- Ngoài ra, còn có các loại thép hình khác: thép I cánh rộng, thép chữ T, thép ray…
BÀI 5: TÍNH KẾT CẤU DẦM
5.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI.
5.1.1 Khái niệm.
-Dàn là một hệ thống các thanh liên kết với nhau ở các đầu mút bằng các khớp bản lề, bất biến về hình dáng khi chịu tác dụng của tải trọng. Hệ thống được xem là bất biến về hình dáng hình học là hệ thống mà khi chịu tải trọng thì các điểm của nó có chuyển vị, song khi bỏ tải trọng thì các điểm của nó trở về vị trí ban đầu, nghĩa là hệ thống đó làm việc ở trạng thái đàn hồi.
- Các dàn liên kết bằng hàn không phải là dàn bản lề nhưng thực nghiệm chứng tỏ rằng sự phân bố ứng lực trong các thanh của dàn hàn không khác nhau nhiều so với các dàn bản lề-bu lông. Vì vậy các dàn hàn được xem như là một hệ thống bản lề và việc tính toán thiết kế được thực hiện như hệ thống dàn liên kết bằng bu lông- bản lề - Cấu trúc dàn gồm các phần tử như sau: Thanh biên trên, thanh biên dưới, thanh chống, thanh giằng, liên kết giữa các phần tử với nhau được gọi là nút dàn. - Kết cấu dàn được thể hiện như hình vẽ sau:
5.1.2 Phân loại và trạng thái làm việc của dàn.
- Dàn được phân loại theo công dụng, theo kết cấu tổ hợp của nó, trong kỹ thuật dàn được xem là hợp lý nhất là dàn thõa mãn được các điều kiện như: kết cấu hợp lý nhất, trọng lượng nhỏ nhất, chế tạo dễ dàng nhất. Kết cấu dàn được chia ra các loại như sau:
a. Dàn kèo nhà: bao gồm dàn kèo nhà dân dụng và giàn kèo nhà công nghiệp.
Dàn kèo nhà dân dụng:
- Đây là loại dàn có yêu cầu tải trọng không lớn lắm, dàn gồm các thanh biên trên, thanh biên dưới, thanh chống, thanh giằng, tất cả các thanh được liên kết với nhau bằng các nút. Nút đế được đặt ở hai đầu dàn làm nhiệm vụ vừa liên kết các phần tử cùa dàn vừa làm nhiệm vụ liên kết giữa dàn với các trụ. Nút đỉnh là nút ở vị trí trên cùng của dàn, làm nhiệm vụ liên kết giữa các thanh biên trên, thanh chống. Nút giữa là nút có nhiều phần tử liên kết nhất, nút này ở vị trí chính giữa các thanh biên dưới. Các nút còn lại gọi là nút trung gian. - Dàn kèo nhà dân dụng có các yêu cầu sau:
+ Khoảng cách giữa các nút d = 2-3m.
+ Tỷ lệ giữa chiều cao và chiều dài của dàn là:
ℎ
𝑙 = 12 ÷1 141
Dàn kéo nhà công nghiệp:
- Đối với loại dàn kèo nhà công nghiệp có nhịp lớn, người ta thường dùng loại thanh chống cứng.
+ Độ dài mỗi khung của dàn d = 1,5-3m. + Tỷ lệ giữa chiều cao và chiều dài của dàn là:
ℎ
b. Dàn cần trục
- Khi làm việc, xe tời chuyển động ở các thanh biên trên, khoảng các các nút d = 1,5- 2,5m.
- Tỷ số giữa chiều cao và chiều dài của dàn là:
ℎ
𝑙 = 10 ÷1 181
- Tỷ số này được xác định bởi yêu cầu về độ cứng, tỷ số càng lớn thì độ cứng tăng, độ võng khi chịu tác động của tải càng nhỏ. Trong thực tế, khi cần tăng tỷ số trên thì ta cần tăng chiều cao h, mà tăng chiều cao h thì phải phụ thược vào chiều cao của xưởng, bởi vậy khi tính toán thiết kế cần trục phải quan tâm đến kết cấu của xưởng cần lắp đặt cần trục.
c. Dàn cầu
- Dàn cầu là loại dàn luôn chịu tải tọng lớn, do vậy cần độ cứng cao. - Phần lớn dàn cầu có d = 3-4m.
- - Tỷ số giữa chiều cao và chiều dài của dàn là:
- Trong thực tế rất nhiều dàn phẳng được liên kết với nhau tạo thành các hệ dàn không gian, các dàn phẳng liên kết với nhau bằng các thanh giằng dọc và thanh giằng ngang.
5.2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DÀN
5.2.1 Tính tải trọng.
- Các tải trọng đặt lên dàn bao gồm các lực tập trung, lực phân bố và các moment uốn.... Tính các phản lực tại các gối đỡ, dùng các phương trình cân bằng tĩnh học để tính các phản lực tại các gối đỡ. 𝑀 = 0; 𝑀 = 0 - Tính moment uốn lớn nhất: 𝑀 = 𝑀 5.2.2 Tính nội lực.
- Để xác định được nội lực trong các thanh của dàn ta dùng phương pháp mặt cắt nhưng trước đó cần xác định xem dàn thuộc loại nào, đối xứng hay không đối xứng, nếu đối xứng ta chỉ cần xét một nửa dàn, nửa còn lại lấy đối xứng tương ứng cho từng phần tử. Nếu dàn không đối xứng thì ta phải tính toán cho toàn bộ dàn.
𝑌 = 0
- Giải các phương trình cân bằng đã thành lập để xác định nội lực trong các phần tử của dàn.
5.2.3 Xác định tiết diện ngang của thanh dàn.
- Thanh biên chịu nén phải có diện tích mặt cắt ngang được xác định theo công thức sau:
𝐹 =[𝜎]𝑁. 𝜑
Trong đó:
FYC : là diện tích yêu cầu của mặt cắt ngang N: là nội lực tính toán
φ: là hệ số uốn dọc, hệ số này được ước chọn trước.
- Sau khi xác định được F ta tiến hành xác định mặt cắt hợp lý, tính lại F, kiểm tra YC
bền theo công thức sau: