FILE MẪU ĐỒ ÁN THAM KHẢO, FILE ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 THẦY ĐINH THẾ HƯNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH. THIẾT KẾ NHÀ XƯỞNG MỘT TẦNG MỘT NHỊP. TÍNH TOÁN ĐẦY ĐỦ. BẢNG FULL THUYẾT MINH PHẦN TÍNH TOÁN CHI THIẾT
KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG PHẦN I TÍNH TOÁN CHUNG CÁC SỐ LIỆU CỦA ĐỒ ÁN: Thiết kế khung ngang nhà xưởng nhịp, tầng với số liệu sau: - Nhịp nhà: L = 30 m - Sức nâng cầu trục: Q = 30/5 T - Cao trình đỉnh ray: Hr = 8.0 m - Bước khung: B = m - Mặt công trình có chiều dài: £ =144 m - Độ dốc mái: i = 15% - Vật liệu lợp: tôn kim loại gtc = 0.08 kN/ m2 - Tải trọng tiêu chuẩn gió W0 = 95daN/m2 = 0,95 kN/m2, địa hình khu vực A - Chế độ làm việc trung bình, móc cẩu mềm - Cường độ thiết kế vật liệu thép: f = 23.0 kN/cm2, fu = 340 MPa, E = 21x104 MPa , r = 7.85 T/m2 - Cường độ thiết kế chịu nén móng bê tông cốt thép (BTCT): RB = 2.0 kN/cm2 CÁC SỐ LIỆU TRA BẢNG: Từ số liệu ban đầu: L , Q tra catologue cầu trục để chọn cầu trục phù hợp - Loại ray phù hợp: KP70, nhịp Lk=28.5m - Chiều cao ray đệm: hr=120 mm - Bề rộng gabarit cầu trục: Bk = 6300 mm (kích thước gabarit tính theo phương dọc nhà cầu trục) - Khoảng cách hai trục bánh xe cầu trục: K = 5100 mm - Chiều cao gabarit cầu trục: Hk = 2750 mm (khoảng cách từ mặt ray đến điểm cao cầu trục) - Kích thước B1 = 300 mm kể từ tim ray mép cầu trục (dùng để tính toán khe hở cầu trục mép cột trên) XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG: - Phải đảm bảo vận hành cầu trục - Phải đảm bảo chiều cao thông thủy để thuận tiện sản xuất SVTH:TIÊU TRÍ HÂY KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG - Phải đảm bảo nhịp cầu trục Lk 3.1 Kích thước theo phương đứng: a Chiều cao cột dưới: Chiều cao phần cột xác định theo công thức: Hd = Hr + H3 – hr – hdct Trong đó: + Hr: Cao trình đỉnh ray + H3 : Phần cột chôn ngầm mặt hoàn thiện (Chọn sơ H3 = m) + hr = 120 mm: Chiều cao ray đệm ray + hdct : chiều cao dầm cầu trục: - hdct = ( 1/10 – 1/6 )B = ( 1/10 -1/6 )8000 = ( 800 – 1333 ) mm - Chọn hdct = 850 mm Ø Chiều cao phần cột dưới: Hd = 8000 + – 120 – 850 = 6950 mm Choïn Hd = 7000 mm b Chiều cao cột trên: Chiều cao phần cột xác định theo công thức: Ht = H2 + hdct + hr Trong đó: + H2: Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang - H2 = Hk + 100 mm + f + Hk: kích thước gabarit cầu trục, từ mặt ray đến điểm cao xe Tra bẳng Hk = 2750 mm + 100: khe hở an toàn xe kết cấu + f: khe hở phụ, xét độ võng kết cấu mang lực mái việc bố trí giằng cánh 1 ´L = ´ 30000 = 300mm Lấy f = 100 100 - Kích thước H2 lấy theo bội số 200 mm Ø Chiều cao phần cột trên: Ht = 3150 + 800 + 120 = 4070 mm Choïn Ht = 4100 mm c Chiều cao sử dụng: Chiều cao sử dụng xác định theo công thức: SVTH:TIÊU TRÍ HÂY KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG Hsd = H1 + H2 = 7.0 - + 4.1 = 11.1 m 3.2 Kích thước theo phương ngang nhà: a Chiều cao tiết diện cột trên: ỉ 1 ổ 1 h ct = ỗ ữ H t = ỗ ữ 4100 = ( 342 ¸ 410 ) mm è 12 10 ø è 12 10 ø Choïn hct = 350 mm b Chiều cao tiết diện cột dưới: ỉ 1ư ổ 1ử h cd = ỗ ữ H d = ỗ ữ 8000 = ( 571 ¸ 1000 ) mm è 14 ø è 14 ø Chọn hcd = 750 mm c Khoảng cách từ tim ray trục định vị: L - L k 30000 - 28500 l= = = 750mm 2 - Để cầu trục làm việc an toàn theo phương dọc nhà, khoảng cách l từ tim ray trục định vị phải thoã mãn điều kiện: l ³ B1 + (hct – a) + D Trong đó: + B1: Phần đầu cầu trục từ ray đến mép lấy theo catologue cầu trục B1 = 300 mm + D: Khe hở an toàn cầu trục coọt laỏy baống 60 ữ75 mm đ choùn D = 75 mm + Khoảng cách a từ mép đến trục định vị lấy nhà có sức trục Q ≤ 30 tấn, chế độ làm việc trung bình ® chọn a = mm - Giả thiết trục định vị mép cột : D = l - h ct - B1 = 750 - 350 - 300 = 100mm > 75mm (thỏa) ® l = 750 mm = B1 + (hct – a) + D = 300 + (350 - 0) +100 = 750mm (thỏa) - Vậy trục định vị nằm trùng mép cột với hcd = l = 750 mm - Kiểm tra chiều cao tiết diện cột (nhà chế độ làm việc trung bình): H h cd ³ sd 20 11100 h cd = 750mm > = 555mm 20 ® Trị số chiều cao tiết diện cột chọn đạt yêu cầu SVTH:TIÊU TRÍ HÂY KẾT CẤU THÉP 3.3 - 3.4 - - Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG Kích thước dàn mái cửa mái: Chiều cao đầu dàn kèo: Hđd = 2000 mm Độ dốc mái i = 15% Chiều cao cửa mái: Hcm = 2000 mm Chiều rộng chân cửa mái: ỉ 1ư ỉ 1ư L cm = ỗ ữ L = ỗ ữ 30 = ( 5) m đ Choïn Lcm = m è 10 ø è 10 ø Kích thước khung ngang Nhà Công Nghiệp Hệ giằng nhà công nghiệp: Trong nhà công nhiệp thép hệ giằng phận quan trọng giúp giữ ổn định, tham gia chịu tải trọng theo phương dọc nhà giúp cố định tạm phận thi công Giảm bớt chiều dài tính toán cấu kiện chịu nén Truyền tải trọng theo phương dọc nhà Đảm bảo làm việc không gian hệ thống khung nhà xưởng, chịu lực hãm cầu trục Hệ giằng mái bao gồm giằng bố trí phạm vi từ cánh dàn trở lên, đặt mặt phẳng cánh trên, cánh giằng đứng dàn SVTH:TIÊU TRÍ HÂY KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG a Hệ giằng cột: Hệ giằng cột giằng cột b Hệ giằng mái: Hệ giằng mặt phẳng cánh trên, giằng mặt phẳng cánh hệ giằng đứng A B Hệ giằng cánh A B Hệ giằng cánh Hệ giằng cửa mái SVTH:TIÊU TRÍ HÂY KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG PHẦN II TÍNH TOÁN KHUNG NGANG XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG: 1.1 Tải trọng tác dụng lên mái: a Tải trọng thường xuyên (tónh tải): - Tải trọng thường xuyên gồm có trọng lượng thân kết cấu khung ngang, trọng lượng mái tôn, trọng lượng thân xà gồ, trọng lượng hệ giằng, trọng lượng dàn dầm cầu trục Các tải trọng tính khung đưa thành tải trọng phân bố xà ngang - Tải trọng tính toán mái tôn: + Tải trọng tính toán mái tôn (mặt mái): gtttôn = ng x gtctôn ( daN/m2 ) Trong đó: + ng = 1.05 - hệ số vượt tải + gtctôn = daN/m2 ® Tải trọng tính toán mái tôn (mặt mái): gtttôn = 1.05 x = 8.4 ( daN/m2 ) + Độ dốc mái i = 15% ® a = arctg (i) = 8.53 độ ® cos(a) = 0.989 ® Tải trọng tính toán mái tôn (mặt nhà): gttmtôn = gtttôn / cos(a) = 8.4 / 0.989 = 8.5 ( daN/m2 ) - Tải trọng tính toán xà gồ lớp cách nhiệt: gttxà gồ = ng x gtcxà gồ ( daN/m2 ) Trong đó: + ng = 1.05 - hệ số vượt tải + gtcxà gồ = 15 ÷ 20 daN/m2 – lấy theo kinh nghiệm ® Tải trọng tính toán xà gồ lớp cách nhiệt : gttxà goà = 1.05 x 20 = 21 ( daN/m2 ) - Tải trọng tính toán dàn, cửa trời hệ giằng (mặt nhà): gttd = ng x gtcd (daN/m2) Trong đó: + ng = 1.05 - hệ số vượt tải + gtcd = 15 ÷ 20 daN/m2 – lấy theo kinh nghiệm ® Tải trọng tính toán dàn, cửa trời hệ giằng (mặt nhà): gttd = 1.05 x 20 = 21 daN/m2 ® Như vậy: Tổng tải trọng thường xuyên (tónh tải) tác dụng lên mái: gttmái = gttmtôn + gttxà gồ + gttd = 8.5 + 18.9 +21 = 50.5 daN/m2 - Tónh tải phân bố mái quy tải phân bố khung ngang SVTH:TIÊU TRÍ HÂY KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG qttmái = gttmái x B daN/m ® qttmái = 50.5 x = 404 daN/m b Tải trọng tạm thời (hoạt tải): - Theo TCVN 2737:1995, hoạt tải mái (thi công sửa chữa) là: ptc = 30 ( daN/m2 ); hệ số vượt tải: np = 1.3 ® Hoạt tải tính toán tác dụng lên mái: ptt = np x ptc = 1.3 x 30 = 39 daN/m2 - Hoạt tải phân bố mái quy tải phân bố khung ngang Pttmái = ptt x B = 39 x = 312 daN/m 1.2 Tải trọng tác dụng lên cột: a Tải phản lực dàn: q ttmái ´ L 404 ´ 30 - Tónh tải: A = = = 6060 daN 2 tt Pmaù ´ L 312 ´ 30 ' i = = 4680 daN - Hoạt tải: A = 2 - Do tâm tiết diện cột cột không trùng nên phản lực A A’ gây cho cột vai cột momen lệch tâm + MA = A ´ e + M A' = A ' ´ e Trong đó: e khoảng cách lệch tâm tâm cột tâm cột trên: ( ht , hd bề rộng cột cột h + hd 750 + 350 e= t = = 550 mm 2 ® M A = 6060 ´ 0.55 = 3333 daN.m M A' = 4680 ´ 0.55 = 2574 daN.m b Tải trọng lượng thân dầm cầu trục: G dct = a dct ´ L2dct daN Trong đó: + a dct = 24 ÷ 37, với cầu trục sức trục trung bình (Q ≤ 75T) + Ldct (m): nhịp dầm cầu trục (chính bước cột nhà) ® Trọng lượng thân dầm cầu trục: G dct = 30 ´ 82 = 1920 daN c Tải trọng áp lực đứng bánh xe cầu trục lên vai cột: SVTH:TIÊU TRÍ HÂY KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG - Từ số liệu ban đầu nhịp nhà L = 30 m sức trục Q = 30 T, tra catologue cầu trục: + Ptcmax = 34.5 Tấn = 345 kN + GQ = 62 Taán = 620 kN + Gtcxc = 12 Taán = 120 kN + n0 = bánh - Áp lực lớn cầu trục tác dụng lên cột xác định theo đường ảnh hưởng bánh xe cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi (tương ứng với Ptcmax): Dmax = nQ x nc x Ptcmax x å yi - Áp lực nhỏ cầu trục tác dụng lên cột xác định theo đường ảnh hưởng bánh xe cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi (tương ứng với Ptcmin): Dmin = nQ x nc x Ptcmin x å yi - Trong đó: + nQ = 1.2 - hệ số vượt tải sức trục + nc =0.85 - hệ số vượt tải không đồng thời cầu trục + å yi - tổng tung độ đường ảnh hưởng phản lực gối tựa vị trí bánh xe cầu trục xác định theo thông số cầu trục (bề rộng B = 6300 mm, khoảng cách bánh xe K = 5100 mm) xếp bánh xe cầu trục sơ đồ sau: - y1 =1 6800 6800 - y2 = ´ y1 = ´ 1= 0.85 8000 8000 2900 2900 - y3 = ´ y1 = ´ 1= 0.3625 8000 8000 1700 1700 - y4 = ´ y1 = ´ 1= 0.2125 8000 8000 ® å yi = y1 + y2 + y3 + y4 = + 0.85 + 0.3625 + 0.125 = 2.3375 SVTH:TIEÂU TRÍ HÂY KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG + Ptcmax - áp lực lớn bánh xe cầu trục lên ray xe mang vật nặng vào sát vị trí cột; Ptcmax = 34.5 T + Ptcmin - áp lực nhỏ bánh xe cầu trục lên ray xe mang vật nặng vào phía bên Q + GQ 30 + 62 tc tc Pmin = - Pmax = - 34.5 = 11.5 T n0 ® Áp lực lớn cầu trục tác dụng lên cột xác định theo đường ảnh hưởng bánh xe cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi (tương ứng với Ptcmax): Dmax = nQ x nc x Ptcmax x å yi = 1.2 x 0.85 x 34.5 x 2.3375 = 82.26 T ® Áp lực nhỏ cầu trục tác dụng lên cột xác định theo đường ảnh hưởng bánh xe cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi (tương ứng với Ptcmin): Dmin = nQ x nc x Ptcmin x å yi = 1.2 x 0.85 x 11.5 x 2.3375 = 27.42 T - Vị trí áp lực Dmax, Dmin tác dụng cầu trục lệch tâm so với cột h 0.75 khoảng e = d = = 0.375m : 2 M max = D max ´ e = 82.26 ´ 0.375 = 30.85T.m M = D ´ e = 27.42 ´ 0.375 = 10.28T.m d Tải trọng lực hãm xe T (lực xô ngang): Lực hãm xe truyền qua bánh xe cầu chạy truyền vào dầm truyền vào khung thành lực hãm T, đặt cao trình mặt dầm hãm T = nQ x nc x Ttc1 x å yi Trong đó: - Ttc1 – lực ngang tiêu chuẩn bánh xe cầu trục hãm, tính công thức: Totc tc T1 = no + no – số bánh xe bên cầu trục + To – lực hãm ngang tác dụng lên toàn cầu trục, tính theo công thức: f (Q + G tcxc )n 'xc Totc = n xc - Q – sức trục cầu trục - Gtcxc – trọng lượng xe - n 'xc - số bánh xe hãm, thường nxc' = nxc - nxc – tổng số bánh xe xe SVTH:TIÊU TRÍ HÂY KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG - f – hệ số ma sát, lấy f = 0.1 móc mềm f(Q + G xc )n'xc 0.1 ´ (30 + 12) ´ tc ® To = = = 2.1 T n xc Totc 2.1 ®T = = = 1.05 T no tc ® T = nQ ´ n c ´ T tc1 ´ å y i = 1.2 ´ 0.85 ´ 1.05 ´ 2.3375 = 2.50 T 1.3 Tải trọng gió: - Công trình xây dựng địa hình khu vực A, có áp lực gió gió tiêu chuẩn Wo = 95 daN/m2, có trị số không đổi độ cao 10m, với độ cao lớn điều chỉnh hệ số k > 1, lúc gần coi phân bố dạng hình thang - Tải trọng gió tác dụng lên khung gồm: gió thổi lên tường dọc truyền vào cột dạng tải trọng phân bố phía đón gió phía khuất gió, gió thổi lên mái (tính từ cánh dàn kèo đến điểm cao mái) chuyển dạng lực tập trung đặt cao trình cánh kèo (xà ngang sơ đồ tính toán khung) - Tải trọng gió tính toán tác dụng lên khung tính theo công thức: W = g Q ´ Wo ´ k ´ c ´ B Trong đó: - gQ = 1.2 – hệ số vượt tải tải trọng gió - Wo = 95 daN/m2 – Áp lực gió tiêu chuẩn - c = 0.8 – Hệ số khí động, phụ thuộc vào hình dạng nhà, tra bảng 6, TCVN 2737 :1995 - k – hệ số tính đến thay đổi áp lực gió theo độ cao a Tải gió tác dụng lên cột: - Gió đẩy xác định theo công thức : qđ = g Q ´ Wo ´ B ´ ce ´ k - Gió hút xác định theo công thức : q h = g Q ´ Wo ´ B ´ ce3 ´ k Trong đó: + B – bước khung + ce: hệ số động phía đón gió lấy 0,8 + ce3: hệ số khí động phía khuất gió Hệ số khí động (Tiêu chuẩn “Tải trọng tác động 2737 –1995”): Bảng tra hệ số khí động mặt khuất gió: ce3 SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 10 KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG ® Chọn L50x5 có At =4.8cm2, ix = iy =1.51cm, Ix = Iy =11.0cm4, Cx = Cy =1.4cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L50x5 có: + A =2x4.8=9.6cm2, ix = 1.51cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é11.0 + (1.4 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 4.8ù = 49.744cm ë û IY 49.744 = = 2.28 cm A 9.6 - Kiểm tra độ mảnh: l l 600 600 lx = x = = 397.4 ; ly = y = = 263.2 i x 1.51 i Y 2.28 ® iY = ® lmax = lx = 397.4 < [ l ] = 400 (Thoả) - Kiểm tra bền: N 208.28 s= = = 21.70 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2) (Thỏa) A 9.6 ® Vậy tiết diện H2 2L50x5 c Thanh H3 (chịu kéo) N = 194.22 kN: - Chiều dài tính toán cánh mặt phẳng dàn mặt phẳng dàn là: l x = l y = l = 600 cm - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 194.22 A yc = = = 8.9 (cm2) fg c 23 ´ 0.95 - Độ mảnh cho phép cánh chịu kéo 400 l 600 i xyc = x = = 1.5cm [ l ] 400 i yyc = Loy [l ] = 600 = 1.5cm 400 ® Chọn L50x5 có At =4.8cm2, ix = iy =1.51cm, Ix = Iy =11.0cm4, Cx = Cy =1.4cm SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 48 KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L50x5 có: + A =2x4.8=9.6cm2, ix = 1.51cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù êë úû + I Y = é11.0 + (1.4 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 4.8ù = 49.744cm ë û IY 49.744 = = 2.28 cm A 9.6 - Kiểm tra độ mảnh: l l 600 600 lx = x = = 397.4 ; ly = y = = 263.2 i x 1.51 i Y 2.28 ® iY = ® lmax = lx = 397.4 < [ l ] = 400 (Thoả) - Kiểm tra bền: N 194.22 s= = = 20.23 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2 ) (Thỏa) A 9.6 ® Vậy tiết diện H3 2L50x5 3.3 Thanh bụng: a Thanh xiên đầu dàn X1 (chịu nén N = 144.65 kN: - Thanh xiên đầu dàn có hệ dàn phân nhỏ, chiều dài tính toán bụng xiên X1 mặt phẳng dàn là: l x = 0.5 ´ l = 0.5 ´ 387.3 = 193.65 cm l y = l = 387.3 cm Giả thuyết lgt =100 tra bảng j =0.556 - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 144.65 A yc = = = 6.0 (cm2) 2j f g c ´ 0.556 ´ 23 ´ 0.95 - Độ mảnh cho phép xiên đầu dàn chịu nén 120 l 193.65 i xyc = x = = 1.61cm [ l ] 120 i yyc = ly [l ] = 387.3 = 3.23cm 120 ® Chọn L75x6 có At =8.73cm2, ix = iy =2.29cm, Ix = Iy =45.8cm4, SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 49 KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG Cx = Cy =2.05cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L75x6 có: + A =2x8.73=17.46cm2, ix = 2.29cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù êë úû + I Y = é 45.8 + ( 2.05 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 8.73ù = 188.02cm ë û IY 188.02 = = 3.282 cm A 17.46 - Kiểm tra độ mảnh: l l 193.65 387.3 lx = x = = 84.6 ; ly = y = = 118 ix 2.29 i Y 3.282 ® iY = ® lmax = ly = 118 < [ l ] = 120 (thoả) ® j = 0.4458 - Kiểm tra bền: N 144.65 s= = = 18.58 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2 ) (Thỏa) jmin A 0.4458 ´ 17.46 ® Vậy tiết diện X1 2L75x6 b Thanh xiên X2 (chịu kéo N = 59.11 kN): - Chiều dài tính toán xiên mặt phẳng dàn mặt phẳng dàn là: l x = 0.8 ´ 0.5 ´ l = 0.8 ´ 0.5 ´ 387.3 = 154.92 cm l y = l = 387.3 cm - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 59.11 A yc = = = 2.7 (cm2) f g c 23 ´ 0.95 - Độ mảnh cho phép cánh chịu kéo 400 l 154.92 i xyc = x = = 0.387cm [ l ] 400 i yyc = SVTH:TIÊU TRÍ HÂY ly [l ] = 387.3 = 0.968cm 400 50 KEÁT CAU THEP ể&ẻ GVHD: TS ẹINH THE HệNG đ Chọn L50x5 có At =4.8cm2, ix = iy =1.51cm, Ix = Iy =11.0cm4, Cx = Cy =1.4cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L50x5 có: + A =2x4.8=9.6cm2, ix = 1.51cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é11.0 + (1.4 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 4.8ù = 49.744cm ë û IY 49.744 = = 2.28 cm A 9.6 - Kiểm tra độ mảnh: l l 193.65 387.3 lx = x = = 128.2 ; ly = y = = 169.9 i y 2.28 ix 1.51 ® iY = ® lmax = lx = 169.9 < [ l ] = 400 (thoả) - Kiểm tra beàn: N 59.11 s= = = 6.13 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2 ) (Thoûa) A 9.6 Vậy tiết diện X2 2L50x5 c Thanh xiên X3 (chịu nén N = 68.44 kN: - Thanh xiên có hệ dàn phân nhỏ, chiều dài tính toán bụng xiên X3 mặt phẳng dàn là: l x = 0.8 ´ 0.5 ´ l = 0.8 ´ 0.5 ´ 449.7 = 179.88 cm l y = l = 449.7 cm Giả thuyết lgt =100 tra bảng j =0.556 - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 68.44 A yc = = = 2.84 (cm2) 2j f g c ´ 0.556 ´ 23 ´ 0.95 ® Chọn L63x5 có At =6.13cm2, ix = iy =1.94cm, Ix = Iy =23.10cm4, Cx = Cy =1.74cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L63x5 có: SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 51 KẾT CẤU THÉP GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG Ĩ&Ỵ + A =2x6.13=12.26cm2, ix =1.94cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é 23.10 + (1.74 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 6.13ù = 97.22cm ë û IY 97.22 = = 2.816 cm A 12.26 - Tính kiểm tra độ mảnh: l 449.7 l 179.88 lx = x = = 92.7 ; ly = y = = 159.7 i y 2.816 ix 1.94 ® iY = ® lmax = ly = 159.7 ® j = 0.2565 [l ] = 220 - 60a với a = N 68.44 = = 0.996 jmin.A.f g c 0.2565 ´ 12.26 ´ 23 ´ 0.95 ® [ l ] = 220 - 60a = 220 - 60 ´ 0.996 = 160.2 > lmax = 159.7 (thoûa) - Kiểm tra bền: N 68.44 s= = = 21.76 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2 ) (Thỏa) jmin A 0.2565 ´ 12.26 ® Vậy tiết diện X3 2L63x5 d Thanh xiên X4 (chịu nén N = 31.70 kN): - Thanh xiên có hệ dàn phân nhỏ, chiều dài tính toán bụng xiên X3 mặt phẳng dàn là: l x = 0.8 ´ 0.5 ´ l = 0.8 ´ 0.5 ´ 449.7 = 179.88 cm l y = l = 449.7 cm Giả thuyết lgt =100 tra bảng j =0.556 - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 31.7 A yc = = = 1.3 (cm2) 2j f g c ´ 0.556 ´ 23 ´ 0.95 ® Chọn L63x5 coù At =6.13cm2, ix = iy =1.94cm, Ix = Iy =23.10cm4, Cx = Cy =1.74cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L63x5 có: SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 52 KẾT CẤU THÉP GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG Ĩ&Ỵ + A =2x6.13=12.26cm2, ix =1.94cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é 23.10 + (1.74 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 6.13ù = 97.22cm ë û IY 97.22 = = 2.816 cm A 12.26 - Tính kiểm tra độ mảnh: l 449.7 l 179.88 lx = x = = 92.7 ; ly = y = = 159.7 i y 2.816 ix 1.94 ® iY = ® lmax = ly = 159.7 ® j = 0.2565 [l ] = 220 - 60a với a = N 68.44 = = 0.461 jmin.A.f g c 0.2565 ´ 12.26 ´ 23 ´ 0.95 ® [ l ] = 220 - 60a = 220 - 60 ´ 0.461 = 192.3 > lmax = 159.7 (thỏa) - Kiểm tra bền: N 31.7 s= = = 10.08 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2 ) (Thoûa) jmin A 0.2565 ´ 12.26 ® Vậy tiết diện X4 2L63x5 e Thanh xiên X5 (chịu nén N = 26.22 kN): - Thanh xiên có hệ dàn phân nhỏ, chiều dài tính toán bụng xiên X5 mặt phẳng dàn là: l x = 0.8 ´ 0.5 ´ l = 0.8 ´ 0.5 ´ 520.2 = 208.1 cm l y = l = 520.2 cm Giaû thuyết lgt =100 tra bảng j =0.556 - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 26.22 A yc = = = 1.1 (cm2) 2j f g c ´ 0.556 ´ 23 ´ 0.95 ® Chọn L63x5 có At =6.13cm2, ix = iy =1.94cm, Ix = Iy =23.10cm4, Cx = Cy =1.74cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L63x5 có: SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 53 KẾT CẤU THÉP GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG Ĩ&Ỵ + A =2x6.13=12.26cm2, ix =1.94cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é 23.10 + (1.74 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 6.13ù = 97.22cm ë û IY 97.22 = = 2.816 cm A 12.26 - Tính kiểm tra độ maûnh: l 520.2 l 208.1 lx = x = = 107.3 ; ly = y = = 184.7 i y 2.816 i x 1.94 ® iY = ® lmax = ly = 184.7 ® j = 0.1959 [l ] = 220 - 60a với a = N 26.22 = = 0.4996 jmin.A.f g c 0.1959 ´ 12.26 ´ 23 ´ 0.95 ® [ l ] = 220 - 60a = 220 - 60 ´ 0.4996 = 190 > lmax = 184.7 (thỏa) - Kiểm tra bền: s= N jmin A = 26.22 = 10.92 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 0.1959 ´ 12.26 ® Vậy tiết diện X5 2L63x5 f Thanh đứng D1 (chịu nén N = 28.90 kN): - Chiều dài tính toán bụng đứng D1 đầu dàn mặt phẳng dàn là: l x = l y = l = 200 cm Giả thuyết lgt =100 tra bảng j =0.556 - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 28.90 A yc = = = 1.2 (cm2) 2j f g c ´ 0.556 ´ 23 ´ 0.95 - Độ mảnh cho phép đứng đầu dàn chịu nén là120 l 200 i xyc = x = = 1.67cm [ l ] 120 SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 54 KẾT CẤU THÉP i yyc = Ĩ&Ỵ ly [l ] = GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG 200 = 1.67cm 120 ® Chọn L56x5 có At =5.41cm2, ix = iy =1.72cm, Ix = Iy =16cm4, Cx = Cy =1.57cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L56x5 có: + A =2x5.42=10.82cm2, ix = 1.72cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é16.0 + (1.57 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 5.42 ù = 69.836cm ë û IY 69.836 = = 2.54 cm A 10.82 - Kieåm tra độ mảnh: l l 200 200 lx = x = = 116.3 ; ly = y = = 78.7 i x 1.72 i Y 2.54 ® iY = ® lmax = lx = 116.3 < [ l ] = 120 Þ jmin = 0.4557 - Kiểm tra bền: N 28.9 s= = = 5.86 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2) (Thoûa) jmin A 0.4557 ´ 10.82 ® Vậy tiết diện D1 2L56x5 g Thanh đứng D2 (chịu kéo N = 7.96 kN): - Chiều dài tính toán bụng đứng D2 mặt phẳng dàn là: l x = 0.8 ´ l = 0.8 ´ 290 = 232 cm l x = l = 290 - Diện tích tiết diện yêu caàu: N 7.96 A yc = = = 0.36 (cm2) f g c 23 ´ 0.95 - Độ mảnh cho phép cánh chịu kéo 400 l 232 i xyc = x = = 0.58cm [ l ] 400 SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 55 KẾT CẤU THÉP i yyc = Ĩ&Ỵ ly [l ] = GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG 290 = 0.725cm 400 ® Chọn L50x5 có At =4.8cm2, ix = iy =1.51cm, Ix = Iy =11.0cm4, Cx = Cy =1.4cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L50x5 có: + A =2x4.8=9.6cm2, ix = 1.51cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é11.0 + (1.4 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 4.8ù = 49.744cm ë û IY 49.744 = = 2.28 cm A 9.6 - Kiểm tra độ mảnh: l l 232 290 lx = x = = 153.6 ; ly = y = = 83.3 i x 1.51 i Y 2.28 ® iY = ® lmax = lx = 153.6 < [ l ] = 400 (Thoả) - Kiểm tra bền: N 7.96 s= = = 0.83 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2) (Thỏa) A 9.6 ® Vậy tiết diện D2 2L50x5 h Thanh đứng D3 (chịu kéo N = 7.02 kN): - Chiều dài tính toán bụng đứng D3 mặt phẳng dàn là: l x = 0.8 ´ l = 0.8 ´ 380 = 304 cm l y = l = 380 cm - Diện tích tiết diện yêu caàu: N 7.02 A yc = = = 0.32 (cm2) f g c 23 ´ 0.95 - Độ mảnh cho phép cánh chịu kéo 400 l 304 i xyc = x = = 0.76cm [ l ] 400 SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 56 KẾT CẤU THÉP i yyc = Ĩ&Ỵ ly [l ] = GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG 380 = 0.95cm 400 ® Chọn L50x5 có At =4.8cm2, ix = iy =1.51cm, Ix = Iy =11.0cm4, Cx = Cy =1.4cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L50x5 có: + A =2x4.8=9.6cm2, ix = 1.51cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é11.0 + (1.4 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 4.8ù = 49.744cm ë û IY 49.744 = = 2.28 cm A 9.6 - Kiểm tra độ mảnh: l l 304 380 lx = x = = 201.3 ; ly = y = = 166.7 i x 1.51 i Y 2.28 ® iY = ® lmax = lx = 201.3 < [ l ] = 400 (Thoả) - Kiểm tra bền: N 7.02 s= = = 0.73 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2) (Thỏa) A 9.6 ® Vậy tiết diện D3 2L50x5 i Thanh đứng phụ: Ø Thanh Dp1 chịu nén N = 27.57kN - Chiều dài tính toán bụng đứng có chiều dài tính toán mặt phẳng dàn là: lx = l y = l = 100 cm Giaû thuyết lgt =100 tra bảng j =0.556 - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 27.57 A yc = = = 1.1 (cm2) 2j f g c ´ 0.556 ´ 23 ´ 0.95 - Độ mảnh cho phép đứng đầu dàn chịu nén là120 l 200 i xyc = x = = 1.67cm [ l ] 120 SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 57 KẾT CẤU THÉP i yyc = Ĩ&Ỵ ly [l ] = GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG 200 = 1.67cm 120 ® Chọn L50x5 có At =4.8cm2, ix = iy =1.51cm, Ix = Iy =11.0cm4, Cx = Cy =1.4cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L50x5 có: + A =2x4.8=9.6cm2, ix = 1.51cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é11.0 + (1.4 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 4.8ù = 49.744cm ë û IY 49.744 = = 2.28 cm A 9.6 - Kiểm tra độ mảnh: l l 100 100 lx = x = = 66.23 ; ly = y = = 43.86 i x 1.51 i Y 2.28 ® iY = ® lmax = lx = 66.23 < [ l ] = 120 ® jmin = 0.7797 - Kiểm tra beàn: N 27.57 s= = = 3.68 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2) (Thoûa) jmin A 0.7797 ´ 9.6 ® Vậy tiết diện Dp1 2L50x5 Ø Thanh Dp2 ÷Dp5 chịu kéo lớn Nmax = 23.11kN - Chiều dài tính toán bụng đứng Dp2 ÷Dp5 mặt phẳng dàn lớn laø: lx = l y = lmax = 190 cm - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 23.11 A yc = = = 1.1 (cm2) f g c 23 ´ 0.95 - Độ mảnh cho phép cánh chịu kéo 400 l 190 i xyc = x = = 0.475cm [ l ] 400 SVTH:TIEÂU TRÍ HÂY 58 KẾT CẤU THÉP i yyc = Ĩ&Ỵ ly [l ] = GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG 190 = 0.475cm 400 ® Chọn L50x5 có At =4.8cm2, ix = iy =1.51cm, Ix = Iy =11.0cm4, Cx = Cy =1.4cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L50x5 có: + A =2x4.8=9.6cm2, ix = 1.51cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é11.0 + (1.4 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 4.8ù = 49.744cm ë û IY 49.744 = = 2.28 cm A 9.6 - Kiểm tra độ mảnh: l l 190 190 lx = x = = 125.8 ; ly = y = = 83.3 i x 1.51 i Y 2.28 ® iY = ® lmax = lx = 125.8 < [ l ] = 400 (Thoả) - Kiểm tra bền: N 23.11 s= = = 2.41 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2) (Thỏa) A 9.6 ® Vậy tiết diện Dp2 ÷ Dp5 2L50x5 j Thanh xiên phụ: Ø Thanh Xp1 chịu kéo N = 29.65kN - Chiều dài tính toán bụng đứng Xp1 mặt phẳng dàn là: l x = l y = l = 168.8 cm - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 29.65 A yc = = = 1.4 (cm2) f g c 23 ´ 0.95 - Độ mảnh cho phép cánh chịu kéo 400 l 168.8 i xyc = x = = 0.422cm [ l ] 400 SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 59 KẾT CẤU THÉP i yyc = Ĩ&Ỵ ly [l ] = GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG 168.8 = 0.422cm 400 ® Chọn L50x5 coù At =4.8cm2, ix = iy =1.51cm, Ix = Iy =11.0cm4, Cx = Cy =1.4cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L50x5 có: + A =2x4.8=9.6cm2, ix = 1.51cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é11.0 + (1.4 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 4.8ù = 49.744cm ë û IY 49.744 = = 2.28 cm A 9.6 - Kiểm tra độ mảnh: l l 168.8 168.8 lx = x = = 111.8 ; ly = y = = 74 i x 1.51 i Y 2.28 ® iY = ® lmax = lx = 111.8 < [ l ] = 400 (Thoả) - Kiểm tra beàn: N 29.65 s= = = 3.09 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2) (Thoûa) A 9.6 ® Vậy tiết diện Xp1 2L50x5 Ø Thanh Xp2 ÷ Xp5 chịu nén lớn N = 58.22kN - Chiều dài tính toán bụng đứng Xp2 ÷ Xp5 có chiều dài tính toán mặt phẳng dàn lớn là: l x = 0.8lmax = 0.8 ´ 208.1 = 166.5 cm l y = lmax = 208.1 cm Giả thuyết lgt =100 tra bảng j =0.556 - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 58.22 A yc = = = 2.4 (cm2) 2j f g c ´ 0.556 ´ 23 ´ 0.95 - Diện tích tiết diện yêu cầu: N 68.44 A yc = = = 2.84 (cm2) 2j f g c ´ 0.556 ´ 23 ´ 0.95 SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 60 KẾT CẤU THÉP Ĩ&Ỵ GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG ® Chọn L50x5 có At =4.8cm2, ix = iy =1.51cm, Ix = Iy =11.0cm4, Cx = Cy =1.4cm - Tính đặc trưng hình học tiết diện 2L50x5 có: + A =2x4.8=9.6cm2, ix = 1.51cm + I Y = é I y + ( C y + 0.5t bm ) A t ù ëê ûú + I Y = é11.0 + (1.4 + 0.5 ´ 0.6 ) ´ 4.8ù = 49.744cm ë û IY 49.744 = = 2.28 cm A 9.6 - Tính kiểm tra độ mảnh: l l 166.5 208.1 lx = x = = 110.3 ; ly = y = = 91.3 i y 2.28 i x 1.51 ® iY = ® lmax = lx = 110.3 ® jmin = 0.491 [l ] = 220 - 60a với a = N 58.22 = = 0.565 jmin.A.f g c 0.491 ´ 9.6 ´ 23 ´ 0.95 ® [ l ] = 220 - 60a = 220 - 60 ´ 0.565 = 186.1 > lmax = 110.3 (thỏa) - Kiểm tra bền: N 58.22 s= = = 12.35 < fg c = 0.95 ´ 23 = 21.85 (kN/cm2 ) (Thoûa) jmin A 0.491 9.6 đ Vaọy tieỏt dieọn Xp2 ữ Xp5 2L50x5 SVTH:TIÊU TRÍ HÂY 61 KẾT CẤU THÉP S T T Loaïi Thanh T1 T2 T3 T4 T5 H1 H2 H3 D1 10 D2 11 D3 12 X1 13 X2 14 X3 15 X4 16 X5 17 Dp1 18 Dp2-Dp5 19 Xp1 20 Xp2-Xp5 Lực Dọc N l Thiết Kế lx ly Chọn Đặc trưng hình học Thép Hình (KN) (cm) (cm) (cm) Ký hiệu -66.23 -129.48 -146.94 -172.57 -166.82 127.49 208.28 194.22 -28.90 7.96 7.02 -144.65 59.11 -68.44 -31.70 -26.22 -27.57 23.11 29.65 -58.22 303.4 303.4 303.4 303.4 303.4 600 600 600 200 290 380 387.3 387.3 449.7 449.7 520.2 100 190 168.8 260.1 151.7 151.7 151.7 151.7 151.7 600 600 600 200 232 304 193.65 193.65 224.85 224.85 260.1 100 190 168.8 208.08 151.7 151.7 151.7 151.7 151.7 600 600 600 200 290 380 387.3 387.3 449.7 449.7 520.2 100 190 168.8 260.1 2L50x5 2L63x5 2L63x5 2L63x5 2L63x5 2L50x5 2L50x5 2L50x5 2L56x5 2L50x5 2L50x5 2L75x6 2L50x5 2L63x5 2L63x5 2L63x5 2L50x5 2L50x5 2L50x5 2L50x5 SVTH:TIÊU TRÍ HÂY GVHD: TS ĐINH THẾ HƯNG Ĩ&Ỵ A chọn ix iy (cm ) (cm) (cm) 9.6 12.26 12.26 12.26 12.26 9.6 9.6 9.6 10.82 9.6 9.6 17.46 9.6 12.26 12.26 12.26 9.6 9.6 9.6 9.6 1.51 1.94 1.94 1.94 1.94 1.51 1.51 1.51 1.72 1.51 1.51 2.29 1.51 1.94 1.94 1.94 1.51 1.51 1.51 1.51 2.28 2.816 2.816 2.816 2.816 2.28 2.28 2.28 2.54 2.28 2.28 3.282 2.28 2.816 2.816 2.816 2.28 2.28 2.28 2.28 lx ly 100.5 78.2 78.2 78.2 78.2 397.4 397.4 397.4 116.3 153.6 201.3 84.6 128.2 115.9 115.9 134.1 66.23 125.8 111.8 137.8 66.5 53.9 53.9 53.9 53.9 263.2 263.2 263.2 78.7 83.3 166.7 118 169.9 159.7 159.7 184.7 43.86 83.3 74 114.1 s [l] [s] j (kN/cm2) (kN/cm2) 120 120 120 120 120 400 400 400 120 400 400 120 400 160.2 160.2 190 120 400 400 170.2 0.5531 0.7093 0.7093 0.7093 0.7093 0.4557 0.4458 0.2565 0.2565 0.1959 0.7797 0.341 12.47 14.89 17.00 19.84 19.19 13.28 21.70 20.23 5.86 0.83 0.73 18.58 6.13 21.76 10.08 10.92 3.68 2.41 3.09 17.78 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 21.85 62 ... diện: 32. 6 ´ 1.43 1.4 ỉ J x2 = + 32. 6 ´ 1.4 ´ ç 2. 50- ÷ 12 ø è · +2 ´ é 20 9 +22 .8 ´ ( 2. 91+1.4 -2. 50 ) ù = 579.88(cm ) ë û J 579.88 =2. 52( cm) · i x2 = x = Af 91 .24 1.4 ´ 32. 63 · J y2 = +2 ´ [20 9 +22 .8... 3.76 2. 90 0.33 0.37 -3.60 -3.03 -0. 12 -0.15 7. 02 X1 -79.87 -61.68 -1. 82 -1.97 52. 88 72. 65 -0.18 -1. 12 X2 32. 50 25 .10 -2. 28 -3 .26 -17. 12 -34.80 0.67 1. 52 X3 -37.78 -29 .18 -0. 92 -0.70 28 .48 32. 82. .. ´ 32. 63 = + 2? ? + 16. 92 ´ 1 .2 ´ 30ú = 23 459.7 (cm4) 12 ë 12 û t b3 h t 1 .2 ´ 303 32. 6 ´ 1.03 Jy = f f + w w = ´ + = 54 02. 72 (cm4) 12 12 12 12 2J ´ 23 459.7 W= x = = 1340.55 (cm3) h 35 ix = Jx 23 459.7