Ngày nay, kết cấu thép ngày một phổ biến và quen thuộc với chúng ta Các công trình bằng thép có quy mô lớn nhỏ khác nhau đang liên tục xuất hiện. Sự tiến bộ về phương pháp thiết kế cùng sự phát triển cao của khoa học công nghệ đòi hỏi chúng ta cần được trang bị những kiến thức cần thiết từ môn học “KẾT CẤU THÉP”
MỤC LỤC PHỤ LỤC I.Thiết kế dầm phụ: I Sơ chon tiết diện : I Kiểm tra tiết diện dầm chọn: .8 I a Theo TTGH 1: I b Theo TTGH 2: .8 II.Thiết kế dầm chính: .8 II Chọn sơ tiết diện dầm: .9 II a Xác định sơ đồ tính, kích thước nhịp: II b Xác định tải trọng lên dầm: II c Xác định nội lực phát sinh dầm: N, Q, vẽ biểu đồ nội lực: 10 II d Xác định momen kháng uốn cần thiết: 10 II e Xác định giá trị chiều cao : Lựa chọn kích thước bụng dầm Chọn tiết diện chữ I: 10 II f Xác định kích thước cánh dầm: .11 II Kiểm tra lại tiết diện chọn: 12 II Kiểm tra ổn định dầm: 14 II a Kiểm tra ổn định tổng thể dầm: .14 II b Kiểm tra ổn định cục dầm: 14 II Thay đổi tiết diện dầm: 15 III.5 Tính liên kết cánh bụng dầm: 16 II Nối gối đầu dầm: .16 IV Thiết kế cột: .17 III Phương án cột đặc: .18 III a Sơ chọn tiết diện: .18 III 1.b Kiểm tra lại tiết diện chọn: 18 III Cột rỗng (loại giằng): 19 III.2.a Đối với trục thực: .19 III b Đối với trục ảo: 19 III.2.c Kiểm tra tiết diện chọn: 20 III Cột rỗng (loại giằng): 20 III a Đối với trục thực: 20 III b Đối với trục ảo: 20 III Các chi tiết cột: .21 III a Chi tiết đầu cột: 21 III b Chân cột rỗng: .22 III c Sườn gia cường cho cột đặc: 24 III d Chi tiết giằng, giằng: 24 GVHD: Ngô Vi Long Page LỜI MỞ ĐẦU Thân chào thầy bạn sinh viên! Ngày nay, kết cấu thép ngày phổ biến quen thuộc với chúng ta! Các cơng trình thép có quy mơ lớn nhỏ khác liên tục xuất Sự tiến phương pháp thiết kế phát triển cao khoa học cơng nghệ đòi hỏi cần trang bị kiến thức cần thiết từ môn học “KẾT CẤU THÉP”! Thân chào thầy bạn sinh viên! Đây tập lớn “KẾT CẤU THÉP SÀN NHÀ CƠNG NGHIỆP” “NHĨM 1” sinh viên ngày xây dựng trường Đại học Bách Khoa Tp HCM chúng em! Nội dung tập lớn bao gồm: Thiết kế dầm phụ, thiết kế dầm chính, thiết kế cột nhà công nghiệp Dưới hướng dẫn, đào tạo thầy NGÔ VI LONG, chúng em trãi qua thời gian học tập vui vẻ đào tạo thực hành đầy bổ ích thú vị Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy mến chúc thầy thật nhiều sức khỏe thành công công tác giảng dạy! GVHD: Ngô Vi Long Page PHỤ LỤC I Thiết kế dầm phụ: I Sơ chọn tiết diện dầm: I a Xác định sơ đồ tính, kích thước nhịp I b Xác định tải trọng tác dụng lên dầm I c Xác định nội lực phát sinh dầm: M, Q Vẽ biểu đồ nội lực I d Xác định mô men kháng uốn cần thiết, lựa chọn số hiệu dầm định hình thích hợp I Kiểm tra lại tiết diện dầm chọn: I a Kiểm tra theo cường độ (TTGH1) I b Kiểm tra theo võng (TTGH2) II Thiết kệ dầm chính: II Sơ chọn tiết diện dầm: II a Xác định sơ đồ tính, kích thước nhịp II 1.b Xác định tải trọng tác dụng lên dầm II c Xác định nội lực phát sinh dầm: M, Q Vẽ biểu đồ nội lực II.1 d Xác định mô men kháng uốn cần thiết II e Xác định giá trị chiều cao: hmin, hopt Lựa chọn kích thước bụng dầm II f Xác định kích thước cánh dầm II Kiểm tra lại tiết diện chọn: II a Kiểm tra theo cường độ (TTGH1) II b Kiểm tra theo độ võng (TTGH2) II Kiểm tra ổn định dầm: II a Kiểm tra ổn định tổng thể dầm II b Kiểm tra ổn định cục dầm II Thay đổi tiết diện: II Tính liên kết cánh bụng dầm: II Tính nối gối dầm: III Thiết kế cột: III Phương án cột đặc: GVHD: Ngô Vi Long Page III a Sơ chọn tiết diện: - Xác định sơ đồ tính, tải trọng tác dụng lên cột - Dự kiến chọn hình dạng tiết diện cột - Giả thiết độ mảnh λ => φ => diện tích thép yêu cầu - Từ λ, xác định rx, ry - Tra bảng xác định αx, αy => xác định kích thước b, h III.1.b Kiểm tiết diện chọn: - Kiểm tra ổn định theo phương (TTGH1) III Phương án cột rỗng: Dự kiến chọn trước hình dạng tiết diện, liên kết giằng hay giằng III.2.a Tính theo trục thực x-x: tương tự tính cột đặc III.2.b Tính theo trục ảo y-y: - Tính λy => Xác định ry => Xác định khoảng cách nhánh b - Tính tốn kiểm tra tiết diện vừa chọn theo trục ảo III Các chi tiết cột: - Chi tiết đầu cột - Chi tiết chân cột - Chi tiết sườn gia cường - Chi tiết giằng, giằng YÊU CẦU: - Thực tất phép tính tốn thiết kế vào thuyết minh - Thực vẽ khổ A1 nội dung sau: mặt bố trí kết cấu sàn, dầm, cột Hình vẽ kết cấu dầm phụ, dầm chính, phương án cột đặc, cột rỗng, chi tiết liên kết dầm phụ vào dầm chính, dầm gối lên cột, cấu tạo chân cột GVHD: Ngô Vi Long Page I Thiết kế dầm phụ: I Sơ chon tiết diện : Gọi A – diện tích dầm phụ (thép định hình): Tỉnh tải tác dụng lên dầm phụ : qdp= (np.p+ng.g)a=(1.2×2+1.1×24)×1.12=32.256 (kN/m) Sơ nội lực dầm: Biểu đồ momen: GVHD: Ngô Vi Long Page Biểu đồ lực cắt: Chọn sơ tiết diện: ( chọn f = 240 Mpa, γ c = ) Wyc = M 10900 = = 454.2 ( cm3 ) γ c f 1× 24 → Chọn thép dầm phụ I27: Ix = 7080 cm4 Wx = 472 cm3 Khối lượng 1m chiều dài: g1 = 36.5 (kg/m) Sx = 260 cm3 δb = 6.5 mm Tải trọng có xét đến trọng lượng thân dầm phụ : qdp= (np.p+ ng.g).a+ gbt.ng= (1.2×2+ 1.1×24)× 1.12+ 0.365×1.1= 32.66( kN/m) qtc= (2+ 24)×1.12+ 0.365= 29.5(kN/m) GVHD: Ngơ Vi Long Page I Kiểm tra tiết diện dầm chọn: I a Theo TTGH 1: σ= M 10900 kN kN = = 23.09 < γ c f = 24 Wth 472 cm cm τ= Q.δ b 83.87 × 260 kN kN = = 4.74 < γ c f v = 0,58 × 24 = 13,92 b.J 0, 65 × 7080 cm cm I b Theo TTGH 2: f qtc Ldp 29.5 × 52003 f = = = 3.63 ×103 < l 384 EJ 384 2.1× 10 × 7080 ×10 l = 250 → thỏa II Thiết kế dầm chính: Tính cho dầm nhịp: GVHD: Ngô Vi Long Page II Chọn sơ tiết diện dầm: II a Xác định sơ đồ tính, kích thước nhịp: II b Xác định tải trọng lên dầm: - Xác định số lực tập trung tác dụng lên dầm chính: n= Ldc 11.2 +1 = + = 11 Lb 1.12 Có lực đặt nhịp lực đặt gối ( lực gối = - Tính lực tập trung dầm phụ tác dụng lên dầm : ptt = 2.qtt ptc = 2.qtc - nhịp ) Ldp Ldp = 32.66 × 5.2 = 169.8 kN = 29.5 × 5.2 = 153.4 kN Do n ≥ lực đặt nên quy đổi lực tập trung thành phân bố đều: GVHD: Ngô Vi Long Page qtt = qtc = ( n − 1) ptt Ldc ( n − 1) ptc Ldc = (11 − 1).169.8 = 151.6 kN/m 11.2 = (11 − 1) x153.4 = 137 11.2 kN/m II c Xác định nội lực phát sinh dầm: N, Q, vẽ biểu đồ nội lực: II d Xác định momen kháng uốn cần thiết: Wyc = M 2377.1×100 = = 9904.6 cm3 γ c f 1× 24 II e Xác định giá trị chiều cao : hmin , hopt Lựa chọn kích thước bụng dầm Chọn tiết diện chữ I: hmin f n0 24 ×102 400 = l= × × ×1120 = 92.75 cm 24 E ntb 24 21× 105 1.15 h= 5.5×(Wyc)1/3= 5.5×(9904.6)1/3= 118 cm tw= 3/2× Qmax/(h×fv)= 3/2× 84900/(118×0.58×2400)= 0.78 cm GVHD: Ngơ Vi Long Page 10 II Kiểm tra lại tiết diện chọn: A = 2(b ) + (h - ) = 2x(50x2) + (120 – 2x2)x1.3= 355 ( ) J= 2x(50x2^3/12+2x50x(118/2)^2)+ 1.3x116^3/12= 865364 (cm4) Wn =2J/h= 2x865364/120 = 14423 (cm3) Sx= (50x2)x (120/2-2/2)= 5900 (cm3) Sc =(bc+ ) +( =(50x2)x(120/2- 2/2)+(1.3x116/2) x(116/4)= 8087 (cm3) Trọng lượng 1m dài: A= 78.5 x 355x10-4 = 2.8 Tính nl dầm có kể thêm nl dầm gây Qtc = qtc + A =137 + 2.8= 139.8 Qtt = qtt + A =151.6 + 2.8= 154.4 -Tại vị trí dầm: GVHD: Ngô Vi Long Page 12 Mmax = Qtt = 154.4x(11.2^2)/8 = 2421 kNm - Tại vị trí gối tựa: Qmax = Qtt = 154.4x(11.2/2) = 864.64 kN -Tại vị trí cánh gối tựa cách đoạn L1= =11.2/4= 2.8 m M1= Qtt L1 - Qtt = 1816 kNm Q1= Qtt x l/2 - Qtt x l1 = 432 kN II a Kiểm tra theo cường độ (trạng thái giới hạn 1) + Điều kiện bền: Ứng suất pháp ( vị trí dầm) = 242100/14423= 16.8 < f = 24 Ứng suât tiếp ( vị trí gối tựa) = =(864.64x8087/(865364x1.3))= 6.22 < 0.58.f = 13,92 Ứng suât tương đương( vị trí cách gối tựa đoạn L1= =2,25m) = (1816x10^2x118/(14423x120))= 12.4 GVHD: Ngô Vi Long Page 13 = = (861.84x5900/(865364x1.3))= 4.6 = = 14.74 < f =24 II.2.b Kiểm tra độ võng( trạng thái giới hạn 2): = =