Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội Đồ án kết cấu thép 2 +++ Luận văn Kết cấu thép 2 GVHD: Th/s Mai Trọng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :1- Lớp: TC06X3 Trng i Hc Kin Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 Mc Lc Mc Lc 2 2. Tải trọng tác dụng lên xà gồ: 6 2. Kiểm tra lại xà gồ vừa chọn: 7 II. Xác nh kích thc chính ca khung ngang. 9 1. Theo phng ng 9 2. Theo phng ngang 10 3. S tính khung ngang. 10 III. Ti trng tác dng lên khung ngang 11 1.Tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải) 11 Sơ đồ tính toán khung với 13 tải trọng thờng xuyên(tĩnh tải) 13 2.Hoạt tải: 13 2.1 Hoạt tải sửa chữa mái: 13 b) Lc hãm ngang ca cu trc 19 IV. Xác định nội lực, tổ hợp nội lực 19 Quy c chiu dng ca ni lc theo Sc bn vt liu 20 1. Sơ đồ tính kết cấu 20 2.Giả thiết : 20 VI. Thit k cỏc chi tit khỏc 38 1. Liờn kt ct v x ngang 38 b) Tớnh toỏn mt bớch 41 c) Tớnh toỏn ng hn liờn kt tit din ct (x ngang) vi mt bớch 42 2. Mi ni nh x 43 3. Mi ni x ( nhp). 45 6. Liờn kt bn cỏnh vi bn bng ct v x ngang 45 GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim Tớnh -Trang :2- Lp: TC06X3 Trng i Hc Kin Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 Số LIệU THIếT Kế Số LIệU THIếT Kế Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp với các số liệu cho ở bảng sau: STT L(m) H1(m) Q(T) B(m) i(%) Vùng gió Địa hình 16 27 4,8 5 6 1/8 IIA - A B Từ bảng số liệu trên: -Nhịp khung ngang L = 27m -Cao trình đỉnh ray H 1 = 4,8m -Sức nâng cầu trục Q = 5T(nhà có 2 cầu trục hoạt động, chế độ làm việc trung bình) -Bớc khung B = 6m -Độ dốc của mái i = 1/8 = 12,5% = 7,125 0 -Phân vùng gió IIA-A -chiều dài nhà: 60 m -Vật liệu thép mác CT34s có cờng độ: f = 21 kN/cm 2 f v = 12 kN/cm 2 f c = 32 kN/cm 2 -Hàn tay,dùng que hàn N42. -Vật liệu bulông liên kết và bulông neo tự chọn. -Bê tông móng cấp độ bền B20 (M250) I.Thiết kế xà gồ mái. 1.Cấu tạo mái: -Hệ thống mái thiết kế là mái nhẹ. Tải trọng tác dụng lên xà gồ mái gồm tải trọng do các lớp mái truyền xuống, và chịu các hoạt tải sửa chữa mái khi mái h hỏng hoặc khi mái đợc bảo dỡng. + Cấu tạo mái bao gồm các lớp: Lớp mái: Gồm lớp tôn ngoài cùng, ở giữa là lớp bông thuỷ tinh cách nhiệt và trong cùng là lớp lới thép bên trong GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim Tớnh -Trang :3- Lp: TC06X3 Trng i Hc Kin Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 Lớp tôn sóng dày 5mm. Các thông số kỹ thuật của tấm lợp mái(Bao gồm tất cả các lớp) ` Trọng lợng tiêu chuẩn g tc (Kg/m 2 ) Trọng lợng tính toán g tt (Kg/m 2 ) Lớp tôn múi dày 5 mm 4,68 1,05 4,914 Lớp bông thuỷ tinh 5 1,2 6 Lớp lới thép bên trong 5 1,05 5,25 GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim Tớnh -Trang :4- Lp: TC06X3 Trng i Hc Kin Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 Tổng tải trọng 14,68 16,164 Xà gồ: Ta chọn xà gồ chữ C là loại xà gồ đợc chế tạo từ thép cán nguội cho toàn bộ dầm ngang và cột. Chọn khoảng cách giữa các xà gồ là 1,5m. Do xà gồ có độ cứng bé khi chịu uốn theo phơng x-x do q y gây nên, vì vậy để tăng độ ổn định ngoài mặt phẳng uốn, ta cấu tạo hệ giằng xà gồ bằng thép tròn có tăng đơ hoặc bulông 16 - 22. Hệ giằng chia đôi nhịp của xà gồ. 27000 xà gồ giằng xà gồ 150 1,8 64 64 20,3 62 18 18 1.5 67 152 *Tớnh x g ch C: Với bớc cột B = 6 m ta sơ bộ chọn loại xà gồ: 6CS2,5ì070 có các thông số sau: Số hiệu I x (cm 4 ) x 0 (cm) I y (cm 4 ) D (mm) B (mm) Chiều dầy (mm) Diện tích (cm 2 ) Trọng l- ợng (kN/m) GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim Tớnh -Trang :5- Lp: TC06X3 Trng i Hc Kin Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 6CS2,5ì070 195,2 2,04 30,34 150 64 1,8 5,39 0,0419 2. Tải trọng tác dụng lên xà gồ: Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm: tải trọng tôn lợp mái, tải trọng lớp cách nhiệt, tải trọng bản thân xà gồ và tải trọng do hoạt tải sửa chữa mái. Tĩnh tải mái: Do trọng lợng kết cấu mái truyền xuống đợc tính toán và thành lập bảng dới đây: Hoạt tải mái: Theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995[2],trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa mái ( mái lợp tôn) là: 2tc m m/kN3,0p = , Với hệ số vợt tải n =1,3. Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên xà gồ: với 0 7,125 = . ( ) ( ) tc tc tc tc m m xg a 1,5 q = g +p ì +g = 0,1468+0,3 ì +0,0419=0,717kN/m cos 0,992 Tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ: ( ) tt tt tt tt m m xg a q = g +p ì +g cos ( ) 1,5 = 0,185+1,3ì0,3 ì +0,044=0,913kN/m 0,992 GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim Tớnh -Trang :6- Lp: TC06X3 Các lớp vật liệu mái Hệ số vợt tải Tải trọng tiêu chuẩn(kN/m 2 ) Tải trọng tính toán(kN/m 2 ) Tôn lợp mái - 0,1468 0,185 Xà gồ mái C 1,05 0,0419 0,044 Trng i Hc Kin Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 2. Kiểm tra lại xà gồ vừa chọn: Xà gồ dới tác dụng của lớp mái, trọng lợng bản thân xà gồ và hoạt tải sữa chữa đợc tính toán nh cấu kiện chịu uốn xiên.Ta phân tải trọng tác dụng lên xà gồ theo hai phơng. Với trục x-x tạo với phơng ngang góc 0 =7,125 (độ dốc i = 12,5%).(cos = 0,992; sin = 0,124) q .cos q q .sin y x x y Sơ đồ tính xà gồ theo phơng x-x và phơng y-y Ta có: tc tc x q =q .cos=0,717ì0,992=0,71kN/m tt tt x q =q .cos=0,913ì0,992=0,905 kN/m tc tc y q =q .sin=0,717ì0,124=0,089kN/m tt tt y q =q .sin=0,913ì0,124=0,113kN/m GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim Tớnh -Trang :7- Lp: TC06X3 Trng i Hc Kin Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 tt 2 2 x x q .B 0,905ì6 M = = =4,0725kN.m 8 8 =407,25 kN.cm tt 2 2 y y q .B 0,089ì6 M = = =0,1kN.m 32 32 =10 kN.cm + Kiểm tra theo điều kiện cờng độ: c y y x x yx .f W M W M +=+= 3 x x 2.I 2ì195,21 W = = =26,028 m D 15 c y 3 y o I 30,34 W = = =6,959 cm B-x 6,4-2,04 y 2 x x y M M 407,25 10 => + = + =17,083kN/cm W W 26,028 6,959 2 c =17,08 < f. =23 kN/cm Thoả mãn điều kiện cờng độ. + Kiểm tra theo độ võng: Điều kiện: 1 0,005 200B B = = Ta có: tc 3 -2 3 x 4 x q .cos .B 5 5 0,71.10 .cos7,125ì600 = ì = ì =0,004832 B 384 E.I 384 2,1ì10 ì195,21 o Nhận thấy 0,0048 0,005 B B = < = Thoả mãn điều kiện về độ võng. Vậy xà gồ đã chọn thoả mãn yêu cầu. GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim Tớnh -Trang :8- Lp: TC06X3 Trng i Hc Kin Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 II. Xác nh kích thc chính ca khung ngang. 1. Theo phng ng. *Xác định kích theo phơng đứng: - Chiều cao H 2 từ đỉnh ray cầu trục đến đáy xà ngang: H 2 = H k + b Trong đó: - H K : Chiều cao cầu trục H k = 870mm - b : Khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang, lấy b = 300 mm H 2 = 870 + 300 =1170 (mm) Chọn H 2 = 1,2m - Chiều cao phần cột trên tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang: H tr = H 2 + H dct + H r h dct = ( ) 1 1 1 1 ữ .B= ữ .6= 0,6ữ0,75 m 8 10 8 10 ữ ữ chn h dct = 0,7 m Trong đó: - H dct : Chiều cao của dầm cầu trục, H dct = 700 (mm) - H r : Chiều cao của ray, H r = 300 (mm) H tr = 1200 + 700 + 300 = 2200 (mm) - Chiều cao cột tính từ cao trình mặt nền đến đỉnh cột ( dới đáy xà ngang) là: H c = H 1 + H 2 + H 3 Trong đó: - H 1 : Chiều cao từ mặt nền đến cao độ mặt ray (đề bài cho H 1 =4,8m) - H 3 : Phần cột chôn dới mặt nền, lấy H 3 = 0 (mm) H c = 4800 + 1200 + 0= 6000 (mm) - Chiều cao phần cột dới tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột: H d = H c - H tr GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim Tớnh -Trang :9- Lp: TC06X3 Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội Đồ án kết cấu thép 2 = 6000 - 2200 = 3800 (mm) 2. Theo phương ngang. V× nhµ cã cÇu trôc víi søc n©ng Q=5T< 30T nªn coi trôc định vị trïng với mÐp ngo i cà ủa cột (a = 0) → Nhịp của cầu trục l :à k L =L-2.λ=27-2.0,75=25,5m λ = 0,75 m - đối với sức trục < 30 T Chiều cao tiết diện cột chọn theo yªu cầu độ cứng : ( ) 1 1 1 1 h= ÷ H= ÷ .6= 0,4÷0,3 m 15 20 15 20      ÷  ÷     → Chọn h = 40 cm . Kiểm tra khe hở giữa cầu trục v cà ột khung : min z= -h=0,75-0,4=0,35(m)>z =0,18m λ (z min tra theo catalo cÇu trôc) 3800 2200 6000 i = 1 2 , 5 % i = 1 2 , 5 % Q=5t a b 27000 +6,0 +3,8 - + 0.000 3. Sơ đồ tÝnh khung ngang. Do sức n©ng của cầu trục kh«ng lớn nªn ta chọn phương ¸n cột tiết diện kh«ng đổi với độ cứng l à I 1 . V× nhịp khung l 27m nªn chà ọn phương ¸n xà GVHD: Th/s Mai Trọng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :10- Lớp: TC06X3 [...]... + 2. (1,0 .25 ) = 78,8cm2; GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim Tớnh Lp: TC06X3 -Trang : 32- Trng i Hc Kin Trỳc H Ni Ix = ỏn kt cu thộp 2 b f h 3 0,5.(b f -t w ).h 3 25 .503 0,5. (25 -0,6).483 4 w -2 -2 = =35546 ,27 cm 12 12 12 12 t 3 h w t f b3 0,63 48 1,0 .25 3 w f Iy = +2 = +2 =26 05,03cm 4 12 12 12 12 Wx = I x 2. 35546 ,27 = =1 421 ,85cm 3 ; h 50 2 ix = Ix 35546, 27 = =21 ,24 cm A 78,8 l x 8,89.1 02. .. H=6,375m tra bảng III .2 (Có nội suy) ta đợc k = 1,1 Phía ón gió: q3 = 1 ,2. 0,83.1,1.0,195.6 = 1 ,28 KN/m Phía khut gió: q4 = 1 ,2. 0,83.1,1.0,4.6 = 2, 629 KN/m GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim Tớnh Lp: TC06X3 -Trang :15- Trng i Hc Kin Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 2, 629 kN /m 5 ,22 kN/m 3 ,26 kN/m 1 ,28 kN/m 0.00 27 000 gió thỏi từ bên trái 1 ,28 kN/m 3 ,26 kN/m 5 ,22 kN/m /m 2, 629 kN 0.00 27 000 gió thỏi từ bên phải... Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 td = 12 + 3. 12 1,15 f c Trong ú: 1 = 1 = M h w 24 5,7.10 2 48 = =16,59(KN/cm 2 ) Wx h 1 421 ,85 50 V.Sf 56,16.6 12, 5 = =1,613(KN/cm 2 ) I x t w 35546 ,27 .0,6 trờn: Sf l mụ men tnh ca mt cỏnh dm i vi trc trung ho x-x: Sf = t f b f (h-t f ) 1,0 .25 .(50-1,0) = =6 12, 5(cm3 ) 2 2 Vy: td = 16,59 2 +3.1,61 32 =16, 824 (KN/cm 2 ) Nội suy tuyến tính đợc Ce1 = - 0.195 L 27 =7, 125 0 b 60 = =2, 22> 2 L 27 Ce2 = -0,4 ; Ce3 = -0,5 Ce2=-0,4 Ce =+0,8 Ce3=-0,5 95 = Ce1 -0,1 0.00 27 000 Tải trọng gió tính theo công thức: q1 =ìw ìkìcìB... A 78,8 l x 8,89.1 02 x = = =41,85< [ ] = 120 ix 21 , 24 x = x f 21 =41,85 =1, 323 E 2, 1.10 4 M A 24 5,7.1 02 78,8 mx = = =16,68 N Wx 81,63 1 421 ,85 Tra bng ph lc IV.5 - vi loi tit din s 5, ta cú: Af A =0,5 =1 ,25 ; f 1 = 1, 4 0, 2 x = 1, 4 0, 2. 1, 323 = 1,135 Aw Aw Vi A f 1,0 .25 = =0,868 ; ni suy = 1,165 A w 0,6.48 me = mx = 1,165.16, 68 = 19, 43 < 20 Khụng cn kim tra bn Ti tit din u x cú... Lp: TC06X3 -Trang :30- Trng i Hc Kin Trỳc H Ni I n= xa L = Icot ữ: H ỏn kt cu thộp 2 6 ữ=1 27 =0 ,22 2 n+0,56 0 ,22 2+0,56 = =1,47 n+0,14 0 ,22 2+0,14 Vy chiu di tớnh toỏn trong mt phng khung ca x xỏc nh theo cụng thc: lx = .H 1, 47.6 = = 8,89 cos7, 125 0,9 92 T bng t hp ni lc chn cp ni lc tớnh toỏn: M = - 24 5,7 KN N = - 81,63 KNm V = 56,16KN õy l cp ni lc ti tit din u x, trong t hp ni lc do cỏc... kt cu thộp 2 p : là hệ số vợt tải của tải trọng gió lấy 1 ,2 w0 : là áp lực gió tiêu chuẩn , w0 =0,83 KN/m2 k: Hệ số quy đổi xét đến sự phân bố áp lực gió c: Hệ số khí động B: Bớc khung bằng 6 m Ti trng gió tác dng lên ct: Với chiều cao của cột H = 6 m tra bảngIII .2 (Cónội suy) ta đợc k= 1,0 92 Phía ón gió: q1 = 1 ,2. 0,83.1,0 92. 0,8.6 = 5 ,22 KN/m Phía khut gió: q2 = 1 ,2. 0,83.1,0 92. 0,5.6 = 3 ,26 KN/m Ti... ỏn kt cu thộp 2 Din tớch tit din cn thit ca bn cỏnh x ngang xỏc nh theo cụng thc: h t h3 2 50 0, 6.483 2 A fyc = (b f t f ) yc Wxyc w w ữ 2 = 1178,571 = 19,937cm 2 ữ 2 12 h f 2 12 4 92 Theo cỏc yờu cu cu to v n nh cc b, kớch thc tit din ca bn cỏnh c chn nh sau: t w t f 3tw ; b f = ( 1/ 2 ữ 1/ 5 ) h; 500 480 10 1 b f h;18cm ữ; Chn tf = 1,0 cm; bf = 25 cm 10 bf E tf f 25 0 10 6 Tit... din x ngang xỏc nh theo cụng thc: M 71,86.1 02 W = = =3 42, 19(cm 3 ) f. c 21 .1 yc x Chiu cao ca tit din x xỏc nh t iu kin ti u v chi phớ vt liu theo cụng thc sau vi b dy bn bng x chn s b 0,6 cm: Wxyc 3 42, 19 h=k =(1,15-1 ,2) = (27 ,46 -28 ,66)cm tw 0,6 => Chn h = 28 cm Kim tra li b dy bn bng t iu kin chu ct: t w = 0, 6cm 3 V 3 9, 29 = = 0, 0415cm 2 h f v c 2 28. 12. 1 GVHD: Th/s Mai Trng Ngha SVTH: Bựi Kim . Nội Đồ án kết cấu thép 2 1 , 2 8 k N / m 2 , 6 2 9 k N / m 5 ,22 kN/m 3 ,26 kN/m 27 000 ± 0.00 2 , 6 2 9 k N / m 1 , 2 8 k N / m 3 ,26 kN/m 5 ,22 kN/m giã thái tõ bªn tr¸i giã thái tõ bªn ph¶i 27 000 ± 0.00 4 độ: c y y x x yx .f W M W M +=+= 3 x x 2. I 2 195 ,21 W = = =26 , 028 m D 15 c y 3 y o I 30,34 W = = =6,959 cm B-x 6,4 -2, 04 y 2 x x y M M 407 ,25 10 => + = + =17,083kN/cm W W 26 , 028 6,959 2 c =17,08 < f. =23 kN/cm Thoả. Đồ án kết cấu thép 2 +++ Luận văn Kết cấu thép 2 GVHD: Th/s Mai Trọng Nghĩa SVTH: Bùi Kim Tính -Trang :1- Lớp: TC06X3 Trng i Hc Kin Trỳc H Ni ỏn kt cu thộp 2 Mc Lc Mc Lc 2 2. Tải