Đồ án thép 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP THUYẾT MINH ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP I Nội dung: Thiết kế sàn tầng nhà công nhiệp thép Giáo viên hướng dẫn: Th.S Hồ Viết Chương Ngày nhận đồ án: Thời gian làm đồ án: Nhóm thực hiện: Nhóm 34 Mã đề : 1332 PHẦN I: QUY TRÌNH NHĨM I Danh sách thành viên nhóm: ST T Họ tên Lớp Đặng Văn Khuyên 56k2 Phạm Bá Khiêm 56k4 Bùi Văn Khoái 56k1 MSSV Ghi 155D580208014 155D580208012 155D580208000 II Mục tiêu nhóm - Trên tinh thần tự giác cao, thành viên làm việc để hiểu rõ kỹ thuật thi cơng bê tơng cốt thép tồn khối, phục vụ cho công việc người kỹ sư sau - Phấn đấu thành viên đạt điểm cao - Rèn luyện kỹ làm việc nhóm - Phát huy tinh thần đoàn kết, học hỏi lẫn nhau, giúp tiến - Nếu thành viên vắng buổi họp nhóm khơng có lý đáng bị trừ 0,5 điểm, vắng buổi trừ điểm, vắng buổi trở lên trừ điểm - Thành viên khơng hồn thành cơng việc tự chịu trách nhiệm bị trừ điểm tùy theo mức độ công việc GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỜ ÁN: KẾT CẤU THÉP - Thành viên không làm việc tất nhiên khơng có điểm đồ án PHẦN II: NHIỆM VỤ VÀ SỐ LIỆU THIẾT KẾ I.NỘI DUNG, YÊU CẦU Thiết kế sàn công tác thép, bao gồm nhịp, với hệ dầm đơn giản Theo trình tự sau: Trên sở số liệu cho, thành lập sơ đồ kết cấu, lập mặt lưới cột, dầm L Chọn chiều dày sàn thép, tương ứng độ võng cho phép sàn [] = 150 Tính tốn, thiết kế dầm sàn, theo nội dung: - Chọn sơ đồ tính tốn - Xác định tải trọng tác dụng lên dầm - Vẽ biểu đồ nội lực M, V Xác định nội lực tính tốn - Chọn tiết diện dầm (chọn thép định hình cán nóng) - Kiểm tra dầm theo điều kiện cường độ, theo điều kiện biến dạng Tính tốn, thiết kế dầm phụ, theo nội dung: - Chọn sơ đồ tính tốn - Xác định tải trọng tác dụng lên dầm - Vẽ biểu đồ nội lực M, V Xác định nội lực tính tốn - Chọn tiết diện dầm (chọn thép định hình cán nóng) - Kiểm tra dầm theo điều kiện cường độ, theo điều kiện biến dạng Tính tốn, thiết kế dầm chính, theo nội dung: - Chọn sơ đồ tính tốn Xác định tải trọng tác dụng lên dầm Vẽ biểu đồ nội lực M, V Xác định nội lực tính tốn Chọn tiết diện dầm tổ hợp hàn từ ba thép Kiểm tra dầm theo điều kiện cường độ, theo điều kiện biến dạng Thay đổi tiết diện dầm (chọn hình thức đổi bề rộng cánh lần, đối xứng) Tính tốn liên kết cánh với bụng dầm Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể ổn định cục dầm GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỜ ÁN: KẾT CẤU THÉP - Thiết kế cấu tạo tính tốn chi tiết khác dầm hệ dầm: + Liên kết gối dầm dầm với cột + Liên kết dầm phụ với dầm + Nối dầm (nếu cần) Trình bày số liệu tính tốn thuyết minh kèm theo II SỐ LIỆU THIẾT KẾ - Nhịp dầm (nhịp cột): L (m) = 14 (m) - Nhịp dầm phụ (bước cột): B (m) = (m) - Hoạt tải tiêu chuẩn lên sàn: pc = 1,6 (T/m2) = 0,16(daN/cm2) - Vật liệu thép : + Thép làm sàn, dầm phụ CCT38 có f = 2300 (kG/cm2 ) fv = 0,58 �2300 =1334(daN/cm2) 1, 05 - Hệ số vượt tải: tĩnh tải g ; hoạt tải - Cột tổ hợp hàn có thiết diện chữ H kích thước bề rộng cánh bf = 400mm, chiều dày cánh tf = 25mm; chiều cao tiết diện cột h= 600mm, chiều dày bụng cột tw = 1,5mm - Chiều cao lớn dầm cho phép : hmax = 1,5m - Liên kết hàn điện tay, que hàn N42, N46 tương đương - Độ võng cho phép:của sàn [/L] = 1/150, dầm phụ [/L] = 1/250; dầm [/L] = 1/400 - Mặt nhà: GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP A B 14000 MẶT BẰNG KẾT CẤU SÀN TẦNG PHẦN III: QUÁ TRÌNH TÍNH TỐN I SƠ ĐỒ KẾT CẤU: Hệ dầm đề hệ dầm thép phổ thông, gồm hai hệ thống dầm đặt vng góc với song song với hai cạnh ô sàn Các dầm đặt song song với cạnh lớn tựa lên cột gọi dầm chính.Các dầm đặt song song với cạnh bé sàn tựa lên dầm truyền tải trọng lên dầm gọi dầm phụ GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP 5000 5000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 14000 B A II TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC BẢN SÀN THÉP : 1.Chọn kích thước sàn: - Với pc = 1,6 (T/m2) < (T/m2), => chọn ts = mm Xác định nhịp sàn ls sàn theo công thức gần giá trị nhịp lớn ls 4n0 � 72 E1 � 1 � � t s 15 � n04 p tc � ls chiều dày sàn: Trong đó: n0 l / 150 - nghịch đảo độ võng tương đối cho phép GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP E 2,06 �106 (daN / cm ) Mô đun đàn hồi thép v 0,3 Hệ số poatxong thép p tc = 0,17 (daN / cm ) Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn E 2,06 �106 E1 2, 26 �106 (daN / cm ) 2 1 v 0,3 ls 4n0 � 72 E1 � �150 � 72 �2, 26 �106 � 1 1 � � � � 115, 6cm t s 15 � n04 ptc � 15 � 150 �0,17 � Chọn ls = 100 cm 2.Tính toán kiểm tra sàn - Cắt dải rộng 1cm theo chiều cạnh ngắn nhịp sàn Do hàn với dầm đường hàn góc, tác dụng tải trọng, sàn bị ngăn cản biến dạng, gối tựa phát sinh lực kéo H mômen âm Lực kéo mômen làm giảm mômen nhịp độ võng cho Thông thường, mơmen âm bé, tính tốn thiên bề an tồn, bỏ qua ảnh hưởng mơmen âm, xét ảnh hưởng lực kéo H Sơ đồ tính tốn dầm có hai gối cố định chịu tải trọng tính tốn phân bố qtt thể hình vẽ: GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 ĐỜ ÁN: KẾT CẤU THÉP 90 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG 100 q =1,6 t/m2 1000 SƠ ĐỒ TÍNH TỐN CỦA SÀN THÉP *Xác định tải trọng tiêu chuẩn tính tốn tác dụng sàn: - Trọng lượng thân sàn là: g tc ts � thép 0, �7,85 � 10 3 7, 065 � 103 ( daN / cm2 ) - Tải trọng tiêu chuẩn tính toán tác dụng lên sàn : qs tc P tc g tc 0,16 7, 065 � 10 3 0,167( daN / cm ) qs tt P tc �n p g tc �ng 0,16 � 1, 7, 065 � 10 3 � 1, 05 0,1994( daN / cm ) - Tải trọng tiêu chuẩn tính tốn tác dụng lên 1cm sàn: qs tc* qs tc � 0,167 � 0,167( daN / cm) qs tt * qs tt � 0.1994 � 0,1994( daN / cm) Kiểm tra độ võng sàn: - Độ võng nhịp tải trọng tiêu chuẩn gây là: 0 qstc*ls4 (cm) 384 E1 I x GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG Với IX � 0 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP bh 1�0,93 0, 06(cm ) 12 12 q tc*ls4 �0,167 �100 1, 759(cm) 384 E1I x 384 �2, 06 �106 �0, 06 - Tính (tỷ số lực kéo H lực tới hạn Euler Ncr ) Giải phương trình: 1, 759 � � (1 ) � � �( ) 11, 46 � 1, 6419 0,9 �t � - Độ võng nhịp tải trọng tiêu chuẩn lực kéo H gây là: 0 1 1, 759 � 0.6658(cm) 1 1, 6419 - Kiểm tra độ võng sàn theo công thức: 0,6658 � � 6,658 �103 (cm) � � 6.667 �103 (cm) l 100 �l � 150 Vậy sàn đảm bảo điều kiện kiểm tra độ võng Kiểm tra điều kiện bền sàn: - Lực kéo tác dụng tải gối tựa là: 2 H q 2 � �1 � � E1t 1, � �� ��2, 26 �106 �0,9 267, 66( daN ) � � � 150 � �l � - Mômen lớn nhịp là: M max M q tt l 1 0,1994 �100 s s � 94,34( daN cm) 1 1 1, 6419 Kiểm tra điều kiện sàn theo công thức: H M max 267, 66 94,34 �6 996, 2(daN / cm ) A WX 1�0,9 1�0,9 � max 996, 2( daN / cm ) c f 0,9 �2300 2070( daN / cm ) Vậy sàn đảm bảo điều kiện cường độ Tính tốn kiểm tra liên kết sàn với dầm sàn Chiều cao đường hàn: GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỜ ÁN: KẾT CẤU THÉP -Đường hàn liên kết sàn với dầm phụ phải chịu lực kéo H Hàn sàn với dầm sàn phương pháp hàn tay, que hàn N42 Chiều cao đường hàn hf H f w c xác định theo công thức: f w min f f wf ; s f ws + Trong đó: f ,s hệ số chiều sâu nóng chảy đường hàn Khi hàn tay f =0,7; s =1 fwf ; fws -cường độ tính tốn thép đường hàn thép biên nóng chảy + Với thép CCT38 f ws 0.45 �fu 0.45 �3800 1710( daN / cm ) + Dùng que hàn N42 có f wf 1800(daN / cm ) � � f w f f wf 0, 1800 1260( daN / cm ) � hf H �f w � c 267, 66 0, 236(cm) 1260 �0,9 5(mm) � � hf � �1, 2t 10(mm) � �h f 5(mm) � - Ngoài phải thoả mãn yêu cầu cấu tạo: Vậy theo u cầu cấu tạo lấy hf = 5(mm) III.TÍNH TỐN DẦM PHỤ Chọn mạng dầm sàn phổ thơng hình vẽ: GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 ĐỜ ÁN: KẾT CẤU THÉP ql V = m ax 5000 ql M = m ax TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG 1000 1000 SƠ ĐỒ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN DẦM PHỤ Tải trọng tác dụng lên dầm phụ: tc qdp ( p tc t s ).l s (16 0, 009 �78,5) �1 11,304kN / m tt qdp ( ptc p ts g ).l s (16 �1, 0, 009 �78,5 �1, 05) �1 19,94 kN / m - Mômen lớn dầm: - Lực cắt lớn gối tựa: M max Vmax tt qdp l tt dp q l 19,94 �52 62, 31KNm 19,94 �5 49,85 KN 2 Chọn kích thước tiết diện dầm phụ: - Mô men kháng uốn cần thiết cho dầm có kể đến biến dạng dọc: M max 62,31�104 268, 76 1,12 � 1,12 � 2300 � 0,9 c Wx = cm3 10 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP l0 100 50 � 2, 06.106 � �1�� 0, 41 0, 0032 �22, 72 0, 73 0, 016 �22, 72 � 20,35 bf 50 92,8 � � � 2300 Vậy dầm đảm bảo ổn định tổng thể Tính tốn kiểm tra liên kết bu lông dầm phụ với thép nối Chọn n Bố trí sau - Kiểm tra bulông chịu mômen M lực cắt H dp* Vmax 5055 daN dp* M Vmax e 5055 �4,8 24264 daN cm Trong Kết hợp chọn sườn gia cường làm gối liên kết dầm phụ với dầm Chọn bulông d=20mm, loại 4.8 - Khả chịu cắt bulông e 0,5 0, 3, 4,8 cm Trong : f vb – Cường độ tính tốn chịu cắt vật liệu bulơng 4.8 có + b – Là hệ số diều kiện làm việc liên kết bulông b 0.9 + A – Diện tích tiết diện ngang bulơng bulơng có + nv – Số lượng mặt cắt tính tốn bulơng nv N vb f vb � b �A.nv 1600 �0,9 �3,14 �1 4521, daN - Khả chịu ép mặt bulông + Trong : f cb : Cường độ tính tốn chịu ép mặt bulơng f cb 3950( daN / cm ) b : Là hệ số diều kiện làm việc b 0.9 d : : Đường kính thân bulơng Tổng chiều dày nhỏ thép trượt phía � N cb f cb b d �t �t min 5, 72 cm 3950.0,9.2.5, 72 40669, daN � N b N vb ; N cb N vb 4521,6 daN - Lực tác dụng lên bulơng 29 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG NV ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP dp* Vmax 5055 2527,5 daN 2 + Do lực cắt: Trong đó: n số bulơng nhóm - Do mômen lệch tâm: NM M lmax M 24264 123, 79 daN m.�li m.lmax 1.14 Trong đó: + lmax : Khoảng cách trọng tâm hai hàng bulơng ngồi + �li : Tổng bình phương khoảng cách trọng tâm hai hàng bulơng đối xứng qua trọng tâm nhóm + m : Số bulông dãy - Công thức kiểm tra khả chịu lực bulông Ta có: Nbl NV2 N M2 2527,52 123, 792 2350,52 daN N bl 2350,52 daN N b � c 4521, �0,9 4069, 44 daN Vậy liên kết bu lông đảm bảo chịu lực Kiểm tra bụng dầm bổ sung sườn gia cường: ow hw tw f 90, 2300 2, 74 3.5 ow e 1,1 2, 06 �106 Vì: � Sườn đảm bảo ổn định chịu ứng suât tiếp với d=min(a;h)=100 cm Kiểm tra bụng dầm chịu ứng suât pháp �hw � E 90, 2, 06.106 � 90, �5, 164, � ��5.5 f 2300 �tw � � Bản bụng dầm đảm bảo ổn định chịu ưng suất pháp không cần gia cường sườn dọc Kiểm tra ổn định dầm tác dụng ứng suất pháp tiếp đồng thời: - Kiểm tra cho ô: Xét trường hợp khơng có lực tập trung tác dụng cánh nén dầm () độ _ mảnh quy đổi bụng thoả mãn điều kiện w 2, 74 Vì nên ta lấy M V vị trí sau: 30 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỜ ÁN: KẾT CẤU THÉP VỊ TRÍ KIỂM TRA CÁC Ơ BỤNG DẦM CHÍNH Ơ bụng 1: Điểm kiểm tra cách đầu dầm x1 451 cm Các giá trị nội lực M1 tt * qdc �x1 � L x1 102, �45,1� 1400 45,1 3122516 daN cm L 1400 � � � tt * � V1 qdc �� x1 � 102, �� 45,1� 66931 daN �2 � �2 � Ứng suất pháp tiết diện kiểm tra M hw 3122516 90, � � 176, daN / cm2 Wx1 h 11408, 64 95 Ứng suất tiếp tiết diện kiểm tra V1 66931 675 daN / cm hw tw 90, �1,1 cr 10,3.(1 Với: f 0.76 )� v 2 0w + Độ mảnh quy ước ô bụng: 0 w d tw f 90, 2300 2, 74 E 1,1 2, 06 �106 ( d - Cạnh ngắn ô bụng: d hw 90, cm 31 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP + - Tỉ số cạnh dài cạnh ngắn ô bụng a 200 2, 22 hw 90, 2 + f v 1334(daN / cm ) � 0, 76 �1334 � cr 10,3 � 1 2112, daN / cm � � 2, 22 �2, 74 - Tính hệ số : Với (Tra bảng) - Tra bảng với có hệ số f 2300 � cr ccr � 35,5 � 10875, daN / cm 2, 74 w Kiểm tra ổn định bụng dầm theo công thức: 2 2 � � � � �176, � � 675 � � � � � � � � 0,32 � c 0,95 cr � � 10875, � � �2112, � � cr � � Điểm kiểm tra cách đầu dầm x2 1534 cm Các giá trị nội lực M1 tt * qdc �x1 � L x1 102, �153, � 1400 153, 9771773 daN cm L 1400 � � � tt * � V1 qdc �� x1 � 102, �� 153, � 55862,5 daN �2 � �2 � Ứng suất pháp tiết diện kiểm tra M hw 9771773 90, � � 813, daN / cm Wx1 h 11408, 64 95 Ứng suất tiếp tiết diện kiểm tra V1 55862,5 563 daN / cm hw tw 90, �1,1 cr 10,3.(1 Với: f 0.76 )� v 2 0w + Độ mảnh quy ước ô bụng: 0 w d tw f 90, 2300 2, 74 E 1,1 2, 06 �106 32 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP ( d - Cạnh ngắn ô bụng: d hw 90, cm + - Tỉ số cạnh dài cạnh ngắn ô bụng a 200 2, 22 hw 90, 2 + f v 1334(daN / cm ) � 0, 76 �1334 � cr 10,3 � 1 2112, daN / cm � 2, 22 2, 74 � � - Tính hệ số : Với (Tra bảng) - Tra bảng với có hệ số f 2300 � cr ccr � 35,5 � 10875, daN / cm 2, 74 w Kiểm tra ổn định bụng dầm theo công thức: 2 2 � � � � �813, � � 563 � � � � � � � � 0, 28 � c 0,95 cr � � cr � � 10875, � � �2112, � � Vậy bụng ô đảm bảo ổn định Ô bụng 2: Điểm kiểm tra cách đầu dầm x1 2451 cm Các giá trị nội lực M1 tt * qdc �x1 � L x1 102, �245,1� 1400 245,1 14464672 daN cm L 1400 � � � tt * � V1 qdc �� x1 � 102, �� 245,1� 46491 daN �2 � �2 � Ứng suất pháp tiết diện kiểm tra M hw 14464672 90, � � 1203,8 daN / cm Wx1 h 11408, 64 95 Ứng suất tiếp tiết diện kiểm tra V1 46491 468,5 daN / cm hw t w 90, �1,1 Kiểm tra ổn định bụng dầm theo công thức: 33 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP 2 � � � � �1203,8 � �468,5 � � � � � � � � 0, 25 � c 0,95 cr � � 10875, � � �2112, � � cr � � Điểm kiểm tra cách đầu dầm x2 3534 cm Các giá trị nội lực M1 tt * qdc �x1 � L x1 102, �353, � 1400 353, 18900277 daN cm L 1400 � � � tt * � V1 qdc �� x1 � 102, �� 353, � 35422,5 daN �2 � �2 � Ứng suất pháp tiết diện kiểm tra M hw 18900277 90, � � 1573 daN / cm Wx1 h 11408, 64 95 Ứng suất tiếp tiết diện kiểm tra V1 35422,5 357 daN / cm hw tw 90, �1,1 Kiểm tra ổn định bụng dầm theo công thức: 2 2 � � � � � 1573 � � 357 � � � � � � � � 0, 22 � c 0,95 cr � � cr � � 10875, � � �2112, � � Vậy bụng ô đảm bảo ổn định Ô bụng 3: Điểm kiểm tra cách đầu dầm x1 4451 cm Các giá trị nội lực M1 tt * qdc �x1 � L x1 102, �445,1� 1400 445,1 41966080 daN cm L 1400 � � � tt * � V1 qdc �� x1 � 102, �� 445,1� 26051 daN �2 � �2 � Ứng suất pháp tiết diện kiểm tra M hw 41966080 90, � � 3492, daN / cm Wx1 h 11408, 64 95 Ứng suất tiếp tiết diện kiểm tra 34 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP V1 26051 262,5 daN / cm hw t w 90, �1,1 Kiểm tra ổn định bụng dầm theo công thức: 2 2 � � � � �3492, � �262,5 � � � � � � � � 0, 26 � c 0,95 cr � � 10875, � � �2112, � � cr � � Điểm kiểm tra cách đầu dầm x2 5534 cm Các giá trị nội lực M1 tt * qdc �x1 � L x1 102, �553, � 1400 553, 23940781 daN cm L 1400 � � � tt * � V1 qdc �� x1 � 102, �� 553, � 14982,52 daN �2 � �2 � Ứng suất pháp tiết diện kiểm tra M hw 23940781 90, � � 1992, daN / cm Wx1 h 11408, 64 95 Ứng suất tiếp tiết diện kiểm tra V1 14982,52 151 daN / cm hw tw 90, �1,1 Kiểm tra ổn định bụng dầm theo công thức: 2 2 � � � � �1992, � � 151 � � � � � � � �2112, � 0, � c 0,95 10875, � � � � � cr � �cr � Vậy bụng ô đảm bảo ổn định Ô bụng 4: Điểm kiểm tra cách đầu dầm x1 6451 cm Các giá trị nội lực M1 tt * qdc �x1 � L x1 102, �645,1� 1400 645,1 24884984 daN cm L 1400 � � � tt * � V1 qdc �� x1 � 102, �� 645,1� 5611 daN �2 � �2 � Ứng suất pháp tiết diện kiểm tra 35 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP M hw 24884984 90, � � 2071 daN / cm Wx1 h 11408, 64 95 Ứng suất tiếp tiết diện kiểm tra V1 5611 56,55 daN / cm hw t w 90, �1,1 Kiểm tra ổn định bụng dầm theo công thức: 2 2 � � � � � 2071 � �56,55 � � � � � � � �2112, � 0,19 � c 0,95 10875, � � � � cr cr � � � � Vậy bụng ô đảm bảo ổn định 7.Thiết kế cấu tạo tính tốn chi tiết dầm: Tính liên kết cánh dầm bụng dầm: Trong dầm tổ hợp hàn, cánh liên kết với bụng đường hàn góc, nằm góc tạo thành cánh với bụng.Khi dầm chịu uốn có xu hướng trượt tương đối so với bụng, đường hàn liên kết cánh với bụng dầm phải chịu lực trượt đó, khơng cho chúng trượt tương Để đơn giản cho thi công thiên an tồn ta lấy * V Vmax để tính - Chiều cao cần thiết đường hàn xác định theo công thức: VS f hf � �f w �I x � c Trong đó: + V lực cắt lớn dầm V Vmax 71540(daN ) + Sf mômen tĩnh cánh dầm lấy với trục trung hoà h 95 S f b f �t f � f 50 �2,2 � 5225(cm3 ) 2 + Ix mơmen qn tính tiết diện dầm * I x 541910,36(cm ) Với thép CCT38: f ws 0.45 �fu 0.45 �3800 1710(daN / cm ) 36 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP Dùng que hàn N42 có f wf 1800(daN / cm ) f w f f wf 0.7 1800 1260(daN / cm ) c – hệ số điều kiện làm việc c 0.9 VS f 71540 �5225 hf � 0,304(cm) �f w �I x � c �1260 �541910,36 �0.9 Chọn chiều cao đường hàn góc h f 5( mm) hàn suốt chiều dài dầm Tính sườn đầu dầm - Ở đầu dầm tổ hợp phản lực gối có giá trị lớn, cần có thêm sườn gối để với bụng dầm chịu truyền phản lực đến gối tựa.Dùng giải pháp sườn gối đặt đầu dầm, dầm gối lên đỉnh cột thép - Chọn kích thước tiết diện sườn đầu dầm : - Chọn sườn đầu dầm có chiều rộng chiều rộng cánh dầm, cấu tạo sườn gối hình vẽ, ta có: + Sườn đầu dầm chịu phản lực gối tựa V Vmax 71540 daN + Bề rộng sườn đầu dầm chọn bề rộng cánh dc* bos b'f tw 36 1,1 17, 45 cm + Từ điều kiện ổn định cục thép làm sườn b 17, 45 ts � os 1,17 cm E 2, 06.10 0,5 0,5 f 2300 + Theo quy cách thép bản, chọn chiều dày sườn đầu dầm chiều cao sườn t s 10 mm , chọn hs hw t f 1,5.t s 90, 2, 1,5.1 94,3(cm) => Chọn hs 95 cm bs �t s 36 �1 cm Như sườn đầu dầm có tiết diện Kiểm tra sườn đầu dầm chọn: - Không cần kiểm tra điều kiện ổn định cục thép sườn gối chọn tiết diện theo điều kiện 37 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP Kiểm tra điều kiện ép mặt mút sườn - Xác định cường độ chịu ép mặt tỳ đầu thép CCT38, theo cường fc fu 3800 3619 daN / cm2 m 1, 05 độ bền f tính - Diện tích ép mặt mút sườn gối (cần bào phẳng, gọt nhẵn) As bs �t s 36 �1 36 cm2 - Kiểm tra điều kiện ép mặt V 71540 1987 daN / cm f c c 3619.0,9 3257 daN / cm As 36 - Kiểm tra điều kiện bền có xét đến ổn định mặt phẳng dầm sườn đầu dầm - Diện tích bụng tham gia chịu lực với sườn đầu dầm Aw1 0, 65.tw2 c1 0, 65.t w E 2,06.106 0, 65.1,12 23,54 cm2 f 2300 E 2,06.106 0, 65.1,1 21, cm f 2300 Với - Xác định đặc trưng hình học tiết diện quy ước tham gia chịu nén A As Aw1 36 23, 54 59,54 cm I z ts � iz bs3 c1.tw3 363 21, 4.1,13 3890 cm4 12 12 12 12 Iz 3890 8, 08 cm A 59,54 - Độ mảnh quy ước hw 90, 11, 21 iz 8, 08 Tra bảng II.1 phụ lục, tương ứng với 11, 21 có hệ số uốn dọc 0, 984 - Kiểm tra điều kiện bền ổn định V 71540 1221 daN / cm f c 2300.0,9 2070 �A 0,984 �59,54 daN/cm2 � Sườn gối dầm chọn đảm bảo điều kiện bền ổn định 38 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP 8.Tính mối nối dầm - Nối nơi thay đổi tiết diện để thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp ghép, tránh nối bụng dầm điểm có nội lực lớn, trùng mối nối cánh có lực tập trung ta chia dầm thành đoạn Mối nối cách đầu dầm khoảng x 2,8 m 280 cm - Nội lực điểm nối dầm Mx tt * qdc x L x 102, �280 � 1400 280 16024960 daN cm L 1400 � � � tt * � Vx qdc � x � 102, �� 280 � 28616( daN ) �2 � �2 � - Dùng đường hàn đối đầu cho cánh ghép để nối bụng : - Dùng thép CCT38 có f wt 0,85 f 0,85.2300 1955 daN / cm f wv 0, 58 f 0, 58.2300 1334 daN / cm f ws 0, 45 f u 0, 45.3800 1710 daN / cm - Dùng que hàn N42 có f wf 1800(daN / cm ) Tiết diện tính tốn tiết diện qua đường hàn a Tính mối nối bụng - Mối nối coi chịu tồn lực cắt phần mơmen bụng - Mômen - Lực cắt Mw Iw 68170 �16024960 M x 267512 daN cm I x1 408364 V Vx 28616 daN l h 2tw 90, 2.1,1 88, cm - Chiều dài đường hàn bụng w w - Khả chịu lực cắt đường hàn V Aw f wv c tw �lw �f wv � c 1,1�88, �1710 �0,9 136048 daN t w lw2 1,1.88, 42 f wt c 1955.0,9 2520781 daN cm M Ww f wt c 6 39 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP - Do V 38445 daN V 113566,32 daN nên bụng chịu lực cắt, ta tính tốn ghép chịu mômen w - Ta thấy Vậy đường hàn đủ khả chịu lực mối nối bụng nên ta không cần phải tính tốn ghép b Tính mối nối cánh kéo cánh nén - Vì độ bền chịu nén đường hàn đối đầu không nhỏ thép làm dầm nên đường hàn nối cánh nén dùng đường hàn thẳng góc nối tiết diện - Phần mômen phân cho cánh M 267512 daN cm M 2572357 daN cm M f M x M w 16024960 267512 15757448 daN cm M f 15757448 daN cm 0,85.M max 0,85 �24426500 20762525 daN cm - Độ bền chịu kéo đường hàn đối đầu vào khoảng 85% độ bền chịu kéo thép làm dầm nên dùng đường hàn đối đầu thẳng góc để nối cánh chịu kéo tiết diện có 2800 350 500 70 500 360 500 hf = mm 70 1000 1000 2000 1000 1000 1000 2000 1000 2000 1000 1000 7000 LIÊN KẾT BẢN CÁNH NÉN DẦM 9.Tính vai cột đỡ dầm Chọn tiết diện vai cột tiết diện thép tổ hợp -Chọn chiều dày ghép chiều dày bụng dầm có Ta có tbg 1,1 cm 40 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỜ ÁN: KẾT CẤU THÉP - Chọn -Chiều cao đường hàn liên kết bụng vai cột cột chịu lực cắt H f ,s hệ số chiều sâu nóng chảy đường hàn Khi hàn tay f =0,7; s =1 fwf ; fws cường độ tính tốn thép đường hàn thép biên nóng chảy Với thép CCT34 f ws 0, 45 fu 0, 45.3800 1710 daN / cm2 Dùng que hàn N42 có Trong f wf 1800(daN / cm ) * H Vmax 71540 daN �l f H w w Mà �l w h f c 2.lw � lw - Chiều cao tối thiểu ghép Chọn 71540 105 cm 1260.0, 6.0,9 �l w 105 52,5 cm lbg lw 52,5 53,5 cm � Chọn lbg 55 cm t bgf cm ; bbg f 36 cm 41 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP 10 22 22 360 906 T? M G? Ð? M DÀY 2CM 950 906 hf = mm hf = mm 90858590 22 22 530 20 20 550 160 160 4D22 4D22 hf = 5mm 175 175 11 LIÊN KẾT VAI CỘT VÀ CỘT Kiểm tra liên kết hàn - Chiều dài đường hàn góc để liên kết với dầm lw lbg 55 54 cm - Kiểm tra tiết diện 1(theo vật liệu đường hàn) H 71540 1577 daN / cm f wf c 1800.0,9 1620 daN / cm f h f �lw 0, 7.0, 6.54.2 - Kiểm tra tiết diện 2(theo vật liệu thép theo biên nóng chảy) H 71540 1104 daN / cm f ws c 0, 45.3800.0,9 1539 daN / cm s h f �lw 1.0, 6.54.2 Vậy liên kết vai cột cột đảm bảo điều kiện cường độ Giữa sườn đầu dầm cánh cột có bố trí bulông định vị dầm.Chọn bulông vị trí nối có đường kính D20 42 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP Mục lục PHẦN I: QUY TRÌNH NHĨM .1 I Danh sách thành viên nhóm: II Mục tiêu nhóm PHẦN II: NHIỆM VỤ VÀ SỐ LIỆU THIẾT KẾ I.NỘI DUNG, YÊU CẦU II SỐ LIỆU THIẾT KẾ .3 PHẦN III: QUÁ TRÌNH TÍNH TOÁN I SƠ ĐỒ KẾT CẤU: II TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC BẢN SÀN THÉP : 1.Chọn kích thước sàn: 2.Tính tốn kiểm tra sàn .5 Tính tốn kiểm tra liên kết sàn với dầm sàn III.TÍNH TOÁN DẦM PHỤ Tải trọng tác dụng lên dầm phụ: Chọn kích thước tiết diện dầm phụ: Kiểm tra tiết diện dầm phụ 10 IV Tính tốn thiết kế dầm 11 Sơ đồ kết cấu tải trọng tác dụng lên dầm chính: 11 2.Thiết kế tiết diện dầm: 13 Thay đổi tiết diện dầm: 17 Tính liên kết dầm phụ với dầm 20 5.Kiểm tra ổn định cục bộ, tính sườn gia cường 23 6.Kiểm tra ổn định tổng thể: 25 7.Thiết kế cấu tạo tính tốn chi tiết dầm: 33 8.Tính mối nối dầm 36 9.Tính vai cột đỡ dầm 37 43 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 ... ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP 5000 5000 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 14 000 B A II TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC BẢN SÀN THÉP : 1. Chọn kích... THÉP 19 ,94 �500 99, 10 0 (daN/cm) 13 GVHD: Hồ Viết Chương – Nhóm 34 TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA XÂY DỰNG 10 00 10 00 10 00 ĐỒ ÁN: KẾT CẤU THÉP 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00... 10 2, �45 ,1 14 00 45 ,1 312 2 516 daN cm L 14 00 � � � tt * � V1 qdc �� x1 � 10 2, �� 45 ,1 669 31 daN �2 � �2 � Ứng suất pháp tiết diện kiểm tra M hw 312 2 516 90, � � 17 6,