THUYẾT MINH TÍNH TOÁN KHUNG THÉP NHÀ XƯỞNG

Độ võng xà gồ dưới tác dụng của tải trọng qy theo phương x đã cĩ hệ giằng xà gồ: ==>Nên xà gồ đã chọn là đạt yêu cầu.. Dạng địa hình B Tương đối trống trải II XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUN

Tựa Đề: THUYẾT MINH TÍNH TOÁN NHÀ XƯỞNG

A / TÍNH CHỌN XÀ GỒ :

1/ Chọn tiết diện :

1 Tải trọng tác dụng lên xà gồ :

2 Moment uốn tác dụng lên xà gồ :

3 Moment chống uốn tác dụng lên xà gồ :

2 / Kiểm tra tiết diện chọn :

1 Tải trọng tác dụng lên xà gồ :

) cos

b q b q ( n

a

´ +

´

´

=

8

2

l q x

=

32

2

l

q y

=

[ ] s

Mx

W x =

[ ]s

My y

) cos

( q b q b g n

q = ´ c´ + tl´ +

a

Page 1 of 13

HẠNG MỤC: KHUNG THÉP 75Mx190M Chủ trì thiết kế: KS TRƯƠNG HUY SƠN

2 Moment uốn tác dụng lên xà gồ :

3 Ưùng suất lớn nhất do tác động đồng thời cuả hai moment :

4 Độ võng xà gồ dưới tác dụng của tải trọng qy (theo phương x đã cĩ hệ giằng xà gồ):

==>Nên xà gồ đã chọn là đạt yêu cầu

B / TÍNH TỐN KHUNG NGANG :

1/ Tải trọng thường xuyên :

2/ Tải trọng tạm thời ngắn hạn :

Tải trọng giĩ theo TCVN 2737-95:

a Đặc tính hình học của nhà:

Cao (đỉnh cột) : 14.5m

c2 = -0.179

c3 = -0.40

c4 = -0.60

Nên khơng tính đến thành phần giĩ động , mà chỉ tính thành phần tĩnh

8

2

l q

x

´

= 32

2

l q

My x´

=

y

y x

x y x

W

M W

M +

= +

= s s

x

y

l q f

´

´

´

=

4

384 5

=

̃

L

f

=

=









£

180

1

L f

Hệ số tin cây của giĩ no = 1.2

Thời gian giả định sử dụng cơng trình (năm): t = 40

Hệ số điều chỉnh tải trọng giĩ ứng với thời gian sử dụng giả định của cơng trình:

Thành phần tĩnh được xác định :

W = no x Wo x k x c x a x a

Dạng địa hình B Tương đối trống trải

II XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG :

Dùng Sap2000 xác định nội lực :

(Xem phần phụ lục)

III TÍNH TỐN VÀ CHỌN TIẾT DIỆN :

1 / Đối với chi tiết cột :

a Tiết diện tại chân cột :

Nội lực tính tốn :

Độ lệch tâm e và chiều cao h tiết diện chân cột :

1.929238394 cm

120.83 cm

Tiết diện yêu cầu :

13.88 cm2,

Chọn mặt cắt dạng H Cĩ các thơng số sau :

=

=

N

M x

=

=

12

l h

=







´

´

=

h

e , , R

N

g

Page 3 of 13

HẠNG MỤC: KHUNG THÉP 75Mx190M Chủ trì thiết kế: KS TRƯƠNG HUY SƠN

Kiểm tra các điều kiện bản bụng và bản cánh

tw

tw

wf

Kiểm tra tiết diện chọn theo điều kiện bền :

b Tieát dieän tại đầu cột

Nội lực tính toán :

Độ lệch tâm e và chiều cao h (sơ bộ) tiết diện đầu cột :

4.82cm

120.83cm

Tiết diện yêu cầu :

12.77 cm2,

Chọn mặt cắt dạng H Có các thông số sau :

= +

=

xth

x

th W

M A

N

=

=

N

M x e

=

=

12

l h

=







´

´

=

h

e , , R

N

g

Kiểm tra các điều kiện bản bụng và bản cánh

tw

tw

wf Kiểm tra tiết diện chọn theo điều kiện bền :

c Kiểm tra cột theo điều kiện độ mảnh :

Chiều dài tính toán :

3.2

Trong đó: Jc và Lc là môment quán tính tiết diện và chiều dài cột

Jr1, Jr2, lr1, lr2: Môment quán tính tiết diện và chiều dài cá xà ngàng liên kết với cột đó

Jc = 179,938 (cm4)

Jr1 = 202,309 (cm4)

Jr1 = 74,556 (cm4)

lr1 = 600 (cm)

lr2 = 1,300 (cm)

Vì cột và móng có liên kết khớp nên ta sử dụng công thức:

2.12

3,068 cm

Độ mảnh :

d Kiểm tra cột theo điều kiện ổn định tổng thể:

Trong mặt phẳng uốn :

Độ lệch tâm tương đối m:

0.21 cm

=

´

= l

l ox m

= +

=

xth x

th W

M A

N

=

=

x

ox

l

=

=

A

Wx x

r

=

=

x x e m

r

=

÷÷

ø

ö çç

è

æ +

=

2 2 1 1

r r r r c

c

l

J l

J J

l n

= +

=

n x

38 0 1 2 m

Page 5 of 13

HẠNG MỤC: KHUNG THÉP 75Mx190M Chủ trì thiết kế: KS TRƯƠNG HUY SƠN

0.78

0.1 <= m <=5 5 <= m <= 20 0.25 (1.45 - 0.05m) - 0.01(5-m)l x = 1.278 1.2 1.2 1.2

0.5 (1.75 - 0.1m) - 0.02(5-m)l x = 1.406 1.25 1.25 1.25

1 (1.90 - 0.1m) - 0.02(6-m)l x = 1.489 1.4 - 0.02l x = 1.333 1.3

Vậy hệ số ảnh hưởng của hình dạng tiết diện h

0.78

h = 1.333

Độ lệch tâm tính đổi m1:

Hệ số lệch tâm :

Do đó :

Ngoài mặt phẳng uốn :

Ngoài mặt phẳng uốn có tường (xà gồ) tại vị trí có cao độ cm 700

0.60

Xác định C - Hệ số ảnh hưởng của moment uốn Mx và hình dạng tiết diện đối với ổn định

của cột theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn (phương ngoài mặt phẳng khung) Với

=

´

=

E

R y

y l l

=

=

A

Wx x

r

=

´

=

E

R

x

l

=

b

c

A A

=

´

=

=

lt

j

=

´

=

A

N

lt

j

=

=

y

oy y

r

l

R

E

c 3 14

l

=

´

´

÷ ø

ö ç

è

j

E

R , ,

y 1 0 073 5 53

=

´

= c c

( - ´ ) =

´

A d 2 d

=

b

c A A

Giá trị môment qui ước M' dùng để kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung là giá trị lớn nhất trong trong ba hệ số :

Trong đó:

Với M1/2 = 47,848 (kg.cm)

M2/2 = 21,798 (kg.cm)

60,962 (kg.cm)

==> M' = 60,962 (kg.cm)

Độ lệch tâm tương đối mx:

0.1

a 1 < mx <= 5 0.65 + 0.05mx 0.66

jc/jy

Ghi chú: jc là giá trị của jy khi ly = lc = 3.14*(E/R)^0.5 = 99.3

0.60

- Khi mx <=5 C=b/(1+amx) = 0.9174

- Khi mx >= 10 C = 1/(1+mx*jy/jd) = 0.8860

- Khi 5 < mx < 10 C=C5(2-0.2mx) + C10(0.2mx - 1) = (0.4245)

mx = 0.1

Xác định jd - hệ số kể đến sự giảm khả năng chịu uốn của dầm khi xét điều kiện ổn định tổng thể jd lấy phụ thuộc và jy:

Nếu jy <= 0.85 lấy jd = jy = 0.600

÷ ø

ö ç

è

æ

=

2

; 2

; max

M M

3

2 1 2

M

-=

M

=

÷

÷ ø

ö ç

ç è æ

÷ ø

ö ç è

æ

=

=

ng

x x

x

A W N

M e

m

' '

r

=

´

´

÷ ø

ö ç

è

æ

c

E

R l l

j 1 0 , 073 5 , 53

Page 7 of 13

HẠNG MỤC: KHUNG THÉP 75Mx190M Chủ trì thiết kế: KS TRƯƠNG HUY SƠN

jy > 0.85 lấy jd = 0.68 + 0.21jy <=1 =

Vậy cột đã chọn thỏa mãn về ổn định tổng thể và điều kiện bền

e/ Kiểm tra ổn định cục bộ của cột đặc nén lệch tâm

Bản cánh

Với [tfo/tf] = (0.36+0.1l x ) E = 22.0

R

Bản bụng

Điều kiện: [hb/tw] / hb/tw Với m = 0.1

l = l x = 3.37

Độ mảnh giới hạn của bản bụng cột chịu nén lệch tâm

Giá trị giới hạn [hb/tw] của bảng bụng của cột

m [ 0.3 Ư``(E/R) 31.62 (0.36 + 0.8l )Ư``(E/R) 96.58 Nhưng khơng lớn hơn 2.9 Ư``(E/R) = 91.71 91.71

m / 1 1.3Ư``(E/R) 41.11 (0.9 + 0.5l )Ư``(E/R) 81.71 Nhưng khơng lớn hơn 3.1 Ư``(E/R) = 98.03 81.71

Tra bảng trên được

[hb/tw] = 81.71

Tiết diện chọn cĩ

Không cần gia cường sườn dọc

Sườn dọc nếu được chọn cĩ kích thước: ts (mm)= 6

Sườn cĩ mơ men quán tính:

Jsd = 2ts.bs3 = 3292.8 cm4

Điều kiện chọn sườn dọc: Jsd = 2ts.bs3 / 6ho.tw3 Thoả

Kiểm tra lại điều kiện ổn định cục bộ

[hb/tw] / ho/tw

3 / Đối với dầm (dàn) :

a Tiết diện tại mặt cắt thứ nhất :

Nội lực tính tốn :

Độ l.tâm

t/đối

=

´

´

=

A C

N

y

j

=

´

=

´

£ g < lc R= 3 14 ´ £ £ Eg g = 99 ´ ´ , 3cm R R = =

Tổ hợp sử dụng: ENVE 1C1 + 1C2 + 1C3

Moment yêu cầu :

Chọn mặt cắt dạng H Có các thông số sau :

Kiểm tra các điều kiện bản bụng và bản cánh

tw

tw

wf Kiểm tra tiết diện chọn theo điều kiện bền :

b Theo độ bền cắt :

c Theo bản bụng chịu ứng suất cục bộ :

b Tiết diện tại mặt cắt thứ hai :

Nội lực tính toán :

=

´

=

g

R

M

yc

=

=

x

max W

M

=

´ I

´

=

b x

Sc Q

d

=

´

=

< 250

=

´

=

Z t

P w

x cb

s

Page 9 of 13

HẠNG MỤC: KHUNG THÉP 75Mx190M Chủ trì thiết kế: KS TRƯƠNG HUY SƠN

Moment yêu cầu :

Chọn mặt cắt dạng H Có các thông số sau :

Kiểm tra các điều kiện bản bụng và bản cánh

tw

tw

wf

Kiểm tra tiết diện chọn theo điều kiện bền :

b Theo độ bền cắt :

c Theo bản bụng chịu ứng suất cục bộ :

Kiểm tra về độ võng theo phương đứng và ngang:

* Tổ hợp: Tĩnh tải + Hoạt tải:

* Tổ hợp: Tĩnh tải

=

´

=

g

R

M

yc

=

=

x

max

W

M

=

´ I

´

=

b x

Sc Q

d

=

´

=

´

=

Z t

P

w

x cb

s

=

<

360

Span

=

<

180

Span

* Tổ hợp: Bao khi khơng cĩ cầu trục

Nhận xét:

Tiết diện chọn thoả mãn điều kiện chuyển vịø hay độ võng

IV TÍNH TỐN CÁC LIÊN KẾT & DẦM SƯỜN DỌC :

1/ Tính chiều dày bản đế:

a> Tính chiều dày bản đế theo chịu nén

Lực kéo dọc trục max do giĩ (Kg) : Pt = 1,661

Lực cắt xảy ra đồng thời với Pt (Kg): Vt = 5,070

Các thơng số (cm):

Xác định các hệ số

m = 1 (D-0.95d) = 4.25

2

n = 1 (B-0.8bf) = 8.00

2

n' = dbf = 11.46

4

fp = Pc = 7.53< 0.35 f'c = 31.5 Thỏa

BD

Yêu cầu: TPL = 2k fp = 1.37cm

Fy

=

<

360

=

<

45

EH

Page 11 of 13

HẠNG MỤC: KHUNG THÉP 75Mx190M Chủ trì thiết kế: KS TRƯƠNG HUY SƠN

b> Tính chiều dày bản đế theo chịu nhổ

Một bu lông chịu kéo

4 Tải trọng tác dụng lên 1 hàng bu lông song song với cánh chữ I

Pw = 2T = 2,449 (Kg) 1+(0.5g/a)3

Tải trọng tác dụng lên 1 hàng bu lông song song với bụng chữ I

Pf = T = 43 (Kg) 1+(2a/g)3

Mô men trong bản gây ra bỡi tải trọng từ bản bụng và bản cánh

Chiều dày bản đế yêu cầu từ bản bụng và bản cánh gây ra (tMin = 1.2 cm)

Fbb Fyb Chiều dày bản đế theo chịu nhổ gây ra (cm): 0.40

Chiều dày bản đế thoã mãn yêu cầu chịu nén và chịu nhổ la ø(mm): 13.7

Chiều dày bản đế chọn là (mm): 24

2/ Liên kết bulong ở chân cột :

Số lượng mặt cắt tính toán của 1 bulông

Tổng chiều dày nhỏ nhất của các bản thép cùng trượt về một phía

Khả năng chịu lực của 1 bu lông theo điều kiện cắt và ép mặt

[ ]Nbl= n g Rblp d2=

10,879 (Kg)

22,032 (Kg)

[N]blmin = 10,879 (Kg)

Số lượng bu lông cần thiết :

0.88 cái

Xác định chiều dài neo: Lc

u p db Trong đó: u = 0.16 fc' = 0.06

db Với u >= 11 kg.cm2

=

´

= M R g

W M M yc y gi o=W-x p yc=t max= ´p b8M´R´b8gi o´a´ - g 2x l2 = = = £ g ´ R = £ < £ g g 250 ´ ´ £R Rg = = = ´ R =

4

2

d R n

Nbl c cgbl c blp [ ] N bl em = Rem bl d å dmin =

[ ] =

=

bl

N

Q n

min

Page 13 of 13