Đồ án mẫu Kết cấu thép 2( Khoa XDDD) ĐHBK HCM full kèm bản vẽ

Đồ án mẫu Kết cấu thép 2.........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

I SỐ LIỆU VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Đồ án kết cấu thép Số liệu thiết kế Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng, nhịp có cầu trục Các số liệu thiết kế:  Nhịp khung: L = 24 m  Bước khung: B = 7.5 m; toàn nhà dài 15B = 112.5 m  Sức trục: Q = tấn; Số cầu trục làm việc xưởng chiếc, chế độ làm việc trung bình  Cao trình đỉnh ray: H1 = m  Vùng gió: IIIB  Dạng địa hình xây dựng cơng trình: B  Chiều cao dầm cầu trục: hdct = 0.75 m; Chiều cao ray: hr = 0,15 m  Nhịp cửa trời: Lct = m  Chiều cao cửa trời: Hct = m  Mái lợp tôn múi dày 0,51mm  Vật liệu: Thép CCT34, hàn tự động, que hàn N42 (d = 35mm) tương đương  Bê tơng móng cấp độ bền B15  Kết cấu bao che: Tường xây gạch cao 1,5 m phía dưới, thưng tơn phía Nhiệm vụ thiết kế 2.1 Thuyết minh tính tốn  Thành lập sơ đồ kết cấu: Xác định kích thước khung ngang, lập mặt lưới cột, bố trí hệ giằng mái, hệ giằng cột  Xác định tải trọng tác dụng lên khung ngang: tải trọng mái, tải trọng cầu trục, tải trọng gió  Thiết kế xà gồ (2 phương án: tiết diện cán nóng tiết diện dập nguội)  Tính nội lực khung ngang Vẽ biểu đồ nội lực M, N, V cho trường hợp tải trọng Lập bảng thống kê nội lực, bảng tổ hợp nội lực cho tiết diện đặc trưng cột xà mái  Thiết kế khung ngang gồm cột xà Tính chi tiết: Chân cột, vai cột, liên kết xà với cột, mối nối xà  Thiết kế dầm cầu trục, cột sườn tường 2.2 Bản vẽ thể 01 vẽ khổ A1 gồm:  Sơ đồ khung ngang  Hệ giằng mái, giằng cột -1  Cột khung, mặt cắt chi tiết thân cột  Xà, mặt cắt chi tiết xà  Bảng thống kê vật liệu, ghi dẫn cần thiết II TÍNH TỐN THIẾT KẾ Sơ đồ kết cấu khung ngang Khung ngang gồm cột đặc, xà ngang tiết diện chữ I Cột có tiết diện khơng đổi liên kết ngàm với móng, liên kết cứng với xà Theo yêu cầu kiến trúc nước, chọn xà ngang có độ dốc với góc dốc  = 100 (tương đương i = 17 %) Do tính chất làm việc khung ngang chịu tải trọng thân tải trọng gió chủ yếu, nên thông thường nội lực xà ngang vị trí nách khung thường lớn nhiều nội lực vị trí nhịp Cấu tạo xà ngang có tiết diện thay đổi, khoảng biến đổi tiết diện cách đầu cột đoạn (0,35  0,4) chiều dài nửa xà Tiết diện lại lấy khơng đổi Cửa trời chạy dọc chiều dài nhà, mang tính chất thơng gió, sơ chọn chiều cao cửa trời 2m chiều rộng cửa trời 4m Hình 1.1 Sơ đồ khung ngang 1.1 Kích thước theo phương đứng  Chiều cao cột dưới: Hd H1 ( hdct h r ) hch Trong đó: H1 = m cao trình đỉnh ray hdct = 0.75 m chiều cao dầm cầu trục hr = 0.15 m chiều cao ray hch = m chiều sâu chôn chân cột  Hd = – (0.75 + 0.15) + = 9.1 (m)  Chiều cao cột trên: Htr ( hdct h r ) K  0.5 ; Trong đó: + K1 = 0.9 m khoảng cách từ đỉnh ray đến điểm cao xe Giá trị tra catalo cầu trục (phụ thuộc vào sức trục Q = 8T nhịp cầu trục S= 22m); + 0.5m khoảng cách an toàn từ điểm cao xe đến xà ngang  Htr= (0.75 + 0.15) + 0.9 + 0.5 = 2.3 (m)  Chiều cao toàn cột: H = Hd + Htr = 9.1+ 2.3 = 11.4 (m) 1.2 Chọn sơ kích thước theo phương ngang Nhịp nhà (lấy theo trục định vị mép cột) là: L = 24m Lấy gần nhịp cầu trục là: S = 22 m ( theo catalog bảng 4.2 với cầu trục dầm kiểu ZLK tương ứng với sức tải cẩu tấn), khoảng cách an toàn từ trục ray đến mép cột: Zmin = 160 mm a Tiết diện cột - Chiều cao tiết diện: h ⎛1  1⎞ ⎛1 1⎞ H  ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ 10 15 ⎠ ⎝ 10 15 ⎠ 11.4  0.76  1.14m  Chọn h = 75 cm - Bề rộng tiết diện cột: b  0.3 ∼ 0.5 h  0.3 ∼ 0.5  75  22.5  37.5cm ⎛1 b   1⎞ 1⎞ ⎛1 1140  38  57cm H  ⎜⎝ ⎟⎠ ⎜⎝ ⎟⎠ 20 30 20 30  Chọn b = 30 cm - Chiều dày bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70  1/100)h Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên chọn tw mỏng: tw > 6mm ⎛1 1⎞ t  1⎞ ⎛1  75  0.75  1.07cm h  w ⎜ ⎟ ⎝ 70 100 ⎠ ⎜ ⎟ ⎝ 70 100 ⎠  Chọn tw = 1.2 cm - Chiều dày cánh tf chọn khoảng (1/281/35)b ⎛1 1⎞ t  1⎞ ⎛1  30  0.86  1.07cm b   ⎝ Chọn tf⎠= cm ⎝ ⎠ f ⎜ 28 28 35 35 ⎟ ⎜ ⎟ Kiểm tra lại khoảng cách an toàn từ ray cầu trục đến mép cột: Z  (L  2.h  S) Trong đó: L - nhịp nhà ; h - chiều cao tiết diện cột; S - nhịp cầu trục  0.16m Z  24   0.75  22  0.25m  Z2  Thỏa mãn điều kiện an toàn b Tiết diện xà mái 1 - Chiều cao tiết diện nách khung: h  L   24  0.6m 40 40  Chọn h1 = 75 cm - Bề rộng tiết diện nách khung : b = (01/2  1/5)h1 b  180 mm, thường lấy bề rộng cánh dầm bề rộng cột ⎛1 1⎞ ⎛1 1⎞ b  h   75  15  37.5cm ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 5 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠  Chọn b = 30 cm - Chiều cao tiết diện đoạn dầm không đổi h2 = (1,5  2)b h2 = (1.5 2)x30 = 45  60cm  Chọn h2 = 45 cm - Chiều dày bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70  1/100) h Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên chọn tw mỏng: tw > 6mm ⎛1 1⎞ t  1⎞ ⎛1  75  0.75  1.07cm h  w ⎜ ⎟ ⎝ 70 100 ⎠ ⎜ ⎟ ⎝ 70 100 ⎠  Chọn tw = cm 1 - Chiều dày cánh tf  b  t   30  1cm f 30 30  Chọn tf = 1.6 cm - Vị trí thay đổi tiết diện xà mái cách đầu cột đoạn (0.35  0.4) chiều dài nửa xà Ltđ = (0.35 0.4 )*12= 4.2 4.8  Chọn Ltđ = 4.5 m c Tiết diện vai cột Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục (lực tập trung áp lực đứng cầu trục trọng lượng thân dầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm hãm hoạt tải cầu trục) nhịp dầm vai (khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép cột) Sơ chọn tiết diện dầm vai sau: Khoảng cách từ trục định vị tới trục ray cầu trục: λ = (L - S)/2 = (24 - 22)/2 = + Chiều dài vai (từ mép cột đến cạnh vai cột): Lv = λ – hc + 0.15= 1- 0.75 + 0.15 = 0.4 (m) Khoảng cách từ trục ray cầu trục đến cạnh vai cột lấy 150mm + Chọn chiều cao dầm điểm đặt Dmax: h = 30 cm + Chiều góc nghiêng cánh với phương ngang 200 chiều cao tiết diện dầm vai ngàm: hdv= 30 + 25xtg200 = 39.1 (cm) Chọn hdv = 42 (cm) ( Z= 25cm) + Bề rộng tiết diện vai cột: bf = 30 cm + Chiều dày bụng vai cột: tw = 0.8 cm + Chiều dày cánh vai cột: tf = 1.2 cm d Tiết diện cửa trời + Chiều cao tiết diện cột cửa trời: + Bề rộng tiết diện cột: hc_ct = 20 cm bc_ct = 10 cm + Chiều dày bụng: tw = 0.8 cm + Chiều dày cánh: tf = cm 1.3 Hệ giằng Hệ giằng phận kết cấu liên kết khung ngang lại tạo thành hệ kết cấu khơng gian, có tác dụng: - Bảo đảm bất biến hình theo phương dọc nhà độ cứng không gian cho nhà; - Chịu tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà, vng góc với mặt phẳng khung gió thổi lên tường đầu hồi, lực hãm cầu trục, động đất xuống móng - Bảo đảm ổn định (hay giảm chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng) cho cấu kiện chịu nén kết cấu: dàn, cột, - Tạo điều kiện thuận lợi, an tồn cho việc dựng lắp, thi cơng Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái hệ giằng cột Hệ giằng cột: Hệ giằng cột đảm bảo bất biến hình độ cứng tồn nhà theo phương dọc, chịu tải trọng tác dụng dọc nhà đảm bảo ổn định cột Dọc theo chiều dài nhà, hệ giằng cột bố trí khối nhà đầu hồi nhà để truyền tải trọng gió cách nhanh chóng Hệ giằng cột bố trí theo lớp Hệ giằng cột bố trí từ mặt dầm hãm đến đỉnh cột, hệ giằng cột bố trí từ mặt đến mặt dầm vai Theo tiết diện cột, hệ giằng cột đặt vào bụng cột Do sức trục Q 9m, bố trí thêm chống dọc nhà vị trí cao độ +4.000m Chọn tiết diện chống dọc theo độ mảnh max  200 , chọn 2C20 (hình 1.2) Đồ án kết cấu thép Hình 1.2 Sơ đồ hệ giằng cột Hệ giằng mái: Hệ giằng mái bố trí hai gian đầu nhà chỗ có hệ giằng cột Hệ giằng mái bao gồm giằng xiên chống, yêu cầu cấu tạo chống có độ mảnh max  200 Thanh giằng xiên làm từ thép tròn tiết diện 25, chống chọn 2C20 Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch lên phía (để giữ ổn định cho xà chịu tải bình thường – cánh xà chịu nén) Khi khung chịu tải gió, cánh xà chịu nén nên phải gia cường giằng chống xiên (liên kết lên xà gồ), cách bước xà gồ lại bố trí chống xiên Tiết diện chống chọn L50x5, điểm liên kết với xà gồ cách xà 800 mm Ngồi bố trí chống dọc tiết diện 2C20 tạo điều kiện thuận lợi thi cơng lắp ghép Hình 1.3 Sơ đồ hệ giằng mái Hình 1.4 Chi tiết chống xà gồ Xác định tải trọng tác dụng lên khung 2.1 Tải trọng thường xuyên - Tải trọng thường xuyên phân bố xà mái: Tải trọng mái tôn, hệ giằng, xà gồ, cửa mái: gtc = 15 daN/m2 mặt mái (phân bố theo độ dốc mái) Hệ số độ tin cậy tải trọng thường xuyên ng = 1.1 qtc = gtcxB = 15x7.5 = 112.5 daN/m qtt = ngxgtcxB = 1.1x15x7.5 = 123.75 daN/m - Tải trọng kết cấu bao che: gtc = 12 daN/m2 qtt = ngxgtcxB = 1.1x12x7.5 = 99 daN/m - Tải trọng thân dầm cầu trục: Gdct =  dct dct2 L Trong đó: dct = 30x7.52 = 1687.5 daN = 30 hệ số trọng lượng thân - Tải trọng thân dầm, dàn hãm: Gdh = 500 daN (lấy theo kinh nghiệm) Đồ án kết cấu thép Bảng 2.1 Tĩnh tải mái STT Loại tải Tôn lợp mái Xà gồ Tải trọng Hệ số Tải trọng Bước Tổng tải tiêu vượt tải tính tốn khung trọng chuẩn (daN/m2) 1.1 1.1 (daN/m2) 8.8 7.7 (m) 7.5 7.5 (daN/m) 66 57.75 Tổng tải trọng phân bố chiều dài dầm khung 123.75 2.2 Hoạt tải sửa chữa mái - Hệ số độ tin cậy hoạt tải sửa chữa mái np = 1.3 - Theo tiêu chuẩn tải trọng tác động, TCVN 2737-1995, với mái tơn khơng sử dụng ta có giá trị hoạt tải sửa chữa mái tiêu chuẩn 30 daN/m mặt nhà hoạt tải sửa chữa mái phân bố xà mái xác định sau: ptc = 30xB ptt = npx30xB - Khi qui tải trọng phân bố theo xà giá trị tải trọng nhân với cos: p = 30xBxcosα = 30x7.5xcos(10) = 221.58 daN/m ptt = npx30xBx cosα = 1.3x30x7.5xcos(10)= 288.05 daN/m Bảng 2.2 Hoạt tải sửa chữa mái STT Loại tải Tải trọng Hệ số Tải trọng Bước Tổng tải t chuẩn vượt tải tính tốn khung trọng (daN/m2) (daN/m2) (m) Sửa chữa mái 30 1.3 39 7.5 Tổng tải trọng phân bố chiều dài dầm khung (daN/m) 295.5 288.05 2.3 Tải trọng gió Áp lực gió tác dụng lên khung xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995 q = n W0 k C B (daN/m) Trong đó: q: áp lực gió phân bố mét dài khung W0: áp lực gió tiêu chuẩn, gió vùng IIIB có W0 = 125 daN/m2 n = 1.2: hệ số độ tin cậy tải trọng gió k: hệ số phụ thuộc vào độ cao C: hệ số khí động phụ thuộc vào dạng kết cấu B: bước khung 49.4  y  6.5 36.89 Mỗi bu lông chịu 83.68kN = 8368daN - Lực kéo hàng bu lông thứ hai: Z  Z 49.4  y  13 30.39  142.3   117.22kN 49.4  y  6.5 36.89 Mỗi bu lông 58.61kN = 5861daN Khả chịu kéo bulông Φ20: [N]tb = Abn.ftb = 2.45x4000 = 9800daN > - Lực cắt tác dụng lên bu lông: 3707  463daN Nvb  Z1 Z2 , 2 (Thỏa mãn) Khả chịu cắt bu lông: [N]vb  3.14  0.9  3200  9043daN Điều kiện: : [N]vb= 9043daN  463daN (Thỏa mãn) * Tính bích: Lực bu lông hàng phân phối cho cánh, bụng cột sườn Gọi L1, L2 khoảng cách từ tâm bu lông đến trục bụng (hoặc sườn) đến trục cánh cột lực bụng (P1) cánh cột (P2) lực kéo bu lông là: Z P1  ⎛ L ⎞3 P2  1 ⎜ L1 ⎟ ⎝ 2⎠ Z ⎛ L ⎞3 1 ⎜ L2 ⎟ ⎝ 1⎠ - Phân phối Z1 cho bụng cánh cột:  31.83kN 83.68 + Cho sườn: P  + Cho cánh: 1 ( )3 6.8 P2  83.68  51.84kN 6.8 1 ( ) - Phân phối Z2 cho bụng cánh cột:  18.61kN 58.61 + Cho P  bụng: + Cho cánh: P2  1 ( )3 6.2 58.61  40kN 1 ( 6.2 ) - Tính mơ men uốn bích: + Do tải truyền vào cánh: Hoặc: M 51.84 (6.8  0.25  2)  163.3kNcm M 40 (6.2  0.25  2)  114kNcm Chiều dày bích: tbb  6.M  bi.f.γc 163.3 102 15  2100 1  1.76cm + Do tải truyền vào sườn: M 31.83 (8  0.25  2)  119.36kNcm Chiều dày bích: tbb  6.M  bi.f.γc 119.36 102 10.5  2100 1  1.80cm + Do tải truyền vào bụng: M 18.61(8  0.25  2)  69.78kNcm Chiều dày bích: tbb   69.78 102 6.M  16  2100 1  1.11cm bi.f.γc - Dùng bích có chiều dày tbb = 2cm * Kiểm tra ứng suất phận lực kéo bu lông truyền vào: 51.84  40 2 - Bản cánh: σ   3.06kN / cm  306daN / cm  2100daN / cm 15  - Sườn: σ - Bản bụng:  31.83 2  5.05kN / cm  505daN / cm  2100daN / cm 10.5 1.2 σ 18.61 2  1.93kN / cm  193daN / cm  2100daN / cm 16 1.2 c) Tính liên kết đường hàn mặt bích với xà: Tra bảng 43 TCXDVN338:2005 có chiều cao nhỏ đường hàn tự động mm chiều dày lớn (bản bích) 20 mm Chiều cao lớn đường hàn cánh cột với bích : 1.2tmin = 1.2tf = 1.2x1.6 = 19.2mm €chọn mm Chiều cao lớn đường hàn bụng cột với bích: 1.2tmin = 1.2tw= 1.2x10 = 12mm € chọn mm A w   0.7  0.8 (29  27)   0.7  0.8  40  107.52cm  27  0.8  )  35252.3cm 0.8  Iw   0.7 (29  0.8  20  40 23 12 W  w Iw   hc   0.8 35251.3   1512.9cm 46.6 Cặp nội lực vị trí liên kết xà: M= 11439daNm; N= 4327daN; V = 3707daN τhl  (M  N )2  ( V )2 Ww Aw Aw  ( 11439 102  797.1daN / cm  1800daN / cm 4327 3707  )( ) 1512.9107.52107.52 * Tính liên kết đường hàn mặt bích với cột xà phương pháp gần đúng: Chọn chiều cao đường hàn cột với bích hf = 8mm Lực dọc N mơmen đường hàn góc cánh chịu: N c N M 4327 1143900     30684.1daN c 43.4 htk Ứng suất đường hàn góc cánh: Nc τ  c 30684.1 h (b  1)  h (b  t  1)  0.8  29  0.8  27 f f f f w  684.9daN / cm  0.7 1800  1260daN / cm Lực cắt đường hàn bụng cột chịu: V= 3707daN Ứng suất đường hàn bụng: τw   57.92daN / cm  1260daN / cm 3707  0.8  40 Đường hàn đủ khả chịu lực 6.5 Chi tiết đỉnh xà Hình 6.6 Chi tiết đỉnh xà Nội lực đỉnh xà: M = 7278daN.m (căng thớ biên xà); N = 2284daN (nén); V = 406daN a) Tính tốn liên kết theo quan niệm tính thứ * Tính bu lơng: Chọn bu lơng đường kính 20 loại 8.8 bố trí bulơng hình vẽ 6.6, có: Diện tích thực bu lơng Abn= 3.14cm2; diện tích ngun bu lơng A bl= 2.45cm2; cường độ tính tốn chịu kéo bu lơng ftb = 4000daN/cm2; cường độ tính tốn chịu cắt bu lơng fvb = 3200daN/cm2 - Kiểm tra bu lông chịu kéo: Lực kéo lớn hàng bulơng ngồi cùng: (h1= 44.7cm; h2= 31.7cm; y= 15.8cm): Nbmax M.h1 727800  44.7  h2  (31.72  44.72 i )  5417daN Khả chịu kéo bulông: [N]tb = Abn.ftb = 2.45x4000 = 9800daN Điều kiện: [N]tb= 9800daN > Nbmax= 5417daN (Thỏa mãn) - Lực cắt tác dụng lên bu lông: Nvb  406  51daN Khả chịu cắt bu lông: [N]vb  3.14  0.9  3200  9043daN Điều kiện: : [N]vb= 9043daN  51daN (Thỏa mãn) * Tính bích: - Chiều dày bích: Lực kéo bulơng hàng tiếp theo: N2 N1.h2 9196  31.7   3841daN h1 44.7 g.Nmax 2.(bbb  g).f tbb  1,1  1.1 16   5417  1.04cm (30  16)  2100  1.1 t g. bb Ni 2.(bbb  g).f  1.1 16  (5417  3841)  1.36cm (30  16)  2100 Chọn tbb = 2cm Kiểm tra với cặp nội lực: M = -4848daN.m (căng thớ biên phía xà); N = 6273daN (nén); V = 1114daN Lực kéo lớn bulơng hàng ngồi cùng: Nbmax  M  N.y  h1 2. hi (484800  6273 15.5)   44.7 2 (31.7  44.7 )  4332daN Khả chịu kéo bulông: [N]tb = Abn.ftb = 2.45x4000 = 9800daN Điều kiện: [N]tb= 9800daN > Nbmax= 4332daN - Lực cắt tác dụng lên bu lông: 1114  139daN Nvb  Khả chịu cắt bu lông: [N]vb  3.14  0.9  3200  9043daN (Thỏa mãn) Điều kiện: : [N]vb= 9043daN  139daN (Thỏa mãn) b) Tính đường hàn liên kết mặt bích với xà Tra bảng 43 TCXDVN338:2005 có chiều cao nhỏ đường hàn tự động mm chiều dày lớn (bản bích) 20 mm Chiều cao lớn đường hàn cánh cột với bích : 1.2tmin = 1.2tf = 1.2x1.6 = 19.2mm €chọn mm Chiều cao lớn đường hàn bụng cột với bích: 1.2tmin = 1.2tw= 1.2x10 = 12mm € chọn mm Aw   0.7  0.8  (29  27)   0.7  0.8  40  107.52cm  27  0.8  )  35252.3cm 0.8  Iw   0.7 (29  0.8  202  40 23 12 W  w Iw   35251.3  hc   0.8  1512.9cm 46.6 Cặp nội lực vị trí liên kết cột với xà: M = 7278daN.m; N = 2284daN; V = 406daN τhl  (M  N )2  ( V )2 Ww A w Aw  ( 7278 102  459.8daN / cm  1800daN / cm 2284 406  )( ) 1512.9107.52107.52 Đường hàn đủ khả chịu lực Thiết kế cột sườn tường, cửa trời 7.1 Cột sườn tường Lấy sơ đồ tính với cột khớp với móng, có điểm tựa vào dàn gió Chọn tiết diện cột sườn tường thép tổ hợp tiết diện chữ I có: h = 350 mm, bf = 180 mm; tf = 10 mm; tw = mm Đặc trưng hình học Wx = 731,6 cm3 ; A = 62,4 cm2; rx = 14,32 cm; ry = 3,95 cm; Chiều dài tính tốn cột sườn tường: lx = 1300 cm; ly = 240 cm (cách xà gồ tường lắp chống xà gồ); Hình 7.1 Sơ đồ tính tốn cột sườn tường - Độ mảnh cột sườn tường: l  90.76 ; λ  60.77 λ x ly 240 1300 x    rx 14.32 y ry 3.95 Độ mảnh giới hạn cột: theo bảng 25 TCXDVN 338:2005: [  ] = 120 Max (x; y) = x = 90.76  Max (x; y) < [  ] (Thoả mãn) - Độ mảnh quy ước cột: 2100 2.1106 f  λx  90.76  x  x E  λ y  60.77   y  y f E  2.87  1.92 2100 2.1106 Tải trọng gió tính tốn tác dụng lên cột sườn tường phân bố theo chiều cao cột: L W  W k.c n  125 1.05  0.8 1.2   604.8daN / m e Trong đó: L/6 diện đón gió cột sườn tường Trọng lượng thân tường tôn (tôn, xà gồ tường, giằng) : 15daN/m2 Tải trọng phân bố theo chiều cao cột : 15x L/6= 15x 4= 60daN/m Kiểm tra tiết diện cột sườn tường cấu kiện chịu nén lệch tâm Sau phân tích nội lực ta có nội lực nguy hiểm tiết diện cột: M = 12776daNm; N = - 818daN; V = daN e M A 12776 10 62.4 Độ lệch tâm tương đối: m       133.22  N Wx 818 731.59 Độ lệch tâm tính đổi: me  m  me m 20 - Kiểm tra điều kiện ổn định mặt phẳng : Do m > 20 nên cần kiểm tra điều kiện bền theo công thức:   M  818  12776 10  N  c A n WX    f  62.4  818  731.59 12776 10 62.4 731.59 1759.45 f c 2100(daN / cm ) (Thoả mãn)      1733.23 f c 2100(daN / cm ) (Thoả mãn) - Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể mặt phẳng khung: N c.φy.A  fγc Trong đó: hệ số c kể đến ảnh hưởng mơ men uốn Mx hình dáng tiết diện uốn) c phụ thuộc vào mx = 133.22 >10 nên hệ số: c đến ổn định cột theo phương vuông góc với mặt phẳngφuốn (phương ngồi mặt y  1 m phẳng x φb Hệ số uốn dọc y trục y-y tiết diện xác định tra bảng D.8, TCXDVN 338:2005 tương ứng với λy  60.77 : y = 0.818 Tính b theo phụ lục E, TCXDVN 338:2005 (phụ thuộc hệ số  hệ số  dầm có cánh chịu nén với từ hai điểm cố kết trở lên): Tính hệ số: ⎛ lo tf ⎞2 ⎛  wa.t3 ⎞ α  8.⎜ h b⎟ ⎜ 1 b⎟ t; ⎝ fk f ⎠ ⎝ ff⎠ Trong đó: lo = 2.4 m ; hfk – khoảng cách trọng tâm hai cánh: hfk = 34 cm; a =0.5hfk = 17 cm; 17  0.83 ⎟⎞ α   ⎝⎛ 240  ⎠⎞2 ⎝⎛ 18 1  1.83 ⎠ ⎜ ⎟  ⎜1 34 18 Do 0.1 40, tra bảng E.1 (TCXDVN 338:2005) có: ψ  1.14ψ1  1.14 (2.25  0.07α)  1.14  (2.25  0.07 1.83)  2.71 I ⎛ h ⎞2 2.110 Tính hệ số φ1  ψ ⎜ ⎟ E  2.71 973.41  ⎛⎜ 35 ⎞2   4.38  0.85 ⎟ 2100 I l f 12802.8 240 ⎝ ⎠ x ⎝ 0⎠ y  φb  0.68  0.21φ1  0.68  0.21 4.38  1.6  Vậy: b =1 c Do đó:  0.0091; 1 133.22  0.818  2100(daN / cm ) (Thoả mãn) N  0.0091 0.818  62.4 c.φy.A -  1762.36  fγ 818 c Kiểm tra ổn định cục cánh cột sườn tường: b0f b0 18  0.8 [ ] ; b bf  tw   8.6 ; 0f  tf t 2 b0f tf  8.6  8.6 Tra bảng 35 TCXDVN 338: 2005 độ mảnh giới hạn phần cánh nhô cột (độ mảnh quy ước  tính theo max  max(x , y ) ;  = max (2.87; 1.92) = 2.87 ⎡b ⎤ 2.1106 E 0f = 0.36  0.10  2.87 2100 ⎢ ⎥  0.36  0.10 f    20.18 ⎣ tf ⎦ ⎡b ⎤ b0f  8.6  0f = 20.18 ⎢ ⎥ tf ⎣ ft ⎦ (Thoả mãn) - Kiểm tra ổn định cục bụng cột sườn tường  41.25 h w ⎡ h w ⎤ hw 33 ;   ⎢ ⎥ t w ⎣tw ⎦ t w 0.8 Kiểm tra ổn định bụng với cấu kiện chịu uốn theo công thức: hw tw  3.2 E h w f ;  41.25  3.2 tw 2.1106 2100 Bản bụng không ổn định cục h 2.1106 E w  41.25  2.3  2.3 2100 f tw  101.2 ;  72.32 Không cần thêm sườn gia cường 7.2 Cửa trời Chân cửa trời liên kết với cánh xà ngang bu lông liên kết ngàm Nội lực nguy hiểm chân cột: M= 2832.2daNm;N= 1794.2daN;V= 2518.6daN Chọn sơ cột xà ngang cửa trời tiết diện chữ I có: h = 20cm; b = 10cm; tf = 1cm; tw = 0.8cm Đặc trưng hình học tiết diện thanh: A= 34.4cm2; Ix= 2195.5cm4; Iy= 167.4cm4; Wx = 219.6cm3; Wy = 33.5cm3 Hình 7.2 Liên kết chân cửa trời xà * Kiểm tra điều kiện bền: N M Cần kiểm tra điều kiện bền theo công thức:     f. A n WX c   1794 34.4 1794 34.4   2932.2 10 219.6 2932.2 10  1342.2  fc  2100(daN / cm ) (Thoả mãn)  219.6     1237.9 f c 2100(daN / cm ) (Thoả mãn) * Tính liên kết bu lơng vị trí chân cột cửa mái: Cặp nội lực chịu kéo chân cột cửa trời: M= 2832.2daNm;N= 1794.2daN;V= 2518.6daN Chọn bu lơng đường kính 16 loại 8.8 bố trí bulơng hình vẽ 6.6, có: Diện tích thực bu lơng Abn= 2.01cm2; diện tích ngun bu lơng A bl= 1.57cm2; cường độ tính tốn chịu kéo bu lơng ftb = 4000daN/cm2; cường độ tính tốn chịu cắt bu lông fvb = 3200daN/cm2 - Kiểm tra bulong chịu kéo: Lực kéo lớn bulông (khoảng cách hàng bulong h1= 30cm): M N  N 283220 1794     5169daN bmax 2h1  30 Khả chịu kéo bulông: [N]tb = Abn.ftb = 1.57x4000 = 6280daN Điều kiện: [N]tb= 9280daN > Nbmax= 5169daN (Thỏa mãn) - Lực cắt tác dụng lên bu lông: 2518.6  630daN Nvb  Khả chịu cắt bu lông: [N]vb  2.01 0.9  3200  5789daN Điều kiện: : [N]vb= 5789daN  630daN - Tính bích: Chiều dày bích tính theo cơng thức sau: g.Nmax 2.(bbb  g).f   5169 tbb   1.1  1.15cm  (10  8)  2100 1,1 (Thỏa mãn) Chọn tbb = 1.4cm ... Liên kết cột với móng liên kết ngàm, liên kết cột với dầm liên kết cứng - Vật liệu: Thép CCT34 có f = 2100 daN/cm2; E = 2,1x106 daN/cm2; ρ = 7850 daN/m3 Hình 4.1 Sơ đồ khung ngang Đồ án kết cấu thép. .. Hình 4.12 Biểu đồ mơmen áp lực hãm ngang cầu trục tác dụng lên cột trái Hình 4.13 Biểu đồ mơmen tải trọng gió ngang Hình 4.14 Biểu đồ mơmen tải trọng gió dọc Đồ án kết cấu thép Bảng 4.1 Nội lực... nghiệp”) Tính nội lực khung 4.1 Mơ hình hóa kết cấu khung phần mềm Sap2000 a) Sơ đồ kết cấu - Tính tốn kết cấu khung theo sơ đồ khung phẳng - Nhịp tính toán khung lấy theo khoảng tim trục cột; trục