Thuyết minh đồ án kết cấu thép II

Chọn cốt nền nhà trùng với cốt +0.00 để tính các thông số chiều cao.Ta có cao trình đỉnh ray là chiều cao từ mặt nền đến mặt ray cầu trục H1= 8,3cm (theo đề bài). Kích th-ớc cơ bản là nhịp khung L = 30m . Mặt khác, do tải trọng cầu trục: Q=75T nên trục định vị trùng với mép ngoài cột một khoảng : a= 250 mm.Trong tr-ờng hợp này, để cho cầu trục khi chuyển động không chạm vào cột, khoảng cách ? từ trục ray đến trục định vị phải đảm bảo đủ lớn B h a D t = + ( - ) + 1 ? . ? lấy chẵn 250mm , ta chọn ? =750 mm khi cầu trục Q =75T . Suy ra nhịp của cầu trục là khoảng cách giữa 2 tim ray: LC = L- 2.? = 30-2.0,75 = 28,5(m) Tra phụ lục VI.2 ta có thông số về cầu trục với sức trục bằng 75T : B K B1 HC = = = = 8800 4400 400 4000 mm mm mm mm Chiều cao từ cao trình đỉnh ray tới cánh d-ới của dàn vì kèo: H2=(HC+100)+ƒ Trong đó : HC=4000mm. 100 mm là khe hở an toàn giữa cầu trục và dàn vì kèo ƒ : là khe hở phụ xét tới độ võng của dàn vì kèo và việc bố trí hệ giằng thanh d-ới , ta chọn ƒ=300mm.

Trang 1

Thuyết minh đồ án kết cấu

thép II

Trang 2

Thuyết minh đồ án kết cấu thép ii

Địa điểm xây dưng : vùng B

Vật liệu thép BCT3, hàn tay que hàn N46

Tấm mái panen sườn 1.5x6m

Bêtông móng mac M200# , tường gạch tự mang

Xác định các kích thước cơ bản của khung ngang nhμ :

A.Xác định kích thước theo phương ngang nhà:

I.Theo phương đứng:

Chọn cốt nền nhà trùng với cốt +0.00 để tính các thông số chiều cao.Ta có cao trình đỉnh ray là chiều cao từ mặt nền đến mặt ray cầu trục H1= 8,3cm (theo đề bài)

Q=75T nên trục định vị trùng với mép ngoài cột một khoảng : a= 250 mm.Trong trường hợp này, để cho cầu trục khi chuyển động không chạm vào cột, khoảng cách λ

250mm , ta chọn λ =750 mm khi cầu trục Q =75T

Suy ra nhịp của cầu trục là khoảng cách giữa 2 tim ray:

H2=(HC+100)+ƒ

100 mm là khe hở an toàn giữa cầu trục và dàn vì kèo

ƒ : là khe hở phụ xét tới độ võng của dàn vì kèo và việc bố trí hệ giằng thanh dưới , ta chọn ƒ=300mm

Trang 3

Thuyết minh đồ án Kết cấu thép Phạm Thị Lan Anh _ 2158.47_Lớp 47 2

Trong đó : HDCT - chiều cao dầm cầu trục cho trọng đề bài HDCT = 0,7m

HR - chiều cao ray và các lớp đệm, chọn sơ bộ HR=0,2m

Suy ra , bề rộng cột dưới : hd=a+λ=250+750=1000 mm

Lúc này khe hở giữa cầu trục và mặt trong cột trên:

Trang 4

III.Lựa chọn dàn mái:

Chọn dàn mái dạng hình thang, liên kết cứng với cột Chiều cao đầu dàn

m L

chiếu sáng ta chọn cửa trời chạy suốt theo chiều dài nhà Chọn kích thước :

=> Chiều cao cửa trời là 2.5m Bề rộng cửa trời 12m, độ dốc mái cửa trời 10% Cửa trời được bố trí một tầng cửa kính 1500mm

18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

2.Giằng trong mặt phẳng cánh dưới:

Được đặt tại các vị trí có giằng cánh trên Với nhà xưởng có Q = 75T, để tăng độ cứng cho nhà cầncó thêm hệ giằng cánh dưới theo phương dọc nhà Bề rộng của hệ giằng lấy bằng chiềudài khoang đầu tiên của cánh dưới dàn

Trang 5

Biểu diễn hệ giằng đứng giữa dàn :

Trang 6

B.TÝnh to¸n khung ngang nhµ:

I.T¶i träng t¸c dông lªn khung ngang nhµ:

1.T¶i träng t¸c dông lªn dµn:

T¶i träng t¸c dông lªn dµn bao gåm träng l−îng b¶n th©n cña m¸i, cña cöa trêi,

8 , 487 cos

8 , 487

) / ( 68 , 335 995 , 0

334 cos

334

2

m daN g

Trang 7

*Tải trọng do trọng lượng kết cấu cửa trời :

Theo công thức kinh nghiệm :

1650.26.12.8,19

2

m daN Cos

B L

g B l g

b.Hoạt tải mái :

Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động 2737-95, hoạt tải mái áp dụng cho trường hợp mái bằng mái dốc bằng bê tông cốt thép không có người đi lại ,chỉ có người đi lại

).

38 , 26 74 , 25 25 , 490

g B

30.22,32542

daN L

g

*Do hoạt tải :

)(87752

30.5852

Trang 8

b.Do trọng l−ợng dầm cầu trục :

Theo công thức kinh nghiệm : Gdct=1,2.L2dct.αdct

Trong đó :

αdct - hệ số trọng l−ợng bản thân chọn αdct=36

Ldct - nhịp dầm cầu trục Ldct=6 m

Suy ra : Gdct=1,2.62.35=1555 (daN)

c.Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục :

của hai dầm cầu trục ở hai bên cột khi bánh xe cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi nhất, xe con mang vật ở vào vị trí sát nhất với cột phía đó

Dựa vào tam giác đồng dạng ta tính đ−ợc các giá trị sau :

1.01

P2P2

60006000

Trang 9

Dmax = n.nc.( Pc1max Σy+ Pc2max Σy)

Pc 1max = 38 14,5( ) 14500( )

4

13575

daN

=

ư+

0

n

G Q

Pc2max = 39 13,5( ) 13500( )

4

13575

daN

=

ư+

Tương ứng phía bên kia có áp lực

Dmin = n.nc.( Pc

1min Σy+ Pc

2min Σy) = 1,2.0,85.[14500.(0,1+0,433+0,573)+13500(0,86+1)]

= 41970(daN)

khoảng xấp xỉ bằng bd/2 Mô men lệch tâm tại vai cột :

Mdct=Gdct.e = 1555.1,0/2 = 777,5(daNm)

d.Do lực hãm của một bánh xe con :

Khi xe con hãm , phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển

động Lực hãm của xe con qua các bánh xe cầu trục , truyền lên dầm hãm và vào cầu trục Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục do hãm :

) ( 413 , 1 4

) 38 75 ( 05 , 0 4

) (

05 ,

Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm :

- Gió thổi lên mặt tường dọc được chuyển về thành lực phân bố trên cột khung

- Gió thổi trong phạm vi mái, từ cánh dưới dàn vì kèo trở lên, được chuyển về thành lực tập trung tại cao trình cánh dưới dàn vì kèo

Trang 10

C - hệ số khí động học

Trang 11

H=15m -> k = 1,08 từ đó nội suy H = 13,5m -> k = 1,056

Trong phạm vi mái, hệ số k có thể lấy không đổi, là trung bình cộng của giá trị ứng với cao độ đáy dàn vì kèo và giá trị ở độ cao lớn nhất của mái

*Với độ cao h=13,5 m, nội suy được k=1,056

*Với độ cao h=19,7 m, nội suy được k=1,127

Vậy trong khoảng từ độ cao đáy dàn vì kèo lên điểm cao nhất của mái nhà :

0915,12

127,1

W=1,2.155.1,0915.6 ( 0,8.2,2 - 0,546.0,9 + 0,7.2,5 - 0,586.0,6 + 0,427.0,6 +2,5.0,6 +0,5.0,9 + 0,505.2,2) = 7290 (daN)

II.Tổ hợp nội lực và xác định nội lực tính toán:

+ Sau khi tính toán xong nội lực khung ( tính được M , N , Q tại các tiết diện) với từng loại tải trọng , sẽ tiến hành tổ hợp các tải trọng bất lợi nhất đấic định được các nội lực tính toán để chọn tiết diện khung

+ Lực dọc N trong cột được xácđịnh như là khi dàn liên kết khớp với cột ( có thể xác định được N dựa vào biểu đồ Q nhưng mất khá nhiều công mà kết quả sai khác không quá 1% ) Như vậy để xác định N chỉ cần dồn tải trọng đứng về cột một cách bình thường

Trang 12

1>Néi lùc do tÜnh t¶i m¸i :

Trang 13

MA =117.61 KNm

QA = 11.68 KN

Trang 14

7>Nội lực do tải trọng gió ( từ trái sang ) :

W=59.51

Q=6.02 Q=9.31

W=59.51

MB = -191.26 KNm MCt = 99.27 KNm MCd = 99.27 KNm

MA = 882.14 KNm

QA = 120.17 KN

+ Kết quả nội lực khung được ghi trong bảng tổ hợp Với mỗi cột , xét 4 tiết diện tiêu biểu , tại mỗi tiết diện có ghi trị số M , N do từng loại tải gây ra, riêng tiết diện chân cột thi ghi thêm lực cắt Q để tính móng

+ Tổ hợp cơ bản 1 :Bao gồm các nội lực do tải trọng tĩnh ,do các hoạt tải dài hạn

và do một hoạt tải tạm thời gây ra giá trị nội lực lớn nhất Khi tổ hợp thì các tải trọng này lấy hệ số tổ hợp c = 1

+ Tổ hợp cơ bản 2 :Gồm nội lực do tĩnh tải và do các hoạt tải với hệ số tổ hợp 0.9 + Tại mỗi tiết diện ta cần tìm 3 tổ hợp tải trọng sau :

- Tổ hợp gây momen dương lớn nhất và lực nén tương ứng

- Tổ hợp gây momen âm lớn nhất và lực nén tương ứng

Trang 15

- Tổ hợp gây lực nén lớn nhất và trị số M tương ứng Nhiều tải trọng không gây thêm N nhưng gây M ( gió , lực hãm ) thì cũng kể vào sao cho cùng với Nmax

có được M tương ứng lớn nhất

+ Nguyên tắc tổ hợp như sau :

- Tĩnh tải luôn được kể đến trong mọi trường hợp

trái và gió phải , TMax bên cột phải và TMax bên cột trái

- Khi đã kể đến nội lực do TMax thì phỉa kể đến DMax DMin

Tiến hành tổ hợp nội lực được kết quả ghi trong bảng sau :

Trang 16

W=59.51

Trang 18

R K

- K là hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen làm tăng tiết diện cột, K=0,4

- ϕ là hệ số cấu tạo trọng lượng các chi tiết làm tăng tiết diện cột, ϕ=1,8

- γ là trọng lượng riêng của thép , γ =7850.10-6daN/cm3

Suy ra :

)

(29,22,8.2793,0

58807

R K

N

Trong công thức trên:

- N là lực dọc lớn nhất trong bảng tổ hợp tại tiết diện CT

- K là hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen làm tăng tiết diện cột, K=0,25

- ϕ là hệ số cấu tạo trọng lượng các chi tiết làm tăng tiết diện cột, ϕ=1,8

- γ là trọng lượng riêng của thép , γ =7850.10-6daN/cm3

Suy ra :

)

(839,03,5.1583,0).(

cot

2.Từ bảng nội lực ta chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm dùng để tính toán

Đối với tính toán phần cột trên ta dùng cặp nội lực :

3,579

.04,678

KNm M

Đối với tính toán phần cột dưới ta dùng 2 cặp nội lực :

.493,1509

KN N

KNm M

.231,665

KN N

KNm M

Kết hợp ở trên ta có:

Trang 19

7.2,8

3,5

221,03,5.7

2,8

83,214,580

125,1642

2

1 1

1

2 1

J H

H

C

H

H J

J i

t d

.04,678

KN N

KNm M

Tiết diện cột trên là cột tổ hợp cấu tạo từ 3 bản thép ,đối xứng.Chọn chiều cao tiết diện

ht=500 mm

Tính độ lệch tâm:

.1687,114,580

04,678

m N

,0

1687,1.2,225,121

2 Y/C

2

Y/C

cm A

h

e R

Trang 20

Chiều dày bản bụng:

2.Tính các thông số chuẩn bị kiểm tra:

☺ Tính các đặc tr−ng hình học của tiết diện vừa chọn :

- Diện tích bản bụng: Ab=2.(50-2,4.2)=72,32 cm2

- Diện tích bản cánh: Ac=25.2,4=60 cm2

- Diện tích tiết diện: A=2.Ac+Ab=2.60+72,32=192,32 cm2

- Mômen quán tính và bán kính quán tính của tiết diện theo trục x-x:

.439,2032

,192

121,80343

.121,803438

,23.4,2.2525.4,2.12

1.26,1.2,45.12

cm A

J r

cm J

x x

4,6265

.4,62656

,1.2,45.12

14,2.25.12

1

cm A

J r

cm J

y y

=

- Độ mảnh và độ mảnh quy −ớc của cột trên:

61,110.1,2

2100

0,51

6,80708,5460

0,51439,201043

,3213

32,192.88,116

.7,321350

121,80343.22/

J

W

368,102,04,11

Khi

: 83

,032

A

m

λη

λ

có

ta II.4ngbả

ra

Trang 21

288,9994,6.328,1.328

,

1

25,15

η

3.Kiểm tra tiết diện vừa chọn:

Cột kiểm tra theo trường hợp cột tổ hợp chữ H, tiết diện đối xứng chịu nén lệch tâm

a.Kiểm tra bền:

Do cột không có tiết diện bị giản yếu, độ lệch tâm tính đổi m1< 20 và giá trị của các mômen uốn dùng để kiểm tra bền và ổn định là như nhau cho nên theo quy phạm điều 5.24 ta không cần kiểm tra bền

b.Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn trùng mặt phẳng đối xứng:

./2100

/212832

,192.1418,0

58014

2000

: 1418,061

1

cm daN R

cm daN A

N m

ng lt

lt x

σ

ϕ

λ tra bảng II.2ta có

Vậy cột đã chọn bảo đảm ổn định trong mặt phẳng uốn

c.Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn :

ở ngoài mặt phẳng uốn cột được kiểm tra như cột chịu nén đúng tâm có kể tới ảnh hưởng của mômen trong mặt phẳng uốn (trùng với mặt phẳng đối xứng)

Công thức kiểm tra:

γϕ

Trong đó :

M là mômen lớn nhất trong 1/3 đoạn giữa của đoạn cột đang xét

M2=114,569 KNm

KNm M

M M

M

KNm M

max

837 , 413 2

3

569 , 114 04 , 678 569

, 114 2 3

2 1

2 1 2

=

ư +

=

Vậy độ lệch tâm tuyệt đối, độ lệch tâm tương đối và hệ số C:

α,β xác định theo bảng II.5 phụ lục II :

Trang 22

1

1).1/(

13

,992100

10.1,214,314

,

3

671,0269,4.005,065,0005,065

,

0

).1/(

*

.5269,47

,3213

32,192.334,71'

'

.334,7158014

10.7,41383'

6 2

=+

x x X

ng x

X

m C

R E m

m C

W

A e

m

m N

M

e

αβ

βλλ

α

αβ

Điều kiện ổn định ở ngoài mặt phẳng khung:

2

/162532

,192.718,0.259,0

58014

Vậy đảm bảo điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung

d.Kiểm tra ổn định cục bộ:

5,162100

10.1,2)

61,1.1,036,0()

.1,036,0(

b

x C

c

o c

o

λδ

, 4

88 , 4 4 , 2 2

6 , 1 25

2

0 C

b b

b

δδ

δ

δδ

*Kiểm tra ổn định bản bụng:

ổn định cục bộ của bản bụng cột chịu nén lệch tâm không chỉ phụ thuộc vào độ mảnh của cột , vật liệu cột , hình dáng tiết diện cột mà còn phụ thuộc vào độ lệch tâm tương đối m và hệ số đặc trưng phân số ứng suất pháp trên bản bụng

Khi điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung quyết định khả năng chịu lực của cột thì điều kiện ổn định theo tỉ số :

, 1

4 , 2 2 50

Trang 23

98,5325

,

28

)1288

,

9

(

.03,982100

10.1,2.1,398,532100

10.1,2)

61,1.5,09,0()

.5,09

,

0

(

0 0

1

6 6

=+

λδ

h h

m

do

R

E h

b

o

gia cường cho bụng cột khi bị mất ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất tiếp Kết luận : Cột đã chọn thoả mãn các yêu cầu về chịu lực và ổn định

III.Thiết kế phần cột dưới:

1.Chọn cặp nội lực tính toán:

Cột dưới được thiết kế rỗng gồm hai nhánh , liên kết với nhau bằng các thanh nối

Đối với tính toán phần cột dưới ta dùng 2 cặp nội lực :

KNm M

125 , 1642

493 , 1509

KNm M

15 , 1563

231 , 665

1

2.Chọn tiết diện nhánh cột :

của tiết diện nằm vào khoảng giữa hai nhánh của cột Nhận thấy cặp nội lực gây nén cho nhánh mái lớn hơn cặp nội lực gây nén cho nhánh cầu trục nên vị trí trục trung hoà

sẽ lệch về phía nhánh mái Giả thiết diện tích nhánh tỉ lệ với lực dọc của nhánh , thành lập được phương trình xác định vị trí trọng tâm tiết diện :

7

,

0

0114,19.573

,

26

0)

2 1

↔

=

ư++

N N

C M y

C N

M C

y N

1

231 , 665 1

3 , 0 15 , 1563

1

Trang 24

Lùc nÐn lín nhÊt trong nh¸nh m¸i:

KN C

M C

y N

1

493 , 1509 1

7 , 0 125 , 1642

265900

.

60 2100 9 , 0

113400

.

2 2

2

2 1

1

cm R

N A

cm R

N A

nh ycnh

γϕ

Chän thÐp tæ hîp ë nh¸nh cÇu trôc víi c¸c th«ng sè chän nh− sau:

DiÖn tÝch tiÕt diÖn: A=2.Ac+Ab=2.18+30,4=66,4cm2

M«men qu¸n tÝnh vµ b¸n kÝnh qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn theo trôc y-y:

2 , 16 4 , 66 17350

17350 )

5 0 20 (

1 18 18 1 12

1 2 8 , 0 38 12

m A

J r

cm J

y y

.9748

,0.38.12

11.18.12

1

cm A

J r

m J

x x

=

Trang 25

Các thông số chuẩn bị kiểm tra:

Atg

z g 0

913

cm2

cm

cm4

Xác định trục trung hoà của tiết diện nhánh mái :

phương trình sau :

cm z

A

Z A z

i

i i

87,34

,156

)4,239,4.(

4,37.22/4,2.6,

.27913)

39,420(4,37913.24,2.34.12

1

.44,34,1561854

.1854)

87,34,239,4.(

4,37913)

2,187,3.(

34.4,234.4,2.12

1

nh2

2 2

4 2

3 2

nh2

2 2

4 2

2 3

2

cm A

J r

cm J

cm A

J r

cm J

y y

y

x x

+

ư+

=

Trang 26

Kho¶ng c¸ch thùc tÕ gi÷a hai trôc nh¸nh :

Kho¶ng c¸ch tõ trôc träng t©m toµn bé tiÕt diÖn tíi nh¸nh cÇu trôc:

.48,6713,96.6,814,156

4,156

37,433528

.37,43352865

,28.4,15648

,67.4,661854974

cm A

J r

cm y

A J

J

x x

i nhi xi

x

=+

=

⇒

=+

++

=+

,96

,195

13,

Sin

a

C

tg

S¬ bé chän thanh gi»ng xiªn L80x6 mm Cã c¸c th«ng sè sau:

- DiÖn tÝch tiÕt diÖn : A=9,38 cm2

- B¸n kÝnh qu¸n tÝnh nhá nhÊt xÐt cho tÊt c¶ c¸c trôc: rmin tx =1,58

[ ] 150 0,6808

,8658,1

136

min min

Trang 27

Nội lực nén trong thanh xiên do lực cắt thực tế Q=12921,4 daN gây ra :

Thanh kiểm tra như thanh chịu nén đúng tâm, tra bảng II.1 ta có ϕmin tx=0,68

Trong đó hệ số điều kiện làm việc γ=0,75 do có kể đến sự liên kết lệch trục giữa trục liên kết và trục thanh:

daN

Q

7113,0.2

4,12921sin

7 , 1898 38

, 9 68 , 0 75 , 0

9083

.

2

cm daN A

=> Vậy thanh xiên đảm bảo sự ổn định

*Độ mảnh của toàn cột theo phương trục ảo x-x:

0 1

1 , 44

,418

,10.2

604,156.36.30179

Theo độ mảnh của toàn cột ,tra bảng II.1 ta có ϕmin = 0,9

Tính lực cắt qui ước:

.9,17349

,0

125,1642)

2100

10.1,22330.(

6

daN Q

N R

E Q

[ ] 150.1

,9898.0

13,96

5.Kiểm tra tiết diện:

Kiểm tra tiết diện cột đã chọn :

+ Chọn chiều cao dầm vai :

231 , 665

1

KN N

KNm M

Lực nén trong nhánh cầu trục:

Trang 28

KN C

M C

y

N

13,96

231,66513,96

48,67.15,1563

.728,50726

,288,

3

110

728,502,16

820

min max1

λ

cã II.1ngb¶

3 1

min

4 , 66 861 , 0

895 , 1157

N

cm daN R

cm daN

KNm M

125 , 1642

493 , 1509

2

Lùc nÐn trong nh¸nh m¸i:

.049,2723100

.13,96

493,150913

,96

65,28.125,1642

.38,61λ

953,3144,

3

110

λ

38,6136,13

820

λ

min max2

3 2

min

4 , 156 8151 , 0

049 , 2723

N σ

c.KiÓm tra toµn cét theo trôc ¶o x-x:

*Víi cÆp g©y nguy hiÓm cho nh¸nh cÇu trôc:

6652310

1

daN N

daNcm M

2 1

18568

,222.378,0

15,1563

2100175

,41

476,148,67.37,433528

8,222.6,42

.6,4215,1563

1,66523

cm daN R

A N

E

R

y J

A

e

m

cm N

σϕ

λ

cã

ta II.3

ng

b¶

Tra

Trang 29

Vậy với cặp nội lực gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục thì cột vẫn đảm bảo ổn

15094930

2

daN N

daNcm M

Ta tiến hành kiểm tra:

2 2

19018

,222.388,0

5,16421

2100175

,41

423,1)4,287,3656,28.(

37,433528

8,222.9,91

.9,91125,1642

3,150949

cm daN R

A N

E

R

y J

A

e

m

cm N

σϕ

λ

có

ta II.3

ng

bả

Tra

d.Tính liên kết thanh giằng vào nhánh cột :

Vậy chiều dài cần thiết là cho đường hàn sống :

cm R

1260 75 , 0 8 , 0

9834 7 , 0 )

h

N k

l

g hm

1260 75 , 0 6 , 0

9834 3 , 0 )

.(

Trang 30

IV.Thiết kế các chi tiết cột:

1.Nối hai phần cột trên và dưới :

a.Chọn phương án nối :

Mối nối khuếch đại cao hơn mặt trên vai cột 500mm do yêu cầu của việc hàn ở hiện trường Mối nối cánh ngoài và cánh trong và bụng được tiến hành trên cùng một tiết diện

1516420

1

daN N

daNcm M

1300150

2

daN N

daNcm M

, 47

1516420 2

M N

S

t

6 , 47

1300150 2

*Mối nối cánh ngoài :

Cánh ngoài cột nối bằng đường hàn đối đầu, chiều dài đường hàn bằng bề rộng cánh phần cột trên, chiều cao đường hàn bằng chiều dày bản thép ở cánh cột trên ứng suất trong đường hàn đối đầu ở cánh ngoài là :

./2100/

8,1181)

4,2.225.(

4,2

57293)

.2

.(

2

cm daN l

h

S

nh h

*Mối nối cánh trong:

Cánh trong của phần cột trên nối đối đầu với bản thép K , bản K chọn có cùng chiều dày và chiều rộng với bản cánh phần cột trên tức là có tiết diện : 250x24 mm

Trang 31

Kiểm tra:

./2100/

252,1169)

4,2.225.(

4,2

56699)

.2

.(

2

cm daN l

h

S

nh h

Do nội lực trong cánh trong và cánh ngoài luôn chịu nén nên ta không cần kiểm tra trường hợp đường hàn đối đầu chịu kéo Bản K liên kết vào dầm vai bằng 4 đường hàn góc cao 8mm Chiều dài đường hàn được xác định theo công thức :

cm l

cm h

R

S

h Min

g

trong

1.8,0.1260.4

566991

)

(

=

γβ

*Mối nối bụng cột tính đủ chịu lực cắt tại tiết diện nối.Vì lực cắt cột trên là khá bé nên đường hàn đối đầu lấy theo cấu tạo : hàn suốt chiều dài và chiều cao đường hàn bằng chiều dày bản thép

2.Tính toán dầm vai:

Dầm vai đóng vai trò liên kết hai nhánh của cột dưới rỗng , liên kết hai đoạn có tiết diện khác nhau và làm chỗ tựa cho dầm cầu trục Dựa theo sự làm việc của dầm vai

daN truyền từ cánh cột trên xuống

• Bản bụng thẳng đứng nối liền bản bụng nhánh mái với bản bụng nhánh trục Bản bụng dầm vai được kéo dài vượt qua bụng nhánh cầu trục một đoạn khoảng 20cm Khi đó bụng nhánh cầu trục phải xẻ rãnh để bụng dầm vai xuyên qua

• Cánh trên dầm vai gồm hai bản thép : một là bản đậy lên nhánh cầu trục và sườn lót giữa bụng cột trên với bụng dầm vai Hai bản thép này nằm ngang về hai phía của bản K

bản bụng của hai nhánh

Trang 32

• Mômen lớn nhất là mômen tại vị trí đặt lực tập trung Strong:

Mdv max= Strong/4= 1417500 daNcm

-> Chiều dày bản bụng dầm vai được xác định từ điều kiện ép mặt cục bộ của lực tập

Chiều dài truyền lực ép cục bộ đến bụng dầm vai:

z=bS+2.δbđ=30+2.2=34 cm

Chiều dày cần thiết của bản bụng dầm vai :

99 , 0 3500 34

117570

R z

G D

.6,0.4

28394117570

).(

R G D

l

g h

B dct

β-> Chiều cao bản bụng dầm vai phải đủ chứa 4 đường hàn góc liên kết bản bụng dầm

Cả 4 đường hàn này chia nhau chịu lực Strong

cm R

h

S l

g h

trong K

1260.8,0.4

56699)

.06,141260.8,0.2

28349)

.(

R l

g h

A m

βγTheo yêu cầu về cấu tạo: hdv≥0,5.bd=0,5.1000=50cm

Tóm lại chọn:

Trang 33

☺ Kiểm tra điều kiện chịu uốn của dầm vai:

- Dầm vai có tiết diện chữ I không đối xứng Cánh dưới dầm vai thường là một bản thép nằm ngang nối bản bụng của hai nhánh cột dưới

- Cánh trên của dầm vai là hai bản thép (bản đậy nhánh cầu trục và bản sườn lót ) thường là có chiều dày khác nhau

của hai tiết diện hai bên điểm đặt lực của Strong và phải tìm vị trí của trục trọng tâm x-x Khi điều kiện này được thoã mãn, cần phải tính liên kết giữa cánh và bản bụng tiết diện chữ I không đối xứng

đến trục trung hoà :

cm

4740

50

24.405

ư

=

Tính toán các đặc trưng hình học của tiết diện :

3 3

4

2

3 2

3

36,1077)

934,124.(

1

40

3,1153)

934,15,24.(

2

25

85,13602

)934,15,23(.1)

934,15,23()934,15,24

,15,25

83,61211

83

,

61211

934.1.47.112

47.1)934,124 (

1.4012

1.40)934,15,24.(

2.2512

2

25

cm S

cm r

J

W

cm J

++

ư+

1417500

cm daN R

cm daN W

Trang 34

/ 25 , 631 1

83 , 61211

85 , 1360 28394

.

cm daN R

cm daN J

S

Q

c dv

ChiÒu dµi ®−êng hµn lµ : lh = 4.(25-2) = 92cm

ChiÒu cao ®−êng hµn :

cm

92.1800

26707

=

28394daN ChiÒu cao ®−êng hµn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc :

cm R

canh

dv

1260.83,61211.2

3,1153.28394)

Trang 35

• Để tính chân cột ta dùng cặp nội lực ở tiết diện A

• Cặp gây nén nhánh cầu trục :

A

A m

N A

ncb

nh yc

N A

ncb

nh yc

Chọn bề rộng bản đế theo yêu cầu về cấu tạo:

B=bc+2.δdd+2.C1

Trong đó :bc - bề rộng của cột dưới 40cm

-> B=bc+2.δdd+2.C1 = 40+2.1+2.6 = 54cm

Chiều dài cần thiết của từng bản đế :

Trang 36

cm yc

yc

yc yc

7 , 46 54

2521 B

A L

9 , 19 54

1072 B

A L

m 2

ct 1

1,10548

.54272305

./1082,1.90/

5,9722.54115789

2 2

2

2 2

1

cm daN R

cm daN A

N

cm daN R

cm daN A

+ « sè 1 lµ « b¶n conxon :Momen uèn lín nhÊt cña « b¶n tÝnh theo c«ng thøc :

daNcm d

Trang 37

192

7 , 194

Vậy momen uốn lớn nhất trong các ô bản đế ở nhánh mái là :1912,4daNcm

Chiều dày cần thiết của bản đế nhánh mái :

cm R

M

m

1.2100

1897.6

=

γδ

2_Đối với nhánh cầu trục, ô có mômen nguy hiểm nhất :

+ ô số 1 là ô bản conxon :Momen uốn lớn nhất của ô bản tính theo công thức :

daNcm d

M

ct

1.2100

92,2418.6

=

γδ

☺ Tính các bộ phận của chân cột :

và đôi sườn hàn vào bụng của nhánh Vì vậy dầm đế chịu tác dụng của phần phản lực

σnh từ móng lên thuộc diện truyền tải của nó

1_Tải trọng phân bố đều lên dầm đế ở nhánh mái:

q2dd= σnh2.Bchịu tải= 105,1.( 6+1+19,22) = 1743,93daN/cm

Trang 38

cm R

h b

a N l

cm R

h b

a b N l

g hm g

g hm

g hs g

g g hs

1,61260.1

1.16

47,1.56,83708)

(

1

71,371260.6,1

1.16

)47,116.(

56,83708)

(

1

).(

min

dd 2

min

dd 2

hàn sống thép góc

Chọn kích thước dầm đế : 550x10mm

2_Tải trọng phân bố đều lên dầm đế ở nhánh cầu trục :

q1dd=σnh1.Bchịu tải=97,5.( 6+1+19,2/2)=1618,5daN/cm

Tổng phản lực truyền lên mỗi dầm đế:

Lực này phân ra cho hai đường hàn sống và mép của thép góc tiết diện nhánh cầu trục với dầm đế chịu Giả thiết chiều cao đường hàn là 10mm Ta có chiều dài cần thiết của các đường hàn là :

cm R

h

N l

g h

1260.1

1.2

35607)

(

1

Vì dầm đế có tiết diện rất lớn mà nhịp conxon dầm đế lại bé nên không cần kiểm tra về uốn và cắt

1_Sườn ngăn nhánh mái :

Tải trọng phân bố đều lên sườn A :

qA= σnh2.Bchịu tải=105,1.(1,6+19,2) = 2185,2daN/cm

Kiểm tra cho tiết diện nguy hiểm :

daN l

q Q

daNcm l

q M

s s s

5565747

,25.2,2185

46,7087922

47,25.2,21852

2 2

cm R

M

2100.6,1

4,708792

6

.6

3 2

2

3 2

2

6 , 777 6

54 8 , 0 1 2 6 2

32 , 544 6

54 8 , 0 7 , 0 2 6 2

cm

l h W

cm

l h W

h h t gt

h h h gh

Trang 39

2

4,8654.8,0.1.2 2

48,6054.8,0.7,0.2 2

cm l

h A

cm l

h A

h h t gt

h h h gh

Độ bền đường hàn được kiểm tra theo ứng suất :

2 2

/ 5 , 1642 /

16 , 1116

) 4 , 86

55657 ( ) 6 , 777

46 , 708792 (

) ( ) (

/ 1800 /

52 , 1594

) 48 , 60

55657 ( ) 32 , 544

46 , 708792 (

) ( ) (

cm daN R

cm daN A

Q W

M

cm daN R

cm daN A

Q W

M

gt tdt

gt gt

tdt

gh tdh

gh gh

Tải trọng phân bố đều lên sườn B :

qB= σnh2.Bchịu tải=105,1.(5+1+19,47/2) = 1653,75daN/cm

daN l

q Q

daNcm l

q M

s s s

317522

,19.75,1653

2,3048192

2,19.75,16532

2 2

cm R

M

2100.1

2,304819

6

.6

2_Sườn ngăn nhánh cầu trục :

Tải trọng phân bố đều lên sườn A :

qA= σnh1.Bchịu tải=97,5.(1,6+19,2) = 2028daN/cm

daN l

q Q

daNcm l

q M

s s s

8,214966

,10.2028

04,1139332

6,10.20282

2 2

M

2100.6,1

04,113933

6

.6

A vào bụng nhánh cầu trục chịu Q và M nhỏ hơn nhánh mái nên ta không cần tính toán kiểm tra

*Tính chiều cao các đường hàn ngang :

Sườn đế và dầm đế , sườn ngang , bụng nhánh cột đều liên kết với bản đế bằng hai đường hàn ngang suốt chiều dài ở hai bên Chiều cao đường hàn cần thiết cho mỗi liên kết cụ thể là :

+ Liên kết giữa dầm đế và bản đế :

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	0,96 MB