Thuyet minh tinh toan nha ket cau thep co cau truc
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.97 MB, 61 trang )
NHÀ XƯỞNG CÓ NHỊP 27,4M
1. TÍNH TOÁN XÀ GỒ:
1.1. Tải trọng tác dụng lên xà gồ:
Tấm lợp có chiều dày
0,45 mm
2
=
0,035 KN/m
qt
=
21,548 Kg/m
Trọng lượng xà gồ
qxg =
0,042 KN/m
Độ dốc mái
qxg =
i =
a =
18,167 Kg/m
15 %
8,306 độ
Bước xà gồ
bxg =
1,40 m
Bước cột
Hệ số vượt tải
b
n
=
=
6,1 m
1,1
Hoạt tảimái
Cương độ thép làm xà gồ
p
f
=
=
0,3 KN/m
345 MPa
qtt
=
0,605 KN/m
tc
=
0,452 KN/m
==>
Tổng tải trọng tính toán
Tổng tải trọng tiêu chuẩn
q
a
qt
Trọng lượng tấm lợp
2
1.2. Nội lực của xà goàà:
2
tt
2
=
0,407 KN.m
2
tt
2
=
2,785 KN.m
=
8,071 cm3
=
1,178 cm3
My = qx.ly /8 = q .sina. ly /8
Mx = qy.lx /8 = q .cosa. lx /8
1.3. Chọn tiết diện xà gồ:
Wx
Wy
Chọn xà gồ:
Mx
σ
My
σ
CHxWxt: C1506518
có các đặc trưng như sau:
Trọng lượng xà gồ qxg =
0,042 KN/m
Wx =
25,980 cm3
Wy =
6,552 cm3
Jx
=
194,848 cm4
Jy
=
29,768 cm4
1.4. Kieåm tra tiết diện xà gồ đã chọn:
1.4.1. Điều kiện bền:
σ
Mx My
Wx
Wy
=
169,237 < R.g =
1
345
MPa
OK!!
Đảm bảo chịu lực theo điề kiện bền
1.4.2. Điều kiện độ võng:
5 q tc .sinα .l 4x
fx
.
=
0,019 m
384
EJ y
tc
4
5 q .cosα .l y
fy
.
384
EJ x
=
0,020 m
==>
f f x2 f y2
=
0,027 m
==>
f
l
f
0,0045
0,010
l
Đảm bảo chịu lực theo điều kiện độ võng
OK!!
2. TÍNH TOÁN KHUNG NGANG TỔ HP:
2.1. Các thông số về khung ngang:
Cao trình đỉnh cột
h1 =
7,06 m
Cao trình đỉnh mái
hđ =
9,57 m
Nhịp khung ngang
Chiều dài nhà
Bước khung ngang
Độ dốc mái
==>
Mác thép
Q345
C. độ chịu kéo TT
L
B
b
i
a
27,4
58
6,1
8
4,57
=
=
=
=
=
m
m
m
%
độ
f =
345 MPa
Hệ số đk làm việc
gc =
1,10
Cường độ chịu cắt
fv =
200 MPa
2.2. Tải trọng tác dụng:
2.2.1. Tónh tải:
Trọng lượng mái
Hệ số vượt tải
==>
2.2.2. Tải trọng tạm thời:
2.2.2.1 Hoạt tải mái:
gm =
0,40 KN/m
n
g
=
=
1,1
0,44 KN/m
pm =
0,3 KN/m
n
P
2
=
=
1,2
2,196 KN/m
2.2.3. Tải trọng do áp lực của xe con
Tra số liệu ta có
Kích thươc gabarit chính ( mm )
2
Loại ray p Lực
Trọng lượng
Loại
B(mm)
5000
K(mm)
B1(mm) F(mm)
3500
230
Trong đó
Tải trọng cầu trục =
QG c
Pmax
no
Bánh xe
đặc
lên ray T
biệt
1400 KP70
350
Ta có Pmax = 8,9 tấn
P min
Lt(mm)
=
3,9
5
Xe ( Tấn )
8,9
8,7
2,2
Toàn bộ
( Tấn )
20,6
tấn
Tấn
Q là trọng lượng vật nặng ( Sức trục )
G là toàn bộ cầu trục
N0 là số lượng bánh xe trên ray
p lực lớn nhất của một bánh xe cầu trục tác dụng lên khung do lưc Pmax được xác định
Theo đường ảnh hưởng của phản lực gối tựa của hai cầu trục ở hai bên cột. Ở đây ta phải
kể thêm hệ số vượt tải 1,1
Vị trí bất lợ nhất của xe lên dầm
750
3200
750
pmax
1.000
0.575
pmax
Đường ảnh hưởng phản lực gối
D n.nc . P c . yi
Dmax = 15,419 Taán =
154,2 KN
Dmin = 6,7568 Taán =
67,6 KN
2.2.4 Lực hãm của xe con
Khi xe con hãm phát sinh lực quán tính tác dụng theo phương chuyển động. Lực hãm truyễn
Vào dầm và truyền vào khung
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục truyền lên dầm và truyền vào khung tại
vị trí liên kết dầm vào cột
Tc
0,05(Q Gxe )
no
3
=
0,18
Tấn
1,8KN
Tc
no
Trong đó: Gxe là trọng lượng xe con
N0 là số bánh xe một bên cầu trục
Q Trọng lượng sức nâng cầu trục
( 0,1 là hệ số ma sát )
Tc n.Tc Ty 0,31185 Tấn.m = 3,12 KN.m
Lực này tác dụng vào khung được đưa về một lực tập trung và một moment có trị số
M=
525 Kg.m
2.2.2.2 Tải trọng gió:
Tinh theo TCVN 2737-1995
Địa điểm xây dựng công trình:
TP Vinh , Nghệ An
Do đó thuộc vùng áp lực gió:
IIIB
2
1,25 KN/m
Giá trị áp lực gió theo vùng: W0 =
Dạng địa hình
B Tương đối trống trải
Hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình
Tỷ số:
Tỷ số:
z1 =
7,06
k1 =
0,939
z2 =
9,57
k2 =
0,992
z3 =
10,18
k3 =
1,003
z4 =
10,77
k4 =
1,013
0,3
ce1 =
-0,263
ce2 =
-0,4
ce3 =
-0,5
h1/L =
B/L = 2,11679
Hệ số độ tin cây
n =
Thành phần gió tónh được xác định như sau:
Wi = n.W0.ci.k.b
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
W0 ( Kg/m2)
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
1,25
n
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
1,2
h
7,06
9,57
10,18
10,77
10,77
10,18
9,57
7,06
2.3. Tính toán nội lực trong khung:
4
1,2
KN/m
k
ct
b(m)
0,939
0,992
1,003
1,013
1,013
1,003
0,992
0,939
0,8
-0,263
0,8
-0,263
-0,400
-0,5
-0,400
-0,5
6,1
6,1
6,1
6,1
6,1
6,1
6,1
6,1
Wtt( Kn/m )
6,87
-2,39
7,34
-2,44
-3,71
-4,59
-3,63
-4,30
Dùng phần mềm Sap2000 để tính toán nội lực
Sơ đồ thanh
2.4.1. Tiết diện tại chân cột:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
102,43
161,7
31,49
Đôï lệch tâm e:
M x
N
=
Chiều cao cột sơ bộ chọn h
Diện tích tiết diện cột yêu cầu:
N
e
A y c .1.25 (2.2 2.8).
f.γ
h
=
e
x
0,634 m
300 mm
3059,915 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
4
h =
300 mm
Ix = 79681418,7 mm
b =
200 mm
Iy = 10671778,7 mm
tf =
8 mm
Wx =
3
531209 mm
tw =
6 mm
Wy =
3
106718 mm
4
A =
2
4904 mm
Sx =
3
294092 mm
q =
0,385 KN/m
Sy =
3
81278 mm
5
2.4.2.1. Kiểm tra ổn định tổng thể:
Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và trục y
Ix
A
Iy
rx
=
127,469 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
ry
Lx = L0 =
5,5
46,649 mm
Ly = L0 =
m
lx = Lx/rx=
43,148
<
170
ly = Ly/ry=
82,531
<
169,6 ==>
==>
3,85
m
x λ x . f/E
1,749
OK!!
3,345
OK!!
y
λ y . f/E
a. Trong mặt phẳng uốn: (Tính với trục x-x)
N
γ c .f
e .A
je: Hệ số uốn dọc lệch tâm_Tra bảng phụ thuộc độ mảnh quy ước và độ lệch tâm
σx
tính đổi m1 của cột
Độ lệch tâm tương đối m:
==> m x e x .
A
Wx
=
6,984
=
0,939
=
7,505
je
=
0,2724
N
e .A
=
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
<
20
Với h =
328
MPa
1,075
Hệ số uốn dọc lệch tâm:
==>
σx
101,356 ≤ gc.f =
OK!!
b. Ngoài mặt phẳng uốn: (Tính với trục y-y)
N
σy
γ c .f
C. y .A
jy: Hệ số uốn dọc đối với trục y-y của tiết diện cột khi tính toán cột trong mặt phẳng
vuông góc với mặt phẳng uốn_phụ thuộc vào độï mảnh quy ước
==>
jy
0,564
=
C: Hệ số kể đếùn mômen uốn Mx và hình dạng tiết diện đối với độ ổn định của cột
theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn xác định như sau:
Khi mx ≤ 5:
C = b/(1+a.mx)
a, b - các hệ số tra baûng_Tra baûng 16 - TCXDVN 5575 : 2012
Khi mx ≥ 10:
C = 1/(1+mx.jy/jb)
Khi 5 < mx <10:
C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
6
C5: ứng với trường hợp mx = 5
C10: ứng với trường hợp mx = 10
M' A
mx
.
N Wx
=
mx
=
3,899
λ c 3.14 E/f
Tra bảng với lc ==> jc
2
L 0 .t f a.t 3w
.1
α1 8.
3
h f .bf b f .t f
Tra bảng với a1 ==> y
2
Iy hf E
1 ψ. . .
I x L0 f
jb
==>
C
=
77,469
=
0,606
=
2,910
b=
1,037
=
2,454
a=
0,845
=
1,151
=
0,922
=
0,24144
=
242,234 ≤ gc.f =
328
MPa
OK!!
=
225,791 < gc.f =
328
MPa
OK!!
=
b
12,125 0
tw
13,197
==>
σy
N
C. y .A
68,287 KN.m
> 0.5Mmax 51,215 OK!!
M'
==>
C
3,14
==> Chọn jb = 0,92164
2.4.2.2. Kiểm tra theo điều kiện bền:
σ
N Mx
A Wx
2.4.2.3. Kieåm tra ổn định cục bộ của cột:
Ổn định cục bộ bản cánh:
b0
tf
OK!!
Ổn định cục bộ bản bụng:
Giới hạn {hw/tw} phụ thuộc vào a = (s-s1)/s
Với:
s: Ứng suất nén lớn nhất tại biên của bản bụng mang dấu "+" khi không kể đến
==>
các hệ số je, c
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
=
1,708
a
Khi a ≤ 0.5 thì {hw/tw}_Tra bảng 33_TCXDVN 5575 : 2012
Khi a ≥ 1 thì {hw/tw} tính theo:
hw
(2α 1)E
E
3.8
4.35
f
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
b = 1.4(2a-1)t/s
=
0,277
t = Q/(twhw)
=
18,480
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
7
142,718
E
f
=
hw
tw
=
3.8
==>
93,753
47,333
==>
hw
tw
h
w 93,753
tw
93,753
OK!!
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
170 mm
ts
=
8 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
3
=
6,55E+06
≥
6hwtw = 3,68E+05 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
23,000
93,753
OK!!
tw
tw
Is
Điều kiện gia cường sườn ngang:
hw
2.3 E/f
tw
hw
=
47,333
tw
==>
<
2.3 E/f
56,745
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
49,467 mm
Chọn bs =
70 mm
4,010 mm
Chọn tw =
5 mm
767 mm
2.4.2. Tiết diện tại đầu cột:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
38,93
159,6
17,83
Đôï lệch tâm e:
ex
Mx
N
Chiều cao cột sơ bộ chọn h
Diện tích tiết diện cột yêu cầu:
N
e
A y c .1.25 (2.2 2.8).
f.γ
h
=
0,244 m
=
300 mm
1518,599 mm2
=
8
Choïn a =
1700 mm
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
4
h =
300 mm
Ix = 79681418,7 mm
b =
200 mm
Iy = 10671778,7 mm
tf =
8 mm
Wx =
531209 mm
tw =
6 mm
Wy =
3
106718 mm
4
3
A =
2
4904 mm
Sx =
3
294092 mm
q =
0,385 KN/m
Sy =
3
81278 mm
2.4.2.1. Kiểm tra ổn định tổng thể:
Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và trục y
Ix
A
Iy
rx
=
127,469 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
ry
Lx = L0 =
5,5
46,649 mm
Ly = L0 =
m
3,85
m
lx = Lx/rx=
43,148
<
170
==>
x λ x . f/E
1,749
OK!!
ly = Ly/ry=
82,531
<
169,7 ==>
y λ y . f/E
3,345
OK!!
a. Trong mặt phẳng uốn: (Tính với trục x-x)
N
γ c .f
e .A
je: Hệ số uốn dọc lệch tâm_Tra bảng phụ thuộc độ mảnh quy ước và độ lệch tâm
σx
tính đổi m1 của cột
Độ lệch tâm tương đối m:
==> m x e x .
A
Wx
=
2,689
=
0,939
=
4,037
je
=
0,3327
N
e .A
=
81,923 ≤ gc.f =
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
<
20
Với h =
328
MPa
1,501
Hệ số uốn dọc lệch tâm:
==>
σx
OK!!
b. Ngoài mặt phẳng uốn: (Tính với trục y-y)
N
σy
γ c .f
C. y .A
jy: Hệ số uốn dọc đối với trục y-y của tiết diện cột khi tính toán cột trong mặt phẳng
vuông góc với mặt phẳng uốn_phụ thuộc vào độï mảnh quy ước
9
==>
0,564
=
jy
C: Hệ số kể đếùn mômen uốn Mx và hình dạng tiết diện đối với độ ổn định của cột
theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn xác định như sau:
Khi mx ≤ 5:
C = b/(1+a.mx)
a, b - các hệ số tra bảng_Tra bảng 16 - TCXDVN 5575 : 2012
Khi mx ≥ 10:
C = 1/(1+mx.jy/jb)
Khi 5 < mx <10:
C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: ứng với trường hợp mx = 5
C10: ứng với trường hợp mx = 10
mx
M' A
.
N Wx
=
mx
=
1,501
λ c 3.14 E/f
Tra bảng với lc ==> jc
2
L 0 .t f a.t 3w
.1
α1 8.
3
h f .bf b f .t f
Tra bảng với a1 ==> y
2
Iy hf E
1 ψ. . .
I x L0 f
jb
==>
C
=
77,469
=
0,606
=
2,910
b=
1,037
=
2,454
a=
0,725
=
1,151
=
0,922
=
0,49650
=
116,285 ≤ gc.f =
328
MPa
OK!!
=
105,830 < gc.f =
328
MPa
OK!!
=
b
12,125 0
tw
13,197
==>
σy
N
C. y .A
25,953 KN.m
> 0.5Mmax 19,465 OK!!
M'
==>
C
3,14
==> Chọn jb = 0,92164
2.4.2.2. Kiểm tra theo điều kiện bền:
σ
N Mx
A Wx
2.4.2.3. Kieåm tra ổn định cục bộ của cột:
Ổn định cục bộ bản cánh:
b0
tf
OK!!
Ổn định cục bộ bản bụng:
Giới hạn {hw/tw} phụ thuộc vào a = (s-s1)/s
Với:
s: Ứng suất nén lớn nhất tại biên của bản bụng mang dấu "+" khi không kể đến
các hệ số je, c
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
==>
=
1,385
a
Khi a ≤ 0.5 thì {hw/tw}_Tra bảng 33_TCXDVN 5575 : 2012
Khi a ≥ 1 thì {hw/tw} tính theo:
10
hw
(2α 1)E
E
3.8
4.35
f
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
b = 1.4(2a-1)t/s
=
0,245
t = Q/(twhw)
=
10,464
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
E
f
3.8
=
93,753
hw
=
47,333
tw
Không cần gia cường sườn dọc
==>
==>
178,57
hw
tw
h
w 93,753
tw
93,753
OK!!
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
170 mm
ts
=
8 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
=
6,55E+06
≥
Is
6hwtw3 = 3,68E+05 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
23,000
93,753
OK!!
tw
tw
Điều kiện gia cường sườn ngang:
hw
2.3 E/f
tw
hw
=
47,333
tw
==>
<
2.3 E/f
56,745
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
2.4.3. Tiết diện tại chân cột trên:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
49,467 mm
Chọn bs =
70 mm
4,010 mm
Chọn tw =
5 mm
767 mm
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
39,02
21,93
17,83
Đôï lệch tâm e:
11
Chọn a =
1700 mm
ex
Mx
N
=
Chiều cao cột sơ bộ chọn h
Diện tích tiết diện cột yêu cầu:
N
e
A y c .1.25 (2.2 2.8).
f.γ
h
1,779 m
=
300 mm
1021,969 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
4
h =
300 mm
Ix = 79681418,7 mm
b =
200 mm
4
Iy = 10671778,7 mm
tf =
8 mm
Wx =
3
531209 mm
tw =
6 mm
Wy =
3
106718 mm
A =
2
4904 mm
Sx =
3
294092 mm
q =
0,385 KN/m
Sy =
3
81278 mm
2.4.2.1. Kiểm tra ổn định tổng thể:
Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và trục y
Ix
A
Iy
rx
=
127,469 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
ry
Lx = L0 =
1,56
46,649 mm
Ly = L0 =
m
lx = Lx/rx=
12,238
<
179
ly = Ly/ry=
25,724
<
178,6 ==>
==>
1,2
m
x λ x . f/E
0,496
OK!!
1,043
OK!!
y
λ y . f/E
a. Trong mặt phẳng uốn: (Tính với trục x-x)
N
γ c .f
e .A
je: Hệ số uốn dọc lệch tâm_Tra bảng phụ thuộc độ mảnh quy ước và độ lệch tâm
σx
tính đổi m1 của cột
Độ lệch tâm tương đối m:
==> m x e x .
A
Wx
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
=
17,480
=
0,939
=
22,629
=
0,21793
Hệ số uốn dọc lệch tâm:
==>
je
12
>
20
Với h =
1,295
σx
N
e .A
19,283 ≤ gc.f =
=
328
MPa
OK!!
b. Ngoài mặt phẳng uốn: (Tính với trục y-y)
N
σy
γ c .f
C. y .A
jy: Hệ số uốn dọc đối với trục y-y của tiết diện cột khi tính toán cột trong mặt phẳng
vuông góc với mặt phẳng uốn_phụ thuộc vào độï mảnh quy ước
==>
0,932
=
jy
C: Hệ số kể đếùn mômen uốn Mx và hình dạng tiết diện đối với độ ổn định của cột
theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn xác định như sau:
Khi mx ≤ 5:
C = b/(1+a.mx)
a, b - các hệ số tra bảng_Tra bảng 16 - TCXDVN 5575 : 2012
Khi mx ≥ 10:
C = 1/(1+mx.jy/jb)
Khi 5 < mx <10:
C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: ứng với trường hợp mx = 5
C10: ứng với trường hợp mx = 10
mx
M' A
.
N Wx
> 0.5Mmax 19,510 OK!!
M'
=
26,013 KN.m
mx
=
10,951
λ c 3.14 E/f
Tra bảng với lc ==> jc
2
L 0 .t f a.t 3w
.1
α1 8.
3
h f .bf b f .t f
Tra bảng với a1 ==> y
2
Iy hf E
1 ψ. . .
I x L0 f
jb
==>
C
=
77,469
=
0,606
=
0,283
b=
1,000
=
2,270
a=
0,900
=
10,956
=
2,981
=
0,08924
==>
σy
N
C. y .A
==>
C
==> Choïn jb =
3,14
1
=
53,768 ≤ gc.f =
328
MPa
OK!!
=
77,927 < gc.f =
328
MPa
OK!!
=
b
12,125 0
tw
10,856
2.4.2.2. Kieåm tra theo điều kiện bền:
σ
N Mx
A Wx
2.4.2.3. Kiểm tra ổn định cục bộ của cột:
Ổn định cục bộ bản cánh:
b0
tf
13
NO!!
f
Ổn định cục bộ bản bụng:
Giới hạn {hw/tw} phụ thuộc vào a = (s-s1)/s
Với:
s: Ứng suất nén lớn nhất tại biên của bản bụng mang dấu "+" khi không kể đến
các hệ số je, c
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
==>
=
1,885
a
Khi a ≤ 0.5 thì {hw/tw}_Tra bảng 33_TCXDVN 5575 : 2012
Khi a ≥ 1 thì {hw/tw} tính theo:
hw
(2α 1)E
E
3.8
4.35
f
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
b = 1.4(2a-1)t/s
=
0,521
t = Q/(twhw)
=
10,464
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
E
f
=
hw
tw
=
3.8
==>
93,753
47,333
==>
249,546
hw
tw
h
w 93,753
tw
93,753
OK!!
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
170 mm
ts
=
8 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
=
6,55E+06
≥
Is
6hwtw3 = 3,68E+05 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
23,000
93,753
OK!!
tw
tw
Điều kiện gia cường sườn ngang:
==>
hw
2.3 E/f
tw
hw
=
47,333
tw
<
2.3 E/f
56,745
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
49,467 mm
14
Chọn bs =
70 mm
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
4,010 mm
767 mm
Chọn tw =
Chọn a =
5 mm
1700 mm
2.4.4. Tiết diện tại đầu cột trên:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
52,69
21,34
17,83
Đôï lệch tâm e:
M x
N
=
Chiều cao cột sơ bộ chọn h
Diện tích tiết diện cột yêu caàu:
N
e
A y c .1.25 (2.2 2.8).
f.γ
h
=
e
x
2,469 m
300 mm
1350,024 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông soá sau:
4
h =
300 mm
Ix = 79681418,7 mm
b =
200 mm
Iy = 10671778,7 mm
tf =
8 mm
Wx =
3
531209 mm
tw =
6 mm
Wy =
3
106718 mm
4
A =
2
4904 mm
Sx =
3
294092 mm
q =
0,385 KN/m
Sy =
3
81278 mm
2.4.2.1. Kieåm tra ổn định tổng thể:
Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và trục y
rx
Ix
A
Iy
=
127,469 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
ry
Lx = L0 =
1,5
46,649 mm
Ly = L0 =
m
1,2
m
lx = Lx/rx=
11,768
<
179
==>
x λ x . f/E
0,477
OK!!
ly = Ly/ry=
25,724
<
178,6 ==>
y λ y . f/E
1,043
OK!!
a. Trong mặt phẳng uốn: (Tính với trục x-x)
N
γ c .f
e .A
je: Hệ số uốn dọc lệch tâm_Tra bảng phụ thuộc độ mảnh quy ước và độ lệch tâm
σx
tính đổi m1 của cột
15
Độ lệch tâm tương đối m:
==> m x e x .
A
Wx
=
24,237
=
0,939
=
31,458
je
=
0,1005
N
e .A
=
40,721 ≤ gc.f =
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
>
20
Với h =
328
MPa
1,298
Hệ số uốn dọc lệch tâm:
==>
σx
OK!!
b. Ngoài mặt phẳng uốn: (Tính với trục y-y)
N
σy
γ c .f
C. y .A
jy: Hệ số uốn dọc đối với trục y-y của tiết diện cột khi tính toán cột trong mặt phẳng
vuông góc với mặt phẳng uốn_phụ thuộc vào độï mảnh quy ước
==>
0,932
=
jy
C: Hệ số kể đếùn mômen uốn Mx và hình dạng tiết diện đối với độ ổn định của cột
theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn xác định như sau:
Khi mx ≤ 5:
C = b/(1+a.mx)
a, b - các hệ số tra bảng_Tra bảng 16 - TCXDVN 5575 : 2012
Khi mx ≥ 10:
C = 1/(1+mx.jy/jb)
Khi 5 < mx <10:
C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: ứng với trường hợp mx = 5
C10: ứng với trường hợp mx = 10
mx
M' A
.
N Wx
> 0.5Mmax 26,345 OK!!
M'
=
35,127 KN.m
mx
=
15,196
λ c 3.14 E/f
Tra bảng với lc ==> jc
2
L 0 .t f a.t 3w
.1
α1 8.
3
h
.b
b
.t
f f
f f
Tra bảng với a1 ==> y
2
Iy hf E
1 ψ. . .
I x L0 f
jb
==>
C
=
77,469
=
0,606
=
0,283
b=
1,000
=
2,270
a=
0,900
=
10,956
=
2,981
=
0,06595
==>
16
==>
C
==> Choïn jb =
3,14
1
σy
N
C. y .A
=
70,795 ≤ gc.f =
328
MPa
OK!!
=
103,540 < gc.f =
328
MPa
OK!!
2.4.2.2. Kieåm tra theo điều kiện bền:
σ
N Mx
A Wx
2.4.2.3. Kieåm tra ổn định cục bộ của cột:
Ổn định cục bộ bản cánh:
b0
tf
b0
tw
=
12,125
10,856
NO!!
Ổn định cục bộ bản bụng:
Giới hạn {hw/tw} phụ thuộc vào a = (s-s1)/s
Với:
s: Ứng suất nén lớn nhất tại biên của bản bụng mang dấu "+" khi không kể đến
các hệ số je, c
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
==>
=
1,916
a
Khi a ≤ 0.5 thì {hw/tw}_Tra bảng 33_TCXDVN 5575 : 2012
Khi a ≥ 1 thì {hw/tw} tính theo:
hw
(2α 1)E
E
3.8
4.35
f
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
b = 1.4(2a-1)t/s
=
0,401
t = Q/(twhw)
=
10,464
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
E
f
=
hw
tw
=
3.8
==>
93,753
47,333
==>
224,271
hw
tw
h
w 93,753
tw
93,753
OK!!
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
170 mm
ts
=
8 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
3
=
6,55E+06
≥
6hwtw = 3,68E+05 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
23,000
93,753
OK!!
t
tw
w
Is
17
Điều kiện gia cường sườn ngang:
hw
2.3 E/f
tw
hw
=
47,333
tw
==>
<
2.3 E/f
56,745
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
49,467 mm
Chọn bs =
70 mm
4,010 mm
Chọn tw =
5 mm
767 mm
2.4.4. Tiết diện tại chân cột giua:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
74,01
245,5
14,7
Đôï lệch tâm e:
ex
Mx
N
=
Chiều cao cột sơ bộ chọn h
Diện tích tiết diện cột yêu caàu:
N
e
A y c .1.25 (2.2 2.8).
f.γ
h
0,301 m
=
300 mm
2677,210 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông soá sau:
4
h =
300 mm
Ix = 79681418,7 mm
b =
200 mm
Iy = 10671778,7 mm
tf =
8 mm
Wx =
3
531209 mm
tw =
6 mm
Wy =
3
106718 mm
4
A =
2
4904 mm
Sx =
3
294092 mm
q =
0,385 KN/m
Sy =
3
81278 mm
2.4.2.1. Kieåm tra ổn định tổng thể:
Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và trục y
rx
Ix
A
Iy
=
127,469 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
ry
18
46,649 mm
Chọn a =
1700 mm
Lx = L0 =
lx = Lx/rx=
9,32
Ly = L0 =
m
73,116
<
164
==>
ly = Ly/ry= 107,183
<
164,2 ==>
5
m
x λ x . f/E
2,964
OK!!
4,344
OK!!
y
λ y . f/E
a. Trong mặt phẳng uốn: (Tính với trục x-x)
N
γ c .f
e .A
je: Hệ số uốn dọc lệch tâm_Tra bảng phụ thuộc độ mảnh quy ước và độ lệch tâm
σx
tính đổi m1 của cột
Độ lệch tâm tương đối m:
==> m x e x .
A
Wx
=
3,733
=
0,939
=
5,156
je
=
0,21793
N
e .A
=
171,260 ≤ gc.f =
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
<
20
Với h =
328
MPa
1,381
Hệ số uốn dọc lệch tâm:
==>
σx
OK!!
b. Ngoài mặt phẳng uốn: (Tính với trục y-y)
N
σy
γ c .f
C. y .A
jy: Hệ số uốn dọc đối với trục y-y của tiết diện cột khi tính toán cột trong mặt phẳng
vuông góc với mặt phẳng uốn_phụ thuộc vào độï mảnh quy ước
==>
0,379
=
jy
C: Hệ số kể đếùn mômen uốn Mx và hình dạng tiết diện đối với độ ổn định của cột
theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn xác định như sau:
Khi mx ≤ 5:
C = b/(1+a.mx)
a, b - các hệ số tra baûng_Tra baûng 16 - TCXDVN 5575 : 2012
Khi mx ≥ 10:
C = 1/(1+mx.jy/jb)
Khi 5 < mx <10:
C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: ứng với trường hợp mx = 5
C10: ứng với trường hợp mx = 10
mx
==>
M' A
.
N Wx
M'
=
mx
=
49,340 KN.m
1,855
19
> 0.5Mmax 37,005 OK!!
λ c 3.14 E/f
Tra bảng với lc ==> jc
2
L 0 .t f a.t 3w
.1
α1 8.
3
h f .bf b f .t f
Tra bảng với a1 ==> y
2
Iy hf E
1 ψ. . .
I x L0 f
jb
==>
C
σy
N
C. y .A
==>
C
=
77,469
3,14
=
0,606
=
4,909
b=
1,264
=
2,594
a=
0,743
=
0,721
=
0,721
=
0,53158
=
248,306 ≤ gc.f =
328
MPa
OK!!
=
189,387 < gc.f =
328
MPa
OK!!
=
b
12,125 0
tw
16,193
==> Chọn jb = 0,72113
2.4.2.2. Kiểm tra theo điều kiện bền:
σ
N Mx
A Wx
2.4.2.3. Kiểm tra ổn định cục bộ của cột:
Ổn định cục bộ bản cánh:
b0
tf
OK!!
Ổn định cục bộ bản bụng:
Giới hạn {hw/tw} phụ thuộc vào a = (s-s1)/s
Với:
s: Ứng suất nén lớn nhất tại biên của bản bụng mang dấu "+" khi không kể đến
các hệ số je, c
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
==>
=
1,471
a
Khi a ≤ 0.5 thì {hw/tw}_Tra bảng 33_TCXDVN 5575 : 2012
Khi a ≥ 1 thì {hw/tw} tính theo:
hw
(2α 1)E
E
3.8
4.35
f
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
b = 1.4(2a-1)t/s
=
0,124
t = Q/(twhw)
=
8,627
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
3.8
==>
E
f
=
hw
tw
=
93,753
47,333
Không cần gia cường sườn dọc
20
==>
142,025
hw
tw
h
w 93,753
tw
93,753
OK!!
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
170 mm
ts
=
8 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
=
6,55E+06
≥
Is
6hwtw3 = 3,68E+05 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
23,000
93,753
OK!!
tw
tw
Điều kiện gia cường sườn ngang:
hw
2.3 E/f
tw
hw
=
47,333
tw
==>
<
2.3 E/f
56,745
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
49,467 mm
Chọn bs =
70 mm
4,010 mm
Chọn tw =
5 mm
767 mm
2.4.5. Tiết diện tại đầu cột giua:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
63,03
47,91
14,7
Đôï lệch tâm e:
M x
N
=
Chiều cao cột sơ bộ chọn h
Diện tích tiết diện cột yêu cầu:
N
e
A y c .1.25 (2.2 2.8).
f.γ
h
=
e
x
1,316 m
300 mm
1696,051 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
4
h =
300 mm
Ix = 79681418,7 mm
b =
200 mm
4
Iy = 10671778,7 mm
tf =
8 mm
Wx =
3
531209 mm
tw =
6 mm
Wy =
3
106718 mm
21
Choïn a =
1700 mm
2
3
A =
4904 mm
Sx =
294092 mm
q =
0,385 KN/m
Sy =
81278 mm
3
2.4.2.1. Kieåm tra ổn định tổng thể:
Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và trục y
Ix
A
Iy
rx
=
127,469 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
ry
Lx = L0 =
9,32
46,649 mm
Ly = L0 =
m
5,5
m
73,116
<
177
==>
x λ x . f/E
2,964
OK!!
ly = Ly/ry= 117,902
<
176,9 ==>
y λ y . f/E
4,779
OK!!
lx = Lx/rx=
a. Trong mặt phẳng uốn: (Tính với trục x-x)
N
γ c .f
e .A
je: Hệ số uốn dọc lệch tâm_Tra bảng phụ thuộc độ mảnh quy ước và độ lệch tâm
σx
tính đổi m1 của cột
Độ lệch tâm tương đối m:
==> m x e x .
A
Wx
=
16,291
=
0,939
=
14,032
je
=
0,1005
N
e .A
=
72,471 ≤ gc.f =
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
<
20
Với h =
328
MPa
0,861
Hệ số uốn dọc lệch tâm:
==>
σx
OK!!
b. Ngoài mặt phẳng uốn: (Tính với trục y-y)
N
σy
γ c .f
C. y .A
jy: Hệ số uốn dọc đối với trục y-y của tiết diện cột khi tính toán cột trong mặt phẳng
vuông góc với mặt phẳng uốn_phụ thuộc vào độï mảnh quy ước
==>
jy
0,315
=
C: Hệ số kể đếùn mômen uốn Mx và hình dạng tiết diện đối với độ ổn định của cột
22
theo phương vuông góc với mặt phẳng uốn xác định như sau:
Khi mx ≤ 5:
C = b/(1+a.mx)
a, b - các hệ số tra bảng_Tra bảng 16 - TCXDVN 5575 : 2012
Khi mx ≥ 10:
C = 1/(1+mx.jy/jb)
Khi 5 < mx <10:
C = C5.(2-0.2mx)+C10.(0.2mx-1)
C5: ứng với trường hợp mx = 5
C10: ứng với trường hợp mx = 10
mx
M' A
.
N Wx
=
mx
=
8,097
λ c 3.14 E/f
Tra bảng với lc ==> jc
2
L 0 .t f a.t 3w
.1
α1 8.
3
h
.b
b
.t
f f
f f
Tra bảng với a1 ==> y
2
Iy hf E
1 ψ. . .
I x L0 f
jb
==>
C
=
77,469
=
0,606
=
5,940
b=
1,388
=
2,666
a=
0,900
=
0,613
=
0,613
=
0,19703
=
157,646 ≤ gc.f =
328
MPa
OK!!
=
128,423 < gc.f =
328
MPa
OK!!
=
b
12,125 0
tw
16,193
==>
σy
N
C. y .A
42,020 KN.m
> 0.5Mmax 31,515 OK!!
M'
==>
C
3,14
==> Choïn jb = 0,61255
2.4.2.2. Kieåm tra theo điều kiện bền:
σ
N Mx
A Wx
2.4.2.3. Kieåm tra ổn định cục bộ của cột:
Ổn định cục bộ bản cánh:
b0
tf
OK!!
Ổn định cục bộ bản bụng:
Giới hạn {hw/tw} phụ thuộc vào a = (s-s1)/s
Với:
s: Ứng suất nén lớn nhất tại biên của bản bụng mang dấu "+" khi không kể đến
các hệ số je, c
==>
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
=
1,848
a
Khi a ≤ 0.5 thì {hw/tw}_Tra bảng 33_TCXDVN 5575 : 2012
Khi a ≥ 1 thì {hw/tw} tính theo:
hw
(2α 1)E
E
3.8
4.35
f
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
23
b = 1.4(2a-1)t/s
=
0,254
t = Q/(twhw)
=
8,627
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
E
f
=
hw
tw
=
3.8
==>
93,753
47,333
==>
200,82
hw
tw
h
w 93,753
tw
93,753
OK!!
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
170 mm
ts
=
8 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
3
=
6,55E+06
≥
6hwtw = 3,68E+05 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
23,000
93,753
OK!!
tw
tw
Is
Điều kiện gia cường sườn ngang:
hw
2.3 E/f
tw
hw
=
47,333
tw
==>
<
2.3 E/f
56,745
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
49,467 mm
Chọn bs =
70 mm
4,010 mm
Chọn tw =
5 mm
767 mm
2.5. Tính toán và chọn tiết diện kèo:
2.5.1. Tiết diện 1:
2.5.1.1.Thông số tính toán:
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
40,84
21,06
18,5
Mômen chống uốn yêu cầu của tiết diện:
24
Chọn a =
1700 mm
Wy c
M m ax
f
118377 mm3
=
Chiều cao dầm sơ bộ:
=
h d (5.5 6.5)3 Wyc
Chiều dày bản dụng sơ boäâ:
3 Q
t w . m ax
=
2 h d .f v
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
294,605 mm
48854880 mm
0,472 mm
4
h =
300 mm
Ix =
bf =
150 mm
Iy =
4
3378000 mm
tf =
6 mm
Wx =
3
325699 mm
tw =
5 mm
Wy =
3
45040 mm
A =
2
3240 mm
Sx =
3
184140 mm
q =
25,434 Kg/m
Sy =
3
34650 mm
qtt= 65,149 Kg/m
2.5.1.2. Kiểm tra tiết diện dầm tổ hợp:
a. Kiểm tra điều kiện bền:
Kiểm tra theo điều kiện bền chịu uốn:
M
σ max
=
125,392 < gc.f =
Wx
Kiểm tra theo điều kiện bền chịu cắt:
Q .S
τ max x
=
13,946 < gc.fv =
I x .t w
328
MPa
OK!!
200
MPa
OK!!
b. Kiểm tra điều kiện độ võng:
=
f
c. Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể:
M
σ m ax 0.95f
b Wx
0,18
Chiều dài tính toán của dầm ngoài mặt phẳng dầm của cánh nén:
L .t
==> α 8. 0 f
h f .bf
Tra bảng với a
2
L0
=
3
w
3
f f
=
0,455
=
2,282
=
4,410
a.t
.1
b
.t
==> y
1,4 m
2
Iy h E
1 ψ. . .
I x L0 f
==>
jb =
1,606
Choïn jb =
1,000
jb: Hệ số kể đến sự giảm khả năng chịu uốn của dầm khi xét điều kiện ổn
định tổng thể lấy phụ thuộc vào j1
25
