Tính toán và thiết kế kết cấu khung zamil

TíNH TOáN V THIếT Kế KếT CấU KHUNG zamil A Thiết kế x gồ mái -Hệ thống mái thiết kế l mái nhẹ Tải trọng tác dụng lên x gồ mái gồm tải trọng lớp mái truyền xuống, v chịu hoạt tải sửa chữa mái mái h hỏng mái đợc bảo dỡng + Cấu tạo mái bao gồm lớp: Lớp bao che lớp tôn sóng dy 0,7mm I loại tải tác dụng lên x gồ Tĩnh tải - Tĩnh tải lớp mái truyền xuống: + Lớp bao che: http://www.ebook.edu.vn + Tĩnh tải mái trọng lợng kết cấu mái truyền xuống đợc tính toán v thnh lập bảng dới đây: Giá trị Giá trị tính Các lớp vật Hệ số tin cậy t/chuẩn toán liệu Kg/m Kg/m2 Lớp tôn múi 1,05 15 15,75 Hoạt tải Hoạt tải sửa chữa mái bị h hỏng đợc lấy theo TCVN 2737-1995 có trị số tiêu chuẩn: Ptc=30kg/cm2 Hoạt tải tính toán đợc lấy với hệ số tin cậy n=1,3 ặ Ptt=Ptc.n=30.1,3=39kg/m2 II Thiết kế x gồ - Trớc hết chọn khoảng cách x gồ l 1,5 m Với mái có độ dốc l 15% mái tạo với phơng ngang góc =8,53o Vì x gồ l cấu kiện chịu uốn xiên trờng hợp x gồ gặp nguy hiểm l tổng tĩnh tải v hoạt tải tác dụng Dựa vo bảng ta xác định đợc tải trọng tính toán tác dụng lên x gồ: qttx=15,75+39=54,75 kg/m2 qtcx=15+30=45kg/m2 Để tính toán nội lực lên x gồ ta coi x gồ lm việc nh dầm đơn giản m gối tựa l x ngang Tải trọng phân bố lên x gồ: http://www.ebook.edu.vn Qtt=qttx.ax (với ax l bớc x gồ hay l khoảng cách x gồ) Qtt=54,75.1,5=82,125 kg/m Qtc=45.1,5=67,5 kg/m X gồ chịu uốn xiên theo hai phơng x-x; y-y với góc nghiêng =8,53o Ta tính toán tải trọng tác dụng theo hai phơng x v y nh sau: Qttx=Qtt.sin=82,125.sin8,53o=12,18 kg/m Qtty=Qtt.cos=82,125.cos8,53o=81,21 kg/m Qtcx=Qtc.sin=67,5.sin8,53o=9,99 kg/m Qtcy=Qtc.cos=67,5.cos8,53=66,9 kg/m Tiết diện x gồ đợc chọn phải đảm bảo hai điều kiện sau: + Điều kiện bền: ứng suất lớn tác dụng đồng thời hai mô men Mx, My Qx v Qy gây theo hai phơng thoả mãn điều kiện: M M = x + y = x + x R Wx Wy +Điều kiện biến dạng: Độ võng x gồ phải đảm bảo khong vợt độ võng cho phép quy định thiết kế kết cấu thép Chọn tiết diện x gồ l tiết diện chữ Z (l loại x gồ đợc chế tạo từ thép cán nguội) http://www.ebook.edu.vn Section Properties: Chiều Diện tích Số hiệu dày Section Thick Area mm Cm2 5,18 200Z15 1,50 1,75 6,04 200Z17 2,00 6,90 200Z20 2,25 7,76 200Z22 2,50 8,62 200Z25 3,00 10,35 200Z30 Trọng Lợng Weight Kg/m 4,06 4,74 5,42 6,09 6,77 8,12 Theo phơng khác Số hiệu Section Jxy(cm4) rmin(cm) 200Z15 200Z17 200Z20 200Z22 200Z25 200Z30 83,08 97,11 111,20 125,34 139,52 168,03 1,91 1,92 1,92 1,93 1,93 1,94 Thông số theo trục xx Jx Sx rx Cm Cm cm 7,72 308,3 30,83 7,71 358,8 35,88 7,70 409,1 40,91 7,69 459,1 49,91 7,68 509,0 50,90 7,66 607,9 60,79 Lực cắt cho phép KN 10,33 16,44 24,61 35,14 45,59 65,65 Thông số theo trục yy Jy Sy ry Cm Cm cm 2,87 42,49 5,98 2,87 49,86 7,01 2,88 57,30 8,05 2,89 64,83 9,10 72,43 10,16 2,90 87,88 12,32 2,91 Mô men uốn cho phép KN.m 5,07 5,43 6,07 6,51 7,42 7,95 8,56 9,17 9,81 10,51 11,72 12,56 Tra bảng cho ta số liệu sau 200Z15 t=1,5 mm F=5,18 cm2 , G=4,06 kg/m Theo điều kiện bền ta chọn tiíet diện x gồ loại 200Z17 có thông số sau http://www.ebook.edu.vn Wx=35,88cm3; Jx=308,83cm4 Sx=30,83cm ; rx=7,72cm; Jy=42,49cm4; Wy=6,13cm3; Sy=5,98cm3; ry=2,87cm; - Từ sơ đồ tính toán ta xác địnhđợc nội lực: Q xtt l 12,18.600 Mx = = = 5481kg.cm 8.100 Q ytt l 81,21.600 My = = = 36544,5kg.cm 8.100 ặ ứng suất tính toán đợc: = x +y = M x M y 5481 7884 + = + = 2101,9kg / cm W x W y 35,88 6,13 Ta thấy với =2101,9kg/cm2 .R=2750kg/cm2: Cấu kiện thoả mãn ứng suất - Theo độ võng: Độ võng theo phơng x-x: tc 0,099.6004 qy l = =1,73cm fx = 384 EJx 384 2,1.106.308,3 qxtc l 0,099.6004 fy = = = 1,87cm 384 EJy 384 2,1.106.42,49 Ta kiểm tra đợc tỷ số độ võng: f = l f x2 + f y2 600 = 1,73 + 1,87 = 4,2.10 600 So sánh ta thấy: f f = = 5.10 l l 200 Tiết diện chọn thoả mãn điều kiện độ võng Đối với x gồ biên mái ta sử dụng tiết diện chữ [180ES20 có thông số: Jy=74,10 cm4; Jx=390,5 cm4; Sx=43,4 cm ; Sy=27,9 cm3; rx=7,21cm; ry=3,14cm; Trọng lợng 5,88 kg/m; chiều dy t=2 mm Mô men uốn cho phép M=12,87 KN.m http://www.ebook.edu.vn Chiều di tính toán x gồ v ngoi mặt phẳng: lx=ly=600cm Độ mảnh theo hai phơng: x = y = lx 600 = = 83, 21 rx ,21 ly ry = 600 = 191,1 3,14 Ta thấy x v y nhỏ []=200 Tiết diện x gồ: Đối với x gồ l 200Z15 Đối với x gồ biên l 180ES20 http://www.ebook.edu.vn B Thiết kế khung ngang - Kết cấu khung ngang l kết cấu chịu lực công trình Khung gồm có nhịp rộng 21 m liên kết khớp với móng Sơ đồ tính khung nh hình vẽ: I Tải trọng tác dụng lên khung - Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm tĩnh tải mái, x gồ, trọng lợng khung, Hoạt tải sửa chữa mái, tải gió, tải cầu trục Tĩnh tải Tĩnh tải mái trọng lợng kết cấu mái truyền vo đợc tính kg m mặt nh, sau quy phân bố khung - Tĩnh tải đợc tính toán v lập thnh bảng dới Giá trị tiêu Các lớp vật Giá trị tính Hệ số tin cậy chuẩn kg/m2 liệu toán kg/m2 Lớp tôn sóng 1,05 15 15,75 http://www.ebook.edu.vn X gồ thép 1,05 2,7 2,842 Trong x gồ thép loại 200Z15 có trọng lợng G=4,06 kg/m quy tải trọng phân bố 1m2 mặt bằng: g=4,06/1,5=2,7 kg/m2 (1,5 l khoảng cách x gồ) Tĩnh tải trọng lợng thân kết cấu cộng với hệ giằng lấy gần theo công thức: Gx=1,2.d.x.l Trong đó: - 1,2 bao gồm 1,0 l trọng lợng thân 0,2 l lợng hệ giằng - d l hệ số trọng lợng thân x lấy d=0,9 - L=21 m l nhịp khung Với số liệu xác định nh ta xác định đợc gần trọng lợng thân cấu kiện Gx=1,2.0,9.21=22,86 kg/m2 - Trị số lực dọc Đối với cột N1=4,06.6.8 +(15.1,05).10,5.6=1187,1 kg Trong đó: 4,06 l trọng lợng x gồ thép 200Z15 Tải trọng dầm cầu trục: dầm cầu trục đợc treo x ngang cách trục cột đoạn 0,75 m Để xác điịnh đợc trọng lợng dầm cầu trục ta sử dụng công thức kinh nghiệm: Gdct=dct.L2dct (kg) Trong đó: dct=24ữ37 sức trục trung bình (Q[...]...               http://www.ebook.edu.vn 14          tính toán nội lực Tính toán nôI lực khung bằng chơng trình sap2000 kết quả tính nội lực đợc đa vo bảng dới đây Dấu của nội lực v vị trí của mặt cắt đợc qui định theo chơng trình sap2000 v đợc thống nhất trong ton bộ thuyết minh tính toán     Bảng nội lực gió trái FRAME ELEMENT FORCES FRAME LOAD LOC P V2 V3 http://www.ebook.edu.vn...Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm: - Gió thổi lên mặt tờng dọc đợc chuyển thnh phân bố trên cột khung - Gió thổi trong phạm vi mái đợc tính l tải phân bố trên mái, chuyển thnh phân bố lên khung Wo l áp lực ở độ cao 10m vùng II.B Wo=95kg/m2 Tải trọng gió tính toán tác dụng lên mỗi mét vuông bề mặt thẳng đứng của công trình l: W=n.Wo.k.C Trong... đẩy Phần tải trọng gió tác dụng lên mái từ đỉnh cột trở lên lấy K hệ số trung bình K1 =(0,92+1,08)/2=1,0 ặ Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang đợc tính nh sau: q=W.a=n.Wo.k.C.a (Với a l bớc cột) Từ hình vẽ ta xác định đợc tải trọng gió tác dung lên từng thanh của khung nh sau: Các hình vẽ q1=1,2.95.0,92.0,8.6=503,42 kg/m q2=1,2.95.1.(-0,268).6=-183,31 kg/m q3=1,2.95.(-0,4.6=-273,6 kg/m q4=1,2.95.(-0,5).0,92.6=-314,64kg/m ... http://www.ebook.edu.vn B Thiết kế khung ngang - Kết cấu khung ngang l kết cấu chịu lực công trình Khung gồm có nhịp rộng 21 m liên kết khớp với móng Sơ đồ tính khung nh hình vẽ: I Tải trọng tác dụng lên khung -...       http://www.ebook.edu.vn 14          tính toán nội lực Tính toán nôI lực khung chơng trình sap2000 kết tính nội lực đợc đa vo bảng dới Dấu nội lực v vị trí mặt cắt đợc...+ Tĩnh tải mái trọng lợng kết cấu mái truyền xuống đợc tính toán v thnh lập bảng dới đây: Giá trị Giá trị tính Các lớp vật Hệ số tin cậy t/chuẩn toán liệu Kg/m Kg/m2 Lớp tôn múi 1,05