Đang tải... (xem toàn văn)
Thuyết minh Đồ án thép: Nhà công nghiệp (Nhịp dạng dàn) bao gồm đầy đủ các file thuyết minh và bản vẽ các chi tiết của: cột, thanh giàn và các liên kết của các thanh giàn. Đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành xây dựng cũng như những ai đang nghiên cứu tham khảo trong quá trình là đồ án thép.
Mục lục I SỐ LIỆU VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Số liệu thiết kế Mã số sinh viên là B1705178 + Số 8: kích thước khung B=78m, L=29m, độ dốc i =15% + Số 7: chiều cao cột H2 = 4 m, H1 = 7.2 m + Số 1: sức trục Q = 16 T Nhịp khung: L = 29 (m) Bước cột: b = 6 (m) Số kích thước khung: B =78 (m) Sức trục: Q = 16 T, sức nâng cầu trục, chế độ làm việc trung bình Cao trình đỉnh ray: H1=7,2 (m). Vùng gió: IIA Dạng địa hình xây dựng cơng trình: B Chiều cao dầm cầu trục:0,7(m); chiều cao ray: hr = 0,2m Nhịp cửa trời: Lct = 3.0 (m) Chiều cao cửa trời: Hct= 1.5 (m) Mái lợp tôn: Vật liệu thép: CCT38, hàn tự động, que hàn N42 (d= 3,5 – 5 mm) hoặc tương đương Bê tơng móng cấp độ bền B20 Kết cấu bao che tường xây dọc cơng trình cao 3.0m dày 200mm Nhiệm vụ thiết kế: a Thuyết minh tính tốn: Tường xây dọc cơng trình cao 3.0m dày 200mm. Lựa chọn hệ tole vách, tole mái, hệ sườn tường và xà gồ mái Bố trí hệ giằng cột và kèo mái Tính tải trọng tác dụng lên khung Biết hệ có cấu tạo thơng thường Tính tốn chọn tiết diện cột, vai cột và hệ kèo mái Tính kiểm tra chuyển vị ngang và đứng của khung Tính tốn các vị trí liên kết khung kèo, đầu cột, vai cột và chân cột b Bản vẽ thể hiện Bản vẽ kết cấu A1 Vẽ cấu tạo sơ đồ khung trong đó có ghi cụ thể các kích thước và thơng số đã chọn. Số liệu cần trục lấy theo số gần nhất II XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG Lựa chọn dầm cầu trục, cầu trục, ray, lớp lót ray a Cầu trục: - Với nhịp nhà L= 29 m, sức trục Q = 16T zmin=0,18 m Hệ giằng a Hệ giằng mái: - Chiều dài cơng trình 78m, cần bố trí 2 ơn giằng mái tại hai đầu hồi và giữa nhà để đảm bảo các ơ nhà khơng q 60m - Sức trục bố trí hệ giằng dọc - Do tải trọng gió lớn nên các thanh cánh dưới của giàn chịu nén nên cần sử dụng thanh chống dọc để giảm chiều dài tính tốn của thanh - Do nhịp nhà 29m nên hệ giằng đứng cần bố trí hai bên và nhịp giữa b Hệ giằng cột: - Sử dụng hệ giằng cứng nên khối cứng được bố trí tại khoang giữa chiều dài khối nhiệt độ - Tổng chiều dài nhà nên khơng có khe nhiệt độ cả nhà là một khối nhiệt độ. Vậy lớp giằng cột phía dưới chỉ bố trí giữa nhà. Lớp giằng cột phía trên bố trí giữa nhà và hai đầu hồi c Lựa chọn tiết diện thanh giằng: - Sức trục nên sử dụng thanh giằng góc - Bán kính qn tính tối thiểu thanh giằng - Từ bảng tra thép góc chọn thanh giằng mái số hiệu L75x6 () - Sử dụng thanh giằng cứng nên góc bố trí từ 350 đến 550 . Đối với hệ giằng đứng và hệ giằng cột trên nên chia làm 2 ơ, tiết diện thanh giằng là L50x6 - Chiều dài tính tốn thanh chống dọc bán kính qn tính tối thiểu . Chọn tiết diện thanh chống dọc gồm ghép lưng vào nhau - Bán kính quán tính tiết diện là ( thõa mãn) Lựa chọn tiết diện sơ bộ cột - Chiều cao bản bụng : Chọn - Chiều cao bản bụng: Chọn - Bề rộng bản cánh: Chọn - Chiều dày bản cánh: Chọn Tổng chiều cao tiết diện cột: Kiểm tra khoảng cách an toàn theo phương ngang của cầu trục: ( thõa mãn ) Vai cột Chiều cao bản bụng: Chiều cao bản bụng: Bề rộng bản cánh: Chiều dày bản cánh: Cột cửa trời - Chiều cao bản bụng: - Chiều cao bản bụng: - Bề rộng bản cánh: - Chiều dày bản cánh: Giàn vì kèo a Lựa chọn sơ đồ giàn vì kèo: ựa Chọn tiết diện thanh cánh trên b L chọn tiết diện thanh giàn: Từ bảng thép hình ta chọn 2L125x90x10. Ghép cạnh bé như hình, ta có đặc trưng hình học của tiết diện. Chọn thanh cánh dưới : Sử dụng dạng thép góc khơng điều cạnh ghép cạnh lớn với nhau.Tra bảng thép hình ta chọn 2L200x150x12 có đặc trưng hình học của tiết diện : Chọn thanh xun khi khơng có hệ phân nhỏ : Sử dụng thép góc đều cạnh. Từ bảng thép hình ta chọn 2L70x70x6 có đặc trưng hình học của tiết diện : Chọn thanh xun khi có hệ phân nhỏ : Sử dụng thép góc khơng đều cạnh, cạnh bé ghép với nhau. Từ bảng thép hình ta chọn 2L60x50x6 có đặc trưng hình học của tiết diện : Chọn tiết diện thanh đứng và hệ thanh phân nhỏ : 1773408,3 1314,36 2326,36 Ngồi ra, bản bụng cột tại vị trí này cịn chịu thêm lực ngang do mơmen vai cột gây Ngẫu lực do mơmen vai cột tác dụng vào bụng cột: Đặc trung hình học như đã chon tiết diện cột Ứng suất tương đương trong bản bụng cột Gia cường thêm bản bụng bằng hai cặp sườn ngang kích thước 700x146x10. Tại vị trí đặt lực Dmax gia cường thêm vai cột bằng cặp sườn đứng kích thước 380x145x10mm Thiết kế giàn mái a Kiểm tra khả năng chịu lực của thanh giàn: - Thanh cánh trên: + Nội lực tính tốn: Lực kéo lớn nhất () Lực kéo lớn nhất () 532,8 daN 629,1 daN + Đặc trưng tiết diện hình học: 55 + Trường hợp kéo: Ứng suất kéo trong thanh: + Trường hợp chịu nén: Độ mãnh lớn nhất . Tra bảng D8 , phụ lục D, TCVN 55752012. Hệ số uốn dọc . Ứng suất nén trong thanh: - Thanh cánh dưới: + Nội lực tính tốn: Lực kéo lớn nhất () Lực kéo lớn nhất () 5056 daN 829,9daN + Đặc trưng tiết diện hình học: + Trường hợp kéo: Ứng suất kéo trong thanh: + Trường hợp chịu nén: Độ mãnh lớn nhất . Tra bảng D8 , phụ lục D, TCVN 55752012. Hệ số uốn dọc . Ứng suất nén trong thanh: - Thanh xiên đầu giàn: + Nội lực tính tốn: Lực kéo lớn nhất () Lực kéo lớn nhất () 1181,9 daN 760,05 daN + Đặc trưng tiết diện hình học: + Trường hợp kéo: Ứng suất kéo trong thanh: + Trường hợp chịu nén: Độ mãnh lớn nhất . Tra bảng D8 , phụ lục D, TCVN 55752012. Hệ số uốn dọc . Ứng suất nén trong thanh: - Các thanh cịn lại: Kí hiệu Tiết diện Diện tích tiết diện A Lực kéo lớn Ứng suất kéo lớn nhất daN Lực nén lớn daN Hệ số uốn dọc Ứng suất nén lớn X2 2L60x50x6 12,56 546,900 43,54299 531,5 0,593 71,36067 X3 2L60x50x6 12,56 376,800 30,000 274,8 0,593 36,89541 X4 2L60x50x6 12,56 281,3 22,396 271,1 0,593 36,39864 X5 2L70x6 16,26 124 7,626 200,01 0,34 36,17864 X6 X7 2L50x50 2L50x50 9,6 9,6 251,7 272,7 26,219 28,406 116,7 300,3 0,795 0,845 15,29088 37,01923 Ki ểm tra Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa 57 X8 2L50x50 9,6 169,6 17,667 166,7 0,835 20,79591 X9 2L50x50 9,6 246,9 25,719 239,3 0,621 40,14023 Đ1 2L50x50 9,6 46,4 4,833 46,8 0,847 5,755608 Đ2 2L50x50 9,6 109,3 11,385 82,4 0,617 13,9114 Đ3 2L50x50 9,6 87 9,063 28,1 0,578 5,064158 Đ4 2L50x50 9,6 113,2 11,792 176,6 0,314 58,58546 Đ5 2L50x50 9,6 314,8 32,792 278,6 0,835 34,75549 Đ6 2L50x50 9,6 538,6 56,104 823,4 0,498 172,2306 Đ7 2L50x50 9,6 125,3 13,052 131,3 0,835 16,37974 Đ8 2L50x50 9,6 2206,3 229,823 3129,7 0,318 1025,19 mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n Th õa mã n b Thiết kế nút giàn: - Tính tốn chiều dài đường hàn cần thiết liên kết thanh giàn: Theo điều kiện cấu tạo, chọn tất cả các chiều cao đường hàn trong giàn , chiều dày cần thiết đường hàn sống đường hàn mép liên kết thanh giàn vào bản mã được trình bày bằng bảng sau Ký hiệu Tiết diện CT 2L125x90x10 CD 2L200x150x12 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 X9 Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 Đ5 Đ6 Đ7 Đ8 2L60x50x6 2L60x50x6 2L60x50x6 2L60x50x6 2L70x6 2L50x50 2L50x50 2L50x50 2L50x50 2L50x50 2L50x50 2L50x50 2L50x50 2L50x50 2L50x50 2L50x50 2L50x50 Loại tiết diện Không đều cạnh, hàn theo cạnh ngắn Không đều cạnh, hàn theo cạnh dài Không đều cạnh, hàn theo cạnh ngắn Điều cạnh Chiều dài cần thiết của đường hàn sống l1 Chiều dài cần thiết của đường hàn mép l2 cm cm Hệ số phân phối lực Lực dọc lớn nhất k Nmax (daN) 0,75 629,13 427,1 202,03 13,71 7,01 0,6 8299 5656 2643 135,67 63,93 0,75 0,75 0,75 0,75 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 531,5 761 464 271 201 116,7 300,29 166,73 239,26 46,82 82,38 28,09 176,59 278,62 823,41 131,32 3129,7 274,8 545,6 229,7 154,3 63 70,5 172,2 88,8 104,7 25,6 47,4 17,3 86,1 159,3 359,7 70,5 1951,4 256,7 215,4 234,3 116,7 138 46,2 128,09 77,93 134,56 21,22 34,98 10,79 90,49 119,32 463,71 60,82 1178,3 9,18 17,24 7,84 5,59 2,75 2,96 5,78 3,47 3,91 1,71 2,32 1,48 3,39 5,43 10,99 2,96 55,21 8,64 7,41 7,97 4,47 4,83 2,28 4,56 3,16 4,74 1,59 1,97 1,30 3,51 4,31 13,88 2,69 33,73 Lực dọc Lực dọc trong trong đường đường hàn sống hàn mép (daN) (daN) Bảng chiều dài đường hàn cần thiết liên kết thanh giàn - Thiết kế nút dưới đầu giàn: + Nội lực tính tốn: Nút đầu dàn là nút chính, truyền phản lực gối tựa của giàn gồm là phản lực đứng ở đầu giàn và lực ngang H do moment đầu giàn gây ra. Theo điều kiện cân bằng tại nách khung phản lực gối tựa của giàn là bằng lực dọc và moment đầu giàn gây ra bằng moment tại tiết diện đầu cột Phản lực gối tựa nén lớn nhất Phản lực gối tựa kéo lớn nhất Moment âm lớn nhất ở đầu giàn ( gây kéo cánh dưới) daN 59 Moment dương lớn nhất ở đầu giàn ( gây nén cánh dưới) Lực do moment âm gây ra Lực do moment dương gây ra + Cấu tạo nút dưới đầu giàn: Cấu tạo nút dưới giàn bao gồm bản mã hàn vào các thanh giàn CD1, X1d, sườn gối và gối đỡ. Bản mã được hàn vào sườn gối. đường hàn này chịu phản lực gối tựa của giàn lực xô ngang Hmax và moment lệch tâm gây ra do lực xô ngang Hmax không trùng với trọng tâm của đường hàn Chọn chiều dày bản mã : Sườn gối liên kết bu lông vào cánh cột. Cụm bu lông này được thiết kế với lực ngang H2 làm tách sường gối ra khỏi cột và phản lực gối tựa kéo lớn nhất Các đường hàn liên kết gối đỡ vào cột được thiết kế chịu lực bằng 1,5 + Thiết kế bản mã: Thiết kế đường hản bản mã vào sườn gối: Độ lệch tâm xơ ngang Hmax so với trọng tâm của bản mã Moment lệch tâm: Chọn chiều cao đường hàn hàn suốt chiều dài liên kết. Chiều dài đường hàn Diện tích đường hàn: Modun kháng uốn: Kiểm tra khả năng chịu lực của đường hàn: + Thiết kế sương gối: Chiều dài sườn gối bằng chiều dày bản mã: Chọn liên kết sườn gối vào bản cánh cột gồm 6 bu lơng M20, cấp độ bền 8,8, bố trí thành 3 hàng ngang mỗi hàng 2 bu lơng. Khoảng cách bu lơng theo phương đứng , Khoảng cách bu lơng theo phương ngang , khoảng cách từ tâm bu lơng ngồi cùng đến mép ngồi của bản thép cả hai phương Bề rộng sườn gối: Khi chịu lực kéo H1 gây tách sườn gối khỏi cánh cột. Sườn gối làm như một ngàm hai đầu, nhịp ( khoảng cách giữa hai bu lơng theo phương đứng ). Moment trong sườn gối: Chiều dày tối thiểu sườn gối: Chọn chiều dày sườn gối Kiểm tra kích thước sườn gối theo điều kiện chịu tì đầu ép mặt: Kiểm tra khả năng chịu lực của cụm bu lơng liên kết sườn gối vào bản cánh của cột: Cường độ chịu kéo bu lơng cấp độ bền 8.8: Khả năng chịu kéo của một bu lơng: Trong trường hợp phản lực gối tựa kéo, cụm bu lơng chịu thêm lực cắt. Giá trị lực cắt trong mỗi bu lơng: Cường độ chịu cắt bu lơng cấp độ bền 8.8: Khả năng chịu cắt của một bu lơng: + Thiết kế gối đỡ: 61 Chiều dày gối đỡ lớn hơn chiều dày sườn gối 10mm: Bề rộng gối đỡ lớn hơn chiều dày sườn gối mỗi bên 10mm: Chiều dài gối đỡ láy theo chiều dài đường hàn liên kết gối đỡ vào cánh cột. Đường hàn này được thiết kế với lực 1,5RA. chọn chiều cao đường hàn Chọn chiều dài gối đỡ - Thiết kế nút trên đầu giàn: + Nội lực tính tốn: Lực ngang do moment âm gây ra Lực ngang do moment dương gây Phản lực giàn phân nhỏ + Cấu tạo nút trên đầu giàn: Nút trên đầu giàn bao gồm hai thanh giàn CT1 và X2 liên kết với cột. Cậu tạo nút đầu giàn dưới bao gồm bản mã và sườn gối Bản mã hàn vào sườn gối Đường hàn chịu lực đạp ngang Hmax và moment lệch tâm gây ra do lực đạp ngang Hmax khơng trùng với trọng tâm đường hàn. Ngồi ra do hệ phân nhỏ gây nên đường hàn này cịn chịu lực thẳng đứng của giàn phân nhỏ Rpn. Chọn trước chiều dày bản mã giống với nút đầu giàn dưới Sườn gối được liên kết bu lơng vào cánh cột. Cụm bu lơng này được thiết kế với lực ngang H1 làm tách sườn gối ra khỏi cột + Thiết kế bản mã: Thiết kế đường hản bản mã vào sườn gối: Độ lệch tâm xơ ngang Hmax so với trọng tâm của bản mã Moment lệch tâm: Chọn chiều cao đường hàn hàn suốt chiều dài liên kết. Chiều dài đường hàn Diện tích đường hàn: Modun kháng uốn: Kiểm tra khả năng chịu lực của đường hàn: + Thiết kế sườn gối: Chiều dài sườn gối chiều dày mã: Chọn liên kết sườn gối vào cánh cột gồm bu lơng M20, cấp độ bền 8,8, bố trí thành hàng ngang hàng bu lông Khoảng cách bu lông theo phương đứng , Khoảng cách bu lông theo phương ngang , khoảng cách từ tâm bu lông đến mép thép hai phương Bề rộng sườn gối: Khi chịu lực kéo H1 gây tách sườn gối khỏi cánh cột Sườn gối làm ngàm hai đầu, nhịp ( khoảng cách hai bu lông theo phương đứng ) Moment sườn gối: Chiều dày tối thiểu sườn gối: Chọn chiều dày sườn gối Kiểm tra khả chịu lực cụm bu lông liên kết sườn gối vào cánh cột: Cường độ chịu kéo bu lông cấp độ bền 8.8: Khả chịu kéo bu lông: - Thiết kế nút khuếch đại cánh hạ: + Nội lực tính tốn: CD3 Đ5 55,2 daN 61,21 daN 314,8 daN 278,62 daN 63 X5 12,4 daN 200,72 daN + Thiết kế mã: Chiều dài cần thiết đường hàn liên kết giàn vào mã tính tốn mục trước Kích thước mã xác định theo hình dạng đơn giản chứa tất đường hàn + Tính tốn cánh nối: Lực tính tốn nối cánh dưới: Chọn ghép nối cánh tiết diện 350x12 Diện tích quy ướt mối nối: Ứng suất quy ướt diện tích nối quy ước: Lực truyền qua ghép: Chọn chiều cao đường hàn Tổng chiều dài cần thiết liên kết ghép với cánh giàn: Lực truyền qua mã: Tổng chiều dài cần thiết liên kết mã với cánh giàn: + Tính tốn nối mã: Lực truyền qua hai nối: Trong đó: lực xiên , Chọn chiều cao đường hàn Tổng chiều dài cần thiết liên kết nối với mã: Trên nối bố trí bu lơng đường kính để liên kết tạm thời khuếch đại giàn kiểm tra cường độ nối có kể đến giảm yếu hai lỗ bu lông: - Thiết kế nút khuếch đại cánh thường + Nội lực tính tốn: CT9 Đ5 91,9 daN 290,95 daN 314,8 daN 278,62 daN + Thiết kế mã: Chiều dài cần thiết đường hàn liên kết giàn vào mã tính tốn mục trước Kích thước mã xác định theo hình dạng đơn giản chứa tất đường hàn 65 + Tính tốn cánh nối: Lực tính tốn nối cánh dưới: Chọn ghép nối cánh tiết diện 300x10 Diện tích quy ướt mối nối: Ứng suất quy ướt diện tích nối quy ước: Lực truyền qua ghép: Chọn chiều cao đường hàn Tổng chiều dài cần thiết liên kết ghép với cánh giàn: Lực truyền qua mã: Tổng chiều dài cần thiết liên kết mã với cánh giàn: + Tính tốn nối mã: Lực truyền qua hai nối: Trong đó: lực xiên , Chọn chiều cao đường hàn Tổng chiều dài cần thiết liên kết nối với mã: Trên nối bố trí bu lơng đường kính để liên kết tạm thời khuếch đại giàn kiểm tra cường độ nối có kể đến giảm yếu hai lỗ bu lông: - Thiết kế nút trung gian cánh: + Nội lực tính tốn: CT7 CT8 X6 X7 Đ3 403,5 daN 384,28 daN 2807 daN 336,1 daN 251,7 daN 116,7 daN 272,7 daN 300,29 daN 8,7 daN 28,08 daN + Thiết kế mã: 67 + Thiết kế đường hàn liên kết cánh vào mã: Lực dọc hai cánh CT7 CT8: Lực xà gồ tác dụng lên cánh: Nội lực đường hàn sống: Nội lực đường hàn mép: Chọn chiều cao đường hàn Tổng chiều dài cần thiết liên kết đường hàn sống với đường hàn mép: ... Chiều cao bản bụng: Bề rộng bản cánh: Chiều dày bản cánh: Cột cửa trời - Chiều cao bản bụng: - Chiều cao bản bụng: - Bề rộng bản cánh: - Chiều dày bản cánh: Giàn vì kèo a Lựa chọn sơ? ?đồ? ?giàn vì kèo: ựa ... bản cánh Diện tích bản bụng A A f Aw 2 (cm ) (cm ) (cm2 ) 120 30 60 Moment quán tính quanh trục x Moment qn tính quanh trục y Mơ đun kháng uốn quanh trục x Bán kính quán ... bản cánh Diện tích bản bụng A A f Aw (cm2) (cm2) (cm2 ) 120 30 60 Moment quán tính quanh trục x Moment qn tính quanh trục y Mơ đun kháng uốn quanh trục x Wx (cm3) Bán