Thuyết minh tính toán nhà xưởng tiền chế 2 tầng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (412.13 KB, 31 trang )
NHÀ XƯỞNG CÓ NHỊP 9,6M KHUNG GIỮA
1. TÍNH TOÁN XÀ GỒ:
1.1. Tải trọng tác dụng lên xà gồ:
Tấm lợp có chiều dày
0,35 mm
2
=
0,024 KN/m
qt
=
14,366 Kg/m
Trọng lượng xà gồ
qxg =
0,030 KN/m
Độ dốc mái
qxg =
i =
a =
14,750 Kg/m
9%
5,143 độ
Bước xà gồ
bxg =
1,20 m
Bước cột
Hệ số vượt tải
b
n
=
=
5,50 m
1,1
Hoạt tảimái
Cương độ thép làm xà gồ
p
f
=
=
0,3 KN/m
245 MPa
Tổng tải trọng tính toán
qtt
=
0,496 KN/m
Tổng tải trọng tiêu chuẩn
q
tc
=
0,418 KN/m
==>
a
qt
Trọng lượng tấm lợp
2
1.2. Nội lực của xà gồà:
2
tt
2
=
0,168 KN.m
2
tt
2
=
1,866 KN.m
=
7,617 cm3
=
0,686 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: C1255015
có các đặc trưng như sau:
Trọng lượng xà gồ qxg =
0,0300 KN/m
Wx =
13,542 cm3
Wy =
3,376 cm3
Jx
=
84,638 cm4
Jy
=
11,725 cm4
1.4. Kieåm tra tiết diện xà gồ đã chọn:
1.4.1. Điều kiện bền:
σ
Mx My
Wx
Wy
=
187,555 < R.g =
Đảm bảo chịu lực theo điề kiện bền
1.4.2. Điều kiện độ võng:
1
245
MPa
OK!!
5 q tc .sinα .l 4x
.
384
EJ y
=
0,018 m
tc
4
5 q .cosα .l y
fy
.
384
EJ x
=
0,028 m
==>
f f x2 f y2
=
0,033 m
==>
f
l
fx
f
0,0060
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 =
7m
Cao trình đỉnh mái
hđ =
7,80 m
Nhịp khung ngang
Chiều dài nhà
Bước khung ngang
Độ dốc mái
==>
Mác thép CCT42
C. độ chịu kéo TT
L
B
b
i
a
9,6
11
5,5
9
5,14
=
=
=
=
=
m
m
m
%
độ
f =
245 MPa
Hệ số đk làm việc
gc =
1,10
Cường độ chịu cắt
fv =
152 MPa
2.2. Tải trọng tác dụng:
2.2.1. Tónh tải:
Trọng lượng mái
gm =
Hệ số vượt tải
n
=
==>
g
=
0,29 KN/m
gs =
n =
g =
10,91 KN/m
1,1
12,00 KN/m
pm =
0,3 KN/m
0,26 KN/m
1,1
2.2.2. Tónh tải dầm sàn:
Trọng lượng mái
Hệ số vượt tải
==>
2.2.2. Tải trọng tạm thời:
2.2.2.1 Hoạt tải mái:
n
P
2
=
=
1,3
2,145 KN/m
2.2.2.2 Hoạt tải sàn:
2
2
2 KN/m
pm =
n
P
=
=
1,2
13,20 KN/m
2.2.2.2 Tải trọng gió:
Tinh theo TCVN 2737-1995
Địa điểm xây dựng công trình:
Thành Phố Vinh
Do đó thuộc vùng áp lực gió:
IIIB
2
1,25 KN/m
Giá trị áp lực gió theo vùng: W0 =
Dạng địa hình
C Che chắn mạnh
Hệ số k kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình
Tỷ số:
Tỷ số:
z1 =
7
k1 =
0,594
z2 =
7,80
k2 =
0,612
h1/L =
0,73
ce1 =
-0,618
ce2 =
-0,45
ce3 =
-0,46
B/L = 1,14583
Hệ số độ tin cây
n =
Thành phần gió tónh được xác định như sau:
1,2
Wi = n.W0.ci.k.b
KN/m
Phía trái:
W1 = n.W0.0,8.k.b
=
3,921 KN/m
ce1 =
0,8
W2 = n.W0.ce1.k.b
=
-2,526 KN/m
ce2 =
-0,5
W3 = n.W0.ce1.k.b
=
2,526 KN/m
ce3 =
-0,5
W1 = n.W0.0,8.k.b
=
4,041 KN/m
ce1 =
0,8
W2 = n.W0.ce1.k.b
=
-3,031 KN/m
ce2 =
-0,6
W3 = n.W0.ce1.k.b
=
-2,450 KN/m
ce3 =
-0,5
Phía phải:
2.3. Tính toán nội lực trong khung:
Dùng phần mềm Sap2000 để tính toán nội lực
Sơ đồ thanh
3
2.4.1. Tiết diện tại chân cột:
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
76,44
135,4
56
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
0,565 m
420 mm
2547,959 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
4
h =
420 mm
Ix =
b =
214 mm
Iy = 16350973,3 mm
tf =
10 mm
Wx =
1059854 mm
tw =
8 mm
Wy =
152813 mm
Sx =
3
598700 mm
A =
2
7480 mm
222569333 mm
4
3
3
4
q =
3
117690 mm
Sy =
0,587 KN/m
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
=
172,497 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
ry
Lx = L0 =
3,8
46,754 mm
Ly = L0 =
m
lx = Lx/rx=
22,029
<
172
ly = Ly/ry=
56,893
<
171,9 ==>
==>
2,66
m
x λ x . f/E
0,752
OK!!
1,943
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
=
4,630
=
0,669
=
6,144
je
=
0,2462
N
e .A
=
63,276 ≤ gc.f =
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
<
20
Với h =
233
MPa
1,327
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
0,820
=
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)
5
C5: ứng với trường hợp mx = 5
C10: ứng với trường hợp mx = 10
M' A
mx
.
N Wx
=
mx
=
2,656
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. . .
Ix L0 f
jb
==>
C
=
91,930
=
0,597
=
1,096
b=
1,000
=
2,327
a=
0,783
=
3,481
=
1,411
=
0,32475
==>
σy
N
C. y .A
50,960 KN.m
> 0.5Mmax 38,220 OK!!
M'
==>
C
==> Choïn jb =
3,14
1
=
68,000 ≤ gc.f =
233
MPa
OK!!
=
90,225 < gc.f =
233
MPa
OK!!
=
10,300
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
b0
tw
12,882
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
=
1,599
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
=
0,597
t = Q/(twhw)
=
17,500
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
2
2
t
σ(2
α
α
4β
)
w
6
200,968
3.8
==>
E
f
=
hw
tw
=
111,253
50,000
==>
hw
tw
h
w 111,253
tw
111,253
OK!!
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
150 mm
ts
=
6 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
=
3,38E+06
Is
6hwtw3 = 1,23E+06 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
ki
hw
h0
=
24,625
OK!!
111,253
tw
tw
Điều kiện gia cường sườn ngang:
hw
2.3 E/f
tw
==>
hw
=
50,000
<
tw
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
53,333 mm
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
70 mm
3,643 mm
Chọn tw =
5 mm
1080 mm
Chọn a =
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
133,8
133,2
54
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
=
1,005 m
=
420 mm
3930,321 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
7
67,337
Chọn bs =
2.4.2. Tiết diện tại đầu cột:
ex
2.3 E/f
850 mm
4
222569333 mm
h =
420 mm
Ix =
b =
214 mm
Iy = 16350973,3 mm
tf =
10 mm
Wx =
1059854 mm
tw =
8 mm
Wy =
152813 mm
A =
7480 mm
Sx =
598700 mm
q =
0,587 KN/m
Sy =
117690 mm
4
2
3
3
3
3
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
=
172,497 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
ry
Lx = L0 =
3,8
46,754 mm
Ly = L0 =
m
2,66
m
lx = Lx/rx=
22,029
<
172
==>
x λ x . f/E
0,752
OK!!
ly = Ly/ry=
56,893
<
172,1 ==>
y λ y . f/E
1,943
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
=
8,238
=
0,669
=
10,296
je
=
0,215
N
e .A
=
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
<
20
Với h =
233
MPa
1,250
Hệ số uốn dọc lệch tâm:
==>
σx
71,281 ≤ 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
0,820
=
C: Hệ số kể đếùn mômen uốn Mx và hình dạng tiết diện đối với độ ổn định của cột
8
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
=
4,726
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. . .
Ix L0 f
jb
==>
C
=
91,930
=
0,597
=
1,096
b=
1,000
=
2,327
a=
0,886
=
3,481
=
1,411
=
0,19272
=
112,723 ≤ gc.f =
233
MPa
OK!!
=
144,051 < gc.f =
233
MPa
OK!!
=
b
10,300 0
tw
12,882
==>
σy
N
C. y .A
89,200 KN.m
> 0.5Mmax 66,900 OK!!
M'
==>
C
==> Chọn jb =
3,14
1
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
==>
=
1,753
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
2
2
f
σ(2 α α 4β )
tw
9
b = 1.4(2a-1)t/s
=
0,411
t = Q/(twhw)
=
16,875
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
E
f
3.8
=
111,253
hw
=
50,000
tw
Không cần gia cường sườn dọc
==>
==>
177,931
hw
tw
h
w 111,253
tw
111,253
OK!!
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
150 mm
ts
=
6 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
3
=
3,38E+06
≥
6hwtw = 1,23E+06 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
24,625
OK!!
111,253
tw
tw
Is
Điều kiện gia cường sườn ngang:
hw
2.3 E/f
tw
==>
hw
=
50,000
<
tw
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
53,333 mm
=
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:
70 mm
3,643 mm
Chọn tw =
5 mm
1080 mm
Chọn a =
N
Q
KN.m
KN
KN
51,92
13,6
18,3
Đôï lệch tâm e:
Chiều cao cột sơ bộ chọn h
M x
N
=
3,818 m
=
316 mm
10
67,337
Chọn bs =
Mx
ex
2.3 E/f
8500 mm
Diện tích tiết diện cột yêu cầu:
N
e
A y c .1.25 (2.2 2.8).
f.γ
h
1745,957 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
4
h =
316 mm
Ix = 83715146,7 mm
b =
185 mm
Iy = 8447566,67 mm
tf =
8 mm
Wx =
529843 mm
tw =
6 mm
Wy =
91325 mm
A =
4760 mm
Sx =
295420 mm
q =
0,374 KN/m
Sy =
4
2
3
3
3
3
69800 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
=
132,617 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của coät:
ry
Lx = L0 =
3,45
42,127 mm
Ly = L0 =
m
lx = Lx/rx=
26,015
<
179
ly = Ly/ry=
71,213
<
178,7 ==>
==>
3
m
x λ x . f/E
0,889
OK!!
2,432
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
=
39,640
=
0,822
=
48,841
je
=
0,077
N
e .A
=
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
>
20
Với h =
233
MPa
1,232
Hệ số uốn dọc lệch tâm:
==>
σx
32,105 ≤ gc.f =
b. Ngoài mặt phẳng uốn: (Tính với trục y-y)
N
σy
γ c .f
C. y .A
11
OK!!
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
==>
0,748
=
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 25,960 OK!!
M'
=
34,613 KN.m
mx
=
22,865
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. . .
Ix L0 f
jb
==>
C
=
91,930
=
0,597
=
1,918
b=
1,000
=
2,384
a=
0,900
=
2,174
=
1,136
=
0,05527
==>
σy
N
C. y .A
==>
C
==> Choïn jb =
3,14
1
=
69,150 ≤ gc.f =
233
MPa
OK!!
=
100,848 < gc.f =
233
MPa
OK!!
=
b
11,188 0
tw
13,141
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
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
==>
=
1,943
a
Khi a ≤ 0.5 thì {hw/tw}_Tra bảng 33_TCXDVN 5575 : 2012
12
Khi a ≥ 1 thì {hw/tw} tính theo:
hw
(2α 1)E
E
3.8
4.35
2
2
f
σ(2 α α 4β )
tw
b = 1.4(2a-1)t/s
=
0,407
t = Q/(twhw)
=
10,167
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
3.8
E
f
=
111,253
hw
=
50,000
tw
Không cần gia cường sườn dọc
==>
==>
229,268
hw
tw
h
w 111,253
tw
111,253
OK!!
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
150 mm
ts
=
Mômen quán tính của sườn
6 mm
2t s .b 3s
=
3,38E+06
≥
6hwtw3 = 3,89E+05 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
24,500
OK!!
111,253
tw
tw
Is
Điều kiện gia cường sườn ngang:
hw
2.3 E/f
tw
==>
hw
=
50,000
<
tw
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
50,000 mm
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
3,416 mm
810 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
24,9
11,01
1,6
Đôï lệch tâm e:
13
2.3 E/f
67,337
Chọn bs =
70 mm
Chọn tw =
5 mm
Choïn a =
1700 mm
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
2,262 m
316 mm
860,229 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
4
h =
316 mm
Ix = 83335605,3 mm
b =
184 mm
Iy = 8311405,33 mm
tf =
8 mm
Wx =
527441 mm
tw =
6 mm
Wy =
90341 mm
4
3
3
A =
2
4744 mm
Sx =
3
294188 mm
q =
0,372 KN/m
Sy =
3
69062 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
=
132,539 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
ry
Lx = L0 =
3,45
41,857 mm
Ly = L0 =
m
3
m
lx = Lx/rx=
26,030
<
179
==>
x λ x . f/E
0,889
OK!!
ly = Ly/ry=
71,673
<
179
==>
y λ y . f/E
2,448
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
=
23,522
=
0,818
=
28,987
je
=
0,2721
N
e .A
=
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
>
20
Với h =
233
MPa
1,232
Hệ số uốn dọc lệch tâm:
==>
σx
7,376 ≤ gc.f =
14
OK!!
e
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
==>
0,745
=
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 12,450 OK!!
M'
=
16,600 KN.m
mx
=
13,561
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. . .
Ix L0 f
jb
==>
C
=
91,930
=
0,597
=
1,941
b=
1,000
=
2,386
a=
0,900
=
2,150
=
1,131
=
0,09006
==>
σy
N
C. y .A
==>
C
==> Choïn jb =
3,14
1
=
34,588 ≤ gc.f =
233
MPa
OK!!
=
49,530 < gc.f =
233
MPa
OK!!
=
11,125
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
13,143
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 ñeán
15
các hệ số je, c
s1: Ứng suất tại biên tương ứng của bản bụng
==>
=
1,906
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
=
0,071
t = Q/(twhw)
=
0,889
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
3.8
==>
E
f
=
hw
tw
=
111,253
50,000
==>
335,455
hw
tw
h
w 111,253
tw
111,253
OK!!
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
150 mm
ts
=
6 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
3
=
3,38E+06
≥
6hwtw = 3,89E+05 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
24,500
OK!!
111,253
tw
tw
Is
Điều kiện gia cường sườn ngang:
hw
2.3 E/f
tw
hw
==>
=
50,000
<
tw
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
50,000 mm
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
2.4.4. Tiết diện tại chân cột trên trái:
16
3,416 mm
810 mm
2.3 E/f
67,337
Choïn bs =
70 mm
Choïn tw =
5 mm
Choïn a =
850 mm
Tính toán với nội lực nguy hiểm nhất:
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
52,27
4,415
21,28
Đôï lệch tâm e:
ex
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
11,839 m
=
316 mm
1710,397 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
h =
316 mm
4
Ix = 83335605,3 mm
b =
184 mm
4
Iy = 8311405,33 mm
tf =
8 mm
Wx =
527441 mm
tw =
6 mm
Wy =
90341 mm
A =
4744 mm
Sx =
294188 mm
q =
0,372 KN/m
Sy =
69062 mm
2
3
3
3
3
2.4.2.1. Kiểm tra ổn định tổng thể:
Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục x và trục y
rx
Ix
A
Iy
=
132,539 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của coät:
ry
Lx = L0 =
4,2
41,857 mm
Ly = L0 =
m
lx = Lx/rx=
31,689
<
180
ly = Ly/ry=
95,564
<
179,6 ==>
==>
4
m
x λ x . f/E
1,082
OK!!
3,264
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 .
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
A
Wx
=
125,434
Af
Aw
=
0,818
17
w
me = h.mx
=
151,493
je
=
0,077
N
e .A
=
>
20
Với h =
233
MPa
1,208
Hệ số uốn dọc lệch tâm:
==>
σx
10,261 ≤ 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
==>
0,572
=
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
> 0.5Mmax 26,135 OK!!
M'
=
34,847 KN.m
mx
=
70,991
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 baûng với a1 ==> y
2
Iy hf E
1 ψ. . .
Ix L0 f
jb
==>
C
=
91,930
=
0,597
=
3,451
b=
1,022
=
2,492
a=
0,900
=
1,263
=
0,945
=
0,02275
==>
σy
N
C. y .A
==>
C
3,14
==> Choïn jb = 0,9452
=
71,525 ≤ gc.f =
233
MPa
OK!!
=
100,032 < gc.f =
233
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:
18
b0
tf
b
11,125 0
tw
=
13,709
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
==>
=
1,981
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
=
0,490
t = Q/(twhw)
=
11,822
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
3.8
==>
E
f
=
hw
tw
=
111,253
50,000
==>
229,771
hw
tw
h
w 111,253
tw
111,253
OK!!
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
150 mm
ts
=
8 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
=
4,50E+06
≥
6hwtw3 = 3,89E+05 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
24,333
OK!!
111,253
tw
tw
Is
Điều kiện gia cường sườn ngang:
hw
2.3 E/f
tw
hw
==>
=
50,000
tw
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
19
<
2.3 E/f
67,337
bs ≥ hw/30+40
=
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
50,000 mm
Chọn bs =
70 mm
3,416 mm
Chọn tw =
5 mm
810 mm
Chọn a =
850 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
20
12,7
1,45
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
1,575 m
316 mm
710,624 mm2
=
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
4
h =
316 mm
Ix = 83335605,3 mm
b =
184 mm
Iy = 8311405,33 mm
tf =
8 mm
Wx =
527441 mm
tw =
6 mm
Wy =
90341 mm
A =
4744 mm
Sx =
294188 mm
q =
0,372 KN/m
Sy =
4
2
3
3
3
3
69062 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
rx
Ix
A
Iy
=
132,539 mm
=
A
Độ mảnh và độ mảnh quy ước của cột:
ry
Lx = L0 =
8,25
41,857 mm
Ly = L0 =
m
8
m
62,246
<
179
==>
x λ x . f/E
2,126
OK!!
ly = Ly/ry= 191,128
<
178,8 ==>
y λ y . f/E
6,528
NO!!
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
20
Độ lệch tâm tương đối m:
==> m x e x .
A
Wx
=
19,191
=
0,818
=
20,631
je
=
0,0703
N
e .A
=
28,107 ≤ gc.f =
Độ lệch tâm tính đổi:
Tỷ số diện tích cánh
Diện tích bụng
Af
Aw
me = h.mx
>
20
Với h =
233
MPa
1,075
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
==>
0,175
=
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
=
9,443
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. . .
Ix L0 f
jb
==>
C
=
91,930
=
0,597
=
13,805
b=
1,847
=
3,216
a=
0,900
=
0,408
=
0,408
=
0,20513
==>
13,333 KN.m
> 0.5Mmax 10,000 OK!!
M'
21
==>
C
3,14
==> Choïn jb = 0,40755
σy
N
C. y .A
=
74,503 ≤ gc.f =
233
MPa
OK!!
=
40,596 < gc.f =
233
MPa
OK!!
=
b
11,125 0
tw
16,764
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
=
1,868
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
2
2
f
σ(2 α α 4β )
tw
b = 1.4(2a-1)t/s
=
0,076
t = Q/(twhw)
=
0,806
MPa
hw
(2α 1)E
4.35
σ(2 α α 2 4β 2 )
tw
3.8
==>
E
f
=
hw
tw
=
111,253
50,000
==>
365,383
hw
tw
h
w 111,253
tw
111,253
OK!!
Không cần gia cường sườn dọc
Tính toán sườn dọc:
Kích thước sườn:
bs
=
150 mm
ts
=
8 mm
Mômen quán tính của sườn
2t s .b 3s
=
4,50E+06
≥
6hwtw3 = 3,89E+05 OK!!
12
Kiểm tra lại ổn định cục bộ theo điều kiện:
hw
h0
=
24,333
OK!!
111,253
tw
tw
Is
Điều kiện gia cường sườn ngang:
22
hw
2.3 E/f
tw
==>
hw
=
50,000
<
tw
Không cần gia cường sườn ngang
Kích thước sườn ngang
bs ≥ hw/30+40
=
50,000 mm
=
t w 2.bs . f/E
Khoảng cách các sườn ngang
a = (2.5 ÷ 3)hw
=
3,416 mm
810 mm
2.3 E/f
67,337
Choïn bs =
70 mm
Choïn tw =
5 mm
Choïn a =
850 mm
2.5. Tính toán và chọn tiết diện dầm:
2.5.1. Tiết diện 1:
2.5.1.1.Thông số tính toán:
Mx
N
Q
KN.m
KN
KN
187
38
132
Mômen chống uốn yêu cầu của tiết diện:
Wy c
M m ax
f
763265 mm3
=
Chiều cao dầm sơ bộ:
=
h d (5.5 6.5)3 Wyc
Chiều dày bản dụng sơ bộâ:
3 Q
t w . m ax
=
2 h d .f v
Choïn mặt cắt có các thông số sau:
548,331 mm
2,377 mm
h =
520 mm
Ix =
4
361676000 mm
bf =
214 mm
Iy =
4
16355240 mm
tf =
10 mm
Wx =
3
1391062 mm
tw =
8 mm
Wy =
3
152853 mm
A =
2
8280 mm
Sx =
3
795700 mm
q =
64,998 Kg/m
Sy =
3
118490 mm
qtt= 94,114 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
=
134,430 < gc.f =
Wx
Kiểm tra theo điều kiện bền chịu cắt:
Q .S
τ m ax x
=
36,301 < gc.fv =
I x .t w
23
233
MPa
OK!!
152
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
0,04
Chiều dài tính toán của dầm ngoài mặt phẳng dầm của cánh nén:
L0
L .t
==> α 8. 0 f
h f .bf
Tra baûng với a
2
a.t3
.1 w3
bf .t f
==> y
=
1,6 m
=
0,277
=
2,269
=
9,291
2
Iy h E
1 ψ. . .
Ix L0 f
jb =
2,631
Chọn 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
σ
M m ax
b Wx
=
134,430
d. Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ:
Ổn định cục bộ bản cánh:
b0
=
tf
<0.95f=
233
MPa
OK!!
E
14,639 OK!!
f
Điều kiện gia cường sườn cứng ngang - ổn định bản bụng:
w
hw f
.
tw
E
10,300
0.5
2,135 w
=
3,200 OK!!
Không cần gia cường thêm sườn cứng ngang
Kích thước sườn cứng:
bs ≥ hw/30+40
=
56,667 mm
Chọn bs =
70 mm
=
t w 2.bs . f/E
Khoản cách giữa 2 sườn:
a ≤ 2hw
=
3,871 mm
Chọn tw =
5 mm
1000 mm
Khi
w 3.2
Khi
w 3.2
a ≤ 2.5hw
=
1250 mm
==> Chọn a
=
1000 mm
Không cần kiểm tra ổn định cục bộ của bụng dầm
Ổn định cục bộ bản buïng:
( tb / cr ) 2 ( tb / cr ) 2 c
Ứng suất nén trung bình trong ô bản đang xét:
σ cr
stb
ccr .f
2w
=
200 MPa
=
1332,893 MPa
24
hw: Chiều cao trung bình của bản bụng trong ô bản dang xét
w
hw
=
hw f
.
tw E
=
550 mm
2,348
ccr: Tra bảng 27_TCXDVN 5575 : 2012 phụ thuộc vào hệ số d
b t
δ β. f . f
hw tw
==> ccr
3
=
0,608
=
30,000
Ứng suất tiếp trung bình trong ô bản đang xét:
ttb
=
60 MPa
0.76 f
τ cr 10.31 2 v2
μ λ0
=
289,718 MPa
d f
=
2,348
.
tw E
Tỷ số giữa cạnh lớn và cạnh nhỏ của ô bản
m
=
6
0
==>
( tb / cr ) 2 ( tb / cr ) 2
=
0,256
<
2.5.2. Tiết diện 2:
2.5.1.1.Thông số tính toán:
Mx
KN.m
152
N
KN
29
Q
KN
1
Mômen chống uốn yêu cầu của tiết diện:
Wy c
M m ax
f
620408 mm3
=
Chiều cao dầm sơ bộ:
=
h d (5.5 6.5)3 Wyc
Chiều dày bản dụng sơ bộâ:
3 Q
t w . m ax
=
2 h d .f v
Chọn mặt cắt có các thông số sau:
511,733 mm
0,019 mm
4
h =
520 mm
Ix =
361676000 mm
bf =
214 mm
Iy =
16355240 mm
tf =
10 mm
Wx =
1391062 mm
tw =
8 mm
Wy =
152853 mm
A =
8280 mm
2
Sx =
795700 mm
q =
64,998 Kg/m
Sy =
118490 mm
4
3
3
3
3
25
gc =
1,10
OK!!
