Đồ án kết cấu thép 2

Đồ án kết cấu thép I SỐ LIỆU VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ Số liệu thiết kế Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp tầng, nhịp có cầu trục Các số liệu thiết kế: • Nhịp khung: L = 24 m • Bước khung: B = 7.5 m; toàn nhà dài 15B = 112.5 m • Sức trục: Q = tấn; Số cầu trục làm việc xưởng chiếc, chế độ làm việc trung bình • Cao trình đỉnh ray: H1 = m • Vùng gió: IIIB • Dạng địa hình xây dựng cơng trình: B • Chiều cao dầm cầu trục: hdct = 0.75 m; Chiều cao ray: hr = 0,15 m • Nhịp cửa trời: Lct = m • Chiều cao cửa trời: Hct = m • Mái lợp tơn múi dày 0,51mm • Vật liệu: Thép CCT34, hàn tự động, que hàn N42 (d = 3÷5mm) tương đương • Bê tơng móng cấp độ bền B15 • Kết cấu bao che: Tường xây gạch cao 1,5 m phía dưới, thưng tơn phía Nhiệm vụ thiết kế 2.1 Thuyết minh tính tốn • Thành lập sơ đồ kết cấu: Xác định kích thước khung ngang, lập mặt lưới cột, bố trí hệ giằng mái, hệ giằng cột • Xác định tải trọng tác dụng lên khung ngang: tải trọng mái, tải trọng cầu trục, tải trọng gió • Thiết kế xà gồ (2 phương án: tiết diện cán nóng tiết diện dập nguội) • Tính nội lực khung ngang Vẽ biểu đồ nội lực M, N, V cho trường hợp tải trọng Lập bảng thống kê nội lực, bảng tổ hợp nội lực cho tiết diện đặc trưng cột xà mái • Thiết kế khung ngang gồm cột xà Tính chi tiết: Chân cột, vai cột, liên kết xà với cột, mối nối xà • Thiết kế dầm cầu trục, cột sườn tường 2.2 Bản vẽ thể 01 vẽ khổ A1 gồm: • Sơ đồ khung ngang • Hệ giằng mái, giằng cột -1 Đồ án kết cấu thép • Cột khung, mặt cắt chi tiết thân cột • Xà, mặt cắt chi tiết xà • Bảng thống kê vật liệu, ghi dẫn cần thiết II TÍNH TỐN THIẾT KẾ Sơ đồ kết cấu khung ngang Khung ngang gồm cột đặc, xà ngang tiết diện chữ I Cột có tiết diện khơng đổi liên kết ngàm với móng, liên kết cứng với xà Theo yêu cầu kiến trúc thoát nước, chọn xà ngang có độ dốc với góc dốc α = 100 (tương đương i = 17 %) Do tính chất làm việc khung ngang chịu tải trọng thân tải trọng gió chủ yếu, nên thơng thường nội lực xà ngang vị trí nách khung thường lớn nhiều nội lực vị trí nhịp Cấu tạo xà ngang có tiết diện thay đổi, khoảng biến đổi tiết diện cách đầu cột đoạn (0,35 ÷ 0,4) chiều dài nửa xà Tiết diện cịn lại lấy khơng đổi Cửa trời chạy dọc chiều dài nhà, mang tính chất thơng gió, sơ chọn chiều cao cửa trời 2m chiều rộng cửa trời 4m Hình 1.1 Sơ đồ khung ngang 1.1 Kích thước theo phương đứng • Chiều cao cột dưới: Hd = H1 − ( hdct + hr ) + hch Trong đó: H1 = m cao trình đỉnh ray hdct = 0.75 m chiều cao dầm cầu trục -2 Đồ án kết cấu thép hr = 0.15 m chiều cao ray hch = m chiều sâu chôn chân cột → Hd = – (0.75 + 0.15) + = 9.1 (m) • Chiều cao cột trên: Htr = ( hdct + hr ) + K1 + 0.5 ; Trong đó: + K1 = 0.9 m khoảng cách từ đỉnh ray đến điểm cao xe Giá trị tra catalo cầu trục (phụ thuộc vào sức trục Q = 8T nhịp cầu trục S= 22m); + 0.5m khoảng cách an toàn từ điểm cao xe đến xà ngang → Htr= (0.75 + 0.15) + 0.9 + 0.5 = 2.3 (m) • Chiều cao toàn cột: H = Hd + Htr = 9.1+ 2.3 = 11.4 (m) 1.2 Chọn sơ kích thước theo phương ngang Nhịp nhà (lấy theo trục định vị mép cột) là: L = 24m Lấy gần nhịp cầu trục là: S = 22 m ( theo catalog bảng 4.2 với cầu trục dầm kiểu ZLK tương ứng với sức tải cẩu tấn), khoảng cách an toàn từ trục ray đến mép cột: Zmin = 160 mm a Tiết diện cột 1⎞ 1⎞ ⎛ ⎛ - Chiều cao tiết diện: h = ữ H = ữ ì 11.4 = ( 0.76 ÷ 1.14 ) m ⎝ 10 15 ⎠ ⎝ 10 15 ⎠ → Chọn h = 75 cm - Bề rộng tiết diện cột: b = ( 0.3 ∼ 0.5 ) h = ( 0.3 ∼ 0.5 ) ì 75 = 22.5 ữ 37.5cm ⎞ ⎛ ⎛ ÷ H=⎜ ÷ b = ì 1140 = 38 ữ 57cm ⎝ 20 30 ⎠ ⎝ 20 30 ⎠ → Chọn b = 30 cm - Chiều dày bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70 ÷ 1/100)h Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên chọn tw mỏng: tw > 6mm ⎞ ⎞ ⎛ ⎛ tw = ⎜ ÷ h=⎜ ÷ ⎟ ⎟ × 75 = 0.75 ÷ 1.07cm ⎝ 70 100 ⎠ ⎝ 70 100 ⎠ → Chọn tw = 1.2 cm - Chiều dày cánh tf chọn khoảng (1/28÷1/35)b ⎞ ⎞ ⎛ ⎛ tf = ữ b= ữ ì 30 = 0.86 ÷ 1.07cm ⎝ 28 35 ⎠ ⎝ 28 35 ⎠ → Chọn tf = cm Kiểm tra lại khoảng cách an toàn từ ray cầu trục đến mép cột: Z = ( L − 2.h − S ) -3 Đồ án kết cấu thép Trong đó: L - nhịp nhà ; h - chiều cao tiết diện cột; S - nhịp cầu trục Z= ( 24 − × 0.75 − 22 ) = 0.25m > Zmin = 0.16m → Thỏa mãn điều kiện an toàn b Tiết diện xà mái - Chiều cao tiết diện nách khung: h1 ≥ 1 L= × 24 = 0.6m 40 40 → Chọn h1 = 75 cm - Bề rộng tiết diện nách khung : b = (01/2 ÷ 1/5)h1 b ≥ 180 mm, thường lấy bề rộng cánh dầm bề rộng cột ⎛ 1⎞ ⎛ 1⎞ b = ữ h1 = ữ ì 75 = 15 ÷ 37.5cm ⎝2 5⎠ ⎝2 5⎠ → Chọn b = 30 cm - Chiều cao tiết diện đoạn dầm khơng đổi h2 = (1,5 ÷ 2)b h2 = (1.5÷ 2)x30 = 45 ÷ 60cm → Chọn h2 = 45 cm - Chiều dày bụng tw nên chọn vào khoảng (1/70 ÷ 1/100) h Để đảm bảo điều kiện chống gỉ, không nên chọn tw mỏng: tw > 6mm ⎞ ⎞ ⎛ ⎛ tw = ữ h= ữ ì 75 = 0.75 ÷ 1.07cm ⎝ 70 100 ⎠ ⎝ 70 100 ⎠ → Chọn tw = cm - Chiều dày cánh tf ≥ 1 × 30 = 1cm b → tf ≥ 30 30 → Chọn tf = 1.6 cm - Vị trí thay đổi tiết diện xà mái cách đầu cột đoạn (0.35 ÷ 0.4) chiều dài nửa xà Ltđ = (0.35÷ 0.4 )*12= 4.2÷ 4.8 → Chọn Ltđ = 4.5 m c Tiết diện vai cột Kích thước tiết diện vai cột phụ thuộc vào tải trọng cầu trục (lực tập trung áp lực đứng cầu trục trọng lượng thân dầm cầu trục, trọng lượng ray, dầm hãm hoạt tải cầu trục) nhịp dầm vai (khoảng cách từ điểm đặt lực tập trung đến mép cột) Sơ chọn tiết diện dầm vai sau: Khoảng cách từ trục định vị tới trục ray cầu trục: λ = (L - S)/2 = (24 - 22)/2 = + Chiều dài vai (từ mép cột đến cạnh vai cột): Lv = λ – hc + 0.15= 1- 0.75 + 0.15 = 0.4 (m) Khoảng cách từ trục ray cầu trục đến cạnh vai cột lấy 150mm -4 Đồ án kết cấu thép + Chọn chiều cao dầm điểm đặt Dmax: h = 30 cm + Chiều góc nghiêng cánh với phương ngang 200 chiều cao tiết diện dầm vai ngàm: hdv= 30 + 25xtg200 = 39.1 (cm) Chọn hdv = 42 (cm) (≥ Z= 25cm) + Bề rộng tiết diện vai cột: bf = 30 cm + Chiều dày bụng vai cột: tw = 0.8 cm + Chiều dày cánh vai cột: tf = 1.2 cm d Tiết diện cửa trời + Chiều cao tiết diện cột cửa trời: + Bề rộng tiết diện cột: hc_ct = 20 cm bc_ct = 10 cm + Chiều dày bụng: tw = 0.8 cm + Chiều dày cánh: tf = cm 1.3 Hệ giằng Hệ giằng phận kết cấu liên kết khung ngang lại tạo thành hệ kết cấu khơng gian, có tác dụng: - Bảo đảm bất biến hình theo phương dọc nhà độ cứng không gian cho nhà; - Chịu tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà, vng góc với mặt phẳng khung gió thổi lên tường đầu hồi, lực hãm cầu trục, động đất xuống móng - Bảo đảm ổn định (hay giảm chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng) cho cấu kiện chịu nén kết cấu: dàn, cột, - Tạo điều kiện thuận lợi, an tồn cho việc dựng lắp, thi cơng Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái hệ giằng cột Hệ giằng cột: Hệ giằng cột đảm bảo bất biến hình độ cứng tồn nhà theo phương dọc, chịu tải trọng tác dụng dọc nhà đảm bảo ổn định cột Dọc theo chiều dài nhà, hệ giằng cột bố trí khối nhà đầu hồi nhà để truyền tải trọng gió cách nhanh chóng Hệ giằng cột bố trí theo lớp Hệ giằng cột bố trí từ mặt dầm hãm đến đỉnh cột, hệ giằng cột bố trí từ mặt đến mặt dầm vai Theo tiết diện cột, hệ giằng cột đặt vào bụng cột Do sức trục Q 9m, bố trí thêm chống dọc nhà vị trí cao độ +4.000m Chọn tiết diện chống dọc theo độ mảnh λ max ≤ 200 , chọn 2C20 (hình 1.2) -5 Đồ án kết cấu thép Hình 1.2 Sơ đồ hệ giằng cột Hệ giằng mái: Hệ giằng mái bố trí hai gian đầu nhà chỗ có hệ giằng cột Hệ giằng mái bao gồm giằng xiên chống, yêu cầu cấu tạo chống có độ mảnh λmax ≤ 200 Thanh giằng xiên làm từ thép tròn tiết diện Φ25, chống chọn 2C20 Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch lên phía (để giữ ổn định cho xà chịu tải bình thường – cánh xà chịu nén) Khi khung chịu tải gió, cánh xà chịu nén nên phải gia cường giằng chống xiên (liên kết lên xà gồ), cách bước xà gồ lại bố trí chống xiên Tiết diện chống chọn L50x5, điểm liên kết với xà gồ cách xà 800 mm Ngồi bố trí chống dọc tiết diện 2C20 tạo điều kiện thuận lợi thi cơng lắp ghép Hình 1.3 Sơ đồ hệ giằng mái -6 Đồ án kết cấu thép Hình 1.4 Chi tiết chống xà gồ Xác định tải trọng tác dụng lên khung 2.1 Tải trọng thường xuyên - Tải trọng thường xuyên phân bố xà mái: Tải trọng mái tôn, hệ giằng, xà gồ, cửa mái: gtc = 15 daN/m2 mặt mái (phân bố theo độ dốc mái) Hệ số độ tin cậy tải trọng thường xuyên ng = 1.1 qtc = gtcxB = 15x7.5 = 112.5 daN/m qtt = ngxgtcxB = 1.1x15x7.5 = 123.75 daN/m - Tải trọng kết cấu bao che: gtc = 12 daN/m2 qtt = ngxgtcxB = 1.1x12x7.5 = 99 daN/m - Tải trọng thân dầm cầu trục: Gdct = α dct L2dct = 30x7.52 = 1687.5 daN Trong đó: α dct = 30 hệ số trọng lượng thân - Tải trọng thân dầm, dàn hãm: Gdh = 500 daN (lấy theo kinh nghiệm) -7 Đồ án kết cấu thép Bảng 2.1 Tĩnh tải mái STT Loại tải Tôn lợp mái Xà gồ Tải trọng Hệ số Tải trọng Bước Tổng tải tiêu vượt tải tính tốn khung trọng chuẩn (daN/m2) 1.1 1.1 (daN/m2) 8.8 7.7 (m) 7.5 7.5 (daN/m) 66 57.75 Tổng tải trọng phân bố chiều dài dầm khung 123.75 2.2 Hoạt tải sửa chữa mái - Hệ số độ tin cậy hoạt tải sửa chữa mái np = 1.3 - Theo tiêu chuẩn tải trọng tác động, TCVN 2737-1995, với mái tôn không sử dụng ta có giá trị hoạt tải sửa chữa mái tiêu chuẩn 30 daN/m2 mặt nhà hoạt tải sửa chữa mái phân bố xà mái xác định sau: ptc = 30xB ptt = npx30xB - Khi qui tải trọng phân bố theo xà giá trị tải trọng nhân với cosα: p = 30xBxcosα = 30x7.5xcos(10) = 221.58 daN/m ptt = npx30xBx cosα = 1.3x30x7.5xcos(10)= 288.05 daN/m Bảng 2.2 Hoạt tải sửa chữa mái STT Loại tải Tải trọng Hệ số Tải trọng Bước Tổng tải t chuẩn vượt tải tính tốn khung trọng (daN/m2) (daN/m2) (m) (daN/m) Sửa chữa mái 30 1.3 39 7.5 295.5 Tổng tải trọng phân bố chiều dài dầm khung 288.05 2.3 Tải trọng gió Áp lực gió tác dụng lên khung xác định theo tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995 q = n W0 k C B (daN/m) Trong đó: q: áp lực gió phân bố mét dài khung W0: áp lực gió tiêu chuẩn, gió vùng IIIB có W0 = 125 daN/m2 n = 1.2: hệ số độ tin cậy tải trọng gió k: hệ số phụ thuộc vào độ cao C: hệ số khí động phụ thuộc vào dạng kết cấu B: bước khung -8 Đồ án kết cấu thép Hình 2.1 Mặt khung chịu gió a) Gió ngang nhà; b) Gió dọc nhà a) Trường hợp gió thổi ngang nhà: - Xác định hệ số khí động Ce: Hình 2.2 Sơ đồ tra hệ số khí động Ce, trường hợp gió thổi ngang nhà Kích thước sơ đồ tính tốn: + Nhịp: L0 = 24 m + Chiều cao: Hc = 11.436 m; hm1 = 1.757m; hm2 = 1.670 m; hm3 = 0.93 m Tra theo sơ đồ tiêu chuẩn TCVN 2737 -1995 phụ thuộc vào góc α, tỉ lệ ΣB/L -9 Đồ án kết cấu thép (ΣB- chiều dài toàn nhà) H/L giá trị Ce: Ce1 = - 0.548 ; Ce2 = - 0.424 ; Ce3 = - 0.5 ; Ce4 = - 0.472 - Xác định hệ số k: Hệ số k phụ thuộc vào dạng địa hình chiều cao cơng trình Cơng trình khu vực thuộc dạng địa hình B Tra bảng TCVN 2737 -1995 chiều cao cột 10,692 m, cao trình đỉnh cột 9,692m lấy gần hệ số k =1,081 giá trị tải trọng gió phân bố thân cột Bảng 2.3 Tải trọng gió theo phương ngang nhà STT Loại tải T.T tiêu chuẩn daN/m2 Hệ số k Hệ số C Hệ số vượt tải Bước khung m Tổng tải trọng daN/m Cột đón gió 125.0 1.023 0.800 1.2 7.5 920.68 Mái đón gió 125.0 1.051 -0.472 1.2 7.5 -557.89 Cột cửa trời đón gió 125.0 1.078 0.700 1.2 7.5 848.77 Mái cửa trời đón gió 125.0 1.088 -0.548 1.2 7.5 -670.36 Mái cửa trời hút gió 125.0 1.088 -0.424 1.2 7.5 -518.77 Cột cửa trời hút gió 125.0 1.078 -0.600 1.2 7.5 -727.52 Mái hút gió 125.0 1.051 -0.500 1.2 7.5 -591.24 1.2 7.5 -575.42 125.0 Cột hút gió 1.023 -0.500 * Dấu âm nghĩa tải trọng gió hướng ngồi khung b) Trường hợp gió thổi dọc nhà: - Xác định hệ số khí động Ce: Khi này, hệ số khí động hai mặt mái có giá trị -0,7; hệ số khí động cột giá trị Ce3, phụ thuộc vào tỉ lệ L/ΣB (ΣB- chiều dài toàn nhà) H/ΣB Cơng trình có: L/ΣB = 24/112.5 = 0.213 m > 20 Cần kiểm tra điều kiện bền theo công thức: σ = N M ± ≤ f.γ c A n WX σ= 294 68385 × 102 + = 1311.8 < fγ c = 2100(daN / cm2 ) (Thoả mãn) 205.2 5218.7 σ= 294 68385 × 102 − = −1308.9 ⇒ σ < fγ c = 2100(daN / cm2 ) 205.2 5218.7 (Thoả mãn) b) Trường hợp 2: Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN) - Độ lệch tâm tương đối: m = e M A 18795 × 102 205.2 = × = × = 2.74 ρ N Wx 26977 5218.7 - Hệ số η kể đến ảnh hưởng hình dạng tiết diện lấy theo bảng D.9 phụ lục D TCXDVN 338:2005 ta có: η = 1.45 - Độ lệch tâm tính đổi: me = ηm = 1.45 × 2.74 = 3.96 < 20 → Khơng cần tính tốn bền c) Trường hợp 3: Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN) - Độ lệch tâm tương đối: m = e M A 53397 × 102 205.2 = × = × = 17.95 ρ N Wx 11699 5218.7 - Hệ số η kể đến ảnh hưởng hình dạng tiết diện lấy theo bảng D.9 phụ lục D TCXDVN 338:2005 ta có: η = 1.17 - Độ lệch tâm tính đổi: me = ηm = 1.17 × 17.95 = 21.02 > 20 Cần kiểm tra điều kiện bền theo công thức: σ = N M ± ≤ f.γ c A n WX - 30 Đồ án kết cấu thép σ= 11699 53397 × 102 + = 1080.2 < fγ c = 2100(daN / cm2 ) (Thoả mãn) 205.2 5218.7 σ= 11699 53397 × 102 − = −966.17 ⇒ σ < fγ c = 2100(daN / cm2 ) 205.2 5218.7 (Thoả mãn) 5.1.4 Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể mặt phẳng khung a) Trường hợp 1: Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN) Ta có me > 20, cần kiểm tra ổn định tổng thể với cấu kiện chịu uốn (mômen M) theo công thức: M ≤ fγ c φb Wc Tính ϕb theo phụ lục E, TCXDVN 338:2005 (phụ thuộc hệ số α hệ số ψ dầm có cánh chịu nén với điểm cố kết nhịp): ⎛ lo t f ⎞ ⎛ a.t 3w ⎞ - Tính hệ số: α = ⎜ ; ⎟ ⎜1+ ⎟ ⎝ hfk b f ⎠ ⎝ b f t f ⎠ Trong đó: lo = 6.4 m ; hfk – khoảng cách trọng tâm hai cánh: hfk = 73 cm; a = 0.5hfk = 36.5 cm; ⎛ 640 × ⎞ ⎛ 36.5 × 1.2 → α = 8×⎜ × + ⎟ ⎜ 30 × 23 ⎝ 73 × 30 ⎠ ⎝ ⎞ ⎟ = 3.45 ⎠ Từ 0.11 → φb = M 68385 × 102 = = 1310.4 < fγ c = 2100(daN / cm2 ) φb Wc 1× 5218.7 (Thoả mãn) b) Trường hợp 2: Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN) Độ lệch tâm tính đổi: me = 3.96 < 20 cần kiểm tra ổn định tổng thể Hệ số uốn dọc ϕe lấy theo bảng D.10 phụ lục D TCXDVN 338:2005: ϕe = 0.275 - 31 Đồ án kết cấu thép N 26977 = = 477.7(daN / cm2 ) < fγ c = 2100 φ e A 0.275 × 205.2 (Thỏa mãn) c) Trường hợp 3: Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN) Độ lệch tâm tính đổi me = 21.02 > 20, cần kiểm tra ổn định tổng thể với cấu kiện chịu uốn (mômen M) theo công thức: M ≤ fγ c φb Wc Ở trường hợp 1) ta tính hệ số φb = → M 53397 × 102 = = 1023.2 < fγ c = 2100(daN / cm2 ) 1× 5218.7 φb Wc (Thoả mãn) 5.1.5 Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể mặt phẳng khung N c.ϕ y A ≤ fγ c Trong đó: hệ số c kể đến ảnh hưởng mơ men uốn Mx hình dáng tiết diện đến ổn định cột theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn (phương ngồi mặt phẳng uốn) c phụ thuộc vào mx: mx = Mx A × N Wx Cột bị khống chế chuyển vị theo phương vng góc với mặt phẳng tác dụng mơmen nên momen Mx mômen lớn khoảng 1/3 chiều dài cột, không nhỏ 0,5 lần mômen lớn chiều dài thanh) a) Trường hợp 1: Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN) (Do cột chịu kéo, ko chịu nén nên kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể ngồi mặt phẳng khung) Mơmen lớn 1/3 chiều dài cột tổ hợp lực với cặp nội lực 1: Mx = 31863 < 68385/2 = 34193 chọn Mx = 34193 daNm mx = 34193 × 102 205.2 × = 457.3 >10 294 5218.7 →c = 1 + mx φy φb Hệ số uốn dọc ϕy trục y-y tiết diện xác định tra bảng D.8, TCXDVN 338:2005 tương ứng với λ y = 96.58 → ϕy = 0.608; ϕb = - 32 Đồ án kết cấu thép Do đó: c= + 457.3 × 0.608 = 0.0036 N 294 = = 657.6 < fγ c = 2100(daN / cm2 ) c.φ y A 0.0036 × 0.608 × 205.2 (Thoả mãn) b) Trường hợp 2: Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN) Mômen lớn đoạn 1/3 chiều dài cột tổ hợp với cặp nội lực 2: Mx = 15036 > 18795/2 = 9398 chọn Mx = 15036daNm mx = 15036 × 102 205.2 × = 2.19 < 26977 5218.7 →c = β + α.mx Hệ số α , β lấy theo bảng 16 TCXDVN 338:2005: α = 0.65 + 0.05mx = 0.65 + 0.05 × 2.19 = 0.76 Độ mảnh λ y = 96.58 < λ c = 3.14 c= E 2.1× 106 = 3.14 = 99.3 nên β = f 2100 β = = 0.375 + α.mx + 0.76 × 2.19 N 26977 = = 576.5 < fγ c = 2100(daN / cm2 ) c.φ y A 0.375 × 0.608 × 205.2 (Thoả mãn) c) Trường hợp 3: Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm; N= -11699 daN; V= -9212 daN) Mômen lớn đoạn 1/3 chiều dài cột tổ hợp với cặp nội lực 3: Mx = 27135 > 53397/2 =26699 chọn Mx = 27135 daNm mx = 27135 × 102 205.2 × = 9.12 11699 5281.7 Do < mx = 8.2 < 10 nên hệ số c tính theo cơng thức: c = c (2 − 0.2mx ) + c10 (0.2mx − 1) + Tính hệ số c5: (với mx =5) α = 0.65 + 0.05mx = 0.65 + 0.05 × = 0.9 c5 = β = = 0.1818 + α.mx + 0.9 × - 33 Đồ án kết cấu thép + Tính hệ số c10: (với mx =10) c10 = 1 + mx = φy φb = 0.141 0.608 + 10 × c = c (2 − 0.2mx ) + c10 (0.2mx − 1) = 0.1818 × (2 − 0.2 × 9.12) + 0.141× (0.2 × 9.12 − 1) = 0.148 N 11699 = = 632.1 < fγ c = 2100(daN / cm2 ) c.φ y A 0.148 × 0.608 × 205.2 (Thoả mãn) 5.1.6 Kiểm tra ổn định cục cánh cột Bản cánh phải đảm bảo điều kiện ổn định cục theo công thức: b0f b ≤[ ] ; tf t Trong đó: b0f = b b f − t w 30 − 1.2 14.4 = 7.2 = = 14.4 → 0f = tf 2 Tra bảng 35 TCXDVN 338: 2005 độ mảnh giới hạn phần cánh nhô cột (độ mảnh quy ước λ tính theo: 0.8 ≤ λ = min( λx , λy ) ≤ → λ = 1.72 ) ⎡ b0f ⎤ ⎢ ⎥ = 0.36 + 0.10λ ⎣ tf ⎦ ( → ) E 2.1× 106 = 16.81 = ( 0.36 + 0.10 × 1.72 ) f 2100 ⎡b ⎤ b0f = 7.2 ≤ ⎢ 0f ⎥ = 16.81 tf ⎣ tf ⎦ (Thoả mãn) 5.1.7 Kiểm tra ổn định cục bụng cột Bản bụng phải đảm bảo điều kiện ổn định cục theo công thức: h w ⎡ hw ⎤ h w 71 = = 59.17 ≤⎢ ⎥ ; t w ⎣ t w ⎦ t w 1.2 Tải FULL (74 trang): https://bit.ly/3j6HNkz Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net a,Trường hợp 1: Với cặp nội lực 1: (M = 68385 daNm; N= 294 daN; V= 13704 daN) Trường hợp 3: Với cặp nội lực 3: (M = -53397 daNm;N= -11699 daN; V= -9212 daN) Độ lệch tâm tính đổi me > 20, cần kiểm tra ổn định bụng với cấu kiện chịu uốn theo cơng thức: hw E hw 2.11× 106 ≤ 3.2 ; = 59.17 < 3.2 = 101.2 ; tw f tw 2100 → Bản bụng không ổn định cục hw E 2.1× 106 = 59.17 < 2.3 = 2.3 = 72.32 tw f 2100 - 34 Đồ án kết cấu thép → Không cần thêm sườn gia cường b, Trường hợp 2: Với cặp nội lực 2: (M = -18795 daNm; N= -26977 daN; V= -4452 daN) Điều kiện ổn định tổng thể cột định điều kiện ổn định tổng thể mặt phẳng uốn nên cần phải tính hệ số α ứng suất tiếp trunh bình τ σ= N M 26977 18795 × 102 + y1 = + × 35.5 = 472.4(daN / cm2 ) A Ix 205.2 195701.1 N M 26977 18795 × 102 σ = − y1 = − × 35.5 = −209.5(daN / cm2 ) A Ix 205.2 195701.1 τ= V 4452 = = 52.25(daN / cm2 ) daN/cm2 t w hw 1.2 × 71 →α= σ − σ1 472.4 − ( −209.5) = = 1.44 >1 σ 472.4 β = 1.4 ( 2α − 1) τ 52.25 = 1.4 × (2 × 1.44 − 1) × = 0.292 472.4 σ ⎡h ⎤ (2α − 1).E → ⎢ w ⎥ = 4.35 σ(2 − α + α + 4β ) ⎣ tw ⎦ = 4.35 × 3.8 → Tải FULL (74 trang): https://bit.ly/3j6HNkz Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net (2 × 1.44 − 1) × 2.1× 106 472.4 × (2 − 1.44 + 1.442 + × 0.2922 ) = 274 ⎡h ⎤ E 2.1× 106 = 3.8 = 120.67 < 274 → Lấy ⎢ w ⎥ = 120.167 để so sánh f 2100 ⎣ tw ⎦ ⎡h ⎤ hw = 59.17 < ⎢ w ⎥ = 120.167 → Bản bụng không ổn định cục tw ⎣ tw ⎦ hw E 2.1× 106 = 59.17 < 2.3 = 2.3 = 72.32 → Không cần thêm sườn gia cường tw f 2100 5.1.8 Tính liên kết hàn cánh bụng cột Liên kết cánh bụng cột tổ hợp chịu lực cắt V sinh uốn dọc, chọn cặp nội lực gây cắt lớn để tính: (cặp nội lực 1: M = 65952 daNm; N= 51 daN; V= 13505 daN) Chiều cao đường hàn cánh – bụng: hf ≥ Trong đó: Vv Sf 2.(β.fw )min Ix γ c Vv = 13704 daN Sf = 2190 cm3 – Mô men tĩnh cánh cột với trục x-x - 35 Đồ án kết cấu thép (β.fw )min = 1260 – Cường độ tính tốn đường hàn với quen hàn N42 → hf ≥ 13704 × 2190 = 0.06cm × 1260 × 195701.1× Liên kết cánh bụng cột lấy theo cấu tạo: đường hàn dài suốt chiều dài cột lấy hf = mm 5.2 Kiểm tra tiết diện xà: 5.2.1 Kiểm tra tiết diện nách khung a) Thơng số chung - Nội lực tính toán: M = 29990 daN.m; N = 4098 daN; V = 5015 daN - Vật liệu: Thép CCT34: f = 2100 daN/cm2; E = 2,1.106 daN/cm2 Hình 5.2 Tiết diện xà nách khung - Kích thước hình học tiết diện: Bảng 5.5 Kích thước hình học tiết diện C.cao TD h (mm) 750 Cánh Bản bụng Cánh bf (mm) tf (mm) hw (mm) tw (mm) bf (mm) tf (mm) 300 16 718 10 300 16 - Chiều dài tính tốn xà: Trong mặt phẳng khung: lx = 24 m Ngoài mặt phẳng khung: ly khoảng cách hai xà gồ; ly = 1.182 m - Đặc trưng hình học tiết diện xà: 3935518 - 36 ... 37. 72 21. 52 2. 32 32. 12 Tải trọng 4;17 4;19 4 ;21 4;6;10;14;18 4;8; 12; 14 ;20 4 ;22 M 114.39 -68. 92 38.14 120 . 32 -96.76 32. 39 1-1 - - N 41.88 5 .29 69.96 16 .27 - 12. 43 60.74 V 38.63 12. 03 40.31 22 .13... 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 M -86 .27 -30.89 -27 .80 -63 .22 -56.90 -0.63 -0.56 -43.17 -38.86 27 .44 24 .70 -18 .24 -16. 42 770. 12 693.11 -3 32. 73 -29 9.45 168. 52 151.67 N -88.33 -29 .57 -26 . 62 -8.73... σ= qy,gió × B2 = 116.7 82 * 7. 52 = 821 . 125 (daN.m) qx × B2 3.579 * 7. 52 = = 6 .29 1(daN.m) 32 32 Mgió Wx + Mx 821 . 125 × 1 02 6 .29 1× 1 02 = + Wy 77.8 13.3 < 21 00daN/cm2 = 11 02. 7 32( daN / cm2 ) (Thỏa mãn)