Đồ án kết cấu thép II ĐH xây dựng giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Lĩnh

tải trọng tác động lên khung ngang, xác định nội lực, thiết kết tiết diện cấu kiện, Đồ án kết cấu thép II ĐH xây dựng giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn LĩnhĐồ án kết cấu thép II ĐH xây dựng giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn LĩnhĐồ án kết cấu thép II ĐH xây dựng giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn LĩnhĐồ án kết cấu thép II ĐH xây dựng giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn LĩnhĐồ án kết cấu thép II ĐH xây dựng giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn LĩnhĐồ án kết cấu thép II ĐH xây dựng giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Văn Lĩnh

Trang 1

2 SK 9 SS BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HQC MO TP HCM KHOA XAY DUNG VA DIEN DO AN KET CAU THEP II ý Y i

Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Văn Lĩnh

Trang 2

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH Muc Luc

1 SO LIEU THIET KE

2 KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG

2.1 Theo phương đứng

2.2 Theo phương ngang

3 TẢI TRỌNG TÁC DUNG LÊN KHUNG NGANG

3.1 Tải trọng thường xuyên ( tĩnh tải ) 3.2 Hoạt tải mái 3 3.4 Hoạt tải cầu trụ Tải trọng gió 3.4.1 Áp lực đứng của cầu trục : 3.4.2 Lực hãm ngang của cầu trục 4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC

THIẾT KÉ TIẾT DIỆN CẦU KIỆN

5.I Thiết kế xà gd mii

5.2 - Thiết kế tiết diện cội

5.2.1 Xác định chiều dài tính toán -

5.2.2 Chọn và kiểm tra tiết diệt .20

5.3 Thiết kế tiết diện xà ngang

5.3.1 Đoạn xà 6.5m( tiết diện thay đổi) 5.3.2 Đoạn xà I0m( tiết diện không đổi)

6 THIET KE CAC CHI TIET 6.1 Vaicột 6.2 Chân cột 6.2.1 Tínhtoán bản để, 6.2.2 Tính toán dầm đế 6.2.3 Tínhtoánsườn A Tinh toán sườn B Tính tốn bu lơng neo 6.2.6 Tính toán các đường hàn liên kết cột vào bản đi

6.3 Liên kết cột với xà ngang

Trang 4

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH

1 SO LIEU THIET KE

Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp, với các số liệu sau: ~ Xà ngang tiết diện thay đổi (chữ I)

- Số lượng cầu trục: 2 chiếc - Sức nâng của cầu trục: Q=l6T - Chế độ làm việc trung bình - Nhịp khung,thiết kế theo nhịp cầu trục: L=3Im - Chiều dải nhà: 66m - Bước cột: B=óm - Cao trình đỉnh ray: H=8.2m - Độ dốc mái: i=15% - Vat ligu thép CT34s cé: f=21 kN/cm?; f, = 12kN/cem?; f = 32kN/cm? - Mô đun đàn hồi E= 2.1x 105(MPa)

- Ving gid II-B

- Hàn tay, dùng que hàn N42,bulông cấp độ bền 8.8 - Bê tông móng cấp độ bền B20 có Ry=1.15 kN/cmÊ

- Kết cầu bao che :Tường xây gạch cao 1,5m ở phía dưới, quay tole ở phía trên,mái tole

Trang 5

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH 2 KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG 2.1 Theo phương đứng Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang Ho = be+ Hy = 1.19 + 0.4= 1.59 m

Voi H, = 1.19m ~tra catalo cau trục

by = 0.4 — khe hở an toàn giữa cầu trục và xa ngang

Chiều cao của cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:

H= Hy +H) +H3= 8.2+1.6+0= 9.8m Trong đó: H¡- cao trình đỉnh ray H=§8.2m

H›- phần cột chơn dưới nền, coi mặt móng ở cột +0.000 Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục dén đáy xà ngang

Hy = Hy + Hace + Hy= 1.6+0.5+0.2=2.3 m

Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột:

Hy =H-H_=9.8- 2.3=7.5m

2.2 Theo phương ngang

Chiều cao tiết diện chọn theo yêu cầu độ cứng

110, (11

b=: HACE 5)9-8 =(0.65+0.49)m © chon h=0.6m=60em

Trang 6

3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG

3.1 Tải trọng thường xuyên ( tĩnh tải )

Độ dóc mái là i=15% D a=8.53° (cos a=0.989, sin a =0.148)

Tải trọng thường xuyên tác dụng lên khung ngang bao gdm trong lugng cia cdc mai,trong lugng ban

thân xà gỗ ,trọng lượng bản thân khung ngang va dầm cầu trục

Trọng lượng bản thân các tấm lợp,lớp cách nhiệt va xà gồ mái lấy 0.15kN/m”,trọng lượng bản thân xà ngang chọn sơ bộ IkN/m.Tổng tĩnh tải phân bó tác dụng lên xà ngang

1.190.15:6

————+1.05*1=2.05kN/m 0.98 9

Trọng lượng.của tôn tường và xà gỗ tường lấy 0.15kN/nŸ Quy thành tải tập trung đặt tại đỉnh cột

1.1*0.15*6*9.8=9,7 kN

Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là IKN/m,quy thành tải tập trung va moment lech tam

đặt tại cao trình vai cột: 1.05*1*6=6.3 kN 6.3*(L,-0.5h)=6.30.7=4.41 kNm 205N/m pier ddr de eee eee ee Pe} 9.702KN 9.702KN

3.2 Hoạt tải mái

Theo TCVN 2727-1995 ,hoạt tải sửa chữa mái là 0.3kN/m2,hệ số vượt tải 1,3

Trang 7

3.3 Tai trong gid

Công trình được giả định ở vùng gió II-B Áp lực gió tiêu chuẩn wạ=0.95kN/mẺ' Hệ số vượt tải y=1.2 Căn cứ vào hình dạng mặt bằng nhà và độ dốc mái, ta nội suy bảng III.3 phụ lục,ta được các hệ số khí động

Trang 8

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH Gió phải

3.4 Hoạt tải cẩu trục

Theo bảng phụ lục II-3,các thông số cầu trục sức nâng 16 tấn như sau

“ak EE BS || rere || ¡

7 cao : rong a lượng Áp lực | Áp lực

Nhịp gabarit : cách gabarit | „ e rong cầu Ạ lượng Pmax Pmin A

Lk (m) Hk | amy | BK | ưm | PP Zmin đáy Kk Gv †ịị M) | ŒM) xe con xe (mm) (mm) GŒ) 31 1190 | 190 | 6110 | 5100 | 2126 | 1301 | 134 | 523 Tải trọng tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực hăm ngang xác định như sau : 3.4.1 Áp lực đứng của cầu trục :

Trang 9

trục sát nhau vào vị trí bắt lợi nhất ,xác định được các tung độ y; của đường ảnh hưởng,từ đó

xác định được áp lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lên cột :

Dạm¿„„ = nạ * Yy * 3 Bạ¿„y,=0.85*1.1*134*1.982=248.325 kN Dinin = Ne * Yp * Y Pin Yi=0.85* 1.1*52.3*1.982=96.921 kN Trong đó Ð y;=l+0.15+0.832=2.32

Các lực Dmax, D„¡„ thông qua ray và dầm cầu trục sẽ truyền vào vai cột,do đó sẽ lệch tâm so với

Trang 10

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH Da; lên cột trái C——— J994N tì [)7268Nm D„¿„ lên cột phải

3.4.2 Lực hãm ngang của cầu trục

Trang 15

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH # g8 > nit 3 =È 1 wd Py 7 1 »X LI + =3 We 45 Tụ [as 8 Ws x — = L, › _] Nội lực do áp lực đứng Nội lực do áp lực đứng của cầu trục lên cột trái của cầu trục lên cột phải

SVTH: Nguyễn Đình Huy Hoàng

Trang 16

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH pe 2, ie + 48 “ tạ | i tụ a5 oe “ng ue as zt ? at sĩ ay bị Ly âm ye § ~ p a § tụ tu tH om đụ vi 1 1 ——= 4 ° 4 3 3 4 , Ễ Ạ tỷ 4 § ‘| su 7 4 = a 3 Fr 29 aan ID q 1 = x i H Loy LL

ôi lực do lực hãm ngang ôi lực do lực hãm ngang

của câu trục lên cột trái của câu trục lên cột phải

Trang 19

5 THIET KE TIET DIEN CAU KIEN

5.1 Thiết kế xà gồ mái

Xà gỗ mái chịu tác dụng của tải trọng tắm mái và trọng lượng bản thân của xà gồ,lớp mái va xa gd chọn trước Sau đó được kiểm tra lại theo điều kiện bền và điều kiện biến dạng của xà gồ

Tấm lợp mái : chọn như sau : -_ Các thông số kỹ thuật : Số hiệu Chiều dày (mm) [Trọng lượng I tắm (kN/m))]| Diện tích | tam (ry C10 - 1000 - 0.6 0.6 0.056 6 © Xa go: ta chon xa gồ hình chữ C,là loại xà gồ được chết tạo từ thép hình dập nguội -_ Hình dạng và các thông số của xà gồ chữ C : 1 Wy ly Wy [Trọng lượng| Chiều dày | Diện tích Tiết diện ẩ é (cm) (cm?) (cm) (cm?) (kN/m) (mm) (cm?) 8CS4X105| 774.19 | 77419 | 156.50 | 12.09 0.0893 2.7 11.48

-_ Tải trọng tác dụng lên xà gồ gôm : tai trong tôn lợp mái,tải trọng bản thân xà gồ tải trọng do

hoạt tải sửa chữa mái :

Trang 20

Xà gồ dưới tác dụng của tải trọng lớp mái và hoạt tải sữa chữa được tính toán như cấu kiện

chịu uốn xiên

Trang 21

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH 6-0, 46, =e 1293 spoT om? <fy, = 2KN/om? 77.419 * 12.09 Độ võng: AJA 1 5492 B |B 200 gui đt, giai ‘fase a2 GB 6, 06210" 600" _ 9 669(cm y= 3g4 EI 384” 2.410" «774.19 = A 89869 444,102 B 800 < 5x 10°

Vậy xà gồ đảm bảo được điều kiện độ võng

5.2 Thiết kế tiết diện cột

5.2.1 Xác định chiêu dài tính toán

Chọn phương án cột tiết diện không đổi,với tỷ số độ cứng của xà và cột giả thiết bằng nhau ,ta có: : (##)=128= 0.297 33 Ta có : 14 vậy chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung của cột xác định theo công thức : L,=p.H=1.4*9,8=13.5

Chiều dài tính toán của cột theo phương ngoài mat khung phang 1, lấy bằng khoảng cách giữa các

điểm có định không cho cột chuyển vị theo phương dọc nhà ( dầm cẩu trục,giằng cột,xà ngang ) Giả thiết bố trí giằng cột dọc nhà bằng thép hình chữ C tại cào trinh +4 Im,tức là khoảng cách giữa phần

cột tính từ mặt móng đền dam him,nén ly = 4.1m

5.2.2 Chọn và kiểm tra tiết diện

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán :

N= -327.11kN

334.23 kNm V=-79.99 kN

Trang 22

Diện tích tiết diện cần thiết của cột xác định sợ bộ như sau :

MỊ_ 327

Aye [L25 + (2228) 2| ˆ^1[1/25 + (2.2 + 28) saa) =(77.828+93.744) em? 3.3.43410/ 3 271166

Bé day ban bung : tw=(4,+ 70" 100 4) h20.6em > chon £,„=0.8 cm Tiết diện cột chọn như sau -_ Bản cánh: (1.2*25) em 0.8*57.6) cm Tính các đặc trưng hình học của tiết diện đã chọn : A=0.8*57.6+2(1.2*25)=106.08 cm? - Ban bun; 00:62 = a +1073) a , as rave "` MẸ — 549 2153 633 cmế anf 64608 22 670 cm i= fee TH _ 220cm {10608 a= 30808 be _ rant mm = = 55.59 <[A]=120 Ay iy 24679 a= wy =55.59 * |" =1.7579 M 4 33423x10 106.08 m, =——— = NW, 32711 x ——_ = 5.033 2153.633 Tra bảng IV.5 phụ lục -với loại tiết điện số 5 Voi A, / A, = 0.5;17 = (1.75—0.1m,) -0.02(5—m, Ax = (1.75-0.1*5.033)-0.02(5-5.033)*1.7579= 1.363 Voi A, / A, 21 =(1.9-0.1m,)—0.02(6- m, Av =(1.9-0.1*5.033)-0.02(6-5.033)*1.7579= 1.28273 12*25 0.8*57.6

Tit dé m, =7.m, =1.28273*5.033 = 6.456 < 20 —> không cần kiểm tra bền

Với 3 =l.7579 và m =6.456 ,tra bảng IV.3 phụ lục,nội suy ta có đ,=0.1806 =75,.52< [A120 iy 5.429 f= 75.52 * oF =2.388 Voi A, / Ay = =0.651 nội suy ta có 7=1.28273 Do vậy điều kiện ôn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung được kiểm tra theo công thức sau N 327.11

aN 27 iy gay jem? = 21(KN Jem?

+ 31 0.1806x106.08 EN Lem) SF fo IGN Lem)

-Để kiểm tra ôn định tổng thẻ của cột theo phương ngoài mặt phẳng khung cần tính trị số moment ở

đoạn 1/3 cột đưới kể từ phía có moment lớn hơn Vì cặp nội lực dừng đẻ tính toán cột là tiết diện ở

Trang 23

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH 184,85+0.9*(159.94-5.56+0.34)=324.1 kN.m Vậy trị số của moment tai 1/3 chiéu cao cột dưới,kẻ từ tiết điện vai cột: = [324.1 - (-334.23)] _ M=-334.23+ =114.787 kNm Do dé: M'=max( 0:92 yomax(l 14.787;-167.115)=-167.115 kNm Tính độ lệch tâm tương đối theo 3“: —A 4 167115x10” 10608 ằê 56 “NW, 32711 "2153633 Do mụ=2.516 < 5 nên ta có c=—Ổ —; l+am, 7 ở trên : Ø=l vì A.=314 LỄ =3.14,|2L-19ˆ 995 ƒ 21 4, = 75.52 theo bing 2.1 ta có: = 0,65-+0.05m, =0.65 + 0.05x 2.516 = 0.7758 từ đó: "“~ ~ T4am, 1+0.7758x2.516

với 2,=75.52 tra bảng phụ lục IV.2, ndi suy ta cd 4, =0.746

Do vậy điều kiện ôn định tổng thể của cột theo phương ngoài mặt phưởng được kiểm tra theo công thức sau: c.=.M.- 327.11 ” cổ 4 0.3388*0.746*106.08 =12.2< ƒy, =2l(ÄN / em?) Điều kiện ổn định cục bộ của các bản cánh và bản bụng cột được kiểm tra như sau: Với bản cánh cột : b, _ 0.5.(25-0.8) tụ 1.2 =10.08<| ““ |=(0.36+0.1x1.7579)x b, 0 t 16.943cm? 21 2 = b, oa E Ở trên ,vì 0.8< 2 =1.7579 < 4 nên tính theo công thức lỆJ£esmanz “Ẽ f

Trang 24

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH t 0.8 h, |_ 57.6 2,1.10° 3 [|- 7 me2a T1 — — 73 vậy ta không cần đặt vách cứng t 0.8 t h, _ 516 h _ l Tuy nhiên =" = 72 > l*] =55.768 , do vậy bản bụng cột bị mắt ổn định cục bộ,coi

như chỉ còn phần bản bụng cột tiếp giáp với 2 bản cánh còn lại làm việc.Bề rộng của phần bụng cột này là C, = 0.851, l*} 0.85 *0.8* 55.768 = 37.922 t Diện tích tiết diện cột ,không kể đến phần ban bung bị mất ổn định cục bộ: A’=2*1,.2*25+2*0.8*37.922=120.6752 cm? > 106.08 cm?

=> Không cần kiểm tra lại điều kiện ồn định tổng thé

Chuyển vị ngang lớn nhất ở đỉnh cột trong tổ hợp tĩnh tải và tải trọng gió trái tiêu chuẩn là A, =—0.017781+ 0.049402 = 0.031621m A, 0.031621 _ 0.9681 = <— H 98 300`300 vậy tiết điện đã chọn đạt yêu cầu

5.3 Thiết kế tiết diện xà ngang

5.3.1 Doan xà 6.5m ( tiết diện thay đổi)

Từ bảng tô hợp chọn cặp nội lực tính toán

N= -90.3 kN

M= -420.02 kN.m V=72.86kN

Đây là cặp nội lực tại tiết diện đầu xà,trong tổ hợp nội lực do các trường hợp 1,4 gây ra Momen chống uốn cần thiết của tiết diện xà ngang :

Trang 25

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH wr _ M _ 420.0210" “fy, 21x1 Chiều cao của tiết diện xà xác định từ điều kiện tối ưu về chỉ phí vật liệu: h=k ee = (1-15 4.2) x [2000-098 Chon h=60em Kiểm tra lại bề dày bản bụng từ điều kiện chịu cất : 3 V3 728 = 2000.095(cm’) (57.5+60.001)cm tạ =0.8em>=———=>x 2h,fy, 2 60x12x1 =0.152(cm) Diện tích tiết diện cần thiết của bản cánh xà ngang : 3 3 Ar =(b,t,)" = wch kh ˆ- 2000.095x 2 12 Shy 60 _ 9.8%57.6" | 2 _97.34(om’) 2 12 58.8 Theo các yêu cầu cấu tạo và ồn định cục bộ kích thước tiết diện của bản cánh được chọn là t, =1.2(cm) b, =25(cm) Tính lại các đặc trưng hình học A =(,h, +2tb, = 0.8*57.6+2*1.2*26 = 106.08 (cm?) | bh -ỊẺ ch 25*60° pee eoee = 64608.998(om' ) 3” j5 12 12 12 W -4 eee 2153.633(cm’) m-MA _42002'10, 106.08 _ "NW 903 2153633 Do m.=22.91>20 => m =77*m, > 20;(y > 1) —> kiểm tra bền theo công thức sau N_M_ 903 42002*1ữ eo a N 2 S, * A, W 106.08 2153633

Trang 26

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH h, _ 420.0210? , 57.6 6, = 7H Woh 2163633 60 = #2 = 18.723(KN cm?) s, =2541.2* 60-12) _ 59 (on?) = VS _ 12.687 882 4 943(kN/om’) “1: “22808998108 It, 6460899808

Vay => Ø„ =AJ18.723” + 3*1.243” = 18.846 < 1.15fy, = 24.15(KN/cm?) Kiểm tra ồn định cục bộ của bản cánh và bản bụng b, _ 0.5x(25—0.8) 1ÍE 21x10! By 05%(25-08) t 12 _ rụng <2 JE -05 SOVE Vat =15.81 h, 576 E 2.110" Fe SE a 72<55x fe =8.5x =O = 174 => Ban bung không bị mắt ôn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất pháp nén ( không phải đặt sườn dọc) : Py _ 578 _ 79 32x E =32x 24510" _ 101 t, 08 f 21

=> Ban bung không bị mắt ồn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất pháp pháp và ứng suất tiếp (không

Trang 27

5.3.2 Doan xà 10m ( tiết diện không đổi)

Từ bảng tô hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán

M=101.06(kNm) N =-89.14(kN)

V = 20.54(KN)

Đây là cặp nội lực tại tiết diện dưới vai,trong tổ hợp nội lực do các trường hợp 1.4 gây ra tại cuối xà

Momen chống uốn cần thiết của tiết diện xà ngang : = M_ 101.0610" , _ 481.23(om’) fy, 21x1 Chọn sơ bộ bè day bản bụng là 0.6cm,chiều cao của tiết diện xà xác định từ điều kiện tối ưu về chỉ phí vật liệu : h=k (1.15+1.2)x is Chon h=40cm Diện tích tiết diện cần thiết của bản cánh xà ngang : AƑ =(b,)Ÿ =[WFS- S5 |ˆ=[4m12a- EM >2 12) 2- 98226 | —2— — 14096(cm') 2 12 ]288 Theo các yêu cầu cấu tạo và ồn định cục bộ kích thước tiết diện của bản cánh được chọn là f =1.2(cm) b, =25(cm) wer (32.568 +33.984)cm Tính lại các đặc trưng hình học A=t,h, +2tb, = 0.8 *27.6+ 2"1.2*25 = 82.08(cm*) "m |= om 25 *30° cm = 13850.4384 (cm) xa; 12 12 12 w =2 - 213850281 "nh 30 — s23 sạa (em) _MA _ 101.06*10° , 82.08 mn, =—— = ———_—_ = 10.078 “ NW, 89.14 923.363 _ 12*25 “

Voi 4,/ A, = 0.8x37.6 = 0.99734 va 2=1.7579 ndi suy ta c6 = 1.035

Từ đó m, =zym, =1.035*10.078 = 10.428< 20 —> không cần kiểm tra bền

Trang 28

Tại tiết điện đầu xà có momen uốn và lực cắt cùng tác dụng nên cần kiểm tra ứng suất tương đương tại

chỗ tiếp xúc giữa bản cánh và bản bụng theo: ø, =Ajø¿+3t{ <1.18fy, “40 gi— 0h „1810610 +218 _1939(kN/om?) Woh 4812 30 Trong đó: “` VS, 20.51* 432 >St,.=—— lt, 13850.4384"0.8 Vay => 0, = 19.32" + 30.7996" = 19.37 < 1.15fy, = 24.15(kN/ cm’) Do tiết điện xà đ chọn có kích thước nhỏ hơn đoạn 6.5 m nên không cần kiểm tra ồn định cục bộ của bản cánh và bản bụng = 0.7996(kN/cm?) oe 8| § §| § 121 B 121 250 1 6 THIẾT KÉ CÁC CHI TIẾT 6.1 Vai cột:

Với chiều cao tiết diện cột là h=60em,xác định được moment uốn và lực cắt tại chỗ liên kết công-xôn

tại vai cột với bản cánh cột

M=(D,,, +G,,)(4—h) = (248.325 + 6.3)* (1- 0.6) = 101.85(kNm)

V=D, +G,, = 248.325 + 6.3 = 254.625(kN)

Bề rộng bản cánh dầm vai chọn bằng bề rộng cánh cột bƒ“ = 2B((0m) giả thiết bề rộng của sườn gối

dầm câu trục b„ = 25(Cm) Chọn sơ bộ bề dày các bản cánh dầm vai" = 1.2(cm) Từ đó bề diy

bản bụng đầm vai xác định từ điều kiện chịu ép cục bộ đo phản lực dầm cầu trục truyền vào

Trang 29

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH ` "(by +20" )fy, (25+2'12)*271 Chiều cao của dầm vai xác định sơ bộ từ điều kiện bản bung dầm vai đủ khả năng chịu cắt he > 3V 3* 254.625 " 2t hy, ~2*0.8*12"1 Các đặc trưng hình học của tiết điện đầm vai: =0.44(cm) — chon t\’ = 0.8 cm =39.788 (cm) —> chọn hý=47.6 cm 3 ia 3 *En3 LS 3 ¡-bh [abou | 50 ah 08)x476 |-2esezlen) ` 42 12 12 TT — h 50 Se = 2512+ 2-42) -ran(on) Trị số của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại chỗ tiếp xúc giữa bản cánh và bản bung dam vai dv *4n2* 5, = Me _ 1018210" Weh* Tr1675"80 °478 _5.648(kN/ om’) ‘ : ¬.— it," 4291812°08 =ø„ =jø¿ +3t/ = 45.648” + 3 * 6.428” = 10.968 < 1.15fy, =24.15( (kNem') Kiểm tra ôn định cục bộ của bản cánh và bụng dầm vai: * Bản cánh a 05" " Đổ) _ 49.093 < 2 | iE ee =15.811 & Bản bụng _ = 8 = 595 < 25 - 25x = = 79.057 Chon chiéu cao dine han lien két dam vai vao cét h, = 0.6cm

Chiều dài tính toán của các đừng hàn lien kết dầm vai với bản cánh cột xác định như sau:

- _ Phía trên cánh ( 2 đường hàn ): |, =2B—1.2= 23.8(cm)

Trang 30

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH A, =2*0.6*47.6 =57.12(cm’) +06? *10.9*06° *464 W, =2 (228 95 ¿23a*06*2g |.| 2109795” ,2s10g*06°228 „6254 ca * 12 12 12 | 50 = 853.189(cm*) Khả năng chịu lực cắt của các đường hàn trong liên kết: coy ty o( 2) <0) 101.85*10°) (254.625) >, Sử ( 853.189 ) ( 57.11 ) =,/] ———— | + = 12.743 <( Bf (Bt), 1 =(0-7"18) = (0.7 *18) *1=12.6(kN/cm? ( )

Kích thước của cặp sườn gia cường cho bụng dam vài lấy như sau:

Trang 31

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH 6.2 Chân cột 6.2.1 Tính toán ban dé Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán tại tiết diện chân cột: N= -158.16 kN 446.32 kNm 92.8 kN

n cột đã chọn,dự kiên chọn phương án cấu tao chân cột cho trường hợp

có vùng kéo trong bê tong móng với 4 bu long neo ở một phía chân cột.Từ đó xác định bề rộng của ban dé: Căn cứ vào kích thước =b+2c, = 30+2x6= 42(cm) chăn c¡ = 6(cm) Chiều dài bản đề xác định từ điều kiện chịu ép cục bộ của bê tông móng, ios Ny N 6M BWR ase \(2B„ụR,„) B„wR,,„ Trong đó: R,,,,- cường độ chịu nén tính toán cục bộ của bề tông: Ry = AOR,

œ =1- hệ số khi mác bê tông không quá B25

$,- hệ số tăng cường độ của bê tông khi chịu nén cục bộ: lên tích mặt móng Ava : Diện tích bề mặt bản đề = Ri tog = Mbp Ry = 11.21.15 = 1.38 (kNom? ) w= 0.75 khi ứng suất trong bê tông móng phân bó không đều (y2 158.16 ( 158.16 ) 6*446.32"10 = 81.86(on) — 3# + + bd 2*42*0.75*1.33 2* 42*0.75*1.33 42* 0.75 * 1.33

Trang 32

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH ø N 6M — 158.16 6 * 446.32 * 10° = BL "BE 42:84” bd bú Phd bó 421847 =0.9975(kN/cm*) w= N % 6M 15816 6*446.32*10° min —— BL, B,C, 42x84 2 = — 42x84 2 Bề dày của bản đề chân cột được xác định từ điều kiện chịu uốn của bản đề do ứng suất phản lực trong bê tông móng.Xét các ô bản đề: Ô I ( bản kê 3 cạnh) Ệ =d,=30(em) _ p, _ 206 =0.948(kN/ cm’) < yR,,,, = 0.75* 1.33 = ~0.859(kN/ cm’) = =< =0687 b,=20.6(cm) a, 30 tra bang ndi suy ta cd: a, = 0.08618 =M,=ơ,ơ,đ =0.08618*0.53* 307 = 41 108(kNcm) Ô 2 ( bản kê 2 cạnh) a, =d, =25.365(cm 2 = 4, (em) _ b, 12197 _ 94g b, =12.197(cm) a, 26365 tra bảng nội suy ta có: œ, = 0.06 =M,=ơ,ơ,d; ps =0.06*0.9975*25.368? = 38.506(kNcm) Vậy bề dày của bản để xác định như sau: a = fe aes 21x1 41-108 =3.427 (cm) vậy chọn ts=3.6 6.2.2 Tính toán dâm để dầm đế

Kích thước của dầm để chọn như sau:

- BỀ dày: tap =0.8(cem)

- Béréng : baw = Bya=42(cm)

~_ Chiều cao : han phụ thuộc vào đường hàn lien kết dầm đề vào cột phải đủ khả năng truyền lực do ứng suất phản lực của bê tông móng:

Lực truyền vào một dầm đề do ứng suất phản lực của bê tông móng:

N,, = (15:6+13.2)* 42" 0.53 = 641.088 (KN)

Trang 33

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH , Nw 41.088 "Dh (Bh, )awY 2°0/6107718*1 Vay ta chon hag = 44cm 6.2.3 Tính toán sườn A Sơ đồ tính sườn là dầm công-son ngàm vào bản bụng cột bằng 2 đường hàn liên kết,ta có: +1=43.4(em) qs fi yt yd + Is Ms ¬ w[[HI[ITIIIIIIITIHLHIHHITHIILI q,=0.265*(2*13.2)=6.996(kNcm) e “206? Mi, = Me = SSE 206 = 1484.411(kNer) V, = ql, = 6.996 * 20.6 = 144.1126(KN)

Chọn bề day sun t, = 0.8cm,chiéu cao ciia sun xac dinh so bé tir diéu kién chiu uén:

p> [OMe = [O°1484-411 thy, V 08°20 — 23 02(em)—;- chọn h,=28 :

Kiểm trả lại tiết diện sườn đã chọn theo ứng suất tường

: 2

0, =o+3e = 6*1484.411 +3 144.1126 0.8*28? 0.8*28

fy 7

Theo cấu tạo ,chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bản bụng cét hr=0.6cm Dién tich tiét điện và moment chống uốn của các đường hàn này là: A, =2°0.6*(28 -1) = 32.4(cm’) 0.6*(28— 1)” ; ) = 18.05 <1.15fy, = 24.15(KN/cm*) W,=2* =146.8(em`)

Khả năng chịu lực của các đường hàn này được kiểm tra theo công thức:

oy =f Me) of) =f MERA) (28) na ttt yy =12.6(KN/em’) w) (A, 145.8 324

SVTH: Nguyễn Đình Huy Hoàng Trang 32

Trang 34

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH 6.2.4 Tính toán sườn B, Tường tự trên,với bề rộng tiết diện truyền tải vào sườn là I.5I,=1.5*14.8=22.2 em,ta có: q, =0.9976 *21.8= 21.7455(kN/cm) 2 320/28 M - SẼ _ 217486* 222 a2 V, =qJ, = 21.7455*14.8 =321.8334(kN) Chon bề dày sườn t,=0.8 cm.Chiều cao của sườn xác định sơ bộ từ điều kiện chịu uốn: > [OM _ J6 246158” — 20 16(cm) chọn h,— 36 cm -# dư, —Ý 08*21 ` Kiểm trả lại tiết diện sườn đã chọn theo ứng suất tường R 7 7

6, =o? +37 = Ga 3( Te) = 23.76 <1.15fy, = 24.15(kN/ cm?)

Theo cấu tạo ,chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bản bụng cột h:=0.6cm Diện tích tiết diện và moment chống uốn của các đường hàn này là: A, = 2*0.8* (36-1) = 42(cm*) 0.8*(36-1)" = 2381.567 (KNcm) W, =2* = 245(cm’) Khả năng chịu lực của các đường hàn này được kiểm tra theo công thức: 2381 Ser) 321.833)" aft) =f 245 + 2 | =!28<(BQ„v,=t280NIem)

6.2.5 Tính tốn bu lơng neo

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực ở chân cột gây kéo nhiều nhất cho các bu lông neo:

N= -34.86 kN

M= 187.85 kNm

Q= 43.86 kN

Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực do các trưởng hợp tải trong 1,5 gây ra Chiều dài vùng bê tông

Trang 35

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH + _M-Na _ 187.85 * 10° ~ 34.86 * 25.467 ty 61.467 Chọn thép bu lông neo mác 09Mn2Si, tra bang ta c6 fia = 190 N/mm?.Dién tich tiét dién can thiét cua một bulông neo: = 291.167(kN) pe T2918 _ 9 95 (om?) "ng, 4x19 Chọn bu lơng ®27 có Ai =4.59 cmẺ Tính lại tông lực kéo trong thân các bulông neo ở một phía chân côt: *402 aM pW 46165 10 — 34.88 _ 999.065 (KN) L, 2 68.4 2

Ở trên lấy dấu trừ vì N là lực nén Do T› < T¡ nên đường kính bu lông neo đã chọn là đạt yêu cầu

6.2.6 Tính toán các đường hàn liên kết cột vào bản đế

Các đường hàn liên kết tiết điện cột vào bản đề được tính tốn trên quan niệm mơmen và lực dọc do

các đường hàn ở bản cánh chịu,còn lực cắt do các đường hàn ở bản bụng chu Nội lực để tính toán đường hàn chọn trong bảng tổ hợp nội lực chính là cặp đã dùng để tính tốn bu lơng neo Các cặp khác

không nguy hiểm bằng

Lực kéo trong bản cánh cột do moment và lực dọc phân vào theo: *402

n, = MN 167.8510" _ 34.86 _ 995 653(KN) h 2 60 2

Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn liên kết ở một bản cánh cột ( kể cả các đường hàn liên kết dầm để vào ban dé)

Yhy = 2 oa] OOO) 5) nem)

Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết ở bản cánh cột theo

N 295.653

> = = 0.2918(0m

"Ti Bi are 8041207 (em)

Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết ở bản bụng cột theo

hF> =8 >ìI,(Bí,), ở, 2'676-17126*1 — _003(em) Kết hợp cầu tạo chọn hr= 0.6

6.3 Liên kết cột với xà ngang

Trang 36

Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực do các trường hợp tải trong 1,4,7,9 gây ra

Trình tự tính toán như sau:

6.3.1 Tính toán bulông liên kết

Chọn bulông cường độ cao cấp bền 8,8 Đường kính bulông dự kiến là d=20 mm, bố trí bulông thành

2 dãy với khoảng cách giữa các bu lông tuân thủ các quy định trong bảng 1.13 phu luc

Phía cánh ngoài của cột bố trí một cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước như sau: t,=0.8>t, =0.8(cm) I, =9(cm)(Phụ thuộc vào kích thước mặt bích) h, =18l, =15x9 = 13.5 = h, = 15(cm) Khả năng chịu kéo của một bu lông: [N] =f,A,„ =40x3.03 =121.2(kN) Trong đó:

f, cường độ tính toán chịu kéo của bê bulông ft = 400N/mm2

A,„ diện tích tiết diện thực của thân bulông A, =3.03 cm’

Khả năng chịu trượt của một bulông cường độ cao [N] =1, =n,= 075110 38x15 x1= 43.029(kN) ha Trong đó: ñi — cường độ tính toán chịu kéo của vật liệu bulông cường độ cao trong liên kết ma sát, (=071, f,, =1100(N/mm?) = 110(kN/cm? )- cuang độ kéo đứt tiêu chuẩn của vật liệu bulông với mác thép 40C "TT xử” 2

A- Diện tích tiết diện của thân bulong , Â = a 3.8(cm”) +„„ - hệ số điều kiện làm việc của liên kết

Y„ = 1 do số lương buléng n =20> 10

u:y,„- hệ số ma sát và hệ số tin cậy của liên kết,với giả thiết là gia công bề mặt cấu kiện nên

u=0.25:y,; =1.7

nr — số lượng mặt ma sát của liên kết n:= l

Lực kéo tác dụng vào một bulông ở dãy ngoài cùng do moment và lực dọc phân vào ( do moment có

Trang 37

Do Ngay =106.81kN < [N|p = 1212(KN) — nên các bulông đủ khả năng chịu lực

Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bulông V_ 8569 an ag 5356 <[N] y, = 43.029(KN) n 6.3.2 Tính toán mặt bích Bề dày của mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn BN 10°106.81 tet | 2 6x 44+ | MEET (b+b,)f (25+10):21—26(em) _ 4 396 Vụ tat [BỀN _,ụ [9110081 +14121128185 342149189) uy (b+h))f 59* (25 +42) "21 N h

- Trong đó: N.=N,.-"- lực kéo tác dụng lên I bulông ở dãy thứ ¡ bu ì

b — bể rộng của mặt bích thường lấy bằng bề rộng của bản cánh cột

Chọn t =2 (cm)

6.3.3 Tính toán đường hàn tiết diện cột ( xà ngang ) với mặt bích

Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn phía cánh ngoài ( kể cả sườn ) I,=4*(121-1)+2*(9—1)=604(cm) Lực kéo trong bản cánh ngoài do moment và lực dọc phân vào: M.N 39455x10 9187 N.=_—‡#==———-—=ô11949(kN L aa 7 (KN) Vậy chiều cao cần thiết của các đường hàn này: he = N, 611.648 _ 08(em) "YL (BE) y, 604*(0.7*18)x1

Trang 38

DO AN KET CÁU THÉP 2 GVHD: TS.NGUYEN VAN LĨNH 6.4 Mối nối đỉnh xà Từ bảng tổ hợp ta chọn tô hợp lực gây kéo nhiều nhất M=86.8#Nm N=-77.62kN V=-11.64kN

Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực do các trưởng hợp tải trong 1,4 gây ra

Chọn bulông cường độ cao cấp bền 8,8 Đường kính bulông dự kiến là d=20 mm, bố trí bulông thành

2 dãy với khoảng cách giữa các bu lông tuân thủ các quy định trong bảng 1.13 phu luc

Phía cánh ngoài của cột bố trí một cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước như sau:

- Bé day: t=0.8em

-_ Chiều cao : h= 9 em

-_ B°rộng: | =1.5xh,=1.õx9 =13.5(em)

=> Chọn l= I5cm

- _ Lực kéo tác dụng vào một bulông ở dãy dưới cùng do moment và lực dọc phân vào (do moment có dấu dương nên coi tâm quay trùng với dãy bulông phía trên cùng) Mh, vỡ Ncosơ „ Vsinơ N= be DH + on n *4n?2* * - -— 8681"10°*39 77.62*09869 _11.64°0.18 _ 54 rap qq) 2* (10° + 19.5 + 20° + 39°) 10 10 =N,„ =51708 <[N], = 98(kN) - Kha ning chịu cắt của một bulông Nsina+Vcosa _ 77.62*0.15—11.64*0.988 n 7 10

=> Buléng du kha ning chju cắt `

Trang 40

- Việc tính toán và cầu tao mối nối xà thực hiện tương tự như trên Do tiết diện xà ngang tại vị trí nối giống như tại đỉnh mái và nội lực tại chỗ nối xà nhỏ hơn nên không cần tính toán kiểm

tra mối nói Cấu tạo liên kết như sau:

6.6 Liên kết bản cánh với bản bụng cột và xà ngang

Lực cắt lớn nhất trong xà ngang tại tiết diện đầu xà là Vinx = 72.86 (KN).chiều cao cần thiết của

đường hàn liên kết giữa bản cánh và bản bụng xà ngang:

AM 72.86°432

°— 2(Bf), y, 2*138804384/0.7"18"1

Kết hợp cấu tạo,chon chiều cao đường han he 0.6em

-_ Lực cát lớn nhất trong cột là tại tiết diện chân cột V„a = -118.46 (kN), chiều cao cần thiết của

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	7,31 MB