Đồ án môn học kết cấu nhà thép:(thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp,một tầng.Rất cần thiết cho các bạn sinh viên năm 2, năm mà thuộc chuyên ngành XDDD CN.Chúc các bạn đạt kết quả tốt
Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU NHÀ THÉP THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG,MỘT NHỊP BẰNG THÉP *.Các số liệu thiết kế - Nhịp khung : L = 27m - Bước khung : B = 6m - Sức trục : Q = 75T - Cao trình đỉnh ray : H1= 11m - Số cầu trục làm việc xưởng 2,chế độ làm việc trung bình - Địa điểm xây dựng huyện Tam Điệp-Ninh Bình Suy áp lực gió tiêu chuẩn : Wo = 155daN / m ( vùng IV-B ) - Vật liệu thép BCT3 ,hàn tay que hàn N46 - Tấm mái panen sườn 1,5x6m - Móng bê tông M200 ,tường gạch tự mang A XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN CỦA KHUNG NHÀ VÀ TÍNH TOÁN TỔ HỢP NỘI LỰC I.Sơ đồ khung ngang : 1.Kích thước theo phương đứng : - Cao trình đỉnh ray H1 = 11m - Kích thước H2 từ mặt ray đến cánh dàn kèo SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 1 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong H = H c + 100 + f = 3700 + 100 + 300 = 4100mm = 4,1m Trong : + HC: kích thước gabarit cầu trục, tính từ mặt ray đến điểm cao xe nhà có nhịp L = 27m nên chọn loại cầu trục có Lk = L − × λ = 27 − × 0,75 = 25,5m tra bảng catalog cầu trục ta có H =3700mm C + 100mm : khe hở an toàn xe kết cấu + f = 300mm : kích thước xét đến độ võng dàn kèo việc bố trí hệ giằng cánh - Chiều cao xưởng, từ nhà đến đáy kèo H = H + H = 11 + 4,1 = 15,1m - Chiều cao thực cột Ht từ vai dầm đỡ dầm cầu trục đến mép kèo H t = H + H dct + H r = 4,1 + 0,7 + 0,2 = 5m Trong đó: + Hdct = 700mm = 0,7m chiều cao dầm cầu trục + Hr: chiều cao tổng cộng ray lớp đệm ray ( chọn sơ Hr= 0,2m - Chiều cao thực cột Hd từ mặt móng đến vị trí thay đổi tiết diện H d = H − H t + H = 15,1 − + 0,8 = 10,9m Trong đó: + H3 = 0,8m phần cột chôn cao trình 2.Kích thước theo phương ngang - Khoảng cách từ mép đến trục định vị a = 250mm với nhà có sức trục Q= 50T 1 1 ht = ÷ H t = ( 500 ÷ 417 ) mm 10 12 - Chiều cao tiết diện cột Chọn ht = 500mm - Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray = 750 mm (nhà có sức trục Q = 75T) Để đảm bảo cầu trục làm việc an toàn theo phương dọc nhà cần kiểm tra điều kiện λ = 750 > B1 + ( ht − a ) + D = 400 + ( 500 − 250 ) + 70 = 720mm Trong : + B1 = 300 mm : Phần đầu cầu trục lấy từ ray tới mép lấy theo Catalo + D = 70 mm : Khe hở an toàn cầu trục cột - Trục nhánh cột bậc đỡ dầm cầu trục trùng với trục dầm cầu trục, có chiều cao tiết diện cột : hd = a + λ = 250 + 750 = 1000mm hd 1000 1 = = > H 15,1 × 1000 15,1 20 (Đảm bảo yêu cầu độ cứng) Cửa mái - Chọn cửa mái hình thang có hệ bụng phân nhỏ - Độ dốc i = 10 Chiều cao đầu dàn Ho = 2200mm = 2,2m Chiều cao dàn Cửa trời : H g = Ho + L 27 i = 2,2 + × = 3,55m 2 10 SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 2 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong 1 : + Nhịp cửa trời Lctrời = ( )*L =13,5 : 5,4 m Suy Lct = 11m + Chiều cao cửa trời Hct = hbd +hk + hbt =0,5+1,25+0.5 =2,25 m Trong đó: hk:chiều cao lớp kính, chọn hk= 1,25m hbd:chiều cao bậu cửa dưới, chọn hbd= 0,5m hbt:chiều cao bậu cửa trên, chọn hbt= 0,5m độ dốc i=1/10 Các lớp mái cấu tạo từ xuống sau: + Hai lớp gạch nem, dày 1,5cm/lớp (go = 2000kG/m3) +Hai lớp vữa lát, dày 1,5cm/lớp (go = 1800kG/m3) +Lớp bêtông chống thấm có độ dày trung bình 4cm (go = 2500kG/m3) + Lớp bêtông xỉ dày 12cm (go = 500kG/m3) + Panel sườn BTCT 1.5x6 (gc = 150daN/m2) Mặt lưới cột hệ giằng Chiều dài nhà : 17xB = 17 x = 102 m < 200m không cần phải bố trí khe nhiệt độ hÖ gi»ng cét 10 11 12 13 14 15 16 hÖ gi»ng cét 10 11 12 13 14 15 16 17 18 SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 3 17 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong 26500 A B 2250 5500 5500 5500 5500 2250 Hệ giằng cánh 500 5500 6000 6000 6000 6000 6000 5500 500 102000 12 13 14 15 26500 A B 2250 5500 5500 5500 5500 2250 Hệ giằng cánh 500 5500 6000 6000 6000 6000 6000 5500 500 102000 12 13 14 15 II Tính toán khung ngang 1.Tải tác dụng lên dàn a Trọng lượng mái SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 4 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong Dựa vào cấu tạo cụ thể mái có bảng sau: STT Tải trọng tiêu chuẩn daN/m2 Hệ số vượt tải Tải trọng tính toán daN/m2 2000 2000x2x0,015=6 1,1 66 Hai lớp vữa lót dày 1,5cm/lớp 1800 1800x2x0,015=5 1,2 64,8 Lớp BT chống thấm dày 4cm Lớp BT xỉ cách nhiệt dày trung bình 12cm Lớp Panel mái (1,5x6m) Tổng cộng 2500 0,04x2500=100 1,2 120 500 500x0,12=60 1,2 72 150 1,1 165 Các lớp mái kG/m Hai lớp gạch nem dày 1,5cm/lớp 424 487,8 Trọng lượng mái cần đổi phân bố mặt với độ dốc i = 1/10 = 5,710 cos = 0,995 424 424 = = 426,13daN / m cos α 0,995 487,8 478,8 g mtt = = 490,25daN / m cos α 0,995 g mtc = Trọng lượng thân dàn hệ giằng Theo công thức kinh nghiệm : gtc= 1,2 αd L có α d = 0,65 g dtc = 1,2 × 0,65 × 27 = 21,06daN / m ; g tt d = 1,1× 21,06 = 23,17daN / m Trọng lượng cửa trời Theo công thức kinh nghiệm : g cttc = α ct × lct daN / m ; Trong : α ct = 0,5; lấy khoảng 12 18 daN/m2 g ctc = 0,5 × 11 = 5,5daN / m ⇒ g ct = 1,1× 5,5 = 6,05daN / m Trọng lượng cánh cửa trời bậu cửa tc tt - Trọng lượng cánh cửa : g k = 40daN / m ⇒ g k = 1,1 × 40 = 44daN / m - Trọng lượng bậu cửa dưới: g btc = 150 daN / m ⇒ g btt = 1,1×150 = 165daN / m - Trọng lượng tập trung chân cửa trời cánh cửa bậu cửa là: SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 5 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong g kb = 44 × 2,25 × + 165 × = 1584 daN - Trọng lượng tương đương phân bố mặt nhà g ct = g cttt lct B + 2.g kb 6,05 ×11× + ×1584 = 22,13daN / m 27 × × 0.995 L.B cos α = b Hoạt tải mái: pctt = nc × pctc = 1,3 × 75 = 97,5daN / m ; Trong đó: nc: hệ số vượt tải Pctc: hoạt tải mái tiêu chuẩn (Pctc= 75daN/m2) c Tải trọng phân bố lên dàn: + Tải trọng thường xuyên: tt g = B × ∑ g i = B × ( g mái + g dtt + g cttt ) = × ( 490,25 + 23,17 + 22,13) = 3213,3daN / m + Tải trọng tạm thời : p = B × pctt = × 97,5 = 585daN / m Tải trọng tác dụng lên cột: a Do phản lực đầu dàn - tải trọng thường xuyên: g × L 3213,3 × 27 = = 43379,6daN = 433,796kN 2 p × L 585 × 27 Ap = = = 7897,5daN = 78,975kN 2 Ag = b Do trọng lượng dầm cầu trục Công thức kinh nghiệm : Gdct = 1,2dctLdct2 Trong + dct : hệ số trọng lượng thân dầm cầu trục dct = 24 37 với cầu trục sức trục Q =30T< 75T Chọn dct= 30; Ldct = m Gdct = 1,2 × 30 × = 1296daN c Do áp lực đứng bánh xe dầm cầu trục Số liệu cầu trục cho: SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 6 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong + Sức trục : Q =75T +Nhịp cầu trục: Lk = L − 2λ = 27 − × 0,75 = 25,5m; +Chế độ làm việc trung bình Tra bảng VI.2 (Thiết kế KCT nhà công nghiệp) có số liệu cầu trục sau: + Số bánh xe bên : n0 = bánh + Khoảng cách bánh 4560 mm + áp lực tiêu chuẩn lên bánh xe: Pc 1max= 36T ,Pc 2max=37T + Trọng lượng xe : Gxc = 38T +Trọng lượng cầu trục : Gct = 125T áp lực lớn Dmax cầu trục lên cột lực Pc 1max & Pc 2max xác định lý thuyết đường ảnh hưởng bánh xe di chuyển đến vị trí bất lợi (Phản lực tựa dầm cầu trục lớn xuất số PCmax đặt trực tiếp lên gối tựa PCmax đặt gần gối nhất) Với vị trí bất lợi bánh xe dầm (xem hình vẽ ) Từ hình vẽ theo tam giác đồng dạng ta có: Y 1= Y 2= Y 4= Y 5= 600 600 × y3 = ×1 = 0,1 6000 6000 600 + 4560 600 + 4560 × y3 = ×1 = 0,86 6000 6000 840 + 2600 840 + 2600 × y3 = × = 0,573 6000 6000 2600 2600 × y3 = ×1 = 0,433 6000 6000 Dmax = n × nc × ( P1Cmax ∑ yi + P2Cmax ∑ yi ) = 1,2 × 0,85 × [ 36.(0,1 + 0,433 + 0,573) + 37.(0,86 + 1)] = 110,809T = 110809 daN đó: + n = 1,2 : Hệ số vượt tải SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 7 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong + nc : Hệ số tổ hợp xét đến xác suất xảy đồng thời tải trọng tối đa nhiều cầu trục, với tải trọng hia cầu trục chế độ vừa có nC = 0,85 + yi : tổng tung độ đường ảnh hưởng phản lực gối tựa vị trí bánh xe cầu trục Áp lực nhỏ bánh xe Q + GCT 75 + 125 − P1Cmax = − 36 = 14T = 14000daN no Q + GCT 75 + 125 = − P2Cmax = − 37 = 13T = 13000daN no P1Cmin = P2Cmin Vậy : Dmin= n × nc × ( P C 1min × ∑ yi + P C × ∑ yi ) = 1,2.0,85.[14000.(0,1 + 0,433 + 0,573) + 13000.(0,86 + 1)] =40457,28 daN Ở Dmax & Dmin đặt vào trục nhánh cầu trục nên lệch tâm so với trục cột khoảng xấp xỉ e= hd/2=1,0/2 =0,5m Suy Mmax= Dmax.e =11809.0,5 = 55404,5 daN.m Mmin= Dmin e = 40457,28.0,5 =20228,64 daN.m Mdct=Gdct.e = 1296.0,5 =648 daN.m d Do lực hãm ngang T bánh xe chạy cầu trục Lực hãm ngang T xác định tương tự Dmax , Dmin Trước hết có lực hãm ngang tác dụng lên toàn cầu trục hãm, tính theo công thức T1c = 0,05(Q + G xe ) 0,05.(75 + 38) = = 1,413T n0 Trong : + Q = 75T (sức trục) ; Gxe = 38T (trọng lượng xe con) + n0 – số bánh xe bên cầu trục Vậy T = n × nc × T1c × ∑ yi = 1,2 × 0,85 × 1413 × ( 0,1 + 0,86 + + 0,573 + 0,433) = 4274,78daN = 42,7478 kN = 4,275T 3.Tải trọng gió tác dụng lên khung Để đơn giản tính toán, chia tác dụng gió thành hai thành phần - Gió tác dụng lên tường dọc đưa phân bố cột khung - Gió tác dụng mái kể từ cánh dàn kèo trở lên đưa thành lực tập trung đặt ngang cao trình cánh dàn kèo *.Tính hệ số khí động : Do mái có độ dốc i=10% nên α= 5,71° h2 18,2 = = 0,67 27 + Tính hệ số ce4 :Ta có h2=10,9+2+2,2 =18,1 m ,L=27m => l Nội suy theo bảng 6,sơ đồ TCVN 2737-95 ta có ce4= -0,596 h2 18,2 b 102 = = 3,78 = = 0,67 l 27 l 27 + Tính hệ số ce3 :b=17B=17.6=102m => & Nội suy bảng 6,sơ đồ TCVN 2737-95 ta có ce3 =-0,534 h1 21,15 = = 0,783 27 + Tính hệ số ce1 :h1= 18,1+0,8+2,25 =21,15 m => l Nội suy ta có ce1 = -0,632 h1 21,15 = = 0,783 27 + Tính hệ số ce2 : l Nội suy ta có ce2 = -0,4566 Do chiều cao cột H= 15,9m chon lh= 20 cm => chọn gối đỡ có kích thước 320x20x30mm 160 11 320 25 160 BU LÔNG Φ20 300 1/10 16x300 25 20x320 20 30 20 2L110X6 h=8 h=8 12 8x200 160 110 6x120 h=8 160 60 2L110X12 60 460 17 6x 600 160 120 29 8x 50 8x440 h=8 h=8 20 G? I Ð? 100 A 240 300 b.Nút (nút liên kết dàn với cột) Dựa vào bảng thiết ta có nội lực lớn liên kết vào nút sau : N54 = 302,315 kN N42 = 0,9533 kN Đây nút truyền phản lực gối tựa dàn gồm : R phản lực gối tựa đầu dàn,H ngẫu lực moment đàu dàn gây : H = 301,42 kN Cấu tạo nút gồm mã liên kết đầu dàn,sườn gối 1,bu lông liên kết sườn gối vào cột.Sườn gối liên kết hàn vuông goc với mã.Ta tiến hành tính toán nút dàn sau : * Đường hàn liên kết cánh số 54 vào mã : Chọn chiều cao đường hàn hàn sống hhs=8mm đường hàn mép hhm=6mm Chiều dài đương hàn tính theo công thức sau : lhs = k N 54 0,7.302,315.100 +1 = + = 11,5cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 lhm = (1 − k ).N 54 (1 − 0,7).302,315.100 +1 = + = 7cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhs = 12cm Chiều dài đường hàn mép tính theo công thức sau : => chọn lhm=7cm SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 93 93 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong Trong k hệ số phân phối nội lực,với thép cạnh k=0,7 * Đường hàn liên kết số xiên số 42 (thanh dàn phân nhỏ) vào mã : Vì nội lực dàn phân nhỏ bé nên ta lấy đường hàn theo cấu tạo : hhs =5 mm , lhs = 10 cm hhm = mm , lhm =8 cm * Tính bu lông liên kết sườn gối với cột Bu lông liên kết sườn gối vào cột tính với lực H1 làm tách sườn gối khỏi cột Sơ chọn trước số bu lông khoảng bố trí thành hàng đứng,mỗi hàng bu lông.Kích thước bố trí bu lông : Khoảng cách hàng đứng bu lông 120mm Chiều dài cần thiết để bố trí bu lông hàng l = 2.100+2.50=300mm Trong 50 khoảng cách từ bu lông đến mép mép sườn gối.100 khoảng cách bu lông hàng Lực kéo lớn bu lông xa tâm quay : N b max = H1.z y1 k ∑ yi2 = 301,42.150.200 = 90,43kN 2.(2002 + 100 ) i =1 Với z=150mm , y1 = 200mm , y2 = 100mm Đường kính bu lông xác định theo công thức : d0 = 4.N b max 4.90,43.100 = = 2,34cm = 23,4mm π Rkbl 3,14.2100 Chọn bu lông có đường kính d=27mm * Tính toán sườn gối Chiều dài đường hàn liên kết mã vào sườn gối lh=300mm Do có xiên 42 nên hai đường hàn góc chịu Rpn , Hmax moment lệch tâm Me=Hmax.e Với Rpn phản lực thẳng đứng dàn phân nhỏ : Rpn=N42.cos48,50=0,9933.cos48,50=0,66 kN Với e khoảng cách từ lực H đến chiều dài đường hàn,e = lh/2 -100=50mm Tính chiều cao đường hàn theo điều kiện chịu lực : 6.e + R pn hh ≥ H max 1 + 2.γ lh ( β Rg ) lh 6×5 = 30142 2.1 + + 0,66 = 0,80cm × 30 × 1260 30 => chọn hh=8mm Chiều dày sườn gối xác định theo công thức : 3.b1.H1 3.12.301,42.100 δ s ≥ 0,5 = = 4,15cm l.R 30.2100 Theo điều kiện chịu uốn : Theo yêu cầu cấu tạo δs 20mm => chọn δs=25mm Chọn bs=300mm Tiết diện sườn gối đảm bảo ổn định cục cánh tiết diện tổ SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 94 94 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong bs 300 E = = 12 ≤ 0,44 = 13,9 δ 25 R λ ≤ , s hợp dạng chữ H có theo điều kiện : => thỏa mãn 20 140 300 1/10 50 160 h=8 h=8 12 10x390 100 120 30 6x70 100 2L120X12 8x120 200 120 50 BU LÔNG Φ27 100 500 80 280 c.Nút số Dựa vào bảng thiết ta có nội lực lớn liên kết vào nút sau : - N55 = 302,315 kN - N56 = -870,366 kN - N35= -801,326 kN - N36 = 508,187 kN Tính toán liên kết - Đường hàn liên kết xiên đầu dàn 35 vào mã Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm,đường hàn mép hhm=6mm Chiều dài đường hàn sống đường hàn mép : lhs = k N 35 0,7.801,326.100 +1 = + = 28,82cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs=29cm lhm = (1 − k ).N 35 (1 − 0,7).801,326.100 +1 = + = 16,90cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm=17cm - Đường hàn liên kết xiên 36 vào mã Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm đường hàn mép hhm=6mm Chiều dài đường hàn sống đường hàn mép : k N 36 0,7.508,187.100 lhs = +1 = + = 18,65cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs=19cm lhm = (1 − k ).N 36 (1 − 0,7).508,187.100 +1 = + = 11,08cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm=12cm - Đường hàn liên kết cánh vào mã Lực tác dụng lên đường hàn sống mép thép góc tính sau : SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 95 95 Đồ án Kết cấu thép II Ns = = GVHD : Ts Lê Trung Phong ( k ( N 56 − N 55 ) + 0,5.(G2 + P2 ) sin α ) + ( 0,5.(G2 + P2 ) cos α ) ( 0,7.(870,366 − 302,315) + 0,5.(77,013 + 87,75) sin 5,71) + ( 0,5.164,763 cos 5,71) = 414,03kN Nm = = ( (1 − k ).( N 56 − N 55 ) ± 0,5.(G2 + P2 ) sin α ) + ( 0,5.(G2 + P2 ) cos α ) ( 0,3.(870,366 − 302,315) + 0,5.(164,763) sin 5,71) + ( 0,5.(164,763) cos 5,71) = 196,52kN Ns 414,03.100 lhs = +1 = + = 21,54cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs=22cm lhm = Nm 196,52.100 +1 = + = 14cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm=14cm d.Nút số Dựa vào bảng thiết ta có nội lực lớn liên kết vào nút sau : - N86 = 519,415 kN - N87 = 1048,659 kN - N37= 507,370 kN - N48 = -314,496 kN - N17 = -103,497 kN Đây nút chuyển tiếp hai tiết diện cánh khác nhau,nối cánh dùng thép.Trình tự tính toán nút sau : - Lực tính toán mối nối : Nq = 1,2.N86 = 1,2.519,415 = 623,298 kN - Diện tích tiết diện nối quy ươc Chọn thép nối(bản ghép) 160x10mm => Agh = 16.1= 16 cm2 Diện tích tiết diện mã xem tham gia truyền lực Nq => Abm=2.bg.δbm=2.11.1,5=33 cm2 Trong bg bề rộng cánh thép góc có lực N 86 (bảng thiết kế trên) ,δbm chiều dày mã (15mm) Diện tích tiết diện nối quy ước : Aq = 2.Agh + Abm = 16.2+33=65cm2 Kiểm tra ứng suất cho phép ghép : σq = Nq Aq = 623,298.100 = 958,92daN / cm < R.γ = 2100daN / cm 65 - Các đường hàn liên kết ghép vào cánh tính theo nội lực sau : Ngh = σq.Agh= 958,92.16= 15342,72 daN= 153,43kN Mỗi ghép liên kết vào cánh đường hàn góc cạnh,chọn chiều cao đường hàn hh=6mm.chiều dài cần thiết đường hàn : lh = N 153,43.100 +1 = + = 11,15cm 2.γ hh ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lh=12cm - Đường hàn liên kết bé với mã chịu lực lại (thanh số 2) : Nbm1= N q – 2Ngh = 623,298 - 2.153,43= 316,438 kN > Nq/2 = 311,649 kN SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 96 96 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm,đường hàn mép hhm=6mm Chiều dài cần thiết đường hàn : k N bm1 0,7.316,438.100 lhs = +1 = + = 11,99cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs=12cm lhm = (1 − k ).N bm1 (1 − 0,7).316,438.100 +1 = + = 7,28cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm= 8cm Đường hàn liên kết lớn(thanh 3) vào mã Nbm2=1,2.N87-2Ngh =1,2.1038,659-2.153,43 =939,53 kN >1,2.1038,659/2 = 623,2 kN Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm,đường hàn mép hhm=6mm Chiều cao cần thiết đường hàn : k N bm 0,7.939,53.100 +1 = + = 33,62cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 lhs = => chọn lhs= 34cm (1 − k ).N bm (1 − 0,7).939,53.100 +1 = + = 19,64cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 lhm = => chọn lhm= 20 cm - Đường hàn liên kết xiên 37 vào mã Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm,đường hàn mép hhm=6mm Chiều dài cần thiết đường hàn : lhs = k N 37 0,7.507,37.100 +1 = + = 18,62cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs= 19cm lhm = (1 − k ).N 37 (1 − 0,7).507,37.100 +1 = + = 11,07cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm= 12cm - Đường hàn xiên số 48 vào mã Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm,đường hàn mép hhm=6mm Chiều dài cần thiết đường hàn : k N 48 0,7.314,496.100 lhs = +1 = + = 11,92cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs= 12cm lhm = (1 − k ).N 48 (1 − 0,7).314,496.100 +1 = + = 7,24cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm= 8cm - Đường hàn liên kết số 17 vào mã Chọn chiều cao đường hàn sống hhs= 6mm,đường hàn mép hhm= 4mm Chiều dài cần thiết đường hàn : lhs = k N17 0,7.103,497.100 +1 = + = 5,79cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,6.1260 SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 97 97 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong => chọn lhs= 6cm (1 − k ).N17 (1 − 0,7).103,497.100 +1 = + = 4,08cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,4.1260 => chọn lhm= 5cm 2L80x10 2L110x6 2L90x8 120 50 250 400 370 30 6x530 6x70 10 80 6x650 20 110 30 6x60 8x 19 6x 12 6x120 4x50 8x 12 6x 80 11 30 20 2L110x6 25 90 740 80 100 lhm = 2L100x14 820 14 100 6x120 6x120 14 100 15 2L100x14 130 100 100 20 12 110 110 290 120 50 120 130 1/10 20 2L110x6 e.Nút số Dựa vào bảng thiết ta có nội lực lớn liên kết vào nút sau : - N47 = -870,399 kN - N13 = -1105,965 kN - N49= -313,542 kN - N26 = 127,390 kN Đây nút chuyển tiếp hai tiết diện cánh khác nhau,nối cánh dùng thép.Trình tự tính toán nút sau : - Lực tính toán mối nối : Nq = 1,2.N47 = 1,2.870,399 = 1044,48 kN - Diện tích tiết diện nối quy ươc Chọn thép nối( ghép ) 180x10mm => Agh = 18.1= 18 cm2 Diện tích tiết diện mã xem tham gia truyền lực Nq => Abm=2.bg.δbm=2.10.1,5=30 cm2 Trong bg bề rộng cánh thép góc có lực N 47 (bản thiết kế ),δbm chiều dày mã (15mm) Diện tích tiết diện nối quy ước : Aq = 2.Agh + Abm = 18.2+30=66cm2 SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 98 98 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong Kiểm tra ứng suất cho phép ghép : N 1044,48.100 σq = q = = 1582,55daN / cm < R.γ = 2100daN / cm Aq 66 - Các đường hàn liên kết ghép vào cánh tính theo nội lực sau : Ngh = σq.Agh=1582,55.18=28485,9 daN=284,859 kN Mỗi ghép liên kết vào cánh đường hàn góc cạnh,chọn chiều cao đường hàn hh=6mm.chiều dài cần thiết đường hàn : lh = N 284,859.100 +1 = + = 19,84cm 2.γ hh ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lh= 20cm - Đường hàn liên kết bé (thanh số 47) với mã chịu lực lại: Nbm1= N q – 2Ngh = 1044,48 - 2.284,859= 474,762 kN + Thanh 47 có lực tập trung nên lực tác dụng lên đường hàn sống mép thép góc tính sau: Ns = = ( k N bm1 ± 0,5.(G4 + P4 ) sin α ) + ( 0,5.(G4 + P4 ) cos α ) ( 0,7.474,762 + 0,5.(101,05 + 16,087) sin 5,71) + ( 0,5.(117,137) cos 5,71) = 343,15kN Nm = = ( (1 − k ).N bm1 ± 0,5.(G4 + P4 ) sin α ) + ( 0,5.(G4 + P4 ) cos α ) ( 0,3.474,762 + 0,5.(117,137) sin 5,71) + ( 0,5.(117,137) cos 5,71) = 159,30kN Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm,đường hàn mép hhm=6mm Ns 343,15.100 lhs = +1 = + = 18,02cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs= 19cm lhm = Nm 159,30.100 +1 = + = 11,54cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm= 12cm - Đường hàn liên kết lớn(thanh 13) vào mã Nbm2 = 1,2.N13-2Ngh =1,2.1105,965-2.284,859 = 757,44kN > 1,2.1105,965/2= 663,579 kN + Thanh 13 có lực tập trung nên lực tác dụng lên đường hàn sống mép thép góc tính sau: Ns = = ( k N bm ± 0,5.(G4 + P4 ) sin α ) + ( 0,5.(G4 + P4 ) cos α ) ( 0,7.757,44 + 0,5.(117,137) sin 5,71) + ( 0,5.(117,137) cos 5,71) = 539,19kN Nm = = ( (1 − k ).N bm ± 0,5.(G4 + P4 ) sin α ) + ( 0,5.(G4 + P4 ) cos α ) ( 0,3.757,44 + 0,5.(117,137) sin 5,71) + ( 0,5.(117,137) cos 5,71) = 240,24kN SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 99 99 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm,đường hàn mép hhm=6mm Ns 539,19.100 lhs = +1 = + = 27,75cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs= 28cm lhm = Nm 240,24.100 +1 = + = 16,89cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm= 17cm - Đường hàn liên kết xiên 49 vào mã Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=6mm,đường hàn mép hhm=6mm Chiều dài cần thiết đường hàn : lhs = k N 49 0,7.313,542.100 +1= + = 15,52cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhs= 16cm lhm = (1 − k ).N 49 (1 − 0,7).313,542.100 +1 = + = 7,22cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm= 8cm - Đường hàn xiên số 26 vào mã Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=6mm,đường hàn mép hhm=4mm Chiều dài cần thiết đường hàn : lhs = k N 26 0,7.127,39.100 +1 = + = 6,90cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhs= 7cm lhm = (1 − k ).N19 (1 − 0,7).127,39.100 +1 = + = 4,79cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,4.1260 => chọn lhm= 5cm SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 100 100 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong 1/10 15 620 190x8 150 14 40 280x8 80 x 16 x6 x 70 90 25 2L150x15 x4 50 2L100x14 120x6 360 100 170x6 2L50x5 2L 90x8 30 50 g.Nút số Dựa vào bảng thiết ta có nội lực lớn liên kết vào nút sau : - N87 = 1048,659 kN - N88 = 1059,896 kN - N26= 127,390 kN - N27 = 93,051 kN - N21 = -104,576 kN * Đây nút khuếch đại,bản mã liền,nối cánh dùng thép.Trình tự tính toán nút sau : - Lực tính toán mối nối : Nq = 1,2.N88 = 1,2.1059,896 = 1271,875 kN - Diện tích tiết diện ghép Chọn thép nối(bản ghép) 180x10mm => Agh = 18.1= 18 cm2 Diện tích tiết diện mã xem tham gia truyền lực Nq => Abm=2.bg.δbm=2.12.1,5= 36 cm2 Trong bg bề rộng cánh thép góc có lực N 88 (bảng thiết kế) ,δbm chiều dày mã (15mm) Diện tích tiết diện nối quy ước : Aq = 2.Agh + Abm = 18.2+36= 72cm2 Kiểm tra ứng suất cho phép ghép : σq = Nq Aq = 1271,875.100 = 1766,49daN / cm < R.γ = 2100daN / cm 72 - Các đường hàn liên kết ghép vào cánh tính theo nội lực sau : Ngh = σq.Agh=1766,49.18= 31796,82 daN= 317,968 kN Mỗi ghép liên kết vào cánh đường hàn góc cạnh,chọn chiều cao đường hàn hh=6mm.chiều dài cần thiết đường hàn : SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 101 101 Đồ án Kết cấu thép II lh = GVHD : Ts Lê Trung Phong N 317,968.100 +1 = + = 22,03cm 2.γ hh ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lh=23cm Đường hàn liên kết số 88 với mã chịu lực lại : Nbm1= N q – 2Ngh = 1271,875 - 2.317,968= 635,939 kN > Nq/2 Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm,đường hàn mép hhm=6mm Chiều dài cần thiết đường hàn : lhs = k N bm1 0,7.635,939.100 +1 = + = 23,08cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs= 24cm lhm = (1 − k ).N bm1 (1 − 0,7).635,939.100 +1 = + = 13,62cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm=14cm Đường hàn liên kết 87 vào mã Nbm2=1,2.N87-2Ngh =1,2.1048,659-2.317,968 = 622,455 kN Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm,đường hàn mép hhm=6mm Chiều cao cần thiết đường hàn : lhs = k N bm 0,7.622,455.100 +1 = + = 22,61cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs= 23cm lhm = (1 − k ).N bm (1 − 0,7).622,455.100 +1 = + = 13,35cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhm=14 cm - Đường hàn liên kết xiên 26 vào mã Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=6mm,đường hàn mép hhm=4mm Chiều dài cần thiết đường hàn : lhs = k N 26 0,7.127,39.100 +1 = + = 6,9cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhs= 7cm lhm = (1 − k ).N 26 (1 − 0,7).127,39.100 +1 = + = 4,79cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,4.1260 => chọn lhm= 5cm - Đường hàn liên kết xiên số 27 vào mã Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=6mm,đường hàn mép hhm= 4mm Chiều dài cần thiết đường hàn : k N 27 0,7.93,051.100 lhs = +1 = + = 5,31cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhs= 6cm lhm = (1 − k ).N 20 (1 − 0,7).93,051.100 +1 = + = 3,77cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,4.1260 => chọn lhm= 4cm - Đường hàn liên kết số 21 vào mã SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 102 102 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=6mm,đường hàn mép hhm=4mm Chiều dài cần thiết đường hàn : k N 21 0,7.104,576.100 lhs = +1 = + = 5,84cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,6.1260 => chọn lhs= 6cm lhm = (1 − k ).N bm (1 − 0,7).104,576.100 +1 = + = 4,11cm 2.hm ( β Rg ) 2.0,4.1260 => chọn lhm= 5cm 80 80 2L50x5 20 15 20 60x6 150 180 800 300 65 65 30 100 180x8 50 80 50 30 120 2L120x12 180 B? N GHÉP t = 60 180x8 50 80 50 150 15 x8 100 120x6 100 x8 65 120 h=8 2L120x12 65 120 80x6 h=8 80x6 t=8 x8 100 60x6 150 180x8 180x8 120x6100x8 15 38 15 245 140 50 2L100x14 60 80x6 38 15 180 80x6 25 10 25 180x6 180x6 2L 100x14 15 140x6 200x8 200x8 100 30 140x6 1/10 14 30 50 15 60x6 50x4 50x4 x6 70 15 14 25 155 x4 50 30 15 155 2L50x5 40 x4 25 50 20 2L80x10 60 x6 50 20 BU LÔNG F 20 30 120 SU ? N 200x80x10 h.Nút số 7(nút đỉnh dàn) Dựa vào bảng thiết ta có nội lực lớn liên kết vào nút sau : - N14 = -1105,965 kN - N78 = -1105,965 kN - N27 = 93,051kN - N40 = 93,051 kN Đây nút khuếch đại,bản mã chia đôi cho nửa dàn,nối chúng nối,nối cánh dùng ghép,bố trí sườn gia cố cho ghép nối.Trình tự tính toán nút sau : Tính toán nối cánh SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 103 103 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong - Lực tính toán mối nối : Nq = 1,2.N14 = 1,2.1105,965= 1327,158 kN - Diện tích tiết diện ghép Chọn thép nối(bản ghép) 300x10mm => Agh = 30.1= 30 cm2 Diện tích quy ước nối => Abm=2.bg.δbm=2.15.1,5=45 cm2 Trong bg bề rộng cánh thép góc có lực N14 (bảng thiết kế),δbm chiều dày mã (15mm) Diện tích tiết diện nối quy ước : Aq = 30+45= 75 cm2 Kiểm tra ứng suất cho phép ghép : Nq σq = Aq = 1327,158.100 = 1770daN / cm < R.γ = 2100daN / cm 75 - Các đường hàn liên kết ghép vào cánh tính theo nội lực sau : Ngh = σq.Agh=1770.30= 53100 daN= 531 kN Chiều dài đường hàn cần thiết liên kết ghép với thép góc cánh,chọn chiều cao đường hàn hh=6mm.chiều dài cần thiết : lh = N 53100 +1 = + = 18,6cm 4.γ hh ( β Rg ) 4.0,6.1260 => chọn phân bố đường hàn 2(90+100)mm - Đường hàn liên kết số 14 78 với mã Nbm= Nq – Ngh = 1327,158 – 531= 796,158kN > Nq/2 = 663,579 kN Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=8mm,đường hàn mép hhm=6mm Chiều dài cần thiết đường hàn : lhs = k N bm 0,7.796,158.100 +1 = + = 28,6cm 2.hhs ( β Rg ) 2.0,8.1260 => chọn lhs= 30cm l hm = (1 − k ).N bm (1 − 0,7).928,18.100 +1 = + = 17,57cm 2.hm ( β R g ) 2.0,6.1400 => chọn lhm=18cm - Đường hàn liên kết xiên số 27 65 vào mã Chọn chiều cao đường hàn sống hhs=6mm,đường hàn mép hhm= 4mm Chiều dài cần thiết đường hàn : lhs = k N 27 ( 65) 2.hhs ( β Rg ) +1 = 0,7.93,051.100 + = 5,31cm 2.0,6.1260 +1 = (1 − 0,7).93,051.100 + = 3,77cm 2.0,4.1260 => chọn lhs= 6cm lhm = (1 − k ).N 27 ( 65) 2.hm ( β Rg ) => chọn lhm= 4cm - Tính nối mã + Lực truyền qua nối SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 104 104 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong N bn = N bm cos α ± 1,2.N x cos β = 796,158 cos 5,71 − 1,2.93,051 cos 51 = 722kN + Do ghép gẫy khúc nên hai nội lực N gh hai bên đỉnh cột hợp thành lực thẳng đứng V 1= 2.Ngh.Sin5,71= 2.531.0,0995 = 105,67 kN Tại nút đỉnh dàn có lực tập trung : V= L.B(Gct + Gm) - V1 = 5,5.6(490,25+6,06) – 10567 = 5811,23 daN = 58,112 kN Đường hàn liên kết nối vào mã chịu lực : N h = N bn2 + V2 58,112 = 590,02 + = 590,74 4 Chọn chiều cao đường hàn hh=10mm,chiều cao cần thiết đường hàn: lh = Nh 590,74.100 +1 = + = 15,65cm 4.hh ( β Rg ) 4.0,8.1260 h => chọn l = 20cm Chọn nối có kích thước 200x10mm,bản nối có bu lông gá tạm đường kính20mm Đường hàn liên kết sườn với ghép chịu lực V Chọn chiều cao đường hàn hh = 0,6 => chiều dài cần thiết đường hàn : lh = V 58,112.100 +1 = + = 2,92cm 4.hh ( β Rg ) 4.0,6.1260 Chọn lh = 3cm Chọn sườn có kích thước 300x100x10 SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 105 105 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong 800 250x8 250x8 100x6 250x8 50 100 60 35 210 40 150 40 250x8 x8 100175x8 100 175x8 x8 100 150 100x6 BU LÔNG F 20 h=8 100x6 h=8 1/10 210 60 SU ?N 300x100x10 h=8 175x8 x 100 20 280 10 50 100 150 12 50 100x6 20 50 250x8 100 x 175x8 50 355 215 50 150 300x8 40 x4 60 x6 30 60 2L150x15 2L50x5 B? N N? I 300x200x10 210 2L150x10 x6 60 2L50x5 150 40 180x6 BU LÔNG F 20 x4 40 B?N MÃ t = 15 12 200x10 10 150 180x6 10 15 50x8 0x 10 40 x6 50x8 2L150x15 150 h=8 180 15 h=8 200x10 25 150 350 140 140 25 350 250x8 35 60 100 50 2L150x10 B?N GHÉP t = 10 Kết thúc SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 106 106 Đồ án Kết cấu thép II SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 107 GVHD : Ts Lê Trung Phong 107 ... 2200mm = 2,2m Chiều cao dàn Cửa trời : H g = Ho + L 27 i = 2,2 + × = 3,55m 2 10 SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 2 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong 1 : + Nhịp cửa trời Lctrời... nhiệt độ hÖ gi»ng cét 10 11 12 13 14 15 16 hÖ gi»ng cét 10 11 12 13 14 15 16 17 18 SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 3 17 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong 26500 A B 2250 5500 5500... 12 13 14 15 II Tính toán khung ngang 1.Tải tác dụng lên dàn a Trọng lượng mái SVTH : Hoàng Như Quyết - Lớp 51XDPage 4 Đồ án Kết cấu thép II GVHD : Ts Lê Trung Phong Dựa vào cấu tạo cụ thể mái