió: Phút=n.w0.k.chút.B=1,2.125.1,1.0,544.6=66.78(daN/m)

Với : k là hệ số độ cao, với độ cao dới 10m thì k=1

C là hệ số khí động học Trong phạm vi mái, hệ số k có thể lấy không đổi ,là trung bình cộng của giá trị ứng

với cao độ đáy dàn vì kèo và giá trị ở độ cao lớn nhất của mái

*,Với độ cao h=14,2 m,tra bảng k=0,715

*,Với độ cao h=21,1 m,tra bảng k=0,782

Trang 7

diện lực Mmax Mmin Nmax & Mt Mmax Mmin Nmax & Mt

Trong công thức trên: N là lực dọc lớn nhất trong bảng tổ hợp tại tiết diện CT

K là hệ số kể đến ảnh hởng của mômen làm tăng tiết diện cột, K=0,3

R là cờng độ tính toán của vật liệu thép làm cột, R=2100 daN/cm2

 là hệ số cấu tạo trọng lợng các chi tiết làm tăng tiết diện cột,

120074

.

6

R K

* 8 1

46310

.

6

R K

18 1 ) (

cot

Trang 8

2,Từ bảng nội lực ta chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm dùng để tính toán

Đối với tính toán phần cột trên ta dùng cặp nội lực :

Đối với tính toán phần cột dới ta dùng 2 cặp nội lực :

Sơ bộ giả thiết =1,25.Ta tính diện tích tiết diện yêu cầu sơ bộ theo công thức:

1,Với yêu cầu sơ bộ nh vậy ta chọn tiết diện nh sau:

Chiều dày bản bụng:b=(1/70->1/100)bt=(1/70->1/100)60=0.9cm

c=1.4 cm b=1 cm

bc=28cm Ath=125,6cm2

2,Tính các thông số chuẩn bị kiểm tra:

Tính các đặc trng hình học của tiết diện vừa chọn:

4132100

daN N

daNcm M

631 , 989

kN N

kNm M

230

, 600

kN N

kNcm M

957 0 744 , 2

8 1 , 9

1 5

223 , 0 3 5

* 7

82 11

744 , 2 130 , 463

836 , 1272

2

1 1

1

2 1

2 1 2 1

J H

H C

H

H J

J i

i K N

N m

d t

t d

4132100

daN N

daNcm M

).

( 96 , 88 46477

413210

cm N

M

43 , 124 60

96 , 88 2 , 2 25 , 1 1 2100 46477

).

8 , 2 2 , 2 ( 25 , 1

2 Y/C

Y/C

cm A

h

e R

N A

Trang 9

Mômen quán tính và bán kính quán tính của tiết diện theo trục x-x; y-y:

Độ mảnh và độ mảnh quy ớc của cột trên:

Độ loch tâm tơng đối và độ lệch tâm tính đổi:

m= 5,069, tra phụ lục II.4 với Ac/Ab=1,661, ta đợc hệ số ảnh hởng hình dạng tiết diện

là n =1,369 Từ đó ta tính đợc m1 = 6,938

3,Kiểm tra tiết diện vừa chọn:

Cột đợc kiểm tra theo trờng hợp cột đặc, tiết diện đối xứng chịu nén lệch tâm

a,Kiểm tra bền:

Do cột không có tiết diện bị giản yếu, độ lệch tâm tính đổi m1<5 và giá trị của các

mômen uốn dùng để kiểm tra bền và ổn định là nh nhau cho nên theo quy phạm điều

, 125

06 55070

06 , 55070 6

23

* 4 1

* 28 28 4 1

* 12

1 2 1

* 2 , 47 12

cm A

J r

cm J

x x

07 5126

07 5126 1

* 2 , 47 12

1 4 1

* 28

* 12

1

*

cm A

J r

cm J

y y

ta II.2 bang tra 569

1 938 6 1

m





/ 2100

/ 2034 6

, 125

* 182 , 0

46477

2

cm daN A

N

ng lt

2100

63 , 49

87 , 68 39 , 6 440

63 , 49 94 , 20 1039

6 2

x x y

y y x

x x



Trang 10

Vậy cột đã chọn bảo đảm ổn định trong mặt phẳng uốn

c,Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn

ở ngoài mặt phẳng uốn cột đợc kiểm tra nh cột chịu nén đúng tâm có kể tới ảnh hởng

của mômen trong mặt phẳng uốn(trùng với mặt phẳng đối xứng)

Công thức kiểm tra:

Trong đó: Y là hệ số uốn dọc theo phơng ngoài mặt phẳng uốn đợc tính

bằng cách tra bảng hoặc tính theo công thức:

Mô men trong mặt phẳng uốn ảnh hởng tới ngoài mặt phẳng uốn đợc lấy :

Trong đó : M là mômen lớn nhất trong 1/3 đoạn giữa của đoạn cột đang xét

M1,M2 là mômen ở hai đầu đoạn cột đang xét lấy theo cùng một tổ hợp tải

trọng ở đây M1=-4132100 daNm (tổ hợp 1,2,4,6,8)

M2=-118.47-19.55+20.322-20.322+32.688=-9070600 daNm

Suy ra :Mx=max(M3,M2/2,M1/2)=2066050daNcm

Vậy độ lệch tâm tuyệt đối, độ lệch tâm tơng đối và hệ số C:

Điều kiện ổn định ở ngoài mặt phẳng khung:

=>бy=N/C*φy*Nng=46477.5/0.866*0.373*125,6=1364daN/cm2

≤ 2100 daN/cm2= γ*R

Vậy đảm bảo điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung

d,Kiểm tra ổn định cục bộ:

N ng y

373 , 0 535 2

* 663 , 0 1

1

663 , 0 535 2

* 005 , 0 65 , 0 ' 005 , 0 65

,

0

1 134

, 98 2150

10 1 , 2 14 , 3

14 , 3 77

.

50

' 1

5 535 , 2 2024

6 , 125

* 6 86 '.

'

6 86 46477

2066050 '

R E

m C

M

e

X Y

X X

ng X

3

4132100 9070600

9070600 2

3

2 1 2

Trang 11

*,Kiểm tra ổn định bản bụng:

Kết luận : Cột đã chọn thoã mãn các yêu cầu về chịu lực và ổn định

Sơ bộ giả thiết khoảng cách giữa hai trục nhánh C=hd=125 cm

Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh cầu trục:

Y1=0,55.C=82.5 cm

Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh mái:

Y2=0,45.C=67.5 cm

Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục:

Lực nén lớn nhất trong nhánh mái:

Giả thiết =0,8, diện tích yêu cầu của các nhánh là:

9

347 16 2150

10 1 , 2 ).

569 , 1 1 , 0 36 , 0 ( ).

1 , 0 36 , 0 (

643 , 9 4 1

* 2

1 28

2

0 C

0

6 0

C

b C

b b

R

E b

b b

47

) 1 9 ,

3

(

88 , 96 2150

10 1 , 2 1 , 3 55 57 2150

10 1 , 2 ).

569 , 1 5 , 0 9 , 0 ( ).

5 , 0 9 ,

0

(

2 47 1

4 1

* 2 50

2

0 0

6 6

X b

b

c b

h h

m

do

R

E h

9896310

2

daN N

daNcm M

6002300

1

daN N

daNcm M

110245 2 1

1

C

M C

y N

149176 1 2

2

C

M C

y N

89 2100 8 , 0

149176

.

61 2100 8 , 0

110245

.

2 2

2

2 1

1

cm R

N A

cm R

N A

nh ycnh

Trang 12

Nhánh mái đợc tổ hợp hàn từ 1 thép bản 360*1.4 mm và hai thép góc đều cạnh L125*8mm, có các thông số sau: Ag=19.7 cm2

1 3 8

89

16 94 0

.

169 40 )

5 35 3 20 (

2 , 37

12 2

* 2 4 1

* 36

121

.

27 1 , 3

.

9 60 4

1

* 8 0 2 2

*

11 2 )

53 3

5 9 4 (

* 36

1 22

* 2 36

* 4 1

*

1 21

nh2 2 2

4 2

3 2

n h2 2 2

4 2

2 3

2

cm A

J r

c m J

cm A

J r

cm J

y y

y

x x

z A

i

i i

96 , 2 2

108

) 4 1 53 3 (

* 3 26

* 2 8 0

* 36

* 4 1 z

cm2.

142.2 1.4

* 36 2

* 28.9 A

Trang 13

Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh mái:

y2=C-y1=121,465 –66,36=56,16cm

Mômen quán tính của toàn tiết diện đối với trục ảo x-x:

4,Xác định hệ thanh bụng:

*,Bố trí hệ thanh bụng nh hình vẽ,các thanh giằng hội tụ tại trục nhánh.Chọn

khoảng cách các nút giằng là a=138 cm Vậy chiều dài thanh xiên :

Góc  giữa trục nhánh và trục thanh giằng xiên:

tg=C/a=122.52/120=1.036

Suy ra: =450 và sin=0,712

Sơ bộ chọn thanh giằng xiên L75*6 mm.Có các thông số sau:

Diện tích tiết diện : A=8.15 cm2

Bán kính quán tính nhỏ nhất xét cho tất cả các trục: rmin tx =1.95

Vậy độ mảnh lớn nhất của thanh xiên là :

Nội lực nén trong thanh xiên do lực cắt thực tế Q=19475daN gây ra:

Thanh kiểm tra nh thanh chịu nén đúng tâm, tra bảng II.1 ta có min tx=0,598

Trong đó hệ số điều kiện làm việc =0,577do có kể đến sự liên kết lệch trục giữa trục

liên kết và trục thanh:

Vậy thanh xiên đảm bảo sự ổn định

*,Độ mảnh của toàn cột theo phơng trục ảo x-x:

Tra bảng II.1 ta có min =0,9225

Tính lực cắt qui ớc:

Chọn thanh bụng ngang theo điều kiện độ mảnh giới hạn [ ]=150 chọn thanh có L56*5

5,Kiểm tra tiết diện:

a, Nhánh cầu trục:

Ta kiểm tra hoàn toàn nh cột chịu nén đúng tâm:

Nội lực tính toán:

Lực nén trong nhánh cầu trục:

Vậy nhánh cầu trục đảm bảo ổn định

13

135 61

619668 36

66

* 67 16 56

* 8 89 3 1445 960

cm A

J

r

cm y

A J

J

x

i nhi xi

122

103 95

1

2 202

13339 73

0

* 2

19475 sin

1976 6

15

* 577 , 0

* 75 , 0

13339

.

2

cm daN A

N

tx tx

34 6

15

* 2

2 142 108

* 6 34 62

30

6

34 k

có suy ta ội

, 47 Với

62 30 33

73 2245

2

2 0

td x

x

A A k n

r

l

Do

4 1884 9225

, 0

182801 ).

2150

10 1 , 2 2330 (

10 15 , 7

).

2330 (

10 15 , 7

tế ực

6 6

6

th qu qu

qu

Q Q

daN Q

N R

E Q

1

15107400

1

daN N

daNcm M

Trang 14

Vậy nhánh mái cầu trục đảm bảo ổn định

c, Kiểm tra toàn cột theo trục ảo x-x:

*,Với cặp gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục:

Vậy với cặp nội lực gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục thì cột vẫn đảm bảo ổn định

ngoài mặt phẳng uốn

*,Với cặp gây nguy hiểm cho nhánh mái :Nhánh mái:

Ta tiến hành kiểm tra:

d, Tính liên kết thanh giằng vào nhánh cột:

Đờng hàn liên kết thanh giằng xiên vào nhánh cột chịu lực Ntx=13339 daN

M C

y N

N

nh x

nh

y

nh

/

4

19 3 9

1 0 8

*

85 6 4 ,

0

1 7 9 38 0

0 :

co II.1

b an g Tra

3

5 0

39 7 ,

4 3

1 8 3

1 38

3

5 0 5

23

1 18 2

.

1 7 93 8 0 8

.

14 7

1 5 1 07 4 00 8

.

14 7 8 63

* ) 53

6 26

3 2 31

17 4 90 4 (

.

2 1

m in

nh1

mi n max1

15107400

1

daN N

daNcm M

20372300

2

daN N

daNcm M

R cm

daN A

N

E R

y J

A e m

cm N

M e

lt

td td

x

* ) 2 / ( 1786 2

250

* 4 , 0

178741

4 , 0

: có ta II.3 bang Tra

102 , 1 10 1 , 2

2100

85 34

35 1 84

* 2 1343402

2 250

* 4 86

4 86 174904 15107400

1 lt

6

1 1 1

20372300

2

daN N

daNcm M

) 2 / ( 1860 2

250

* 401 , 0

53 186638

401 , 0

: có ta II.3 bang Tra

102 1 10 1 , 2

2150

85 34

324 1 ) 8 63 (

* 2 1343402

2 250

* 44 111

.

44 111 182801

20372300

2 lt

6

2 2 2

R cm

daN A

N

E R

y J

A e m

cm N

M e

lt

td td

1933 2

142

* 8875 ,

0 243922

N

tra.

kiem thuc

Cong

8875 ,

0 :

co

II 1 bang Tra

44 44

397 , 43 18

3 138

44 44 6

26 1182

243922

8 147 20372300 8

147 84

* ) 53 626 3231

182801 (

2

2 1

m in

nh1

m i n

m ax1 2

x2

2

2 1

2

R cm

daN A

M C

y N

N

nh x

Trang 15

Rgt=0,45*Rbtc=0,45*3450=1552.5 daN/cm2

Do yêu cầu hàn tay nên h=0,7,t=1

(Rg)t=1*1552*5=1552.5(daN/cm2)

(Rg)h=0,7*2000=1400(daN/cm2)

Vậy (Rg)min=1400daN/cm2

Thanh xiên là thép góc L100x8 liên kết một đầu với L100x14 và đầu kia liên kết với bản

cánh thép hình chữ I

Chọn trớc chiều cao đờng hàn:6=hmin h  hmax=9.6

Chọn hhs=9mm,hhm=6mm

Vậy chiều dài cần thiết là cho đờng hàn sống:

Chiều dài cần thiết cho đờng hàn mép:

Tóm lại chiều dài đờng hàn sống lhs=11cm,lhm=7cm

Còn đơng hàn liên kết thanh bụng ngang L50x5 do phải chịu lực khá bé cho nênta chọn

đờng hàn theo cấu tạo:

hhs=6mm,hhm=4mm

lhs=lhm=5cm

IV,Thiết kế các chi tiết cột:

1,Nối hai phần cột trên và dới:

a,Chọn phơng án nối :

Mối nối khuếch đại cao hơn mặt trên vai cột 500mm.Mối nối cánh ngoài và cánh

trong và bụng đợc tiến hành trên cùng một tiết diện

Mối nối cánh ngoài dùng phơng án đờng hàn đối đầu, mối nối cánh trong dùng

ph-ơng án đờng hàn đối đầu với bản K

b,Nội lực tính toán đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực cho tiết diện Ct:

Cặp nội lực tính toán nhánh trong

M max=-1443000 daNcm

*,Mối nối cánh ngoài:

Dùng đờng hàn đối đầu có gia công mép dạng chữ K hay chữ V, chiều dài đờng hàn

bằng bề rộng cánh cột trên,lh=38cm

Chiều cao đờng hàn: hh=16mm (hmax=1,2.10=12mm)

Kiểm tra:

*,Mối nối cánh trong:

Chọn bản nối K có chiều dài và chiều rộng bằng bản cánh trong cột trên, tức là có tiết

diện: 380x16 mm.Dùng đờng hàn đối đầu vẫn có gia công mép, chiều dài lh=38cm

Chiều cao đờng hàn: hh=16mm (hmax=1,2.16=19.2mm)

Kiểm tra:

15

58 10 1400 7 , 0 9 , 0

13339 7 , 0 )

β (

γ

.

min

cm R

h

N k l

g hs

8 6 1400 7 , 0 6 , 0

13339 3 , 0 )

.(

.

).

1 (

min

cm R

h

N k l

g hm





42942 2

53 606 50502 4

58

1015440

daN

54212 2

03 59006 4

58

1443000

daN

/ 2100 /

960 ) 2 6 , 1 38 (

6 , 1

42642 )

2 (

2

cm daN l

h

S

nh h

1242 )

6 , 1 2 38 (

6 , 1

54212 )

2 (

2

cm daN l

h

S

nh h

Trang 16

*,Mối nối bụng cột tính đủ chịu lực cắt tại tiết diện nối.Vì lực cắt cột trên là

khá bé nên đờng hàn đối đầu lấy theo cấu tạo: hàn suốt chiều dài và chiều cao đờng hàn

dvmax M

Dựa theo sự làm việc của dầm vai ,nên dầm vai đợc tính toán nh một dầm đơn giản có

nhịp =1500cm, kê lên hai gối tựa là nhánh trong và nhánh ngoài cột dới.Dầm chịu uốn

bởi lực tập trung Strong=54212daN

Trang 17

Chọn chiều dày bản đậy mút nhánh cầu trục của cột bđ=20mm;bề rộng sờn gối dầm cầu

Bụng nhánh cầu trục của cột dới xẽ rãnh cho bản bụng dầm vai luồn qua.Hai bản bụng

này liên kết với nhau bằng 4 đờng hàn góc

Chiều cao bản bụng dầm vai phải đủ chứa 4 đờng hàn góc liên kết bản bụng dầm vai với

bản bụng nhánh cầu trục.Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là :

hh=6mm(<1,2min=1,2.6=7,2mm)

bản K.Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là :hh=6mm

Cả 4 đờng hàn này chia nhau chịu lực Strong

nhánh mái.Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là :hh=6mm

Cả 2 đờng hàn này chia nhau chịu lực RA

Theo yêu cầu về cấu tạo: hdv0,5.bd=0,5.150=75cm

Tóm lại chọn:

Chiều cao dầm vai:80cm

Chiều dày bản cánh dới dầm vai:10mm

Chiều cao bản bụng dầm vai:80-(2+1)=77 cm

3,Kiểm tra điều kiện chịu uốn của dầm vai:

Dầm vai có tiết diện chữ I không đối xứng Cánh dới dầm vai thờng là một bản thép

nằm ngang nối bản bụng của hai của hai nhánh cột dới

Cánh trên của dầm vai là hai bản thép (bản đậy nhánh cầu trục và bản sờn lót ) thờng

là có chiều dày khác nhau

Để kiểm tra về uốn của dầm vai đủ chịu M dv

max,cần phải tính mômen chống uốn của hai tiết diện hai bên điểm đặt lực của Strong và phải tìm vị trí của trục trọng tâm x-x.Khi điều

kiện này đợc thoã mãn, cần phải tính liên kết giữa cánh và bản bụng tiết diện chữ I

không đối xứng Cách tính này quá phức tạp trong đồ án này nên ta chọn một phơng án

đơn giản hơn và hoàn toàn thiên về an toàn Đó là quan niệm rằng chỉ có riêng bản bụng

dầm vai chịu hoàn toàn mômen uốn này Tính mômen chống uốn của bản bụng :

Còn đờng hàn liên kết bản bụng dầm vai và bản cánh trên và bản cánh dới chịu lực cắt

Qdv khá bé đợc hàn theo cấu tạo và chọn hh=10mm

4,Thiết kế chân cột:

17

42 , 0 3200 34

45438

R z

G D

em

dct

20 1400

6 , 0 4

8 21684 45438

) (

R G D l

g h

B dct



13 16 1400 6 , 0 4

54212 )

.(

.

S l

g h

trong K



/ 2100

γ 1975 2

988

1951632 W

M

σ

2 988 6

77 1 6

2

cm daN R

2 32527 )

R l

g h

A i

m



Trang 18

Chiều dày của dầm đế :dd=10 mm

Chọn bề rộng bản đế theo yêu cầu về cấu tạo:

B=bc+2.dd+2.C=60+2.1+2.4=70 cm

Diện tích bản đế của nhánh xác định theo công thức :

Abđ=N/Rncb

Vậy diện tích yêu cầu của bản đế nhánh mái là:

Vậy diện tích yêu cầu của bản đế nhánh cầu trục là:

2 1

1

90 2 , 1

179380

m

N R

N A

n cb

nh ncb

nh yc

2 2

2

90 2 , 1

243922

m

N R

N A

n cb

nh ncb

nh yc

7 23 70

1661 B

A L

27 32 70

2259 B

A L

1bd 1bd

2bd 2bd

cm

yc yc

6 105 36

* 70 243922

/ 108 2 , 1 90 /

77 106 24

70 179380

2 2

1 1

cm daN R

cm daN A

N

cm daN R

cm daN A

N

ncb

nh nh

ncb

nh nh

Trang 19

Đối với nhánh mái ,ô có mômen gây nguy hiểm nhất :

Đối với nhánh cầu trục,ô có mômen nguy hiểm nhất:

Vậy chiều dày cần thiết cho mổi bản đáy:

Chọn chung chiều dày bản đế cho cả hai nhánh:bđ=4cm

d,Tính các bộ phận của chân cột:

,Nhánh mái:

*,Dầm đế:

Toàn bộ lực Nnh truyền từ nhánh cột xuống bản đế thông qua hai dầm đế và đôi sờn hàn

vào bụng của nhánh Vì vậy dầm đế chịu tác dụng của phần phản lực nh thuộc diện

tryền tải của nó

Tải trọng phân bố đều lên dầm đế ở nhánh mái:

q2dd=nh2.Bchịu tải=105.6*(4+1+20/2)=1584(daN/cm)

6 105

* 4 19

* 105 , 0 105

,

0

88 0 4 19 1 , 17 1

2 2

2

daNcm M

a

b cm

5537 77

106

* 4 29

* 06 , 0 06

,

0

39 , 0 4 29 5 11 5

2 2

2

daNcm M

a

b cm

* 2100

4173

* 6

6

97 3 1

* 2100

6

* 3 5537

6

2

1

cm R

M

cm R

a N N

daN b

a b N N

g

g hm

g

g g hs

92 5749 10

1.1

* 52272

1 46522 10

1.1) - (10

* 52272 )

.(

dd 2

Trang 20

ag=2,2-1.1=1,1cm là khoảng cách từ trục trọng tâm nhánh mái tới đờng hàn

sống thép góc

Chọn hhs=10mm,hhm=8mm ta tính các chiều dài đờng hàn cần thiết :

Chọn kích thớc dầm đế:600x10mm

Xem dầm đế là một đầm đơn giản có mút thừa có hai gối tựa là hai đờng hàn mép và hàn

sống đã tính ở trên, ta kiểm tra dầm đế chịu mômen uốn

Với sự phân bố nhịp nh trên hình vẽ ta chỉ cần kiểm tra với mômen uốn lớn nhất do đầu

công sôn dài nhất gây ra

Muốn=1/2*q2dd*15.92=1/2*1584*15.92=200225.52(daNcm)

Mômen kháng uốn của dầm đế:W=1/6.1.352=204.2(cm3)

ứng suất gây ra do mô men uốn nói ở trên:

*,Tính sờn:

Tải trọng phân bố đều lên sờn ở nhánh mái:

q2s=nh2.Bchịu tải=105.6*20=2112(daN/cm)

Kiểm tra cho tiết diện nguy hiểm:

M=1/2.q2s.17.12=1/2*2112*17.12=308784.96(daNcm)

Q=1/2.q2s.17.1=1/2*2112*17.1=18057.6(daN)

Chọn sờn đế dày 10mm, hàn suốt chiều cao sờn với chiều cao đờng hàn là 10mm

Chọn chiều cao sờn là 30cm.W=150(cm3)

Kiểm tra theo điều kiện uốn của sờn đế:

Kiểm tra đờng hàn:

Đây là đờng hàn chịu mômen và lực cắt:

*,Tính chiều cao các đờng hàn ngang:

Sờn đế và dầm đế đều liên kết với bản đế bằng hai đờng hàn ngang suốt chiều dài ở hai

bên sờn.Chiều cao đờng hàn cần thiết cho mỗi liên kết cụ thể là:

Liên kết giữa dầm và bản đế:

Liên kết giữa sờn và bản đế:

20

cm R

h

N l

g hm

hm

1400

* 8 , 0

92 5749 )

h

N l

g hm

hs

1400

* 1

46522 )

69 980 167

, 204

52

R cm

daN W

M



R cm

daN W

M

/

2058 150

96

( ) / ( 9 1224 56

6 18057 3

261

96 308784

).

( 56 ) 1 2 30 (

1 2

.

2

).

( 3 261 )

2 1 30 (

1 6

1 2

min

2 2

3 2

2

2 2

cm daN R

cm daN

cm l

A

cm l

W

R R A

Q W

M

h g td

h

h h

h

gh h gt t h

2112 )

g

s ngang



6 , 0 1400 2

1584 )

g

dd ngang



Trang 21

Chọn thống nhất tất cả các đờng hàn ngang là 8mm

Nhánh cầu trục:

*,Dầm đế:

Tải trọng phân bố đều lên dầm đế ở nhánh cầu trục:

q1dd=nh1.Bchịu tải=106.77*(4+1+30/2)=2135.4(daN/cm)

Vẫn chọn tiết diện dầm đế nh ở chân cột nhánh mái :600x10mm

Xem dầm đế là một đầm đơn giản có mút thừa có hai gối tựa là hai đờng hàn hai bên tiết

diện chữ I đã tính ở trên, ta kiểm tra dầm đế chịu mômen uốn.Với sự phân bố nhịp nh

trên hình vẽ ta chỉ cần kiểm tra với mômen uốn lớn nhất giữa nhịp :

Muốn= 2135.4*16²/8=68332.8(daNcm)

Vậy dầm mái chọn nh vậy đủ khả năng chịu lực

*,Tính sờn:

Tải trọng phân bố đều lên sờn ở nhánh cầu trục:

q1s=nh1.Bchịu tải=106.77*30=3203.1(daN/cm)

Kiểm tra cho tiết diện nguy hiểm:

M=1/2.q1s.(24/2-1.6/2)2=1/2*3203.1*11.22=200898.432 (daNcm)

Q=1/2.q1s.(20/2-0,6/2)=1/2*3203.1*11.2=17937.36(daN)

Chọn sờn đế dày 10mm, hàn suốt chiều cao sờn với chiều cao đờng hàn là 10mm

Chọn sờn đế : 250x10mm, W=96(cm3)

Kiểm tra theo điều kiện uốn của sờn đế:

*,Kiểm tra đờng hàn:

Đây là đờng hàn chịu mômen và lực cắt:

*Tính chiều cao các đờng hàn ngang:

Sờn đế và dầm đế đều liên kết với bản đế bằng hai đờng hàn ngang suốt chiều dài ở hai

bên sờn.Chiều cao đờng hàn cần thiết cho mỗi liên kết cụ thể là:

Liên kết giữa dầm và bản đế:

Liên kết giữa sờn và bản đế:

Chọn thống nhất tất cả các đờng hàn ngang là 8mm

( ) / ( 1310 44

36 17937 33

161

432 200898

).

( 44 ) 1 2 24 (

1 2

.

2

).

( 33 161 )

2 1 24 (

1 6

1 2

min

2 2

3 2

2

2 2

cm daN R

cm daN

cm l

A

cm l

W

R R A

Q W

M

h g td

h

h h

h

gh h gt t h

4 2135 )

g

dd ngang



R cm

daN W

M

γ /

2093 96

432 200898

R cm

daN W

M

/

775 96

8



Trang 22

nhánh mái ta chọn tổ hợp 1,8đối với nhánh cầu trục ta chọn tổ hợp1.7.Trong đó

MT,NT:nội lực ở tiết diện chân cột do tĩnh tải gây ra

MG:nội lực ở tiết diện chân cột do hoạt tải gió gây ra

nT=1,1 hệ số vợt tải trung bình của tải trọng tĩnh

nb=0,9 hệ số của tải trọng tĩnh khi tính bu lông neo

Vậy lực kéo trong bu lông ở nhánh mái:

) ( 41320 2

1 / 9 0

* 50502

*

) (

2 19007518 16197800

1 1 / 9 0

* 3434100

*

daN n

n

N

daNcm M

1 / 9 0

* 50502

*

) (

18 17808718 9000

1499 1 1 / 9 0

* 3434100

*

daN n

n

N

daNcm M

Chọn bu lông neo ở nhánh mái và nhánh cầu trục là:

4 bu lông 48có tiết diện thu hẹp trong mỗi nhánh là :41.86*2=83.72cm2

M1=Nbulông1*15/4=> б1=M1/W= (Nbulông1*15/4)/(15*h*h/6) ≤2100(daN/cm2)

Sau khi tính toán chọn chung cho cả hai nhánh là:

84

* 41320 8

147

2 19007518 1

C

y N C

M

N bulong

8 147

8 63

* 41320 8

147

18 17808718 1

C

y N C M

N bulong

Định dạng
Số trang	45
Dung lượng	1,33 MB