Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 48 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
48
Dung lượng
3,06 MB
Nội dung
ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY ĐƠ KHOA CƠNG NGHỆ BỘ MƠN KỸ THUẬT XÂY DỰNG ************* ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP NHÀ CƠNG NGHIỆP CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: TRẦN THIÊN BẢO Lớp: ĐH XD 8B MSSV:12D510102086 Th.S: PHẠM NHẬT THUẬT NĂM HỌC MỤC LỤC TRANG ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Mục lục ………2 Phần I – Xác định kích thước khung ngang ……………………………………………………3 - Sơ đờ khung ngang ………………………………………………………… I – Sớ liệu ……………………………………………………………………………….3 II – Xác định kích thước theo phương đứng ……………………………………………4 Sơ kích thước cột Sơ xà Sơ vai cột III – Xác định kích thước theo phương ngang ………………………………………….4 IV – Kích thước dàn mái nội lực …………………………………………………….4 V – Sơ đờ tính khung ngang …………………………………………………………….6 Phần II – Xác định tải trọng tác dụng lên khung ngang ……………………………………… I – Tĩnh tải ………………………………………………………………………………7 II - Hoạt tải mái ……………………………………………………………………… III – Xác định nội lực ………………………………………………………………….13 - Bảng phân tích tở hợp …………………………………………………………… 13 - Bảng tởng hợp moment……………………………………………………… 14 - 24 A – Biểu đờ moment các tở hợp………………………………………………………… 25 - 41 Phần III - Thiết kế tiết diện cấu kiện I - Thiết kế cột ……………………………………………………………………… 42 II – Thiết kế vai cột ……………………………………………………………………45 III – Thiết kế chân cột …………………………………………………………………47 IV – Thiết kế xà ngang ……………………………………………………………… 52 V – Liên kết cột với xà ngang …………………………………………………………55 Tài liệu tham khao : - Sách giáo khoa kết cấu thép nhà cơng nghiệp tầng, nhịp - Bài tập thiết kế kết cấu thép – Trần Thị Thơn - Tiêu ch̉n kết cấu thép 338 - 2005 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 ĐỒ ÁN NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG MỘT NHỊP ĐỀ SỐ 03 u cầu thiết kế: Thiết kế kết cấu thép nhà cơng nghiệp tầng có sử dụng 02 cầu trục nâng hàng, chế độ làm việc trung bình Kích thước nhà, sức nâng cầu trục, chiều dài nhà, sức nâng cầu trục u cầu sau: -Chiều rộng nhà: L = 18 (m) -Chiều dài nhà: H = 36 (m) -Sức nâng cầu trục Q = 20 (T) -Cao trình đỉnh ray H1 = (m) -Độ dốc mái i = 10% ⇒ α ≈ 60 -Bước khung chọn B = (m) PHẦN I XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG Hình : SƠ ĐỒ KHUNG NGANG Khung ngang nhà cơng nghiệp tầng, nhịp bao gờm hai cấu kiện chính: cột dầm mái Để đảm bảo độ cứng theo phương ngang nhà, liên kết cột dàn mái được thực hiện liên kết cứng, liên kết chân cột móng bê tơng cớt thép liên kết ngàm cứng I.CÁC SỐ LIỆU TRA BẢNG: - Từ số liệu ban đầu: nhòp nhà L = 18 (m) sức cẩu cầu trục Q = 12.5 (T) tra catalogue cầu trục để chọn cầu trục phù hợp với chế độ làm việc trung bình: -Chiều cao: = 1.09 (m) (chiều cao H k gabarit cầu trục tính từ cao trình đỉnh ray điểm cao cầu trục) ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Bk ray) -Bề rộng cầu trục: = 3.83(m) (tính theo phương dọc nhà cầu trục) -Do sức nâng cầu trục dưới 30T nên ta chọn L1=0.75m -Nhòp cầu trục: LK = L-2L1 =18-2x0.75=16.5m (tính khoảng cách hai tim -Khoảng cách hai trục bánh xe cầu trục: K = 2.9 (m) -Kích thước khe hở an toàn cầu trục xà ngang: bk= 0.3 (m) -Ta chọn vật liệu thép mác CCT34 có cường độ: = 21kN/cm2 ; = f cv 12kN/cm2 ; = 32kN/cm2 II/ XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG ĐỨNG: - Giả sử theo nhiệm vụ thiết kế, ta có cao trình đỉnh ray H1 = 8.4 (m) - Chiều cao ray đệm Hr, giả đònh Hr =0.2 m -Chiều cao dầm cầu trục 1 B=6m) Hdct = () B = 0.6 m (Với − -Chiều cao từ mặt ray đến đáy xà 10 ngang: H2=HK+bK=1.09+0.3=1.39 ≈ 1.4 m -Chọn H2 = 1.4(m) • -Chiều cao cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang H=H1+H2+H3=6.4+1.4+0= 7.8 (m) ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Trong đó: H1 cao trình đỉnh ray (H3 phần cột chon dưới nền, coi mặt móng cột ±0.000 chọn H3=0) -Chiều cao phần cột tính từ vai đỡ dầm cầu trục đến xà ngang = H2+Hdct+Hr ht =1.4+0.6+0.2=2.2 m -Chiều cao phần cột tính từ mặt = H-H t= 7.8-2.2 = 5.6 m móng đến mặt vai cột: Hd III/ XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG NGANG: -Nhòp nhà xưởng L = 18 (m) -Nhòp cầu trục LK = 16.5 (m) -Khoảng cách từ tim ray trục đònh vò: L1=(L-Lk)/2 = (18-16.5)/2 = 0.75 (m) Tiết diện cột: - Chiều cao tiết diện: h = (1/15÷1/20)*H = (1/15÷1/20)*7.8 = (0.52÷0.39) m ⇒Chọn h = 0.5 (m) = 50 (cm) - bề rộng: b = (0.3 ~ 0.5)h = (0.15 ~ 0.25) (m), chọn b = 0.3 (m) = 30 (cm) - Dày bảng bụng tw > (mm): tw = (1/70 ~ 1/100)h = 0.007 ~ 0.005 (m) Chọn tw = 7(mm) - Dày bảng cánh tf: tf = (1/28 ~ 1/35)b = 1.07 ~ 0.86 (cm) Chọn tf = 2( cm) -Kiểm tra khe hở cầu trục cột khung: Error: Reference source not foundL1 – h = 0.75 – 0.5 = 0.25 (m) > zmin = 0.18 (m) Tiết diện xà mái: - Chiều cao tiết diện nách khung: hkh > L/40 = 0.45 (m), chọn hkh = 0.5 (m) ≈ 50 (cm) - Bề rộng nách khung: bkh = (1/2 ~ 1/5)hk = (0.25 ~ 0.1) (m), chọn bkh = b = 30 (cm) - Chiều cao tiết diện dầm không đổi: hd = (1.5 ~ 2)b = (60 ~ 45) (cm), chọn hd = 45 (cm) - chiều dày bảng bụng tw: tw = (1/70 ~ 1/100)h = 0.007 ~ 0.005 (m) Chọn tw = 7(mm) - Dày bảng bụng tf: tf ≥ b/30 = (cm) - Vò trí thay đổi tiết diện xà mái cách đầu cột đoạn bằng: Ltđ = (0.35 ÷ 0.4)x0.5xL = (3.15 ÷ 3.6) (m), chọn Ltđ = 3.1 (m) Tiết diện vai cột: Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục (lực tập trung áp lực đứng cầu trục trọng lượng thân dầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm hãm hoạt tải trênn cầu trục) nhòp dầm vai (khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép cột) Chọn sơ tiết diện dầm vai sau: ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 - Khoảng cách từ trục đònh vò đến trục ray cầu trục: λ = (L-Lk)/2 = (18-16.5)/2 = 0.75 - Chiều dài vai (từ mép cột đến cạnh vai cột): Lv = (λ – hc)+0.15 = 0.75-0.5+0.15 = 0.4 (m) Khoảng cách trục ray đến cạnh vai cột lấy 150 mm Chiều cao dầm vai điểm đặt Dmax: h = 30 cm Góc nghiêng cánh với phương ngang 20o tiết diện dầm vai ngàm: hdv = 30+25xtag(20o) = 39.1 (cm) chọn hdv = 42 cm Bề rộng vai cột: bf = 30 cm; Chiều dày bụng vai cột: tw = 0.8 cm; Chiều dày cánh: tf = 1.2 cm IV-Kích Thước Dàn Mái: -h0 = 2,2 m (chiều cao biên dàn mái) - Chiều dài dàn mái: l = L-2*ht = 18-2*2.2 = 13.6 (m); - Chiều cao tối đa dàn mái tính từ vai cột: h = 3.6 (m) -Dàn mái có dạng hình vẽ: * Hệ giằng : - Nhiệm vụ hệ giằng nhà công nghiệp : Đảm bảo tính bất biến hình hệ thống kết cầu khung nhà xưởng Ổn đònh hệ khung dựng lắp Giảm bớt tải trọng theo phương dọc nhà Đảm bảo làm việc không gian hệ thống khung nhà xưởng, chòu lực hãm ngang cầu trục - Cấu tạo : gồm hệ thống : Giằng cột, bao gồm giằng cột giằng cột Giằng cột bố trí khối nhiệt độ, giằng cột bố trí khối nhiệt độ (trên hệ giằng cột dưới), hai đầu khối nhiệt độ Giằng mái, gồm khối hộp sáu mặt mái, bố trí khối nhiệt độ, hai đầu khối nhiệt độ cách khoảng 10-30 m Mỗi khối hộp gồm mặt bên dàn mái, mặt đầu khối hộp giằng đứng đầu dàn Các dàn khác không nằm khối hộp tựa vào khối hộp thông qua panen mái, hệ giằng đứng dán, xà gồ chống … Đối với cầu trục có sức cẩu Q = 20 T (khá lớn), cần phải bố trí hệ thống giằng dọc nhà Hệ thống chạy dọc theo hài hàng cột, nằm cao trình cánh dàn, kết hợp với giằng cánh bảo đảm làm việc không gian cho hệ thống khung -Hệ Giằng: a) Hệ giằng mái : gồm hệ giằng cánh ,hệ giằng cánh ,và hệ giằng đứng bố trí cho lưới cột gồm có bước cột ( B = m & L = 36 m) , bố trí hình vẽ: ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 HỆ GIẰNG MÁI Hệ thống giằng cột : 33000 • Cao trình đ?nh c?t +10.25 THANH GI? NG Ð? U C? T Cao trình d?m vai +7.6 D? M C? U TR? C 6000 6000 6000 6000 6000 C?t n?n +0,00 6000 6000 6000 6000 * Hệ thống giằng cánh : 33000 33000 * Hệ thống giằng cánh : 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 V/ SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG NGANG: Do sức nâng cầu trục khơng lớn nên chọn phương án cột tiết diện khơng đởi, với độ cứng I1 Vì nhịp khung L=18 (m) nên chọn phương án xà ngang có tiết diên thay đởi hình nêm, dự kiến vị trí thay đởi cách đầu xà 4.5m Với đoạn xà dài 4.5m, độ cứng đầu ći xà I1 I2 tương ứng (giả thút độ cứng xà cột tại chỗ liên kết xà-cột nhau) Với đoạn xà dài 6m, độ cứng đầu ći xà giả thút I2 (tiết diện khơng đởi) Giả thút sơ tỷ sớ độ cứng I1/I2 = 2.818 (tức tiết diện các cấu kiện xà cột được khai báo 6000 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 phần mềm SAP2000 chính các tiết diện được chọn phần tính toán trên) Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết cột khung với móng ngàm tại mặt móng (cớt ±0.000) liên kết cột với xà ngang liên kết tại đỉnh xà ngang cứng Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hoá tính toán thiên an tồn Sơ đờ tính khung ngang sau: PHẦN II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG -Trọng lượng thân kết cấu chòu lực mái -Trọng lượng thân cột, dầm cầu chạy, dầm hãm, hệ giằng cột cột -Vật liệu lợp mái -Kết cấu bao che xung quanh nhà I/ TĨNH TẢI TÁC DỤNG LÊN MÁI: Độ dớc mái i=10% ≈ α=6o (sinα = 1.05 ; cosα = 0.995) -Trọng lượng bản thân tấm lợp, lớp cách nhiệt xà gờ mái lấy 0.15kN/m2 Trọng lượng bản thân xà ngang chọn sơ 1kN/m.Tởng tỉnh tải phân bớ tác dụng lên xà ngang: 2.05 kN/m 7.7 kN 5.9 kN 5.9 kN 2.8 kN.m +7,6 7600 2.8 kN.m +10.25 2650 7.7 kN +0,00 Hình : Sơ đờ tính khung với tai trọng thường xun ( tĩnh tai) -Trọng lượng bản than tơn tường xà gờ tường lấy tương tự với mái 0.15kN/m2.Quy thành tải tập trung tại đỉnh cột: 1.1x0.15x6x7.8=7.7(kN) -Trọng lượng bản than dầm cầu trục chọn sơ 1kN/m.Quy thành tải tập trung momen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột: 1.05x1x5.6 = 5.9 (kN) 5.9x(L1-0.5h) ≈ 5.9x(0.75 – 0.5x0.5)= 2.8(kN/m) II/.HOẠT TẢI: Hoạt tai mái Theo TCVN 2737-1995 [2], trị sớ tiêu ch̉n hoạt tải thi cơng sữa chửa mái lợp tole 0.3 kN/m2, hệ sớ vượt tải 1.3 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Quy đởi tải trọng phân bớ xà ngang 1.3x0.3x6/0.995=2.35 (kN/m) 7800 2,35 kN/m Hoạt tai mái nửa trái 7800 2,35 kN/m Hoạt tai mái nửa phai Hình 2: Sơ đờ tính khung với hoạt tai mái a/ Hoạt tải mái nửa trái b/ Hoạt tải mái nửa phải Tai trọng gió -Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gờm hai phần gió tác dụng vào cột gió tác dụng lên mái.Theo TCVN 2737-1995 [2], Cần Thơ thuộc vùng phân gió II-A, có áp lực gió tiêu ch̉n wo = 0.83kN/m2, hệ sớ vượt tải 1.2 -Căn cứ vào hình dạng mặt nhà góc dớc mái, các hệ sớ khí động có thể xác định bảng III.3 Nội suy ta có: Ce1= -0.46 ; Ce2= -0.4 ; Ce3= -0.5 +Tải trọng gió tác dụng lên cột : • Phía đón gió : 1.2x0.83x0.8x6=4.78(kN/m) • Phía kh́t gió : 1.2x0.83x0.5x6=2.99(kN/m) +Tải trọng gió tác dụng lên dàn mái : • Phía đón gió : 1.2x0.83x0.46x6 = 2.75(kN/m) • Phía kh́t gió : 1.2x0.83x0.4x6 = 2.39(kN/m) ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 ce1 = - 0,46 ce2 = - 0,4 H = 7800 ce3 = - 0,5 ce = + 0,8 a L = 18000 a/ Hệ số khí động 2.75 kN/m 2.99 kN/m 4.78 kN/m 2.39 kN/m b/ Gió trái sang 2,39 kN/m 4.78 kN/m 2.99 kN/m 2.75 kN/m c/ Gió phai sang Hình : Sơ đờ tính khung với tai trọng gió a/ sơ đờ xác định hệ sớ khí động, b/ gió trái sang c/ gió phải sang Hoạt tai cầu trục Theo bảng II.3 phục lục, các thong sớ cầu trục sức nâng 25 tấn sau: Nhịp Lk Ch.cao gabagit Hk(mm) Khoảng cách Zmin(mm) Bề rộng gabagit Bk(mm) Bề rộng đáy Kk(mm) T.lượng cầu trục G(T) T.lượng xe Gxc(T) Áp lực Pmax(kN) Áp lực Pmin(kN) 16.5 1090 180 3830 2900 6.54 0.803 78.3 16.9 Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gờm áp lực đứng lực hãm ngang, xác 10 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 lw = N dd 609.12 = = 40.2(cm) 2h f ( βf w ) γ c x0.6(0.7 x18) x1 → Chọn chiều cao dầm đế hdd=42 cm Tính toán sườn A Sơ đờ tính tốn dầm cơng – xơn ngàm vào bản bụng cột đường hàn liên kết Ta có : qs Error: Reference source not found= 0.36 Error: Reference source not found(2.11) = 7.92 (kN/cm) Error: Reference source not found = Error: Reference source not found =Error: Reference source not found = 1226 (kN.cm) Error: Reference source not found = Error: Reference source not found ls =7.92 Error: Reference source not found 17.6 = 139.4 (kN) -Bề dày sườn ts =0.8 (cm) Chiều cao sườn xác đònh sơ từ điều kiện chòu uốn: Chọn hs= 25cm 6M s x1226 hs ≥ = = 20.9(cm) -Kiểm tra tiết diện t s fγ c 0.8 x 21x1 sườn chọn theo ứng śt tương đương: 2 x1226 139.4 2 + 3 = 19.03(kN / cm ) Với σtd = σ td = σ + 3τ = 0.8 x 25 0.8 x 25 19.03 < 1.15fγc=1.15x21x1=24.15(kN/cm2) -Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bụng cột Error: Reference source not found = 0.6 (cm), diện tích tiết diện momen chống uốn đường hàn là: Error: Reference source not found= x 0.6 x (25-1) = 28.8 (cm2) Ww = x 0.6 x (25-1)2/6 = 115.2 (cm3) -Khả chòu lực đường hàn kiểm tra: 2 2 M V 1226 139.4 σ td = s + s = + = 11.6(kN / cm ) 115.2 28.8 Ww Aw (β f w ) minγ c Với σtd = 11.6(kN/cm2) < = (0.7x18) x1 = 12.6 (kN/cm2) Tính toán sườn B -Tương tự với bề rộng diện truyền tải vào sườn là: 1.5Error: Reference source not found= 10.2 x 1.5 = 15.3 (cm) qs = 1x15.3 = 15.3(kN / cm) q l 15.3 x10.22 M s = s Vs == q l = 156.06 =(795 kN ).9(kNcm) s s 2s -Chọn bề dày sườn ts = 0.8 cm Chiều cao sườn xác định sơ từ điều kiên chịu ́n: Chọn hs = 25 (cm) 6M s x795.9 hs ≥ = = 16.8(cm) -Kiểm tra tiết diện t s fγ c 0.8 x 21x1 2 x 795.9 156.06 2 Với σtd = σ td = σ + 3τ = 0.8 x 252 + 3 0.8 x 25 = 16.6(kN / cm ) 16.6 < 34 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 1.15fγc=1.15x21x1=24.15(kN/cm2) -Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn B vào bụng cột Error: Reference source not found = 0.6 (cm), diện tích tiết diện momen chống uốn đường hàn là: Error: Reference source not found= x 0.6 x (25-1) = 28.8 (cm2) Ww = x 0.6 x (25-1)2/6 = 115.2 (cm3) -Khả chòu lực đường hàn kiểm tra: 2 2 M V 795.9 156.06 = 8.8(kN / cm ) Với σtd = σ td = s + s = ( β f w ) minγ c+ W A 115 28 w w 8.8(kN/cm2) < = (0.7x18) x1 = 12.6 (kN/cm2) Tính toán neo: -Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn cặp nội lực chân cột gây kéo nhiều cho bulông neo: N, M, V.Chiều dài vùng bê tơng chịu nén dưới bản đế c = 47.4 chọn khoảng cách từ mép biên bản đế chân cột đến chân bulơng neo cm -Tính toán: a =Error: Reference source not found/2 –c/3=72/2 - 47.4/3 = 20.2 (cm) y Error: Reference source not found-c/3-6 =72 =Error: Reference source not found – 47.4/3 - = 50.2 (cm) Tởng lực kéo thân bulơng neo phía chân cột: M − N a 173.98 x10 − 112.43x 20.2 T1 = = = 301.3(kN ) Chọn thép y 50.2 bulơng neo mac 09Mn2si, tra bảng I.10 (thiết kế khung thép) ta có f ba thiết bulơng neo: = 190 N/mm2 Diện tích tiết diện cần T 301.3 yc Aba = =φ 30 = 3.96(cm ) Chọn bulơng có Abn = 5.6 n1 f ba x19 cm2 -Tính lại tổng lực kéo thân bulông neo phía chân cột: M N 173.98 x10 112.43 T2 = + = − = 233.8(kN ) -Ở lấy dấu Lb 60 trừ N lưc nén Do Error: Reference source not found nên đường kính bulông neo chọn đạt yêu cầu Tính toán đường hàn liên kết cột vào đế -Các đường hàn liên kết tiết diện cột vao đế tính toán quan niệm momen lực dọc đường hàn cánh chòu, lực cắt đường hàn bụng chòu.Nội lực để tính tốn đường hàn chọn bảng tở hợp nội lực cặp dung tính tốn bulơng neo.Các cặp khác khơng nguy hiểm -Lực kéo cánh cột momen lực dọc phân vào: → Lấy dấu âm M N 173.98 x10 112.43 = 291.75(kN ) N k = ± = − N lực nén 2 50 h Error: Reference source not foundTổng chiều dài tính toán đường hàn liên kết cánh cột (cả đường hàn đế vào dầm đế) 35 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 ∑l ( 42 − 1) ( 25 − 0.6) ( 42 − 25) = 2 − 1 + − 1 + − 1 = 76.4(cm) 2 -Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết cánh cột Nk 291.75 yc hf = = = 0.3(cm) -Chiều cao cần ∑ l1w (β f w ) γ c 76.4(0.7 x18) x1 thiết đường hàn liên kết bụng cột V 43.63 yc hf = = = 0.04(cm) ∑ l2 w (β f w ) γ c 2.( 48 − 1).(0.7 x18) x1 1w 36 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Hinh ̀ : Câu tao chân cơt IV Thiết kế tiết diện xà ngang a) Đoạn xà 4.5m ( tiết diện thay đổi ) Từ bảng tở hợp nội lực ta chọn cặp nội lực tính toán là: N = -35.63 kN M = -141.91 kN.m V = -48.52 kN Mơmen chớng ́ng cần thiết tiết diện xà ngang xác định theo cơng thức ( 2.53 ) M 141.91x10 yc W = = = 675.8cm x Chiều cao tiết diện fγ c 21x1 xà xác định từ điều kiện tới ưu chi phí vật liệu theo cơng thức ( 2.54 ), với bề dày bảng bụng xà chọn sơ 0.6cm h=k Wxyc 675.8 = (1.15 ÷ 1.2) x = (38.6 ÷ 40.27) tW 0.6 Chọn h = 40 cm Kiểm tra lại bề dày bảng bụng từ điều kiện chịu cắt ( 2.55 ) V 48.52 t = > x = = 0.15(cm) W Diện tích cần thiết hf vγ c 40 x12 x1 bảng cách xà ngang xác định theo cơng thức ( 2.56 ) 40 0.6 x383 yc A = ( b t ) = ( 675 x − ) x = 14.2cm f f f Theo các u cầu 12 39 cấu tạo ởn định cục bộ, kích thước tiết diện bảng cánh được chọn là: 37 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Tf = 1cm ; bf = 20cm Tính lại các đặt trưng hình học: A = 0.6 x 38 + 2x(1x2) = 62.8 (cm2 ) 0.5 x (20 − 0.6) x38 20 x 40 − 2x Wx = 17957x2/40 = I x = = 17957(cm ) 12 12 898 (cm3); M A 141.91x10 62.8 Do mx = 27.85 > mx = N x W = 35.63 x 898 = 27.85 x 20 → me = ηmx >20 ( η ≥ ) nên tiết diện xà ngang được tính toán kiểm tra theo điều kiện bền ( 2.41 ) N M 35.63 141.91x10 σx = + = + = 16.4(kN / cm ) < fγ c = 21(kN / cm ) An Wxn 62.8 898 Tại tiết diện đầu xà có mơ men ́n lực cắt tác dụng nên cần kiểm tra ứng śt tương đương tại chỗ tiếp xúc bảng cánh bảng bụng theo ( 2.57 ) σ tđ = σ 12 + 3τ 12 ≤ 1.15 fγ c Trong đó: σ1 = M hw 141.02 x10 38 x VS = x = 14.92(kN / cm ) 48.898 52 x390 40 f W h τ 1x = = = 1.76(kN / cm ) I x t w 17957 x0.6 Ở trên: Sf – mơ men tĩnh cánh dầm đơi với trục trung hòa x-x: Sf = (20x1)x(40-1)/2 = 390 (cm3) σ tđ = 14.92 + x1.76 = 15.23 ≤ 1.15 fγ c = 1.15 x 21x1 = 24.15( kN / cm ) Vậy: Kiểm tr ởn định cục bảng cánh bảng bụng: bo 0.5 x(20 − 0.6) E 2.1x10 =h = 9.7 ≤ = = 15.8; 381 E2 f 2.1x1021 w tf = = 63.3 ≤ 5.5 = 5.5 = 174 t w 0.6 f 21 → Bản bụng khơng bị mất ởn định cục dưới tác dụng tác dụng ứng śt pháp nén (khơng phải đặt sườn dọc) → Bản bụng khơng bị mất hw E 2.1x10 = 63.3 ≤ 3.2 = 3.2 = 101 tw f 21 ởn định cục dưới tác dụng tác dụng ứng śt tiếp (khơng phải đặt sườn cứng ngang) hw E 2.1x10 = 63.3 ≤ 2.5 = 2.5 = 79 tw f 21 → Bản bụng khơng bị mất ởn định cục dưới tác dụng tác dụng ứng śt pháp ứng tiếp (khơng phải kiểm tra các bụng) Vậy tiết diện xà chọn đạt u cầu Tỷ sớ độ cứng tết diện xà ( chỗ tiếp giáp với cột) 38 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 cột chọn phù hợp với giả thiết ban đầu b) Đoạn xà 6m ( tiết diện thay đổi ) Từ bảng tở hợp nội lực ta chọn cặp nội lực tính toán là: N = -34.48 (kN) M = 99.65 (kNm) V = 14.78 (kN) Mơ men chớng ́ng cần thiết tiết diện xà ngang xác định theo cơng thức ( 2.53 ) M 99.65 x10 yc W = = = 474.5cm3 x Chiều cao tiết diện fγ c 21x1 xà xác định từ điều kiện tới ưu chi phí vật liệu theo cơng thức ( 2.54 ), với bề dày bảng bụng xà chọn sơ 0.6cm h=k Chọn h = 25 cm Wxyc 474.5 = (1.15 ÷ 1.2) x = (32.3 ÷ 33.75)(cm ) tW 0.6 Sơ bề dày bản cánh xà tf = 1cm Diện tích cần thiết bảng cánh xà ngang: 25 0.6 x 232 yc A = ( b t ) = ( 474 x − ) x = 20.5(cm ) f f f Theo các 12 24 u cầu cấu tạo ởn định cục bộ, kích thước tiết diện bảng cánh được chọn là: Tf = 1cm ; bf = 20cm Tính lại các đặt trưng hình học: A = 0.6 x 23 + 2x(1x20) = 53.8 (cm2 ) 0.5 x (20 − 0.6) x 233 20 x 25 I = − x Wx = 6371.7x2/25 x = 6371.7(cm ) 12 12 = 509.74 (cm3); M A 99.65 x10 53.8 m = Do mx = 30.5 > 20 → me x N x W = 34.48 x 509.74 = 30.5 x = ηmx >20 ( η ≥ ) nên tiết diện xà ngang được tính toán kiểm tra theo điều kiện bền ( 2.41 ) N M 34.48 99.65 x10 σx = + = + = 20.2(kN / cm ) < fγ c = 21(kN / cm ) An Wxn 53.8 509.74 Tại tiết diện ći xà có mơ men ́n lực cắt tác dụng nên cần kiểm tra ứng śt tương đương tại chỗ tiếp xúc bảng cánh bảng bụng theo ( 2.57 ) Trong đó: σ tđ = σ 12 + 3τ 12 ≤ 1.15 fγ c M hw 99.65 x10 23 σ1 = xVS = x = 17.99( kN / cm ) 14 78 x 240 f h = 509,74 x τW =250.93(kN / cm ) = Ở trên: Sf – mơ men I xt w 6371.7 x0.6 tĩnh cánh dầm đơi với trục trung hòa x-x: Sf = (20x1)x(25-1)/2 = 240 (cm3) σ tđ = 17.99 + x0.932 = 20.6 ≤ 1.15 fγ c = 1.15 x 21x1 = 24.15(kN / cm ) Vậy: Kiểm tra ởn định cục bảng cánh bản bụng: bo 0.5 x(20 − 0.6) E 2.1x10 = = 9.7 ≤ = = 15.8; t f hw = 231 = 38.33 ≤ 5.5 2E =f5.5 22.1x10 21 = 174 t w 0.6 f 21 39 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 → Bản bụng khơng bị mất ởn định cục dưới tác dụng tác dụng ứng śt pháp nén (khơng phải đặt sườn dọc) hw E 2.1x10 = 38.33 ≤ 3.2 = 3.2 = 101 tw f 21 → Bản bụng khơng bị mất ởn định cục dưới tác dụng tác dụng ứng śt tiếp (khơng phải đặt sườn cứng ngang) hw E 2.1x10 = 38.33 ≤ 2.5 = = 79 tw f 21 → Bản bụng khơng bị mất ởn định cục dưới tác dụng tác dụng ứng śt pháp ứng tiếp (khơng phải kiểm tra các bụng) Vậy tiết diện xà chọn đạt u cầu V/ Liên kết cột với xà ngang: Cặp nội lực dung để tính toán liên kết cặp gây kéo nhiều nhất các bulong tại tiết diện đỉnh cột Từ bảng tở hợp chọn được: N=-34.87 (kN) M=-114.34 (kNm) V=-31.63 (kN) Đây cặp nội lực tở hợp nội lwcjdo các trường hợp tải đả gây Trình tự tính toán sau: a) Tính tốn bulong liên kết Chọn bulong cường độ cao cấp bền 8.8, đường kính bulong dự kiến d=20mm Bớ trí bulong thành dãy với khoảng cách các bulong tn thủ các quy định bảng I.13 phụ lục Phía cánh ngồi cột bớ trí cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước lấy sau: + Bề dày: ts ≥ tw → chọn ts =0.8 cm + Bề rộng: (phụ thuộc vào kích thước mặt bích) → chọn ls = 9cm + Chiều cao: hs = 1.5 ls =1.5x9=13.5(cm) → chọn hs = 15(cm) • Khả chịu kéo bulong: [N]tb=ftb.Abn=40x2.45=98(kN) Ở trên: ftb – Cường độ tính toán chịu kéo bulong (bảng I.9 phụ lục), ftb =400 N/mm=40kN/cm2 Abn – diện tích tiết diện thực thân bulong ( bảng I.11 phụ lục), Abn =2.45 cm2 • Khả chịu trượt bulong cường độ cao [1]: [ N ] b = f hb Aγ bl µ n f = 0.7 x110 x3.14 x1x 0.25 x1 = 35.56(kN ) γ b2 Ở trên: fhb – cường độ tính toán chịu kéo vật liệu bulong cường độ cao liện kết ma sát, fhb = 0.7fub; 40 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 fub – cường độ kéo đứt tiêu ch̉n vật liệu bulong (bảng I.12 phụ lục), fub = 1100N/mm2=110kN/cm2 (với mác thép 40Cr) A – diện tích tiết diện thân bulong, A=πd2/4=3.14 cm2 γbl - hệ sớ điều kiện làm việc liên kết, γbl =1 Do sớ bulong liên kết n=14>10 µ,γb2 - hệ sớ ma sát hệ sớ độ tin cậy liên kết với giả thút khơng gia cơng bề mặt cấu kiện nên theo [1]: µ=0.25; γb2 =1.7 nf – sớ lượng mặt ma sát liên kết, nf=1 Theo điều 6.2.5 TCXDVN 338-2005 [1], trường hợp bulong chịu cắt kéo đờng thời cần kiểm tra các điều kiện chịu cắt kéo riêng biệt Lực kéo tác dụng vào bulong dãy ngồi momen lực dọc phân vào (do momen có dấu âm nên coi tâm quay trùng với dãy bulong phía cùng) N b max = Mh1 N 114.34 x10 x39 34.87 ± = − = 63.65(kN ) 2 2 2 2∑ hi n 2(5.8 + 11.6 + 17.4 + 23.2 + 29 + 39 ) 14 (Ở lấy dấu trừ N lực nén) Do Nbmax= 63.65 kN[...]... hợp 4 : TAI Dmax TRAI 17 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ momen(M) Biểu đờ lực nén(N) 18 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ lực cắt(V) Trường hợp 5 : Dmax phai 19 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ momen(M) Biểu đờ lực nén(N) 20 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ lực cắt(V) Trường hợp 6 : Ham trai Biểu đờ momen(M) 21 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ lực nén(N)... MOMEN CÁC TỞ HỢP Trường hợp 1 : TT + HT 13 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ momen (M) Biểu đờ lực nén (N) Biểu đờ lực cắt (V) Trường hợp 2 : TT + GT 14 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ momen(M) Biểu đờ lực nén(N) 15 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ lực cắt(V) Trường hợp 3 : TT + GP Biểu đờ momen(M) 16 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ lực nén(N) Biểu đờ... đờ lực cắt(V) Trường hợp 6 : Ham trai Biểu đờ momen(M) 21 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ lực nén(N) Biểu đờ lực cắt(V) 22 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Trường hợp 7 : ham phai Biểu đờ momen(M) Biểu đờ lực nén(N) 23 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 Biểu đờ lực cắt(V) BẢNG THỐNG KÊ NỘI LỰC CỦA CỘT TIẾT DIỆN CHÂN CỘT TRÊN VAI PHẦN TỬ CHIỀU DÀI TỔ HỢP N V M 1 0 COMB1 -69,107 -27,674... ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 1.Chiều dài tính toán của cột trong và ngoài mặt phẳng khung -Chiều dài hình học của cột được tính từ mặt móng đến cánh dưới dàn H= Hd + Ht = 5.6+2.2 = 7.8 (m) Chọn phương án cột tiết diện khơng đởi.với tỷ sớ độ cứng của xà và cột đã giả thiết là bằng nhau, ta có: K = (Ixa/L) / (Icot/H) = 1x7.8/18 = 0.43 Suy ra = 1.32, nội suy tư bảng µ 1.1 trang 45 – KẾT CẤU THÉP... đường hàn liên kết ở một bản cánh cột (cả đường hàn bản đế vào dầm đế) 35 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 ∑l ( 42 − 1) ( 25 − 0.6) ( 42 − 25) = 2 − 1 + 2 − 1 + 2 − 1 = 76.4(cm) 2 2 2 -Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết ở bản cánh cột Nk 291.75 yc hf = = = 0.3(cm) -Chiều cao cần ∑ l1w (β f w ) min γ c 76.4(0.7 x18) x1 thiết của các đường hàn liên kết ở bản bụng... c 0.8 x 21x1 2 2 6 x 795.9 156.06 2 2 2 Với σtd = σ td = σ 1 + 3τ 1 = 0.8 x 252 + 3 0.8 x 25 = 16.6(kN / cm ) 16.6 < 34 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 1.15fγc=1.15x21x1=24.15(kN/cm2) -Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn B vào bản bụng cột Error: Reference source not found = 0.6 (cm), diện tích tiết diện và momen chống uốn của các đường hàn này là: Error: Reference... và lực cắt tại chỗ liên kết công- sol vai cột với bản cánh cột: M = (Dmax + Gmax) x (L1 – h) = (371.94 + 12.26) x (0.75-0.5) = 96.05 (kNm) V = (Dmax + Gmax) = 371.94 + 12.26 = (kN ) 384.2 -Bề rộng bản cánh dầm vai chọn b f dv = 20cm bằng bề rộng cánh cột -Giả thiết bề rộng của gối dầm cầu bdct = 20cm trục -Chọn sơ bộ bề dày bản cánh dầm t f dv = 1cm [ ] [ ] 29 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 vai Error:... hàn liên kết dầm đế vào cột phải đủ khả năng truyền lực do ứng suất phản lực của bêtông móng -Lực truyền vào một dầm đế do ứng suất phản lực của bêtông móng: Ndd = (11+12.5) x 36 x 0.72 = 609.12(kN) -Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàng liên kết với dầm đế vào cột là hf = 0.6 cm Từ đó xác định được chiều dài tính tốn của một đường hàn lien kết dầm đế vào cột: 33 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II... ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 -Bề dày: Error: t s ≥ 2bs f / E = 2 x8 21 / 2.1x10 4 = 0.5cm Reference source not found →Chọn ts = 0.8 cm III.Thiết Kế Chân Cột 1 Tính toán bản đế -Từ bảng tổng hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán tại tiết diện chân cột: N=-112.43 (kN) M=173.98 (kNm) V=-43.63 (kN) Hinh ̀ 2: KÍCH THƯỚC BẢN ĐẾ -Căn cứ kích thước, tiết diện cột đã chọn, dự kiến chọn phương án cấu tạo... x1.33 36 x0.75 x1.33 ÐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II – ĐHXD7 thiết bêtông móng mác B20 có Error: Reference source not found=1.15 (kN/cm2) Error: Reference source not foundvà hệ số tăng cường độ =1.16-tương ứng với kích thước mặt móng là (0.5 x 0.8) -Từ đó xác đònh được: Error: Reference source not found= αφb Rb =1x1.16x1.15=1.33 (kN/cm2) Error: Reference source not found -Theo cấu tạo và khoảng cách bố trí