ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉP KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG Yêu cầu thiết kế: Khung ngang nhà công nghiệp tầng, nhòp Các số liệu nhà: + Nhà công nghiệp tầng có nhòp L = 30m + Bước cột: B = 6m + Chiều dài nhà: 15B = 15 × = 90m + Cao trình đỉnh ray: HR = 8.5m + p lực gió tiêu chuẩn: W0 = 55daN/m2 + Chiều cao cửa mái: = 2.3m + Chiều cao đầu dàn: h0 = 2.2m + Độ võng dàn: f = 1 ×L = × 30 = 0.3m 100 100 * Ta có cần trục móc cẩu, chế độ làm việc trung bình, sức chòu tải Q =20/5(T) tra cataloge cầu trục ta được: + Loại ray thích hợp: KP70 + Cao trình từ đỉnh ray đến đỉnh xe : H1 = 2.4m + Nhòp cầu trục: Lct = 28.5m + Bề rộïng dầm cầu chạy: Bct = 6.3m + Khoảng cách tim ray đến mép ngoài: B = 0.28m + Khoảng cách hai bánh xe dầm cầu chạy: K = 5m + Khoảng cách an toàn từ cánh dàn đến vò trí cao xe con: c = 0,1m + p lực bánh xe lên cầu trục lớn : P max = 25.5T + p lực bánh xe lên cầu trục bé : Pmin = 7.8T + Trọng lượng xe : Gxc = 8.5T + Số bánh xe : no = + Trọng lượng dầm cầu trục : Gdcc = 46.5T + Chiều cao tiết diện ray : hr = 0.15m + Chiều sâu chôn móng : ∆(hm) = 1.5m + Khoảng cách từ mép cột đến tâm trục đònh vò cột: a = 0.25m (a phụ thuộc vào chế độ làm việc cầu trục) + Khoảng cách từ trục đònh vò đến tâm ray: λ = × (L-Lct) = 0.5 × (30-28.5) = 0.75m Vật liệu: SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN + Dùng thép CT34 có: f = 2100KG/cm 2, fv = 1500KG/cm2, E = 2.1 × 106KG/cm2 fcb + Bulông cấp độ 5.8 coù: ftb = 2100KG/cm2, fvb = 1500KG/cm2, =3400KG/cm2 + Que hàn N42 có: f = 2100KG/cm2, fwf = 1800KG/cm2 + Dùng phương pháp hàn tay nên β f = 0.7;βs = + Trọng lượng riêng thép: γ thép = 7.85T/m3 + Bê tông móng đá × 2, cấp độ bền B20 có: Rb = 11.5MPa, Rbt = 9MPa I THÀNH LẬP SƠ ĐỒ KẾT CẤU Từ số liệu yêu cầu thiết kế loại khung nhà công nghiệp tầng, nhòp, chòu tải trọng cầu trục lớn chọn sơ đồ khung có liên kết dàn, cột liên kết cứng dàn khung hình thang có mái dốc SƠ ĐỒ KHUNG NHỊP II XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG NGANG NHÀ Xác đònh kích thước theo phương đứng a Cột + Chiều cao dầm cầu chạy: hdcc=( 1 1 ữ ) ì B =( ữ ) ì = (0.6 ÷ 0.5)m 10 12 10 12 ⇒ chọn hdcc= 0.6m + Chiều cao cột dưới: Hd = (HR + ∆(hm)) - (hdcc + hr) = (8.5 + 1.5) - (0.6 + 0.15) = 9.25m ⇒ choïn Hd = 9.25m b Cột + Chiều cao cột trên: Ht = hdcc + hr + H1 + f + c = 0.6 + 0.15 + 2.4 + 0.3 + 0.1 = 3.55m ⇒ chọn Ht = 3.6m Xác đònh kích thước theo phương ngang SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN a Chiều cao tiết diện cột ht = ( 1 1 ữ ) ì Ht =( ữ ) ì 3.6 = (0.3 ÷ 0.45) 12 12 ⇒ chọn ht = 0.5m Với Ht – Khoảng cách từ vai cột đến trục cánh dàn kèo b Chiều cao tiết diện cột + Theo điều kiện cấu tạo ta chọn: hd = a + λ = 0.25 + 0.75 = 1m + Kieåm tra theo điều kiện độ cứng khung: 9.25 hd ≥ 11× Hd = 11 = 0.841m ⇒ thỏa điều kiện độ h ≥ × ( H + H ) = 3.6 + 9.25 = 0.643m t d d 20 20 cứng Vậy chọn hd = 1m + Để đảm bảo an toàn a cần phải thỏa: a > ht + B1 + C1 - λ Với C1 = hd – ht – B1 = 1– 0.5 – 0.28 = 0.22m Vaäy a = 0.5 +0.28 + 0.22 – 0.75 = 0.25m ⇒ (thoûa mãn) c Nhòp cửa mái Lcm = ( 1 1 ữ ) ì L = ( ữ ) × 30 = (5 ÷ 15)m 6 ⇒ chọn Lcm = 12m + Chọn độ dốc mái: i= ( ⇒ choïn i = 0.1 = 10% SVTH : TRẦN MẠNH HÀ 1 ÷ ) = (0.083 ÷ 0.125) 12 Trang ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN i =10% 3600 2200 500 2300 12000 1000 9250 Q=20/5(T) 30000 B A III XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG * Tải trọng tác dụng lên dàn Tónh tải Gồm có trọng lương thân lớp vật liệu lợp , kết cấu mái panel hệ giằng tính toán lập thành bảng sau: Loại vật liệu lớp gạch men Lớp vữa xi măng lót Lớp vữa láng làm phẳng tạo dốc Lớp bêtông xỉ cách nhiệt Tấm panel BTCT Trọng lượng thân kết cấu chòu lực: kèo, dàn cửa mái, hệ giằng SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Tải trọng tiêu chuẩn (KG/m2) 80 30 1.1 1.3 Tải trọng tính toán (KG/m2) 88 39 100 1.3 130 60 1.2 72 150 1.1 165 40 1.1 44 Heä số vượt tải n Trang ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN Tổng cộng 460 538 + Tổng tải trọng tính toán : Gtt0 = 538 KG/m2 = 5.38KN/m2 + Độ dốc mái: i = 10% ⇒ α = arctg i = arctg 0.1 = 5.7° + Tải trọng tính toán quy đổi tải trọng phân bố diện tích mặt 5.38 G ott g o= = o = 5.407KN/m cos 5.7 cosα tt 1.2 + Tónh tải tác dụng lên khung ngang Gttm = B × gtto = × 5.407 = 32.44KN/m Hoạt tải Đối với mái panel BTCT tra TCVN 2737-1995 có: + Tải trọng tạm thời Ptco = 0.75KN/m2, hệ số vượt tải n = + Hoạt tải tác dụng lên khung ngang (tải trọng tính toán quy đổi diện tích mặt bằng) tt tt × × × × P m = n B Po = 1.2 0.75 = 5.4KN/m Tải trọng đứng lớn (Dmax) nhỏ (Dmin) cầu trục tác dụng lên vai cột + p lực bánh xe cầu trục p lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào vai cột Khi xe chạy phía cầu trục, lực truyền xuống phía Dmax, đầu Dmin Để xác đònh tải trọng đứng cầu trục truyền xuống cột ta tiến hành vẽ đường ảnh hưởng phản lực vai cột + Tra phụ lục 13 ta có áp lực bánh xe cầu trục: Pmax = 255KN ; Pmin = 78KN + Tính áp lực Dmax Dmin 1000 5000 1300 6000 5000 6000 y = 0.17 y1 = y = 0.78 Bct = 6.3m K =5m Từ kích thước cầu trục tra catalogue ⇒ SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN Ta có: y1 = 6000 − 1300 × y1 = 0.78 6000 6000 − 5000 × y1 = 0.17 y3 = 6000 y2 = i=1 ∑y ⇒ i = y1 + y2 + y3 = + 0.78 + 0.17 = 1.95 Vaäy: i=1 ∑y Dmax = n × nc × Pmax × i = 1.1 × 0.9 × 255 × 1.95 = 492.3KN Dmin = n × nc × Pmin × i=1 ∑y i = 1.1 × 0.9 × 78 × 1.95 = 150.58KN Với: n – Hệ số vượt tải, n = 1.1 nc – Hệ số làm việc cấu kiện, nc = 0.9 i=1 ∑y i - Tổng tung độ đường ảnh hưởng phản lực gối tựa vò trí bánh xe cầu trục Tải trọng xô ngang cầu trục + Lực hãm xe i=1 T = n × nc × Ttto × ∑ yi Khi cầu trục hoạt động xe chạy mà hãm lại tạo lực hãm ngang p lực ngang bánh xe Ttto = 0.05× ( Q +Gxc ) no Trong đó: no – Số bánh xe cầu trục bên ray, no = Gxc – Trọng lượng xe con, Gxc = 85KN (tra phụ lục 13) ⇒ Ttto = 0.05× ( 200 +85) = 7.125KN Vaäy: T = 1.1 × 0.9 × 7.125 × 1.95 = 13.75KN Taûi trọng gió tác dụng lên khung ngang Vùng xây dựng Đồng Nai Đòa hình tương đối trống trải, có số vật cản thưa thớt cao không 10m ⇒ ta chọn dạng đòa hình B Giá trò áp lực gió tiêu 2 chuẩn Wo = 55daN/m = 0.55KN/m + Theo TCVN 2737 - 95 Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm: SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN - Gió thổi lên mặt tường dọc chuyển thành lực phân bố cột khung - Gió thổi phạm vi mái, từ cánh dàn kèo trở lên, chuyển thành lực tập trung cao trình cánh dàn kèo 12000 -0.8 -0.7 +0.7 -0.6 -0.6 w h = 16.02KN -0.5 q dw = 2.32KN/m +0.8 q dw = 3.71KN/m 9250 3600 2200 w d = 10.71KN -0.6 30000 a Tải trọng gió phân bố lên cột + Tải trọng gió phân bố phía đón gió qdw = n × Wo × ko × c × B Trong đó: Cao trình đáy kèo: HA = Hd + Ht = 9.25 + 3.6 = 12.85m n = 1.3 c - Heä số khí động phía đón gió, c = +0.8 ko - Hệ số kể đến áp lực gió theo độ cao đòa ⇒ hình tra bảng lấy dạng đòa hình B ứng với độ cao ≤ 15m, lấy ko1 = 1.08 ⇒ qdw = 1.3 × 0.55 × 1.08 × 0.8 × = 3.71KN/m + Tải trọng gió phân bố phía hút gió qhw = n × Wo × ko × c’ × B Với: c’ - Hệ số khí động phía hút gió, c = -0.5 ⇒ qhw = 1.3 × 0.55 × 1.08 × (-0.5) × = -2.32KN/m b Lực tập trung gió tác dụng lên dàn + Tải trọng tập trung phía đón gió SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN Wd = n × Wo × ktb × B × ∑ ci × hi Cao trình đỉnh mái: HB = Hd + Ht + ho + (tg5.7 × 9) + + (tg5.7 × 6) = 9.25 + 3.6 + 2.2 + 0.9 + 2.3 + 0.6 = 18.85m ⇒ tra baûng lấy dạng đòa hình B ứng với độ cao ≤ 20m, lấy ko2 = 1.13 Trong khoảng từ cao độ cánh dàn đến đỉnh mái, hệ số k lấy trung bình giá trò nêu : ko1 + ko2 1.08 + 1.13 = = 1.105 2 ⇒ Wd = 1.3 × 0.55 × 1.105 × × (0.8 × 2.2 - 0.7 × 0.9 + 0.7 × 2.3 - 0.8 ktb = × 0.6) × 0.6) = 10.71KN + Tải trọng tập trung phía hút gió , Wh = n × Wo × ktb × B × ∑ c i × hi = 1.3 × 0.55 × 1.105 × × (-0.5 × 2.2 - 0.6 × 0.9 - 0.6 × 2.3 - 0.6 = -16.02KN IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG NGANG Các giả thiết đơn giản hoá giải khung Tính khung nhằm mục đích xác đònh nội lực khung: mômem uốn, lực cắt, lực dọc tiết diện khung Việc tính khung cứng có rỗng giàn ,cột phức tạp, nên thực tế thay sơ đồ tính toán thực khung sơ đồ đơn giản hoá, với giả thiết sau: - Thay giàn kèo dầm ngang đặc có độ cứng tương đương đặt cao trình cánh dàn, thay cột (rỗng) đặc có độ cứng tương đương - Chiều cao cột tính từ đế cột đến đáy giàn kèo Nhòp tính toán khoảng cách hai trục cột - Khi tính với tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dầm ngang bỏ qua chuyển vò ngang đầu cột (∆ = 0) - Khi tính với tải trọng không đặt trực tiếp lên dầm ngang xem dầm ngang cứng vô cùng, tức chuyển vò ngang nút khung (EJ3 = ∞ ⇒ ϕ =0) J1 J J = ; = 30 ; = - Tính khung giả thiết J2 J2 J1 Xác đònh nội lực tónh tải mái SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN tt 3600 J2 9250 Gm= 32.44KN/m J1 J3 M1 30000 - Để giải tìm nội lực biểu đồ M1 ta phân tích thành: M1 = (1-a)+(1-b) + Lực dọc cột : L 30 = 486.6KN Nd = Gttm × = 32.44× 2 + Momen lệch tâm sơ đồ (1-b): h − ht 1− 0.5 = = 0.25m e= d 2 ⇒ M = Nd × e = 486.6 × 0.25 = 121.65KNm a Xác đònh nội lực biểu đồ (1-a) Gọi K tỷ số độ cứng dầm ngang cột J1 J = ; h= Hd + Ht = 9.25 + 3.6 = 12.85m ; = Ta có: J2 J1 J3/L J3 h 12.85 × K= = = 5× = 2.14 J1 / h J1 L 30 + MB = −Gttm × 2× L2 12 K +1 KB K A = 0.808 Tra baûng Tab 1.2.1 ta có: K B = −0.917 302 32.44× 12 ⇒ MB = − = -429.3KNm 2.14 2× +1 0.917 ⇒ MA = KA 0.808 × MB = × (−429.3) = 378.27KNm KB (−0.917) SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN + Ta có: MC = MD = MB - Ht × MA + MB Hd + H t 378.27 + 429.3 = 429.3 - 3.6ì ữ = 203.05KNm 9.25+ 3.6 Gtt × L2 32.44× 302 + Giữa nhòp: Mnhòp = m − MB = − 429.3 = 3220.2KNm 8 b Xác đònh nội lực biểu đồ (1-b) K A = 0.364 K = −0.135 B Tra bảng Tab 1.2.3 ta có: K C = −0.715 K D = 0.285 Do đó: + MA = KA × (-M) = 0,364 × (-121.65) = -44.28 KNm + MB = KB × (-M) = -0.135 × (-121.65) = 16.42KNm + MC = KC × (-M) = -0,715 × (-121.65) = 86.98KNm + MD = KD × (-M) = 0,285 × (-121.65) = -34.67KNm 429.3 16.42 86.98 3220.2 34.67 (1 - a) KNm 378.27 (1 - b) KNm 44.28 c Xác đònh nội lực biểu đồ M1 M1 = M(1-a) + M(1-b) + MA = 378.27 - 44.28 = 334KNm + MB = -429.3 + 16.42 = -412.88KNm + MC = -203.05 + 86.98 = -116.07KNm + MD = -203.05 - 34.67 = -237.72KNm - Lực cắt lực dọc biểu đồ M1 Q1 = Q(1-a) + Q(1-b) ( KN) N1 = N(1-a) + N(1-b) (KN) - Gía trò lực cắt (Q) độ dốc biểu đồ moment (M) - Từ biểu đồ lực cắt (Q) suy biểu đồ lực dọc (N) ⇒ Biểu đồ nội lực tónh tải mái gây SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 10 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH T1 S1 B1 T2 S2 NGUYEÃN S3 T3 S6 S4 S5 B2 D1 B4 T4 T5 B6 B7 B5 D2 B3 D3 2.1 Tính mắt liên kết dàn vào cột 2.1.1 Mắt số liên kết mắt số vào cột a Thanh cánh T1: Chọn hf = 6mm 2L70x7 2L 0x T1 T = 283.75KN S S = 39.27KN + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× T1 0.7× 283.75 lsw ≥ + 1= + 1= 14.14cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.6× 12.6× ⇒ chọn lsw = 15cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× T1 0.3× 283.75 lm + 1= + 1= 6.63cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.6× 12.6× ⇒ choïn lsw = 7cm b Thanh cánh xiên S1: Chọn hf = 6mm 0.7× S1 0.7× 39.27 lw ≥ + 1= + 1= 2.82cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.6× 12.6× m ⇒ chọn lsw = l w = 4cm c Tính bulông liên kết mắt vào cột - Chọn bề dày sườn gối: δs = 20mm - Chọn bulông để liên kết - Liên kết chòu: + Lực cắt: Q = T1 × sin α - S1 × sin β = 283.75 × sin5.7 - 39.27 × sin32.3 = 7.2KN SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 47 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN Với: α β - Góc nghiêng cánh xiên phương ngang +Lực kéo: N = T1 × cos α + S1 × cos β = 283.75 × cos5.7 + 39.27 × cos32.3 = 315.54KN + Moment: M = T1 × cos α × 16.5 + S1 × cos β × 11 = 283.75 × cos5.7 × 16.5 + 39.27 × cos32.3 × 11 = 5023.85KNcm - Lực tác dụng lên bulông: Q 7.2 = = 1.2KN + Do Q: Nbl = n M × l max 5023.85× 22 = 91.34KN + Do M: N blM = m× l = ∑ i 2× ( 222 + 112 ) - Đường kính bulông từ điều kiện chòu cắt ép mặt: N bl ≤ [ N] vb = fvb × A × nv × γ bl ⇔ 1.2 ≤ 20× A × 1× 0.9 ⇔ A ≥ 0.067cm2 N bl ≤ [ N] cb = d× ∑ δ × fcb × γ bl ⇔ 1.2 ≤ d× 12× 395× 10-3 × 0.9 ⇔ d ≥ 0.28mm - Đường kính bulông từ điều kiện chòu kéo: N blM ≤ [ N] tb = A bn × ftb ⇔ 91.34 ≤ A bn × 20 ⇔ A bn ≥ 4.57cm2 Từ điều kiện bulông chòu cắt, ép mặt chòu kéo ta chọn đường kính lớn để thiết kế ⇒ Vậy chọn bulông φ 27 ( A bn = 4.59cm2 ) 2.1.2 Mắt số liên kết mắt số vào cột B1 0x 20 2L B = 1439.7KN 12 2L180x12 D = 842.74KN D1 Chọn bề dày mắt: δm = 12mm Thanh xiên đầu dàn nghiêng góc α = 39.8ο so với phương ngang SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 48 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH mắt NGUYỄN a Đường hàn liên kết cánh D1 vào Chọn hf = 8mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× D1 0.7× 842.74 lsw ≥ + 1= + 1= 30.26cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn lsw = 32cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× D1 0.3× 842.74 lm + 1= + 1= 13.54cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn l m w = 14cm b Đường hàn liên kết xiên đầu dàn B1 vào mắt Chọn hf = 12mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× B1 0.7× 1439.7 lsw ≥ + 1= + 1= 34.3cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1.2× 12.6× ⇒ chọn lsw = 35cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× B1 0.3× 1439.7 lm + 1= + 1= 15.3cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1.2× 12.6× ⇒ chọn l m w = 16cm c Kiểm tra liên kết hàn mắt gối + Mômen đầu dàn thay cặp ngẫu lực: M 621.15 H= = = 282.34KN Ho 2.2 + Moment dời lực ngang H trọng tâm liên kết hàn: Mlt = H × e = 282.34 × 0.15 = 42.35KNm + Phản lực đứng gối truyền vào liên kết hàn mắt gối có giá trò: Q = B1 × sinα = 1439.7 × sin39.8o = 921.57KN Chọn chiều cao đường hàn liên kết mắt vào gối hf = 12mm + Chiều dài đường hàn cần thiết: Q 921.57 lw = = = 60.95cm hf × ( βfw ) × γ c 1.2× 12.6× ⇒ chọn l w = 62cm + Mômen kháng uốn hai đường hàn liên kết mắt vào gối: 2×βf × h × l 2w 2× 0.7× 1.2× 622 Wx = = = 1076.32cm3 6 SVTH : TRAÀN MẠNH HÀ Trang 49 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN + Diện tích tiết diện: Fh = 2×βf × h × l w = 2× 0.7× 1.2× 62 = 104.16cm2 + Kiểm tra ứng suất đường hàn: τtd = ( τM + τN ) + τ 2 Q M N Q = lt + ÷ + ÷ ≤ fwf × γ c Wx Fh Fh 2 42.35× 102 282.34 921.57 = + ÷ + ữ 18ì 1076.32 104.16 104.16 ⇔ 11.07KN/cm2 < 18 KN/cm2 ⇒ thỏa điều kiện + Bản gối xem ngàm hai cạnh hai hàng bulông, chòu lực nhổ H, làm tách khỏi thân cột Bề dày gối xác đònh: 3× b1 × H 3× 12× 282.34 δ bg = × = × = 1.4cm lw × R 62× 21 ⇒ chọn δ bg = 2cm Với: b1 – Khoảng cách hai hàng bulông đứng + Kiểm tra điều kiện ép mặt gối gối đỡ: Lực ép chính: Nem = Q = 921.57KN Chọn bề rộng gối: δ bg = 200mm N 921.57 σem = em = = 23.04KN/cm2 < Rem = 34KN/cm2 Fem 20× Chọn gối đỡ : 240 × 240 × 30mm d Tính toán liên kết bulông gối vào cánh cột - Chọn 12 bulông - Lực liên kết chòu: + Lực cắt: Q = B1 × sin α = 1439.7 × sin39.8 = 921.57KN + Lực nén: N = B1 × cos α – D1 = 1439.7 × cos39.8 – 842.74 = 263.36KN + Moment: M = B1 × cos α × 39 - D1 × = 1439.7 × cos39.8 × 39 – 842.74 × = 36395.89KNcm - Lực tác dụng lên buloâng: Q 921.57 = = 76.8KN + Do Q: Nbl = n 12 M × l max 36395.89× 70 = 118.17KN + Do M: N blM = m× l = ∑ i 2× ( 70 + 562 + 422 + 282 + 142 ) - Đường kính bulông từ điều kiện chòu cắt ép mặt: N bl ≤ [ N] vb = fvb × A × nv × γ bl SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 50 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN ⇔ 76.8 ≤ 20× A × 1× 0.9 ⇔ A ≥ 4.27cm2 N bl ≤ [ N] cb = d× ∑ δ × fcb × γ bl ⇔ 76.8 ≤ d× 12× 395× 10-3 × 0.9 ⇔ d ≥ 18mm - Đường kính bulông từ điều kiện chòu kéo: N blM ≤ [ N] tb = A bn × ftb ⇔ 118.17 ≤ A bn × 20 ⇔ A bn ≥ 5.91cm2 Từ điều kiện bulông chòu cắt, ép mặt chòu kéo ta chọn đường kính lớn để thiết kế ⇒ Vậy chọn 12 bulông φ 36 liên kết vào cánh cột ( A bn = 8.16cm2 ) 2.1.3 Tính mắt số 113.52KN T1 2L70x7 2L x1 00 T2 2L200x20 B1 2L T = 283.75KN 25 x1 T = 1737.23KN B B = 1439.7KN B = 984.21KN a Thanh bụng B1: chọn hf = 12mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× B1 0.7× 1439.7 lsw ≥ + 1= + 1= 34.33cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1.2× 12.6× ⇒ chọn lsw = 35cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× B1 0.3× 1439.7 lm + 1= + 1= 15.28cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1.2× 12.6× ⇒ chọn l m w = 16cm b Thanh bụng B2: chọn hf = 10mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× B2 0.7× 984.21 lsw ≥ + 1= + 1= 28.34cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1× 12.6× ⇒ chọn lsw = 30cm + Chiều dài đường hàn mép: SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 51 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH lm w ≥ NGUYỄN 0.3× B2 0.3× 984.21 + 1= + = 12.72cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1× 12.6× ⇒ choïn l m w = 14cm c Thanh cánh T1 T2: chọn hf = 10mm + Lực tính toán moái noái: ∆N = Nt = T1 + T2 = 283.75 + 1737.23 = 2020.98KN + Diện tích tiết diện nối quy ước: bbn = bc - (1.6 ÷ 2)cm = 20 – = 18cm ⇒ choïn bbn = 18cm ( b × δ ) 20× = 2.2cm δ bn ≥ c c = bbn 18 ⇒ δbn = 2.2cm Choïn δ bm = 1.2cm Agh = bbn × δbn ; Abn = 2bc × δbm A qö = 2Agh + Abn = × 18 × 2.2 + × 20 × 1.2 = 127.2cm2 + Kiểm tra bền đường hàn: N σt = t ≤ R × γ c A qư ⇔ kiện ghép: 2020.98 ≤ 21× ⇔ 15.89KN/cm2 < 21KN/cm2 ⇒ thỏa điều 127.2 ⇒ Ngh = σ t × A gh = 15.89× 18× 2.2 = 629.24KN + Chiều dài đường hàn liên kết cánh vào lw ≥ Ngh n× hf × ( βfw ) × γ c + 1= 629.24 + 1= 25.97cm 2× 1× 12.6× ⇒ chọn l w = 26cm d Liên kết hai cánh (có nối ) vào mã: chọn hf = 10mm - Thanh T1 + Đường hàn liên kết T1 vào mã chòu lực: Nbm1 = ∆N – ×Ngh = 2020.98 - 2× 629.24 = 762.5KN 1.2× T1 1.2× 283.75 = = 170.25KN 2 + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× Nbm1 0.7× 762.5 lsw ≥ + 1= + 1= 22.18cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1× 12.6× N bm1 ≥ ⇒ chọn lsw = 23cm + Chiều dài đường hàn mép: SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 52 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH lm w ≥ NGUYỄN 0.3× N bm1 0.3× 762.5 + 1= + = 10.08cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1× 12.6× ⇒ chọn l m w = 11cm - Thanh T2 + Đường hàn liên kết T2 vào mã chòu lực: N bm = 1.2× T2 − 2× Ngh = 1.2× 1737.23− 2× 629.24 = 826.2KN tgα = 113.52KN ⇒ α nhỏ nên q = G2tt+ P2tt = 97.32 + 16.2 = 10 ( Nbm + q) N bm2 = = + ( q× cosα ) ( 826.2 + 113.52) 2 + ( 113.52× 1) = 946.55KN + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× N bm2 0.7× 946.55 lsw ≥ + 1= + 1= 27.29cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1× 12.6× ⇒ chọn lsw = 28cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× N bm2 0.3× 946.55 lm + 1= + = 12.27cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1× 12.6× ⇒ chọn l m w = 14cm 2.1.4 Tính mắt soá B B3 B B = 984.21KN D1 5x 12 2L180x12 B = 178.38KN B = 666.07KN 2L 12 5x 12 2L 12 2L80x8 2L80x8 D = 842.74KN D2 D = 418.02KN a Thanh bụng B4: chọn hf = 10mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× B4 0.7× 666.07 lsw ≥ + 1= + 1= 19.5cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1× 12.6× ⇒ chọn lsw = 20cm + Chiều dài đường hàn mép: SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 53 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH lm w ≥ NGUYỄN 0.3× B4 0.3× 666.07 + 1= + = 8.93cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1× 12.6× ⇒ chọn l m w = 10cm b Thanh cánh D1 D2: Chọn hf = 10mm ∆N = D1 – D2 = 842.74 – 418.02 = 424.72KN + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× ∆N 0.7× 424.72 lsw ≥ + 1= + 1= 12.8cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1× 12.6× ⇒ chọn lsw = 14cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× ∆N 0.3× 424.72 lm + 1= + = 6.06cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 1× 12.6× ⇒ chọn l m w = 8cm c Thanh bụng B3: Chọn hf = 5mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× B3 0.7× 178.38 lsw ≥ + 1= + 1= 10.91cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.5× 12.6× ⇒ chọn lsw = 12cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× B3 0.3× 178.38 lm + 1= + 1= 5.25cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.5× 12.6× ⇒ chọn l m w = 6cm d Thanh buïng B2: lsw = 30cm Đã tính có: m l w = 14cm 2.1.5 Tính mắt số SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 54 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYEÃN 113.52KN 2L 50 x5 2L200x20 T = 1737.23KN 2L 50 2L80x8 T2 T3 2L200x20 T = 1737.23KN x5 S B = 178.38KN S = 37.48KN S S = 33.93KN B3 a Thanh dàn phân nhỏ S4: Chọn hf = 4mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× S4 0.7× 37.48 lsw ≥ + 1= + 1= 3.6cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.4× 12.6× ⇒ chọn lsw = 5cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× S4 0.3× 37.48 lm + 1= + 1= 2.12cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.4× 12.6× ⇒ chọn l m w = 5cm b Thanh dàn phân nhỏ S5: Chọn hf = 4mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× S5 0.7× 33.93 lsw ≥ + 1= + 1= 3.36cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.4× 12.6× ⇒ chọn lsw = 5cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× S5 0.3× 33.93 lm + 1= + 1= 2cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.4× 12.6× ⇒ chọn l m w = 5cm c Thanh buïng B3: s l w = 12cm Đã tính có: m l w = 6cm d Thanh cánh T2 T3: Chọn hf = 8mm + Lực tính toán mối nối: ∆N = 0.1× T2 = 0.1× 1737.23 = 173.72KN SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 55 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH tgα = 113.52KN Vậy: NGUYỄN ⇒ α nhỏ nên q = G2tt + P2tt = 97.32 + 16.2 = 10 2 × ( k × ∆N ) + ( 0.5× q) 2 = × ( 0.7× 173.72) + ( 0.5× 113.52) = 67.1KN 2 Nm = × ( 1− k) × ∆N + ( 0.5× q) 2 = × ( 0.3× 173.72) + ( 0.5× 113.52) = 38.53KN + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× Ns 0.7× 67.1 lsw ≥ + 1= + 1= 3.33cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× Ns = ⇒ chọn lsw = 5cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× Nm 0.3× 38.53 lm + 1= + 1= 1.57cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn l m w = 5cm 2.1.6 Tính mắt số 170.28KN T3 2L200x20 T = 2300.55KN B = 666.07KN B5 T = 1737.23KN x7 2L 12 5x 12 70 2L B T4 2L200x20 B = 301.64KN a Thanh bụng B4: s l w = 20cm Đã tính có: m l w = 10cm b Thanh cánh T3 T4: Chọn hf = 8mm + Lực tính toán mối nối: ∆N = T4 – T3 = 2300.55 – 1737.23 = 563.32KN SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 56 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH tgα = 170.28KN Vậy: NGUYỄN ⇒ α nhỏ neân q = G3tt + P3tt = 145.98 + 24.3 = 10 2 × ( k × ∆N ) + ( 0.5× q) 2 = × ( 0.7× 563.32) + ( 0.5× 170.28) = 201.71KN 2 Nm = × ( 1− k) × ∆N + ( 0.5× q) 2 = × ( 0.3× 563.32) + ( 0.5× 170.28) = 94.62KN + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× Ns 0.7× 201.71 lsw ≥ + 1= + 1= 8cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× Ns = ⇒ chọn lsw = 8cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× Nm 0.3× 94.62 lm + 1= + 1= 2.41cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn l m w = 4cm c Thanh bụng B5: Chọn hf = 8mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× B5 0.7× 301.64 lsw ≥ + 1= + 1= 11.47cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn lsw = 12cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× B5 0.3× 301.64 lm + 1= + 1= 5.49cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn l m w = 6cm 2.1.7 Tính mắt số SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 57 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH NGUYỄN B6 0x 2L80x8 B = 259.44KN 0x B = 141.26KN D = 418.02KN 2L 2L 2L90x8 B B5 D2 B = 301.64KN 2L90x8 D3 D = 525.64KN a Thanh buïng B5: lsw = 12cm Đã tính có: m l w = 6cm b Thanh bụng B6: Chọn hf = 8mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× B6 0.7× 259.44 lsw ≥ + 1= + 1= 10.01cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn lsw = 12cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× B6 0.3× 259.44 lm + 1= + 1= 4.86cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn l m w = 6cm c Thanh bụng B7: Chọn hf = 8mm + Chiều dài đường hàn sống: 0.7× B7 0.7× 141.26 lsw ≥ + 1= + 1= 5.9cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn lsw = 6cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× B7 0.3× 141.26 lm + 1= + 1= 3.1cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn l m w = 4cm d Thanh cánh D2 D3: Chọn hf = 8mm Lực tính toán mối nối: ∆N = D3 – D2 = 525.64 – 418.02 = 107.62KN + Chiều dài đường hàn sống: SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 58 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH lsw ≥ NGUYỄN 0.7× ∆N 0.7× 107.62 + 1= + 1= 4.74cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn lsw = 5cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× ∆N 0.3× 107.62 lm + 1= + 1= 2.6cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn l m w = 5cm 2.1.8 Tính mắt số 227.04KN 2L200x20 T5 T = 2300.55KN 2L90x8 T4 2L200x20 T = 2300.55KN B = 259.44KN B6 a Thanh buïng B6: s l w = 12cm Đã tính có: m l w = 6cm b Thanh cánh T4 T5: Chọn hf = 8mm + Lực tính toán mối nối: ∆N = 0.1× T4 = 0.1× 2300.55 = 230.06KN ⇒ α nhỏ nên q = G4tt + P4tt = 194.64 + 32.4 = tgα = 10 227.04KN Vậy: 2 Ns = × ( k × ∆N ) + ( 0.5× q) 2 = × ( 0.7× 230.06) + ( 0.5× 227.04) = 98.52KN 2 Nm = × ( 1− k) × ∆N + ( 0.5× q) 2 = × ( 0.3× 230.06) + ( 0.5× 227.04) = 66.43KN + Chiều dài đường hàn sống: SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 59 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH lsw ≥ NGUYỄN 0.7× Ns 0.7× 98.52 + 1= + 1= 4.42cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn lsw = 5cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× Nm 0.3× 66.43 lm + 1= + 1= 1.99cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ choïn l m w = 5cm 2.1.9 Tính mắt số 227.04KN T5 T5 2L200x20 2L200x20 T = 2300.55KN x5 50 50 2L 2L x5 B B7 B = 141.26KN a Thanh buïng B7 : s l w = 6cm Đã tính có: m l w = 4cm b Thanh cánh T5: Chọn hf = 8mm + Lực tính toán mối nối: ∆N = 0.1× T5 = 0.1× 2300.55 = 230.06KN ⇒ α nhỏ nên q = G4tt + P4tt = 194.64 + 32.4 = tgα = 10 227.04KN Vaäy: 2 Ns = × ( k × ∆N ) + ( 0.5× q) 2 = × ( 0.7× 230.06) + ( 0.5× 227.04) = 98.52KN 2 Nm = × ( 1− k) × ∆N + ( 0.5× q) 2 = × ( 0.3× 230.06) + ( 0.5× 227.04) = 66.43KN + Chiều dài đường hàn sống: SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 60 ĐỒ ÁN THÉP DUY PHÍCH lsw ≥ NGUYỄN 0.7× Ns 0.7× 98.52 + 1= + 1= 4.42cm n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn lsw = 5cm + Chiều dài đường hàn mép: 0.3× Nm 0.3× 66.43 lm + 1= + 1= 1.99cm w ≥ n× hf × ( βfw ) × γ c 2× 0.8× 12.6× ⇒ chọn l m w = 5cm mặt: c Tính toán liên kết bulông mắt giàn: Chọn bulông để liên kết - Liên kết chòu: + Lực cắt: Q = T5 × sin α + B7 × sin β = 230.06 × sin5.7 + 141.26 × sin51 = 132.63KN α β Với: - Góc nghiêng cánh xiên phương ngang +Lực kéo: N = T5 × cos α + B7 × cos β = 230.06 × cos5.7 + 141.26 × cos51 = 317.82KN + Moment: M = N × e = 317.83 × = 953.46KNcm - Lực tác dụng lên bulông: Q 132.63 = = 33.16KN + Do Q: Nbl = n M × l max 953.46× 12 = = 39.73KN + Do M: N blM = m× ∑ l 2i 2× 122 - Đường kính bulông từ điều kiện chòu cắt ép N bl ≤ [ N] vb = fvb × A × nv × γ bl ⇔ 33.16 ≤ 20× A × 1× 0.9 ⇔ A ≥ 1.84cm2 N bl ≤ [ N] cb = d× ∑ δ × fcb × γ bl ⇔ 33.16 ≤ d× 12× 395× 10-3 × 0.9 ⇔ d ≥ 7.8mm - Đường kính bulông từ điều kiện chòu kéo: N blM ≤ [ N] tb = A bn × ftb ⇔ 39.73 ≤ A bn × 20 ⇔ A bn ≥ 1.99cm2 Từ điều kiện bulông chòu cắt, ép mặt chòu kéo ta chọn đường kính lớn để thiết kế ⇒ Vậy chọn bulông φ 20 ( A bn = 2.45cm2 ) SVTH : TRẦN MẠNH HÀ Trang 61 ... rỗng Cột nhà công nghiệp tầng, nhòp có tiết diện không đối xứng, bao gồm hai nhánh: nhánh (nhánh mái) nhánh (nhánh cầu trục) Nhánh dùng tổ hợp thép thép góc Nhánh dùng tiết diện tổ hợp từ thép Do... tải trọng cầu trục lớn chọn sơ đồ khung có liên kết dàn, cột liên kết cứng dàn khung hình thang có mái dốc SƠ ĐỒ KHUNG NHỊP II XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG NGANG NHÀ Xác đònh kích thước theo... lượng riêng thép: γ thép = 7.85T/m3 + Bê tông móng đá × 2, cấp độ bền B20 có: Rb = 11.5MPa, Rbt = 9MPa I THÀNH LẬP SƠ ĐỒ KẾT CẤU Từ số liệu yêu cầu thiết kế loại khung nhà công nghiệp tầng, nhòp,