Bài tiểu luận: Chuyên đề kết cấu thép

SVTH: LÊ XUÂN THI MSSV: 14T2208190 8 LỚP TCTĐ14LT Phân tích sự làm việc của bản đế - Chiều dày bản đế được xác định từ điều chịu uốn của bản đế dưới tác dụng của phản lực bê tong món

Trang 1

SVTH: LÊ XUÂN THI MSSV: 14T2208190 1

Trang 2

CƠ SỞ TÍNH TOÁN:

QUY PH M QUY CHUẦN VÀ TÀI LI U K THUẬT:

- TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

- TCVN 5575:2012 Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 5574:2012 Kết cấu bê tông và BTCT - Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 5573:1991 Kết cấu gạch đá và gạch gia cường - Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế

- Phần mềm tính toán nội lực: Etabs9.7.4

- Thuyết minh tính toán sử dụng phần mềm Word, Excel

- Các tiêu chuẩn hiện hành khác

MÔ TẢ CÔNG TRÌNH THÔNG QUA MỘT SỐ HÌNH ẢNH ĐÃ THI CÔNG

- Kết cấu công trình : Hệ khung thép liên kết với hệ thống móng cọc khoan nhồi D350 trên nền đất yếu

- Nhà xưởng có 1 tầng trệt và 1 tầng lửng cũng là kết cấu thép, bản sàn đổ bê tông cốt thép dày 80

- Nhà xưởng không có hệ cầu trục chạy dọc xưởng

- Hệ tường gạch dày 200 bao che xung quanh nhà

Trang 3

LỚP TCTĐ14LT

10 9

8 7

6 5

4 3

2

1

136000

8000 8000

15 14

8000

13 12

11

8000 8000

8000

Trang 4

LỚP TCTĐ14LT

Trang 5

8000

Trang 6

LỚP TCTĐ14LT

3000

FG

+2.000

5000 5000

BC

DE

+2.000

40000 5000

HA

+7.000

±0.000

5000 5000

B

4000

5000 5000

Trang 7

LỚP TCTĐ14LT

B PHÂN TÍCH CÁC LIÊN KẾT

I.1 Phân tích chi tiết cột thép với móng :

Vai trò của cổ cột:

- Vai trò truyền tải trọng từ cột xuống móng, cổ cột Có hai hình thức liên

kết chân cột là liên kết khớp và liên kết ngàm

Chi tiết cổ cột (liên kết cột thép với móng) bao gồm:

Trang 8

LỚP TCTĐ14LT

Phân tích sự làm việc của bản đế

- Chiều dày bản đế được xác định từ điều chịu uốn của bản đế dưới tác dụng của

phản lực bê tong móng được xác định theo công thức:

- Chiều dày bản đế tùy thuộc vào momen trong bản đế nhưng nó thường nằm

trong tầm (20-40)mm

Phân tích sự làm việc của dầm đế sườn A sườn B

- Dầm đế, sườn A, sườn B được quan niệm giống như dầm phụ trong ô bản bản

đế chịu uốn từ phản lực bê tong móng

- Dầm đế, sườn A, sườn B có tác dụng là dầm chia nhỏ diện truyền tải cho o bản

đế làm cho momen trong ô bản để nhỏ lại giảm được chiều dày cho ô bản đế

- Ngoài ra dầm đế, sườn A, sườn B còn có tác dụng tăng độ cứng, chống uốn cho

bản đế vì liên kết chân cột sử dụng là liên kết ngàm do đó momen tại chân cột là lớn nhất

- Dầm đế, sườn A, sườn B có chiều dày và chiều cao tùy thuộc vào diện truyền tải

của các sườn trong ô bản đế

- Ví dụ được trích dẫn từ giáo trình KCT Thép 2

Trang 9

LỚP TCTĐ14LT

Quy cách bulong neo

Phân tích sự làm việc của bulong neo trong chi tiết liên kết cột thép với

móng

- Bulong neo là chi tiết không thể thiếu trong liên kết chân cột thép với móng,

bulong neo giúp định vị cột thép đúng vị trí thiết kế

- Bulong được bố trí và kiểm tra dựa trên đồ tính của người kỹ sư

- Do công trình có cầu trục nên ta sử dụng liên kết cột thép với móng là liên kết

ngàm do đó bulong neo sẽ được tính trên 2 điều kiện chịu kéo và chịu cắt

- Chiều dài bulong neo được tính dựa trên độ neo an toàn để đảm bảo khi chân

cột chịu kéo chiều dài bulong đủ sâu để neo chân cột thép không bị lật trước tác dụng của nội lực

- Chiều dài bulong được chọn khoảng 40D, với D là đường kình tính toán của

bulong

- Đường kính bulong phụ thuộc Momen và lực cắt trong chân cột

- Bản đê cần có chiều dày lớn, hoặc bố trí thêm sườn đế, dầm đế, để độ cứng đủ

lớn chân cột không bị biến dạng

- Ngoài ra các chi tiết chống cắt có thể được bố trí để truyền lực cắt vào móng

- Ví dụ được trích dẫn từ giáo trình KCT Thép 2

Trang 10

LỚP TCTĐ14LT

Phân tích tác dụng của Vữa chèn Grouting

- Vữa chèn Grouting được thi công sau khi cột thép đã liên kết với móng

- Khi lắp dựng cột thép kỹ sư sẽ chừa 1 khoảng 30-50mm khoảng hở giữa bản đế

chân cột và móng betong

- Vữa chèn Grouting có tác dụng chống co ngót phần betong dưới bản đế chân cột

- Ngoài ra nó còn có tác dụng chống lại sự ăn mòn bản đế chân cột do betong

dưới cột thép bị co ngót, nước sẽ đọng lại trong đó sau 1 thời gian dài sẽ bị rỉ sét làm cho bản đế mất bớt đi khả năng chịu lực

I.2 Phân tích chi tiết liên kết cột với kèo thép

Phân tích cấu tạo của chi tiết

- Có vai trò kết nối giữa dầm và cột tạo thành hệ khung ngang trong nhà công

I(300~650)*185*5*8 d

9

TL : 1/10

CHI TIEÁT 9

12M24*70 (M8.8) TYÛ LEÄ : 1/20

_

155

I(650~310)*185*5*8

d 9

Trang 11

LỚP TCTĐ14LT

- Ngoài ra trong nhà công nghiệp nhiều tầng dần còn có nhiệm vụ tiếp nhận tải

trọng của sản rồi truyền về cột

- Đây là cấu kiện chịu uốn, tiết diện sử dụng phổ biến hiện nay là thép I tổ hợp

hoặc định hình dùng cho các cấu kiện nhỏ

- Các đoạn dầm được vận chuyển đến công trường rồi mới thi công lắp đặt, do

vậy các chi tiết liên kết rất đa dạng mỗi chi tiết mang lại 1 tác dụng riêng

- Vì vậy liên kết giữa dầm và cột có thể là liên kết khớp hoặc liên cứng (liên kết

- Do đó phần đầu dầm liên kết với cột thường được mở rộng để tăng độ cứng cho

nút khung, vì nút khung tại ví đó đang chịu momen lớn và chuyển vị ngang

- Khi thiết kế khung ngang nhà công nghiệp điều cần để thiết kế tiếp theo là

chuyển vị ở đỉnh cột phải thỏa mãn cho phép theo TCVN 5575-2012 đã quy

định rõ ràng

- Chi tiết liên kết cột với kèo thép là liên kết chịu momen và lực cắt

- Bulong tính toán cho chi tiết này được kiểm tra ở điều kiện chịu ép mặt, trượt và

chịu kéo

- Bản kê liên kết được tính toán dựa trên lực kéo lớn nhất của 1 con bulong do

momen gây ra thể hiện trong sơ đồ tính

- Các bản ke gia cường có tác dụng tăng độ cứng ở định cột, làm tăng khả năng

chịu uốn của bản kê liên kết giữa cột và kèo thép

- Công thức tính toán và kiểm tra bulong được thể hiện trên hình vẽ (trích từ giáo

trình KCT

Trang 12

LỚP TCTĐ14LT

Trang 13

Trang 14

LỚP TCTĐ14LT

I.3 Phân tích chi tiết liên kết nối kèo thép

- Chi tiết nối kèo thép được sử dụng vì lý do vận chuyển và thi công lắp dụng nhà

xưởng

- Các công trình nhà xưởng thường có nhịp khá lớn, những nhịp thường được

thiết kế trong nhà xưởng có tính kinh tê là 36,48m

- Do nhịp nhà xưởng khá lớn khổng thể vận chuyển và thi công lắp ghép trên công

trường người kỹ sư sẽ chi các đoạn kèo thành các nhịp khẩu độ khác nhau đảm bảo cấu kiện thi công lắp đặt dễ dàng và trong quá trình lắp dựng các cấu

kiện dầm sẽ sinh ra nội lực bên trong vì vậy cấu kiện dầm hay các cấu kiện khác khi thiết kế phải luôn đảm bảo 2 yếu tố chính: chịu lực khi kết cấu hoàn thiện và thi công lắp dựng

- Sự làm việc của chi tiết nối kèo tương tự giống như chi tiết liên kết giữa cột và kèo

- Bulong lien kết là bu long cường đọ cao (8.8) chịu kéo do momen gây ra và

đồng thời chịu ép mặt, trượt giữa 2 tấm bãn mã liên kết

- Sơ đồ tính giữa chi tiết liên kết cột với kèo và chi tiết nối kèo đều có các bước tính

như nhau

- Sau đây xin trích dẫn qá trình tính toán liên kết nối kèo từ giáo trình KCT2

a) Chọn cặp nội lực nguy hiểm tính toán (M, V) momen và lực cắt tại ví trí liên kết

- Sơ đồ tính toán mối nối

I.4 Phân tích chi tiết liên kết nối đỉnh kèo

Trang 15

LỚP TCTĐ14LT

- Để tạo thành 1 khung ngang trong nhà công nghiệp chi tiết nối tại đỉnh kèo luôn

được sử dụng

- Chi tiết liên kết đỉnh kèo dùng để nổi 2 đoạn kèo đỉnh lại với nhau, chi tiết liên

kết này thường được sử dụng là liên kết chịu momen

- Tại vị trí đỉnh kèo nội lực thường lớn hơn vị trí nối kèo, để thỏa mãn độ võng

cho phép người kỹ thường mở phần bụng kèo để tăng độ cứng cho kèo thép

nhằm giảm độ võng đến mức hợp lý

- Về tính toán chi tiết nối tại đỉnh kèo không hề khác so với chi tiết nối kèo

- Cách tính toán bố trí bulong liên kết và kiểm tra tương tự như chi tiết nối kèo

- Sơ đồ tính toán giữa 2 chi tiết là như nhau

- Tính toán bản mã nối, bulong đều dung sơ đồ tính giống chi tiết mối nối cột

- Tính toán chiều cao đường hàn phụ thuộc vào lực cắt nguy hiểm tại chi tiết liên.

I(260~600)*185*5*8 I(260~600)*185*5*8

Trang 16

LỚP TCTĐ14LT

I.1 Phân tích hệ kết cấu mái ( Nóc gió )

Vai trò:

- Vai trò chính là thông thoáng hoặc lấy sáng, hoặc kết hợp cả hai

- Trong nhà công nghiệp bề rộng của mái thường rất lớn thường 1/3-1/2 nhịp

- Kết cấu của mái thường khá đơn giản, thường sử dụng thép I định hình liên kết

với nhau bằng phương pháp hàn tại nhà máy

- Liên kết cửa mái với kết cấu khung ngang thường dử dụng là liên kết bulong

- Một số hình ảnh cấu tạo của mái thường dùng phổ biến hiện nay trong nhà công

50

100 40

50

D 10

Trang 17

LỚP TCTĐ14LT

Phân tích hệ thống giằng cột và hệ giằng cột khung ngang, khung dọ

Vai trị của hệ giằng trong khung ngang và khung dọc nhà cơng nghiệp

- Hệ giằng cột cĩ tác dụng đảm bảo độ cứng dọc nhà, giữ ổn định cho cột

- Tiếp nhận và truyền tải trọng xuống mĩng theo phương dọc nhà như: tải trọng

giĩ tác dụng lên tường hồi, tải trọng lực hãm trong nhà cầu trục

- Giằng cột theo phương dọc nhà cĩ tác dụng làm giảm độ mảnh của cột theo

phương ngồi mặt phẳng uốn

- Hệ giằng cột cĩ thể bố trí theo hai hệ giằng ngang và giằng đứng

- Hệ giằng ngang giúp cột bớt độ mảnh và tăng độ ổn định trong phương ngồi

mặt phẳng uốn

- Hệ giằng cĩ tác dụng làm tăng độ cứng trong cơng trình, hệ giằng đảm bảo sự

làm việc cùng nhau giữa các khung

- Truyền tải trọng tác dụng cục bộ lên các khung ngang kế cận

- Đối với các khung dọc nhà cĩ khe nhiệt hệ giằng cĩ tác dụng làm giảm các biện

dạng về nhiệt

- Hệ giằng cột trong khung ngang nhà cơng nghiệp cĩ những tác dụng sau:

- Hệ giằng cột bao gồm hệ giằng dưới vai cột và trên đỉnh cột

- Hệ giằng cột dưới vai cột cĩ tác dụng giảm tác dụng của lục hãm cầu trục

- Hệ giằng cột trên ở đỉnh cột khung đầu hồi cĩ tác dụng tiếp nhận tải trọng giĩ

ở đầu hồi và truyền về cột

- Tăng độ cứng kết cấu khung ngang, tăng độ ổn định

10

8000 8000 8000

9

8000 8000

MẶT BẰNG KHUNG KÈO, GIẰNG

8000

8

8000 8000

18

8000

7

8000 8000

Trang 18

LỚP TCTĐ14LT

Chi tiết liên kết giằng cột

Sơ đồ tính và làm việc của hệ giằng (Sưu tầm giáo trình KCT 2)

188 100

188 188

100 100

188

100 188

TAÊNG ÑÔ

188 188 200

10

Trang 19

LỚP TCTĐ14LT

I.2 Phân tích hệ thống giằng mái

Vai trị, tác dụng của hệ giằng mái

- Tăng độ cứng cho tồn bộ cơng trình: Vì vật liệu thép cĩ cường độ cao nên tiết

diện thiết kế nhỏ, độ mảnh cao, khả năng mất ổn định cao Do đĩ, cần bố trí hệ giằng để liên kết các thành phần lại với nhau, tạo thành kết cấu khơng gian cĩ độ cứng cao;

- Tác dụng thứ hai của hệ giằng mái là tạo điểm cố kết trên cánh nén của dầm

chịu uốn, hoặc thanh chịu nén, nhằm làm giảm chiều dài tính tốn, tăng tính

ổn định của các cấu kiện;

- Tác dụng thứ ba là chịu tác dụng của các tải trọng dọc nhà như tải giĩ’

- Cuối cùng, giằng mái làm cho việc lắp dựng an tồn, thuận lợi

Nguyên tắc thiết kế hệ giằng mái

- Nguyên tắc tổng quát khi xem xét thiết kế thì vị trí các hệ giằng, tiết diện các

thanh giằng, liên kết các thanh giằng…cần được đưa vào sơ đồ tính.Trong

trường hợp, khơng tính tốn khơng gian, chỉ tính khung phẳng thì cần đặt

theo cấu tạo

ỐC XIẾT CÁP

CÁP GIẰNG D16

-150*100*6 M18

TĂNG ĐƠ

Trang 20

LỚP TCTĐ14LT

Một số hình ảnh bố trí hệ giằng mái thông dụng trong nhà công nghiệp

Trang 21

LỚP TCTĐ14LT

I.3 Phân tích hệ thống giằng cửa mái

Bố trí hệ thống giằng của mái:

- Bố trí tương tự như giằng mái, nhưng chỉ có hệ giằng cánh trên và

giằng đứng

- Một số cách bố trí hệ giằng thường sử dụng hiện nay:

I.4 Phân tích hệ thống giằng xà gồ

Vai trò và tác dụng của giằng xà gồ

- Giằng xà gồ được dùng khi độ cứng chống uốn của tiết diện ngoài mặt phẳng

nhỏ

- Đưa thêm giằng xà gồ vào tăng cường điểm cố kết, làm thay đổi sơ đồ tính của

xà gồ ngoài mặt phẳng từ dầm đơn giản thành dầm liên tục nhiều nhịp

- Do đó, nội lực trong dầm giảm đáng kể Các thanh giằng xà gồ cũng là điểm

chống chuyển vị ngoài mặt phằng xà gồ

- Xà gồ mái hiện nay thường sử dụng là xà gồ C nên việc liên kết giằng khá dễ

dàng

- Thực tế hiện nay người ta sử dụng giằng xà gồ bằng các ty giằng phi12

- Một số hình ảnh giằng xồ gồ hiện nay thường áp dụng:

Trang 22

SVTH: LÊ XUÂN THI MSSV: 14T2208190

LỚP: TCRĐ LT

24

Chi tiết cấu tạo giằng và chi tiết mối nối xà gồ

Trang 23

định hình bằng bulong và bản mã, như vậy đê tăng độ ổn định liên

kết giữa cột và mĩng

Người ta thường dùng các cách sau: tăng chiều dày bản mã, gia cường bản mã để giảm chiều dài nhịp tính tốn, bố tri bulong neo hợp lý, cần thiết tăng số lượng bu long neo

2) Ổn định giữa các hệ cột

- Các hệ cột trong nhà cơng ngiệp thường bị mất ổn định theo phương dọc nhà, để tăng tính ổn định cho các hệ cột người ta sử dụng các thành giằng: bằng cáp, thép hình, để liên kết các hê cột lại với nhau

ỐC XIẾT CÁP

CÁP GIẰNG D16

-150*100*6 M18

TĂNG ĐƠ

Trang 24

LỚP: TCRĐ LT

26

3) Ổn định giữa cột với kèo mái

4) Ổn định giữa các kèo mái

- Để tăng độ ổn định cho kèo mái người ta thường dùng hệ giằng cáp kết hợp với các xà gồ mái, tao tính ổn định cho kết cấu mang lực mái

- Vị trí đặt giằng mái phụ thuộc vào dạng mặt bằng và đơn vị thiết kế

- Thường người ta bố trí giằng ở vị trí đầu hồi và dọc nhà,

Định dạng
Số trang	24
Dung lượng	2,95 MB
File đính kèm	Tieu luan KCT LE XUAN THI.rar (2 MB)