Thuyết minh đồ án thép 2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (611.95 KB, 48 trang )
N KT CU THẫP II GVHD:
Đồ áN THéP II
Đồ áN THéP II
I.
I.
Số liệu thiết kế.
Số liệu thiết kế.
Thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp 1 tầng, 1 nhịp.
- Nhịp khung ngang : L=30m
- Bớc khung: B=7,5m
- Sức nâng cầu trục: Q=12,5T
(Nhà có 2 cầu trục hoạt động ở chế độ làm việc bình thờng)
- Cao trình đỉnh ray: 7m
- Độ dốc của mái: i=13%
- Phân vùng gió: II-C
- Vật liệu thép CCT34s có cờng độ:
f=2100 daN/cm
2
f
v
=1200daN/cm
2
f
c
=3200daN/cm
2
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 1
ĐỔ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD:
SVTH:Vũ Đình Luân LỚP 07X2 Trang: 2
N KT CU THẫP II GVHD:
II.
II.
Xác định các kích th
Xác định các kích th
ớc chính của khung ngang.
ớc chính của khung ngang.
1.
1.
Lựa chọn dầm cầu trục, cầu trục, ray, lớp lót ray:
Lựa chọn dầm cầu trục, cầu trục, ray, lớp lót ray:
1.1.
1.1.
Cầu trục:
Cầu trục:
Với nhịp nhà L= 30 m, sức trục Q = 12,5T ( chế độ làm việc tung bình) tra
bảng III.1 phụ lục. Ta chọn cầu trục có các thông số sau:
Bảng các số liệu cầu trục
Sức trục
(T)
Kích thớc gabarit chính
L
k
(m)
B
(mm)
K
(mm)
H
k
(mm)
12,5 28 5030 4200 1140 180 102 37,4 15380 833
1.2.
1.2.
Dầm cầu trục:
Dầm cầu trục:
Chiều cao dầm cầu trục chọn sơ bộ :
1 1 1 1
( ). ( ).7,5 0,94 0,75
8 10 8 10
dct
H B= ữ = ữ = ữ
(m)
Chọn H
dct
=0,9 m
1.3.
1.3.
Ray và lớp lót ray:
Ray và lớp lót ray:
Lấy chiều cao ray và lớp đệm là
200=
r
H
mm
2.
2.
Theo ph
Theo ph
ơng đứng:
ơng đứng:
Xác định chiều cao cột và vai cột:
Chọn b = 300 mm.
+ H
2
=H
k
+ b = 1,14 + 0,3 = 1,44 (m)
chọn H
2
=1,5 m
Chiều cao của cột khung, tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:
+
1 2 3
7 1,5 0 8,5H H H H= + + = + + =
(m)
+
2
1,5 0,9 0, 2 2,6
t dct r
H H H H= + + = + + =
(m)
+ H
d
= H - H
t
= 8,5 2,6 = 5,9 (m)
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 3
N KT CU THẫP II GVHD:
a
27000
b
+ 5,4
+ 7,7
0.00
q = 6,3 t
i
=
1
0
%
Mặt cắt ngang nhà
3.
3.
Theo ph
Theo ph
ơng ngang:
ơng ngang:
+ Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu về độ cứng:
h =(1/15 1/20)H = (0,57 0,425)m chọn h = 0,5 m
+Chọn trục định vị trùng với mép ngoài cột (a=0)
khoảng cách từ trục định
vị đến trục ray cầu trục:
30 28
1
2 2
L Lk
= = =
(m)
Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung:
z =
-h =0,1-0,5 =0,5 (m)>z
min
=0,18 m
4.
4.
Sơ đồ tính khung ngang:
Sơ đồ tính khung ngang:
Dự kiến chọn phơng án cột có tiết diện không thay đổi, với độ cứng là I
1
. Xà
30m nên chọn xà có tiết diện thay đổi, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu
xà 5m, độ cứng ở đầu và cuối xà là I
1
và I
2
.Do nhà có cầu trục nên chọ kiểu
liên kết giữa cột khung với móng là ngàm tại mặt móng cốt 0,000. Liên kết
giữa cột với xà ngang và liên kết tại đỉnh xà ngang là ngàm. Trục cột khung
lấy trùng với trục định vị để đơn giản hoá tính toán thiên về an toàn.
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 4
N KT CU THẫP II GVHD:
I
1
I
1
500010000
I
2
+ 5,900
+ 8,500
0.000
5900
2600
8
5
0
0
I
1
I
1
I
1
I
1
+ 10,450
500 10000
30000
Sơ đồ tính khung ngang.
III.
III.
Thiết kế xà gồ mái.
Thiết kế xà gồ mái.
1. Tải trọng
1. Tải trọng
1.1. Tĩnh tải
1.1. Tĩnh tải
- Tôn mái, tôn tờng ta dùng loại nh hình vẽ:
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 5
N KT CU THẫP II GVHD:
Có khối lợng cho trong bảng sau, ta dùng loại có chiều dày 0.7mm
Section Properties
Panel
Nomi
nal
Thick
ness
Nom
inal
Wei
ght
kg/
Nom
inal
area
cm
2
Top in Compression
Botom in
Compression
Web
Shear &
crippling
I
x
c
m
4
S
x
-
Top
cm
3
S
x
-
boto
m
cm
3
Ma
kN
m
I
x
cm
4
S
x
-
Top
cm
3
S
x
-
boto
m
cm
3
Ma
kN
m
V
a
kN
P
a
kN
0.70 6.55 8.35 7.5
7
2.8
4
11.7
6
0.5
9
4.4
6
2.4
1
2.64 0.5
0
12.6
7
6.1
6
- Chọn sơ bộ xà gồ chữ C (theo PL II) có các thông số:
784,46
x
I =
cm
4
99,15
y
I =
cm
4
87, 21
x
W =
cm
3
16,86
y
W =
cm
3
13,68
tc
q =
daN/m
16,09A =
cm
2
- Tại mép biên chọn xà gồ chữ C mã hiệu Cee175 có các
thông số:
376,18
x
I =
cm
4
40,688
y
I =
cm
4
42,992
x
W =
cm
3
8,63
y
W =
cm
3
6,28
tc
q =
daN/m
800A
=
cm
2
Độ dốc mái là 10%
góc dốc
0
1
5,71
10
tg rad
= =
Giả thiết khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt bằng là a=1,5 m
khoảng cách giữa các xà gồ trên mặt phẳng mái:
51.1
71.5cos
5.1
0
=
(m)
Số xà gồ trên một bên máI gữa 2 khung là:
27
1 1 10
2. 2.1,5
L
a
+ = + =
(xà gồ) trong đó có 9
xà gồ giữa loại C và 1 xà gồ biên loại Cee.
Bảng tổng hợp tải trọng bản thân
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 6
2
1
,
2
1
8
0
5
R
7
x
y
8
0
2,5
175
2
0
6
5
x
y
N KT CU THẫP II GVHD:
Vật liệu Đơn vị
Tải trọng tiêu
chuẩn
Hệ số vợt tải
Tải trọng tính
toán
Tấm lợp daN/m
2
6,55 1.2 7,86
Xà gồ C daN /m 13,68 1.05 14,36
Xà gồ Cee daN/m 6,28 1.05 6,59
Tấm tờng daN/m
2
6.55 1.05 6.88
1.2. Hoạt tải:
1.2. Hoạt tải:
Tải trọng hoạt tải xác định theo TCVN 2737-1995.
a. Hoạt tải sửa chữa do ng
a. Hoạt tải sửa chữa do ng
ời và vật liệu trên mái:
ời và vật liệu trên mái:
=
daN/m
2
n = 1.3
=ì==
daN/m
2
b. Hoạt tải gió tác dụng lên mái:
b. Hoạt tải gió tác dụng lên mái:
!!"#$%&'()*+,-./
012%
3--1/014522%6789.*:+'';
-<2=+*
>&*?@2A2-B2AC
DEF
G
2%C
H
F
C3--=I2%67*9.:';1*?JB2KL
I2'7M2-=I2%N$+C
0
155W =
daNO*
HGCP9:GQ9I-=I2%&'$<'7R2
K-<2R2K$9:GS-C
TUA,7$K!$!*
1
0,605k =
TUA,*-$K!$!T
27
. 5,71 9,05
2
o
tg =
*()*
2
0,637k =
V/4522%-<2W,76':2L79:G=JC
1
0,605k k= =
V/4522%-<2W,76=+,*-9:G=J'2>KC
1 2
0,605 0,637
0,621
2 2
k k
k
+ +
= = =
CP9:G72
0
5,71
=
;
1
6,5
0,24
27
H
L
= =
1
0,23
e
C =
)
=
3
0,5
e
C =
CP9:S4C
=
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 7
N KT CU THẫP II GVHD:
4500 9000
27000
I
1
I
1
45009000
I
2
+ 5,400
+ 7,700
0.000
5400 2300
7700
I
1
I
1
I
1
I
1
+ 9,050
C =-0,23
e1
C =-0,4
e2
C =-0,5
e3
0,8
Sơ đồ tải trọng gió và hệ số khí động
- Tải trọng gió lên mái từ tráI sang phảiiC
4N522%-<2=+BC
X
2 1
0,4 0, 23
e e
C C= > =
*
M2J'L*+2%*-4=.Y2%
*--
T3%Z4C
0 2
. . 155.0,621.0, 4 38,5
tc
e
W W k C= = =
[O*
\
0 2
. . . 1, 2.155.0, 621.0,4 46,2
e
W nW k C= = =
[O*
\
1.3. Tải trọng tác dụng lên xà gồ giữa:
1.3. Tải trọng tác dụng lên xà gồ giữa:
a.Tải trọng bản thân và gió tác dụn lên xà gồ theo phơng y:
0
0 0
0
0 0
. ( . ).cos5,71
cos5,71 cos5,71
1,5 1,5
38,5. (6,55. 13,68).cos5,71 41,97(daN / )
cos5,71 cos5,71
tc tc
y tamlop xg
a a
q W g g
m
= +
= + =
0
0 0
0
0 0
. ( . ).cos5,71
cos5,71 cos5,71
1,5 1,5
46,2. (7,86. 14,36).cos 5,71 51,3(daN / )
cos5,71 cos5,71
tt tt tt tt
y tamlop xg
a a
q W g g
m
= +
= + =
b. Tải trọng bản thân và hoạt tải sửa chữa tác dụng lên xà gồ:
6,55 1.51 13,68 30 1.51 68,78
tc
q = ì + + ì =
(daN/m)
7,86 1.51 14,36 39 1.51 85,01
tt
q = ì + + ì =
(daN/m)
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 8
N KT CU THẫP II GVHD:
Tải trọng tác dụng lên xà gồ theo hệ trục toạ độ Oxy có trục Ox tạo với phơng ngang
1 góc 5,71
O
.
0 0
sin 5.71 68,78sin 5.71 6,87
tc tc
x
q q= = =
daN/m
0 0
cos5.71 68,78cos5.71 68,44
tc tc
y
q q= = =
daN/m
0 0
sin 5.71 85,01sin 5.71 8,49
tt tt
x
q q= = =
daN/m
0 0
cos5.71 85,01cos 5.71 84,58
tt tt
y
q q= = =
daN/m
1.4. Tải trọng tác dụng lên xà gồ biên:
1.4. Tải trọng tác dụng lên xà gồ biên:
0.5 6,55 1.51 6, 28 0.5 30 1.51 33,83
tc
q = ì ì + + ì ì =
daN/m
0.5 6,88 1.51 6,59 0.5 39 1.51 41,91
tt
q = ì ì + + ì ì =
daN/m
2. Tính toán xà gồ
2. Tính toán xà gồ
2.1. Xà gồ giữa chữ C
2.1. Xà gồ giữa chữ C
So sánh tải trọng tác dụng lên xà gồ trong 2 phần 1.3.a và 1.3.b ta chọn tải trọng
1.3.b để tính xà gồ.
Kiểm tra điều kiện bền xà gồ:
]
F
U
F
U
+=
Sơ đồ tính xa gồ:
M =
D
M =
D
9000
m
D
b
^
9000
m
D
b
2
2
.
84,58 9
856, 4
8 8
tt
y
x
q B
M
ì
= = =
daN m;
2
2
.
8, 49 9
21, 48
32 32
tt
x
y
q B
M
ì
= = =
daN m
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 9
N KT CU THẫP II GVHD:
2 2
2 2
856,4 10 21, 48 10
1109,403( / ) . 2100 /
87, 21 16.86
y
td
x
c
x y
M
M
kG cm f kG cm
W W
ì ì
= + = + = < =
Xà gồ đã chọn thoả mãn điều kiện bền.
Kiểm tra độ võng xà gồ tại điểm giữa xà:
Theo phơng oy:
4
2 4
6
.
5 5 68,44.10 .900
. . 3,55
384 . 384 2,1.10 .784.86
tc
y
y
x
q B
E I
= = = =
cm
Điều kiện kiểm tra:
3
3,55 1
0,0039 5 10
900 200B B
= = < = = ì
Vậy xà gồ đã chọn đảm bảo điều kiện chịu lực và võng.
2.2. Xà gồ biên Cee:
Kiểm tra điều kiện bền xà gồ:
M
=
D
9000
m
Db
^
Sơ đồ tính xà gồ
]
F
U
=
Trong đó:
))F
=
cm
3
2
2
.
41,91 9
424,39
8 8
tt
y
x
q B
M
ì
= = =
(daN.m)
2
2 2
424,39 10
987,19 ( / ) . 2100 ( / )
42,99
td
x
x
M
daN cm f daN cm
W
ì
= = = < =
Kiểm tra độ võng xà gồ:
Theo phơng oy:
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 10
xx
y
y
N KT CU THẫP II GVHD:
4
2 4
6
.
5 5 33,83 10 900
. . 3,66
384 . 384 2.1 10 376,18
tc
y
y
x
q B
E I
ì ì
= = =
ì ì
(cm)
Điều kiện kiểm tra:
3
3,66 1
0,004 5 10
900 200B B
= = < = = ì
Vậy xà gồ đã chọn đảm bảo điều kiện chịu lực và võng.
IV.
IV.
Tải trọng tác dụng lên khung ngang.
Tải trọng tác dụng lên khung ngang.
1.
1.
Tải trọng th
Tải trọng th
ờng xuyên (tĩnh tải):
ờng xuyên (tĩnh tải):
- Tải trọng mái và xà gồ:
Trên thực tế tải này truyền lên khung dới dạng lực tập trung tại điểm đặt các xà gồ,
số lợng lực tập trung > 5 nên ta có thể quy về tải phân bố.
0
0
.
.( .2.cos5,71 )
9.13,68 6, 28
9.(6,55 .2.cos5,71 ) 144, 79( / )
27
tc tc
xgC xgC xgCee
tc tc
mai
n g g
q B g
L
daN m
+
= +
+
= + =
0
0
.
.( .2.cos5,71 )
9.14,36 6,59
9.(7,86 .2.cos 5,71 ) 160,87( / )
27
tt tt
xgC xgC xgCee
tt tt
mai
n g g
q B g
L
daN m
+
= +
+
= + =
- Tải trọng xà gồ tờng và tấm tờng:
Chọn sơ bộ khoảng cách xà gồ tờng là a= 1,5m
số xà gồ tờng ở 1 bên giữa 2
khunglà :
7, 7
1 1 6,13
1,5
H
a
+ = + =
chọn 7 xà gồ tờng
Tải trọng xà gồ tờng và tấm tờng đa về thành lực tập trung tác dụng ở đỉnh cột và bỏ
qua mômen gây ra bởi độ lệch tâm :
6,55.1,5.9.7,7 13,68.9.7 1315,76
tc
g = + =
( daN)
6,88.9.7,7 14,36.9.7 1381,54
tt
g = + =
( daN)
- Tải trọng bản thân khung:
+ Trọng lợng bản thân cột và xà ngang tự dồn trong quá trình tính toán bằng
phần mềm Sap 2000 V10
- Tải trọng bản thân dầm cầu trục và ray:
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 11
N KT CU THẫP II GVHD:
Tải này tác dụng lên vai cột khi tính toán ta đa về tim cột dới dạng 1 lực tập trung và
1 mômen.
Chọn sơ bộ trọng lợng bản thân dầm cầu trục: 100 daN /m
100.9 900( )
tc
G kG= =
1.05 1.05 900 945
tt tc
G G= ì = ì =
daN
( 0,5. ) 900(0,75 0,5.0,39) 499,5
tc tc
M G h
= = =
daN m
.( 0,5. ) 945.(0,95 0,5.0,39) 524,48
tt tt
M G h
= = =
daN m
)#O*
# )$)^*
^$#)O*
27000
5400 2300
_$^!O*
^$#)O*
)#O*
# )$)^*
Tải trọng tác dụng lên khung
(Cha kể tải trọng bản thân khung)
2.
2.
Hoạt tải mái:
Hoạt tải mái:
Tải trọng tạm thời do sử dụng trên mái đợc lấy theo TCVN 2737-1995 đối với mái
không ngời qua lại, chỉ có hoạt tải sửa chữa có giá trị tiêu chuẩn: p
tc
=30 daN /m
2
.
30.9 270= =
tc
p
[ daNO*\$
1,3.270 351= ì = =
tt tc
p n p
[ daNO*\
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 12
ĐỔ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD:
#O*#O*
P*--P*-4
#O*
P4*-
S¬ ®å tÝnh khung víi ho¹t t¶i m¸i.
3.
3.
T¶i träng giã:
T¶i träng giã:
!!"#$%&'()*+,-./0
12%
3--1/014522%6789.*:+'';
-<2=+*
>&*?@2A2-B2AC
DEF
G
2%C
H
F
C3--=I2%67*9.:';1*?JB2KL
I2'7M2-=I2%N$+C
0
155W =
daNO*
HGCP9:GQ9I-=I2%&'$<'7R2
K-<2R2K$9:GS-C
TUA,7$K!$!*
1
0,605k→ =
TUA,*-$K!$!T
27
. 5,71 9,05
2
o
tg =
*()*
2
0,637k→ =
V/4522%-<2W,76':2L79:G=JC
1
0,605k k= =
V/4522%-<2W,76=+,*-9:G=J'2>KC
1 2
0,605 0,637
0,621
2 2
k k
k
+ +
= = =
SVTH:Vũ Đình Luân LỚP 07X2 Trang: 13
N KT CU THẫP II GVHD:
CP9:G72
0
5,71
=
;
1
6,5
0,24
27
H
L
= =
1
0,23
e
C =
)
=
3
0,5
e
C =
CP9:S4C
=
4500 9000
27000
I
1
I
1
45009000
I
2
+ 5,400
+ 7,700
0.000
5400 2300
7700
I
1
I
1
I
1
I
1
+ 9,050
C =-0,23
e1
C =-0,4
e2
C =-0,5
e3
0,8
Sơ đồ tải trọng gió và hệ số khí động
- Tải trọng gió lên cột C
+I4'&=+G'2.R2=I`'2RQ*?-2a$9:
=S2=I`'2b#+%QD'&4L>:
TV2%;C
( )
1
155.0,605.0,8 .9 675,18
tc
q = =
[ daNO*\
1 1
1, 2 675,18 810,216
tt tc
q n q= ì = ì =
[ daNO*\
TV2%cC
( )
2
155.0,605.0,5 .9 421,99
tc
q = =
[ daNO*\
2 1
1, 2.421,99 506,39
tt tc
q n q= ì = =
[ daNO*\
- Tải trọng gió lên máiC
+I4'&=+G'2.R2=I`'2RQ*?-2a$9:
=S2=I`'2b#+%QD'&4L>:
T3%Z-C
( )
155.0,23.0,621 .9 199, 25
tc
q = =
daNO*
1, 2 199,25 239,1
tt tc
q n q= ì = ì =
daNO*
T3%Z4C
( )
155.0,4.0,621 .9 346,52
tc
q = =
daNO*
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 14
N KT CU THẫP II GVHD:
1, 2 346,52 415,82
tt tc
q n q= ì = ì =
daNO*
Trên đây là trờng hợp gió thổi từ tráI sang phả, còn với trờng hợp gió thổi theo chiều
từ phải sang lại thì ngợc lại.
4.
4.
Hoạt tải cầu trục:
Hoạt tải cầu trục:
a. áp lực đứng của cầu trục:
á=I@2A2=.J/'<'&=+7X
*
-d2462
4=I T%C
( )
max
58
c
P kN=
$
( )
min
26,3
c
P kN=
-'27
1d24d2A2.-=I`'2V
*
-
*2-a2R2C
E
9 3,8
9
E$#^e
Ee
E
9 4,5 3,8
9
+
E$
E
9 4,5
9
E$#
( )
max max
. . . 1,1.0,85.58. 0,58 1 0,92 0,5 162,69
tc
c
D n n P y
i
= = + + + =
[G\E_ _daN
( )
min min
. . . 1,1.0,85.26,3. 0,58 1 0,92 0,5 73,77
tc
c
D n n P y
i
= = + + + =
[G\E!!! daN
fQ*?1X
*
M2.Q*?1/*/'<4-<2=+7G
-&*7.R2=I`'2*B*
max max
.( 0,5. ) 16269.(0,75 0,5.0,39) 9029,3M D h
= = =
[ daN*\$
min min
.( 0,5. ) 7377.(0,75 0,5.0,39) 4094,32M D h
= = =
[ daN*\$
1
y=
2
y=
3
y=
4
9000 9000
3800
4500
3800
4500
y= 0.58
1
0.92
0.5
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 15
N KT CU THẫP II GVHD:
Đờng ảnh hởng dể xác định D
max
,D
min
b. Lực hãm ngang cầu trục.
g *$-9=ID'--<222ã Y2'Q72
hI *22+'';*7>-/'<ã S-B2AC
%C
1
)
172,63
0,05(
0,05(6,3.1000 605)
2
tc
o
xc
T
n
Q G
= = =
+
+
[daN\,
hI *22ã
*
'&=+7S-d2462:.X
*
C
( )
max
. . . 1,1.0,85.172,63. 0,58 1 0,92 0,5 484, 21
tc
c p
T n T y
i
= = + + + =
[ daN\,
hI *?+76*?+/*/'<-*?7$*ã
V.
V.
Xác định nội lực.
Xác định nội lực.
7=I2G'222S-.Wd2SJ4N>i2/*&*j
gD'4-SQ.R2->Q'a>42:2G+7=IXJ'
17=I=JD''229A>&`='
VI.
VI.
Thiết kế tiết diện cấu kiện.
Thiết kế tiết diện cấu kiện.
1.
1.
Thiết kế tiết diện cột:
Thiết kế tiết diện cột:
a) Xác định chiều dài tính toán
Chọn phơng án cột tiết diện không đổi. Giả thiết tỉ số độ cứng giữa xà ngang
và cột là
cot
1
xa
I
I
=
cot
cot
7,7
: .1 0, 29
27
xa xa
i I I
n
i L H
= = = =
0,56 0,29 0,56
1, 41
0,14 0,29 0,14
n
n
à
+ +
= = =
+ +
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 16
N KT CU THẫP II GVHD:
- Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung của cột đợc xác định theo công thức
x
l .l 1,41.7,5 10,86 (m)= à = =
- Theo phơng ngoài mặt phẳng khung (l
y
)
Chiều dài tính toán lấy bằng khoảng cách giữa các điểm cố định không cho cột
chuyển vị theo phơng dọc nhà ( dầm cầu trục, giằng cột, xà ngang).Giả thiết bố trí
giằng cột tại cao trình đỉnh cột
y
l 6,3 (m)=
b) Chọn và kiểm tra tiết diện
Từ bảng tổ hợp chọn cặp nội lực tính toán:
M = -300,55kNm= -30055 daNm
N = - 91,19kN= -9119 daN
Đây là nội lực tại tiết diện đỉnh cột, trong tổ hợp nội lực do các trờng hợp tải trọng
1,4 gây ra.
Chọn cặp nội lực để kiểm tra :
M = 250,05kNm= 25005 daNm
N = -121,48 kN= -12148 daN
Đây là nội lực tại tiết diện chân cột, trong tổ hợp nội lực do các trờng hợp tải trọng
1,4,6,8,10 gây ra.
Chiều cao tiết diện cột đợc chọn từ điều kiện độ cứng:
( )
1 1 1 1
.7,7 0,385 0,51 ( )
20 15 20 15
h H m
= ữ = ữ = ữ
ữ ữ
;
Chọn h = 50 cm
Bề rộng tiết diện cột đợc chọn từ điều kiện cấu tạo và độ cứng:
1 1 1 1
.6,3 (0,315 0, 21)( )
20 30 20 30
= ữ = ữ = ữ
ữ ữ
f y
b l m
(0,3 0,5) (0,3 0,5).0,5 (0,15 0,25)( )= ữ = ữ = ữ
f
b h m
Chọn b
f
= 25 cm
Theo Iasinxki diện tích tiết diện cần thiết của cột xác định sơ bộ là:
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 17
N KT CU THẫP II GVHD:
2
9119 30055
1, 25 (2, 2 2,8) 1, 25 (2, 2 2,8) (68, 4 85,57)( )
. 2100.1 9119.0,5
= + ữ = + ữ = ữ
yc
c
N M
A cm
f N h
Bề dày bản bụng
1 1
(7,14 5) 6
70 100
= ữ = ữ
ữ
w
t h mm mm
Thiên về an toàn chọn t
w
= 0,8 cm
Chiều dày bản cánh (t
f
) đảm bảo điều kiện truyền lực giữa cánh và bụng, không gây
ứng suất phụ phát sinh lớn :
6
2100
25 0,79( )
2,1.10
= =
f f
f
t b cm
E
chọn t
f
= 1,2 cm ;
wf
tt
Tiết diện cột chọn nh hình vẽ :
* Xác định các đặc trng hình học của tiết diện
2
2 2.1, 2.25 0,8.47, 6 98,08( )= + = + =
f w
A A A cm
( )
( )
3
3
3
3
4
0,5
0,5. 25 0,8 .50
25.50
2. 2. 42919( )
12 12 12 12
= = =
f w w
f
x
b t h
b h
I cm
3
3
3 3
4
2
2.1, 2.25 47,6.0,8
3127( )
12 12 12 12
= + = + =
f f
w w
y
t b
h t
I cm
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 18
N KT CU THẫP II GVHD:
42919
20,92(c .)
98,08
3127
5, 65 ( .)
98,08
= = =
= = =
x
x
y
y
I
i m
A
I
i cm
A
3
2
2.42919
1716(c )
50
= = =
x
x
I
W m
h
[ ]
[ ]
6
6
10,86.100
51,9( ) 120
20,92
2100
51,9. 1,64( )
2,1.10
6,3.100
111,57( ) 120
5,65
2100
111,57. 3,53( )
2,1.10
= = = < =
= = =
= = = < =
= = =
x
x
x
x x
y
y
y
y y
l
cm
i
f
cm
E
l
cm
i
f
cm
E
Độ lệch tâm tơng đối :
2
x
30055.10 98,08
. . 18,83
9119 1716
= = =
x
M A
m
N W
Tra bảng phụ lục V.5 với loại tiết diện số 5, ta có
5< m
x
=18,83 <20
0,5<
f
w
A 25.1,2
0,79 1
A 47,6.0,8
= = <
TH:
f
w
A
1 1,4 0,2 1,4 0,2.1,64 1,08
A
= = = =
TH:
f
w
A
0,5 1,25
A
= =
1,15 =
Độ lệch tâm tính đổi
1,15.18,83 21, 69= = =
e x
m m
>20
Cần kiểm tra bền cho tiết diện:
c 2
x
N M 9119 30055
1844 f. 2100(daN / cm )
A W 98,08 1716
+ = + = < =
Tiết diện đã chọn thoả mãn điều kiện bền.
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 19
N KT CU THẫP II GVHD:
*Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung:
Với
1,64
x
=
và
21,69=
e
m
tra bảng V.3 phụ lục, nội suy ta có
0,069=
e
Công thức :
2 2
9119
1344( / ) 2100.1 2100( / )
0,069.98, 08
= = = < = =
x c
e
N
daN cm f daN cm
A
Kiểm tra ổn định tổng thể của cột theo phơng ngoài mặt phẳng khung cần tính trị
số mômen ở 1/3 chiều cao cột trên kể từ phía có mômen lớn hơn. Trị số của mômen
uốn tại tiết diện trên vai cột tơng ứng do các trờng hợp tải trọng (1,4) gây ra là
147,54kNm ; .
Trị số mô men tại tiết diện cột chỗ gắn dầm hãm:
[ ]
0,9. 30055 14754
14754 20741( )
2,3
= + =M daNm
Trị số mômen tại 1/3 chiều cao cột dới, kể từ tiết diện vai cột:
[ ]
2. 30055 20741
20741 26950( )
3
= + =M daNm
( )
( )
'
max ; / 2 max 26950;30055 / 2 26950( )
= = =
M M M daNm
Độ lệch tâm tơng đối theo M
' 2
x
26950.10 98,08
. . 14,89
9119 1716
= = =
x
M A
m
N W
Do
10
>
x
m
hệ số c xác định theo công thức
1 1
0,109
0,55
1 .14,89
1 .
1
= = =
+
+
y
x
b
c
m
0,55
=
y
(nội suy theo bảng V.2 phụ lục)
1
b
=
Điều kiện ổn định tổng thể của cột theo phơng ngoài mặt phẳng khung kiểm tra theo
công thức :
2 2
9119
1553( / ) 2100.1 2100( / )
. . 0,109.0,55.98, 08
= = = = =
y c
y
N
daN cm f daN cm
c A
Vậy tiết diện đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung.
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 20
N KT CU THẫP II GVHD:
* Kiểm tra ổn định cục bộ của các bản cánh và bản bụng cột
- Bản cánh
Điều kiện kiểm tra :
f
o
f
o
t
b
t
b
Cột tiết diện chữ I có
0,8 1,64 4
x
< = <
nên
6
2,1.10
(0,36 0,1 ) (0,36 0,1.1, 64). 16,56( )
2100
o
x
f
b
E
cm
t f
= + = + =
Chiều rộng tính toán của phần bản cánh nhô ra :
25 0,8
12,1( )
2 2
= = =
w
o
b t
b cm
12,1
10,08 16,56
1, 2
= = < =
o o
f f
b b
t t
Vậy bản cánh đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ.
- Bản bụng
Điều kiện kiểm tra :
w
w
w
w
t
h
t
h
h
w
= h - 2.t
f
= 50 - 2.1,2 = 47,6 (cm) ; t
w
= 0,8 cm
47,6
59,5 2,3. 72, 73
0,8
= = < =
w
w
h
E
t f
không phải bố trí sờn ngang.
Vì
18,83 1 ; 1,64 2= > = <
x x
m
nên theo bảng 2.2 ta có
(
)
( )
2
2 6
1,3 0,15 / 1,3 0,15.1,64 2,1.10 / 2100 53,89
= + = + =
w
x
w
h
E f
t
59,5 53,89
= > =
w w
w w
h h
t t
do vậy bản bụng cột bị mất ổn định cục bộ, coi nh chỉ
có phần bản bụng cột tiếp giáp với 2 bản cánh còn làm việc. Bề rộng của phần bụng
cột này là:
[ ]
1
0,85 / 0,85.0,8.53,89 36,64( )= = =
w w w
C t h t cm
Diện tích tiết diện cột đã bị trừ đi phần bản bụng bị mất ổn định cục bộ
2 2
1
' 2 2. 2.25.1,2 2.36,64.0,8 118,63( ) 98,08= + = + = > =
f f w
A b t C t cm A cm
Không cần kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể.
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 21
N KT CU THẫP II GVHD:
* Chuyển vị ngang lớn nhất ở đỉnh cột từ kết quả tính toán bằng phần mềm Sap2000
trong tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn là:
=
x
2,28 (cm)
3 3
2,28 1
2,974.10 3,33.10
770 300
x
H
= = < =
Chuyển vị ở đỉnh cột
Chuyển vị ở đỉnh cột
* Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện chân cột:
* Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện chân cột:
M = 250,05kNm= 25005 daNm
N = -121,48 kN= -12148 daN
Đây là nội lực tại tiết diện chân cột, trong tổ hợp nội lực do các trờng hợp tải trọng
1,4,6,8,10 gây ra.
- Kiểm tra bền:
- Kiểm tra bền:
Độ lệch tâm tơng đối :
2
x
25005.10 98,08
. . 11, 76
12148 1716
= = =
x
M A
m
N W
Tra bảng phụ lục V.5 với loại tiết diện số 5, ta có
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 22
N KT CU THẫP II GVHD:
0,5<
2.1, 2.25
0,79
0,8.47,6
= =
f
w
A
A
<1
; 5<m
x
=11,76<20
TH:
f
w
A
1 1,4 0,2 1,4 0,2.1,64 1,08
A
= = = =
TH:
f
w
A
0,5 1,25
A
= =
1,15
=
Độ lệch tâm tính đổi
1,15.11, 76 13,55 20= = = <
e x
m m
Không cần kiểm tra bền .
*Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung:
Với
1,64
x
=
và
13,55=
e
m
tra bảng V.3 phụ lục, nội suy ta có
0,1=
e
Công thức :
2 2
12148
12,39 ( / ) 2100.1 2100( / )
0,1.98,08
= = = < = =
x c
e
N
daN cm f daN cm
A
ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung.
*Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung:
Kiểm tra ổn định tổng thể của cột theo phơng ngoài mặt phẳng khung cần tính trị
số mômen ở 1/3 chiều cao cột dới kể từ phía có mômen lớn hơn. Trị số của mômen
uốn tại tiết diện chân cột và dới vai cột tơng ứng do các trờng hợp tải trọng
(1,4,6,8,10) gây ra là 250,05 kNm ; -89,82 kNm
Trị số mômen tại 1/3 chiều cao cột dới, kể từ tiết diện vai cột:
[ ]
2. 25005 ( 89,82)
89,82 13676( )
3
= + =M daNm
( )
( )
'
max ; / 2 max 13676;25005 / 2 13676( )
= = =
M M M daNm
Độ lệch tâm tơng đối theo M
' 2
x
13676.10 98,08
. . 6,04
12148 1716
= = =
x
M A
m
N W
Do 5<m
x
=6,04<10
5 10
.(2 0, 2. ) .(0, 2. 1)
x x
c c m c m
= +
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 23
N KT CU THẫP II GVHD:
Hệ số c
5
xác định theo công thức
5
1 .
x
c
m
=
+
Trong đó : m
x
=5
0,65 0,05.5 0,9
= + =
1
111,57 3,14. 99,3 1,35
0,55
= > = = = = =
c
y c
y
E
f
5
1,35
0,245
1 0,9.5
= =
+
c
Hệ số c
10
xác định theo công thức
10
1
1 .
y
x
b
c
m
=
+
Trong đó : m
x
=10
0,55
=
y
(nội suy theo bảng V.2 phụ lục)
1
b
=
10
1
0,154
0,55
1 .10
1
= =
+
c
0,245.(2 0, 2.6,04) 0,154.(0, 2.6,04 1) 0, 226
= + =
c
2 2
12148
996( / ) 2100.1 2100( / )
. . 0, 226.0,55.98,08
= = = = =
y c
y
N
daN cm f daN cm
c A
Vậy tiết diện đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung.
2.
2.
Thiết kế tiết diện xà ngang:
Thiết kế tiết diện xà ngang:
a) Đoạn xà 4,5m (tiết diện thay đổi)
Chiều dài tính toán: l
x
=
0 0
4,5 4,5
. 1,41. 6,38 (m)
cos5,71 cos5,71
= =
Từ bảng tổ hợp chọn cặp nội lực tính toán có
M = -300,55 kNm= -30055 daNm
N = -73,79 kN= -7379 daN
V = - 96,86 kN= -9686 daN
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 24
N KT CU THẫP II GVHD:
Đây là nội lực tại tiết diện đầu xà, trong tổ hợp nội lực do các trờng hợp tải trọng 1,4
gây ra.
Mômen chống uốn cần thiêt của tiết diện xà ngang xác định theo công thức
2
yc 3
x
c
M 30055.10
W 1431 (cm )
f 2100.1
= = =
Chọn sơ bộ chiều cao tiết diện xà ngang
t
w
= 0,8 cm.
yc
x
kt
w
W 1431
h k (1,15 1,2) (48,64 50,76)(cm)
t 0,8
= = ữ = ữ
Chọn h
=50 cm
Kiểm tra bề dày bản bụng từ điều kiện chịu cắt
max
w
v
3 V 3 9686
t 0,8cm . . 0,24 (cm)
2 h .f 2 50.1200
= = =
Vậy bản bụng đủ khả năng chịu cắt .
Diện tích cần thiết của tiết diện cánh xà đợc xác định theo công thức
( )
3 3
yc
yc yc 2
w w
f f f x
2 2
f
h t h 2 50 0,8.47,6 2
A b t W 1431. 23,35 (cm )
2 12 h 2 12 49
= = =
ữ ữ
Theo các yêu cầu cấu tạo và ổn định cục bộ, b
f
,t
f
cần phải thoả mãn các điều kiện
sau:
f
t (1,2 2,4)cm= ữ
wf
tt
Chọn
=
f
t
1,2 cm
6
f f
E 2,1.10
b t . 1,2. 37,95 (cm)
f 2100
= =
Ngoài ra , để dễ liên kết xà theo phơng ngang với
cấu kiện khác nh xà gồ chữ C và đảm
bảo ổn định
tổng thể cho xà thì:
SVTH:V ỡnh Luõn LP 07X2 Trang: 25
