Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 Thuyết minh Đồ án môn học : Kết cấu thép Yêu cầu Thiết kế: Khung ngang nhà Công nghiệp tầng, nhịp Phần I : Tính toán chung Các số liệu nhà : - NhÞp khung : L = 24(m) - Søc trơc : Q = 50(Tấn) - Cao trình đỉnh ray: H1 = 9,5(m) - áp lực gió tiêu chuẩn: Wo = 95(daN/m2) - Bíc khung : B = 6(m) - ChiỊu dµi nhµ : 17B = 17x6 = 102(m) - ChiỊu cao dÇm cÇu trơc : Hdct = 700(mm) - ChiỊu sâu chôn cột : H3 = 800(mm) - Có cần trục làm việc xởng chế độ trung b×nh + Lk=22,5m + H= 3,15m + B = 6,65m + L1=5,25m + B1=0,3m + Loại ray KP80 tra bảng ta có Hr=130mm (theo bảng VI.7) Vật liệu lớp mái: - Mái sờn BTCT 1,5mx6m(gTC = 150(daN/m2) - Bê tông chống thấm dày cm(o = 2500Kg/m3) - Bê tông xỉ dày 12cm(o = 500Kg/m3) - lớp lát dày 1,5cm/lớp(o = 500Kg/m3) - lớp gạch nem, dày 1,5cm/lớp9o = 500Kg/m3) - Hoạt tải mái pc = 75daN/m2 Que hàn N46 có Rgh=1800daN/cm2 Rgt=1650daN/cm2 Phơng pháp hàn tay có h=0,7; t=1; Phần II : Tính toán chung I/Thành lập sơ đồ kết cấu, kích th ớc khung ngang, lËp líi mỈt b»ng líi cét, lùa chän bố hệ giằng mái, hệ giằng cột: Từ số liệu yêu cầu thiết kế loại nhà xởng nhịp, chịu tải trọng cầu trục lớn chọn sơ đồ khung có liên kết Dàn, Cột liên kết cứng dàn khung hình thang có mái dốc Sơ đồ khung ngang có dạng nh hình vẽ dới: Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 I.1./ Xác định sơ đồ khung ngang kích thớc khung ngang: - Kết cấu chịu chịu lực nhà xởng gồm khung ngang bản, liên kết với két cấu dọc nh dầm cầu trục, dầm hÃm, biên - Thanh ngang gồm có cột dàn Liên kết dàn cột liên kết cứng độ cứng khung nhịp nhỏ, liên kết cứng tạo độ ổn định cho khung - Hệ dàn khung ngang dàn hình thang để thực gia công liên kết cứng dàn với cột đợc dễ dàng - Cét cđa khung ngang lµ cét giËt bËc, tiÕt diƯn thay đổi từ dầm vai đỡ dầm cầu trục a Các kích thớc theo phơng đứng khung ngang: - Chiều cao dầm cầu chạy: hdcc= 0.7m - Chiều cao ray : hray= 0.13m - ChiỊu cao tõ mỈt ray đến cánh dới dàn H2 = (Hc+f)+100 Hc: Kích thớc gabarit cầu trục tính từ mặt ray đến ®iĨm cao nhÊt cđa xe tra phơ lơc VI.1 ta có Hc=3,150m 100: Khe hở an toàn xe kết cấu f: khe hở xét đến độ cđa kÕt cÊu lÊy 0,4m(theo s¸ch thiÕt kÕ KC thÐp nhµ CN ) →H2=(3,150+0,35)+0,1= 3,6m - ChiỊu cao cđa cét trªn: Htr = hdcc+H2+hr hr : ChiỊu cao cđa ray đệm Chiều cao ray tra bảng IV-7 sách thiết kế KC thép nhà CN ứng với lọai ray KP80 ta cã chiỊu cao lµ 0,13m; chiỊu cao đệm 0,07 hr =0,2m hdcc=0,7m đà nêu Htr=hdcc+H2+hr=0,7+3,6+0,2=4,5m - Chiều cao nhà tính từ cốt 0,00 đến trục cánh dới dàn kèo H=H1+H2=9,5 + 3,6 =13,1m - ChiỊu cao cđa cét díi: Hd = H - Htr + H3 H3:ChiỊu s©u cđa phần cột chôn dới cốt mặt : H3 = 0,8m Hd = H-Htr+hch= 13,1 - 4,5 + 0,8 = 9,4m - Chiều cao đầu dàn: Với kích thớc dàn hình thang lấy hđd=2200 (theo sách thiết kế KC thÐp nhµ CN) - ChiỊu cao cưa trêi: Chän hct=3,4m Độ dốc mái i = (3,4 - 2,2)/12 = 1/10 b Các kích thớc theo phơng ngang: - Kích thớc nhịp : L = 24 m Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 - a: khoảng cách trục định vị mép cột trên, a phụ thuộc vào chế độ làm việc cầu trục - Sức nâng cầu trục Q = 50 T đảm bảo khoảng cách Lk = 22,5m - Ta chän a=250mm → htr = 0,5m - Chän λ: : Khoảng cách từ trục định vị cột ®Õn mÐp ngoµi cđa cét díi λ ≥ B1 +(htr - a) + D=0,3+(0,5-0,25)+ 0,2=0,75m; B1: Khoảng cách từ trục ray đến mép ngòai cầu chạy lấy theo catalô cầu chạy, ta có B1=0,3m D: Khe hở an toàn cầu trục mép cột lấy lµ 0,2m ⇒ λ=750mm - TÝnh chiỊu cao tiÕt diƯn cét díi hd: hd: Theo ®é cøng ta cã hd =(1/15 ữ 1/20) Hd= (1/15 ữ 1/20)x9,4m Theo điều kiện cÊu t¹o ta chän hd = λ+a=750+250 = 1000mm Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 Q = 50 T c Bè trÝ khung ngang, lùa chän mỈt b»ng lới cột : - Nhà xởng đợc thiết kế có chiều dài nhà : 102m bố trí mặt lới Cột ta để khe lún nhiệt độ Mặt lới Cột đợc bố trÝ nh h×nh vÏ díi - Bè trÝ gi»ng mặt phẳng cánh : Giằng mặt phẳng cánh gồm chéo chữ thập mặt phẳng cánh chống dọc nhà Tác dụng chéo chữ nhật đảm bảo ổn định cho cánh chịu nén dàn, tạo nên điểm cố kết không chuyển vị mặt phẳng dàn Các giằng chữ thập đợc nên bố trí đầu nhà bố trí thêm khối cho khoảng cách chúng 60 m Mặt bố trí giằng cánh đợc thể hiƯn nh h×nh vÏ díi - Bè trÝ g»ng mặt phẳng cánh dới : Giằng mặt phẳng cánh dới đợc đặt vị trí có giằng cánh với giằng cánh tạo nên khối cứng không gian bất biến hình Hệ giằng cánh dới đầu hồi nhà làm gối tựa cho cột hồi chịu tỉ trọng gió thổi lên tờng Hồi nên gọi dàn gió Do Xởng có Cầu trục Q = 50 để tăng độ cứng cho nhà ta bố trí thêm Hệ giằng cánh dời theo phơng Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 dọc nhà Hệ giằng nhà đảm bảo cho làm việc khung, truyền tải trọng cục tác dụng lên khung sang khung lân cận Mặt bố trí nh hình vẽ dới 500 500 hệ giằng cánh 6000 e 23500 24000 6000 d 6000 c 500 6000 b a 5500 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 10 6000 11 6000 12 6000 13 6000 14 6000 15 6000 16 5500 17 hƯ gi»ng c¸nh di 500 500 18 6000 e 6000 500 500 23500 24000 6000 d 6000 c 500 6000 b a 500 5500 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 10 6000 11 6000 12 6000 13 6000 14 6000 15 6000 16 5500 17 500 18 d Bè trÝ hệ giằng đứng : Hệ giằng đứng đặt mặt phẳng đứng , có tác dụng với giằng nằm tạo nên khối cứng bất biến hình, giữ vị trí cố định cho dàn kèo lắp dựng Hệ giằng đứng đợc bố trí đứng đầu dàn, đứng dàn cách 12 - 15m theo phơng ngang nhà, theo phơng dọc nhà chúng đợc đặt gian có giắng cánh cánh dới Hệ giắng dứng ®ỵc bè trÝ nh sau : e Bè trÝ hƯ giằng cột : Trong trục dọc khối nhà chiều cao cột lớn 9m cần phải cã Ýt nhÊt mét tÊm cøng c¸c cét kh¸c dùa vào cứng chống dọc Tấm cứng gồm có hai cột, dầm cầu trục giằng chéo chữ thập Các giằng bã trÝ st chiỊu cao cđa cét ®Üa cøng phạm vi đầu dàn hệ giằng đứng mái : Lớp từ mặt dầm cầu trục đến nút gối tựa dới dàn kèo Lớp dới bên dới dầm cầu trục chân cột Các giằng lớp đặt mặt phẳng trục Cột Các giằng lớp dới đặt mặt phẳng hai nhánh Tấm cứng đợc đặt vào khoảng chiều dài khối nhà để không cản trở khối nhiệt độ Trong gian đầu Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 600 vµ cuèi nhµ bè trÝ gi»ng cét cho lớp trên, giằng làm tăng độ cứng dọc nhà, truyền tải trọng gió từ đầu hồi đến đĩa cứng Việc bố trí giằng cột đợc thể nh sau : giằng đứng đặt đứng cửa mái giằng đứng đặt đứng đầu dàn 6000 giằng đứng đặt đứng đầu dàn 6000 6000 6000 2200 600 3400 giằng đứng đặt đứng cửa mái Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 +16.100 +13.900 chống +9.400 dÇm cÇu trơc 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 10 6000 11 6000 12 6000 13 6000 14 6000 15 6000 16 6000 17 18 bè trÝ hƯ gi»ng cét b- TÝnh to¸n khung ngang: II- xác định Tải trọng tác động lên khung ngang, biểu đổ nội lực cho trờng hợp tải, lập bảng tổ hợp nội lực cho tiết diện đặc trng cột khung: II.1-Tải trọng tác động lên dàn: (đợc tính đơn vị daN/m2) a Tải trọng mái: Dựa vào cấu tạo mái để tính trọng lợng lớp(đơn vị N/m2 mặt dốc mái) Đổi N/m2 mặt bằng cách chia cho cos , góc dốc mái Các lớp máI - Hai lớp gạch nem = 2000daN/m3 Dày 3cm - Lớp vữa lát dày 1,5cm/lớp = 1800 daN/m3 Dày cm - Bê tông xỉ cách nhiệt = 500daN/m3 Dày 12 cm - Lớp bê tông chống thấm = 2500daN/m3 Dày cm - Panen mái 1,5x6m; = 150daN/m2 Dµy 10 cm=0,1m Céng VËy ta lÊy gom = 490daN/m2 Tải trọng tiêu chuẩn (daN/m2) 60 54 60 100 150 424 i=1/10 tg =1/10cos= 0.995 Tính mặt gm= gom/cos=490/0.995 = 492,5daN/m2 b Trọng lợng dàn hệ giằng : (Tính theo công thức kinh nghiệm) Hệ số vợt tải 1,1 1.3 1,3 1,1 1,1 Tải trọng tính toán (daN/m2) 66 70,2 78 110 165 489,2 Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 gd = 1,1.1,2.d.L(daN/m2) d=0,6 ữ 0,9 :Là hệ số kể đến trọng lợng thân dàn ứng với nhịp từ 24 ữ 36m L=24m ta chọn d=0,7 1,2: hệ số kể đến trọng lợng giằng L: nhịp dàn 24m theo đầu 1,1 Hệ số vợt tải gd= 1,1.1,2.0,7.24= 22,176 daN/m2 mặt c Trọng lợng cửa mái: (lấy theo kinh nghiệm) gcm=1,1.(12 ÷ 18) daN/m2 cưa trêi Ta lÊy gcm=18 daN/m2 cửa trời d Trọng lợng cửa kính bậu cửa: - Trọng lợng cửa kính: gk=1,1.(35 ữ 40) daN/m2 cưa Ta lÊy gk= 40 daN/m2 - Träng lỵng cđa bËu cưa: gb=1,1.(100 ÷ 150) daN/md cđa bËu cưa (trªn + díi) Ta lÊy gb=130 daN/md - Träng lợng cửa trời phân bố mặt nhà : gct=[18x1,1x12x6 + 2x(130x6 + 40x2,2x6)x1,1] : [24x6] gct= 28,883 daN/m2 - Trọng lợng phân bố dàn : Gtt = gi x B = (492,5 + 22,176+ 28,883)x6 = 3261,35 daN/m2 II.2/Tải trọng tác động lên cột: a Do phản lực đầu dàn (lực đợc đặt vào trục cét biªn): Agtt = 3261,35x12 = 392 KN = 39,2 T Aptt = 585x12 = 70,2 KN = 7,02 T b Do trọng lợng dầm cầu chạy: Theo công thøc kinh nghiƯm: Gdcc=αdcc.L2dcc.1,1 Víi Q=50T ta chän αdcc =37, Ldcc=6m ⇒ Gdcc= 37.62.1,1= 1465,2daN c Do träng lỵng cđa dầm ray truyền lên cột: Gray = gray x B = 63,69 x = 0,382 T = 3,82 KN Cầu trục KP-80, 50 Tấn -> trọng lợng ray : gray = 63,69 (kg/m) Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 d Do áp lực đứng bánh xe cầu trục: áp lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào vai cột Xác định cầu trục hoạt đông nhịp liên tiếp Đờng ảnh hởng phản lực vai cột Tra bảng VI-1,2 sách thiết kế KC thép nhà CN phụ lơc cÇu trơc ta cã : Pcmax = 46,5tÊn = 465KN Q: trọng lợng vật cẩu=50T theo đầu Q =500KN G: trọng lợng toàn cần trục GXC = 66,5T no: số bánh xe bên ray no = b¸nh Pcmin=(Q+G)/no - P c1max= (50+66,5)/2 – 46,5 = 11,75T áp lực lớn lên vai cột Dmax: Dmax = n.nc.( Pcmax.Σyi) = 1,2.0,85.46,5.(1+0,125+0,76666) = 89,722 T Dmax = 897,22 KN Mmax = 897,22 x 0,375 = 336,4 KN.M áp lực nhỏ phía bên Dmin: Dmin=n.nc.( Pcmin.Σyi) = 1,2.0,85.11,75.(1+0,125+0,16666) = 22,672 T Dmin = 226,72 KN Mmin =226,72 x 0,375 = 85,2 KN.M p1 p1 p1 0,125 0,7666 1,000 e áp lực ngang cầu chạy: p1 Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 Khi cầu trục hoạt động xe chạy, má hÃm lại tạo lực hÃm ngang áp lực ngang bánh xe: Tc1= (Q+GXC).0,05/no Tra bảng cầu trục ta cã GXC =38T=380KN Tc1 = (500 + 180).0,05/2 = 17 KN Các lực ngang Tc1 truyền lên cột thành lực hÃm ngang T Lực T đặt cao trình dầm hÃm lợi dụng đờng ảnh hởng xác định lực nén lên vai cột ta xác định đợc lùc T nh sau(TÝnh theo ph¬ng ngang): T= n.nc Tc1.Σyi=1,2.0,85.17,05.(1 + 0,125 + 0,76666) = 32,80KN Lùc nµy chØ cã thĨ cã mét cét II.3/ T¶i träng giã tác dụng lên khung ngang : Theo TCVN 2737-95 Tải trọng gió tác dụng lên khung gồm: - Gió thổi lên mặt tờng dọc đợc chuyển thành lực phân bố cột khung - Gió phạm vi mái từ cánh dới dàn kèo trở lên đợc chuyển thành lực tập trung nằm ngang đặt cao trình cánh dới kèo(đầu cột) Trong phạm vi tờng dọc Tra b¶ng t¶i träng giã ta cã qo= 95daN/m2 PhÝa ®ãn giã : qd=n.qo.k.c.B (daN/m) PhÝa tr¸i giã : qtr=n.qo.k.c’.B (daN/m) n:hệ số vợt tải n = 1,2 B:Bớc khung B = 6m c,c:Tra bảng hệ số khí động học c=0,8, c=- 0,6.(sách TCVN2737-95) (Do B/L=102/24 >2 h/L = (14,5 + 2,2)/24 = 0,6985) Dạng địa hình B h=10m cã k = h=15m cã k = 1,11 => h = 13,1 m néi suy ⇒k = 1,05 h=20m cã k = 1,19 => h = (13,5 + 2,2 + 0,75 + 4,5 + 0,6) = 21,05 m => k = 1,204 h= 30m cã k = 1,32 Tõ cao trình 0.00 đến cao trình 13,1 m qđ = n.qo.k.c.B = 1,2.95.1.0,8.6 1,05 = 574 daN/m qh = n.qo.k.c’.B = 1,2.95.1.0,6.6.1,05 = 427 daN/m 10 Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 lh = 13788/(0,6.0,7.1800.1)+1 = 19,2 cm hhm= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = Nm /( hh.h.Rgh.)+1 lh = 5909/(0,4.0,7.1800.1) = 12,7 cm Chän b¶n m· δ = 14 mm theo đà tính phần trên, kích thớc bane đợc chọn cho đảm bảo yêu cầu chiều dài đờng hàn sống mép cho dàn : đợc thể hình vẽ : ct 7 Chi tiÕt nót dµn b.Nót liªn kÕt T2,T3,X2,X3 ( Chi tiÕt nót 2): Nót chịu lực nh hình vẽ : Lực tính liên kết Trong cánh hiệu = NT2 NT3 Lực liên kết xiên giá trị lực NT2 = 87057 daN NT3= 84120 daN ∆Ν = NT2 – NT1 = 87057 84120 = 2937 daN Thanh cánh hàn vào mà đờng hàn sống hàn mép Tiết diện cánh chọn 2L:160x90x14 ghép cạnh nhỏ nên : tra bảng có k = 0,75 1-k = 0,25 = Độ dốc cánh trªn : cosα = 0,995, sinα = 0,0995 Lùc trun vào đờng hàn sống hàn mép: 39 Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 NS = 0,5.[(k.∆N-0,5 G2.sinα)2+ (0,5.G2 cosα)2]2= NS = 0,5.[(0,75.2937-0,5 12620 0,0995)2+ (0,5.12620 0,995)2]0,5 = 3237 daN NM = 0,5.[((1-k).∆N-0,5 G2.sinα)2+ (0,5.G2 cosα)2]2= NS = 0,5.[(0,25.12620-0,5 10946 0,0995)2+ (0,5.12620 0,995)2]0,5 = 3140 daN hhs= 0.4 cm, chiỊu dµi ®êng hµn lh = NS /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 3237/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 7,4 cm hhm= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = Nm /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 3140/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 7,23 cm NĐ1= 12425 daN Tiết diện đứng đà đợc chọn tính toán phần 2L: 80x8 ghép cạnh nên: tra bảng có k = 0,7 1-k = 0,3 γ = NS= k N§1 = 0,5 0,7.12425 = 4349 daN NS= (1-k) N§1 = 0,5 0,3.12425 = 1864 daN hhs= 0.4 cm, chiều dài đờng hµn lh = NS /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 4349/(0,6.0,7.1800.1)+1 = 8,63 cm hhm= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = Nm /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 1864/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 3,7 cm NPN1= 4240 daN Tiết diện xiên đà đợc chọn tính toán phần 2L: 50x5 ghép cạnh nhỏ nên : tra bảng có k = 0,7 1-k = 0,3 γ = NS= k NPN1 = 0,5 0,7.4240 = 1484 daN NS= (1-k) NPN1 = 0,5 0,3.4240 = 636 daN hhs= 0.4 cm, chiều dài đờng hµn lh = NS /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 1484/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 3,94 cm hhm= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = Nm /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 636/(0,4.0,7.1800.1) = 2,26 cm.(lÊy cấu tạo lh=5cm) Chọn mà = 14 mm theo đà tính phần trên, kích thớc đợc chọn cho đảm bảo yêu cầu chiều dài đờng hàn sống mép cho dàn, cánh hàn đứt đoạn để tiết kiệm đờng hàn đứng phân nhỏ đợc hàn nh đà tính toán : đợc thể hình vẽ : 40 Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 ct 11 δ=14 c.Nót liªn kÕt T3,T4,X3,X4 ( Chi tiết nút 3): Nút chịu lực nh hình vẽ : Lực tính liên kết Trong cánh hiƯu cđa ∆Ν = NT2 – NT3 Lùc liªn kÕt xiên giá trị lực ®ã NT4 = 87030 daN NT3= 84120 daN ∆Ν = NT4 – NT2 = 87030 – 84120 = 2910 daN Thanh cánh hàn vào mà đờng hàn sống hàn mép Tiết diện cánh chọn 2L:160x90x14 ghép cạnh nhỏ nên : tra bảng có k = 0,75 vµ 1-k = 0,25 γ = Độ dốc cánh : cos = 0,995, sin = 0,0995 Lực truyền vào đờng hàn sống hàn mÐp: NS = 0,5.[(k.∆N+0,5 P.sinα)2+ (0,5.P cosα)2]2= NS = 0,5.[(0,75 2910+0,5 11360 0,0995)2+ (0,5.11360 0,995)2]0,5 = 3142 daN NM = 0,5.[((1-k).N+0,5 G2.sin)2+ (0,5.G2 cos)2]2= 41 Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 NS = 0,5.[(0,25 2910+0,5 11360 0,0995)2+ (0,5.11360 0,995)2]0,5 = 2898 daN hhs= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = NS /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 3142/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 7,23 cm hhm= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = Nm /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 2898/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 6,75 cm NX3= 14305 daN Tiết diện xiên đà đợc chọn tính toán phần 2L: 90 x8 ghép cạnh nên: tra bảng có k = 0,7 1-k = 0,3 γ = NS= 0,5 k NX3 = 0,5 0,7.14305 = 5007 daN NS= 0,5 (1-k) NX3 = 0,5 0,3.14305 = 2156 daN hhs= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = NS /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 5007/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 10,9 cm hhm= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = Nm /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 2156/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 5,25 cm NX4= 8563 daN Tiết diện xiên đà đợc chọn tính toán phần 2L: 90x8 ghép cạnh nên : tra bảng có k = 0,7 1-k = 0,3 γ = NS= 0,5 k NX4 = 0,5 0,7.8563 = 2997 daN NS= 0,5 (1-k) NX4 = 0,5 0,3.8563 =1285 daN hhs= 0.4 cm, chiều dài đờng hµn lh = NS /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 2997/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 6,95 cm hhm= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = Nm /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 1285/(0,4.0,7.1800.1) = 3,54 cm Chọn mà = 14 mm theo đà tính phần trên, kích thớc đợc chọn cho đảm bảo yêu cầu chiều dài đờng hàn sống mép cho dàn, cánh hàn đứt đoạn để tiết kiệm đờng hàn đứng phân nhỏ đợc hàn nh đà tính toán : đợc thể hình vẽ : 42 Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 ct δ=14 2- Nút nối cánh dới : a.Nút liên kết D1,D 2,X2,X3,Đ1 ( Chi tiết nút 4): Nút chịu lực nh hình vẽ : Lực tính liên kết Trong cánh hiệu = NT2 NT3 Lực liên kết xiên giá trị lực ND1 = 59896 daN ND2= 90764 daN ∆Ν = ND2 – ND1= 90764 – 59896 = 30868 daN Thanh cánh dới hàn vào mà đờng hàn sống hàn mép Tiết diện cánh chọn 2L:125x90x12 ghép cạnh nhỏ nên : tra bảng có k = 0,75 1-k = 0,25 = Lực truyền vào đờng hàn sống vµ hµn mÐp: NS = 0,5 k ∆Ν = 0,5 0,75 30868 = 11576 daN Nm = 0,5 (1-k) ∆Ν = 0,5 0,25.30868 = 3859 daN hhs= 0.4 cm, chiÒu dài đờng hàn lh = NS /( hh.h.Rgh.)+1 43 Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lª minh : 47xd6 lh = 11576/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 23,96 cm hhm= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = Nm /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 2156/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 8,65 cm N§1= 12425 daN Tiết diện xiên đà đợc chọn tính toán phần 2L: 80 x8 ghép cạnh nên: tra bảng có k = 0,7 1-k = 0,3 γ = NS= 0,5 k N§1 = 0,5 0,7.12425 = 4349 daN NS= 0,5 (1-k) N§1 = 0,5 0,3.12425 = 1864 daN hhs= 0.4 cm, chiều dài đờng hµn lh = NS /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 4349/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 9,63 cm hhm= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = Nm /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 1864/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 4,7 cm NX2= 39393 daN Tiết diện xiên đà đợc chọn tính toán phần 2L: 90x56x8 ghép cạnh nhỏ nên: tra bảng có k = 0,75 1-k = 0,25 γ = NS= 0,5 k N§1 = 0,5 0,75.39393 = 14772 daN NS= 0,5 (1-k) N§1 = 0,5 0,25.39393 = 4924 daN hhs= 0.6 cm, chiỊu dµi ®êng hµn lh = NS /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 14772/(0,4.0,6.1800.1)+1 = 10,24 cm hhm= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = Nm /( hh.βh.Rgh.γ)+1 lh = 4924/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 4,1 cm NX3= 14305 daN Tiết diện xiên đà đợc chọn tính toán phần 2L: 90x8 ghép cạnh nên: tra bảng có k = 0,7 1-k = 0,3 γ = NS= 0,5 k N§1 = 0,5 0,7 14305 = 5006 daN NS= 0,5 (1-k) N§1 = 0,5 0,3 14305 = 2145 daN hhs= 0.4 cm, chiều dài đờng hàn lh = NS /( hh.h.Rgh.)+1 lh = 5006/(0,4.0,6.1800.1)+1 = 10,93 cm hhm= 0.4 cm, chiÒu dài đờng hàn lh = Nm /( hh.h.Rgh.)+1 lh = 2145/(0,4.0,7.1800.1)+1 = 5,25 cm 44 Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 Chọn mà = 14 mm theo đà tính phần trên, kích thớc đợc chọn cho đảm bảo yêu cầu chiều dài đờng hàn sống mép cho dàn, cánh hàn đứt đoạn để tiết kiệm đờng hàn đứng phân nhỏ đợc hàn nh đà tính toán : đợc thể hình vẽ : Chi tiết nút dµn ct δ=14 11 10 12 3- Nút nối công trờng : a.Nút liên kết T4,D 2,Đ2 ( Chi tiết nút 5): NT4= 87030 daN (nÐn) N§4= 6097 daN (kÐo) §é dèc cđa cánh : cos = 0,995, sin = 0,0995 Thanh cánh hàn vào mà đờng hàn sống hàn mép.Tiết diện cánh đà chọn 2L:160x90x14 ghép cạnh nhỏ nên : Agh = 2.16 + 1,4 + 2,6 = 36 cm Chän b¶n nèi tiÕt diÖn 25x1 : Abn = 25.1 = 25 cm Nq= 1,2 NT4= 1,2.87030 = 104436 daN DiƯn tÝch qui íc ®ỵc tÝnh nh sau: Aq = Agh + Abn = 36 + 25 = 86 cm2 σq = Nq/Aq = 104436/86 = 1214,4 daN/ cm2 Ngh = Agh σq = 1214,4 36 = 43717 daN Nbn = Nq – Ngh = 104436 – 43717 = 60719 daN 45 §å án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 Xác định kích thớc ghép : Xác định chiều dài đờng hàn liên kết ghép với cánh trên, chiều dài đờng hàn định đến kích thớc ghép , ∑lh = Ngh/(hh.1260)+4 = 43717/(0,6 1260)+1 = 61,82 cm lh = ∑lh/4 = 58,82/4 = 15,45 cm Chän lh = 20 cm Chọn kích thớc ghép mặt 70x36x1 ( đảm bảo chiều dài đờng hàn với cánh lh=16 cm khoảng cách cấu tạo với nối) Khi lắp công trờng phải cố định bulông trớc phải tính liên kết bulông ghép với cánh ( mà cha tính chịu lực đờng hàn ) : Nbl = Ngh/4 = 43717/2 = 21858 daN Abl = Nbl/Rkbl = 21858/1400 = 15,6 cm2 Chän bul«ng φ27 : Ang = 4.27 = 17,08 cm2 Đặt bên bulông nh hình vẽ Tính liên kết bulông nôi với mÃ: Tính liên kết Bulông liên kết nối thi công để cố định chi tiết sau hàn đờng hàn phải tính liên kết bulông không tinh tác dụng liên kết đờng hàn Tính cho nèi : ∑Nbl = Nbn/2 = 60719/2 = 30360 daN ∑Abl = ∑Nbl /Rkbl =30360/1400 = 21,68 cm2 Chän bul«ng φ36 : ∑Abl = 7,58 = 30,32 cm2 Đặt bên nối bulông : Diện tích giảm yếu nối Ath = Abn 7,58 cm2 Thiết kế sờn đứng chịu lực thẳng đứng liên kết: Đờng hàn đứng liên kết sờn với b¶n nèi : Q = Ngh.sinα – P = 2.43717 – 11343 = 2643 daN (P = G4 + P3 = 9586 + 1755 = 11343) Lùc trun vµo sên ®øng : V = Q/2 = 2643/2 = 1321,5 M = V e = 1321,5.(32/4) = 10572,1 daN.cm lh = 14 cm, hh = 0,6 cm : ta ®ỵc Wgh = βh.hh lh2 = 2.0,7.0,6 142 = 164,64 cm3 Agh = βh.hh lh = 2.0,7 0,6 14 = 11,76 cm2 τht® =[( M/Wgh) 2+(V/Agh) 2] 0,5 =[(1321,5/11,76) 2+(10572/164,64) 2] 0,5=401,33 daN/cm2 =401,33 daN/cm2 < 1800 daN/cm2 (đảm bảo ĐK liên kết) Chọn kích thớc sờn đứng : 15x14x1 đảm bảo yêu cầu tính toán Thiết kế đờng hàn liên kết mà với c¸nh : Nbm = Nbn/ Cosα = 60719/0,995 = 61024 daN ∑lh = Nbm/(hh.1260)+4 = 61024/(0,6 1260) = 84,7 cm 46 Đồ án Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp hoàng lê minh : 47xd6 Bố trí đờng hàn mép cắt vát ghép để bố trí đờng hàn sống cho cánh dàn lh = (28 + 15 ) = 86 cm ®ã ®êng hµn sèng lµ 15 cm, ®êng hµn mÐp lµ 28 cm bố trí nh hình vẽ Thiết kế đờng hàn liên kết nối với mÃ: Nbn = 60719, dùng đờng hàn đứng nối không dùng hàn ngang không đủ khoảng cánh để tiến hành hàn Chiều dài đờng hàn liên kết nối với mà đợc xác định : lh = Nbn/(4 hh 1260 ) + = 60719/(4.0,6.1260) + = 21,07 cm Chän b¶n nèi cã kÝch thíc 26x20x1 đảm bảo yêu cầu đà tính toán(hình vẽ) Kiểm tra ứng suất tiết diện giảm yếu cđa b¶n nèi: B¶n nèi cã kÝch thíc 26x20x1, tiÕt diện giảm yếu tiết diện đục lỗ bulông φ 36: Ath = 26.1 – 3,6 = 18,8 cm2 XÐt cho b¶n nèi : σb = Nbn/(2.Ath) = 60719/(2.18,8) = 1615 daN/cm2 < 2250 daN/cm2 KiÓm tra ứng suất tiết diện giảm yếu ghép : Bản ghép có kích thớc mặt 36x70x1, giảm yếu tiết diện đục lỗ bulông 27 Ath = 36.1 – 2,7 = 30,6 cm2 σb = Ngh/(Ath) = 43717/(30,6) = 1428,6 daN/cm2 < 2250 daN/cm2 KiÓm tra ứng suất tiết diện giảm yếu cánh trên: Thanh cánh có tiết diện 2L: 160x90x12, giảm yếu tiết diện đục lỗ bulông 27 Ath = 69,4 – 2,7 = 66,7 cm2 σb = NT4/(ϕmin.Ath γ) = 87031/(0,568.66,7.1) = 2289,83 daN/cm2 < 2250 daN/cm2( bsg/(0,44 (E/R)0,5 ) δsg = 20/(0,44 (2100000/2100) 0,5 = 1,437 cm Chän δsg = cm Tính toán liên kết hàn mà với sờn gối : lh = lsg – = 60 – = 54 cm hh = [1/(2 lh 1260)] x [RA2 + H (1 + e/lh) 2] 0,5 = hh = [1/(2 54 1260)] x [462202 + 18727 (1 + 13/54)2 ] 0,5 = 0,39484 cm ( e: kho¶ng cách từ lực H đến tâm đờng hàn = 13 cm) Chän hh = mm hµn st chiỊu dµi sên gèi 53 ... 2 01, 8 /16 8,2 = 1, 1997, J2/ J1 = Tra bảng 4.3 ta đợc : ? ?12 = 2,2 ? ?11 = 1, 61 ? ?1= N1/N2 = 60922/56833 = 1, 072 ? ?1= a2/a1 [(J1/ J2). (1/ ? ?1) ] 0,5 = 1, 1997 [1/ 1,072] 0,5 = 1, 1588 ? ?1= ((? ?12 )2 + ? ?11 .( β... nhánh: Jx1= 2.hb3 /12 = 2 .1, 4 .14 3 /12 +13 .32,2 /12 = 642,95 cm2 rx1= (Jx1/Anh1)0,5 = (642,95/ 71, 4)0,5 = 3,0 01 cm Jy1= 1. 32,23 /12 +2. [14 1, 43 /12 +14 .1, 4.(32,2/2 +1, 4/2)2] = 13 .852,4 cm4 ry1= (Jy1/Anh1)0,5... trục( nhánh 1) : Lực nén lớn nhánh cầu chạy Nnh1= N1.y1/c+M1/c =12 3. 915 x37,055/96,634 + 61, 058/96,634 = 11 0.7 01 daN Nhánh cầu trục: y1 = ly1/ry1 = 940 /13 ,9287 = 67,486 = λ1max λx1= lnh1/rx1= 11 0/3.001