Báo cáoĐồ án nền và móng

THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG, MỘT NHỊP NHĨM SV THUYẾT MINH THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG, MỘT NHỊP A SỐ LIỆU TÍNH TỐN Thiết kế khung ngang chịu lực nhà cơng nghiệp tầng,một nhịp với số liệu cho trước sau: - Nhịp khung ngang: L =18(m) - Bước khung (bước cột): B = 6(m) - Chiều dài nhà: - Độ dốc mái: i =10%    5,17  (sin   0,099 ; cos  0,995) - Sức nâng cầu trục: Q = 12,5(Tấn), cần trục làm việc trung bình - Cao trình đường ray: - Phân vùng gió II.B (địa điểm xây dựng: Nghệ An) có: b = 102(m) 9,7(m) áp lực gió W0  125daN / m  1,25kN / m - Vật liệu thép CCT34 có : * Cường độ tính tốn: f  210 N / mm2  21kN / cm * Cường độ chịu cắt : f v  120 N / mm  12kN / cm * Cường độ chịu ép mặt: f em  320 N / mm  32kN / cm * Mođun đàn hồi: E  2,1.10 N / mm2  2,1.10 kN / cm - Bê tơng móng : B15 có Rbt  0, 75MPa  0, 075kN / cm Rb  8,5MPa  0,85kN / cm B THUYẾT MINH TÍNH TỐN I THIẾT KẾ XÀ GỒ: Xà gồ mái chịu tác dụng tải trọng mái, lớp cách nhiệt trọng lượng thân xà gồ Lớp mái xà gồ chọn trước theo tài liệu “ Pre – Engineered Buildings Design Manual” Sau kiểm tra lại theo điều kiện bền điều kiện biến dạng xà gồ - Tấm lợp mái : (single skin panels) hình dạng lợp mái chọn sau: Có thơng số kỹ thuật : Chiều dày (mm) Trọng lượng (kG/m2) D.tích 1tấm (m2) Tải trọng cho phép (kN/m2) 0,7 6,59 8,39 1,96 - Lớp cách nhiệt: - Xà gồ : Ta chọn xà gồ hình chữ “ Z “ bên xà gồ hình chữ “ C ” ngồi biên nhằm làm tăng ổn định cho mái  Hình dạng thơng số xà gồ chữ “ Z “  Chọn tiết diện xà gồ tiết diện chữ Z (là loại xà gồ chế tạo từ thép cán nguội) Tiết diện Ix Wx (cm4) (cm3) Iy (cm4) Trọng Wy lượng (cm3) (kg/m) Chiều dày (mm) Tải trọng Diện tích cho phép (cm2) (KN) 200Z17 358,8 35,88 49,86 7,01 1,75 6,04 4,74 20 16,44 85 20 180 200 1.75 1.75 60 Xà gồ chữ Z(200Z17) Xà gồ chữ C(180ES20) Tiết diện Ix (cm4) Wx (cm3) Iy (cm4) Wy (cm3) Trọng lượng (kg/m) Chiều dày (mm) Diện tích (cm2) L (mm) 180ES20 491,7 49,17 73,73 12,12 6,11 2,0 7,8 20 Tải trọng tác dụng lên xà gồ: Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm : tải trọng tơn lợp mái, tải trọng lớp cách nhiệt, tải trọng thân xà gồ tải trọng hoạt tải sửa chữa mái Chọn khoảng cách xà gồ mặt : 1,5 m  Khoảng cách xà gồ mặt phẳng mái : 1,5  1,51 m cos 5,710 (Độ dốc i = 10%   = 5,71o) a.Tĩnh tải: Vật liệu mái Hệ số vượt Tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng tính tốn tải (kG/m2) (kG/m2) Lớp tơn lợp mái 1,05 6,59 6,92 Xà gồ mái 200Z17 1,05 4,74 4,98 Xà gồ mái 180ES20 1,05 6,11 6,42 Bọt thuỷ tinh cách nhiệt 1,2 10.08 12,1 b Hoạt tải: n TCXD 2737-1995 1,3 ptc ptt (kG/m2) (kG/m2) 30 39 Tải trọng tác dụng lên xà gồ 200Z17: a xg q tc   g mtc  p mtc  q tt   g mtt  p mtt  cos  a xg cos   g tcxg   6,59  10,08  30   g ttxg   6,92  12,1  39  1,5  4,74  75,09 (kG/m) cos5,710 1,5  4,98  92, 44 (kG/m) cos5,710 Kiểm tra lại xà gồ chọn: Xà gồ tác dụng tải trọng lớp mái hoạt tải sửa chữa tính tốn cấu kiện chịu uốn xiên Ta phân tải trọng tác dụng lên xà gồ tác dụng theo phương với trục x-x tạo với phương ngang góc  = 5,71o (Độ dốc i = 10%) y y x x x x a q.sin a q.sin y y a q q.cos a a q q.cos a Kiểm tra với xà gồ chữ “Z” Tải trọng tác dụng theo phương x-x y-y q x tc  q tc sin   75,09.sin5,710  7,47 kG / m q y tc  q tc cos   75,09.cos5,710  74,72 kG / m q x tt  q tt sin   92,44sin5,710  9,19 kG / m q y tt  q tt cos   92, 44.cos5,710  91,98 kG / m *Theo điều kiện bền:  td   x   y  Mx My    cf Wx Wy c = hệ số điều kiện làm việc f =2100 kG/cm2 : cường độ thép xà gồ Xà gồ tính tốn theo phương dầm đơn giản đầu tựa lên xà ngang mơ men đạt giá trị lớn nhịp Ta có : My  Mx  q y tt B2  91,98.6002.102  41391 (kG.cm) q x tt B2 9,19.6002.102   1033,9 (kG.cm) 32 32 qx qy 3000 6000 3000 My Mx Sơ đồ tính xà gồ theo phương x-x y-y: td   x   y  41391 1033,9   1301,1kG / cm   cf  2100kG / cm 35,88 7,01 *Kiểm tra theo điều kiện biến dạng: Xà gồ có độ võng theo phương nhiên độ võng theo phương mặt phẳng mái nhỏ nên bỏ qua , ta xét đến độ võng theo phương vng góc với mặt phẳng mái  y Cơng thức kiểm tra : Ta có :      5.103 B  B  200 tc q y B 74,72.102.6004 y    1,67 cm 384 E.I x 384 2,1.106.358,8  1,67   0,0028  2,8.103  5.103 B 600 Vậy xà gồ 200Z17 đảm bảo điều kiện cường độ điều kiện độ võng b Kiểm tra với xà gồ chữ “C” *Tải trọng tác dụng: Tải trọng tác dụng lên xà gồ 180ES20: q tc   g mtc  p mtc  q tt   g mtt  p mtt  a xg 2cos  a xg 2cos  tc  g xg   6,59  10,08  30   g ttxg   6,92  12  39  1,5  4,11  41, 29 (kG/m) 2cos5,710 1,5  6, 42  50,15 (kG/m) 2cos5,710 Tải trọng tác dụng theo phương x-x y-y : q x tc  q tc sin   41,29.sin5,710  4,11 kG / m q y tc  q tc cos   41, 29.cos5,710  41,09 kG / m q x tt  q tt sin   50,15.sin5,710  4,99 kG / m q y tt  q tt cos   50,15.cos5,710  49,9 kG / m *Theo điều kiện bền :  td   x   y  Mx My    cf Wx Wy c = hệ số điều kiện làm việc f =2100 kG/cm2 : cường độ thép xà gồ Xà gồ tính tốn theo phương dầm đơn giản đầu tựa lên xà ngang mơ men đạt giá trị lớn nhịp Ta có : Mx  q y tt B2 49,9.6002.102   22455 kG.cm q x tt B2 4,99.6002.102 My    561,38 kG.cm 32 32 qx qy 3000 6000 3000 My Mx Sơ đồ tính xà gồ theo phương x-x y-y: td   x   y  22455 561,38   503kG / cm2   c f  2100kG / cm 49,17 12,12 *Kiểm tra theo điều kiện biến dạng: Xà gồ có độ võng theo phương nhiên độ võng theo phương mặt phẳng mái nhỏ nên bỏ qua , ta xét đến độ võng theo phương vng góc với mặt phẳng mái  y      5.103 B  B  200 Cơng thức kiểm tra : Ta có : tc q y B 41,09.102.6004 y    0,67cm 384 E.I x 384 2,1.106.491,7  0,67   0,0011  5.103 B 600 Vậy xà gồ chữ “C” 180SE20 đảm bảo điều kiện cường độ điều kiện độ võng II THIẾT KẾ KHUNG NGANG 1.Xác định kích thước khung ngang 1.1 Các thơng số - Cầu trục: Sức Nhịp Ch.cao Khoảng Bề rộng Bề rộng T.lượng trục Q (T) Lk(m) Gabarit Hk (mm) cách Zmin (mm) gabarit Bk (mm) đáy Kk (mm) 1090 180 3830 2900 12,5 16,5 T.lượng Áp Áp cầu trục xe G Gxc (T) (T) lực Pmax (kN) lực Pmin (kN) 6,54 78,3 16,9 0,803 - Ray cầu trục: Loại ray sử dụng KP-70 có thơng số kỹ thuật sau: Loại ray Khối lượng H 1m dài, kg B b KP-70 52,83 120 70 120 Kích thước (mm) 28 120 120 16 200 Lấy chiều cao ray lớp đệm là: Hr = 120 + 20 = 140 (mm) - Dầm cầu trục: Từ bước cột thơng số cầu trục ta chọn dầm tiết diện chữ I định hình cao 50 cm có thơng số sau: 14 14 500 1.2 Theo phương thẳng đứng Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H2  HK  bk  1,09  0,3  1,39(m) Với: HK  1,09 - chiều cao gabarit cầu trục (tra theo catalo cầu trục) bK  0,3(m) khoảng hở an tồn cầu trục với xà ngang Chọn H2=1,4 (m) Chiều cao cột khung: (coi cao trình đáy cột cốt +0.00) H  H1  H2  H3  9,7  1,   11,1(m) Trong đó: H1 - cao trình đỉnh ray, H1= 9,7m H3 - Phần cột chơn nền, coi mặt móng cốt 0, 000 ,( H3=0) Chiều cao phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: H t  H2  Hdct  H r  1,4+0,5+0,14 = 2,04(m) Chiều cao phần cột tính từ mặt móng đến mặt vai cột: Hd  H  H t  11,1-2,04 = 9,06(m) 1.3 Theo phương ngang Coi trục định vị trùng với trục đường trục cột Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: L  L K 18  16,5   0,75(m) 2 Chiều cao cột chọn theo u cầu độ cứng cấu tạo: L1  1  h     H  (0,74  0,555m)  15 20  Chọn h=0,5m Khe hở cầu trục với mép cột: z  L1  h  0,75  0,5  0,25m  Zmin  0,18m (tra theo catalo) CÁ C KÍNH THƯỚ C CHÍNH CỦ A KHUNG Tải trọng tác dụng lên khung ngang 2.1 Tải trọng thường xun(tĩnh tải): - Tải trọng mái xà gồ : thực tế tải truyền lên khung dạng lực tập trung điểm đặt xà gồ, số lượng lực tập trung > nên ta quy tải phân bố (trên mặt bằng) tc tc  (g tctơn  g c.nh   0,0659  0,1008 12.0,0474  2.0,0611 ) n.g xg  g     B     1, 236  kN / m  cos  L cos5,71 18     tc m tt tt  (g tttơn  g c.nh   0,0692  0,121 12.0,0498  2.0,0642  ) n.g xg  g     B     1,389  kN / m  L  cos5,71 18    cos  tt m - Tải trọng thân khung ngang : Chương trình Sap 2000 tự tính ta giả thiết tiết diện cột rường ngang - Tải trọng thân tơn tường xà gồ tường đặt cao trình xà gồ tường: Với cột cao 11,1 m, có 1,1m tường gạch tự mang khơng kể đến, tính đến trọng lượng xà gồ tường tơn tường từ cốt +1,1m trở lên trên, tương ứng với chiều dài cột 10m , giả thiết dùng xà gồ 200Z17 đặt cách m , trọng lượng quy thành lực phân tập trung đặt đỉnh cột, gây mơmen ngược chiều với mơmen tải trọng nhà gây nên khơng xét đến G tuong  0,0692.10.6  0,0498.6.6  5,94  kN -Tĩnh tải dầm cầu trục: Tải trọng thân dầm cầu trục, ray lớp đệm :Tải tác dụng lên vai cột tính tốn ta đưa tim cột dạng lực tập trung mơ men Gtc = (gdct +g ).l = (1,5+ 0,5283).6 = 12,17kN Gtt = 1,05 Gtc = 1,05.12,17 = 12,78 kN Mtc = Gtc e = Gtc(L1-0,5h) = 12,17.0,5 = 6,09 kNm Mtt = Gtt e = Gtt(L1-0,5h) =12,78.0,5 = 6,39 kGm 2.2 Hoạt tải mái: Tải trọng tạm thời sử dụng mái lấy theo TCVN 2737-1995 mái khơng người qua lại, có hoạt tải sửa chữa có giá trị tiêu chuẩn 0,3 kN/m2 Quy đổi thành lực phân bố xà ngang: p tt  1,3.0,3.6  2,34  kN / m  2.3.Hoạt tải cầu trục: a Áp lực đứng cầu trục: Tải trọng thẳng đứng bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thơng qua dầm cầu trục xác định cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa dầm xếp bánh xe hai cầu trục sát vào vị trí bất lợi nhất, xác định tung độ yi đường ảnh hưởng từ xác định áp lực lớn nhỏ bánh xe cầu trục lên cột: §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng N M 41,85 230,32.102 x      7,8  kN / cm2    c f  21(kN / cm2 ) An Wxn 156 3292 Tại tiết diện đầu xà có mơmen uốn lực cắt tác dụng nên cần kiểm tra ứng suất tương đương chổ tiếp xúc cánh bụng: td  12  312  1,15f c đó: 1  M h w 230,32.102 56   6,5  kN / cm2  Wx h 3292 60 V.Sf 73,9.1450   1,08(kN / cm ) I x t w 98768.1 Ở : S f - mơmen tĩnh cánh dầm trục trung hồ x-x: 1  Sf  bf t f (h /  t f / 2)  25.2(60  2) /  1450(cm3 ) Vậy: td  6,52  3.1,082  6,7  kN / cm2   1,15 c f  24,15(kN / cm2 ) 1.3 Kiểm tra ổn định cục cánh bụng b0 0,5  25  1 E 2,1.104   12    15,81 tf f 21 h w 56 E 2,1.104   56  5,5  5,5 174 tw f 21  bụng khơng bị ổn định cục tác dụng ứng suất pháp ( khơng phải đặt sườn dọc) hw 56 21 f /E   1,7  3, tw 2,1.104  bụng khơng bị ổn định cục ứng suất tiếp (khơng phải đặt sườn ngang) h E 56 21 w  w   1,7  2,5 tw f 2,1.104  bụng khơng bị ổn định cục tác dụng ứng suất pháp ứng suất tiếp  khơng phải kiểm tra bụng Như tiết diện chọn thoả mãn điều kiện ổn định cục .2.Đoạn xà 6m (Tiết diện khơng đổi) Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tÝnh tốn: N= -12,39 KN M= 88,79 KN.m V= 20,67 KN Đây cặp nội lực tiết diện cuối xà, tổ hợp nội lực trường hợp tải trọng 4,7,13,17,25 gây 2.1 Tiết diện đặc trưng hình học Mơ men chống uốn cần thiết cảu tiết diện xà ngang xác định: M 88,79.102 Wxyc    422,8  cm3  f c 21.1 Chiều cao tiết diện xà xác định từ điều kiện tối ưu chi phí vật liệu Với bề dày bụng chọn sơ cm w  Thùc hiƯn: nhãm 48 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng Wxyc 422,8  1,15  1,    23,64  24,67  cm tw  Chọn h=32cm Chọn sơ bề dày cánh xà tf = 2cm Diện tích cần thiết cánh xà:  yc h t w h 2w   32 1.283  yc yc A f   bf t f    Wx     422,8    18,9  cm  12  h fk  12  30  Theo u cầu cấu tạo ổn định cục bộ, kích thước cánh chọn chọn bf  25cm ; t f  2cm Các đặc trưng hình học:  b f t 3f  h tf  t w hw3 w    Ix       b f t f  12 12 2   10     I x 8266,67.2   516,67 (cm3 ) h 32 20  0,5. 25  1 303  25.283  Ix   2.   8266,67 (cm ) 12 12   Wx  320 A=28.1+2.25.2=128( cm ) 20 hk 250 M A 88,79.102.128   177,54 N Wx 12,39.516,67 2.2 Kiểm tra tiết diện theo điều kiện bền mx  Do mx = 177,54 > 20   me  mx  20    1 nên tiết diện xà ngang tính tốn kiểm tra theo điều kiện bền N M 12,39 88,79.102     17, 28  kN / cm2    c f  21(kN / cm2 ) An Wxn 128 516,67 Tại tiết diện đầu xà có mơmen uốn lực cắt tác dụng nên cần kiểm tra ứng suất tương đương chổ tiếp xúc cánh bụng: td  12  312  1,15f c x  M h w 88,79.102 28 đó: 1    15,04  kN / cm  Wx h 516,67 32 V.Sf 20,67.750 1    1,87(kN / cm ) I x t w 8266,67.1 Ở : S f - mơmen tĩnh cánh dầm trục trung hồ x-x: Sf  bf t f (h /  t f / 2)  25.2.(32  2) /  750(cm3 ) Vậy: td  17, 282  3.1,872  17,58  kN / cm2   1,15 c f  24,15(kN / cm2 ) 2.3 Kiểm tra ổn định cục cánh bụng Do tiết diện xà chọn có tiết diện nhỏ đoạn xà 3m nên khơng cần kiểm tra ổn định cục cánh bụng Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh cột Thùc hiƯn: nhãm 49 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng Sử dụng phần mềm SAP để tính tốn, chuyển vị ngang lớn đỉnh cột tổ hợp tĩnh tải tải trọng gió trái là:  x  0,118  3,625  4,507(cm)  x 35, 07   3,12.103   3,33.103 H 11100 300 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT 7.1 Vai cột Với chiều cao tiết diện cột h = 50cm, mơ men uốn lực cắt chỗ liên kết cơng xơn vai cột với cánh cột: M  (D max  Gdct )(L  0,5h)  (197,67 + 12,78)(0,75 - 0,5.0,5) = 84,18 kNm V  D max  Gdct  197,67 + 12,78 = 210,45 kN Bề rộng cánh dầm vai chọn bề rộng cánh cột bdv  25 cm Giả thiết bề rộng f sườn gối dầm cầu trục bdct = 20 cm Chọn sơ bề dày cánh dầm vai t dv  cm Từ f bề dày bụng dầm vai xác định từ điều kiện chịu ép cục phản lực dầm cầu trục truyền vào t dv  w 197,67  12,78 Dmax  Ddct   0,456 cm => chọn t dv  cm w dv (bdct  2t f )f  c (20  2.1)21.1 Chiều cao dầm vai xác định sơ từ điều kiện bụng dầm vai đủ khả chịu cắt: Vmax 210, 45 h dv   26,3 cm => chọn hdv  38 cm w  w dv t w fvc 1.12.1 Các đặc trưng hình học tiết diện dầm vai: bdc h3dv  0,5(25  1)383   0,5(bf  t w )h3w  25.403 f   2  23589,33 cm4     12 12 12 12     2.18871,5 2I  1179,46 cm3 Wxdv  x  40 h h 39 Sdv  bf t f fk  25.1  487,5 cm3 f 2 I dv  x * Tiết diện dầm vai chọn kiểm tra theo điều kiện bền uốn, cắt ứng suất tương đương chỗ ngàm với cánh cột: 8418 M  7,14 kN/cm2  f  c  21.1 =21 kN/cm2  dv 1179,46 Wx 210,45 V t dv  1   0,69 cm w dv hw f v  c 38.12.1 8418 38 M hdv  6,78 kN/cm2 1  dv w  Wx hdv 1179,46 40 210,45.487,5 VSdv  4,35 kN/cm2 1  dv fdv  23589,33.1 I x tw  td  12  312  6,782  3.4,352  10,3 kN/cm2 < 1,15f = 24,15 kN/cm2 Thùc hiƯn: nhãm 50 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng * Kiểm tra ổn định cục cánh bụng dầm vai: 2,1.104 bo 0,5(25  1) E  15,8 kN/cm2 - Bản cánh: dv   0,5  12  0,5 21 tf f hdvw 40 2,1.104 E  79 kN/cm2 - Bản bụng: dv   2,5  40  2,5 tw 21 f Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết với dầm vai vào cột hf = 0,7 cm Chiều dài tính tốn đường hàn liên kết dầm vai với cánh cột xác định sau: - Phía cánh ( đường hàn): lw = 25 - = 24 cm - Phía cánh ( đường hàn): lw = 0,5(25 - 1) = 11 cm - Ở bụng ( đường hàn): lw = 38 - = 37 cm Diện tích mơ men chống uốn đường hàn liên kết ( xem lực cắt đường hàn liên kết bụng chịu mơ men đường hàn cánh chịu) Aw=2.0,7.37=51,8  24.0,73 0,7.373   11.0,73 2 2 Ww    24.0,7.25     2.11.0,7.24    12 12      12 = 2232,65 cm3 Khả chịu lực đường hàn liên kết kiểm tra theo: Thùc hiƯn: nhãm 51 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng 2  M   V   8418   210,45  td           51,8   W A 2232,65      w  w = 5,5  ( f w )min  c  ( 0,7.18).1 = 12,6 kN/cm2 2 Kích thước cặp sườn gia cường cho bụng dầm vai lấy sau: - Chiều cao : hs  hwdv  38 cm hdv 380 - Bề rộng : bs  w  40   40  52,7cm => chọn bs = cm 30 30 21 f - Bề dày : t s  2bs  2.6  0,38 cm => chọn ts = 0,6 cm E 2,1.104 7.2.Chân cột : 7.2.1 Xác định kích thước đế : Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực nguy hiểm tiết diện chân cột để tính tốn: N=-165,99kN Kích thước dài rộng Lbd M=337,85kN.m V=77,99 kN x Bbd đế xác định điều kiện cường độ vật liệu làm móng - Chiều rộng B đế ( cạnh vng góc với mặt phẳng uốn ) cấu tạo trước theo kích thước tiết diện cột: Bbd = b + 2.c1 Trong đó: b - bề rộng tiết diện phần cột (kích thước vng góc với mặt phẳng uốn tiết diện cột) c1 - phần nhơ conxon đế lấy c1 = cm  B = 25 + 2.8 = 41 (cm) Thùc hiƯn: nhãm 52 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng Ơ-1 Ơ-2 Kích thước đế - Chiều dài L đế xác định từ điều kiện chịu ép cục bê tơng móng: Lbd  N Bbd Rb.loc   N 6M       Bbd Rb.loc  Bbd Rb.loc 165,99 165,99 6.33785        81,55  cm   2.41.0, 75.0,986  2.41.0, 75.0,986  41.0, 75.0, 986 Trong :  b - hệ số tăng Rb chịu nén cục bộ: b  Am 0,5.1 3  1,14 1,5 Abd 41.0,8   0,75 (vì ứng suất bê tơng móng phân bố khơng đều) Bêtơng móng mác 250 Rb = 0,85 kN/cm2 Rb,loc =  Rb  b = 1.0,85.1,14 = 0,986 kN/cm2 Theo cấu tạo khoảng cách bố trí bu lơng neo, chiều dài đế với giả thiết c2=12 cm bề dày dầm đế cm: Lbd = h + 2tbd + 2c2 = 50 + 2.1 + 2.15 = 82 (cm) *Tính ứng suất mép đế theo phương pháp mặt phẳng uốn :  max    N 6M 165,99 6.33785     0, 718  kN / cm    Rb ,loc  0, 75.0,986  0, 74  kN / cm  2 Bbd Lbd Bbd Lbd 41.82 41.82 N 6M 165,99 6.33785     0, 69  kN / cm  Bbd Lbd Bbd Lbd 41.82 41.822 Ta cấu tạo cho trục đế trùng với trục cột dưới, thân cột sườn chia đế thành có điều kiện biên khác Mơ men uốn lớn tính cho dải rộng đơn vị Thùc hiƯn: nhãm 53 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng M i   bt  i d i2 Trong :  bt - ứng suất nén bê tơng móng bên suy từ giá trị  max  tính lấy giá trị lớn tương ứng với để tính cho di : nhịp tính tốn thứ i  i : hệ số tra bảng phụ thuộc vào loại - Với kê cạnh : Giá trị tra bảng dựa tỷ số: b1/a1 a1 cạnh ngắn bản, d =a1 - - Với kê cạnh : Giá trị tra bảng dựa tỷ số: b2/a2 a2 chiều dài biên tự bản, d = a2 b2 chiều dài cạnh vng góc với biên tự bản, Căn vào kích thước hình vẽ ta tính giá trị: + Tại (bản kê cạnh): a2 = d1 = 25 cm ; b2 = 20 cm ; b2/a2 = 20/25 = 0,8 Tra bảng nội suy ta có:  b  0, 095 M1 = 0,095 0,46 252 = 27,31 (kNcm) + Tại (bản kê cạnh) : a2 = d2 = 25 cm ; b2 = 12 cm; b2/a2 =12/25 = 0,48 Tra bảng nội suy ta có :  b  0,06 M2 = 0,06 0,72 252 = 28,12 (kNcm) Vậy ta lấy trị số mơmen để tính chiều dày đế cột tbd  6.M max 6.28,12   2,83cm , chọn tbd = 3,0 cm  c f 1.21 7.2.2 Tính tốn dầm đế : kích thước dầm đế chọn sau: + Bề dày: tdd = cm + Bề rộng: bdd = Bbd = 41 cm + Chiều cao: hdd phụ huộc vào đường hàn liên kết dầm đế vào cột phải đủ khả truyền lực ứng suất phản kực bê tơng móng: Lực truyền vàomột dầm đế ứng suất phản lực bê tơng móng: Ndd = (16 + 12,5).41.0,46 = 537,51 (kN) Theo cấu tạo chọn chiều cao đường hàn liên kếtdầm đế vào cột hf = 0,8 cm Từ xác định chiều dài tính tốn mọtt đường hàn liên kết dầm đế vào cột: lw  Ndd 53751   26,7  cm  2(  f w )min h f  c 2.0,7.1800.0,8.1 Chọn chiều cao dầm đế hdd=30 cm 7.2.3 Tính tốn sườn A Thùc hiƯn: nhãm 54 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng Theo cách bố trí dầm sườn hình vẽ diện chịu tải dầm < sườn khơng đáng kể ta tính chúng chịu tải (theo dầm) chịu tải phân bố : Sơ đồ tính cơng xon ngàm vào bụng cột chịu tác dụng tải trọng phân bố áp lực đáy móng : qs  1as  0, 23.(2.12,5)  5,75 kN/cm Ms  qs ls2 5, 75.202   1150  kN cm  2 Vs  qsls  5,75.20  115  kN  Chọn bề dày sườn ts= cm Chiều cao sườn xác dịnh sơ từ điều kiện chịu uốn: hs  6M s 6.1150   18,13  cm  ts f  c 1.21.1 Chọn hs = 20 cm Kiểm lại tiết diện sườn chọn theo ứng suất tương đương:  6.1150   115   td   12  3 12         1.20   1.20   19,91kG / cm  1,15 f  c  1,15.21.1  24,15  kN / cm  Theo cấu tạo chọn chiều cao đường hàn kiên kết sườn A vào bụng hf = 0,8 cm Diện tích tiết diện mơ men chống uốn đường hàn là: As = 2.0,8.(20-1) = 30,4 (cm2) 0,8  20  1  96, 27  cm3  Ws= Khả nănh chịu lực đường hàn kiểm tra theo cơng thức: 2 M  V   1150   115   td   s    s       30,   ¦ W A 96, 27      s  w 2  12,5    f w min  c  0, 7.18.1  12,  kN / cm2  7.2.4 Tính tốn sườn B tương tự trên, với bề rộng diện truyền tải vào sườn là: 1,5.ls = 1,5.15 = 22,5 (cm), ta có: qs   as  0, 72.22,5  16, kN/cm Ms  qs ls2 16, 2.152   1822,5  kN cm  2 Vs  qsls  16, 2.15  243  kN  Chọn bề dày sườn ts= cm Chiều cao sườn xác dịnh sơ từ điều kiện chịu uốn: hs  6M s 6.1822,5   22,  cm  ts f  c 1.21.1 Chọn hs = 25 cm Kiểm lại tiết diện sườn chọn theo ứng suất tương đương: Thùc hiƯn: nhãm 55 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng  6.1822,5   243   td   12  3 12         1.25   1.25   23,93kG / cm  1,15 f  c  1,15.21.1  24,15  kN / cm  Theo cấu toạ chọn chiều cao đường hàn kiên kết sườn A vào bụng h f = 0,9 cm Diện tích tiết diện mơ men chống uốn đường hàn là: As = 2.0,9.(25-1) = 43,2 (cm2) 0,9  25  1 Ws=  172,8  cm3  Khả nănh chịu lực đường hàn kiểm tra theo cơng thức: 2 M  V   1822,5   243   td   s    s         172,8   43,   ¦ Ws   Aw  2  11,95    f w min  c  0, 7.18.1  12,  kN / cm2  7.2.5.Tính bulơng neo chân cột: Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực chân cột gây kéo nhiều cho bu lơng neo: N=14,47kN M=356,14kN.m V=89,33 kN Chiều dài vùng bê tơng chịu nén đế c= 41,9 cm.Chọn khoảng cách từ mép biên đế chân cột đến tâm bu lơng neo cm, xác định được: a = Lbd/2 - c/3 =82/2 – 41,9/3 = 27,03 (cm) y = Lbd - c/3 - = 82- 41,9/3 - = 62,03 (cm) Tổng lực kéo thân bu lơng neo phía chân cột theo cơng thức: T1  M  Na 35614  14, 47.27, 03   567,84 (kN ) y 62, 03 Chọn thép bu lơng neo mac 09Mn2Si, tra bảng phu lục có: f ba = 190N/mm2 Diện tích tiết diện cần thiết bu lơng neo: Abayc  T1 567,84   7, 47  cm  n1 f ba 4.19 Chọn bu lơng  36 có Abn = 8,2 (cm2) tính lại tổng lực kéo thân bu lơng neo phía chân cột theo cơng thức: T2  35614 14, 47   501,54 (kN ) 70 Do T2 < T1 nên đường kính bu lơng neo chọn đạt u cầu 7.2.6 Tính tốn đường hàn liên kết cột vào đế Lục kéo cánh cột mơ men lực dọc phân vào theo cong thức: M Nk    h   N   35614 14, 47         704, 28  kN       50 Thùc hiƯn: nhãm 56 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng (ở lấy dấu - N lực nén) Tổng chiều dài tính tốn đường hàn liên kết cánh cột (kể đường hàn liên kết dầm đế vào đế): l 1w   41  1    20  1    30  20      1    1    1  63  cm        Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết cánh cột theo cơng thức: h fyc  Nk 704, 28   0,88  cm   l1w   f w min c 63.0, 7.18.1 Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột theo cơng thức: h fyc  V l  f  2w   w c 14, 47  0, 03  cm   46  1 0, 7.18.1 Kết hợp cấu tạo chọn hf = 0,9 cm Cấu tạo chân cột thể hình : 500 hf =6mm d Çm ®Õ 30 300 200 s- ê n b 250 s- ê n A BUL¤ NG n e o 2Ø36 160 500 820 190 10 190 140 10 135 410 135 160 60 120 410 460 120 60 410 8.Liên kết cột với xà ngang: Cặp nội lực dung để liên kết cặp gây kéo nhiều cho bu lơng tiết diện cột Từ bảng tổ hợp chọn được: N = -31,67 (kN) M = -185,31 (kN.m) = -18531 (kN.cm) V = -5,7 (kN) Thùc hiƯn: nhãm 57 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng 250 70 110 70 Đây cặp nội lực tổ hợp nội lực trường hợp tải trọng gây Trình tự tính tốn sau: 8.1 Tính tốn bu lơng liên kết: Chọn bu lơng cường độ cao cấp bề 10.9, đường kính bu lơng dự kiến là: d = 20mm Bố trí bu lơng thành dãy với khoảng cách bu lơng tn thủ quy định bảng I.13 sách “THIẾT KẾ KHUNG THÉP” 4545 62 75 75 75 75 75 6225 Phía cánh ngồi cột bố trí cặp sườn gia cường 651 cho mặt bích, với kích thước sau: +, Bề dày: t s  t w  chọn ts  1 cm +, Bề rộng: (phụ thuộc vào kích thước mặt bích)  chọn l s  9cm Chiều cao: hs  1,5  l s  1,5   13,5cm  chọn hs  15cm  Khả chịu kéo bu lơng: N tb  f tb  Abn  50  2,45  122,5kN  Ở trên: f tb - cường độ tính tốn chịu kéo bu lơng (bảng I.9 sách “THIẾT KẾ KHUNG THÉP”)  N   kN f tb  500  50 2   mm   cm Abn - diện tích tiết diện  Abn  2,45 cm     thực bu lơng (bảng I.11 sách “THIẾT KẾ KHUNG THÉP”) Khả chịu trượt bu lơng cường độ cao 1 : N b  f hb  A   b1    n f  0,7  110  3,14   0,25  = 35,56kN  b2 1,7 f hb - cường độ tính tốn chịu kéo vật liệu bu lơng cường độ cao liên kết ma sát, f hb  0,7 f ub f ub - cường độ kéo đứt tiêu chuẩn vật liệu bu lơng (bảng I.12 sách “THIẾT KẾ KHUNG  N   kN   110  (với mác thép 40Cr)   mm   cm   d2  3,14 cm - diện tích tiết diện thân bu lơng, A  - hệ số điều kiện làm việc liên kết,  bl  số bu lơng liên kết n  14  10 THÉP”) f ub  1100 A    bl  ,  b - hệ số ma sát hệ số độ tin cậy liên kết Với giả thiết khơng gia cơng bề mặt cấu kiện nên theo 1 :   0,25; b  1,7 nf - số lượng ma sát liên kết, n f  Theo điều 6.2.5 TCXDVN 338-2005 1 , trường hợp bu lơng chịu cắt kéo đồng thời kiểm tra điều kiện chịu cắt chịu kéo riêng biệt Lực kéo tác dụng váo bu lơng dãy ngồi mơ men lực dọc phân vào (do mơ men có dấu âm nên coi tâm quay trùng với dãy bu lơng phía cùng) N b max  M  h1 N 18531 48, 31, 67   = = 80,  kN  2 2 2 14 n  7.5  15  22,5  30,  37,5  48,  2 hi (Ở lấy dấu trừ N lực nén) Do Nb max  80,  kN    N tb  122,5  kN  nên bu lơng đủ khả chịu lực Kiểm tra khả chịu cắt bu lơng theo: Thùc hiƯn: nhãm 58 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng V 5,   0,5  kN    N b   c  35,56  kN  n 14 8.2, Tính tốn mặt bích Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn : b1  Nb max 11 80,  1,1  1.21 cm  (25  10)21  b  b1  f t  1,1 Và b1  Ni t  1,1  b  h1  f  1,1 11 80,   7,5  15  22,5  30  37,5  42,8   2, 23  cm  42,8   25  42,8   21  chọn t  2,3cm 8.3, Tính tốn đường hàn liên kết tiết diện cột (xà ngang) với mặt bích: Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh ngồi (kể sườn) lw   12 1  9 1  60  cm Lức kéo cánh ngồi mơ men lực dọc phân vào theo:  M N   18531 31, 67  Nk         = 354,78  cm    h   50 Vậy chiều cao cần thiết đường hàn là: h fyc  Nk 354,78   0, 467  cm   lw    fw min   c 60  0,7 18 1 Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích (coi đường hàn chịu lực cắt lớn đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực): h fyc  V 5,7   0,005  cm   lw    f w min   c   46 1 0,7 18 1 Kết hợp cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn là: h f  0,6  cm  7x b u l « n g c ¦ ê n g ®é c a o Ø20 45 107 75 75 75 75 756225 250 70 110 70 s- ê n 150x 90x 10 600 50 50 40 4545 62 75 75 75 75 75 6225 651 20 460 20 Cấu tạo mối nối cột xà ngang Thùc hiƯn: nhãm 59 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng 9.1 Mối nối đỉnh xà Trong bảng tổ hợp chọn cặp gây kéo nhiều cho bulơng tiết diện đỉnh xà: N= -16,94 KN M= 50,71 KN.m 210 500 V= 1,69 KN Đây cặp nội lực tiết diện cuối xà, tổ hợp nội lực 45 100 trường hợp tải trọng 4,10 gây Tương tự trên,chọn bu lơng cường độ cao cấp bền 8.8, đường kính bu lơng dự kiến d=20 mm.(lỗ loại C) Bố trí bu lơng thành hàng Phía ngồi cánh xà ngang bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích kích thước sau: + Bề dày: ts=0,8 cm + Chiều cao: hs=9 cm + Bề rộng: ls=1,5hs=1,5 = 13,5(cm) Chọn ls= 15cm 100 45 Mối nối xà 75 100 75 250 Lực kéo tác dụng vào bu lơng dãy momen lực dọc phân vào( momen có dấu dương nên coi tâm quay trùng với dảy bu lơng phía ) ta có: N b max   Mh1 N cos  V sin    2 h i n n 5071.41 16,94.0,995 1,69.0,1    36,5kN 2 2.(10  31  41 ) 8  N bmax  36,5kN   N tb  988 kN Khả chịu cắt bu lơng kiểm tra theo cơng thức : N sin   V cos  16,94.0,1  1,69.0,995   0, 42( kN)   N b  c  35,56(kN) n Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện sau: t  1,1 b1 N b max 10.36,5  1,1  0,77 (cm) (b  b1 )f (25  10).21 t  1,1 b1  N bi 10.36,5(41  31  10)  1,1  0, 49 (cm)  chọn t =1 cm (b  h1 )f 41.(25  41).21 Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh ( kể sườn) xác định tương tự Nk  l w  60cm Lực kéo cánh momen, lực dọc lực cắt gây ra: M N cos  Vsin   5071 16,94.0,995 1,69.0,1         150,13k h 2 2   32 Thùc hiƯn: nhãm 60 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng Vậy chiều cao cần thiết đường hàn này: h fyc  Nk 150,13   0,34(cm)  lw (f w )min c 60. 0,7.18.1 Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích: h fyc  Nsin   Vcos  16,94.0,1  1,69.0,995   5.103 cm  lw f w min  c 2.(28  1)(0,7.18).1 Kết hợp cấu tạo , chọn chiều cao đường hàn liên kết h f  0,6cm 100 45 100 210 500 s- ê n 150x 90x s- ê n 150x 90x 45 100 320 4X2 b u l « n g C¦ ê NG § é CAÒ20 75 100 75 250 100 Cấu tạo mối nối đỉnh xà 100 45 s- ê n 150x 90x 500 210 320 4X2 b u l « n g C¦ ê NG § é CAÒ20 45 100 s- ê n 150x 90x 210 500 45100 150 100 45 9.2 Mối nối xà( nhịp ) Việc tính tốn cấu tạo mối nối xà thực tương tự Do tiết diện xà ngang vị trí nối giống đỉnh mái nội lực chỗ nối xà nhỏ nên khơng cần tính tốn kiểm tra mối nối Cấu tạo liên kết hình vẽ: 75 100 75 250 9.3 Liên kết cánh với bụng cột xà ngang Lực cắt lớn xà ngang tiết diện đầu xà V max=73,9 kN Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết cánh bụng xà ngang theo: Thùc hiƯn: nhãm 61 §å ¸N kÕt cÊu THÐP GVHD: THs Ngun h-ng h fyc  N k Sf 73,9.750   0,3(cm) 2.I x f w min  c 2.8266,67.(0,7.18).1 Kết hợp cấu tạo , chọn chiều cao đường hàn hf= 0,6 cm Tiến hành tương tự, chọn chiều cao đường hàn liên kết cánh với bụng cột hf=0.6cm Thùc hiƯn: nhãm 62