Đồ án Kết Cấu Thép...kết 56b-ktxdct

Đồ án môn KẾT CẤU THÉP A GVHD:Phạm văn Thuyết THIẾT KẾ DẦM THÉP (SV k56-ktxdct).Bọn em khóa 56 phải thực tập gấp nên không xếp thời gian chép đồ án,em phải in bài,mong thầy chiếu cố! Sơ đồ tính tốn α α F F l/3 l/3 l/3 q Tiết diện dầm tf y y bf x x SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang1 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết tw hw h fk h Kiểu tựa dầm lên gối Đầu dầm tựa vào cột l ( m) 10 Các thông số F ( kN ) 60 q ( kN / m ) 131 α (độ) 60 Bảng số liệu: Bài thiết kế: 60 F F l/3 l/3 l/3 q 60 1497,5kN SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang2 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết 1497,5kN 1497,5 614,17 576, 67 576, 67 614,17 1497,5 Q ( kN ) M ( kNm ) 8900 7938,89 7938,89 Vậy - I M max = 7675kNm Qmax = 1497,5kN ; Dùng thép làm dầm CCT 38 Hệ số điều kiện làm việc: Độ võng cho phép Chọn (theo biểu đồ mômen) (TCVN 5709:1993) γc =1 ; hệ số tin cậy tải trọng γ p = 1,2 ∆   l  = 400 f = 2,1 ×103 daN / cm2 E = 2,1 ×106 daN cm ; Chọn tiết diện dầm: SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang3 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP - Xác định chiều cao tiết diện dầm Tính chiều cao hmin = - hmin h , giả thiết hệ số vượt tải trung bình γ tb = 1,2 : f l  l 2,1×103 2000   = 400 = 138,89cm 24 E  ∆  γ tb 24 2,1×10 1, Tính chiều cao h ≈ hmin Với dầm: tω = + ⇒ GVHD:Phạm văn Thuyết hkt hkt = k theo công thức: W tω (*) tω = + ,sử dụng công thức kinh nghiệm 3h 1000 để xác định chiều dày bụng 3hmin ×138,89 =7+ = 11,17mm 1000 1000 để tính hkt sơ chọn tω = 10mm ;dầm hàn ; chọn hệ số cấu tạo k = 1,15 Mômen lớn tiết diện dầm: M max = p c γ p l F l.sin α 146 ×1, × 20 75 × 20 × sin 60 + = + = 0,92 × 104 kNm = 92 ×106 daNm ( với tải trọng phân bố đều) Mômen kháng uốn cần thiết: Wxct = M max 92 ×106 = = 460 ×102 cm3 f γ c 2,1 ×103 ×1 Từ số liệu ,thay vào công thức (*), tính chiều cao kinh tế: hkt = k Wxct 46000 = 1,15 × = 340,17cm tω SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang4 pc Đồ án môn KẾT CẤU THÉP - GVHD:Phạm văn Thuyết Theo điều kiện đầu bài, hmax không bị khống chế.Chọn chiều cao tiết diện dầm hkt h ≤ hmin h = 340cm gần tốt,vì ta chọn Chọn chiều dày bụng:Gần coi ,tại tiết diện đầu dầm có riêng Vmax - bụng chịu lực cắt Xác định lực cắt lớn tiết diện đầu dầm: Vmax = p c γ p l + F sin α = 146 ×1, × 20 + 75 × sin 60 = 1816,95kN = 18,1695 ×10 daN f v = 0,58 f y / γ M = 0,58 × 2400 / 1,05 = 1325,7daN / cm2 Cường độ chịu cắt cánh dầm ;giả thiết chiều dày t f = 2,0cm hω = h − 2t f = 340 − × 2, = 336cm , Từ đó,xác định chiều dày cần thiết bụng dầm,theo cơng thức: V 18,1695 ×104 tω = max = × = 0, 61cm hω f v γ c 336 ×1325, ×1 Chọn chiều dày bụng tω = 1,0cm Xác định kích thước tiết diện cánh dầm theo cơng thức:  M max h tω hω3   92 × 106 340 1, × 3363  b f t f =  − × − = 75, 04cm3 ữ = ữì 12  338  f γ c 12  h fk  2,1 ×10 ×1 bf = t f = 2,0cm Chiều dày cánh đãchọn  ,tính chiều rộng cánh 75, 04 = 37,52cm 2, Lưu ý rằng, tải trọng uốn dùng để tính tiết diện yêu cầu chưa kể đến trọng lượng thân dầm; kể đến tiết diện dầm lớn hơn.Vì vậy, chọn chiều rộng cánh dầm b f = 40cm > 37,52cm SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang5 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP bf Tỷ số tf = GVHD:Phạm văn Thuyết 40 = 20 < 30 ⇒ điều kiện ổn định cục cánh dễ dàng thỏa mãn Tiết diện dầm chọn với kích thước cụ thể ghi hình sau: Tiết diện dầm thiết kế (đơn vị mm) 20 y y 540 x x 10 3360 3380 3400 II - Kiểm tra tiết diện dầm chọn theo điều kiện cường độ Tính tốn lại xác đặc trưng hình học tiết diện dầm Diện tích tiết diện dầm: A = Aω + A f = 1, × 336 + × 2, × 54 = 552cm = 0, 0552m Mơmen qn tính mơmen chống uốn tiết diện trục trung hòa SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT x−x : Trang6 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP I x = Iω + I f = Wx = GVHD:Phạm văn Thuyết  b f t 3f b f t f h 2fk tω hω3 +  +  12 12  I x × 7730901 = = 45475,89cm3 h 340   40 × 23 40 × × 3382  3363 = ì + ì + ữ  ÷ = 7730901cm ÷ 12  12   Mômen tĩnh nửa tiết diện dầm trục trung hòa S x = Sω + S f = tω ; h hω2 3362 338 + b f t f fk = 1× + 40 × × = 27632cm3 8 x−x : Kiểm tra điều kiện cường độ: Tải trọng uốn tính tốn,kể trọng lượng thân dầm: q = p c γ p + Aργ g = 14600 ×1, + 0, 0552 × 7850 ×1,1 = 17567, 66daN / m Tiết diện dầm có: M max = ql F sin α 17567, 66 × 202 75 ×103 × sin 60 + = + = 90 ×10 daNm = 90 ×106 daNcm 8 Ứng suất pháp lớn thớ tiết diện này: σx = M max 90 × 106 = = 1979, 07 daN / cm < f γ c = 2100 × = 2100daN / cm Wx 45475,89 V = Vmax = Tiết diện đầu dầm có ql 21236, 65 × 20 + F sin α = + 75 ×103 × sin 60 = 27, 73 ×10 daN 2 Ứng suất tiếp lớn đạt thớ bụng (mức trục τ max x−x ) tiết diện này: Vmax S x 27, 73 ×104 × 32364 = = = 961,87daN / cm < f vγ c = 1325, × = 1325,7daN / cm I x tω 933, 03 ×10 ×1 SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang7 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP III GVHD:Phạm văn Thuyết Kiểm tra độ võng dầm với tiết diện chọn Khi thiết kế ta chọn chiều cao dầm dầm hmin = 138,89cm h = 340cm lớn nhiều so với chiều cao bé Thử lại: Dầm chịu tải trọng phân bố tiêu chuẩn,kể trọng lượng thân: q c = p c + g c = p c + Aρ = 17300 + 0, 0552 × 7850 = 17733,32daN / m = 177,33daN / cm Tính toán kiểm tra độ võng tương đối lớn nhất,tại nhịp theo điều kiện: ∆ 50 5933333,33 = ( M k ) ( M P ) = × × × 8900 ×10 × = = 3, 78 ×10 −8 l EI x 8 × 2,1× 106 × 933, 03 × 104 (theo cách tính mơn Sức bền vật liệu – hình vẽ bên dưới) Giá trị nhỏ so với độ võng tương đối cho phép ∆  l  = 400 l = 10 2 Pk = (Mk ) SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang8 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP B GVHD:Phạm văn Thuyết THIẾT KẾ CỘT THÉP (SV K56b-ktxdct) Sơ đồ tính tốn N, M, V Tiết diện cột SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang9 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết y y x x b h Bảng số liệu: Kiểu liên kết với cấu kiện khác Các thông số l ( m) N ( kN ) 10 2100 Đầu cột đặt xà ngang M ( kNm ) 2200 V ( kN ) 113 Chân cột móng bê tơng Bài thiết kế: Chọn tiết diện cột rỗng giằng hai nhánh.Hai nhánh làm thép hình cán bụng làm thép góc.Vật liệu làm cột thép M270M cấp 485W.Hệ số điều kiện làm việc cột γc =1 ,của bụng Từ sơ đồ tính toán ta tra bảng 4.1 γ c = 0, 75 µ=2 SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang10 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết + Kiểm tra khả chịu lực:Tra bảng hệ số ϕmin = 0, 215 ϕ theo λ0 Xác định λ0 : λx = lx 1700 = = 34, ix 49 α1 = π ld3 3,142 × 154,53 = = 31,9 C 2a 97, 252 ×120 λ0 = λx2 + α1 λ0 = λ0 Từ Xác định độ mảnh cột theo trục ảo kiểm tra lực cắt quy ước V - f = 620 N / mm ,vậy ta có: N tx 1151,8 = = 667, > f = 62kN / cm γ c ϕ At 0, 75 × 0, 215 ×10, - λmax = 113 A 134, = 34, + 31,9 × = 37, 47 < [ λ ] = 120 Ad ×10,7 f 62 = 37, 47 × = 2, 04 E 2,1×10 Kiểm tra lực cắt quy ước: λ0 = 37, 47 thức f = 620 N / mm ϕ tra bảng hệ số (nội suy),ta  E N V f = 7,15 ×  2330 − ÷× ×10 −6 f  ϕ  ϕ = 0,833 theo cơng có lực cắt quy ước cột là:  2,1×104  2100 V f = 7,15 ×  2330 − ×10−6 = 35,89kN < V = 1450kN ữì 62 0,833 SVTH:Lõm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang15 Đồ án mơn KẾT CẤU THÉP ⇒ Vậy khơng phải tính lại bụng xiên độ mảnh tương đương λ0 Kiểm tra tiết diện cột chọn (như hình vẽ) VI GVHD:Phạm văn Thuyết Kiểm tra nhánh Nhánh 1:  λy = 165000  1050  N f1 = ì 45,57 + = 2188, 67 kN ữ 97, 25  97, 25  lf 120 425 = = 37, = 27, 07 λx = ix 3, 23 15, ; λmax = 37, < [ λ ] = 120 Tra bảng hệ số N f1 ϕ Af ly iy λmax = 37, ϕ = 0,849 ,vậy có: =  1050   165000  Nf2 = ì 52,68 + ữ ữ = 2265, 43kN  97, 25   97, 25  425 = 26, 23 λx = 120 = 39, 16, 3, 03 ; = ; ; Tương tự trên, tra bảng ta được: ϕ Af f = 620 N / mm 2188,67 = 41,9kN / cm < γ c f = 62kN / cm 0,849 × 61,5 λmax = 39, < [ λ ] = 120 Nf2 ; theo Nhánh 2:  λy = = ϕ ϕ = 0,814 ,vậy có: 2265, 43 = 38, 28kN / cm 0,814 × 72, SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang16 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết Kiểm tra toàn cột theo trục ảo e1 =  m = e1 Với Với cặp 1: Ay Ix = 157,14 × m = 3, ( x − x) 165000 = 157,14cm 1050 : ; 134, × 52,68 = 3, 322953 ; λ0 = 2, 04 tra bảng hệ số ϕe (nội suy),của cột rỗng N1 1050 = = 51,94kN / cm2 < γ c f = 62kN / cm2 ϕe A 0, 2726 ×134, e2 =  Với cặp 2: m = 157,14 × Với có: 134, × 45,57 = 2,97 322953 m = 2,97 λ0 = 2, 04 165000 = 157,14cm 1050 ,vậy có: ; ; ,tương tự trên,tra bảng (nội suy),ta N2 1050 = = 28, 69kN / cm < γ c f = 62kN / cm ϕe A 0, 27264 ×134, ϕe = 0, 2726 ϕe = 0, 27264 ,vậy Kết luận: Vậy cột chọn đảm bảo khả chịu lực SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang17 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết C.TÍNH TỐN DÀN THÉP (Số liệu chung) 1.Tính tốn nút dàn K dàn cho hình vẽ với số liệu sau: Thanh cánh trên,tiết diện 2L 100 x10 có nội lực T1 = 573 kN ; T2 = 273 kN ,thanh bụng tiết diện 2L90 x có X1 = 525 kN X2 = 439 kN.Lực tập trung P = 73 kN Độ dốc cánh 5% , thép CCT34 que hàn N42,hàn tay 2.Thiết kế nút gối dàn liên kết khớp với cột bêtông cốt thép (hình 1).Thép CCT34, que hàn N42,hàn tay,bêtơng cấp B15(M200), chiều dày mã tbm = 16mm.Phản lực đầu dàn tải trọng thường xuyên 38750 daN, tạm thời 11785 daN.Nội lực xiên đầu dàn (nén) X = 50945 daN, nội lực cánh (kéo) D1 = 45815 daN tgα = 20 SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang18 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết T2 X1 X2 T1 P K Sơ đồ dàn nội lực nút dàn K cho tập tính tốn dàn thép Bài Làm: Bài 1:.Tính tốn nút dàn K dàn cho hình vẽ với số liệu sau: Thanh cánh I trên,tiết diện 2L100 x10 có nội lực T1 = 573 kN ; T2 = 273 kN ,thanh bụng tiết diện 2L90 x9 có X1 = 525 kN X2 = 439 kN.Lực tập trung P = 73 kN Độ dốc cánh 5% , thép CCT34 que hàn N42,hàn tay Giải: Cấu tạo nút hình sau: × 2L90 × 2L90 SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang19 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết × 2L100 10 SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang20 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP Đường hàn liên kết Chọn có: k = 0,7 GVHD:Phạm văn Thuyết X1 β f = 0,7; β s = (bảng 2.7) ; (bảng 2.6); f wf = 180 MPa = 1800daN / cm2 ; w1 = f ws = 155MPa = 1550daN / cm2 ; tra bảng k.X1 0,7 × 52500 = = 36,5cm γ c h f ( β fω ) × 0,8 × 0,7 ×1800 Với đường hàn mép (số 2), tính theo cơng thức:  ∑l γ c = h f = h f = 8mm = 0,8cm Với đường hàn sống (số 1), tính theo cơng thức:  ∑l vào mã: w2 = ( − k ) X1 γ c h f ( β fω ) = 0,3 × 52500 = 15,6cm × 0,8 × 0,7 ×1800 Trong hai công thức : ( β f ω ) = 0,7 ×1800daN / cm2 Vậy chiều dài tối thiểu đường hàn số số 36,5 cm + 1cm = 19,3cm ,của đường hàn mép 15,6 cm + 1cm = 8,8cm Đường hàn liên kết X2 vào mã: SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang21 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết Với đường hàn sống (số 3), tính theo cơng thức:  ∑l w1 = k X 0,7 × 43900 = = 30,49cm γ c h f ( β fω ) × 0,8 × 0,7 ×1800 Với đường hàn mép (số 4), tính theo cơng thức:  ∑l w2 = ( − k ) X γ c h f ( β fω ) = 0,3 × 43900 = 13,07cm × 0,8 × 0,7 ×1800 Chiều dài tối thiểu đường hàn sống số số 13,07 cm + 1cm = 7,54cm Hợp lực R1 T1 ,T2 ) vào mã: với hiệu số nội lực cánh là: hai đường sống (số 5) chịu,được tính theo cơng thức: R1 = ,của đường hàn mép Liên kết cánh (có nội lực ∆T = T1 − T2 = 573 − 273 = 300kN 30,49 cm + 1cm = 16,25cm P ( k ∆T ) +  ÷ = 2 73 ( 0, × 300 ) +  ÷ = 213,15kN  2 ( k = 0,7 ) Chiều dài tối thiểu đường hàn số là: 1 R1 × 21315 2 lw1 = + 1cm = + 1cm = 11,57cm γ c h f ( β fω ) 1× 0,8 × 0, ×1800 ( : h f = 8mm = 0,8cm; ( β fω ) = 0,7 ×1800 daN SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT ) Trang22 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết Với đường hàn mép số khơng cần tính tốn 2 P  73  R2 = ( − k ) ∆T  +  ÷ = ( − 0, ) ì 300 + ữ = 97,11kN 2   < R1 = 213,15kN chọn h f = 8mm có chiều dài đường hàn số Như vậy,kích thước mã định từ hai đường hàn số số 3,khi mã hồn tồn chứa đường hàn số 2,4,5 II Bài 2: Thiết kế nút gối dàn liên kết khớp với cột bêtơng cốt thép (hình 1).Thép CCT34, que hàn N42,hàn tay,bêtông cấp B15(M200), chiều dày mã tbm = 16mm.Phản lực đầu dàn tải trọng thường xuyên 38750 daN, tạm thời 11785 daN.Nội lực xiên đầu dàn (nén) X = 50945 daN, nội lực cánh (kéo) D1 = 45815 daN Bài thiết kế: KK PP Nút gối cấu tạo hình vẽ sau: 30 30 120 120 SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang23 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết 300 2L75 × 50 200 100 × × 8 22 200 100 × × 8 50 150 II I II Hình a: 240 Hình c: 300 150 150 120 120 113 SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang24 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết 113 14 240 10 Z = 20, 89, 140, 240 II-II Hình b: b1 σđ Hình d: I-I SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang25 ... Trang8 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP B GVHD:Phạm văn Thuyết THIẾT KẾ CỘT THÉP (SV K56b-ktxdct) Sơ đồ tính tốn N, M, V Tiết diện cột SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang9 Đồ án môn KẾT... không đối xứng hình vẽ sau: Nhánh Nhánh [40 I 40 X X y y 400 b 1000 27,5 526,8 455, 972,5 SVTH:Lâm Thanh Tài MSV:1151050031 - Lớp: 56A-KTXDCT Trang11 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP GVHD:Phạm văn Thuyết... 56A-KTXDCT Trang15 Đồ án môn KẾT CẤU THÉP ⇒ Vậy khơng phải tính lại bụng xiên độ mảnh tương đương λ0 Kiểm tra tiết diện cột chọn (như hình vẽ) VI GVHD:Phạm văn Thuyết Kiểm tra nhánh Nhánh 1:  λy =