Thiết kế khungnang nhà xưởng 1 tầng, 1 nhịp 2 cầu trục sức nâng 115-30T, nhịp nhà 30m, chiều dài nhà 60m, bước cột 6m, cao trình đỉnh ray 11m, móng BT mac200

THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆPThiết kế khung ngang nhà xưởng một tầng, một nhịp có hai cầu trục sứcnâng 115/30T, chế độ làm việc trung bình, nhịp nhà dài 30 m, chiều dài nhà 60 m ;

THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP

Thiết kế khung ngang nhà xưởng một tầng, một nhịp có hai cầu trục sứcnâng 115/30T, chế độ làm việc trung bình, nhịp nhà dài 30 m, chiều dài nhà

60 m ; bước cột B = 6m, cao trình đỉnh ray 11m, mái lợp Panel Bêtông cốtthép; vật liệu làm kết cấu chịu lực thép CT3 ; móng Bêtông mac 200

I.CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU:

1 Sơ đồ khung ngang và kết cấu nhà công nghiệp (H1)

Khung ngang gồm cột và rường ngang Liên kết cột với rường ngang là

Cầu trục sức nâng Q = 115/30T ( lấy theo bảngVI.2 ):

Chiều cao Hk của Gabarit cầu trục: Hc = 4000

Chiều cao H2 từ đỉnh ray cầu trục đến cao trình cánh dưới rường ngang:

H2 = Hc + 100 + f = 4000 + 100 + 300 = 4400 mm

Trong đó:

Hc : Chiều cao Gabarit cầu trục

100 : Khe hở an toàn giữa xe con và kết cấu

f :Độ võng của kết cấu dàn lấy theo bảng

Chiều cao từ mặt nền đến cao trình cánh dưới rường ngang : H

H = Hr + H2 =11000 + 4400 =15400 mm

Chiều cao phần cột trên:

Htr = H2 + Hdc + Hr = 4400 + 800 + 200 = 5400 mm

Trong đó:

Hdc : Chiều cao dầm cầu chạy, lấy theo cấu tạo từ (1/8 đến 1/10)B

Hr : chiều cao ray , lấy theo kinh nghiệm Hr =200 mm

Chiều cao phần cột dưới:

Hd = H - Htr + H3 = 15400 – 5400 + 800 = 10800 mm

Trong đó :H3 là độ sâu chôn móng, lấy theo cấu tạo H3 = 800 mm

Bề rộng cột trên :

htr = )H tr

12

1 10

1 (  Chọn htr =750 mm với Htr = 5400 mm

Khoảng cách từ trục đường ray đến trục định vị:

a - Khoảng cách từ mép cột đến trục định vị Lấy a=500 với nhà có Q >75

D –Khoảng hở an toàn giữa cầu trục và mặt trong cột, lấy D= 75 mm

Bề rộng cột dưới:

II TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG

1.Tải trọng tác dụng lên dàn

1.1Tải trọng thường xuyên:

a) Tải trọng các lớp mái tính toán theo cấu tạo của mái lập theo bảng sau:

L= 30m

=1 m

Cấu tạo của lớp mái

Tải trọngtiêu chuẩnKG/m2

Hệ số vượttải

Tải trọng tínhtoán KG/m2

- Tấm Panel 3 x 6 m

- Lớp cách nhiệt dày 12 cm bằng

bêtông xỉ  = 500 G/m2

- Lớp ximăng lót 1.5 cm

- Lớp bêtông chống thấm dày 40

- 2 lớp gạch lá nem và vữa lát

150

602710080

1.1

1.21.21.21.1

165

723411088

Trong đó :

n = 1.1 – Hệ số vượt tải

1.2 Hệ số kể đến trọng lượng các thanh dàn

d – Hệ số trọng lượng dàn lấy bằng 0.6 đến 0.9 đối với nhịp từ 24 đến

30 m Ở đây lấy d=0.8

c) Trọng lượng kết cấu cửa trời

Theo công thức kinh nghiệm:

gct = ct.Lct KG/m2 mặt bằng nhà Trong đó : ct =0.5 ; Lct là nhịp cửa trời

Ta có thể lấy trị số từ 12 – 18 KG/m2 cửa trời, ở đây lấy : gtc

ct =12 KG/m2

gct = 1.112 = 13.2 KG/m2

d) Trọng lượng cánh cửa trỡi và bậu cửa trời

-Trọng lượng cánh cửa (Khung + Kính)

gtc

K = 35 KG/m2-Trọng lượng bậu trên và bậu dưới

gtc

b = 100 KG/m Vậy lực tập trung ở chân cửa trời do cánh cửa và bậu cửa là:

gKb = (1.1351.56) + (1.11006) = 1006 KG

Tải trọng gct và gKb chỉ tập trung ở những chân cửa trời

Để tiện tính tính toán khung, ta thay chúng bằng lực tương đương phân bốđều trên mặt bằng nhà g’ct

g B l

= 16.46 KG/m2

Vậy tải trọng tổng cộng phân bố đều trên rường ngang là:

q = (gm + gd +g’ct ).B = (468+31.7+16.46)6 = 3.1 T/m

1.2Tải trọng tạm thời

Theo TCVN 2737-90, tải trọng tạm thời trên mái là:

ptc = 75 KG/m2 mặt bằng với hệ số vượt tải np = 1.4 Tải trọng tính toán phân bố đều trên rường ngang

KG = 38.63 T Tải trọng tạm thời

2

30 630 2

KG = 9.45 T

b) Do trọng lượng dầm cầu trục

Trong lượng dầm cầu trục tính sơ bộ theo công thức

Gct =n.ct.l2

ct [KG]

Trong đó: lct –Nhịp dầm cầu trục , lct =28 m

cr- Hệ số trọng lượng dầm cầu tục bằng 35-47 với Q>75T Chọn ct = 40 với Q=115 T

Gct = 1.2 40 62 = 1728 KG = 1.728 T

Gct đặt ở vai dầm cầu trục là tải trọng tĩnh

c) Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục

Tải trọng áp lực thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thôngqua dầm cầu trục được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng của phảnlực gối tựa của dâmf và xếp các bánh xe của hai câu trục sát nhau ở vào vị

trí bất lợi nhất (H3) Cầu trục 115 T có áp lực tiểu chuẩn thaứng đứng lớn

nhất của 1 bánh xe là:

Ptc

1max = 53 T; Ptc

2max = 54 T; trọng lượng cầu trục G = 155 T; trọng lượng

xe con Gxc = 40 T; bề rộng cầu trục Bct =9000 mm; khoảng cách giữa cácbánh xe 840 + 4580 + 840 ; số bánh xe ở mỗi bên no = 4

Aùp lực nhỏ nhất của bánh xe

Ptc 1min =      53 

4

155 115

max

1tc

o

P n

G Q

14.5 T

Ptc 2min =      54 

4

155 115

max

2tc

o

P n

G Q

13.5 T Đặt các bánh xe lên đường ảnh hưởng, với n = 1.2 là hệ số vượt tải và hệsố tổ hợp nc = 0.85( xét xác suất xảy ra đồng thời tải trọng tối đa của nhiềucầu trục)

Dmax =n.nc.( Ptc

1maxy + Ptc

2maxy ) = =1.20.85[53 0.097 + 54(0.86+1+0.543+0.403)]=

= 159.8 T Tương tự Dmin =n.nc.( Ptc

1miny + Ptc

2miny ) = 42.84 T

d) Do lực hãm của xe con

Khi xe con hãm phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phươngchuyển động Lực hãm xe con, qua các bánh xe cầu trục truyền lên dầmhãm vào trục

Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe :

Ttc

4

) 41 115 ( 05 0 ) (

05 0

o

xc

n

G Q

1.95 T Trong đó: Gxc = 41 – Trọng lượng xe con

no = 4 –Số bánh xe ở 1 bên cầu trục Lực hãm ngang Ttc

1 truyền lên cột thành lực T đặt tại cao trình dầm hãm;giá trị T cũng xác định bằng đường ảnh hưởng như xác định Dmax và Dmin

T = nc.n.Ttc

1.yi =1.20.851.95(0.097+0.86+1+0.543+0.403)

=

= 5.774 T

3.Tải trọng gió tác dụng lên khung

Tải trọng gió được tính theo TCVN 2737-90 Nhà công nghiệp một tầng 1nhịp chiều cao nhỏ hơn 36 m nên chỉ tính thành phần tĩnh của gió Aùp lựctiêu chuẩn ở độ cao 10 m trở xuống thuộc khu vực Iib (có kể đến ảnh hưởngcủa gió bảo) qtc = 80 KG/m2

580 P 1

P2 P2

P2 P2

Tải trọng phân bố đều tác dụng lên cột

Phía đón gió: q = n.qo.k.c.B (KG/m)

Phía trái gió: q’= n.qo.k.c’.B (KG/m)

Trong đó: n = 1.3 – Hệ số vượt tải

B = 6 m – Bước cột

c- Hệ số khí động lấy theo bảng (Phụ lục V) ghi trên (H.4)

k – Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao lấy(Phụ lục V) cho địa hình loại B k =1.13

Giá trị tải trọng gió phân bố đều lên cột ( với hệ số quy đổi ra phân bố đều

 =1.1 ) là:

q = 1.3 80 1.13 0.8 6 1.1 = 620.51 KG/m =0.621 T/mq’ = 1.3 80 1.13 0.6 6 1.1 = 465.38 KG/m =0.465 T/m Tải trọng gió trong phạm vi mái từ đỉnh cột đến nốc mái đưa về lực tậptrung đặt tại thanh cánh dưới của dàn mái

W = n.qo.k.B.cihi Trong đó: hi – chiều cao từng doạn có ghi hệ số khí động ci (H.4a)

k – là trung bình cộng của giá trị ứng với độ cao đáy vì kèo vàgiá trị ở điiểm cao nhất của mái

2

18 1 13 1

1.16

W = 1.3801.16 6 [2.00.8 +0.720.2+2.50.7-0.48  0.8 + + 0.6 (0.48+0.72+2)+2.50.4} = 4364.76 KG = 4.365 T

III.TÍNH NỘI LỰC KHUNG

1.Sơ bộ chọn tỷ số độ cứng giữa các bộ phận khung

-Mômen quán tính dàn:

R

h M

d

2

.

max

 Trong đó :

Mmax là mômen uốn lớn nhất trong rường ngang, coi như dầm đơngiản chịu toàn bộ tải trọng thăng đứng tính toán

Mmax =

8

30 ) 63 0 1 3 ( 8

hd = 3.2 m Chiều cao giữa dàn( tại tiết diện có Mmax)

 - hệ số kể đến độ dốc cánh trên và sự biến dạng của các thanhbụng: i=1/8,  = 0.7





7 0 2100

2

320 41962500

2238000 cm4Mômen quán tính của tiết diện cột dưới được xác định theo công thức gầnđúng:

1

2 (

d

R k

D

N 

Trong ñoù : NA : Phạn löïc cụa daøn truyeănn xuoâng

NA =A+ A’ =38.63 + 9.45 = 48.08 T

Dmax =159.8 T : Aùp löïc do caău trúc

k1: heô soâ phú thuoôc böôùc coôt Laây k1 =2.5 vôùi böùoc coôt 6mR= 2100 KG/cm2 :Cöôøng ñoô tính toaùn cụa theùp

5 2

159800 2

48080

1417794 cm4 Mođmen baùn kính phaăn coôt tređn

Trong ñoù: k2 :Heô soâ xeùt ñeân lieđn keât giöõa daøn vaø coôt Laây k2 =1.6 vì daønlieđn keât cöùng vôùi coôt

5 1

75 0 ( 6 1

1 2

J



 Chón: n=J1/J2 =7

Tyû soâ ñoô cöùng giöõa daøn vaø phaăn coôt döôùi

Caùc tyû soâ chón naøy thoûa aõmn ñieău kieôn:





1 1 1

1

1

L

H J

J H

J L

6 1

1 1

2.Tính khung vôùi tại tróng phađn boâ deău tređn xaø ngang

Dùng phương pháp chuyển vị với ẩn số là 1 , 2

JdJ

2

J1

vv

Và chuyển vị ngang  ở đỉnh cột.Khung đói xứng và tảitrọng đối xứng nên =0 , 1=2=.

Phươong trình chính tắc:

r11 + R1p = 0trong đó: r11: Tổng phản lực momen ở các nút trên

của khung khi góc xoay =1

R1p: Tổng momen phản lực của nút đó do tảitrọng ở ngaòi gây ra

Để tìm r11 cần tính M xa&M côt là các momen ở các nútcứng B của xà và khi góc xoay =1 ở hai nút khung Tínhtheo cơ học kết cấu

1

1 0 2 30

4 2

2

EJ J

E L

J E

H

EJ K

22 1

-0.047709EJ1 Phản lực ở định cột do  =1 gây ra :

665.16

H

EJ K

2 2

ql

-232.5 Tm Góc xoay :  = - r1P / r11 = 232.5/ 0.24771EJ1 = 938.635 /

-ÔÛ ñaău coôt :

Mì

Bcộtì = M Bcột   = -0.0477EJ1 938.635 /EJ1 = -44.77Tm

ÔÛ caùc tieât dieôn khaùc thì tính baỉng caùch duøng trò soâ phạn löïc

MC = MB + RB  Htr = -44.77+ 5.66 5.4 =-14.21 Tm Mômen ở chân cột:

MA = MB + RB  H = -44.77+ 5.66 16.2 = 46.92 Tm Biểu đồ mômen cho trên (H.7-a)

Mômen lệch tâm ở vai cột:

Me = A.e =38.63  0.375 =14.49 Tm Trong đó: e=  

2

d

tr h h

0.375 –Độ lệch tâm của hai phần cột Nội lực trong khung do Me có thể tìm được bằng bảng phụ lục đối với cộthai đầu ngàm vì trường hợp này coi Jd =  và khung không có chuyển vịngang và tải trọng đối xứng Dấu Me ngược với dấu trong bảng

Các công thức ở bảng cho

=       .(  14 49 ) 

314 6

] 22 1 4 ) 333 0 1 ( 665 1 3 )[

333 0 1 (

A B

B 6(1 )[ (1 )].

2 16

49 14 ( 314

6

)]

333 0 1 ( 998 2 665 1 )[

333 0 1 ( 6

Biểu đồ mômen cho trên (H.7-b)

Cộng biểu đồ (H.7-a) với biểu đồ (H.7-b) được biểu đồ cuối cùng do tải trọng trên mái gây ra, cho trên (H.7-c)

85 42 13 4

44.77

14.21 Mq =Mp+

BC

GVHD: PHÁM NHIEĐN ÑOĂ AÙN KEÂT CAÂU THEÙP II

3.Tính khung vôùi tại tróng tám thôøi tređn maùi (Hoát tại)

Ta coù bieơu ñoă do hoát tại gađy ra baỉng caùch nhađn caùc trò soâ cụa mođmen dotại tróng thöôøng xuyeđn ôû bieơu ñoă tređn hình (H.7-c) vôùi trò soâ

4.Tính khung vôùi tróng löôïng daăm caău trúc:

Tróng löôïng daăm caău trúc: Gdct =1.728 ñaịt tái trúc ñôõ DCT vaø sinh ramođmen leôch tađm

Mdct = Gdct  e =1.728  1.5/2 =1.296 Noôi löïc trong khung tìm ñöôïcbaỉng caùch nhađn bieơu ñoă Me côùi tyû soâ –Mdct/Me(vì 2 mođmen ngöôïc chieău nhau)

-Mdct /Me =1.298 / 14.49 =-0.08958 Tm Tróng löôïng daăm caău trúc Gdct laø tại tróng thöôøng xuyeđn neđn phại coôngbieơu ñoă mođmen do Gdct vôùi bieơu ñoă hình (H.7-c) ñeơ ñöôïc mođmen do toaøn boôtại tróng thöôøng xuyeđn leđn daøn vaø coôt

MB = -42.11 + 2.66(-0.08958) = -42.35 Tm

MCt = -18.62 +(-4.41) (-0.08958)= -18.22 Tm

MCd = -4.13 +10.08(-0.08958) = -5.03 Tm

MA = 42.85+ (-4.07) (-0.08958) = 43.21 Tm

5.Tính khung vôùi mođmen caău trúc D max , D min

Mmax , Mmin đồng thời tác dung ở hai cột Xét trường hợp

A

L(H.8)

Mmax ở cột trái , Mmin ở cột phải

Giải khung với sơ đồ chuyển vị với sơ đồ

xà ngang vô cùng cứng.Ẩn số chỉ là chuyển

vị ngang của nút

Phương trình chính tắc

r11.+R1P = 0

r11: phản lực liên kết thêm do =1 gây ra ở nút trên

Qui ước : Dấu của chuyển vị và dấu của phản lực

trong liên kết hướng từ trái sang phải là dương

2

1 2

1 2

314.6

665.16

6

H

EJ H

EJ H

EJ K

1 3

314.6

998.21212

H

EJ H

EJ H

EJ K

A



Biểu đồ mômen do =1 gây ra còn được dùng với các

loại tải trọng khác như Thay gió , nên ta tính luôn mômen

tại các tiết diện cột

Tiết diện tại vai cột

2

1 3

1 2

4.5698

.5573

.1

H

EJ H

EJ H

EJ H

R M

1 2

573.1

H

EJ H

H

EJ H

EJ H

R M







ÔÛ coôt phại, caùc trò soâ mođmen baỉng nhö vaôy, nhöng khaùc daâu vì phạn xöùng

Bieơu ñoă veõ ôû hình (H.9)

Phạn löïc trong lieđn keât theđm :

3

1 3

1 11

396.11698

.5.2

H

EJ H

EJ R

119.175 Tm

Mmin =Dmin  e = 42.84  

2

5 1

32.13 Tm

Veõ bieơu ñoă mođmen do Mmax vaø Mmin trong heôcô bạn Cuõng coù theơ duøng

keât quạ tính vôùi Me cụatại tróng maùi (H.7-b) nhađn vôùi tyû soâ

-Mmax/Me vaø -Mmin/Me

175 119

13 32

2 1573 1

H EJ

2 1125 5

H EJ

2 1326 0

H EJ

2 1573 1

H EJ

2 1326 0

H EJ

2 1125 5

H EJ

(H.9)

21.88

36.27 82.91

33.476

5.897

9.78 22.35

9.02

Dấu của RB’ là âm vì nó ngược chiều với RB

Phản lực trong liên kết thêm :

1 11

1

20 11 /

396 11

88 7

EJ

H H

EJ r

trong hệ cơ bản do Mmax và Mmin , ta được :

1

EJ

H H

1

EJ

H H

1

EJ

H H

1

EJ

H H

92 23 56 86

-5.8 T Lực dọc: NB = Nct =0

1

EJ

H H

1

EJ

H H

23.92

18.70

66.42

(H.11)

EJ

H H

1

EJ

H H

70 18 42 66

7.88 T Lực dọc: NB = Nct =0

NCd =NA’ =Dmin =42.84 T

Biểu đồ mômen cho ở hình (H.11)

6.Tính khung với lực hãm T:

Lực hãm T đặt ở cao trình dầm hãm cách vai cột 0.8 m

Lực T cố thể tác dụng ở cột trái hoặc cột phải, chiều cột hướng vào cộthoặc đi ra khỏi cột Dưới đây giải khung với trường hơp lực T đặt vào cộttrái huớng từ trái sang phải Các trường hợp khác của T có thể suy ra từtrường hợp này

Trình tự tính toán giống như với Mmxx , Mmin

Vẽ biểu đồ do  =1 gây ra trong hệ cơ bản và tính được:

3

1 11

396.11

H

EJ

r  Dùng công thức trong phụ lục tính được mômen và phản lực do T gây ratrong hệ cơ bản Lực T đặt các đỉnh cột 4.6 m

33 0 2 16

4 5 28

0 2

] 22 1 2 665 1 ) 28 0 2 [(

) 28 0 1

] 44 , 1 2 665 1 ) 28 0 333 0 2 [(

) 28 0 333

B

R B (1 ) [3 2 (2 )] ( ) [3 2. (2 )]

2 2

)]

28 0 2 ( 998 2 2 665 1 3 [ ) 28 0 1

)]

28 0 333 0 2 ( 998 2 2 665 1 3 [ ) 28 0 333 0

MTP = MB+RB (Htr - Hdct) = -10.20 + 4.12 (5.4- 0.8) = 8.75 Tm

MCP = MB+ RBHtr- THdct = -10.20 + 4.125.4 -5.774.0.8 = 7.429 Tm

MAP = MB+ RBH - T(Hd+Hdct) = -10.20+4.1216.2-5.774(10.8-0.8) =

= -10.434 Tm

Biểu đồ mômen cho trên hình (H.12)

Cột bên phải không có nội lực nên mômen và phản lực bằng 0

12 4

EJ

H EJ

H r

1

EJ

H H

EJ

Tm EJ

H H

EJ H

EJ

M H

H R M

C dct

tr B B

T

11 11 75 8 86

5 )]

8 0 4 5 ( 12 4 573

1

2 3

1 2

5 ) 326 0 (

.

1

2 2

1

EJ

H H

EJ M

M

C C

5 ) 125 5 (

1

2 2

1

EJ

H H

EJ M

M

A A

8 10

46 40 50

1 5 86 )

573 1

(

EJ

H H

1 5 86 )

326

1) 5 86 125

91 1 03

.

30

A

Biểu đồ cho trên hình (H.13)

6 Tính nội lực khung với tải trọng gió:

Ở đây tính cới trưòng hợp gió thổi từ trái qua phải Với gió thổi từ phải quatrái chỉ việc thay đổi vị trí cột,

Đã có biểu đồ 

M do  =1 trong hệ cơ bản (H.9) và có :

3

1 11

396.11

H

EJ

r  Bây giờ chỉ trính mômen và phản lực do q và q’ gây ra trong hệ cơ bản

Ở cột trái:

B’C’

(H.12)

0,98 11.11

40.46

9.22

1.91

30.03 6.50

(H.13)

2 16 621 0 314

6 12

22 1 8 074 1 655 1 9 12

8 9

qH K

C BF

074 1 998 2 3 22 1 665 1 2 2

3

.

2

qH K

F A C

tr tr

B B

P

C

H q H R

q H R

M

Ở cột phải do q’ gây ra Tính mômen và phản lực bằng cách nhân giá trị

mômen và phản lực ở cột trái với tỷ số : - q’/q =-0.465/0.621 =-0.75

Biểu đồ cho trên hình (H.14)

Phản lực trong liên kết thêm:

R1P = RB’ - RB - W = –3.33– 4.44 - 4.365 =-12.135 T

Và

1 2

3 1 11

396.11

125.12

EJ

H H

EJ r

1

EJ

H H

1

EJ

H H

1

EJ

H H

10

89 106 30 0 2

. d

d

A C

A

H q H

1

EJ

H H

1

EJ

H H

1

EJ

H H

10

18 1 26 102 2

. d

d

C A

A

H q H

M M

Biểu đồ cho trên hình (H.15)

7.Xác định nội lực tính toán

Sau khi đã tính được các nội lực M,Q,N tại các tiết diện với từng loại tảitrọng, ta tiến hành tổ hợp tải trọng một cách bất lợi nhất để xác định các nộilực tính toán và chọn tiết diện khung Các kết quả ddwuwcj ghi vào bảng tổhợp dưới đây:

BAÍNG NÄÜI LÆÛC KHUNG K1

6

IV TÍNH CỘT:

1.Xác định chiều dài tính toán của cột

Từ bản tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực nguy hiểm để tính tiết diện cột là cặp M,N

ở tiêt diện B

8 10 7

1

1

2 2

J i

i

654 0 0874 4 1

7 8

10

4 5

J H

H C

d t

14 47

68 192

2.Chọn tiết diện cột trên:

a)Chọn tiết diện:

Cột trên đặc, tiết diện chữ I đối xưng, chiều cao tiết diện htr =750 mm

Độ lệch tâm :

e = M/N = 112.01 /47.14 = 238 cm

Giả thiết hệ số ảnh hưởng hình dạng  = 1.4

Diện tích yêu cầu của tiết diện sơ bộ tính theo công thức gần đúng

47140 )

6 , 2 4 1 (

e R

Các đặc trưng hình học:

400

750710

20

14

(H-16)

0 71 ( 12

0 2 40 [ 2 12

0 71 4

.

1

] ) 2

( 12

[ 2 12

.

2 3

3

2 3

3

c c b c c b

40 0 2 2 12

12

.

2

3 3

3 3

b b c c y

h b

J

4 259

J

4 259

2100

50

50 64 30

l

x x x

x



6 1 10 1 2

2100

7 50

7 50 07 9

l

y y y

y



b)Kiểm tra ổn định trong mặt phẳng khung:

Độ lệch tâm tương đối

027 25

Hệ số ảnh hưởng tiết diện với 5< m <20 Tra bảngII.4 phụ lục II, ta có

 = 1.4-0.02x = 1.4- 0.021.58 =1.37

Độ lệch tâm quy đổi: m1 =m = 1.37 9.51= 13.03

Từ x và m1 tra bảng II.2 phụ lục II, được 1t = 0.105

Cột không cần kiểm tra bền vì Ath =Ang và m1 <20

Kiểm tra ổn định tổng thể trọng mặt phẳng uốn

47140

1 A

N



 1731 KG/cm2 <R =2100 KG/cm2

c)Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung

Trước hết, tính giá trị mômen ở đầu cột với tiết diện đã có M2 = -112.01 Tm Ứngvới từng trường hợp tải trọng , đã cộng được giá trị rương ứng ở đầu kia là :

Nên lấy giá trị M’=-76.89 Tm để kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khungĐộ lệch tâm tương đối : ' 4776..1489 10103 2596492.4

A N

Tra bảng II.1 phụ lục II được y =0.86

Điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung:

y=N/(CyAng)=47.14103 /(0.1420.86259.4) =1488.10 < R=2100KG/cm2-Kiểm tra ổn định cục bộ:

Với bản cánh cột, theo bảng 3.3 có

38 16 2100

10 2 ) 58 1 1 0 36 0 ( )

1 0 36 0





Tiết diện đã chọn có bo/d =(40 –1.4)/(22) = 9.65 < 16.38

Với bản bụng cột, vì khả năng chịu lực của cột được xác định theo diều kiện ổnđịnh tổng thể trong mặt phẳng khung nên tỷ số giới hạn [ho/db] xác định theo bảng3.4

Ứng với m =9.51 >1 và  =1.58 > 0.8, ta có :

44 53 2100

10 1 2 ) 58 1 5 0 9 0 ( )

5 , 0 9

h





Tiết diện đã chọn có ho/b =71.0/1.4 =50.71 < 53.44

Vậy tiết diện đã chọn như hình (H-17) là thỏa mãn

3.Thiết kế tiết diện cột dưới rỗng

Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, ta có cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh 1 (nhánh cầutrục ) là M1, N1; và cho nhánh 2 (nhánh mái) là M2, N2

a)Chọn tiết diện nhánh

Sơ bộ giả thiết chon khoảng cách hai trục nhánh C h =1.5 m Khoảng cách từtrục trọng tâm toàn tiết diện đến trục nhánh cầu trục (nhánh 1):

59 91 5 1

67 0 16 200

1 2 1 1

C

M C

y N

96 157 5 1

83 0 68 192

2 1 2 2

C

M C

y N

Giả thiết hệ số  = 0.8 , diện tích yêu cầu của nhánh là

0

10 465

1 1

8 0

10 923

2 2

20 2

1

cm A

46 2

J

r y1  y1/ nh1  55840 / 135 2  20 32

Nhánh 2 dùng tiết diện tổ hợp từ một bản thép 46020 và hai thép góc đều cạnh

L20014 (H-18)), có A1g =54.6; trọng lượng 1 m dài =42.8 KG; Z10 =5.46 cm

Diện tích tiết diện nhánh 2

Anh2 = 46 2 + 2 54.6 =201.2 cm2

Khoảng cách từ mép trái của tiết diện (mép ngoài bản thép) đến trọng tâm tiết

diện nhánh mái là zo

2 201

= 2673 +6308 + 135.287.022 + 201.258.472 =1720631 cm4

rx =71.52 cm

b)Xác định hệ thanh bụng

Khoảng cách các nút giằng a= 145 cm Thanh hội tụ tại trục nhánh

Chiều dài thanh xiên : S a2 C2 145 2 145 49 2 205 4cm

Sơ bộ chọn thanh xiên là thép góc L1258 có Atx =19.7 cm2 ; rmin =2.49 cm

Nội lực nén trong thanh xiên do lực cắt thực tế Q = 17.30 T là:

Ntx =Q/2Sin =17.30/(20.745)= 12.23 T

Độ mảnh của thanh xiên: max =S/ rmin =205.4/ 2.49 =82.49

Tra bảng II.1 phụ lục II : min =0.73

Kiểm tra điều kiện ổn định:

3

10 23 12

tx A tx

4 336 28 24

28 2 2

59 91 49 145

47 58 16 200

1 2 1

1

C

M C

Kiểm tra ứng suất