ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG MỘT NHỊP

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH Thiết kế khung thép nhà công nghiệp nhẹ tầng nhịp (nhà có cầu trục hoạt động, chế độ làm việc trung bình, móc mềm) Với thơng số thiết kế sau: Nhịp khung, L (m) Bước cột, B (m) Số bước cột, n Sức nâng cầu trục, Q (T) Cao trình ray, H1 (m) Độ dốc mái, i (%) Địa điểm Địa Hình 33 6,2 11 10,0 10,8 12 Huyện Yên Minh Hà Giang C Các liệu khác: mác thép CCT34 Sử dụng phương pháp hàn tay, khơng lót, que hàn N42 Loại bulơng chịu lực kết cấu bulông tinh Mái lợp tơn, có hệ giằng xà gồ Bê tơng B20 Hệ giằng mái sử dụng khung thép nhẹ bố trí theo phương ngang nhà hai gian đầu hồi (hay gần đầu hồi), đầu khối nhiệt độ số gian nhà tùy thuộc chiều dài nhà, cho khoảng cách giằng bố trí không bước cột Bản bụng hai xà ngang cạnh nối giằng chéo chữ thập Các giằng chéo thép trịn hay cáp thép mạ kẽm đường kính khơng nhỏ 12 mm (khi sức trục từ trở xuống), thép góc (khi sức trục lớn) Ngồi ra, cần bố trí chống dọc thép hình (thường thép góc) Độ mảnh chống khơng vượt 200 8250 8250 B THANH CHOÁNG, L50x5 8250 8250 THANH GIAÈNG, Ø 20 A 6200 6200 6200 6200 6200 6200 6200 6200 6200 6200 10 6200 11 12 Hệ giằng mái SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH Trường hợp nhà có cầu trục với sức nâng 10 tấn, cần bố trí thêm giằng chéo chữ thập dọc theo đầu cột để tăng độ cứng cho khung ngang theo phương dọc nhà truyền tải trọng ngang tải trọng gió, lực hãm cầu trục khung lân cận Nếu sức trục 10 khơng cần Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch lên phía (khi chịu tải trọng bình thường, cánh xà cánh nén); chịu tải trọng gió, cánh xà chịu nén nên phải gia cường giằng chống xiên (liên kết với xà gồ) Tiết diện chống không nhỏ L50  , điểm liên kết với xà gồ cách xà khoảng từ 600  800mm Hình Chi tiết giằng chống xiên liên kết xà ngang với xà gồ Hệ giằng cột có tác dụng đảm bảo độ cứng dọc nhà giữ ổn định cho cột, tiếp nhận truyền xuống móng tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà tải trọng gió lên tường đầu hồi, lực hãm dọc nhà cầu trục ĐỈNH CỘT THANH GIẰNG, Ø 20 ± 0.000 6200 6200 6200 6200 6200 6200 6200 6200 6200 6200 10 6200 11 12 Hình Hệ giằng cột SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH Hệ giằng cột thường bố trí hai lớp: - Hệ giằng cột (từ mặt dầm hãm đến đầu cột) - Hệ giằng cột (từ mặt đến mặt dầm vai) Hệ giằng cột gồm giằng chéo bố trí gian có hệ giằng mái Trường hợp nhà khơng có cầu trục nhà có cầu trục với sức nâng 15 dùng giằng chéo chữ thập thép trịn đường kính khơng nhỏ 20 mm Nếu sức trục 15 cần dùng thép hình, thường thép góc Độ mảnh giằng khơng vượt 200 Độ dốc mái: i  12%    6,84o Khoảng cách bố trí hai xà gồ: axg  1, 2m Mái lợp tôn múi tráng kẽm dày 0,7 mm có trọng lượng: gmtc  0,074kN / m2 Chọn sơ tiết diện xà gồ dạng chữ [ có số hiệu [10 với thơng số tiết diện sau: tc Wx  38,3cm3 ;Wy  6, 46cm3 ; g xg  8,59daN / m Hoạt tải tác dụng xác định theo TCVN 2737-1995: pmtc  0,3kN / m2 Tải trọng tiêu chuẩn tải trọng tính tốn tác dụng lên xà gồ:  g tc  tc q tc   m  pmtc   axg  g xg cos     0, 074  q tc    0,3  1,  8,59 102  0,535kN / m  0,993   g tc  tc qtt   m   g  pmtc   p   axg  g xg  g  cos    0, 074  qtt   1, 05  0,3 1,  1,  8,59 102 1, 05  0, 616kN / m  0,993  Tải trọng tác dụng lên xà gồ phân theo hai phương: qxtc  qtc  sin a  0,535  0,119  0, 064kN / m qtcy  qtc  cos   0,535  0,993  0,532kN / m qxtt  qtt  sin   0, 616  0,119  0, 073kN / m qtty  qtt  cos   0, 616  0,993  0, 612kN / m SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH Hình Mặt cắt ngang xà gồ Sơ đồ tính biểu đồ mơmen: giằng xà gồ thép trịn có   20mm Hình Sơ đồ tính biểu đồ mơ men xà gồ Mômen uốn theo phương x y xà gồ: Mx  My  qtty  B  0, 612  6, 22  2,939kN m q  B 0, 073  6, 22   0, 088kN m 32 32 tt x iểm tra bền cho tiết diện: 1   Mx My   f c Wx Wy 2,939 102 0, 088 102   21 34,8 6, 46  9,811 kN / cm   21 kN / cm   THỎA SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH Do có hệ giằng xà gồ theo phương x nên ta xét độ võng xà gồ theo phương y Độ võng xà gồ xác định sau: tc qy  B 0,532  6, 24 y      2, 799 102 m 384 E  I x 384 2,1106 102 174 108 iểm tra độ v ng:  y    2, 799 102     4,514 103  m    5, 103  m  B B B 6, 200  THỎA Vậy tiết diện xà gồ chọn thỏa mãn điều kiện biến dạng * Ngoài ra, cần kiểm tra xà gồ chịu tác dụng tải trọng gió bốc ơng trình xây dựng Huyện Yên Minh – Hà Giang (vùng ), áp lực gió Wo  0,55kN / m2 Tải trọng gió thành phần q y tỉnh tải mái ngược chìu nên tải trọng qgio (theo phương y xà gồ ) tác dụng vào xà gồ là: qgio   w  Wo  k  ce  axg cos  tc  0,9  g mtc  axg  0,9  g xg  cos  qgio  1,  0,55  0, 727  0,  1,  0,9  0, 074 1,  0,9  8,59 10 2  0,993 0,993 qgio  0, 249kN / m  g mtc   g  tc q   axg  g xg   g   sin   cos      0, 074 1, 05  qx'   1,  8,59 102 1, 05   0,119  0, 022kN / m  0,993  ' x iểm tra độ bền xà gồ trường hợp theo công thức: 2  M gio Wx  M q' x Wy  f c  0, 249  6, 22 0, 022  6, 2     10  211  34,8 32  6, 46    3,850  kN / cm   21 kN / cm   THỎA Vậy tiết diện xà gồ chọn th a mãn điều kiện cường độ 3.2 Với nhịp 6.2m; giá trị tải trọng (có chiều hướng vào mái) qtt  0,616kN / m qtc  0,535kN / m theo sơ đồ có giằng giữa, tra bảng III.2 phụ lục III chọn số hiệu thép Z15024 làm tiết diện xà gồ SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H  H k  bk  1,010  0,3  1,31m đó: HK = 1,010m (tra catalo cầu trục); bK = 0,3m (khe hở an toàn dầm cầu trục xà ngang) chọn: H  1, 4m Chiều cao cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang: H  H1  H  H3  10,8  1,   12, 2m đó: H1: cao trình đỉnh ray, H1 = 10,8 m; H3: coi mặt móng cốt ± 0.000 (H3 = 0) Chiều cao phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: Ht  H  H dct  H r  1,  0,7  0,  2,3m với: Hdct chọn sơ 0,7 m Chiều cao phần cột tính từ mặt móng đến mặt vai cột: H d  H  Ht  12,  2,3  9,9m Vì sức trục < 30T nên coi trục định vị trùng với mép cột (lấy a = 0) Khoảng cách từ trục định vị tới trục ray cầu trục là: L1  L  LK 33  31   1, 0m 2 hiều cao tiết diên cột chọn theo yêu cầu độ cứng:  1  1 h      H     12,   0, 61  0,813 m  chọn: h  65cm  20 15   20 15  iểm tra khe hở cầu trục cột khung: z  L1  h  1,0  0,65  0,35m  zmin  0,18m Do sức nâng cầu trục không lớn nên chọn phương án tiết diện cột không đổi, với độ cứng I1 Vì nhịp khung L = 33m, nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 6,5m Với đoạn xà 10,0m (tiết diện thay đổi), độ cứng đầu xà cuối xà I1 I2 Với đoạn xà 10,0 m (tiết diện không đổi), độ cứng I2 Giả thiết sơ tỷ số I1/I2 = 2,5 Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết cột móng ngàm mặt móng (cốt  0.000) Chiều dài dầm vai chọn sơ bộ: Ldct  L1  0,5  h  1,0  0,5  0,65  0,675m  chọn: Ldct  0,7m Liên kết cột xà ngang liên kết đỉnh xà ngang cứng Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hố tính tốn thiên an tồn SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang I2 I2 I2 + 12.200 + 9.900 2300 I1 GVHD: LÊ VĂN TRÌNH 2000 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP I1 I1 9900 12200 700 700 ± 0.000 I1 5500 11000 11000 5500 33000 Hình Sơ đồ tính khung ngang Để đơn giản việc tính tốn,trọng lượng thân lợp, lớp cách nhiệt xà gồ mái lấy 0,15 kN/m2 g1  n  g bt  B 1,1 0,15  6,   1, 03  kN / m  cos  0,993 Trọng lượng kết cấu cửa mái lấy khoảng 0,15 kN/m2 mặt cửa mái: g2  n  g bt  B 1,1 0,15  6.2   1, 03  kN / m  cos  0,993 Trọng lượng trần treo; trần thạch cao khoảng 0,15 kN/m2 g3  n  g bt  B  1,1 0,15  6,  1,023(kN / m) Trọng lượng thân kết cấu hệ giằng lấy 15% trọng lượng xà ngang( chọn sơ trọng lượng thân xà ngang 1kN/m) bt g4  n  g bt  g xa  1,1 0,15 1  0,165(kN / m) Tổng tải trọng phân bố xà ngang: g  g1  g2  g3  g4  1,03  1,03  1,023  0,165  3, 249(kN / m) Trọng lượng thân tôn tường xà gồ tường lấy tương tự mái 0,15 kN/m2 Quy thành tải tập trung đặt đỉnh cột: G1  n  g bt  H  B  1,1 0,15 12,  6,  12, 481(kN ) Trọng lượng thân dầm cầu trục chọn sơ kN/m Quy thành lực tập trung mơmen lệch tâm đặt cao trình vai cột: G2  n  g bt  B  1,11,0  6,  6,820(kN ) SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH 12,481 kN 12,481 kN 6,820 kN + 12.200 + 9.900 2300 6,820 kN 2000 3,429 kN/m 9900 12200 700 700 ± 0.000 5500 11000 11000 5500 33000 Hình Sơ đồ tính khung khung với t nh tải Theo TCVN 2737-1995, trị số tiêu chuẩn hoạt tải thi công sửa chữa mái phụ thuộc vào loại mái.Với mái lợp vật liệu nhẹ :tôn,fibroximang…trị số tiêu chuẩn hoạt tải mái pmtc  0,3kN / m2 ; hệ số độ tin cậy tương ứng  p  1,3 Quy đổi tải trọng phân bố lên xà ngang: p  1,3  0,3  6,  2, 418kN / m + 12.200 + 9.900 2300 2000 2,418 kN/m 9900 700 12200 700 ± 0.000 5500 11000 11000 5500 33000 Hình Sơ đồ tính khung khung với hoạt tải SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH Hoạt tải cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng lực hãm ngang cầu trục Các loại tải trọng thông qua bánh xe cầu trục truyền xuống vai cột Theo bảng II.3 phụ lục [1], thông số cầu trục sức nâng 10T sau: Nhịp Lk (m) hiều cao Gabarit Hk (mm) K cách zmin (mm) Bề rộng Gabarit Bk (mm) Bề rộng đáy Kk (mm) T lượng cầu trục G (T) T lượng xe Gxe (T) Áp lực Pmax (kN) Áp lực Pmin (kN) 31 1010 180 5930 5100 17,620 0,833 94,300 43,800 a Áp lực đứng cầu trục Áp lực đứng Dmax, Dmin cầu trục truyền qua dầm cầu trục thành tải trọng tập trung đặt vai cột Trị số Dmax ,Dmin xác định đường ảnh hưởng phản lực gối tựa dầm cầu trục bánh xe cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi Với khung nhịp, nhà có cầu trục hoạt động, cần xét đến tải trọng cầu trục đặt sát c Dmax   ct  nc  Pmax   yi  1,1 0,85  94,3  2,087  184,020 kN c Dmin   ct  nc  Pmin   yi  1,1 0,85  43,8  2,087  85, 473kN 5930 P P P CT-2 0,044 270 5930 0,866 5100 6200 CT-1 0,177 830 P 5100 6200 1100 Hình Sơ đồ xác định đường ảnh hưởng SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang GVHD: LÊ VĂN TRÌNH 2000 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 85,473 kN + 9.900 2300 184,020 kN + 12.200 9900 700 12200 700 ± 0.000 5500 11000 11000 5500 33000 2000 Hình 10 Dmax lên cột trái 184,020 kN + 9.900 2300 85,473 kN + 12.200 9900 700 12200 700 ± 0.000 5500 11000 11000 5500 33000 Hình 11 Dmax lên cột phải SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 10 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH  td  12  12  1,15  f   c  24,150  kN / cm2  1  1  M hw 589, 655 100 62,     16,821 kN / cm2  Wx h 3354,525 65 V Sf I x  tw  105, 72 1335, 600  1, 079  kN / cm2  109022, 065 1,   td  16,8212  1,0792  16,924  kN / cm2   24,150  kN / cm2   THỎA b Ki m tra ổ ịnh c c b cho xà ổi Kiểm tra ổn định cục cánh: b0 f tf  b f  tw 2t f  10, 286  0,5  E  15,811  THỎA f Kiểm tra ổn định cục bụng: hw 62, E   51,833  5,5   173,925 tw 1, f  bụng không bị ổn định cục tác dụng ứng suất pháp nén (nên đặt sườn dọc) hw 62, E   51,833  3,   101,193 tw 1, f  bụng không bị ổn định tác dụng ứng suất tiếp (nên đặt sườn cứng ngang) hw 62, E   51,833  2,5   79, 057 tw 1, f  bụng không bị ổn định tác dụng ứng suất pháp ứng suất tiếp (nên kiểm tra ô bụng) ổi ti t di n Từ bảng tổ hợp nội lực, chọn cặp nội lực tiết diện đầu xà để kiểm tra tiết diện cột sau: M  202,899kNm N  80,821kN V  9, 797kN Xác định đặc trưng hình học tiết diện đầu xà không đổi: A  hw  tw   b f  t f  128,640cm2  b f  t 3f  hw t f   tw  hw3 Ix   2   b f  t f       36450, 765cm4 12  12  2   2 Ix Wx   1822,538cm3 h h t  S f  b f  t f   w  f   810, 600cm3  2 SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 37 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH a Ki m tra b n cho xà không ổi Xác định độ lệch tâm tương đối mx: mx  M A 202,899 100 128, 640     17, 720  20 N Wx 80,821 1822,538  Không cần kiểm tra bền Tại tiết diện đầu xà có momen lực cắt tác dụng nên cần kiểm tra ứng suất tương đương cánh bụng:  td  12  12  1,15  f   c  24,150  kN / cm2  1  1  M hw 202,899 100 37,     10,353  kN / cm2  Wx h 1822,538 40 V Sf I x  tw  9, 797  810, 600  0,182  kN / cm2  36450, 765 1,   td  10,3532   0,1822  10,358  kN / cm2   24,150  kN / cm2   THỎA b Ki m tra ổ ịnh c c b ổi Do tiết diện đoạn xà khơng thay đổi tiết diện chọn có kích thước nhỏ đoạn xà thay đổi tiết diện nên không cần kiểm tra ổn định cục cánh bụng xà SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 38 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH THI T K CÁC CHI TI T 9.1 Vai c t a Ki m tra b n cho ti t di n t i vị trí ngàm với c t Momen uốn lực cắt ch lien kết công xôn vai cột với cánh cột: M   Dmax  Gdct    L1  h   184,020  6,82   1,0  0,65  66,794kNm V  Dmax  Gdct  184,020  6,82  190,840kN Xác định đặc trưng hình học cho tiết diện ngàm với cánh cột: I DV x DV x W S DV f  b f  t 3f tw  hw3   2   bf  t f 12  12  hw t f         38405,999cm4  2    I xDV   1706,933cm3 h h t   b f  t f   w  f   788, 4cm3  2 Kiểm tra ứng suất tương đương tạo ch ngàm với cánh cột:  td  12  12  1,15  f   c  24,150  kN / cm2  hwDV 66, 794 100 42, M   DV     3, 704  kN / cm2  Wx hDV 1706,933 45 1  V  S DV f I DV x t DV w  190,840  788,  6,529  kN / cm2  38405,999  0,   td  3,7042   6,5292  11,900  kN / cm2   24,150  kN / cm2   THỎA b Ki m tra ổ ịnh c c b cho ti t di n t i vị trí ngàm với c t Kiểm tra ổn định cục cánh: b0 f b f  tw E   12, 250  0,5   15,811  THỎA tf 2t f f Kiểm tra ổn định cục bụng: hw 42, E   71,  2,5   79, 057  THỎA tw 0, f c Ki m tra kh ă ịu lự ng hàn liên k t d m vai vào c t Theo cấu tạo chọn đường hàn liên kết dầm vai vào cột: hf = 0,5 cm Chiều dài tính tốn đường hàn liên kết dầm vai với cánh cột xác định sau: - Phía cánh (2 đường hàn): lwt  b f   29,0cm - Phía cánh (4 đường hàn): lwd  0,5   b f  tw    13,7cm - Ở bụng (2 đường hàn) lwb  hw   41, 6cm Từ đó, xác định diện tích tiết diện momen chống uốn đường hàn liên kết (coi lực cắt đường hàn liên kết bụng chịu): SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 39 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH Aw   h f  lwb  41,6cm2 t    lw  h f Ww  2    lwt  h f 12    Ww  1236, 611cm3 2  lwd  h3f  hw t f     h  d     4   lw  h f        h     12  2     Khả chịu lực đường hàn liên kết kiểm tra theo công thức: M  V   66, 794 100   190,840   td           7, 087  kN / cm2     1706,933   41,   Ww   Aw  2    f w min   c  0, 18 1  12,  kN / cm2   td     f min   c  THỎA I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 200 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 700 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II I I I I I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I SƯỜN GIA CƯỜNG DÀY 0,6cm I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 650 100 350 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II I I I I I I I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I II I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 700 Hình 33 ác kích thước dầm vai * Xác định kích thước cho cặp sườn cứng gia cường cho bụng dầm vai vị trí trọng tâm dầm cầu trục Chiều cao: hs  hwdv  32, 6cm Bề rộng: hwdv bs   40  50,867mm  Chọn 5,5 cm 30 Bề dày: ts   bs  f  0,348cm  Chọn 0,6 cm E 9.2 Chân c t a Tính tốn b Từ bảng tổ hợp nội lực, chọn cặp nội lực tiết diện chân cột: M  375, 218kNm N  314, 084kN V  90, 264kN SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 40 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH Dự kiến chọn phương án cấu tạo chân cột ngầm có vùng kéo bê tơng móng với bulong neo phía chân cột Xác định chiều rộng đế: Bbd  b   c1  30   7,5  45  cm  Betong móng B20,   ; Rb  1,15  kN / cm2  hệ số tăng cường độ b  1,15 ; từ xác định Rb,loc    b  Rb  11,15 1,15  1,323  kN / cm2  Chiều dài đế xác định từ điều kiện chịu ép cục bê tơng móng:     N N 6 M Lbd        B   R   B   R   Bbd   Rb,loc bd b ,loc  b ,loc    bd 314, 084 314, 084     375, 218 100  Lbd        45  0, 75 1,323   45  0, 75 1,323   45  0, 75 1,323  Lbd  74, 626  cm  Theo cấu tạo khoản cách bố trí bulong neo, tính chiều dài đế với giả thiết c2  11,7cm chiều dày dầm đế 0,8 cm: Lbd  h   tdd   c2  65   0,8  11,7  90  cm  Ta có: e  M 375, 218 100   119, 608  cm  N 314, 084 e Lbd 90   15  cm   có vùng chịu kéo betong móng 6 Tính lại ứng suất phản lực betong móng phía đế:  max  N 6 M 314, 084  375, 218 100     0, 695  kN / cm2  2 Bbd  Lbd Bbd  Lbd 45  90 45  90   N 6 M 314, 084  375, 218 100     0,540  kN / cm2  2 Bbd  Lbd Bbd  Lbd 45  90 45  90 117 221 450 125 105 105 115 450 56,5 0,524 0,695 Ô BẢN SỐ 25 75 300 450 221 21 22,1 650 75 117 10,3 0,540 0,380 506,5 393,5 900 Ô BẢN SỐ Hình 34 ích thước đế sơ đồ ứng suất SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 41 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH Chiều dày đế chân cột xác định từ điều kiện chịu uốn đế ứng suất phản lực betong móng Xét đế: - Ô số (bản kê cạnh): a2  d1  21 cm  ; b2  22,1 cm   b2  1, 052 a2 Tra bảng, nội suy ta b  0,114 M1  b  1  d12  0,114  0,524  212  26,325  kNcm  - Ô số (bản kê cạnh): a2  d2  25  cm  ; b2  10,3  cm   b2  0, 414 a2 Tra bảng, nội suy ta b  0, 06 M  b   max  d22  0,06  0,695  252  26,082  kNcm  - Ô số (bản kê cạnh): có kích thước gần với số có ứng suất nhỏ nên không cần xét đến Vậy chiều dày đế xác định theo:  M max  26,325   2, 743  cm   Chọn tbd = 2,8 cm f  c 211 tbd  b Tính tốn d ích thước đầm đế chọn sau: - Chiều dày: tdd  0,8cm - Chiều rộng: bdd  Bdd  45cm - Chiều cao: hdd phụ thuộc vào đường hàn liên kết dầm đế vào cột Lực truyền vào dầm đế ứng suất phản lực betong móng: Ndd  A   dd  12,5  10,5  45  0,524  541,954  kN  Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết dầm đế vào cột h f  0,  cm  Từ xác định chiều cao tính tốn đường hàn liên kết dầm đế vào cột : lw  N dd 541,954 1    36,844  cm   h f     f w min   c  0, 12,  Chọn chiều cao dầm đế: hdd  40  cm  SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 42 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH nA Sơ đồ tính dầm congxon ngàm vào bụng cột đường hàn Tải trọng nội lực vị trí ngàm: qs  B  1  10,5  11,5  0,380  8,349  kN / cm  qs  ls2 8,349  22,12   2038,923  kN / cm  2 Vs  qs  ls  8,349  22,1  184,518  kN  Ms  Chọn chiều dày sườn ts  0,8cm Chiều cao sườn xác định sơ từ điều kiện chịu uốn: hs  6 Ms  2038,923   26,985  cm   Chọn hs  35cm ts  f   c 0,8  211 Kiểm tra lại tiết diện sườn chọn theo ứng suất tương đương:  td  12  12  1,15  f   c  24,15kN / cm2 1   M s  2038,923   12, 483  kN / cm2  2 ts  hs 0,8  35 1  Vs 184,518   6,590  kN / cm2  ts  hs 0,8  35  td  12  12  12, 4832   6,5902  16,915kN / cm2  24,15kN / cm2  THỎA Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn A vào bụng cột h f  0,  cm  Diện tích tiết diện momen chống uốn đường hàn là: Aw   h f   hs  1   0,6   35  1  40,8  cm2  Ww   h f   hs  1 0,   35  1  2  231,  cm2  Kiểm tra khả chịu lực đường hàn 2 M  V   td   s    s      f w min   c  12,  kN / cm   Ww   Aw  2  2038,923   184,518   td        f w min   c  12,  kN / cm     231,   40,8   td  9,911 kN / cm2   12,  kN / cm2   THỎA SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 43 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH nB Bề rộng truyền tải vào sườn là: 1,5  ls qs   max 1,5  ls  0,695 1,5 11,7  12, 201 kN / cm  qs  ls2 12, 20111,   835, 074  kNcm  2 Vs  qs  ls  12, 20111,7  142,748kN Ms  Chọn chiều dày sườn ts  0,8cm Chiều cao sườn xác định sơ từ điều kiện chịu uốn hs  6 Ms  835, 074   17, 270  cm   Chọn hs  25cm ts  f   c 0,8  211 Kiểm tra lại tiết diện sườn chọn theo ứng suất tương đương:  td  12  12  1,15  f   c  24,15kN / cm2 1   M s  835, 074   10, 021 kN / cm2  2 ts  hs 0,8  25 1  Vs 142, 748   7,137  kN / cm2  ts  hs 0,8  25  td  12  12  10,0212   7,1372  15,914  kN / cm2   24,15  kN / cm2   THỎA Theo cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn liên kết sườn B vào bụng cột h f  0, 6cm Diện tích tiết diện momen chống uốn đường hàn là: Aw   h f   hs  1   0,6   25  1  28,8  cm2  Ww   h f   hs  1 0,   25  1  115,  cm2   2 Kiểm tra khả chịu lực đường hàn 2 M  V   td   s    s      f w min   c  12,  kN / cm   Ww   Aw  2  835, 074   142, 748   td      28,8      f w min   c  12,  kN / cm  115,      td  8, 781 kN / cm2   12,  kN / cm2   THỎA SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 44 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH e Tính tốn bulong neo Từ bảng tổ hợp nội lực, chọn cặp nội lực tiết diện chân cột gây kéo nhiều cho bulong neo: M  489,921kNm N  210, 265 kN V  91,551kN Đây cặp nội lực dùng để tính tốn chân cột, tải trọng 1,2,6,11,13 gây Chiều dài vùng betong chịu nén đế c = 50,650 cm Chọn khoản cách từ mép biên đế chân cột đến tâm bulong neo gần x = 6,25 cm Xác định được: Lbd c 90 50, 650     43,3  cm  3 c 50, 650 y  Lbd   x  90   6, 25  66,9  cm  3 a Tổng lực kéo thân bulong neo phía chân cột: T1  M  N  a 489,921100  210, 265  43,3   596, 489  kN  y 66,9 Chọn thép bulong neo mác 09Mn2Si Diện tích tiết diện cần thiết bulong neo: Abayc  T1 596, 489   8, 061 cm2  n1  fba 18,5  Chọn bulong  36 có Abn  8,16  cm2  Tính lại tổng lực kéo thân bulong neo phía chân cột T2  M N 489,921100 210, 265     527, 024  kN   T1 Lb 90   6, 25  Đường kính bulong chọn đạt yêu cầu SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 45 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH f ng hàn liên k t c t vào b ác đường hàn liên kết tiết diện cột vào đế tính tốn quan niệm momen lực dọc đường hàn cánh chịu, lực cắt đường hàn bụng chịu Nội lực để tính tốn đường hàn chọn bảng tổ hợp nội lực cặp dùng để tính tốn bulong neo Các cặp khác không nguy hiểm Lực kéo cánh cột momen lực dọc truyền vào:  M N   489,921 210, 265  Nk          648,592  kN   h   65  Tổng chiều dài tính tốn đường hàn liên kết cánh cột (kể đường hàn liên kết dầm đế vào đế);   Bbd  tsB     b  tw     B  b   l    1     1    bd  1 w 2         45  0,82     30  1,     45  30    lw     1     1     1  82,  cm        Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết cánh cột: h1ycf  Nk 648,592   0, 63  cm   lw     f w min   c 82, 12, Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột: l    hw  1 2   62,  1  122,  cm  h2ycf  V 91,551   0, 06  cm   l2w     f w min   c 122, 12, 2w  Chọn h f  0,8cm 250 SƯỜN A 350 450 DẦM ĐẾ SƯỜN B BULONG D36 455 62,5 160 110 230 221 221 450 110 62,5 160 900 Hình 35 ác kích thước chân cột SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 46 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH 9.3 Liên k t c t với xà ngang Cặp nội lực dùng để tính tốn liên kết cặp gây kéo nhiều cho bulong tiết diện đỉnh cột Từ bảng tổ hợp chọn được: M  402, 405kNm N  131,993kN V  81, 413kN Đây cặp nội lực tổ hợp nội lực trường hợp tải trọng 1,2 gây a Tính tốn bulong liên k t Chọn bulong cường độ cao cấp độ bền 8.8, đường kính bulong dự kiến d = 22mm (l loại C) Bố trí thành dãy với khoản cách l bulong tn thủ theo quy định Phía cánh ngồi cột bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước lấy sau: - Bề dày: ts  tw  1, 2cm  chọn ts  1, 2cm ls  10cm - Bề rộng: - Chiều cao: hs  1,5  ls  15cm  Chọn hs  15cm Lực kéo tác dụng vào bulong dãy momen lực dọc phân vào Nb ,max  M  h1 N  2   hi n Nb ,max  402, 405 100  65,5 131,993   92,13  kN  2 2 2 18    16  24  32  40  48  56  65,5  2 Khả chịu kéo mộng bulong  N tb  ftb  Abn  40  3,03  121,  kN  Nb,max   N tb  THỎA Khả chịu trượt bulong cường độ cao   N b  f hb  A   b1   n f  b2  N b  110  3,8 1 0, 25 1  61, 47  kN  1, Kiểm tra khả chịu cắt bulong V 81, 413   5,52  kN    N b   c  61, 47  kN   THỎA n 18 SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 47 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH b Tính tốn mặt bích Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn b1  Nb,max t1  1,1 N i  b  b1   f  Nb,max  t2  1,1 h i h1 b1   Ni  b  h1   f  1,1 11 92,13  1,19  cm   30  11  21 92,13  224  315, 06  kN  65  1,1 11 315, 06  1, 45  cm   30  65  21  Chọn t = 1,5 (cm) ng hàn liên k t c t (xà) với mặt bích Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh ngồi (kể sườn)  lw   14, 1   10 1  71,6cm Lực kéo cánh M N phân vào: Nk  M N 402, 405 131,993     553, 09  kN  h 65 Chiều cao cần thiết đường hàn phía cánh ngồi (kể sườn) là: h fyc  Nk 553, 09   0, 61 cm   lw     f w min   c 71, 12, Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích h fyc  V 81, 413   0, 05  cm  l    f    62,   12,      2w w c  Chọn h f  0,8cm BULONG D22 5095 80 80 80 80 80 80 8045 25 144 144 12 150 150 15 15 SƯỜN 95 110 95 300 SƯỜN 100 100 650 650 775 25 Hình 36 ác kích thước mối nối cột với xà ngang SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 48 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH 9.4 M i n ỉnh xà Chọn cặp nội lực kéo lớn cho bulong tiết diện đỉnh xà M  202,899kNm N  80,821kN V  9, 797kN a Tính tốn bulong liên k t Chọn bulong cường độ cao cấp độ bền 8.8, đường kính bulong dự kiến d = 22mm (l loại C) Bố trí thành dãy với khoản cách l bulong tuân thủ theo quy định Phía cánh ngồi cột bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích, với kích thước lấy sau: - Bề dày: ts  tw  1, 2cm  chọn ts  1, 2cm - Bề rộng: ls  10cm - Chiều cao: hs  1,5  ls  15cm  Chọn hs  15cm Lực kéo tác dụng vào bulong dãy momen lực dọc phân vào Nb ,max  M  h1 N  cos  V  sin    2   hi n n Nb ,max  202,899 100  50 80,821 0,993 9, 797  0,119    96,56  kN  2 2 10 10  15  25  35  50  Khả chịu kéo mộng bulong  N tb  ftb  Abn  40  3,03  121,  kN  Nb,max   N tb  THỎA Khả chịu cắt bulong  N vb  fvb   b  A  nv  32 1 3,8 1  121,6  kN  Kiểm tra điều kiện lực cắt N  sin   V  cos    N vb   c  121,  kN  n 80,821 0,119  9, 797  0,993  1,94  kN    N vb   c  121,  kN  10  THỎA SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 49 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH b Tính tốn mặt bích Bề dày mặt bích xác định từ điều kiện chịu uốn t1  1,1 N i b1  Nb,max  b  b1   f  Nb,max  t2  1,1 h i h1 b1   Ni  b  h1   f  1,1 12 102,97  1,30  cm   30  12   21 102,97   1,1 125  257, 41 kN  50 12  257, 41  1, 49  cm   30  50   21  Chọn t = 1,5 cm c ng hàn liên k t xà ngang với mặt bích Tổng chiều dài tính tốn đường hàn phía cánh ngồi (kể sườn) l w   14,  1   10  1  71,6cm Lực kéo cánh M N phân vào: Nk  M N 202,899 100 80,821     466,84  kN  h 40 Chiều cao cần thiết đường hàn phía cánh ngồi (kể sườn) là: h fyc  Nk 466,84   0,52  cm   lw     f w min   c 71, 12, Chiều cao cần thiết đường hàn liên kết bụng cột với mặt bích h fyc  V 9, 797   0, 01 cm   l2w     f w min   c  37,  1 12,  Chọn h f  0, 6cm 100 400 600 100 50 150 100100 150 50 100 100 50 150 100100 150 50 600 144 144 12 90 120 90 300 Hình 37 ác kích thước mối nối đỉnh xà SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 50 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: LÊ VĂN TRÌNH 9.5 M i n i xà (t i nhịp) Việc tính tốn cấu tạo mối nối xà, thực tương tự Do tiết diện xà ngang vị trí nối giống đỉnh mái nội lực ch nối xà nhỏ nên không cần tính tốn kiểm tra mối nối Cấu tạo liên kết hình 100 400 600 100 50 150 100100 150 50 100 100 150 50 0 50 600 144 144 12 90 120 90 300 Hình 38 ác kích thước mối nối xà 9.6 Liên k t b n cánh với b n b n b ng c t xà ngang Lực cắt lớn đoạn xà ngang tiết diện đầu xà thay đổi tiết diện Vmax  105,72  kN  Chiều cao đường hàn cần thiết liên kết cánh bụng xà ngang theo công thức: h fyc  Vmax  S f  I x     f w min   c  105, 72 1335,  0, 05  cm  109022, 065 12,  Kết hợp cấu tạo, chọn h f  0, 6cm Lực cắt lớn cột tiết diện chân cột Vmax  91,551 kN  Do cột có tiết diện với tiết diện đầu xà thay đổi tiết diện nên không cần tính chiều cao đường hàn, chọn h f  0, 6cm SVTH: LƯU ĐÌNH LỘC – STT: 65 Trang 51