Thuyet minh do an kết cấu thép

Nhịp khung: L = 24 m. • Bước khung: B = 7.5 m; toàn bộ nhà dài 15B = 112.5 m. • Sức trục: Q = 8 tấn; Số cầu trục làm việc trong xưởng là 2 chiếc, chế độ làm việc trung bình. • Cao trình đỉnh ray: H1 = 9 m. • Vùng gió: IIIB • Dạng địa hình xây dựng công trình: B • Chiều cao dầm cầu trục: hdct = 0.75 m; Chiều cao ray: hr = 0,15 m. • Nhịp cửa trời: Lct = 4 m • Chiều cao cửa trời: Hct = 2 m • Mái lợp tôn múi dày 0,51mm • Vật liệu: Thép CCT34, hàn tự động, que hàn N42 (d = 3÷5mm) hoặc tương đương. • Bê tông móng cấp độ bền B15.

I SỐ LIỆU VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1 Số liệu thiết kế

Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp có cầu trục Các số liệu thiết kế:

• Nhịp khung: L = 24 m

• Bước khung: B = 7.5 m; toàn bộ nhà dài 15B = 112.5 m

• Sức trục: Q = 8 tấn; Số cầu trục làm việc trong xưởng là 2 chiếc, chế độ làm việc trung bình

• Cao trình đỉnh ray: H1 = 9 m

• Vùng gió: IIIB

• Dạng địa hình xây dựng công trình: B

• Chiều cao dầm cầu trục: hdct = 0.75 m; Chiều cao ray: hr = 0,15 m

• Nhịp cửa trời: Lct = 4 m

• Chiều cao cửa trời: Hct = 2 m

• Mái lợp tôn múi dày 0,51mm

• Vật liệu: Thép CCT34, hàn tự động, que hàn N42 (d = 3÷5mm) hoặc tương đương

• Bê tông móng cấp độ bền B15

• Kết cấu bao che: Tường xây gạch cao 1,5 m ở phía dưới, thưng tôn ở phía trên

2 Nhiệm vụ thiết kế

2.1 Thuyết minh tính toán

• Thành lập sơ đồ kết cấu: Xác định kích thước khung ngang, lập mặt bằng lưới cột,

bố trí hệ giằng mái, hệ giằng cột

• Xác định tải trọng tác dụng lên khung ngang: tải trọng mái, tải trọng cầu trục, tải trọng gió

• Thiết kế xà gồ (2 phương án: tiết diện cán nóng và tiết diện dập nguội)

• Tính nội lực khung ngang Vẽ biểu đồ nội lực M, N, V cho từng trường hợp tải trọng Lập bảng thống kê nội lực, bảng tổ hợp nội lực cho các tiết diện đặc trưng của cột và xà mái

• Thiết kế khung ngang gồm cột và xà Tính các chi tiết: Chân cột, vai cột, liên kết xà với cột, mối nối xà

• Thiết kế dầm cầu trục, cột sườn tường

2.2 Bản vẽ thể hiện

01 bản vẽ khổ A1 gồm:

• Sơ đồ khung ngang

• Hệ giằng mái, giằng cột

• Cột khung, các mặt cắt và chi tiết của thân cột

• Xà, các mặt cắt và chi tiết của xà

• Bảng thống kê vật liệu, ghi chú và chỉ dẫn cần thiết

II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

1 Sơ đồ kết cấu khung ngang

Khung ngang gồm cột đặc, xà ngang tiết diện chữ I Cột có tiết diện không đổi liên kết ngàm với móng, liên kết cứng với xà Theo yêu cầu kiến trúc và thoát nước, chọn xà ngang có độ dốc với góc dốc α = 100 (tương đương i = 17 %) Do tính chất làm việc của khung ngang chịu tải trọng bản thân và tải trọng gió là chủ yếu, nên thông thường nội lực trong xà ngang ở vị trí nách khung thường lớn hơn nhiều nội lực tại vị trí giữa nhịp Cấu tạo xà ngang có tiết diện thay đổi, khoảng biến đổi tiết diện cách đầu cột một đoạn (0,35 ÷ 0,4) chiều dài nửa xà Tiết diện còn lại lấy không đổi

Cửa trời chạy dọc chiều dài nhà, mang tính chất thông gió, sơ bộ chọn chiều cao cửa trời là 2m và chiều rộng cửa trời là 4m

1.1 Kích thước theo phương đứng

• Chiều cao cột dưới: Hd=H (h1− dct+h ) hr + ch

Trong đó: H1 = 9 m là cao trình đỉnh ray

hdct = 0.75 m là chiều cao dầm cầu trục

Sơ đồ khung ngang

hr = 0.15 m là chiều cao ray

hch = 1 m là chiều sâu chôn chân cột

→ Hd = 9 – (0.75 + 0.15) + 1 = 9.1 (m)

• Chiều cao cột trên: Htr=(hdct+h ) Kr + 1+0.5;

Trong đó: + K1 = 0.9 m là khoảng cách từ đỉnh ray đến điểm cao nhất của xe con Giá trị này được tra trong catalo cầu trục (phụ thuộc vào sức trục Q = 8T và nhịp cầu trục S= 22m);

+ 0.5m là khoảng cách an toàn từ điểm cao nhất của xe con đến xà ngang

→ Htr= (0.75 + 0.15) + 0.9 + 0.5 = 2.3 (m)

• Chiều cao toàn cột: H = Hd + Htr = 9.1+ 2.3 = 11.4 (m)

1.2 Chọn sơ bộ kích thước theo phương ngang

Nhịp nhà (lấy theo trục định vị tại mép ngoài cột) là: L = 24m Lấy gần đúng nhịp cầu trục là: S = 22 m ( theo catalog bảng 4.2 với cầu trục 2 dầm kiểu ZLK tương ứng với sức tải cẩu 8 tấn), khoảng cách an toàn từ trục ray đến mép trong cột: Zmin = 160 mm

→ Thỏa mãn điều kiện an toàn

b Tiết diện xà mái

- Chiều cao tiết diện nách khung: h1 1 L 1 24 0.6m

c Tiết diện vai cột

Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục (lực tập trung do áp lực đứng của cầu trục và trọng lượng bản thân dầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm hãm và hoạt tải trên cầu trục) và nhịp dầm vai (khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép cột) Sơ bộ chọn tiết diện dầm vai như sau:

Khoảng cách từ trục định vị tới trục ray cầu trục: λ = (L - S)/2 = (24 - 22)/2 = 1

+ Chiều dài vai (từ mép trong cột đến cạnh ngoài cùng vai cột):

Lv = λ – hc + 0.15= 1- 0.75 + 0.15 = 0.4 (m) Khoảng cách từ trục ray cầu trục đến cạnh ngoài cùng vai cột lấy bằng 150mm

+ Chọn chiều cao dầm tại điểm đặt Dmax: h = 30 cm

+ Chiều góc nghiêng bản cánh dưới với phương ngang là 200 thì chiều cao tiết diện dầm vai tại ngàm:

hdv= 30 + 25xtg200 = 39.1 (cm) Chọn hdv = 42 (cm) (≥ Z= 25cm)

+ Bề rộng tiết diện vai cột: bf = 30 cm

+ Chiều dày bản bụng vai cột: tw = 0.8 cm

+ Chiều dày bản cánh vai cột: tf = 1.2 cm

d Tiết diện cửa trời

+ Chiều cao tiết diện cột cửa trời: hc_ct = 20 cm

- Bảo đảm sự bất biến hình theo phương dọc nhà và độ cứng không gian cho nhà;

- Chịu các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà, vuông góc với mặt phẳng khung như gió thổi lên tường đầu hồi, lực hãm cầu trục, động đất xuống móng

- Bảo đảm ổn định (hay giảm chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng) cho các cấu kiện chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột,

- Tạo điều kiện thuận lợi, an toàn cho việc dựng lắp, thi công

Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái và hệ giằng cột

Sơ đồ hệ giằng mái

Sơ đồ hệ giằng cột

2 Xác định tải trọng tác dụng lên khung

2.1 Tải trọng thường xuyên

- Tải trọng thường xuyên phân bố trên xà mái:

Tải trọng do mái tôn, hệ giằng, xà gồ, cửa mái: gtc = 15 daN/m2 mặt bằng mái (phân bố theo độ dốc mái)

Hệ số độ tin cậy của tải trọng thường xuyên ng = 1.1

- Tải trọng bản thân của dầm, dàn hãm: Gdh = 500 daN (lấy theo kinh nghiệm)

hi tiết thanh chống xà gồ

STT Loại tải Tải trọngtiêu

chuẩn

Hệ sốvượt tảiTải trọngtính toán khung Bước Tổng tảitrọng

3 Tổng tải trọng phân bố trên chiều dài dầm khung 123.75

2.2 Hoạt tải sửa chữa mái

- Hệ số độ tin cậy của hoạt tải sửa chữa mái np = 1.3

- Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động, TCVN 2737-1995, với mái tôn không sử dụng

ta có giá trị hoạt tải sửa chữa mái tiêu chuẩn là 30 daN/m2 mặt bằng nhà do đó hoạt tải sửa chữa mái phân bố trên xà mái được xác định như sau:

ptc = 30xB và ptt = npx30xB

- Khi qui về tải trọng phân bố theo xà thì giá trị tải trọng được nhân với cosα:

p = 30xBxcosα = 30x7.5xcos(10) = 221.58 daN/m

ptt = npx30xBx cosα = 1.3x30x7.5xcos(10)= 288.05 daN/m

Bảng 2.2 Hoạt tải sửa chữa mái

STT Loại tải Tải trọngt chuẩn vượt tảiHệ số Tải trọngtính toán khung Bước Tổng tảitrọng

2 Tổng tải trọng phân bố trên chiều dài dầm khung 288.05

2.3 Tải trọng gió

Áp lực gió tác dụng lên khung được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995

q = n W0 k C B (daN/m) Trong đó: q: là áp lực gió phân bố trên mét dài khung

W0: là áp lực gió tiêu chuẩn, gió ở vùng IIIB có W0 = 125 daN/m2

n = 1.2: là hệ số độ tin cậy của tải trọng gió

k: là hệ số phụ thuộc vào độ cao C: là hệ số khí động phụ thuộc vào dạng kết cấu

B: là bước khung

Tĩnh tải mái

a) Gió ngang nhà; b) Gió dọc nhà

a) Trường hợp gió thổi ngang nhà:

- Xác định hệ số khí động Ce:

+ Nhịp: L0 = 24 m

+ Chiều cao: Hc = 11.436 m; hm1 = 1.757m; hm2 = 1.670 m; hm3 = 0.93 m

Tra theo sơ đồ 8 trong tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995 phụ thuộc vào góc α, tỉ lệ ΣB/L

Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió thổi ngang nhà

Kích thước chính của sơ đồ tính toán:

Mặt bằng khung chịu gió

(ΣB- chiều dài toàn nhà) và H/L được giá trị Ce:

Ce1 = - 0.548 ; Ce2 = - 0.424 ; Ce3 = - 0.5 ; Ce4 = - 0.472

- Xác định hệ số k:

Hệ số k phụ thuộc vào dạng địa hình và chiều cao công trình Công trình ở khu vực thuộc dạng địa hình B Tra bảng 5 trong TCVN 2737 -1995 chiều cao cột 10,692 m, cao trình đỉnh cột 9,692m lấy gần đúng hệ số k =1,081 đối với giá trị tải trọng gió phân bố trên thân cột

STT Loại tải T.T tiêu chuẩn Hệ số k Hệ số C vượt tảiHệ số khung Bước Tổng tải trọng

1 Cột đón gió 125.0 1.023 0.800 1.2 7.5 920.68

2 Mái đón gió 125.0 1.051 -0.472 1.2 7.5 -557.89

3 Cột cửa trời đón gió 125.0 1.078 0.700 1.2 7.5 848.77

4 Mái cửa trời đón gió 125.0 1.088 -0.548 1.2 7.5 -670.36

5 Mái cửa trời hút gió 125.0 1.088 -0.424 1.2 7.5 -518.77

6 Cột cửa trời hút gió 125.0 1.078 -0.600 1.2 7.5 -727.52

7 Mái hút gió 125.0 1.051 -0.500 1.2 7.5 -591.24

8 Cột hút gió 125.0 1.023 -0.500 1.2 7.5 -575.42

* Dấu âm nghĩa là tải trọng gió hướng ra ngoài khung

b) Trường hợp gió thổi dọc nhà:

→ Ce3 = -0.4, tức là gió có chiều hút ra ngoài cho cả hai cột khung và hai cột cửa mái

Tải trọng gió theo phương ngang nhà

STT Loại tải T.T tiêu chuẩn số k Hệ Hệ số C vượt tảiHệ số khung Bước Tổng tải trọng

* Dấu âm nghĩa là tải trọng gió hướng ra ngoài khung

2.4 Hoạt tải cầu trục

+ Khoảng cách hai bánh xe: R = 3200 mm

+ Áp lực đứng tiêu chuẩn lớn nhất tại mỗi bánh xe: c

max

P = 5900 daN + Áp lực đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất tại mỗi bánh xe: c

min

P = 1860 daN

- Áp lực đứng lên vai cột:

Sơ đồ tra hệ số khí động C e , trường hợp gió thổi dọc nhà

Tải trọng gió theo phương dọc nhà

max c max i

D =n.n P ∑y ; Dmin =n.n P c min∑yiTrong đó: - n = 1.1: Hệ số độ tin cậy;

- nc= 0.85: Hệ số tổ hợp, khi có hai cầu trục chế độ làm việc nhẹ và trung bình

- Σyi: Tổng tung độ các đường ảnh hưởng tại vị trí các bánh xe, lấy với tung

độ ở gối bằng 1

y1 = 1; y2 = 0.573 ; y3 = 0.913 ; y4 = 0.487 Æ Σyi = 2.973

Bảng 2.5 Áp lực đứng của cầu trục lên vai cột

STT Loại tải Pc Σyi n nc (daN) Tổng

có thể hướng vào hoặc hướng ra khỏi cột

1

o

0, 05.(Q G )T

*10000.(

05,0

Đường ảnh hưởng phản lực gối

- Dùng xà gồ bằng thép hình dạng tiết diện U14 Sơ đồ giằng xà gồ:

- Xà gồ loại U14 có đặc trưng hình học tiết diện

(Tính tải trọng qui ra mặt bằng nhà nên các giá trị tải trọng phân bố trên mặt mái

được chia cho hệ số cosα)

m

g =8(daN / m ): trọng lượng mái tôn;

pc = 30 (daN/m2): hoạt tải sửa chữa mái;

d: khoảng cách giữa hai xà gồ theo phương ngang,

g =13.3(daN / m): trọng lượng bản thân xà gồ;

Xà gồ và sơ đồ giằng xà gồ

q = qcxsinα ⇒ c

x

q = 58.35xsin100 = 10.3 daN/m c

y

q = q cxcosα ⇒ c

y

q = 58.35xcos10 0 = 57.47 daN/m

- Tải trọng tính toán theo phương x và phương y:

qx= qxsinα ⇒ qx= 71.28xsin100 = 12.38 daN/m qy= qxcosα ⇒ qy= 71.28xcos100 = 70.2 daN/m

Sử dụng một thanh giằng φ18 giằng tại vị trí giữa nhịp xà gồ

Mômen lớn nhất theo hai phương:

y x

f

W + W ≤ 493.566x100 21.757x100 2

* Kiểm tra độ võng:

2 2

y x

⎢ ⎥ là độ võng tương đối cho phép của xà gồ lợp mái tôn

Với trường hợp dùng một thanh giằng xà gồ ở giữa nhịp thì cần kiểm tra độ võng của

xà gồ tại điểm giữa nhịp (tại đó ∆x = 0, chỉ có ∆y lớn nhất) và tại điểm cách đầu xà gồ một khoảng z = 0.421*B/2 = 0.21B (tại đây có ∆x lớn nhất):

b) Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ:

Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ là tổ hợp tĩnh tải và gió (chiếu lên phương gió y-y):

- Tải trọng gió tính toán:

1.180

q 0.7 125 1.088 1.2

cos101.182

0 0

1.180

q 0.7 125 1.088

cos101.182

0 0

d

cos1.182

1.182

q 0.7 125 1.088 1.2

cos101.182

0.9 (8 ) cos10 128.57(daN / m)

cos10

Chọn xà gồ theo tải trọng gió (có chiều hướng ra khỏi mái) qgió = 1.286 kN/m, nhịp

7500 mm và theo sơ đồ có một thanh căng ở giữa, tra bảng 3.5 thép hình 300 sẽ được số

hiệu xà gồ Z30024 có thể chịu được tải cho phép là 2.84 kN/m (xem phụ lục 3- sách “Thiết

kế khung thép nhà công nghiệp”)

4 Tính nội lực khung

4.1 Mô hình hóa kết cấu khung trong phần mềm Sap2000

a) Sơ đồ kết cấu

- Tính toán kết cấu khung theo sơ đồ khung phẳng

- Nhịp tính toán khung lấy theo khoảng tim của 2 trục cột; trục xà gãy khúc tại điểm đổi tiết diện (nối tâm của tiết diện nách xà với tâm của tiết diện tại chỗ đổi, đoạn còn lại lấy trùng với trục của tiết diện bé)

- Liên kết giữa cột với móng là liên kết ngàm, liên kết giữa cột với dầm là liên kết cứng

- Vật liệu: Thép CCT34 có f = 2100 daN/cm2; E = 2,1x106 daN/cm2; ρ = 7850 daN/m3

Sơ đồ khung ngang

b) Sơ đồ chất tải trọng

Sơ đồ tĩnh tải tác dụng lên khung Hình dạng tiết diện khung và vị trí tiết diện tính toán

Sơ đồ áp lực đứng lớn nhất của cầu trục tác dụng lên cột trái

Sơ đồ hoạt tải sửa chữa mái tác dụng lên nửa trái khung

Sơ đồ tải trọng gió ngang trái

Sơ đồ áp lực hãm ngang của cầu trục tác dụng lên cột trái

4.2 Nội lực và tổ hợp nội lực

a) Nội lực

Sử dụng phần mềm Sap2000 phân tích kết cấu khung, cho kết quả là giá trị nội lực của cấu kiện cột, xà theo các trường hợp tải trọng riêng biệt Lấy kết quả nội lực tại các tiết diện đặc biệt của khung:

- Tại cột: tiết diện chân cột (ký hiệu là tiết diện A), đỉnh cột (ký hiệu là tiết diện B), tiết diện phía trên vai cột (ký hiệu là tiết diện Ctr) và dưới vai cột (ký hiệu là Cd)

- Tại xà: tiết diện hai đầu và giữa xà, tiết diện thay đổi

b) Tổ hợp nội lực

Có hai loại tổ hợp cơ bản 1 và tổ hợp cơ bản 2 Tổ hợp cơ bản 1 gồm nội lực do tải trọng thường xuyên và một hoạt tải (hệ số tổ hợp nc =1) Tổ hợp cơ bản 2 gồm nội lực do tải trọng thường xuyên và nội lực các hoạt tải gây ra (hệ số tổ hợp nc= 0,9) Tại mỗi tiết diện tìm được 3 cặp nội lực:

- Tổ hợp gây mô men dương lớn nhất Mmax và lực nén, lực cắt tương ứng Ntư, Vtư;

- Tổ hợp gây mô men dương nhỏ nhất Mmin và lực nén, lực cắt tương ứng Ntư, Vtư;

- Tổ hợp gây lực dọc lớn nhất Nmax và mô men, lực cắt tương ứng Mtư, Vtư;

Kết quả nội lực và tổ hợp nội lực được thể hiện trong bảng 4.1 - 4.4

Sơ đồ tải trọng gió dọc

Biểu đồ mômen do hoạt tải sửa chữa mái tác dụng lên nửa trái khung

Biểu đồ mômen do tĩnh tải tác dụng lên khung

Biểu đồ mômen do áp lực hãm ngang của cầu trục tác dụng lên cột trái

Biểu đồ mômen do áp lực đứng lớn nhất của cầu trục tác dụng lên cột trái

Biểu đồ mômen do tải trọng gió dọc

Biểu đồ mômen do tải trọng gió ngang

thường xuyên Hoạt tải mái trái Hoạt tải mái phải D max cột trái D max cột phải T max cột trái

thường xuyên Hoạt tải mái trái Hoạt tải mái phải Dmax cột trái Dmax cột phải Tmax cột trái

Nội lực xà mái (đơn vị kN, kNm)

max ; N tu ; V tu

N max

M + max ; N tu ; V tu M -

5 Kiểm tra tiết diện cột, xà

5.1 Kiểm tra tiết diện cột

Đặc điểm thành phần nội lực M (daNm) N (daN) V (daN)

- Vật liệu: Thép CCT34

f = 2100 daN/cm2

E = 2.1x106 daN/cm2

- Kích thước hình học tiết diện cột:

Bảng 5.2 Kích thước hình học tiết diện

C.cao TD Cánh trên Bản bụng Cánh dưới

h (mm) bf (mm) tf (mm) hw (mm) tw (mm) bf (mm) tf (mm)

750 300 20 710 12 300 20

- Đặc trưng hình học tiết diện cột:

Bảng 5.3 Đặc trưng hình học tiết diện

(cm4) (cm3) (cm) (cm4) (cm3) (cm) (cm2) 195701.1 5218.7 30.88 9010.2 600.7 6.63 205.2

Tiết diện ngang cột

- Chiều dài tính toán cột:

Trong mặt phẳng khung lx: cho phép tính lx=µ.H với hệ số chiều dài tính toán µ

(Bảng 5.4), phụ thuộc vào tham số:

c T

xà

b.I

G =H.ITrong đó: b, H - chiều dài nửa xà, chiều cao cột;

Ιc, Ιxà mô men quán tính của cột và xà (lấy ở tiết diện cách nút khung 0,4b) (Theo tiết diện xà đã chọn sơ bộ tính được Ixà = 51312.14 cm4)

5.1.2 Kiểm tra điều kiện khống chế độ mảnh

- Độ mảnh cột:

x x x

[ λ ] ≥180-60*0,5 = 150 Max (λx; λy) = λy = 96.58 < [ λ ] = 150 (Thoả mãn)

5.1.3 Kiểm tra điều kiện bền

a) Trường hợp 1:

Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)

294 68385 10

1311.8 f 2100(daN / cm )205.2 5218.7

×

2

2 c

294 68385 10

1308.9 f 2100(daN / cm )205.2 5218.7

×

(Thoả mãn)

b) Trường hợp 2:

Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)

Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN)

2 c

11699 53397 10 1080.2 f 2100(daN / cm )205.2 5218.7

×

2

2 c

11699 53397 10

966.17 f 2100(daN / cm )205.2 5218.7

Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)

Ta có me > 20, do đó cần kiểm tra ổn định tổng thể như với cấu kiện chịu uốn (mômen M) theo công thức:

b c

Mf

W ≤ γφ

Tính ϕb theo phụ lục E, TCXDVN 338:2005 (phụ thuộc hệ số α và hệ số ψ như trong dầm có cánh chịu nén với một điểm cố kết ở giữa nhịp):

2

2 c

b c

1310.4 f 2100(daN / cm ).W 1 5218.7

×

b) Trường hợp 2:

Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)

Độ lệch tâm tính đổi: me = 3.96 < 20 cần kiểm tra ổn định tổng thể

Hệ số uốn dọc ϕe lấy theo bảng D.10 phụ lục D TCXDVN 338:2005: ϕe= 0.275

2 e

A = 0.275 205.2=

× < fγc =2100 (Thỏa mãn)

c) Trường hợp 3:

Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN)

Độ lệch tâm tính đổi me = 21.02 > 20, do đó cần kiểm tra ổn định tổng thể như với cấu kiện chịu uốn (mômen M) theo công thức:

b c

Mf

W ≤ γφ

b c

M 53397 10 1023.2 f 2100(daN / cm ).W 1 5218.7

f A c

N

γ

.Trong đó: hệ số c kể đến ảnh hưởng của mô men uốn Mx và hình dáng tiết diện đến

ổn định của cột theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn (phương ngoài mặt phẳng

uốn) c phụ thuộc vào mx: x

a) Trường hợp 1:

Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN)

(Do cột chịu kéo, ko chịu nén nên không phải kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung)

Mômen lớn nhất tại 1/3 chiều dài giữa cột cùng tổ hợp lực với cặp nội lực 1:

Mx = 31863 < 68385/2 = 34193 chọn Mx = 34193 daNm

2 x

y x b

1c

2 c

Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)

Mômen lớn nhất trên đoạn 1/3 chiều dài giữa cột cùng tổ hợp với cặp nội lực 2:

Mx = 15036 > 18795/2 = 9398 chọn Mx = 15036daNm

2 x

2 c

Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN)

Mômen lớn nhất trên đoạn 1/3 chiều dài giữa cột cùng tổ hợp với cặp nội lực 3:

Mx = 27135 > 53397/2 =26699 chọn Mx = 27135 daNm

2 x

βα5

+ Tính hệ số c10: (với mx =10)

φφ

10

y x b

γφ

2 c

b7.2t

f

b16.81t

59.17

t =1.2=

Độ lệch tâm tính đổi me > 20, do đó cần kiểm tra ổn định bản bụng như với cấu kiện chịu uốn theo công thức:

w w

3.2

t ≤ f ;

6 w

→ Không cần thêm sườn gia cường

b, Trường hợp 2:

Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN)

Điều kiện ổn định tổng thể của cột được quyết định bởi điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn nên cần phải tính hệ số α và ứng suất tiếp trunh bình τ

2

2 1

Chiều cao đường hàn cánh – bụng:

v f f

w min x c

V Sh

2.( f ) I

≥ Trong đó: Vv = 13704 daN

Sf = 2190 cm3 – Mô men tĩnh của 1 bản cánh cột với trục x-x

(β.fw min) = 1260 – Cường độ tính toán đường hàn với quen hàn N42 f

5.2 Kiểm tra tiết diện xà:

5.2.1 Kiểm tra tiết diện tại nách khung

a) Thông số chung

- Nội lực tính toán: M = 29990 daN.m; N = 4098 daN; V = 5015 daN

- Vật liệu: Thép CCT34: f = 2100 daN/cm2; E = 2,1.106 daN/cm2

- Kích thước hình học tiết diện:

Bảng 5.5 Kích thước hình học tiết diện

C.cao TD Cánh trên Bản bụng Cánh dưới

h (mm) bf (mm) tf (mm) hw (mm) tw (mm) bf (mm) tf (mm)

750 300 16 718 10 300 16

- Chiều dài tính toán xà:

Trong mặt phẳng khung: lx = 24 m

Ngoài mặt phẳng khung: ly là khoảng cách hai xà gồ; ly = 1.182 m

- Đặc trưng hình học tiết diện xà:

Tiết diện xà tại nách khung