THUYẾT MINH KCT2 HIENLINH
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (728.8 KB, 58 trang )
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
1.1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1.2 THIẾT KẾ HỆ GIẰNG
1.2.1 Hệ giằng mái
Hệ giằng mái sử dụng khung thép nhẹ được bố trí theo phương ngang của nhà tại
hai gian đầu hồi ( hay gần 2 gian đầu hồi), đầu các khối nhiệt độ và một số gian giữa nhà
tùy thuộc vào chiều dài nhà, sao cho khoảng cách giữa các giằng bố trí không quá 5 bước
cột.
Bản bụng của hai xà ngang cạnh nhau được nối bởi các thanh giằng chéo chữ thập.
Các thanh giằng giằng chéo này có thể là thép tròn hay cáp thép mạ kẽm có đường kính
không nhỏ 12mm( khi sức trục từ 5 tấn trở xuống), thép góc ( khi sức trục lớn). Ngoài ra,
cần bố trí các thanh chống dọc bằng thép hình (thường là thép góc). Độ mảnh của thanh
chống không dược vượt quá 200.
6000
6000
6000
24000
6000
B
A
5600
1
5600
2
5600
3
5600
4
5600
5
5600
6
5600
7
5600
8
5600
9
5600
10
5600
11
5600
12
5600
13
5600
14
5600
15
5600
16
17
Hình 1. Hệ giằng mái
Nhà có sức trục với sức nâng Q=8 tấn nên không cần bố trí thêm các thanh giằng
chéo chữ thập theo đầu cột.
Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch phía trên ( khi chịu tải trọng bình
thường, cánh trên của xà là cánh nén); khi chịu tải trọng gió, cánh dưới của xà chịu nén
nên phải gia cường bằng các thanh giằng chống xiên ( liên kết với xà gồ). Tiết diện thanh
chống không được nhỏ hơn L50x5, điểm lien kết với xà gồ cách xà khoảng từ 680800mm.
1
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
1.2.2 Hệ giằng cột
Hệ giằng cột có tác dụng đảm bảo độ cứng dọc nhà và giữ ổn định cho cột, tiếp
nhận và truyền xuống móng các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà như tải trọng gió
lên tường đầu hồi, lực hãm dọc nhà của cầu trục.
5600
1
5600
2
5600
3
5600
4
5600
5
5600
6
5600
7
5600
8
5600
9
5600
10
5600
11
5600
12
5600
13
5600
14
5600
15
5600
16
Hình 2. Hệ giằng cột
Hệ giằng cột thường bố trí 2 lớp:
•
•
Hệ giằng cột trên ( từ mặt dầm hãm đến đầu cột ).
Hệ giằng cột dưới ( từ nền nhà đến mặt dầm vai).
Hệ giằng cột gồm các thanh giằng chéo được bố trí trong những gian có hệ giằng
mái. Trường hợp nhà không có cầu trục hoặc sức nâng cầu trục dưới 15 tấn có thể dùng
thanh giằng chéo chữ thập bằng thép tròn có đường kính không nhỏ hơn 20mm. Nếu sức
trục trên 15 tấn cần dùng thép hình, thường là thép góc. Độ mảnh của thanh giằng không
vượt qua 200.
10
700
L50X5
L50X5
Hình 3. Chi tiết thanh giằng chống xiên liên kết giữa xà ngang và xà gồ
2
17
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
1.3 THIẾT KẾ XÀ GỒ
1.3.1 Xà gồ cán nóng
a. Tải trọng tác dụng
0
•
•
Độ dốc mái i = 11% => a = 6, 28
Chọn khoảng cách bố trí giữa 2 xà gồ: a = 1,2m
•
c
2
Mái lợp tôn múi tráng kẽm dày 0,7mm có trọng lượng: g m = 0,074kN / m
Chọn sơ bộ tiết diện xà gồ dạng chữ [ có số hiệu [12 với các thông số của tiết diện như
sau:
c
Wx = 50, 6cm 4 , Wy = 8,52cm 4 , g xg
= 10, 40daN / m, I x = 304cm 4
c
Hoạt tải được xác định theo TCVN 2737:1995 : pm = 0,3kN / m
Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên xà gồ:
2
cos a = 0,994
�
a = 6, 280 � �
�
�
sin a = 0,109
�
Ta có:
�g mc
�
�
�
0,074
c
�
�
qc = �
+ pmc �
a xg + g xg
=�
+ 0,3�
1, 2 + 0,104 = 0,553( kN / m)
�
�
�
�
�
�
�
�
�
cos a
0,994
�
�
Tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ:
�g mc .gg
�
�
�
0,074.1,1
�
c
c
�
q =�
+
p
.
g
a xg + g xg
.gg = �
+ 0,3.1,3�
.1, 2 + 0,104.1,1 = 0,681(kN / m)
�
�
�
m
p�
�
�
� 0,994
�
�
�
�
�cos a
�
t
b. Sơ đồ tính
Tải trọng tác dụng lên xà gồ được phân theo 2 phương:
qxc = q c sin a = 0,553.0,109 = 0,058
qxt = qt .sin a = 0,681.0,109 = 0,074
q cy = q c cos a = 0,553.0,994 = 0,550
qty = q t cos a = 0,681.0,994 = 0,677
y
x
qx
a
qy
q
3
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
Hình 4. Mặt cắt ngang xà gồ
Sơ đồ tính và biểu đồ mô men: thanh giằng xà gồ thép lá tròn f = 20mm .
B/2
B
Mx
My
B/2
qxB2/32
qyB2/8
Theo phương y
Theo phương x
Hình 5. Sơ đồ tính và biểu đồ tính momen của xà gồ
c. Kiểm tra về cường độ
Mô men uốn theo phương x và y trong xà gồ:
q ty B 2
0,677.5,62
Mx =
=
= 2,654kNm
8
8
q t B 2 0,074.5,62
My = x =
= 0,073kNm
32
32
Kiểm tra bền cho tiết diện:
s1 =
Mx My
+
� f gc
Wx Wy
s1 =
2,654.102 0,073.102
+
= 6,102kN / cm 2 � f gc = 21.1 = 21kN / cm 2
50,6
8,52
Thỏa mãn điều kiện
d. Kiểm tra về biến dạng
Do có hệ giằng xà gồ theo phương x nên ta chỉ xét độ võng xà gồ theo phương y.
Độ võng của xà gồ được tính như sau:
Dy
B
=
c
3
5 q y .B
5 0,550.5603
.
=
.
= 1,97.10- 3
6
384 EI x
384 2,1.10 .304
Kiểm tra độ võng:
�
D Dy �
D� D Dy
D� 1
=
�� �
� =
= 1,97.10- 3 < � �
=
= 5.10- 3
�
�
�
�
B
B
B
B
B
B
200
��
��
Thỏa điều kiện độ võng.
Vậy tiết diện xà gồ đã chọn thỏa mãn điều kiện về biến dạng.
4
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
Ngoài ra cần kiểm tra xà gồ chịu tải trọng gió bốc. Công trình xây dựng tại huyện
2
An Lão - thành phố Hải Phòng(vùng IV.B), áp lực gió W0 = 155daN / m . Tải trọng gió
q
và thành phần y của tĩnh tải mái ngược chiều nhau nên tải trọng gió
phương y của xà gồ) tác dụng vào xà gồ là:
tt
qgio
= gw .W0 .k .ce .
axg
cos a
qgio
( theo
c
- 0,9 g mc .a xg - 0,9.g xg
.cos a
= 1, 2.1,55.1, 021.0, 7.
1, 2
- 0, 9.0, 074.1, 2 - 0,9.0,104.0,994
0,994
= 1, 432(daN / m 2 )
�g mc .gg
�
�
c
�
q' x = �
a
+
g
.
g
.sin a
�
xg
g�
�cos a xg
�
�
�
�
�
�
0,074.0,9
=�
.1, 2 + 0,104.0,9�
0,109
�
�
�
�
� 0,994
�
= 0,019( daN / m 2 )
qtt qt
Vì gio
nên cần phải kiểm tra võng cho xà gồ chịu tải trọng gió
Tải trọng gió tiêu chuẩn:
tc
qgio
= W0 .k .ce .
axg
cos a
- g mc .axg - g xgc .cos a
= 1,55.1, 021.0, 7.
1, 2
- 0, 074.1, 2 - 0,104.0,994
0,994
= 1,145(daN / m 2 )
Độ võng của xà gồ được tính như sau:
Dy
B
=
tc
3
5 qgio .B
5 1,145.5603
.
=
.
= 4,101.10- 3
6
384 EI x
384 2,1.10 .304
Kiểm tra độ võng:
�
D Dy �
D� D Dy
D� 1
=
�� �
� =
= 4,101.10- 3 < � �
=
= 5.10- 3
�
�
B
B
B�
B
B�
�
� B
�
� 200
Thỏa điều kiện độ võng.
Vậy tiết diện xà gồ đã chọn thỏa mãn điều kiện về biến dạng.
5
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
1.3.2 Xà gồ dập nguội
Với nhịp là 5,6m, giá trị tải trọng có chiều hướng ra mái
tt
qgio
= 1, 432( kN / m)
và
tc
qgio
= 1,145(kN / m)
và theo sơ đồ 1 thanh giằng ở giữa tra bảng III.2 phụ lục III
chọn số hiệu thép Z20015 làm tiết diện xà gồ.
1.4 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG
Với sức trục Q=8T và nhịp nhà L =24 m ta tra bảng cầu, được những số liệu sau:
Chiều dài gabarit của cầu trục Hk = 900 mm
Bề rộng của cầu trục Bk = 3850 mm
Nhịp cầu trục Lk = 22.5 m
Khoảng cách giữa 2 trục bánh xe K= 3200 mm
Kích thước Z min = 180mm
1.4.1 Theo phương đứng
•
Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:
H 2 = H k + f +100 = 0,9 + 0, 2 + 0,1 = 1, 2 (m)
Trong đó:
H k =0,9m tra bảng catolo cần trục với Q=8 Tấn
f: là độ võng thường lấy f = 200-400 mm
100: khoảng hở an toàn giữa cầu trục và vì kèo.
•
Chiều cao cột khung tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:
H = H1 + H 2 + H 3 = 8,7 +1,2 + 0 = 9,9m
Trong đó:
H1 : cao trình từ mặt nền đến ray, H1 =8,7m
H 3 : coi mặt móng tại cốt �0.000 ( H 3 =0)
•
Chiều cao cột trên tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang:
H t = H 2 + H dct + H r = 1,2 + 0,7 + 0,2 = 2,1m
�
�
�
1 1�
1 1�
H dct = �
� �
B =�
� �
5,6 = 0,7 �5,6m
�
�
�
�
�
�
�
�
8 10 � �
8 10 �
Chọn H dct = 0,7m
hr : chiều cao tổng cộng của ray và đệm ray, thường lấy 200mm
6
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
•
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
Chiều cao cột dưới tính từ mặt móng đến mặt trên vai cột:
H d = H - H t + H 3 = 9,9 - 2,1 = 7,8m
•
Chọn phần chân cột chôn vào cao trình nền H 3 = 600 �1000m .
1.4.2 Sơ đồ tính khung ngang
Do sức nâng của cầu trục không lớn nên chọn phương án tiết diện cột không
đổi, với độ cứng I1 . Vì nhịp khung L=24m, nên chon phương án có xà ngang tiết diện
thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 4,5m. Với đoạn xà
4,5m ( tiết diện thay đổi), độ cứng đầu xà và cuối xà là I1 và . Với đoạn xà 7,5m( tiết
diện không đổi) dộ cứng là I 2 .
Giả thiết sơ bộ I1 / I 2 =2,8. Do nhà có cầu trục nên chọn kiêu lien kết cột với móng
là liên kết ngàm tại mặt móng cốt �0.000 . Chiều dài dầm vai cột chọn sơ bộ là:
L1 - 0,5h = 0,75 - 0,5.0,53 = 0, 485m
Chọn Ldv = 0,5m
Liên kết giữa cột và xà ngang và liên kết đỉnh xà ngang là cứng. Trục cột khung lấy
trùng với trục định vị để đơn giản hóa về tính toán và thiên về an toàn.
I2
I2
1400
I2
I1
+9.900
2100
I1
+7.800
I1
7800
500
I1
0.000
4500
7500
7500
4500
Hình 6. Sơ đô tính khung ngang
7
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
1.5
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG
1.5.1 Tải trọng thường xuyên
Tải trọng thường xuyên tác dụng lên khung ngang bao gồm trọng lượng các tấm
mái, trọng lượng bản thân xà gồ, trọng lượng bản thân khung ngang và dầm cầu
trục.
•
Để đơn giản việc tính toán, trọng lượng bản thân các tấm lợp, lớp xà gồ và
xà gồ mái lấy 0,15 kN/m2 , hệ số vượt tải ng=1,1.
n. g tc .B 1,1.0,15.5,6
g =
=
= 0,93kN / m
cos a
0,994
tt
1
•
Trọng lượng kết cấu cửa mái có thể lấy khoảng 0,15kN/m2 mặt bằng cửa
mái:
g 2tt =
•
n. g tc .B 1,1.0,15.5,6
=
= 0,93kN / m
cos a
0,994
Trọng lượng trần treo: trần thạch cao khoảng 0,15kN/m2:
g3tt = ng . g tc .B = 1,1.0,15.5,6 = 0, 924 kN / m 2
•
Trọng lượng bản thân của kết cấu hệ giằng được lấy 15% trọng lượng xà
ngang ( chọn sơ bộ trọng lượng bản thân xà ngang 1 kNm)
g 4tt = 1,1.0,15.1 = 0,165kN / m
•
Tổng tải trọng phân bố đều trên xà ngang
G = g1tt + g2tt + g3tt + g 4tt = 0,93 + 0,93 + 0,924 + 0,165 = 2,949kN / m 2
•
Trọng lượng bản thân của tôn tường và xà gồ lấy khoảng 0,15 kN/m 2. Quy
thành tải tập trung đặt tại đỉnh cột:
P1 = ng . g tc .H .B = 1,1.0,15.9, 9.5, 6 = 9,148kN
•
Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1 kN/m 2. Quy thành tải
tập trung dặt tại vai cột:
P2 = ng .1.B = 1,1.1.5,6 = 6,16kN
8
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
2,949 kN/m
9,148 kN
9,148 kN
6,16 kN
2100
6,16 kN
7800
500
7800
7800
Hình 7. Sơ đồ tính khung với tĩnh tải
1.5.2 Hoạt tải mái
Theo TCVN 2737:1995, trị số hoạt tải sửa chữa hoặc thi công mái phụ thuộc vào
từng loại mái. Với mái lợp vật liệu nhẹ như: tôn, fibroximang… trị số tiêu chuẩn của hoạt
c
2
g = 1,3
tải mái pm = 0,3kN / m , hệ số độ tin cậy tương ứng p
.
g mtt =
gp . pmc .B
cos a
=
1,3.0,3.5,6
= 2,197kN / m
0,994
2,949 kN/m
2,197 kN/m
500
2100
7800
500
7800
6,16 kN
2100
9,148 kN
Hình 8. Sơ dồ tính khung với hoạt tải mái
9
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
1.5.3 Hoạt tải cầu trục
Hoạt tải cầu trục tác dung lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực hãm
ngang của cầu trục. Các loại tải trọng này thông qua bánh xe cầu trục truyền xuống vai
cột. Các thông số sức nâng 8T như sau:
Nhịp
Lk(m)
22,5
Chiều Khoảng Bề rộng Bề rộng Trọng
cao
cách
gabarit đáy Kk
lượng
gabarit
Zmin
Bk
(mm) cầu trục
Hk(mm) (mm)
(mm)
G(T)
900
160
3850
3200
10,36
Trọng
lượng
xe con
Gxc(T)
Áp lực
Pmax
(kN)
Áp lực
Pmin
(kN)
0,59
59
18,6
a. Áp lực đứng cầu trục
Áp lực đứng Dmax, Dmin của cầu trục truyền qua dầm cầu trục thành tải trọng tập
trung đặt tại vai cột. Trị số của Dmax, Dmin có thể xác định bằng đường ảnh hưởng của phản
lực gối tựa dầm cầu trục khi các bánh xe dầm cầu cầu trục di chuyển đến vị trí bất lợi
nhất. Với khung 1 nhịp, nhà có 2 cầu trục hoạt động, cần xét đến tải trọng của 2 cầu trục
đặt sát nhau.
C
Dmax = nc .gp . Pmax
�yi =0,85.1,1.59.2,626 = 144,863(kN )
C
Dmin = nc .gp .Pmax
�yi =0,85.1,1.18,6.2,626 = 45,669(kN )
3850
3850
P
P
P
P
CT-1
CT-2
0,884
0,313
1750
3200
5600
1
650
0,429
3200
2400
5600
Hình 9. Sơ đồ xác định đường ảnh hưởng
10
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
144,863 kN
2100
45,699 kN
7800
500
144,863 kN
45,699 kN
2100
a. Dmax tác dụng lên cột trái
7800
500
b. Dmax tác dụng lên cột phải
Hình 10. Sơ dồ tính khung với áp lực cầu trục
e. Lực hãm ngang của cầu trục
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe cầu trục trên ray:
T1 =
0,5. f .(Q + Gxc ).n xc'
0,5.0,1.(80 + 5,9).2
=
= 2,146( kN )
n xc
4
Lực hãm ngang T của cầu trục tác dụng vào cột khung thông qua dầm hãm( giả
thiết cách vai cột 0,7m) xác định theo công thức:
T = nc .gP .T1.�yi =0,85.1,1.2,146.2,626 = 5, 269( kN )
11
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
1400
2100
144,863 kN
5,269 kN
500
7800
8500
500
5,269 kN
8500
500
8500
500
1400
1400
a. Tmax tác dụng lên cột trái
b. Tmax tác dụng lên cột phải
Hình 11. Sơ đồ tính khung với lực hãm ngang của cẩu trục
1.5.4 Tải trọng gió
Chiều cao đỉnh mái Hdm được xác định như sau:
H dm = H + i
L
24
= 9,9 + 0,11 = 11,22(m )
2
2
Chọn Hdm= 11,3m
Địa điểm tại huyện An Lão – TP Hải Phòng( vùng III), áp lực gió W0=155 daN/m2
a. Gió theo phương ngang nhà
ce 0.8
12
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
6, 28�
�
�
�
�
�h1 9,9
�
0, 413�
�
�L 24
tra bảng 6 TCVN 2737-1995 ta được ce1 0, 433
6, 28� 60�
�
�
�
�
� h1 9,9
�
0
0, 413 0,5�
�
� L 24
tra bảng 6 TCVN 2737-1995 ta được ce 2 0, 4
�b 89,6
�
�L 24 3,73 2 �
�
�
�
�
�h1 9,9 0, 413 0,5�
�L 24
�tra bảng 6 TCVN 2737-1995 ta được ce 3 0,5
Với các kích thước của nhà, tra bảng hệ số khí động ta được các hệ số khí động
như sau:
•
•
•
•
Hệ số khí động trên mặt tường đón gió: ce=0,8
Hệ số khí động trên mặt đón gió: ce1= -0,433( gió hút ra)
Hệ số khí động trên mặt khuất gió: ce2= -0,4( gió hút ra)
Hệ số khí động trên mặt tường khuất gió: ce3= -0,5(gió hút ra)
Tải trọng phân bố lên khung được xác định như sau:
STT
Cấu kiện
1
2
3
4
Cột đón gió
Xà mái đón gió
Xà mái khuất gió
Cột khuất gió
Cao độ
Z
(m)
9,9
11,3
11,3
9,9
Hệ số k
Hệ số c
0,998
1,021
1,021
0,998
0,8
0,433
0,4
0,5
Tải trọng
tính toán
kN/m
8,316
4,605
4,254
5,333
Trong đó:
Cầu trục chế độ làm việc trung bình, móc mềm: a H = 1
Hệ số k được xác định trong bảng 5 TCVN 2737:1995
13
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
4,254 kN/m
4,605 kN/m
5,333 kN/m
8,316 kN/m
a. Gió trái
4,254 kN/m
4,605 kN/m
5,333 kN/m
8,316 kN/m
b. Gió phải
Hình 12. Sơ đồ tính khung với tải trọng gió ngang nhà
c. Gió theo phương dọc nhà
Hệ số khí động trong trường hợp này như sau:
•
•
Hệ số khí động trên mặt tường dọc nhà: ce4=-0,4( gió hút ra)
Hệ số khí động trên mặt mái: ce5=-0,7( gió hút ra)
Tải trọng gió theo phương dọc nhà được xác định như sau:
ST
T
Tên cấu kiện
1
2
Cột
Xà mái
Cao độ
Z
(m)
9,9
11,3
Hệ số k
Hệ số c
0,998
1,021
0,4
0,7
Tải trọng
tính toán
kN/m
4,158
7,444
14
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
Trong đó:
Cầu trục chế độ làm việc trung bình, móc mềm: a H = 1
Hệ số k được xác định trong bảng 5 TCVN 2737:1995
7,444 kN/m
7,444 kN/m
4,158 kN/m
4,158 kN/m
Hình 13. Sơ đồ tính khung với tải trọng gió dọc nhà
1.6. XÁC ĐỊNH VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC
1.6.1. Chọn sơ bộ tiết diện cột và xà ngang
a. Tiết diện cột và tiết diện đầu xà thay đổi tiết diện
Vì sức trục Q= 8T < 30T nên coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột (a=0).
•
Khoảng cách từ trục định vị đến ray cầu trục:
L - Lk 24 - 22,5
=
= 0,75m
2
2
Với Q=8T tra bảng catolo được Lk = 22,5m
L1 =
•
Chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu độ cứng:
�1
�1
1�
1�
�
�
�
h =�
�
H
=
�
9,9 = 0, 495 �0,66m
�
�
�
�
� �
�
�
�
�
20 15 �
20 15 �
Chọn h=53cm
•
Bề rộng tiết diện cột: b = (0,3 : 0,5)h = (0,3 : 0,5).0,53 = 0,159 : 0,265m
1 � �1
1 �
�1
H � � ��9,9 (0,33 �0,495) m
� � �
Và b = �30 20 � �30 20 �
Chọn b=25cm
15
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
•
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
Chiều dày bản bụng tw
�1
1 �
�
�
�
h
�
�
�
�
�
�
70
100
nên chọn vào khoảng
. Để đảm bảo
điều kiện chống gỉ, không nên chọn tw quá mỏng : tw �6mm
�1
� �1
1 �
1 �
�
�
tw = �
�
h
=
�
.0,53 = ( 0,0076 �0,0053)
�
�
�
�
�
�
�
�
�
70 100 � �
70 100 �
Chọn tw = 0, 01m = 1cm
•
�1
�
1�
�
�
b
�
�
�
�
t
�
�
28
35
f
Chiều dày bản cánh chọn trong khoảng
t f bf
f
2100
25.
0,791cm
E
2,1.106
Chọn tf = 0,015m = 1,5cm
Kiểm tra khoảng cách an toàn từ ray tới cầu trục đền mép trong cột
Z = L1 - h = 0,75 - 0,53 = 0, 22m > Z min = 0,18m
Trong đó :
L: nhịp nhà L=24m
h : chiều cao tiết diện cột h=0,53m
500
530
15
250
10
15
•
Hình 14. Tiết diện cột và tiết diện đầu xà thay đổi
16
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
b. Tiết diện cuối xà thay đổi tiết diện và tiết diện xà không đổi tiết diện
•
Momen quán tính đối với trục x của tiết diện cột:
�
�
1.503
25.1,53
�
�
I x = I1 =
+ 2�
+ 25.1,5.25,752 �
= 60160, 42( cm 4 )
�
�
�
12
� 12
�
•
Theo giả thiết ban đầu:
I1
60160, 42
= 2,8 � I 2 =
= 21485,86( cm 4 )
I2
2,8
Chọn phương án thay đổi tiết diện dầm là thay đổi chiều cao, nên tiết diện
tại vị trí thay đổi.
•
Momen quán tính theo trục x của tiết diện tại vị trí thay đổi tiết diện:
I2 =
2
�
�
��
1.hw3
25.1,53
hw �
�
�
+ 2. �
+
25.1,5.
0,75
+
= 21485,86( cm 4 )
�
�
�
�
�
�
�
12
2 ��
� 12
Giải phương trình trên ta được nghiệm hw= 30,43 cm => chọn hw= 33 cm
•
Bề rộng tiết diện b = (0, 3 : 0,5)h = (0,3 : 0,5).0,53 = 0,159 : 0,265m
Chọn b = 0,25 m
•
Bề dày bản bụng nên chọn vào khoảng (1/100 ÷ 1/70)h và để đảm bảo điều
kiện chống gỉ không nên chọn bé hơn 6 mm
�1
� �1
1 �
1 �
�
�
tw = �
�
h
=
�
.0,53 = ( 0,0076 �0,0053)
�
�
�
�
�
�
�
�
�
70 100 � �
70 100 �
Chọn tw = 0,01m= 1cm
•
Bề dày bản cánh :
f
2100
25.
0,791cm
E
2,1.106
Chọn tf = 0,015m=1,5cm
t f bf
17
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
330
360
15
250
15
10
Hình 15. Tiết diện cuối xà thay đổi tiết diện và tiết diện xà không thay đổi tiết diện
c. Chọn tiết diện vai cột
•
•
•
Chiều rộng bản cánh dầm vai: b=25cm
Chiều dày bản cánh dầm vai: tf=1,5cm
Chiều dày bản bụng dầm vai tw được xác định từ điều kiện chịu ép cục bộ
do phản lực dầm cầu trục trền vào, theo công thức:
twdv =
Dmax + Gdct
144,863 + 6,16
=
= 0,327cm
dv
(bdct + 2.t f ) f gc (20 + 2.1).21.1
Chọn tw = 0,8m
Với bdct chọn sơ bộ bằng 20.
•
dv
Chiều cao của bản bụng dầm vai hw1 có thể được chọn từ điều kiện chịu lực
của 2 đường hàn liên kết bản bụng dầm dầm vai với bản cánh cột:
3 V
3.(144,863 6,16)
dv
hw1
� dv
23,25cm)
dv
2 tw f v c
2.0,8.0,58.21.1
chọn hw1 35( cm)
•
•
Để tiết kiệm vật liệu (phù hợp với biểu đồ mô men uốn), chiều cao dầm vai
tại vị trí trọng tâm dầm cầu trục lấy nhỏ hơn ở đầu công xôn, chọn góc
.
nghiêng 20�
Chiều cao của bản bụng dầm vai tại vị trí này được tính như sau:
dv
dv
hw2
hw1
ztg 35 22 �tg 200 26,99( cm) chọn hwdv2 29( cm)
18
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
15
250
8
15
15
8
290
320
350
380
15
250
Tiết diện dầm vai
Tiết diện tại vị trí trọng tâm dầm cầu trục
Hình 16. Tiết diện dầm vai
1.6.2. Xác định nội lực
Nội lực khung ngang được xác định với từng trường hợp chất tải bằng phần mềm
SAP2000. Trọng lượng bản thân kết cấu khung ngang được khai báo trông SAP. Kết quả
tính toán được thể hiện dưới dạng biểu đồ và bảng thống kê nội lực. Dấu của nội lực lấy
theo quy định chung của sức bền vật liệu.
•
•
Với cột khung: cần xác định nội lực tại các tiết diện đỉnh cột, chân cột và
vai cột(trường hợp không có dầm vai cột đỡ cầu trục thì xác định tại tiết
diện giữa cột).
Với xà ngang: trường hợp xà có tiết diện không đổi thì cần xác định nội lực
ở các tiết diện hai đầu và giữa nhịp. Nếu xà có tiết diện thay đổi tì cần xác
định nội lực ở cả tiết diện hai đầu và chổ thay đổi tiết diện.
Bảng nội lực sap
TABLE: Element Forces - Frames
Fram
e
Text
1
1
1
1
Station
OutputCase
CaseType
P
V2
M3
m
0
1.95
3.9
5.85
Text
TT
TT
TT
TT
Text
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
KN
-74.06
-71.96
-69.85
-67.75
KN
-28.46
-28.46
-28.46
-28.46
KN-m
-104.74
-49.24
6.27
61.77
19
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
TABLE: Element Forces - Frames
Fram
e
Text
1
1
1
1
1
1
Station
OutputCase
CaseType
P
V2
M3
m
7.8
0
1.95
3.9
5.85
7.8
Text
TT
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
GXT
GXT
GXT
GXT
GXT
GXP
GXP
GXP
GXP
GXP
GY
GY
GY
GY
GY
DMAXTRAI
Text
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
KN
-65.64
-26.76
-26.76
-26.76
-26.76
-26.76
KN
-28.46
-15.83
-15.83
-15.83
-15.83
-15.83
KN-m
117.27
-58.43
-27.55
3.32
34.20
65.07
LinStatic
-20.79
-7.96
-20.00
LinStatic
-20.79
-7.96
-4.48
LinStatic
-20.79
-7.96
11.03
LinStatic
-20.79
-7.96
26.55
LinStatic
-20.79
-7.96
42.06
LinStatic
-5.97
-7.88
-38.43
LinStatic
-5.97
-7.88
-23.07
LinStatic
-5.97
-7.88
-7.71
LinStatic
-5.97
-7.88
7.65
LinStatic
-5.97
-7.88
23.01
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
60.16
60.16
60.16
60.16
60.16
47.04
47.04
47.04
47.04
47.04
90.04
90.04
90.04
90.04
90.04
-143.89
108.52
92.31
76.09
59.88
43.66
-26.10
-15.70
-5.30
5.10
15.50
25.69
33.80
41.90
50.01
58.12
-5.97
401.91
206.10
41.92
-90.65
-191.60
-128.56
-87.80
-67.32
-67.12
-87.20
137.09
79.10
5.29
-84.33
-189.76
-4.01
1
0
1
1.95
1
3.9
1
5.85
1
7.8
1
0
1
1.95
1
3.9
1
5.85
1
7.8
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1.95
3.9
5.85
7.8
0
1.95
3.9
5.85
7.8
0
1.95
3.9
5.85
7.8
0
20
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
TABLE: Element Forces - Frames
Fram
e
Text
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Station
OutputCase
CaseType
P
V2
M3
m
1.95
3.9
5.85
7.8
0
1.95
3.9
5.85
7.8
0
1.95
3.9
5.85
7.8
0
1.95
3.9
5.85
7.8
0
0.525
0.7
0.7
1.05
1.575
2.1
0
0.525
0.7
0.7
1.05
1.575
2.1
Text
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TT
TT
TT
TT
TT
TT
TT
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
Text
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
KN
-143.89
-143.89
-143.89
-143.89
-46.66
-46.66
-46.66
-46.66
-46.66
-0.47
-0.47
-0.47
-0.47
-0.47
0.47
0.47
0.47
0.47
0.47
-59.04
-58.48
-58.29
-58.29
-57.91
-57.34
-56.78
-26.76
-26.76
-26.76
-26.76
-26.76
-26.76
-26.76
KN
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-3.40
-3.40
-3.40
-3.40
-3.40
1.87
1.87
1.87
1.87
1.87
-28.46
-28.46
-28.46
-28.46
-28.46
-28.46
-28.46
-15.83
-15.83
-15.83
-15.83
-15.83
-15.83
-15.83
KN-m
7.63
19.27
30.92
42.56
-30.30
-18.66
-7.01
4.63
16.27
-19.45
-12.81
-6.18
0.45
7.08
13.97
10.32
6.68
3.04
-0.60
114.08
129.02
134.00
134.00
143.96
158.90
173.85
65.07
73.38
76.15
76.15
81.70
90.01
98.32
LinStatic
-20.79
-7.96
42.06
LinStatic
-20.79
-7.96
46.24
LinStatic
-20.79
-7.96
47.63
LinStatic
-20.79
-7.96
47.63
5
0
5
0.525
5
0.7
5
0.7
21
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
TABLE: Element Forces - Frames
Fram
e
Text
Station
OutputCase
CaseType
P
V2
M3
m
Text
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
GXT
GXT
GXT
GXT
GXT
GXT
GXT
GXP
GXP
GXP
GXP
GXP
GXP
GXP
GY
GY
GY
GY
GY
GY
GY
Text
KN
KN
KN-m
LinStatic
-20.79
-7.96
50.42
LinStatic
-20.79
-7.96
54.59
LinStatic
-20.79
-7.96
58.77
LinStatic
-5.97
-7.88
23.01
LinStatic
-5.97
-7.88
27.14
LinStatic
-5.97
-7.88
28.52
LinStatic
-5.97
-7.88
28.52
LinStatic
-5.97
-7.88
31.28
LinStatic
-5.97
-7.88
35.41
LinStatic
-5.97
-7.88
39.55
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
60.16
60.16
60.16
60.16
60.16
60.16
60.16
47.04
47.04
47.04
47.04
47.04
47.04
47.04
90.04
90.04
90.04
90.04
90.04
90.04
90.04
43.66
39.29
37.84
37.84
34.93
30.56
26.20
15.50
18.30
19.23
19.23
21.10
23.90
26.70
58.12
60.30
61.03
61.03
62.49
64.67
66.85
-191.60
-213.37
-220.12
-220.12
-232.85
-250.04
-264.94
-87.20
-96.07
-99.36
-99.36
-106.41
-118.22
-131.50
-189.76
-220.84
-231.46
-231.46
-253.07
-286.45
-320.98
5
1.05
5
1.575
5
2.1
5
0
5
0.525
5
0.7
5
0.7
5
1.05
5
1.575
5
2.1
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
0
0.525
0.7
0.7
1.05
1.575
2.1
0
0.525
0.7
0.7
1.05
1.575
2.1
0
0.525
0.7
0.7
1.05
1.575
2.1
22
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
TABLE: Element Forces - Frames
Fram
e
Text
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
Station
OutputCase
CaseType
P
V2
M3
m
0
0.525
0.7
0.7
1.05
1.575
2.1
0
0.525
0.7
0.7
1.05
1.575
2.1
0
0.525
0.7
0.7
1.05
1.575
2.1
0
0.525
0.7
0.7
1.05
1.575
2.1
0
1.13263
2.26526
3.39789
4.53052
0
1.13263
2.26526
3.39789
4.53052
0
Text
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TT
TT
TT
TT
TT
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTMAITRA
Text
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
KN
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
-0.96
-0.96
-0.96
-0.96
-0.96
-0.96
-0.96
-0.47
-0.47
-0.47
-0.47
-0.47
-0.47
-0.47
0.47
0.47
0.47
0.47
0.47
0.47
0.47
-33.79
-33.26
-32.74
-32.23
-31.71
-18.83
-18.54
-18.25
-17.96
-17.67
-10.31
KN
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-5.97
-3.40
-3.40
-3.40
1.87
1.87
1.87
1.87
1.87
1.87
1.87
1.87
1.87
1.87
1.87
-44.01
-39.50
-35.03
-30.60
-26.21
-24.74
-22.27
-19.80
-17.33
-14.86
-19.73
KN-m
-29.87
-26.74
-25.69
-25.69
-23.60
-20.47
-17.33
-6.58
-3.44
-2.40
-2.40
-0.31
2.83
5.96
7.08
8.87
9.46
9.46
8.81
7.83
6.85
-0.60
-1.58
-1.91
-1.91
-2.56
-3.54
-4.52
-173.85
-126.56
-84.36
-47.20
-15.04
-98.32
-71.69
-47.87
-26.84
-8.61
-58.77
23
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
TABLE: Element Forces - Frames
Fram
e
Text
Station
OutputCase
CaseType
P
V2
M3
m
Text
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
GXT
GXT
GXT
GXT
GXT
GXP
GXP
GXP
GXP
GXP
GY
GY
GY
GY
GY
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXTRAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
Text
KN
KN
KN-m
LinStatic
-10.02
-17.25
-37.83
LinStatic
-9.74
-14.78
-19.69
LinStatic
-9.45
-12.31
-4.34
LinStatic
-9.16
-9.84
8.20
LinStatic
-8.52
-5.02
-39.55
LinStatic
-8.52
-5.02
-33.87
LinStatic
-8.52
-5.02
-28.18
LinStatic
-8.52
-5.02
-22.50
LinStatic
-8.52
-5.02
-16.81
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
32.99
32.99
32.99
32.99
32.99
31.97
31.97
31.97
31.97
31.97
76.84
76.84
76.84
76.84
76.84
-5.82
-5.82
-5.82
-5.82
-5.82
-6.04
-6.04
56.72
51.51
46.29
41.07
35.86
43.63
38.81
33.99
29.17
24.35
81.68
73.25
64.82
56.39
47.96
1.66
1.66
1.66
1.66
1.66
-0.26
-0.26
264.94
203.65
148.27
98.80
55.23
131.50
84.82
43.59
7.82
-22.49
320.98
233.24
155.04
86.40
27.31
17.33
15.45
13.57
11.69
9.81
-5.96
-5.67
7
1.13263
7
2.26526
7
3.39789
7
4.53052
7
0
7
1.13263
7
2.26526
7
3.39789
7
4.53052
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
0
1.13263
2.26526
3.39789
4.53052
0
1.13263
2.26526
3.39789
4.53052
0
1.13263
2.26526
3.39789
4.53052
0
1.13263
2.26526
3.39789
4.53052
0
1.13263
24
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: NGÔ DUY TIẾN
TABLE: Element Forces - Frames
Fram
e
Text
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9
Station
OutputCase
CaseType
P
V2
M3
m
2.26526
3.39789
4.53052
0
1.13263
2.26526
3.39789
4.53052
0
1.13263
2.26526
3.39789
4.53052
0
1.88772
3.77543
5.66315
7.55087
0
1.88772
3.77543
5.66315
7.55087
Text
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
LinStatic
KN
-6.04
-6.04
-6.04
1.80
1.80
1.80
1.80
1.80
1.91
1.91
1.91
1.91
1.91
-31.71
-30.86
-30.02
-29.17
-28.32
-17.67
-17.19
-16.71
-16.23
-15.75
KN
-0.26
-0.26
-0.26
-0.69
-0.69
-0.69
-0.69
-0.69
0.25
0.25
0.25
0.25
0.25
-26.21
-18.93
-11.65
-4.38
2.90
-14.86
-10.74
-6.62
-2.50
1.62
KN-m
-5.38
-5.09
-4.80
-6.85
-6.07
-5.29
-4.51
-3.74
4.52
4.24
3.96
3.68
3.39
-15.04
27.57
56.44
71.57
72.96
-8.61
15.55
31.93
40.54
41.37
9
0
LinStatic
-9.16
-9.84
8.20
9
1.88772
LinStatic
-8.68
-5.72
22.89
9
3.77543
LinStatic
-8.20
-1.60
29.80
9
5.66315
LinStatic
-7.72
2.52
28.93
9
7.55087
LinStatic
-7.24
6.64
20.29
9
0
LinStatic
-8.52
-5.02
-16.81
9
1.88772
LinStatic
-8.52
-5.02
-7.34
9
3.77543
LinStatic
-8.52
-5.02
2.13
9
5.66315
Text
DMAXPHAI
DMAXPHAI
DMAXPHAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXTRAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TMAXPHAI
TT
TT
TT
TT
TT
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTCAMAI
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAITRA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
HTMAIPHA
I
LinStatic
-8.52
-5.02
11.61
25
