CHƯƠNG 6 kết cấu dàn thép

Dàn thép Chơng 6.1 Khái niệm chung - Dàn cấu kiện bụng rỗng chủ yếu chịu uốn - Dàn đợc ghép thẳng, liên kết với nhờ mắt Ưu điểm: Chịu uốn tốt, tiết kiệm vật liệu, chế tạo đơn giản hình thức đẹp - Hình thức dàn thờng gặp : Hình 6-1 - Hình thức tiết diện dàn : Hình 6-2 - Các kích thớc dàn: + Nhịp tính toán dàn: l = lo + a (nếu dàn đặt lên cột) l = lo (nếu dàn liên kết cứng với cột) a : bề rộng gối đỡ lo : khoảng cách hai gối (thông thuỷ) + Chiều cao dàn: chiều cao nhịp dàn, phụ thuộc vào điều kiện kinh tế (tổng trọng lợng dàn nhỏ nhất), độ cứng, liên kết với cột, loại vật liệu lợp mái , thờng điều kiện độ cứng định: f với l no độ võng tơng đối giới hạn no 6.2 Thiết kế dàn Sau xác định đợc tải trọng tác dụng lên mắt dàn (từ tải trọng phân bố tập trung) phải tính đợc nội lực dàn phơng pháp thông thờng đồ giải, sau tính toán chọn tiết diện cho dàn 6.2.1 Tính toán dàn - Thanh chịu kéo : = N R Fth Fyc = - Thanh chịu nén trung tâm : 50 N R = N F R Fyc = rxyc = với = 60 ~ 80 gt ryyc = - Thanh chịu kéo lệch tâm : = N R L ox gtx L oy gt N M + R Fth Wth - Thanh chịu nén lệch tâm : N = R ltx F N = R c y F m1lt = 2,8 e h Fyc = N ltx F xgt = 60 ~ 80 h= L ox gtx 6.2.2 Kiểm tra độ mảnh giới hạn: - Thanh cánh = 120 (nén) - Thanh bụng 150 - Thanh giằng 200 6.2.3 Thiết kế mặt dàn: - Đờng trục hội tụ điểm : - Chiều dày mắt : N (kN) < 200 200 ~ 500 (mm) - Mắt dàn có hình dạng đơn giản - Góc bụng với mắt = 15 ~ 20o - Khoảng cách từ 10 ~ 15mm = 400 (kéo) 400 400 500 ~ 750 10 Hình 6-3 - Tính liên kết : = Ni R gh h h L h = 51 H R gh h h L h 6.2.4 Chiều dài tính toán nén: Loại dàn Chiều dài tính toán lox loy d1 0,8do do - Thanh cánh - Thanh bụng dàn - Thanh bụng đầu dàn Ghi : d - khoảng cách mắt dàn (trong mặt phẳng dàn) d0 - khoảng cách hai điểm cố định theo phơng ngang phụ thuộc vào hệ giằng (trong mặt phẳng hệ giằng) 6.3 Ví dụ Ví dụ 1: Chọn tiết diện cánh dàn cho nh hình vẽ Cho biết N = - 725kN Thép CT3, m =1 Giải: Cấu tạo hệ giằng mái ( hình 6-4) cho thấy chiều dài tính toán cánh (chịu nén trung tâm) nh sau: Lox = d = 300cm, Loy = 2d = 600cm, Lox = 0,5Loy nên chọn rx = 0,5 ry để x y làm cho ổn định cánh trục x,y tơng đơng nhau, chọn tiết diện chữ T ghép hai thép góc không cạnh nối với cạnh ngắn (rx = 0,5 ry ) - Diện tích yêu cầu : Fyc = 52 N 725.10 = = 50.03 cm R 0,09.2100 với giả thiết gt = 90 có = 0,69 Lox 300 = = 3,33cm 90 gt Loy 600 = gt = = 6,67cm 90 rxyc = ryyc Hình 6-4 Tra bảng tiết diện T ghép chọn 2L160x100x14 có F = 2.34,7 = 69,4 cm2 rx = rx1 = 2,8 cm ry = ry21 + a = 5,07 + ( 5,4 + 0,5) = 7,78 cm x = = 300 = 107 < 120 2,8 N F Hình 6-5 = y = 600 = 77 < 120 7,78 725.10 = 1920 daN / cm 0,544.69,4 : = 0,544 ứng với max = x = 107 < gh =120 ( độ mảnh giới hạn cánh nén) Ví dụ 2: Kiểm tra cánh chịu nén lệch tâm N = - 684 kN, M = 33 kNm (cánh chữ T chịu nén) Vật liệu thép CT3, m = Tiết diện ghép 2L160x12 rx1 = ry1 = 4,94 cm, F1 = 37,4 cm2 , Jx1 = 913 cm4 Lox = 300cm, Loy = 150cm, Zo = 4,39 cm Giải: Cấu tạo hệ giằng mái ( hình 6-6) cho thấy chiều dài tính toán cánh (chịu nén lệch tâm) trục: lox = d = 300cm , loy = d/2 = 150cm Kiểm tra ổn định chịu nến lệch tâm trục nh sau 53 Hình 6-6 - Tính độ mảnh trục : (lox = d =300 cm, loy = d/2 = 150cm ) x = 300 = 60 4,94 y = 150 = 22 6,95 : rx = rx1 = 4,94 cm ( trục x trùng với trục x1, trục yy1 đoạn a) ry = ry21 + a = 4,94 + ( 4,39 + 0,5) = 6,95 W x( ) = mx = Jx 2.913 = 416 cm ( ) = 4,39 y M F 33.10 2.37,4 () = = 0,87 N Wx 684 416 = 1,3 + 0,5 m x = 1,3 + 0,5 0,87 = 1,76 m1 = m x = 1,76.0,87 = 1,53 xlt = 0,455 N 684.10 = = 2010 daN / cm m.2100 lt x F 0,455.2.37,4 0,459 0,428 ltx = 0,459 0,03 = 0,455 0,25 = ( tra bảng 5-4 cột chịu nén lệch tâm với x m1) - Kiểm tra ổn định trục y: y = 22 y = 0,966 ( tra bảng 5-1 cột chịu nén trung tâm) c= = = 0,621 + m x + 0,7.0,87 y = N 684.10 = = 1524 daN / cm < R = m.2100 c y F 0,621.0,966.2.37,4 Bài tập 1: Kiểm tra cánh AB dàn chịu lực nén N = 360kN Tiết diện ghép thép góc 2L100x63x8 Vật liệu thép CT3, m = F1 = 12,6 cm2 rx1 = 3,18 cm ry1 = 1,77 cm zo = 1,5 cm = mm Hình 6-7 Giải: 54 Thanh cánh nén AB có cấu tạo hệ chống( hệ giằng mái) cho thấy l ox=225 cm = loy - Đặc trng hình học : F = 2F1 = 2.12,6 = 25,2 cm2 rx = rx1 = 3,18 cm ry = 1,77 + (1,5 + 0,4) = 2,59 cm - Độ mảnh : x = y = L ox 225 = = 70,8 rx 3,18 L oy ry = 225 = 88 2,59 , = 0,702 ( tra bảng 5-1 cột chịu nén trung tâm) max = y = 88 - Kiểm tra ổn định AB trục y có max : = N F = 360.10 = 2035 daN / cm < R 0,702.25,2 55 ... 22 y = 0, 966 ( tra bảng 5-1 cột chịu nén trung tâm) c= = = 0 ,62 1 + m x + 0,7.0,87 y = N 68 4.10 = = 1524 daN / cm < R = m.2100 c y F 0 ,62 1.0, 966 .2.37,4 Bài tập 1: Kiểm tra cánh AB dàn chịu lực... 0,5) = 6, 95 W x( ) = mx = Jx 2.913 = 4 16 cm ( ) = 4,39 y M F 33.10 2.37,4 () = = 0,87 N Wx 68 4 4 16 = 1,3 + 0,5 m x = 1,3 + 0,5 0,87 = 1, 76 m1 = m x = 1, 76. 0,87 = 1,53 xlt = 0,455 N 68 4.10... giả thiết gt = 90 có = 0 ,69 Lox 300 = = 3,33cm 90 gt Loy 60 0 = gt = = 6, 67cm 90 rxyc = ryyc Hình 6- 4 Tra bảng tiết diện T ghép chọn 2L 160 x100x14 có F = 2.34,7 = 69 ,4 cm2 rx = rx1 = 2,8 cm