Đồ án kết cấu công trình thép (nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp)

N KT CU CễNG TRèNH THẫP PHN 1: XC NH KCH THC C BN CA KHUNG NGANG: Vi sc trc Q=6.3T v nhp nh L = 33 m ta tra bng cu, c nhng s liu sau: Chiu di gabarit ca cu trc Hk = 920 mm B rng ca cu trc Bk = 5930 mm Nhp cu trc Lk = 31 m Khong cỏch gia trc bỏnh xe K= 5100 mm Kớch thc B1 = 5300 mm I.1 Xỏc nh kớch thc theo phng ng: I.1.1 Chiu cao ct di: Gi H1 l khong cỏch nh ray n ỏy dn mỏi biờn H1 > Hk + f + 100 = 920 + 400 + 100 = 1420 mm Trong ú: f l vừng, ly bng (200 ữ 400) Hd= H - Hdct - hr - H1 Trong ú: Hr : cao trỡnh nh ray = 7m hr : chiu cao ray v m gi nh ly bng 200 mm Hdct: chiu cao dm c`u chy, ly bng (1/8 ữ1/10)B = 0.6 ữ 0.75 m Ly Hdct = 0.7 m = 700 mm H = H1 + Hr = 1420 + 7000 = 8420 mm Hd = 8420 700 200 1420 = 6100 mm I.1.2 Chiu cao ct trờn: Ht = H1 + Hdct + hr = 1420 + 700 + 200 = 2320 mm Ta chn: Hd = 6100 mm Ht = 2400 mm Chiu cao ton ct H=Hd+Htr=6100 + 2400 =8500 (mm) I.2 Xỏc nh kớch thc theo phng ngang nh: I.2.1 Tit din ct : Chiu cao tit din ct di: 1 ữ ữì H = ữ ữì 8500 = 425 ữ 567 (mm) 15 20 15 20 h= Chn h = 550 mm B rng tit din ct: b= (0.3 ữ 0.5)ìh = (0.3 ữ 0.5)ì0.55 = (0.165 ữ 0.275) m ữ ữH = ữ ữì 7.5 = (0.25 ữ 0.375) m 30 20 30 20 V b = SVTH: Cự Minh Thng Page n Kt Cu Thộp GVHD: T.S Lờ Trung Kiờn Chn b = 300 mm B dy bn bng nờn chn vo khong (1/100 ữ 1/70) v m bo iu kin chgn g khụng nờn chn hn mm tw = ữ ữh = ữ ữì 0.55 = (0.0055 ữ 0.0079) m 100 70 100 70 Chn tw = 0.008 m ữ ữb = ữ ữì 0.3 = (0.0086 ữ 0.01) m 35 28 35 28 B dy bn cỏnh: tf = Chn tf = 0.01 m Kim tra khon cỏch an ton t ray cu trc n mộp ca ct: Z = (L h S) Trong ú: L= 33m Nhp nh h = 0.55 m Chiu cao ca ct S = 31 m Nhp cu trc Z= 0.725 m > Zmin = 0.18 m, Khong cỏch t trc ray n mộp cu trc Tha iu kin hnh cu trc I.2.2 Tit din dm mỏi Chiu cao tit din ti nỳt dm mỏi liờn kt vi ct 1 L= ì 33 = 0.825m 40 40 h1 > Chn h1 = 0.8 m Chiu cao tit din ti nh khung chn h2 = 0.6 m Vy chiu cao ca dm mỏi u ti nỳt khung v ti nh kung 1 1 ữ ữh1 = ữ ữì 0.8 = (0.16 ữ 0.4) m 5 B rng tit din b = Chn b = 0.3 m B dy bn bng nờn chn vo khong (1/100 ữ 1/70)h v m bo iu kin chng g khụng nờn chn hn mm tw = ữ ữh = ữ ữì 0.8 = (0.008 ữ 0.011) m 100 70 100 70 Chn tw = 0.01 m B dy bn cỏnh : 1 t f > b = ì 0.3 = 0.01m 30 30 Chn tf = 0.012 m Tit din dm mỏi ti nỳt khung l: I 800x300x10x12 SVTH: Cự Minh Thng Page N KT CU CễNG TRèNH THẫP Tit din dm mỏi ti nh khung l : I-600x300x10x12 Tit din dm mỏi cú th ghi l: I-(800~600)x300x10x12 I.2.3 Tit din vai ct Khong cỏch t trc nh v n trc ray ca cu trc: L S 33 31 = = = 1m 2 L v = h c + 0.15 = 0.55 + 0.15 = 0.6 m Chiu di vai ct : Chn chiu cao dm vai ti im t lc Dmax l 0.45 m Chn chiu cao dm vai ti v trớ ngm vi cỏnh ca ct l 0.45 m Chn b rng tit din vai ct l 0.2 m Chn b dy bn bng vai ct l 0.008 m Chn b dy bn cỏnh vai ct l 0.012 m Tit din dm vai l I-450x300x8x12 I.2.4 Tit din cỏc cu kin ca ca tri Nh ó cp, ca tri cú tỏc dng thụng giú cho nh xng Kớch thc ca tri ph thuc vo yờu cu thụng thoỏng ca nh Thụng thng, b rng ca tri khong (1/8 ữ 1/4) nhp nh v chiu cao ca tri bng 1/2 b rng Theo bi, b rng ca tri m chiu cao ca tri l m Ct v dm mỏi ca tri tit din ch I vi cỏc thụng s nh sau : Chiu cao ct v dm mỏi ca tri l 0.2 m B rng bn cỏnh ct v dm mỏi ca tri l 0.1 m B dy bn bng ca ct v dm mỏi ca tri l 0.008 m B dy bn cỏnh ca ct v dm mỏi ca tri l 0.01 Thit k x g 2.1 Thit k x g tng 2.1.1 Ti trng tỏc dng: a Tnh ti : Chn vỏch lm bng tm tụn mỳi km dy 0,7 mm cú trng lng bng tc gm = 0.074 kN/m2 Chn s b chiu x g ch C mó hiu 7CS2.5ì105 cú cỏc thụng s sau : Ix= 413.73 cm4 SVTH: Cự Minh Thng Iy = 47 87cm4 Page n Kt Cu Thộp GVHD: T.S Lờ Trung Kiờn A= 8.77 cm2 qtc= 0.0682kN/m = gtcxg Chn khong cỏch b trớ gia cỏc x g l axg= 1.5m q tc = g tcvach ì a xg + g tcxg q tt = q tc ì g = = 0,074.1,5+0,0682=0.18 kN/m 0,18.1,05= 0,189 kN/m b Ti giú : Ti trng giú tỏc dng vo khung ngang gm thnh phn l giú tỏc dng vo ct v giú tỏc dng trờn mỏi Theo TCVN 2737-1995, a im phõn vựng giú II-A, cú ỏp lc tiờu chun W0 =0,95 kN/m2, c gim i 0.12kN/m2 nờn cũn W0 =0.83 kN/m2 H s vt ti 1,2 Ni suy ta cú : Ce1 = - 0.3816; Ce2 = -0,4; Ce3 =-0,6; k1= 1.174 vi cao trỡnh ti nh ct l:+8,5 => c= 0.8 Wtc = nìkìW0ìcìB Ti trng giú tỏc dng lờn x g vỏch : Phớa ún giú : Wtc = 1.174ì0,83ì0.8ì = 4.66 (kN/m) Wtt = 1.2ì1.174ì0,83ì0.8ì = 5.593 (kN/m) Phớa khut giú : Wtc = 1.174ì0,83ì0.6ì 6= 3.5 (kN/m) Wtt=1,2ì1.174ì0,83ì0.6ì Chn ti giú W = 5.593 kN/m 2.1.2 S tớnh x qxtt y qytt SVTH: Cự Minh Thng Page =4.21 (kN/m) N KT CU CễNG TRèNH THẫP qxtt qytt 6000 6000 Mx My Mytt = qB2 Mxtt = 2.1.3 Kim tra iu kin v cng Cú Mxmax= q x B2 = q y B2 Mymax= = Do ú = 1,53.62 = 5,885 = 0,189.6 = 0.85 Mx My + f c Wy Wx kNm kNm hay 588,5 65 + = 18,65 kN / cm < f c = 21.1 kN / cm 46,54 10,82 Vy iu kin bn tha 2.1.4 Kim tra vừng - vừng theo phng y qy gõy tc q y B 0,189.6 y = = = 0.021 384 EJ x 384 2,1.108.47,87.10 y B = (m) 2,1 = 3.5.103 < = = 5.103 600 B 200 Vy vừng ca x g gii hn cho phộp - vừng theo phng x qx gõy tc q y B 1, 275.64 y = = = 0.024 384 EJ x 384 2,1.108.413, 73.108 SVTH: Cự Minh Thng Page (m) qB2 n Kt Cu Thộp y B = GVHD: T.S Lờ Trung Kiờn 2, = 4.103 < = = 5.10 600 B 200 Vy vừng ca x g gii hn cho phộp 2.2 Thit k x g mỏi 2.2.1 Ti trng tỏc dng lờn x g Chn tm mỏi tụn mỳi km dy 0,7 mm cú trng lng bng : tc gm = 0.074 kN/m2 Chn s b chiu x g ch C mó hiu 7CS2.5ì105 cú cỏc thụng s sau : Ix= 413,73 cm4 Iy = 47, 87cm4 A= 8,77 cm2 qtc= 0,0682kN/m = gtcxg Chn khong cỏch b trớ gia cỏc x g l axg= 1.5 m Hot ti tỏc dng c xỏc nh theo TCVN 2737-1995 : tc pm = 0.3 kN/m2; Nh vy ti trng tiờu chun v ti trng tớnh toỏn tỏc dng lờn x g ; tc tc q tc = (g m + pm ) a xg cos =(0,074+0,3) + g tcxg 1.5 cos tc tc q tt = (g m g + p m p ) +0,0628 = 0.635kN/m; a xg cos =(0,074.1,05+0,3.1,3) SVTH: Cự Minh Thng tc + g xg g 1.5 cos Page +0,0682.1,05 = 0,78 kN/m N KT CU CễNG TRèNH THẫP 2.2.2 S tớnh x g y qx x a qy Mt ct x g Phõn ti trng theo phng tc q tc x = q ì sin q tcy = q tc ì cos ; q x = q ì sin q y = q tc ì cos Do ú ta cú s tớnh v biu mụmen : 2.2.3 Kim tra iu kin v cng q x B2 0,635.sin .62 = 0.124 32 32 Cú Mymax= = kNm q y B2 Mxmax= = 0,78.c os.62 = 3.47 SVTH: Cự Minh Thng ; kNm Page ; n Kt Cu Thộp = GVHD: T.S Lờ Trung Kiờn Mx My + f c Wx Wy Do ú hay 347 12.4 = + = 8.1kN / cm < f c = 21.1 kN / cm 46.54 10,82 Vy iu kin bn tha 2.2.4 Kim tra vừng Do cú ging x g nờn ta ch xột vừng theo phng y (tc l qx gõy ra) q tcx B4 0,635.cos .64 y = = = 0.004 384 EJ x 384 2,1.108.744.19.108 y B = (m) 0.4 = 0,7.103 < = = 5.103 600 B 200 Vy vừng ca x g gii hn cho phộp PHN 2: XC NH TI TRNG TC DNG LấN NH CễNG NGHIP: 4.1 Ti trng thng xuyờn 4.1.2 Ti trng lờn dm mỏi, dm mỏi ca tri Ti trng phõn b trờn mỏi bao gm tụn, h ging mỏi, x g mỏi, ca tri: g xg 0.0682 tc g tc = g m + = 0.074 + = 0.12 a xg 1.5 kN/m mt bng mỏi Ti trng tiờu chun phõn b lờn dm mỏi: q gtc = g tc B = 0.12 ì = 0.716 kN / m Ti trng tớnh toỏn phõn b lờn dm mỏi: 0.0682 tc tc q gtt = (n g q m + n xg q xg ) B = 1.1ì 0.074 + 1.05 ì ữ6 = 0.775kN / m 1.5 Trong cụng thc trờn ng l h s tin cy (h s vt ti), tớnh toỏn cng v n nh, i vi kt cu thộp: ng = 1.05 (Bng 1, TCVN 2737:1995) 4.1.3 Ti trng lờn ct Ti trng thng xuyờn tỏc dng lờn ct bao gm ti trng kt cu bao che, dm cu trc, dm v dn hóm Ti trng kt cu bao che ( x g vỏch v tụn vỏch) : gtc = 0.12 kN/m2 SVTH: Cự Minh Thng Page N KT CU CễNG TRèNH THẫP q gtc = 0.716 kN / m Ti trng tiờu chun phõn b lờn ct : q gtt = n g q gtc = 0.775kN / m Ti trng tớnh toỏn phõn b lờn ct: tc G dct = dct L2dct = 30 ì = 1470daN =14.7 kN Ti dm cu trc: tt G dct = 15.435kN Trong ú: dct h s trng lng bn thõn ca dm cu trc Ldct = B l nhp ca dm cu trc tc tt G dh = 5kN,G dh = 5.25kN Ti trng dm v dn hóm: 4.1.4 Hot ti sa cha mỏi Theo TCVN 2737:1995, mỏi tụn khụng s dng cú giỏ tr hot ti sa cha tc tiờu chun p = 0.3 kN/m mt bng nh, ú: Hot ti sa cha tiờu chun phõn b lờn dm mỏi: q ptc = p tc Bcos = 0.3 ì ì cos60 = 1.79 kN / m Hot ti sa cha tớnh toỏn phõn b lờn dm mỏi: q ptt = n p q ptc = 1.3 ì 1.79 = 2.327 kN / m np = 1.2 l h s tin cy ca hot ti sa cha mỏi (Bng v mc 4.3.3, TCVN 2737 :1995) 4.1.5 Ti trng giú Theo TCVN 2737:1995, ỏp lc giú tỏc dng lờn khung c xỏc nh theo cụng thc q = n W0 k c B (kN/m) Trong ú: n = 1.2, h s tin cy ca ti trng giú W0 = 0.83 kN/m2 : ỏp lc giú tiờu chun vựng IIA k : h s tớnh n s thay i ca ỏp lc giú theo cao c : h s khớ ng, ph thuc vo hng giú v hỡnh dng cụng trỡnh B = 6m : bc khung SVTH: Cự Minh Thng Page n Kt Cu Thộp GVHD: T.S Lờ Trung Kiờn Cỏc h s ng c tra theo s & 8, TCVN 2737:1995 Vi h1 = 12.15 m, h2 = 8.5 m, -h1/L = 0.368, = 60 , L= 33 m, b= B = 60 m = 60 Ni suy tra bng TCVN 2737:1995 => Ce1 = - 0.3816, Ce2 = -0.4 -b/L = 1.82, h2/L = 0.258 => Ce3 = -0.6 Ce4 = -0.2496 H s K c xỏc nh tra bng TCVN 2737 :1995 Ti trng STT Cu kin Cao Ct ún giú Mỏi ún giú m 8.5 10.5 SVTH: Cự Minh Thng Page 10 H s k 1.174 1.209 H s c +0.8 -0.25 tớnh toỏn kN/m 4,68 -1,5 N KT CU CễNG TRèNH THẫP b 0f = b f t w 30 0.8 = = 14.6 2 b 0f E 14.6 2.1 ì106 0.5 0.5 12.2 15.8 tf f 1.2 2100 Tha iu kin o Bn bng: hw E 27.6 2.1 ì 106 3.2 2.5 34.5 79 tw f 0.8 2100 Tha iu kin Theo cu to chn ng hn liờn kt dm vai vo ct hf = 0.6cm = 6mm Chiu di tớnh toỏn ca cỏc ng hn liờn kt dm vai vi bn cỏnh ct xỏc nh nh sau: o Phớa trờn cỏnh (2 ng hn): lw = 30 1.2 = 28.8 cm o Phớa di cỏnh (4 ng hn): lw = 0.5ì( 30 -0.8) -1.2 = 13.4 cm o bn bng (2 ng hn): lw = 27.6 = 26.6cm Xỏc nh din tớch tit din v moment chng un ca cỏc ng hn liờn kt ( coi lc ct ch cỏc ng hn liờn kt bn bng chu): Aw = ì 0.6 ì 26.6 = 31.92 cm2 28.8 ì 0.63 Iw = ì + 28.8 ì 0.6 ì 14.42 ữ 12 13.4 ì 0.63 + 4ì + 13.4 ì 0.6 ì 6.7 ữ 12 0.6 ì 26.63 + 2ì ữ = 20628.07 cm 12 Ww = Iw = 20628.07 = 1375.2cm y max 30 Kim tra kh nng chu lc ca ng hn liờn kt: 2 M V td = ữ + ữ Ww A w (f w ) c 86.25 ì 100 156.82 ữ + ữ 0.7 ì 18 ì 1375.2 31.92 SVTH: Cự Minh Thng 7.96 12.6 (k N / cm ) Page 47 N KT CU CễNG TRèNH THẫP Kớch thc cp sn gia cng cho bng dm vai ly nh sau: h s = h dv w = 28 cm Chiu cao: 276 bs = + 30 = 39.2 mm 30 B rng: Chn bs = 40 mm = cm f 2100 t s 2b s = 2ì 4ì = 0.25 cm E 2.1 ì10 B dy: Chn ts = 0.6 cm 200 12 300 40 40 276 300 300 12 SECTION 4-4 SCALE 1/10 550 450 150 1000 5.2 Chõn ct ngm vi múng: 5.2.1 Ni lc tớnh toỏn: - Cp ni lc cú N max , M tu , Vtu :TH17 N1 = 222.6(kN);M1 = 160.9(kNm);V1 = 60.6(kN) SVTH: Cự Minh Thng Page 48 N KT CU CễNG TRèNH THẫP Cp ni lc cú M max , N tu , Vtu :TH3 M = 217.4(kNm); N = 109.6(kN);V2 = 66.4(kN) a) Tớnh bn : Chn b rng bn ln hn b rng ct 20cm: B = b c + 20 = 30 + 20 = 50(cm) 0 115 10 270 10 270 10 115 , 1 , , , 4 125 137,5 137,5 370,73 429,27 Chiu di bn tớnh theo cụng thc: N L bd 2BR bd Trong ú : b = 1.2 SVTH: Cự Minh Thng N + 2B b.loc bd R 6M ữ+ b.loc B R bd b.loc - h s tng Rb chu nộn cc b Page 49 N KT CU CễNG TRèNH THẫP = 0,75 (vỡ ng sut bờ tụng múng phõn b khụng u) Bờtụng múng mỏc B15: Rb = 0.85 kN/cm2 b Rb,loc = Rb = 1ì1.2ì0.85 = 1.02 kN/cm2 Vi cp ni lc 1: N L bd 2BR bd N + 2B b.loc bd R 6M = ữ+ b.loc B R bd b.loc 222.6 222.6 6ì160.9ì102 = + =38.14 ( cm ) ữ+ 2ì50ì0.75ì1.02 2ì50ì0.75ì1.02 50 ì 0.75 ì1.02 Vi cp ni lc 2: N L bd 2BR bd N + 2B b.loc bd R 6M = ữ+ b.loc B R bd b.loc 109.6 109.6 6ì217.4ì102 = + + =56.98 ( cm ) ữ 2ì50ì0.75ì1.02 2ì50ì0.75ì1.02 50 ì 0.75 ì1.02 Theo cu to v khong cỏch b trớ bu long neo, chiu di bn vi gi thit 11.5 cm v b dy dm l t dd = 10(mm) : L bd = h + 2t dd + 2c = 55 + ì + ì 11.5 = 80cm ng sut di bn , chn cp ni lc th tớnh toỏn: N 6M 109.6 6ì217.4ì102 max = + = + Bbd L bd Bbd L2bd 50 ì 80 50ì80 =0.38 ( kN/cm )