Đồ án thép nhà công nghiệp khung zamil

A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn Chơng I: Số Liệu Chính Và Kích Thớc Khung I. Số Liệu Thiết Kế. Thiết kế khung nhà công nghiệp chịu lực với các số liệu cho trớc nh sau: - nhịp khung : L= 24m - bớc cột : B= 6m - sức năng cầu trục: Q= 20T - cao trình đỉnh ray +8.00m - độ dóc mái i= 12% - chiều dài nha 12 bớc cột = 72m - phân vùng gió IA ( giả định ) - vật liệu thép AII R= 2800 (kN/cm 2 ) E= 2.1x10 4 (kN/cm 2 ) = 7850 (kG/m 3 ) à = 0,3 - Dùng que hàn tay E42 và E42A II. Xác Định Kích Thớc Chính Của Khung. 1). Theo phơng đứng. Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến mặt ngang: H 2 = H k + b k =1.33 + 0.3= 1.63 m Chọn H 2 = 1.7m Với: H k = 1.33m b k = 0.3m chiều cao của cột khung tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: H = H 1 + H 2 + H 3 = 8+1.7+0= 9.7m Trong đó: H 1 - chiều cao đỉnh ray H 3 - phần cột chôn dới nền Chiều cao tính từ vai dầm cầu trục đến đáy đỡ xà ngang: H t = H 2 + H dct + H r = 1.7 + 0.5 + 0.2 = 2.4m Chiều cao tính từ mặt móng đến mặt trên vai cột: H d = H - H t = 9.7 - 2.4 = 7.3m 2) Theo phơng ngang. SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 1 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn Coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột(a=0). Khoản cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: L 1 = = 2 k LL = 2 5.2224 0.75m Chiều cao tiết diện cột theo độ cứng: h = ( ữ 15 1 20 1 )xH = ( ữ 15 1 20 1 )x9.7 = (0.65 ữ 0.49)m => chọn h = 50 cm Kiểm tra khe hở giữa trục và khung: Z= L 1 h = 0.75 0.50 = 0.25 m > Z min = 0.18m. 3).Chọn sơ bộ tiết diện cột và kèo. b = (0.25 ữ 0.4)h = 0.4xh = 0.4 x 50=20 cm t b = (6 ữ 16)mm => chọn t b = 1.5 cm t c = (8 ữ 40)mm => chọn t c = 2 cm CHƯƠNG II. Thiết Kế Hệ Giằng. SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 2 - ĐA: Kết Cấu Thép Nhà CN CBHD: Cao Tấn Ngọc Thân I. ThiÕt KÕ HÖ Gi»ng. - Nhiệm vụ của hệ giằng trong nhà công nghiệp: Đảm bảo tính bất biến hình của hệ thống kết cấu khung nhà xưởng. Ổn định hệ khung khi dựng lắp. Giảm bớt tải trọng theo phương dọc nhà. Đảm bảo sự làm việc không gian của hệ thống khung nhà xưởng, nhất là khi chịu lực hãm ngang của cầu trục. - Cấu tạo: gồm 2 hệ thống: Giằng cột, bao gồm giằng cột dưới và giằng cột trên. Giằng cột dưới bố trí tại giữa khối nhiệt độ, giằng cột trên được bố trí tại giữa khối nhiệt độ (trên hệ giằng cột dưới), và hai đầu khối nhiệt độ. Giằng mái gồm hệ giằng cánh trên bố trí cho 12 bước cột. SVTH: Lê Phước Thọ MSSV: 1070722 - 3 - ĐA: Kết Cấu Thép Nhà CN CBHD: Cao Tấn Ngọc Thân Hệ giằng mái và giằng cột sử dụng thép tròn Ø16, neo vào cột và kèo bằng. Hệ giằng mái và giằng cột sử dụng thép tròn Ø16, neo vào cột và kèo bằng tăng đơ. II. ThiÕt kÕ Xµ Gå. Xà gồ chịu tải trọng của mái truyền xuống. Xem như xà gồ hợp với phương nằm ngang một góc 12 0 . Tính như dầm chịu uốn gối lên vì kèo, khoảng cách của các xà gồ là 1200. Sơ đồ phân bố xà gồ: SVTH: Lê Phước Thọ MSSV: 1070722 - 4 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn 1).Tải Trọng Tính Toán Xà Gồ. - Hot ti mỏi: q 1 = p c .n p .a = 30 x 1,3 x 1,2 = 46,8 (kg/m) - Trng lng tm tụn lp mỏi:chọn tôn sóng tráng kẽm lợp mái có = 0.4mm và t = 2850 kg/m 3 => g c = 1.2 * * t = 1.2 * 0.0004 * 2850 = 3.77 (kg/m 2 ) q 2 = g c .n g .a = 3,77 x 1,1 x 1,2 = 4,98 (kg/m) - Trng lng x g s b: q 3 = 15%(46,8 + 4,98) = 7,77 (kg/m) Tng cng: q tt = q 1 + q 2 + q 3 = 59,55 (kg/m) 2).Nội lực của xà gồ 425.32 8 6)121,055,59( 8 ).7sin.( 8 . 2 202 = ìì === y tt yx y lqlq M (kg.m) 099,266 8 6)993,055,59( 8 ).7cos.( 8 . 220 2 = ìì === x tt xy x lq lq M (kg.m) Vi: l x = l y = B = 6m. 3) chọn tiết diện xà gồ. Từ điều kiện bền của cấu kiện chịu uốn xiên. = x W M x + y W M y R ( = 1 : h s iu kin lm vic) chọn W X = 5W Y => = x W M x + y W M y = YY W 5.3242 5W 9.26609 + 2100= R kg/cm 2 => W x 20.39 cm 3 Tra bảng thép TCVN 1654-75: chọn thép C12 W x = 50.6 (cm 3 ) > 20.39 (cm 3 ) W y = 8.52 (cm 3 ) SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 5 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn J x = 304 (cm 4 ) J y = 31.2 (cm 4 ) 4). Kiểm tra tiết diện xà gồ. Kiểm tra độ bền. = x W M x + y W M y = 8.52 5.3242 50.6 9.26609 + = 906.46 R = 2100 (kg/cm 2 ) Kiểm tra độ võng. f x = x xy JE lq ìì ìì 384 5 4 = 304101.2384 6007cos5955.05 6 40 ììì ììì =1.56 (cm) f y = y yx JE lq ìì ìì 384 5 4 = 2.31101.2384 6007sin5955.05 6 40 ììì ììì = 1.86 (cm) f = 22 yx ff + = 2.43 (cm) l f = 600 43.2 = 200 81.0 < l f = 200 1 Vậy chọn thép C12 làm xà gồ. Chơng III : Xác Định Tải Trọng Và Tổ Hợp Tải Trọng Các tải trọng tác dụng lên khung là: tải trọng thờng xuyên do kết cấu chịu lực và kết cấu bao che, tải trọng tạm thời do tải trọng cầu trục, tải trọng gió và một số tải trọng khác I. Tĩnh Tải. - Tole sóng. 52,1x1,1x77,3a.n.gg g c 1 == (kg/m 2 ) Chuyn v dng phõn b trờn dm mỏi: 21,306 993,0 5 7cos 0 1 ' 1 =ì== B g g (kg/m) SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 6 - ĐA: Kết Cấu Thép Nhà CN CBHD: Cao Tấn Ngọc Thân - Xà gồ: Tải trọng xà gồ trên 1m dài 2 g = 10,4kg/m. Chuyển về dạng tập trung trên dầm mái: 84.626 993,0 4,10 7cos 0 2 2 =×== B g p (kg) Chuyển về dạng phân bố trên dầm mái: 5210 09.12 84.62 2 ' 2 =×== n l p g (kg/m) n: Số cây xà gồ 1 bên của nhịp - Giằng mái: Chọn theo kinh nghiệm, có thể lấy g 3 = 5kg/m 2 . Chuyển về dạng phân bố trên dầm mái: 21,306 993,0 5 7cos 0 3 ' 3 =×== B g g (kg/m) Σ 42.11221,305221,30 ' 3 ' 2 ' 1 =++=++= gggg (kg/m) -Trọng lượng bản thân của dầm cầu trục. Công thức kinh nghiệm: G dct = α dct *L dct 2 = 33*6 2 =1188 kg với: α dct -hệ số trọng lượng bản thân dầm cầu trục.Q=20T=>α dct =24-37. chọn α dct =33 dct L -nhịp dầm cầu trục. G dct –đặt tại chổ vai đở dầm cầu trục là tải trọng thường xuyên. Trị số của nó không lớn so với áp lực của bánh xe cầu trục, nên có lúc được nhập luôn vào trị số áp lực bánh xe, coi như là tải trọng tạm thời. Bảng tổng hợp tĩnh tải: SVTH: Lê Phước Thọ MSSV: 1070722 - 7 - Tải trọng Phân bố (kg/m) Tập trung (kg) Kết Cấu Mái Tole sóng 31 0 Xà gồ 52 0 Giằng mái 31 0 Cầu trục Dầm cầu chạy 1188 Tổng 114 1188 A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn II. Hoạt Tải. a). tải trọng sửa chữa mái. Ti trng sa cha mỏi l ti trng do ngi v thit b sa cha, vt liu sa cha mỏi. i vi trng hp mỏi lp tole st trỏng km (vt liu nh) theo quy phm v ti trng v tỏc ng TCVN 27371995 ly bng 30 Kg/m 2 . Vi h s hot ti n = 1.3 Vy p tt = 30*n = 30*1.3 = 39 (kg/m ) . Chuyn v dng phõn b trờn mt bng mỏi: 65,2356 993,0 39 7cos 0 ' =ì== B p p tt tt (kg/m) b). Hoạt tải Cầu Trục. b.1. áp lực đứng của bánh xe cầu trục. Nhịp L k (m) C.cao gabait H k (mm) Khoản cách Z min =(mm) Bề Rộng gabait B k (mm) Bề Rộng đáy K k (mm) Tlợng cầu trục G (T) Tlợng xe con G xe (T) áp Lực p max (KN) áp Lực p min (KN) 22.5 1330 180 4230 3200 12.46 1.236 130 32.3 Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục đợc xác định bằng cách dùng đờng ảnh hởng của phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh xe của 2 dầm cầu trục khác nhau vào vị trí bất lợi nhất, xác định đợc các tung độ y i của đờng ảnh hởng, từ đó xác định đợc áp lực thẳng đứng lớm nhất và nhỏ nhất của bánh xe cầu trục lên cột. D max =n c * p * max P *y i = 0.85*1.1*13*1.975 = 24 T D min = n c * p * P Min * y i =1.1*0.85*3.23*1.975 = 5.97 T vi: n=1.2-l h s vt ti. n c =0.85-h s ti trng do hai cu trc ch nh. y i - l tung cỏc ng nh hng. T cỏc kớch thc cu trc B=6m, B k =4.23m.Ta xỏc nh y i y 1 =1 , y 2 =0.295 , y 3 =0.68 SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 8 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn b.2.lực hãm xe con. Tổng lực hãm tác dụng lên toàn cầu trục. 062.12.1,0 4 236.120 ' 0 = + = + = xems xe xe nf n GQ T T Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe. 531,0 2 063.1 0 0 1 === n T T T Vậy lực xô ngang của cầu trục là: T = n*n 1 *T 1 * y i = 1.1*0.85*0.531*1.975 = 0.981 T c) tải trọng gió tác dụng lên khung. Ti trng giú c tớnh theo TCVN 2737-1995. Theo tiờu chun ú thỡ ti trng giú tỏc dng lờn khung v c xỏc nh theo cụng thc: q = p w 0 kcB Trong ú: p : h s vt ti ca giú, ly bng 1.2 c: h s khớ ng, tu thuc vo hỡnh dng nh v vo v trớ tớnh toỏn ti trng giú so vi hng giú thi. Tra bng 2-8 ch dn xỏc nh h s khớ ng Ce, S tay thc hnh kt cu cụng trỡnh-V Mnh Hựng-NXB xõy dng 1999 k: h s cao, tu thuc vo dng a hỡnh v cao. Tra bng 2-6 h s K, S tay thc hnh kt cu cụng trỡnh-V Mnh Hựng-NXB xõy dng 1999. w o : ỏp lc giú tiờu chun, c coi nh khụng i t cao 15m tr xung. Vi a hỡnh thuc vựng IIA, ỏp lc giú tiờu chun l q o = 83 (daN/m 2 ). Phn ti trng giú tỏc dng vo ct c quy thnh ti phõn b u trờn sut chiu di ct. B : b rng bc ct, B = 6m. Bảng tổng hợp tải trọng gió. SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 9 - Cao (m) p B (m) k q o (kg/m 2 ) c q (kg/m) ún Khut ún Khut 0 1,2 6 0 65 0,8 -0,6 0 0 9.7 1,2 6 1.18 65 0,8 -0,6 442 -331 11.14 1,2 6 1,19 4 65 -0,424 -0,4 -237 -224 A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn Tải trọng mái ở trên là do gió tác dụng từ bên tráI sang bên phảI khung, trong trờng hợp ngợc lại thì tảI trọng gió tác dụng lên kèo cũng sẻ đặt ngợc lại. Chơng IV: Xác Định Nội Lực Khung Ngang xỏc nh ni lc ca khung ngang, cú th xỏc nh bng phng phỏp chuyn v (tớnh toỏn th cụng bng tay), hoc tớnh theo phng phỏp phn t hu hn (nh mỏy tớnh chng trỡnh Sap 2000). Ta chn phng ỏn tớnh toỏn trờn mỏy tớnh vi chng trỡnh Sap 2000. I. Cỏc trng hp ti trng tỏc dng lờn khung: 1. Thng kờ ti trng: -TT: tnh ti ca mỏi & trng lng bn thõn dm cu trc, ti trng vt liu bao che. -HT1 & HT2: hot ti sa cha mỏi P tỏc dng lờn mỏi trỏi hoc mỏi phi.(P cú th cựng lỳc tỏc dng lờn c mỏi trỏi v mỏi phi) -GT & GP: ti trng di dng phõn b u q & q tỏc dng lờn ct v tp trung W & W tỏc dng lờn mt dn. -HT3 & HT4: ỏp lc ng ca bỏnh xe cu trc tỏc dng lờn 2 vai ct cựng lỳc ( D max & D min ) theo ct trỏi hoc ct phi. -HT5 &HT6: Lc hóm ca xe con T tỏc dng theo phng ngang nh theo bờn trỏi hay bờn phi. 2. Cỏc dng ti trng: - Trng hp 1: TT (tnh ti). - Trng hp 2: HTMT (hot ti ẵ mỏi bờn trỏi).( HT1) - Trng hp 3: HTMP (hot ti ẵ mỏi bờn phi). ( HT2) - Trng hp 4: HTGT (hot ti giú trỏi). - Trng hp 5: HTGP (hot ti giú phi). SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 10 - [...]... -4757.41 -4757.41 -21599.93 Chơng V: Thiết kế Các Chi Tiết Khung Nhà A.Thiết Kế Cột Ct c coi nh nhng cu kin chu nộn lch tõm trong mt phng khung v nộn ỳng tõm ngoi mt phng khung Trong trng hp tớnh n nh mt ngoi khung i vi ct cn k n nh hng ca mụmen tỏc dng trong mt phng khung Cỏc cụng vic thit k ct bao gm: xỏc nh chiu di tớnh toỏn ct trong v ngoi mt phng khung, thit k tit din ct, thit k cỏc chi tit ct: chõn... Ayc = 1.25 + 2.5 * 40 = 44.2cm 2800 *1 Ayc = N R Fyc < F (thỏa) 3 tính toán các đặt trung hình học của tiết diện Diện tích tiết diện A = 1.5*36 + 2*2*20 = 134 cm2 Mô men quán tính: 3 3 Ix = 20 * 40 (20 1.5)36 = 34738.67 cm4 12 3 3 Iy = 36 *1.5 + 2 2 * 20 = 2676.79 cm4 12 12 Wx = 34738.67*2/40 = 1736.93 cm3 Bán kính quán tính của tiết diện ix = 34738.67 = 16.1 cm 134 iy = 2676.79 = 4.47 cm 134... cao độ +9.700 m) tính toán tơng tự nh trên với tiết diện sau: h = 550 mm b = 20 mm c = 20 mm => hb = 550 2*20= 510 mm b = 15 mm Sau khi tính toán và kiểm tra theo các điều kiện ta thấy tiết diện thoả mãng yêu cầu SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 25 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn II tính toán tiết diện xà ngang phần tử 5.( xà phần tử 6 đối xứng với 5 ) Xà đợc tính toán nh cấu kiện chịu uốn... Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn Gió Trái SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 16 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn Gió Phải Biểu Đồ Bao Mô Men SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 17 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn Biểu Đồ Bao Lực Dọc Biểu Đồ Bao Lực Cắt SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 18 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn Bảng Tổng Hợp Giá Trị Nội Lực Bảng tổng hợp nội... của cột: ex = M/N = 0/29318.38=0 cm diện tích thép cần thiết: SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 20 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn ex 1.25 + (2.2 ữ 2.8) h 29318.38 0 2 Ayc = 1.25 + 2.5 * 30 = 13.1cm 2800 * 1 Ayc = N R Ayc < A (thỏa) 3 tính toán các đặt trung hình học của tiết diện Diện tích tiết diện A = 1.5*26 + 2*2*20 = 119 cm2 Mô men quán tính: 3 3 Ix = 20 * 30 (20 1.5)26 = 17904... * 0.99 2 = 1605.89 kg/cm2 1.15Rc = 3220 kg/cm2 Do tiết diện xà đã chọn có kích thớc nhỏ hơn đọn xà 4m nên không cần kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh và bản bụng III thiết kế vai cột a) nội lực Mmax = 17219.90 kgm Qmax = -23012.93 kg b) tính toán liên kết thép có cờng độ R = 2800 kg/cm2, cờng độ bền tiêu chuẩn bl R em = 3400kg / cm 2 , R bl = 2100kg / cm 2 , R g = 1800kg / cm 2 k h Que hàn E42 hàn tay.chon... ì 2 Từ các điều kiện ta chọn bulông có : d= 2.0 cm SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 30 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn IV thiết kế liên kết tại đỉnh khung a nội lực tính toán M = 7718.46 kg.m N = -3493.28 Q = 4474.19 kg b tính toán liên kết - giả thuyết ban đầu chọn 10 bulông R cbl = 1500kg / cm 2 ; R kbl = 1750kg / cm 2 ; R embl = 3400kg / cm 2 SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 31 - A: Kt... [N]bc = 5118.23 kg n 12 c tính toán mặt bích SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 34 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn Bề dày của bề mặt bích t = 1.1 10 *1066.51 = 0.45 cm (20 + 10) * 2100 và: t = 1.1 10 *1066.51 * (11.25 + 22.5 + 33.75 + 45 + 54.5) = 0.51 cm 54.5 * (20 + 54.5) * 2100 => chọn t =2 cm VI thiết kế liên kết chân cột a tính toán bản đế nội lực tính toán N = -29318.38 kg M = 39333.97... 26) TT+0.9(HT2+HT6+GT) 9) TT+0.9(HT1+GP) 18) TT+0.9(HT3+HT5) 27) TT+0.9(HT2+HT6+GP) 28) TH BAO=(TH1++TH27) SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 11 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn Biểu Đồ Phân Bố Các Phần Tử Khung Tĩnh Tải SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 12 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc Thõn Hoạt Tải 1 Hoạt Tải 2 SVTH: Lờ Phc Th MSSV: 1070722 - 13 - A: Kt Cu Thộp Nh CN CBHD: Cao Tn Ngc... mx = 3933397 *134 = 82.08 > 20 3697.05 *1736.93 =>me =*mx>20(vì > 1) => xà đợc tính toán kiểm tra theo điều kiện bền N M x = A + W = n xn 3697.05 3933397 + = 2292.16 kg/cm2 < 2800 kg/cm2 134 1736.93 Tiết diện đầu xà có momen uốn và lực cắt cùng tác dụng nên ta kiểm tra ứng suất tơng đơng tại chõ tiếp xúc giữa bản cánh và bản bụng td = 12 + 3 12 1.15Rc Trong đó: 1 = M*hb/Wxh = 3933397*36/1736.93*40 . Cấu Thép Nhà CN CBHD: Cao Tấn Ngọc Thân I. ThiÕt KÕ HÖ Gi»ng. - Nhiệm vụ của hệ giằng trong nhà công nghiệp: Đảm bảo tính bất biến hình của hệ thống kết cấu khung nhà xưởng. Ổn định hệ khung. Thõn Chơng I: Số Liệu Chính Và Kích Thớc Khung I. Số Liệu Thiết Kế. Thiết kế khung nhà công nghiệp chịu lực với các số liệu cho trớc nh sau: - nhịp khung : L= 24m - bớc cột : B= 6m - sức năng. 1070722 - 11 - ĐA: Kết Cấu Thép Nhà CN CBHD: Cao Tấn Ngọc Thân BiÓu §å Ph©n Bè C¸c PhÇn Tö Khung TÜnh T¶i SVTH: Lê Phước Thọ MSSV: 1070722 - 12 - ĐA: Kết Cấu Thép Nhà CN CBHD: Cao Tấn Ngọc Thân Ho¹t