Đồ án kết cấu thép nhà công nghiệp nhịp 21m

ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long LỜI GIỚI THIỆU Sinh viên Bách Khoa sau học môn kết cấu thép kết cấu thép phép làm đồ án giúp đỡ thầy hướng dẫn Thiết kế kết cấu thép khung nhà công nghiệp tầng đồ án chuyên nghành quan trọng sinh viên đại học nghành Xây dựng dân dụng Công nghiệp thuộc hệ quy không quy Thiết kế khung thép nhà công nghiệp tầng công việc thường gặp kỹ sư kết cấu Do tầm quan trọng đồ án lớn Đồ án nhận ngày 10/10/2007 hoàn thành ngày 20/12/2007 Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Ngô Vi Long hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án h0 CỬA MÁI DÀN MÁI Cột Ht Nhịp cầu trục Hr Cao trình đỉnh ray Cẩu vật Q Hr Hd Cầu trục Cột NHỊP NHÀ A SƠ ĐỒ KHUNG NGANG B Sơ đồ khung Công Nghiệp tầng cần thiết kế SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long A SỐ LIỆU THIẾT KẾ: I Các số liệu chung: - Gió vùng II - Bước cột - Chiều dài công trình - Tuổi thọ công trình - VL thép : q0 = 83 daN/m2 :B = 6m : 90 – 150 m : 50 naêm : R= 21 KN/cm2 E = 2.1*104 , µ= 0.3 , γ = 7850 kg/m2 - Que hàn : E42, E42A hay tương đương Hàn tay, kiểm tra đường hàn siêu âm Bê tông móng đá 1*2, Mác ≥ 250, Bulông độ bền lớp 5.6, 6.6, 5.8 II Số liệu thiết kế riêng: - Nhịp nhà : L = 21 m - Cao trình đỉnh ray : Hr = 8.7 m - Sức trục : Q = 100 KN - Vật liệu lợp : Panel Bêtông cốt thép III Các số liệu tra bảng: Từ số liệu thiết kế , chọn cầu trục có đặc trưng : Nhịp cầu trục : Lk = 20000mm Hk = 1900 mm Bề rộng cầu trục : Bk = 6300 mm Nhịp cầu trục : Lk = 20 m Khoảng cách trục bánh xe : K = 4400 mm Khoảng cách tim ray đến mép cầu trục : B1 = 260 mm Áp lực bánh xe lên ray : Pcmax = 14.5 T, Pcmin = 3.5 T Trọng lượng xe : G = 5.6 T Trọng lượng toàn cầu trục : 26 T SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long B.TÍNH TOÁN KHUNG NGANG I XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG : Kích thước theo phương đứng : - Chiều cao thực cột : H t = hr + hdcc + H k + 100 + f Chiều cao ray đệm : giả định lấy Hr = 200 mm Chiều cao dầm cầu chạy lấy: hdcc=1/10 B = 600 mm Không bố trí đoạn cột chôn đất : hm = Chiều cao gabarit cầu trục : Hk = 1900 mm Độ võng dàn mái : 1/100 nhịp nhà : f = 210 mm Từ tính : Chiều cao cột trên: H t = hr + hdcc + H k + 100 + f = 200 + 600 + 1900 + 100 + 210 = 3010 mm Chiều cao cột dưới: Hd = Hr – hr –hdcc + hm = 8700 – 200 – 600 + = 7900mm Lấy tròn số ta chọn sau : Ht = 3200 mm Hd = 8000 mm Xác định kích thước theo phương ngang : - Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị : λ= L − LK 21000 − 20000 = = 500mm 2 -Chiều cao tiết diện cột , chọn sơ : ht = (1/10 đến 1/11) Ht = 290 mm ÷ 320 mm , chọn ht = 360 mm -Khoảng cách trục định vị đến mép cột a ≥ ht + B1 + D − λ = 360 + 260 + 60 -500 =180 mm, chọn a = 180 mm Trục định vị trùng tim cột Với D = 60 mm: khe hở an toàn đầu mút cầu trục mép cột -Bề rộng cột xác định theo công thức : hd = λ + a = 500 + 180 = 680 mm II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG : 1Tónh tải mái : Trọng lượng lớp mái : Panen cỡ lớn : 150daN /m2 , n = 1.1 Bêtông cách nhieät: 40daN/m , n = 1.2 SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long Lớp chống thấm 10daN/m2, n = 1.2 Vữa tô trát 80 daN/m , n = 1.2 Gạch nem 120 daN/m , n = 1.1 Tổng tải trọng tính toán : qtt = 150x1.1 + 40x1.2 + 10x1.2 + 80x1.2 + 120x1.1 = 453daN / m2 - Trọng lượng kết cấu mái cộng hệ giằng : g1tt = g1tc n = 30 x1.2 = 36(daN / m ) Tónh tải mái dồn khung ngang Tải trọng lớp lợp kết cấu mái hệ giằng coi tải phân bố suốt nhịp nhà xưởng - Trọng lượng kết cấu cửa mái : g 2tt = g 2tc n = 15 x1.2 = 18(daN / m ) Tải trọng cửa mái coi phân bố bề rộng cửa mái Tải trọng sửa chữa mái : Theo TCVN -1995 : Mái lợp panen btct : 75 daN/ m2 mặt nhà xưởng n = 1.3 Độ dốc mái: i = 1/10 75 tt Giá trị tính toán : p ht = cos(arctan(1 / 10)) x1.3 = 98(daN / m ) Tải sửa chửa dồn khung thành tải phân bố : Áp lực cầu trục lên vai cột : Dmax = n.nc Pmax ∑ y i p httt B = 98 x6 = 588(daN / m) Dmin = n.nc Pmin ∑ yi , n = 1.1 ; nc = 0.9 Tra baûng cầu trục có : Pmax = 145 KN Tổng trọng lượng cầu trục : G = 26 T Số bánh xe bên ray : n0 = Pmin = Q+G 100 + 260 − Pmax = − 145 = 35 KN n0 Dùng lý thuyết đường ảnh hưởng cho hệ dầm đơn giản , tải khảo sát hàm tuyến tính để tìm vị trí bánh xe dầm cầu chạy cho giá trị max ∑ yi Với số liệu cụ thể : B = 6300mm K = 4400mm , cách xắp tải sau cho giá trị max ( ∑ yi ) từ cho giá trị max áp lực lên vai cột : SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long P P y1 y2 ∑y i P P y3 = y1 + y + y = 1.95 Dmax = n.nc Pmax ∑ y i = 1.1x0.9x14.5x1.95 = 28 T = 280 KN Dmin = n.nc Pmin ∑ yi = 1.1x0.9x3.5x1.95 = 6.76T= 67.6 KN Lực xô ngang cầu trục : Các số liệu : Gxc = 56 kN Móc mềm có : fms = 0.1 n’xc = : số bánh xe hãm nxc = : tổng số bánh xe Lực hãm ngang tác dụng lên toàn cầu trục : T0 = Q + G xc 100 + 56 f ms n xc' = 0.1x = 7.8 KN n xc Lực ngang tiêu chuẩn bánh xe lên cầu trục hãm : T1 = T0 7.8 = = 3.9kN n0 Lực xô ngang cầu truïc : T = n.n1T1 ∑ yi = 1.1x0.9 x3.9 x1.95 = 7.529 kN Lực xô ngang cao trình mặt dầm cầu chạy cách vai cột 0.6m tức cao trình 8.6m Tải trọng gió : 1 Bề rộng cửa mái lấy m ( − ) nhịp nhà Cao trình cánh : H = 3.2 + = 11.2 m → k = 1.08 Cao trình đỉnh mái : H = 11.2 +2.2+ 10.5*1/10 + 1.5 = 15.95 m → k = 1.09 ktb = 1.08 + 1.09 = 1.085 -Tải phân bố tác dụng lên cột Với độ cao 10m trở xuống, áp lực gió xem không đổi bằng: 83daN/m q1 =q0.n.c.k.B = 83x1.3x0.8x1x6 = 517.92 daN/m = 5.18 kN/m Từ độ cao 10m đến 11.2m, áp lực gió phân bố theo quy luật hình thang Giá trị q độ cao 11.2m: SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long q2= q0.n.c.k.B = 83x1.3x0.8x1.08x6 = 559.35 daN/m = 5.59 kN/m Moment lực tập trung gây chân coät: 11.2 11.2 − 10.0 + (q2 − q1 ) (10 + (11.2 − 10)) M= q1 2 11.2 1.2 + 0.41 x10.8 = 327.55kNm = 5.18 2 Quy lực tác dụng lên cột lực phân bố với điều kiên cân moment, ta coù: 2M x327.55 = = 5.222kN / m 11.2 11.2 0.5 0.5 = 5.222 × = 3.264kN / m Tương tự : qh= q d 0.8 0.8 qd= Tải tập trung đặt đáy keøo W = n.q0 kB ∑ ci hi W ' = n.q kB ∑ ci' hi Caùc số liệu có : q0 = 83 daN / m2 n = 1.3 , hệ số vượt tải B=6m Tính c1 tra bảng nội suy : i = → α = 5.7106 10 H 15.95 = = 0.5317 L 21 Từ α H / L , nội suy có c1 = -0.691 AÙ Tính c3 : H / L = 0.68 ∑ B / L = 11x6 / 30 = 2.2 > → c3 = -0.536 SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngoâ Vi Long -0.6 c1=-0.69 0.7 -0.6 -0.6 c3=-0.536 Wd Wh 0.8 q q d h Tính tải tập trung : Wd = n.q kB ∑ ci hi = 1.3x83x1.085x6x(0.8x2.2-0.691x0.65+0.7x1.5-0.8x0.4) = = 1433.552 daN = 14.335 kN Wh = n.q kB∑ ci' hi = 1.3x83x1.085x6x(-0.6x0.6-0.6x1.5-0.6x0.65-0.536x2.2) = = -1987.32 daN =- 19.873 kN III XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG NGANG : Thay sơ đồ tính toán thực khung sơ đồ đơn giản hóa, với giả thiết sau: -Thay dàn xà ngang đặc có độ cứng tương đương đặt cao trình cánh dàn Độ cứng xà ngang tương đương với dàn tính công thức: 2 Jd = ( Ftr z tr + Fd z d ) µ Trong đó: Ftr , Fd tiết diện cánh cánh dàn kèo ztr, zd: khoảng cách từ trọng tâm cánh cánh đến trục trung hòa dàn tiết diện giứa nhịp µ : Hệ số kể đến độ dốc cánh biến dạng bụng -Đối với cột bậc, trục cột làm trùng với trục cánh trên; lấy nhịp tính toán khoảng cách hai trục cột Khi tải trọng truyền từ cột xuống phải kể đến moment lệch tâm chỗ đổi tiết diện cột: M=V.e0 với e0 ≈ hd − htr SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long Cột ngàm đế chân cột Chiều cao tính toán khung lấy từ đế cột đến đáy kèo J cd Jd -Giả thiết tính toaùn : J = 6; J = 25 ct ct Ta có kích thứơc khung ngang: + Nhịp khung: L=21m +Cột bậc Ht = 3.2 m Hd = 8m +Bề rộng cột: ht = 500 mm hd=1000 mm Tónh tải : Xem tải trọng phân bố xà ngang, nhịp tính toán khoảng cách hai trục cột L=21 m tt -Trọng lượng tính toán lớp mái: q1 = 453(daN / m ) - Trọng lượng kết cấu mái cộng hệ giaèng : g 1tt = 36(daN / m ) -Trọng lượng kết cấu cửa mái phân bố bề rộng cửa mái g 2tt = 18( daN / m ) Chọn sơ bề rộng cửa mái:Bcm = m Ta quy trọng lượng cửa mái lực phân bố xà ngang: g 2td = 18 x9 = 7.714(daN / m ) 21 Vaäy ta có giá trị tónh tải tính toán phân bố cho khung ngang: q = (q qtt + g1tt + g 2td ) B = (453 + 36 + 7.714).6 = 2980.3(daN / m ) q = 29.803( KN / m) Bỏ qua trọng lượng cột, lực dọc cột khung bằng: N2 = qL 29.803 x 21 = = 312.93( kN ) 2 Độ lệch tâm trục cột trục cột dưới: e0 = Moment lệch tâm đặy vai cột: hd − htr 680 − 360 = = 0.16m 2 M tt = N e = 312.93 x0.16 = 50.07(kNm) Taùch hệ kết cấu cho thành toán: SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long 29.803kN 29.803kN M BT1 BT2 Giải toán : -Hệ : ϕ ϕ -Phương trình tắc : r11ϕ1 + R1P = -Vẽ biểu đồ đơn vị M biểu đồ moment tải gây hệ M P MB ϕ ϕ ϕ M SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Jct RB Jcd Trang ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long Quy ước: Moment phản lực mang dấu dương có xu hướng làm cho nút quay ngược chiều kim đồng hồ Phản lực mang dấu dương hướng từ phải sang trái Chuyển vị xoay mang dấu dương nút xoay thuận chiều kim đồng hồ Moment cột dương căng thớ cột Moment dàn dương căng thớ dàn Tính: H 3.2 t α = a/h = H + H = 3.2 + = 0.286 t d J J ct n = J = J = = 0.167 cd Ta có: µ= J1 −1 = −1 = J2 , A = + α * µ = + 0.286 * = 2.43 2 B = + α * µ = + 0.286 * = 1.41 3 C = + α * µ = + 0.286 * = 1.12 K = 4AC-3*B2 =4.9 4C * 1.12 =− = −0.914 K 4.9 6B *1.41 =− = 1.726 KB’ = − K 4.9 KB = − Vậy moment lực cắt đỉnh cột chuyển vị xoay đơn vị gaây ra: K B EJ cd EJ = −0.91 cd h h ' K EJ EJ QBϕ = B cd = 1.72 2cd h h M Bϕ = Moment lực cắt chân cột : M ϕA = M Bϕ + QBϕ h = 0.81 Q ϕA = −QBϕ =- 1.72 EJ cd h EJ cd h2 Moment xaø ngang: SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 10 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngoâ Vi Long MB QB M1 EJ cd B EJ cd EJ = = 1.72 2cd 2 h K h h EJ EJ EJ − 12 A cd QB = K B' 3cd = = −5.95 3cd K h h h EJ EJ M A = M B + QB h = (1.72 − 5.95) 2cd = −4.22 2cd h h M B = KB *Biểu đồ moment tải gây hệ bản: Dùng kết tính toán toán phần trên, nhân với hệ số tỉ M max M lệ: − M ,− M tt tt Từ đó: -Moment cột trái: Moment phản lực đỉnh cột : M max 95.2 ) = 7.05 * (− ) = −13.4 kNm M tt 50.07 M 95.2 Q Bt = Q B (− max ) = −6.71(− ) = 12.75 kN M tt 50.07 M Bt = M B (− Moment tiết diện II-II vai cột , thuộc phần cột : M IIt = M II ( − M max 95.2 ) = −14.41(− ) = 27.4 kNm M tt 50.07 Moment tiết diện III-III vai cột thuộc cột : t M III = M III (− M max 95.2 ) = 35.66(− ) = −67.80 kNm M tt 50.07 Moment chân cột : M At = M A (− M max 95.2 ) = −17.96(− ) = 47.883 kNm M tt 50.07 -Moment cột phải: Moment phản lực đỉnh cột : SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 16 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngoâ Vi Long M 22.98 ) = 7.05( − ) = −3.23 kNm M tt 50.07 M 22.98 QBp = −QB ( − ) = 6.71(− ) = −3.08 kN M tt 50.07 M Bp = M B (− Moment tiết diện II-II vai cột , thuộc phần cột : M IIp = M II (− M 22.98 ) = −14.41(− ) = 6.62 kNm M tt 50.07 Moment tiết diện III-III vai cột thuộc cột : M IIip = M IIi (− M 22.98 ) = −35.66( ) = −16.37 kNm M tt 50.07 Moment chân cột : M Ap = M A (− M 22.98 ) = −17.96(− ) = 8.25 kNm M tt 50.07 13.4 67.8 3.23 27.4 16.37 6.62 Mp 8.25 34.19 -Xác định r11 R1P : Sử dụng mặt cắt bao quanh xà ngang chiếu tất lực lên phương ngang ta xác định r11 r11 5.9 5EJcd /h3 95EJcd /h3 R1P 2.75 3.08 EJ cd EJ = 11.9 3cd h h R1P = −12.75 + 3.08 = −9.67 kN r11 = (5.95 + 5.95) R1P − 9.67 h3 =− = 0.81 Xác định ∆ = − r11 11.9 EJ cd SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 17 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long -Vẽ biểu đồ moment cho hệ kết cấu ban đầu : M P = ∆ M + M P0 15.7 M1 38.46 18.94 2.3 67.57 16.6 27.63 6.39 M 4.26 46.71 NỘI LỰC DO LỰC XÔ NGANG : SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 18 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long Lực xô ngang T đặt cao trình dầm hãm, tính toán cần tính trường hợp hướng (hay hướng vào) cột Ta bỏ qua lực dọc phát sinh cột có giá trị nhỏ, moment lệch tâm vai cột Các số liệu : T = 7.529 kN , cao trình 8.6 m -Hệ bản: Do tải trọng không tác dụng trực tiếp lên xà ngang nên ta quan niêm độ cứng xà ngang vô EJd= ∞ , dẫn đến chuyển vị xoay đỉnh cột triệt tiêu.Hệ lại ẩn chuyển vị ngang đỉnh cột ∆ EJ= Jct 0.6 T Jcd HCB - Phương trình tắc : r11 ∆ + R1P = P -Vẽ biểu đồ M ; M Biểu đồ M vẽ III.3 P Xét hệ M : Tính: H 3.2 t α = a/h = H + H = 3.2 + = 0.286 t d J J ct n = J = J = = 0.167 cd Ta có: µ= J1 −1 = −1 = J2 , A = + α * µ = + 0.286 * = 2.43 2 B = + α * µ = + 0.286 * = 1.41 3 C = + α * µ = + 0.286 * = 1.12 SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 19 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngoâ Vi Long 4 F = + α µ = + 0.286 x5 = 1.03 K = 4AC-3*B2 = 4.9 Rõ ràng: λ < α Nên theo phụ lục 20: M B = K B T h  (1 − λ ) [ (2 + λ ) B − 2C ] µ (α − λ ) [ (2α + λ ) B − 2C ]  + với: K B = −   K K   Tính ra: KB = -0.1005 M B = K B T h =-0.1053x7.529x11.2= -8.88 kNm QB = K B' T  (1 − λ ) [ 3B − A(2 + λ )] µ (α − λ ) [ 3B − A(2α + λ )]  ' + Với: K B = −   K K   ' Tính ra: K B =0.7815 Q B = K B' T = 0.798 x 7.529 = 6.01 kN Tại vị trí đặt lực ngang: MT = MB +QB.(3.2-0.6)= -8.88+6.01x2.6 = 6.74 KNm Tại vị trí chân cột: MA=MB+QBx11.2-T.(8+0.6)= -8.88+6.01x11.2-7.529x8.6 = -6.34 kNm 0.87 9.75 5.97 MP 30.23 -Xác định r11 ; R1P : r11 = 10.9906 23.89 EJ cd h3 SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 20 ÑA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long R1P 6.01 R1P = -6.01 kN EJ cd h3 R1P h3 − = Xác định ∆ = r11 EJ cd r11 = 11.9 -Biểu đồ moment cho hệ kết cấu ban đầu : M P = ∆ M + M P0 0.87 9.75 5.97 MP 30.23 23.89 NỘI LỰC DO TẢI TRỌNG GIÓ GÂY RA : Tải trọng: qd =5.22 kN/m qh= 3.26 kN/m Wd=14.33 kN Wh = -19.87 kN Hệ : Do tải trọng không tác dụng trực tiếp lên xà ngang nên ta quan niêm độ cứng xà ngang vô EJd= ∞ , dẫn đến chuyển vị xoay đỉnh cột triệt tiêu.Hệ lại ẩn chuyển vị ngang đỉnh cột ∆ SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 21 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long Wd Wh q d q h HCB -Phương trình tắc : r11 ∆ + R1P = P -Vẽ biểu đồ M ; M Biểu đồ M vẽ III.3 P Xét hệ M : Tính cho cột trái: Tính: H 3.2 t α = a/h = H + H = 3.2 + = 0.286 t d J J ct n = J = J = = 0.167 cd Ta có: µ= J1 −1 = −1 = J2 , A = + α * µ = + 0.286 * = 2.43 2 B = + α * µ = + 0.286 * = 1.41 3 C = + α * µ = + 0.286 * = 1.12 4 F = + α µ = + 0.286 x5 = 1.03 K = 4AC-3*B2 = 4.9 M B = K B qh BF − 8C 2 x1.41x1.03 − x1.12 MB = − qh = − * 5.222 x11.2 12 K 12 x 4.9 M B = −34.78 kNm SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 22 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long Q B = K B' qh BC − AF x1.41x1.12 − 3x 2.43 x1.03 QB = − qh = − 5.222 x11.2 2K x 4.9 Q B = 26.17 kN MA = MB − qh 5.222 x11.2 + Q B h = −34.78 − + 26.17 x11.2 = −69.19 kNm 2 Caùc giaù trị moment phía cột phải suy từ giá trị tương ứng cột trái q 3.264 h cách nhân với hệ số tỉ lệ q = 5.222 = 0.625 d 34.78 21.74 22.23 13.89 MP 69.19 43.25 -Xác định r11 ; R1P : r11 = 11.9 EJ cd h3 R1P 14.34 26.17 19.87 16.36 R1P = -76.74 kN Xác định ∆ = − R1P h3 = 6.45 r11 EJ cd - Biểu đồ moment cho hệ kết cấu ban đầu : SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 23 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngoâ Vi Long M P = ∆ M + M P0 89.8 102.84 15.7 24.03 M 374.33 SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 348.39 Trang 24 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long C TỔ HP NỘI LỰC Ta tiến hành tổ hợp tải trọng cách bất lợi để xác định nội lực tính toán mà chọn tiết diện khung Nội lực dọc N cột xác định dàn liên kết khớp với cột, ta cần dồn tải trọng đứng cột cách bình thường (việc giải khung cứng nhiều thời gian kết không khác nhiều) Khi tính, phần cột chịu thêm D max, Gddc trọng lượng tường treo có Đối với cột, xét tiết diện tiêu biểu Ta tìm tổ hợp tải trọng: -Tổ hợp 1: bao gồm tónh tải hoạt tải nguy hiểm tham gia, với hệ số tổ hợp -Tổ hợp 2: bao gồm tónh tải (với hệ số tổ hợp 1) tất hoạt tải nguy hieåm SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 25 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long BẢNG TÓM TẮT NỘI LỰC TRONG KHUNG TỔ HỢP TẢI TRỌNG TD Hs tổ hợp Tónh tải (1) M (kNm) B-B II-II III-III A-A N (kN) Hoạt tải mái (2) D max trái (3) D max phải (4) T trái (5) M (kNm) N (kN) M (kNm) N (kN) M (kNm) N (kN) M (kNm) T phải (6) Gió trái (7) Gió phải (8) M (kNm) M (kNm) M (kNm) 1.00 -179.41 312.93 -35.40 61.74 2.30 0.00 -18.94 0.00 ± 0.87 ± 9.75 89.80 -102.84 0.90 -179.41 312.93 -31.86 55.5 2.07 0.00 -17.04 0.00 ± 0.78 ± 8.78 80.82 -92.56 1.00 -100.09 312.93 -19.75 61.74 27.63 0.00 6.39 0.00 ± 5.97 ± 0.14 24.03 -15.70 0.90 -100.09 312.93 -17.77 55.5 24.86 0.00 5.75 0.00 ± 5.37 ± 0.13 21.63 -14.13 1.00 -50.02 312.93 -9.87 61.74 -67.57 280.00 -16.60 67.60 ± 5.97 ± 0.14 24.03 -15.70 0.90 -50.02 312.93 -8.88 55.5 -60.82 252.00 -14.94 60.84 ± 5.37 ± 0.13 21.63 -14.13 1.00 148.27 312.93 29.25 61.74 -4.26 280.00 46.71 67.60 ± 30.23 ± 23.89 -374.33 348.39 0.90 148.27 312.93 26.33 55.5 -3.84 252.00 42.04 60.84 ± 27.21 ± 21.50 -336.90 313.55 SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 26 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long Tải FULL (file word 60 trang): bit.ly/3mSCy6K Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net BẢNG TỔ HP NỘI LỰC BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC TD Tổ hợp M max - N tư M (kNm) BB 1+7 -89.60 IIII 312.93 1+7 -76.06 IIIIII N(kN) 100.09 1+7 -25.99 312.93 M - N tư M (kNm) N(kN) N max - M tư N (kN) 1+8 282.25 312.93 374.67 1+2 119.84 374.67 374.67 1+3 117.59 592.93 592.93 SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 tổ hợp M+ (kNm) M(kNm) 1+2 - M (kNm) N(kN) 1+3+6+7 -214.80 1+2 - M max - N tư -87.73 312.93 1+3+5+7 -119.84 1+3 -48.23 312.93 1+7 -117.59 -28.39 312.93 Trang 27 M - N tư M (kNm) N(kN) 1+2+4+6+8 329.64 368.50 1+2+8 131.99 368.50 1+2+3+5+8 139.22 620.50 N max - M tư N (kN) M+(kNm) M-(kNm) 1+2… 368.50 …+4+6+8 -119.59 1+2… -329.64 …+4+5+8 368.50 -66.00 -131.61 1+2+3… …+5+7 …+3+5+8 620.50 -37.27 -139.22 ĐA Kết cấu thép AA GVHD :Th S Ngô Vi Long 1+8 496.66 312.93 1+7 226.07 312.93 592.93 SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 1+3 144.00 1+2+4+5+8 602.85 442.27 Trang 28 1+3+5+7 219.68 564.93 1+2+3… …+5+8 …+5+7 620.50 511.52 -193.35 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long D THIẾT KẾ CỘT Cột cột coi cấu kiện nén lệch tâm mặt phẳng khung , nén tâm mặt phẳng khung Tải FULL (file word 60 trang): bit.ly/3mSCy6K Tóm tắt số liệu có: Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net J cd Ht = 3.2m; Hd = 8m; J = ct Chiều cao tiết diện cột ht = 360mm; hd= 680mm Nội lực tính toán xác định từ bảng tổ hợp nội lưc: - Phần cột trên: Do đoạn cột có tiết diện đối xứng nên ta chọn cặp nội lực nguy hiểm tổ hợp có moment uốn với giá trị tuyệt đối lớn lực dọc tương ứng M= -329.64 kNm; Ntư = 368.5 kN - Phần cột dưới: Cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh cầu trục M= -219.68 kNm; Ntư =564.93 kN Cặp nội lực nguy hiểm cho nhánh mái: M=602.85 kNm; Ntư =442.27 kN Xác định chiều dài tính toán : a) Trong mặt phẳng khung : Các thông số : J i2 J t = ÷ d = = 0.42 i1 H t H d 3.2 K1 = m= N d 564.93 = = 1.53 Nt 368.5 c1 = Ht Jd 3.2 = = 0.79 H d mJ t 1.53 Bằng cách nội suy có : µ1 = 1.93 Suy ra: µ2 = µ1 / c1 = 2.44 l1x = µ1 Hd = 1.93x = 15.47m l2x = µ2 H t = 2.44 x3.2 = 7.81 m b) Ngoài mặt phẳng khung : l1 y = Hd = m l y = H t - hdcc = 3.2 – 0.6 = 2.6 m Thiết kế tiết diện cột trên: a) Chọn tiết diện sơ bộ: e =− M N =− − 329.64 368.5 = 0.89m Chọn sơ bề dày bụng δ b = 10mm SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 29 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long Chọn sơ bề rộng cánh bc =200 mm Chọn sơ chiều dày cánh δ c =14mm b) Kiểm tra tiết diện chọn: F = x 20 x1 + (36 − x1.4) x1 = 89.2 cm2 1x33.2 20 x1.4 + 2(20 x1.4 x16.6 + ) = 19819 cm4 12 12 J 19819 Wx = 2 x = = 1101.05 cm3 h 36 1.4 x 20 33.2 x13 J y = 2x + = 1869.43 cm4 12 12 J 2x 19819 r2 x = = = 14.91 cm F 89.2 J 2x = J2y 1869.43 = 4.58 cm F 89.2 l 781 λ2 x = z = = 52.46 r2 x 14.91 l2 y 260 λ2 y = = = 56.79 r2 y 4.58 r2 y = λ x = λ2 x = R 2100 = 52.46 = 1.66 E 2.1x10 c)Kieåm tra ổn định tổng thể mặt phẳng uốn : Độ lệch tâm tương đối m : m= e eF 89 x89.2 = = = 5.76 ρ W 1101.05 Hệ số kể đến ảnh hưởng hình dáng η , tra phụ lục có : Fc * 20 * 1.4 = = 1.68 >1 Fb 33.2 * Vaø ≤ m ≤ 20 Neân: η = 1.4 − 0.02λ =1.4-0.02*1.66 = 1.3668 Độ lệch tâm tính đổi: m1 = η m = 1.3668x5.76 = 7.87 SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 30 3042098 ... lượng kết cấu mái cộng hệ giằng : g1tt = g1tc n = 30 x1.2 = 36(daN / m ) Tónh tải mái dồn khung ngang Tải trọng lớp lợp kết cấu mái hệ giằng coi tải phân bố suốt nhịp nhà xưởng - Trọng lượng kết cấu. .. x0.16 = 50.07(kNm) Tách hệ kết cấu cho thành toán: SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long 29.803kN 29.803kN M BT1 BT2 Giải toán : -Hệ : ϕ ϕ -Phương trình... đồ moment cho hệ kết cấu ban đầu : SVTH : Nguyễn Tiến Đồng MSSV: 80400582 Trang 23 ĐA Kết cấu thép GVHD :Th S Ngô Vi Long M P = ∆ M + M P0 89.8 102.84 15.7 24.03 M 374.33 SVTH : Nguyễn Tiến Đồng