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

GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP Thiết kế khung ngang nhà xưởng tầng, nhịp có hai cầu trục sức nâng 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 cốt thép; vật liệu làm kết cấu chịu lực thép CT3 ; móng Bêtông mac 200 I.CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU: Sơ đồ khung ngang kết cấu nhà công nghiệp (H1) Khung ngang gồm cột rường ngang Liên kết cột với rường ngang liên kết ngàm cứng Cột bậc thang, phần đặc, phần rỗng Dàn hình thang hai mái dốc với mái lợp Bêtông cốt thép Độ dốc 1/8 Kích thước khung ngang: 2.1 Kích thước cột: Cầu trục sức nâng Q = 115/30T ( lấy theo bảngVI.2 ): Chiều cao Hk Gabarit cầu trục: Hc = 4000 Chiều cao H2 từ đỉnh ray cầu trục đến cao trình cánh rường ngang: H2 = Hc + 100 + f = 4000 + 100 + 300 = 4400 mm Trong đó: Hc : Chiều cao Gabarit cầu trục 100 : Khe hở an toàn xe kết cấu f :Độ võng kết cấu dàn lấy theo bảng Chiều cao từ mặt đến cao trình cánh rường ngang : H H = Hr + H2 =11000 + 4400 =15400 mm Chieàu 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 :H3 độ sâu chôn móng, lấy theo cấu tạo H3 = 800 mm Bề rộng cột : htr = ( 1 ÷ ) H tr 10 12 Chọn htr =750 mm với Htr = 5400 mm Khoảng cách từ trục đường ray đến trục ñònh vò: λ ≥ B1 + (htr - a) + D = 400 + (750 – 500) + 75 = 725 mm Chọn l = 1000 mm Trong đó: B1 – Khoảng cách từ tâm ray đến mép cậu trục Tra bảng có B = 400mm ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II a - Khoảng cách từ mép cột đến trục định vị Lấy a=500 với nhà có Q >75 D –Khoảng hở an toàn cầu trục mặt cột, lấy D= 75 mm Bề rộng cột dưới: hd = λ + a = 1000 + 500 = 1500 mm Bề rộng cột phải thỏa mãn điều kiện: ( H tr + H d ) để đảm bảo độ cứng 20 (5400 + 10800) = 810 mm hd > 20 hd > 11 m 4.4 m Nhịp cầu trục Lk : Lk = L – 2λ = 30000 - 2×1000 = 28000 mm 2.2 Kích thước dàn Chiều cao đầu dàn 2000 mm, độ dốc i =1/8 , chiều cao dàn 3200 mm Bề rộng cửa mái 12 m, chiều cao cửa mái 2500 mm λ=1m L= 30m i=1/8 6000 6000 (H-1) 6000 6000 6000 30000 II TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG 1.Tải trọng tác dụng lên dàn 1.1 Tải trọng thường xuyên: a) Tải trọng lớp mái tính toán theo cấu tạo mái lập theo bảng sau: ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang GVHD: PHẠM NHIÊN Cấu tạo lớp mái - Tấm Panel x m - Lớp cách nhiệt dày 12 cm bêtông xỉ γ = 500 G/m2 - Lớp ximăng lót 1.5 cm - Lớp bêtông chống thấm dày 40 - lớp gạch nem vữa lát Tổng cộng ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II Tải trọng tiêu chuẩn KG/m2 150 60 27 100 80 417 Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán KG/m2 1.1 165 1.2 1.2 1.2 1.1 72 34 110 88 467 Đổi phân số mặt với độ dốc i= 1/8 có cosα = 0.999 gtcm = 417 = 418 KG/m2 =0.418 T/m2 0.999 gm = 468 KG/m2 = 0.468 T/m2 b) Troïng lượng thân dàn hệ giằng tính sơ theo công thức gd = n× 1.2× αd × L = 1.1×1.2×0.8×30 =31.7 Kg/m2 = 0.037T/m2 Trong : n = 1.1 – Hệ số vượt tải 1.2 Hệ số kể đến trọng lượng dàn αd – Hệ số trọng lượng dàn lấy 0.6 đến 0.9 nhịp từ 24 đến 30 m Ở lấy αd=0.8 c) Trọng lượng kết cấu cửa trời Theo công thức kinh nghiệm: gct = αct.Lct KG/m2 mặt nhà Trong : αct =0.5 ; Lct nhịp cửa trời Ta lấy trị số từ 12 – 18 KG/m2 cửa trời, lấy : gtcct =12 KG/m2 gct = 1.1×12 = 13.2 KG/m2 d) Trọng lượng cánh cửa trỡi bậu cửa trời -Trọng lượng cánh cửa (Khung + Kính) gtcK = 35 KG/m2 -Trọng lượng bậu bậu gtcb = 100 KG/m Vậy lực tập trung chân cửa trời cánh cửa bậu cửa là: gKb = (1.1×35×1.5×6) + (1.1×100×6) = 1006 KG Tải trọng gct gKb tập trung chân cửa trời Để tiện tính tính toán khung, ta thay chúng lực tương đương phân bố mặt nhà g’ct g’ct = g ct l ct B + g Kb 13.2 × 12 × + × 1006 = = 16.46 KG/m2 L.B 30 × Vậy tải trọng tổng cộng phân bố rường ngang là: ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II 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 mái là: ptc = 75 KG/m2 mặt với hệ số vượt tải np = 1.4 Tải trọng tính toán phân bố rường ngang p = np.ptc.B = 1.4×75×6 = 630 Kg/m =0.63 T/m 2.Tải trọng tác dụng lên cột a) Do phản lực dàn Tải trọng thường xuyên A= q.L 2575 × 30 = = 38625 KG = 38.63 T 2 Tải trọng tạm thời A’ = P.L 630 × 30 = = 9450 KG = 9.45 T 2 b) Do trọng lượng dầm cầu trục Trong lượng dầm cầu trục tính sơ theo công thức Gct =n.αct.l2ct [KG] Trong đó: lct –Nhịp dầm cầu trục , lct =28 m αcr- Hệ số trọng lượng dầm cầu tục 35-47 với Q>75T Chọn αct = 40 với Q=115 T Gct = 1.2× 40× 62 = 1728 KG = 1.728 T Gct đặt vai dầm cầu trục tải trọng tónh c) Do áp lực đứng bánh xe cầu trục Tải trọng áp lực thẳng đứng bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục xác định cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa dâmf xếp bánh xe hai câu trục sát vào vị trí bất lợi (H3) Cầu trục 115 T có áp lực tiểu chuẩn thùng đứng lớn bánh xe là: Ptc1max = 53 T; Ptc2max = 54 T; trọng lượng cầu trục G = 155 T; trọng lượng xe Gxc = 40 T; bề rộng cầu trục B ct =9000 mm; khoảng cách bánh xe 840 + 4580 + 840 ; số bánh xe bên no = p lực nhỏ bánh xe Q+G Ptc1min = n o Q+G Ptc2min = n o 115 + 155 − 53 = 14.5 T 115 + 155 = − 54 = 13.5 T − P1tc = max − P2tc max Đặt bánh xe lên đường ảnh hưởng, với n = 1.2 hệ số vượt tải hệ số tổ hợp nc = 0.85( xét xác suất xảy đồng thời tải trọng tối đa nhiều cầu trục) Dmax =n.nc.( Ptc1max∑y + Ptc2max∑y ) = =1.2×0.85×[53× 0.097 + 54(0.86+1+0.543+0.403)]= ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II = 159.8 T Dmin =n.nc.( Ptc1min∑y + Ptc2min∑y ) = 42.84 T P2 2740 P2 P2 840 2420 6000 0.403 840 0.86 P2 0.543 4580 0.097 580 P1 1.00 Tương tự 6000 (H.3) d) Do lực hãm xe Khi xe hãm phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển động Lực hãm xe con, qua bánh xe cầu trục truyền lên dầm hãm vào trục Lực hãm ngang tiêu chuẩn baùnh xe : Ttc1 = 0.05(Q + G xc ) 0.05(115 + 41) = = 1.95 T no Trong đó: Gxc = 41 – Trọng lượng xe no = –Số bánh xe bên cầu trục Lực hãm ngang Ttc1 truyền lên cột thành lực T đặt cao trình dầm hãm; giá trị T xác định đường ảnh hưởng xác định Dmax Dmin T = nc.n.Ttc1.∑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 tính theo TCVN 2737-90 Nhà công nghiệp tầng nhịp chiều cao nhỏ 36 m nên tính thành phần tónh gió p lực tiêu chuẩn độ cao 10 m trở xuống thuộc khu vực Iib (có kể đến ảnh hưởng gió bảo) qtc = 80 KG/m2 -0.6 +0.6 +0.2 +0.7 -0.8 -0.4 -0.6 +0.8 15.4 W‘ W 2.0 0.72 0.48 2.5 19.1 a) ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB (H.4) q’ q b) Trang GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II Tải trọng phân bố 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 = m – Bước cột c- Hệ số khí động lấy theo bảng (Phụ lục V) ghi (H.4) k – Hệ số kể đến 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 lên cột ( với hệ số quy đổi phân bố α =1.1 ) là: q = 1.3× 80× 1.13× 0.8× 6× 1.1 = 620.51 KG/m =0.621 T/m q’ = 1.3× 80× 1.13× 0.6× 6× 1.1 = 465.38 KG/m =0.465 T/m Tải trọng gió phạm vi mái từ đỉnh cột đến nốc mái đưa lực tập trung đặt cánh dàn mái W = n.qo.k.B.∑cihi Trong đó: hi – chiều cao doạn có ghi hệ số khí động ci (H.4a) k – trung bình cộng giá trị ứng với độ cao đáy kèo giá trị điiểm cao mái 1.13 + 1.18 = 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 + K= + 0.6 (0.48+0.72+2)+2.5×0.4} = 4364.76 KG = 4.365 T III.TÍNH NỘI LỰC KHUNG 1.Sơ chọn tỷ số độ cứng phận khung -Mômen quán tính dàn: Jd = M max hd 2.R Trong : Mmax mômen uốn lớn rường ngang, coi dầm đơn giản chịu toàn tải trọng thăng đứng tính toán ( g + p) L2 (3.1 + 0.63) × 30 = Mmax = = 419.625 Tm 8 hd = 3.2 m Chieàu cao dàn( tiết diện có Mmax) µ - hệ số kể đến độ dốc cánh biến dạng bụng: i=1/8, µ = 0.7 Vậy : Jd = 41962500 × 320 × 0.7 = 2238000 cm4 × 2100 Mômen quán tính tiết diện cột xác định theo công thức gần đúng: ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang GVHD: PHẠM NHIÊN J1 = ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II ( N A + 2.Dmax ) hd k1 R Trong : NA : Phản lực dàn truyềnn xuống NA =A+ A’ =38.63 + 9.45 = 48.08 T Dmax =159.8 T : p lực cầu trục k1: hệ số phụ thuộc bước cột Lấy k1 =2.5 với bứoc cột 6m R= 2100 KG/cm2 :Cường độ tính toán thép J1 = 48080 + × 159800 × 150 = 1417794 cm4 2.5 × 2100 Mômen bán kính phần cột h J t J2 = k ( h ) = d Trong đó: k2 :Hệ số xét đến liên kết dàn cột Lấy k =1.6 dàn liên kết cứng với cột J2 = J1 0.75 J ×( ) = 1.6 1.5 6.4 Chọn: n=J1/J2 =7 Tỷ số độ cứng dàn phần cột Jd 2238000 = = 1.579 J 1417794 Dựa theo kinh nghiệm chọn Jd/J1 =3 – nên chọn Jd/j1 =4 Các tỷ số chọn thỏa ãmn điều kiện: + 1.1 η J d J1 J d H 16.2 Với: ν = L : H = J × L = 30 = 2.16 ν= η = J1/J2 –1 = 7-1 = Vaäy : + 1.1 × η = + 1.1 × = 1.62 < ν =2.16 Do đố tính khung với tải trọng tải trọng thẳng đứng dặt trực tiếp lên dàn, coi dàn có độ cứng vô ( J d=∝) 10.8 16.2 5.4 v Jd v v J2 htr J1 30 m e hd (H.5)-Sơ đồ tính khung ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II q 2.Tính khung với tải trọng phân bố dều xà ngang Dng phỉång phạp chuøn vë våïi áøn säú laì ϕ1 , ϕ2 B ϕ2 ϕ1 V chuøn vë ngang ∆ åí âènh cäüt.Khung âọi xỉïng v ti trng âäúi xỉïng nãn ∆=0 , ϕ1=ϕ2=ϕ C Phổồong trỗnh chờnh từc: r11 + R1p = âọ: r11: Täøng phn lỉûc momen åí cạc nụt trãn A (H.6) ca khung gọc xoay ϕ=1 R1p: Täøng momen phn lỉûc ca nụt âọ ti trng åí ngaoỡi gỏy óứ tỗm r11 cỏửn tờnh M xa & M cät l cạc momen åí cạc nụt cỉïng B ca x v gọc xoay ϕ=1 åí hai nuït khung Tênh theo cå hoüc kãút cáúu 2.E.J d 2.E × × J = = 0.2 EJ L 30 Qui ỉåïc dáúu: Momen dỉång lm thåï bãn ca cäüt v dn Phn lỉûc ngang dỉång hỉåïng tỉì bãn ngoi − xa MB = µ= Váûy : J1 − = 7-1=6 J2 α = Htr/H=5400/16200 = 0.333 A = 1+α.µ = 1+ 0,333 ì = 2.998 B = 1+2.à = 1+ 0,3332 ì = 1.665 C = 1+3.à = 1+ 0,3333 ì = 1.22 F = 1+4.à = 1+ 0,3334 × = 1.074 K= 4AC-3B2 = 4× 2.998× 1.22 - 3× 1.6652 = 6.314 4C EJ × 1.22 EJ cäüt × =− × = -0.047709EJ1 MB = K H 6.314 16.2 Phn lỉûc åí âënh cäüt ϕ =1 gáy : RB = B EJ × 1.665 EJ × = × = 0.006029EJ1 K H2 6.314 16.2 Hóỷ sọỳ cuớa phổồng trỗnh chờnh từc r11 = M Bxà + M Bcột = 0.2EJ1 + 0.047709EJ1 = 0.2477EJ1 r1P =MBP = − ql = − 3.1 × 30 = -232.5 Tm 12 12 Goïc xoay : ϕ = - r1P / r11 = 232.5/ 0.24771EJ1 = 938.635 / EJ1 Mämen cúi cng -ÅÍ âáưu x: MìBx = M Bxa × ϕ + MBP =0.2EJ1× 983.635 /EJ1 – 232.5= -44.77 Tm -Ở đầu cột : MìBcäütì = M Bcäüt × ϕ = -0.0477EJ1× 938.635 /EJ1 = -44.77 Tm Ở tiết diện khác tính cách dùng trị số phản lực R B = R B × ϕ = 0.006029 × 938.635 = 5.66 T Vaäy mômen đầu cột: ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang 2,66 GVHD: PHẠM NHIÊN 10.08 4.41 MA ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II MC = MB + RB × Htr = -44.77+ 5.66× 5.4 =-14.21 Tm Mô 4.07 men chân cột: H.7-b MA = MB + RB × H = -44.77+ 5.66× 16.2 = 46.92 Tm Biểu đồ mômen cho (H.7-a) Mômen lệch tâm vai cột: Me = A.e =38.63 × 0.375 =14.49 Tm Trong đó: e= htr − hd = 0.375 –Độ lệch tâm hai phần cột Nội lực khung M e tìm bảng phụ lục cột hai đầu ngàm trường hợp coi J d = ∝ khung chuyển vị ngang tải trọng đối xứng Dấu Me ngược với dấu bảng Các công thức bảng cho (1 − α )[3B(1 + α ) − 4.C ] M e = K (1 − 0.333)[3 × 1.665 × (1 + 0.333) − × 1.22] ( −14.49) = =− 6.314 MB =− =2.66 Tm 6(1 − α )[ B − A(1 + α )] M e = K H 6(1 − 0.333)[1.665 − 2.998 × (1 + 0.333)] 14.49 × (− )= =− 6.314 16.2 = -1.31 T RB = − Mômen tiết diện khác MtC = MB + RB ×Htr = 2.66 –1.31 × 5.4=-4.41 Tm MCd = MB+ RB ×Htr + Me = 2.66 –1.31 × 5.4 + 14.49=10.08 Tm MA = MB + RB ×H + Me = 2.66 –1.31 × 16.2 + 14.49=-4.07 Tm Biểu đồ mômen cho (H.7-b) Cộng biểu đồ (H.7-a) với biểu đồ (H.7-b) biểu đồ cuối tải trọng mái gây ra, cho (H.7-c) MB = -44.77 +2.66 = -42.11 Tm MCt = -14.21 – 4.41 = -18.62 Tm MCd = -14.21 + 10.08 = -4.13 Tm MA = 46.92 – 4.07 = 42.85 Tm 44.77 B 14.21 Lực cắt chân cột QA = − 4.13 − 42.85 = -4.35 T 10.8 ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB A C Mq=Mp+ 46.92 H.7-a Trang GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II 42.11 18.62 4.13 Mq+A 42.85 H.7-c 3.Tính khung với tải trọng tạm thời mái (Hoạt tải) Ta có biểu đồ hoạt tải gây cách nhân trị số mômen tải trọng thường xuyên biểu đồ hình (H.7-c) với trị số p/q = 0.63 / 3.1 = 0.203 J =∞ MB = -42.11 × 0.203 = -8.548 Tm MCt = -18.62 × 0.203 = -3.78 Tm MCd = -4.13 × 0.203 = -0.84 Tm MA = 42.85 × 0.203 = 8.70 Tm B Biểu đồ cho hình (H.8) d Mmax A Mmin L (H.8) 4.Tính khung với trọng lượng dầm cầu trục: Trọng lượng dầm cầu trục: Gdct =1.728 đặt trục đỡ DCT sinh mômen lệch tâm Mdct = Gdct × e =1.728 × 1.5/2 =1.296 Nội lực khung tìm đượcbằng cách nhân biểu đồ M e cới tỷ số –Mdct/Me (vì mômen ngược chiều nhau) -Mdct /Me =1.298 / 14.49 =-0.08958 Tm Trọng lượng dầm cầu trục Gdct tải trọng thường xuyên nên phải cộng biểu đồ mômen Gdct với biểu đồ hình (H.7-c) để mômen toàn tải trọng thường xuyên lên dàn cột 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 với mômen cầu trục Dmax , Dmin Mmax , Mmin âäưng thåìi tạc dung åí hai cäüt Xẹt trỉåìng håüp Mmax åí cäüt trại , Mmin åí cäüt phi Gii khung våïi så âäư chuøn vë våïi så âäư x ngang vä cng cỉïng.ÁØn säú chè l chuøn vë ngang ca nụt ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II 301 = 69.5 4.33 533 λy = = 86.1 ≈ λ max 6.19 λx = ϕmin =0.697 σ max = N 129013 = = 1695 KG / cm < R = 2100 KG / cm Ath 0.697 × 109.2 2.Thanh cánh dưới: a)Thanh cánh D1: chịu lực kéo: N=58432 KG; lx =ly= 600 cm Diện tích cần thiết xác định theo công thức Act =N/γR = 58432/ 2100 =27.825 cm2 Độ mảnh giơiù hạn lấy theo bảng I.5 phụ lục I , [λ]=400 Chonï thép góc 2×L 100×8 Có Fth =2×15.6 =31.2 cm2 rx = 3.07 cm ry = 4.54 cm λmax =λx =lx/rx =600/3.07=195.44 2d = 2×(20+5) =50 Khoảng cách hàng thẳng đứng 120 mm Đảm báo < 8d (trong d= 20+5=25 mm) 750 20 520 B 90 120 90 TL:1/10 2L 160x12 X1 320 2L 100x8 Gối đỡ 360x200x40 20 80 40 200 150 30 180 x 10 20 10 300 x 180 x 10 BuloângΦ20 140 D1 140 10 300x8 10 x 610 30 140 90 x1 480x8 30 480x8 10 10 200 340 x 10 300 360 A b)Mắt Mắt có mã gối, chịu lực ngang H= 56.005 T làm tách mắt khỏi cột chịu phản lực đứng G1 =4.497 T; M =H×e = 56.005×5=280.025T.cm Liên kết T1 (T1=56.184 T) vào mắt, hs = hm =8 mm ∑l h = 56184 + = 59.738 cm Chọn ∑lh =2(20+20)=80 cm 0.8 × 1260 Chọn chiều cao đường hàn hh =10 mm; chiều dài đường hàn gối lh =28 cm; chiều dài gối 300mm Kiểm tra ứng suất đường hàn: σh = ( 56005 × 28003 4497 + )2 + ( )2 = 2 × 0.7 × × 29 × 0.7 × × 29 × 0.7 × 0.8 × 29 σh =1526 KG/cm2 , Rgh =1800 KG/cm2 Bản nối liên kết với cánh cột bulông bố trí hình vẽ, tâm bulông trùng với tâm gối Do mômen mắt xoay xung quanh điểm cố định, giả thiết trùng với trục bulông biên Lực kéo lớn bulông hàng N bl = H M Yma 56005 28003 × 20 + = + = n 2∑ Yi × (10 + 20 ) 9894 KG ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang 44 GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II 300 50 100 100 50 Buloâng Φ36 10 10 280x10 20 100 Trong : Yi khoảng cách từ hàng bulông đến hàng bulông Diện tích cần thiết bulông: 20 20 300 20 2L 100x8 Fct =Nbl / Rkbl750 9894 / 1700 =5.82 200 = T1 Chọn bulông φ36 có Fth =7.58 cm2 20 x Ngoài bulông chịu lực cắt và0 ép mặt lực G1 =4.494 T, nhỏ so với khả chịu lực bulô20g, khôngi dàyn kiểm tra n x nen Bản gố cầ 20 mm -Tính bề dày gối 28 hà Bản gối coi ngàm chặt vào hai 250 ng bulông với nhịp tính toán C=120, chịu 18 uốn lực tập trung đặt mắt Phần lực lớn phần trên, ta cắt đoạn tính từ hai dàng bu lông trên, tức giải bằng: a= 50 + 120/2 = 110 mm Lực mắt tác dụng lên doạn lực hai bulông T = 2× 9894 =19788 KG Mômen uốn M =TC / = 19788× 12/8 =29682 KG.cm Điều kiện bền M < R.W, với W = (δ2)/6 = (11×δ2)/6 Vậy bề dày gối: δ≥ 6.M 19682 = = 2.26cm a.R 11 × 2100 Lấy δg =28 mm 400 5.Tính mắt đỉnh dàn Mắt đỉnh dàn mắt khếch đại dàn, thực trường Bản mắt chia đôi cho dàn Sau ghép lại nhờ hai nối Thanh cánh nối thép gãy khúc Hai sườn gia cố cho ghép nối, đồng thời để liên kết chống dàn Nội lực cánh T5 = -129.013 T Lúc dùng để nối lấy Nq =1.2× T5 Nq =1.2×129.013 = 154.816 T ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang 45 GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II Lực truyền qua tiết diện quy ước gần tiết diện ghép phần mắt có chiều cao hai chiều rộng cánh hàn với mắt thép góc cánh Tiết diện ghép 460×14 mm; chiêu dày mã δbm =14 mm Diện tích quy ước: Aq =46×1.4 + 2×20×1.4 =105.8 cm2 Ứng suất tiết diện quy ước: σq =Nq/Aq =154816/105 =1474 KG/cm2 < R= 2100 KG/cm2 Nội lực quy ước truyền qua ghép Ngh =σq.Agh =1474× 40×1.4 =94926 KG Dùng nội lực để tính liên kết ghép với cánh Tổng chiều dài đường hàn (lấy hh =10 mm) ∑l h = 94926 + = 79.3 cm × 1260 (Trong 4cm phần bù thêm đường hàn) Dùng hai đường hn dài 28 cm hai đường hàn dài xiên 20 cm ∑lh =2(28+20) = 96 cm Liên kết thep góc cánh với mắt tính với phần nội lực lai: Nbm =154.816 – 94.926 =59.89 < 154.816/2=77.408 T Nên lấy Nbm =77.408 để tính đường hàn liên kết giũa cánh cà mã Lấy chiều cao đường hàn cho sống mép hh =10 mm Tổng chiều dài đường hàn laø: ∑l h = 77408 + = 67.44 cm × 1260 Mỗi thép góc dùng đường hàn có chiều dài 20;10;10 (cm) ∑lh =2(20+10+10) = 80 cm Ở ghép gãy khúc nên hai nội lực Ngh hai bên đỉnh hợp thành lực thẳng đứng V: Ở đỉnh dàn có lực tập trung G6 = 9.323 T neân V= G6 -2Nghsinα = 9.323 T Trong : 2Ngh sinα = (vì sinα ≈0) Nội lực truyền qua nối : cosβ =0.684 Nbn =Nbmcosα +1.2Nxcosβ =77.408+ 1.2×9.854×0.684=85.496 T -Các đường hàn liên kết nối với mã tính với hợp lực: V2 9.323 = 85.496 + = 85.623T 4 85632 + = 34.981 cm Choïn lh =40 cm Chiều dài đường hàn : l h = × × 1260 N h = N bn + - Các đường hàn liên kết sườn vào thép ghép tính với nội lực V=9.323 T cho đường hàn lh = 9323 +1 = × 0.8 × 1260 ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Trang 46 GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II 5.62 cm Chọn lh =10 cm - Các đường hàn liên kết sườn vào nối tính với nội lực V=9.323 T cho đường hàn Lấy chiều cao đường theo cấu tạo (h h =6 mm) chiều dài đường hàn chiều dài đường hàn liên kết nối với mã tính Bản nối 380 380 100x10 145 10 0x 10 440x10 19 2L 200x14 T5 200x10 10 0x 10 200 200x10 35 35 100x10 Bản mã dày 14 mm 100 12 100 210 300 50 300 210 280x10 23 280x10 Bản ghép ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB 60 130 60 45 100 100 45 60 250 100x10 100 80x6 20 0x 10 x1 20 80x6 80x6 200 20 0x 10 460 14 100x10 280x10 80x6 x1 00 200 280x10 100 23 1070 130 250 800 Trang 47 GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II 4.Tính mắt dàn: Tại chỗ thay đổi tiết diện cánh D1 D2 +Lực tính toán mối nối: Nq = 1.2× N1 =1.2× 58.432=70.118 T +Diện tích tiết diện quy ước là: Aq =Agh + Abm Chọn ghép có tiết diện 250×10 mm Chiều dày mã δbm =12 mm Diện tích tiết diện nối: Agh =25×1 =50 cm2 Abm =2×b×δbm =2× 10×1.2=24 cm2 Vậy Aq =25 + 24 =49 cm2 σq =Nq/Aq = 70118/49=1431 KG/cm2 < R=2100KG/cm2 Lực truyền qua ghép (bản nối ): Ngh =1431×25×1 =35775 KG Chiều dài đường hàn liên kết ghép với thép góc cạnh, chọn h h=8mm lh = 35775 + = 16.196 cm Lấy lh =18 cm × 1260 × Lực truyền qua mắt -Đối với D1: Nbm1 =1.2N1 -Ngh =70.118-48.700 =21.418T Chiều dài đường hàn liên kết mã với thép góc cạnh, chọn h h=8mm lh = 21418 + = 12.624 cm Laáy lh =20 cm × 1260 × 0.8 -Đối với D2: Nbm2 = 1.2N2L– Ngh =1.2×123.246-35.7752L 100x10 =112.12 Đ1 50x5 X3 Chiều X2 i đường hàn liên kết mã với thép góc cạnh, chọn h s=hm=8mm, dà 112120 + = 57.6151 cm Laáy lh =70 cm × 1260 × 0.8 900x8 44 D1 20 200 50 200 200 1170 500 D2 180 x 180 x 180 x 180 x LỚ ĐINH VĂN THAÂN _ P 98XB 180 x 180 x 44 116 160 32 700x8 2L 100x8 100 12 100 x6 50 2L 200x14 160 12 160 150x6 40 220 200x8 x6 50 20 100 56 50 2L 100x8 x8 00 50 X - Với xiên X2 và0x8 tính 150x6 lh = Trang 48 GVHD: PHẠM NHIÊN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II 15 0x 150x6 15 0x 160 150x6 160 36557 + = 18.5 cm Lấy ls = lm=20 cm 1260 × 44 116 54 = 390 h 0x 15 ∑l 0x 15 7.Tính mắt dàn dàn: Khi khếch đại dàn công trường, ta tiến hành hàn cánh D vào hai mắt dàn hai bên a)Tính đường hàn công trường hai cánh D D3 : Sử dụng thép nối thép góc tiết diện với tiết diện cánh D 3, nghóa dùng thép : 2×L 160×90×10, tiết diện thép gocù nối 160×10 mm +Lực tính toán mối nối: Nq = 1.2× Nc =1.2× 121.863 =146.236 T +Diện tích tiết diện quy ước là: Abm =b×δbm = 16×1.2=19.2 cm2 Vậy Aq = Agh+Abm = 16× 1.2+19.2= 38.4 cm2 σq =Nq/Aq = 146.236/ (2×38.4)=1904 KG/cm2 < R=2100KG/cm2 50 Đ2 2L 50x5 2L 50x5 36 14 X5 Lực truyền qua ghép (bảX4nối ): Ngh =1904×160×1.2 =36557 KG n Chiều dài đường hàn liên kết ghép với thép góc cạnh, chọn 2L 160x90x12 hh=8mm Buloâng Φ 16 250x8 170 ∑ lh = 26 20 160 b)Tính đường hàn mắt 700x6 - Đối với đứng Đ3 xiên X3, X4 lấy theo cấu tạo (hh=6 mm) nội lực bé so với cánh tính 29 250x8 700x8 Lực truyền qua mắt 2L 160x12 -Đối với D3: Nbm =1.2Nc -Ngh = 146.236- 2×36.557 =73.122T D3 50 360 250 360 Chiều dài đường 2L 160x12 n kết mã với thép góc , chọn hh=8mm hàn liê 1020 773122 D2 + = 40.27 cm Lấy l = l = 25 cm s m 1260 × 0.8 490 220 hai thanh50 vaø D3 D 220 200x10 ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB Thép góc nối 2L 160x90x12 200x10 Trang 49 60 102 58 50 60 102 58 490 12 356 200x10 68 68 60 68 68 200x10 200x10 160 12 200x10 12 160 Ta coù thể gia cố thêm bulông φ16 để liên kết Trọng tâm bulông trùng với trục thép góc D , đặt theo phương vuông góc với 200x10 200x10 mã GVHD: PHẠM NHIÊN ĐINH VĂN THÂN _ LỚP 98XB ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II Trang 50 ... tế 20 0 = 65.049 ≈ λ max 3.05 20 0 λy = = 55.4 81 4.47 λx = 50 28 0 10 37 2L 16 0x 12 x 20 20 44 11 16 50 20 C 650 20 0 30 x x T2 2L 20 0x14 2L 10 0x10 18 X1 x 20 0 82 10 320 31 20 0 x 30 TL :1/ 10 T2 2L 20 0x14... nhánh 1. 2 × × 20 1. 2 × 46 + = 26 73 cm4 12 12 rx1 = J x1 / Anh1 = 26 73 / 13 5 .2 = 4.45cm 500 J x1 = 460 20 1. 2 × 46 20 × + 2[ + 24 × × 20 ] = 55840 cm4 12 12 ry1 = J y1 / Anh1 = 55840 / 13 5 .2 = 20 .32cm... NỘI LỰC NÉN T1 56 .18 4 THANH NỘI KÉO LỰC NÉN X1 T2=T3 T4=T5 -10 1. 426 - 12 9. 013 X2 65.8 62 -10 3. 728 X3 - 41. 122 D1 58.4 32 D2 12 3 .24 6 X4 X5 16 .640 9.854 ? ?1 D3 12 1.863 ? ?2 -4. 919 -11 .783 Đ3 - 12 .045 3.Chọn