Đồ Án Kết Cấu Thép xây dựng

thông số của thép : f là cường độ tính toán chịu kéo, nén, uốn của thép. y M f220 f ===200MPa 1.1 Với: M1,1 là hệ số tin cậy về vật liệu. Theo bảng 4_TCVN:55752012 lấy theo giới hạn chảy nhỏ nhất. f v là cường độ tính toán chịu cắt của thép. y v M 0.58f0.58220 f===116(MPa) 1.1   c là hệ số làm việc của kết cấu: Theo bảng 3_TCVN:55752012  Kết cấu dầm đặc:thông số của thép : f là cường độ tính toán chịu kéo, nén, uốn của thép. y M f220 f ===200MPa 1.1 Với: M1,1 là hệ số tin cậy về vật liệu. Theo bảng 4_TCVN:55752012 lấy theo giới hạn chảy nhỏ nhất. f v là cường độ tính toán chịu cắt của thép. y v M 0.58f0.58220 f===116(MPa) 1.1   c là hệ số làm việc của kết cấu: Theo bảng 3_TCVN:55752012  Kết cấu dầm đặc:thông số của thép : f là cường độ tính toán chịu kéo, nén, uốn của thép. y M f220 f ===200MPa 1.1 Với: M1,1 là hệ số tin cậy về vật liệu. Theo bảng 4_TCVN:55752012 lấy theo giới hạn chảy nhỏ nhất. f v là cường độ tính toán chịu cắt của thép. y v M 0.58f0.58220 f===116(MPa) 1.1   thông số của thép : f là cường độ tính toán chịu kéo, nén, uốn của thép. y M f220 f ===200MPa 1.1 Với: M1,1 là hệ số tin cậy về vật liệu. Theo bảng 4_TCVN:55752012 lấy theo giới hạn chảy nhỏ nhất. f v là cường độ tính toán chịu cắt của thép. y v M 0.58f0.58220 f===116(MPa) 1.1   c là hệ số làm việc của kết cấu: Theo bảng 3_TCVN:55752012  Kết cấu dầm đặc:thông số của thép : f là cường độ tính toán chịu kéo, nén, uốn của thép. y M f220 f ===200MPa 1.1 Với: M1,1 là hệ số tin cậy về vật liệu. Theo bảng 4_TCVN:55752012 lấy theo giới hạn chảy nhỏ nhất. f v là cường độ tính toán chịu cắt của thép. y v M 0.58f0.58220 f===116(MPa) 1.1   c là hệ số làm việc của kết cấu: Theo bảng 3_TCVN:55752012  Kết cấu dầm đặc: c là hệ số làm việc của kết cấu: Theo bảng 3_TCVN:55752012  Kết cấu dầm đặc:

B (m)

Sốbướccột

Sứcnângcầutrục

Q (T)

Caotrìnhmặt ray

H r(m)

Độdốcmái

Cường

độ thép

Cấpđộbền bêtông

Vùngđịahình

2 Các số liệu về thép, que hàn, bu lông, bê tông.

Loại thép Số hiệu thép Mô đun đàn hồi

1.1



Với: M 1,1 là hệ số tin cậy về vật liệu Theo bảng 4_TCVN:5575-2012

f y lấy theo giới hạn chảy nhỏ nhất

fv là cường độ tính toán chịu cắt của thép

y v

 Sử dụng que hàn N46, với các thông số như sau:

Loại que hàn theo

N46 450 200

 Chọn bulông cấp độ bền 8.8, với các thông số như sau:

- f b=1: hệ số điều kiện làm việc của liên kết bulông

 Bê tông móng: Chọn bê tông B20

- Cường độ tính toán của bê tông:

b

- Mođun đàn hồi của bê tông: Es  2 10 MPa5 

3 Các kích thước chính của nhà xưởng.

 Tra catalog loại cầu trục chọn cầu trục TRDG với mã hiệu A1565500, ta có:

- Loại ray thich hợp: kp70

- Nhịp cầu trục:LCR 20500 mm  20.5(m)

- Khoảng cách giữa 2 bánh xe cầu trục:W 3200 mm   3.2 m 

- Bề rộng cầu trục: N 3810(mm) 3.810(m) 

- Khoảng cách từ đỉnh ray tới điểm cao nhất của cầu trục:D 1220 mm   1.220(m)

- Khoảng cách từ tim ray đến đầu mút của cầu trục:H 150 mm   0.15(m)

- Trọng lượng của cầu trục (không kể xe con):BW 10020 kg 

- Trọng lượng của xe con:TW 2630 kg 

R: chiều cao tiết diện ray chọn R

C.g

h: chiều cao tiết diện dầm đỡ cầu trục:

 75 (mm) là khe hở an toàn giữa cầu trục và kết cấu bên trên nó

 F độ võng của nhịp nhà, lấy bằng L/100 nhưng không nhỏ hơn 100mm

 hC.g

: chiều cao tiết diện dầm đỡ cầu trục hC.g 600mm

 hR: chiều cao tiết diện ray chọnhR 200(mm)

 Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị:

 Khoảng cách từ trục định vị đến mép ngoài của cột: Chọn a=0

 Chiều cao tiết diện ngang côt trên:

 Kiểm tra khoảng cách khe hở an toàn giũa cột và đầu cầu trục:

31.6

t  f  200x10 

f f

a Trọng lương bản thân kết cấu mái (Tole, xà gô )và hệ giằng mái.

- Theo công thức kinh nghiệm:

- Hệ số tin cậy của hoại tải sửa chữa mái: np = 1,3

- Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động, TCVN 2737-1995, ta có giá trị hoạt tải sửa

chữa mái tiêu chuẩn là 30daN/m2 mặt bằng nhà do đó hoạt tải sửa chữa mái phân

bố trên xà mái được xác định như sau

230

1.3 40 / mcos13

3 Tải trọng cầu trục.

- Thông số cầu trục: Sức trục Q = 15 tấn, nhịp cầu trục S = 20.5 m

- Tra trong catalog cầu trục ta có:

 Bề rộng cầu trục: 3810 mm

 Khoảng cách giữa hai bánh xe: 3200 mm

 Áp lực đứng tiêu chuẩn lớn nhất tại mỗi bánh xe: Pmaxc 10,630T 106.30kN

 Áp lực đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất tại mỗi bánh xe:

15 12.650

10.63 3.195 31.952

1 1; 2 0,932; 3 0,644; 4 0.423 3

STT Loại tải

cP

Tổng(kN)

-

o 1

Hình 2 Các phân tử thanh

Hình 3 Tĩnh Tải

Hình 4 Hoạt Tải Mái

Hình 5 DTraimax

Hình 6.DmaxPhai

Hình 7.TmaxTrai

Hình 8.TmaxPhai

Hình 9 Gió Trái

Hình 10 Gió Phải

 Kiểm tra chuyển vị:

 Chuyển vị ngan tại mép mái (do tĩnh tải + gió/cầu trục):

Hình 11 Chuyển vị ngang ở mép mái

 Chuyển vị đứng tại đỉnh khung (do tĩnh tải + hoạt tải):

Hình 12 Chuyển vị đứng tại đỉnh khung

6 Biểu đồ bao nội lực.

Hình 13 Biểu đồ bao moment

Hình 14 Biểu đồ bao lực cắt

Hình 15 Biểu đồ bao lực dọc

III Thiết Kế Dầm Mái

1 Nội lực tính toán:

-COMBO3

COMB15

26.31

-23-2

0 COMB25 -65.98

4.83

-COMBO3

COMB15

26.31

-COMBO1

6.24

-COMB26

15.24

7.9

2 Tính Toán và chọn tiết diện dầm mái.

a Kiểm tra điều kiện bền uốn.

 Tính cho tiết diệnI650x8x250x10, ta có đặc trưng hình học của tiết diện ngang:

6

→ Thỏa điều kiện

 Kiểm tra tiết diện theo ứng suất tiếp lớn nhất:

→ Thỏa điều kiện

 Kiểm tra tiết diện theo ứng suất tương đương:

 Không cần gia cường bản bụng bằng sườn cứng ngang

 Kiểm tra tiết diện theo ổn định tổng thể:

- Bố trí các thanh giằng cánh dưới tại mỗi vị trí xà gồ ( cách nhau 1.5m)

→Vậy ta không cần kiểm tra ổn định tổng thể.

b Chọn tiết diện dầm mái tại đỉnh mái ( I250x8x250x10)

 Tính cho tiết diện I250x8x250x10, ta cóđặc trưng hình học của tiết diện ngang:

→ Thỏa điều kiện

 Kiểm tra tiết diện theo ứng suất tiếp lớn nhất:

x w w w

→ Thỏa diều kiện

 Kiểm tra tiết diện theo ứng suất tương đương:

 Vậy ta không cần gia cường thêm sườn.

 Kiểm tra tiết diện theo ổn định tổng thể:

- Bố trí các thanh giằng cánh dưới tại mỗi vị trí xà gồ ( cách nhau 1.5m)

 Vậy ta không cần kiểm tra ổn định tổng thể.

c Tính toán liên kết hàn của cánh và bụng.

 Thiết kế đường hàn góc liên kết cánh và bụng dầm với que hàn N46, phương pháp hàn tự động và bán tự động

 Chiều cao đường hàn góc thỏa mãn điều kiện sau:

d Tính mối nối đỉnh của dầm mái.

V(kN) Tổ hợp

max

M(kN.m)

V(kN) Tổ hợp

max

V(kN)23-2 7.123 COMBO

5

57.36 5.59

-COMBO

COMB38

Tính và chọn đường kính boulon: chọn boulon cường độ cao cấp 8.8, giả thiết số lượng boulon mỗi bên cánh là: nb 4

- Diện tích tiết diện thực của boulon:

2 f

e Tính mối nối trung gian dầm mái

max

M(kN.m)

V(kN) Tổ hợp

max

V(kN)

4.83

-COMB

COMB15

26.31

Tính và chọn đường kính boulon: Chọn boulon cường độ cao cấp 8.8, giả thiết số lượng boulon mỗi bên cánh là: nb 4

- Diện tích tiết diện thực của boulon:

2 f

IV Thiết kế cột.

a Vai cột

- Chọn tiết diện dầm vai I(500x8x250x10)

- Các đặc trưng hình học của tiết diện dầm vai

- Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán tại tiết diện chân cột:

   

2

tu min

 c 12,5 cm   là khoảng cách từ trọng tâm của nhóm boulon chịu kéo đến mép bản

đế ( lựa chọn phương án chân cột có 8 boulon)



5 s

3 b

 là tỷ số module đàn hồi của thép và bê tông

- Tổng lực kéo trong nhóm (4 boulon) kéo:

Giá trị y là nghiệm của phương trình bậc 3: y3K y1 2K y K2  30

PL PL

- Kiểm tra boulon neo với tổ hợp  Nmax 6,91 kN ; M  s.max 73,72 kN.m :  

- Tổng lực kéo trong 4 boulon neo:

 

2 s.max max

Tính chiều dày bản đế khi chịu nhổ:

- Xem như toàn bộ lực kéo trong Boulon neo đều được truyền từ bản cánh sang (tức là toàn bộ lực kéo do bản cánh chịu)

- Moment uốn trong bản đế - do sự nhấc lên của cánh:

w f

1t

22

Đường hàn góc liên kết cánh cột vào bản đế:

- Nội lực tính toán: Tf lg max T ;T ;T 1 2 3 448,42 kN 

- Nội lực tính toán: Vmax  76,79kN

c Thiết kế liên kết kèo với cột ( nách khung):

- Chọn kiểu liên kết có 2 boulon ở mỗi hàng, giả sử liên kết gồm 10 boulon, sử dụngboulon 20 có  2

I A.d(cm4)

4 0

- Tính ứng suất trong các phần tử và kiểm tra khả năng chịu lực:

- Ứng suất kéo trong hàng boulon ngoài cùng:

Tính chiều dày bản nối (mặt bích):

- Lực kéo trong các boulon:

 

f PL.f

h 4(mm)

- Nội lực tính toán:Tính với lực kéo trong sườn: Tg 17,08 kN 

- Theo tiết diện kim loại đường hàn:

g fg1

(cm2)

y(cm)

Ta có vị trí trục trung hòa cách trục cơ sở XOY là:

- Tính ứng suất trong các phần tử và kiểm tra khả năng chịu lực:

 Ứng suất kéo trong hàng boulon ngoài cùng:

Tính chiều dày bản nối (mặt bích):

- Lực kéo trong các boulon:

 

w4 PL.w

h 6(mm)

- Nội lực tính toán:Tf 5 36,17 kN 

 Theo tiết diện kim loại đường hàn:

f 5 f1

 TLBT mái (tấm lớp, xà gồ, giằng xà gồ)là: gserr 10(daN / m )2

 Hoạt tải tiêu chuẩn của mái pserr 30(daN / m )2 TCVN 2737-1995

 Áp lực gió tiêu chuẩn wserr 55(daN / m )2

Tải trọng phân bố đều trên mái

Tĩnh tải gr  Q gserr 1.05 15 15.75(daN / m )  2

Hoạt tải pr  Q pserr 1.3 30 39(daN / m )  2

Gió hút wr   Q ce wserr 1.2 0.6 55 39.6(daN / m )   2

Thành phần tải trọng gây uốn tấm lợp (tấm lợp rộng 1000mm)

TT+HT: qr  1 (gr p cos )cos =1 (15.75+39 cos9 )cos 9r    0 0 53.6(daN / m)

TT + GIÓ: qr   1 ( g cos +w ) 1 ( 15.75cos9r  r    039.6) 54.41(daN / m)Moment uốn và khả năng chịu lực của tấm lợp ( sơ đồ tính dầm liên tục > hơn 5 nhịp) Moment uốn: MR kqr s2p 0.107 53.6 1.5  2 12.7(daNm)

Khả năng chịu lực MR Cf Wx 0.9 31.5 1.86 52.7(kNcm)   MR

Thành phần tải trọng gây uốn xà gồ

TT+HT: qp 1.5 (g r p cos )cosr   1.5 53.68 80.4(daN / m) 

TT+ GIÓ: qp 1.5 ( g cos +w ) 1.5 54.41 81.6(daN / m)  r  r   

M2b c fW effb 0.9 31.5 (0.9 45.28) 0.7 808.72     kN cm  M2b 508.9kN.cm → Vậy tiết diện xà gồ Z200 đã chọn là hợp lý.

VI Thiết kế hệ giằng.

 Tiết diện:

o Đối với hệ giằng mái: đường kính 25

o Đối với hệ giằng cột: đường kính 32

d Xác định nội lực các thanh giằng mái và cột.

Nội lực trong các thanh giằng mái:

- Các thanh xiên của hệ giằng mái:

 Ta chọn tiết diện các thanh xiên đều nhau là 25 , do đó ta chọn thanh có giá trịnội lực lớn nhất để kiểm tra: X2 33.73 kN 

→ Điều kiện thỏa, thanh xiên của hệ giằng mái đủ khả năng chịu lực.

- Các thanh chống dọc của hệ giằng mái:

 Các đặc trưng hình học của thanh:

- Các thanh xiên của hệ giằng cột:

 Ta chọn tiết diện các thanh xiên đều nhau là 32 , do đó ta chọn thanh có giá trịnội lực lớn nhất để kiểm tra: Xb2 85.56 kN 

 Khả năng chịu lực:

NX2 c0.4f Au n  1 0.4 40 (0.75 4 / 4) 96.5 kN    2    Xb2 85.56 kN 

→ Điều kiện thỏa, thanh xiên của hệ giằng cột đủ khả năng chịu lực.

- Các thanh chống dọc của hệ giằng cột:

 Các đặc trưng hình học của thanh:

133 5,có A 20.1 cm ; r 4.53 cm ; l 8 m

 Độ mảnh:   l / r 900 / 4.53 198.6 [ ] 2000     