đồ án kết cấu thép số 1

Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

Thuyết minh
Đồ án kết cấu thép số I
Đề bài:
Thiết kế hệ dầm sàn bằng thép bao gồm sàn thép đặt lên dầm phụ và dầm chính
chịu tải trọng phân bố đều theo phơng án hệ dầm phổ thông liên kết chồng với
nhịp dầm chính L(m), nhịp dầm phụ B(m), tải trọng P tc (T/m2) với các số liệu tính
toán kèm theo cho trong bảng:
L(m)
10

B(m)
4

P(T/m2)
3,2

Cho biết :
- Bản sàn bằng thép tấm
- Với loại thép CCT34 có: = 210 N/mm2 = 2100 dan/cm2
= 210.103 kn/m2.
- Que hàn N42, hàn tay. Hệ số điều kiện làm việc c = 1
Độ võng cho phép :
+ Đối với dầm phụ [/l] : 1/250
+ Đối với dầm chính [/l] : 1/400
+ Đối với sàn thép [/l] : 1/150
Hệ số vợt tải: hoạt tải P = 1,2, tỹnh tải g =1,05
Hệ số kể đến phát triển biến dạng dọc C = 1,12

- E= 2,1.106 kg/cm2 thep = 7,85 T/m3
Nội dung tính toán bao gồm:
1. Tính toán bản sàn thép:
- Chọn ts , ls
- kiểm tra bản sàn theo điều kiện cờng độ và độ võng
2. Tínhnh toán thiết kế dầm phụ (dầm tiết diện chữ I định hình)
- Sơ đồ kết cấu và tải trọng tác dụng, nội lực M, V
- Chọn tiết diện dầm
- Kiểm tra lại tiết diện dầm theo điều kiện cờng độ và độ võng
- Kiểm tra sơ bộ
- Xác định bf ,tf
SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

1


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

- Thay đổi tiết diện dầm
- Kiểm tra ổn định cục bộ và tổng thể
- Cấu tạo các chi tiết khác(sờn đầu dầm, liên kết cánh dầm và bụng
dầm, tính nối dầm)
Bài làm
I. Tính toán chọn kích thớc bản sàn:
Xác định kích thớc bản sàn có thể theo cách sử dụng đồ thị hoặc xác định gần
đúng giá trị tỷ số giữa nhịp lớn nhất và chiều dày t của sàn.

ls 4n0 72 E1

=
1 +
ữ
ts 15 n04 p tc
Trong đó: (ls/ts ) là tỉ số cần tìm giữa nhịp sàn và chiều dày sàn.
N0 = [l/] = 150; ptc = 32 kN/m2 = 32.10-2daN/cm2.
E1 =

E
2,1.105
=
= 2,307.105 N/mm2
1 2 1 0,32

- Hệ số Poátxông, có = 0,3.
ls 4.150 72.2,307.105
=
1 +
ữ = 81, 01
ts
15
1504.0, 032

Với tải trọng tiêu chuẩn ptc =32 KN/cm2> 30 KN/m2 nên ta chọn ts= 13 mm
ls

=> t = 81,01 ls = 13.81,01 =1053 mm. Chọn ls = 1000 mm.
s
Cắt 1 dải bản bề rộng 1m theo phơng cạnh ngắn của nhịp sàn. Do đợc hàn
với dầm bằng đờng hàn thẳng góc, dới tác dụng của tải trọng sàn bị ngăn cản biến

dạng, tại gối tựa sẽ phát sinh ra lực kéo H và mômen âm. Bỏ qua ảnh hởng của
mômen âm ta có sơ đồ tính của bản coi nh 1 dầm đơn giản chịu lực phân bố. Tải
trọng tác dụng trên sàn có kể đến trọng lợng bản thân sàn:
qstc = ( p tc + t s . ).1 = (32 + 0,013.78,5).1 = 33,02kN / m
qstt = ( p tc . p + ts . . g ).1 = (32.1,2 + 0,013.78,5.1,05).1 = 39,47 kN / m

Kiểm tra bản sàn:
Độ võng do tải trọng tiêu chuẩn và lực kéo H tác dụng:
= 0

1
1+

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

2


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

5 qstc .ls4
.
Trong đó: 0 =
384 E1.I x

Ix - mômen quán tính dải bản rộng 1m.
Ix = 1ìts3/ 12.
5

32, 02.14.12
0 =
.
= 0, 01m
384 2,307.108.0, 0133

Hệ số xác định từ phơng trình ơle
( 1 + )2 = 3(0/ts)2
( 1 + )2 = 3ì0,012/0,0132 = 1,78 giải phơng trình có t=0,65
Độ võng của sàn:
= 0 .

1
1
= 0, 01.
= 0, 00606m
1+
1 + 0, 65


0, 00606
1
=
= 0, 00606 =
= 0, 0066
ls
1
l
150
s

Bản sàn đảm bảo điều kiện độ võng cho phép.
- Kiểm tra cờng độ sàn:

h

h

Mômen lớn nhất của bản sàn:
M max = M 0 .

1
4,93
=
= 2,99 KNm
1 + 1 + 0,652

Trong đó M 0 =

qstt .ls2 39,47.12
=
= 4,93KNm
8
8

Lực kéo H tác dụng trong bản tính theo công thức:
2

2
H = p

E1 ìts daN/cm.
4 l
2

H = 1,2.

3,14 2 1
.2,30.105.13 = 405 N


4 150

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

3


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

ứng suất lớn nhất trong sàn:
=

H M max
+
ì c
A
Ws

=

0, 405 299
+
= 10, 6 ì c = 21 kN /cm2
130
28,17

A diện tích tiết diện dải sàn rộng 100 cm
Với A=100.ts =100.1,3 =130 cm2, WS =

100.tS2 100.1,32
=
= 28,17cm3
6
6

Kết luận: Sàn đảm bảo chịu lực.
Chiều cao đờng hàn liên kết giữa sàn và dầm phụ
hf =

H

( fW ) min C

=

405
= 3, 21
126

Trong đó:

f fWf = 0, 7.180 = 126 N / mm 2
S fWS = 1.0, 45.345 = 155 N / mm 2
( fW )min = ( f fWf ; S fWS ) = 126 N / mm 2

Đờng hàn liên kết bản sàn với dầm phụ là đờng hàn cấu tạo
Chọn hf= 5 mm
II. Tính toán thiết kế dầm phụ.
1. Sơ đồ tính toán dầm phụ:
Chọn mạng dầm sàn phổ thông nh hình vẽ:

a

4000

1000

500500 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 500500
10000

mặt bằng hệ dầm

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

a

4

Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

4000

m

q

mặt cắt A-a
2. Tải trọng tác dụng lên dầm phụ:
tc
qdp
= ( p tc + ts . ).1 = (32 + 0,013.78,5).1 = 33,02kN / m
tt
qdp
= ( p tc . p + ts . . g ).1 = (32.1,2 + 0,013.78,5.1,05).1 = 39,47 kN / m

Mômen lớn nhất ở giữa dầm: M max =
Lực cắt lớn nhất tại gối tựa: Vmax =

tt 2
qdp
.l

tt
qdp
.l

2

8
=

=

39,47.42
= 78,94 KNm .
8

39,47.4
= 78,94 KN
2

3. Chọn kích thớc tiết diện dầm phụ:
Mô men kháng uốn cần thiết cho dầm có kể đến biến dạng dọc:
M max
79,94 ì104
=
= 339,88 cm3.
Wx =
1,12 c 1,12 ì 2100

Tra bảng thép cán sẵn chọn thép I27; (Bảng1.6 tr 296 SGK ) có các đặc trng
hình học:
WX = 371 cm3;

g = 31,5 kg/m;

SX = 210 cm3;

JX = 5010 cm4;

d

b = 125 cm.

= 0,6 cm

4. Kiểm tra tiết diện dầm phụ
a, Kiểm tra võng theo công thức:
tc
3

5 (qdp + g )l
1

=
ì
=
l 384
EJ x
l 250

Tính toán tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm phụ:
SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

5

Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng


5 (33, 02.10-2 + 0,315.10-2 ) ì 400 3
1

=
ì
= 0, 00264 < =
= 0, 004
4
l 384
2,1 ì 10 ì 5010
l 250

b, Kiểm tra tiết diện dầm phụ theo điều kiện độ bền:
Kiểm tra ứng suất pháp:
Mômen và lực cắt do trọng lợng bản thân dầm:
gbt . g .l 2

Mbt =

8

Vmax =

=

31,5 ì 1, 05.42
= 66,15 kg.m = 66,15 kN.cm.
8

31,5.1, 05.4
= 66,15 kg = 0,6615 kN.
2

ứng suất pháp lớn nhất:
max =

M max + M bt 78,94.106 + 66,15.104
=
= 191,57 N/mm
1,12 ì Wx
1,12 ì 371.103

max = 191,57 N/mm < ìc = 210 N/mm
Kết luận: Dầm đạt yêu cầu về cờng độ và độ võng.
c, Kiểm tra ổn định tổng thể:
Không cần kiểm tra ổn định tổng thể của dầm vì phía trên dầm phụ có bản sàn thép
hàn chặt với cánh dầm.
III. Tính toán và thiết kế dầm chính.
Chọn loại dầm tổ hợp hàn từ thép CCT34 có: = 2100 daN/cm2 .
1. Sơ đồ tính của dầm chính và tải trọng tác dụng: là dầm đơn giản chịu tác
dụng của các tải trọng coi nh phân bố đều.
10000

m
q

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

6


GVHD: nguyễn thanh tùng

4000

4000

Thuyết minh đồ án thép số 1

500500 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 500500
10000

sơ đồ tải trọng tác dụng lên dầm chính

Lực tập trung do tải trọng dầm phụ đặt lên dầm chính.

(

)

(

)

tc
tc
2.Vdptc = qdp
+ g dp
ì l = (33, 02 + 0,315).4 = 133,34 KN

tt
tc
2.Vdptt = qdp
+ g dp
ì l = (39, 47 + 0,315).4 = 159,14 KN

Vì các dầm phụ đặt cách nhau 1 m nên tải trọng do dầm phụ truyền lên dầm
chính là phân bố đều.
tc
tt
qdc
= 133,34 KN ; qdc
= 159,14 KN

Mômen và lực cắt lớn nhất ở dầm chính:
M max =

Vmax =

tt
qdc
.L2 159,14.102
=

= 1989,25 KN .m
8
8

tt
qdc
.L 159,14.10
=
= 795,7 KN
2
2

2. Chọn tiết diện dầm.
a. Chọn chiều cao dầm.
Chiều cao dầm đảm bảo điều kiện.
hmin hd hmax

hd hkt

(Trong đó hmax cha xác định đợc vì phụ thuộc kiến trúc)
Chiều cao hmin có thể tính gần đúng theo công thức:
hmin =

5 f l 1
ì ì
ì
ìL
24 E n tb

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

7


Thuyết minh đồ án thép số 1

hmin =

GVHD: nguyễn thanh tùng

5
21
133,34
ì
ì 400 ì
ì 1000 = 69,82cm
4
24 2,1.10
159,15

Chiều cao kinh tế tính theo công thức:
hkt = k .

M max
1989, 25.100
= 1,15.
= 117,98cm
ft w
21.0,9

Sơ bộ chọn tw= 9 mm; hệ số k = 1,15
Dựa vào hmin và hkt sơ bộ chọn chiều cao hd = 120 cm.
Chọn sơ bộ tf = 2 cm; hw=120 4=116 cm; tỉ sô hw/tw=116/1 =116
b. Kiểm tra lại chiều dày tw:
Tạm thời lấy chiều cao bụng dầm:
tw = 0,9 cm > 1,5.

Vmax
1,5 ì 795, 7
=
= 0,83 cm. Bản bụng đủ khả năng chịu lực cắt.
hd ì f v
120.12

c. Chọn kích thớc bản cánh dầm:
Diện tích bản cánh dầm xác định theo công thức:
M .h t .h3 2 198925.120 0,9.1163 2
.
A f = b f .t f = max w w . 2 =

= 64,82cm 2
2

.
f
.
2
12
h
1

.
2
.
21
12
118

c
fk

20

1180

x

x

1160

9

1200


tw < t f < 3tw
b = (1 / 2 ữ 1 / 5)h
f

b f 1 / 10hd

b f / t f E = 31,6
R

b f 180mm

20

Chọn bf = 33 cm, tf = 2 cm. Thoả mãn các điều kiện sau:

330

3. Thay đổi tiết diện dầm theo chiều dài.
Để tiết kiệm thép và giảm trọng lợng bản thân dầm, khi thiết kế nên giảm kích thớc của tiết diện dầm đã chọn ở phần dầm có mômen bé cụ thể là giảm bề rộng cánh
dầm ( giữ nguyên chiều dày). Điểm để thay đổi kích thớc bản cánh dầm cách gối
tựa 1 khoảng x = L/6 = 1,67 m. Tại chỗ thay đổi sẽ nối hai phần cánh bằng đờng
hàn đối đầu dùng các que hàn N42 có fwf=180 N/mm2
Tính Mx: M x =

qtt .x.( L x) 159,41.1,67.(10 1,67)
=
= 1105,14 KNm
2
2

Diện tích tiết diện bản cánh cần thiết tại vị trí thay đổi:

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

8

Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

M .h t .h3 2 110514.120 0,9.1163 2
.
A' f = b' f .t f = x w w . 2 =

= 36,1cm 2
2
12 h fk
2.18
12 118
f wt .2

Chọn bf =19 cm
1670
20

i=1/5

1160
20

1200

190

330

9

1320

350

190

Mối hàn đối đầu nối cánh trên khi thay đổi tiết diện

i=1/5
330

190


63

1320

350

Mối nối cánh dới với tg = 2( =630) nên fwt = f

qtt

10000
1670

6660

Mx
Vmax

1670

Mmax

Vx

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

9


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

4. Kiểm tra tiết diện dầm theo điều kiện cờng độ và độ võng.
Mômen do trọng lợng bản thân dầm:
M bt = g . .

Ix =

(t w .hw + 2.b f .t f ) L2
8

(0,009.1,16 + 2.0,02.0,33).10 2
= 1,05.78,5.
= 24,36kN .m
8

0,9.1163
+ 2.2.33.592 = 576559,2cm4
12

Wx=Ix.2/h = 9609,32 cm3.
Kiểm tra ứng suất pháp tại tiết diện giữa nhịp.
max =

M max + M bt 1989,25.106 + 24,36.106
=
= 209,55 N / mm 2 < f . c = 210 N / mm 2
Wx
9609,32.103

Kiểm tra ứng suất tiếp tại gối tựa.
=

(Vmax + Vbt ) S 'x
f v . c
I 'x .t w

Vbt = g . .(t w .hw + 2.b f .t f ).L / 2 = 1,05.78,5.(0,009.1,16 + 2.0,02.0,33).10 / 2 = 9,74kN
S 'x = b' f .t f .

h fk

2

+

Aw hw
118 1.116 116
ì
= 19.2.
+
ì
= 2814,8cm3
2
4
2
2
4

h 2fk 1.1163
t w .h
1182
I 'x =
+ 2b' f .t f
=
+ 2.19.2.
= 381623,2cm 4
12
4
12
4
3

w

Wx= 6360,39 cm3
=> =

(Vmax + Vbt ) S ' x (795,7 + 9,74).103.2814,8.103
=
= 66 f v . c = 120 N / mm 2
4
I ' x .t w
381623,2.10 .9

Kiểm tra ứng suất pháp trong đờng hàn đối đầu nối cánh.
tt
g dc
= (0,009.1,16 + 0,02.0,33.2).78,5.1,05 = 1,95kN / m

tt
g dc
.x.( L x) 1,95.1,67.(10 1,67)
M 'bt =
=
= 13,55KNm
2
2

'x =

M x + M bt 13,55.106 + 1105,14.106
=

= 175,88 N / mm 2 < f wt . c = 180 N / mm 2
3
W 'x
6360,39.10

Kiểm tra ứng suất cục bộ tại nơi đặt dầm phụ.
c =

P
f . c
t wl z

Tại mỗi vị trí dầm chính có 2 dầm phụ gối lên 2 bên dầm chính nên:
Phản lực của dầm phụ và sàn:
P=2.(Vmaxdp + Vbtdp) = 2.(78,94 +0,6615) =159,2 kN
Chiều dài truyền tải trọng nén bụng dầm.
dp
lz = bf +2.tf =12,5 +2.2 = 16,5 cm.
P 159,2.103
c =
=
= 107,21 f . c = 210 N / mm 2
t wl z
9.165

Kiểm tra ứng suất tơng đơng tại nơi thay đổi tiết diện dầm.
SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

10

Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

1 =

( M x + M bt ).hw (13,55.106 + 1105,14.106 ).1160
=
= 170,5 N / mm 2
W 'x .h
6360,39.103.1200

1 =

(Vx + Vbt ) S ' x (529,94 + 6,5).103.2814,8.103
=
= 39,57 N / mm 2
4
I 'x .t w
381623,2.10 .9

Trong đó:
Vx=qdctt(l/2- x) =159,14.(10/2 1,67) = 529,94 kN.
Vbt = gdctt.(l/2 x) =1,95.( 10/2 1,67) = 6,5 kN.
td = 12 + c2 c 1 + 3. 12 = 170,52 + 107,212 2.107,21.170,5 + 3.39,57 = 163,92 N / mm 2
td = 163,92 < 1,15. f . c = 241,5 N/mm2

Không cần kiểm tra võng cho dầm vì đã lấy chiều cao h > hmin. Tiết diện thay
đổi đủ khả năng chịu lực.

5. Kiểm tra ổn định của dầm.
a. Kiểm tra ổn định tổng thể.
Kiểm tra tỉ số l0/bf

b
b
l0
1.0,41 + 0,0032 f + 0,73 0,0,16 f
bf
t f
tf


bf E

h
fk f


100
33
33 33 2,1.104
1.0,41 + 0,0032 + 0,73 0,016
33
2
2 118
21

100
18,76 với l0 là khoảng cách giữa các dầm phụ, bằng 1m.

33

Dầm đảm bảo ổn định tổng thể.
b. Kiểm tra ổn định cục bộ
Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh.
Khi chọn tiết diện đã chọn để đảm bảo về ổn định cục bộ.
Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng.
hw
tw

f 116
21
=
= 4,075 > [ ] = 3,2
E 0,9 2,1.104

Bản bụng phải đặt các sờn ngang và kiểm tra ổn định.
Khoảng cách lớn nhất của các sờn ngang:
a 2.hw=2.116=232 cm.
Chọn a= 200 cm và bố trí 4 sờn.
Bề rộng và chiều dày sờn.
bs =

hw
1160
+ 40 =
+ 40 = 78,67 mm chọn bs=80 mm.
30
30

t s 2bs

f / E = 2.80 21 / 2,1.10 4 = 5,06mm . Chọn ts=5,6

40
60

w =

80

5,6

mm
Các sờn đợc hàn vào bụng và cánh dầm bằng đờng hàn theo cấu tạo.
Kiểm tra ứng suất trong các ô.
SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

11


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng
10000

1500

2000

P

P

P

ô1

500
580

1500

P
ô2

1500

P

P

P

2000

P

P

1500

P

ô3

2095
2500
4420

M1

M2

V1 V2

M3

M4

V3

V4

M5

V5

Kiểm tra ô bụng 1.
Điểm kiểm tra tại vị trí đặt dầm phụ cách đầu dầm: x1=50 cm.

qx1 (l x1 ) (159,14 + 1,95).0,5.(10 0,5)
=
= 383,25 KN .m
2
2
q (l 2.x1 ) (159,14 + 1,95).(10 2.0,5)
V1 =
=
= 726,16 KN
2
2
M .h
383,25.1160
= 1' w =
= 38,55 N / mm 2
4
I x .2
576559,2.10 .2

M1=

=

V1
726,16.103
=
= 69,56 N / mm 2
hw .t w
1160.9

c= 107,21N / mm 2

ứng suất giới hạn cr :
a
1,5
=
= 1,29 > 0,8 ;
hw 1,16
b t
33 2 3
= f ( f ) 3 = 0,8.
( ) = 2,5
hw t w
116 0,9

=> tra bảng 3.7 ta có trị số [ c ] = 0,346 < 2,78 Tính cr theo C2 = 48,74 (tra bảng


3.8 gtr KCThép )
cr =

C2 . f

2w

=

48,74.210
= 616,11N / mm 2
2

4,075

ứng suất cục bộ giới hạn c, cr :

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

12


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

a
f
200
21
=
= 3,51
2.t w E 2.0,9 2,1.104
a
150
=
= 0,647 > 0,8 và = 2,5 => C1=13,8 (Theo bảng 3.6 KCThép1)
2.hw 2.116
C . f 13,8.210
c , cr = 1 2 =
= 234,88 N / mm 2
2
3,51

a

a =

ứng suất tiếp tới hạn cr :
d f 116
21
=
= 4.075
t w E 0,9 2,1.10 4
a
1,5
à=
=
= 1,29
hw 1,16

ow =

0,76 f
0,76 120

cr = 10,31 + 2 2v = 10,3.1 +
= 108,22 N/mm2
2
2
à
1
,
72

4
,
075



0 w

c

+

cr c ,cr

2

2

2
2

38
,
55
107
,
21
69
,
56

+ =
+
+
= 0,826 < 1

616
,
11
108
,
22
108
,
22




cr




Ô bụng 1 đảm bảo ổn định.
Điểm kiểm tra tại vị trí đặt dầm phụ cách đầu dầm: x2=58 cm.

qx2 (l x2 ) (159,14 + 1,95).0,58.(10 0,58)
=
= 440,83KN .m
2
2
q(l 2.x2 ) (159,14 + 1,95).(10 2.0,58)
V2 =
=
= 713,25KN
2
2
M .h
440,83.1160
= 2' w =
= 44,34 N / mm 2
I x .2
576559,2.10 4 .2

M2=

=

V2
713,25.103
=
= 68,32 N / mm 2
hw .t w
1160.9

c= 107,21N / mm 2

ứng suất giới hạn cr :
a
1,5
=
= 1,29 > 0,8 ;
hw 1,16
b t
33 2 3
= f ( f ) 3 = 0,8.
( ) = 2,5
hw t w
116 0,9

=> tra bảng 3.7 ta có trị số [ c ] = 0,346 < 2,78 Tính cr theo C2 = 48,74 (tra bảng


3.8 gtr KCThép )
cr =

C2 . f



2
w

=

48,74.210

= 616,11N / mm 2
2
4,075

ứng suất cục bộ giới hạn c, cr :
a =

a
2.t w

f
200
21
=
= 3,51
E 2.0,9 2,1.104

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

13


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

a
150
=
= 0,647 < 0,8 và = 2,5 => C1=13,8 (Theo bảng 3.6 KCThép1)

2.hw 2.116
C . f 13,8.210
c , cr = 1 2 =
= 234,88 N / mm 2
2
3
,
51
a
ứng suất tiếp tới hạn cr :
d f 116
21
=
= 4.075
t w E 0,9 2,1.10 4
a
1,5
à=
=
= 1,29
hw 1,16

ow =

0,76 f
0,76 120

cr = 10,31 + 2 2v = 10,3.1 +
= 108,22 N/mm2
2

2
à
1
,
72
4
,
075



0 w
2

2

2
2



38
,
55
107
,
21
69
,
56

c


+ + = 616,11 + 108,22 + 108,22 = 0,8223 < 1
c , cr
cr
cr

Ô bụng 1 đảm bảo ổn định.
Kiểm tra ô bụng 2.
Điểm kiểm tra cách đầu dầm: x3 = 2,095 cm.

qx3 (l x3 ) (159,14 + 1,95).2,095.(10 2,095)
=
= 1336,2 KN .m
2
2
q (l 2.x3 ) (159,14 + 1,95).(10 2.2,095)
=
= 468,78KN
V3 =
2
2
M .h
1336,2.1160
= 3' w =

= 134,42 N / mm 2
I x .2
575642,67.10 4 .2

M3=

=

V3
468,78.103
=
= 44,9 N / mm 2
hw .t w
1160.9

c= 107,21N / mm 2

ứng suất giới hạn cr :

c 107,21
=
= 0,7
158,18
b t
a 200
33 2 3
=
= 1,72 > 0,8
= f ( f ) 3 = 0,8.
( ) = 2,5 ;

hw 116
hw t w
116 0,9

So sánh với trị số giới hạn: c = 0,681 thấy 0,7 > 0,681 lấy C2 bảng 3.8 sgk

C . f 33,63.210
cr = 2 2 =
= 425,12 N / mm 2
2
4,075
w

ứng suất cục bộ giới hạn c, cr :

a
f
200
21
=
= 3,51
2.t w E 2.0,9 2,1.104
a
200
=
= 0,86 > 0,8 và = 2,5 => C1=17,568 (Theo bảng 3.6 KCThép1)
hw 2.116
C . f 17,568.210
c , cr = 1 2 =
= 298,82 N / mm 2

2
3,51
a

a =

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

14


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

ứng suất tiếp tới hạn cr :
d f 116
21
=
= 4,075
t w E 0,9 2,1.10 4
a
2
à=
=
= 1,72
hw 1,16

ow =

0,76 f
0,76 120

cr = 10,31 + 2 2v = 10,3.1 +
= 93,42 N/mm2
2
2
à 0 w
1,72 4,075

2

2

2
2

c
134,42 107,21 44,9



+ + = 425,12 + 298,82 + 93,42 = 0,8286 < 1
c , cr
cr
cr

Ô bản bụng 2 đảm bảo ổn định.
Điểm kiểm tra cách đầu dầm: x2 = 250 cm.

qx4 (l x4 ) (159,14 + 1,95).2,5.(10 2,5)
=
= 1512,8 KN .m
2
2
q (l 2.x4 ) (159,14 + 1,95).(10 2.2,5)
=
= 403,42 KN
V4 =
2
2
M .h
1512,8.1160
= 4' w =
= 152,18 N / mm 2
I x .2
575642,67.10 4 .2

M4=

=

V4
403,42.103
=
= 38,64 N / mm 2
hw .t w
1160.9

c= 107,21N / mm 2

ứng suất giới hạn cr :

c 107,21
=
= 0,7
158,18
b t
a 200
33 2 3
=
= 1,72 > 0,8
= f ( f ) 3 = 0,8.
( ) = 2,5 ;
hw 116
hw t w
116 0,9

So sánh với trị số giới hạn: c = 0,681 thấy 0,7 > 0,681 lấy C2 bảng 3.8 sgk

C . f 33,63.210
cr = 2 2 =
= 425,12 N / mm 2
2
4
,
075
w

ứng suất cục bộ giới hạn c, cr :

a
f
200
21
=
= 3,51
2.t w E 2.0,9 2,1.104
a
200
=
= 0,86 > 0,8 và = 2,5 => C1=17,568 (Theo bảng 3.6 KCThép1)
hw 2.116
C . f 17,568.210
c , cr = 1 2 =
= 298,82 N / mm 2
2
3,51
a

a =

ứng suất tiếp tới hạn cr :
d f 116
21
=
= 4,075
t w E 0,9 2,1.10 4
a
2

à=
=
= 1,72
hw 1,16

ow =

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

15


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

0,76 f
0,76 120

cr = 10,31 + 2 2v = 10,3.1 +
= 93,51 N/mm2
2
2
à
1
,
72
4
,
075

0 w
2

2

2
2



152
,
18
107
,
21
38
,
64




c


+ + = 425,12 + 298,82 + 93,51 = 0,8275 < 1

cr
c
,
cr

cr

Ô bản bụng 2 đảm bảo ổn định.
Kiểm tra ô bụng 3.
Điểm kiểm tra cách đầu dầm: x2 = 4,42 cm.

qx5 (l x5 ) (159,14 + 1,95).4,42.(10 4,42)
=
= 1990 KN .m
2
2
q (l 2.x5 ) (159,14 + 1,95).(10 2.4,42)
=
= 93,59 KN
V5 =
2
2
M .h
1990.1160
= 2' w =
= 200,18 N / mm 2
I x .2
575642,67.10 4 .2

M5=

=

V2
93,59.103
=
= 8,96 N / mm 2
hw .t w
1160.9

c= 107,21N / mm 2

ứng suất giới hạn cr :

c 107,21
=
= 0,53
200,18
b t
a 150
33 2 3
=
= 1,29 > 0,8
= f ( f ) 3 = 0,8.
( ) = 2,5 ;
hw 116
hw t w
116 0,9

So sánh với trị số giới hạn: c = 0,346 thấy 0,53 > 0,346 => C2=48,74

C . f 48,74.210
cr = 2 2 =
= 616,11N / mm 2
2
4
,
075
w

ứng suất cục bộ giới hạn c, cr :

a
f
200
21
=
= 3,51
2.t w E 2.0,9 2,1.104
a
150
=
= 0,647 < 0,8 và = 2,5 => C1=13,8 (Theo bảng 3.6 KCThép1)
hw 2.116
C . f 13,8.210
c , cr = 1 2 =
= 234,88 N / mm 2
2
3,51
a

a =

ứng suất tiếp tới hạn cr :
d f 116
21
=
= 4,075
t w E 0,9 2,1.10 4
a
1,5
à=
=
= 1,29
hw 1,16

ow =

0,76 f
0,76 120

cr = 10,31 + 2 2v = 10,3.1 +
= 108,22 N/mm2
2
2
à 0 w
1,29 4,075

2

2

2
2

c
200,18 107,21 8,96



+ + = 616,11 + 234,88 + 108,22 = 0,786 < 1
c , cr
cr
cr

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

16


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

Ô bản bụng 3 đảm bảo ổn định.
6. Tính liên kết giữa cánh và bụng dầm.
Tại vị trí đặt dầm phụ đầu tiên: x =0,5m => V=726,16 kN
2

2

2

2

1
1
726,16.2814,8 159,2
VS P
hf 1

+
= 0,44cm
+ =
2( f v ) min . c I l z
2.12,6.1 381623,2 16,5

Trong đó:

f fWf = 0, 7.180 = 126 N / mm 2 =12,6 kN/cm2
S fWS = 1.0, 45.345 = 155 N / mm 2 =15,5 kN/cm2
( fW ) min = ( f fWf ; S fWS ) = 126 N / mm 2 =12,6 kN/cm2

Tại vị trí đầu dầm: V = Vmax = 805,44kN
hf 2

Vmax .S
805,44.2814,8
=
= 0,212cm

2( f v ) min . c .I 2.12,6.1.381623,2

Chọn hf theo điều kiện cấu tạo hf=7 mm hàn suốt chiều dài dầm.
h f =7mm

1160

20

330

20

h f =7mm

liên kết bản bụng và bản cánh dầm chính

7. Tính mối nối dầm.
Nối dầm để thuận tiện cho việc di chuyển, lắp ghép. Tiết diện nối bụng dầm cách
tiết diện nối bụng dầm 500mm về phía giữa dầm. Khoảng cách x =1830mm so với
đầu dầm.
Bản cánh nối bằng đờng hàn đối đầu, bản bụng nối bằng bản ghép vầ dùng đờng
hàn góc.
Nội lực tại mối nối: M1= 1206,3 kN.m
V1 = 511,54 kN
Mối nối coi nh chịu toàn bộ lực cắt và phần mômen của bản bụng.
Mb =

Ib
117067

M=
120630 = 37004,5kNcm
I
381623,2

Trong đó: Ib = 117067 cm4; I =381623,02 cm4.
SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

17


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

Chọn bản ghép có tiết diện (106x0,9); bề rộng 10 cm.
Kiểm tra tiết diện bản ghép: 2.Abg=2.106.0,9 > Acb=116.0,9 cm
Mối hàn đặt lệch tâm so với vị trí tính nội lực.
Do vậy có mômen lệch tâm Me.
Me = 511,54.5 =2557,7 kNcm
Chọn chiều cao đờng hàn hf = 10 mm. hf > hmin = 5 mm

50

20

3

10

9
1160

1200
1060

9

10

100

190

b

20

50

5

hf < 1,2t = 1,2.9 =10,8 mm
Wf = 2(116-10)2.0,9/6 = 3370,8 cm3
Af = 2.106.0,9 = 190.8 cm3
Kiểm tra ứng suất trong đờng hàn.
M
td =
Wf

2

2

2

2

4
V1

,7.104 511,54.103
+ = 37004,5.10 + 2557
+ +
= 120,39
3
2

A
3370
,
8
.
10
190
,
8
.
10

f


td=120,36 N/mm2< (fw)min = 126 N/mm2
8. Tính sờn đầu dầm.
Sờn đầu dầm chịu phản lực gối tựa V = 795,7+9,74=805,44 kN.
SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

18


Thuyết minh đồ án thép số 1

GVHD: nguyễn thanh tùng

Dùng phơng án sờn đặt ở đầu dầm, dầm đặt phía trên gối khớp với cột. Bề rộng của
sờn đầu dầm chọn bằng bề rộng của bản cánh bs= bf = 19 cm.
Tiết diện của sờn đầu dầm đảm bảo về điều kiện ép mặt.
ts =

Vtt
805,44
=
= 1,31cm
b s f c c 19.32,38.1

Trong đó: fc= fu/1,05 = 32,38 kN/cm2

20

Chọn sờn có kích thớc bsxts= 19 x 1,4 cm

1195

1195

1200

1160

8

190

b

20

20

120

45

90
190

b

45

175

140

160

140

lỗ bu lông
D=23 mm

14

Kiểm tra sờn theo điều kiện ổn định cục bộ:
bs
0,5 E / f = 0,5. 2,1.10 4 / 21 = 15,8mm
ts

(19-1)/(1,4.2) =6,43 < 15,8 mm
Kiểm tra sờn theo điều kiện ổn định tổng thể:
Aqu = 0,65t w2

E
2,1.104
= 0,65.0,92
= 16,65cm2

f
21

SVTH: mai đình chất_ lớp 04x7

19


ThuyÕt minh ®å ¸n thÐp sè 1

GVHD: nguyÔn thanh tïng

A = As + Aqu = 1,4.19 + 16,64 = 43,25cm2
bs3 .t s 0,65tw4 E / f 193.1,4 0,65.0,94 2,1.104 / 21
Is =
+
=
+
= 801,34cm3
12
12
12
12
is =

σ=

h
116
Is

801,34
= 27,71 => ϕ =0,944
=
= 4,19cm ; λ = w =
is 4,19
A
43,25
Vmax
805,44.103
=
= 197,4 N / mm 2 ≤ f .γ c = 210 N / mm 2
ϕA 0,944.43,25.102

SVTH: mai ®×nh chÊt_ líp 04x7

20