Đồ án kết cấu thép 1 thiết kế hệ dầm sàn thép (đh kiến trúc hà nội)

Tínhnh toán thiết kế dầm phụ dầm tiết diện chữ I định hình - Sơ đồ kết cấu và tải trọng tác dụng, nội lực M, V - Chọn tiết diện dầm - Kiểm tra lại tiết diện dầm theo điều kiện cường độ v

+ Đối với dầm chính [/l] : 1/400 + Đối với sàn thép [/l] : 1/150

Hệ số vượt tải: hoạt tải P = 1,2, tỹnh tải g=1,05

- kiểm tra bản sàn theo điều kiện cường độ và độ võng

2 Tínhnh toán thiết kế dầm phụ (dầm tiết diện chữ I định hình)

- Sơ đồ kết cấu và tải trọng tác dụng, nội lực M, V

- Chọn tiết diện dầm

- Kiểm tra lại tiết diện dầm theo điều kiện cường độ và độ võng

- Kiểm tra sơ bộ

115

s

tc s

4.150 72.2,307.10

15 150 0, 032

s s

l t

đồ tính của bản coi như 1 dầm đơn giản chịu lực phân bố Tải trọng tác dụng trên sàn có kểđến trọng lượng bản thân sàn:

m kN t

p

q tc tc s

s (  ).1(320,013.78,5).133,02 /

m kN t

p

q tt tc p s g

s (   . ).1(32.1,20,013.78,5.1,05).139,47 /

2.1 Kiểm tra bản sàn theo độ võng/

Độ võng do tải trọng tiêu chuẩn và lực kéo H tác dụng:

4 0

1

.5

384

tc

s s x

Bản sàn đảm bảo điều kiện độ võng cho phép

2.2 Kiểm tra bản sàn theo điều kiện độ bền/

- Kiểm tra cường độ sàn:

h h

Mômen lớn nhất của bản sàn:

1 4

14 , 3

t

Kết luận: Sàn đảm bảo chịu lực

2.3 Chiều cao đường hàn liên kết giữa sàn và dầm chịu lực kéo H/

Chiều cao đường hàn liên kết giữa sàn và dầm phụ

405

3, 21 126

f

H h

II Tính toán thiết kế dầm phụ.

12000

mÆt b»ng kÕt cÊu hÖ dÇm

2 Tải trọng tác dụng lên dầm phụ:

m kN t

p

q tc tc s

dp (  ).1(320,013.78,5).133,02 /

m kN t

.

3 Chọn kích thước tiết diện dầm phụ:

Mô men kháng uốn cần thiết cho dầm có kể đến biến dạng dọc:

Tra bảng thép cán sẵn chọn thép I27; (Bảng1.6 tr 296 SGK ) có các đặc trưng hình học:

WX = 371 cm3; g = 31,5 kg/m; b = 125 cm

SX = 210 cm3; JX = 5010 cm4;

d = 0,6 cm

4 Kiểm tra tiết diện dầm phụ

a, Kiểm tra võng theo công thức:

b, Kiểm tra tiết diện dầm phụ theo điều kiện độ bền:

Kiểm tra ứng suất pháp:

Mômen và lực cắt do trọng lượng bản thân dầm:

1 Sơ đồ tính của dầm chính và tải trọng tác dụng: là dầm đơn giản chịu tác dụng của

các tải trọng coi như phân bố đều

3 2

12000 mÆt b»ng kÕt cÊu hÖ dÇm

q L

b Kiểm tra lại chiều dày t w :

Tạm thời lấy chiều cao bụng dầm:

w f w f

f f f

3 Thay đổi tiết diện dầm theo chiều dài.

nên giảm kích thước của tiết diện dầm đã chọn ở phần dầm có mômen bé cụ thể là giảm bề rộng cánh dầm ( giữ nguyên chiều dày) Điểm để thay đổi kích thước bản cánh dầm cách gối tựa 1 khoảng x = L/6 = 2 m Tại chỗ thay đổi sẽ nối hai phần cánh bằng đường hàn đốiđầu dùng các que hàn N42 có fwf=180 N/mm2

Tính Mx: .( ) 159, 41.2.(12 2) 1591, 4

tt x

4 Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện cường độ và độ võng.

Mômen do trọng lượng bản thân dầm:

W

Vậy dầm chịu được ứng suất chính => kích thước chọn đã hợp lý.

Kiểm tra ứng suất tiếp tại gối tựa.

c v w

x

x

bt f t

I

S V V



'

' ) ( max

w

l t

21 , 107 165

9

10 2 , 159

mm N f

l t

P

c z

6 6

1200 10 39 , 6360

1160 ).

10 14 , 1105 10

55 , 13 (

'

).

(

mm N h

W

h M M x

w bt





2 4

3 3

9 10 2 , 381623

10 8 , 2814 10 ).

5 , 6 94 , 529 (

'

' ) (

mm N t

I

S V V

w x

x bt

2 2

2 2

1 1 2

15 , 1 92 ,

b t

b t

b b

l

fk

f f

f f

33 2

33 016 , 0 73 , 0 2

33 0032 , 0 41 , 0 1 33

, 4 10 1 , 2

21 9

, 0

h

w

w w

Bản bụng phải đặt các sườn ngang và kiểm tra ổn định

Khoảng cách lớn nhất của các sườn ngang:

mm E

f b

t s 2 s / 2 80 21 / 2 , 1 10 4 5 , 06





Các sườn được hàn vào bụng và cánh dầm bằng đường hàn theo cấu tạo

Kiểm tra ứng suất trong các ô

80

0 40

5,6

5 , 0 ).

95 , 1 14 , 159 ( 2

)

KN x

l q

2

) 5 , 0 2 10 ).(

95 , 1 14 , 159 ( 2

) 2

2 '

2 10 2 , 576559

1160 25 , 383 2

10 16 , 726

h

V

w w

5 , 1

2 ( 116

33 8 , 0 )

f t

t h

2

075 , 4

210 74 , 48

mm N f

C w





ứng suất cục bộ giới hạn c, cr :

51 , 3 10 1 , 2

21 9

, 0 2

200



E

f t

a w a



8 , 0 647 , 0 116 2

150

a

và   2 , 5 => C1=13,8 (Theo bảng 3.6 KCThép1)

2 2

2

1

51 , 3

210 8 , 13

mm N f

C a cr

21 9

, 0

d w ow



29 , 1 16 , 1

5 , 1

, 4

120 72

, 1

76 , 0 1 3 , 10 76

, 0 1 3 ,

2 0

56 , 69 22

, 108

21 , 107 11 , 616

55 ,

2 2

58 , 0 ).

95 , 1 14 , 159 ( 2

)

KN x

l q

2

) 58 , 0 2 10 ).(

95 , 1 14 , 159 ( 2

) 2

2 '

2 10 2 , 576559

1160 83 , 440 2

10 25 , 713

h

V

w w

5 , 1

2 ( 116

33 8 , 0 )

f t

t h

2

075 , 4

210 74 , 48

mm N f

C w





ứng suất cục bộ giới hạn c, cr :

51 , 3 10 1 , 2

21 9

, 0 2

200



E

f t

a w a



8 , 0 647 , 0 116 2

150

a

và   2 , 5 => C1=13,8 (Theo bảng 3.6 KCThép1)

2 2

2

1

51 , 3

210 8 , 13

mm N f

C a cr

21 9

, 0

d w ow



29 , 1 16 , 1

5 , 1

, 4

120 72

, 1

76 , 0 1 3 , 10 76

, 0 1 3 ,

2 0

56 , 69 22

, 108

21 , 107 11 , 616

55 ,

2 2

095 , 2 ).

95 , 1 14 , 159 ( 2

95 , 1 14 , 159 ( 2

) 2

2 10 67 , 575642

1160 2 , 1336 2

10 78 , 468

h

V

w w

21 , 107

2 ( 116

33 8 , 0 )



w

f w

f t

t h

2

075 , 4

210 63 , 33

C w

21 9

, 0 2

200



E

f t

a w a



8 , 0 86 , 0 116 2

2

1

51 , 3

210 568 , 17

mm N f

C a cr

21 9

, 0

d w ow



72 , 1 16 , 1

120 72

, 1

76 , 0 1 3 , 10 76

, 0 1 3 ,

2 0

9 , 44 82

, 298

21 , 107 12 , 425

42 ,

2 2

5 , 2 ).

95 , 1 14 , 159 ( 2

95 , 1 14 , 159 ( 2

) 2

2 10 67 , 575642

1160 8 , 1512 2

10 42 , 403

h

V

w w

21 , 107

2 ( 116

33 8 , 0 )

f t

t h

2

075 , 4

210 63 , 33

C w

21 9

, 0 2

200



E

f t

a w a



8 , 0 86 , 0 116 2

2 2

2

1

51 , 3

210 568 , 17

mm N f

C a cr

21 9

, 0

d w ow



72 , 1 16 , 1

120 72

, 1

76 , 0 1 3 , 10 76

, 0 1 3 ,

2 0

64 , 38 82

, 298

21 , 107 12 , 425

18 ,

2 2

42 , 4 ).

95 , 1 14 , 159 ( 2

95 , 1 14 , 159 ( 2

) 2

2 10 67 , 575642

1160 1990 2

10 59 , 93

h

V

w w

21 , 107

2 ( 116

33 8 , 0 )

f t

t h

2

075 , 4

210 74 , 48

C w

21 9

, 0 2

200



E

f t

a w a



8 , 0 647 , 0 116 2

2

1

51 , 3

210 8 , 13

mm N f

C a cr





ứng suất tiếp tới hạn cr:

075 , 4 10 1 , 2

21 9

, 0

d w ow



29 , 1 16 , 1

5 , 1

, 4

120 29

, 1

76 , 0 1 3 , 10 76

, 0 1 3 ,

2 0

96 , 8 88

, 234

21 , 107 11 , 616

18 ,

2 2

P I

VS f

h

z c

v

5 , 16

2 , 159 2

, 381623

8 , 2814 16 , 726 1

6 , 12 2

1

) ( 2

(  f W)  ( f Wf f ; S WS f ) 126 /  N mm =12,6 kN/cm2

Tại vị trí đầu dầm: V = Vmax = 805,44kN

cm I

f

S V

h

c v

2 , 381623

1 6 , 12 2

8 , 2814 44 , 805

)

7 Tính mối nối dầm.

Nối dầm để thuận tiện cho việc di chuyển, lắp ghép Tiết diện nối bụng dầm cách tiết diện nối bụng dầm 500mm về phía giữa dầm Khoảng cách x =1830mm so với đầu dầm Bản cánh nối bằng đường hàn đối đầu, bản bụng nối bằng bản ghép vầ dùng đường hàn góc

Nội lực tại mối nối: M1= 1206,3 kN.m

V1 = 511,54 kNMối nối coi như chịu toàn bộ lực cắt và phần mômen của bản bụng

kNcm M

Kiểm tra tiết diện bản ghép: 2.Abg=2.106.0,9 > Acb=116.0,9 cm

Mối hàn đặt lệch tâm so với vị trí tính nội lực

Do vậy có mômen lệch tâm Me

100

10

8 , 190

10 54 , 511 10

8 , 3370

10 7 , 2557 10

5 ,

2 3 2

3

4 4

2 1

V W

M



std=120,36 N/mm2< (bfw)min = 126 N/mm2

8 Tính sườn đầu dầm.

Sườn đầu dầm chịu phản lực gối tựa V = 795,7+9,74=805,44 kN.

Dùng phương án sườn đặt ở đầu dầm, dầm đặt phía trên gối khớp với cột Bề rộng của sườn đầu dầm chọn bằng bề rộng của bản cánh bs= b’f = 19 cm

Tiết diện của sườn đầu dầm đảm bảo về điều kiện ép mặt

cm f

b

V

t

c c s

tt

1 38 , 32 19

44 , 805

E ts

b s

8 , 15 21 / 10 1 , 2 5 , 0 / 5 ,

21

10 1 , 2 9 , 0 65 , 0 65

,

f

E t

2

25 , 43 64 , 16 19 4 ,

A A

3 4

4 3

4 3

34 , 801 12

21 / 10 1 , 2 9 , 0 65 , 0 12

4 , 1 19 12

/ 65 , 0 12

.

cm f

E t t

b

cm A

I

25 , 43

34 , 801





19 , 4

2 2

2

3

10 25 , 43 944

,

0

10 44 , 805

mm N f

mm N A