HD thuyết minh đồ án thép ĐHXD 59 giải phóng

HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thépHD thuyết minh đồ án thépHD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép vHD thuyết minh đồ án thépHD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thépHD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thépHD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thépHD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép HD thuyết minh đồ án thép

Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ HƯỚNG DẪN LẬP THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP -I Mặt kết cấu nhà xưởng kích thước khung ngang Mặt kết cấu nhà xưởng: Từ nhiệm vụ thiết kế vẽ mặt cắt ngang nhà xưởng lập mặt kết cấu nhà xưởng (Khung, Cột, Dầm cầu trục, ) s¬ ®å kh ung ng ang Hm Hcm SøC TRôC Q La Htr K1 a Lcm q H Lcc = S h Hch Hd h L A B Hình MẶT CẮT NGANG NHÀ XƯỞNG HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP-2016 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ Dg b Dg Dct C1 C1 C1 C1 C1 C1 Dg Dg Dg Dg Dg Dg Dg Dg Dg Dg Dg Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct c3 c2 L1 Dct C1 Dg L1 L1 Dct Dg cách đặt tên kc thứ L1 cách đặt tªn kc thø L1 L1 L c3 Dct a Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct Dct L1 L1 c3 Dg Dg C1 Dg C1 Dg C1 Dg C1 Dg C1 Dg C1 Dg C1 c2 B B B B B B B B Dg Dg Dg Dg Dg Dg Dg B B B B B B B 15.B 10 11 12 13 14 15 16 Hình MẶT BẰNG KẾT CẤU NHÀ XƯỞNG (Trong đồ án SV thực đặt tên KC theo cách 1, cách đặt tên KC theo cách hình vẽ để biết) Xác định số liệu tính tốn Từ nhiệm vụ thiết kế cho, ta có số liệu : Q = … , L = … , H1 = Hr = … , hdcc= … , hr = … tra bảng 4.2 phụ lục sách “Thiết kế khung thép nhà công nghiệp” cầu trục hai dầm kiểu ZLK ta có: * Với Q ta xác định số liệu sau: - Khoảng cách từ đỉnh ray đến đỉnh xe cầu trục : K1 = … - Khoảng cách tối thiểu từ tim ray đến mặt cột : Zmin = … - Khoảng cách từ trục định vị đến mặt cột là: a = * Với Q L ta xác định số liệu sau: - Nhịp cầu trục: Lcc = S = … - Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị () :  = (L- Lcc)/2 = … * Khoảng cách từ đỉnh xe đến đỉnh cột (mặt kết cấu xà nằm ngang mặt trần nhà): Khi nhà có mái dốc cho nhịp Trường hợp xà ngang dầm mái kèo cánh song song có: ∆a = 200  500 (mm) Trường hơp xà ngang kèo có cánh năm ngang (như giàn tam giác, giàn hình thang, ) có: Δa = 100 + Δv (mm) Δv độ võng max kèo, lấy theo độ võng giới hạn Δv = L/250 Kích thước cột Cột có tiết diện đặc dạng chữ H, đoạn cột đoạn cột có tiết diện a Chiều cao cột  Chiều cao cột trên: Htr = K1 + hdcc + hr + ∆a = … , Chọn Htr = … HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP-2016 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ  Chiều cao cột dưới: Hd = H1 - hdcc - hr + hch = … , Chọn Hd = …  Chiều cao toàn cột: H = Htr + Hd = … (Lưu ý: Hd , Htr nên chọn chẵn phù hợp với kích thước tường) y b0 tw b b Tiết diện cột (Lưu ý: vẽ tiết diện, ghi đầy đủ kích thước) x  Bề cao tiết diện cột: y h ≤  - Zmin = … mm, h  (1/10  1/15)H = … x Chọn h = … tf hw (Lưu ý: h nên chọn chẵn phù hợp với kích thước rộng thép bản) h  Bề rộng cánh Hình TIẾT DIỆN CỘT b  (0,3  0,5)h = … b  (1/20  1/30)H = … Chọn b = … (Lưu ý: b nên chọn chẵn phù hợp với kích thước rộng thép bản)  Bề dày cánh bụng tf = (1/28  1/35)bf/21 = … (f đơn vị kN/cm2) tw = (1/60  1/120)h = … tw ≥ mm, tf ≥ tw , tf ≤ 60 mm (Lưu ý: tf tw phải chọn phù hợp với kích thước bề dày thực tế thép bản) tf c Tiết diên vai cột Vai cột công xôn ngắn, tiết diện dạng chữ I  Bề cao tiết diện vai cột: hV ≥  - h = … mm, chọn hV = …  Bề rộng cánh vai cột: bV = b = … tf hdcc hr Zmin hv hv1 hv hw a tf tw a h/2 bv Lv a-a Ls h a Hình CHI TIẾT VAI CỘT  Bề dày cánh bụng vai cột HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP-2016 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ tw = (1/70  1/100)hV , tw ≥ mm, chọn tw = … tf ≥ bV /30, tf ≥ tw , tf ≤ 60 mm, chọn tf = … (Lưu ý: tf tw phải chọn phù hợp với kích thước bề dày thực tế thép bản) Kích thước dầm mái kết cấu cửa mái (dùng cho SV có nhiệm vụ thiết kế Xà ngang Dầm mái) Dầm mái tiết diện đặc dạng chữ I Dầm chia thành đoạn lắp ghép, đoạn đầu (liên kết với cột) có tiết diện thay đổi, đoạn có tiết diện không thay đổi a Nhịp dầm mái: Ld = L + 2a – h = (nhịp tính tốn dầm nhịp tính tốn khung, Ld = Lk = Ltt) b Chiều dài nhịp đoạn dầm tiết diện thay đổi Ld1  (0,35  0,4)L/2 , chọn Ld1 = … (Lưu ý: vẽ tiết diện, ghi đầy b y tf  Bề cao tiết diện dầm nách khung: hd1 ≥ L/40, chọn hd1 = …  Bề cao tiết diện đoạn giữa: hd2 ≥ 0,6hd1 , chọn hd2 = … h tw hw c Tiết diện dầm mái đủ kích thước)  Bề rộng cánh: bd = (0,2  0,5)hd1 , bd ≥ 180 , x x b0 tf chọn bd = …  Bề dày cánh bụng : tw = (1/70  1/100)hd , tw ≥ mm, chọn tw = … y Hình TIẾT DIỆN DẦM MÁI tf ≥ bd /30, tf ≥ tw , tf ≤ 60 mm, chọn tf = … (Lưu ý: tf tw phải chọn phù hợp với kích thước bề dày thực tế thép Đoạn đầu tw lấy theo hd1, đoạn lấy theo đoạn đầu tính theo hd2) d Kết cấu cửa mái: Khi thơng gió tự nhiên, khơng cần chiếu sáng tự nhiên Hcm , Lcm lấy sau  Chiều cao kết cấu cửa mái : Hcm = (1000  1500) mm = … mm  Nhịp kết cấu cửa mái : Lcm = (1/5  1/3)L = … mm  Độ vươn công xôn dầm cửa mái: La ≥ 500 mm = …  Tiết diện kết cấu cửa mái (cột dầm): Dùng thép hình chữ I số hiệu … e Độ dốc thoát nước mái, chiều cao mái HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP-2016 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ  Độ dốc nước mái: Mái lợp tơn, độ dốc nước thường chọn i ≥ 0,175 Chọn i = tg = … , có góc nghiêng mái  = … (Nên chọn i = 0,2)  Chiều cao mái: Chiều cao từ điểm giao cánh dầm mái với cánh cột đến đỉnh dầm mái Hm = L.tg/2 = L.i/2 = … Chiều cao mái ứng với đoạn dầm mái (thay đổi TD) Hm1 = Ld1.tg = Ld1.i = … Chiều cao mái ứng với đoạn dầm mái giáp đỉnh mái (TD không đổi) Hm2 = H m – Hm1 = … Sơ đồ kích thước giàn mái (vì kèo) kết cấu cửa mái (dùng cho SV có nhiệm vụ thiết kế Xà ngang Giàn mái) Lập sơ đồ giàn mái theo nhiệm vụ giao, dựa theo tài liệu “Thiêt kế khung thép nhà công nghiệp”, “Kết cấu thép, cấu kiện bản”, “Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp” lập nên sơ đồ kèo cho đảm bảo độ dốc thoát nước mái: a Độ dốc thoát nước mái (i): Chọn i ≥ 0,175 (nên chon i = 0,2) b Chiều cao giàn mái (h vk)  Trường hợp dùng giàn tam giác: Chiều cao giàn hvk = (i.L)/2 ; Nếu lấy chiều cao đầu giàn h0 = 450 hvk = (i.L)/2 + 450 mm  Trường hợp dùng giàn cánh song song mái dốc: Chiều cao giàn hvk ≈ (0,05 ÷ 0.07)L c Sơ đồ hệ bụng giàn mái: Có thể sử dụng sơ đồ sau  Sơ đồ tam giác có đứng có khơng có bụng phân nhỏ  Sơ đồ xiên có khơng có bụng phân nhỏ Việc xác lập sơ đồ hệ bụng giàn dựa theo yêu cầu: Ở cánh xà gồ phải đặt vào nút giàn; góc nghiêng xiên với cánh nút có đứng α ≈ (350 ÷ 550) nút khơng có đứng α ≈ (450 ÷ 750) d Kết cấu cửa mái:  Sơ đồ kết cấu cửa mái thường sơ đồ kết cấu kiểu giàn  Kích thước Hcm, Lcm thơng gió tự nhiên khơng dùng chiếu sáng tự nhiên lấy nêu phần dầm mái;  Kích thước Hcm, Lcm có nhu cầu chiếu sáng thơng gió tự nhiên lựa chọn sơ sau: + Chiều cao kết cấu cửa mái : Hcm = Hck + Hbc Hck = (0,1 ÷ 0,15)L + Nhịp kết cấu cửa mái : Lcm = (0,3  0,5)L HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP-2016 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ a) b) d 0,288 h h h0 = 450 0,2 L L d i 1/8 d) d h ho h c) L L h e) L h) k) d L h h d L II Hệ giằng nhà xưởng Vẽ hình vẽ có ghi đầy đủ kích thước cho hệ giằng nhà xưởng (các hệ giằng thể vẽ A1, sinh viên tham khảo sơ đồ hệ giằng sau đây), gồm: HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP-2016 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ Hệ giằng kết cấu dầm mái phương án phương án a a L a a b a B B B B B B B B B B B B B B B 15B 10 11 12 13 14 15 16 Hình PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ GIẰNG MÁI (với nhà xưởng có Q < 10 T) Hệ giằng cột xà ngang dầm mái kèo tam giác Hg2 §ØNH RAY Hg1 Hg Hg1 §ØNH RAY B B B B B B B B B B 10 B 11 B 12 B 13 B 14 B 15 16 Thanh chống dọc bố trí chiều cao cột theo yêu cầu tính tốn cột Hình PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ GIẰNG CỘT Hệ giằng hệ KC giàn mái Hề giằng hệ kết cấu giàn mái tham khảo hình vẽ trang sau; hệ giằng dọc cánh bố trí nhà xưởng có Q ≥ 10T cột cao 18m Hệ giằng cột xà ngang kèo cánh song song hình thang Hề giằng cột trường hợp có phương án sơ đồ cấu tạo trường hợp xà ngang dầm mái kèo tam giác, khác chỗ: Khi thể kết hợp với hệ giằng đứng đầu kèo hình vẽ trang sau HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP-2016 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ hÖ gi»ng cánh giàn hệ giằng cánh giàn hệ giằng cánh cửa mái hệ g iằng đứng giàn tl 1:500 hệ g iằng cột hệ giằng đứng đầu giàn HD LP THUYT MINH A THÉP-2016 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ Chi tiết giằng chống xiên phương án xà ngang dầm mái Thanh chống xiên thép góc (không nhỏ L50x5) liên kết cánh dầm mái vào xà gồ, để giữ ổn định cho dầm mái cánh khung chịu tải trọng gió bốc gây nén cánh dầm mái Chỉ cần bố trí xà gồ nằm vị trí cần giảm chiều dài tính tốn dầm mái theo phương mặt phẳng khung cánh dầm mái chịu nén Hình CHI TIẾT GIẰNG CHỐNG XIÊN III Xác định tải trọng tác dụng vào khung ngang Tĩnh tải a/ Tĩnh tải mái:  Trường hợp xà ngang dầm mái: Đưa tải phân bố dầm mái ‘g’) gc = (g1c + g2c + g3c)B = … g = n g gc = …  Trường hợp xà ngang giàn mái: Đưa tải tập trung nút giàn mái ‘G’) Gc = gcd1 = G =gd1 = … (lưu ý: tải nút biên = gd1/2) Trong :  g1c trọng lượng tôn lợp m2 mái: g1c = … daN/m2  g2c trọng lượng giằng mái, giằng xà gồ quy đổi m2 mái lấy gần đúng: g2c = (1  2) daN/m2  g3c trọng lượng xà gồ quy đổi m2 mái: g3c = … daN/m2 (sơ giả thiết trước, sau tính xong xà gồ phần sau chỉnh lại số liệu này)  ng hệ số độ tin cậy tĩnh tải (hệ số vượt tải): + ng = 1,1 tổ hợp nội lực, nội lực tĩnh tải dấu với nội lực hoạt tải chúng ngược dấu trị số tuyệt đối nội lực tĩnh tải lớn trị số tuyệt đối nội lực hoạt tải HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP-2016 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ + ng = 0,9 tổ hợp nội lực, nội lực tĩnh tải ngược dấu với nội lực hoạt tải trị số tuyệt đối nội lực tĩnh tải nhỏ trị số tuyệt đối nội lực hoạt tải  Lưu ý: + Trọng lượng dầm giàn mái kết cấu cửa mái phần mềm tính nội lực tự xác định + Tại chân cửa mái có lực tập trung Gcm trọng lượng bậu cửa, lanh tô, tường cửa kính có cấu tạo cửa mái lớn chúng có trọng lượng đáng kể b/ Trọng lượng dầm cầu trục: Gdct = dctLdct2 = … (daN) , (trọng lượng dầm cầu trục xác định gần theo công thức xem bao gồm ray đệm, Gdct đặt vai cột Ldct nhịp dầm cầu trục (Ldct = B) đơn vị tính m, dct = 24  37) g g Gdct Gdct Hình SƠ ĐỒ TĨNH TẢI TRÊN KHUNG, PA DẦM MÁI (PA GIÀN MÁI TẢI TRÊN MÁI LÀ CÁC LỰC TẬP TRUNG TẠI NÚT GIÀN) Hoạt tải sửa chữa mái: Hoạt tải sửa chữa mái từ xà gồ truyền xuống dầm mái gần xem tải phân bố dầm mái (p) Hoạt tải xét với trường hợp tác dụng khung là: chất nửa nhịp trái, nửa nhịp phải toàn nhịp khung ngang Giá trị p xác định sau: p p Hình 10 SƠ ĐỒ HOẠT TẢI SỬA CHỮA MÁI TRÊN NỬA TRÁI DẦM KHUNG (TRƯỜNG HỢP GIÀN MÁI LÀ CÁC LỰC TẬP TRUNG Ở NÚT GIÀN)  Khi xà ngang dầm mái p = np.pc.B.cos = 1,3.30.B.cos = … (daN/m) ; HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP-2016 10 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ + Giá trị mơmen tính tốn Mx Gọi mơmen có trị số lớn chọn để tính tốn cột M”max” mơmen có giá trị lớn đoạn 1/3 cột Ml/3 có: Mx = max(M l/3 , M”max” /2) + mx = MxA/(NWx) = … *) Kiểm tra cột theo điều kiện ổn định tổng thể Khi me > 20 cột kiểm tra ổn định tổng thể dầm mái mục (trang 25) Khi me ≤ 20 cột kiểm tra ổn định tổng thể theo bước sau:  Kiểm tra ổn định tổng thể mặt phẳng uốn Từ  x = … me = … tra bảng II.2 phụ lục II sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất năm 2009 e = … N/(eA) = … < fγc = fγc , > fγc phải chọn lại tiết diện cột  Kiểm tra ổn định tổng thể mặt phẳng uốn + Khi mx ≤ 5, xác định c sau: Từ mx = … c = 3,14 E f = … tra bảng 4.9 trang 222 sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất năm 2009 bảng II.5 phụ lục II sách ‘Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp’ xác định α = β = c = β/(1 + αmx) = … + Khi mx ≥ 10, xác định c sau: Từ Y = … f = … tra bảng II.1 phụ lục II sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất năm 2009 xác định y = … l0 = ly = a = … (a – k/cách điểm liên kết giằng cột) Xác định thông số : ht  l t   α   f  1  w3    hb   2bt f  Xác định hệ số ψ : 0,1 ≤  ≤ 40 ψ = 2,25 + 0,07 -5 ψ = 3,6 + 0,04 - 3,5.10  40 <  ≤ 400 Xác định hệ số 1 : I   1 = ψ y  h  E  I x  l0  f Xác định hệ số b : HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 32 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ b = 1 = … 1 ≤ 0,85 b = min(0,68 + 0,211 ; 1,0) = … 1 > 0,85 Hệ số c :  m x y c 1 b + Khi y > c c ≤ cmax cmax  16  M   δ  1  δ    x  μ  Nh f  2 đó: δ  4(I x  I y ) h f2 Aμ , 0,156I t  λ y  μ  2   A  hf  It = 0,433Σbiti3 (bi Và ti bề rộng bề dày thép tiết diên) Kết kiểm tra ổn định tổng thể cột mặt phẳng uốn: N/(cyAng) = … < fγc = fγc , > fγc phải chọn lại tiết diện cột *) Kiểm tra cột theo điều kiện ổn định cục (xem tài liệu, trang 222  225 sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất năm 2009 PGs Phạm Văn Hội chủ biên trang 37, 38, 41 sách ‘Thiết kế kết cấu thép nhà cơng nghiệp’ Gs Đồn Định Kiến chủ biên) - Đối với cánh: b0   b0  , độ mảnh giới hạn cánh t f  t  4.4 sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất năm 2009  b0  xác định theo bảng  t  - Đối với bụng: h w   h  , h w  2,3 E phải đặt sườn ngang Độ mảnh giới t w  t  tw f hạn bụng  h  xác định sau: Khi N/(φeA) > N/(cφyA) theo bảng 4.10 sách  t  ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất năm 2009; Khi N/(φ eA) < N/(cφyA) có  = (σ – σ1)/σ ≤ 0,5 theo bảng 4.10 sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất năm 2009; Khi N/(φeA) < N/(cφyA) có  = (σ – σ1)/σ ≥ theo cơng thức (4.68) trang 224 sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất năm 2009 Tính tốn kiểm tra tiết diện dầm mái (dùng cho SV thiết kế dầm mái) a Kiểm tra đoạn dầm 1: *) Nội lực tính tốn: HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 33 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ Từ bảng tổ hợp nội lực, tiết diện 1-1 chọn cặp nội lực nguy hiểm để tính tốn, gồm M(+)maX , Ntư , Vtư M(-)max , Ntư , Vtư Mtư , N (-)max , Vtư Mtư , N (+)max , Vtư Vmax (1) (2) (3) (4) (5) b An = … , Ix = … , Iy = … , Wx = … , Wy = … , h Sx = … , Sxc = … x x b0 tf *) Kiểm tra bền tiết diện 1-1: N M σ   ≤ fc A n Wx V S τ max  max x  ≤ fVc Ix t w σ td  σ12  3τ12  ≤ fc tw hw A=…, y tf *) Các đặc trưng hình học tiết diện y Hình 28 DẠNG TD DẦM c σ1  h w σ  , τ1  VSx  Ix t w h *) Kiểm tra bền tiết diện 2-2: Khi tiết diện 2-2 đoạn dầm có kích thước nhỏ tiết diện đoạn dầm phải kiểm tra bền theo tổ hợp nội lực nguy hiểm tiết diện 2-2 (việc làm tương tự trên) *) Kiểm tra ổn định tổng thể : Trường hợp cánh dầm mái chịu ứng suất nén, dầm mái bị ổn định tổng thể Vậy phải kiểm tra ổn định tổng thể dầm mái với trường hợp cụ thể sau: - Trường hợp cánh nén chịu M Nkéo (lực kéo nhỏ) mx =MA/(WNnén) > 20 bỏ qua lực dọc kiểm tra ổn định tổng thể dầm mái sau: M/(bW) ≤ fc b xác định nêu phần Trong trường hợp kiểm tra ổn định tổng thể dầm mái l0  l0  ,  l  độ mảnh ngang quy ước giới hạn, giới hạn  b b  b    tính tốn kiểm tra ổn định tổng thể dầm, b  b  b  E , b/t < 15 lấy b/t = 15  l0   f f  b   0, 41  0,0032 t   0,73  0.016 t  h  t  f f f  f    HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 34 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ l0 = ly chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng uốn dầm (đã xác định trên), khoảng cách điểm liên kết hệ giằng mái dầm - Trường hợp nén uốn có mx ≤ 20 tiến hành kiểm tra nêu phần cột *) Kiểm tra ổn định cục : - Đối với cánh: b0 …… ≤ E  0,5 f tf - Đối với bụng: hw …… ≤ E 3,  f tw b Kiểm tra đoạn dầm 2: *) Nội lực tính tốn: Từ bảng tổ hợp nội lực, chọn cặp nội lực nguy hiểm từ tiết diện 2-2, 3-3 để tính toán sau (1) (2) (3) (4) (5) b y tf M(+)max , Ntư , Vtư M(-)max , Ntư , Vtư Mtư , N (-)max , Vtư Mtư , N (+)max , Vtư Vmax *) Các đặc trưng hình học tiết diện Ix = … , Iy = … , Wx = … , Wy = … , c Sx = … , Sx = … tw hw An = … , h A=…, *) Kiểm tra bền : x b0 N M   ≤ fc A n Wx τ max  VmaxSx  ≤ fvc Ix t w tf σ x y Hình 29 DẠNG TD DẦM σ td  σ12  3τ12  ≤ fc c σ1  h w σ  , τ1  VSx  Ix t w h *) Kiểm tra ổn định tổng thể : Trường hợp cánh dầm mái chịu ứng suất nén, dầm mái bị ổn định tổng thể Vậy phải kiểm tra ổn định tổng thể dầm mái với trường hợp cụ thể sau: HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 35 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ - Trường hợp cánh có ứng suất pháp nén chịu M Nkéo (lực kéo nhỏ) chịu nén uốn có mx =MA/(WNnén) > 20, bỏ qua lực dọc kiểm tra ổn định tổng thể dầm sau: M/(bW) ≤ fc b xác định nêu phần Trong trường hợp kiểm tra ổn định tổng thể dầm mái l0  l0  ,  l  độ mảnh ngang quy ước giới hạn, giới hạn  b b  b    tính tốn kiểm tra ổn định tổng thể dầm, b  b  b  E , b < 15 lấy b = 15  l0    b   0, 41  0,0032 t   0,73  0.016 t  h  t  f tf tf  f f  f   l0 chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng uốn dầm, khoảng cách điểm liên kết hệ giằng mái dầm - Trường hợp nén uốn có mx ≤ 20 tiến hành kiểm tra nêu phần cột *) Kiểm tra ổn định cục : - Đối với cánh: b0  …… ≤ 0,5 E tf f - Đối với bụng: h w  …… ≤ 3, E tw f Kiểm tra tiết diện giàn (dùng cho SV thiết kế giàn mái) a Kiểm tra điều kiện chịu lực: Các giàn chịu kéo kiểm tra theo điều kiện bền  N  f c An Các giàn chịu nén kiểm tra theo điều kiện ổn định theo công thức sau N  f c A Khi vừa chịu nén kéo, trị số lực kéo nhỏ lực nén kiểm tra theo điều kiện ổn định, trị số lực kéo lớn lực nén kiểm tra điều kiện Khi nén có giảm yếu tiết diện cần kiểm tra điều kiện bền kéo Tham khảo sách “Thiết kế Kết cấu thép nhà công nghiệp”, “Thiết kế khung thép nhà công nghiệp” “Kết cấu thép Cấu kiện bản” HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 36 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ b Kiểm tra điều kiện độ mảnh: Điều kiện độ mảnh giàn xác định đảm bảo yêu cầu chọn tiết diện giàn, kiểm tra lại giàn chọn lại tiết diện nhỏ Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh cột: Δ ,  chuyển vị ngang đỉnh cột tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn bất lợi  H 300 gây VII Tính tốn cấu tạo chi tiết khung Chân cột: (Xem trang 240  246 sách “Kết cấu thép, cấu kiện bản” xuất năm 2009 PGs Phạm Văn Hội chủ biên.) Chân cột cấu tạo hình 30 hình 31 Hình 30 cho phương án bu lông neo liên kết trực tiếp vào đế, phương án phù hợp với nhà có M chân cột nhỏ, nhà thấp khơng có cầu trục có cầu trục với sức trục nhỏ Phương án khoảng cách bu lông neo đến cách cánh cột cần phải bố trí nhỏ Cấu tạo chân cột hình 30 vận dụng cho chân cột liên kết khớp với móng Hình 31 cho phương án bu lông neo liên kết vào sườn đỡ chân cột, phương án dùng cho trường hợp cột có M chân cột lớn, nhà cơng nghiệp có chiều cao lớn có sức trục lớn a) Tính tốn đế: + Xác định kích thước B, L: Kích thước đế xác định với cặp tổ hợp nội lực nguy hiểm tiết diện chân cột (A-A) thường cặp N(-)max , Mtư sau kiểm tra lại với cặp tổ hợp nguy hiểm khác L = h + 2tdđ + (100  200) mm B N 6M  ψR b.loc ψR b.loc L2 Cũng xác định B L sau B = b + 2tdđ + (100  200) mm   N N 6M L     2BψR b.loc  2BψR b.loc  BψR b.loc đó: - Ψ, Rb.loc xem tài liệu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn TCXDVN 356:2005, trang 242 sách "Kết cấu thép, cấu kiện bản" xuất 2009; HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 37 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ  b, h bề rộng, bề cao tiết diện cột;  tdđ bề dày dầm đế, dầm đế tdđ = + Xác định kiểm tra áp lực đế: N 6M σ max    ψR b.loc BL BL2 N 6M σ   BL BL2 + Xác định bề dày đế tbđ : Mbđ = bd2 6M bd.max fγ c tbđ = (Xem trang 243, 244 sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất 2009 trang 49, 50 sách ‘Thiết kế khung thép nhà công nghiệp’) a) b) n n m m v v B L B L c _  n e  max  Hình 30 CHI TIẾT CHÂN CỘT CĨ BẢN ĐẾ ĐỠ BU LƠNG NEO a) HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 b) 38 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ n n m m v v 1 /3 Hình 31 CHI TIẾT CHÂN CỘT CĨ SƯỜN ĐỠ BU LƠNG NEO b) Tính tốn sườn, dầm đế : (Xem trang 244, 245 sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất 2009) c) Tính tốn bu lơng neo: Bu lơng neo liên kết chân cột vào móng xác định với cặp tổ hợp nội lực gây nhổ lớn tiết diện chân cột (A-A) Tùy theo thực tế, bu lông neo tính tốn theo trường hợp sau: * Trường hợp chịu cặp N(+)max , Mtư có e ≤ L/6 : e = Mtư/N(+)max Khi bố trí bu lơng neo hình 30a hình 31, lực kéo bu lơng neo phía chịu nhổ nhiều N bl  M N  Lb (Lb – khoảng cách bu lơng hình 30a, hình 31) * Trường hợp chịu cặp N(+)max , Mtư có e > L/6 : e = Mtư/N(+)max Khi bố trí bu lơng neo hình 30a hình 31, lực kéo bu lơng neo phía bị nhổ N bl  M  Na y (y , a – xem hình 31a) đó: a = L/2 – y1/3 HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 39 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ y = (Lb + L)/2 – y1/3 y1 = L(6e-L)/(12e) * Trường hợp chịu cặp N(-)tư , Mmax có e > L/6 : e = Mmax/N(-)tư Khi bố trí bu lơng neo hình 30a hình 31, lực kéo bu lơng neo phía bị nhổ N bl  M  Na y (y, a – xem hình 31a) đó: a = L/2 – y1/3 y = (Lb + L)/2 – y1/3 y1 = L(6e+L)/(12e) * Trường hợp chịu cặp N(-)tư , Mmax có e ≤ L/6 : e = Mmax/N(-)tư Bu lơng neo đặt theo cấu tạo, khơng có lực gây nhổ * Từ lực ΣNbl xác định ΣAbl chọn bu lơng neo, sau kiểm tra lại với cặp tổ hợp nguy hiểm khác có A bl  N bl f ba d) Tính tốn chi tiết đỡ bu lơng neo * Khi bu lông neo liên kết vào sườn đỡ chân cột hình 31, việc tính tốn tiến hành cho chi tiết sau : - Bản thép (hoặc thép hình lực kéo bu lơng neo lớn) trực tiếp đỡ bu lông neo (gọi đỡ) tính tốn chịu uốn Nbl , có sơ đồ tính dầm đơn giản nhịp khoảng cách sườn đỡ (hoặc dầm đế) có bu lơng neo bên, có bu lơng neo bên sơ đồ dầm liên tục nhịp - Sườn đỡ: (hình 31b) Tính tốn cơng xơn chịu uốn phản lực gối tựa tính đỡ Đường hàn liên kết sườn đỡ vào cột tính với mơ men lực cắt công xôn - Dầm đế: (hình 31a) Khi dầm đế tham gia đỡ thép đỡ bu lông neo, dầm đế ngồi việc phải tính tốn chịu uốn phản lực từ đế cột truyền lên tính tốn kiểm tra với lực từ bu lơng neo truyền vào với sơ đồ tính dầm đơn giản có mút thừa Đường hàn liên kết dầm đế vào cánh cột kiểm tra với phản lực gối tựa tính dầm đế chịu lực từ bu lơng neo * Khi bu lông neo liên kết trực tiếp vào đế hình 30, trường hợp đế cần phải kiểm tra chịu uốn lực kéo bu lơng neo Ví dụ chân cột có cấu tạo hình 30a, mơmen uốn đế lực kéo bu lông neo là: M bdneo   N bl Lb  h Bản đế phải đảm bảo điều kiện bền sau: HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 40 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ  6M bdneo   f c Bt bd2 đó: h bề cao tiết diện cột; B, tbd bề rộng, bề dày đế; ∑Nbl tổng lực kéo bu lơng bố trí bề rộng B đế (như hình 30a số bu lơng bu lông); c - Hệ số điều kiện làm việc, để an toàn kiến nghị lấy c = 0,8 Vai cột: a Nội lực tính tốn vai cột Mdv = (Dmax + Gdcc)eV = Vdv = Dmax + Gdcc = eV khoảng cách từ tim ray đến mặt cột, eV =  - h = LV – 0,5h = … b Kiểm tra khả chịu lực vai cột Tiết diên vai cột sơ chọn mục I Cấu tạo vai cột có dạng cơng xơn vát, xem hình 32 Tiết diện chọn tiết diện lớn giáp với cột, tiết diện đầu cơng xơn nhỏ ứng với góc vát khoảng  = 20o  35o , có chiều cao tiết diện vai cột vị trí đỡ dầm cầu trục (trùng với trục thẳng đứng bụng dầm cầu trục) chọn sau: - Chọn  = … - hV1 = hV – eV tg = …, chọn hV1 = … - Các đặc trưng tiết diện IV = [bVh3V – (bV - tw)h3w]/12 = … SVf = bVtf(hw+tf)/2 = … WV = 2IV/hV = … IV1 = [bVh3V1 – (bV – tw)h3w1/12 = … SV1 = bVtf(hw1+tf)/2 + twh2w1/8 = … SV1f = bVtf(hw1+tf)/2 = … (trong hw = hV – 2tf , hw1 = hV1 – 2tf) HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 41 Phạm Văn Tư tf BM CT Thép Gỗ D max + G dct hv hw hv hv1 a tf tw a h/2 bv Lv a-a ev h Hình 32 CẤU TẠO VAI CỘT - Kiểm tra theo điều kiện bền σ M dv   fγ c WV σ1  σ.h w  hV τ1  VdvSVf  I V t w σ td  σ12  3τ12   1,15fγ c τ VdvSV1   f v γ c IV1t w - Kiểm tra ổn định cục bV  t w E   0,5 2t f f hw E   2, tw f - Chiều cao đường hàn liên kết cánh với bụng vai cột hf  VdvSV1f  , chọn hf = … 2I V1 (βf w ) γ c (βfw)min = min(βffwf , βsfws) = … c Tính tốn liên kết vai cột với cột HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 42 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ Gần an toàn xem đường hàn liên kết cánh vai cột vào cột chịu lực H = Mdv/hV , đường hàn liên kết bụng vai cột vào cột chịu Vdv Mbdv = Mdvh3wtw/(12IV) Dùng đường hàn góc, chọn chiều cao đường hàn: hfmin ≤ h f  H  ≤ hfmax , chọn hf = … l (βf ) γ  w w c (hfmin xem bảng 2.3 trang 58 sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất năm 2009; hfmax = 1,2tmin , tmin bề dày nhỏ thép làm cánh cột, cánh vai cột, bụng vai cột; Σlw=2bV – tw – cm) τw  ( 6M bdv V )  ( dv )   (βf w )min γ c ; 2h f l w 2h f lw (lw = hw – cm) Cũng tính đường hàn góc liên kết dầm vào cột tính tốn đường hàn góc liên kết bích vào cột nêu sau đây, cho lực dọc N = Liên kết dầm mái vào cột: (Đối với SV thiết kế dầm mái) - Chọn cấu tạo nút liên kết hình 33 - Chọn trước số lượng bu lơng bố trí trước (thường bố trí thành dãy bên bụng), sau xác định lực kéo lớn vào bu lơng - Liên kết tính với cặp nội lực gây kéo lớn cặp tổ hợp nội lực N(+)max , Mtư cặp M(-)max , Ntư hay M(+)max , Ntư Ngồi bu lơng phải kiểm tra với nội lực cắt nguy hiểm tiết diện nối tổ hợp Vmax - Trường hợp liên kết chịu M , N(-) : Gần an toàn bỏ qua lực dọc nén xem có mơ men làm cho liên kết xoay quanh tâm quay, xem tâm quay hàng bu lông (hoặc ngồi cùng) phía gây nén mô men, không xét (bỏ qua) bu lông nằm vùng nén mô men Lực kéo lớn bu lông xa N b max  đó: Mh1 , m  h i2 m – số dãy bu lơng, ví dụ hình 33 có m = h1 – khoảng cách từ tâm quay đến bu lông xa hi – khoảng cách từ tâm quay đến hàng bu lông thứ i - Trường hợp liên kết chịu N(+), M : Gần an tồn xem tâm quay hàng bu lơng (hoặc ngồi cùng) phía gây nén mơ men, có lực kéo lớn bu lơng xa N b max  đó: (M  N.y b )h1 , m h i2 m – số dãy bu lơng, ví dụ hình 33 có m = yb – khoảng cách từ tâm tiết diện cột (trục cột) đến tâm quay HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 43 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ h1 – khoảng cách từ tâm quay đến bu lông xa hi – khoảng cách từ tâm quay đến hàng bu lông thứ i h a a2 a a a1 b bo a1 a n c h/2 h/2 c e y Z1 Z2 Z3 Z1 Z2 Z3 f ho x Hình 33 CHI TIẾT LIÊN KẾT DẦM MÁI VỚI CỘT - Chọn vật liệu đường kính bu lơng: Chon bu lơng có cấp bền phù hợp tra bảng I.10 trang 304 sách ‘Kết cấu thép, cấu kiện bản’ xuất năm 2009 có cường độ chịu kéo tính tốn bu lơng, có diện tích tiết diện giảm yếu (tiết diện qua phần tạo zen) Abn ≥ Nbmax/ftb , tra bảng 2.9 trang 82 sách ‘Kết cấu thep, cấu kiện bản’ xuất năm 2009 chọn đường kính bu lơng cần thiết - Xác định bề dày bích : t1  1,1 b0  N b max 2(b  b0 )f , t  1,1 tbb = max(t1 , t2) = … b0  Ni 2(b  h )f chọn tbb = - Kiểm tra liên kết bu lông chịu cắt : Vmax/n ≤ [N]bmin , HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 44 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ : n – số bu lông liên kết, [N]bmin = min([N]vb , [N]cb) - Kiểm tra đường hàn góc liên kết bích vào cột : Đường hàn liên kết bích vào cột kiểm tra với cặp tổ hợp nội lực nguy hiểm M, N, V tiết diện tính tốn (B-B) τw  ( M N V  )  ( )  (βf )min γ c Ww A w Aw Ww , Aw xem ví dụ minh họa hình 34 để xác định Ví dụ xác định Ww , Aw đường hàn liên kết bích vào cột dầm mái hình 34: 600 55 12 12 55 45 12 9 12 100 300 300 100 45 358 122 Hình 34 VÍ DỤ TIẾT DIỆN ĐƯỜNG HÀN LIÊN KẾT BẢN BÍCH Các đặc trưng Ww , Aw liên kết hàn hình 34 Aw = 2.0,9.(29 + 27 )+ 2.0,6 34 = 141,6 cm2 0,6.343 I w   2.0,9.(29.20, 42  27.18,32 )  41929,6 cm 12 Ww  2I w 2.41929,6   2055, cm h cw 40,8 Nối dầm mái: (Đối với SV thiết kế dầm mái) Các nút liên kết đoạn xà mái đỉnh khung có cấu tạo tính tốn tương tự nút liên kết xà mái vào cột nêu Liên kết giàn mái vào cột: (Đối với SV thiết kế giàn mái)  Trường hợp giàn tam giác: Xem trang 70÷72 sách “Thiết kế khung thép nhà cơng nghiệp” trang 98÷99 sách “Thiết kế Kết cấu thép nhà cơng nghiệp” để cấu tạo tính tốn đế, sườn, bu lông liên kết đế vào cột đường hàn liên kết giàn vào mã, liên kết sườn, đế, mã với HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 45 Phạm Văn Tư BM CT Thép Gỗ  Trường hợp giàn cánh song song: Xem trang 95÷98 sách “Thiết kế Kết cấu thép nhà công nghiệp” để cấu tạo tính tốn gối đỡ, sườn gối, bu lơng liên kết sườn gối vào cánh cột đường hàn liên kết giàn vào mã, liên kết sườn gối với mã, liên gối đỡ vào cánh cột, Thiết kế nút giàn: Thiết kế nút nối nửa giàn nút giàn trung gian theo sách “Thiết kế Khung thép Nhà cơng nghiệp” trang 72÷83, sách “Thiết kế Kết cấu thép Nhà cơng nghiệp” trang 88÷95 HD LẬP THUYẾT MINH ĐA THÉP - 2016 46