Các thanh đứng có giá trị nội lực t-ơng đối nhỏ ta chỉ tính toán đối với thanh có giá trị nội lực lớn nhất là Đ2 có giá trị nội lực N = -10.105daN. Sau đó các thanh còn lại lấy giá trị kích th-ớc thanh giống Đ2.
- Chiều dài tính toán của thanhđứng Đ2:
+ Trong mặt phẳng dàn : lx = lx0,8 = 268,9x0,8 = 215,12 cm + Ngoài mặt phẳng dàn : ly = l = 268,9cm.
- Lực tính toán : Đ2 = -10.105daN
Diện tích tiết diện cần thiết là: Act= NĐ2/R = 10.105/(0,722x2250x1) = 6,22 cm2. với []=120 tra bảng I.5 phụ lục 1 sách thiết kế kết cấu thép.
- Bán kính quán tính yêu cầu : ryc
x= lx/[ ] = 215,12 /120 = 1,79 cm rycy = ly/[] = 268,9/120 = 2,24 cm Ta chọn thép góc 2L90x7 có:A = 2Ag = 2x12,3 = 24,6cm2. có rx = 2,77cm > ryc x = 1,79 cm có ry = 4,21 cm > ryc y = 2,24 cm Kiểm tra ứng suất
x = lx/rx = 215,12/2,77 = 77,66 y = ly/ry = 268,9/4,21 = 63,87
max = 77,66 < [] = 120tra bảng ta có min = 0,734
= N/minA = 10.105/(0,734x24,6) = 559,64 daN/cm2< R = 2250daN/cm2. Vậy tiết diện chọn đảm bảo yêu cầu.
IV-Tính toán chi tiết dàn:
Sơ bộ đánh số nút nh- hình trên:
Các nút dùng liên kết hàn, ph-ơng pháp hàn tay. Thép hình có số hiệu BCT3K2 có:
(B=3650daN/cm2;RC=2250daN/cm2.
Que hàn N46 Rgh=1800daN/cm2; Rgt=1650daN/cm2. Ph-ơng pháp hàn tay có h = 0,7; t =1;
h. Rgh=0,7.1800=1260daN/cm2.
t . Rgt=1.1650=1650daN/cm2. => ((.R)min=h. Rgh= 1260daN/cm2.
Các thanh dàn liên kết vào bản mã bằng các đ-ờng hàn góc ở sống và ở mép. Đ-ờng hàn góc liên kết các thanh vào bản mã phải đảm bảo yêu cầu cấu tạo :
hhmin<= hh <= 1,2min min là chiều dày của thép mỏng nhất
hhmin Tra bảng có đ-ợc.
lhmin<= lh <= lhmax lhmin = max{4hh ;40mm}
T1 = 14.190daN T2 = 82.911daN aN X1 = 63.165 daN X2 = 45.9 80 da N Q2 = 10.940daN lhmax = 85h.hh
IV.1 Tính mắt trung gian : a-Mắt 1:
*Thanh xiên X1:
-Tính đ-ờng hàn liên kết thanh xiên : X1= -63.165daNvào bản mã:
Ns = k.X1/2 = 0,75x63.165/2 = 23.687 daN Nm = (1-k).x1/2 = 0,25x63.165/2 = 7.896 daN k: Hệ số phân phối lực dọc của thép góc cho
đ-ờng hàn sống, theo bảng 4.6 có k=0,75 với thép góc không đều cạnh. Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn sống là hhs = 12mm
Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn mép là hhm = 8mm Hệ số điều kiện làm việc là = 1
Chiều dài của đ-ờng hàn sống là:
lhs=Ns/(.hhs.(.R)min) + 1 = 23.687/(1x1,2x1260) + 1 = 16,67 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn sống : hs.ls=12x170 = 2.040 mm2.
Chiều dài của đ-ờng hàn mép là:
lhm=Nm/(.hhm.(.R)min) + 1 = 7.896/(1x0,8x1260) + 1= 8,83 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn mép :
hm.lm = 8x90 = 720 mm2.
*Thanh xiên X2:
- Tính đ-ờng hàn liên kết thanh xiên X2 = 45.980daN vào bản mã: Ns = k.X2/2 = 0,7x45.980/2 = 16.093 daN
Nm = (1-k).X2/2 = 0,3x45.980/2 = 6.897 daN
k: Hệ số phân phối lực dọc của thép góc cho đ-ờng hàn sống, theo bảng 4.6 có k=0,7 với thép góc đều cạnh.
Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn sống là hhs = 8mm Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn mép là hhm = 6mm Hệ số điều kiện làm việc là = 1
Chiều dài của đ-ờng hàn sống là:
lhs=Ns/(.hhs.(.R)min) + 1 = 16.093/(1x0,8x1260) + 1 = 16,97 cm
Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn sống : hs.ls = 8x170 = 1.360 mm2.
Chiều dài của đ-ờng hàn mép là:
lhm=Nm/(.hhm.(.R)min) + 1 = 6.897/(1x0,6x1260) + 1= 10,12 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn mép :
hm.lm = 6x110 = 660mm2.
*Thanh cánh:
- Tính đ-ờng hàn liên kết thanh cánh : T1 = 14.190daN; T2 = -82.911daN; Q2 = P2+G2 = 1.755 + 9.185 = 10.940daN
Ta tính đ-ờng hàn cho thanh cánh với lực tính toán là hiệu số nội lực giữa 2 lực tính toán T1 và T2:
T = T2-T1 = 82.911 - 14.190 = 68.721daN. Ts = kxT/2 = 0,65x68.721/2 = 22.334daN Tm = (1-k)xT/2 = 0,35x68.721/2 = 12.026 daN
k:Hệ số phân phối lực dọc của thép góc cho đ-ờng hàn sống, theo bảng 4.6 có k = 0,65 với thép góc không đều cạnh.
Lực tập trung Q2 phân bố đều cho các đ-ờng hàn thanh cánh. Nội lực tác động lên đ-ờng hàn sống và mép của thép góc nh- sau: Ns = [(k.T + Q2.sin/2)2+(Q2cos/2)2]1/2/2 = [(0,65x68.721 + 0)2 + (10.940/2)2]1/2/2 = [(44.669)2+(5.470)2]1/2/2 = 22.501daN Nm = [((1-k).T +Q2sin/2)2+(Q2cos/2)2]1/2/2 = [(0,35x68.721 + 0)2 + (10.940/2)2]1/2/2 = [(24.052)2 + (5.470)2]1/2/2 =12.333daN do tg = 0,8/15 < 1/8 nên ta coi nh- = 0 Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn sống là hhs = 10mm Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn mép là hhm = 8mm Hệ số điều kiện làm việc là = 1
T2 = -82.911daN T3 = -83.156d aN Đ2 = 1 0.1 05d aN Q3 = 10.940daN Chiều dài của đ-ờng hàn sống là:
lhs=Ns/(.hhs.(.R)min) + 1 = 22.501/(1x1x1260) + 1 = 18,86 cm
Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn sống : hs.ls = 10x190 = 1.900mm2.
Chiều dài của đ-ờng hàn mép là:
lhm=Nm/(.hhm.(.R)min) + 1 = 12.333/(1x0,8x1260) + 1= 13,24 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn mép :
hm.lm = 8x140 = 1.120mm2. b - Mắt 2: *Thanh đứng: - Tính đ-ờng hàn liên kết thanh đứng : Đ2 = -10.105daN(ghép từ 2 thép góc) Ns = k.Đ2/2 = 0,7x10.105/2 = 3.537 daN Nm = (1-k).Đ2/2 = 0,3x10.105/2 = 1.516 daN Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn sống là hhs = 8mm Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn mép là hhm = 6mm Hệ số điều kiện làm việc là = 1
Chiều dài của đ-ờng hàn sống là:
lhs=Ns/(.hhs.(.R)min) + 1 = 22.501/(1x1x1260) + 1 = 18,86 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn sống :
hs.ls = 10x190 = 1.900mm2. Chiều dài của đ-ờng hàn mép là:
lhm=Nm/(.hhm.(.R)min) + 1 = 12.333/(1x0,8x1260) + 1= 13,24 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn mép :
hm.lm = 8x140 = 1.120mm2.
*Thanh cánh:
- Tính đ-ờng hàn liên kết thanh cánh với bản mã:T2 =-82.911daN;T3 = -83.156daN; Q3 = P3+G3 = 1.755 + 9.185 = 10.940daN.
Ta tính đ-ờng hàn cho thanh cánh với lực tính toán là hiệu số nội lực giữa 2 lực tính toán T2 và T3:
T = T3 - T2 = 83.156 - 82.911 = 245 daN.
Ta thấy T có giá trị nhỏ gần = 0. Nên ta lấy T = 0,1xT3 = 0,1x83.156 = 8.316daN Ts = kxT/2 = 0,65x8.316/2 = 2.703 daN
Tm = (1-k)xT/2 = 0,35x8.316/2 = 1.871 daN
k:Hệ số phân phối lực dọc của thép góc cho đ-ờng hàn sống, theo bảng 4.6 có k = 0,65 với thép góc không đều cạnh.
Lực tập trung Q3 phân bố đều cho các đ-ờng hàn thanh cánh. Nội lực tác động lên đ-ờng hàn sống và mép của thép góc nh- sau: Ns = [(k.T + Q3.sin/2)2+(Q3cos/2)2]1/2/2 = [(0,65x8.316 + 0)2 + (10.940/2)2]1/2/2 = [(5.405 )2+(5.470)2]1/2/2 = 3.845daN Nm =[((1-k).T +Q2sin/2)2+(Q2cos/2)2]1/2/2 = [(0,35x8.316 + 0)2 + (10.940/2)2]1/2/2 = [(2.911 )2 + (5.470)2]1/2/2 =3.098daN do tg = 0,8/15 < 1/8 nên ta coi nh- =0 Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn sống là hhs = 8mm Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn mép là hhm = 6mm Hệ số điều kiện làm việc là = 1
Chiều dài của đ-ờng hàn sống là:
lhs=Ns/(.hhs.(.R)min) + 1 = 3.845/(1x0,8x1260) + 1 = 4,81 cm
Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn sống : hs.ls = 10x50 = 1.900mm2.
Chiều dài của đ-ờng hàn mép là:
lhm=Nm/(.hhm.(.R)min) + 1 = 12.333/(1x0,8x1260) + 1= 13,24 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn mép :
T3 = 83.156 daN T4 = 92.211 daN daN X3 = 15. 659 daN X4 = 4.2 32 d aN c-Mắt 4: *Thanh xiên X3:
-Tính đ-ờng hàn liên kết thanh xiên: X3= -15.659daN
vào bản mã:
Ns = k.X3/2 = 0,75x15.659/2 = 5.872 daN Nm = (1-k).X3/2 = 0,25x15.659/2 = 1.957 daN k: Hệ số phân phối lực dọc của thép góc cho đ-ờng
hàn sống, theo bảng 4.6 có k=0,75 với thép góc không đều cạnh. Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn sống là hhs = 6mm
Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn mép là hhm = 4mm Hệ số điều kiện làm việc là = 1
Chiều dài của đ-ờng hàn sống là:
lhs=Ns/(.hhs.(.R)min) + 1 = 5.872/(1x0,6x1260) + 1 = 8,77 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn sống :
hs.ls=6x90 = 540 mm2. Chiều dài của đ-ờng hàn mép là:
lhm=Nm/(.hhm.(.R)min) + 1 = 1.957 /(1x0,4x1260) + 1= 4,88 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn mép :
hm.lm = 8x50 = 400 mm2.
*Thanh xiên X4:
- Tính đ-ờng hàn liên kết thanh xiên X4 = -4.232daN vào bản mã: Ns = k.X4/2 = 0,7x4.232/2 = 1.481 daN
Nm = (1-k).X4/2 = 0,3x4.232/2 = 635 daN
k: Hệ số phân phối lực dọc của thép góc cho đ-ờng hàn sống, theo bảng 4.6 có k=0,7 với thép góc đều cạnh.
Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn sống là hhs = 6mm Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn mép là hhm = 4mm Hệ số điều kiện làm việc là = 1
lhs=Ns/(.hhs.(.R)min) + 1 = 1.481 /(1x0,6x1260) + 1 = 2,96 cm
Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn điều kiện chiều dài đ-ờng hàn tối thiểu chọn đ-ờng hàn sống : lhs= 4cm
hs.ls = 6x40 = 240 mm2. Chiều dài của đ-ờng hàn mép là:
lhm = Nm/(.hhm.(.R)min) + 1 = 635/(1x0,4x1260) + 1= 2,26 cm
Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn không thoả mãn chiều dài đ-ờng hàn tối thiểu chọn đ-ờng hàn mép là lhm = 4cm:
hm.lm = 4x40 = 160mm2.
*Thanh cánh:
- Tính đ-ờng hàn liên kết thanh cánh : T3 = -83.156daN; T4 = -92.211daN; Q4 = P4+G4 = 1.755 +10.779= 12.534 daN
Ta tính đ-ờng hàn cho thanh cánh với lực tính toán là hiệu số nội lực giữa 2 lực tính toán T3 và T4:
T = T4-T3 = 92.211 - 83.156 = 9.055 daN. Ts = kxT/2 = 0,65x9.055/2 = 2.943 daN Tm = (1-k)xT/2 = 0,35x9.055/2 = 1.585 daN
k:Hệ số phân phối lực dọc của thép góc cho đ-ờng hàn sống, theo bảng 4.6 có k = 0,65 với thép góc không đều cạnh.
Lực tập trung Q2 phân bố đều cho các đ-ờng hàn thanh cánh. Nội lực tác động lên đ-ờng hàn sống và mép của thép góc nh- sau: Ns = [(k.T + Q4.sin/2)2+(Q4cos/2)2]1/2/2 = [(0,65x9.055 + 0)2 + (12.534/2)2]1/2/2 = [(5.886 )2+(6.267 )2]1/2/2 = 4.299daN Nm =[((1-k).T +Q4sin/2)2+(Q4cos/2)2]1/2/2 = [(0,35x9.055 + 0)2 + (12.534/2)2]1/2/2 = [(3.169)2 + (6.267)2]1/2/2 =3.511daN Do tg = 0,8/15 < 1/8 nên ta coi nh- =0 Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn sống là hhs = 8mm Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn mép là hhm = 6mm
D1 = 48.877daN D2 = 92.966 daNX2 X2 = 45. 980 d aN X3 = 15. 659 daN Đ2 = 10.105daN
Hệ số điều kiện làm việc là = 1 Chiều dài của đ-ờng hàn sống là:
lhs=Ns/(.hhs.(.R)min) + 1 = 4.299/(1x0,8x1260) + 1 = 5,26 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn sống :
hs.ls = 8x60 = 480mm2. Chiều dài của đ-ờng hàn mép là:
lhm=Nm/(.hhm.(.R)min) + 1 = 3.511/(1x0,6x1260) + 1= 5,64 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn mép :
hm.lm = 6x60 = 360mm2.
c-Mắt 5:
Đối với các thanh xiên X2, X3 và thanh đứng Đ2 có chiều cao, chiều dài đ-ờng hàn đ-ợc tính toán thiết kế nh- phần trên. ở mắt 5 này chỉ
tính cho các thanh cánh d-ới D2, D1.
*Thanh cánh d-ới D1, D2:
- Tính đ-ờng hàn liên kết thanh cánh d-ới : D1 = 48.877daN; D2 = 92.966daN
Lực Đ2 = -10.105daN. phân đều cho các đ-ờng hàn.
Ta tính đ-ờng hàn cho thanh cánh d-ới với lực tính toán là hiệu số nội lực giữa 2 lực tính toán D1 và D2 :
D = D2-D1 = 92.966 - 48.877 = 44.089 daN. Ds = kxD/2 = 0,7x44.089/2 = 15.431 daN Dm = (1-k)xD/2 = 0,3x44.089/2 = 6.613 daN
k:Hệ số phân phối lực dọc của thép góc cho đ-ờng hàn sống, theo bảng 4.6 có k = 0,7 với thép góc không đều cạnh.
Lực tập trung Đ2 phân bố đều cho các đ-ờng hàn thanh cánh. Nội lực tác động lên đ-ờng hàn sống và mép của thép góc nh- sau:
Ns = [(k.D + Đ2.sin/2)2+(Đ2cos/2)2]1/2/2 = [(0,7x44.089 + 0)2 + (10.105/2)2]1/2/2 = [( 30.862 )2+(5.053)2]1/2/2 = 15.636daN
T4 = 92.211 daN T4 = 92.211 daN Q5 = 10.940 daN Đ3 = 3.547 daN Nm = [((1-k).D + Đ2.sin/2)2+(Đ2cos/2)2]1/2/2 = [(0,3x44.089 + 0)2 + (10.105/2)2]1/2/2 = [(13.227 )2+(5.053)2]1/2/2 = 7.080daN Do tg = 0,8/15 < 1/8 nên ta coi nh- =0 Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn sống là hhs = 10mm Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn mép là hhm = 8mm Hệ số điều kiện làm việc là = 1
Chiều dài của đ-ờng hàn sống là:
lhs=Ns/(.hhs.(.R)min) + 1 = 15.636/(1x1x1260) + 1 = 13,41 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn sống :
hs.ls = 10x140 = 1400mm2. Chiều dài của đ-ờng hàn mép là:
lhm=Nm/(.hhm.(.R)min) + 1 = 7.080/(1x0,8x1260) + 1= 8,02 cm Ta thấy điều kiện về chiều dài đ-ờng hàn thoả mãn chọn đ-ờng hàn mép :
hm.lm = 8x80 = 640mm2.
IV.2. Tính mắt 6 ở vị trí đỉnh dàn(Nút nối ở hiện tr-ờng) :
Mắt 6 là vị trí nút nối dàn ở hiện tr-ờng để ghép 2 nửa dàn lại. bản mã đ-ợc chia đôi cho mỗi nửa dàn sau đó đ-ợc ghép lại nhờ 2 bản nối, thanh cánh đ-ợc phủ bằng bản ghép gẫy khúc, dùng 2 s-ờn đứng gia có cho bản ghép và bản nối, đồng thời để liên kết các thnah chống nóc dàn.
Nội lực tính toán:
Q5=P5+G5 = 9.185+1.755 = 10.940daN
Nội lực của thanh cánh T4 = -92.211daN, tính mối nối lấy bằng
Nq- = 1,2xT4 = 1,2x92.211 = -110.654daN. Nội lực này truyền qua tiết diện qui -ớc gồm bản ghép và bản mã có chiều cao bằng 2 lần thép góc đứng.
Tiết diện bản ghép : bg = 40 + 2x90 + 14 = 234mm Chọn bg = 1,2cm
X4 = 4.232 .232 da N Đ3 = 3.547 daN D2 = 92.966 daN X4 = 4 .23 2 daN D2 = 92.966 daN
ứng suất trên tiết diện quy -ớc : q- = Nq-/Fq- = 110.654/72,88 =1.518,30daN/cm2 Nội lực quy -ớc truyền qua bản ghép :Ngh = Fghxq- = 28,08 x1.518,30 = 42.634daN
- Đ-ờng hàn liên kết bản ghép với bản thép góc cánh : - Chọn đ-ờng hàn có hh = 8mm.
=> lh = Ngh/(.hhm.(.R)min) + 4 = 42.634/(1x0,8x1260) + 4 = 46,30cm Dùng 2 đ-ờng hàn : 16cm và 8cm => lh = 2x(16+8) = 48cm.
- Liên kết thép góc cánh với bản mã đ-ợc tính theo phần nội lực quy -ớc còn lại :
Nm = Nq- - Ngh = 110.654 - 42.634 = 68.020daN > 0,5Nq- - Chọn đ-ờng hàn có hh = 8mm.
=> lh = Nm/(.hhm.(.R)min) + 4 = 68.020/(1x0,8x1260) + 4 = 71,48cm.
Dùng mỗi thép góc 2 đ-ờng hàn 20cm và 12cm: lh = 2x(20+16) = 72cm. Bản mã đ-ợc nối với nhau nhờ bản nối tính chịu lực Nbn với hh = 10mm
=>lh = 68.020xcos/(1x2x1x1260) + 2
= 68.020x0,9965/(1x2x1x1260) + 2 = 28,90cm Dùng đ-ờng hàn 10x300 dài bằng kích th-ớc cấu tạo của bản nối.
- Tính liên kết thanh đứng vào bản mã :
Với thanh đứng Đ3 = 3.547daN
Nm = Đ3/2 = 3.547/2 = 1.773,5 daN Ta chọn chiều cao đ-ờng hàn mép là hhm = 6mm Hệ số điều kiện làm việc là = 1
Chiều dài của đ-ờng hàn mép là: