Đồ án kết cấu thếp II nhịp nhà l = 30 (m) sức trục q = 305 (tấn) cao trình đỉnh ray hr = 10(m) ap lực gió tiêu chuẩn wo = 80 (danm2) bước cột b = 6(m) số lượng bước cột 15
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (587.3 KB, 56 trang )
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
Giảng viên hướng dẫn :Ths. LÊ ĐỨC TUẤN
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN VĂN THỊNH
Lớp
: L10_XD04
MSSV
: LT81000446
PHẦN I
Các số liệu đề bài :
Trang:1
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
-
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
Nhòp nhà :
L = 30 (m)
Sức trục :
Q = 30/5 (Tấn)
Cao trình đỉnh ray: Hr = 10(m)
p lực gió tiêu chuẩn:
Wo = 80 (daN/m2)
Bước cột :
B = 6(m)
Số lượng bước cột:
15
I. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CỦA KHUNG NGANG:
1. Các số liệu tra bảng:
- Từ sức chòu tải của cầu trục Q=30 T và nhòp của nhà
công nghiệp 1 tầng tra cataloge cầu trục ta được :
Loại ray : KP70
Chiều cao gabarit của cầu trục : H k = 2750 mm
Bề rộng cầu trục : Bk = 6300mm
Nhòp cầu trục : Lk =Lct = 28500 mm
Khoảng cách giữa 2 trục bánh xe của cầu trục : K =
5100mm
Khoảng cách từ tim ray đến mép ngoài : B1 = 300 mm
2.Xác đònh kích thước theo phương đứng :
Cao trình đỉnh ray : Hr = 10 m = 10000 mm
Chiều cao ray và đệm : hr = 200 mm
Chiều cao dầm cầu chạy :
1 1
÷ 6000 = ( 600 ÷ 750 ) mm
10 8
hdcc ==
chọn hdcc = 600 mm
Cột đặt ngay tại nền hoàn thiện hm = 0
Chiều cao gabarit cầu trục Hk=2750 mm
1
1
L =
30000 = 300 mm
100
100
Độ võng của dàn mái : f =
Chiều cao thực của phần cột dưới :
Hd = Hr – hr + hm - hdcc = 10000 – 200 + 0 - 600 = 9200 mm
Chiều cao phần cột trên :
Ht = hr + hdcc + Hk + 100 + f
= 200 + 600 + 2750 + 100 + 300 = 3950 mm
Trang:2
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
Chọn Ht = 4000 mm
3. Xác đònh kích thước theo phương ngang nhà:
Khe hở an toàn giữa đầu mút của cầu trục và mép
trong cột trên: D = 60 mm
Chiều cao cột trên Ht=4000 mm
Chiều cao cột dưới Hd=9200 mm
Khoảng cách từ tim ray đến trục đònh vò :
λ =
30000 − 28500
L − Lk
=
= 750 mm
2
2
Chiều cao tiết diện phần cột trên :
1
1
1
1
÷ H t = ÷ 4000 = ( 360 ÷ 400 ) mm
10 11
10 11
ht =
Chọn ht = 500mm
Khoảng cách từ trục đònh vò đến mép ngoài của cột :
a ≥ ht + B1 + D - λ
≥ 500 + 300 + 60 - 750 = 110mm
Chọn a = 500mm
Bề rộng cột dưới được xác đònh theo công thức:
hd = λ + a = 750+250=1000 mm
• Kiểm tra lại theo yeu cầu độ cứng của khung ngang ta có:
hd
≥(
≥
1 1
1 1
÷ ) H d = ( ÷ )9200 = 836 ÷ 920
10 11
10 11
mm
1
1
( H d + H t ) = (9200 + 4000) = 660mm
20
20
hd
Vậy trò số chiều cao tiết diên cột dưới đã chọn là đạt
yêu cầu.
-
1
2
1
3
Bề rộng cửa mái: ÷ 30000 = (10000 ÷ 15000) mm
Chọn bề rộng cửa mái bằng 12000 mm.
Bậu cửa dưới lấy chiều cao 600mm, bậu cửa trên cao 400 mm,
phần cánh cửa lật cao 1200 mm.
II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG:
• Tải trọng thường xuyên:
Trang:3
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
Lớp mái
Tấm panen BTCT cỡ lớn
Lớp bê tông nhẹ cách
nhiệt dày 4cm
Lớp chống thấm 2 giấy 3
dầu
Lớp vữa tô trát dày 4cm
Hai lớp gạch lá nem, mỗi
lớp dày 3cm
Tổng cộng
2
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
Tải
trọng
tiêu
chuẩn
(daN/m2
)
150
LÊ ĐỨC
Tải
Hệ
trọng
số
tính
vượt
toán
tải (daN/m2
(n)
)
1,1
165
40
10
80
120
400
1,2
1,
2
1,2
48
1,1
132
453
12
96
Gttm=
453
daN/m
=
4.53
kN/m2
- Trọng lượng kết cấu mái và hệ giằng
+ Giá trò tiêu chuẩn: g 1tc = 30 daN/m2
+ Hệ số vượt tải: 1,2
+ Giá trò tính toán: g 1tt = 36daN/m2
- Trọng lượng kết cấu cửa mái
+ Giá trò tiêu chuẩn: g 2tc = 15 daN/m2
+ Hệ số vượt tải: 1,2
+ Giá trò tính toán: g 2tt = 18 daN/m2
• Tải trọng sửa chữa mái
Theo TCVN-1995 tải trọng sửa chữa mái lợp panen BTCT được
lấy=75 daN/m2 mặt bằng nhà , n=1.3. Giả sử mặt bằng
mái nghiêng 12ä0 .
-> Giá trò sữa chữa mái đưa vào tính toán :
q httt =
-
75
× 1.3 = 99.68 daN/m2
0
cos 12
Tải sữa chữa mái dồn về 1 khung thành tải phân bố
đều :
Trang:4
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
q httt × B = 99.68 × 6 = 598.07 daN/m2
•
Áp lực cầu trục lên vai cột:
Ta có : Dmax = n × n c × Pmax ∑ y i
Dmin = n × n c × Pmin ∑ y i
-
Số liệu tính toán :
Q = 300 kN
n = 1.1
n = 0.9
- Tra bảng catalogue của cần trục ta có :
Pmax = 345 kN , Pmin = 115 kN
Tổng trọng lượng cần trục : G = 620 kN , no = 2 .
- Giá trò Pmin được tính :
Pmin =
Q+G
300 + 620
− Pmax =
− 345 = 115 kN.
no
2
- Từ Bk = 6300 ; K = 5100 tra từ catalogue, ta có thể sắp xếp
bánh xe cần trục như sơ đồ dưới đây:
6300
600
6300
5100
1200
5100
6000
y
600
6000
y
4
3
y
2
y =1
1
• Từ hình vẽ ta có :
y 2 6 − 1.2
=
= 0.8 ⇒ y 2 = 0.8 × y1 = 0.8
y1
6
y 3 6 − 5.1
=
= 0.15 ⇒ y 3 = 0.15
y1
6
Trang:5
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
Vì y4 < 0 => chọn y4 = 0.
⇒ ∑ y i = y1 + y 2 + y 3 + y 4 = 1 + 0.8 + 0.15 + 0 = 1.95
⇒ Dmax = n × n c × Pmax × ∑ y i = 1.1 × 0.9 × 345 × 1.95 = 666kN
⇒ Dmin = n × nc × Pmin × ∑ y i = 1.1 × 0.9 × 115 × 1.95 = 222kN
•
Lực xô ngang của cầu trục:
- Ta có : Gxe = 120 kN
- Cần trục sử dụng móc mềm : f ms = 0.1
=> Tổng lực hãm ngang tác dụng lên cầu trục là :
T0 =
( Q + G xe )
300 + 120
⋅ f ms ⋅ n xe' =
× 0,1 × 2 = 21KN
n xe
4
Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên một bánh xe của cầu trục :
T1 =
T0 21
=
= 10,5 kN
n0
2
Lực xô ngang của cầu trục :
T= n × n1 × T1 × ∑ y i = 1,1 × 0,9 × 10,5 × 1,95 = 20.27 kN
* Tải trọng gió :
- Áp lực gió tiêu chuẩn q0 = 80 kgt/m2
- Hệ số khí động c như hình vẽ :
- α = 120.
12000
3000
3000
-0.6
-0.8
-0.46
3000
-0.6
+0.7
-0.6
Wh
4000
Wđ
2200 1900 22001300
3000
q đtđ
q htđ
-0.5
9200
30/5T
+0.8
- Công trình được xây dựng tại vùng ngoại ô TP.HCM vùng gió II,
đòa hình B .
Ta có : + Hệ số vượt tải n = 1.3
+ Hệ số độ cao và đòa hình K :
Trang:6
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
* Tại độ cao h=10 m ta có k1 = 1
* Tại độ cao h = 13.2 m cánh dưới của dàn vì kèo K 2 =
1.05
* Tại độ cao h = 20.8 m đỉnh mái K3 = 1.14
- Trong khoảng từ cao độ cánh dưới dàn đến đỉnh mái, hệ số
K được lấy trung bình của giá trò K2 va K3 :
K1 =
1.05 + 1.14
= 1.1
2
- Tải trọng gió phân bố đều trên cột :
-3.28 KN/ m
10000
10000
3200
3200
5.24 KN/m
4.99
-3.12 KN/m
+ q đ1 = q o × n × c × K 1 × B = 80 × 1.3 × 0.8 × 1 × 6 = 499 daN/m = 4.99 kN/m
+ q d 2 = q o × n × c × K 2 × B = 80 × 1.3 × 0.8 × 1.05 × 6 = 524 daN/m = 5.24 kN/m
• Quy đổi :
4.99 + 5.24
= 5.12 kN/m
2
4.99 × 10 + 5.12 × 3.2
⇒ q dtd =
= 5.02 kN/m
10 + 3.2
+ q h1 = q o × n × c × K 1 × B = 80 ×1.3 × (−0.5) ×1× 6 = −312 daN/m = -3.12 kN/m
q d 2td =
+ q h 2 = q o × n × c × K 2 × B = 80 ×1.3 × (−0.5) ×1.05 × 6 = −328 daN/m = -3.28 kN/m
•
Quy đổi :
q h 2td =
⇒ q htd
− 3.12 − 3.28
= −3.2 kN/m
2
(−3.12) ×10 + (−3.2) × 3.2
=
= −3.14 kN/m
10 + 3.2
Trang:7
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
-
Toàn bộ phân tải gió tác dụng từ cao trình đáy vì kèo lên
đỉnh mái được quy về Wđ và Wh với:
ho = 2.2 m ; h1 = 1.9 m ; h2 = 2.2 m ; h3 = 1.3 m
⇒ W đ = q o × n × K 4 × B × ∑ c i × hi = 80 ×1.3 ×1.1× 6 × ( − 0.46 ×1.9 + 0.7 × 2.2 + ( − 0.8) ×1.3) = −257daN
= -2.57 kN
⇒ W h = 80 ×1.3 ×1.1× 6 × (−( 0.6 ×1.9 + 0.6 × 2.2 + 0.6 ×1.3) ) = −2224daN = −22.24kN
PHẦN II
XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG
I. TĨNH TẢI.
1) Sơ đồ tính toán khung ngang và các giả thiết :
Dùng sơ đồ đơn giản hoá bằng cách :
- Thay dàn bằng xà ngang đặc có độ cứng tương đương
đặt ở cánh dưới dàn. Chiều cao tính toán của khung
lấy từ đế cột đến đáy vì kèo.
- Nhòp tính toán của khung là khoảng cách giữa hai trục
trọng tâm phần cột trên.
- Khi tính với các tải trọng đứng tác dụng trực tiếp lên
xà ngang (như p,g) thì chuyển vò ngang rất nhỏ có thể
bỏ qua, lúc đó chỉ còn ẩn số là góc xoay ở mắt
liên cột và dàn .
- Khi tính với các tài trọng không phải tải trọng đứng
tác dụng trực tiếp lên xà ngang thì xem xà ngang là
cứng vô cùng , lúc đó chỉ còn ẩn số là chuyển vò
ngang. Khi giải khung ta tìm nội lực tại 4 tiết diện I-I,II-II,IIIIII và IV-IV
- Có thể giả thiết tỷ lệ các độ cứng như sau :
Jcd
Jcd
= 7 ÷ 10 chọn
=8
Jct
Jct
Jd
J
= 25 ÷ 40 chọn d = 30
Jct
Jct
4000
a
= 0.303
λ= =
h 4000 + 9200
a : chiều cao cột trên a= 4,0 m
h : chiều cao cột h=h1+ h2 = 9,2 + 4,0 =13,2m
Trang:8
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
4000
Jd
I
I
II
II
III
III
IV
IV
LÊ ĐỨC
13200
J ct
9200
J cd
30000
A
B
2.Tính nội lực do tónh tải mái gây ra:
Tónh tải tác dụng lên mái phân bố đều và có giá trò tính
toán được xác đònh như như sau:
q =(4.53+0.36)x6+
(0.18 ×1.2) × 6
= 30.2 KN / m
30
Lực dọc trong cột trên của khung:
N2 =
qxL 30.2 x30
=
= 453 kN
2
2
Mômen lệch tâm đặt tại vai cột
Mlt = N2 x e = 453 x 0.25 = 113.25 kN.m
Mô men lệch tâm giữa cột trên & cột dùi :
e=
hd htr 1000 250
−
=
−
= 250mm
2
2
2
2
-Sơ đồ tính:
q =30.42 KN/m
4000
q =30.42 KN/m
J ct
114.08 KN/m
Jd
+
9200
=
J cd
30000
BT1
BT2
Trang:9
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
Giải BT1
1. Hệ cơ bản :
1
Jd
2
Jct
J cd
Ta thấy hệ đối xứng chòu tải đối xứng và không có lực xô
ngang nên chuyển vò theo phương ngang bằng 0, chỉ còn các
thành phần đối xứng tồn tại ϕ1 = ϕ 2 = ϕ
2. Phương trình chính tắc
r11 xϕ + R1 p = 0
3.Vẽ biểu đồ đơn vò M 1 và biểu đồ mômen do tải trọng ngoài
gây ra trên hệ cơ bản M P0
Từ λ =
J
a
4
=
= 0,303 và n = ct = 0,125 tra bảng phụ lục 18 sách
J cd
h 13.2
hướng dẫn đồ án kết cấu thép – Ngô Vi Long ta được :
KB = -0.698 và KB’= 1.438
EJ cd
EJ
= −0,698 x cd
h
h
EJ
EJ
QBϕ = K B' x 2cd = 1,438 x 2cd
h
h
⇒ M Bϕ = K B x
Mômen và phản lực tại chân cột
M ϕA = M Bϕ + QBϕ xh = −0,698 x
Q ϕA = −QBϕ = −1.438 x
EJ cd
EJ
EJ
+ 1,438 x 2cd × h = 0.74 x cd
h
h
h
EJ cd
h2
Mômen trong thanh xà ngang :
ϕ
M BC
=−
4 EJ d
EJ
= −6.6 x cd
l
h
Trang:10
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
Biểu đồ mômen M 1 :
6.6 EJ cd
h
0.698 EJ cd
h
MB
RB
-
-
-
J ct
J cd
+
+
RA
A
0.74
EJ cd
h
MB
M1
Biểu đồ Mômen do tải trọng ngoài gây ra:
qL2
30,2 x30 2
M =−
=−
= -2265 kN.m
12
12
qL2 30,2 x30 2
q
M nhip
=
=
= 1133 kN.m
24
24
q
BC
2265 KN.m
+
+
2265 KN.m
-
1133KN.m
0
Mp
4.Xác đònh các hệ số r11 và R1P
- Tách nút B từ M 1 ta được:
Trang:11
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
r11
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
-0.698 EJ cd
h
-6.6 EJ cd
h
ϕ
⇒ r11 = M Bϕ + M BC
= ( − 0.698 − 6.6 ) ×
EJ cd
EJ
= −7.298 cd
h
h
0
- Tách nút B của M p ta được:
R1p
-2265
0
⇒ R1P = 2265 kN.m
5. Xác đònh ẩn số ϕ :
ϕ=−
R1P
2265 × h
h
=−
= 310.36 x
r11
− 7.298 × EJ cd
EJ cd
6. Biểu đồ Mômen trong hệ ban đầu: M p = ϕx M 1 + M p0
- Gía trò momen ở chân cột:
M PA = ϕxM dϕ + 0 = 310.36 ×
EJ cd
h
× 0.74 ×
= 299.666 kN.m
EJ cd
h
- Gía trò momen ở đỉnh cột:
M B = M Bϕ ×ϕ + 0 = −0.698 ×
EJ cd
h
×310.36
= −216.631 kN.m
h
EJ cd
- Gía trò momen ở đầu dàn :
ϕ
q
M BC = ϕxM BC
+ M BC
= 310,36
EJ cd
h
x ( −6,6)
+ 2265 = 216.624 kN.m
EJ cd
h
- Gía trò momen ở giữa dàn :
M nhip
− qL2
− 30,2 x30 2
=
+ M BC =
+ 216.624 = −3180.876 kN.m
8
8
Trang:12
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
216.631 kNm
216.631 kNm
+
+
-
-
-
3108.876kNm
Mp
+
+
229.666kNm
Giải BT2:
BT2 là hệ đối xứng chòu tải đối xứng và tải trọng không tác
dụng trực tiếp lên xà ngang nên ϕ1 = ϕ 2 = 0 và không có tải
trọng tác dụng theo phương ngang nên chuyển vò ∆ = 0
Dựa vào phụ lục 16 sách hướng dẫn đồ án kết cấu thép –
Ngô Vi Long ta được :
α=
Ht
x
4
=
=
= 0.303 ;
h H t + H d 4 + 9.2
⇒ KB = - 0.163 ;
n=
J ct
a
4
= 0.125 ; λ = =
= 0.303
J cd
h 13,2
K B' = 1.484
Mômen và phản lực tại đỉnh cột:
M B = K B xM lt = (−0.168) x(−113 .25) = 19.026 kN.m
QB = QB' x
M lt
(−113 .25)
= 1.484 x
= −12.73 kN
h
13,2
Mômen ở tiết diện II-II trên vai cột thuộc phần cột trên:
MII = MB + QB x Ht = 19.026 + (-12.73) x 4 = -32.454 kN.m
Mômen ở tiết diện III-III dưới vai cột thuộc phần cột dưới:
M III = − M lt + M II = −( −131.25) − 32.454 = 98.796 kN.m
Mômen tại chân cột:
M A = M III + QB xhd = 98.796 + (−12.73) x9,2 = −19.608 kN.m
Dựa vào nguyên tắc cân bằng nút ta xác đònh được biểu đồ
Mômen của BT2
Trang:13
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
19.026 kNm
+
98.796 kNm
-
32.454 kNm
-
+
+
-
-
19.068 kNm
Mp
Biểu đồ mômen tổng của hệ ban đầu :
3199.902 kNm
-
-
+
-
197.605 kNm
-
113.843 kNm
17.047 kNm
+
+
Mp
210.598 kNm
2. Tính nội lực do hoạt tải gây ra
Nội lực do hoạt tải gây ra xác đònh tương tự như tónh tải. Ta
dựa vào kết quả tính trong trường hợp tónh tải bằng cách
nhân các tung độ của biểu đồ mômen do tónh tải với tỷ số
p
; với p là giá trò hoạt tải và q là giá trò tónh tải trên 1m
q
dài.
p = 5.9807 kN/m ; q = 30.2 kN/m
⇒
p 5.9807
=
= 0.198
q
30.22
Trang:14
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
Biểu đồ mômen do hoạt tải gây ra:
633.581 kNm
39.126 kNm
-
-
+
-
-
3.45 kNm
22.54 kNm
+
+
41.698 kNm
Mp
2.p lực đứng của cầu trục Dmax; Dmin lên vai cột:
-Lực Dmax , Dmin đặt tại nhánh của cột dưới (tức nhánh cầu
trục) khi đưa về trục cột dưới sẽ xuất hiện mômen lệch tâm
đặt tại vai cột.
-Sơ đồ tính:
Dmax
Dmin
M max
Dmin
Dmax
M min
+
=
BT1
BT2
-Các giá trò tính toán:
+ Dmax= 666 kN
+Dmin = 222 kN
+Mômen lệch tâm:
Mmax= Dmax .e=666x0.25= 166.2 kNm
Mmin = Dmin .e=222.0.25= 55.5 kNm
Trang:15
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
-Với BT1 với các cột được nắn trục thẳng lại , các lực D max , Dmin
đặt tại trục cột nên chỉ gây ra lực dọc chứ không gây ra
mômen (với giả thiết bỏ qua biến dạng dọc trục của thanh)
nên không xét BT1.
*Giải bài toán 2:
1. Hệ cơ bản:
J d=
J ct
8
1
M max
2
M min
J cd
Trong bài toán này ϕ1 = ϕ 2 = ϕ = 0 vì tải trọng không đặt trực tiếp
lên xà nên Jr = ∞ . Hệ chỉ còn lại một chuyển vò ngang đầu
cột ∆ ≠ 0
2. Phương trình chính tắc:
r11x ∆ + R1p = 0
Trong đó: r11 là phản lực tại liên kết 1, theo phương liên kết 1,
do liên kết 1 có chuyển vò bằng 1 gây ra trên hệ cơ bản.
R1p là phản lực tại liên kết 1, theo phương liên kết 1, do tải
trọng ngoài gây ra trên hệ cơ bản.
3.Vẽ biểu đồ mômen M 1 ; M P0
a)Vẽ M 1 :
Dựa vào phụ lục 17 sách hướng dẫn đồ án kết cấu thép –
Ngô Vi Long ta được:
n = 0.125 ; λ = 0.303
⇒ KB = 1.438 ; K B' = - 5.67; KA=1.438-5.67=-4.232
Mômen và phản lực tại đầu cột:
EJ cd
EJ
= 1.438 x 2cd
2
h
h
EJ
EJ
QB = K B' x 3cd = −5.67 x 3cd
h
h
M B = KB x
Trang:16
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
M A = KAx
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
EJ cd
EJ
= −4.232 x 2cd
2
h
h
Biểu đồ mômen M 1 :
1.438 EJ cd
h2
-
+
MB
QB
J ct
J cd
-
4.232 EJ cd
h2
+
M1
b)Vẽ biểu đồ mômen M P0
Dựa vào phụ lục 16 sách hướng dẫn đồ án kết cấu thép –
Ngô Vi Long ta được:
α = 0,303 ; n = 0.125 ; λ = 0,303
⇒ KB = -0,163 ; K B' = 1,484
Mômen và phản lực ở đỉnh cột :
M B = K B xM ltmax = (−0.163) x166.5 = −27.134 kN.m
M ltmax
166.5
= 1, 484 ×
= 18.719 kN
h
13, 2
M C = K B xM ltmin = (−0.163) x55.5 = −9.047 kN.m
QB = K B' x
QC = K B' x
M ltmin
55.5
= 1, 484 ×
= 6.24 kN
h
13, 2
Mômen ở tiết diện II-II trên vai cột thuộc phần cột dưới :
M IIB = M B + QB × H t = (−27.134) + 18.719 × 4 = 47.742 kN.m
M IIC = M C + QC × H t = (−9.047) + 6.24 × 4 = 15.913 kN.m
Mômen ở tiết diện III-III dưới vai cột thuộc phần cột dưới :
M IIIB = − M ltmax + M IIB = (−166.5) + 47.724 = −118.776 kN.m
Trang:17
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
C
M III
= − M ltmin + M IIC = (−55.5) + 15.913 = −39.587 kN.m
Mômen tại chân cột :
M A = M IIIB + QB × H d = (−118.776) + 18.719 × 9.2 = 53.439 kN.m
C
M D = M III
+ QC × H d = (−39.587) + 6.24 × 9.2 = 17.821 kN.m
Biểu đồ mômen M P0 :
9.047 kNm
27.134 kNm
-
118.776 kNm
-
15.913 kNm
+
47.742 kNm
-
+
39.587 kNm
+
-
+
53.439 kNm
17.821 kNm
0
Mp
4. Xác đònh r11 ; R1p :
- Dùng một mặt cắt cắt bao quanh thanh xà ngang và xét cân
bằng lực theo phương ngang của biểu đồ mômen M 1
r11
5.67 EJ cd
h3
⇒ r11 = 11.34
5.67 EJ cd
h3
EJ cd
h3
- Dùng một mặt cắt cắt bao quanh thanh xà ngang và xét cân
bằng lực theo phương ngang của biểu đồ mômen M P0
R1P
18.716
⇒ R1P = ( −18.719) + 6.24 = −12.479 kN
6.24
5. Xác đònh ∆
Trang:18
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
R1P
−12.479
h3
∆=−
=−
= 1.1004
EJ
r11
EJ cd
11,346 x 3cd
h
6. Vẽ biểu đồ mômen trong hệ kết cấu ban đầu :
M P = ∆x M 1 + M P0
-Momem do c/vị ngang ∆ M 1 :
∆ M 1 = 1.1004 ×
EJ
h3
× 1.438 × 2cd = 20.887 kNm
EJ cd
h
M po = −27.134 kNm
=> Momem do tải trọng ngồi trên khung ban đầu :
M P = ∆ M 1 + M P0 = 20.887 − 27.134 = −6.247 kNm
- Giá trò momem tại các tiết diện khác được tính tương tự :
6.247 kNm
112.846 kNm
59.813 kNm
82,290 kNm
35.517 kNm
19.983 kNm
79.292 kNm
8.032 kNm
Mp
5) p lực xô ngang T của xe con
-Ta có lực xô ngang của cầu trục : T=20.27 kN
-hdcc=600 mm = 0.6 m -> lực xô ngang T của xe con tác dụng cách
vai cột 0.6 m
như hình vẽ :
Trang:19
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
8
J=
T
0.6m
J ct
J cd
1. Hệ cơ bản
Vì tải trọng không đặt trực tiếp lên xà ngang nên xem xà
ngang có độ cứng EJ d = ∞ . Tồn tại chuyển vò ngang đầu cột chứ
không có chuyển vò xoay. ∆ ≠ 0 ; ϕ1 = ϕ 2 = ϕ = 0
J=
8
=0
1
2 =0
?
J ct
J cd
2. Phương trình chính tắc
R11x ∆ + R1p = 0
3. Vẽ biểu đồ mômen M 1 ; M P0
- Biểu đồ mômen M 1 giống như M 1 trong trường hợp Dmax, Dmin
Trang:20
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
1.438 EJ cd
h2
?
-
+
-
4.232 EJ cd
h2
LÊ ĐỨC
+
M1
- Biểu đồ mômen M P0 :
Dựa vào phụ lục 15 sách hướng dẫn đồ án kết cấu thép –
Ngô Vi Long ta được:
α = 0,303 ;
n = 0,125 ; λ =
⇒ KB = -0,9483 ;
a 4 − 0.6
=
= 0,258
h
13,2
K B' = 0,731
Mômen và phản lực tại đỉnh cột :
M B = K B xTxh = (−0,9483) x 20,27 x13,2 = −25.37 kNm
QB = K B' xT = 0,731x 20,27 = 14,82 kN
Mômen vò trí có lực T:
M x = M B + QB * x = (−25.37) + 14.82 × (4 − 0.6) = 25.018 kNm
Q x = QB − T = 14.82 − 20.27 = −5.45 kNm
Mômen tại chân cột :
M A = M x − Q x × (h − x ) = 25.018 − 5.45 × 9.8 = −28.392 kNm
Trang:21
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
25.37 kNm
-
25.018 kNm
+
0
Mp
-
28.392 kNm
4. Xác đònh r11 ; R1p :
- Dùng một mặt cắt cắt bao quanh thanh xà ngang và xét cân
bằng lực theo phương ngang của biểu đồ mômen M 1
r11
5.67 EJ cd
h3
⇒ r11 = 11 .34
5.67 EJ cd
h3
EJ cd
h3
- Dùng một mặt cắt cắt bao quanh thanh xà ngang và xét cân
bằng lực theo phương ngang của biểu đồ mômen M P0
R1P
14.82 KN
⇒ R1P = -14,82 kN
5. Xác đònh ∆
R
14,82
h3
∆ = − 1P =
= 1,3069
EJ
r11
EJ cd
11,34 x 3cd
h
6. Vẽ biểu đồ mômen trong hệ kết cấu ban đầu :
- Biểu đồ M 1 × ∆ :
+M
∆
B
EJ cd
h3
= M B × ∆ = 1.438 × 2 × 1.3069 ×
= 24.81 kNm
EJ cd
h
+ QB∆ = QB × ∆ = −5.67 × 1.3069 = −7.41 kN
+ M x∆ = M B∆ + QB∆ × 3.4 = 24.81 − 7.41 × 3.4 = −0.384 kNm
+ M A∆ = M A × ∆ = −4.232 × 1.3069 × 13.2 = −73.006 kNm
Trang:22
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
24.81KNm
-
3.4m
+
M x =0.384
-
+
73.006 KNm
M1
- M P = M 1 ∆ + M P0
0.56kNm
24.81kNm
-
3.4m
24.634 kNm
+
+
-
101.398kNm
68,137 kNm
Mp
6) Tải trọng gió
1. Hệ cơ bản
- Các số liệu :
Wđ= 2.57 kN, Wh= -22.24 kN, qđ= 5.02 kN/m, qh=
-3.14 kN/m
- Độ cứng của xà ngang EJ d = ∞ :
Trang:23
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
- Sơ đồ tác dụng của tải gió lên khung :
=0
1
EJ d =
8
Wh=22.24kN
Wđ=2.57kNm
2 =0
?
13.2m
J ct
q =5.02 kN/m
đ
q =3.14 kN/m
HỆCƠ BẢ
N
h
J cd
2. Phương trình chính tắc
R11x ∆ + R1p = 0
3. Vẽ biểu đồ mômen M 1 ; M P0
- Biểu đồ mômen M 1 giống như M 1 trong trường hợp Dmax, Dmin
1.438 EJ cd
h2
?
-
+
-
4.232 EJ cd
h2
+
M1
- Biểu đồ mômen M P0 :
Dựa vào phụ lục 14 sách hướng dẫn đồ án kết cấu thép –
Ngô Vi Long ta được:
n=
J ct
a
4
= 0,125 ; λ = =
= 0,303
J cd
h 13,2
⇒ KB = -0,0515 ; K B' = 0,437
+ với : M B = K B × q × h 2
QB = K B' × q × h
Giá trò mômen và phản lực tại cột bên trái với q đ=5.02 kN/m
M B = −0.0515 × 5.02 × 13.2 2 = −45.04 kNm
QB = 0.437 × 5.02 × 13.2 = 28.96 kN
Trang:24
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
TUẤN
THUYẾT MINH
GVHD: TH.s
LÊ ĐỨC
1
13.2 2
M A = M B + QB × h − q đ × h × = −45.04 + 28.96 × 13.2 − 5.02 ×
= −116 .19 kNm
2
2
1
42
2
M C = M B + QB × H t − q đ × H t × = −45.04 + 28.96 × 4 − 5.02 ×
= 30.64 kNm
2
2
2
Giá trò mômen và phản lực tại cột bên phải với q h= 3.14 kN/m
M B' = −0.0515 × 3.14 × 13.2 2 = −28.18 kNm
QB' = 0.437 × 3.14 × 13.2 = 18.11 kNm
h2
13.2 2
= −28.18 + 18.11 × 13.2 − 3.14 ×
= −62.68 kNm
2
2
H2
42
M C' = M B' + QB' × H t − q h × t = −28.18 + 18.11 × 4 − 3.14 ×
= 19.14 kNm
2
2
Biểu đồ mômen M P0
M A' = M B' + QB' × h − q h ×
28.18 kNm
45.04kNm
-
30.64 kNm
-
19.141 kNm
+
-
+
116.19 kNm
62.68 kNm
0
Mp
4. Xác đònh r11 ; R1p :
- Dùng một mặt cắt cắt bao quanh thanh xà ngang và xét cân
bằng lực theo phương ngang của biểu đồ mômen M 1
r11
5.67 EJ cd
h3
⇒ r11 = 11,34
5.67 EJ cd
h3
EJ cd
h3
- Dùng một mặt cắt cắt bao quanh thanh xà ngang và xét cân
bằng lực theo phương ngang của biểu đồ mômen M P0
Trang:25
