Đang tải... (xem toàn văn)
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN 1.TÍNH TOÁN CHỌN KÍCH THƯỚC BẢN SÀN 1.1.Chọn kích thước bản sàn Xác định kích thước bản sàn có thể theo cách sử dụng đồ thị hoặc xác định gần đúng giá trị tỷ số giữa nhịp lớn nhất và chiều dày s của sàn. Trong đó: + Tỷ số cần tìm giữa nhịp sàn và chiều dày sàn. + n0 Độ võng tương đối nghịch đảo của sàn no = = 150 + E1 Môđun đàn hồi của thép sàn = 2,26.104 (KNcm2) Hệ số Poatsong, với thép BCT3 có = 0,3. = 95,90 Với tải trọng tiêu chuẩn = 23 (KNm2) , tra bảng (3.1Sách KCT) chọn S = 12 mm. lS = 95,90.s = 95,9.1,2 = 115,08 (cm). Chọn ls=100 (cm). 1.2. Kiểm tra sàn 1.2.1.Kiểm tra độ võng Trong cấu tạo bản sàn thép được hàn với các dầm . Khi tải trọng tác dụng lên sàn thì bản chịu uốn và bị biến dạng nhưng các đường hàn liên kết bản sàn với dầm giữ không cho bản sàn biến dạng tự do và ngăn cản biến dạng xoay tại các gối . Vì vậy , tại các gối tạ sẽ phát sinh lực kéo H và mômen âm , để thiên về
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN 1.TÍNH TOÁN CHỌN KÍCH THƯỚC BẢN SÀN 1.1.Chọn kích thước bản sàn Xác định kích thước bản sàn có thể theo cách sử dụng đồ thị hoặc xác định gần đúng giá trị tỷ số giữa nhịp lớn nhất và chiều dày δ s của sàn. += tco o s s qn E nl 4 1 72 1 15 4 δ Trong đó: + s s l δ - Tỷ số cần tìm giữa nhịp sàn và chiều dày sàn. + n 0 - Độ võng tương đối nghịch đảo của sàn n o = f l = 150 + E 1 - Môđun đàn hồi của thép sàn 2 4 2 1 3,01 10.06,2 1 − = − = µ E E = 2,26.10 4 (KN/cm 2 ) µ - Hệ số Poatsong, với thép BCT3 có µ = 0,3. ⇒ += −44 4 10.23.150 10.26,2.72 1 15 150.4 s s l δ = 95,90 Với tải trọng tiêu chuẩn tc q = 23 (KN/m 2 ) , tra bảng (3.1-Sách KCT) chọn δ S = 12 mm. ⇒ l S = 95,90.δ s = 95,9.1,2 = 115,08 (cm). Chọn l s =100 (cm). 1 . 2. Kiểm tra sàn 1.2.1.Kiểm tra độ võng - Trong cấu tạo bản sàn thép được hàn với các dầm . Khi tải trọng tác dụng lên sàn thì bản chịu uốn và bị biến dạng nhưng các đường hàn liên kết bản sàn với dầm giữ không cho bản sàn biến dạng tự do và ngăn cản biến dạng xoay tại các gối . Vì vậy , tại các gối tạ sẽ phát sinh lực kéo H và mômen âm , để thiên về an toàn trong tính toán ta bỏ qua ảnh hưởng của mômen âm tại gối mà chỉ xét đến lực kéo H. Cắt một dải bản rộng b =1 (cm) , sơ đồ tính toán bản là một dầm có hai gối tựa không chuyển vị thẳng , chịu tải trọng tính toán phân bố đều q. Với tấm sàn dày 1,0 (cm) có trọng lượng 0,785 (KN/m 2 ) , do đó thép tấm sàn dày1,2 (cm) có trọng lượng là : g tc = 1,2.0,785 = 0,942 (KN/m 2 ) Tải trọng tiêu chuẩn và tính toán tác dụng lên tấm sàn : q tc = (p tc + g tc )b = (23 + 0,942).10 -2 = 23,942.10 -4 (KN/cm) q tt = (p tc .n p + g tc .n g )b = (23.1,2 + 0,942.1,05)10 -2 = 28,59.10 -4 (KN/cm) - Độ võng của sàn do tải trọng tiêu chuẩn và lực kéo H tác dụng : α+ = 1 1 ff o Trong đó: + f 0 - Độ võng ở giữa nhịp của bản do riêng tải trọng q tc gây ra . s s tc o JE lq f 1 4 . . 384 5 = J S - mômen quán tính dải bản rộng 1 cm và dầy 1,2 cm . J S = 12 2,1.1 3 = 0,144 (cm 4 ) ⇒ 144,0.10.26,2 100.10.942,23 . 384 5 4 44− = o f = 0,958 (cm) + Hệ số α - Tỷ số giữa lực kéo H và lực giới hạn ơle được xác định theo phương trình: α(1 + α) 2 = 2 s 2 o f3 δ ⇒ α(1 + α) 2 = 2 2 2,1 958,0.3 = 1,912 Bằng cách thử dần ta xác định được α = 0,679 Vậy , độ võng của sàn: f = f 0 α+1 1 =0,958 679,01 1 + = 0,571 (cm). Suy ra : s l f = 100 571,0 = 0,00571 < l f = 150 1 = 0,00667. Như vậy : Bản sàn đảm bảo điều kiện độ võng cho phép. 1.2.2. Kiểm tra cường độ sàn - Lực kéo H tác dụng trong dải bản rộng 1 (cm) tính theo công thức: b.δ E 2 l f 4 2 π nH s 1 = ⇒ 56,3.1,2.1 4 .2,26.10 150 1 4 3,14 1,2.H 2 2 == (KN) - Mômen lớn nhất ở giữa nhịp sàn: M max = 571,0.56,3 8 100.10.59,28 . 8 . 24 2 −=− − fH lq s tt = 1,542 (KNcm). - Ứng suất lớn nhất trong sàn: R. s W max M A H max γσ ≤+= Trong đó : A , W s - Diện tích và mô men chống uốn của tiết diện dải sàn rộng 1cm. ⇒ 2 max 2,1.1 542,1 2,1.1 56,3 += σ = 4,038 (KN/cm 2 ) < γ R = 22,5 (KN/cm 2 ) Kết luận : Sàn đảm bảo chịu lực. - Đường hàn liên kết bản sàn với dầm phụ phải chịu được lực H chiều cao của đường hàn đó xác định theo công thức : )(8,2)(28,0 1.18.7,0 56,3 mmcm g h R h H h h ==== γβ Theo yêu cầu cấu tạo ta chọn h h = 6 mm . Sơ đồ mạng hàn bố trí như hình vẽ (trang sau). A cét B dÇm phô dÇm chÝnh 1 m 6 m 1 m 1 m 1 m 1 m 1 m 1 m 1 m 1 m 0,5 m0,5 m 10 m 1 2 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM SÀN 2.1. Sơ đồ tính toán dầm sàn Sơ đồ tính toán dầm phụ là dầm đơn giản nhịp l 2 = 6 m chịu tác dụng của tải trọng phân bố đều từ sàn truyền vào. Chia dầm chính thành 10 khoảng bằng nhau và bằng a =100 cm = 1 (m). 2.2.Tải trọng Tải trọng tác dụng lên dầm sàn là tải trọng tiêu chuẩn p tc và trọng lượng của sàn thép. - Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm sàn : q tc = (p tc + g tc ) . a = ( 23 + 0,942 ) .1 = 23,942 ( KN/m ) - Tải trọng tính toán tác dụng lên dầm sàn : q tt = (p tc . n p + g tc . n g ) . a = (23.1,2 + 0,942.1,05) .1 = 28,59 ( KN/m ) 2.3 Xác định nội lực tính toán. Nội lực tính toán lớn nhất trong dầm sàn : (KNm)66,128 8 6 . 28,59 8 2 2 l . q max M 2 tt === (KN)77,85 2 6 . 28,59 2 2 l . q max Q tt === q = 28,59 KN/m M = 128,66 KNm Q = 85,77 KN 6 m M Q tt 2.4.Chọn kích thước tiết diện dầm Mô men kháng uốn cần thiết cho dầm (có kể đến biến dạng dẻo): 56,510 11,12.22,5. 12866 .R. 1 C max M ct W === γ (cm 2 ) ( Lấy C 1 = 1,12 ) Tra bảng thép cán sẵn , chọn thép I33 có các đặc trưng hình học như sau : W X = 597 (cm 3 ) g = 422 (N/m) = 0,422 (KN/m) S X = 339 (cm 3 ) h = 33 (cm) J X = 9840 (cm 4 ) δ = 0,7 (cm) b = 14 (cm) 3 3 0 140 7 2.5. Kiểm tra lại tiết diện Ta kiểm tra bền có kể đến trọng lượng bản thân dầm: - Nội lực tính toán lớn nhất thực tế : 56,130 8 2 0,422.6 128,66 max M =+= (KNm) 04,87 2 0,422.6 77,85 max Q =+= (KN) - Ứng suất pháp lớn nhất : 53,19 1,12.597 13056 1,12.W max M max σ === (KN/cm 2 ) σ max = 19,53 < R. γ = 22,5 (KN/cm 2 ) - Ứng suất tiếp lớn nhất : 28,4 9840.0,7 87,04.339 b .δ x J x .S max Q max τ === (KN/cm 2 ) 28,4 max τ = (KN/cm 2 ) < R c = 12,5 (KN/cm 2 ) - Kiểm tra võng theo công thức: ≤×= l f x EJ 3 .l tc q 384 5 l f Tính tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm: 0,004 250 1 l f 0,0034 .9840 4 2,06.10 3 .600 2- 0,422)10(23,942 384 5 l f == <= + ×= Kết luận: Dầm sàn chọn đạt yêu cầu cả về cường độ và độ võng. Không cần kiểm tra ổn định tổng thể vì cánh nén của dầm được hàn vào tấm sàn nên không thể chuyển dịch được theo phương ngang được . 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHÍNH 3.1.Sơ đồ tính toán của dầm chính Dầm chính là dầm đơn giản chịu tác dụng của các tải trọng coi như phân bố đều. Sơ đồ tính toán như sau : 3.2.Xác định tải trọng tác dụng Theo cách bố trí dầm có 10 dầm sàn đặt lên dầm chính. - Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên dầm chính: 18,1466).422,0942,23( =+= tc q (KN/m) - Tải trọng tính toán phân bố đều lên dầm chính: 20,1746).05,1.422,059,28( =+= tt q (KN/m) 3.3. Xác định nội lực tính toán 50,2177 8 2 174,20.10 8 2 1 .l tt q max M === (KNm) 0,871 2 174,20.10 2 1 .l tt q max Q === (KN) q = 174,20 KN/m M = 2177,50 KNm Q = 871,0 KN 10 m M Q tt 3.4. Thiết kế tiết diện dầm 3.4.1. Chọn chiều cao tiết diện Chiều cao của dầm đảm bảo điều kiện: ±≈ ≤≤ 0 0 maxmin 20 ktd d hh hhh Trong đó : - Chiều cao : )(258,1012,033,06,16,1 max mhhh sds =−−=−−≤ - Chiều cao h min có thể tính gần đúng theo công thức: tt tc q q f l E lR h . . 384 5 1 min = ⇒ 08,78 17420.10.06,2 14618.400.1000.23 . 384 5 4 min ==h (cm) - Chiều cao h kt của dầm tính theo công thức: h kt = k b yc W δ Trong đó : + k-Hệ số phụ thuộc cấu tạo tiết diện dầm , đối với dầm tổ hợp hàn lấy 20,115,1 ÷=k → Chọn k = 1,15. + δ b – Bề rộng bụng dầm chính Sơ bộ chọn δ b = 10 (mm) + W yc - Mô men kháng uốn yêu cầu (không kể đến biến dạng dẻo của dầm) 39,9467 23.1 217750 R max M yc W === γ (cm 3 ) ⇒ 15,102 0,1 39,9467 15,1 == kt h (cm) Dựa vào h min và h kt , sơ bộ chọn chiều cao h d =104 (cm) 3.4.2.Kiểm tra lại chiều dày bụng δ b Kiểm tra chiều dày bản bụng theo khả năng chịu cắt : 47,10 2,1.104 871 .5,1 . .5,1 max === bd h Q δ τ (KN/cm 2 ) 47,10= τ (KN/cm 2 ) < R c = 13,5 (KN/cm 2 ) ⇒ Bản bụng đủ khả năng chịu lực cắt. 3.4.3.Chọn kích thước bản cánh dầm - Diện tích tiết diện cánh dầm xác định theo công thức: 2 2).( . c byc ccc h JJ bA − == δ Trong đó: + yc J - Mô men quán tính yêu cầu với trục x-x. ) 4 cm(28,492304 2 49467,39.10 2 d .h yc W yc J === + b J - Mô men quán tính của bản bụng đối với trục x-x. ) 4 (cm100000 12 3 1,0.100 12 3 . b b J === b h δ + h c – Khoảng cách trọng tâm 2 tiết diện cách dầm h c = 104 – 2 = 102 (cm) ⇒ ( ) ) 2 (cm41,75 2 102 10000028,492304.2 c A = − = - Chọn kích thước bản cánh dầm Kích thước cánh dầm phải thoã mãn điều kiện sau : ≥ ==≤ =≥ ÷=÷= ≤ )(18 93,29. 23 10.06,2 . 4,10 10 1 )528,20() 2 1 5 1 ( 30 4 cmb R E b cmhb cmhb b C cccC dC dC CC δδδ δ ÷= ≤ ⇒ cmb b c cc )528,20( 93,29 δ Chọn bề rộng cánh : b c = 38 (cm) Bề dày cánh : 98,1 38 41,75 === c c c b A δ (cm) Thông thường bề dày cánh dầm tổ hợp lấy từ )(4,22,1 cm÷ và lớn hơn )(0,1 cm b = δ → Chọn )(2 cm c = δ . Ta thấy , giá trị b c và c δ đã thoã mãn điều kiện trên . 2 0 1 0 0 0 2 0 1 0 4 0 1 0 2 0 380 10 3.5. Kiểm tra bền cho dầm - Trọng lượng bản thân dầm: = d g 1,05.78,5.(2.0,38.0,02 + 1.0,01) = 2,24 (KN/m) - Mô men tổng cộng lớn nhất của dầm: 50,2205 8 2 2,24.10 50,2177 max M =+= (KNm) - Lực cắt tổng cộng lớn nhất: 20,882 2 2,24.10 871 max Q =+= (KN) - Mô men quán tính thực của tiết diện dầm: 0,495352 2 2 102 2.38.2. 12 3 1,2.100 th x J = += (cm 4 ) - Mô men kháng uốn thực của dầm : 0,9526 104 495352.2 d h .2 th x J th x W === (cm 3 ) - Ứng suất lớn nhất trong dầm (không xét đến biến dạng dẻo): 15,23 9526.1 50,2205 th x .W max M max σ === γ (KN/cm 2 ) 15,23 max = σ (KN/cm 2 ) > R = 23 (KN/cm 2 ) Vì max σ lớn hơn R 0 0 0 0 565,0 < nên có thể chấp nhận được. ⇒ Dầm chính đạt yêu cầu về cường độ . - Không cần kiểm tra võng vì đã có: h d = 104 (cm) > h min = 78,08 (cm). 3.6.Thay đổi tiết diện dầm 3.6.1.Xác định kích thước tiết diện thay đổi Để tiết kiệm thép , giảm nhẹ trọng lượng dầm khi thiết kế dầm ta thay đổi tiết diện dầm ở phần dầm có mômen uốn bé . Điểm thay đổi tiết diện cách gối tựa một đoạn: )267,1(10 5 1 6 1 5 1 6 1 1 ÷= ÷= ÷= lx (cm) Chọn x = 1,7 m. - Nội lực tại vị trí thay đổi tiết diện : ( ) ( ) 78,1244 2 1,7-107,1.44,176 2 xl'.x tt q x M 1 == − = (KNm) 25,582)7,1 2 10 .(44,176) 2 1 .( x Q =−=−= x l q ' tt (KN) Với : 44,17624,220,174 ' =+=+= d g tt q tt q (KN/m) [...]... cho cỏnh dm thay i 2 J ct J x b 2(331092,32 100000) = A ct = = 42,73 (cm2) x 2 2 h 104 d - B rng cỏnh dm cn thit: A ct ' = x = 42,73 = 21,36 (cm) b c 2 c B rng cỏnh phi tho món iu kin : 1 ' bc 10 hd = 10,4(cm) ' bc = 19(cm) bc 2 bc' 18(cm) Chn bc' = 22 cm - Thoó món iu kin trờn Din tớch cỏnh dm tng ng : Ac' = 22.2 = 44 (cm2) - Mụ men quỏn tớnh v khỏng un ca tit din ó thay i : 2 2 hc... Kim tra tit din dm ti ch thay i tit din dm - Kim tra theo ng sut phỏp: ' = x M x = 124478 = 19,68 (KN/cm2) 6324,77 W' x ' k x = 19,68 > R h = 19,55 (KN/cm2) Vỡ x' ln hn R 0,66 0 0 < 5 0 0 nờn cú th chp nhn c - Kim tra theo ng sut tng ng: 2 2 td = 1 + 3.1 R Trong ú: h 100 b + 1 = x '.h = 19,68 104 = 18,92 (KN/cm2) d + 1 = ' c Q x S J 'x b Vi : Qx Lc ct ti v trớ tit din thay i Qx = 582,25 (KN) '... 2 2 Q S 582,25.2244 1 = x c = = 3,31 (KN/cm2) J x '. b 328888.1,2 S c' = bc' c Suy ra : 2 td = 1 + 3.1 = 18,92 2 + 3.3,312 = 19,77 (KN/cm2) td = 19,77 (KN/cm2) < R = 23 (KN/cm2) Kt lun : Tit din thay i kh nng chu lc 3.7.Tớnh liờn kt cỏnh dm vi bng dm Dựng phng phỏp hn tay ti cụng trng , ta cú : t = 1; t R g = 16,5 (KN/cm2) h h = 0,7; R g = 18 (KN/cm2) (Rg)min = hRgh = 0,7.18 = 12,6 (KN/cm2) -... a = 1m, b rng cỏnh dm chớnh bC = 38 cm a 100 Xột t s : b = 38 = 2,63 c iu kin n nh l: b b b E a 0,41 + 0,0032 c + (0,73 0,016 c ) c bc c c hc R Trong ú: = 1 khi dm lm vic trong giai on n hi Thay s, ta cú : 38 38 38 2,06.10 4 2,63 < 1.0,41 + 0,0032 + (0,73 0,016 ) = 18,84 2,0 2,0 102 23 Kt lun: Dm m bo n nh tng th 3.8.2 Kim tra n nh cc b cho dm 3.8.2.1.n nh cỏnh dm chu nộn Khi cỏnh lm... Ckp = 30,075 o = 30,075 23 = 89,50 (KN/cm2) 2,78 2 * 0cb c tớnh theo cụng thc : ocb = C 2 R a 2 a Tra bng (3.9 - Sỏch KCT) vi h = 1,5 v ni suy : C2 = 57,4 o ocb = 57,4.23 = 170,82 (KN/cm2) 2,78 2 Thay vo cụng thc kim tra n nh , ta cú : 2 2 8,06 6,62 6,37 + + = 0,30 < 1 89,5 170,82 24,07 Kt lun: ễ 1 m bo n nh - Xột n nh cho ễ 2: Khong cỏch gia cỏc sn trong ễ 2 l 2 m h M 165413 100 b 2... cụng thc : ocb = C1.R 2 a a 200 Tra bng (3.7 - Sỏch KCT) vi 2h = 2.100 = 1 , t = 1,41 v ni suy : o C1 = 18,96 a = a 2. b ocb = E 200 23 = = 2,78 R 2.1,2 2,06.10 4 18,96.23 = 56,43 (KN/cm2) 2 2,78 Thay vo cụng thc kim tra n nh , ta cú : 2 2 16,70 8,06 3,67 + + = 0,36 < 1 95,89 56,43 21,41 Kt lun: ễ 2 m bo n nh 3.9.Tớnh toỏn cỏc chi tit khỏc ca dm 3.9.1 Sn trung gian B trớ cp sn i xng... (cm) Chiu cao ng hn nh, ly hh theo cu to hh = 6 (mm) 20 Đư ờngưhànưcao 6ưmm 20 150 250 1000 1060 Đư ờngưhànưcao 7ưmm 220 CHI TIếT NốI SƯờN ĐầU DầM VớI DầM CHíNH 3.9.4 Tớnh ni bn bng dm (Thc t cú th ni hay khụng tu theo chiu di thc t vt liu ang cú song trong phm vi ỏn ta vn tớnh ni) Bn bng dm ni ti v trớ cỏch gi dm mt on 3 (m) , ch cn tớnh ni mt u dm l .Ta chn phng phỏp liờn kt bng bn ghộp - Tớnh . ngang được . 3.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM CHÍNH 3.1.Sơ đồ tính toán của dầm chính Dầm chính là dầm đơn giản chịu tác dụng của các tải trọng coi như phân bố đều. Sơ đồ tính toán như sau : 3.2.Xác. dầm Mô men kháng uốn cần thiết cho dầm (có kể đến biến dạng dẻo): 56,510 11,12.22,5. 12866 .R. 1 C max M ct W === γ (cm 2 ) ( Lấy C 1 = 1,12 ) Tra bảng thép cán sẵn , chọn thép I33 có các. m 1 m 1 m 1 m 1 m 1 m 0,5 m0,5 m 10 m 1 2 2.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM SÀN 2.1. Sơ đồ tính toán dầm sàn Sơ đồ tính toán dầm phụ là dầm đơn giản nhịp l 2 = 6 m chịu tác dụng của tải trọng phân bố