Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP: I> Số liệu đồ án: + Nhịp nhà: L = 33(m) + Cao trình đỉnh ray: Hr = 8.8(m) + Sức cẩu của cẩu trục: Q = 20(T) + Áp lực gió tiêu chuẩn: W0 =0. 55(KNm2) + Vật liệu lợp tôn kim loại: gtc = 0.1(KN m2) + Độ dốc mái: i = 10% + Bước khung: B = 6(m) + Cầu trục có chế độ làm việc trung bình, móc cẩu mềm. + Phương án 1: Tính nội lực khung bằng phương pháp chuyển vị có bảng tra. + Địa hình khu vực B.
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HUÂN HUỲ N H T H I Ệ N T À I – 8 1 0 0 2 8 0 1 T r a n g 1 | 63 ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP: I> Số liệu đồ án: + Nhịp nhà: L = 33(m) + Cao trình đỉnh ray: Hr = 8.8(m) + Sức cẩu của cẩu trục: Q = 20(T) + Áp lực gió tiêu chuẩn: W 0 =0. 55(KN/m 2 ) + Vật liệu lợp tôn kim loại: g tc = 0.1(KN/ m 2 ) + Độ dốc mái: i = 10% + Bước khung: B = 6(m) + Cầu trục có chế độ làm việc trung bình, móc cẩu mềm. + Phương án 1: Tính nội lực khung bằng phương pháp chuyển vị có bảng tra. + Địa hình khu vực B. II> Chọn sơ bộ kích thước tiết diện: Cầu trục: + Nhịp nhà L = 33m, sức cẩu của cầu trục Q = 20T; tra catalogue cầu trục => Chọn cầu trục KP70 có: Nhịp cầu trục: L k = 31.5(m) Bề rộng cầu trục: B = 6.3(m) Khoảng cách 2 bánh xe cầu trục: K = 5(m) Khoảng cách từ tim ray đến mép ngoài cầu trục: B1 = 280(mm) Áp lực bánh xe lên rây: o max to p = 26.5(T) o min to p = 8.5(T) o T = 0.71(T) o T 0 = 2.85(T) Trọng lượng xe con: P x = 8.5(T) Trọng lượng cầu trục: P ct = 50(T) Xác định kích thước phương đứng: + Giả định đệm rây: h r = 200(mm) ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HUÂN HUỲ N H T H I Ệ N T À I – 8 1 0 0 2 8 0 1 T r a n g 2 | 63 + Chiều cao dầm cầu chạy: h dcc = 1 10 B = 600(mm) + Dự định cột được chon ngầm dưới mặt nền => h m = 0 + Chiều cao thực của phần cột dưới: 8.8 0 0.12 0.6 8.08( ) d r m r dcc h H h h h m + Giả sử độ võng của kết cấu mái: 1 300( ) 250 f xL mm + Chiều cao thực của phần cột trên: 100 0.12 0.6+2.4 0.1 0.13 3.35 ( ) t r dcc k h h h H f m A 33000 ±0.000 8800 3350 2200 i=10% B 1500 Hình 1: Mặt cắt ngang nhà công nghiệp một tầng một nhịp Xác định kích thước phương ngang: ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HUÂN HUỲ N H T H I Ệ N T À I – 8 1 0 0 2 8 0 1 T r a n g 3 | 63 + 33 31.5 750( ) 22 k LL mm + Chiều cao tiết diện phần cột trên: Chọn h t = 360(mm) + Chiều cao tiết diện phần cột dưới: + Dự định chọn nhánh trong cột dưới trùng với trục dầm cầu chạy, tức là với tim ray, do vậy chiều cao tiết diện cột dưới được tính như sau: Với: 1t a h B D ( với D là khe hở an toàn giữa cầu trục và cột, chọn 60mm) ≥ 500+280+60-750 = 90. Chọn a = 250(mm) h d = 750(mm) ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HUÂN HUỲ N H T H I Ệ N T À I – 8 1 0 0 2 8 0 1 T r a n g 4 | 63 Hình 2: Các kích thước của khung ngang III> Bố trí hệ giằng: a. Nhiệm vụ: Tạo thành kết cấu không gian cứng bất biến hình. Giữ ổn định cho thanh chịu nén. Chịu tải trọng dọc nhà để truyền xuống móng; phân phối lực cục bộ sang các khung lân cận. Tạo điều kiện thuận lợi cho thi công. b. Bố trí hệ giằng: Giằng cột: bao gồm giằng cột dưới và giằng cột trên. Giằng mái: giằng trong mặt phẳng cánh trên, cánh dưới và hệ giằng đứng. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HN HUỲ N H T H I Ệ N T À I – 8 1 0 0 2 8 0 1 T r a n g 5 | 63 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ GIẰNG CỬA MÁI TL1:1000 15000 4500 4500 90000 600060006000600060006000600060006000600060006000 6000 1 6000 16 6000 A B SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ GIẰNG CÁNH TRÊN TL1:1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 6000 33000 6000 4500 4500 6000 90000 60006000600060006000600060006000600060006000600060006000 3000 1500 Xà gồ thép A B 30003000 30003000 A B ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HN HUỲ N H T H I Ệ N T À I – 8 1 0 0 2 8 0 1 T r a n g 6 | 63 IV> Tải trọng tác dụng lên khung ngang: Tĩnh tải: + Tĩnh tải mái: 0 m mg g g B Trong đó: SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ GIẰNG CÁNH DƯỚI TL1:1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 6000 33000 6000 4500 4500 6000 90000 60006000600060006000600060006000600060006000600060006000 A B 30003000 30003000 A B SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ GIẰNG ĐỨNG TL1:1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 22004675 6000 90000 60006000600060006000600060006000600060006000600060006000 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ GIẰNG CỘT TL1:1000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 220032007200 6000 90000 60006000600060006000600060006000600060006000600060006000 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HUÂN HUỲ N H T H I Ệ N T À I – 8 1 0 0 2 8 0 1 T r a n g 7 | 63 g : Hệ số độ tin cậy về tĩnh tải, lấy g = 1.1 m2 0 g (KN/ m ) : Tĩnh tải tiêu chuẩn mái phân bố trên m 2 mặt bằng nhà. + Ta tính tải trọng mái tác dụng lên khung như sau: Tải trọng do dàn vì kèo tác dụng lên khung: 0 m mg g g B = 1.1 x 25 x 6 = 165(daN/m) Tải trọng do dàn đỡ kèo, giằng mái tác dụng lên khung: 0 m mg g g B = 1.1 x 7 x 6 = 46(daN/m) Tải trọng do kết cấu mái tác dụng lên khung: 0 m mg g g B = 1.1 x 12 x 6 = 80(daN/m) Tải trọng do tôn kim loại tác dụng lên khung: 0 cos m g m gB g i = 0 1.1 10 6 cos10 xx = 67(daN/m) Lực phân bố theo chiều dài tác dụng lên khung: g m = 165+46+80+6 = 358(daN/m) 3.6(KN/m) g m = 3.6 KN/m Hình 3: Tĩnh tải tác dụng lên khung ngang Hoạt tải: Hoạt tải sữa chữa mái: + Tải trọng sửa chữa mái: ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HUÂN HUỲ N H T H I Ệ N T À I – 8 1 0 0 2 8 0 1 T r a n g 8 | 63 tt m ht p 0 p p B + Trong đó: g : Hệ số độ tin cậy về hoạt tải, lấy g = 1.2 m2 0 p (KN/ m ) : Hoạt tải tiêu chuẩn mái phân bố trên m 2 mặt bằng nhà, theo TCVN 2737 – 1995 thì m 0 p = 0.3(KN/m 2 ) + Do đó: tt ht p 1.2x0.3x6 2.16(KN/ m) P ht tt = 2.16 KN/m Hình 4: Hoạt tải sữa chữa mái tác dụng lên khung ngang Hoạt tải do cầu trục: + Tải trọng do dầm cầu chạy và dầm hãm cùng với rây, đệm coi như lực tập trung đặt trên vai đỡ cầu trục. Đối với dầm nhịp 6m lấy theo kinh nghiệm 320 daN/m dài. Như vậy lực tập trung tại vai cột là 320x6 = 1920 daN = 19.2(KN). + Tải trọng cầu trục D max , D min : max Q c max i D nn P y 1.1x1.1x0.9x1.95x265 563(KN) min min max max P D D 181(KN) P ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HUÂN HUỲ N H T H I Ệ N T À I – 8 1 0 0 2 8 0 1 T r a n g 9 | 63 5000 1300 5000 P 1 P 1 P 1 P 1 6000 6000 1000 y 1 =1 y 2 =0.167 y 3 =0.783 Hình 5:Sơ đồ tính toán áp lực cầu trục lên vai cột bằng đường ảnh hưởng. + Tải trọng truyền lên vai cột sẽ bằng tải trọng cầu trục tác dụng lên cộng với tải trọng do dầm cầu chạy. Do đó : + Tải trọng tác dụng lên vai cột trái: N max = 563+19.2 = 582.2KN + Tải trọng tác dụng lên vai cột phải: N min = 181+19.2 = 200.2KN N max =582.2KN N min =200.2KN Hình 6: Hoạt tải sữa chữa mái tác dụng lên khung ngang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HUÂN HUỲ N H T H I Ệ N T À I – 8 1 0 0 2 8 0 1 T r a n g 10 | 63 + Lực xô ngang của cầu trục T: 0 1 0 T T 14.25(KN) n 1 max max T T D 31(KN) P T=31KN Hình 7: Hoạt tải sữa chữa mái tác dụng lên khung ngang Tải trọng gió: Tên Kí hiệu Giá trị Chiều cao cột dưới CD H 8.08m Chiều cao cột trên CT H 3.35m Chiều cao đầu dàn vì kèo DD H 2.2m 1 H 1.2m áim H 2.2m 3 H 0.45m Tải trọng gió tc w 2 83daN m Hệ số khí động [...]... 1 ,2, 4 93.35 93.35 38.74 27 3.53 55. 02 273.53 144.09 24 .64 1 ,2, 4,6 94. 32 150.59 94. 32 43. 12 59.58 34.69 121 .3 -20 .49 -27 4.5 5.84 578.18 27 4.5 22 9.85 1,3,7 -54 .2 1,3,5,7 55.17 1,3,8 65. 42 164.51 65. 42 1,3,5,8 66.39 167.33 66.39 29 .47 590.37 115 .28 590.37 584.07 1 02. 46 1,4,7 55.18 -4.34 1,4,6,7 56.15 -33.63 56.15 14.68 23 6.33 1,4,8 -66.4 180.66 66.4 25 .87 24 6.58 1,4,6,8 67.37 20 9.95 67.37 30 .25 24 7.55 -23 .31... 810 028 01 T r a n g 13 | 63 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HN Bảng nội lực: (Hệ số n=1) CỘT TRÊN 1 N -60.3 M 64.4 N 60.3 M -36.1 CỘT DƯỚI III-III IV-IV N M N M -60.3 24 .8 60.3 43.3 2 1 -39 .2 41.9 39 .2 -23 .5 -39 .2 16.1 39 .2 28 .2 5.5 3 1 0.9 -7.6 -0.9 38.4 -581.3 70.9 581.3 3.3 9 .2 4 1 -0.9 20 .8 0.9 10.0 -20 1.1 27 .4 20 1.1 46.9 9 .2 - 12. 2 -1.7 33.1 1.7 - 32. 8 -1.7 122 .4 19 .2 Tiết diện Tải Tĩnh tải Hoạt... vào nhánh cầu trục (bốn đường) sẽ chịu lực Dmax + Gdcc cùng với phản lực do Ntrong gây ra : Dmax Ntrong hct Gdcc hf hcd 198 .2 500 750 4 (0.7 15) 40 5 82. 2 19 .2 4( f w )min lw 0.43 (cm) Chọn hf = 6 mm I-360x200x10x15 1 300 90 50 600 20 0 50 100 50 90 10 90 325 x 320 x20 550x 320 x20 400 90 910x 320 x10 10 400 90 20 28 0 810x 320 x10 L-50x5 6 165x150x8 26 0 28 5 4-4 120 120 190 560 750 CT2 HUỲNH THIỆN TÀI – 810 028 01... góc + Chọn chiều cao đường hàn hf = 10 mm + Chiều dài đường hàn bằng chiều dài sườn ngang Ww 2 2( h f )lw / 6 2 (0.7 1) 30 2 / 6 21 0cm3 Fw 2( h f )lw 2 (0.7 1) 30 42cm 2 Kiểm tra cường độ đường hàn : w M Ww 2 Q Fw 2 225 4 21 0 2 322 42 2 13.2kN / cm2 HUỲNH THIỆN TÀI – 810 028 01 fw c 15kN / cm2 T r a n g 36 | 63 ... Tra bảng D.8 trang 109 TCVN 5575 -20 12 => Xác định giá trị : Hệ số ổn định tổng thể của dầm Dựa vào điều 5 .2. 2.1 và Phụ lục E, TCVN 5575 -20 12 1.75 0.09 2 lt 8 01 hb f at 3 1 b f t13 1.75 0.09 9.63 2. 62 2750 32 8 344 24 0 2 1 1 72 1.63 24 0 323 9.63 Tra bảng E.1 được 1 => 2 Iy h I x l0 b E f 0.68 0 .21 Vậy chọn b Tính được c 5.18 0.68 0 .21 5.18 1.77 1 1 1 1 1 1 mx y / b 1 15 .25 0.794 / 1 0.076 Điều kiện ổn... cột: L100X10 20 x260 I-360x200x10x15 4 2 320 10 145 10 26 0 320 145 10 3 20 100 630 60 810 b Chọn tiết diện: Giả thiết sơ bộ khoảng cách 2 trục nhánh Khoảng cách từ trọng tâm tồn tiết diện đến trục nhánh cầu trục (nhánh 1): Được xác định bởi phương trình: HUỲNH THIỆN TÀI – 810 028 01 T r a n g 22 | 63 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HN Với M1 = 484.67kNm, N1=579.15kN; M2 = 584.07kNm, N2=590.37kN... là: b x bf x tw x tf = 320 x 20 0 x 10 x 10 HUỲNH THIỆN TÀI – 810 028 01 T r a n g 23 | 63 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HN Nhánh mái (nhánh 2) : Dùng tiết diện tổ hợp từ một thép bản 26 0 x 20 và hai thép góc đều cạnh L100x10 có L100X10 4 L100X10 3 20 x260 4 Diện tích tiết diện nhánh 2: Khoảng cách từ mép trái của tiết diện (mép ngồi bản thép) đến trọng tâm tiết diện nhánh mái là Các đặc trưng... 386 .2 74.3 0.9 -7.6 129 .6 37.5 -7.6 36.1 7.6 367.9 65.9 Dmax phải T trái T phải Gió trái Gió phải 4 5 6 7 8 0.9 7.6 HUỲNH THIỆN TÀI – 810 028 01 T r a n g 16 | 63 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: TH.S LƯU ĐỨC HN Tổ hợp cơ bản 2: CỘT TRÊN I-I II-II N M N M STT 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 CỘT DƯỚI III-III IV-IV N M N M 1 ,2, 3 92. 37 95.59 24 .64 1 ,2, 3,5 93.34 107.97 93.34 42. 34 617. 32 123 .09 617. 32 220 .26 42. 49... -23 .31 54 .2 -22 .6 616.35 103.53 616.35 Q 92. 37 105.15 -360 -55.58 55.17 25 .58 579.15 101. 82 579.15 484.67 -73.43 55.18 -9.73 -589.4 -10.3 23 5.36 82. 26 578.18 95. 72 589.4 33.75 23 5.36 459.4 84.61 -311.5 -55.58 38.31 23 6.33 397 .26 -65.63 47 .21 24 6.58 507.9 84.61 51.77 24 7.55 593.66 94.66 Kiểm tra chuyển vị: Chuyển vị ngang của khung: HUỲNH THIỆN TÀI – 810 028 01 T r a n g 17 | 63 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD:... -60.3 24 .8 60.3 43.3 8.4 14.5 Hoạt tải 2 0.9 35.3 37.7 35.3 21 .1 -35.3 35.3 25 .4 4.9 Dmax trái 3 0.9 0.8 -6.8 -0.8 34.6 63.8 523 .2 523 .2 3.0 8.3 0.9 -0.8 18.7 0.8 9.0 24 .6 181.0 181.0 42. 2 8.3 0.9 1.5 -11.0 -1.5 29 .8 1.5 29 .5 -1.5 110 .2 17.3 -1.5 11.0 1.5 29 .8 -1.5 29 .5 1.5 110 .2 17.3 -1.5 39.7 1.5 -4.1 -1.5 3.8 1.5 81.9 10.6 1.5 -39.7 -1.5 4.1 1.5 -3.8 -1.5 -81.9 10.6 0.9 7.6 -7.6 121 .4 44.1 7.6 42. 7 . 95.59 24 .64 7 1 ,2, 3,5 - 93.34 107.97 93.34 - 42. 34 - 617. 32 123 .09 617. 32 22 0 .26 42. 49 8 1 ,2, 4 - 93.35 121 .3 93.35 - 38.74 - 27 3.53 55. 02 27 3.53 144.09 24 .64 9 1 ,2, 4,6. - 94. 32 150.59 94. 32 - 43. 12 -27 4.5 59.58 27 4.5 22 9.85 34.69 10 1,3,7 -54 .2 -20 .49 54 .2 5.84 - 578.18 82. 26 578.18 -360 -55.58 11 1,3,5,7 - 55.17 -23 .31 55.17 25 .58 - 579.15. 563+19 .2 = 5 82. 2KN + Tải trọng tác dụng lên vai cột phải: N min = 181+19 .2 = 20 0.2KN N max =5 82. 2KN N min =20 0.2KN Hình 6: Hoạt tải sữa chữa mái tác dụng lên khung ngang ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP