ĐỒ ÁN THÉP 2, KHUNG THÉP 1 TẦNG 3 NHỊP ( THUYẾT MINH +CAD)

Bạn gặp khó khăn, hay không biết phải bắt đầu từ đâu khi làm đồ án thép 2: thiết kế khung ngang nhà công ngiệp 1 tầng. Bạn có thể tham khảo đồ án của mình. Đồ án này được thầy sửa lại nhiều lần trong quá trình làm nên sai sót chỉ rất ít. Từ tài liệu của mình, bạn có thể rút gọn thời gian làm bài của mình, và có thể chỉnh sửa file thuyết minh thành của mình mà không mất công đánh. Bạn có thể yên tâm về chất lượng của tài liệu. VÌ ĐỒ ÁN NÀY MÌNH TỰ ĐÁNH THUYẾT MÌNH VÀ VẼ NÊN GIÁ CỦA TÀI LIỆU KHÔNG ĐẮT ĐÂU, VÌ NÓ LÀ CẢ MỘT QUÁ TRÌNH LÂU DÀI CỦA MÌNH, XIN CÁM ƠN CÁC BẠN

Qua quá trình làm đồ án này, em đã vận dụng được đa số kiến thức mà thầy đã dạy,

đồ án phải đòi hỏi em không chỉ kiến thức ở trường mà thầy đã dạy mà còn phải tìm tòi ởtrong các giáo trình Kết Cấu thép 2, kể cả Kết Cấu Thép 1, và đặc biệt không thể thiếu làTCVN 5575-2012 – Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép

Khi làm xong hết đồ án này, em có cảm giác mình biết thêm được nhiều điều mới, nhưng do vốn hiểu biết còn hạn hẹp và va chạm còn ít nên trong đồ án này không tránh khỏi sai sót Qua đó, em mong thầy đọc có thể giúp em chỉ ra chỗ sai để em có thể kịp thời sửa chữa

Cuối cùng, em xin cám ơn thầy Trần Văn Phúc đã tận tâm chỉ bảo, truyền đạt vốn kiến thức của thầy cho chúng em, giúp em có thể hoàn thành được đồ án này

Mong thầy và gia đình luôn luôn mạnh khỏe, hạnh phúc và thành công nhiều hơn trong cuộc sống

Ký tên, sinh viên:

LÊ ĐỨC TÂM

TÍNH TOÁN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG, 3 NHỊP

I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

1 Số liệu thiết kế:

Thiết kế khung ngang thép nhà công nghiệp một tầng, ba nhịp Nhịp giữa có hai cầu trục hoạt động với sức trục trung bình Q = 20 T Hai nhịp biên không có cầu trục.Vật liệu lợp mái là tole Sử dụng khung thép tiết diện chữ I tổ hợp Cột có tiết diện không đổi Dầm có tiết diện thay đổi

 Áp lực gió ở độ cao 10m là: q0 = 80 (daN/m2)

 Dạng địa hình để tính gió: địa hình B ( theo TCVN 1992)

 Dầm thép chữ I tổ hợp: tiết diện thay đổi (thép CCT38)

 Cột thép chữ I tổ hợp: tiết diện không đổi(thép CCT38)

 Cầu trục sử dụng là cầu trục dầm đơn kiểu LDA (1T-20T)

 Thông số về cầu trục đươc tra trong catalo như sau:

 Dựa vào nhịp khung là 21m và sức nâng trung bình của cầu trục Q = 20T Ta tra bảng

và lấy số liệu sau để tính toán:

L c nén ự lên bánh xe max (T)

L c nén ự lên bánh xe min (T)

Dầm thép chữ I tổ hợp : tiết diện thay đổi ( làm bằng thép CCT38)

Cột thép chữ I tổ hợp : tiết diện không đổi ( làm bằng thép CCT38)

Bê tông B25( mác 250) : cường độ nén tính toán Rb = 145 daN/cm 2

Cường độ kéo tính toán R b,t = 10,5 daN/cm 2

Mô dun đàn hồi Eb = 300.000 daN/cm 2

II XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG:

1 Xác định các kích thước chính của khung ngang theo phương đứng:

Chiều dài của cột trên tính từ vai đỡ dầm cầu trục đến mép dưới vì kèo

H t =H1+ H dc +100+f

 Trong đó:

 H1=1050 mm : Là kích thước từ đỉnh dầm cầu trục đến đỉnh dầm cầu chạy Cho trong catalo cầu trục

 100 mm là khe hở an toàn giữa cầu trục và vì kèo

 f kích thước xét đến độ võng của vì kèo và việc bố trí hệ giằng thanh cánh dưới Thường lấy từ 200-400mm lấy f = 200mm

 H dc Chiều cao dầm cầu chạy Chọn sơ bộ như sau:

 Hr : Cao trình đỉnh ray cầu chạy Hr=11,8m

 hr : Chiều cao ray kể cả lớp đệm Chọn 200mm = 0,2m

 hn : Phần cột chôn dưới cao trình nền Chọn hn = 800mm = 0,8m

H dmb =H đỉnhcột+L1

2 .i %=(13,8−0,8)+ 332 x0,08=14,32(m)

2 Xác định kích thước khung ngang theo phương ngang:

Khoảng cách a từ mép ngoài đến trục định vị cột biên: a = 0 do Q= 20T < 30T.Trục định vị cột giữa lấy trùng với trục qua trọng tâm tiết diện cột giữa Khoảng cách trục định vị cột biên và trục định vị cột giữa: L1=L3= 33m Nhịp giữa có cầu trục, khoảng cách hai trục định vị giữa: L2= 21m

Chiều cao tiết diện cột ht chọn theo yêu cầu độ cứng:

 B1 là phần đầu cầu trục bên ngoài ray, lấy theo catalo cầu trục, thường từ

200 ÷ 500 mm trong bài lấy B1=250 mm

 D là khoảng hở an toàn giữa cầu trục và mặt trong của cột lấy D=70 (mm)

 λ=750>B1+(h t cột giữa

2 )+D=250+ 700

2 +70=670(mm) thỏa

Nhịp cầu trục: L cc =L−2 λ=21−2x 0,75=19,5(m)

3 Xác định kích thước cửa mái.

Chọn sơ bộ cửa mái có chiều cao theo phương đứng là; H cm =2m

Bề rộng theo phương ngang của cửa mái là; L cm =6m

o Hình 2 Sơ đồ mặt cắt ngang của nhà xưởng 1 tầng 3 nhịp

4 Hệ giằng.

4.1 Hệ giằng ở mái ( theo phương dọc nhà xưởng, liên kết các khung ngang)

Hệ thanh giằng chính là các xà gồ mái với khoảng cách tâm xà gồ là 1,05m ( theo phương nhà xưởng)

Chọn xà gồ C150-24 (150mm x 64mm x 18,5mm x 2,4mm) bằng thép cán nguội có mác G450 với độ bền chảy tối thiểu là 4500 daN/cm2 của công ty Stramit (www.stramit.com.au) có các đặc trưng hình học hữu dụng sau đây (đã trừ bớt các lỗ đục sẵn trên bản bụng và bản cánh của xà gồ để bắt bu-lông liên kết với dầm khung ngang)

J x =243 cm2; J y =35cm2;W x =31cm3;W y =8,51cm3;

4.2 Hệ giằng ở cột ( theo phương dọc nhà xưởng, liên kết các khung ngang)

Giằng cột ở cao trình đỉnh cột và ở giữa cột để giảm chiều dài tính toán của cột

ở ngoài mặt phẳng, sử dụng dầm tiết diện chữ I

III TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG:

1 Trọng lượng kết cấu:

Tải trọng này bao gồm: Tải trọng bản thân tấm lợp (tole + xà gồ); tải trọng bản thânkết cấu khung; tải trọng bản thân cửa mái và khung cửa, bậu của; tải trọng bản thân hệ giằng mái; tải trọng bản thân dầm cầu chạy; dầm hãm; tải trọng bản thân tấm bao che, hệsườn tường; tải trọng bản thân hệ giằng cột, áp lực đất

1.1 Trọng lượng bản thân tấm lợp tole + xà gồ + hệ giằng mái

Tải trọng này được quy đổi thành tải phân bố đều trên dầm khung Tole có chiều dày từ 0.3mm đến 0.8mm Xà gồ chữ C, Z hoặc thép ống, hộp… Khi tính toán tải trọng

có thể sơ bộ lấy theo catalogue của nhà sản xuất, khoảng 0.1kN/m2 đến 0.15kN/m2 Chọn sơ bộ: g m t c =30daN /m2 ; hệ số vượt tải: n=1.1

Lực phân bố tiêu chuẩn tác dụng lên dầm mái:

p m tc =g m tc × B=30× 8=240 daN /m

Lực phân bố tính toán tác dụng lên dầm mái:

p m tt =n× g m tc × B=1.1×30× 8=264 daN /m

1.2 Trọng lượng bản thân tấm bao che + hệ sườn tường.

Tải trọng này thì quy thành tải phân bố dọc trục cột lấy sơ bộ như tấm lợp trên mái (mục a)

Chọn sơ bộ: g bc tc =30daN /m2 ; hệ số vượt tải: n=1.1

Lực phân bố tiêu chuẩn tác dụng dọc trục cột:

p bc tc =g bc tc × B=30 ×8=240 daN /m

Lực phân bố tính toán tác dụng dọc trục cột:

p bc tt =n× g tc bc × B=1.1×30×8=264 daN /m

1.3 Trọng lượng bản thân hệ giằng cột.

Hệ giằng cột có thể bố trí liên tục theo phương dọc nhà, bố trí ở đầu hồi, khe nhiệt

để tăng cường điểm cố kết cho cột ngoài mặt phẳng Lúc tính toán có thể bỏ qua tải trọngbản thân của hệ giằng cột

1.4 Trọng lượng bản thân dầm hãm, dầm cầu chạy.

Trọng lượng bản thân dầm hãm: Dầm hãm không bố trí liên tục nên có thể bỏ qua

trọng lượng bản thân

Trọng lượng bản thân dầm cầu chạy:Xác định theo kích thước dầm cầu chạy hoặc

sơ bộ lấy 1kN/m đến 2kN/m với sức trục dưới 30T

Chọn theo kinh nghiệm: g dcc tc =150 daN /m ; hệ số vượt tải: n=1.1

Lực tập trung tiêu chuẩn tại mỗi vai cột:

p tc =g dcc tc × B=150 ×8=1200 daN

Lực tập trung tính toán tại mỗi vai cột:

p tt =n× g dcc tc × B=1.1×150 ×8=1320daN

1.5 Trọng lượng bản thân kết cấu chính khung.

Đưa vào trong mô hình để phần mền tự tính

2 Áp lực đất.

Cột thép chôn trong cổ móng hoặc trong đất thì chịu áp lực đất Tuy nhiên giá trị này nhỏ nên có thể bỏ qua được

3 Hoạt tải mái:

Mái tole lấy hoạt tải tiêu chuẩn :

p tc tole =30 daN /m2

4 Áp lực đứng của cầu trục: D max , D min :

Trị số áp lực đứng tính toán của cầu trục truyền lên vai cột xác định theo công thức sau:

D max tt =n c ×n×∑ (P maxi × y i)+G dcc

D min tt =n c ×n×∑ (P mini × y i)+G dcc

Momen lệch tâm tại vai cột:

M max =D max tt ×e k

p max1 tc =14,72T ;p max 2 tc =13,44 T ; p min 1 tc =2,06 T ;p min 2 tc =1,91T

o Hình 3 Sơ đồ đường ảnh hưởng của phản lực gối tựa (dầm cầu chạy)

5 Lực hãm ngang của cầu trục:

Trị số lực hãm ngang tính toán của cầu trục truyền lên vai cột xác định như sau:

T max =n c × n ×T k ×∑ y i

 Trong đó: T k =0.05 ×(Q+G xe con)

n o xe con

 G=8,45T : Tổng trọng lượng cầu trục + xe con:

 G ' =7,9T Trọng lượng cầu trục không có xe con:

 n o xe con=2 : số bánh xe của xe con ở một bên ray

Theo mục 6.3 của TCXDVN 2737-1995, tải trọng gió được tính toán tác dụng lên

một khung ngang được xác định theo công thức: W=Wc.n.c.k.B

 Trong đó:

 Wc: Gíá trị áp lực theo bản đồ phân vùng áp lực gió trên lãnh thổ Việt Nam

 Áp lực gió ở độ cao 10m q0 = 80 daN/m2= 0,8 kN/m2

 n: hệ số tin cậy, tùy theo tuổi thọ công trình

 Chọn n= 1,2 ứng với thời gian sử dụng công trình là 50 năm.

 c: hệ số khí động: Tra sơ đồ 13, TCVN 2737

 k: hệ số độ cao tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao z

 B: bề rộng đón gió, bằng bước cột B =8m

o Hình 4 Sơ đồ để xác định hệ số khí động c e

10 1

6.1 Tải trọng gió phân bố trên cột đứng của khung ngang.

Trong phạm vi độ cao 0m → 10m : tải trọng gió tiêu chuẩn và tính toán được xem như phân bố đều trên cột của nhịp biên nhà xưởng

6.2 Tải trọng gió phân bố trên dầm mái của khung ngang.

Mái của nhịp biên 1 của nhà xưởng ( tính từ trái qua)

 Mái trái ( tính từ trái qua) :

Mái của nhịp biên 2 của nhà xưởng (tính từ trái qua)

 Mái trái ( tính từ trái qua) :

Mái của nhịp giữa nhà xưởng:

 Mái trái ( tính từ trái qua) :

IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC XUẤT HIỆN TRONG KHUNG NGANG.

1.Biểu đồ tải trọng tác dụng vào khung ngang

Vì khung đối xúng nên chỉ xét 3 trường hợp hoạt tải sửa chữa, 1 trường hợp Dmax,min ,

1 trường hợp lực hãm Tmax , 1 trường hợp tải gió Các trường hợp chất tải khác suy ra

từ tính chất đối xứng của khung

1.1 Tĩnh tải ( vật liệu hoàn thiện) tác dụng lên khung ngang.

o Hình 5 Tĩnh tải tác dụng vào khung

1.2 Hoạt tải sửa chữa mái tác dụng lên khung ngang

o Hình 6 Hoạt tải 1 tác dụng vào khung

o Hình 7 Hoạt tải 2 tác dụng vào khung

o Hình 8 Hoạt tải 3 tác dụng vào khung

1.3 Hoạt tải cầu trục tác dụng lên vai cột của khung ngang

Khi móc trục ở bên trái cột trái ( Dmax ở vai cột trái và Dmin ở vai cột phải)

o Hình 9 Hoạt tải Dmax, Dmin tác dụng vào khung

1.4 Hoạt tải do lực hãm xe con T max tác dụng lên khung ngang

o Hình 10 Hoạt tải Tmax tác dụng vào khung, hướng từ trái

b T max tác dụng lên cột trái của nhịp giữa, hướng từ phải qua

o Hình 11 Hoạt tải Tmax tác dụng vào khung, hướng từ phải qua

1.5 Hoạt tải gió tác dụng lên khung ngang

o Hình 12 Gió trái tác dụng vào khung

2 Biểu đồ nội lưc (M, N, Q) xuất hiện trong khung ngang.

2.1 Nội lực phát sinh do tĩnh tải ( gồm trọng lượng bản thân của cột, vai cột, dầm

và vật liệu hoàn thiện) tác dụng lên khung ngang.

Mô-men uốn M:

Lực dọc N:

Lực cắt Q:

2.3 Nội lực phát sinh do hoạt tải cầu trục tác dụng lên vai cột

Khi móc trục ở bên cột trái (D max ở vai côt trái và D min ở vai cột phải)

 Mô-men uốn M:

 Lực dọc N:

 Lực cắt Q:

2.4 Nội lực phát sinh do lực hãm xe con T max

a T max tác dụng lên cột trái của nhịp giữa, hướng từ trái qua

Mô-men uốn M:

Lực dọc N:

Lực cắt Q:

b T max tác dụng lên cột trái của nhịp giữa, hướng từ phải qua

Mô-men uốn M:

Lực dọc N:

Lực cắt Q:

2.5 Nội lực phát sinh do hoạt tải gió tác dụng trên khung ngang

Gió thổi từ trái qua.

Mô-men uốn M:

Lực dọc N:

Lực cắt Q:

3 Bảng nội lực (M, N, Q) xuất hiện trong khung ngang.

3.1 Nội lực trong các dầm của khung ngang.

3 HT2 1 -93.48 -12.46 -10.21 -11.82 -12.46 -10.21 75.47 -12.46

10.2 1 0.9 -84.13 -11.21 -9.19 -10.64 -11.21 -9.19 67.93 -11.21 -9.19

0.9 -12.28 -3.20 -0.59 -7.56 -3.20 -0.59 -2.51 -3.20 -0.59

TRAI

1 391.78 28.11 67.67 -28.59 28.11 37.43 210.43- 28.11 5.10 0.9 352.60 25.30 60.90 -25.73 25.30 33.68 189.39- 25.30 4.59

9 PHAIGIO 1 242.10 42.66 51.73 -66.44 42.66 25.41

163.41 42.66 -2.73 0.9 217.89 38.39 46.55 -59.79 38.39 22.87 147.07- 38.39 -2.46

9 PHAIGIO 1

163.41 42.55 4.09 -48.39 42.55 -30.98 330.65 42.55 -63.78 0.9 147.07- 38.30 3.68 -43.55 38.30 -27.88 297.58 38.30 -57.40

PHAI 1 106.00 10.92 32.94 17.83- 10.92 8.34 13.53- 10.92 -10.24

Hệ số tổ hợp: giá trị là 1,0 cho Tĩnh Tải

Hệ số tổ hợp: giá trị là 0,9 cho mọi loại Hoạt TảiCông thức tính: Tổ Hợp Cơ Bản 2 = Tĩnh Tải + 0,9.Σ Hoạt Tải

l c ự

2 HT1 1.00 -68.09 -40.80 -16.04 117.98 -40.80 -16.04

153.2

8 -40.80 -16.04 0.90 -61.28 -36.72 -14.44 106.19 -36.72 -14.44 137.95 -36.72 -14.44

391.7

-8 69.69 22.62

0.90 460.26 62.72 92.79 293.77- 62.72 33.05

352.6

-0 62.72 20.36

9 PHAIGIO 1.00 -8.08 54.96 -1.87

165.43 54.96 31.35

242.1

-0 54.96 38.40 0.90 -7.27 49.47 -1.69 148.89- 49.47 28.21

217.8

h p ợ

V trí ti t di n ( tính t trái qua ph i) ị ế ệ ừ ả Chân c t ộ Đ nh c t d ỉ ộ ướ i Chân c t trên ộ Đ nh c t trên ỉ ộ

(kN.m ) (kN) (kN) (kN.m) (kN) (kN) (kN.m) (kN) (kN)

1 TINHTAI 1.00 70.82 -135.03 15.50 -108.98 -119.74 15.50 -119.14

105.8

-4 15.50 -153.24 -102.94 15.50 1.00 70.82 -135.03 15.50 -108.98 -119.74 15.50 -119.14

105.8

-9 142.22 100.56

10.7 9 0.90 -5.95 90.51 -9.71 106.64 90.51 -9.71 106.64 90.51 -9.71 128.00 90.51 -9.71

-9 PHAIGIO 1.00 176.49- 100.67 -29.07 160.70 100.67 29.07- 160.70 100.67

29.0

-7 224.65 100.67

29.0 7

-158.84 26.16 26.16 26.16

10 TRAIT1 1.00 39.08 -0.15 5.74 -27.50 -0.15 5.74 -27.50 -0.15 5.74 -17.38 -0.15

10.5 1 0.90 35.17 -0.14 5.17 -24.75 -0.14 5.17 -24.75 -0.14 5.17 -15.64 -0.14 -9.46

-11 PHAIT1 1.00 -39.08 0.15 -5.74 -27.50 0.15 -5.74 27.50 0.15 -5.74 17.38 0.15

10.5 1 0.90 -35.17 0.14 -5.17 -24.75 0.14 -5.17 24.75 0.14 -5.17 15.64 0.14 9.46

23.7

-3 -106.20 0.10

23.7 3 0.90 -72.95 -423.00 -21.36 174.78 -423.00 21.36- -142.56 0.09

21.3

-6 -95.58 0.09

21.3 6

-15 PHAID 1.00 -70.48 -85.37 -11.66 64.83 -85.37

11.66 2.33 -2.03

11.6

-6 27.99 -2.03

11.6 6 0.90 -63.43 -76.83 -10.50 58.35 -76.83 10.50- 2.10 -1.83

10.5

-0 25.19 -1.83

10.5 0

-3.4 Tổ hợp nội lực trong các cột của khung ngang.

a Tổ hợp cơ bản 1.

Hệ số tổ hợp: giá trị 1,0 cho Tĩnh Tải & mọi loại Hoat TảiCông thức tính: Tổ hợp Cơ Bản 1 = Tĩnh Tải & 1 loại Hoạt Tải

b Tổ hợp cơ bản 2

Hệ số tổ hợp: giá trị 1,0 cho Tĩnh Tải

Hệ số tổ hợp: giá trị là 0,9 cho mọi loại Hoạt TảiCông thức tính: Tổ hợp Cơ Bản 2 = Tĩnh Tải + 0,9 Σ Hoạt Tải

1, 2, 3,

6, 7, 13,

15 1, 4, 6, 8, 12, 14

1, 2, 3,5, 6,7,13,1

5 1, 2, 3, 6,7

392.6

-5 -386.96 341.30 -461.31 -448.91 341.30 -461.31 -386.96

N -53.31

175.8

1,2,3,6,7 , 13,15 1,4,5,8,12,14 1,2,3,6,7

-4 -34.35 -605.03 -181.61 496.60- -637.94 -181.61 -496.60 -637.94

Q 38.91 -13.57 -8.23 44.07 -47.41 -487.42 44.07 -47.41 -487.42

1,14 1,2,3,6,7 1,14 9,13,141,4,5,7, 1,2,3,6,11 5,12,141,2,3,4, 9,13,141,4,5,7, 1,2,3,6,11 5,12,141,2,3,4,

V THIẾT KẾ TOLE LỢP MÁI VÀ XÀ GỒ MÁI

1 Thiết kế Tole lợp mái

1.1 Xác định tải trọng tác động lên tole lợp mái

o Hình 13 Kích thước Tole.

Chọn loại Tole mạ màu có 7 sóng vuông, khổ rộng 1m, cao 25mm, độ dày thép

nền 0,55mm ( trước khi mạ) và 0,6mm (sau khi mạ) cho phép khoảng cách xà gồ tối đa

1500mm (sản phẩm của công ty cổ phần Ngô Lông, www.ngolong.com.vn) Ở đây ta

chọn khoảng cách theo phương ngang của các xà gồ là 1300mm

Cắt một dải tole có bề rộng 1m để xác định các tải trọng tác dụng.

 Trọng lượng bản thân tole sau khi mạ màu:

tole = n ptole.sinα = 1,3 30.0,079 = 3,11 (daN/m)

o Hình 14 Phân tích tải lên mái tole

1.2 Thiết kế tiết diện tole lợp mái.

Chọn khoảng cách xà gồ a = 1,305m Thiết kế tiết diện tole lợp mái với 2 tổ hợp tải trọng

a Tổ hợp 1 = Trọng lượng bản thân + Tải trọng gió

q tole tt =g tole tt +q tt gió =6,11−61,689=−55,579(daN /m)

 Kiểm tra điều kiện biến dạng của tole

q tc =g tole tc +q gió tc =5,55−51,41=−45,86(daN /m)

b Tổ hợp 2 = Trọng lượng bản thân + Hoạt tải sửa chữa mái

q tôn tt(1) =g tole tt + p tole tt (1) =6,11+38,87=44,98(daN /m)

q tôn tt(2) = p tole tt(2) =3,11(daN /m)

 Kiểm tra điều kiện biến dạng của tole

q tôn tc(1) =g tole tc + p tole tc(1) =5,55+29,9=35,45(daN /m)

q tôn tc(2) = p tole tc(2) =2,392(daN /m)

2.1 Xác đinh tải trọng tác động lên xà gồ mái

Ta chọn trước loại xà gồ kí hiệu C150-24 ( xà gồ bằng thép cán nguội hình chữ C cao 150mm, bản cánh rộng 64mm, mép cao 18,5mm; thép dày 2,4mm của công ty Stramit Úc, www.stramit.com.au) có trọng lượng bản thân gxà gồ = 5,67 daN/m

Tải trọng do trọng lượng tole lợp mái truyền vào xà gồ:

q tole tc =a.g tole tc =1,305.5,55=7,215(daN /m)

q tole tt =a.g tole tt =1,305.6,11=7,97(daN /m)

Tải trọng gió truyền vào xà gồ:

q gió tc =a.q gió tc =1,305.(−51,41)=−66,8(daN /m)

q gió tt =a.q gió tt =1,305.(−61,689)=−80,19(daN /m)

Hoạt tải tiêu chuẩn sửa chữa mái tole ptole = 30 daN/m2 với hệ số vượt tải n= 1,3 (theo bảng 3 và mục 4.3.3 của TCVN 2737-1995) truyền vào xà gồ được phân tích thành 2 thành phần p(1)xà và p(2)xà:

 p tc(1) xà = p tole a.cosα=30.1,305 0,9968 ≈ 38,87(daN /m)

 p tc(2) xà = p tole a sinα=30.1,305 0,0797≈ 3,11(daN /m)

 p tt (1) xà =n p tole a.cosα=1,3.30 1,305.0,9968≈ 50,53(daN /m)

 p tt (2) xà =n p tole a.sinα=1,3.30.1,305.0,0797 ≈ 4,04 (daN /m)

2.2 Thiết kế tiết diện xà gồ mái.

Thiết kế tiết diện xà gồ mái với 2 tổ hợp tải trọng sau đây:

a Tổ hợp 1 = Tĩnh Tải + Hoạt Tải Gió

q xà tt(1) =g xà tt(1) +q tole tt +q gió tt =6,215+7,97−80,19=−66(daN /m)

có mác G450 với độ bền chảy tối thiểu = 4500 daN/cm2 của công ty Stramit

(www.stramit.com.au) có các đặc tính hình học hữu dụng sau đây ( đã trừ bớt các lỗ đục sẵn trên bản bụng và bản cách của xà gồ để bắt bu-lông liên kết với dầm khung ngang):

 Kiểm tra lại điều kiện biến dạng của xà gồ

q xà tc(1) =g xà tc +q t ole tc +q tc gió =5,65+5,744−53,2=−41,806(daN /m)

3 Thiết kế liên kết tole lợp mái với xà gồ mái

Chọn khoảng cách giữa các vít bắt tole là bvit = 1000mm /3 ( do tole 7 sóng vuông

có bước sóng là 1000mm/6 = 166,7mm nên ta chọn bvit = 2.bsóng)

Giả sử dùng vít bắt tole có cấp dộ bền 4.6 ( bảng 10 & 11 trang 20 TCVN 2012) với các thông số kỹ thuật sau:

5575-d=5,5(mm); f tb =1700(daN /cm2);f vb =1500 (daN /cm2); f cb =4000(dan /cm2 )

Diện tích truyền tải trọng từ tole lợp vào vít là: A = a.bvít = 1,05.1/3 = 0,35 (m2)

# Tổ hợp 1 = Tĩnh Tải + Hoạt tải gió

Vít bắt tole chịu kéo, lực kéo trên 1 thân vít được xác định bởi công thức :

N t = A (q gió tt −g tole tt )=0,35.(80,19−6,11)=25,93(daN)

Khả năng kháng kéo đứt của 1 thân vít được xác định bởi công thức:

N tb = π d4 2.f tb=3,14 0,554 2.1700 ≈ 403,7 (daN )

→N t=25,93(daN)<[N tb]=403,7 (daN )

# Tổ hợp 2 = Tĩnh Tải + Hoạt Tải sữa chữa mái

Vít bắt tole chịu cắt và ép mặt, lực cắt và ép mặt trên 1 vít được xác định bởi côngthức:

→N =1,588 (daN )<min{|N|vb ;|N|cb}=121(daN )

4 Thiết kế liên kết xà gồ mái với dầm

Liên kết giữa xà gồ mái và dầm có dạng như hình vẽ sau:

Bản ghép là thép góc tổ hợp đều cánh có kích thước như sau:

L bản ghép=180(mm); B bản ghép=160(mm);t bảnghép =6(mm)

(cánh ngắn của bản ghép được hàn sẵn vào dầm mái bằng đường hàn 6mm)

 Kiểm tra ứng suất nén cục bộ do xà gồ mái tác dụng lên cánh trên của dầm

 Kiểm tra liên kết bu lông ( liên kết bản ghép với xà gồ mái)

Chọn bu-lông có đường kính 16mm có cấp độ bền 4.6 với đặc điểm như sau:

 Tiết diện thân bu-lông phần không ren A = 2,01 cm2 (theo TCVN 5575-2012)

 Hệ số điều kiện làm việc γ c=0,9(bu-lông thô)

 Cường độ chịu cắt fvb = 1500 daN/cm2.

 Cường độ chịu ép mặt fcb = 4650 daN/cm2 ( thép cấu kiện là CCT38)

Dưới tác động của Tổ Hợp Tải 1 = Tĩnh Tải + Hoạt Tải gió thì bu-lông tại liên kếtgiữa bản ghép và xà gồ mái sẽ chịu cắt và ép mặt

Khả năng chịu cắt của 1 bu-lông liên kết là

[N b]=γ c f vb A bn n v =0,9.1500.2,01 1=2713,5(daN /cm2 )

Trong đó, nv = là số mặt cắt tính toán của bu-lông, ở đây nv = 1

Khả năng chịu ép mặt của 1 bu-lông được xác định theo công thức:

1 Thiết kế dầm A 1 B 1 ( dầm trái của nhịp biên 1)

1.1 Thiết kế đầu dầm trái của dầm A 1 B 1

Từ bảng tổ hợp nội lực với tiết diện đầu trái của dầm A1B1 ta có 3 cặp nội lực M,

N, Q như bảng sau:

trị tuyệt đối mà không quan tâm đến dấu của mô-men, theo hướng dẫn ở điều 7.4.2.3

trang 33 TCVN 5575-2012) Sau đó có thể kiểm tra lại với các cặp nội lực khác nếu cầnthiết

Nội lực thiết kế ( giá trị tuyệt đối)

Ta chọn trước bề dày bản bụng của dầm I tổ hợp là tw = 1,2 (cm)

Từ điều kiện tf ≥ tw = 1,2cm, ta chọn bề dày bản cánh của dầm I tổ hợp là tf = 1,4 (cm)

Xác định chiều cao kinh tế của dầm tổ hợp theo công thức :

 fv là cường độ chịu cắt tính toán của thép CCT38, fv = 0,58f.

Từ điều kiện cấu tạo và đảm bảo ổn định cục bộ cho bản cánh như sau:

 Chọn kích thước bản cánh như sau: bf = 30 (cm)