BÀI BÁO CÁO THỰC TẬP-THIẾT KẾ DÀN MÁI
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (498.84 KB, 12 trang )
THIẾT KẾ DÀN MÁI
1. Cấu tạo dàn mái
2. Tải trọng tác dụng lên dàn
Tĩnh tải
Hoạt tải sữa chữa mái
Tải trọng gió
Moment đầu dàn
3. Nội lực trong dàn mái
Dồn tải về mắt dàn
Vẽ giản đồ Cremona
Trường hợp tĩnh tải
Trọng lượng kết cấu mái gồm dàn + hệ giằng mái
Trọng lượng các lớp vật liệu mái
Trọng lượng kết cấu cửa trời
Trọng lượng cánh cửa mái và bậu cửa mái tập trung ở chân cửa mái
Moment đầu dàn do tĩnh tải gây ra
Trường hợp hoạt tải phân bố đều trên mái
Trường hợp
, moment đầu dàn
Trường hợp
, chỉ cần lấy đối xứng kết quả nội lực từ trường hợp
Trường hợp lực hãm ngang
Tính toán nội lực trong trường hợp tĩnh tải
Dồn tải về mắt dàn
Kết quả như bản sau
Nội lực trong dàn
Thanh
Tĩnh tải
Hoạt Tải
Dmax tr
Dmaxph
Ttr+
Ttr-
Tph+
Tph-
Gió trái
Gió phải
a2
452.2563
79.22354
-5.44129
-21.5774
-1.2921
1.292101
-9.51368
9.513682
31.17591
-41.4537
a5
906.7501
158.3424
-7.31655
-13.5587
-2.58416
2.584162
-5.76463
5.764633
10.07773
-18.0186
a8
891.9924
155.6105
-8.51263
-8.51263
-3.40452
3.404516
-3.40452
3.404516
-3.23818
-3.23818
a11
906.7501
158.3424
-13.5587
-7.31655
-5.76463
5.764633
-2.58416
2.584162
-18.0186
10.07773
a14
452.2563
79.22354
-21.5774
-5.44129
-9.51368
9.513682
-1.2921
1.292101
-41.4537
31.17591
d1
88.87812
17.45501
4.058513
27.86971
0.318572
-0.31857
12.45071
-12.4507
-47.5151
59.66049
d3=d4
-763.417
-134.011
6.550039
17.19089
2.036608
-2.03661
7.458267
-7.45827
-19.432
28.46302
d6=d7
-947.851
-165.391
8.037044
10.86252
3.059508
-3.05951
4.499125
-4.49913
-2.76414
9.953476
d9=d10
-947.851
-165.391
10.86252
8.037044
4.499125
-4.49913
3.059508
-3.05951
9.953476
-2.76414
d12=d13
-763.417
-134.011
17.19089
6.550039
7.458267
-7.45827
2.036608
-2.03661
28.46302
-19.432
d15
88.87812
17.45501
27.86971
4.058513
12.45071
-12.4507
0.318572
-0.31857
59.66049
-47.5151
c1
-38.0385
-6.97945
0.510377
3.469405
0.041998
-0.042
1.549664
-1.54966
-5.90243
7.416325
12
-712.75
-127.322
1.868245
-7.99954
1.28782
-1.28782
-3.73995
3.73995
21.04156
-23.3739
23
402.505
70.87485
-1.39641
5.95278
-0.96113
0.961127
2.783387
-2.78339
-15.673
17.40618
34
-96.1552
-17.9419
-0.00203
-0.00515
-0.00064
0.00064
-0.00223
0.00223
0.005657
-0.00839
45
-223.92
-38.068
1.230314
-5.209
0.844848
-0.84485
-2.43607
2.43607
13.73511
-15.2486
56
50.50503
8.628694
-0.98375
4.149329
-0.67467
0.674671
1.940703
-1.9407
-10.9501
12.15423
67
-103.377
-17.9473
-0.00154
-0.00236
-0.00057
0.000571
-0.00099
0.00099
0.001108
-0.00259
78
81.60204
14.29536
0.91027
-3.82079
0.623257
-0.62326
-1.78728
1.787281
10.0938
-11.201
89
81.60204
14.29536
-3.82079
0.91027
-1.78728
1.787281
0.623257
-0.62326
-11.201
10.0938
910
-103.377
-17.9473
-0.00236
-0.00154
-0.00099
0.00099
-0.00057
0.000571
-0.00259
0.001108
1011
50.50503
8.628694
4.149329
-0.98375
1.940703
-1.9407
-0.67467
0.674671
12.15423
-10.9501
11_12
-223.92
-38.068
-5.209
1.230314
-2.43607
2.43607
0.844848
-0.84485
-15.2486
13.73511
12_13
-96.1552
-17.9419
-0.00515
-0.00203
-0.00223
0.00223
-0.00064
0.00064
-0.00839
0.005657
13_14
402.505
70.87485
5.95278
-1.39641
2.783387
-2.78339
-0.96113
0.961127
17.40618
-15.673
14_15
-712.75
-127.322
-7.99954
1.868245
-3.73995
3.73995
1.28782
-1.28782
-23.3739
21.04156
Tổ hợp nội lực trong dàn
Thanh
Tổ hợp cơ bản 1
Tổ hợp cơ bản 2
Nội lực tính toán
Nmax
Nmin
Nmax
Nmin
Nmax
Nmin
1
2
3
4
5
6
7
a2
531.4798249
410.8025
551.6158
386.9659
551.6158
386.9659
a5
1065.092521
888.7315
1058.328
873.1424
1065.093
873.1424
a8
1047.602965
883.4798
1032.042
878.3526
1047.603
878.3526
a11
1065.092521
888.7315
1058.328
873.1424
1065.093
873.1424
a14
531.4798249
410.8025
551.6158
386.9659
551.6158
386.9659
d1
148.5386108
41.36304
194.5704
46.11455
194.5704
41.36304
d3=d4
-734.9539872
-897.428
-715.616
-901.516
-715.616
-901.516
d6=d7
-936.9888072
-1113.24
-925.068
-1099.19
-925.068
-1113.24
d9=d10
-936.9888072
-1113.24
-925.068
-1099.19
-925.068
-1113.24
d12=d13
-734.9539872
-897.428
-715.616
-901.516
-715.616
-901.516
d15
148.5386108
41.36304
194.5704
46.11455
194.5704
41.36304
c1
-30.62221515
-45.018
-26.8467
-49.6322
-26.8467
-49.6322
12
-691.7088234
-840.072
-690.973
-858.942
-690.973
-858.942
23
473.379899
386.8321
489.8205
386.2776
489.8205
386.2776
34
-96.1494978
-114.097
-96.1501
-112.317
-96.1495
-114.097
45
-210.1847225
-261.988
-209.691
-278.785
-209.691
-278.785
56
62.65926163
39.55498
74.69069
39.1574
74.69069
39.1574
67
-103.3762574
-121.325
-103.376
-119.535
-103.376
-121.325
78
95.89740254
70.40109
104.9325
66.47392
104.9325
66.47392
89
95.89740254
70.40109
104.9325
66.47392
104.9325
66.47392
910
-103.3762574
-121.325
-103.376
-119.535
-103.376
-121.325
1011
62.65926163
39.55498
74.69069
39.1574
74.69069
39.1574
11_12
-210.1847225
-261.988
-209.691
-278.785
-209.691
-278.785
12_13
-96.1494978
-114.097
-96.1501
-112.317
-96.1495
-114.097
13_14
473.379899
386.8321
489.8205
386.2776
489.8205
386.2776
14_15
-691.7088234
-840.072
-690.973
-858.942
-690.973
-858.942
Chọn tiết diện thanh dàn
Số liệu thiết kế
N(kN)
l(m))
Thanh xiên đầu dàn
-858.942
3.96
Thanh bụng
-278.785
4.48
thanh cánh dưới
1065.093
6
thanh cánh trên
-1113.24
3.02
Thanh xiên đầu dàn
Ta chọn bề dày mắt của dàn theo độ lớn của nội lực trong thanh xiên đầu dàn
Vậy ta chọn bề dày bản mắt là 14 mm
Xác định chiều dài tính toán
Giả thuyết λ = 87, ta có φ = 0.678
Vậy diện tích tiết diện yêu cầu
Độ mảnh cho phép của thanh xiên đầu dàn là 120, ta tính được bán kính quán tính yêu cầu của tiết diện
Vậy ta chọn 2L160X100X12 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau
Diện tích
F = 2*30= 60 cm
2
Bán kính quán tính r
x
r
x
= 2.82 cm
Bán kính quán tính r
y
r
y
= 5.11 cm
Kiểm tra tiết diện đã chọn
Ta chọn ra
Kiểm tra ổn định theo công thức
Vậy tiết diện thanh được chọn đủ khả năng chịu lực
Thanh bụng
Tính toán cho thanh bụng xiên dài nhất sau đó thiết kế cho toàn bộ thanh bụng
Xác định chiều dài tính toán
Giả thuyết λ = 128, ta có φ = 0.487
Vậy diện tích tiết diện yêu cầu
Độ mảnh cho phép của thanh xiên đầu dàn là 150, ta tính được bán kính quán tính yêu cầu của tiết diện
Vậy ta chọn 2L80X50X6 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau
Diện tích
F = 2*13.9= 27.8 cm
2
Bán kính quán tính r
x
r
x
= 1.98 cm
Bán kính quán tính r
y
r
y
= 3.51cm
Kiểm tra tiết diện đã chọn
Ta chọn ra
Kiểm tra ổn định theo công thức
Vậy tiết diện thanh được chọn đủ khả năng chịu lực
Thanh cánh trên (chịu nén)
Dàn có nhịp L = 30 m >24 m nên cần thay đổi tiết diện thanh cánh trên và cánh dưới
Ta chọn 2 lực nén lớn nhất trong đoạn thanh cánh trên để thiết kế cho toàn bộ thanh cách trên
Xác định chiều dài tính toán
Do mái lợp panen bê tông cốt thép, do vậy theo cả hai phương chiều dài tính toán
Giả thuyết λ = 49.5, ta có φ = 0.868
Vậy diện tích tiết diện yêu cầu
Độ mảnh cho phép của thanh cánh trên chịu nén là 120, ta tính được bán kính quán tính yêu cầu của tiết
diện
Vậy ta chọn 2L160x10 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau
Diện tích
F = 2*31.4= 62.8 cm
2
Bán kính quán tính r
x
r
x
= 4.96 cm
Bán kính quán tính r
y
r
y
= 4.96 cm
Kiểm tra tiết diện đã chọn
Ta chọn ra
Kiểm tra ổn định theo công thức
Vậy tiết diện thanh được chọn đủ khả năng chịu lực
Đối với đoạn có nội lực bé hơn:
Diện tích tiết diện yêu cầu
Độ mảnh cho phép của thanh cánh trên chịu nén là 120, ta tính được bán kính quán tính yêu cầu của tiết
diện
Vậy ta chọn 2L125x10 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau
Diện tích
F = 2*24.3= 48.6 cm
2
Bán kính quán tính r
x
r
x
= 3.85cm
Bán kính quán tính r
y
r
y
= 3.85 cm
Kiểm tra tiết diện đã chọn
Ta chọn ra
Kiểm tra ổn định theo công thức
Vậy tiết diện thanh được chọn đủ khả năng chịu lực
Thanh cánh dưới (chịu kéo)
Ta chọn lực kéolớn nhất trong đoạn thanh cánh dưới để thiết kế cho toàn bộ thanh cách dưới
Xác định chiều dài tính toán
Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung bằng khoảng cách giữa các mắt dàn, ngoài mặt phẳng uốn tùy
thuộc vào hệ giằng dọc nhà và giằng đứng giữa dàn.
Ta có:
Giả thuyết λ = 49.5, ta có φ = 0.868
Vậy diện tích tiết diện yêu cầu
Độ mảnh cho phép của thanh cánh chịu kéo là 400, ta tính được bán kính quán tính yêu cầu của tiết diện
Vậy ta chọn 2L100x14 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau
Diện tích
F = 2*26.3= 52.6 cm
2
Bán kính quán tính r
x
r
x
= 3 cm
Bán kính quán tính r
y
r
y
= 4 cm
Kiểm tra bền theo công thức
Vậy tiết diện thanh được chọn đủ khả năng chịu lực
Đối với đoạn 6m gắn với đầu dàn do nội lực nhỏ hơn nên ta chọn
Vậy ta chọn 2L90x9 có các đặc trưng hình học tiết diện như sau
Thanh dàn phân nhỏ
Do nội lực trong thanh nhỏ nên chỉ cần chọn tiết diện theo yêu cầu cấu tạo 2L50x5
TÍNH TOÁN CÁC CHI TIẾT TRONG DÀN
1. Mắt liên kết dàn vào cột
Lực dọc trong thanh cánh dưới
Lực dọc trong thanh xiên đầu dàn
Moment đầu dàn
Thanh cánh dưới 2L90x9
Thanh xiên đầu dàn 2L160X100X12
Bản mắt có bề dày 14 mm
Thanh xiên đầu dàn nghiêng một góc so với phương ngang 41
0
Đường hàn liên kết thanh cánh dưới vào bản mắt được tính như sau
Lực do mỗi thép góc chịu
Đường hàn sống liên kết thép góc đều cạnh chịu một lực
Chọn trước chiều cao đường hàn sống h
hs
= 10 mm. Chiều dài đường hàn sống cần thiết là
Đường hàn mép chịu một lực là
Chọn trước chiều cao đường hàn sống h
hx
= 6 mm. Chiều dài đường hàn sống cần thiết là
Đường hàn liên kết thanh xiên đầu dàn vào bản mắt được tính như sau
Chọn
Chọn
Kiểm tra liên kết hàn giữa bản mắt và bản gối
Thay moment đầu dàn bằng cặp ngẫu lực
Khi dời lực về trọng tâm liên kết, ta thu được một lực ngang H = 296.006 kN hướng từ trái sang phải và
một moment
Phản lực đứng tại gối có giá trị
từ trên hướng xuống
Chiều cao đường hàn cần thiết liên kết bản mắt vào bản gối với l
h
= 56 cm
Chọn
Kiểm tra cường độ đường hàn
Bản gối
Bề dày bản gối được xác định theo công thức
Chọn
Kiểm tra điều kiện ép mặt giữa bản gối và gối đỡ
Lực ép mặt
Bề rộng bản gối
Vậy
Tính toán liên kết bulong bản gối vào cánh trong cột trên
Lực lớn nhất xuất hiện trong thân bulong
Diện tích thu hẹp qua ren của bulong
Chọn bulông φ27 có diện tích qua ren là 4.59cm
2
2. Tính toán mắt khuếch đại tại đỉnh dàn
Lực dọc trong thanh cánh trên
Lực dọc trong thanh xiên
Góc nghiêng thanh cánh trên và thanh xiên so với phương ngang lần lượt là7
0
và 54
0
Lực tính toán
Diện tích tính toán quy ước
Ứng suất trung bình trong tiết diện tính toán quy ước
Lực truyền vào bản mắt
Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mắt
Đường hàn sống hai bên bản mắt
,
Đường hàn mép hai bên bản mắt
,
Tổng diện tích đường hàn là
Kiểm tra bền đường hàn
Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết bản phủ với thép góc cánh
Lực truyền vào bản phủ
Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mắt
Đường hàn ngoài dọc theo mép thép góc :
,
Đường hàn xiênt
,
Tổng diện tích đường hàn là
Kiểm tra bền đường hàn
Tại vị trí gãy khúc của bản phủ, hợp lực hướng lên có giá trị:
Hợp lực này do bốn đường hàn lien kết sườn đứng và bản phủ chịu. Chọn trước tiết diện sườn
8x100x300.
Đường hàn lien kết:
,
Tông chiều dài đường hàn là 36cm
Kiểm tra khả năng chịu lực của đường hàn theo công thức
Bản nối sẽ chịu một lực là
Chọn kích thước bản nối 12x250x300. Kiểm tra cường độ của bản nối
Đường hàn lien kết:
,
Bản nối liên kết với bản mắt bằng các đường hàn đứng, cường độ đường hàn kiểm tra theo công thtức
Đường hàn liên kết thanh xiên vào bản mắt được tính như sau
Chọn
Chọn
3. Tính toán mắt dàn có nối thanh cánh
a) Nối thanh cánh dưới
Lực dọc trong thanh cánh dưới
Lực tính toán
Diện tích tính toán :
Ứng suất trung bình trong tiết diện tính toán quy ước
Lực truyền vào bản mắt
Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mắt
Đường hàn sống hai bên bản mắt
,
Đường hàn mép hai bên bản mắt
,
Tổng diện tích đường hàn là
Kiểm tra bền đường hàn
Lực truyền vào bản mắt
Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mắt
Đường hàn sống hai bên bản mắt
,
Đường hàn mép hai bên bản mắt
,
Tổng diện tích đường hàn là
Kiểm tra bền đường hàn
b) Nối thanh cánh trên
Lực dọc trong thanh cánh trên
Lực tính toán
Diện tích tính toán :
Ứng suất trung bình trong tiết diện tính toán quy ước
Lực truyền vào bản mắt
Kiểm tra cường độ đường hàn liên kết thanh cánh trên vào bản mắt
Đường hàn sống hai bên bản mắt
,
Đường hàn mép hai bên bản mắt
,
Tổng diện tích đường hàn là
Kiểm tra bền đường hàn
