Đồ án môn học - Ks. Nguyễn Trung Thành DA nha thep(1)

ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NHIỆP MỘT TẦNG MỘT NHỊP BẰNG THÉP SỐ LIỆU THIẾT KẾ 1.Số liệu chung : B(m) Số bước Hdct(m) H3(m) 17 0,7 0,8 C.độ làm việc Trung bình V.liệu thép Que hàn BCT3 N46 Mác BT móng 200 2.Số liệu riêng : STT 64 L (m) 33 Q(tấn) 100 H1(m) Địa điểm xây dựng Phan Thiết – Bình Thuận CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU I Kích thước khung ngang số cấu kiện .a Kích thước cầu trục Cầu trục sức nâng Q = 100T có số liệu sau: Q = 100 T  a = 500 mm Q = 100 T   = 1000 mm = m Nhịp cầu trục Lk = L- 2 = 33-2x1=31 m Ta có bảng số liệu sau : SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ Nhịp Lk (m) Loại ray 31 KP 120 Trọng lượng Áp lực (mm) Đáy K Bề rộng B f B1 Xe Cầu trục P1 P2 4000 4560 8800 250 400 38 155 48 49 HCt b.Đường ray Loại ray K.lượng 1m dài(kg) KP-120 118,1 Kích thước(mm) H B b b1 a d 170 170 120 129 45 44 c.Kích thước theo phương thẳng đứng *Chiều cao H2 từ đỉnh ray đến cao trình cánh dàn: H2 = (Hct + 100) + f = (4000 + 100) + 250 = 4350 mm  Lấy H2 = 4400 mm Trong đó: Hct =4000(m): Chiều cao Gabarit cầu trục 100 - Khe hở an toàn xe kết cấu f =250mm- Khe hở phụ xét đến độ võng kết cấu giàn lấy 200400 mm H2 - Chọn chẵn modul 200 mm Chiều cao từ mặt đến cao trình cánh dàn (H): H = H1 + H2 = 8000 + 4400 =12400(mm) * Chiều cao phần cột tính từ vai cột đến cánh dàn: Ht = H2 + hdct + Hr = 4400 + 700 + 200 = 5300 mm Trong đó: hdct - Chiều cao dầm cầu trục hdct = 700mm Hr - Chiều cao ray đệm chọn sơ Hr = 200mm SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ * Chiều cao phần cột dưới: Hd = H - Ht + a2 = 12400 - 5300 + 800 = 7900 mm Trong đó: - H3 - Phần cột chôn bên cốt mặt lấy 6001000 mm, lấy a2 = 800 mm c.Kích thước theo phương ngang: * chiều rộng tiết diện cột trên: ht = () Ht = () 5300 = 442 530 (mm) Mặt khác phải thỏa mãn: > +( )+D < - -D+a < 1000 - 400-75 + 500 = 1025 mm Vậy chọn = 500 (mm) d Bề rộng phần cột (cho trục nhánh đỡ dầm cầu chạy trùng với trục DCC): hd =  + a Trong đó: a - Khoảng cách từ trục định vị đến mép cột Lấy a = 500 mm với sức trục Q = 100 T  - Khoảng cách từ trục ray đến trục định vị Lấy  = 1000 mm với sức trục Q = 100 T thoả mãn điều kiện:  > B1 + (ht - a) + D = 400 + (500 - 500) + 75 = 475 mm Trong đó: B1 - Khoảng cách từ trục ray cầu chạy đến đầu mút cầu chạy 400 mm D - Khe hở tối thiểu Vậy: ; chọn D = 75 mm hd = 1000 + 500 = 1500 mm  Thoả mãn điều kiện 12400 hd > H = 20 = 620 mm Trong đồ án ta chọn tiết diện cột đặc tiết diện cột tiết diện cột rỗng SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ +18,45 5300 7900 +8,00 8700 +12,4 5300 2200 +14,6 ±0,00 800 -0,8 33000 A B Hình 1: Khung ngang Kích thước dàn Chọn dạng kèo có dạng hình thang, liên kết cứng với cột, nên chiều cao đầu dàn H0 = 2200 mm, độ dốc cánh i = 1/10, chiều cao dàn là: H gd  2200  33000 �  3850mm 10 Thanh bụng loại hình tam giác có đứng Khoảng cách mắt cánh 3000 mm Bề rộng cửa trời: Lcm =(1/3 1/2)L= (1/3 1/2)33 = 11 16,5 Vậy lấy Lcm =12 m, chiều cao cửa trời gồm lớp kính 1,5 m, bậu 0,2 m bậu 0,8 m => Hcm=1,5+0,8+0,2=2,5(m) 3.Hệ giằng SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ 3.1 Hệ giằng mái Hệ giằng mái bao gồm giằng bố trí phạm vi từ cánh dàn trở lên Chúng bố trí nằm mặt phẳng cánh dàn, mặt phẳng cánh dàn mặt phẳng đứng dàn a.Giằng mặt phẳng cánh Giằng mặt phẳng cánh gồm chéo chữ thập mặt phẳng cánh chống dọc nhà Tác dụng chúng đảm bảo ổn định cho cánh chịu nén dàn, nên điểm cố kết không chuyển vị mặt phẳng dàn Các 33000 A B 6000 6000 4500 4500 6000 6000 giằng chữ thập nên bố trí hai đầu khối nhiệt độ Sơ đồ bố trí giằng hình vẽ: 500 5500 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 5500 500 102000 10 11 12 15 16 17 18 b.Giằng mặt phẳng cánh Giằng mặt phẳng cánh đặt vị trí có giằng cánh trên, khoảng giữa, hình vẽ sau: SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ 9000 6000 6000 33000 6000 6000 A B 500 5500 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 5500 500 102000 10 11 15 16 17 18 12 c H ging ca mỏi bố t r I hệ giă ng CưA M¸ I 5.5 m m m 6 5.5 d Hệ giằng đứng Hệ giằng đứng đặt mặt phẳng đứng, có tác dụng với giằng nằm tạo nên khối cứng bất biến hình; giữ vị trí cố định cho dàn kèo dựng lắp Hệ ygiằng đứng bố trí đứng đầu dàn, đứng dàn, chân cửa trời Do cơng trình có sử dụng giàn đỡ kèo nên ta lợi dụng giàn đỡ kèo hai hệ giăng đứng Khi cần bố trí thêm giằng đứng thứ ba giưã dàn sau: 5500 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 6000 5500 500 102000 SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 10 50CXD Page 11 12 13 14 15 16 17 18 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ e.Hệ giằng cột Hệ giằng cột bảo đảm bất biến hình học độ cứng tồn nhà theo phương chịu tải trọng tác dụng dọc nhà bảo đảm ổn định cột II.Tính tải trọng tác dụng lên khung 1.Tải trọng tác dụng lên dàn 1.1Tải trọng mái: a Tải trọng lớp mái tính tốn theo cấu tạo mái lập theo bảng sau: Cấu tạo lớp mái Tải trọng tc Hệ số vượt tải Tải trọng tính tốn daN/m2 mái 150 1,1 165 60 1,3 78 54 1,3 70,2 100 1,1 110 60 1,1 66 daN/m2 mái - Tấm panen 1,56 m -Lớp cách nhiệt dày 12 cm bêtông xỉ  = 500 Kg/m3 - lớp ximăng lót cm - Lớp chống thấm dày cm -2 lớp gạch nem vữa lát cm SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ Tổng cộng 424,0 499,2 Đổi phân bố mặt với độ dốc i = 1/10 có cos = 0,995 424, 424,   426,1 (daN/m mat bang) cos  0,995 499, 499, g mtt    491, 658 (daN/m mat bang) cos  0, 995 g mtc  b Trọng lượng thân dàn hệ giằng tính sơ theo cơng thức gtcd = 1,2.d.L = 1,20,6833 = 26,93 daN/m2 gttd = n.1,2.d.L = 1,11,20,6833 = 29,7 daN/m2 Trong đó: n - Hệ số vượt tải lấy 1,1 1,2 - Hệ số kể đến trọng lượng giằng, d - Hệ số trọng lượng dàn lấy 0,6  0,9 nhịp 24  36 m lấy ad= 0,68 c Trọng lượng kết cấu cửa trời gcttt = n.ct.Lct - Có thể tính theo cơng thức kinh nghiệm: Trong đó: Vậy: ct = 0,5; Lct = 12m nhịp cửa trời (m); n= 1,2 hệ số vượt tải gttct = 1,2.0,5.12 = 7,2 daN/m2 - Trọng lượng cánh cửa trời bậu cửa trời - Trọng lượng cánh cửa (kính + khung): lấy từ (35 40) daN/m2 gck = 40 daN/m2 - Trọng lượng bậu bậu dưới: lấy từ (100 150) daN/m gcb = 150 daN/m Hệ số vượt tải n=1,1 -Lực tập trung chân cửa trời cửa kính bậu cửa: gcb = n.(gkc Hk.B+ gbc.B) = 1,1.(40.1,5.6+ 150.6) = 1386 (daN) -Quy trọng lượng kết cấu cửa trời lực tập trung theo phương thẳng đứng: gctttr =gcttt Lct.B =7,2 12.6 =518,4 daN SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ Ta quy tải trọng tập trung trọng lượng kết cấu cửa trời, trọng lượng kết cấu cánh cửa bậu cửa tải phân bố tren mặt nhà: gcmtt = ( gctttr+ gcb)/(L.B) = (518,4+ 2.1386)/(33.6) = 16,62 daN/m =>Vậy tải trọng tác dụng thường xuyên là: g = gi B = (gcmtt + gmtt +gdtt).B=(16,62 + 501,71 +21,54 )6 = 3239,2 daN/m 32,4 kN/m Sơ đồ chất tải tĩnh tải 1.2 Tải trọng tạm thời(hoạt tải mái) Theo TCVN 2737 - 95 hoạt tải mái hoạt tải sửa chữa p tc , ptc = 75 daN/m2 mặt với hệ số vượt tải np = 1,3 Tải trọng tính tốn phân bố dàn là: ptt = np.ptc.B = 1,3756 = 585 daN/m = 5,85 kN/m SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ 1.3 Tải trọng tác dụng lên cột a Do phản lực dàn V=A -Tải trọng thường xuyên L 33 32, =540,7 kN Ag = g = -Tải trọng tạm thời A’ =pL/2 =5,85 33 / =96,5 kN b Do trọng lượng dầm cầu trục Gdct = dctL2 dct =40 62 = 1440 daN Trong đó: - dct hệ số trọnglượng thân dầm cấu trục, dct = 40 với Q =100 T - Ldct = B = m c Tải trọng áp lực đứng bánh xe cầu trục: Với sức nâng cầu trục Q = 100 T có thông số kỹ thuật sau: Pcmin =(Q+G)/4 - Pcmax Áp lực bánh xe lên ray Trọng lượng Pcmax Pcmin Xe con(kN) 490 147,5 430 Dầm cầu trục(kN) 1550 Tải trọng áp lực thẳng đứng bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục xác định cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa dầm xếp bánh xe hai cầu trục sát vào vị trí bất lợi Số bánh xe bên ray Bê tông cầu trục B ct= 8.8m, khoảng cách bánh xe 840+4560+840 SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 10 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ l1y= μ1.a1 = 2,207.168,3 = 371,44 cm l2y= μ2.a2 = 1,857.202 = 375,11 cm Ta tính tốn với lực N1 = 82541 daN lx= 202 cm ly= 375,11 cm Giả thiết λmax = λgt = 90 -> φ = 0,639 Diện tích cần thiết: Act = 82541/(0,639.2250) = 57,4 cm2 Bán kính quán tính rxct = 202/90 = 2,244 cm rxct = 375,11/90 = 4,168 cm Chọn 2L 160x90x12 liên kết cạnh ngắn A = 2Ag = 2.30 = 60cm2 Rx = 2,82cm > rxyc (thoả mãn) ry = ry2o  ( z0  0,5. )2 ry0 = 5,11cm z0 = 5,32 cm SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 56 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ δ = 1,6cm  Ry = 7,97cm > ryyc (Thoả mãn điều kiện độ mảnh) Kiểm tra ứng suất đạt yêu cầu -> Tiết diện chọn thoả mãn Các khác Tính tốn tương tự kết ghi bảng Với bụng có λ>60 có hệ số điều kiện làm việc m = 0,8 Với bụng có nội lực nén nhỏ chọn tiết diện theo độ mảnh giới hạn 150 Các bụng chia nhỏ dùng tiết diện nhỏ L 50x5 V TÍNH TỐN CHI TIẾT DÀN Sơ đồ nút hình vẽ: SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 57 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ Các nút dùng liên kết hàn, phương pháp hàn tay Thép hình có số hiệu BCT3K2 có: σb=3650daN/cm2; RC=2250daN/cm2 Que hàn N46 Rgh = 1800 daN/cm2, Rgt = 1650 daN/cm2 Phương pháp hàn tay có ßh = 0,7; ßt=1; ßh Rgh=0,7.1800 =1260 daN/cm2 ßt Rgt=1.1650 =1650 daN/cm2.-> (ß.Rg)min=ßh Rgh= 1260 daN/cm2 Các dàn liên kết vào mã đường hàn góc sống mép Đường hàn góc liên kết vào mã phải đảm bảo yêu cầu cấu tạo : lhmin = max  4hh ; 40mm lhmax = 85.βh.hh 1.Tính mắt (mắt khơng nối cánh)  Thanh xiên X1 Tính đường hàn liên kết xiên: X1 = - 82541 daN vào mã Ns = k.X1/2 = 0,75x82541/2 = 30953 daN Nm = (1-k).X1/2 = 0,25x82541/2 = 10655 daN + k: Hệ số phân phối lực dọc thép góc cho đường hàn sống, mép theo bảng 4.6 có k = 0,75 với thép góc không cạnh SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 58 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ Ta chọn chiều cao đường hàn sống hhs = 12 mm Ta chọn chiều cao đường hàn mép hhm = mm Hệ số điều kiện làm việc γ = Hệ số đklv Nlàs γ = 0,75 Ls =  hhs (  Rg ) + = 28 cm Lmax = 85.βh.hs = 71,4cm Chiều dài đường Nm hàn mép: Lm =  hm (  Rg ) + = 15 cm * Thanh xiên X2 X2 = 63119 daN (2 thép góc cạnh ghép chữ T) Ns = 0,7 X2 hs = 8mm hm = 6mm , γ = 0,75 Nm = 0,3 X2 Chọn chiều dài đường hàn bên là: 0, 7.63119 1 2.0, 75.0,8.1260 ls = = 30 [cm] lm 0,3.63119 1 2.0, 75.0, 6.1260 = = 18 [cm] lhs=Ns/(γ.hhs.(β.R)min) + = 23.687/(1x1,2x1260) + = 16,67 cm *Thanh cánh: SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 59 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐỒN XN Q - Tính đường hàn liên kết cánh : T = 86588 daN; T = - 88734 daN; Q = P +G = 1682 + 9083= 10765 daN 2 AT = IT I+T = 88734 + 86588 = 175323 daN ATs = k.AT/2 = 0,7x175323/2 = 61363 daN ATm = (1-k)xAT/2 = 0,3x175323/2 = 26298 daN Lực tập trung Q phân bố cho đường hàn cánh Nội lực tác động lên đường hàn sống mép thép góc sau: Ns = [(k.AT + Q sina/2) +(Q cosa/2) ] /2 2 2 1/2 = [(0,7x61363 + 0) + (10765/2) ] /2 = [(42954) +(5383) ] /2 = 21645 daN 2 1/2 2 1/2 Nm=[((1k).AT+Q sina/2) +(Q cosa/2 2 = [(0,3x26298 + 0) + (10765/2) ] /2 = [(7889) + (5383) ] /2 = 4775 daN 2 1/2 2 1/2 tgα = 1/10 < 1/8 nên ta coi α = Chọn chiều cao đường hàn sống hhs = 10 mm Chiều cao đường hàn mép hhm = mm Hệ số điều kiện làm việc γ = Chiều dài đường hàn sống là: lhs=Ns/(y.hhs.(p.R)min) + = 21645/(1x1x1260) + = 18,17 cm Ta thấy điều kiện chiều dài đường hàn thoả mãn chọn đường hàn sống : hs.ls = 10x190 = 1900mm Chiều dài đường hàn mép là: lhm=Nm/(Y.hhm.(P.R)mm) + = 4775/(1x0,8x1260) + 1= 5,74 cm Ta thấy điều kiện chiều dài đường hàn thoả mãn chọn đường hàn mép hm.lm = 8x60 = 480 mm2 2.Tính mắt (mắt có nối cánh) P = P4+G4 = 1755 +8312 = 10067 daN SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 60 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ * Thanh xiên X3 = -39801 daN NS = kX3 = 0,7X3 Nm = (1-k) X3 = 0,3X3 Chọn chiều cao đường hàn hhs = 8mm, hhm = 6mm, γ = Chiều dài đường hàn 0, 7.39801 1 2.1.0,8.1260 ls = = 15 [cm] lm 0,3.39801 1 2.1.0, 6.1260 = = [cm] Thanh xiên X4 = 21632 daN (ghép từ góc) Ns = 0,7X4 Nm = 0,3 X chọn hhs = hhm = mm (γ = 1) Chiều dài đường hàn: lm 0,3.21632 1 = 2.1.0, 6.1260 = [cm] * Thanh cánh Ta nối cách (có tiết diện thay đổi) thép Khi lực tính tốn mối nối Nq = 1,2 T = 106481daN Diện tích tiết diện nối quy ước Aq = 2Agh + Abm Agh: diện tích thép nối Abm: phần diện tích mã coi tham gia truyền lực Ta có: Abm = 2b σ bm = 2.20.1,6 = 64 cm SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 61 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐỒN XN Q Chọn ghép có tiết diện A gh = 15 x1,4 = 21 cm ( Chiều rộng 15 cm phải đủ để phủ lên bề rộng cánh lớn) Aq = 64 + 2.21 = 106 cm2 Lực dùng để tt lk ghép vào cánh là: Ngh = σ q Agh = 21095 daN Chọn chiều cao đường hàn lk cánh với ghép hh = mm, γ = l = 15cm < lmax h = 85.0,7.0,6 = 35,7 cm Phần lk cánh vào mã Đường hàn liên kết bé vào mã: N = 1,2N - 2Ngh = 106481 - 2.21095 = 64291daN > 0,5.N 1,2 = 53240 daN bm2 N 2 s2 = 0,7 Nbm2; Nm2 = 0,3 Nbm2 Chọn hhs = 12mm, hhm = 6mm, γ =1 Chiều dài đường hàn lhs = 16cm < lmax lhm = 14cm < lmax Đường hàn liên kết lớn vào mã Lực tương tác: có lực tập trung P = 10067 daN N = 1,2 Ni - 2Ngh = 1,2 118212 - 2.21095 = 99664daN bm1 Nbm = N N 2bm1  P = 100171 daN 3=0,7Nbm ; Nm = 0,3 Nbm Chọn hhs= mm; hhm = m; γ = lhs 0, 7.100171 1 2.0,8.1.1260 = = 36 [cm] lhm 0,3.100171 1 2.1.0, 6.1260 = = 21 [cm] SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 62 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ Với lớn ta cho mắt 40 cm, khe hở 5cm Tính mắt (Nút nối trường) : Mắt vị trí nút nối dàn trường để ghép nửa dàn lại mã chia đơi cho nửa dàn sau ghép lại nhờ nối, cánh phủ ghép gẫy khúc, dùng sườn đứng gia cường cho ghép nối, thời để liên kết chống dàn Nội lực tính tốn: P = G5+P5 = 9185 + 2632 = 11817 daN Nội lực cánh: T4 = - 118212 daN tính mối nối lấy N qư = 1,2xT4 = 1,2x118212 = 141854 daN Nội lực truyền qua tiết diện qui ước gổm ghép mã có chiều cao lần thép góc đứng Tiết diện ghép : bgh = 200.2 + 16 + 2.10 = 436 mm Chọn bg = 435 mm Chọn δgh = 1,2cm -> Chọn ghép tiết diện 435x12 A g = 2.Agh + Abm Abm = 2.b.δbm = 2.20.1,6 = 64 cm =>Diện tích quy ước : Aq = 43,5x1,2 + 2x20x1,6 = 116,2 cm ứng suất tiết diện quy ước : σqư = Nqư/Fqư = 141854/116,2 =1221daN/cm2 Nội lực quy ước truyền qua ghép :Ngh = Aghxσqư = 43,5 1,2.1221 = 63724 daN Đường hàn liên kết ghép với thép góc cánh : Chọn đường hàn có hh = mm => ∑ lh = Ngh/(γ.hh.(β.R)min) + = 63724/(1x0,8x1260) + = 67,2 cm - Dùng đường hàn : 18 cm 17 cm =>∑ lh = 2x(18+17) = 69 cm > 67,2 cm - Liên kết thép góc cánh với mã tính theo phần nội lực quy ước lại: Nbm = Nqư - Ngh = 141854 - 63724 = 78130 daN > 0,5Nqư = 70927 daN - Chọn đường hàn có hh = mm => ∑ lh = Nm/(γ.hh.(β.R)min) + = 70927/(1x0,8x1260) + = 72,5cm SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 63 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ Dùng thép góc đường hàn 22cm 15 cm: ∑ lh = 2x(22+15) = 74 cm > 72,5 cm * Bản mã nối với nhờ nối tính chịu lực Nbn với hh = 10 mm Nbn = Nbm ± 1,2Nx.cosβ Trong : β = 41o => cosβ = 0,7547 Nx = X = 11262 daN => Nx.cosβ = 11262.0,7547 = 8500 daN Nbn = 70927 - 1,2.8500 = 60728 daN (Thanh cánh xiên nội lực ngược dấu) Đường hàn liên kết nối với mã : hh = 10 mm —>∑ lh — Nbn/(γ.hhbn.(β.R)min) + = 60728/(2.1.1.1260) + = 24,46 cm Chọn nối tiết diện 25cm x 1cm có lh = 25 cm > 24,46cm * Kiểm tra cường độ nối: Bản nối có hai lỗ bulơng Φ20 có: σ = Nbn/2.Abnth = 60728/2.[(25.1-2(2.1)] = 1446 daN/cm2 < R = 2150 daN/cm2 - Tính liên kết bụng vào mã: - Thanh xiên X5 = 11262 daN ( L56 x ghép chữ T) Ns = 0,7X5, Nm = 0,3 X5 Chọn hhs = hhm = mm (y = 1) Chiều dài đường hàn: ls = 6,04 cm lấy ls = 6cm lm = 3,17 cm < 4cm Chọn theo cấu tạo lấy lm = 4cm SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 64 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐỒN XN Q Tính mắt (Nút nối trường): Là mắt khuếch đại cách thực trường, Thanh cánh D2 hàn vào mã, D3 để rời bắt bulông vào mã cơng trường rổi hàn Nội lực tính tốn: - D3 = 110848 daN - Chọn ghép cánh có tiết diện: Agh = bghxδgh = 15x1,2 = 18 cm2 Lực tính tốn mối nối: Nq = 1,2.D3 = 1,2.110848 = 133018 daN Diện tích quy ước : AQƯ = 2Agh + Abm = 2.18 + 2.14.1,6 = 80,8 cm2 ứng suất tiết diện quy ước : σq = Nq/Fqư = 133018/80,8 = 1646 daN/cm2 Nội lực quy ước truyền qua ghép :Ngh = Aghxσq = 18.1646 = 29633 daN Dùng đường hàn để tính đường hàn liên kết ghép với cánh dưới: Chọn đường hàn có hh = mm => ∑ lh = Ngh/(γ.hhm.(β.R)min) + = 29633/(1x0,8x1260) + = 33,39cm - Dùng đường hàn : 9cm 9cm =>∑ lh = 2.(9+9) = 36cm > 33,39cm Liên kết thép góc cánh với mã tính theo phần nội lực quy ước lại: Nm = Nq - Ngh = 133018 - 29633 = 103385 daN > 0,5.1,2.Nq = 79811 daN - Chọn đường hàn có hh = mm SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 65 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ => ∑ lh = Nm/(γ.hhm.(β.R)min) + = 79811/(1x0,8x1260) + = 63,22cm Dùng thép góc đường hàn 18cm 14cm: ∑ lh = 2x(18+14) = 64cm Tính mắt (mắt liên kết dàn cột): Dàn liên kết cứng với cột nút đầu dàn Nút nút truyền phản lực gối tựa dàn gổm R A phản lực đứng đầu dàn lực ngang H mômen đầu dàn gây : RA = Rhoạt tải + Rtĩnh tải = 8993 + 42328 = 51321 daN H1 = M1/ho = - 84435/2,2 = - 38380daN Cấu tạo nút dàn gổm mã để liên kết dàn vào nó, sườn gối, gối đỡ bu lông liên kết sườn gối vào cột Sườn gối liên kết hàn vng góc vào mã tỳ trực tiếp lên gối đỡ - Liên kết D1 = 50633daN vào mắt: Ns = k.Di/2 = 0,7x50633/2 = 17722 daN Nm = (1-k).D /2 = 0,3x50633/2 = 7595 daN Ta chọn chiều cao đường hàn sống hhs = 10 mm Ta chọn chiều cao đường hàn mép hhm = mm Hệ số điều kiện làm việc γ = Chiều dài đường hàn sống là: lhs=Ns/(γ.hhs.(β.R)min) + = 17722/(1x1x1260) + = 15,06 cm SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 66 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ Ta thấy điều kiện chiều dài đường hàn thoả mãn điều kiện chiều dài đường hàn tối thiểu Chọn đường hàn sống : lhs= 16 cm Chiều dài đường hàn mép là: lhm = Nm/(γ.hhm.(β.R)min) + = 7595/(1x0,8x1260) + 1= 8,53 cm Ta thấy điều kiện chiều dài đường hàn thoả mãn điều kiện chiều dài đường hàn: Chọn: lhm= cm - Tính đường hàn liên kết xiên X1=- 82541 daN vào mắt : Liên kết tính với mắt trung gian cánh T T : lsxhs = 28x12 cm lmxhm = 8x15 cm 2 Bề dày sườn xác định theo điều kiện: δs > RA/(bsxRemđ) =>δs > 51321/(24x3500) = 0,61 cm Vậy ta chọn sườn có tiết diện 24x2cm Kiểm tra ổn định cục sườn gối: bs/δs = 24/2 = 12 < 0,44(E/R) = 0,44(2,1.10 /2150) = 13,75 Hai đường hàn liên kết mã vào sườn gối2: Chịu phản lực RA lực H mô men đầu dàn gây thời chịu mômen lệch tâm chịu lực nén H gây có trị số: 1/2 - 1/2 Me = H1.e Với e: khoảng cách từ lực H đến chiều dài đường hàn mã sườn gối Ta có: RA = 51321 daN; Hmax = - 38380 daN Chọn lh = 52cm; ta có e = 52/2 - - 3,82 = 14,18 cm => Me = 38380x0,1418 = 544228 daN/m Bề cao tiết diện đường hàn tính theo điều kiện chịu lực : hh > ([Hmax (1+6e/lh) +RA ] /(2.lh.(β.Rg)min) = ([38380 (1 + 6x14,18/52) + 51321 ] , /(2x52x1260) = 0,86 cm 2 - 0,5 2 Vậy ta lấy chiều cao đường hàn hh= 10 mm thoả mãn yêu cầu cấu tạo đường hàn Do lực đầu dàn lực nén nên bu lông cần đặt theo cấu tạo Ta bố trí bu lơng 020 với khoảng cách dbl = 14 cm Tính tốn gối đỡ: Gối đỡ có đường hàn liên kết với cột chịu lực1,5RA Giả thiết ta hàn đường hàn bên mép cuả gối đỡ Ta chọn chiều cao đường hàn h = 12mm Hệ số điều kiện làm việc γ = SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 67 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ Chiều dài đường hàn là: l = 1,5xRA/(γ.h.(β.R)min) + = 1,5x51321/(1x1x1260) + = 63,09 cm cm Ta thấy chiều dài đường hàn thoả mãn điều kiện đường hàn chọn đường hàn : lh = 32 Vậy ta chọn gối đỡ thép có kích thước bgxlgxδg = 450x320x30 mm Thoả mãn diều kiện cấu tạo chịu lực Mắt 2: Mắt nối dàn với cột Là mắt tính tương tự mắt Cấu tạo bao gổm mã sườn Thanh liên kết với mã tính nội lực : - Tính đường hàn liên kết cánh T = 14.190daN: - Đã tính mắt 3: hs.ls = 10x190 = 1900mm hm.lm = 8x60 = 480 mm - Thanh xiên dàn phân nhỏ có lực kéo nhỏ liên kết đường hàn sống 50x4 mép 40x4mm - Chọn chiều dày sườn 20mm - Tính đường hàn liên kết mã vào sườn: Đường hàn chịu lực H Mlt = H1.e Rnp = P1 + G1 = 804 + 4344 = 5148 daN Với e: khoảng cách từ lực H đến chiều dài đường hàn mã sườn gối Ta có: Hmax = H1 = 38380 daN Chọn lh = 29 - = 28 cm; ta có e = 28/2 - 10 = cm => Me = 38380x0,0 = 1536 daNm Bề cao tiết diện đường hàn tính theo điều kiện chịu lực : hh > ([Hmax (1+6e/lh) +Rnp ] /(2.lh.(β.Rg)min) 2 0,5 ([38380 (1 + 6x4/28) + 5148 f /(2x28x1260) = 0,79 cm 2 Vậy ta lấy chiều cao đường hàn hh = mm thoả mãn yêu cầu cấu tạo đường hàn Do có H gây kéo nút nên sườn gối làm việc dầm chịu uốn có liên kết ngàm hàng bu lơng đứng cần kiểm tra δs theo điều kiện : δs > (0,5[3b1.H1/(l.R)] 0,5 Trong :b khoảng cách hàng bu lông đứng b = 12,8 cm SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 68 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ l chiều dài sườn gối l = 28 cm δs > (0,5[3x12,8x38380/(28x3.500)f = 1,94cm Vậy ta chọn sườn có tiết diện 24x2cm Kiểm tra ổn định cục sườn gối : bs/δs =24/2=12 < 0,44(E/R) =0,44(2,1.10 /2150) = 13,75 1/2 - 1/2 Tính tốn bu lơng liên kêt sườn : Bản sườn liên kết với cột bu lông Φ20 Có khoảng cách bu lơng lbl = 9cm Lực kéo bu lông xa tâm quay là: Nblmax = H1.z.y1/ 2∑y z = 13cm; y = 18cm; y =9cm Nblmax =38380.13.18/2(18 +9 ) = 11086 daN/cm 2 Ta có diện tích thực bu lơng: Ath = Nblmax/Rkbl = 11086/4000 = 2,77 cm Chọn bu lông có đường kính 20mm o Abl = 3,14.1.1 = 3,14 cm2  Abl = 3,14.1.1 = 3,14 cm2 > Ath = 2,77 cm2 Các bu lơng cịn chịu cắt chịu ép mặt lực R pn phản lực dàn phân nhỏ, lực nhỏ so với khả chịu lực bu lông nên ta không cần tính tốn Vậy chọn 6Φ20 SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 69 ... T3 -1 1310 -4 934 -1 6244 T4 -1 2854 -8 272 -2 1126 T5 -1 2854 -8 272 -2 1126 D1 7016 2636 9652 D2 12948 6733 19681 D3 10031 10031 20062 X1 -9 447 -3 549 -1 2996 X2 5496 2948 8444 X3 -2 434 -2 618 -5 052 X4 -2 30... 1,5525 -0 ,345 0,18 0,18 1,23 0 0 -0 ,133 0,9 -0 ,31 0,162 0,162 1,107 0 0 -0 ,12 -3 ,33 8,6 8,6 -1 2,25 0 0 0,489 0,9 -3 7,74 7,74 -1 1,025 0 0 0,44 4,2 -2 ,7 -2 ,7 8,816 0 0 -0 ,496 0,9 3,78 -2 ,43 -2 ,43... 1918 X5 3628 -2 370 1258 Đ1 -8 04 -8 04 Đ2 -1 755 -1 755 Đ3 -2 194 -2 194 SVTH: NGUYỄN TRUNG THÀNH MSSV: 0851011225 50CXD Page 44 ĐỒ ÁN KẾT CẤU NHÀ THÉP GVHD: ThS ĐOÀN XUÂN QUÝ c Giản đồ Cremona cho