ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II- NHÀ CÔNG NGHIỆP
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.46 MB, 48 trang )
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA XÂY DỰNG
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
KẾT CẤU THÉP II
GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU
MSSV: 52132016
LỚP : 52XD-1
Đại Học Nha Trang, Năm 2013
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 2
PHẦN I
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG
I./ CÁC SỐ LIỆU TRA BẢNG
Từ các số liệu ban đầu:
Nhịp nhà L= 80 (ft) = 24,384 ( m) ,B= 13x6 = 78m ,sức cẩu của cầu trục Q=75T
Tra bảng catalogue của cầu trục ta chọn được cầu trục như sau:
Loại ray thích hợp: KP-100
Chiều cao gabarit của cầu trục (tính từ đỉnh ray đến diểm cao nhất của cầu trục) :
mmH
k
3700
mmB
k
8800
Bề rộng của cầu trục (kích thước theo phương dọc nhà của cầu trục):
Nhịp cầu trục ( khoảng cách giữa tim hai đường ray) :
mL
k
5,22
Khoảng cách giữa hai bánh xe của cầu trục:
mmT 4560
Kích thước từ tim đường ray đến mép ngoài của cầu trục
mmB 400
1
II./ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG ĐỨNG
Cao trình đỉnh ray :
mmH
r
8700
Chiều cao ray và đệm :
mmh
r
200
Chiều cao dầm cầu chạy :
mmh
dcc
600
Không bố trí đoạn chôn cột :
mmh
m
0
Chiều cao gabarit của cầu trục :
mmH
k
3700
840
4560 840
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 3
Độ vỏng của dàn mái :
mmBf 24024000
100
1
100
1
Khoảng hở an toàn giữa cầu trục và mép dưới của dàn mái : 100 mm
Chiều cao của cột trên:
mmfHhhH
kdccrt
47402403700600200100
Chiều cao của cột dưới:
mmhhhHH
mdccrrd
790006002008700
Các kích thước này ta lấy là bội số của 200mm vậy chiều chọn là:
mHmmH
dt
8000,4800
III./ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG NGANG
Nhịp nhà xưởng :
mL 24
Nhịp cầu trục :
mL
K
5,22
Kích thước của phần đầu dầm cầu trục :
mmB 400
1
Khe hở an toàn đầu mút cầu trục và mép trong của cột trên :
mmD 60
=> Vậy các kích thước theo phương ngang như sau:
mm
LL
k
750
2
2250024000
2
Chiều cao tiết diện cột trên có thể chọn
mmHh
tt
400363
11
1
10
1
Ta chọn
t
h
là bộ số của 250mm vậy ta được:
mmh
t
500
Khoảng cách từ trục định vị đến mép ngoài của cột :
mma 250
Bề rộng cột dưới :
mmah
d
1000250750
=> Kiểm tra :
mmHh
dd
)800727(
11
1
10
1
Vậy ta chọn
mmh
d
1000
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 4
Sơ đồ bố trí như sau:
III./ KÍCH THƯỚC DÀN MÁI
Ta chọn dạng dàn và kích thước dàn mái theo các dạng điển hình ta được:
24000
6000 6000 6000 6000
2200
i=1/10
i =
1
10
2200
600
750
250
200
60
400
4200
100
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 5
IV./ HỆ GIẰNG
1./ Hệ giằng mái.
a./ Giằng trong mặt phẳng cánh trên.
HEÄ GIAÈNG CAÙNH TREÂN
414039383721
240000
6000111000
6000 6000
B
A
432
111000
1
6000
60006000
24000
6000
2019185
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 6
b./ Giằng trong mặt phẳng cánh dưới.
c./ Giằng đứng
c./ Hệ giằng đứng.
c./ Hệ giằng cột
HỆ GIẰNG CÁNH DƯỚI
24000
6000 6000
6000 6000
1
111000 111000 6000
240000
2 3 4
5
18
19 20 21 37 38 39 40 41
A
B
60006000
240000
600011100060001110006000
3400
4140393837214321 2019
185
HỆ GIẰNG ĐỨNG CỦA DÀN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 7
PHẦN II
XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG
NGANG
I./ TỈNH TẢI
a)Tĩnh tải mái:
Trọng lượng các lớp mái:
Tĩnh tải Tải tiêu chuẩn( daN/m
2
)
γ Tải tính toán( daN/m
2
)
Panen mái 150 1.1 165
Lớp cách nhiệt bằng BT
xỉ dày 15cm
120 1.2
144
Lớp chống thấm 4cm 100 1.1 110
Vữa lót 1,5cm 27 1.2 32
2 lớp Gạch nem 4cm 80 1.1 88
Tổng 477 539
Quy tải các lớp mái thành tải phân bố đều
-Ta có: i=1/10 →α= 5.7
o
22
/417,5/7,541
995,0
539
cos
mkNmdaN
g
G
tt
tt
b)Trọng lượng kết cấu mái và hệ giằng
G
d
= 1.1
1.2
α
d
L Chọn α
d
= 0.8
G
d
= 1.1
1.2
0.8
22.5= 23.76 daN/m
2
=> Tải tổng cộng phân bố đều:
22
/665,5/5,56576,237,541)( mkNmdaNGGG
ttd
c) Tải trọng tường
G
t
= 1,1
( H
t
+ 2.2 )
B
150 = 1,1
(5 + 2.2 )
6
150=7128 daN
M
t
= G
t
h
d
/2= 6138
1/2 = 3564 daN.m
d)Trọng lượng dầm cầu trục:
G
dct
= 1.2
α
dct
L
dct
2
Chọn α
dct
= 40 ,L
dct
= B= 6 m
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 8
G
dct
= 1.2
40x6
2
= 1728 daN
M
dct
= G
dct
h
d
/2 = 1728
1/2 = 864 daN.m
II./ HOẠT TẢI MÁI
Ta chọn hệ số vượt tải : n=1,3
Sữ dụng mái panel BTCT nên ta lấy hoạt tải mái bằng :
2
/75 mdaNQ
(Theo TCVN 2737-1995)
Giá trị hoạt tải mái đưa vào tính toán là:
2
0
0
/983,1
995,0
75
7,5cos
mdaNn
Q
Q
tt
Hoạt tải mái dồn về 1 khung thành tải phân bố đều:
22
/88,5/588698 mkNmdaNBQQ
o
tttt
III./ ÁP LỰC CẦU TRỤC TÁC DỤNG LÊN CỘT
Sức cẩu của cầu trục: Q= 75 T, L = 24m, tra bảng ta có:
B = 8800 mm ,T = 4560 mm, B
1
=400mm ,
TPTP 36,35
max2max1
Trọng lượng cầu trục: G
ct
= 115 T
Trọng lượng xe con: G
xc
= 38 T
Trọng lượng xe con: G
xc
= 38 T
Số bánh xe con 1 bên : n
0
= 4
TP
n
GQ
P
o
ct
5,1235
4
11575
max1min1
TP
n
GQ
P
o
ct
5,1136
4
11575
max1min2
Từ các số liệu trên ta sắp xếp các bánh xe cầu trục như sơ đồ dưới đây.
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 9
Ta được:
1
1
y
86,0
6000
5160
2
y
1,0
6000
600
3
y
57,0
6000
3440
4
y
43,0
6000
4560
5
y
Áp lực thẳng đứng:
D
max
=
ic
yPnn
max
T6,108)86,2361,035(85,02,1
M
max
=
mT
hD
d
.3,54
2
16,108
2
max
D
min
=
ic
yPnn
min
T64,37)86,25,121,05,11(85,02,1
M
min
=
mT
hD
d
.82,18
2
164,37
2
min
Lực hãm của xe con:
Lực hãm của một bánh xe:
T
n
GQ
T
o
xc
41,1
4
)3875( 05.0
)( 05.0
1
Áp lực ngang:
T = n
n
c
T
1
Σ
y
i
= 1.2
0.85
1,41
2,96 = 4,26 T
IV./ TẢI TRỌNG GIÓ.
Với áp lực gió vùng B,địa hình II
Áp lực gió tiêu chuẩn:
2
0
/95 mdaNq
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 10
Hệ số vượt tải : n=1,3 ; B=6m
Tại cao trình 10m : k=1
Tra bảng được:
;6,0
3
e
C
8,0
e
C
Sơ đồ khung như sau:
Áp lực gió tại cao trình 10m:
mdaNBckqnq
đ
/8,59268,01953,1
0
'
mdaNBckqnq
h
/4446)6,0(1953,1
0
'
=> Vậy tải phân bố đều lên khung là:
'
)()( hđhđ
qq
Với
04,1
mdaNq
đ
/5,6168,59204,1
mdaNq
h
/7,461)444(04,1
Lực tập trung ở cánh dưới vì kèo:
)(
2
)(
21
0
daNhcB
kk
qnW
i
Tại đỉnh dàn (16,4m):
094,1
1
k
Tại đáy dàn (13m):
048,1
2
k
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 11
Tra bảng và nội suy được:
;578,0
1
e
C
435,0
2
e
C
Ta được
)(3,846))578,0(2,18,02,2(6
2
)048,1094,1(
953,1 daNW
đ
)(8,1461))435,0(2,1)6,0(2,2(6
2
)048,1094,1(
953,1 daNW
h
Phân bố tải gió như sau:
PHẦN III
TÍNH NỘI LỰC CỦA KHUNG
Mô hình và tính toán bằng phần mền Etabs 9.7.0
Giả thiết tiết diện cột theo độ cứng: J
1
: J
2
: J
d
= 10 : 1 : 30
J
1
là momen quán tính cột dưới
J
2
là momen quán tính cột trên
J
d
là momen quán tính dàn
Vậy ta chọn kích thước tiết diện như sau:
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 12
Cột dưới: bxh=1x1(m) ; cột trên bxh=0,1x1(m) ; dàn bxh = 3x1(m)
Sơ đồ khung như sau:
Các số liệu đưa vào tính toán:
- Tải mái+dàn+giằng:
2
/417,5 mkNG
tt
- Tải tường:
G
t
= 7128 daN=71,28kN ; M
t
= 3564 daN.m=35,64kN.m
- Tải dầm cầu trục
G
dct
= 1728 daN = 17,28kN
M
dct
= 864 daN.m= 8,84 kN.m
- Hoạt tải :
2
/88,5 mkNQ
tt
- Tải cầu trục :
kNTD 18066,108
max
mkNmTM .543.3,54
max
kNTD 4,37664,37
min
mkNmTM .2,188.82,18
min
- Lực hảm của xe con : T= 4,26T=42,6kN
- Tải trọng gió:
mkNmdaNq
đ
/165,6/5,616
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 13
mkNmdaNq
h
/617,4/7,461
kNdaNW
đ
643,8)(3,846
kNdaNW
h
618,14)(8,1461
Ta tiến hành tìm nội lực cho khung.
Kết quả nội lực như sau:
Story Column
Load Loc P V2 V3 T M2 M3
STORY1
C1 TH2 8
-
1167.18
-67.46
-0.09
0.032
-0.266
445.376
STORY1
C3 TH5 8
-
1167.18
41.67
-0.09
-0.032
-0.266
-
386.951
STORY1
C3 TH5 4
-
1167.18
41.67
-0.09
-0.032
-0.611
-
220.288
STORY1
C1 TH2 4
-
1167.18
-67.46
-0.09
0.032
-0.611
175.551
STORY1
C1 TH2 0
-
1167.18
-67.46
-0.09
0.032
-0.957
-94.275
STORY1
C3 TH5 0
-
1167.18
41.67
-0.09
-0.032
-0.957
-53.625
STORY1
C3 TH4 8
-
1165.82
24.99
-0.34
-0.124
-1.014
-425.38
STORY1
C1 TH3 0
-
1165.82
0.8
-0.34
0.124
-3.705
373.373
STORY1
C1 TH3 4
-
1165.82
0.8
-0.34
0.124
-2.359
370.163
STORY1
C1 TH3 8
-
1165.82
0.8
-0.34
0.124
-1.014
366.954
STORY1
C3 TH4 4
-
1165.82
24.99
-0.34
-0.124
-2.359
-
325.426
STORY1
C3 TH4 0
-
1165.82
24.99
-0.34
-0.124
-3.705
-
225.473
STORY1
C1 TH23 0
-
1128.77
-
149.36
0.47
-0.171
5.103
-
667.989
STORY1
C3 TH29 0
-
1128.77
114.34
0.47
0.171
5.103
493.211
STORY1
C1 TH23 8
-
1128.77
-
104.97
0.47
-0.171
1.382
349.357
STORY1
C3 TH29 8
-
1128.77
81.1
0.47
0.171
1.382
-
288.551
STORY1
C1 TH23 4
- - 0.47
-0.171
3.243
-
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 14
1128.77
127.17
114.928
STORY1
C3 TH29 4
-
1128.77
97.72
0.47
0.171
3.243
69.087
STORY1
C3 TH26 0
-
1127.55
99.33
0.24
0.088
2.63
338.547
STORY1
C3 TH26 8
-
1127.55
66.09
0.24
0.088
0.709
-
323.137
STORY1
C1 TH24 8
-
1127.55
-43.54
0.24
-0.088
0.709
278.777
STORY1
C1 TH24 0
-
1127.55
-87.93
0.24
-0.088
2.63
-
247.107
STORY1
C1 TH24 4
-
1127.55
-65.74
0.24
-0.088
1.669
60.223
STORY1
C3 TH26 4
-
1127.55
82.71
0.24
0.088
1.669
-25.537
STORY1
C1 TH8 8
-
1122.19
-65.35
-0.08
0.029
-0.242
400.61
STORY1
C3 TH11 8
-
1122.19
42.14
-0.08
-0.029
-0.242
-
348.027
STORY1
C3 TH11 4
-
1122.19
42.14
-0.08
-0.029
-0.554
-
179.472
STORY1
C1 TH8 4
-
1122.19
-65.35
-0.08
0.029
-0.554
139.209
STORY1
C1 TH8 0
-
1122.19
-65.35
-0.08
0.029
-0.866
-
122.192
STORY1
C3 TH11 0
-
1122.19
42.14
-0.08
-0.029
-0.866
-10.917
STORY1
C3 TH10 8
-
1120.97
27.13
-0.3
-0.112
-0.916
-
382.612
STORY1
C1 TH9 8
-
1120.97
-3.92
-0.3
0.112
-0.916
330.03
STORY1
C1 TH9 4
-
1120.97
-3.92
-0.3
0.112
-2.128
314.36
STORY1
C1 TH9 0
-
1120.97
-3.92
-0.3
0.112
-3.34
298.69
STORY1
C3 TH10 4
-
1120.97
27.13
-0.3
-0.112
-2.128
-
274.096
STORY1
C3 TH10 0
-
1120.97
27.13
-0.3
-0.112
-3.34
-165.58
STORY1
C3 TH28 0
STORY1
C1 TH22 8
STORY1
C3 TH28 4
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 15
STORY1
C1 TH22 0
STORY1
C3 TH28 8
STORY1
C1 TH22 4
STORY1
C1 TH25 0
STORY1
C3 TH27 0
STORY1
C1 TH25 4
STORY1
C3 TH27 4
STORY1
C3 TH27 8
STORY1
C1 TH25 8
STORY1
C1 CT1 8
STORY1
C3 CT4 8
STORY1
C3 CT4 4
STORY1
C1 CT1 4
STORY1
C3 CT4 0
STORY1
C1 CT1 0
STORY1
C3 CT3 8
STORY1
C1 CT2 0
STORY1
C1 CT2 4
STORY1
C1 CT2 8
PHẦN IV
THIẾT KẾ CỘT
Cột trên và cột dưới coi như cấu kiện nén lệch tâm trong mặt phẳng khung , nén đúng tâm
ngoài mặt phẳng khung .
I. CÁC SỐ LIỆU THIẾT KẾ.
H
t
= 4,8m , h
t
= 0,5m , H
d
= 8 m , h
d
= 1m , J
t
/ J
d
= 1/10.
Nội lực tính toán được xác định từ bảng tổ hợp nội lực.
Phần cột trên:
Chọn cặp nội lực nguy hiểm: Tổ hợp số 24
N = -132,01 kN , M = -201,3 kNm,
kNM 438,166
Trọng lượng bản thân cột :
kNG
ct
86,0
kNGNN
cttt
87,132
Phần cột dưới:
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 16
Trọng lượng bản thân cột :
kNG
c
45,1
Nhánh cầu trục: Chọn cặp nội lực : N
1
= -1049,43 kN , M
1
=878,324 kNm .
kNGNN
cd
tt
88,1050
1
1
Nhánh mái: Chọn cặp nội lực: N
2
= -131,42 kN, M
2
= -201,283 kNm.
kNGNN
cd
tt
87,132
2
2
II. XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI TÍNH TOÁN
a) Trong mặt phẳng khung:
Các thông số:
68,0
62,7
10
8
8,4
62,7
87,132
88,1050
16,0
8,4
8
10
1
1
1
t
d
d
t
t
d
d
d
t
t
mJ
J
H
H
c
N
N
m
H
J
H
J
K
Tra phụ lục 8 và nội suy có được:
1
= 2
2
= 3.
l
1x
=
1
. H
d
= 2 × 8 = 16 m .
l
2x
=
2
. H
t
= 3 × 4,8 = 14,4 m .
b) Ngoài mặt phẳng khung:
l
1y
= H
d
= 8 m .
l
2y
= H
t
- h
dcc
= 4,8 – 0,6 = 4,2 m .
III. THIẾT KẾ CỘT TRÊN ĐẶC.
Ta có:
Độ lệch tâm:
cmm
N
M
e 14646,1
87,132
3,201
Diện tích yêu cầu:
2
14,56
21
50
146
.5,225,189,137)8,22,2(25,1
cm
R
h
e
N
F
yct
Chiều dày bản bụng:
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 17
b
(1/30-1/50)h
t
= (9,6-16)mm Ta chọn:
b
10 mm
Chiều rộngbản cánh :
b
c
=(1/12-1/15)H
t
= (320-400) mm Ta chọn: b
c
= 360 mm
Chiều dày bản cánh:
c
(1/20-1/36)b
c
= (9,72-20)mm Ta chọn:
c
12 mm
Ta chọn được tiết diện cột trên như sau:
360
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 18
1. Tính các đặc trưng hình học:
6,1
101,2
2100
3,50.
17,2
101,2
2100
57,68.
3,50
35,8
420
57,68
21
1440
2,2367
50
59180.22
35,8
134
2,9335
21
134
59180
13412,12502,1362
2,9335
12
16,47
12
362,1
2
59180)
12
2,136
1,242,136(2
12
6,471
6
22
6
22
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
33
2
4
3
2
3
2
E
R
E
R
r
l
r
l
cm
h
J
W
cm
F
J
r
cm
F
J
r
cmF
cmJ
cmJ
yy
xx
y
y
y
x
x
x
x
x
y
y
x
x
y
x
2. Kiểm tra tiết diện đã chọn:
a. Kiểm tra ổn định trong mặt phẳng uốn:
Độ lệch tâm tương đối m:
32,8
2,2367
134147
.
m
W
eFe
m
Ta thấy : 5 < m < 20
5
2
x
Hệ số kể đến ảnh hưởng hình dáng
, tra ở phụ lục 6 có:
356.117,202.04.1.02.04.1
2
x
Độ lệch tâm tỉnh đổi:
m
1
= . m = 1,356
8,32 = 11,28
Ta không cần kiển tra về bền vì: m
1
<20
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 19
b. Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng uốn:
7634,0)28,11;17,2(
12
ltx
m
( Tra phụ lục 3 )
Với cặp nôi lực đang xét là tổ hợp số 24.
Từ đó xác định được gía trị M tại vị trí 1/3 cột trên: M = 166,438 kNm .
Giá trị moment tính toán:
mkNMMtt .438,166
Độ lệch tâm tương đối:
1068,0
134/2,2367
87,132/438,166
/
/
FW
NMe
m
x
tt
x
Xác định các hệ số:
= 0,7 ;
yc
R
E
3,99.
= 1
Hệ số ảnh hưởng của moment trong mặt phẳng uốn C:
954.0
)068,07,01(
1
.1
x
m
C
Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn:
./21/86,3
134278,0954,0
87,133
22
2
cmkNcmkN
FC
N
y
y
c. Kiểm tra ổn định cục bộ tiết diện:
Bản cánh:
c
o
c
o
bb
với
cm
b
b
cc
4,17
2
2,136
2
0
Kiểm tra :
88,32
21
21000
)6,11.036.0(2)1.036.0.(25,14
2,1
4,17
0
R
E
bb
c
c
c
Bản bụng: Ta có
132,8;8,06,1
x
x
m
vậy
2,82
21
21000
)8,05.09.0()5.09.0(6,47
1
6,47
R
E
hh
b
b
b
b
Vậy tiết diện đã chọn thõa mãn các điều kiện chịu lực và ổn định .
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 20
IV. THIẾT KẾ CỘT DƯỚI RỔNG
Phần cột dưới:
Nhánh cầu trục: Chọn cặp nội lực : N
1
= -1050,88 kN , M
1
=878,324 kNm .
Nhánh mái: Chọn cặp nội lực: N
2
= -132,87 kN, M
2
= -201,283 kNm.
H
d
= 8 m , h
d
= 1m , J
t
/ J
d
= 1/10.
Giả thiết: C=100 ta xác định được
Khoảng cách Từ trọng tâm đến nhánh cầu truc: y
1
= 0,45m = 45cm.
Khoảng cách Từ trọng tâm đến nhánh mái: y
2
= 0,5m = 55 cm.
Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục:
kN
C
M
C
y
NN
nh
66,1496
100
32,878
100
55
.88,1050
12
11
Lực nén lớn nhất trong nhánh mái :
KN
C
M
C
y
NN
nh
5,1188
100
283,201
100
45
.87,132
21
22
Giả thiết
8
0
.
vậy diện tích cốt thép yêu cầu:
Nhánh cầu trục:
2
1
1
086,89
218,0
66,1496
cm
R
N
A
nh
nh
Nhánh mái:
2
2
2
74,70
218.0
5,1188
cm
R
N
A
nh
nh
Ta chọn tiết diện:
220
Nhánh cầu trục
Nhánh mái
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 21
1. Tính các đặc trưng hình học của tiết diện đả chọn.
a.Nhánh cầu trục:
.76,1068
12
222,1
.2
12
16,47
4,100)222,12(6,471
4
33
1
2
1
cmJ
cmF
x
nh
3
1
1
1
1
1
1
42
33
1
34,85
50
56,213322
06,20
4,100
85,40428
26,3
4,100
76,1068
.85,404284,242,122
12
222,1
.2
12
6,471
cm
h
J
W
F
J
r
F
J
r
cmJ
x
x
nh
y
y
nh
x
x
y
(ở đây ta giả thiết Khoảng cách các điểm giằng cột dưới là 100cm .)
b.Nhánh mái
Tra bảng thép L100x12 ta có: F = 22,8 cm
2
, J
x
= J
y
= 209cm
4
, z = 2,91 cm .
F
nh2
= 1
47,6 + 2
22.8 = 93,2 cm
2
.
Khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép ngoài tiết diện nhánh mái:
.17,2
2,93
)91,38,2225,06,47(
.
2
0
cm
F
ziFi
Z
nh
Moment quán tính của nhánh đối với trục x-x:
.1341)17,291.2(8,222092)5,017,2(2,93
12
16,47
422
3
2
cmJ
x
Moment quán tính của nhánh đối với trục y-y:
.85,31656)91.225(8,222092
12
6,471
42
3
2
cmJ
y
4,18;8,3
2
2
2
2
2
2
nh
y
y
nh
x
x
F
J
r
F
J
r
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 22
c. Với toàn bộ cột dưới:
F
d
= F
nh1
+ F
nh2
= 100,4+93,2 = 193,6cm
2
.
Khoảng cách từ trọng tâm nhánh cầu trục đến trọng tâm chung tiết diện:
cmZhC
d
83,9717,2100
0
cmC
F
F
y
d
nh
1,4783,97
6,193
2,93
2
1
Khoảng cách từ trọng tâm nhánh mái đến trọng tâm chung tiết diện:
cmyCy 73,501,4783,97
12
Moment quán tính cột dưới trong mặt phẳng uốn:
4222
22
2
1121
2,46605673,502,931,474,100134156,2133 cmyFyFJJJ
nhnhxxd
63,32
06,49
1600
03,49
6,193
2,466056
1
d
x
x
d
r
l
r
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 23
2. xác định hệ thanh bụng
Thanh xiên
Khoảng cách giữa các nút giằng a = 1m
Các thanh gằng hội tụ tại trục nhánh
Vậy chiều dài thanh xiên:
cmcaS 14083,97100
2222
Góc giữa thanh xiên và trục nhánh:
6993
,0sin
37,44
100
83,97
0
tg
Vậy ta chọn sơ bộ tiết diện thanh xiên: L80x8 có
57,1
8,12
min
2
tx
tx
r
cmA
Nội lực trong thanh xiên do lực cắt thực tế
kNQ 6,149
gây ra.
kN
Q
N
tx
96,106
6993,0.2
6,149
sin.2
Thân cột
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 24
Độ mảnh:
15017,89
57,1
140
min
max
tx
r
S
Điều kiện ổn định:
Ta có:
txtx
tx
tx
A
N
với
2
8,12;75,0;63,0 cmA
txtx
22
/21/68,17
8,12.63,0.75,0
96,106
cmkNcmkN
tx
Vậy thanh xiên đảm bảo các điều kiện làm việc.
Thanh ngang
Các thanh ngang thường chịu lực rất bé nên ta chọn theo các thanh xiên:
L80x8 có
57,1
8,12
min
2
tx
tx
r
cmA
3. Kiểm tra tiết diện đã chọn:
Các thông số tính toán:
Lực dọc trong các nhánh cột:
kN
C
M
C
y
NN
nh
65,1442
1083,97
24,878
1083,97
1073,50
88,1050
22
2
12
11
kN
C
M
C
y
NN
nh
6,269
1083,97
3,201
1083,97
101,47
87,132
22
2
21
22
a. Kiểm tra nhánh cầu trục:
Ta có:
66,77
6,20
1600
67,30
26,3
100
1
1
1
1
1
1
y
y
y
x
nh
x
r
l
r
l
739,06,7766,77;67,30max
max
./21/44,19
4,100739,0
65,1442
.
22
1
1
cmKNcmKN
F
N
nh
nh
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II GVHD: PHẠM XUÂN TÙNG
SVTH: NGUYỄN HỮU DIỆU MSSV: 52132026 TRANG 25
b. Kiểm tra nhánh mái:
Ta có:
47,43
4,18
800
3,26
8,3
100
2
2
2
2
2
2
y
y
y
x
nh
x
r
l
r
l
88,07,437,43;3,26max
max
./21/28,3
2,9388,0
6,269
.
22
2
2
cmKNcmKN
F
N
nh
nh
C .kiểm tra toàn cột theo trục ảo x-x
Kiểm tra với cặp nội lực: N
1
= -1050,88 kN , M
1
=878,324 kNm .
63,1
2,466056
1,476,193
5,83
5,83835,0
11
1
1
1
1
1
1
d
d
J
yFee
m
cmm
N
M
e
Với
63,1;9,1/.1,60
2
mER
tra bảng phụ lục 5 , tìm được
lt
= 0,334
22
1
/21/25,16
6,193334,0
88,1050
.
cmkNcmkN
F
N
dlt
Kiểm tra với cặp nôi lực: N
2
= -132,87 kN, M
2
= -201,283 kNm
18,3
2,466056
73,506,193
151
.
15151,1
2.2
2
2
2
2
2
2
d
d
J
yFee
m
cmm
N
M
e
Với 18,3;9,1/.1,60
2
mER
tra bảng phụ lục 5 , tìm được
lt
= 0,217
22
2
/21/16,3
6,193.217,0
87,132
.
cmkNcmkN
F
N
dlt
=> Vậy cột thỏa mản điều kiện
