Đang tải... (xem toàn văn)
é? án môn H?C K?T C?U thép S? 2 (THI?T K? KHUNG NGANG nhà công NGHI?P 1, T?NG 1 NH?P) ****** Phần thuyết minh tính toán Phần I: Sơ bộ về kết cấu khung thép cần thiết Kế Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghiệp chế tạo vật liệu thép và sự tiến bộ của các công nghệ thi công, công trình nhà công nghiệp sử dụng kết cấu dạng khung thép tiền chế tiết diện đặc ở nơớc ta ngày càng tăng. Đáp ứng tình hình đó, bộ môn Kết cấu Thép - Gỗ trơờng ĐH Kiến trúc HN đ• tổ chức những nhóm sinh viên tìm cách thiết kế dạng kết cấu trên. Nhà công nghiệp yêu cầu thiết kế là nhà công nghiệp một tầng một nhịp. Khung ngang đơợc làm bằng thép tiền chế tiết diện chữ I thay đổi phù hợp với nội lực trong khung theo chiều dài nhịp. Khung gồm hai bộ phận chính là Cột khung liên kết ngàm với Dầm khung. Khung ngang liên kết ngàm với móng. * Nhiệm vụ chính của đồ án: 1. Với các kích thơớc và tải trọng cần thiết kế, xác định kích thơớc tiết diện khung. Tiêu chí: + Đảm bảo điều kiện cơường độ. + Đảm bảo điều kiện biến dạng. + Đảm bảo điều kiện ổn định. + Tiết kiệm vật liệu. + Chế tạo đơn giản. 2. Với khung nhươ thiết kế, tính toán các chi tiết liên kết: Cột-Dầm; Dầm-Dầm; Cột-Móng). * Những nhận định cơ bản: Khung thép trên thực chất chính là loại kết cấu bằng thép có tiết diện thay đổi nhơ đ• đơợc học trong môn “Kết cấu thép” tại trơờng và giải pháp liên kết ngàm tại móng là giải pháp thông minh để có đơợc mặt bằng sản xuất rộng r•i nhất. Tuy nhiên vấn đề cơ bản đặt ra là : Kết cấu thay đổi tiết diện thì độ cứng sẽ thay đổi, Giải quyết vấn đề này nhơ thế nào? Làm thế nào để biết đơợc sự biến thiên của nội lực trong các tiết diện khung? Làm thế nào để tiết kiệm đơợc càng nhiều càng tốt vật liệu mà chế tạo lại đơn giản nhất? Thay đổi tiết diện nhơưng thay đổi nhươ thế nào? Tại đâu? Có thể có những tiết diện không đủ khả năng chịu lực thì sao? * Quá trình tơư duy - phơương pháp thiết kế: Trươớc hết ta thấy các vấn đề trên có thể thực hiện đơợc bằng những kiến thức đ• đơợc trang bị trong trơờng. Những định hơớng, khống chế cơ bản phải tuân theo sự hươớng dẫn của GVHD. Tiết diện kết cấu thay đổi thay đổi thì J sẽ không thể cố định tuy nhiên dầm và cột khung vẫn phải có một độ cứng nào đó. Vậy ban đầu ta sẽ giả thiết trơớc về tỉ lệ độ cứng giữa dầm khung và cột khung. Giải quyết vấn đề nội lực, chúng ta đ• có một phươơng pháp truyền thống để giải các bài toán không tuyến tính đó là phơương pháp “chia nhỏ đối tơợng”, áp dụng vào trơờng hợp này, nội lực trong dầm, cột ứng với các trơờng hợp tải trọng sẽ đơợc xác định từ nhiều các mặt cắt tại các vị trí khác nhau và đơợc đơa vào tổ hợp trong bảng tại các tiết diện có vị trí tơương ứng. Nội lực có giá trị lớn nhất tại mỗi tiết diện lấy từ bảng tổ hợp sẽ đơợc chọn để đơa vào thiết kế. Sau khi đ• có kích thơớc cụ thể của các tiết diện, ta sẽ tiến hành thay đổi tiết diện theo các đoạn có kích thơớc biến đổi tuyến tính. Sẽ có nhiều các phơơng án thay đổi tiết diện khác nhau cho ta các hình dạng khác nhau và trọng lơợng khung sẽ khác nhau. Để có các số liệu ban đầu, ta phải giả thiết trơớc trọng lươợng khung theo kinh nghiệm. Sau khi có tiết diện khung sơ bộ tức là đ• có tĩnh tải gần với thực tế. So sánh với tĩnh tải giả thiết nếu chênh lệch nhiều thì thiết kế lại đến khi chênh lệch không nhiều. Tiết diện luôn phải đơợc kiểm tra về cươờng độ, độ võng và đỗ ổn định. Các khung lại đơợc thiết kế nhơ vậy với các tỉ lệ độ cứng giữa dầm và cột khác nhau. Mỗi thông số thay đổi cho ta một phơương án. Việc thiết kế sẽ xoay vòng chính xác dần. Các phơương án sẽ đơợc so sánh và phơơng án tiết diện đơợc chọn theo ý kiến chủ quan sẽ là phương án hội tụ nhiều nhất các tiêu chí nhươ đ• đặt ra. * Một số giới hạn Thực tế cho thấy thực hiện đơợc những điều trên đòi hỏi khối lươợng tính toán tơương đối lớn. Để giảm bớt khối lơợng tính toán cho sinh viên, các thầy cô giáo trong bộ môn đ• cho phép giả thiết trươớc độ cứng của Dầm khung và Cột khung bằng nhau. Nhà công nghiệp chỉ một tầng, một nhịp, có cầu trục. * Công cụ thực hiện: Các bươớc tính toán thiết kế đươợc thực hiện chủ yếu bằng phần mềm EXCEL, mỗi bươớc tính sẽ được lập thành một bảng, trong bảng đó sẽ có những cột tươơng ứng với các thông số có thể thay đổi đươợc, điều cơ bản là ta liên tục thay đổi các thông số để so sánh và chọn đơợc phơương án khung “tốt nhất” với tiêu chí đặt ra. Tập hợp các bảng sẽ tạo thành một dây chuyền mà đầu vào là các yêu cầu thiết kế và đầu ra là sản phẩm khung thép . Nội lực và tiết diện còn đươợc kiểm tra bằng phần mềm SAP 2000. Các phần mềm Microsoft Word 2007 và AutoCAD 2007 dùng để trình bày thuyết minh và thể hiện bản vẽ. * Lý thuyết áp dụng: Các kiến thức về tính toán và thiết kế Kết cấu thép; một số kiến thức về Cơ học kết cấu và Sức bền vật liệu.