ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP 1 TẦNG 1 NHỊP
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (862.02 KB, 56 trang )
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
M
C L
C
M C L C 1
3
CHƯƠNG 1: YÊU CầU CHUNG Và Số LIệU BAN ĐầU 3
I. Nội dung yêu cầu: 3
1/ Các số liệu riêng: 3
CHƯƠNG 2: Xác định các thông số tính toán khung 4
I. Sơ đồ kết cấu khung ngang 4
1.Kích thớc theo phơng đứng 4
2.Kích thớc theo phơng ngang 4
ii .Hệ dàn mái 6
1. dàn 6
2. Cửa mái 6
iIi .các hệ giằng 8
1 Hệ giằng mái 8
CHƯƠNG 3: Tính toán khung ngang 10
i.tính tải trọng tác dụng 10
1-tải trọng tác dụng lên dàn 10
2. Tải trọng tác dụng lên cột: 11
3.Tải trọng gió tác dụng lên khung 12
1,nội lực do tĩnh tải gây ra do tĩnh tải mái là: 13
2.nội lực do hoạt tải mái gây ra là 13
3.nội lực do áp lực của bánh xe cầu trục 13
14
4.nội lực do lực hãm cầu trục T tại cốt trái 14
14
5.nội do tải trọng gió gây ra 14
15
6.Tổ HợP NộI LựC 15
Bảng tổ hợp nội lực 17
CHƯƠNG 4: THIếT Kế CộT 18
i.Xác định các thông số thiết kế 18
1 .Nội lực tính toán cột 18
2.Chiều dài tính toán cột trong mặt phẳng khung 18
3 .Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung 19
ii. Thiết kế cột đặc (đoạn cột trên) 19
1. Chọn tiết diện 19
2.Kiểm tra tiết diện đã chọn 19
iii.Thiết kế cột dới rỗng (đoạn cột dới) 21
1.Chọn tiết diện cột 21
iv.Thiết kế các chi tiết cột 26
1.Nối hai phần cột 26
2.Tính dầm vai 26
3.Tính chân cột rỗng 29
4Tính bu lông neo 32
CHƯƠNG 5: : Thiết kế dàn vì kèo 36
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
1
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
1.Sơ đồ và kích thớc của dàn 36
2.Tải trọng và nội lực tính toán 36
a.Tải trọng tác dụng lên dàn 36
B.Xác định nội lực tính toán cho các thanh dàn 37
C.Bảng tổ hợp nội lực 41
D.Kết Quả phân tích nội lực bằng phần mền SAP2000 7.42 (THAM KHảO) 44
3. chọn tiết diện CáC THANH DàN 45
1-Thanh cánh trên 45
2- Tính toán thanh cánh dới : 45
3- Tính toán thanh xiên đầu dàn X1: 46
4-Tính toán thanh xiên X2: 47
5- Tính toán thanh xiên X3: 47
6- Tính toán thanh xiên X4: 48
Kiểm tra ứng suất 48
IV-Tính toán chi tiết dàn: 53
1 Tính mắt trung gian : 53
2. Tính mắt 6 ở vị trí đỉnh dàn(Nút nối ở hiện trờng) : 57
3. Tính mắt 7 ở vị trí giữa dàn(Nút nối ở hiện trờng : 58
4. Tính mắt 8 (mắt liên kết giữa dàn và cột): 58
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
2
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
CHƯƠNG 1: YÊU CầU CHUNG Và Số LIệU BAN ĐầU
I. Nội dung yêu cầu:
Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp, bao gồm
1/ Trên cơ sở dữ liệu đã cho, thành lập sơ đồ kết cấu, xác định kích thớc khung ngang,
lập mặt bằng lới cột, bố trí hệ giằng mái, hệ giằng cột.
2/ Xác định tải trọng, theo nội lực đã tính (đợc cấp), vẽ biểu đồ nội lực M,N,Q cho các
trờng hợp tải trọng khung ngang. Lập bảng thống kê, bảng tổ hợp cho các tiết diện đặc trng của
cột khung.
3/ Thiết kế một khung điển hình gồm: cột trên đặc, cột dới rỗng hoặc đặc (theo số liệu ở
bảng tổ hợp nội lực), dàn mái (tự xác định nội lực).
4/ Thể hiện 01 bản vẽ khổ A1 gồm:
- Sơ đồ khung ngang.
- Cột, các mặt cắt và chi tiết vai cột
- Một đơn vị vận chuyển của dàn mái (1/2 dàn), các nút nối hai nửa dàn, nút
liên kết dàn với cột, nút nối thanh cánh dàn (nếu có).
- Bảng thống kê thép cho dàn mái.
- Các ghi chú chỉ dẫn cần thiết nh quy cách vật liệu, chế tạo
5/ Trình bày toàn bộ nội dung của đồ án vào một quyển thuyết minh khổ A4.
II .Số liệu thiết kế: (số 105)
1/ Các số liệu riêng:
- Nhịp khung L (m) = 24 m.
- Sức trục Q (Tấn) = 100 T.
- Cao trình đỉnh ray H
1
( m) = 12 m.
- áp lực gió tiêu chuẩn W
0
(daN/m
2
) = 65daN/m
2
2/ Các số liệu chung:
- Bớc khung: B = 6 m. Chiều dài nhà: 17B.
- Chiều cao dầm cầu trục H
dct
= 700mm.
- Chiều sâu chôn cột dới cốt 0.000 H
3
= 800 mm.
- Số cầu trục làm việc trong xởng: 2 chiếu, chế độ làm việc trung bình.
- Vật liệu thép: BCT3, hàn tay. Que hàn N46 hoặc tơng đơng.
- Các lớp bên trên bao gồm:
Mái panen sờn BTCT 1,5ì6m (g
c
= 150 daN/m
2
)
BT chống thấm dày 4cm (
0
= 2500 kG/m
3
)
2 lớp vữa lát, dày 1,5 cm/lớp (
0
= 1800 kG/m
3
)
2 lớp gạch là nem, dày 1,5/lớp (
0
= 2000 kG/m
3
)
- Hoạt tải mái, p
c
= 75 daN/m
2
- Bêtông móng mác 200. Tờng gạch tự mang.
Nhịp
L
k
Loại
ray
H T Bề
rộng B
F B
1
Trọng lợng
áp lực
Xe con
(tấn)
Cầu
trục
(tấn)
P1
tấn
P2
(tấn)
22
KP
120
3700 4560 8800 250 400 43 125 42 43
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
3
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
CHƯƠNG 2: Xác định các thông số tính toán khung
HtHd
I. Sơ đồ kết cấu khung ngang
1.Kích thớc theo phơng đứng
- Cao trình đỉnh ray H
1
= 12.0m
- Kích thớc H
2
từ mặt ray đến cánh dới của dàn vì kèo
mmmfHH
c
1.441003001003700100
2
==++=++=
Trong đó :
+H
C
=3700 mm: kích thớc gabarit của cầu trục, tính từ mặt ray đến điểm cao nhất của xe con.
+ 100mm : khe hở an toàn giữa xe con và kết cấu
+ f = 300mm : kích thớc xét đến độ võng của dàn vì kèo và việc bố trí hệ giằng thanh cánh dới
- Chiều cao của xởng, từ nền nhà đến đáy của vì kèo
mHHH 1.161.412
21
=+=+=
- Chiều cao thực của cột trên H
t
từ vai dầm đỡ dầm cầu trục đến mép dới vì kèo
mHHHH
rdctt
0.52,07,01.4
2
=++=++=
Trong đó:
+ H
dct
= 700mm = 0,7m chiều cao dầm cầu trục.
+ H
r
= 200mm = 0,2m chiều cao tổng cộng của ray và lớp đệm ray.
- Chiều cao thực của cột dới H
d
từ mặt móng đến vị trí thay đổi tiết diện
mHHHH
td
9,118,00.51.16
3
=+=+=
Trong đó:
+ H
3
= 0,8m phần cột chôn dới cao trình nền .
2.Kích thớc theo phơng ngang
- Khoảng cách từ mép ngoài đến trục định vị a = 500mm với nhà có sức trục Q= 100T
- Chiều cao tiết diện cột trên
( )
44.053.0
12
1
10
1
ữ=
ữ=
tt
Hh
m
Chọn h
t
= 500mm (Do đây cũng là một công trình có nhịp tơng đối lớn)
- Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray
= 1000 mm (nhà có sức trục Q =100T(Không có lối đi
ở cột trên)(Theo sách Kết cấu thép II-Công trình dân dụng và công nghiệp)
Để đảm bảo cầu trục làm việc an toàn theo phơng dọc nhà cần kiểm tra điều kiện
( ) ( )
mmDahB
t
460605005004001000
1
=++=++>=
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
4
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
Trong đó :
+ B
1
= 400 mm : Phần đầu cầu trục lấy từ ray ra tới mép ngoài lấy theo Catalo
+ D = 60 mm : Khe hở an toàn giữa cầu trục và cột (làm cho cầu trục chạy đợc và khe nhiệt)
- Trục nhánh trong cột bậc đỡ dầm cầu trục trùng với trục dầm cầu trục, có chiều cao tiết diện cột
dới :
mmah
d
15001000500 =+=+=
20
1
9.10
1
10004.16
1500
>=
ì
=
H
h
d
(Đảm bảo yêu cầu về độ cứng)
- ở đây nhà có nhịp L = 24m nên chọn loại cầu trục có
mLL
k
220.12242 =ì=ì=
tra bảng ta có H
C
nh trên
11.10
12.00
ht
18.30
16.10
=1000
-0.80
0.00+
a=500
hd=
d
hd=
a=500
s
Lk=22000
=1000
2 lớp gạch lá nem dày 3cm
2 lớp vữa lót dày 3cm
Bê tông xỉ dày 12cm
Bê tông chống thấm dày 4cm
Mái panel sừơn BTCT 1.5*6m
ht
(đầu dàn)
ct=
t
r
dcc=
f=
II II
I I
l=24000
mặt cắt 1-1 tl:1/10
1500
mặt cắt 2-2 tl:1/10
Q=100T
(kp120)
500
21.10
19.50
12000
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
5
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
ii .Hệ dàn mái
1. dàn
Chọn dạng vì kèo có dạng hình thang, liên kết cứng với cột, nên chiều cao đầu dàn là H
0
= 2200 mm, độ dốc cánh trên i = 1/10, nh vậy chiều cao ở giữa dàn là:
mi
L
HH
og
40.3
10
1
2
24
2,2
2
=ì+=+=
- Chiều cao đầu dàn H
o
= 2200mm = 2,2m(đảm bảo lợp panel mái)
- Các lớp mái cấu tạo từ trên xuống dới nh sau:
+ Hai lớp gạch lá nem, dày 1,5cm/lớp (
o
= 2000kG/m
3
)
+Hai lớp vữa lát, dày 1,5cm/lớp (
o
= 1800kG/m
3
)
+Lớp bêtông chống thấm có độ dày trung bình 4cm (
o
= 2500kG/m
3
)
+ Lớp bêtông xỉ dày 12cm (
o
= 500kG/m
3
)
+ Panel sờn BTCT 1.5x6 (g
c
= 150daN/m
2
)
2. Cửa mái .
- Chọn cửa mái hình thanh có hệ thanh bụng phân nhỏ
- Độ dốc i = 1/10
+ Nhịp cửa trời L
ct
= 12m
+ Chiều cao cửa trời H
ct
=3 m, độ dốc i = 1/10
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
6
§å ¸N m«n häc: KÕT CÊU NHµ THÐP 1 tÇng 1 nhÞp
24000
3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000
6000 6000 6000 6000
12000 12000
1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500
12000
6000 60006000 6000
24000
2200
3400
2200
3000
!"#$%&'()"*
SV: NGUYÔN thÞ minh hoµ- LíP B2K11
7
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
iIi .các hệ giằng
1 Hệ giằng mái.
Hệ giằng mái bao gồm các thanh giằng bố trí trong phạm vi từ cánh dới dàn trở lên.
Chúng đợc bố trí nằm trong các mặt phẳng cánh trên dàn, mặt phẳng cánh dới dàn và mặt phẳng
đứng giữa các dàn.
a.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, tại nên những điểm cố kết không chuyển vị ra ngoài mặt phẳng dàn. Các
thanh giằng chữ thập nên bố trí ở hai đầu khối nhiệt độ. Sơ đồ bố trí giằng nh hình vẽ:
+,-%,.% /0%
b.Giằng trong mặt phẳng cánh d ới.
Giằng trong mặt phẳng cánh dới đợc đặt tại các vị trí có giằng cánh trên, và ở khoảng
giữa, nh hình vẽ sau:
+,1-%,.%#231
c. Hệ giằng cửa mái
d. 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 vị trí và cố định cho dàn vì kèo khi dựng lắp. Hệ ygiằng
đứng đợc bố trí tại các thanh đứng đầu dàn, thanh đứng giữa dàn, dới chân cửa trời. Do công
trình có sử dụng giàn đỡ kèo nên ta lợi dụng luôn giàn đỡ kèo là hai hệ giăng đứng. Khi đó chỉ
cần bố trí thêm giằng đứng thứ ba ở giã dàn nh sau:
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
8
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
60006000
12
11
600060006000
1514
13
60006000
181716
600060006000
1 32
6000 60006000
4 5 6
600060006000
87 9
6000
10
+,1-%,45%,
3400
2200
3400
e.Hệ giằng cột.
Hệ giằng cột bảo đảm sự bất biến hình học và độ cứng của toàn nhà theo phơng chịu các
tải trọng tác dụng dọc nhà và bảo đảm ổn định cột.
Sơ đồ bố trí giằng cột nh hình vẽ:
+,-%,6
Chiều dài nhà : 17xB = 17 x 6 = 102 m < 200m không cần phải bố trí khe nhiệt độ.
Bổ trí nh trên là đảm bảo các điều kiện.
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
9
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
CHƯƠNG 3: Tính toán khung ngang
(tải trọng và nội lực)
i.tính tải trọng tác dụng
1-tải trọng tác dụng lên dàn
a. trọng l ợng các lớp mái
Dựa vào cấu tạo cụ thể của mái có bảng sau:
ST
T
Các lớp mái
0
kG/m
3
Tải trọng tiêu chuẩn
daN/m
2
Hệ số v-
ợt tải
Tải trọng tính toán
daN/m
2
1
Hai lớp gạch lá nem dày
1,5cm/lớp
2000 60
1,1 66
2
Hai lớp vữa lót dày
1,5cm/lớp
1800 54
1,3 70,2
3
Lớp BT chống thấm dày
4cm
2500 100
1,3 130
4
Lớp BT xỉ cách nhiệt dày
trung bình 12cm
500 60
1,3 78
5 Lớp Panel mái (1,5x6m) 150
1,1 165
Tổng cộng 424 509.2
Trọng lợng mái cần đổi ra phân bố đều trên mặt bằng với độ dốc i = 1/10 cos = 0,995
g
m
c
=
==
995,0
424
cos
424
426,11daN/m
2
g
m
=
995,0
2.509
cos
2,489
=
= 511.76 daN/m
2
b. Trọng l ợng bản thân dàn và hệ giằng
Theo công thức kinh nghiệm :
Lg
dd
ì= 2,1
+ L = 24 m nội suy có
825,0=
+
= 0,6
ữ
0,9 đối với dàn nhịp 24
ữ
36 m
+
22
/14.2676.231,1;/76.2324825,02,1 mdaNgmdaNg
d
c
d
=ì==ìì=
c. Trọng l ợng cửa trời
Theo công thức kinh nghiệm :
);/(
2
mdaNlg
ctct
c
ct
ì=
Trong đó :
;5,0=
ct
lấy trong khoảng 12 ữ 18 daN/m
2
Chọn :
22
/25.85.71,1;/5.7155,0 mdaNgmdaNg
ct
c
ct
=ì==ì=
d.Trọng l ợng cánh cửa trời và bậu cửa
- Trọng lợng bậu cửa :
mdaNg
b
/150100 ữ=
- Cửa kính :
2
/4035 mdaNg
ck
ữ=
Chọn
mdaNg
b
/130=
( )
2
2
/92.1183.101,1
;/83.10
246
613065,1402
mdaNg
mdaNg
tt
bk
=ì=
=
ì
ì+ììì
=
e. Tải trọng tạm thời
Tải trọng tạm thời lấy theo nhiệm vụ thiết kế, p = 75 daN/m
2
, hệ số vợt tải lấy n =1,3
;/5,97753,1
2
mdaNnpp
T
=ì==
+ Tải trọng thờng xuyên:
( )
mdaNgBg
i
/4,326647.1292.1114.2625.863.4856 =++++ì=ì=
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
10
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
+ Tải trọng tạm thời :
mdaNBpp
T
/5853.1756 =ìì==
2. Tải trọng tác dụng lên cột:
a. Do phản lực đầu dàn
kNdaN
Lg
A
g
96.39139196
2
333.3350
2
==
ì
=
ì
=
kNdaN
Lp
A
p
525.965.9652
2
33585
2
==
ì
=
ì
=
b. Do trọng l ợng của dầm cầu trục
Công thức kinh nghiệm : G
dct
=
dct
L
dct
2
+
dct
> 37 với cầu trục sức trục trung bình (Q >75 t )
Theo đầu bài có Q =100 t nên chọn
dct
= 38.38; L
dct
= 6 m
KNdaNG
dct
28.171728648
2
==ì=
c. Do áp lực đứng bánh xe dầm cầu trục
Số liệu cầu trục đã cho:
+ Sức trục : Q = 100 t
+Nhịp cầu trục:
;220.12242 mLL
k
=ì==
+Chế độ làm việc trung bình
Tra bảng VI.1 (Thiết kế KCT nhà công nghiệp) có các số liệu cầu trục nh sau:
P
c
1max
= 42t = 420kN
P
c
2max
= 43t = 430kN
G = 125t = 1250kN
G
xe con
= 43t = 430kN
+ Số bánh xe ở một bên : n
0
= 4bánh
Tải trọng áp lực thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua DCT đợc
xác định bằng cách dùng đờng ảnh hởng của phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh xe của 2
cầu trục sát nhau ở vào vị trí bất lợi nhất .
840 840
6000 6000
8800
0.100
0.860
0.573
0.433
P1
P2
P2
P2
P2
P1
1.0
1280 840
4560 840
1280
Với vị trí bánh xe nh hình vẽ ,ta có:
D
max
= n.n
c
. P
c
max
.y = 1,2.0,85.(43*0.1+42*0,86+42*1.0+42*0,0.573+42*.433)
= 129.98 t.
Tơng ứng phía bên kia có áp lực
P
c
1min
=0,25.(G+Q) - P
c
1max
=0,25.(100 + 125) 43 = 13,25(t).
P
c
2min
=0,25.(G+Q) - P
c
2max
=0,25.(100 + 125) 42 = 14,25(t).
D
min
=n.n
c
. P
c
min
.y=1,2.0,85.( 13,25*(0.86+1+0.573+0.443 ) +14.25*0.1)
= 40.14T.
áp lực lớn nhất D
max
của cầu trục lên cột do các lực P
c
max
,đợc xác định theo đờng ảnh hởng của phản lực
tựa của hai dầm cầu trục ở hai bên cột .
Trong đó: Q- Sức trục của cầu trục
G = 125 (T) - Trọng lợng toàn bộ của cầu trục
n
o
= 4- Số bánh xe ở một bên cầu trục
n
c
- Hệ số tổ hợp, n
c
= 0,85
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
11
78
7
9*
*
9*
9*
9*
9*
9*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
9
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
Cầu trục có bề rộng B
ct
= 8800 mm và khoảng cách giữa 2 bánh xe k = 840 mm. Đặt bánh xe ở
vị trí nh ở hình 8 tính đợc tung độ nh ở y
i
của đờng ảnh hởng.
Các lực D
max
, D
min
đặt vào trục nhánh đỡ dầm cầu trục của cột, nên lệch tâm đối với trục
cột dới một đoạn e lấy xấp xỉ một đoạn bằng h
d
/2. Do đó tại vai cột có sinh ra mô men lệch tâm:
M
max
= D
max
ì e = 129.98 ì 0,5 = 64.99 (Tm)
M
min
= D
min
ì e = 40.14 ì 0,5 = 20.07 (Tm)
d- Do lực hãm của xe con
Khi xe con hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phơng chuyển động.
Lực hãm xe con, qua các bánh xe cầu trục truyền lên dầm vào cột.
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe tính:
=
+ì
=
+ì
=
4
)34(1000,05
o
n
)
xc
G(Q0,05
tc
1
T
1,78 (T)
Trong đó: +G
xc
= 43 - Trọng lợng xe con
+ n
o
=4- Số bánh xe ở một bên cầu trục
Lực hãm ngang T
tc
1
truyền lên cột thành lực T đặt vào cao trình dầm hãm; giá trị T cũng
xác định bằng cách xếp bánh xe trên đờng ảnh hởng nh khi xác định D
max
và D
min
.
840 840
6000 6000
8800
0.100
0.860
0.573
0.433
P1
P2
P2
P2
P2
P1
1.0
1280 840
4560 840
1280
T = n
c
ì n ì T
tc
1
ì y
i
= 0,85 ì 1,2 ì 1,78(0.1+1+0.86+0.573+0.443) = 5.41 (T)
3.Tải trọng gió tác dụng lên khung
Để đơn giản tính toán, chia tác dụng của gió thành hai thành phần
- Gió tác dụng lên tờng dọc đa về phân bố đều trên cột khung
- Gió tác dụng trên mái kể từ cánh dới dàn vì kèo trở lên đa về thành lực tập trung đặt ngang cao trình
cánh dới dàn vì kèo3
-Tải trọng gió phân bố lên cột đợc tính theo công thức
+ Phía đón gió:
mkNmdaNkcBnWq
od
/08.4/1.40868,009,1652,1 ==ìììì==
+ Phía gió hút :
mkNmdaNBCkWnq
h
/76.2/27665,009.1652,1 =ìììì=ìììì=
Trong đó:
+W
o
: áp lực gió ở độ cao 10m, theo đầu bài W
o
= 65 daN/m
2
+ n = 1,2 hệ số vợt tải
+ k : hệ sô kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao lấy
k=1,09 do H=16,1 m
+ c : hệ số khí động
Phần tải trọng gió trên mái, từ đỉnh cột
trở lên đa về thành tải tập trung đặt ở đầu cột
W với trị số k lấy trung bình :
( )
12,1175,108,15,0k =+ì=
Các trị số Ce đợc tra trong bảng
+ Trị số Ce
1
đợc nội suy với góc dốc của mái là
= 5,7
0
(độ dốc i = 1/10);
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
12
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
tỷ số :
;51,0;67,0
24
1.16
1
===
e
C
L
H
( )
kNdaN
hCBkWnW
iio
91.3535916,02,25,09,036,06,06,08,06,07,0351,09,08,02,2
612,1652,1
==ì+ì+ì+ì+ìì+ìì
ìììì=ììì=
II Xác định nội lực tính toán
Khi tính toán nội lực cho khung ngang, ta chấp nhận các giả thuyết tính toán sau:
+Theo các công thức kinh nghiệm ta chọn sơ bộ độ cứng giữa các bộ phận khung nh sau:
107
2
1
ữ=
J
J
;
4025
2
ữ=
J
J
d
;
63
1
ữ=
J
J
d
+Khi đó tính khung với các tải trọng không phải là tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dầm,
có thể coi dàn là cứng vô cùng (J = )
+Khi tính khung với tải trọng phân bố đều trên xà ngang dùng phơng pháp chuyển vị,
ẩn số là góc xoay
1,
2
và một chuyển vị ngang ở đỉnh cột. Trờng hợp ở đây, khung
đối xứng và tải trọng đối xứng nên
1,nội lực do tĩnh tải gây ra do tĩnh tải mái là:
*
*
9*
:*
;9*
:*
9*
*
:*
*
9*
:*
Mg
9*
Qg
;9*
9*
9*
*
*
2.nội lực do hoạt tải mái gây ra là
*
:*
*
:*
9*
9*
Mp
Qp
9*
*
9*
:*
9*
:*
9* *
*
*
3.nội lực do áp lực của bánh xe cầu trục
vì khung chỉ có 1 nhịp nên nội lực do D
ma
gây ra ở cột trái thì đồng thời cũng có D
min
ở cột phải. vì vậy
ta chỉ cần vẽ biểu đồ mômen chỉ do D
maz
gây ra ở trong cột phải:
Mdt
%*
*
9*
9*
Mmax
9*
:
%*
*
*
Mmin
9*
:
9*
Qdt
9* *
*9
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
13
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
9*
* 9*
Qdt
9*
:
9*
Mmin
*
*
%*
:
9*
Mmax
9*
9*
*
%*
Mdt
4.nội lực do lực hãm cầu trục T tại cốt trái
cũng nh lý luận ở trên , do vậy ta chỉ cần vẽ biể đồ cho 1 trờng hợp và ỏ đây lực hãm T đặt ở cao
trình của đỉnh ray:
*
:
:
9*
Tmax
9*
*
*
:
Mtt
*
:
9*
*
*
Qtt
*
*
*
*
*
*
Qtt
*
*
9*
:
*
Mtt
:
*
*
9*
Tmax
9*
:
:
*
5.nội do tải trọng gió gây ra
ở đây ta cũng chỉ vẽ biểu đồ mômen do gió thổi từ bên trái gây ra . Còn gió thổi từ bên phải có biểu đồ
mômen cũng tơng tự nhng ngợc lại với biểu đồ mômen gây ra ở bên trái :
*
*
q
:
Mgt
:
9*
*
*
*
:
<*
*
:
9*
q'
W'
Qgt
*
*
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
14
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
:
*
*
*
9*
:
Mgt
:
q
*
* *
*
Qgt
W'
q'
9*
:
*
<*
6.Tổ HợP NộI LựC
Nội lực tính toán của cột đã đợc cho kèm theo đồ án vì vậy mà ta có bảng nội lực sau đây:
Chú ý rằng
+Nội lực sinh ra do T phải xét cả 2 chiều tác dụng, hay F tuỳ vào trờng hợp cụ thể.
+Mô men căng thớ trong khung là dơng, thớ ngoài là âm.
+Đơn vị mô men là KNm
+ Đơn vị lực dọc lực cắt là KN.
+Hệ số tổ hợp là 0,9 với mọi trờng hợp .
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
15
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
Bảng nội lực
N
o
Dạng tải
trọng
A
Ci
Cs
B
Hệ số tổ hợp
Cột trên Cột dới
Tiết diện B Tiết diện Ct Tiết diện Cd Tiết diện A
M
daN.m
N
daN
M
daN.m
N
daN
M
daN.m
N
daN
M
daN.m
N
daN
Q
daN
1 (2) (3) (4)
(5) (6) (7) (8) (9) (10) (11 (12) (13)
1
tỉnh tải
q
1
-142.39 402.55 -73.47 402.55 6.5 419.83 173.89 419.83 -14.07
2
Ho
ạt
tải
p
1
-25.68 70.2 -13.79 70.2 2.35 70.2 31.22 70.2 -2.43
0,9
-23.112 63.18 -12.411 63.18 2.115 63.18 28.098 63.18 -2.187
3
D
ma
x
MminMmax
1
-34.39 0 147.13 0 -493.47 1281.2 -52.64 1281.19 -37.04
0,9
-30.951
0
F
132.42 0 -444.12 1153.1 -47.376 1153.07 -33.336
4
D
mi
n
MmaxMmin
1
-107.99 0 73.53 0 -136.94 420.94 303.89 420.94 37.04
0,9
-97.191 0 66.177 0 -123.25 378.85 273.5 378.846 33.336
5
Lực hãm
cột trái
1
F12.74 0 45.57 0 45.57 0 F360.68 0 34.14
0,9 F11.466
0
41.013
0
41.013
0
F324.61
0
30.726
6
Lực hãm
c.phải
1
F76.09 0 19.82 0 19.82 0 252.74 0 19.57
0,9 F68.481
0
17.838
0
17.838
0
227.47
0
17.613
7
Gi
ó
trái
q
W
q'
W'
1
90.27 0 1.56 0 1.56 0 -621.81 0 76.67
0,9
81.243 0 1.404 0 1.404 0 -559.63 0 69.003
8
Gió
phả
i
W' W
qq'
1
-106.21 0 9.83 0 9.83 0 581.87 0 65.35
0,9
-95.589 0 8.847 0 8.847 0 523.68 0 58.815
Sau khi có bảng nội lực ta tiến hành tổ hợp nội lực:
Có hai loại tổ hợp nội lực
Tổ hợp nội lực loại 1 : tĩnh tải + hoạt tải gây nguy hiểm nhất
Tổ hợp nội lực loại 2: tĩnh tải + (các hoạt tải)*0,9
Khi có các cặp nội lực ta chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán. Ta có nguyên tắc tổ hợp nh sau:
+Tải trọng thờng xuyên luôn đợc kể đến trong mọi trờng hợp, bất kể dấu.
+Không thể lấy cả hai tải trọng 3 và 4 (hoặc 5 và 4; hoặc 7 và 8 ) cùng 1 lúc vì không thể đồng
thời.
+Khi đã kể tới lực hãm T, tất phải có D
maz
, D
min
. Do điều 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 thể có D
max
hay D
min
, chứ không phải
T chỉ đặt vào cột có D
max
nh thờng quan niệm. Lực T có thể thay đổi chiều nên các trị số nội lực
sẽ mang dấu
Môt cách đơn giản là tính phác lực dọc trong nhánh gây bởi mỗi cặp M, N dùng công thức gần đúng
sau: Không kể dấu của giá trị
2
N
h
M
N
nhanh
+=
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
16
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
Bảng tổ hợp nội lực
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
Tiết
diện
Nội lực
Tổ hợp loại 1 Tổ hợp loại 2
M
+
max
, N M
-
max
, N N
max
, M M
+
max
, N M
-
max
, N N
max
, M
M
+
M
-
M
+
M
-
B
(KNm);(KN) (KNm);(KN) (KNm);(KN) (KNm);(KN)
(KNm);
(KN)
(KNm);(KN) (KNm);(KN) (KNm);(KN)
1,4 1,2 1,2,4,6,8 1,2,4,6,8
M
-250.38 -168.07 -426.76 -426.763
N
402.55 472.75 465.73 465.73
C
trên
1,3 1,2 1,2 1,3,5,8 1,2 1,2,3,5,8 1,2
M
73.66 -87.26 -87.26 108.81 -85.881 55.383 -85.881
N
402.55 472.75 472.75 402.55 465.73 465.73 465.73
C
dới
1,3,5 1,3,5 1,2,8 1,3,5 1,2,3,5
M
-532.54 -532.54 17.462 -478.64 -476.521
N
1701.02 1701.02 483.01 1572.9 1636.081
A
1,4,5 1,7 1,3,5 1,2,4,5,8 1,3,5,7 1,2,3,5,8 1,2,3,5,7
M
838.46 -447.92 587.21 1323.8 -757.73 974.809 -729.629
N
840.77 419.83 1701.02 861.86 1572.9 1636.08 1636.081
Q
max
1,7 62.6 1,3,5,7 52.323
17
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
CHƯƠNG 4: THIếT Kế CộT
i.Xác định các thông số thiết kế
1 .Nội lực tính toán cột
*Trọng l ợng bản thân cột
G
c
đợc coi nh một lực tập trung đặt tại trọng tâm tiết diện đỉnh của mỗi đoạn cột
G
c
đợc tính theo công thức:
;
ccc
HgG ì=
H
c
- Chiều dài mỗi đoạn cột
g
c
trọng lợng 1m dài cột đợc tính theo công thức :
;
KR
N
g
c
ì=
-trong đó:
+ N: Lực nén lớn nhất trong mỗi đoạn cột khi cha kể đến trọng lợng bản thân cột
+ K: hệ số kể đến ảnh hởng của mômen làm tăng tiết diện cột
+R = 2100 daN/cm
2
cờng độ của vật liệu thép làm cột
+ = 1,5 hệ số cấu tạo, trọng lợng các chi tiết làm tăng tiết diện cột
+ = 7850 daN/m
3
trọng lợng riêng của thép
-Với đoạn cột trên:
;25,0;47275 ==
KdaNN
g
c
=
mdaN
KR
N
g
c
/0.106
10210025,0
78505,147275
4
=
ìì
ìì
=
=
;2.5300.5106 daNHgG
t
t
c
t
c
=ì=ì=
-Với đoạn cột d ới:
;4,0);(16361 ==
KdaNN
KR
N
g
cd
=
với k=0,4 đến 0,5 ta chọn 0.4; và
=1,5
mdaN
cd
ph
g
cd
ph
g
/3.229
1021004,0
78505,116361
4
=
ìì
ìì
==
;27299.113.229 daNHgG
d
d
c
d
c
=ì=ì=
*Các cặp nội lực tính toán nh sau:
- Với đoạn cột trên:
;471032.53046573
-42676
daNN
daNmM
=+=
=
- Với đoạn cột dới
Cặp 1
daNN
daNmM
6411112.503163608
-72963
=+=
=
(Với nhánh cầu trục)
Cặp 2
daNN
daNmM
66870127292.503163608
126299,2
=++=
=
(Với nhánh mái )
2.Chiều dài tính toán cột trong mặt phẳng khung
Dự kiến thiết kế cột có tiết diện thay đổi, nến chiều dài tính toán cột trong mặt
phẳng khung đợc xác định riêng rẽ cho từng đoạn cột theo công thức: l
1x
=
à
1
H
d
, l
2x
=
à
2
H
t
Trớc hết xác định các tham số
-Tỷ số độ cứng đơn vị giữa hai phần cột
2975,0
0.5
9.11
8
1
1
2
1
2
1
=ì=ì==
t
d
H
H
J
J
i
i
K
Với Giả thiết
8
1
1
2
=
J
J
- Trong đó : J
2
; J
1
là mômen quán tính của tiết diện cột trên và cột dới.
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
18
H
H1
H2
=
=
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
- Tỷ số lực nén tính toán lớn nhất của phần cột trên và phần cột dới
48.3
47103
164111
===
t
d
N
N
m
-Tính hệ số
637,0
48,3
8
9.11
0.5
2
1
1
===
mJ
J
H
H
C
d
t
Tra bảng II-6b ta có :
95.2
634,0
87,1
;87,1
1
1
21
====
C
à
àà
Tính đợc :
;76.410.595,2
;27.229.1187,1
22
11
mHl
mHl
tx
dx
=ì==
=ì==
à
à
3 .Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung
Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung đợc xác định bằng khoảng cách các điểm cố kết dọc ngăn
cản không cho cột chuyển vị theo phơng dọc nhà
,3.47.00.5
;9,11
2
1
mHhl
mHl
ctty
dy
===
==
ii. Thiết kế cột đặc (đoạn cột trên)
1. Chọn tiết diện
Chọn thép làm công trình là thép CT3 có R= 21000T/m
2
; R
b
= 3650daN/cm
2
E=2100000 daN/cm
Tiết diện cột trên chọn dạng chữ H đối xứng, ghép từ ba bản thép, với chiều cao tiết diện đã
chọn trớc h
t
= 500 mm
Độ lệch tâm
m
N
M
e 906
47.103
100042.676
=
ì
==
Diện tích yêu cầu của tiết diện tính theo công thức
( )
2
136.71
50
6.90
5,225,1
2100
47103
8,22,225,1 cm
h
e
R
N
A
t
yc
=
+=
ữ+=
Chọn chiều dày bản bụng
b
= 10 mm ;
Chọn chiều dày bản cánh
c
= 18 mm,
Chiều rộng bản cánh b
c
= 260 mm ;
Diện tích của tiết diện vừa chọn là : + Bản bụng :
2
4,460,14,46 cm=ì
2
1406,934,46 cmA =+=
+Bản cánh :
2
6,938.1262 cm=ìì
2.Kiểm tra tiết diện đã chọn
- Tính các đặc tr ng hình học của tiết diện
42
33
62713.9)260,11,24
12
8.136
2(2
12
4,460,1
cmJ
x
=ìì+
ì
ì+
ì
=
4
33
5276.7
12
4,460,1
12
268,12
cmJ
y
=
ì
+
ìì
=
cm
A
J
r
x
x
165,12
140
62713.9
===
;
;139.6
140
5276.7
cm
A
J
r
y
y
===
4
2508.6
50
62713.92
2
cm
h
J
W
x
x
=
ì
==
- Độ mảnh và độ mảnh quy ớc của cột trên
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
19
x
464
18
10
18
260
500
>>>
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
69.7
21,165
100*14.76
2
===
x
x
x
r
l
;
20.2
101,2
2100
69.7
6
=
ì
==
E
R
x
x
01.07
6.139
4.30
2
===
y
y
y
r
l
;
21.2
101,2
2100
01.07
6
=
ì
==
E
R
yy
- Độ lệch tâm tơng đối m, và độ lệch tâm tính đổi m
1
:
06.5
2508.6
1406.09
=
ì
==
x
ng
W
eA
m
Với
01,1
46.4
46,8
;2006,55 ;502.21,0 ==<=<<=<
b
c
x
A
A
m
t ra bảng có :
36.101,102,04,102,04,1 =ì=ì=
x
;2086,606,536,1
1
<=ì=ì= mm
Cột không cần kiểm tra bền vì A
th
= A
ng
- Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn :
Với :
36,1=
x
và m
1
= 6,86
tra bảng đợc
lt
= 0.16735562
Điều kiện ổn định :
2
.
/2010.40
1400.16735562
47103
cmdaN
A
N
thlt
x
=
ì
==
,<R*1=2100daN/cm
2
Nh vậy điều kiện ổn định đợc bảo đảm
- Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn
Trớc hết tính giá trị mômen ở đầu cột đối diện với tiết diện đã có
daNM -42676
2
=
trong trờng hợp này ta có giá
trị mômen tơng ứng ở đầu kia là :
;81.081
1
daNmM =
Mômen ở đoạn 1/3 cột là :
( )
=ì+=
121
MM
3
2
MM
264.404 daNm
Nh vậy giá trị mômen quy ớc để tính toán là :
daNmMMMM -264,404)2/;2/;max('
21
==
Độ lệch tâm tơng đối
53.13
2508.6
140
47.103
264.40-'
<=ì=ì=
x
ng
W
A
N
M
m
tra bảng xác định đợc các hệ số
,
:
0.6763.13005,0625,0005,0625,0 =ì+=+= m
;1;295,99
2100
101,2
14,314,301.70
6
==
ì
ì=ì=<=
R
E
cy
Tính đợc
0.689240.32085505
13.3676,01
1
1
==
ì+
=
+
=
y
x
m
C
(Tra bảng phụ lục II.1)
Điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng uốn
;21001.1521
1400.68920.3208
64553,4
daNRdaN
AC
N
ngy
=<=
ìì
=
ì
=
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
20
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
- Kiểm tra ổn định cục bộ
+ Với bản cánh cột :
( )
( )
36.81
2100
101,2
20.21,036,01,036,0
6
=
ì
ìì+=ì+=
R
E
b
c
o
Tiết diện đã chọn có :
18,3694,6
8,12
0,126
<=
ì
=
c
o
b
Với bản bụng cột, vì khả năng chịu lực của cột đợc xác định theo điều kiện ổn định tổng thể trong mặt
phẳng khung nên tỷ số giới hạn [ h
o
/
b
] đợc xác theo công thức, ứng với
m = 5,06 > 1 và = 2.2> 0,8 có
( )
( )
32.36
2100
101,2
20.25,09,05,09,0
6
=
ì
ìì+=ì+=
R
E
b
o
Tiết diện đã chọn có :
32.3640.64
10
18*2500
<=
=
c
o
b
Vậy tiết diện đã chọn thoả mãn
iii.Thiết kế cột d ới rỗng (đoạn cột d ới)
1.Chọn tiết diện cột.
Cột dới rỗng có tiết diện không đối xứng,bao gồm 2 nhánh:
nhánh mái và nhánh cầu trục. Nhánh mái dùng tổ hợp của 1thép bản và 2 thép góc, nhánh cầu trục dùng
tiết diệnb chữ H tổ hợp từ ba thép bản.
+ Cặp nội lực tính toán nhánh cầu trục kể thêm trọng lợng bản thân của cột :
daNN
daNmM
6411112.503163608
-72963
=+=
=
+ Cặp nội lực tính toán nhánh mái kể thêm trọng lợng bản thân của cột :
daNN
daNmM
66870127292.503163608
126299,2
=++=
=
a.Chọn tiết diện nhánh.
Sơ bộ giả thiết
+ Khoảng cách 2 trục nhánh C=h
d
=150 cm, khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện đến trục
nhánh 1 và nhánh 2 đợc xác định từ phơng trình sau
0
NN
CM
yC
NN
MM
y
21
2
1
21
21
2
1
=
+
+
+
Trong đó
1
y
là khoảng cách từ trọng tâm của tiết diện đến tâm của nhánh cầu trục
2
y
là khoảng cách từ trọng tâm của tiết diện đến tâm của nhánh mái
Giải phơng trình ta tìm đợc
053.028-60.312-
1
2
1
=yy
=> y
1
= 0,867m y
2
= 0,633m
Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục:
daNy
C
N
C
M
N
nh
1179221179.22kN0,633.
5,1
1641.100
5,1
729.63
2
11
1
==+=+=
Lực nén lớn nhất trong nhánh mái:
;1614111614.11kN0.867
5,1
1668.67
5,1
974.81
1
22
2
daNy
C
N
C
M
N
nh
==ì+=+=
Giả thiết hệ số = 0,8
Diện tích yêu cầu các nhánh:
+ Nhánh cầu trục:
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
21
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
.70.2
1101,280,0
117922
N
2
3
nh1
1
cm
R
A
yc
nh
=
ììì
=
ìì
=
+Nhánh mái:
.96.1
1101,280,0
1614.11
N
2
3
nh2
2
cm
R
A
ct
nh
=
ììì
==
Theo yêu cầu độ cứng, chọn bề rộng cột (chiều cao tiết diện mỗi nhánh):
b=40 cm, thoả mãn điều kiện :
tỷ số
033333.0
30
1
0.03361
9,11
40,0
=>==
Hd
b
*Nhánh cầu trục.
Dùng tiết dạng chữ I tổ hợp từ ba bản thép có các kích thớc và diện tích là:
Bản bụng dầy 1,0cm ; bản cánh dầy 1,0cm rộng 18cm
2
1
740,11820,138 cmA
nh
=ìì+ì=
+Tính các đặc trng hình học.
4
3
1
972.00
12
180,1
2 cmJ
x
=
ì
ì=
cm
A
Jx
r
x
62,3
74
972.00
1
1
1
===
4
2
3
1
18261.67
2
1
2
38
1812
12
380,1
cmJ
y
=
+ììì+
ì
=
cm
A
Jy
r
y
15.71
74
18261.67
1
1
1
===
18 160
L180x10
10
80
10
y
x
L160x10
z =4.37
400
10
160
34030 30
y
x
10
180
380
10
10
400
*Nhánh mái:
Dùng tiết diện tổ hợp từ một thép bản 34x1,8 cm và 2 thép góc đều cạnh
cmzcmAL
otg
3.4;4.3110160
2
==ì
Diện tích tiết diện nhánh:
;134.84,312236
2
2
cmA
nh
=ì+ì=
Khoảng cách từ mép trái của tiết diện (mép ngoài bản thép) đến trọng tâm tiết diện nhánh là: zo
cm
Ai
Aizi
z
o
53,3
124
3.44.31218.134
=
ìì+ìì
==
+ Đặc trng hình học của tiết diện nhánh mái.
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
22
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
[ ]
422
3
2
2342.62)47,323.4(4.317442)2/247,3(72
12
8,134
cmJ
x
=++++
ì
=
r
X2
=
cm
A
Jx
4.35
124
2342.62
2
2
==
Jy
2
=
( )
42
3
22863.17)2/3,42/42(4,317442
12
234
cm=++
ì
r
y2
=
cm
A
Jy
13.58
124
22863.17
2
2
==
.
+Tính khoảng cách giữa hai nhánh trục :
cmzhC
od
146.473.53150 ===
+Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện đến trục nhánh cầu trục:
cmyCy
cmC
A
A
y
nh
54.7491.73146.47
;91.73146.47
198
124
12
2
1
===
=ì=ì=
+Momen quán tính toàn tiết diện với trục trọng tâm (xx).
422
997493.50912454.7491.73742342.62972.00 cmAyJJ
nhiixix
=ì+ì++=ì+=
cm
A
Jx
r
x
1.17
198
997493.509
===
b.Xác định hệ thanh bụng.
Bố trí hệ thanh bụng nh hình dới.
Khoảng cách các nút giằng a=96 cm,thanh giằng hội tụ tại trục nhánh.
Chiều dài thanh xiên:
S=
.206.1146.47145
2222
cmCa =+=+
Góc giữa trục nhánh và trục thanh giằng xiên :
0.7068252sin;00451
06.96
96.53
====
o
a
C
tg
+Sơ bộ chọn thanh xiên là thép góc đều cạnh L 56x5 có:
cmrcmA
xTX
49,2;41,5
min
2
==
Lực nén trong thanh xiên do lực cắt thực tế Q=6260 daN
;4428.3
0.70682522
6260
sin2
daN
Q
N
TX
=
ì
==
*Kiểm tra thanh bụng xiên.
Độ mảnh:
[ ]
.15082.77
2.49
206.1
min
max
=<===
tx
r
S
Tra bảng II.1 phụ lục II đợc
mintx
=0.711
+Điều kiện ổn định :
2
min
/1634.99
75,05.410.711
4428.3
cmdaN
A
N
txtx
tx
tx
=
ìì
==
tx
= 1534.99daN/cm
2
< R = 2100 daN/cm
2
điều kiện đợc thoả mãn.
+Độ mảnh toàn cột theo trục ảo (x x)
31.37
71
22.27
1
===
x
x
x
r
l
<[]=120
Góc =45
o
Nội suy từ bảng 3-5 đợc k = 28
[ ]
.12038.69
5.412
198
2831.37
2
2
=<=
ì
ì+=+=
tx
xtd
A
A
k
Từ
td
=46.54 ; tra bảng II.1 phụ lục II đợc
=0.904
Tính lực cắt quy ớc.
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
23
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
daN
N
R
E
Q
qu
1726.9
0.904
164110
101,2
101,2
23301015,723301015,7
3
6
66
=ì
ì
ì
ìì=ì
ì=
Nhận thấy rằng lực cắt đã dùng để tính thanh bụng xiên :
;1726.96260 daNQdaNQ
qu
=>=
Do vậy không cần phải tính lại thanh bụng và
td
.
Thanh bụng ngang: tính theo lực cắt quy ớc :
daNQ
qu
1726.9=
Vì Q
q
khá nhỏ nên chọn thanh
bụng ngang theo độ mảnh giới hạn[
]=150.Dùng một thép góc đều cạnh L50x50 có
[ ]
15098.5
0.98
53.96
;0.98
min
=<===
cmr
c. Kiểm tra tiết diện cột đã chọn
*Nhánh 1: Nội lực tính toán
=+=
2
11
1
y
C
N
C
M
N
nh
111149daN54,74.
146.47
1641.100
146.47
729.63
=+
daN
Độ mảnh của nhánh:
34.77
3.62
145
1
1
1
===
x
x
x
r
l
1
1
1
1
75.75
15.71
1190
x
y
y
y
r
l
>===
max
=
y1
= 75.75
Tra bảng có
min
=0.749
=
2
min
1
/2004.15
740.749
111149
.
cmdaN
A
N
nha
nh
=
ì
=
< R
= 2100 daN/cm
2
*Nhánh 2: Nội lực tính toán
N
t
nh.2
=
17105891.73
146.47
1668.67
146.47
974.81
1
22
=ì+=+ y
C
N
C
M
daN
Độ mảnh của nhánh:
x2
=
33.36
4.35
14.76
2
2
==
x
x
r
l
y2
=
87.64
13.58
430
2
2
==
ry
l
y
>
x2
max
=
y2
= 87.64
tra bảng có
min
=0.675
=
2
2min
2
/2044.23
124*0.675
171058
.
cmdaN
A
N
nh
nh
==
=2044,23daN/cm
2
<R
= 2100 daN/cm
2
Vậy ta chấp nhận kết quả này.!
d.Kiểm tra toàn cột theo trục ảo x-x
*Với cặp nội lực : M
1
=-72963 daNm ; N
1
= 164110daN
cm
N
M
e 44.5
1641.100
100*729.63
1
1
1
===
0.80991.73
997493,51
198
44.5
1
=ìì=ìì= y
J
A
em
x
1.22
101,2
2100
38.69
6
=
ì
==
E
R
td
td
Theo m = 0.809 và
td
= 1,22tra bảng đợc
lt
= 0.669
2
/1238.88
980.669
1641.100
cmdaN
A
N
lt
=
ì
==
<2100
2
/ cmdaN
*Với cặp nội lực : M
2
= M
+
max
=974.81daNm; N
2
=1668.67daN
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
24
Đồ áN môn học: KếT CấU NHà THéP 1 tầng 1 nhịp
cm
N
M
e 58.4
974.81
166867
2
2
2
===
0.63554.74
997493.509
198
58.4
2
=== y
J
A
em
x
td
=
td
1.22
101,2
2100
58.4
6
=
ì
=
E
R
Theo m = 0,635 và
td
=1,22tra bảng đợc
lt
= 0,701
=
2
/1202.23
9810.701
166867
cmdaN
A
N
lt
=
ì
=
e.Tính liên kết thanh giằng vào nhánh cột.
-Đờng hàn liên kết thanh giằng xiên vào nhánh cột chịu lực 4428.3daN
-Thanh xiên là thép góc L56x5 ; giả thiết :
-Với thép CT3, R
b
=3445daN/cm
2
<4300daN/cm
2
dùng que hàn tơng đơng với đề bài là N46 có
R
gh
=1800daN/em
2
; R
gt
=0,45xR
btc
=0,45x3450=1550daN/em
2
Hàn tay có
t
xR
gt
=1x1550=1500daN/cm
2
h
xR
gh
=0,7x1800= 1260daN/cm
2
=(xR
g
)
min
Chiều cao đờng hàn :
mmhmmh
ms
6;8 ==
Chiều dài cần thiết của đờng hàn sống l
hs
,và đờng hàn mép l
hm
là:
.1,41
75,012608,0
4428.37,0
1
)R(h
7,0
mingS
cm
N
l
hs
=+
ìì
ì
=+=
.3,21
75,012606,0
4428.33,0
1
)R(h
3,0
mingm
cm
N
l
hm
=+
ìì
ì
=+=
-Đờng hàn thanh bụng ngang là thanh đều cạnh (L50x5) vào nhánh cột tính đủ chịu lực cắt
Qq =1426.6daN, khá bé,vì vậy chọn đờng hàn cấu tạo có:
mmlmmhmmh
hms
60;4;6 ===
SV: NGUYễN thị minh hoà- LớP B2K11
25
