Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp

Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp

ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG, MỘT NHỊP I. SỐ LIỆU ĐỀ BÀI Nhóm Khẩu độ L (m) Bước cột B (m) Số bước cột Sức nâng cầu trục Q (T) Cao trình đỉnh ray H r (m) Địa điểm xây dựng 6 24 6 15 75/20 9 AN GIANG  Qui mô nhà xưởng: một tầng, một nhịp, cầu trục làm việc chế độ trung bình với sức nâng Q.  Địa điểm xây dựng nhà xưởng.  Khẩu độ và chiều dài công trình.  Bước cột.  Mái Panen (1,5x6)m: nhóm chẳn.Nhóm lẽ mái lợp tôn.  Liên kết cứng giữa dàn và cột.  Cao độ nền : 0.00m  Cao độ mặt đất tự nhiên: -0,45m  Sử dụng thép CT34; que hàn N42; phương pháp hàn tay, bulông độ bền 5.6. II. YEU CẦU : 1/ Lần 1: 1.1.Chọn kích thước khung ngang. 1.2. Bố trí hệ giằng. 1.3. Xác định tải trọng. GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 1 ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 THUYẾT MINH THIẾT KẾ I. CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU 1. kích thước chính của khung và một số cấu kiện cơ bản : a. Kích thước cầu trục. - Sức trục Q = 75 (t) thuộc trường hợp Q ≤ 75 (t) → λ=750 (mm) λ: Khoảng cách từ trục ray tới trục định vị Nhịp nhà: L = 24m → Nhịp cầu trục: L K = L - 2λ L K = 24 - 2 x 0,75 = 22,5 (m). Từ đó xác định các thông số của cầu trục theo Bảng VI.2 Bảng Các số liệu về cầu trục (L k = 22,5m; Q= 75 (t)). Sức lực (t) Nhịp L k (m) Kích thước gabarit chính (mm) Loại ray Áp lực bánh xe lên ray (t) Trọng lượng (t) Móc chính Móc phụ H B 1 F Lt T J B P 1 P 2 Xe con Cầu trục 75 20 22,5 3700 400 250 4400 4560 4400 8800 KP-100 33 34 38 105 b. Đường ray. Theo bảng IV.7 với ray loại KP-100 ta có: Bảng 2: Các số liệu về ray Loại ray khối lượng 1m dài (KG) kích thước( mm) H B b b1 a d KP-100 88,96 150 150 100 108 40 38 c. Kích thước theo phương thẳng đứng - Chiều cao H 2 từ mặt ray đến cao trình cánh dưới dàn: H 2 = H c + 100 + f GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 2 ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 H 2 = 3700+100+200 = 4000 (mm). Trong đó: - H c = 3700 (mm); Chiều cao Gabarrit của cầu trục, tính từ mặt ray đến điểm cao nhất của xe con. - 100 mm: Khe hở an toàn giữa cầu trục và vì kèo - f = 200(mm); Kích thước xét đến độ võng của vì kèo và việc bố trí hệ giằng thanh cánh dưới :f (200 → 400) - Chiều cao từ mặt nền đến cao trình mặt dưới dàn: H = H 1 + H 2 = 9000 + 4000 = 13000 (mm) Trong đó: H 1 = 9000 mm; khoảng cách từ mặt nền đến đỉnh ray. - Chiều dài phần cột trên: H t = H 2 + H DC + h r Trong đó: - H DC : chiều cao dầm cầu trục chọn (1/8 – 1/10 ) nhịp dầm ( bước cột ). H DC = (1/8 – 1/10 ) 6000 = (750 - 600) → chọn H DC = 700 (mm) - h r : Chiều cao tổng cộng của ray và đệm ray, phụ thuộc vào loại cầu trục → chọn h r = 200 mm ⇒ H t = 4000 + 700 + 200 = 4900 (mm). - Chiều dài phần cột dưới: H d = H – H t + H 3 H d = 13000 – 4900 + 800 = 8900 (mm). Trong đó: - H 3 = 800 (mm): Phần cột chôn bên dưới cốt mặt nền. d. Kích thước theo phương ngang GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 3 ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 - Chiều rộng tiết diện phần cột trên: Theo yêu cầu về độ cứng: h t = (1/10 → 1/12) H t =(1/10 → 1/12)x4900 = (408 → 490) ( mm) → Chọn h t = 500(mm) Mặt khác phải thỏa mãn điều kiện: λ > B 1 + ( h t – a ) + D Với: o Q = 75 T → a = 500mm : khoảng cách từ mép ngoài tới trục định vị. o D = 75 (khe hở an toàn giữa cầu trục và cột lấy bằng 60-75 mm ) ⇒ λ = 750 > B 1 + ( h t – a ) + D = 400 + (500 - 500) + 75 = 475 (thỏa ) - Chiều rộng tiết diện phần cột dưới: Theo yêu cầu về độ cứng: h d = (1/15 → 1/20)H; ( H = H t + H d = 8900 + 4900 = 13800 là chiều cao toàn cột ) h d = (690 → 920)mm Trục của nhánh cột đỡ dầm cầu trục thường trùng với trục dầm cầu trục nên: h d = a + λ = 500 + 750 = 1250mm → Chọn h d = 1250mm. Trong bài tập này ta chọn tiết diện cột trên là tiết diện cột đặc, tiết diện cột dưới là tiết diện cột rỗng. GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 4 ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 Sơ đồ khung ngang GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 5 ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 - Mặt bằng lưới cột: Hình mặt bằng lưới cột 2. Kích thước dàn Với nhịp của nhà là L = 24 m, chọn hệ kết cấu mang lực mái là dàn mái hình thang. Chiều cao đầu dàn bằng H dd = 2200 (mm) Độ dốc cánh trên i = 1/10 như vậy chiều cao giữa dàn là: H gd = 2200+(1/10) x (24000/2) = 3400 mm. (Chiều cao giữa dàn H gd = (1/7 –1/9)L) Cấu tạo cửa mái : - Chọn nhịp của mái; L cm L cm =(1/ 2 - 1/ 5)L = (1/ 2-1/ 5)x24 → Chọn L cm = 12 m ( L ≥ 24 → chọn L cm = 12 m ; L ≤ 18m → chọn L cm = 6 m ) - Chiều cao ô cửa mái: H cm = H k + H bd +H bt  H bd +H bt lấy bằng 1m GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 6 B A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 90000 500 ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2  H k = (1/10 ÷ 1/15)L cm = (1/10 ÷ 1/15)12 = (1,2 ÷ 0,8) ⇒ H k = 1m ⇒ H cm = 1 + 1 = 2 m. 3. Hệ giằng a. Hệ giằng mái: - Hệ giằng trong mặt phẳng cánh trên Bố trí theo phương ngang của nhà tại vị trí hai dàn đầu hồi, đầu khối nhiệt độ và giữa nhà. Cánh trên của 2 dàn cạnh nhau được nối bởi các thanh tạo thành hệ chữ thập. Ngoài ra còn thanh chống dọc nóc tạo điều kiện thuận lợi khi thi công lắp ghép Hình bố trí hệ giằng cánh trên - Hệ giằng trong mặt phẳng cánh dưới Bố trí nằm trong mặt phẳng các thanh cánh dưới dàn mái : GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 7 ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 Hình bố trí hệ giằng cánh dưới b. hệ giằng đứng - Nằm trong mặt phẳng các thanh đứng. - Được bố trí ở những ô có giằng cánh trên và giằng cánh dưới. ( Thường bố trí ở giữa giằng và hai đầu gối tựa ). Hình bố trí hệ giằng đứng c. hệ giằng cột: GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 8 ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 - Hệ giằng cột có ở cột trên và cột dưới. - Ở cột trên bố trí giằng ở những ô có giằng cánh trên và giằng cánh dưới. - Khoảng cách từ đầu hồi đến hệ giằng gần nhất là : 75 m. Vậy bài tập này chỉ cần bố trí giằng cột dưới ở giữa nhà là đủ (chiều dài nhà : 90 m ) - Hình bố trí hệ giằng cột II. TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG 1. Tải trọng tác dụng lên dàn a. Tải trọng tác dụng thường xuyên (tĩnh tải) - Tải trọng do mái: - Đổi ra N/m 2 mặt bằng cách chia cho cosα với α là góc dốc: i=1/10; cosα=0,995 - Tính tải trọng mái dựa vào cấu tạo các lớp mái cụ thể gồm các lớp cho trong bảng sau. GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 9 ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 Bảng tính toán tải trọng các lớp cấu tạo mái Cấu tạo các lớp mái Tải trọng tiêu chuẩn daN/m 2 mái Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán daN/m 2 mái Tấm mái 1,5x6m 150 1,1 165 Lớp cách nhiệt dày 12cm bằng bt xỉ γ=500 kg/m 3 60 1,2 72 2Lớp vữa xi măng lót dày 1,5cm γ=1800 kg/m 3 27 1,2 32 Lớp bê tông chống thấm dày 4cm γ=2500 kg/m 3 100 1,1 110 2 lớp gạch lá nem dày 4 cm γ=2000kg/m 3 80 1,1 88 Tổng Cộng 417 467 g m c = 417/cosα = 417/0,995 = 419 kg/m 2 mặt bằng g m tt = 467/0,995 = 469,35(kg/m 2 mb). - Tải trọng do trọng lượng bản thân dàn và hệ giằng: Theo công thức kinh nghiệm ta có: c d g =1,2α d L daN/ m 2 mặt bằng GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 10 [...]... trờn xung phi k thờm mụmen lch tõm ch thay i tit din ct : M = Vìe 0 ; e0 h d - h tr (h14.b) 2 2 S tớnh khung ngang : Tỡm ni lc ti 4 tit din : A, Cd, Ct, B B Jd J2 Ct Cd J1 A A b a: S khung ngang b:s tớnh mụmen lch tõm Hỡnh 14: S tớnh khung ngang 3 Toỏn ni lc khung Chn s b t s cng gia cỏc b phn khung Da theo kinh nghim chn : GVHD : Mai Th Hoa SVTH : Nhúm 6 24 J1 J = (7 ữ 10) 1 = 8 J2 J2 H XY DNG... THẫP 2 Hỡnh 13: S cht ti cho ton b khung ngang III GII KHUNG TèM NI LC V T HP TI TRNG TNH TON 1 Cỏc gi thit tớnh toỏn - Thay dn vỡ kốo bng x ngang cú cng tng ng t ti thanh cỏnh di dn Ct c ngm bn chõn ct Chiu cao ct tớnh toỏn tớnh t chõn ct di n thanh cỏnh di dn - Khi tớnh toỏn khung i xng vi ti trng thng ng i xng tỏc dng trc tip lờn x ngang nh g v p thỡ chuyn v ngang rt nh cú th b qua, lỳc ny ch... kin x ngang cú 1 + 1,1 ì 7 cng vụ cựng Vậy: Dựng phng phỏp chuyn v, vi n s l gúc xoay 1, 2 & c chuyn v ngang nh ct trỏnh nhm ln quy c mụmen nh sau: mụmen dng khi lm cng th bờn trong ca x v ct biờn a Tớnh khung vi tnh ti phõn b u trờn x ngang: - Thnh phn mụmen khụng k ti lch trc ct do ti trng phõn b u trờn dn gõy ra : Khung i xng & ti trng i xng nờn: = 0 & 1 = 2 = n s l 2 gúc xoay nỳt khung. .. THẫP 2 A b Hỡnh 19: Biu mụmen khung do hot ti phõn b trờn dn gõy ra (KNm) e Tớnh khung vi mụ men cu trc MMax ; MMin M max , M min ng thi tỏc dng 2 ct õy M max xut hin ct trỏi, M min ct phi Gii khung bng phng phỏp chuyn v vi x ngang cú cng vụ cựng, n s ch cũn chuyn v ngang ca nỳt Phng trỡnh chớnh tc : r11 ì + R 1P = 0 Trong ú: - r11 l phn lc ca liờn kt thờm vo ti nỳt khung do nỳt cú chuyn v n v... tip lờn x ngang nh g v p thỡ chuyn v ngang rt nh cú th b qua, lỳc ny ch cũn n s l gúc xoay ti liờn kt gia dn v ct - Khi tớnh khung vi ti trng khụng phi thng ng tỏc dng trc tip lờn x ngang nh Dmax, Dmin, T, W , Wh , q , qh thỡ xem x ngang l cng vụ cựng, lỳc ú ch cũn n s l chuyn v ngang GVHD : Mai Th Hoa SVTH : Nhúm 6 23 H XY DNG MIN TY KT CU THẫP 2 - i vi ct bc, trc ct di c coi trựng vi trc ct trờn ;... phn lc mụmen cỏc nỳt trờn ca khung khi gúc xoay =1 R1P tng mụmen phn lc nỳt ú do ti trng ngoi Quy c mụmen phn lc v gúc xoay l dng khi ti nỳt ct trỏi quay theo chiu kim ng h; ti nỳt ct phi quay ngc chiu kim ng h GVHD : Mai Th Hoa SVTH : Nhúm 6 25 H XY DNG MIN TY KT CU THẫP 2 B Jd J2 Ct Cd J1 A A b a: S tớnh khung ngang A b b:Biu mụmen (KNm) Hỡnh 15: S tớnh, biu mụmen khung vi tnh ti phõn b trờn... THẫP 2 B Ct Cd A A b Hỡnh 18: Biu mụmen khung do tng tnh ti gõy ra (KNm) d Tớnh khung vi hot ti phõn b u trờn x ngang: Tng t vi tnh ti phõn b u trờn x ngang ta cú: Vỡ ngoi lc tỏc dng cú phng chiu v tớnh cht tỏc dng ging vi tnh ti nờn ni lc trong khung do hot ti gõy ra x tng ng vi ni lc trong khung do tnh ti gõy ra nhõn vi tr s (p/g) = (5,85/32,1) = 0,182 Giỏ tr ni lc do hot ti mỏi gõy ra: MBxa = (-174,1)... a: S tớnh Tmax trỏi b:s tớnh Tmax phi Hỡnh 10: S cht ti ca ti trng ngang cu trc 3 Ti trng giú tỏc dng lờn khung Ti trng giú c xỏc nh Theo TCVN 2737 - 1995 Khi nh cụng nghip mt tng mt nhp, cú chiu cao < 36m ch k ti tỏc dng ca thnh phn giú tnh Ti trng giú tỏc dng lờn khung bao gm : o Giú thi lờn tng dc c chuyn v thnh phõn b trờn khung o Giú trong phm vi mỏi t cỏnh di dn vỡ kốo tr lờn c chuyn thnh lc... mụ men v phn lc cú giỏ tr ging ct bờn trỏi nhng khỏc du Ta cú biu ni lc ca khung khi cho = 1: GVHD : Mai Th Hoa SVTH : Nhúm 6 33 H XY DNG MIN TY KT CU THẫP 2 B Ct Cd A A b Hỡnh 21: Biu ni lc mụmen ca chuyn v = 1 gõy ra Xỏc nh phn lc trong liờn kt thờm vo ti nỳt khung do nỳt cú chuyn v n v = 1 ; (r11) Hỡnh 22: mt ct ngang khung di tỏc dung = 1 11 T mt ct trờn ta xỏc nh c r : r11 = R B + R B' = 2R... vai ct Giỏ tr mụmen ti v trớ vai ct do s lch trc ca ct trờn v ct di: h -h 1,5 - 0,5 M = Vìe 0 ; e0 d tr M = 385,2ì = 192,6(KNm) 2 2 Ti trng i xng khụng cú ti trng ngang Ni lc trong khung do M Tỡm bng cỏc cụng thc vi ct hai u ngm vỡ coi x ngang l cng vụ cựng Jd= Tra bng vi du M ngc du trong bng M B= - (1- a ) [ 3B (1 + a ) - 4 C ] (- M) K (1- 0,331) 1,767 (1 + 0,331) - 4 1, 254 ] [3 (- 192,6) = . ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG, MỘT NHỊP I. SỐ LIỆU ĐỀ BÀI Nhóm Khẩu độ L (m) Bước cột B (m) Số. 15 75/20 9 AN GIANG  Qui mô nhà xưởng: một tầng, một nhịp, cầu trục làm việc chế độ trung bình với sức nâng Q.  Địa điểm xây dựng nhà xưởng.  Khẩu độ và chiều dài công trình.  Bước cột.  Mái. 1: 1.1.Chọn kích thước khung ngang. 1.2. Bố trí hệ giằng. 1.3. Xác định tải trọng. GVHD : Mai Thị Hoa SVTH : Nhóm 6 1 ĐH XÂY DỰNG MIỀN TÂY KẾT CẤU THÉP 2 THUYẾT MINH THIẾT KẾ I. CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU 1. kích