ĐỒ án kết cấu THÉP KÍCH THƯỚC sơ bộ, tải TRỌNG và nội lực KHUNG NGANG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.46 MB, 76 trang )
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1:CƠ SỞ THIẾT KẾ..................................................................................................3
1.1
SỐ LIỆU THIẾT KẾ :....................................................................................................3
1.2
SỐ LIỆU VỀ VẬT LIỆU:..............................................................................................3
CHƯƠNG 2:KÍCH THƯỚC SƠ BỘ,..........................................................................................5
TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC KHUNG NGANG.........................................................................5
2.1. CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG:................................................5
2.2 CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG NGANG:.............................................8
2.3.NỘI LỰC KHUNG NGANG:...........................................................................................11
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG NGANG.........................................................23
3.1.THIẾT KẾ DẦM MÁI:.....................................................................................................23
3.1.1.Tính toán các tiết diện ngang.....................................................................................23
3.1.2Thiết kế mối nối:..........................................................................................................29
3.2. THIẾT KẾ CỘT THÉP:..................................................................................................34
3.2.1Giá trị nội lực tính tốn:...............................................................................................34
3.2.2Kiểm tra tiết diện:.........................................................................................................34
3.3.THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT LIÊN KẾT:...........................................................................41
3.3.1. Thiết kế chân cột- liên kết cột với móng:...................................................................41
3.3.2.Thiết kế liên kết dầm mái với cột.................................................................................48
CHƯƠNG 4: HỆ GIẰNG; KẾT CẤU ĐỠ CẦU TRỤC;CÁC KẾT CẤU THỨ YẾU.........59
4.1.HỆ GIẰNG:........................................................................................................................59
4.2. KẾT CẤU ĐỠ CẦU TRỤC:............................................................................................63
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
1
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
4.3.VAI CỘT:...........................................................................................................................68
......................................................................................................70
4.4. KẾT CẤU BAO CHE:
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
CHƯƠNG 1:CƠ SỞ THIẾT KẾ
1.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ :
(ft)
(m)
(T)
SVTH: XXXXXXXXXX
Loại cầu
Số cầu
trục
trục
Bước cột Số bước
B (m)
cột
MSSV: XXXXXX
download by :
Vùng
Loại
địa hình
địa
hình
2
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
75
6
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
7.5
TRSG
2
6
13
III-A
A
1.2 SỐ LIỆU VỀ VẬT LIỆU:
1.2.1 Thép:
Loại thép
Số hiệu thép
E
fy
fu
(GPa)
(MPa)
(MPa)
Thép tấm
SS 400
200
245
400
Thép hình
S 275
200
275
410
Thép trịn
SS 400
200
245
400
Các thơng số của thép tấm
Cường độ tính tốn chịu kéo,nén,uốn của thép theo giới hạn chảy:
f=
fy
γM
=
24 . 5
=22. 27(kN /cm 2 )
1 .1
Với γ M =1. 1 là hệ số tin cậy về vật liệu lấy theo mục 6.1.4,TCVN 5575:2012
Cường độ tính tốn chịu cắt của thép
Hệ số làm việc của kết cấu: (Bảng 3, TCVN 5575:2012)
+Kết cấu dầm đặc : γ c=0 .9
+Kết cấu cột đặc : γ c=0.95
Que hàn
Sử dụng que hàn N46 (bảng 8, TCVN 5575: 2012), với các thông số như sau:
)
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
3
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
( bảng 37, TCVN 5575:2012)
Boulon
Chọn boulon cấp 8.8
: cường độ tính tốn khi làm việc chịu kéo của boulon (bảng 10,
TCVN 5575:2012)
: hệ số điều kiện làm việc của liên kết boulon( bảng 38, TCVN 5575:2012)
Boulon neo được chế tạo từ thép JIS-G3101-SS400, có
Bê tơng móng/ cổ cột: B20 có
SVTH: XXXXXXXXXX
.
MSSV: XXXXXX
download by :
4
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
CHƯƠNG 2:KÍCH THƯỚC SƠ BỘ,
TẢI TRỌNG VÀ NỘI LỰC KHUNG NGANG
2.1. CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG:
Nhịp cầu trục: LCR = 75 ft = 22.86(m).
Cao trình đỉnh ray: HR = 6(m)
Sức nâng cầu trục: C = 7.5(tấn)
Loại cầu trục: TRSG
Bước cột: 6(m)
Độ dốc mái: i = 10%
Tra catalog của cầu trục (mã hiệu cầu trục A0785300) ta được các số liệu sau:
(mm)
25910
Bw
Pmax
W
D
H
Tw
(kg)
(kg)
(mm)
(mm)
(mm)
(kg)
9430
6190
3810
790
150
860
2.1.1Các kích thước sơ bộ của khung ngang:
hr=70
a/ Cột dưới:
Chiều cao phần cột dưới:
h C.g =500
Phần cột chôn sâu xuống nền:
= 0(m)
Chiều cao tiết diện dầm đỡ cầu trục:
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
5
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
Chọn
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
hC . g =500 mm
Chiều cao tiết diện ray (và miếng đệm):
Ta có:
Chọn
b/Cột trên:
H U =( hC . g +hR )+D+75mm+( F 0 +F 1 )
D: Khoảng cách từ đỉnh ray đến điểm cao nhất của cầu trục
F0: Khoảng cách từ nách khung đến điểm thấp nhất của các thiết bị hay kết cấu treo
( ví dụ: thiết bị chiếu sang, lối đi lại dọc hoặc ngang nhà)
F0 = 0mm
75mm: Là khe hở an toàn giữa khe trục (hoặc xe con) và kết cấu bên trên của nó
F1: Khoảng hở dự phịng, lấy bằng
nhưng khơng nhỏ hơn 100mm (khi mà khơng có thiết
bị treo tức F0 = 0 thì có thể lấy F1= 0).
F1= 100mm
Chọn
c/Chiều cao tiết diện ngang lớn nhất và bé nhất của dầm mái :
Chọn
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
6
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Chọn
Bề rộng cánh dầm mái:
Chọn
d/ Chiều cao tiết diện ngang của cột:
Bề rộng cánh cột:
Chọn
e/Bề dày cánh, bụng của dầm mái:
Ta có:
Thép tấm SS400
;
Chọn
,
.
Ta có:
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
7
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Chọn
f/Bề dày cánh, bụng của cột:
Ta có:
Thép tấm SS400
;
Chọn
,
.
Ta có:
Chọn
Bề rộng nhà:
Chọn
Khoảng cách từ trục định vị đến tim ray:
Kiểm tra khe hở ngang an toàn giữa cột và đầu cầu trục:
(chọn trục định vị nằm tại mép ngoài của xà gồ vách)
Chiều cao tiết diện xà gồ vách:
tương ứng với bước cột là 7m.
Khoảng cách từ tim ray đến đầu mút của cầu trục:
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
8
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
(thõa)
Với 75mm là khoảng hở giữa cầu trục và cột.
2.2 CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG NGANG:
2.2.1.Tĩnh tải:
(Mái và vách tole dày 0,5mm, xà gồ thép chữ Z với tổng trọng lượng bản thân là:
và
)
Tĩnh tải mái tác dụng lên dầm mái ( giá trị tính tốn ):
Tĩnh tải vách tác dụng lên cột ( giá trị tính tốn ):
Hệ số vượt ải của tĩnh tải(vật liệu thép):
2.2.2.Hoạt tải mái:
Đối với mái nhẹ,theo TCVN 2737:1995 quy định giá trị tiêu chuẩn của hoạt tải mái là:
Hệ số vượt tải của hoạt tải mái:
;
cos α ≈1 :với α :là góc nghiêng của mái so với phương nằm ngang.
2.2.3.Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang: (trường hợp có 1 cầu trục)
Tải trọng thẳng đứng :lớn nhất Dmax và bé nhất Dmin do cầu trục truyền lên vai cột giá
trị tính tốn được tính như sau :
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
9
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Trong đó:
: là hệ số vượt tải của cầu trục (
)
B: là nhịp đỡ của dầm cầu trục (bước cột).
W: là khoảng cách giữa 2 bánh xe cầu trục
Trọng lượng dầm đỡ cầu trục và ray:
Chọn wrw = 1 (kN/m)
Giá trị moment lệch tâm ứng với giá trị tải trọng:
Khoảng cách từ tim ray đến tim cột:
Lực xơ ngang:
Trong đó :
Tải trọng gió:
Áp lực gió tiêu chuẩn ( vùng IIIA ), W0 = 110daN/m2
Dạng địa hình A
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
10
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Hệ số khí động lấy theo sơ đồ 2, bảng 6 TCVN “ 2737-1995 ”
Ce = 0,8
Ce1=- 0.339
Ce2= -0.4
Ce3 =- 0.5
Tải trọng phân đố đều trên cột
Phía đón gió:
Phía khuất gió:
Tải trọng phân bố đều trên dầm:
Phía đón gió:
Phía khuất gió:
S
Trong đó:
: hệ số vượt tải gió
:giá trị của k tại độ sâu 10m
2.3.NỘI LỰC KHUNG NGANG:
1.TT ( tĩnh tải)
2.HT (hoạt tải)
3.Dmax trái ( Dmax bên trái )
4. Dmax phải ( Dmax bên phải )
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
11
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
5.T trái ( TLA từ trái sang phải )
6.T phải ( TLA từ phải sang trái )
7.Gió trái ( gió từ trái sang phải )
8.Gió phải ( gió từ phải sang trái )
Bảng tổ hợp nội lực:
ST
T
1
2
3
4
5
6
7
8
9
T
T
x
x
x
x
x
x
x
x
x
H
T
x
10
x
11
Dma
Tổ Hợp
Dma
x
T
T Gi Gió
trá phả ó phả
i
i trái i
x
x
x
x
x
x
trái
x
x
x
phả
i
x
x
x
x
x
1
x
x
x
1
12
x
x
x
1
13
x
x
x
1
14
x
x
x
x
1
15
x
x
x
x
1
16
x
x
x
x
1
17
18
19
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
1
1
1
x
SVTH: XXXXXXXXXX
T
T
1
1
1
1
1
1
1
1
1
H
T
1
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
Hệ Số Tổ Hợp
Dma
Dma
T Gi Gió
x
phả T phả ó phả
x
trái
i
trái i trái i
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
MSSV: XXXXXX
download by :
12
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
30
x
x
x
x
1
31
x
x
x
x
1
32
x
x
x
x
1
33
x
x
x
x
1
34
x
x
x
x
x
1
35
x
x
x
x
x
1
36
x
x
x
x
x
1
37
x
x
x
x
x
1
38
x
x
x
x
x
1
39
x
x
x
x
x
1
40
x
x
x
x
x
1
41
x
x
x
x
x
1
SVTH: XXXXXXXXXX
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.
9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
MSSV: XXXXXX
download by :
13
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Hình 2.1. Mơ hình khung ngang 2D
Hình 2.2. Mơ hình khung ngang 3D
c. Phân tích nội lực khung ngang bằng Sap2000:
*Sơ đồ chất tải:
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
14
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Tĩnh tải
Hoạt tải mái:
Dmax trái:
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
15
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Dmax phải:
T trái:
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
16
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
T phải:
Gió trái:
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
17
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Gió phải:
Biểu đồ bao moment:
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
18
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Biểu đồ bao lực cắt:
Biểu đồ bao lực dọc:
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
19
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Chuyển vị đứng tại đỉnh khung: (tĩnh tải + hoạt tải mái):
Chuyển vị đứng do tỉnh tải gây ra
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
20
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Chuyển vị đứng do hoạt tải mái gây ra
Ta có:
Chuyển vị ngang tại nách khung (tĩnh tải+ gió trái) :
Chuyển vị ngang do tĩnh tải gây ra
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
21
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Chuyển vị ngang do gió trái gây ra
Ta có:
Chuyển vị ngang tại vai cột(tĩnh tải+ T trái) :
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
22
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
Chuyển vị ngang tại vai cột do tĩnh tải gây ra
Chuyển vị ngang tại vai cột do T trái gây ra
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
23
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG NGANG
3.1.THIẾT KẾ DẦM MÁI:
3.1.1.Tính tốn các tiết diện ngang
-
Từ kết quả phân tích nội lực khung ngang, ta lựa chọn các giá trị nội lực gây nguy hiểm
cho dầm mái.
-
Mỗi phần tử cần chọn giá trị nội lực tại ít nhất 3 vị trí:2 phần tử đầu đoạn và 1 phần tử
giữa.Và các giá trị nội lực là:
3.1.1.1Giá trị nội lực tính tốn.
Phần tử
21
22
Mặt cắt
0
-251.42
2.295
-145.42
4.59
199.41
33.73
-51.03
-41.4
127.79
28.64
-41.4
-63.23
-30.21
71.51
21.58
32.06
0
-63.23
-30.21
71.51
21.58
32.06
4.589
-46.9
6.45
45.21
-11.06
-13.66
SVTH: XXXXXXXXXX
-51.03
MSSV: XXXXXX
download by :
24
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
9.178
GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO
-44.19
-7.63
64.18
4.74
-7.63
3.1.1.2 Thiết kế và kiểm tra tiết diện tại nách khung:
Module kháng uốn yêu cầu:
-
Chiều cao hợp lý của bảng bụng:
Chọn
Chiều dày hợp lý của bản bụng: (áp dụng cho dầm có
)
Chọn
-
Kích thước cánh dầm:
Ta chọn
Các đặc trưng hình học của tiết diện ngang:
-
Moment quán tính:
-
Module kháng uốn:
SVTH: XXXXXXXXXX
MSSV: XXXXXX
download by :
25
