Thiết kế kết cấu khung thép zamil 1 nhịp 1 tầng

Tiến độ thực hiện

Nộp tiến độ lần 1: Sau khi tính tải trọng và tổ hợp tải trọng Nộp tiến độ lần 2: Sau khi tính nội lực và kiểm tra tiết diện thanh Nội tiến độ lần 3 : Sau khi hoàn thành bản vẽ.

Tiêu chuẩn tải trọng

Hệ số độ tin cậy về tải trọng f đối với tải trọng gió chính được lấy bằng 2,1; khi tính toán kích động xoáy cộng hưởng thì hệ số độ tin cậy về tải trọng f lấy bằng 1,0. CHÚ THÍCH 2: Khi xác định tải trọng gió cho một công trình, các dạng địa hình có thể khác nhau theo hướng gió khác nhau.  Hệ số hiệu ứng giật Gf là hệ số phản ứng của kết cấu dưới tác dụng của tải trọng gió (bao gồm cả thành phần phản ứng tĩnh và thành phần phản ứng động của kết cấu).

Trị số Dmax, Dmin có thể xác định bằng đường ảnh hưởng của phản lực gối tựa dầm cầu trục khi bảnh xe cầu trục duy chuyển tới vị trí bất lợi nhất.

Chọn cầu trục

Ht là chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang;. Chọn độ dốc i= 10% ,cửa trời chủ yếu để thông thoáng,thông gió và lấy sáng bằng tole sáng và hệ cửa sổ dọc nhà.

Xác định sơ bộ tiết diện khung 1. Tiết diện cột

Đoạn xà dài 5m có tiết diện thay đổi với đoạn lớn nối với đỉnh cột chọn bằng tiết diện cột như Hình 3.3 và đoạn xà nhỏ dần với tiết diện thể hiện qua Hình 3.3.

Sơ đồ tính khung ngang

Gdct: Giá trị tiêu chuẩn của tải trọng thường xuyên dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1kN/m;. Tải trọng bản thân của tấm vách và sườn tường lấy tương tự như với mái và xà gồ. Tải trọng bản thân của vách và sườn tường: tính tải trọng thường xuyên của vách và sườn tường (tương tự như trên).

Tải trọng mà sự thay đổi độ lớn hoặc hướng của tải trọng phải được kể đến. Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm hai thành phần là gió tác dụng lên cột và gió tác dụng lên mái. Tải trọng do cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lục đứng của cầu trục và lực hãm cầu trục.

Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm và sắp xếp các bánh xe cầu trục sát nhau vào vị trí bất lợi nhất Hình 5.3, xác định các tung độ yi. Lực Dmax và momen tương ứng tác dụng lên cột phải và cột trái thể hiện ở Hình 5.9. f :Hệ số vược tải của hoạt tải cầu trục: lấy bằng γp=1,2 đối với tất cả các chế độ làm việc của cần trục.

Lực hãm ngang của toàn cầu trục truyền lên cột đặt tại cao trình dầm hãm tức là ở cao trình đỉnh rây Hr=8m.

Tổ hợp tải trọng và xác định nội lực

Các tổ hợp cơ bản của tải trọng, bao gồm các tải trọng thường xuyên, tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn. f ilà hệ số độ tin cậy về tải trọng của tải trọng thường xuyên thứ i;. f jlà hệ số độ tin cậy về tải trọng của tải trọng tạm thời dài hạn thứ j;.

f m là hệ số độ tin cậy về tải trọng của tải trọng tạm thời ngắn hạn thứ m;. Các trường hợp tổ hợp tải trọng bao gồm 125 tổ hợp cơ bản và trường hợp BAO (max, min) của các trường hợp tổ hợp thể hiện trọng Bảng 5.1. Nội lực trong khung ngang được xác định với từng trường hợp chất tải bằng phần mềm ETABS V20.

Kết quả tính toán được thể hiện dưới dạng biểu đồ và bảng thống kê nội lực (Bảng 5.2).

Kiểm tra điều kiện bền

Vì mx=35,2>20nằm ngoài điều kiện trong bảng tra nên không thể kiểm tra ổn định tổng thể theo cấu kiện chịu nén lấy lý thuyết dầm để kiểm tra. Trong đó Wc là modun chống uốn của tiết diện nguyên cho thớ biên cánh chịu nén. Theo mục 7.4.2.5a TCVN 5575:2012, với thanh hai đầu được giữ không cho chuyển vị trong phương vuông góc với mặt phẳng tác dụng của momen là momen lớn nhất trong khoảng 1/3 chiều dài thanh (nhưng không nhỏ hơn 0,5 lần momen lớn nhất trên cả chiều dài thanh)thể hiện ở Hình 6.1.

Giá trị moment của trường hợp Mmax tại cao trình +4,000m xuất từ phần mềm ETABS thể hiện ở hình 6.1. Vì mx=20,5>20nằm ngoài điều kiện trong bảng tra nên không thể kiểm tra ổn định tổng thể theo cấu kiện chịu nén lấy lý thuyết dầm để kiểm tra.

Kiểm tra ổn đinh cục bộ bản cánh và bản bụng a. Kiểm tra ổn định bản cánh

Coi như chỉ có một phần của bụng tiếp giáp với cánh còn làm việc. Ghi chú: Tiết diện chịu kéo ( lực dọc mang dấu “+”) nên không cần kiểm tra ổn định tổng thể theo điều kiện cấu kiện chịu nén.

Kiểm tra tiết diện xà ngang đoạn xà 5m (tiết diện thay đổi) 1. Nội lực

Tại tiết diện đầu xà có momen uốn và lực cắt cùng tác dụng nên cần kiểm tra ứng suất. Vì mx=72,6>20nằm ngoài điều kiện trong bảng tra nên không thể kiểm tra ổn định tổng thể theo cấu kiện chịu nén uốn lấy lý thuyết dầm để kiểm tra. Vì me=20,7>20nằm ngoài điều kiện trong bảng tra nên không thể kiểm tra ổn định tổng thể theo cấu kiện chịu nén uốn lấy lý thuyết dầm để kiểm tra.

→ Bụng không bị mất ổn định cục bộ, nên không cần đặt các sườn cứng ngang. → Bản bụng không bị mất ổn định cục bộ, nên không cần đặt sườn dọc.

Kiểm tra tiết diện xà ngang đoạn xà 9,5m (tiết diện không đổi) 1. Nội lực

Vì mx=52,1>20nằm ngoài điều kiện trong bảng tra nên không thể kiểm tra ổn định tổng thể theo cấu kiện chịu nén uốn lấy lý thuyết dầm để kiểm tra.

Kiểm tra tiết diện xà ngang tại vị trí chân cửa trời 1. Nội lực

Đoạn xà không thay đổi tiết diện nên sử dụng tiết diện ở mục 6.3.3 để tính toán. Vì mx=25,5>20nằm ngoài điều kiện trong bảng tra nên không thể kiểm tra ổn định tổng thể theo cấu kiện chịu nén uốn lấy lý thuyết dầm để kiểm tra.

Kiểm tra tiết diện cột cửa trời 1. Xác định chiều dài tính toán

Chiều dài tính toán của cột theo phương ngoài mặt phẳng khung ly lấy bằng khoảng cách giữa các điểm cố định không cho cột chuyển vị theo phương dọc nhà (dầm cầu trục, giằng cột,…). Vì mx=48,4>20nằm ngoài điều kiện trong bảng tra nên không thể kiểm tra ổn định tổng thể theo cấu kiện chịu nén lấy lý thuyết dầm để kiểm tra. Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng Sử dụng nội lực trường hợp 1 M max – Ntu -Vtu.

Chi tiết chân cột 1. Nội lực

Căn cứ vào kích thước tiết diện cột đã chọn, dự kiến chọn phương án cấu tạo chân cột cho trường hợp trường hợp có vùng kéo trong bê tông móng với 6 bu lông neo ở một phía chân cột (Hình 7.5). Bề dày của bản đế chân cột được xác định từ điều kiện chịu uốn của bản đế do ứng suất uốn của bản đế do ứng suất phản lực trong bê tông móng( Hình 7.6). (Trích Bảng 2.4 sách “ Thiết Kế Kết Cấu Nhà Công Nghiệp Một Tầng Một Nhịp – TS. Phạm Minh Hà).

Xác định chiều cao của dầm đế bằng cách xác định độ dài đường hàn liên kết dầm đế vào cột sao cho đủ khả năng chịu lực do Ndd gây ra. Các đường hàn liên kết tiết diện cột vào bản đế được tính toán dựa trên quan niệm monem và lực dọc sẽ do đường hàn ở cánh chịu, còn đường hàn ở bụng chịu lực cắt. Nội lực tính toán là cặp nội lực dùng để tính bu lông neo ở mục 7.2.7 vì các cặp nội lực khác không nguy hiểm bằng.

Tổng chiều dài tính toán đường hàn liên kết bụng cột và bản đế ( đã bao gồm các đường hàn liên kết sườn bụng vào đế). Kết hợp cấu tạo chọn hf=0,6cm để đảm bảo yêu cầu chịu lực của đường hàn.

Chi tiết liên kết cột với xà ngang 1. Nội lực

GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG ANH Chi tiêt liên kết cột với xà ngang thể hiện ở Hình 7.12. GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG ANH Chi tiết liên kết xà ngang ở nhịp thể hiện ở Hình 7.14.

Chi tiết liên kết chân cột cửa trời với xà ngang 1. Nội lực

GVHD: TS NGUYỄN HOÀNG ANH Chi tiết liên kết tại chân cửa trời thể hiện ở Hình 7.18.