Bài giảng kết cấu mái không gian nhà nhịp lớn

KẾT CẤU MÁI KHÔNG GIAN NHÀ NHỊP LỚN TS Nguyễn Ngọc Linh Bộ môn Công trình thép – gỗ ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU MÁI KHÔNG GIAN NHÀ NHỊP LỚN Đặc điểm: •Tải trọng truyền theo hai phương; phân tố dọc, ngang hệ tham gia chịu lực •Kết cấu không gian nhẹ kết cấu phẳng, thông thường có dáng kiến trúc đẹp •Tính toán xác kết cấu không gian đòi hỏi nhiều công sức phải có trợ giúp phần mềm tính toán kết cấu •Hệ kết cấu thép mái không gian nhịp lớn thường dùng dạng hệ lưới không gian liên kết Nhược điểm nút liên kết phức tạp, việc chế tạo lắp ráp đòi hỏi độ xác cao KẾT CẤU MÁI LƯỚI KHÔNG GIAN Kết cấu mái không gian chia làm hai loại: hệ kết cấu mái lưới không gian hệ kết cấu không gian dạng vỏ Dùng cho công trình nhịp nhỏ (l< 30 m), nhịp vừa ( l =30- 60m) nhịp lớn L > 60 m Hệ kết cấu mái lưới không gian cấu tạo từ ba lớp lưới gồm: lớp lưới cánh theo mặt mái, lớp lưới cánh thường bố trí song song với cánh lớp thứ ba hệ bụng liên kết lưới cánh với lưới cánh dưới, để bảo đảm độ cứng cần thiết cho hệ kết cấu; KẾT CẤU MÁI LƯỚI KHÔNG GIAN Nhà thi đấu đa tỉnh Bắc Cạn KẾT CẤU MÁI LƯỚI KHÔNG GIAN dàn không gian nhà bi sắt trung tâm đào tạo vận dộng viên cao cấp TP Hà Nội KẾT CẤU MÁI LƯỚI KHÔNG GIAN KẾT CẤU MÁI LƯỚI KHÔNG GIAN HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN a) Các dạng sơ đồ bố trí hệ thanh: Gồm giàn phẳng đặt giao theo hai hướng ba hướng Trực giao Chéo Theo ba hướng HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN a) Các dạng sơ đồ bố trí hệ Hệ mái ghép đơn nguyên định hình tháp mặt, mặt mặt Các cách ghép tạo nên giàn đặt chéo mái Sơ đồ mái ghép đơn nguyên hình tháp a), b) - từ đơn nguyên hình chóp mặt; c) từ đơn nguyên hình chóp mặt; d) từ đơn nguyên hình chóp mặt HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN a) Các dạng sơ đồ bố trí hệ Mái có đơn nguyên chóp mặt CẤU TẠO NÚT LIÊN KẾT NÚT CẦU CẤU TẠO NÚT LIÊN KẾT NÚT CẦU CẤU TẠO NÚT LIÊN KẾT NÚT TRỤ Chi tiết nút khối thép hình trụ, có xẻ nhiều rãnh dọc theo đường sinh, bulông bố trí tâm nút hình trụ liên kết với hai chặn ép vào hai đầu mút nút hình trụ ngăn cản chuyển vị đầu dàn theo hướng tạo thành cụm nút Công dụng rãnh để neo chặt phần đầu dàn bảo đảm truyền lực kéo nén dọc trục dàn vào nút, thành phần lực hớng dọc nút trụ bulông chặn chịu   CẤU TẠO NÚT LIÊN KẾT NÚT TRỤ HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN e) Nút liên kết - Nút mã có hình dạng khác nhau: Loại thường dùng liên kết dàn thép góc, thép hình, định hình mỏng khác Chúng có cấu tạo đơn giản Các liên kết với mã bulông đường hàn Bản mã tạo thành cách dập hàn rời với để tạo nên hình dạng cần thiết theo hội tụ HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN e) Nút liên kết Nút dàn từ thép hàn a) Chữ thập cắt mộng ; b) Chữ thập hàn HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN e) Nút liên kết Một số qui định nút liên kết dạng mã + Thép dùng làm mã lấy loại với thép dàn; + Chiều dầy mã phải có độ dầy lớn độ dầy mm; chiều dầy tối thiểu mã mm; + Đường trục phải giao điểm, kể đến mômen lệch tâm; + Liên kết với mã dùng bulông cường độ cao đường hàn góc + Tại mã dùng liên kết hàn, khoảng cách cánh với bụng, đầu cánh bụng với mép mã không nhỏ 20 mm; HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN e) Nút liên kết Khoảng cách tối thiểu nút dàn HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN e) Nút liên kết - Nút cầu ( dạng Mero- Đức) Nút cầu dạng Mero dùng để liên kết dàn thép ống Loại dùng phổ biến ta + Các chi tiết nút cầu bulông gồm: cầu thép có lỗ ren, bulông cường độ cao, ống lồng (đóng vai trò êcu), vít chí (hoặc chốt) bắt vào rãnh ống lồng, đầu côn bịt đầu ống HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN e) Nút liên kết - Vật liệu thép cho liên kết + Cầu thép dùng thép CT45 14Mn2Si1 có cường độ tính toán f = 3650 daN/cm2; + Bulông cường độ cao dùng thép có lớp độ bền 8.8; 10.9; 12.9 thép hợp kim 40Cr; - Đường kính cần thiết cầu thép xác định theo điều kiện sau: + Theo điều kiện bu lông không chạm cầu: + Để đủ diện tích tiếp xúc ống lồng mặt cầu (2 ống lồng kề không chạm nhau) HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN e) Nút liên kết Xác định khả chịu lực kéo bulông cường độ cao tính theo công thức sau: [N]blc ≤ γ An ftb Trong đó: [N]blc - khả chịu lực kéo thiết kế; γ - hệ số kể đến ảnh hưởng đường kính bulông đến lực kéo thiết kế, đường kính buông d < 30 mm, γ = 1,0; đường kính bulông d ≥ 30 mm lấy γ = 0,93; ftb = 0,7fub- cường độ chịu kéo tính toán bulông sau gia công nhiệt, fub cường độ kéo đứt tiêu chuẩn thép làm bulông, An - diện tích tiết diện tịnh bulông (trừ giảm yếu ren) mm2 , Đối với làm việc chịu nén (trong tổ hợp tải trọng) đường kính cần thiết bulông giảm đi, diện tích tiết diện ống lồng phải kiểm tra theo điều kiện chịu nén làm việc ép mặt ống lồng với mặt phẳng cắt vát cầu theo lực nén tính toán HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN e) Nút liên kết Đầu dàn liên kết với đầu côn bịt đầu Khi đó, độ bền đường hàn nối đầu côn (hoặc mặt bích) với dàn độ bền tiết diện ngang đầu côn phải độ bền dàn Bề rộng bh của đường hàn lấy theo chiều dầy dàn từ 2- mm Chiều dầy bịt đầu phải lấy theo khả chịu lực thực tế (thí nghiệm), chiều dầy thành ống t ≤ mm chiều dầy bịt đầu tt ≥ 1/5 đường kính ống thép Chi tiết đầu côn ống bịt đầu dàn a) đầu côn; b) bịt đầu ( mặt bích) HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN e) Nút liên kết - Nút cầu rỗng, hàn Cầu rỗng ruột hàn bán cầu, có loại: có sườn sườn bên Nút cầu rỗng thép a) - cầu rỗng sườn; b) - cầu rỗng có sườn θ HỆ MÁI LƯỚI THANH KHÔNG GIAN e) Nút liên kết Cầu rỗng thường dùng liên kết thép ống với cầu đường hàn Vật liệu thép làm cầu thép bon thấp thông thường, thép bon cán nóng dùng xây dựng”, thép 16Mn Khi xác định đường kính cầu rỗng, khoảng cách a mặt dàn cạnh a ≥ 10 mm Theo điều kiện sơ xác định đường kính cầu theo công thức: D = ( d1 + 2a + d2 )/ θ Trong đó: d1, d2 - đường kính ống thép cạnh tạo thành góc ; - góc tạo ống thép cạnh (rad) ... nút liên kết phức tạp, việc chế tạo lắp ráp đòi hỏi độ xác cao KẾT CẤU MÁI LƯỚI KHÔNG GIAN Kết cấu mái không gian chia làm hai loại: hệ kết cấu mái lưới không gian hệ kết cấu không gian dạng... bụng liên kết lưới cánh với lưới cánh dưới, để bảo đảm độ cứng cần thiết cho hệ kết cấu; KẾT CẤU MÁI LƯỚI KHÔNG GIAN Nhà thi đấu đa tỉnh Bắc Cạn KẾT CẤU MÁI LƯỚI KHÔNG GIAN dàn không gian nhà bi... •Tính toán xác kết cấu không gian đòi hỏi nhiều công sức phải có trợ giúp phần mềm tính toán kết cấu •Hệ kết cấu thép mái không gian nhịp lớn thường dùng dạng hệ lưới không gian liên kết Nhược điểm