Thiết kế hệ thống kết cấu bằng thép của một nhà xưởng 1 tầng, 1 nhịp có cầu trục hoạt động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD : Ths NGÔ VI LONG SVTH : PHẠM VĂN LÂM MSSV : 0851020151 LỚP : XD08B1 Thành phố Hồ Chí Minh tháng 11 – 2011 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực đồ án, với giúp đỡ tận tình thầy, bạn gia đình giúp có kiến thức quý báu sức khỏe tốt để thực đồ án Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến: Thầy Ngô Vi Long, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình thực đồ án Một lời cảm ơn chân thành tới bạn tôi, cho ý kiến, đóng góp để hoàn thiện đồ án Và lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình tôi, nguồn động viên, khích lệ giúp có điều kiện tốt để hoàn thành đồ án Xin chúc tất người sức khỏe, hạnh phúc thành công Thành phố Hồ Chí Minh tháng 11 – 2011 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN MỤC LỤC Thành phố Hồ Chí Minh tháng 11 – 2011 Thành phố Hồ Chí Minh tháng 12 – 2010 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long NỘI DUNG ĐỒ ÁN Nội dung: Thiết kế hệ thống kết cấu thép nhà xưởng tầng, nhịp có cầu trục hoạt động Số liệu chung: -Địa điểm xây dựng: vùng ngoại ô thành phố Hồ Chí Minh -Quy mô: nhà xưởng, tầng, nhịp số lượng cầu trục hoạt động 2, chế độ làm việc trung bình -Kích thước bước cột 6m, chiều dài nhà 120-150m Vật liệu lợp: +Panen BTCT +Nhẹ: tôn … Vật liệu thép: R>=240Mpa Bê tông móng: B20 Số liệu riêng: L=27 m Hr=13.5 m Q=300 kN Chi tiết: 1.Xác định kích thước khung ngang 2.Xác định tải trọng tác dụng lên khung 3.Xác định nội lực: 4.Tổ hợp nội lực: 5.Thiết kế cột: -Cột -Cột 6.Thiết kế dàn mái: -Tính nội lực dàn -Tổ hợp dàn SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long -Chọn tiết diện dàn -Tính mắt dàn (chọn hai mắt: mắt gối dàn mắt đỉnh dàn) Thể hiện: - tập thuyết minh - vẽ A1 + Mặt cắt ngang nhà xưởng + Sơ đồ hình học nội lực dàn mái + Sơ đồ bố trí hệ giằng + Cột dưới, + Cánh dưới, cánh trên, dọc, cửa mái + Khung ngang + Chân cột + Vai cột + Cắt ngang cột + Cắt ngang cột + Mắt gối dàn + Mắt đỉnh dàn SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long PHẦN 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG Từ số liệu ban đầu: nhịp nhà L= 27m, sức cẩu cầu trục Q= 300kN tra catalogue cầu trục đề chọn cầu trục phù hợp chọn: - loại ray thích hợp: KP70 - chiều cao Hct= 2750mm( chiều cao gabarit cầu trục) - bề rộng cầu trục B=6300mm( tính từ hai mép cầu trục) - nhịp cầu trục Lk= 25.5m( khoảng cách hai tim ray) - khoảng cách hai trục bánh xe cầu trục K= 5100mm(cầu trục có hai bánh xe hai bên) - kích thước B1=300mm( kể từ tim ray cho đền mép cầu trục) I Xác định kích thước theo phương đứng Các số liệu: - Hr=13.5m ( đề bài) - Chiều cao ray hr=500mm ( tra bảng) - Chọn sơ chiều cao dầm cầu chạy: hdcc = ( 1 1 ÷ ) B = ( ÷ ) x6300 = 572 ÷ 630mm 10 11 10 11 chọn hdcc= 600mm - không bố trí đoạn cột chôn đất, hm = - chiều cao Hk= 2750mm( chiều cao gabarit cầu trục) - khe hở an toàn: chọn 100mm - độ võng dàn mái lấy 1/100 nhịp nhà: f= 27000/100= 270mm Tính chiều cao cột dưới: Hcd = Hr- hr – hdcc + hm = 13500-500-600+0= 12400mm Chiều cao phần cột trên: Hct= hr +hdcc+Hk+100+f= 500+600+2750+100+270= 4220mm SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long II Xác định kích thước theo phương ngang: Các số liệu ban đầu: - nhịp nhà L= 27m - nhịp cầu trục Lk= 25.5m( khoảng cách hai tim ray) - kích thước B1=300mm( kể từ tim ray mép cầu trục) - chiều cao phần cột trên: Hct = 4220mm ( xác định trên) - chiều cao cột dưới: Hcd= 12400mm ( xác định trên) - khe hở an toàn đầu mút cầu trục mép cột trên, chọn D= 60mm Tính: Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị: λ = L − LK 27000 − 25500 = = 750mm 2 - chiều cao tiết diện cột chọn sơ bộ: 1 1 1 1 ht =  ÷ ÷H ct =  ÷ ÷x 4220 = 384 ÷ 422mm => chọn ht=500mm ( chọn ht  10 11   10 11  bội số 250) Khoảng cách từ trục định vị tới mép cột: a ≥ ht + B1 + D − λ =500+300+60-750=110mm Ta chọn a=250 mm tức trục định vị trùng vời tim cột Bề rộng cột xác định theo công thức: hd = λ + a = 750 + 250 = 1000mm Kiểm tra lại theo yêu cầu độ cứng khung ngang ta có: 1 1 1 1 hd ≥  − ÷H cd =  − ÷x12400 = 1127 − 1240mm  10 11   10 11  1  1  hd ≥  − ÷x ( H cd + H ct ) =  − ÷x ( 12400 + 4220 ) = 1108 − 831mm =>đạt  15 20   15 20  SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang GVHD: THS.Ngô Vi Long 100 f=270 h0 Đồ án kết cấu thép Hct=4220 D=200 B1=300 a=250 750 hd=600 hr=500 ht=500 Hcd=12400 Hr=13500 hd=1000 KÍCH THƯỚC KHUNG THEO PHƯƠNG NGANG VÀ ĐỨNG SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long yc Diện tích thép yêu cầu: F = N 25.1719 = = 1.05cm R 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu kéo [ λ ] = 400 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = l0 x 266.8 = = 0.667cm [ λ ] 400 ry yc = l 370 = = 0.925cm [ λ ] 400 Tra bảng chọn hai thép góc cạnh L50x4 có: F=2x3.89=7.78cm2; rx = 1.54cm; ry = 2.59 cm Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền : σ= N 25.1719 = = 3.24kN / cm < 24kN / cm Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu F 7.78 Chọn tiết diện bụng số 42: N=-25.277kN; lox = 0.8l = 0.8 x 2200 = 1760mm; loy = l = 2200mm (không có hệ dàn phân nhỏ) Giả thiết =140 ; Tra bảng  = 0,32 F yc=N/.R = 25.277 = 3.29cm 0,32 × 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu nén [ λ ] = 150 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = ry yc = lox 176 = = 1.173cm [ λ ] 150 l0 y [ λ] = 220 = 1.47cm 150 Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L50x4 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F=2x3.89=7.78cm2 Bán kính quán tính: rx = 1.54cm; ry = 2.59 cm Kiểm tra tiết diện chọn: SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 50 Đồ án kết cấu thép λx = λy = GVHD: THS.Ngô Vi Long l x 176 = 114.29 = rx 1.54 ly = ry 220 = 84.9 2.59 x ,y λ max = x =114.29 tra bảng=> ϕ = 0.459 Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền :  =N/ (.F) = 25.277 = 7.1kN / cm < R = 24kN / cm 0, 459 × 7.78 Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu Chọn tiết diện bụng số 44: N=-50.965kN; lox = 0.8l = 0.8 x 2200 = 1760mm; loy = l = 2200mm (không có hệ dàn phân nhỏ) Giả thiết =140 ; Tra bảng  = 0,32 F yc=N/.R = 50.965 = 6.64cm 0,32 × 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu nén [ λ ] = 150 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = ry yc = lox 176 = = 1.173cm [ λ ] 150 l0 y [ λ] = 220 = 1.47cm 150 Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L50x4 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F=2x3.89=7.78cm2 Bán kính quán tính: rx = 1.54cm; ry = 2.59 cm Kiểm tra tiết diện chọn: λx = l x 176 = 114.29 = rx 1.54 SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 51 Đồ án kết cấu thép λy = ly ry = GVHD: THS.Ngô Vi Long 220 = 84.9 2.59 x ,y λ max = x =114.29 tra bảng=> ϕ = 0.459 Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền :  =N/ (.F) = 50.965 = 14.27 kN / cm < R = 24kN / cm 0, 459 × 7.78 Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu Chọn tiết diện bụng số 46: N=116.03 kN; lox = 0.8l = 0.8 x 2510 = 2008mm; loy = l = 2510mm (không có hệ dàn phân nhỏ) Được tính toán chịu kéo tâm: Diện tích thép yêu cầu: Fyc = N 116.03 = = 4.83cm R 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu kéo [ λ ] = 400 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = l0 x 200.8 = = 0.502cm [ λ ] 400 ry yc = l 251 = = 0.628cm [ λ ] 400 Tra bảng chọn hai thép góc cạnh L50x4 có: F=2x3.89=7.78cm2; rx = 1.54cm; ry = 2.59 cm Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền : σ= N 116.03 = = 14.9kN / cm < 24kN / cm Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu F 7.78 Chọn tiết diện bụng số 47: N=-32.93kN; lox = 0.8l = 0.8 x 2820 = 2256mm; loy = l = 2820mm (không có hệ dàn phân nhỏ) Giả thiết =140 ; Tra bảng  = 0,32 F yc=N/.R = 32.93 = 4.28cm 0,32 × 24 SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 52 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long Độ mảnh cho phép bụng chịu nén [ λ ] = 150 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = ry yc = lox 225.6 = = 1.504cm [ λ ] 150 l0 y [ λ] = 282 = 1.87cm 150 Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L50x4 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F=2x3.89=7.78cm2 Bán kính quán tính: rx = 1.54cm; ry = 2.59 cm Kiểm tra tiết diện chọn: λx = λy = l x 225.6 = 146.5 = rx 1.54 ly ry = 282 = 108.88 2.59 x ,y λ max = x =146.5 tra bảng=> ϕ = 0.295 Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền :  =N/ (.F) = 32.93 = 14.35kN / cm < R = 24kN / cm 0, 295 × 7.78 Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu Thanh cánh dưới: 1;8;9;10 Chọn tiết diện cánh số 1: N=299.0364 kN; lox = loy = l = 6000mm Được tính toán chịu kéo tâm: Diện tích thép yêu cầu: Fyc = N 299.0364 = = 12.46cm R 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu kéo [ λ ] = 400 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = l0 x 600 = = 1.5cm [ λ ] 400 SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 53 Đồ án kết cấu thép ry yc = GVHD: THS.Ngô Vi Long l 600 = = 1.5cm [ λ ] 400 Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L70x5 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F = 2x6.86=13.72cm2 Bán kính quán tính: rx = 2.16cm; ry = 3.38 cm Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền : σ= N 299.0364 = = 21.8kN / cm < 24kN / cm Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu F 13.72 Chọn tiết diện cánh số 8: N=580.7707 kN; lox = loy = l = 3000mm Được tính toán chịu kéo tâm: Diện tích thép yêu cầu: Fyc = N 580.7707 = = 24.2cm R 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu kéo [ λ ] = 400 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = l0 x 300 = = 0.75cm [ λ ] 400 ry yc = l 300 = = 0.75cm [ λ ] 400 Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L80x8 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F = 2x12.3=24.6cm2 Bán kính quán tính: rx = 2.44cm; ry = 3.84 cm Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền : σ= N 580.7707 = = 23.6kN / cm < 24kN / cm Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu F 24.6 Chọn tiết diện cánh số 9: N=580.7707 kN; lox = loy = l = 3000mm nội lực chiều dài giống số chọn hai thép góc L80x8 Chọn tiết diện cánh số 10: SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 54 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long N=475.594 kN; lox = loy = l = 1500mm Được tính toán chịu kéo tâm: Diện tích thép yêu cầu: Fyc = N 475.594 = = 19.8cm R 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu kéo [ λ ] = 400 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = l0 x 150 = = 0.375cm [ λ ] 400 ry yc = l 150 = = 0.375cm [ λ ] 400 Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L80x7 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F = 2x10.8=21.6cm2 Bán kính quán tính: rx = 2.45cm; ry = 3.82 cm Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền : σ= N 475.594 = = 22kN / cm < 24kN / cm Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu F 21.6 Thanh cánh trên: 33;32;31;30;29;12;11;40 Chọn tiết diện cánh số 33: N=240.4061kN; lox = loy = l = 3020mm Được tính toán chịu kéo tâm: Diện tích thép yêu cầu: Fyc = N 240.4061 = = 10.02cm R 24 Độ mảnh cho phép cánh chịu kéo [ λ ] = 400 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = ry yc = l0 x 302 = = 0.755cm [ λ ] 400 Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L56x5 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F = 2x5.41=10.82cm2 Bán kính quán tính: rx = 1.72cm; ry = 2.85cm SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 55 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền : σ= N 240.4061 = = 22.2kN / cm < 24kN / cm Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu F 10.82 Chọn tiết diện cánh số 32 N=-563.09kN; lox = loy = l = 3020mm Giả thiết =60 ; Tra bảng  = 0,807 F yc=N/.R = 563.09 = 29.07cm2 0,807 × 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu nén [ λ ] = 120 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = ry yc = lox 302 = = 2.52cm [ λ ] 120 Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L125x7 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F=2x19.7=39.4cm2 Bán kính quán tính: rx = 3.87cm; ry = 5.6 cm Kiểm tra tiết diện chọn: lx 302 = 78.04 = rx 3.87 λx = λy = ly ry = 302 = 53.93 5.6 x ,y λ max = x =78.04 tra bảng=> ϕ = 0.704 Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền :  =N/ (.F) = 563.09 = 20.301kN / cm < R = 24kN / cm 0, 704 × 39.4 Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu Chọn tiết diện cánh số 31 N=-563.09kN; lox = loy = l = 3020mm giống số liệu 32=> chọn tiết diện hai thép góc L125x7 Chọn tiết diện cánh số 30 SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 56 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long N=-438.5kN; lox = loy = l = 3020mm Giả thiết =60 ; Tra bảng  = 0,807 F yc=N/.R = 438.5 = 22.64cm 0,807 × 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu nén [ λ ] = 120 Tính bán kính quán tính tiết diện: lox 302 = = 2.52cm [ λ ] 120 rx yc = ry yc = Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L100x10 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F=2x19.2=38.4cm2 Bán kính quán tính: rx = 3.05cm; ry = 4.66cm Kiểm tra tiết diện chọn: lx 302 = 99.02 = rx 3.05 λx = λy = ly ry = 302 = 64.81 4.66 x ,y λ max = x =99.02 tra bảng=> ϕ = 0.555 Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền :  =N/ (.F) = 438.5 = 20.575kN / cm < R = 24kN / cm 0.555 × 38.4 Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu Chọn tiết diện cánh số 29 N=-351.144kN; lox = loy = l = 1510mm Giả thiết =60 ; Tra bảng  = 0,807 F yc=N/.R = 351.144 = 18.13cm 0,807 × 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu nén [ λ ] = 120 Tính bán kính quán tính tiết diện: SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 57 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long rx yc = ry yc = lox 151 = = 1.258cm [ λ ] 120 Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L90x6 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F=2x10.6=21.2cm2 Bán kính quán tính: rx = 2.78cm; ry = 4.19cm Kiểm tra tiết diện chọn: λx = λy = lx 151 = 54.32 = rx 2.78 ly ry = 151 = 36.04 4.19 x ,y λ max = x =54.32 tra bảng=> ϕ = 0.833 Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền :  =N/ (.F) = 351.144 = 19.884kN / cm < R = 24kN / cm 0.833 × 21.2 Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu Chọn tiết diện cánh số 11 N=-175.162 kN; lox = loy = l = 1510mm Giả thiết =60 ; Tra bảng  = 0,807 F yc=N/.R = 175.162 = 9.04cm 0,807 × 24 Độ mảnh cho phép bụng chịu nén [ λ ] = 120 Tính bán kính quán tính tiết diện: rx yc = ry yc = lox 151 = = 1.258cm [ λ ] 120 Chọn dạng tiết diện ghép thép góc cạnh Tra bảng chọn hai thép góc L70x5 có đặc trưng hình học sau: Diện tích: F=2x6.86=13.72cm2 Bán kính quán tính: rx = 2.16 cm; ry = 3.38 cm Kiểm tra tiết diện chọn: SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 58 Đồ án kết cấu thép λx = λy = GVHD: THS.Ngô Vi Long lx 151 = 69.91 = rx 2.16 ly ry = 151 = 44.67 3.38 x ,y λ max = x =69.91 tra bảng=> ϕ = 0.757 Kiểm tra lại tiết diện theo điều kiện bền :  =N/ (.F) = 175.162 = 16.865kN / cm < R = 24kN / cm 0.757 ×13.72 Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu Chọn tiết diện cánh số 40 N=-175.162 kN; lox = loy = l = 1510mm giống 11 => chọn 2L70x5 ( thép góc cạnh) Chọn tiết diện cánh số 12 N=0.037 kN; lox = loy = l = 1510mm nội lực nhỏ => chọn cấu tạo 2L70x5 ( thép góc cạnh) 7° 2200 1100 2200 600 9000 6000 6000 3000 6000 6000 27000 SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 59 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long IV Tính toán mắt liên kết dàn vào cột: Thanh cánh 2L70x5: N1=299.036kN Thanh xiên đầu dàn 2L160x100x10, N2=-621.308kN, mắt có bề dày 14mm xiên đầu dàn nghiêng góc α = 41o so với phương ngang Momen đầu dàn: M=524.589 (lấy từ bảng tổ hợp nội lực cột momen có giá trị tuyệt đối lớn mặt cắt I-I) Đường hàn liên kết cánh vào mắt : Lực dọc N1 phân làm hai để truyền vào hai thép góc Mỗi thép cạnh chịu lực là: N1/2=299.036/2=149.518 kN Đường hàn sống liên kết thép góc chịu lực là: 0.7xN1/2=0.7x299.036/2=104.663 kN Phương pháp hàn tay β = 0.7, Rh = 15kN / cm , Chọn trước đường cao đường hàn hh = 5mm Chiều dài đường sống cần thiết là: lhs = N 104.663 = = 19.94 + = 20.94cm β hh Rh 0.7 x 0.5 x15 Đường hàn mép chịu lực là: 0.3xN1/2=0.3x299.036/2=44.86kN Chọn trước hhm = 5mm Chiều dài đường mép cần thiết là: lhm = N 44.86 = = 8.54 + = 9.54cm β hh Rh 0.7 x0.5 x15 Liên kết hàn xiên đầu dàn mắt: -Chọn trước đường cao đường hàn sống hhs = 10mm Chiều dài đường sống cần thiết là: lhs = 0.7 xN / 0.7 x621.308 / = = 20.7 + = 21.7cm β hh Rh 0.7 x1x15 - Chọn trước hhm = 6mm Chiều dài đường mép cần thiết là: lhm = 0.25 N 0.25 x 621.308 = = 18.5 + = 19.5cm β hh Rh 0.7 x0.8 x15 Kiểm tra liên kết hàn mắt gối: Thay momen đầu dàn cặp ngẫu lực có giá trị: SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 60 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long H= M 524.589 = = 234.45kN ho 2.2 Ở cánh dưới, lực trùng với trục cánh dưới, hướng từ trái sang phải có xu hướng tách gối khỏi cột Giả thiết độ lệch tâm e= 0.15m rời lực trọng tâm liên kết ta thu : -lực ngang H= 234.45kN -momen : M = H e = 234.45 x 0.15 = 35.168kNm Phản lực đứng gối tựa truyền vào liên kết hàn mắt gối có giá trị : R = N sin α = 621.308xsin41=407.6kN Xác định chiều cao đường hàn cần thiết liên kết mắt vào gối: với l h=56cm hh ≥ β h lh R h g ( H ± M lt / lh ) + R2 = x0.7 x56 x15 ( 234.45 ± 3516.8 / 56 ) + 407.62 = 0.429cm => chọn hh=10cm Momen kháng uốn hai đường hàn liên kết mắt vào gối: Wh = x ( β h hh ) l 2h = 2x ( 0.7 x1) x562 = 731.733cm3 Fh = x( β h hh ).lh = x ( 0.7 x1) x56 = 78.4cm Kiểm tra cường đô đường hàn theo công thức: 2 2 M N  Q   3516.8 234.45   407.6  g τh =  + ÷ +  ÷ =  + ÷ + ÷ = 9.371kN / cm < R h = 15kN / cm  731.733 78.4   78.4   wh Fh   Fh  => đường hàn đủ khả chịu lực Tính toán gối: Bản gối quan niệm ngàm hai cạnh hai hàng bulong, chịu lực nhổ H, làm tách khỏi thân cột Bề dày gối xác định theo công thức sau: δ bg = 3b1.H 3x10 x 234.45 = = 1.144cm lR 56 x 24 b1:khoảng cách hai hàng bulong đứng l: chiều dài gối theo phương đứng R:cường độ tính toán thép gối Chọn bề dày gối 18mm SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 61 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long Kiểm tra điều kiện ép mặt gối gối đỡ: Lực ép mặt chính: R = N sin α = 621.308xsin41=407.6kN Chọn trước bề rộng gối: bbg=200mm δ bg = 18mm Kiểm tra điều kiện chịu ép mặt gối: σ em = N em 407.6 = = 11.32kN / cm ≤ Rem = 35kN / cm => đạt Fem 20 x1.8 Đường hàn liên kết gối đỡ vào cột: N= R 407.6 = = 203.8kN 2 Chiều dài đường hàn: chọn hh = 10mm ll = N dh 203.8 = = 19.4 + = 20.4cm h ( β h hh ) R g 0.7 x1x15 Tính toán bulong gối vào cánh cột trên: Giả thiết gối liên kết với cột qua hàng bulong Mỗi hàng gồm bu long=> chiều dài gối(theo phương đứng 600mm) Độ lệch tâm e= 25cm(tính từ trọng tâm tới bulong cùng) r1=50cm, r2=40cm r3=30cm, r4=20cm, r5=10cm Bulong chọn độ bền thuộc lớp 5.6 (R=21kN/cm2) Lực lớn xuất thân bulong: ∑l i N max bl = = (502 + 402 + 302 + 202 + 102 ) = 5500 H M l1 234.45 234.45x25x50 ± = ± = 19.54 ± 26.64kN = 46.18kN 2 n 2∑ l i 12 2(50 + 402 + 302 + 202 + 102 ) =>phía gối chịu nén Diện tích thu hẹp qua ren bulong: N max bl 46.18 Fth = = = 2.2cm => chọn bulong φ 20 có diện tích qua ren 2.45 Rbl 21 SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 62 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long 300 200 100 400 500 200 BỐ TRÍ BULONG LIÊN KẾT BẢN GỐI VÀO CỘT Tính: a ∑ ri = 2.5 x(50 + 40 + 30 + 20 + 10) = 375 (a :khoảng cách từ mép gối đến tâm vùng chịu nén) Lực dọc thân bulong:  M + N ( e + a )  r1 [ 234.45 x 25 + 234.45(25 + 2.5) ] x50 N1 =  = = 52.38kN 2(5500 + 375) ( ∑ ri + a ∑ ri ) N2 = N1 52.38 x 40 r2 = = 41.9kN r1 50 N3 = N1 52.38 x30 r3 = = 31.43kN r1 50 N4 = N1 52.38 x 20 r4 = = 20.95kN r1 50 N4 = N1 52.38 x10 r4 = = 10.48kN r1 50 Kiểm tra điều kiện ép mặt gối cánh cột trên: σ em = 2∑ N i − N bbg x 2a = 2(52.38 + 41.9 + 31.43 + 20.95 + 10.48) − 234.45 = 7.98kN / cm < x x 2.5 SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 63 Đồ án kết cấu thép GVHD: THS.Ngô Vi Long đạt SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 0851020151 Trang 64 [...]... -433.7 31 3 51. 126 1+ 2 4 21. 926 - 318 .54 1+ 2 1+ 3+5+7 -15 6.966 428.5 51 1+3 428.5 51 -15 6.966 1+ 3 9.672 1+ 7 11 .894 357.7 51 -2 51. 707 992.907 1+ 8 1+ 7 1+ 3 12 77.973 3 91. 82 -622.95 3 91. 82 10 27 3 41. 536 SVTH: Phạm Văn Lâm 992.907 17 0.828 357.7 51 8.78 357.7 51 1+2+ 4+5+8 15 82.382 MSSV: 08 510 2 015 1 634. 419 BẢNG TỔ HỢP CƠ BẢN 2 Mmin-Ntu Nmax-Mtu(+) Mmin Ntu Nmax Mtu+ 1+ 2+4+6+8 Nmax-Mtu(-) Nmax Mtu1+2… +4+6+8 -524.589 414 .846... 414 .846 1+ 2+8 414 .846 -524.589 1+ 2… +8 -15 7.386 4 21. 4 71 1+2+3+5+8 4 21. 4 71 -13 4.257 1+ 2+3… +5+8 -2 71. 979 993 .11 1 1+ 3+5+7 1+ 2+3… -754.395 + 5+8 993 .11 1 -2 71. 979 1+ 2+3 +5+7 963.46 10 27 .18 14 29 .13 7 10 27 .18 -685.955 Trang 27 Đồ án kết cấu thép 2 GVHD: THS.Ngô Vi Long PHẦN 5: THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CỘT I Thiết kế tiết diện cột trên: Hct=4220mm 1 Xác định chiều dài tính toán: Trong mặt phẳng khung: Các thông số: k1... 08 510 2 015 1 Trang 8 Đồ án kết cấu thép 2 510 0 GVHD: THS.Ngô Vi Long 12 00 510 0 6000 6000 6000 TRƯỜNG HỢP 1 SƠ ĐỒ SẮP XẾP BÁNH XE CỦA CẦU TRỤC VÀ ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG PHẢN LỰC CỦA GỐI TỰA y1 =1 y2 = 6 − 5 .1 y1 = 0 .15 ; y3, y4=0=> ∑ yi = 1 + 0 .15 = 1. 15 6 510 0 12 00 510 0 6000 6000 TRƯỜNG HỢP 2 SƠ ĐỒ SẮP XẾP BÁNH XE CỦA CẦU TRỤC VÀ ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG PHẢN LỰC CỦA GỐI TỰA SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 08 510 2 015 1 Trang... án kết cấu thép 2 GVHD: THS.Ngô Vi Long y2 =1 y1 = 6 − 5 .1 y2 = 0 .15 ; 6 y3 = 6 − 1. 2 y2 = 0.8 ; y4=0=> ∑ yi = 1 + 0 .15 + 0.8 = 1. 95 >1. 15 6 Vậy trường hợp 2 nguy hiểm hơn trường hợp 1 => chọn ∑ yi = 1 + 0 .15 + 0.8 = 1. 95 Các tải trọng áp lực của cầu trục được xác định theo công thức: Dmax = n.nc Pmax ∑ yi =1. 1*0.9*330 *1. 95=637 kN Dmin = n.nc Pmin ∑ yi =1. 1*0.9 *10 2 *1. 95 =19 6. 91 kN 4 Lực xô ngang của cầu. .. 08 510 2 015 1 Trang 25 Đồ án kết cấu thép 2 Tiết diện Hệ số tổ I-I II-II III-III IV-IV hợp 1 0.9 1 0.9 1 0.9 1 0.9 GVHD: THS.Ngô Vi Long Tĩnh tải (1) M(kNm) N(kN) BẢNG NỘI LỰC TRONG KHUNG Hoạt tải mái (2) Dmax tr(3) Dmax P(4) M(kNm) N(kN) M(kNm) N(kN) M(kNm) N(kN) -265 3 51. 126 -53.54 70.8 17 .825 -265 -13 1.276 -13 1.276 -19 .2 -19 .2 373.74 373.74 3 51. 126 357.7 51 357.7 51 357.7 51 357.7 51 3 91. 82 3 91. 82 -48 .19 ... ;h1 =1. 2m; h2=2.2m; h3=0.6m (theo cấu tạo dàn) W = W0 n.k B ∑ ci hi Tại độ cao 16 .62 m=> k =1. 26 SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 08 510 2 015 1 Trang 10 Đồ án kết cấu thép 2 GVHD: THS.Ngô Vi Long Tại độ cao 22.72 m => k =1. 16 Lấy trung bình của hai trường hợp này k= (1. 26 +1. 16)/2= 1. 21 C: hệ số khí động lấy theo hình vẽ dưới, riêng C1, C3 tra bảng 6, sơ đồ 2 TCVN 2737 -19 95=> C1= -0.597, C3= -0.54 Wđ=83 *1. 3 *1. 21* 6*(0.8*2.2+(-0.5) *1. 2+0.7*2.2+(-0.8)*0.6) =17 39daN... nem, dày 10 1. 2 80 1. 2 12 0 mỗi lớp 3cm qtc= 15 0+40 +10 +80 +12 0= 400daN/m2 qtt= 15 0 *1. 1+40 *1. 2 +10 *1. 2+80 *1. 2 +12 0 *1. 1= 453 daN/m2 quy về tải phân bố đều theo phương đứng: qtt = 1. 1 453 = 456.6daN / m 2 cos 7.2 Chuyển thành tải tập trung tại nút: Các nút giữa (nhịp 3m): N=qttxBx3=456.6*6*3=8 218 .8 daN=82 .19 kN Các nút biên( nhịp 3m): : N=qttxBx3=456.6*6 *1. 5= 410 9.4 daN= 41. 09kN Các nút giữa (nhịp 1. 5m): N=qttxBx3=456.6*6 *1. 5= 410 9.4... -23 .12 -5.79 -5. 21 76.04 68.44 63.72 70.8 63.72 70.8 63.72 70.8 63.72 16 .043 85.993 77.394 -232.507 -209.256 -32.204 -28.984 SVTH: Phạm Văn Lâm 0 - 31. 958 0 -28.762 0 36. 21 0 32.589 635 .15 6 -62.235 5 71. 64 -56. 012 635 .15 6 13 8.068 5 71. 64 12 4.2 61 MSSV: 08 510 2 015 1 0 0 0 0 19 8.754 17 8.879 19 8.754 17 8.879 T trái(5) M(kNm) T ph(6) M(kNm) G trái(7) M(kNm) G ph(8) M(kNm) ± 14 ± 34 .19 9 15 1.877 -16 8.7 31 136.69 31. 094... MSSV: 08 510 2 015 1 Trang 17 Đồ án kết cấu thép 2 GVHD: THS.Ngô Vi Long 5 Lực xô ngang của cầu trục: T = n.n1.T1 ∑ yi = 31. 85kN đã tính ở trên (lực này được đặt ở cao trình cách mặt trên của dầm cầu chạy, cách vai cột 0.6m tức ở cao độ 13 m so với mặt đất) TRƯỜNG HỢP LỰC XÔ NGANG PHẢI TRƯỜNG HỢP LỰC XÔ NGANG TRÁI SVTH: Phạm Văn Lâm MSSV: 08 510 2 015 1 Trang 18 Đồ án kết cấu thép 2 GVHD: THS.Ngô Vi Long II Kết. .. Pmin ∑ yi =1. 1*0.9 *10 2 *1. 95 =19 6. 91 kN 4 Lực xô ngang của cầu trục: Tổng lực hãm ngang tác động lên toàn cầu trục là: T0=33 kN (tra bảng) Lực hãm tiêu chuẩn lên một bánh xe của cầu trục: T1 = T0 33 = = 16 .5kN n0 2 Lực xô ngang của cầu trục là: T = n.n1.T1 ∑ yi = 1. 1x0.9 x16.5 x1.95 = 31. 85kN (lực này được đặt ở cao trình cách mặt trên của dầm cầu chạy, cách vai cột 0.6m) 5 Tải trọng gió: Giả định công ... -1 .14 1 1. 1 41 -2 .724 1. 056 -1 .056 7 .11 E -1 5 -1 .4E -1 4 1. 42E -1 4 -1 .697 -1 .309 1. 309 1. 42E -1 4 -2 .8E -1 4 2.84E -1 4 0 -0 .564 -0 .13 7 0 .13 7 0.084 -0 .084 0.084 1. 117 0.87 -0 .87 7 .12 6 -1 .12 2 1. 122 7 .12 6 -1 .12 2... 2. 614 11 .759 -1 2.652 -1 .4E -1 4 7 .11 E -1 5 1. 309 -0 .532 -0 .532 -4 .3E -1 4 -1 .1E -1 3 1. 14E -1 3 0 0.604 1. 288 -1 . 815 -1 .244 -3 . 21 5.623 -2 .0 91 -2 .432 5.69 -8 . 01 -2 7.497 33.244 -8 . 01 -2 7.497 33.244 -1 5.668... -1 5.668 -6 9.58 77.302 -1 .262 -0 .10 7 1. 314 2.84E -1 4 7 .11 E -1 4 -8 .5E -1 4 -5 .7E -1 4 -2 .3E -1 3 2.27E -1 3 -1 .17 7 -0 .1 1.226 1. 047 0.089 -1 .0 91 -0 .403 1. 5 51 -1 .10 1 Trang 42 Đồ án kết cấu thép Thanh (1) 10 11 12