Đồ án kết cấu thép 2 thiết kế nhà công nghiệp một tầng một nhịp L=24m
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.64 MB, 51 trang )
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
Đồ án môn học kết cấu thép
(ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp )
A-ĐỀ BÀI
I - NHIỆM VỤ THIẾT KẾ:
Thiết kế khung ngang nhà xưởng 1 tâng, 1 nhịp có cửa mái & cầu trục đi dọc
bên trong xưởng với các số liệu:
1. Nhịp khung: 30(m)
2. Bước khung B = 15(m)
3. Số bước khung: 10
4. Số cầu trục trong xưởng :6
5. Chế độ làm việc:trung bình
6. Sức trục Q =50(T)
7. Cao trinh đỉnh ray H
1
=11,8 m
8. Địa điểm xây dựng: huế
9. MáI lợp bằng panel BTCT có lớp cách nhiệt cách nước cần thiết
10.Tường gạch tự mang
11.Vật liệu thép
II – YÊU CẦU THIẾT KẾ:
1,tính toán thiết kế một khung điển hình gồm
• Hệ giằng mái ,hệ giằng cột
• Cột,các liên kết của cột
• Hệ dàn mái (về cấu tạp và một số nút cơ bản )
2,Thể hiện một khổ giấy A
1
gồm:
• Sơ đồ mặt bằng bố trí lưới cột
• Sơ đồ khung ngang nhà
• Hệ giằng cột và các chi tiết của cột ,các mặt cắt cột
• Dàn mái và các nút điển hình khuyếch đại dàn
• Bảng thống kê thép cho một dàn mái.
3,Tiến độ thực hiện
1, Nhận được sơ đồ sinh viên phải triển khai ngay trong thời gian 2 tháng
2,Trong quá trình thực hiện đề tài của sinh viên bắt buộc phải thông qua giáo
viên hướng dẫn tối thiểu các lần với nội dung hoàn thành sau:
• Lần1: Lựa chọn sơ đồ kết cấu, tải trọng tác dụng lên khung và dàn
• Lần2: tính toán nộilực,tổ hợp nội lực và lựa chọn nội lực tính toán cho
khung ngang
• Lần3: tính toán cột ;các chi tiết liên kết như chân cột, vai cột.
Lần4: Tớnh toỏn dàn và các chi tiết của dàn
L?n 5: Hoàn chỉnh thuyết minh và bản vẽ
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 1 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
B- TÍNH TOÁN
I-XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG
1-Sơ đồ khung ngang:
Lựa chon sơ đồ khung ngang
như hình vẽ:
30000
30003000300030003000 3000 3000 3000 3000 3000
2200540010000800
+0,00
-
+10m
+11,8m
+15,4m
+17,6m
1500
2500
+21,6m
Α
Β
2- Bố trí khung ngang:
7000 7500 7500
500
30000
7500
14500 15000 15000x5 15000 15000 14500
500
Α
Β
1 2 3 1110
9
8
Hinh 2:Bố trí lưới cột
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 2 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
-Hệ thống lưói cột như hình vẽ, nhà nhịp :
L =30 m, bước khung B=15m , để đảm bảo bền vững cho kết cấu bao che
cần bố trí thêm khung chống gió ( gôm cột và xà ngang, các cột cách nhau
không quá 6 m).
3- Xác định kích thước đứng:
- Chiều cao H
2
từ đỉnh ray đến đáy kết cấu
chịu lực:
H
2
=Hc+ 100 + f
Hc : chiều cao cầu trục, tra bảng VI.1 sách thiết kế k.c.t nhà công nghiệp;
Với Q = 50T , L =30 m , Tra bảng ta có : Hc
=3150(mm)
(100 là khe hở an toàn giữa cầu trục và vì kèo )
f : khoảng cách xét đến độ võng của vì kèo và việc bố trí thanh canh dưới
( f = 200 ÷ 400 . ta lấy f = 350)
- Thay vào ta có : H
2
= 3150 + 100 + 350 = 3600mm = 3.6 m
- H
1
: Là cao trình dỉnh ray được cho trong nhiêm vụ thiết kế : H
1
=11,8 m
⇒ H= H
1
+ H
2_
= 11,8 +3,6=15,4 m.
- Chiều cao dầm cầu trục :
Hdct=(1/10÷1/8).B=(1/8÷1/10).15=(1,5÷ 1,875)m
⇒
chọn Hdct= 1600mm
- Chiều cao phần cột trên :
Htr = H
2
+ Hr + Hdct = 3600 +200 + 1600 =5400(mm) = 5,4m
Trong đó : Hr
là chiều cao day va đệm lấy sơ bộ là 200 mm
- Chiều dài phần cột dưới:
Hd= H – Htr + H
3
= 15400 – 5400 + 800 = 10800 (mm) = 10,8 m
(H
3
= 800 mm, là chiều sâu chôn cột dưới mặt nền)
2-Xác định kích thước ngang
-Kích thước cơ bản là nhịp
khung : l = 30 m.
-khoảng cách từ trục ray đến
trục định vị
-Sức nâng cầu trục Q =50(tấn)
Ta có Q <75 tấn chọn:
a=250mm và λ=750mm ⇒
Lc=L-2λ =30000 - 2.750
= 28500(mm) =28,5 m
Lấy khoảng cách từ mép
ngoài cột đến trục định vị
a=250mm
+) Bề rộng phần cột trên :
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 3 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
htr=(1/12÷1/10)Htr=(1/12
÷1/10)5400=(450->540)mm
⇒
lấy htr =500(mm)
+)Bề rộng phần cột dưới :
hd
= a + λ
=250+750 =1000(mm)
Bề rộng phần cột dưới phải
thoã mãn điều kiện:
hd
>
25
1
H=1/25(11800)=475 (để đảm
bảo độ cứng)
3.Kích thước dàn.
30003000300030003000 3000 3000 3000 3000 3000
22001500
2500
Hình 4 : Dàn mái
-Chọn dàn hình thang liên kết cứng với cột
-Chiều cao đầu dàn là: h
0
=2200mm
-Độ dốc cánh trên i=1/10
⇒chiều cao giữa giàn là 2200+
10
1
x
30000
2
=3700=3.7m
• Cửa mái
Lcm=(
1 1
2 4
÷
)L = 7,5
÷
15 m . Chọn bằng 12(m)
hcm = 2,5 (m)
Gồm lớp kính cao1,5m ; bậu trên cao 0,2m bậu dưới 0,8m .
4. Hệ giằng :
- Bố trí các hệ giằng mái và hệ giằng cột
- Hệ giằng là một bộ phận trọng yếu của kết cấu nhà, có các tác dụng :
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 4 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
+ Bảo đảm sự bất biến hình và độ cứng không gian của kết cấu chịu lực của
nhà.
+ Chịu các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà, vuông góc với mặt phẳng
khung như gió lên tuờng hồi, lực hãm của cầu trục.
+ Bảo đảm ổn định cho các cấu kiện chịu nén của kết cấu thanh dàn, cột vv…
+ Làm cho dựng lắp an toàn thuận tiện
*)Hệ thống giằng của nhà xưởng được chia làm 2 nhóm : giằng mái và giằng cột
4.1-Hệ giằng ở mái:
- Hệ giằng ở mái bao gồm các thanh giằng bố trí trong phạm vi từ cánh dưới dàn
trở lên, chúng được bố trí nằm trong các mặt phẳng cánh trên dàn mặt phẳng
cánh dưới dàn và mặt phẳng đứng
giữa dàn.
4.1.1-Giằng trong mặt phẳng cánh trên
- Giằng trong mặt phẳng cánh trên gồm các thanh chéo chữ thập trong mặt
phẳng cánh trên và các thanh chống dọc nhà.Tác dụng chính của chúng là đảm
bảo ổn định cho cánh trên chịu nén của dàn, tạo nên những điểm cố kết không
chuyển vị ra ngoài mặt phẳng dàn. Các thanh giằng chữ thập nên bố trí hai đầu
khối nhiệt độ.Khi khối nhiệt độ quá dài thì bố trí thêm ở quảng giữa khối ,sao
cho khoảng cảch giữa chúng không quá 50-60m. Các dàn còn lại được liên kết
vào các khối cứng bằng xà gồ hay sườn của tấm mái.
- Thanh chống dọc nhà dùng để cố định các nút quan trọng của nhà:nút đỉnh
nóc(bắt buộc), nút đầu dàn, nút dưới chân cửa trời.Những thanh chống dọc
này cần thiết để đảm bảo cho độ mảnh của cánh trên trong quá trình dựng lắp
không vượt quá 220
4.1.2-Giằng trong mặt phẳng cánh dưới.
- Giằng trong mặt phẳng cánh dưới được đặt tại các vị trí có giằng cánh
trên,nghĩa là ở 2 đầu của khối nhiệt độ & ở khoảng giữa, cách 50-60m. Nó cùng
với giằng cánh trên tạo nên các khối cứng không gian bất biến hình .Hệ giằng
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 5 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
cánh dưới tại đầu hồi nhà dùng làm gối tựa cho cột hồi, chịu gió thổi lên tường
hồi nên còn gọi là dàn gió.
- Trong những nhà xưỡng có cầu trục Q>10 tấn, hoặc có cầu trục chế độ làm
việc nặng,để tăng độ cứng cho nhà, cần có thêm hệ giằng cánh dưới theo
phương dọc nhà .Hệ giằng này đảm bảo sự làm việc cùng nhau giữa các khung,
truyền tải trọng cục bộ tác dụng lên một khung, sang các khung lân cận .Bề rộng
của giằng thường lấy bằng chiều dài khoang đầu tiên của cánh dưới dàn. Trong
nhà xưỡng nhiều nhịp, hệ giằng dọc được bố trí dọc 2 hàng cột biên & tại một số
hàng cột giữa, cách nhau 60-90m theo phương bề rộng nhà.
!
4.1.3-Hệ giằng đứng .
Hệ giằng đứng đặt trong mặt phẳng các thanh đứng, có tác dụng cùng với các
giằng nằm tạo nên khối cứng bất biến hình giữ cố định & vị trí cho dàn vì kèo
khi dựng lắp.Thông thường hệ giằng đứng được bố trí tại các thanh đứng đầu
dàn, thanh đứng giữa dàn (hoặc dưới chân cửa trời), cách nhau 10-15m theo
phương dọc nhà.Theo phương dọc nhà chúng được đặt tại các gian có giằng nằm
ở cánh trên & cánh dưới. Kết cấu chịu lực của cửa trời cũng có các hệ giằng
cánh trên, hệ giằng đứng như đối với dàn mái.
"
4.2-Hệ giằng ở cột.
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 6 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
- Hệ giằng ở cột đảm bảo sự bất biến hình & độ cứng của toàn nhà theo phương
dọc, chịu các tải trọng tác dụng dọc nhà & bảo đảm ổn định của cột.
- Trong mỗi trục dọc mỗi khối nhiệt độ cần có ít nhất một tấm cứng,các cột khác
tựa vào tâm cứng bằng các thanh chống dọc.Tấm cứng cần có 2 cột, dầm cầu
trục, các thanh ngang & các thanh chéo chữ thập.Các thanh giằng cột bố trí suốt
chiều cao của 2 cột đĩa cứng trong phạm vi đầu dàn, chính là hệ giằng đứng của
mái, lớp trên từ mặt dầm cầu trục đến mút gối tựa dưới của dàn kèo; Lớp dưới
bên dưới dầm cầu trục cho đến chân cột.Các thanh giằng lớp trên đặt trong mặt
phẳng trục cột;Các thanh giằng lớp dưới đặt trong 2 mặt phẳng của 2 nhánh.
- Tấm cứng phải đặt vào khoảng giữa chiều dài của khối nhiệt độ để không cản
trở biến dạng nhiệt độ của các kết dọc.Nếu khối nhiệt độ quá dài một tấm cứng
không đủ để giữ cố định cho toàn bộ các khung thì dùng 2 tấm cứng, sao cho
khoảng cách từ đầu khối đến trục tấm cứng không quá 75m và khoảng cách giữa
trục hai tấm cứng không quá 50m
- Sơ đồ các thanh của tấm cứng có nhiều dạng; chéo chữ thập một tầng đơn giản
nhất hoặc hai tầng khi cột cao kiểu khung cổng khi bước cột 12m hoặc khi cần
làm lối đi thông qua.
- Trong các gian đầu và gian cuối của khối nhiệt độ, cũng thường bố trí giằng
lớp trên. Giằng này tăng độ cứng dọc khung , truyền tải trọng gió từ dàn gió đến
đĩa cứng. Các thanh giằng lớp trên này tương đối mảnh nên có thể bố trí ở hai
đầu khối mà không gây ứng suất nhiệt độ đáng kể.
#$%&
II-TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG
1.Tải trọng tác dụng lên dàn
1.1-Tải trọng thường xuyên
1.1.1 Tải trọng các lớp mái
- Được tính toán theo cấu tạo của mái như bảng sau:
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 7 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
Tải trọng do các lớp mái Tải trọng tiêu
chuẩn (daN/m
2
)
Hệ số vượt
tải (n)
Tải trọng tính
toán (daN/m
2
)
Tấm panel sườn bêtông cốt
thép
150 1,1 165
Lớp cách nhiệt dày 12cm
bằng bt xỉ g=500kg
3
/ m
60 1,1 72
Lớp cách nước2giấy 3 dầu 20 1,2 24
Vữa ximăng lót dày 1,5cm 27 1,2 32
Hai lớp gach lá nem 4cm 80 1,1 88
Tổng 337 381
- Đổi ra phân bố trên mặt bằng với đọ dốc i=1/10 có cosα= 0.995
337
338,7 /
0.995
tc
m
g daN m= =
2
381
382.9 /
0.995
tt
m
g daN m= =
2
1.1.2-Trọng lượng bản thân dàn và hệ giằng
- Được tính sơ bộ theo công thức:
gđ=1.2×α
đ
×L = 1.2 × 0.6 × 30 x1.1= 23.76daN/m
2
Trong đó: 1.2 là hệ số kể đến trọng lượng các thanh giằng
α
đ
là hệ số trọng lượng dàn lấy bằng 0.6 ÷ 0.9 lấy α
đ
=0,6
1.1.3-Trọng lượng kết cấu cửa trời
gcm = n×α
cm
×Lcm
để tính toán chính xác hơn ttải trọng nút dàn lấy gcm=12÷18, lấy gcm=15
gcmtt=15.1,1=16,5 daN/m
2
1.1.4-Trọng lượng cánh cửa trời và bậu cửa trời
-Trọng lượng cánh cửa (kính+khung)
2
/35 mdaNg
tc
k
=
.
2
1.1 35 38,5 /
tt tc
k k
g n g daN m= × = × =
.
-Trọng lượng bậu trên và bậu dưới:
2
/100 mdaNg
tc
b
=
.
2
1,1 100 110 /
tt tc
b b
g n g daN m= × = × =
.
⇒
Tải trọng thường xuyên :
g = B.
∑
i
g
= 15.(110+38,5+16,5+23,76+382,9) = 8574,9 daN/m =85,749KN/m
1 .2-Tải trọng tạm thời
- Theo TCVN 2737-95 tải trọng tạm thời trên mái là:
Ptc=75daN/m
2
mặt bằng với hệ số vượt tải np=1.3
Tải trọng tính toán phân bố đều trên đường ngang là:
P=np×ptc×B=1.3×75×15 =1462,5 (daN/m) = 14,625 KN/m
2-Tải trọng tác dụng lên cột
2.1-Do phản lực của dàn.
-Tải trọng thường xuyên:
. 8574,9 30
128623,5( )
2 2
g L
A daN
×
= = =
= 1286,235 KN
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 8 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
-Tải trọng tạm thời:
. 1462,5 30
' 21937,5( )
2 2
p L
A daN
×
= = =
= 219,375 KN
-Trọng lượng của dàn đỡ kèo:G
d
=
α
.B
2
(daN)
-Lực tập trung tiêu chuẩn lên dàn đỡ:P
tc
=1,5(A + A’)/1,2 =1882.0125KN =>
α
=40,04 =>G
d
= 40,04.15
2
= 9009,056daN=90,09 kN
-Vậy lực đứng truyền xuống cột là:
V=1,5A + G
d
/2=1974,397kN;V’=1,5A’=329,0625kN
2.2-Do trọng lượng dầm cầu trục.
- Tính sơ bộ theo công thức:
Gdct=α
dct
.l
2
dct
(daN).
Trong đó ldct
: Nhịp cầu trục tính bằng m (bằng bước cột B).
α
dct
: Là hệ số trọng lượng dầm cầu trục α
dct
=24
÷
37.khi Q<= 75 T
⇒
lấy α
dct
=30.
Gdct=30×15
2
= 6750 (daN) = 67,5 KN
1,05 67,5 70,875
tt tc
dct dct
G n G KN= × = × =
- Gdct đặt ở vai đỡ dầm cầu trục , là tải trong thường xuyên.
2.3-Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục
- Tải trọng áp lực thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua
dầm cầu trục được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng của phản lực gối
tựa của dầm và xếp các bánh xe của hai cầu trục sát nhau ở vào vị trí bất lợi nhất
- Cầu trục Q=50 T ; Lk = 28,5 (m)
⇒
Tra bảng VI.2 , trong phụ lục về cầu
trục , sách Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp ta có :
Sức
trục
Q(T)
Nhịp
Lk
(
m)
H
mm
K
mm
B
mm
Pc
max
(T)
G
(T)
Gxe
(T)
50 28,5 3150 5250 6650 49 77 18
khoảng cách giữa các bánh xe là 5250 mm
số bánh xe ở một bên là : n
0
= 2
p lực xe lên ray là: pcmax= 49 T
- Đặt các bánh xe nên ray đường ảnh hưởng của phản lực tựa
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 9 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
0,556
0,906
0,65
8350
9750
525014005250
p
p
1500015000
1,000
p
p
Hình 3 : Đường ảnh hưởng của phản lực và vị trí các bánh xe cầu trục.
Tính được:
Dmax=n nc(Pc
1max
y
∑
)
=1.2
×
0,85
×
490x3,112 = 1555,377 kN
+) áp lực nhỏ nhất của bánh xe:
⇒ Pcmin=
max
0
c
Q G
P
n
+
−
=(500 + 770)/2 – 490 = 145 KN
Dmin = n × nc
yp
c
∑
min
=1,2
×
0,85x145x3,112 = 460,264 kN
(Trong đó nc=0.85 Là hệ số tổ hợp
2.4-Do lực hãm của xe con.
- Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe tính theo công thức:
Tc
1
=0.05(Q+Gxe)/no=0.05(500+180)/2=17 KN
( n
0
:Số bánh xe một bên cầu trục).
- Lực hãm ngang T
1
tc
truyền lên cột thành lực T đặt vào cao trình dầm hãm, giá
trị T cũng xác định bằng đường ảnh hưởng như khi xác định Dmax & Dmin.
T=nc.n.T
1
tc
.∑y
= 0,85×1,2
×
17
×
3,112= 53,962 KN
3-Tải trọng gió tác dụng lên khung.
- Tải trọng gió được tính theo TCVN 2737-95 cho nhà công nghiệp 1 tầng 1
nhịp chiều cao nhỏ hơn 36m nên chỉ tính thành phần tĩnh của gió.
- Địa điểm xây dưng Huế:
⇒
Vùng áp lực gió : II b
Ta có :
+ áp lực tốc độ gió khu vực II b là : qo=70 daN/m
2
+hệ số k với địa hình che khuất 0,61 : ở độ cao 10m
0,71 : ở độ cao 15m
0,78 : ở độ cao 20m
0,91 : ở độ cao 30m
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 10 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
Nội suy ỏ độ cao 15,4 m ⇒ k = 0,715 , ở độ cao 21,6m (Điểm cao nhất của
mái ) ⇒ k=0,8
+ Các hệ số khí động lấy theo bảng ghi trên hình vẽ , trong đó -0,546 là trị số c
1
được nội suy với góc dốc của mái là 1/10 tương đương với góc 5.7
0
; và -0,502
là trị số c
3
được nội suy với H/L = 0,513 va
/ 5B L =
∑
30
0,6
2,5
0,9
2,2
15,4
-0,502
-0,546
+0,8
+0,7
-0,6
-0,6
-0,6
-0,8
Sơ đồ hệ số khí động
q'
q
w' + mS'
w + mS
B1B1B1
BB
B1
F 1'
F 1
S
S
w
Sơ đồ tải trọng gió
⊕
Tải trọng gió phân bố đều tác dụng lên cột :
+ Phía đón gió : q=n×qo×k×C×B
1
(da/m)
n:hệ số vượt tải = 1,3
B
1
:khoảng cách giữa các cột tường (B
1
= 5m )
c:hệ số khí đông phía đón gió:
Đổi thành tải trọng phân bô đêu suốt chiều dài tính toán của cột bằng cách nhân
với hệ số α =1,1 (H=15,4m <20m)
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 11 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
q=1.3×70×0,715×0.8×5×1,1 = 286.286 (daN/m) =2.862KN/m
+ Phía trái gió : q’=n×qo×k×C’×B
1
(kg/m).
q’=1.3×70×0,715×0,502×5×1,1 =179.6(daN/m)=1.796 KN/m
⊕
Tải trọng gió trong phạm vi mái từ đỉnh cột đến nóc mái đưa về tập trung
ở cao trình cánh dưới dàn mái: W +mS ; W’ + mS’
W=n×qo×k×B×∑Ci×hi
- Trong đó: hi : là chiều cao từng đoạn ứng với hệ số khí động Ci.
- k : trong khoảng 15,4m đến 21,6mlấy là giá trị trung bình của 2 giá
trị
k = (0,715+0,8)/2=0.757
W=1.3×70×0,757×15( 0.8×2.2 – 0,546×0,9 + 0.7×2.5 – 0.8×0.6)
=2623,14 (daN ) =26,231 (KN)
- phần tải trọng gió tác dụng lên cột tường (diện tích F
1
) sẽ truyền
vào khung dưới dạng lực tập trung S và S’.
- S = n.q
0
.k.c.F
1
= n.q
0
.k.c.B
1
.H/2
- S = 1,3.70.0,757.0,8.5.7,7 = 2121,719(daN) =21,217 kN
W
’
=n×qo×k×B×∑Ci
‘
xhi
’
. = 1,3×70×0,757×15( -0.502×2.2 - 0,6×0,9- 0.6×2.5 - 0.6×0.6)
=3621,114(daN) =36,211(KN)
- S’ = n
0
.q
0
.k.c’.B
1
.H/2 =1,3.70.0,757.0,502.5.7,7 =1331,379(daN)
- = 13.313(kN)
W + 2S = 68,665KN
W’ + 2S’ = 62,837 KN
B - TÍNH NỘI LỰC KHUNG
1. sơ bộ lựa chọn kích thước
- Mômen quoán tính dàn
µ
.
2
.
max
R
hM
J
d
d
=
- Trong đó: Mmax là mômen uốn lớn nhất trong xà ngang,coi như dầm đơn
giản chịu tải trọng đứng tính toán.
2
2
max
( ). (85,749 14,625)
.30 11292,075( . )
8 8
g p l
M kN m
+ +
= = =
hd chiều cao giữa dàn (tại tiết diện có Mmax)
hd=220 + 15000/10 = 3700 (mm) = 370 (cm)
µ hệ số kể đến độ dốc cánh trên & sự biến dạng của các thanh bụng
i = 1/10 nên µ = 0.8
R= 2100
vậy :
4
112920750 370
0.8 7958223,8( )
2 2100
d
J cm
×
= × =
×
- Mômen tính toán của tiết diện cột dưới được xác định theo công thức gần
đúng:
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 12 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
2
d
1
maxA
1
b.
R.K
)D2N(
J
+
=
- Trong đó: NA phản lực tựa của dàn truyền xuống
NA
= V+V’
= 2303,46(KN)
Dmax= 1555,377(KN)
K
1
hệ số phụ thuộc vào loại cột & bước cột:
- Khi cột bậc thang bước cột 15(m) K
1
=3.2÷3.8 ở đây chọn K
1
=3.5
2
1
(230346 155537,7 2)
.100 805686,53
3,2 2100
J
+ ×
= =
×
(cm
4
)
- Mômen quán tính phần cột trên :
2
2
1 1 1
2
2
0.5
.
1,7 1 6,8
tr
d
J b J J
J
K b
= = =
÷
÷
ta lấy n=
1
2
7
J
J
=
- Trong đó: K
2
: Hê số xét đến liên kết giữa dàn & cột.
Dàn liên kết cứng với cột, K
2
=1.2÷1.8 ở đây lấy K
2
=1.7
- Tỷ số độ cứng giữa dàn và cột dưới:
1
7958223,8
9,877
805686,53
d
J
J
= =
- Dựa theo kinh nghiệm có thể chọn : nên chọn
=
1
J
J
d
9
- Các tỷ số này đã chọn thoã mãn điều kiện:
υ ≥
µ
1.11
6
+
- Với υ =
1
1
.
16,2
9,8 5,292
. 30
d d
J J H
J
L H L J
÷ = = =
; µ =
6171
J
J
2
1
=−=−
- Vậy:
62.1
61.11
6
=
+
< υ =5,292
- Do đó khi tính khung với các tải trọng không phải là tải trọng thẳng đứng đặt
trực tiếp lên dàn, có thể coi dàn là cứng vô cùng(Jd=∞)
2-Tính khung với tải trọng thường xuyên tác dụng trên xà ngang.
- Tải trọng thường xuyên tác dụng lên xà : q = 85,749 KN/m
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 13 -
R
M
ϕ
2
HÖ c¬ b¶n
ϕ
1
∆
ϕ
=
1
q
ϕ
=
1
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
-
Dùng
phương pháp chuyển vị, với ẩn số là góc xoay ϕ
1
& ϕ
2
& được chuyển vị ngang
∆ ở đỉnh. Trường hợp ở đây khung đối xứng & tải trọng đối xứng nên ∆=0 &
ϕ
1
=ϕ
2
=ϕ . ẩn số là 2 góc xoay ở nút khung
-Phương trình chính tắc : r
11
.ϕ+R
1P
= 0 (II.16)
-Trong đó :r
11
tổng phản lực mômen các nút trên của khung khi góc xoay ϕ
=1
R
1P
tổng mômen phản lực ở nút đó do tải trọng ngoài:
Trước tiên
+Ta tính các hệ số:
chon Jd/J
1
=9,8
H=Hd+Htr =16,2m
µ=J
1
/J
2
-1=7-1=6
α =
5.4
0,333
16,2
tr
H
H
= =
A=1+α×µ=1+0.333×6 = 3
B=1+α
2
×µ=1+ 0,333
2
×6 = 1,665
C=1+α
3
×µ=1+0,333
3
×6 = 1,222
F =1+α
4
×µ=1+0,412
4
×6 =1,074
K=4AC - 3B
2
= 4×3×1,222-3(1,665)
2
= 6,348
Vậy:
1 1
1
. .4 4 1,222
. 0,0475
6,348 16,2
cot
B
E J E JC
M EJ
K H
− − ×
= = = −
xµ
B
M
=
L
E
d
J2
=
1
2 9,8 J
30
E×
=0.653EJ
1
- Phản lực ở đỉnh cột do ϕ =1 gây ra là:
1 1
1
2 2
. .6. 6 2,018
. . 0,0078 .
9,038 13,1
B
E J E JB
R E J
K H
×
= = =
- Vậy : r
11
=
cét
B
xµ
B
MM +
= 0.653EJ
1
+ 0,0475EJ
1
= 0,7005 EJ
1
R
1P-
Tổng phản lực mômen ở nút B do tải trọng ngoài gây ra.
R
1P
=-ql
2
/12=-85,749x30
2
/12=-6431,175 KNm
- Giải phương trình chính tắc ta được:
ϕ =-
1
11 1 1
6431,175 9180,835
0,7005
P
R
r EJ EJ
−
= − =
- Mômen cuối cùng ở đỉnh cột :
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 14 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
MB=
cot
B
M
ϕ
×
= -436,089 (KNm)
-Mô men cuối cùng ở dầu xà :
MBxa=
ϕ
×
xa
B
M
+Mp
0
= -436,089(KNm)
- ở các tiết diện khác thì tính bằng trị số phản lực:
RB=
. 55,085( )
B
R KN
ϕ
=
- Vậy mômen ở vai cột:
MC=MB+RBHtr= -436,089+55,085.5,4=-138,629(KN.m)
- Mômen ở chân cột: MA=MB+RB.H= -436,089+55,085.16,2 =
456,288(KN.m)
Mômen phụ sinh ra ở vai cột do sự lệch tâm của trục cột trên với trục cột dưới
bằn Me
= V × e
- Trong đó :
V=1974,397
e=
1 0.5
0.25( )
2 2
d tr
h h
m
− −
= =
Me=-1974,397x 0.25 = -493,6(KNm)
- Nội lực trong khung do Me có thể tìm được bằng bảng ở phụ lục đối với cột 2
đầu ngàm .Vì trong trường hợp này có thể coi Jd=∞ & ngoài ra khung không có
chuyển vị ngang vì có tải trọng đối xứng.Dấu Me ngược với dấu trong bảng:
( )
( ) ( )
( )
(1 ) 3 1 4C
.
1 0,333 3 1,665 1 0,333 4 1,222
493,6 91,816( )
6,348
B e
B
M M
K
KNm
α α
− + −
= −
− × + − ×
= − − =
( )
( )
( ) ( )
6. 1 B A 1
.
6 1 0,333 1,665 3 1 0,333
493,6
44,833( )
6,348 16,2
e
B
M
R
K H
KN
α α
− − − +
= =
− − − +
−
= = −
÷
- Mômen tại các tiết diện khác:
tr
c
M
=MB+RB.Htr= -150,282(KNm)
d
c
M
=
tr
c
M
+Me=343,318(KNm)
MA= MB
+ RB.H+ Me= -1128,078(KNm)
- Cộng biểu đồ ta được biểu đồ mômen cuối cùng do tải trọng thường xuyên
gây ra toàn mái.
MB= -344,273(Knm)
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 15 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
288,911( )
204,689( )
tr
c
d
c
M KNm
M KNm
= −
=
MA= 671,79(KNm)
Biểu đồ mômen tổng cộng(KNm)
3-Tính khung với tải trọng tạm thời trên mái(hoạt tải)
biểu đồ mô men hoạt tải (KN.m)
4-Tính khung với mômen cầu trục : Mmax
,
Mmin
- Mmax,Mmin đồng thời tác dụng ở 2 cột, Mmax cột trái hoặc có thể cột
phải.Dưới đây xét trường hợp Mmax ở cột trái, Mmin ở cột phải.
-Giải khung bằng phương pháp chuyển vị với sơ đồ xà ngang cứng vô cùng, ẩn
số chỉ còn là chuyển vị ngang của nút.
Phuong trinh chinh tac r
11
∆ + R
1P
= 0
- Trong đó :
+ r
11
là phản lực ở liên kết thân do chuyển vị đơn vị ∆=1 gây ra ở nút trên.
Dấu của chuyển vị & dấu của phản lực trong liên kết thêm quy ước hướng từ trái
sang phải là dương.Dùng bảng phụ lục tính được mômen & phản lực ngang ở
đầu B của cột.
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 16 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
- Mômen do chuyển vị nút trên ∆=1 dùng công thức của bảng III-2
1 1 1
2 2 2
1 1 1
3 3 3
. . .6 6 1,665
1,573
6,348
. . .
12 12 3
5,671
6,348
B
B
E J E J E JB
M
K H H H
E J E J E J
A
R
K H H H
×
= = =
− − ×
= = = −
(Chiều dương của mômen lấy theo hình vẽ của bảng cùng trùng với quy ước đã
chọn về dấu của mômen uốn của cột trái ).
- Mômen tại các tiết diện :(trong hệ cơ bản)
1 1 1
2 3 2
. . .
. 1,537 5,671 5,4 0,317
B B
tr
E J E J E J
Mc M R H
H H H
= + = − = −
1 1 1
2 3 2
. 5,671. . .
. 1,573. . 4,098
A B B
E J E J E J
M M R H H
H H H
−
= + = + = −
÷
- Cột bên phải có các trị số mômen & phản lực cùng trị số mômen nhưng ngược
dấu.
- phản lực trong liên kết gối tựa :
r
11
=
1
3
11,342 .
2.
B
E J
R
H
== −
- R
1P
phản lực trong liên kết gôí tựa do tải trọng ngoài gây trong hệ cơ bản.
Mô men lệch tâm do cần trục (gần đúng e=h
d
/2=1/2=0,5m)
D
max
=1555,377(KN)
D
min
= 460,264(KN)
M
max
= D
max
.e=777,688(KNm)
M
min
= D
min
x e=230,132 (KNm)
- Để xác định nội lực do Mmax , Mmin gây ra trong hệ cơ bản ta nhân nội lực
do Me
gây ra với tỷ số : -
e
M
M
max
cho cột trái và -
e
M
M
min
cho cột phải
- Cột trái:
max
777,688
1,5755
493,6
e
M
M
−
−
= = −
- Cột phải:
min
230,132
0,4662
493,6
e
M
M
− −
= = −
-Từ đó có mômen ở cột trái do Mmax gây ra trong hệ cơ bản :
MB=-144,656 (KNm)
236,769( )
540,918( )
tr
c
d
c
M KNm
M KNm
=
= −
MA = 1777,287(KNm)
RB = 70,634 (KN)
- Mômen ở cột phải:
MB=-42,804 (KNm)
70,061( )
160,071( )
tr
c
d
c
M KNm
M KNm
=
= −
MA= 525,91 (KNm)
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 17 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
- Phản lực:RB
,
=-20,901KN(dấu RB
’
là âm vì nó ngược chiều với RB)
- Vậy: R
1P
= RB
,
+ RB= 49,732 KN
- Giải phương trình chính tắc:
∆=
3 2
1
11 1 1
49,732
71,033
11,342 .
P
R H H
r EJ E J
− ×
= − =
− ×
- Nhân biểu đồ mômen do ∆=1 với ∆ và cộng với mômen ngoại lực trong hệ cơ
bản.Ta được biểu đồ mômen cuối cùng:
M =
M
.∆+MP
- ở cột trái:
MB
=
32,92( )KNm= −
MA=
1486,193( )KNm
563,435( )
214,251( )
d
c
tr
c
M KNm
M KNm
= −
=
- Cột bên phải :
+ Mômen:
MB
=
66,373( )KNm=
MA=
234,816( )KNm
182,588( )
47,543( )
d
c
tr
c
M KNm
M KNm
= −
=
- Biểu đồ mômen cuối cùng :
5 -Tính khung với lực ngang T:
- Lực T đặt ở cao trình hãm cách vai khoảng hdcc=1,8 m
- Lực T có thể tác dụng ở cột trái hay cột phải ,chiều hướng vào cột hoặc đi ra
khỏi cột.
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 18 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
- Dưới đây giải khung với trường hợp lực T dặt vào cột trái hướng từ trái sang
phải .Các trường hợp khác có thể suy ra từ trường hợp này.
- Phương trình chính tắc :
r
11
∆ + R
1P
= 0
- Ta tính được r
11
như trong trường hợp trước
r
11
=
1
3
11,342EJ
H
−
- Dùng công thức trong phụ lục tính được mômen & lực cắt do T gây ra trong hệ
cơ bản
- Lực T đặt cách đỉnh cột khoảng :
Htr- hdcc= 3.6(m)
λ=3.6/16,2=0.222<
α
=5,4/16,2=0,333
-Tính MB
& RB theo công thức ở phụ lục :
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
2
2
2
1 . 2 B 2C 2 2
. .
1 0.222 2 0.222 1,665 2 1,222
6,348
53,62.16,2 94,852( )
6 0,111 2 0,333 0.222 1,665 2 1,222
6,348
T
B
B C
M T H
K K
KNm
x
λ λ µ α λ α λ
2
− + − − + −
= − + =
− + − ×
+
= − = −
+ − ×
+
( ) ( ) ( ) ( )
2 2
1 3 2 2 3 2 2
.
43,082( )
T
B
B A B A
R T
K K
KN
λ λ µ α λ α λ
− − + − − +
= − + =
=
- Tính nội lực cột trái:
+ Tính mômen tại tiết diện C,A,B ngoài ra tính MT ở tiết diện D(chỗ đặt lực T):
( )
( )
60,243( )
. . 40,784( )
. 76,47( )
T
D B B tr dct
T
c B B tr dct
T
A B B d dct
M M R H h KNm
M M R H T h KNm
M M R H T H H KNm
= + − =
= + − =
= + − + = −
- Cột bên phải không có ngoại lực nên mômen & phản lực trong hệ cơ bản bằng
không.
- Vậy R
1P
=RB= 43,082(KN)
∆=
3 2
1
11 1 1
43,082
55,867
11,342 .
P
R H H
r E J EJ
− = =
- Mômen cuối cùng tại tiết diện cột khung:
M=
M
.∆+MP
+ Cột bên trái:
MB
=-6.953KN.m
MC=21,266KNm
MA= -328,771
+ Đối với cột bên phải ta có:
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 19 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
MB
,
=-96,844
MC
,
= 19,516
MA
,
= 252,301 KNm)
Biểu đồ mômen cuối cùng
6-Tính khung với tải trọng gió:
- ở đây tính với trường hợp gió thổi từ trái qua phải. Với trường hợp gió thổi từ
phải qua trái chỉ việc thay đổi vị trí cột.
- Ta có biểu đồ
M
do ∆=1 gây ra trong hệ cơ bản & tính được :
r
11
=
1
3
11,342EJ
H
−
q= 2,862 KN/m
q’=1,796 KN/m
- Ta tính mômen & phản lực do q & q
’
gây ra trong hệ cơ bản
- Đối với cột trái
2
2
9 . 8.
. . 134,172( )
12.
T
B
B F C
M q H KNm
K
−
= − =
2 . 3. .
. . 20,438
2.
T
B
B C A F
R q H KN
K
−
= − = −
2
2
.
. 17,924( )
2
.
. 572,475( )
2
T
tr
c B B tr
T
A B B
q H
M M R H KNm
q H
M M R H KNm
= + − = −
= + − = −
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 20 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
- Các trị số cột phải do q
’
tác dụng được suy ra từ cột trái bằng cách nhân với hệ
số -
'
1,796
0,6275
2,862
q
q
= − = −
'
'
'
'
84.197( )
11,247( )
359,228( )
12,824 )
P
B
P
C
P
A
P
B
M KNm
M KNm
M KNm
R KN
= −
=
=
= −
- Do đó : R
1P
=R
B
,
+R
B
+
W+2s+W+2S’ =
20,438+12,824+68,744+62,837=164,843KN
∆=
3 2
1
11 1 1
164,843 235,45
11,342 .
P
R H H
r E J EJ
− = − =
−
- Giá trị của biểu đồ mômen cuối cùng:
+ Cột trái:
MB
=
504,534( )KNm=
MC
=
92,561( )KNm= −
MA
=-
1537,349( )KNm= −
+ Cột phải:
MB’
=
454,56( )KNm= −
MC’
=
85,884( )KNm=
MA’
=
1324,102( )KNm=
Biểu đồ mômen cuối cùng
bảng nội lực
T
T
Loại tải
trọng
Hệ
số
tổ
hợp
Cột trên Cột dưới
Tiết diện B Tiết diện Ct Tiết diện Cd tiết diện A
M N M N M N M N Q
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 21 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
1 Tải
trọng
thường
xuyên
1
-344,27
3
197
4,39
7
-
288.9
11
197
4.39
7
204.68
9
200
9.83
1
-671.79 2009
.831
81.15
5
2 tải
trọng
tạm
thời
trên
mái
1
0,9
-59,075
-53,167
329,
062
296,
156
-
48.68
9
-43.82
329.
062
296.
156
33.575
30.217
329.
062
296.
156
-
110.18
7
-99.168
329.
062
296.
156
13.31
1
11.98
3
Mome
n cầu
trục
(móc
trục
bên
trái)
1
0,9
-32,92
-29,628
0
0
214.2
51
192.8
26
0
0
-
563.43
5
-
507.09
1
155
5.37
7
0
1486.1
93
1337.5
73
1555
.377
1399
.839
-
189.7
8
-
170.8
4
Mome
n cầu
trục
(móc
trục
bên
phải)
1
0,9
-
151,98
1
-
136,78
3
0
0
92.57
8
83.32
0
0
-
137.55
3
-
123.79
7
460.
264
414.
237
817.00
3
735.30
2
460.
264
414.
237
-
88.38
4
-
79.54
6
5
Lực
hãm
lên cột
trái
1
0,9
±
6,953
±
6,25
0
0
±
21.2
66
±
19.1
39
0
0
±
21.26
6
±
19.13
94
0
0
±
328.7
71
±
295.8
94
0
0
±
32.
41
±
29.
17
6
Lực
hãm
lên cột
phải
1
0,9
±
96,84
4
±
87,15
9
0
0
±
19.5
16
±
17.5
64
0
0
±
19.51
6
±
17.56
4
0
0
±
252.3
±
227.0
7
0
0
±
21.
554
±
19.
398
7 Gió
trái
1
0,9
504,53
4
454,08
0
0
-
92.56
1
-
0
0
-92.561
-83.304
0
0
-
1537.3
5
-
0
0
149.2
31
134.3
08
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 22 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
83.30
4
1383.6
14
8 Gió
phải
1
0,9
-454,56
-
409,10
4
0
0
85.88
4
77.29
5
0
0
85.884
77.295
0
0
1324.1
02
1191.6
91
0
0
-
130.1
04
-
117.0
94
• xác định nội lực tính toán
sau khi tính toán xong khung (tính được M,N,Q tại các tiết diện ) với từng loại
tải trọng , tiến hành tổ hợp tải trọng một cách bất lợi nhất để xác định nội lực tính
toán mà chọn tiết diện khung.
Nội lực dọc N trong trong cột được xác định như khi dàn liên kết khớp với
cột , như vậy chỉ cần dồn tải trọng đứng về cột một cách thông thường ( việc xác
định N bằng cách giải khung cứng , mất nhiều công mà kết quả sai khác không
quá 1%). Phần cột trên chịu A, A’(V,V’), phần cột dưới chịu thêm Dmax , Gdct
và trọng lượng tường treo (nếu có).
Các kết quả giải khung được ghi vào bảng nội lực . Với mỗi cột xét 4 tiết diện
tiêu biểu , tại mỗi tiết diện ghi trị số M,N do mỗi loại tải trọng gây ra, riêng tiết
diện A sát móng thì thêm giá trị lực cắt Q.Các trị số M,N,Q của mỗi loại tải trọng
(trừ trọng lượng bản thân ) được ghi làm 2 dòng, dòng trên ghi trị số đúng dùng
cho tổ hợp cơ bản 1 , dòng dưới ghi trị số nhân với 0,9 dùng cho tổ hợp cơ bản
2(hệ số tổ hợp 0,9).
Dựa vào bảng nội lực trên , tiến hành tổ hợp tải trọng .Đối với nhà công nghiệp
, thông thường xét 2 loại tổ hợp tải trọng:
- Tổ hợp cơ bản 1: gồm tải trọng thường xuyên +1 tải trọng tạm thời x hệ
số
1
- Tổ hợp cơ bản 2: gồm tải trọng thường xuyên +nhiều tải trọng tạm thời x
hệ số 0,9.
Tại mỗi tiết diện cột cần tìm 3 tổ hợp tải trọng sau:
+ Tổ hợp gây momen dương lớn nhất M
+
max
và lực nén tương ứng
+ Tổ hợp gây momen dương lớn nhất với dấu âm M
-
max
và lực nén tương ứng
+ Tổ hợp gây lực nén lớn nhất Nmax và trị số tương ứng M
+
hoặc M
-
. Với tổ
hợp thứ 2 này , cần chú ý là nhiều tải trọng không gây thêm N nhưng có gây M
(gió,lực hãm) thì cũng cần kể thêm vàođể cùng vối trị số N
max
có được Mmax
tương ứng lớn nhất.
- Tải trọng thường xuyên luôn luôn được kể đến trong mọi trường hợp bất
kể dấu thế nào
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 23 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
- Không thể đồng thời lấy cả 2 tải trọng(3-4,5-6,7-8) cùng 1 lúc được vì ở
đó có Dmax bên trái thì không thể có Dmax bên phải được , đã có gió trái thì
thôi gió phải . chhỉ chọn được1 trong 2.
- Khi đã kể đến lực hãm T thì tất phải kể đến lực đứng Dmax,Dmin. Do
điêù kiện làm việc thực tế của cầu trục , lực hãm T có thể coi đặt vào cột này
hay cột kia dù trên cột có Dmax hay Dmin chứ không phải T chỉ đặt vào cột có
Dmax như thường quan niệm .
Lực T có thể thay đổi chiều nên các trị số nội lực sẽ mang dấu
)(±
Do tính chất này mà khi đã xét tải trọng cầu trục D tất luôn cộng thêm tải trọng
T vì trị số momen sẽ luôn tăng thêm .
Bảng tổ hợp nội lực sau lập theo các giá trị của bảng nội lực trên . Tại moõi ô
của bảng có ghi rõ số thứ tự của các tải trọng dùng trong tổ hợp để tiện tính
toán , kiểm tra. Có một số ô bỏ trắng bởi vì cặp giấ trị đó không xuất hiện.
-Dựa vào bảng nội lực ta tìm ra được các cặp nội lực nguy hiểm nhất cho từng
tiết diện là:
Tiết diện B:1,2,4,6,8 :M=-1030.487KNm;N
tư
=2270.553KN
Tiết diện A:1,3,5,8:M=-2054.2KNm;N
tu
=3705.826KN
IV-TÍNH CỘT
1-Xác định chiều dài tính toán của cột:
- Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực nguy hiểm để chọn tiết diện cột:
+ Phần cột trên :Tiết diện B với M= -1030.847KNm;
N=2270.553KN
- Các cặp khác có trị số nội lực nhỏ nên không nguy hiểm bằng cặp đã chọn.
- Để chọn tiết diện cột dưới có thể chọn nhiều cặp tuỳ thuộc vào tính toán bộ
phận nào đấy.
- Để xác định chiều dài tính toán của các phần cột ta chọn cặp có (Nnhánh)
max
lớn nhất:
-Ta có:
1 1 2 2
. ; .
x d x t
l h l h
µ µ
= =
-Tỉ số độ cứng đơn vị giữa hai phần cột:
2
1
1
( . ) 0.285
d
tr
h
J
K
J h
= =
- Tỉ số lực nén tính toán lớn nhất của phần cột dưới và cột trên
1,7
d
tr
N
m
N
= =
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 24 -
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP
-Tính hệ số:
1
1 1
2
1
2
1
7
0,5 1,0144 2
. 1,7
2
1,971
1.0144
tr
d
h
J
C
h J m
C
µ
µ
µ
= = = → =
= = =
-Chiều dài tính toán của các phần cột:
Cột trên:
2 2
2
10,643
5,4 1,6 3,8
x tr
y tr dct
l h m
l h h m
µ
= =
= − = − =
Cột dưới :
1 1
1
2.10,8 21,6
10,8
x d
y d
l h m
l h m
µ
= = =
= =
2-Chọn tiết diện cột trên:
2.1-Chọn tiết diện:
-Cột trên chọn đặc, tiết diện chữ H đối xứng, chiều cao tiết diện đã chọn từ
trước:
a=htr=500 mm
+Độ lệch tâm: e=
1030.487
0.453 45,3
2270.553
M
cm
N
= = =
Sơ bộ giả thiết hệ số ảnh hửơng hình dạng tiết diện η=1,25(do tiết diện chữ H).
Diện tích yêu cầu của tiết diện tính theo công thức:
AYC=
( )
2
227.0553 2,2.45,3
2,2 2,8 1,25 350,66
. 2,1 50
tr
N e
cm
R b
η
γ
+ ∼ = + =
÷
Dựa vào các điều kiện cấu tạo chiều dày bản bụng khoảng
b
δ
=
(1/70÷1/100).htr nhưng không nhỏ hơn 8mm (vì cột đở dàn)
chọn
b
δ
=12 bề rộng cánh chọn trước theo điều kiện đảm bảo ổn định ngoài mặt
phảng khung bC=(1/20÷1/30).Htr ta chọn tiết diện như hình vẽ dưới đây:
Hình vẽ của tiết diện ngang cột trên
Chọn chiều dày bản cánh
δ
c
=30mm ;bản cánh bc=480mm ;
δ
b
=16mm
Sinh viên: ĐỖ MẠNH LINH
Lớp:XDD-47-ĐH
2
- 25 -
