Đồ án kết cấu thép 2
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.99 MB, 55 trang )
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II
THIẾT KẾ NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG
A. Đề Bài và Yêu Cầu
1. Đề Bài:
Thiết kế kết cấu thép khung nhà công nghiệp một tầng một nhịp có cầu trục
hoạt động.
a) Số liệu chung:
- Cơng trình có một tầng một nhịp, hai cầu trục cùng hoạt động trong nhịp và
sức cẩu Q. Chế độ làm việc trung bình.
- Chiều dài cơng trình khoảng 90m, bước cột 6, 7 hoặc 8m. Mái lợp tôn mạ
màu, độ dốc mái lấy bằng 10%, có cửa trời.
- Tuổi thọ cơng trình lấy bằng 50 năm.
- Vật liệu thép CCT34 có:
f y 21 kN / cm 2 ; E 2.1104 kN / cm 2 ; 0.3 ; 7850 kg / m 2
Que hàn E42, E42A hay tương đương. Dùng phương pháp hàn tay, kiểm tra
đường hàn bằng phương pháp thông thường.
- Bê tông móng đá 1x2cm, cấp bền B20 (mác M250).
- Bu lơng cấp bền 4.6, 5.6, 6.6, hoặc 8.8
- Tài liệu tham khảo:
+ Sách – thiết kế kết cấu thép – Gs. Đồn Định Kiến [1]
+ Bải giảng của thấy Ngơ Hữu Cường [2]
+ Kết câu thép – cấu kiện cơ bản – Gs.TS Phan Văn Hội [3]
+ TCVN 5575 : 2012 về tiêu chuẩn thiết kế [4]
+ TCVN 2737 : 1995 về tải trọng và tác động [5]
b) Số liệu riêng:
Cao trình đỉnh
Nhịp nhà L (m) Bước cột B (m)
Sức cẩu Q (T)
ray Hr (m)
21
6
14
20
- Địa điểm xây dựng: Phú Quốc – Kiên Giang.
2. Yêu Cầu:
- Thể hiện kết quả thiết kế lên bản A1 gồm: mặt bằng cột, khung ngang, kích
thước và nội lực dàn, các hệ giằng, chi tiếp thân cột, vai cột, chân cột, chi
tiết mái, mắt dàn, ghi chú và khung tên. Bản vẽ được thể hiện bằng máy tính
hoặc thủ cơng.
-
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
B. Xác Định Kích Thước Khung Ngang.
1. Các Số Liệu Tra Bảng
Cầu trục sử dụng móc cẩu có sức nâng chính là 20T, chế độ làm việc trung bình,
nhịp nhà là 20m, ta có thể tra bảng ra những số liệu sau:
- Loại ray thích hợp KP70
Hk
Bk
Lk
K
B1
2400 mm
6300 mm
19.5 m
4400 mm
280 mm
2. Xác Định Kích Thước Theo Phương Đứng.
- Chiều cao thực của phần cột dưới: H d H r hr hdcc hm
Trong đó:
+ Giả định chiều cao ray và đệm hr 200 mm
1
1
B 6000 600 mm
10
10
+ Khơng bố trí đoạn cột chôn dưới đất, hm 0
+ Chiều cao dầm cầu chạy: hdcc
H d H r hr hdcc hm 14000 200 600 0 13200 mm
-
Chiều cao thực của phần cột trên: H t hr hdcc H k 100 f (mm)
Trong đó:
+ Khoảng hở giữa cầu trục và mép dưới dàn mái lấy bằng 100 mm
+ Độ võng dàn mái: f
1
1
L
21000 210 mm
100
100
H t hr hdcc H k 100 f 200 600 2400 100 210 3510 mm
Các kích thước lấy là bội số của 200 mm H d 13200 mm ; H t 3600 mm
3. Xác Định Các Kích Thước Theo Phương Ngang Nhà.
- Chiều cao tiết diện cột trên:
1 1
1 1
ht H t 3600 328 360 mm
11 10
11 10
Vậy ta chọn ht 350 mm
-
Chiều cao tiết diện cột dưới: hd a
Trong đó:
L Lk 21000 19500
750 mm
2
2
+ a ht B1 D
+
với D là khe hở an toàn giữa cầu trục và cột chọn bằng 60 mm
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
a ht B1 D 350 280 60 750 (mm)
Chọn a = 175 mm trùng với tim cột trên
hd a 750 175 925 mm
Kiểm tra lại theo yêu cầu độ cứng của khung ngang ta có:
1 1
1 1
hd H d 13200 (1100 1467) mm
10 11
12 9
1
1
hd
( H d H t ) (13200 3600) 840 mm
20
20
Như vậy trị số chiều cao tiếp diện cột dưới đã chọn là chưa thỏa yêu cầu,
chọn lại chiều cao tiết diện cột dưới hd 1250 mm
4. Thiết Kế Dàn Mái
- Chọn dạng dàn mái hình thang, dàn vì kẻo liên kết cứng với cột. chiều cao
đầu dàn là 2.2m, độ dốc mái 10% suy ra chiều cao giữa dàn là 3.3m.
-
1 1
1 1
Bề rộng cửa mái: Lcm L 21000 (7000 10500) mm chọn
3 2
3 2
-
Chiều cao cửa mái: Hcm=2500 mm
bề rộng cửa mái Lcm 9000 mm
5. Mặt Bằng Lưới Cột Và Bố Trí Hệ Giằng
Hệ Giằng Mái
a) Hệ giằng trong mặt phẳng cánh trên.
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
Gồm các thanh chéo chữ thập trong mặt phẳng cánh trên và các thanh chống
dọc nhà. Chiều dài nhà là 90m = 15B. giằng trong mặt phẳng cánh trên được
bố trí ở hai đầu khối nhiệt độ và ở giữa khối, cách nhau 50 – 60m.
b) Giằng trong mặt phẳng cánh dưới.
Được đặt tại các vị trí có giằng cánh trên, để tăng độ cứng cho khung nhà cần
có hệ giằng cánh dưới theo phương dọc nhà.bề rộng của hệ giằng lấy bằng
khoang đầu tiên của cánh dưới.
c) Hệ giằng đứng cửa mái.
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
Nằm trong mặt phẳng thanh đứng của nhà, theo phương dọc nhà được bố trí ở
những chỗ có hệ giằng cánh trên và hệ giằng cánh dưới.
Hệ Giằng Cột.
Bao gồm hệ giằng cột dưới và hệ giằng cột trên. Giằng dưới bố trí tại giữa
khối nhiệt độ, giằng cột trên được bố trí tại giữa khối nhiệt độ (trên hệ giằng
cột dưới) và ở hai đầu khối nhiệt.
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
C. Xác Định Tải Trọng Tác Dụng Lên Khung Nhà.
1. Tải Trọng Tác Dụng Lên Dàn.
a) Tĩnh tải
- Theo cấu tạo mái ta có bảng tính tải trọng sau:
Cấu tạo của
lớp mái
Trải trọng tiêu chuẩn (daN / m )
Tôn
Xà gồ
6
5
2
Q
Tải trọng
tính tốn
(daN / m 2 )
1.1
6.6
1.1
5.5
0
i 10% góc dốc 5 43' cos 0.995 ta tính được trọng lượng mái
trên 1 m2 mặt bằng như sau:
6
5
cos
6.6
g mtt
5.5
cos
g mc
11.03
12.13
Bước cột B = 6m và các nút dàn phân bố như hình vẽ ta tính được tải tập
trung tại các nút như sau: Pi g mc B ai hay Pi tt g mtt B ai
Tải tiêu chuẩn
Tải tính tốn
ai (m)
nút
1, 5, 11, 15
2, 3, 4, 12, 13, 14
6, 10
7, 8, 9
0.75
1.5
1.125
2.25
( kN )
( kN )
0.496
0.993
0.745
1.489
0.546
1.092
0.819
1.638
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
b) Hoạt tải
Theo TCVN 2737 – 1995: tải trọng sửa chữa tấm tôn được lấy bằng 30
(daN / m 2 ) trên mặt bằng mái, hệ số vượt tải n = 1.3
Tải tiêu chuẩn
Tải tính tốn
ai (m)
nút
1, 5, 11, 15
2, 3, 4, 12, 13, 14
6, 10
7, 8, 9
0.75
1.5
1.125
2.25
( kN )
( kN )
1.350
2.700
2.025
4.050
1.755
3.510
2.633
5.265
2. Tải trọng tác dụng lên vai cột.
Các tải trọng này là Dmax và Dmin được xác định như sau:
Dmax n nc Pmax yi
Dmin n nc Pmin yi
Ta có:
+ Hệ số vượt tải n = 1.1
+ Hệ số không đồng thời nc 0.9
Tra bảng catalogue của cầu trục ta có:
Áp lực lớn nhất Trọng lượng cầu trục Số bánh xe một bên ray
Pmax
G
n0
215 kN
325 kN
2
B(mm)
K(mm)
6300
4400
Giá trị Pmin được xác định như sau:
Pmin
QG
200 325
Pmax
215 47.5 kN
n0
2
có thể sắp xếp bánh xe cầu trục như sơ đồ dưới đây.
Ta có: y1 1 từ các kích thước như trên ta xác định được y2 0.683 , y3 0.267
và y4 0 yi 1.95
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
Chúng ta tính được:
Tải tiêu chuẩn
356.36
78.73
Dmax (kN )
Dmin (kN )
Tải tính tốn
391.999
86.60
3. Lực Xơ Ngang Của Cầu Trục.
Cầu trục sử dụng móc mềm, trọng lượng của xe con Gxc , số bánh xe con nxc và
nxc ' tra từ catalogue của cầu trục, hệ số vượt tải n = 1.1.
Gxc ( kN )
f ms
nxc '
nxc '
85
0.1
4
2
Tải
T0
Q Gxc
f ms nxc' ( kN )
nxc
T
T1 0 (kN )
n0
Giá trị
14.25
7.13
T tc nc T1 yi (kN )
11.81
T tt n T tc (kN )
12.99
Lực xô ngang này được đặt ở cao trình mặt trên của dầm cầu chạy, cách vai cột
600mm, tức ở cao trình +13800 mm
4. Tải Trọng Gió.
Địa điểm xây dựng Phú Quốc – Kiên Giang, tra bảng 4 [5] ta xác định được khu
vực thiết kế nằm trong vùng gió IIIA, chọn dạng địa hình A, tải trọng gió tiêu
chuẩn W0 1.1 (kN / m 2 )
Hệ số khí động c được xác định như hình dưới theo tiêu chuẩn [5]
Hệ số độ cao k được tra bảng phụ thuộc dạng địa hình và độ cao.
Vị trí
Độ cao (m)
Giá trị k
Đầu giàn
16.8
1.258
Đỉnh mái
19
1.280
ktb (1.258 1.280) / 2 1.269
Hệ số vượt tải lấy bằng n = 1.2
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
Phân phối hệ số khí động c
a. Gió trái:
Gió tác dụng lên tường dọc (phân bố đều trên cột kể cả chiều cao đầu dàn)
ce
Tải
Tải tiêu chuẩn
Tải tính tốn
Wday n ce k W0 B (kN / m)
0.8
6.64
7.97
0.56
Whut n ce k W0 B (kN / m)
4.65
5.58
Gió tác dụng trên mái
Gió đẩy ngang tập trung tại các nút chân và đầu cửa mái
W c ktb W0 B H cm / 2
nút
5, 6
10, 11
c
0.7
0.6
W tc ( kN )
W tt ( kN )
7.33
6.28
8.79
7.54
Gió tốc mái tập trung tại cái nút xà gồ
Wi ci ktb W0 B ai với ai là khoảng truyền lực(cò thể là bước xà gồ)
Nút
1, 5
2, 3, 4
6
7
8 trái
8 phải
9
10
11, 15
ci
ai ( m)
Witc ( kN )
Witt ( kN )
0.69
0.69
0.8
0.8
0.8
0.6
0.6
0.6
0.5
0.75
1.5
1.125
2.25
1.125
1.125
2.25
1.125
0.75
4.33
8.67
7.54
15.08
7.54
5.65
11.31
5.65
3.14
5.20
10.40
9.05
18.09
9.05
6.78
13.57
6.78
3.77
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
12, 13, 14
GVHD: P.Gs TS NGƠ HỮU CƯỜNG
0.5
1.5
6.28
7.54
b. Gió Phải (lấy ngược lại)
D. Sử Dụng Phần Mềm Sap2000 Phân Tích Kết Cấu
1. Chọn sơ bộ tiết diện:
Chọn sơ bộ tiết diện cấu kiện theo các điều kiện cứng và điều kiện độ mảnh tối
thiểu (tham khảo tài liệu [3])
a. Tiết diện cột:
Cột trên: Chọn dạng tiết diện chứ I tổ hợp dối xứng.
Chiều cao tiết diện cột đã chọn ht 350 mm
Chiều cao cột trên đã chọn H t 3600 mm
Tiết diện sơ bộ được chọn như sau:
Giới hạn (mm)
Chọn
Ghi chú
Điều kiện
(mm)
Nhỏ
Lớn
bc (1/ 30 1/ 20) H t
Bề rộng cánh
120
180
180
tw (1/120 1/ 60) h t
Bề dày bản bụng
3.33
6.67
6
t f (1/ 36 1/ 20) b c
Bề dày bản cánh
5.00
9
8
4
Mơmen qn tính: J x 10285.9 cm
Cột dưới:
Chọn tiết diện cột rỗng 2 nhánh, nhánh đỡ mái tiết diện chữ U, nhánh đỡ cầu
trục tiết diện chữ I. chiều cao tiết diện đã chọn hd 1250 mm bề rộng cột dưới
chọn theo điều kiện cứng bc (1/ 30 1/ 20) H d chọn bc 450 mm
Chọn sơ bộ các kích thước tiết diện cịn lại như sau:
Kích thước
Tiết diện nhánh U
Tiết diện nhánh I
Bề rộng cánh b f (mm)
125
200
Bề dày cánh t f (mm)
14
14
Bề dày bụng tw (mm)
10
10
Mơmen qn tính: J x 110100 cm 4
Thanh giằng 2 nhánh cột chọn tiết diện là thép góc đều cạnh L125x8
Vai cột khai báo tuyệt đối cứng
b. Tiết diện dàn vì kèo.
Chọn sơ bộ tiết diện được thiết kế theo TCVN 1656:75
+ chọn bề dày bản mã 6mm
+ thanh xiên đầu dàn chọn 2 thép góc L80x6
+ thanh bụng và thanh dàn phân nhỏ chọn 2 thép góc L50x5
+ thanh cánh trên chọn thép góc L70x6
+ thanh cánh dưới chọn thép góc L100x7
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
2. Tải trọng và tổ hợp nội lực.
Tải được nhập vào trong sap2000 là tải tiêu chuẩn.
Hệ số vượt tải
1.1/0.9
1.3
1.1
1.1
BẢNG TỔ HỢP NỘI
LỰC
TT
(1)
HTM
(2)
DmaxTR
(3)
DmaxPH
(4)
Ký
hiệu
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
C12
C13
C14
C15
C16
C17
C18
C19
C20
C21
C22
C23
C24
C25
C26
C27
C28
C29
C1’
C2’
C3’
C4’
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
0.9
0.9
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1
1
1
1
1.3
1.1
TTR
(5)
1.1
TPH
(6)
1.2
1.2
GIOTR GIOPH
(7)
(8)
Tổ hợp
1+2
1+3
1+4
1+7
1+8
1+7
1+8
1+(2+3)x0.9
1+(2+4)x0.9
1+(3+5)x0.9
1+(3+6)x0.9
1+(3+7)x0.9
1+(3+8)x0.9
1+(4+5)x0.9
1+(4+6)x0.9
1+(4+7)x0.9
1+(4+8)x0.9
1+(2+3+5)x0.9
1+(2+3+6)x0.9
1+(2+4+5)x0.9
1+(2+4+6)x0.9
1+(3+5+7)x0.9
1+(3+6+7)x0.9
1+(3+5+8)x0.9
1+(3+6+8)x0.9
1+(4+5+7)x0.9
1+(4+6+7)x0.9
1+(4+5+8)x0.9
1+(4+6+8)x0.9
1+2
1+7
1+4
1+4+0.5*7
1.1
1.1
1.2
1.2
1.2
1.2
1.17
1.17
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
1.08
1.08
0.99
0.99
0.99
0.99
1.17
1.17
1.17
1.17
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
1.08
1.08
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
1.08
1.08
0.99
1.08
1.08
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
0.99
1.08
1.08
0.99
1.08
1.08
0.99
1
1
1
0.9
0.45
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
3. Các trường hợp tải và biểu đồ mô men tương ứng
a. Tĩnh tải mãi.
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
b. Hoạt tải mái
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
c. Tải trọng lên vai cột.
Dmax_TR (DmaxPH lấy ngược lại)
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
d. Lực hãm cầu trục.
T_tr (T_ph lấy ngược lại)
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
e. Gió trái. (gió phải lấy ngược lại)
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
4. Kết quả nội lực trong cột.
Các vị trí mặt cắt cần tính nội lực trong cột như hình sau:
Bảng tổng hợp nội lực trong cột tại các tiết diện: (đơn vị: kN)
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
Amai
Tiết diện
Tải
TT(1)
HTM(2)
DmaxTR(3)
DmaxPH(4)
T-TR(5)(5’)
T-PH(6)(6’)
GIO-TR(7)
GIO-PH(8)
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
M(kN)
-0.17
-0.17
0.72
-0.55
1.02
0.62
11.51
-10.02
Bmai
Ac.truc
N(kN)
-41.34
-21.63
-141.50
-80.12
70.20
42.57
887.57
-708.31
M(kN)
-0.11
-0.11
0.18
-0.46
0.75
0.43
9.50
-8.05
N(kN)
-15.77
3.81
-209.39
7.81
79.40
47.19
-962.14
867.00
M(kN)
-0.06
0.04
0.52
0.97
1.87
0.74
-9.62
9.85
Bc.truc
N(kN)
-22.25
-14.33
-88.19
-29.20
2.15
8.56
125.77
-57.93
M(kN)
-0.04
0.04
0.14
0.76
1.35
0.63
-8.86
8.85
C
N(kN)
-10.60
-3.86
-260.66
-44.97
7.51
11.75
-92.30
133.74
M(kN)
1.15
1.48
-18.83
-11.88
4.69
7.14
41.91
-69.12
D
N(kN)
-20.54
-18.91
0.29
-0.29
0.22
0.22
73.25
38.71
M(kN)
3.95
4.48
-3.05
9.03
2.38
7.01
-78.66
64.34
N(kN)
-16.62
-18.91
0.29
-0.29
0.22
0.22
73.25
38.71
*BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CƠ BẢN
TIẾT
DIỆN
Amai
Ac.truc
Bmai
Bc.truc
C
D
M max
N tu
1+7
13.62 1019.61
1+7
11.28 -1171.9
1+8
11.77
-92.61
1+8
10.58
148.82
1+7
51.56
67.55
1+8
81.56
28.61
TỔ HỢP CƠ BẢN 1
M min
N tu
N max
1+8
-12.21 -895.4
-895.4
1+8
-9.78 1026.06 -1171.9
1+7
-11.59 127.83 -92.61
1+7
-10.67 -122.42 -298.39
1+8
-81.68
26.1
-81.68
1+7
-90.21
69.62
73.44
M
1+8
-12.21
1+7
1+8
1+3
1+7
1+7
M
11.28
11.77
0.11
26.1
-
M max
N tu
1+3+5’+7
13.96
842.52
1+3+5’+7
11.06 -1342.4
1+4+5+8
13.4
-116.69
1+4+5+8
11.61
95.68
1+7
51.56
67.55
1+4+6’+8
92.5
23.01
TỔ HỢP CƠ BẢN 2
M min
N tu
N max
1+4+5+8
-12.57 -959.1
1+4+5+8
-10.01 1005.4
1+3+5’+7
-11.78 27.57
1+3+5’+7
-10.81 -376.8
1+3+6’+8
-98.13 21.03
1+3+6+7
-84.56 61.32
M
1+3+5+8
-1020.1
-11.3
1+3+5’+7
-1342.4
1+3+6’+8
-181.44
1+3+6+7
-381.03 -10.09
1+2+4+6’
-43.45
-15.83
1+2+3+6
-47.06
-
M
11.06
11.83
12.79
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
5. Kiểm tra độ võng và chuyển vị cho phép
a. Độ võng dàn:
Tổng độ võng: 0.00561 m 0.561 cm
Độ võng cho phép: [] L / 250 2100 / 250 8.4 cm
Thỏa độ võng cho phép của dàn.
b. Chuyển vị của cột.
Lấy chuyển vị của điểm đầu cột trên với 3 trường hợp tải (tải tiêu chuẩn).
Chuyển vị cho phép là: []=H/300=(1320+360)/300=5.60 cm
Điều kiện: [ ]
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
Chuyển vị do tổ hợp TTM+GIO-TR
Như hình dưới ta có chuyển vị: 0.05576 m 5.576 cm [ ] thỏa điều kiện
chuyển vị cho phép.
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
Chuyển vị đầu cột do TTM + Dmax-PH
Như hình dưới ta có chuyển vị: 0.0033 m 0.33 cm [ ] thỏa điều kiện
chuyển vị cho phép.
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
Chuyển vị do TTM+0.5GIO-TR+Dmax-PH
Như hình dưới ta có chuyển vị: 0.0224 m 2.224 cm [] thỏa điều kiện
chuyển vị cho phép.
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
E. THIẾT KẾ CỘT:
1. Nội Lực Tính Tốn Cho Cột:
tiết
diện
Mmin
cột trên
-98.13
cột dưới
nhánh cầu trục nhánh mái
-10.81
-12.57
đơn vị
kNm
Ntư
21.03
-376.83
-959.08
kN
Mmax
92.5
11.61
13.96
kNm
Ntư
23.01
95.68
842.52
kN
Mtư
12.79
11.06
11.3
kNm
Nmax
-47.06
-1342.01
1020.04
kN
Chọn cặp nội lực thiết kế các phần cột như sau:
Cột trên: gây kéo M 157.95 kNm ; N 73.44 kN
Gây nén: M 12.79 kNm ; N 47.06 kN
Cột dưới nhánh mái: M 4.19 kNm ; N 998.54 kN
Cột dưới nhánh cầu trục: M 10.27 kNm ; N 1443.1 kN
2. Chiều Dài Tính Tốn Cột:
Ta có tỷ số: J1 / J 2 10285.9 /110100 0.09 0.05
Độ lệch tâm tương đối: m N1 / N 2 1020.04 / 21.03 48.5 3
Tỷ số: H t / H d 3.6 /13.2 0.27 0.6
Từ các dữ liệu trên tra bảng 3.2 [1] ta được 1 2 ; 2 3
Ta có chiều dài tính tốn của cột được tính như sau:
lx H , l1y H d , l2 y H t hdct với hdct 60 cm ta có kết quả như dưới:
lx (cm)
l y (cm)
Cột trên
1080
300
Cột dưới
2640
1320
3. Thiết Kế Cột Trên
a. chọn sơ bộ tiết diện.
tiết diện đã được chọn sơ bộ như phần trên
b. Kiểm tra tiết diện đã chọn.
Đặc trưng tiết diện chọn.
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2
GVHD: P.Gs TS NGÔ HỮU CƯỜNG
J x (cm )
48.84
10285.9
x l2 x / rx
max max(x ; y )
74.42
75.19
J y (cm 4 )
777.6
[ ]
120
rx (cm)
14.51
ry (cm)
3.99
x x R / E
2.35
Wx (cm3 )
587.77
y y R / E
2.38 < 2.5
y l2 y / ry
75.19
y 1 (0.073 5.53 f / E )
Theo [4] mục 7.3.2.1
phụ thuộc
F (cm 2 )
4
max [ ] OK
0.764
Kiểm tra ổn định cục bộ tiết diện chọn
Điều kiện: b0 / f < [b0 / f ] và hw / tw < [hw / tw ]
Bản cánh
b0 / f
Kiểm tra
10.88
18.83
[b0 / f ]
Bản bụng
OK
Kiểm tra
[hw / t w ]
64.26
OK
hw / t w
55.67
Với [b0 / f ]=(0.36+0.1 ) E / f tra bảng 35-[4] phụ thuộc vào dạng tiết diện,
và [hw / tw ]=(1.2+0.35 ) E / f tra bảng 33-[4] phụ thuộc loại tiết diện
Vậy tiết diện chọn thỏa điều kiện ổn định cục bộ
Vậy tiết diện cột đã chọn là thỏa mãn.
Kiểm tra bền. (chọn cặp nội lực gây kéo)
N M 21.03 98.13 100
17.13 kN / cm 2
Ath Wx 48.84
587.77
17.13 kN / cm2 f y 21 0.95 19.95 kN / cm 2 OK
Kiểm tra ổn định cột.
Chọn cặp nội lực gây nén: M 12.79 kNm ; N 47.06 kN
Độ lệch tâm: e M / N 27.18 cm
Độ lệch tâm tương đối m e F / Wx 2.26 5
Af / Aw 0.719 với Af là diện tích một bản cánh, Aw là diện tích bản bụng.
Từ các dữ liệu trên, tra bảng D9 [4] ta có: 1.395 , me m 3.15
Kiểm tra điều kiện ổn định trong mặt phẳng uống
Từ x và me tra bảng D.10 [4] ta được e 0.285
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP 2 | ĐOÀN VĂN HIỂN - 81101155
