Thuyết minh thiết kế cột kết cấu thép II

Thiết kế cột

Do cột không có tiết diện bị giản yếu, độ lệch tâm tính đổi m1< 20 và giá trị của các mômen uốn dùng để kiểm tra bền và ổn định là nh− nhau cho nên theo quy phạm điều 5.24 ta không cần kiểm tra bền. Dựa vào khoảng cách đã giả thiết , ta tính gần đúng lực nén gây cho nhánh cột và sơ bộ lựa chọn kích th−ớc tiết diện theo cấu kiện nén lệch tâm. Dựa vào bảng tổ hợp nội lực tính toán đ−ợc, chọn đ−ợc cặp nội lực nguy hiểm để tiến hành tính toán mối nối cột ( tiết diện Ct ).

Cánh ngoài cột nối bằng đường hàn đối đầu, chiều dài đường hàn bằng bề rộng cánh phần cột trên, chiều cao đ−ờng hàn bằng chiều dày bản thép ở cánh cột trên. Cánh trong của phần cột trên nối đối đầu với bản thép K , bản K chọn có cùng chiều dày và chiều rộng với bản cánh phần cột trên tức là có tiết diện : 250x24 mm. *Mối nối bụng cột tính đủ chịu lực cắt tại tiết diện nối.Vì lực cắt cột trên là khá bé nên đường hàn đối đầu lấy theo cấu tạo : hàn suốt chiều dài và chiều cao đường hàn bằng chiều dày bản thép.

Dầm vai đóng vai trò liên kết hai nhánh của cột dưới rỗng , liên kết hai đoạn có tiết diện khác nhau và làm chỗ tựa cho dầm cầu trục. Dựa theo sự làm việc của dầm vai , nên dầm vai đ−ợc tính toán nh− một dầm đơn giản có nhịp l=hd = 1000mm, kê lên hai gối tựa là nhánh trong và nhánh ngoài cột d−ới. -> Chiều cao bản bụng dầm vai phải đủ chứa 4 đường hàn góc liên kết bản bụng dầm vai với bản bụng nhánh cầu trục.Giả thiết chiều cao đ−ờng hàn góc.

-> Chiều cao bản bụng dầm vai phải đủ chứa 4 đường hàn góc liên kết bản bụng dầm vai với bản K.Giả thiết chiều cao đ−ờng hàn góc là :hh=8mm. -> Chiều cao bản bụng dầm vai phải đủ chứa 2 đường hàn góc liên kết bản bụng dầm vai với nhánh mái.Giả thiết chiều cao đ−ờng hàn góc là :hh=8mm. - Dầm vai có tiết diện chữ I không đối xứng .Cánh dưới dầm vai thường là một bản thép nằm ngang nối bản bụng của hai nhánh cột d−ới.

Để kiểm tra về uốn của dầm vai đủ chịu M dvmax, cần phải tính mômen chống uốn của hai tiết diện hai bên điểm đặt lực của Strong và phải tìm vị trí của trục trọng tâm x-x. Toàn bộ lực Nnh truyền từ nhánh cột truyền xuống bản đế thông qua hai dầm đế và đôi sườn hàn vào bụng của nhánh .Vì vậy dầm đế chịu tác dụng của phần phản lực σnh từ móng lên thuộc diện truyền tải của nó. Nhận thấy hai đ−ờng hàn liên kết s−ờn A vào bụng nhánh cầu trục chịu Q và M nhỏ hơn nhánh mái nên ta không cần tính toán kiểm tra.

Sườn đế và dầm đế , sườn ngang , bụng nhánh cột đều liên kết với bản đế bằng hai đ−ờng hàn ngang suốt chiều dài ở hai bên. Nhằm mục đích là kiểm tra kéo nên ta chọn lại THNL phù hợp với tiêu chí này: ở tiết diện chân cột , tìm ra tổ hợp cho momen uốn lớn nhất và lực dọc nhỏ nhất.

Thiết kế dμn vì kèo

Hoạt tải sửa chữa mái có thể có ở trên nửa trái , nửa phải hoặc trên cả dàn. Tải trọng gió tác dụng lên dàn vì kèo là các lực tập trung Wi , thường đặt ở nút dàn : Wi = n. - Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình tại cao trình.

Nh− vậy tại mỗi nút dàn lực gió đều không lớn hơn tải trọng th−ờng xuyên của dàn. Nên suy ra trong mọi tr−ờng hợp không thể xảy ra tr−ờng hợp gió bốc mái.Vậy trong tính toán ta bỏ qua tải trọng gió tác dụng lên dàn. Khi dàn liên kết cứng với cột, ngoài các tải trọng đặt trực tiếp lên dàn, dàn còn chịu momen ở hai đầu.

Để giảm bớt khối l−ợng tính toán ta tiến hành tổ hợp tr−ớc các cặp momen đầu dàn thành một số cặp vàchỉ tính dàn vớinhững cặp đó. Nhận xét: Tại tiết diện B không tồn tại cặp mômen M+max, Mt− cho nên ta chỉ tính với cặp M-min, Mt−. - Tải trọng thường xuyên do tải đối xứng nên chỉ cần vẽ cho nửa dàn.

Từ kết quả suy ra tr−ờng hợp tải trọng trên nửa dàn phải và trên toàn dàn. Để tiện tính toán ta chỉ vẽ giản đồ Crêmôna cho trường hợp M = 1kNm đặt ở đầu trái của dàn. - Đối với các thanh dàn phân nhỏ, ta vẽ với tải trọng đơn vị 1t đặt ở nút, để tính ra nội lực do G và P gây ra.

Dμn ph©n nhá

Dựa vào bảng tổ hợp nội lực ta có nội lực trong các thanh cánh trên của dàn nh−. Thanh cánh dưới chọn cùng một loại tiết diện và được xác định theo nội lực lớn nhất của thanh cánh d−ới. Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, ta có nội lực lớn nhất trong thanh xiên đầu dàn là : X11.

Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, chọn ra nội lực lớn nhất của các thanh liên kết vào nút : T5. Đây là nút khuếch đại, bản mã chia đôi cho mỗi nửa dàn, nối chúng dùng hai bản nối, nối thanh cánh dùng bản ghép, bố trí hai s−ờn gia cố cho bản ghép và bản nối. Mỗi bản ghép liên kết vào thép góc bằng hai đ−ờng hàn góc cạnh, chọn chiều cao.

Bản mã đ−ợc nối bằng hai bản nối ốp lên hai bên bản mã, chúng đ−ợc tính toán các đ−ờng hàn liên kết truyền nội lực qua bản nối. Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, chọn ra nội lực lớn nhất của các thanh liên kết vào nút : T3. Đây là nút nối chuyển tiếp hai tiết diện thanh cánh d−ới khác nhau, nối thanh cánh dùng bản ghép.

Dựa vào bảng tổ hợp nội lực, chọn ra nội lực lớn nhất của các thanh liên kết vào nút : D1. Đây là nút chính truyền phản lực gối tựa của dàn gồm : RA là phản lực gối tựa đầu dàn , H là lực ngang do momen đầu dàn gây ra. Dựa vào yêu cầu đường hàn của các thanh với bản mã xác định được chiều dài đường hàn liên kết bản mã và s−ờn gối lh = as = 640mm.

Kiểm tra đ−ờng hàn : Hai đ−ờng hàn chịu RA, HMax và momen lệch tâm Me = HMax .e với e là khoảng cách từ lực H đến giữa chiều dài đường hàn. Chiều cao gối đỡ tính theo điều kiện chịu lực của đường hàn góc : 1,5.VA kể đến sự lệch tâm khi lắp dựng tỳ không đúng trọng tâm. Đây là nút chính truyền phản lực gối tựa của dàn gồm : RA là phản lực gối tựa đầu dàn , H là lực ngang do momen đầu dàn gây ra.

Dựa vào yêu cầu đường hàn của các thanh với bản mã xác định được chiều dài đường hàn liên kết bản mã và s−ờn gối lh = as = 350mm. Kiểm tra đ−ờng hàn : Hai đ−ờng hàn chịu Rpn, HMax và momen lệch tâm Me = HMax .e với e là khoảng cách từ lực H đến giữa chiều dài đường hàn.