Đồ án mẫu kết cấu thép 2

1 ThS Trần Thị Thanh Hiệp TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÔNG Á KHOA KT XÂY DỰNG ……………………… NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP T ẦNG I/GIẢ THIẾT: 1/Kích thước nhà : Nhịp nhà: L(m); Bước cột: B=6m; Chiều dài nhà : D(m); Cao trình đỉnh ray: Hr(m) 2/Vật liệu : Kết cấu khung: Thép CT3; Cường độ f=2100daN/cm2; que hàn E42 tương đương Kết cấu bao che gồm: Mái: Tấm panen BTCT; Tường: Xây gạch; Móng: BTCT cấp bền M15 3/Liên kết : Hàn bulông 4/Tiêu chuẩn thiết kế : Theo tiêu chuẩn hành Việt Nam 5/Địa điểm xây dựng : Khu cơng nghiệp Hòa Khánh -TP Đà Nẵng II/BẢNG SỐ LIỆU: L(m): 24 D(m): 120 Hr(m): 10 Q(T): 100/20 III/NHIỆ M VỤ THIẾT KẾ: 1/Bố trí mặt ,mặt cắt ngang khung nhà hệ giằng 2/Thiết kế cột khung dàn mái 3/Tính toán cấu tạo chi tiết liên kết cấu thép phận khung ngang IV/ HÌNH THỨC THỂ HIỆN : 1/Thuyết minh : Viết tay sẽ,rõ ràng kèm theo hình vẽ giấy A4 ,đóng tập 2/Bản vẽ : Bố trí hình vẽ vẽ A1 ThS Trần Thị Thanh Hiệp THIẾT KẾ KHUNG NGA NG NHÀ CÔNG NGHIỆP Thiết kế khung ngang nhà xưởng tầng, nhịp có hai cầu trục sức nâng 100/20 T, chế độ làm việc trun g bình, nhịp nhà L = 24 m dài 20 m; bước cột B=6 m, cao trình đỉnh ray 10 m, mái lợp Panen Bêtông cốt thép Nhà xây dựng vùng gió IIB Vật liệu làm kết cấu chịu lực thép C CT34 Móng Bêtơng cấp độ bền B15 CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU 1.1 Sơ đồ khung ngang kết cấu nhà cơng nghiệp (Hình 1) Khung ngang gồm có cột rường ngang Liên kết cột với rường ngang cứng khớp, đồ án môn học ta chọn cứng cho tổng quát Cột thường bộc thang, phần đặc, phần đặc rỗng Dàn hình thang hai mái dốc với mái lợp BTCT Độ dốc từ 1/8 đến 1/12 Đồ án chọn 1/10 1.2.Kích thước khung ngang Xác định kích thước khung, cột, dàn, dựa vào nhịp khung L Bước khung B, sức nâng cầu trục Q cao trình mặt ray H r 1.2.1 Kích thước cột Cầu trục sức nâng Q = 100/20 T lấy theo bảng VI -1 (phụ lục VI Sách “Thiết kế KCT nhà công nghiệp”) có: Nhịp Lcc  22m loại ray KP-120, chiều cao H ct Gabarit cầu trục: H ct  3700mm , f=400mm Chiều cao H từ đỉnh ray cầu trục đến cao trình cán h rường ngang: H   H ct  100   f  (3700  100)  400  4200mm Trong đó: H ct - Chiều cao Gabarit cầu trục 100 – Khe hở an toàn xe kết cấu f = 400m – Khe hở phụ xét độ võng kết cấu giằng lấy 200 – 400 mm H - Chọn chẵn mô đun 200 mm Chiều cao từ mặt đến cao trình cánh rường ngang: H  H1  H  10000  4200  14200mm Chiều cao phần cột trên: ht  H  H dcc  hr  4200  750  170  5120mm Trong đó: H dcc - Chiều cao dầm cầu chạy lấy H dcc  1 B   0.75m 8 ThS Trần Thị Thanh Hiệp 1  Chọn 1/8  H dcc     B 10   hr = 170mm - Chiều cao ray Chiều cao phần cột dưới: hd  H  ht  hch  14200  5120  820  9900mm Trong đó: hch - Phần cột chơn dư ới mặt lấy 600 – 1000 mm, chọn 820 mm Bê tong phần cột chọn: bt  600mm không nhỏ 1/12 chiều cao ht 1 1 bt     ht  426.67  512mm  10 12  Bề rộng phần cột (của trục nhánh đỡ dầm cầu chạy trùng với trụ c DCC)   bd  a    500  1000  1500mm      ht  hd   20 25  Trong đó: a =500mm – Khoảng cách từ trục định vị đến mép cột  - Khoảng cách từ trục định vị đến trục đường ray, xác định:  L  Lcc 24000  22000   1000mm 2 Bề rộng cột dư ới phải thỏa mãn điều kiện bd  bd   ht  hd   600.8mm 25  ht  hd   751mm để đảm bảo độ cứng 20 Kiểm tra cầu trục không vướng vào phần cột bd  bt  1500  600  900mm  B1  C1  400  75  475mm Trong đó: B1  400mm - Khoảng cách từ trục ray cầ u chạy đến đầu mút cầu chạy C1 - Khe hở tối thiểu lấy 75mm sức nâng cầu trục 75  250T 2.Kích thước dàn Chiều cao dàn mái trục định vị lấy h0  2200mm , độ dốc cánh i=1/10=0.1 chiều cao giàn là: h0  i L 24000  2200  0.1x  3400mm 2 ThS Trần Thị Thanh Hiệp Hệ bụng loại hình tam giác có đứng Khoảng mắt cánh 3000mm Bề rộng cửa trời lấy 12m (trong khoảng 0.3 – 0.5 nhịp nhà), chiều cao cửa trời gồm lớp kính 1.5m, bậu 0.2m bậu 0.8m 3.Hệ giằng 3.1.Hệ giằng mái 3.2.Hệ giằng cột II.TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG 1.Tải trọng tác dụng lên dàn 1.1.Tải trọng thường xuyên a)Tải trọng lớp mái tính toán theo cấu tạo mái lập theo bảng sau Tải trọng tiêu Hệ số Tải trọng tính Cấu tạo lớp mái chuẩn Kg / m mái vượt tải toán KG / m mái -Tấm Panen 1.5x6m -Lớp cách nhiệt dày 12cm 150 1.1 165 60 1.2 72 -Lớp xi măng lót 1.5 cm 27 1.2 32 -Lớp chống thấm giấy + dầu 20 1.2 24 -Hai lớp gạch nem vữa lát Cộng 80 1.1 88 bê tông xỉ   500 KG / m3 337 381 ThS Trần Thị Thanh Hiệp Đổi phân bố mặt với độ dốc i = 1/10 có cos   0.995 g mtc  337 / 0.995  339 KG / m g m  381/ 0.995  383KG / m b)Trọng lượng thân dàn hệ giằng tính sơ theo công thức g d  n  1.2   d  L  1.1x1.2 x0.75 x 24  24 Kg / m Trong đó: n = 1.1 – Hệ số vượt tải 1.2 – Hệ số kể đến trọng lượng giằng  d  0.75 - Hệ số trọng lượng dàn lấy 0.6 đên nhịp 24 – 36m c)Trọng lượng kết cấu cửa trời Có thể tính theo công thức kinh nghiệm: g ct  n  g cttc  1.1x120  13.2 Kg / m Ở lấy g cttc  12 Kg / m d)Trọng lượng cánh cửa trời bậu cửa trời - Trọng lượng cánh cửa (kính + khung) g Ktc  35 Kg / m - Trọng lượng bậu bậu gbtc  120 Kg / m Vậy lực tập trung chân cửa trời cánh cửa bậu cửa là: g Kb  n  g Ktc  hct  B  n  g btc  B  1.1x35 x1.5 x6  1.1x120 x6  1139 Kg Tải trọng g ct g Kb tập trung chân cửa trời Để tiện tính tốn khung, ta thay chúng lực tương đương phân bố mặt nhà g ct g ct  g ct  lct  B   g Kb 13.2 x12 x6  x1139   22.4 Kg / m mặt L B 24 x9 Vậy tải trọng tổng cộng phân bố rường ngang là: q  g   g m  g d  g ct   B  (383  24  22.4)  2576 Kg / m  2.58T / m 1.2.Tải trọng tạm thời Theo TCVN 2737 – 95, tải trọng tạm thời mái là: p tc  75 Kg / m mặt với hệ số vượt tải n p  1.4 Tải trọng tính tốn phân bố rường ngang P  n p  p tc  B  1.4 x75 x6  630 Kg / m  0.63T / m 2.Tải trọng tác dụng lên cột a)Do phản lực dàn ThS Trần Thị Thanh Hiệp Tải trọng thường xuyên V  A  q L 24  2576 x  30912 Kg 2 Tải trọng tạm thời V   A  P  L 24  630 x  7560 Kg 2 b)Do trọng lượng dầm cầu trục Trọng lượng dầm cầu trục tính sơ theo cơng thức: Gdcc  n   dcc  ldcc  1.2 x 40 x6  1728 Kg Trong đó: ldcc  B  6m - Nhịp cầu trục  dcc  40 hệ số trọng lượng dầm cầu trục 35 đến 47 với Q  75T n = 1.2 Gdcc đặt vai đỡ dầm cầu trục tải trọng thường xuyên c)Do áp lực đứng bánh xe cầu trục Tải trọng áp lực thẳng đứng bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục xác định cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa dầm xếp bánh xe hai cầu trục sát vào vị trí bất lợi Cầu trục 100T có áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn lớn bánh xe là: tc P1max  42T tc P2max  43T Áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn nhỏ bánh xe tra bảng cầu trục tính theo cơng thức: tc P1min  QG 100  125 tc  P1max   42  14.3T n0 tc P2min  QG 100  125 tc  P2max   43  13.3T n0 Trong đó: Q – Sức trục cầu trục G=125T – Trọng lượng toàn cầu trục n0  - Số bánh xe cầu trục ThS Trần Thị Thanh Hiệp Áp lực thẳng đứng tính tốn: P1max  1.2 x 42  50.4T ; P2max  1.2 x 43  51.6T P1min  1.2 x14.3  17.2T ; P2min  1.2 x13.3  16T Cầu trục có bề rộng Bct  8800mm khoảng cách bánh xe T = 4560mm Đặt bánh xe vị trí hình vẽ tính tung độ yi đường ảnh hưởng tính áp lực thẳng đứng lớn nhất, nhỏ bánh xe cầu trục lên cột theo công thức: Dmax  nc   P1max   yi1  P2 max   yi   129.99T Dmin  nc   P1min   yi1  P2min   yi   40.44T Trong đó: nc  0.85 - Hệ số tổ hợp hai cầu trục chế độ làm việc nhẹ trung bình Các lực Dmax , Dmin đặt vào trục nhánh đỡ dầm cầu trục cột, nên lệch tâm trục cột đoạn e lấy xấp xỉ b/2 Do vai cột có sinh moment lệch tâm: M max  Dmax  e  129.9 x0.75  97.493Tm M  Dmin  e  30.33x0.75  30.33Tm d)Do lực hãm xe Khi xe hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển động Lực hãm xe con, qua bánh xe cầu trục, truyền lên dầm hãm vào cột Lực hãm ngang xe con: Tngtc  f   Q  GT   nTxc  0.1x (100  42) x  7.1T nxc Trong đó: f = 0.1 – Hệ số ma sát trường hợp mềm GT  42T - Trọng lượng xe tra bảng phụ lụ c nTxc  - Số bánh xe hãm xe nxc  - Tổng số bánh xe xe ThS Trần Thị Thanh Hiệp Lực hãm ngang tiêu chuẩn bánh xe tính: T  tc Tngtc n0  7.1  1.8T Trong đó: n0  - Số bánh xe bên cầu trục Lực hãm ngang T1tc truyền lên cột thành lực T đặt vào cao trình dầm hãm: giá trị T xác định cách xếp bánh xe đường ảnh hưởng xác định Dmax Dmin T  nc  n  T1tc   yi  5.45T 3.Tải trọng gió tác dụng lên khung Tải trọng gió tính theo TCVN 2737 – 90 Nhà công nghiệp tầng nhịp chiều cao nhỏ 36m nên tính thành phần tĩnh gió Áp lực gió tiêu chuẩn độ cao 10m trở xuống thuộc khu vực IIB (có thể kể đến ảnh hưởng gió bão): q0tc  95 Kg / m   60  tra bảng   H / L  0.592 C1  0.569  C3  0.518  B  120  m L 24 Tải trọng gió phân bố tác dụng lên đỉnh cột Trường hợp cột kh ung có cột sườn tường với bước cột 6m Khơng bố trí sườn tường với khoảng cách B1  6m Phía đón gió: q  n  q0  K  C  B Phía trái gió: q  n  q0  K  C   B Trong đó: n = 1.3 B  B1  6m - Bước cột (bước khung) sườn tường Khi có sườn tường B  B1 ThS Trần Thị Thanh Hiệp C – Hệ số khí động lấy theo bảng phụ lục K – Hệ số kể đến thay đổi áp lực gió theo chiều cao lấy cho địa hình loại B K = 1.067ở 14.2m K = 10m Giá trị tải trọng gió phân bố lên cột (với hệ số quy đổi phân bố   1.03 ) là: q  n  q0  K  C  B1  1.3x95 x1x0.8 x6 x1.03  610.58Kg / m q  n  q0  K  C   B1  1.3x95 x1x0.518 x6 x1.03  395.35Kg / m Tải trọng gió phạm vi mái từ đỉnh cột đến mái đưa tập trung đặt cao trình cánh dàn mái: W  n  q0  K  B   Ci  hi Trong đó: hi - Chiều cao đoạn có ghi hệ số khí động Ci K = 1.131 20.1m khoảng từ độ cao 14.2m đến 0.1m, dùng hệ số trung bình K: K = 1.099 Vậy: W  n  q0  K  B   Ci  hi  1.3 x95 x1.099 x6 x(0.8 x 2.2  0.569 x0.6  0.7 x 2.5  0.8 x0.6  0.6 x 0.6  0.6 x0.6  0.518 x 2.2)  4925 Kg Phần tải trọng gió lên cột tường (diện tích F1 ) truyền vào khung dạng lực tập trung S, S  S  n  q0  K  C  F1  n  q0  K  C  B1  H  1.3x95 x1.099 x0.8 x6 x14.2 /  4490.875 Kg S   n  q0  K  C   F1  n  q0  K  C   B1  H  1.3x95 x1.099 x0.518 x6 x14.2 /  2907.842 Kg III.Tính nội lực khung 1.Sơ chọn tỷ số độ cứng phận khung Moment quán tính dàn: Id  M max  hd   2 f Trong đó: M max - Moment uốn lớn rường ngang, coi dầm đơn giản chịu toàn tải trọng đứng tính tốn M max g  p  L2    (2.58  0.63) x 242  231Tm hd  340cm - Chiều cao giàn (tại tiết diện có M max )  - Hệ số kể đến độ dốc cánh biến dạng bụng,   0.8 i = 1/10 Vậy: 10 Id  ThS Trần Thị Thanh Hiệp M max  hd   23100000 x340 x0.8   1496000cm 2 f x 2100 Kết cấu khung thép CCT34 cường độ tính tốn f  2100daN / cm t  20mm Moment quán tính tiết diện cột xác định theo công thức gần đúng: I1 N A  Dmax   bd2   k1  f  (38.47  x129.99) x150  1279071cm 2.5 x 2100 Trong đó: N A - Phản lực tựa dàn truyền xuống N A  A  A  30.91  7.56  38.47T Dmax - Áp lực cầu trục k1 - Hệ số phụ thuộc vào bước cột loại cột Bước cột B = 6m k1  2.5 Moment qn tính phần cột trên: I b  I  600  I1 I2    t   x    k2  bd  1.6  1500  10 Trong đó: k2 - Hệ số xét đến liên kết dàn cột Dàn liên kết khớp với cột k2  1.8  2.3 Dàn liên kết cứng với cột k2  1.2  1.8 Ở lấy k2  1.6 1279071 Chọn I I  11 I  I1 11   116279cm 11 Id I2  1496000  13 116279 Tỷ số độ cứng dàn phần cột dưới: I d 1496000   1.17 I1 1279071 Dựa theo kinh nghiệm chọn Id I   nên chọn d  I1 I1 Các tỷ số chọn thỏa mãn điều kiện:   I1   11   10 I2  1.34  1.1  h  ht  hd  17.02m 73 ThS Trần Thị Thanh Hiệp lwm  8cm Lấy lws  16cm lwm  9cm Kiểm tra điều kiện 4h fs    24  lws  160mm  85 f h fs  85  0.7   357 50  lws  160mm 4h fm    20  lwm  90mm  85 f h fs  85  0.7   297.5 50  lwm  90mm Chọn Đường hàn sống h f lw 6x160mm Đường hàn mép h f lw 5x90mm 3-Tính cho mắt trung gian cánh D1 D2 Ở nút nút có nối cánh Ở mắt có tải trọng tập trung D1 Song tải trọng tập trung D1 đường hàn liên kết đứng mái với mã chịu Đồng thời nút có nối cánh, lực tính tốn mối nối N t  1.2 D1  1.2  39.410  47.292T D1  39.410T D2  69.320T X  32.850T 74 ThS Trần Thị Thanh Hiệp X  14.910T  14.910T D1  10.470T  10.470T Chọn tiết diện thép 120x10mm bg  100mm ; tbm  12mm Diện tích tiết diện nối quy ước Aqu  Agh  2bg tbm   120  10   100  12  4800mm  48cm Ứng suất diện tích quy ước t  N t 47.292  1000   985daN / cm   c f  1 2100  2100daN / cm Aqu 48 +Các đường hàn liên kết ghép với cánh tính theo nội lực: N gh   t Agh  985  120 /10   10 /10   11820daN Chiều dài đường hàn xác định theo công t hức: Chọn chiều cao đường hàn: h f  10mm lws  N gh 2 c h f   f w min  1cm  11820  1cm  6cm  60mm 1 10 /10  1260 +Các đường hàn liên kết nhỏ vào mã chịu lực lại: N D1  1.2 D1  N gh  1.2  39.410  1000   11820  23652 daN  1.2 Mỗi chịu lực: N  D1 39.410 1000  1.2   23646 daN 2 N D1  11826daN Lấy chiều cao đườ ng hàn sống: tmin  8mm hmin  5mm  h fs  6mm  1.2tmin  1.2   9.6   f w min    f f wf ;  s f ws   1260daN / cm  c  ;  f  0.7 Lấy chiều cao đường hàn mép hmin  5mm  h fm  6mm  0.9t g  0.9   7.2 t g   5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo cơng thức: lws  KN 2h fs   f w min  c lwm  1  K  N 2h fm   f w min  c Trong đó: Thanh D1 thép góc cạnh 75 ThS Trần Thị Thanh Hiệp K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws  5cm lwm  2cm Lấy lws  6cm lwm  5cm Kiểm tra điều kiện 4h fs    24  lws  60mm  85 f h fs  85  0.7   357 50  lws  60mm 4h fm    24  lwm  50mm  85 f h fs  85  0.7   357 50  lwm  50mm Chọn Đường hàn sống h f lw 6x60mm Đường hàn mép h f lw 6x50mm +Các đường hàn liên kết lớ n vào mã chịu lực: N D  1.2 D2  N gh  1.2  69.320  1000   11820  59544 daN  1.2 Mỗi chịu lực: N  D2 69.320 1000  1.2   41592 daN 2 N D 59544   29772daN 2 Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin  10mm hmin  6mm  h fs  8mm  1.2tmin  1.2  10  12   f w min    f f wf ;  s f ws   1260daN / cm  c  ;  f  0.7 Lấy chiều cao đường hàn mép hmin  6mm  h fm  8mm  0.9t g  0.9  10  t g  10  5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo công thức: lws  KN 2h fs   f w min  c lwm  1  K  N 2h fm   f w min  c Trong đó: Thanh D2 thép góc cạnh 76 ThS Trần Thị Thanh Hiệp K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws  10cm lwm  4cm Lấy lws  11cm lwm  5cm Kiểm tra điều kiện 4h fs    32  lws  110mm  85 f h fs  85  0.7   476 50  lws  110mm 4h fm    32  lwm  50mm  85 f h fs  85  0.7   476 50  lwm  50mm Chọn Đường hàn sống h f lw 8x110mm Đường hàn mép h f lw 8x50mm +Các đường hàn liên kết bụng vào mã tính chịu nội lực đó: Thanh xiên X : X  32.850T Thanh xiên X tính mắt trung gian cánh T1 T2 Thanh xiên X : X  14.910T Thanh xiên X tính mắt trung gian cánh T3 T4 -Thanh đứng D1 : D1  10.470T  10.470T Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin  7mm hmin  6mm  h fs  6mm  1.2tmin  1.2   8.4   f w min    f f wf ;  s f ws   1260daN / cm  c  ;  f  0.7 Lấy chiều cao đường hàn mép hmin  6mm  h fm  6mm  0.9t g  0.9   6.3 t g   5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo cơng thức: lws  KX 2h fs   f w min  c lwm  1  K  X 2h fm   f w min  c Trong đó: 77 ThS Trần Thị Thanh Hiệp Thanh X thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hà n liên kết sống thép góc với mã lws  5cm lwm  2cm Lấy lws  6cm lwm  5cm Kiểm tra điều kiện 4h fs    24  lws  60mm  85 f h fs  85  0.7   357 50  lws  60mm 4h fm    24  lwm  50mm  85 f h fs  85  0.7   357 50  lwm  50mm Chọn Đường hàn sống h f lw 6x60mm Đường hàn mép h f lw 6x50mm 4-Tính mắt liên kết dàn với cột Dàn liên kết cứng với cột mắt đầu dàn +Mắt dưới: Mắt dướ i mắt truyền phản lực gối tựa 78 ThS Trần Thị Thanh Hiệp RA  V  V   30.91  7.56  38.47T Lực ngang H moment đầu dàn gây ra: H1  M 51.766   23.53T h0 2.2 M  51.766Tm Cấu tạo mắt gồm: mắt, bàn gối vng góc với mắt truyền phản lực tựa lên gối đỡ bu lơng liên kết góc với cột Liên kết D1 vào mã: D1  39.410T Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin  8mm hmin  5mm  h fs  8mm  1.2tmin  1.2   9.6   f w min    f f wf ;  s f ws   1260daN / cm  c  ;  f  0.7 Lấy chiều cao đường hàn mép hmin  5mm  h fm  6mm  0.9t g  0.9   7.2 t g   5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo công thức: lws  KD1 2h fs   f w min  c lwm  1  K  D1 2h fm   f w min  c Trong đó: Thanh D1 thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws  14cm lwm  8cm Lấy lws  15cm lwm  9cm Kiểm tra điều kiện 4h fs    32  lws  150mm  85 f h fs  85  0.7   476 50  lws  150mm 4h fm    24  lwm  90mm  85 f h fs  85  0.7   357 50  lwm  90mm 79 ThS Trần Thị Thanh Hiệp Chọn Đường hàn sống h f lw 8x150mm Đường hàn mép h f lw 6x90mm Do cấu tạo mắt dàn kích thước chiều dài đường hàn định cụ thể theo cấu tạo khơng nhỏ so với kích thước h f lw tính tốn -Liên kết X tính liên kết mắt trung gian cánh T1 T2 -Thiết kế sườn gối: Cường độ chịu ép mặt tỳ đầu thép CCT34 theo cường độ bền tính được: fc  fu  3238daN / cm M  M  1.05 ;  c  Bu lơng liên kết sườn gối vào cột tính với lực H làm tách sườn gối khỏi cột Bu lông liên kết gối vào cánh cột tính để chịu kéo H moment dương đầu dàn Ở khơng có moment dương gây lực kéo H, nên bu lông đặt theo cấu tạo Dùng bu lơng bố trí theo hình vẽ Tra bảng IV.8 sách thiết kế KCT N CN chọn d  20mm Chọn bề rộng sườn gối: bs  200mm  20cm Bề dày sườn gối xác định theo công thức: ts  RA 38.47 1000   0.594cm bs f c c 20  3238 1 Chọn khoảng cách hàng bu lông đứng b1  100mm Theo yêu cầu cấu tạo ts  20mm Do chọn ts  20mm  2cm E  2100000daN / cm ; f  2100daN / cm bs 20 E 2100000   10  0.44  0.44  13.914 ts f 2100 Hai đường hàn liên kết mã vào sườn gối chịu RA , H max moment lệch tâm M e  H max e  23.53  1000   37.4 /10   88002.2daNcm ThS Trần Thị Thanh Hiệp 80 Sườn gối có chiều dài theo cấu tạo 460mm liên kết với mã đường hàn dài 440mm Chiều cao đường hàn theo điều kiện chịu lực là: hf  2 c lw   f w min H max  6e      RA l w     37.4 /10    23.53 1000  1     38.47 1000   0.47cm  440 /10      1  440 /10   1260 Chọn h f  8mm Chiều dài gối đỡ xác định từ điều kiện liên kết với cột chọn phản lực RA đường hàn đứng Mỗi đường hàn quy ước chịu 0.75 RA  0.75  38.47 1000  28852.5daN (xét đến lệch tâm điểm đặt lực RA với trọng tâm tiết diện đường hàn) Chọn chiều cao đường hàn h f  16mm Chiều dài đường hàn lw  0.75RA 28852.5  1cm   1cm  15cm h f   f w min  c 16 /10  11260 Lấy chiều dài gối đỡ 300mm Chọn kích thước gối đỡ 240x30mm Bản gối có tiết diện 20x200mm tỳ lên gối đỡ thép có tiết diện 30x240mm (bản gối đỡ cần dày rộng gối) Kiểm tra ép mặt gối gối đỡ c  RA 38.47 1000   962daN / cm   c f c  1 3238  3238daN / cm bs tsg  20 +Mắt trên: Mắt có mắt gối chịu lực: Lực ngang: H1  23.53T -Liên kết T1 vào mã: T1  21.280T Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin  10mm hmin  6mm  h fs  8mm  1.2tmin  1.2  10  12   f w min    f f wf ;  s f ws   1260daN / cm  c  ;  f  0.7 81 ThS Trần Thị Thanh Hiệp Lấy chiều cao đường hàn mép hmin  6mm  h fm  8mm  0.9t g  0.9  10  t g  10  5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo cơng thức: lws  KT1 2h fs   f w min  c lwm  1  K  T1 2h fm   f w min  c Trong đó: Thanh D1 thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws  7cm lwm  3cm Lấy lws  8cm lwm  5cm Kiểm tra điều kiện 4h fs    32  lws  80mm  85 f h fs  85  0.7   476 50  lws  80mm 4h fm    32  lwm  50mm  85 f h fs  85  0.7   476 50  lwm  50mm Chọn Đường hàn sống h f lw 8x80mm Đường hàn mép h f lw 8x50mm -Tính tốn sườn gối: Cường độ chịu ép mặt tỳ đầu thép CCT34 theo cường độ bền tính được: fc  fu  3238daN / cm M  M  1.05 ;  c  Bu lơng liên kết sườn gối vào cột tính với lực H làm tách sườn gối khỏi cột Sơ chọn trước số bu lơng khoảng 6÷8 bố trí (dựa theo yêu cầu cấu tạo) thành hàng đứng Chọn bu lơng bố trí hình vẽ l  45  100   45  390mm 82 ThS Trần Thị Thanh Hiệp e khoảng cách từ lực đến chiều dài đường hàn e  95mm Lực kéo lớn bu lông xa tâm quay là: N b max  H zy1 k 2 yi2  23.53  245  300  6.177T   3002  200  100  i 1 z  245mm ; y1  300mm ; y2  200mm ; y3  100mm Đường kính bu lơng xác định theo công thức: d0  N max  6.177 1000   1.559cm  15.59mm  fc   3238 d - Đường kính thân bu lơng trừ giảm yếu ren Tra bảng IV.8 sách thiết kế KCT NCN chọn d  24mm Chọn bề rộng sườn gối: bs  200mm  20cm Chọn khoảng cách hàng bu lông đứng b1  100mm Do tồn lại lực H1 lúc sườn gối làm việc bả n dầm chịu uốn có liên kết ngàm hai hàng bu lông đứng Do ts cần phải bảo đảm điều kiện ts  0.5  100 /10   23.53  1000 3b1 H  0.5  1.47cm l c f  390 /10  1 2100 Theo yêu cầu cấu tạo ts  20mm Do chọn ts  20mm  2cm E  2100000daN / cm ; f  2100daN / cm bs 20 E 2100000   10  0.44  0.44  13.914 ts f 2100 Hai đường hàn liên kết mã vào sườn gối chịu H max moment lệch tâm M e  H max e  23.53  1000   95 /10   223535daNcm Sườn gối có chiều dài theo cấu tạo 390mm liên kết v ới mã đường hàn dài 390mm Chiều cao đường hàn theo điều kiện chịu lực là: hf  2 c lw   f w min H max  6e      RA l w   ThS Trần Thị Thanh Hiệp 83   95 /10    23.53 1000  1      1000   0.59cm   390 /10     1  390 /10   1260 Chọn h f  10mm 5-Mắt đỉnh dàn Mắt đỉnh dàn mắt khuếch đại dàn, thực t rường Để cho dàn giống ta sử dụng giải pháp cấu tạo mắt dàn hình vẽ Bản mắt chia đơi cho nửa dàn Sau ghép lại nhờ nối Thanh cánh nối thép gãy khúc Hai sườn gia cố cho thép nối đồng thời để liên kết chống dàn Nội lực cánh: T4  67.670T -Tính tốn nối cánh: Lực tính tốn nối cánh là: N t  1.2T4  1.2  67.670  81.204T Chọn tiết diện ghép 170x8mm bg  150mm tbm  12mm Diện tích tiết diện nối quy ước Aqu  Agh  2bg tbm   170    150  12  6320mm  63.2cm Ứng suất diện tích nối quy ước 84 t  ThS Trần Thị Thanh Hiệp N t 81.204  1000   1285daN / cm   c f  1 2100  2100daN / cm Aqu 63.2 +Các đường hàn liên kết với thép với thép góc cánh tính theo nội lực: N gh   t Agh  1285  170 /10    /10   17476daN Tổng chiều dài đường hàn Chọn chiều cao đường hàn h f  8mm l ws  N gh  c h f   f w min  4cm  17476  4cm  21cm  210mm 1  /10   1260 (trong 4cm phần bù thêm đường hàn) Dùng đường hàn dài 20cm đường hàn dài 10cm l ws   20  10   60cm  21cm Liên kết thép góc cánh vớ i mã tính theo phần nội lực quy ước lại N t 81.204  1000   40602 daN 2 Lấy chiều cao đường hàn cho sống mép thép góc cánh h f  8mm N bm  1.2T5  N gh  1.2  67.670  1000   17476  46252 daN    f w min    f f wf ;  s f ws   1260daN / cm Tổng chiều dài đường hàn l w  N bm 46252  4cm   4cm  50cm  500mm  c h f   f w min 1  /10  1260 Mỗi thép góc dùng đường hàn có chiều dài 25; 20cm l w   25  20   90cm  50cm +Tính nối mã: Lực truyền qua nối N bn  N bm cos  46252  0.995  46020.74daN Trong cos  0.995 Đường hàn liên kết nối vào mã h f  14mm lw  N bn 46020.74  1cm   1cm  14cm  140mm 2 c h f   f w min 1 14 /10   1260 Chọn nối tiết diện 30x1cm Có lw  30cm  14cm Kiểm tra cường độ nối Bản nối có lỗ bu lơng  20 có  N bn 46020.74   885.014daN / cm   c f  0.8  2100  1680daN / cm 2 Abnth   30     1 85 ThS Trần Thị Thanh Hiệp Vì thép gãy khúc nên lực N gh bên có hợp lực theo phương thẳng đứng V  N gh sin    17476  0.0995  3477.724 daN sin   0.0995 Hợp lực dùng để tính đường hàn nằm ngang đường hàn đứng liên kết sườn với thép liên kết sườn với nối Với h f  8mm Chiều dài đường hàn l w  V 3477.724   0.86mm 4 c h f   f w min 1  /10   1260 Chọn chiều dài đường hàn đứng lw  30cm chiều dài nối Chọn chiều dài đường hàn ngang lw  5cm +Tính liên kết bụng vào mã: D2  4.120T Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin  7mm hmin  5mm  h fs  6mm  1.2tmin  1.2   8.4   f w min    f f wf ;  s f ws   1260daN / cm  c  ;  f  0.7 Lấy chiều cao đường hàn mép hmin  5mm  h fm  5mm  0.9t g  0.9   6.3 t g   5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo cơng thức: lws  KX 2h fs   f w min  c lwm  1  K  X 2h fm   f w min  c Trong đó: Thanh X thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws  2cm lwm  1cm Lấy lws  5cm lwm  5cm 86 ThS Trần Thị Thanh Hiệp Kiểm tra điều kiện 4h fs    24  lws  50mm  85 f h fs  85  0.7   357 50  lws  50mm 4h fm    20  lwm  50mm  85 f h fs  85  0.7   297.5 50  lwm  50mm Chọn Đường hàn sống h f lw 6x50mm Đường hàn mép h f lw 5x50mm 6-Mắt dàn Bản mắt chia đôi cho nửa dàn Sau ghép lại nhờ nối Thanh cánh nối thép gãy khúc Hai sườn gia cố cho thép nối đồng thời để liên kết chống dàn Nội lực cánh: D2  69.32T -Tính tốn nối cánh: Lực tính tốn nối cánh là: N t  1.2 D2  1.2  69.32  83.184T Chọn tiết diện ghép 120x8mm bg  100mm ; tbm  12mm Diện tích tiết diện nối quy ước Aqu  Agh  2bg tbm   120    100  12  4320mm  43.2cm Ứng suất diện tích nối quy ước t  N t 83.184 1000   1926daN / cm   c f  1 2100  2100daN / cm Aqu 43.2 +Các đường hàn liên kết với thép với thép góc cánh tính theo nội lực: N gh   t Agh  1926  120 /10    /10   18489.6daN Tổng chiều dài đường hàn Chọn chiều cao đường hàn h f  8mm l w  N gh  c h f   f w min  4cm  18489.6  4cm  22cm  220mm 1  /10   1260 (trong 4cm phần bù thêm đường hàn) Dùng đường hàn dài 20cm đường hàn dài 10cm l w   20  10   60cm  22cm Liên kết thép góc cánh với mã tính theo phần nội lực quy ước lại 87 ThS Trần Thị Thanh Hiệp N t 83.184 1000   41592 daN 2 Lấy chiều cao đường hàn cho sống mép thép góc cánh h f  8mm N bm  1.2T4  N gh  1.2  69.32  1000   18489.6  46204.8daN    f w min    f f wf ;  s f ws   1260daN / cm Tổng chiều dài đường hàn l w  N bm 46204.8  4cm   4cm  50cm  500mm  c h f   f w min 1  /10   1260 Mỗi thép góc dùng đường hàn có chiều dài 25; 20cm l w   25  20   90cm  50cm +Tính nối mã: Lực truyền qua nối N bn  N bm cos  1.2 N x cos  46204.8 1  1.2  5.340 1000  0.696  41744.832daN Trong N x  X  5.340T cos  0.696 cos  Đường hàn liên kết nối vào mã h f  14mm lw  N bn 41744.832  1cm   1cm  13cm  130mm 2 c h f   f w min 1 14 /10  1260 Chọn nối tiết diện 15x1cm Có lw  20cm  13cm Kiểm tra cường độ nối Bản nối có lỗ bu lơng  20 có  N bn 41744.832   1304.526daN / cm   c f  0.8  2100  1680daN / cm 2 Abnth   20     1 ... 32. 2cm  322 mm Af  32. 2 x0.8  25 x1.4  95.8cm Tính đặc trưng hình học nhánh hình bên I x1  ix1  I y1  i y1  x1.4 x 25 3  32. 2 x0.83  3647cm 12 I x1 3647   6.17cm Af 95.8 25 x353  (25 ...  , t f  60mm  Chọn tw  1.2cm t f  1.6cm  28 35  21 Vậy diện tích tiết diện chọn (60-1.6x2)x1 .2 = 68 .2 cm2 Bản bụng Bản cánh 2x30x1.6 = 96 cm2 A = 164.2cm2 d)Kiểm tra tiết diện chọn Các... 156435  20 26  158461daN 3.1.Dạng tiết diện chiều cao h tiết diện Cột rỗng có tiết diện không đối xứ ng, bao gồm nhánh: nhánh (nhánh mái) nhánh (nhánh cầu trục) Nhánh ngồi dùng thép thép góc Nhánh