đồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thépđồ án thép
Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh zamil Yªu cÇu : ThiÕt kÕ khung ngang cđa nhµ cơng nghiệp tÇng mét nhÞp, nhÞp nhµ L1(m), chiỊu cao cét H(m), bíc cđa khung L2=7+0,2(i-20)=7,4m, vËt liƯu lỵp lµ t«n, nhµ x©y dùng ë vïng giã cã q tc (Bình định) ThÐp lµ lo¹i cã R=2100MPa,Rc=1200MPa s¬ ®å kÕt cÊu cđa khung lµ cét liªn kÕt khíp víi mãng vµ liªn kÕt ngµm víi rêng ngang, rêng ngang cã ®é dèc m¸i i L1(m) H(m) L2(m) Giã i 6,5 7,4 Bình Định 12% i=12% h2=1,5m h1=6,5m 3L2=22,2m A thiÕt kÕ xµ gå m¸I i t¶I träng : TÜnh t¶i : Chän s¬ bé tríc xµ gå C12, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c xµ gå theo mỈt b»ng nhµ lµ 2m Tªn vËt liƯu m¸i §¬n vÞ T¶i träng tiªu chn HƯ sè vỵt t¶i T¶i träng tÝnh to¸n T«n lỵp m¸i KG/m2 10 1.1 11 10,4 1,05 10,92 Xµ gå m¸i C12 KG/m 2 Ho¹t t¶i : Ptc = 30 kG/m2, n = 1,3 ⇒ Ptt = 30.1,3 = 39kG/m2 -T¶i träng t¸c dơng lªn xµ gå : qtc = (10 2 + 10,4) + 30 = 90,8 (kg/m) cos 5,7 cos 5,7 qtt = (11 2 + 10,92) + 39 = 111,42 (kg/m) cos 5,7 cos 5,7 α° SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh ii TÝnh to¸n xµ gå : XÐt t¶i träng t¸c dơng lªn xµ gå theo hƯ trơc täa ®é Oxy cã trơc ox t¹o víi ph¬ng ngang mét gãc i = 5,70 (tøc i=10%) qxtc = qtc.Sinα = 90,8.Sin5,70 = 9,018 (kG/m) qytc = qtc.Cosα = 90,8.Cos5,70 = 90,351 (kG/m) qxtt = qtt.Sinα = 111,42.Sin5,70 = 11,066 (kG/m) qytt = qtt.Cosα = 111,42.Cos5,70 = 110,869 (kG/m) KiĨm tra ®iỊu kiƯn bỊn cđa xµ gå : Mx My + ≤ R.γ σt® = σx + σy = Wx Wy Víi xµ gå C12 cã : Wx = 50,8cm3, Wy = 9,84cm3 Ta cã : Mx = My = q tty B 110,869.6 = = 498,911 (kG.m) q xtt B 11,066.6 = = 12,449 (kG.m) 32 32 498,911.10 12,449.10 + = 1108,622 (kG/cm2) < R.γ = 2100 (kG/cm2) ⇒ σt® = 50,8 9,84 VËy tháa m·n ®iỊu kiƯn bỊn KiĨm tra ®iỊu kiƯn ®é cđa xµ gå : tc q y B 90,351.10 −2.600 fy = = = 2,38 (cm) 384 E.J x 384 2,1.10 6.305 Víi xµ gå C12 cã : Jx = 305cm4 C«ng thøc kiĨm tra : f 2,38 f = = 3,967.10 −3 < = = 4.10 −3 l 600 l 250 VËy xµ gå ®¶m b¶o ®iỊu kiƯn ®é b thiÕt kÕ khung ngang mét nhÞp SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh i t¶i träng : TÜnh t¶i : -T¶i träng m¸i t«n : 10 = 60,3 (kG/m), qttt = qttc.nt = 60,3.1,1 = 66,33 (kG/m) cos α qttc = -T¶i träng xµ gå : Ta quy vỊ t¶i ph©n bè ®Ịu trªn rêng ngang tc q xg = 10,4.14 tt tc = 36,4 (kG/m), q xg = q xg 1,05 = 38,22 (kG/m) 24 -TÜnh t¶i träng lỵng xµ gå têng vµ t«n têng : Víi cét cao 6,5(m) ta gi¶ thiÕt dïng xµ gå C10 ®Ỉt c¸ch 1,5m, quy thµnh lùc ph©n bè ®Ịu q tttuong = (1,1.10.6,5 + 1,05.8,59.5).6 = 107,628 (kG/m) 6,5 -T¶i träng b¶n th©n khung ngang : T¶i träng b¶n th©n khung ngang 0,1kN/m2 = 9,81(kG/m2) Quy vỊ t¶i träng ph©n phèi ®Ịu trªn rêng ngang vµ cét lµ : qr = qc = 9,81.6 = 58,86(kG/m) * VËy tÜnh t¶i t¸c dơng lªn khung ngang lµ : + TÜnh t¶i t¸c dơng lªn rêng ngang : tt gr = q ttt + q xg +qr = 66,33 + 38,22 + 58,86 = 163,41 (kG/m) + TÜnh t¶i t¸c dơng lªn cét : gc = q tttuong + qc = 107,628 + 58,86 = 166,488 (kG/m) Ho¹t t¶i : Ptc = 30 = 180,9 kG/m2, n = 1,3 ⇒ ptt = 1,3.180,9 = 235,2 (kG/m) cos 5,7 T¶i träng giã : C«ng tr×nh x©y dùng t¹i tØnh vÜnh nªn thc khu vùc II-B, cã : -¸p lùc giã tiªu chn : W0 = 95 (kG/m2) -HƯ sè tÝnh ®Õn sù thay ®ỉi cđa ¸p lùc giã theo ®é cao vµ d¹ng ®Þa h×nh k Víi d¹ng ®Þa h×nh B, tra b¶ng TCVN 2737-1995: T¹i cao tr×nh: +6,5m hƯ sè ¶nh hëng ®é cao k1 =0,916 +7,7m hƯ sè ¶nh hëng ®é cao k2 =0,945 SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh + hƯ sè ¶nh hëng ®é cao trung b×nh k = 0,916+0,945 =0,9305 -T¶i träng giã t¸c dung lªn khung ®ỵc x¸c ®Þnh tõ c«ng thøc : tt q gio = n.W0.k.C.B Trong ®ã: n = 1,2 : HƯ sè ®é tin cËy cđa t¶i träng giã C : HƯ sè khÝ ®éng, ®ỵc tra b¶ng, víi s¬ ®å díi ®©y : H 6,5 = 0,27 = Cã L 24 α = 5,70 Néi suy tun tÝnh ®ỵc : Ce1 =-0,267 Ce2 =-0,4 Ce =+0,8 Ce3 =-0,5 Ce1 = -0,267 Ce2 = -0,4 ∑ B 132 L = 24 = 5,5 ⇒ Ce3 = -0,5 H = 0,27 L q ett = 1,2.95.0,916.0,8.6 = 501,325( kG / m ) tt q e1 = 1,2.95.0,9305.0,267.6 = 169,935( kG / m ) ⇒ tt q e = 1,2.95.0,9305.0,4.6 = 254,585( kG / m ) tt q e3 = 1,2.95.0,916.0,5.6 = 313,272( kG / m ) ii TÝnh Néi lùc khung : 1.S¬ ®å kÕt cÊu 2.X¸c ®Þnh néi lùc §©y lµ kÕt cÊu siªu tÜnh cã bËc siªu tÜnh.Ta dïng ph¬ng ph¸p lùc ®Ĩ x¸c ®Þnh néi lùc cho c¸c trêng hỵp t¶i träng Chän hƯ c¬ b¶n nh díi Ph¬ng trinh chÝnh t¾c: gr =146,676(KG/m) a)C¸c trêng hỵp t¶i träng TÜnh t¶i m¸i : SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang TĨNH TẢI MÁI Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh Ho¹t t¶i nưa tr¸i m¸i : p=234(KG/m) Ho¹t t¶i nưa ph¶i m¸i : HOẠT TẢI NỬA TRÁI p=234(KG/m) HOẠT TẢI NỬA PHẢI Ho¹t t¶i toµn m¸i : Ho¹t t¶i giã tr¸i : p=234(KG/m) qe1=169,935kG/m qe2 =254,585kG/m HOẠT TẢI TOÀN MÁI q e =501,325kG/m qe3=313,272kG/m HOẠT TẢI GIÓ TRÁI Ho¹t t¶i giã ph¶i : qe2=254,585kG/m qe1=169,935kG/m qe3 =313,272kG/m q e=501,325kG/m HOẠT TẢI GIÓ PHẢI SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh b) TÝnh to¸n néi lùc cho tõng tríng hỵp t¶i träng Tỉ hỵp néi lùc Tõ b¶ng néi lùc ta b¾t ®Çu tỉ hỵp néi lùc ®Ĩ chän néi lùc bÊt lỵi nhÊt ®Ĩ tÝnh to¸n khung Víi mçi xÐt tiÕt diƯn tiªu biĨu (hai tiÕt diƯn ë hai ®Çu vµ mét tiÕt diƯn ë gi÷a T¹i mçi tiÕt diƯn cã c¸c trÞ sè M, N, Q Ta xÐt hai lo¹i tỉ hỵp néi lùc, tỉ hỵp c¬ b¶n 1, gåm mét t¶i träng thêng xuyªn vµ mét t¶i träng t¹m thêi; tỉ hỵp c¬ b¶n gåm t¶i träng thêng xuyªn vµ nhiỊu t¶i träng t¹m thêi v¬i hƯ sè 0,9 T¹i mçi tiÕt diƯn cÇn t×m tỉ hỵp néi lùc: - Tỉ hỵp g©y m« men d¬ng lín nhÊt Mmax+, vµ lùc nÐn t¬ng øng - Tỉ hỵp g©y m« men lín nhÊt mang dÊu ©m, vµ lùc nÐn t¬ng øng - Tỉ hỵp g©y lùc nÐn lín nhÊt Nmax vµ m« men t¬ng øng ∗ C¸c trêng hỵp tỉ hỵp tu©n theo nguyªn t¾c t¬ng tù nh tỉ hỵp néi lùc c¸c nhµ c«ng nghiƯp th«ng dơng T¹i mçi « cã ghi râ sè th tù tõng t¶i träng ®Ĩ tiƯn tÝnh to¸n, kiĨm tra §èi víi khung ë trªn v× ®©y lµ khung ®èi xøng vµ t¶i träng ®èi xøng nªn ta chØ tiÕn hµnh tỉ hỵp víi mét nưa khung vµ lÊy kÕt qu¶ tỉ hỵp ®ỵc ®Ĩ tÝnh to¸n tiÕt diƯn thÐp khung C¸c ®ỵc tỉ hỵp lµ c¸c cã « t« ®Ëm h¬n (xem b¶ng néi lùc) KÕt qu¶ tỉ hỵp ®ỵc ghi râ b¶ng tỉ hỵp iii TÝnh to¸n s¬ bé thÐp khung T¹i mçi ta tÝnh to¸n tiÕt diƯn ë hai ®Çu cßn tiÕt diƯn ë gi÷a ta lÊy néi lùc ®Ĩ kiĨm tra tiÕt diƯn ë gi÷a nhê kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë hai ®Çu TÝnh to¸n tiÕt diƯn ta tÝnh to¸n nh cÊu kiƯn chÞu nÐn n v× néi lùc cã ®đ c¸c th«ng sè M, N Q TiÕt diƯn ®ỵc kiĨm tra vỊ ỉn ®Þnh vµ ngoµi mỈt ph¼ng khung ThiÕt kÕ cét SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh 1.1 ThiÕt kÕ tiÕt diƯn ®Çu cét III-III (tiÕt diƯn ngµm cét víi xµ ngang): Néi lùc nguy hiĨm nhÊt dïng ®Ĩ thiÕt kÕ kÝch thíc cđa tiÕt diƯn nµy ®ỵc lÊy tõ kÕt qu¶ cđa b¶ng tỉ hỵp néi lùc.TrÞ sè cđa tỉ hỵp néi lùc nguy hiĨm nhÊt: M = 13812,24 Kg.m N = -4782,94 Kg Q = -2124,96 Kg a ChiỊu dµi tÝnh to¸n cét: ChiỊu dµi tù cđa cét l=6,5 m V× hƯ gi»ng cét ®ỵc bè trÝ n»m gi÷a ®o¹n cét nªn chiỊu dµi tÝnh to¸n cét vµ ngoµi mỈt ph¼ng khung ®ỵc lÊy nh sau: - Trêng hỵp mỈt ph¼ng khung: cét liªn kÕt ngµm víi xµ ngang vµ liªn kÕt khíp víi mãng, v× cét cã tiÕt diƯn thay ®ỉi, tØ sè ®é cøng cđa rêng ngang vµ cét b»ng 1,5, ta tra b¶ng ®ỵc hƯ sè µ=1,81 lx= µx.l = 1,81.6,5 = 11,765 m - Trêng hỵp ngoµi mỈt ph¼ng khung: hƯ gi»ng ®ỵc bè trÝ ë gi÷a cét vµ ë ®Çu cét nªn ta cã µ=1 (coi hƯ gi»ng liªn kÕt khíp víi cét) ly = µy.l = 1.6,5 = 6,5 m b TÝnh to¸n s¬ bé tiÕt diƯn cét: Tríc hÕt ta tÝnh to¸n cét chØ chÞu m«men n M : M ≤ R.γ §iỊu kiƯn bỊn cđa cét : Wxth ⇒ Wxth = M 13812,24 = = 6,577cm R.γ 2100.1 M 13812,24 = = 2,89m N 4782,94 Theo yªu cÇu cÊu t¹o ta cã: + ChiỊu cao tiÕt diƯn cét : h = (1/10 -1/15).lc= (1/10 - 1/15).6,5 = (0,43 ÷ 0,65) cm Gi¶ thiÕt chiỊu cao tiÕt diƯn cét h =40cm DiƯn tÝch tiÕt diƯn cét s¬ bé x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (víi trêng hỵp cét tiÕt diƯn ch÷ I ®èi xøng vµ mỈt ph¼ng t¸c dơng cđa m«men trïng víi mỈt ph¼ng bơng cét, gi¶ thiÕt hƯ sè ¶nh hëng cđa h×nh d¹ng tiÕt diƯn η =1,25) N e 4782,94 289 A yc = 1,25 + (2,2 − 2,8) = , 25 + , = 48,92cm γ R h 1.2100 40 Theo yªu cÇu cÊu t¹o: BỊ réng c¸nh : b = (0,3 ÷ 0,5).h =(0,3 ÷ 0,5).36 = (10,8 ÷ 18)cm b = (13÷38)cm ⇒ Chän b =18cm Chän chiỊu dµy b¶n bơng : δb =0,8cm Chän chiỊu réng tiªt diƯn c¸nh bc = 18 cm chiỊu dµy b¶n c¸nh δc =1cm §é lƯch t©m cđa cét: e= SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh VËy tiÕt diƯn ®ỵc chän cã diƯn tÝch: B¶n bơng: Ab=0,8.38=30,4cm2 B¶n c¸nh: Ac=2.1.18=36cm2 A= 66,4cm2 KÝch thíc thĨ cđa tiÕt diƯn ®ỵc ghi râ h×nh vÏ díi ®©y: c.KiĨm tra tiÕt diƯn ®· chän C¸c ®Ỉc trng h×nh häc cđa tiÕt diƯn: +M«men qu¸n tÝnh cđa tiÕt diƯn: b c δ c 0,8.38 18.13 δ b h b Jx = + 2. + a δ c b c = + 2. + ( 19,5) 1.18 = 17350,13cm 12 12 12 12 3 2.δ c b c h b δ b 2.1.183 38.0,83 Jy = + = + = 973,62cm 12 12 12 12 +B¸n kÝnh qu¸n tÝnh: rx = ry = Jx 17350,13 = = 16,2cm A 66,4 Jy A = 973,62 = 3,83cm 66,4 2.J x 2.17350,13 = = 867,51cm h 40 + §é m¶nh vµ ®é m¶nh qui íc cđa tiÕt diƯn: +M«men chèng n: Wx = λx = λy = l x 11,765.100 R 2100 = = 72,6; ⇒ λ x = λ x = 72,6 = 2,3 rx 16,2 E 2,1.106 ly ry = 650 R 2100 = 169,7;⇒ λ y = λ y = 169,7 = 5,37 3,83 E 2,1.10 +§é lƯch t©m t¬ng ®èi vµ ®é lƯch t©m tÝnh ®ỉi: A ng 66,4 m = e = 289 = 22,1 Wx 867,51 + Tõ m = 22,1; λ x = 2,3 vµ Ac/Ab=36/30,4 =1,18 theo b¶ng II.4, phơ lơc II ta tÝnh ®ỵc hƯ sè ¶nh hëng cđa h×nh d¹ng tiÕt diƯn η =1,4-0,02 λ x = 1,4 - 0,02.2,3 = 1,354 §é lƯch t©m tÝnh ®ỉi m1 =η.m = 1,354.22,1 = 29,9 KiĨm tra ®é bỊn cđa tiÕt diƯn: SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh + KiĨm tra bỊn cđa tiÕt diƯn chØ tiÕn hµnh tiÕt diƯn cã gi¶m u nhiỊu hc cét cã ®é lƯch t©m tÝnh ®ỉi m1 > 20 C«ng thøc kiĨm tra: N Mx 4782,94 13812,24.10 σ= + y = + 20 = 1664,2 Kg / cm A th J xth 66,4 17350,13 σ ≤ γ.R = 2100Kg / cm TiÕt diƯn ®¶m b¶o vỊ ®é bỊn KiĨm tra ỉn ®Þnh cơc bé: B¶n bơng, c¸nh cđa khung máng, dµi, chÞu t¶i träng cđa øng st ph¸p vµ øng st tiÕp v× thÕ cá thĨ mÊt ỉn ®Þnh t¸c dơng ®ång thêi cđa chóng (mÊt ỉn ®Þnh cơc bé) §Ĩ kh¶ n¨ng chÞu lùc cđa cÊu kiƯn kh«ng h¹n chÕ bëi ỉn ®Þnh cơc bé, øng st giíi h¹n vỊ ỉn ®Þnh cơc bé ph¶i lín h¬n hc hỵp lý nhÊt b»ng øng st giíi h¹n vỊ ỉn ®Þnh tỉng thĨ Tõ ®iỊu kiƯn nµy ®é m¶nh giíi h¹n cđa b¶n ph¶i ®¶m b¶o cho nã kh«ng bÞ mÊt ỉn ®Þnh cơc bé tríc cét mÊt ỉn ®Þn tỉng thĨ Víi b¶n c¸nh tØ sè giíi h¹n ®ỵc tÝnh theo c«ng thøc sau: b0 E 2,1.106 =18,66 =(0,36 + 0,1 ) =(0,36+0,1.2,3) λ δ R 2100 c B¶n c¸nh thùc tÕ ®· chän cã tØ sè thùc tÕ: b0 =(18-0,8)/2.1=8,6 < [bo/δc]=18,66 δc B¶n c¸nh tho¶ m·n ®iỊu kiƯn ỉn ®Þnh cơc bé Víi b¶n bơng cđa cét, v× ®iỊu kiƯn chÞu lùc cđa cét ®ỵc x¸c ®Þnh theo ®iỊu kiƯn bỊn cung nh ngoµi mỈt ph¼ng n v× [ho/δb] ngoµi sù phơ thc vµo ®é m¶nh, vËt liƯu, h×nh d¸ng tiÕt diƯn cßn phơ thc vµo ®é lƯch t©m t¬ng ®èi m vµ hƯ sè α kĨ ®Õn tr¹ng th¸i øng st ph¸p trªn b¶n bơng kh«ng ®Ịu m« men n (Mx) σ − σ1 α= Ta cã: σ N M N M σ = + x y ; σ1 = − x y1 Trong ®ã: A Jx A Jx y lµ kho¶ng c¸ch tõ trơc x-x ®Õn thí chÞu nÐn nhiỊu nhÊt cđa b¶n bơng, y1 lµ kho¶ng c¸ch tõ trơc x-x ®Õn thí xa nhÊt cđa b¶n bơng chÞu kÐo Mx tõ c«ng thøc trªn ta ®ỵc: σ=1664,2kg/cm2 σ1 = N Mx 4782,94 13812,24.10 − y = − 20 = −1520,1Kg / cm A th J xth 66,4 17350,13 α= 1664,2 − ( −1520,1) = 1,913 1664,2 α >1 §é m¶nh giíi h¹n cđa b¶n bơng ®ỵc tÝnh theo c«ng thøc: hb (2.α − 1).E E ≤ 3,8 δ = 4,35 R σ.(2 − α + α + 4.β ) b SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang Đồ án kết cấu thép Víi β=1,4.(2.α-1) GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh τ σ τ : lµ øng st tiÕp trung b×nh ë tiÕt diƯn kh¶o s¸t: τ = Q h b δ b 2124,96 = 69,9kg/cm 38.0,8 69,9 = 0,166 β = 1,4.(2.1,913 - 1) 1664,2 Ta tÝnh ®ỵc tØ sè giíi h¹n nh sau : τ= hb (2.1,913 − 1).2,1.106 = 182,38 δ = 4,35 2 1664,2.(2 − 1,913 + 1,913 + 4.0,166 ) b hb E 2,1.106 = 3,8 = 120,17 Ta thÊy > 3,8 R 2100 δb hb ⇒ = 120,17 δb hb δ = 120,17 b §¶m b¶o ®iỊu kiƯn ỉn ®Þnh cơc bé b¶n bơng KÕt cÊu kh«ng bÞ mÊt ỉn ®Þnh vỊ bé KiĨm tra ỉn ®Þnh tỉng thĨ mỈt ph¼ng khung: ỉn ®Þnh mỈt ph¼ng khung cđa cét ®ỵc kiĨm tra theo c«ng thøc: N σx = ≤ γ.R ϕ lt A ng h b 38 = = 47,5 < δ b 0,8 Trong ®ã: + N = 4782,94Kg lµ lùc däc tÝnh to¸n cét + ϕlt X¸c ®Þnh theo b¶ng II.2 phơ lơc II(SGK), phơ thc vµo ®é m¶nh quy íc λ x vµ ®é lƯch t©m tÝnh ®ỉi m1 cđa cét Ta cã λ x = 2,3 ; m1 =29,9 tra b¶ng ta ®ỵc hƯ sè n däc lƯch t©m: ϕlt = 0.0658 N 4782,94 σx = ≤ γ.R ⇔ = 1094,7Kg / cm ≤ 2100Kg / cm ϕ lt A ng 0.0658.66,4 TiÕt diƯn cét ®¶m b¶o ỉn ®Þnh tỉng thĨ mỈt ph¼ng khung d.KiĨm tra tiÕt diƯn ®· chän cho cỈp néi lùc nguy hiĨm kh¸c Ngoµi cỈp néi lùc ®· chän ®Ĩ tÝnh to¸n tiÕt diƯn,ta cÇn kiĨm tra tiÕt diƯn ®· chän víi cỈp néi lùc: SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 10 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh 1644,34 1438571 + = 2002( kG / cm ) ≅ 2100( kG / cm ) 51,84 694,8 Tháa m·n ®iỊu kiƯn bỊn 2.2.TÝnh to¸n tiÕt diƯn C-C cđa rêng ngang Néi lùc nguy hiĨm nhÊt dïng ®Ĩ thiÕt kÕ kÝch thíc cđa tiÕt diƯn nµy ®ỵc lÊy tõ kÕt qu¶ cđa b¶ng tỉ hỵp néi lùc.TrÞ sè cđa tỉ hỵp néi lùc nguy hiĨm nhÊt: M = -17673,94 Kg.m N = -1106,5Kg Q = 1019,31Kg a.S¬ bé chän tiÕt diƯn xµ: Do M>>N nªn ®Ĩ x¸c ®Þnh s¬ bé kÝch thíc tiÕt diƯn ta tÝnh theo kÕt cÊu chÞu n sau ®ã kiĨm tra l¹i theo cÊu kiƯn chÞu nÐn n Ta cã: M M 1767394 ≤ R.γ ⇒ Wx ≥ = = 842 m σ= Wx R.γ 2100.1 §é lƯch t©m cđa xµ: e= M/N = 1767394/1106,5=1597cm Theo yªu cÇu cÊu t¹o ta cã: σmax = ChiỊu cao kinh tÕ cđa tiÕt diƯn : hkt = k M R.δ b k : HƯ sè phơ thc vµo cÊu t¹o tiÕt diƯn dÇm, v× ta thiÕt kÕ dÇm tỉ hỵp hµn cã tiÕt diƯn thay ®ỉi nªn lÊy k=1,15 δb : ChiỊu dµy b¶n bơng dÇm, chän s¬ bé δb = 6mm hkt = 1,15 1767394 = 43,07cm 2100.0,6 Chän hr = 48cm * KiĨm tra chiỊu dµy b¶n bơng dÇm : -ChiỊu dµy b¶n bơng nhá nhÊt ®ỵc x¸c ®Þnh tõ ®iỊu kiƯn b¶n bơng ®đ kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t lín nhÊt : Q δ b ≥ max h b R c V× hb cha biÕt, ta t¹m lÊy : hb = hr = 48cm 1019,31 = 0,03cm ⇒ δb ≥ 48.1200 VËy b¶n bơng ®đ kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t - X¸c ®Þnh c¸c kÝch thíc cđa tiÕt diƯn c¸nh rêng : DiƯn tÝch cÇn thiÕt cđa tiÕt diƯn c¸nh dÇm ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : h r h 3r δ b 48 483.0,6 Wx − .2 842 − .2 12 12 Ac = bc.δc = = 12,74cm = 2 hr 48 SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 24 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh Ngoµi bc, δc cÇn ph¶i tháa m·n c¸c ®iỊu kiƯn sau: + ChiỊu dµy b¶n c¸nh dÇm hµn ph¶i chän cho ®¶m b¶o ®iỊu kiƯn trun lùc gi÷a c¸nh vµ bơng dÇm, kh«ng g©y nh÷ng øng st phơ ph¸t sinh lín §Ĩ tháa m·n yªu cÇu nµy th× : δb ≤ δc ≤ 3.δb ⇒ 0,6cm ≤ δc ≤ 1,8cm Chän δc = 0,8cm + ChiỊu réng c¸nh dÇm hµn b c ®ỵc x¸c ®Þnh tõ ®iỊu kiƯn ®¶m b¶o ỉn ®Þnh cơc bé cho b¶n c¸nh nÐn : b0 E 2,1.106 ≤ 0,5 = 0,5 = 15,8 ; (bc = 2.b0 + δb) δc R 2100 + Ngoµi ra, ®Ĩ dƠ liªn kÕt dÇm theo ph¬ng ngang víi cÊu kiƯn kh¸c (nh xµ gå ) vµ ®¶m b¶o ỉn ®Þnh tỉng thĨ cho rêng th× : 1 bc = ( ÷ ).hr = (8÷20)cm bc ≥ 18cm h bc ≥ r = 4cm 10 Tõ c¸c ®iỊu kiƯn trªn ta chän bc = 18cm, δc= 0,8cm b KiĨm tra l¹i tiÕt diƯn võa chän -M« men qu¸n tÝnh thùc cđa tiÕt diƯn rêng : b c δ c 0,6.46,4 18.0,83 δ b h b Jx = + + a δ c b c = + 2. + ( 23,6 ) 0,8.18 = 21037cm 12 12 12 12 3 2.δ c b c h b δ b 2.0,8.183 46,4.0,6 Jy = + = + = 778,4cm 12 12 12 12 2.J x 2.21037 = = 876,5cm +M«men chèng n: Wx = hr 48 b.1.KiĨm tra ®iỊu kiƯn bỊn cđa dÇm Ta kiĨm tra theo cÊu kiƯn chÞu nÐn n N M + ≤ R.γ =2100kG/cm2 σmax = A th Wx Ath = 46,4.0,6 + 2.18.0,8 = 56,64cm2 1106,5 1767394 + = 2036( kG / cm ) ≤ 2100( kG / cm ) σmax = 56,64 876,5 Tháa m·n ®iỊu kiƯn bỊn b.2 KiĨm tra ỉn ®Þnh cơc bé cđa b¶n bơng rêng díi t¸c dơng cđa øng st tiÕp SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 25 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh ë nh÷ng vïng rêng gÇn nót khung (VÞ trÝ liªn kÐt ngµm cét víi rêng), cã lùc c¾t lín, ®ã b¶n bơng rêng cã thĨ bÞ mÐo t¸c dơng cđa øng st tiÕp vµ phång ngoµi mỈt ph¼ng bơng rêng thµnh sãng nghiªng 450 V× b¶n bơng rêng kh«ng cã sên gia cêng, øng st tiÕp tíi h¹n τ0 xÐt tíi sù ngµm ®µn håi cđa b¶n bơng víi b¶n c¸nh ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : 10,3.R c τ0 = λb Trong ®ã : λ b :§é m¶nh quy íc cđa b¶n bơng dÇm, ®ỵc tÝnh theo c«ng thøc: h b R 46,4 2100 = = 2,45 δb E 0,6 2,1.10 Tõ ®iỊu kiƯn hỵp lý, lµ mÊt ỉn ®Þnh cđa b¶n bơng dÇm díi t¸c dơng cđa øng st tiÕp x¶y ®ång thêi víi mÊt kh¶ n¨ng chÞu lùc vỊ ®é bỊn cđa b¶n bơng rêng lùc c¾t, tøc cho τ0 = Rc , ta cã ®é m¶nh quy íc giíi h¹n cđa b¶n bơng rêng lµ : λ b = 3,2 λb = [ ] [ ] Ta thÊy rêng cã : λ b < λ b Bơng rêng ỉn ®Þnh díi t¸c dơng cđa øng st tiÕp b.3 KiĨm tra ỉn ®Þnh cơc bé cđa b¶n bơng rêng díi t¸c dơng cđa øng st ph¸p §iỊu kiƯn kiĨm tra: h0 R ≤ 5,5 δb E h 46,4 R 2100 = = 77,3 < 5,5 = 5,5 = 174 δb 0,6 E 2,1.10 Bơng rêng ỉn ®Þnh díi t¸c dơng cđa øng st ph¸p b.4 KiĨm tra ỉn ®Þnh cơc bé cđa b¶n bơng rêng díi t¸c dơng ®ång thêi cđa øng st ph¸p vµ øng st tiÕp Theo phÇn trªn ta tÝnh ®ỵc λ b = 2,45 < 2,5 V× vËy b¶n bơng dÇm ỉn ®Þnh cơc bé díi t¸c dơng ®ång thêi cđa øng st ph¸p vµ øng st tiÕp TiÕt diƯn nµy cã kÝch thíc nh h×nh vÏ: (xem tÝnh to¸n tiÕt diƯn ë b¶ng) *************************************************** 2.2.TÝnh to¸n tiÕt diƯnB-B cđa rêng ngang: Néi lùc nguy hiĨm nhÊt dïng ®Ĩ thiÕt kÕ kÝch thíc cđa tiÕt diƯn nµy ®ỵc lÊy tõ kÕt qu¶ cđa b¶ng tỉ hỵp néi lùc.TrÞ sè cđa tỉ hỵp néi lùc nguy hiĨm nhÊt: M =-7478,59 Kg.m N =-738,36Kg Q = 1486,88Kg SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 26 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh a.S¬ bé chän tiÕt diƯn xµ: Do M>>N nªn ®Ĩ x¸c ®Þnh s¬ bé kÝch thíc tiÕt diƯn ta tÝnh theo kÕt cÊu chÞu n sau ®ã kiĨm tra l¹i theo cÊu kiƯn chÞu nÐn n Ta cã: M M 7478,59.10 ≤ R γ = = 356cm σ= ⇒ Wx ≥ Wx R.γ 2100.1 §é lƯch t©m cđa xµ: e= M/N = 7478,59/738,36=10,129m Theo yªu cÇu cÊu t¹o ta cã: ChiỊu cao kinh tÕ cđa tiÕt diƯn : hkt = k M R.δ b k : HƯ sè phơ thc vµo cÊu t¹o tiÕt diƯn dÇm, v× ta thiÕt kÕ dÇm tỉ hỵp hµn cã tiÕt diƯn thay ®ỉi nªn lÊy k=1,15 δb : ChiỊu dµy b¶n bơng dÇm, chän s¬ bé δb = 6mm hkt = 1,15 747859 = 28cm 2100.0,6 Chän hr = 30cm * KiĨm tra chiỊu dµy b¶n bơng dÇm : -ChiỊu dµy b¶n bơng nhá nhÊt ®ỵc x¸c ®Þnh tõ ®iỊu kiƯn b¶n bơng ®đ kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t lín nhÊt : Q δ b ≥ max h b R c V× hb cha biÕt, ta t¹m lÊy : hb = hr = 30cm 1486,88 = 0,06cm ⇒ δb ≥ 30.1200 VËy b¶n bơng ®đ kh¶ n¨ng chÞu lùc c¾t - X¸c ®Þnh c¸c kÝch thíc cđa tiÕt diƯn c¸nh rêng : DiƯn tÝch cÇn thiÕt cđa tiÕt diƯn c¸nh rêng ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : h h δ 30 303.0,6 Wx r − r b .2 356 − .2 12 12 Ac = bc.δc = = 8,87cm = 2 hr 30 Chän δc = 0,8cm, tháa m·n : δb ≤ δc ≤ 3.δb ⇔ 0,6cm ≤ δc ≤ 1,8cm Chä bc = 18cm, tháa m·n : b b c − δ b 18 − 0,6 E 2,1.10 = = = 10,875 ≤ 0,5 = 0,5 = 15,8 ; δc 2.δ c 2.0,8 R 2100 bc ≥ 18cm h bc ≥ r = 3cm 10 SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 27 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh Tõ c¸c ®iỊu kiƯn trªn ta chän bc = 18cm, δc= 0,8cm b KiĨm tra l¹i tiÕt diƯn võa chän -M« men qu¸n tÝnh thùc cđa tiÕt diƯn rêng : b c δ c 0,6.28,4 18.0,83 δ b h b Jx = + + a δ c b c = + 2. + ( 14,6 ) 0,8.18 = 7285,86cm 12 12 12 12 3 2.δ c b c h b δ b 2.0,8.183 28,4.0,6 Jy = + = + = 778,1cm 12 12 12 12 2.J x 2.7285,86 = = 485,7cm +M«men chèng n: Wx = hr 30 b.1.KiĨm tra ®iỊu kiƯn bỊn cđa dÇm Ta kiĨm tra theo cÊu kiƯn chÞu nÐn n N M + ≤ R.γ =2100kG/cm2 σmax = A th Wx Ath = 28,4.0,6 + 2.18.0,8 = 45,84cm2 738,36 7478,59.10 + = 1555,86( kG / cm ) ≤ 2100( kG / cm ) 45,84 485,7 Tháa m·n ®iỊu kiƯn bỊn b.2 KiĨm tra ỉn ®Þnh cơc bé cđa b¶n bơng rêng díi t¸c dơng cđa øng st tiÕp §iỊu kiƯn ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : 10,3.R c τ0 = λb Trong ®ã : λ b :§é m¶nh quy íc cđa b¶n bơng dÇm, ®ỵc tÝnh theo c«ng thøc: σmax = h b R 28,4 2100 = = 1,497 δ b E 0,6 2,1.10 Tõ ®iỊu kiƯn hỵp lý, lµ mÊt ỉn ®Þnh cđa b¶n bơng dÇm díi t¸c dơng cđa øng st tiÕp x¶y ®ång thêi víi mÊt kh¶ n¨ng chÞu lùc vỊ ®é bỊn cđa b¶n bơng rêng lùc c¾t, tøc cho τ0 = Rc , ta cã ®é m¶nh quy íc giíi h¹n cđa b¶n bơng rêng lµ : λ b = 3,2 λb = [ ] [ ] Ta thÊy rêng cã : λ b < λ b Bơng rêng ỉn ®Þnh díi t¸c dơng cđa øng st tiÕp b.3 KiĨm tra ỉn ®Þnh cơc bé cđa b¶n bơng rêng díi t¸c dơng cđa øng st ph¸p §iỊu kiƯn kiĨm tra: hb R ≤ 5,5 δb E h b 28,4 R 2100 = = 47,33 < 5,5 = 5,5 = 174 δb 0,6 E 2,1.10 Bơng rêng ỉn ®Þnh díi t¸c dơng cđa øng st ph¸p SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 28 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh b.4 KiĨm tra ỉn ®Þnh cơc bé cđa b¶n bơng rêng díi t¸c dơng ®ång thêi cđa øng st ph¸p vµ øng st tiÕp Theo phÇn trªn ta tÝnh ®ỵc λ b = 1,497 < 2,5 V× vËy b¶n bơng dÇm ỉn ®Þnh cơc bé díi t¸c dơng ®ång thêi cđa øng st ph¸p vµ øng st tiÕp c KiĨm tra l¹i tiÕt diƯn võa chän cho cỈp néi lùcnguy hiĨm kh¸c: Tõ kÕt qu¶ cđa b¶ng tỉ hỵp néi lùc.TrÞ sè cđa tỉ hỵp néi lùc nguy hiĨm cÇn kiĨm tra: M =-7860,72Kg.m N =-601,3Kg Q = 182,34Kg KiĨm tra ®iỊu kiƯn bỊn cđa dÇm Ta kiĨm tra theo cÊu kiƯn chÞu nÐn n N M + ≤ R.γ =2100kG/cm2 σmax = A th Wx 601,3 7860,72.10 + = 1631,55kG / cm ) ≤ 2100( kG / cm ) σmax = 45,84 485,7 Tháa m·n ®iỊu kiƯn bỊn TiÕt diƯn nµy cã kÝch thíc nh h×nh vÏ: (xem tÝnh to¸n tiÕt diƯn ë b¶ng) SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 29 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh ∗ TÝnh to¸n tiÕt diƯn kh¸c Do néi lùc ph©n bè tõ lín ®Õn nhá tư mỈt c¾t ngµm víi cét ®Õn vÞ trÝ liªn kÕt víi dÇm cÇu trơc, ta tÝnh to¸n thay ®ỉi tiÕt diƯn ®Ĩ tiÕt kiƯm thÐp vµ gi¶m nhĐ träng lỵng xµ ngang Ta ®· thiÕt kÕ tiÕt diƯn cho hai mỈt c¾t ®¹i diƯn cho xµ nh ë trªn Tõ kÕt qu¶ ch¹y ch¬ng tr×nh sap2000, ta x¸c ®Þnh ®ỵc néi lùc t¹i c¸c mỈt c¾t cđa xµ (Chia phÇn tư tÊt c¶ 11 mỈt c¾t) Tỉ hỵp néi lùc t¹i c¸c mỈt c¾t theo c¸c trêng hỵp t¶i träng g©y cho khung TrÞ sè néi lùc t¹i c¸c mỈt c¾t vµ c¸c trêng hỵp tỉ hỵp néi lùc xem b¶ng Tõ tiÕt diƯn ®Çu vµ tiÕt diƯn ci cđa ta tÝnh to¸n tiÕt diƯn thay ®ỉi tun tÝnh theo mét ph¬ng tr×nh ®êng th¼ng ®Ĩ kiĨm tra c¸c tiÕt diƯn kh¸c ta cÇn t×m liªn hƯ gi÷a chiỊu vµ chiỊu cao lµm viƯc cđa tiÕt diƯn Tõ hai tiÕt diƯn ®· tÝnh to¸n ë trªn ta rƠ rµng viÕt ®ỵc ph¬ng tr×nh ®êng th¼ng nÕu ta coi trơc u-u ®i qua trơc cđa bơng vµ trơc v-v ®i vu«ng gãc víi trơc u-u vµ ®i qua mÐp c¸nh ngoµi cđa b¶n c¸nh, trơc t vu«ng gãc víi mỈt ph¼ng u-v vµ ®i qua mÐp ngoµi cđa trơc b¶n c¸nh nh h×nh vÏ: §êng th¼ng biĨu diƠn sù thay ®ỉi cđa bơng (hay ®©y lµ chiỊu cao tiÕt diƯn xµ) xµ nh sau: u=140-0,055761.t (cm) §êng th¼ng biỊu diƠn sù thay ®ỉi tiÕt diƯn c¸nh nh sau: v= 23-0.0055761.t (cm) SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 30 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh KÝch thíc tiÕt diƯn mỈt c¾t cét ®ỵc ký hiƯu nh h×nh vÏ díi: Xµ ®ỵc kiĨm tra víi 11 mỈt c¾t v× thÕ tõ ph¬ng tr×nh ®êng th¼ng ta cã thĨ x¸c ®Þnh ®ỵc kÝch thíc tiÕt diƯn tõng vÞ trÝ mỈt c¾t Ta lÊy néi lùc nguy hiĨm (®ỵc t« ®Ëm ë b¶ng tỉ hỵp) tõng mỈt c¾t tõ b¶ng tỉ hỵp ®Ĩ tÝnh to¸n vµ kiĨm tra tõng tiÕt diƯn ® ỵc thĨ hiƯn ë b¶ng díi KiĨm tra c¸c kÝch thíc tiÕt diƯn ®· chän: Víi c¸ch lËp b¶ng t¬ng t nh ®èi víi cét ta tÝnh to¸n vµ kiĨm tra tiÕt diƯn vµ lËp thµnh b¶ng nh sau: SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 31 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh PhÇn : thiÕt kÕ tÝnh to¸n c¸c chi tiÕt liªn kÕt i thiÕt kÕ tÝnh to¸n ch©n cét : 1.CÊu t¹o.CÊu t¹o ch©n cét ph¶i ®¶m b¶o ®ỵc nhiƯm vơ chun ®Ịu t¶i trängtõ cét lªn mãng ,phï hỵp vøi s¬ ®å tÝnh lµ khíp vµ thn tiƯn cho thi c«ng -khung ®ỵc bè trÝ gèi khíp t¹i ch©n cét v× thÕ nã lµ bé phËn phøc t¹p cđa khung -ch©n cét chÞu ph¶n lùc gèi tùa vµ lùc x« ngang t¶i träng trªn khung tren xng -néi lùc ch©n cét lÊy b¶ng tỉ tỉ hỵp néi lùc : N= V=5865,112(KG) H=Q=2124,96(KG) V× ph¶n lùc gèi tùa kh«ng lín nªn ta sư dơng lo¹i gèi khíp b¶n ®Ĩ liªn kÕt ch©n cét víi mãng *TÝnh to¸n : -Ch©n cét chơi nÐn ®óng t©m,diƯn tÝch b¶n ®Õ AB§ cđa cét nÐn ®óng t©m ®ỵc x¸c ®Þnh theo cêng ®é tÝnh to¸n vỊ nÐn cơc bé cđa bª t«ng mãng : N Ab® ≥ m cb R n ®ã N=5865,112(kg) lµ lùc däc tÝnh to¸n t¹i ch©n cét Gi¶ thiÕt mãng lµm b»ng vËt liƯu bª t«ng cèt thÐp m¸c cđa bª t«ng lµ 250 cã Rn =110(kg/cm2) Do diƯn tÝch cơc bé cđa b¶n ®Õ cha biÕt nªn tÝnh to¸n diƯn tÝnh c¶ b¶n ®Õ ph¶i kĨ ®ªn hƯ sè t¨ng cêng ®é nÐn cơc bémcb mcb=3 AM A BD mcb= 1,2-1,5 ®ã AM tÝnh mỈt mãng GØa thiÕt mcb=1,2 ⇒ Abd ≥ N 5865,112 = =44,433(cm2) R n 110.1,2 ⇒ Dùa vµo ABD vµ h×nh d¸ng tiÕt diƯn ch©n cét ta chän : B=220(mm) SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 32 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh L=240(mm) Thay vµo c«ng thøc kiỴm tra cêng ®é chÞu nÐn cđa bª t«ng ta cã: δ= N 5865,112 = =11,108(kg\cm2) ≤ mcb.Rn=110(kg/cm2) B.L 22.44 -ChiỊu dµy b¶n ®Õ ®ỵc x¸c ®Þnh dùa trªn sù lµm viƯc chÞu n cđa b¶n ®Õ díi c¸nh cét.S¬ ®å tÝnh lµ mét dÇm c«ng x¬n : δ.c 11,108.9,52 M max = = = 501,249 (kg/cm2) 2 M max ≤R Wbd δu = Khi ta c¾t mét d¶i b¶n ®Õ 1cm2 1.δ 2bd Wbd= ⇒ δ bd ≥ 6.M max 6.501,249 1,197(cm) = = R 2100 Theo c«ng thøc : δ bd ≥ 12(mm) Chän δ bd =1,5(cm) -Bè trÝ bu l«ng neo g¾n b¶n ®Õ vµo víi mãng ®Ĩ phßng chãng giã bèc cã thĨ g©y kÐo ë ch©n khung vµ lùc x« ngang Q g©y *Ch©n cét liªn kÕt vµo b¶n ®Õ b»ng ®êng hµn gãc ChiỊu cao cđa ®êng hµntháa m¶n ®iỊ kiƯn: hh ≤ 1.2δ =1.2 δ b =1,2.0,8=9,6mm hh ≥ hhmin=5(mm) Liªn kÕt ch÷ T víi r·nh hµn kiĨu ch÷ K ®ỵc tÝnh to¸n nh hµn ®èi ®Çu δh = N ≤ R nh AH R nh = 21009( kg / cm ) A+h+ DiƯn tÝch chơi lùc cđa ®êng hµn SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 33 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh Ah= δ b l bh + 2.σ c l ch Trong ®ã Qmax=3419,88(kg) Scm« men tÜnh cđa c¸nh cét ®èi víi trơc trung hßa cđa tiÕt diƯn cét Sc=1.18.9,5=171(cm2) 0,8.183 JX= + 2[ 12 ] KiĨm tra ỉn ®Þnh tỉng thĨ ngoµi mỈt ph¼ng khung: SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 34 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh ỉn ®Þnh tỉng thĨ ngoµi mỈt ph¼ng khung ®ỵc kiĨm tra theo c«ng thøc: N σy = ≤ γ.R C.ϕ y A ng Trong ®ã: + N = 4782,94kG + HƯ sè n däc ϕy ®èi víi trơc y - y x¸c ®Þnh tõ kÕt qu¶ tra b¶ng theo λy= 169,7 néi suy t×m ®ỵc: ϕy=0,259 + DiƯn tÝch tiÕt diƯn nguyªn Ang = 66,4 cm2 §é lƯch t©m t¬ng ®èi: mx =22,1>10, Nªn hƯ sè kĨ ®Õn ¶nh hëng cđa m«men n (Mx) vµ h×nh d¹ng tiÕt diƯn ®èi víi ỉn ®Þnh cđa cét thÐp theo ph¬ng vu«ng gãc víi mỈt ph¼ng n x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: C = 1/(1 + mx.ϕy/ϕd) +Trong ®ã: -ϕd x¸c ®Þnh nh ®èi víi dÇm: ϕd phơ thc vµo ϕ1 vµ gi¸ trÞ ϕ1 ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: J ϕ1 = ψ x Jy h E l0 R HƯ sè ψ - hƯ sè lÊy theo b¶ng 3.4 phơ thc vµo liªn kÕt t¹i gèi tùa vµo d¹ng vµ vÞ trÝ t¶i träng t¸c dơng lªn dÇm , vµo tham sè α Víi dÇm ch÷ I th× tÝnh gi¸ trÞ α theo biĨu thøc : α = 1,54 J xoan l ( ) Jy h Jxo¾n = n.[2.bc δc3 + hb δb3 ] /3 = 1,2.[2.18.13 + 38.0,83 ]/3 = 22,18(cm4) Trong ®ã:n lµ hƯ sè phơ thc h×nh d¹ng mỈt c¾t ngang ®ỵc x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiƯm α = 1,54 J xoan l 22,18 650 ( ) = 1,54 .( ) = 9,26 Jy h 973,62 40 ψ = 1,6 + 0,08.α = 1,6 + 0,08.9,26 = 2,34 2 Jy h E 973,6 40 2,1.10 = 0,497 ⇒ ϕ1 = ψ . = 2,34 J x l0 R 17350 650 2100 ϕ1< 0,85 SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 35 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh ⇒ LÊy ϕd = ϕ1 = 0,497 ⇒ C = 1/(1+22,1.0,259/0,497) = 0,0799 N 4782,94 σy = = = 27463kg / cm < 2750kg / cm C.ϕ y A th 0,0799.0,259.66,4 TiÕt diƯn ®¶m b¶o ỉn ®Þnh tỉng thĨ ngoµi mỈt ph¼ng khung II thiÕt kÕ tÝnh to¸n liªn kÕt nèi ®Ønh rêng : Liªn kÕt nèi ®Ønh rêng m¸i cã thĨ dïng liªn kÕt hµn hc liªn kÕt bu l«ng, ®inh t¸n Do rêng m¸i cã chiỊu dµi lín vµ thêng ®ỵc khch ®¹i l¾p ghÐp t¹i c«ng trêng nªn nÕu dïng liªn kÕt hµn hc ®inh t¸n th× rÊt khã kh¨n vµ chÊt lỵng ®êng hµn kh«ng ®¶m b¶o, v× vËy ngêi ta thêng dïng liªn kÕt mỈt bÝch bu l«ng cêng ®é cao TÝnh to¸n b¶n sên liªn kÕt : ( MỈt bÝch ) Do rêng cã ®é dèc 5,70 (i=10%) so víi ph¬ng ngang nªn tiÕt diƯn ®Ønh m¸i t¹i vÞ trÝ liªn kÕt cã kÝch thíc nh h×nh vÏ Néi lùc lín nhÊt ë ®Ønh m¸i ®ỵc lÊy b¶ng tỉ hỵp t¹i tiÕt diƯn C-C : M = 17673,94( kG.m ) (c − 14)N = −1106,5( kG) Q = −1019,31( kG) Ta ®a néi lùc nµy vỊ trơc täa ®é vu«ng gãc n»m mỈt ph¼ng tiÕt diƯn ®Ønh m¸i nµy ®ỵc : M = M = 17673,94( kG.m ) 0 N = N cos 5,7 + Q sin 5,7 = −1202,267( kG ) 0 Q = Q cos 5,7 − N sin 5,7 = −904,373( kG) Ta dïng bu l«ng 40X cã cêng ®é tiªu chn kÐo tøc thêi Rbtc = 11000(kG/cm2) CÊu t¹o bul«ng cêng ®é cao gåm cã mò vµ ªcu (®ai èc),long ®en (®Ưm) ®Ĩ ph©n phèi ¸p lùc lªn thÐp c¬ b¶n SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 36 Đồ án kết cấu thép SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh Trang 37 Đồ án kết cấu thép GVHD: Ths Đỗ Nguyễn Duy Minh §Ĩ tÝnh to¸n bu l«ng ta chän c¸c cỈp néi lùc nguy hiĨm tõ b¶ng tỉ hỵp néi lùc : M = −1683,01( kG.m ) (c − 11)N = 313,693( kG) Q = −801,27( kG) M = 17673,94( kG.m ) (c − 14)N = −1106,5( kG) Q = −1019,31( kG) CỈp néi lùc (C-14) g©y lùc kÐo phÇn díi cđa liªn kÕt, cỈp néi lùc (C-11) g©y lùc kÐo phÇn trªn cđa liªn kÕt §Ĩ c¸c bu l«ng lµm viƯc hỵp lý ta bè trÝ bu l«ng theo ®iỊu kiƯn lµm viƯc thùc tÕ vµ theo cÊu t¹o nh sau: a Bè trÝ bu l«ng thµnh d·y ®inh song song b Kho¶ng c¸ch tõ t©m bu l«ng gÇn theo mäi híng : - Nhá nhÊt lµ 2,5d SVTH: Nguyễn Thái Học(06/10/90) Trang 38 [...]... 12 12 12 12 3 3 2. c b c h b b 2. 0,8.183 28 ,4.0,6 3 Jy = + = + = 778,1cm 4 12 12 12 12 2.J x 2. 728 5,86 = = 485,7cm 3 +Mômen chống uốn: Wx = hr 30 b.1.Kiểm tra điều kiện bền của dầm Ta kiểm tra theo cấu kiện chịu nén uốn N M + R. =21 00kG/cm2 max = A th Wx Ath = 28 ,4.0,6 + 2. 18.0,8 = 45,84cm2 738,36 7478,59.10 2 + = 1555,86( kG / cm 2 ) 21 00( kG / cm 2 ) 45,84 485,7 Thỏa mãn điều kiện bền b .2. .. 19,6 ) 0,8.18 = 13896,5cm 4 12 12 12 12 3 3 2. c b c h b b 2. 0,8.183 38,4.0,63 Jy = + = + = 778,3cm 4 12 12 12 12 2.J x 2. 13896,5 = = 694,8cm 3 +Mômen chống uốn: Wx = hr 40 b.1.Kiểm tra điều kiện bền của dầm Ta kiểm tra theo cấu kiện chịu nén uốn N M + R. =21 00kG/cm2 max = A th Wx Ath = 38,4.0,6 + 2. 18.0,8 = 51,84cm2 25 90,34 138 122 4 + = 20 38( kG / cm 2 ) 21 00( kG / cm 2 ) max = 51,84 694,8 Thỏa... c = + 2. + ( 23 ,6 ) 0,8.18 = 21 037cm 4 12 12 12 12 3 3 2. c b c h b b 2. 0,8.183 46,4.0,6 3 Jy = + = + = 778,4cm 4 12 12 12 12 2.J x 2. 21037 = = 876,5cm 3 +Mômen chống uốn: Wx = hr 48 b.1.Kiểm tra điều kiện bền của dầm Ta kiểm tra theo cấu kiện chịu nén uốn N M + R. =21 00kG/cm2 max = A th Wx Ath = 46,4.0,6 + 2. 18.0,8 = 56,64cm2 1106,5 1767394 + = 20 36( kG / cm 2 ) 21 00( kG / cm 2 ) max = 56,64... =0,8 .28 =22 ,4cm2 Bản cánh: Ab =2. 1.18=36cm2 A= 58,4cm2 Kích thớc cụ thể của tiết diện đợc ghi rõ trong hình vẽ dới đây: b.Kiểm tra tiết diện đã chọn Các đặc trng hình học của tiết diện: +Mômen quán tính của tiết diện: b c c 3 2 0,8 .28 3 18.13 b h 3 b 2 Jx = + 2 + a c b c = + 2. + ( 14,5) 1.18 = 9035cm 4 12 12 12 12 3 3 2. c b c h b b 2. 1.183 28 .0,83 Jy = + = + = 973,19cm 4 12 12 12 12 SVTH:... l 0 2 22, 18 650 2 ( ) = 1,54 .( ) = 9 ,26 Jy h 973, 62 40 = 1,6 + 0,08. = 1,6 + 0,08.9 ,26 = 2, 34 2 2 Jy h E 973,6 40 2, 1.10 6 = 0,497 1 = . = 2, 34 J x l0 R 17350 650 21 00 1< 0,85 SVTH: Nguyn Thỏi Hc(06/10/90) Trang 35 ỏn kt cu thộp GVHD: Ths Nguyn Duy Minh Lấy d = 1 = 0,497 C = 1/(1 +22 ,1.0 ,25 9/0,497) = 0,0799 N 47 82, 94 y = = = 27 463kg / cm 2 < 27 50kg / cm 2 C. y A th 0,0799.0 ,25 9.66,4... R =21 00kg/cm2 Độ mảnh quy ớc của tiết diện đợc tính theo công thức: = R 21 00 = 100 = 3,1 62 E 2, 1.10 6 Ta tính x theo công thức với 2, 5 < < 4,5: x =1,47-13.R/E-(0,371 -27 ,3.R/E) +(0, 027 5-5,53.R/E) 21 00 21 00 21 00 0 , 371 27 , 3 3 , 1 62 + 0 , 027 5 5 , 53 6 2, 1.106 2, 1.10 6 2 , 1 10 = 1,47-0,013-1,087+0, 022 = 0,3 92 Diện tích cột đợc tính theo công thức: N 5865,1 12 A yc = = = 7, 125 cm... = 94,86 kg/cm 2 28 .0,8 94,86 = 0 ,29 = 1,4. (2. 1,8 52 - 1) 123 8 Ta tính đợc tỉ số giới hạn nh sau : = hb (2. 1,8 52 1) .2, 1.106 = 20 3,8 = 4,35 2 2 123 8. (2 1,8 52 + 1,8 52 + 4.0 ,29 ) b hb E 2, 1.106 = 3,8 = 120 ,17 Ta thấy > 3,8 R 21 00 b hb = 120 ,17 b hb = 120 ,17 b Đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ bản bụng Kết cấu không bị mất ổn định về cụ bộ h b 28 = = 35 < b 0,8 SVTH: Nguyn Thỏi... tiết diện khảo sát: = Q h b b 1785,98 = 79,78kg/cm 2 28 .0,8 79,78 = 0 ,21 3 = 1,4. (2. 1, 927 - 1) 1496 Ta tính đợc tỉ số giới hạn nh sau : = hb (2. 1, 927 1) .2, 1.10 6 = 1 92, 465 = 4,35 1496. (2 1, 927 + 1, 927 2 + 4.0 ,21 32 ) b hb E 2, 1.106 = 3,8 = 120 ,17 Ta thấy > 3,8 R 21 00 b hb = 120 ,17 b h b 28 h = = 35 < b = 120 ,17 b 0,8 b Đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ bản bụng Kết cấu không... Duy Minh từ công thức trên ta đợc: =1698,2kg/cm2 N Mx 26 52, 14 1438571 1 = y = 20 = 1618,3Kg / cm 2 A th J xth 66,4 17350,13 = 1698 ,2 (1618,3) = 1,953 1698 ,2 >1 Độ mảnh giới hạn của bản bụng đợc tính theo công thức: hb (2. 1).E E 3,8 = 4,35 R . (2 + 2 + 4. 2 ) b Với =1,4. (2. -1) : là ứng suất tiếp trung bình ở tiết diện khảo sát: = Q h b b 27 02, 3 = 88,9kg/cm 2 38.0,8 88,9 = 0 ,21 3... N Mx 5 324 ,03 690611 = + y = + 15 = 123 8Kg / cm 2 A th J xth 58,4 9035 1 = N Mx 5 324 ,03 690611 y = 15 = 1055Kg / cm 2 A th J xth 58,4 9035 123 8 ( 1055) = 1,8 52 123 8 >1 Độ mảnh giới hạn của bản bụng đợc tính theo công thức: = hb (2. 1).E E 3,8 = 4,35 R . (2 + 2 + 4. 2 ) b Với =1,4. (2. -1) : là ứng suất tiếp trung bình ở tiết diện khảo sát: = Q h b b 21 24,96 = 94,86 kg/cm 2 28 .0,8