ket cau dan thep nha cong nghiep

CHƯƠNG 5: GIÀN THÉP §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Chiều cao tiết diện dầm h tăng nhịp L vượt độ tăng => nhằm đảm bảo điều kiện độ võng (TTGH 2) h Khi vượt nhịp vừa nhỏ (L < 12 m) => sử dụng giải pháp kết cấu dầm thép định hình (dầm đặc) Khi vượt nhịp lớn (L = 12 ÷ 15 m) => sử dụng giải pháp dầm thép tổ hợp hàn, BL, đinh tán (dầm đặc) Khi vượt nhịp lớn (L > 15 m) => sử dụng giải pháp kết cấu giàn thép (dầm rỗng) L So với dầm (dầm đặc) độ cứng uốn (trong mặt phẳng) giàn thép lớn có chiều cao lớn, NĐ có cấu tạo phức tạp, tốn cơng chế h §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Các khái niệm giàn thép: Sơ đồ giàn thép: hệ kết cấu gồm thép xếp đặt quy tụ điểm, gọi nút giàn (hay mắt giàn), giàn liên kết lại với nút giàn Các giàn: Thanh cánh trên, cánh thượng Thanh bụng xiên Thanh xiên đầu giàn Thanh cánh dưới, cánh hạ Thanh đứng Liên kết nút giàn: giàn liên kết trực tiếp với nhau; thông thường chúng liên kết với thơng qua thép (hay §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Chi tiết nút giàn thép: Liên kết giàn mã thường dùng liên kết hàn (là phổ biến nhất), liên kết bulông, liên kết đinh tán Bản mã §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Phân loại giàn 1.1 Theo công dụng: Giàn đỡ mái nhà công nghiệp, giàn mái nhà dân dụng (vì kèo) Giàn cầu, giàn cầu trục, giàn tháp khoan, … 1.2 Theo cấu tạo giàn Giàn nhẹ: Sử dụng nội lực cánh nhỏ N < 200 tấn; tải trọng tác dụng nhỏ vượt độ nhỏ Các giàn tạo thành từ thép góc L hay thép tròn; VD: sử dụng thép góc L 50x6 hay 60x7 … §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Phân loại giàn 1.2 Theo cấu tạo giàn Giàn thường: Sử dụng nội lực cánh lớn N < 5000 kN; tải trọng tác dụng không lớn vượt độ lớn Các giàn tạo thành từ thép góc, có dạng hình chữ T, chữ thập a) b) y y x x Sử dụng phổ biến c) d) y y x d) y x e) x y x §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Phân loại giàn 1.2 Theo cấu tạo giàn Giàn nặng: Nội lực cánh lớn N ≥ 5000 kN; sử dụng làm giàn cầu, giàn cầu chạy, Các giàn có dạng tổ hợp từ thép hình thép bản, có dạng chữ I, hình hộp, … a) b) c) §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Phân loại giàn 1.3 Theo sơ đồ kết cấu: Giàn kiểu dầm đơn giản: ƯĐ: cấu tạo đơn giản, dễ dựng lắp; chịu ảnh hưởng nhiệt độ độ lún lệch gối tựa NĐ: có độ cứng uốn nhỏ, chiều cao giàn yêu cầu lớn, tốn vật liệu a) c) d) b) e) §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP a) Phân loại giàn 1.3 Theo sơ đồ kết cấu: Giàn kiểu dầm liên tục: ƯĐ: (khắc phục NĐ giàn đơn giản) độ cứng uốn lớn so với giàn dầm đơn giản, chiều cao giàn nhỏ hơn, tiết kiệm vật liệu thép NĐ: chế tạo dựng lắp phức tạp hơn; chịu ảnh hưởng nhiệt độ độ lún lệch gối tựa Giàn kiểu dầm có mút thừa: c) a) d) c) h) d) h) ƯĐ: Nội lực phân bố giàn hợp lý so với giàn khơng có mút thừa, cân biểu đồ mơmen gối nhịp dầm e) c) §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Phân loại giàn 1.3 Theo sơ đồ kết cấu: d) Giàn kiểu khung: h) ƯĐ: Sử dụng làm khung chịu lực cho h)các cơng trình có độ nhịp lớn Giàn kiểu vòm: ƯĐ: Sử dụng làm kết cấu chịu lực cho công k)trình vượt độ lớn, vượt nhịp 60 m ; nhà triển lãm, nhà thể thao, … k) §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Chiều dài tính tốn giàn b) Đối với chịu N nén: Chiều dài tính tốn giàn bị uốn cong mặt phẳng giàn lx: l Ví dụ: Đối với giàn khơng có hệ bụng phân nhỏ: - Thanh xiên đầu giàn: lx = l - Thanh xiên thứ 2: lx = 0,8 l _ d _ c _ b _ + _ _ _ + + a e l Đối với giàn có hệ bụng phân nhỏ: − xiên đầu giàn : lx = 0,5l − Thanh xiên thứ 2: lx = 0,5l §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Chiều dài tính tốn giàn b) Đối với chịu N nén: Chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng giàn ly: Bản mã bị uốn ngồi mặt phẳng => có độ cứng ngồi mặt phẳng bé, bỏ qua l Đối với giàn khơng có hệ bụng phân nhỏ: Thanh xiên đầu giàn: ly = l Thanh xiên thứ 2: ly = l _ d _ c b _ _ + _ _ _ + + a e l §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Chiều dài tính toán giàn b) Đối với chịu N nén: Chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng giàn ly: Đối với giàn có hệ bụng phân nhỏ: - Đối với giàn có hệ giàn phân nhỏ lực nén khác nhau: đoạn N2 đoạn N1 >N2 Nếu thiên an tòan ta sử dụng giá trị lực nén lớn cho đoạn N2 N1 y x z - Các xiên (thanh xiên đầu giàn): Có nội lực nén N1 N2 với N1 > N2  N2  l y =  0,75 + 0,25 N1    l ≤ l  §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Chiều dài tính tốn giàn a) y b) Đối với chịu N nén: x Chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng giàn ly: Đối với giàn có hệ bụng phân nhỏ: c) y x y x z d) y x - Thanh cánh cánh dưới: lấy khoảng cách điểm cố kết ngăn cản cánh chuyển vị khỏi mặt phẳng giàn : Thanh cánh trên: ly = khoảng cách xà gồ, chống dọc nhà, khoảng cách chân panen, … Thanh cánh : ly = khoảng cách giằng cánh dưới, … §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Chiều dài tính tốn giàn c) Độ mảnh giới hạn giàn: Thanh chịu nén : λ ≤ [λ] nén Thanh chịu kéo: λ ≤ [λ ] kéo §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Tiết diện hợp lý giàn §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Tiết diện hợp lý giàn Tiết diện giàn thường bao gồm thép góc ghép lại, thép góc cạnh hay không cạnh Thanh giàn chịu nén tâm Mất ổn định theo phương có độ mảnh lớn λmax Tiêu chí làm việc hợp lý giàn (điều kiện đồng ổn định): λx = λ y lx l y = ix i y §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Tiết diện hợp lý giàn a) b) y y x x Các dạng tiết diện giàn: a) a) b) b) y c) c) y x x c) d) y d) x i x ≈ 0,5i y e) x x y x y y x Có tỷ lệ bán kính qn tính tiết diện:d ) ix ≈ i y d) d) y y e) x i x ≈ 0,75i y y ix ≈ i y y x Sử dụng thích hợp cột có chiều cao tính tốn: lx ≈ l y l x ≈ 0,5l y l x ≈ 0,8l y lx ≈ l y x §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Chọn kiểm tra tiết diện giàn a Nguyên tắc chọn tiết diện: - Tiết diện nhỏ L50 × - Khơng nên chọn 6~8 loại thép giàn L ≤ 36 m - Khi L ≤ 24 m : không cần thay đổi tiết diện cánh - Khi L > 24 m : cần thay đổi tiết diện để tiết kiệm vật liệu Dùng không loại tiết diện 24 36 m - Bề dầy mã chọn theo nội lực lớn xiên đầu giàn, không nhỏ mm, tra Bảng 5.1 §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Chọn kiểm tra tiết diện giàn b) Chọn kiểm tra tiết diện chịu nén: Như cấu kiện chịu nén tâm Diện tích tiết diện yêu cầu: Ayc ≥ ϕ ϕ chưa biết, sơ giả thiết λ gt λ gt N ⋅ f ⋅γ c = 60 ÷ 80 cánh ; = 100 ÷ 120 bụng Từ Ayc , tra bảng thép hình để chọn số hiệu tiết diện đặc trưng hình học tiết diện: ix, iy, Ag N Kiểm tra tiết diện chọn: ϕ ⋅ A ≤ f ⋅ γ c ϕ xác định theo λmax = max( λ x ; λ y ) (Công thức 4.8 – 4.11) Nếu điều kiện kiểm tra không thoả mãn, cần chọn lại tiết diện giàn §5.2 TÍNH TỐN GIÀN THÉP Chọn kiểm tra tiết diện giàn c) Chọn kiểm tra tiết diện chịu kéo: Diện tích tiết diện yêu cầu: Ayc ≥ N f ⋅γ c Từ Ayc , tra bảng thép hình để chọn số hiệu, đặc trưng hình học: ix, iy, Ag Kiểm tra tiết diện chọn: N σ = ≤ f ⋅γc An d) Chọn tiết diện theo độ mảnh giới hạn: i x , yc lx = [λ ] i y , yc = ly [λ ] Tra bảng thép hình để chọn số hiệu λ ≤ [λ] §5.3 CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN NÚT GIÀN §5.3 CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN NÚT GIÀN Ngun tắc chung Các giàn chọn theo tiết diện hợp lý Khi cánh khơng có thay đổi tiết diện L ≤ 24 m: Điểm hội tụ giàn nằm trục cánh Khi cánh có thay đổi tiết diện (khi nối cánh) 24 < L ≤ 36 m: Điểm hội tụ giàn nằm trục trung bình, trục lớn khoảng cách trục không lớn 1,5% chiều cao cánh thép góc Bản mã nên chọn có hình dáng đơn giản đảm bảo truyền lực tốt: Hình chữ nhật, hình thang, tam giác, đa giác lồi Góc mép mã trục thanh mã α ≥ 15o, nhằm đảm bảo truyền lực §5.3 CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN NÚT GIÀN Nguyên tắc chung Bề dầy mã chọn theo nội lực lớn bụng (thanh xiên đàu giàn), tra Bảng 5.1 Khe hở đầu bụng cánh: c ≥ 6tbm − 20 c ≥ 50 mm c ≤ 80 mm mm Khe hở cánh nối lấy 50 mm Đường hàn giàn mã có chiều cao yêu cầu h f ≥ chiều dài l ≥ 50 mm (cho đường hàn khơng liên tục) Có thể hàn đầu thép góc mm §5.3 CẤU TẠO VÀ TÍNH TỐN NÚT GIÀN Nút trung gian a) b) ... xiên đầu giàn Thanh cánh dưới, cánh hạ Thanh đứng Liên kết nút giàn: giàn liên kết trực tiếp với nhau; thông thường chúng liên kết với thông qua thép (hay §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ GIÀN THÉP Chi tiết nút... cơng trình có đủ độ cứng cần thiết d) Yêu cầu vẻ đẹp hình khối kiến trúc: tạo đường mái thẳng, cong, hay uốn lượn cầu kỳ e) Yêu cầu kinh tế: dễ chế tạo dựng lắp, tiết kiệm vật liệu §5.1 ĐẠI... L nên coi giàn liên kết khớp với cột => độ cứng uốn mặt phẳng giàn nhỏ; - Góc egiữa giàn khơng nhau, có chỗ góc nhỏ => khó cấu ) tạo nút giàn - Chiều dài bụng chênh nhiều ; §5.1 ĐẠI CƯƠNG VỀ