1 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP MỤC ỤC SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV1 : 1151160066 Trang GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Phạm Văn Hội (1999), Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp, Nhà xuất khoa học kỹ thuật , Hà Nội, 1998 [2] Thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp – GS Đoàn Định Kiến ( Chủ biên ) – Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 1995 [3] "Thiết kế khung thép nhà công nghiệp" - Phạm Minh Hà (Chủ biên) [4] Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam : TCXDVN 338 : 2005 Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế [5] Trần Thị Thôn(2010), Thiết kế kết cấu thép, Nhà xất bảng Đại học Quốc Gia TPHCM, HCM, 2003 SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV2 : 1151160066 Trang GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ KHUNG THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG, MỘT NHỊP SỐ LIỆU LIỆU THIẾT KẾ Đề S (mm) B (mm) h (mm) L (mm) Q (tấn) 58 27500 8000 7400 64000 17 STT Mã SV Họ tên Sinh viên Lớp Mã đề 58 115116006 Lê Vũ Linh XC11A 58 ◦ i = 15% ◦ Đầu hồi có khoảng ◦ Tự chọn phương pháp đường hàn ◦ Vùng gió TPHCM ◦ Cường độ thép: ▪ Fy =235 MPa ▪ Fx = 400 Mpa => Cường độ tính toán : ◦ Theo giới hạn chảy : f= fy γm = 2350 =2238(daN/cm ) 1.05 Theo giới hạn bền : f= f u 4000 = =3809(daN/cm ) γ m 1.05 Ngày nhận đề: 13/10/2015 .2005 Ngày nộp bảo vệ (dự kiến): 17/1/2015 / SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV3 : 1151160066 GVHD Trang GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP ThS Nguyễn Tam Hùng SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV4 : 1151160066 Trang GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA NHÀ THÉP 1.2 CẦU TRỤC 1.2.1 Các thông số cầu trục Sức trục Q(T) 20 Nhịp cầu trục (m) 25.5 Kích thước gabarit (mm) Trọng lượng Áp lực bánh xe lên ray (T) (T) Bk Kk Hk Zmin Pmaxc Pminc Xe Toàn cầu trục 4630 3800 133 180 13.8 3.92 1.236 15.44 1.2.2 Ray cầu trục ◦ Loại ray sử dụng KP-70 có thông số kỹ thuật sau: Loại ray Khối lượng 120 H B b 120 120 70 KP-70 52.83 ◦ Lấy chiều cao ray lớp đệm là: Hr = 120 + 80 = 200 (mm) 16 1.3 DẦM CẦU TRỤC 500 14 1m dài (kG/m) 28 120 Kích thước (mm) 1  1  H dct =  ÷ ÷× B =  ÷ ÷× = 0.8 ÷ 1( m)  10   10  14 ◦ Từ bước cột thông số cầu trục ta chọn dầm tiết diện chữ I định hình cao 50 cm có thông số hình bên 200 ◦ Chọn Hdct = 0.8 (m) ◦ Kích thước khung ngang theo phương thẳng đứng ◦ Bao gồm chiều cao cột Hd, chiều cao cột Ht, chiều cao toàn cột H SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP ◦ Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang: H = H c + bk = 1.33 + 0.32 = 1.65(m) ◦ Trong đó: Hc = HK = 1.33 m - chiều cao gabarit cầu trục bk khoảng hở an toàn cầu trục với xà ngang, lấy không nhỏ 200mm ◦ Chiều cao cột khung (tính từ mặt móng): H = H1 + H + H = 7.4 + 1.65 + 0.1 = 9.15( m) ◦ Trong đó: ▪ H1 =7.4 (m) - cao trình đỉnh ray ▪ H3 = 0.1 (m) – Phần cột chôn cốt mặt nền, lấy sơ khoảng 0÷1m ◦ Chiều cao cột trên: H t = H + H dct + H r = 1.65 + 0.8 + 0.2 = 2.65(m) ◦ Trong đó: ▪ Hdct = 0.8 (m) - chiều cao dầm cầu trục ▪ Hr - chiều cao ray đệm, lấy sơ 0.2m ◦ Chiều cao cột dưới: Hd = H − Ht = 9.15– 2.65= 6.5(m) 1.4 KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG THEO PHƯƠNG NGANG ◦ Chọn trục định vị trùng với mép cột (a = 0) ◦ Chiều cao tiết diện cột (chọn cột không thay đổi tiết diện): ◦ Theo yêu cầu độ cứng: 1  1  ÷ ÷× H =  ÷ ÷× 10.2 = 0.51 ÷ 0.68( m)  15 20   15 20  h= SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP ◦ Chọn h = 0.55 (m) ◦ Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục: λ ≥ B1 + (ht − a) + D L1 = (0.75 ÷ 1)( m) = 0.26 + (0.55 – 0) + 0.07 = 0.88 (m) ◦ Trong đó: ▪ B1 = 0.26 (m) – Phần đầu cầu trục bên ray, tra bảng cầu trục ▪ D = 0.07 (m) – Khe hở an toàn cầu trục mặt cột, lấy từ 0.06 – 0.075 (m) ◦ Chọn λ = (m) ◦ Nhịp cầu trục Lc (khoảng cách tim ray): Lc = L - 2λ = 27.5 – × = 25.5 (m) A B KÍCH THÖÔÙC KHUNG NGANG SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP CHƯƠNG : THIẾT KẾ XÀ GỒ 2.1 XÀ GỒ MÁI ◦ Chọn tiết diện sơ xà gồ ◦ Độ dốc mái: i=15%, suy ra: α= 8.53o, sinα= 0.148, cosα= 0.989 ◦ Xà gồ mái chịu tác dụng tải trọng mái, trọng lượng thân xà gồ xà gồ chọn trước, sau kiểm tra lại theo điều kiện bền điều kiện biến dạng xà gồ ◦ Tấm lợp mái: Chiều dày (mm) Trọng lượng Diện tích Tải trọng cho phép (KG/m2) (m2) (KN/m2) 0.7 6.59 8.39 1.96 ◦ Xà gồ: ta chọn xà gồ chữ “Z” bên xà gồ chữ “C” biên nhắm tăng ổn định cho mái.Từ catolog thép hình chữ Z công ty Ngô Long SJC ta chọn: Tiết diện Z200x62x6 Ix Wx Wy Iy (cm ) (cm ) (cm ) (cm3 ) 379.5 37.31 48.72 7.40 SVTH : LÊ VŨ LINH Trọng lượng (kg/m) Chiều Diện dày tích (mm) (cm2) 4.95 1.8 MSSV : 1151160066 6.3 Trang GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Tiết diện Jx Wx Jy Wy (cm4) (cm3) (cm4) (cm3) C20015 353 34.7 39.6 7.17 Trọng lượng (kg/m) Chiều dày (mm) Diện tích (cm2) 4.44 15 5.55 ◦ Tải trọng tác dụng lên xà gồ ◦ Tải trọng tác dụng lên xà gồ gồm : tải trọng tôn lợp mái, tải trọng thân xà gồ tải trọng hoạt tải sửa chữa mái gió ◦ Chọn khoảng cách xà gồ mặt : 1.5 m ⇒ Khoảng cách xà gồ mặt phẳng mái : (Độ dốc i = 15 ⇒ 1.5 = 1,52 m cos8.530 α = 8.53o) 2.1.2 Tĩnh tải Vật liệu mái Kí hiệ u Hệ số vượt tải Tải trọng tiêu chuẩn Tải trọng tính toán lớp tôn lợp mái g2 1.05 6.59 kG/m2 6.92 kG/m2 Xà gồ mái Z200x62x68 g1z 1.05 4.95 kG/m 5.5 kG/m Xà gồ mái C20015 g1c 1.05 4.44 kG/m 4.66 kG/m 2.1.3 Hoạt tải ◦ Hoạt tải sử dụng lấy ptc = 30 kG/m2 với hệ số vượt tải n = 1.3 ⇒ p1tt = 30×1.3 = 39 kG/m2 ◦ Hoạt tải gió : SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP h1 9.15 = =0.33m l 27.5 ◦ Dựa vào tỉ số : góc α= 8.53o tra bảng TCVN 2737-1995 ta hệ số khí động hình vẽ Ta chọn trường hợp gió bốc mái hướng gió thổi từ đầu hồi ( φ=90o) q tt =n.q k.c=1.3×83×1×(0.7)=75.5daN/m o ◦ Trong : ▪ k= tra bảng 5; TCVN 2737-1995 ▪ c=0.7 ▪ qo= 83 daN/m2 (áp lực gió TPHCM vùng IIA ) ◦ Kiểm tra lại xà gồ chọn ◦ Xà gồ tác dụng tải trọng lớp mái hoạt tải sửa chữa gió tính toán cấu kiện chịu uốn xiên ◦ Ta phân tải trọng tác dụng lên xà gồ tác dụng theo phương với trục x-x tạo với phương ngang góc α = 8,53o (Độ dốc i = 15) SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 10 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP 594 472 412 352 292 232 172 82 Phía cánh cột bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích, vơi kích thước lấy sau: ▪ Bề dày: ▪ Bề rộng: t s = 1cm bs = 11.5cm ▪ Chiều cao: h s = 1.5 × b s = 1.5 × 11.5 = 18cm Ta có tâm quay mặt bích trọng tâm cánh nén tiết diện cột Chuyển nội lực trục quay(cánh nén tiết diện cột): M ' = M + N.e = 271.12 + 47.68 × 0.269 = 284(kN.m) Lực tác dụng lên bu lông momen lực dọc tác dụng vào: N1 = Myi N + 2 ∑ yi 16 284 × 106 × 594 47.68 × 103 = + 2(5942 + 4722 + 412 + 3522 + 292 + 232 + 172 + 822 ) 16 = 83721(N) = > Đường kính bu lông từ điều kiện chịu kéo:  πd  N1 ≤ γ b f tb  b ÷   SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 109 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG db ≥ ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP 4N1 × 83721 = = 22.5(mm) γ b f tb π × 210 × π => Chọn d b = 24(mm) Kiểm tra bu lông chịu lực cắt:  πd  V ≤ γ b f vb  b ÷n c 16    π252  53.57 × 103 ≤ 1× 190  ÷× 16   ⇔ 3348 ≤ 93266(N) ⇔ Vậy bu lông đủ khả chịu cắt Kiểm tra điề kiện ép mặt bu lông: V ≤ γ b f cb d.t 16 53.57 × 103 ≤ × 505 × 25 × 12 16 ⇔ 3348 ≤ 151500(N) ⇔ Vậy thép đủ khả chịu ép mặt 5.3.2 Tính mặt bích Xác định từ điều kiện cân giới hạn uốn: t ≈ 1.1 b N bmax 140 × 83721 = 1.1 = 12.4mm (b + b1 )f (300 + 140)210 Và t ≈ 1.1 ≈ 1.1 b ∑ Ni (b + h1 )f 140 × 83721× (594 + 472 + 412 + 352 + 292 + 232 + 172 + 82) = 16.6mm 594(300 + 594)210 = > chọn t = 1.8cm 5.3.3 Tính toán đường hàn liên kết tiết diện cột với mặt bích ◦ Chiều dài đường hàn cánh SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 110 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP ▪ Tổng chiều dài tính toán đường hàn phía cánh ngoài(kể sườn): ∑ lw = × (14.5 − 1) + × (10 − 1) = 72(cm) ▪ Lực kéo cánh momen lực dọc: Nk = M N 217.12 47.68 + = + = 418.6(kN) hc 0.55 ▪ Vậy chiều cao đường hàn cần thiết: hf yc Nk 418.6 × 103 = = = 4.6(mm) ∑ l w (β f w ) γ c 720 × (0.7 × 180) × ◦ Chiều dài đường hàn bụng: h w yc = V 53.57 × 103 = = 4.6(mm) ∑ l w (βf w ) γ c × (47.6 − 1) × (0.7 ×180) ×1 Vậy ta chọn h f = 6mm cho bụng cánh 115 526 20 80 65 65 hf=6mm 65 50 60 60 60 60 60 60 90 300 hf =6mm 145 10 145 80 Loã oâ van 26mm 76 20 685 5.4 MỐI NỐI ĐỊNH XÀ 5.4.1 Tính bu lông liên kêt Từ bảng tổ hợp nội lực chọn tổ hợp nội lực gây kéo bu lông nhiều nhất, chọn tổ hợp (1)+(7) có moment tương đối lớn lực dọc lực gây kéo: M = −49.71(kN.m),N tu = 64.85(kN), Vtu = −9.43(kN) Chọn bu lông cường có cấp độ bền 5.6 bố trí hình vẽ: hình SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 111 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Phía cánh xà bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích, vơi kích thước lấy sau: ▪ Bề dày: ▪ Bề rộng: t s = 1cm bs = 11.5cm ▪ Chiều cao: h s = 1.5 × bs = 1.5 × 11.5 = 18cm Ta có tâm quay mặt bích trọng tâm cánh nén tiết diện cột Chuyển nội lực trục quay(cánh nén tiết diện cột): M ' = M + N.e = 49.71 + 64.85 × 0.144 = 59(kN.m) Lực tác dụng lên bu lông momen lực dọc tác dụng vào: N1 = My i N + 2 ∑ yi 59 × 106 × 344 64.85 × 103 = + 2(347 + 230 + 562 ) = 65620(N) = > Đường kính bu lông từ điều kiện chịu kéo:  πd  N1 ≤ γ b f tb  b ÷   db ≥ 4N1 × 65997 = = 20(mm) γ b f tb π 1× 210 × π => Chọn d b = 20(mm) Kiểm tra bu lông chịu lực cắt:  πd  V ≤ γ b f vb  b ÷n c   SVTH : LÊ VŨ LINH  π20  9.43 × 103 ≤ 1× 190  ÷×   ⇔ 1179 ≤ 59690(N) ⇔ MSSV : 1151160066 Trang 112 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Vậy bu lông đủ khả chịu cắt Kiểm tra điề kiện ép mặt bu lông: V ≤ γ b f cb d.t 9.43 × 103 ≤ × 505 × 20 × 12 ⇔ 1179 ≤ 121200(N) ⇔ Vậy thép đủ khả chịu ép mặt 5.4.2 Tính mặt bích Xác định từ điều kiện cân giới hạn uốn: b N bmax 100 × 65997 = 1.1 = 10.2mm (200 + b1 )f (200 + 100) × 210 t ≈ 1.1 Và b ∑ Ni (b + h1 )f t ≈ 1.1 ≈ 1.1 100 × 65997 × (344 + 232 + 56) = 15.3mm 344(200 + 100) × 210 = > chọn t = 1.6 (cm) 5.4.3 Tính toán đường hàn liên kết tiết diện xà với mặt bích ◦ Chiều dài đường hàn cánh ▪ Tổng chiều dài tính toán đường hàn phía cánh ngoài(kể sườn): ∑ lw = × (9.5 − 1) + × (10 − 1) = 52(cm) ▪ Lực kéo cánh momen lực dọc: Nk = M N 49.71 64.85 + = + = 198.1(kN) hx 0.3 ▪ Vậy chiều cao đường hàn cần thiết: h f yc = Nk 198.1 ×103 = = 3(mm) ∑ l w (β f w ) γ c 520 × (0.7 × 180) × SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 113 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP ◦ Chiều dài đường hàn bụng: hw yc V 9.43 ×103 = = = 1.4(mm) ∑ l w (β f w ) γ c × (27.6 − 1) × (0.7 × 180) × Vậy ta chọn h f = 6mm cho bụng cánh 5.5 MỐI NỐI XÀ( Ở NHỊP) 5.5.1 Tính bu lông liên kêt Từ bảng tổ hợp nội lực chọn tổ hợp nội lực gây kéo bu lông nhiều nhất, chọn tổ hợp (1)+(7) có moment tương đối lớn lực dọc lực gây kéo: M = −75.1(kN.m), N tu = 62.64(kN), Vtu = −33.45(kN) Chọn bu lông cường có cấp độ bền 5.6 bố trí hình vẽ: Hình Phía cánh xà bố trí cặp sườn gia cường cho mặt bích, vơi kích thước lấy sau: ▪ Bề dày: ▪ Bề rộng: t s = 1cm bs = 11.5cm ▪ Chiều cao: h s = 1.5 × bs = 1.5 × 11.5 = 18cm Ta có tâm quay mặt bích trọng tâm cánh nén tiết diện cột Chuyển nội lực trục quay(hàng bu long đầu tiên): M ' = M + N.e = 75.1 + 62.64 × 0.144 = 84(kN.m) Lực tác dụng lên bu lông momen lực dọc tác dụng vào: SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 114 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG N1 = ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Myi N + 2 ∑ yi 10 84 × 106 × 344 62.64 ×103 = + 2(3442 + 232 + 1442 + 562 ) 10 = 79966(N) = > Đường kính bu lông từ điều kiện chịu kéo:  πd  N1 ≤ γ b f tb  b ÷   db ≥ 4N1 × 79966 = = 22(mm) γ b f tb π 1× 210 × π => Chọn d b = 25(mm) Kiểm tra bu lông chịu lực cắt:  πd  V ≤ γ b f vb  b ÷n c 10    π252  33.45 × 103 ≤ × 190  ÷× 10   ⇔ 3345 ≤ 93266(N) ⇔ Vậy bu lông đủ khả chịu cắt Kiểm tra điề kiện ép mặt bu lông: V ≤ γ b f cb d.t 10 33.45 × 103 ≤ × 505 × 25 × 12 10 ⇔ 3345 ≤ 151500(N) ⇔ Vậy thép đủ khả chịu ép mặt 5.5.2 Tính mặt bích Xác định từ điều kiện cân giới hạn uốn: t ≈ 1.1 b N bmax 100 × 79966 = 1.1 = 12.4mm (b + b1 )f (200 + 100) × 210 Và SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 115 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP b ∑ Ni (b + h1 )f t ≈ 1.1 ≈ 1.1 100 × 79966 × (344 + 232 + 144 + 56) = 13.8mm 344(200 + 344) × 210 = > chọn t = 1.4 (cm) 5.5.3 Tính toán đường hàn liên kết tiết diện xà với mặt bích ◦ Chiều dài đường hàn cánh ▪ Tổng chiều dài tính toán đường hàn phía cánh ngoài(kể sườn): ∑ lw = × (9.5 − 1) + × (10 − 1) = 52(cm) ▪ Lực kéo cánh momen lực dọc: Nk = M N 75.1 62.64 + = + = 282(kN) hx 0.3 ▪ Vậy chiều cao đường hàn cần thiết: Nk 282 × 103 = = 4.3(mm) ∑ l w (β f w ) γ c 520 × (0.7 × 180) × h f yc = ◦ Chiều dài đường hàn bụng: h w yc = Vậy ta chọn V 33.45 × 103 = = 5(mm) ∑ l w (β f w ) γ c × (27.6 − 1) × (0.7 × 180) × h f = 6mm cho bụng cánh 5.6 THIẾT KẾ DẦM CẦU TRỤC: Chọn dầm cầu trục chữ I có kích thước sau: h = 800 mm, b = 300 mm, t f = 14 mm, tw = 10 mm Dầm cầu trục sử dụng có sức tải Q = 20(T), nên chọn tiết diện dầm hãm cánh dầm cầu trục Dầm cầu trục làm việc dầm đơn giản gối vai cột Liên kết cánh dầm cầu trục với cánh cột thép L90x9 thép tiết diện 360x120x10 SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 116 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP 5.6.1 Sơ đồ tính nội lực 5.6.2 Lực dọc cầu trục ◦ Sơ đồ kiểm tra ứng suất tiết diện dầm cầu trục theo giả thiết đơn giản ◦ Nội lực tính toán áp lực thẳng đứng P gây ra: ◦ Với dầm đơn giản, nội lực tính toán xác định dựa theo nguyên tắc Vinke, tức momen Mmax xuất hợp lực R tất lực tác dụng lên dầm đối xứng qua điểm dầm với lực P gần R nhất, tiết diện đặt lực P có giá trị Mmax Theo ta xác định vi trí tải trọng nguy hiểm sau: ◦ Hình vẽ: 695 2810 P 3800 415 415 495 R=3P P P 415 P 4000 Mmax 4008 3800 Vtr = 1.686P, Vph = 1.314P Ta tính phản lực gối: Dựa vào sơ đồ tải trọng ta tính momen lớn dầm là: M max = 3.78 P = 3.78 ×129.03 = 487.7(kN m) ◦ Trong đó: P = k1.n.nc.Pmax ▪ k1 : hệ số động lực, với dầm cầu trục làm việc trung bình k1 = ▪ n = 1.1: Hệ số vượt tải ▪ nc : Hệ số tổ hợp, tính với hai dầm cầu trục làm việc trung bình nc = 0,85 ▪ Pmax = 13.8 (T) => P = × 1.1 × 0.85 ×138 = 129.03(T) SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 117 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Lực cắt lớn Qmax dầm đơn giản xuất lực tác dụng đặt trực tiếp lên gối, lực lại đặt gần gối nhất: 415 415 P 3800 415 P P 4000 4000 Vtr = 2.318P, Vph = 0.683P ◦ Ta tính phản lực gối: ◦ Dựa vào sơ đồ nên tính lực cắt lớn dầm là: Q max = 1.318P = 1.318 × 138 = 181.9(kN) ◦ Trọng lượng thân dầm cầu trục hoạt tải sữa chữa chưa dầm chưa kể đến cách nhân Mmax Qmax với hệ số α M x = α M max ; Q y = α Qmax ▪ α = 1,03; 1,05; 1,08 ứng với nhịp dầm = 6m, 12m, 18m ▪ Chọn α = 1,05 M x = 1.05M max = 1.05 × 487.7 = 512.1( kNm) Qy = 1.05Qmax = 1.05 ×181.9 = 191( kN ) 5.6.2.2 Lực hãm T ◦ Vì điểm đặt lực ngang T vị trí với áp lực thẳng đứng P nên mô men uốn tính toán My lực cắt tính toán Qy lực hãm ngang T gây xác định tính Mmax Qmax: T = k n n c TR = 1×1.1× 0.85×5.31 = 4.96(kN) T 4.96 = 512.1× = 19.7(kNm) P 129.03 T 4.96 Q y = Q max = 191× = 7.34(kN) P 129.03 M y = M max SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 118 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP 5.6.3 Kiểm tra tiết diện chọn Do dầm cầu trục có tiết diện đối xứng nên ứng xuất pháp lớn điểm A cánh σt = My Mx + A A Wx Wy,dh dầm cầu trục chịu uốn đồng thời Mx My: Các đặc trưng hình học: 393 14 y x 14 x 772 10 300 y I xA =  0.5 × (30 − 1) × 77.63  30 × 803 − 2×   = 150719.2(cm ) 12 12   I yA = × 1.2 × 303 77.6 ×13 + = 5406(cm ) 12 12 I xA W = = 3767(cm3 ) h A x W = A y I yA b = 360.4(cm3 )  80 1.2  S f = (30 × 1.2) ×  − ÷ = 1418.4(cm )   38.8  80 1.2  S = (30 × 1.2) ×  − = 2171(cm3 ) ÷+ 38.8 × 1×   SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 119 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Điều kiện bền: 512.1×104 19.7 ×104 → σt = + = 1906(daN / cm ) < 2238( daN / cm ) 3767 360.4 Ứng xuất tiếp bụng dầm cầu trục kiểm tra theo lực cắt lớn Qx: τ= = Qx S < γ c × fv I x t w 191×102 × 2171 = 275(daN / cm ) < 1× 0.58 × 2238 = 1298(daN / cm ) 150719.2 × ◦ Trong đó: ▪ Ix : momen quán tính tiết diện dầm cầu trục ▪ Sx : momen tĩnh tiết diện dầm cầu trục trục x-x Kiểm tra ổn định cánh dầm cầu trục theo phương mặt phẳng dầm: σt = M Mx N + T + ccb,tr,y < γ × f A W x ϕ Ac ,tr W y ◦ Trong đó: NT = ▪ My d dh = 19.7 = 23.73( kN ) 0.83 (ddh chiều cao dầm hãm) M cb , y = 0.9 × ▪ T ×d 4.96 ×1 = 0.9 × = 1.12( kN m) 4 Ac ,tr = 30 ×1.2 = 36(cm ) Ac ,tr ▪ (d =1m khoảng cách hai tâm nút dàn.) : tiết diện cánh trên: W c ,tr y ▪ : momen chống uốn cánh lấy với trục y thẳng đứng: W c ,tr y = ϕ 1.2 × 302 = 180(cm3 ) : hệ số uốn dọc tiết diện cánh lấy với trục y: SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 120 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG I c ,tr y = 1.2 × 303 = 2700(cm ) 12 r= ĐỒ ÁN MÔN HỌC KẾT CẤU THÉP Ix = Ac ,tr 2700 = 8.66(cm) 36 => Chiều dài tính toán la khoảng cách d nút giằn: d=1m λ= d 100 = = 11.54(cm) r 8.66 Tra bảng 4.4 [5] => ϕ = 0.98 512.1× 104 23.73 ×102 1.12 ×104 σt = + + = 1489(daN / cm ) < 2238( daN / cm ) 3767 0.98 × 36 180 Kiểm tra ứng suất cục bụng dầm, chỗ tiếp giáp với cánh tác dụng trực tiếp áp lực bánh xe : σ cb , y = γ 1P = tw z γ1P [...]... LÊ VŨ LINH ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP MSSV : 1151160066 Trang 11 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP x 2.1.4 Kiểm tra với xà gồ chữ “Z” 2.1.4.1 Sơ đồ tính ◦ Xà gồ có chập đơi tại vị trí gối tựa và có thanh giằng ( sag rod ) ở giữa nhịp xà gồ, ta xem là sơ đồ dầm liên tục nhiều nhịp : SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 12 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP ▪ lx =8m... CỘT GIỮA KHUNG ĐẦU HỒI SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 33 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP CHƯƠNG 4 : TÍNH NỘI LỰC VÀ THIẾT KẾ KHUNG 4.1 KHUNG CHÍNH 4.1.1 Sơ đồ tính Sơ đồ tính N M Q M N Q Qui ước chiều dương của nội lực ◦ Giả thiết cột (cột khung chính, cột khung đầu hồi, cột giữa khung đầu hồi)có kích thước như sau: tw = 10mm t f = 12mm ▪ H = 9150 mm , b = 300 mm , h =... (kG/m) 3.2.3.2 Khung đầu hồi ◦ Khung đầu hồi chịu tải gió theo 2 phương, gió theo phương dọc nhà và gió phương ngang nhà Áp lực gió phương ngang nhà và dọc nhà có giá trị bằng một nửa tải gió khung chính ◦ Gió thổi phương dọc nhà, khung đầu hồi chịu áp lực gió đẩy có c=+0.8 và gió hút có c=-0.6 ◦ Gió theo phương ngang nhà cũng gây ra gió hút tại khung đầu hồi nhưng trị số nhỏ hơn gió dọc nhà nên ta khơng... với sơ đồ sau đây: SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 30 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP ◦ Gió ngang nhà : q1 = 1.3×83×0.98×0.8×8 = 677 (kG/m) q2 = 1.3×83×1.01×(-0.31)×8= -270.3 (kG/m) q3 = 1.3×83×1.01×(-0.4)×8= -348.7 (kG/m) q4 = 1.3×83×0.98×(-0.5)×8= -423 (kG/m) SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 31 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP ◦ Gió dọc nhà : q1... khơng xét đến Gió dọc nhà ◦ Vậy ta lấy giá trị áp lực gió lớn nhất có c=+0.8 để tính tốn cột giữa khung đầu hồi ◦ Sơ đồ tính cột giữa khung đầu hồi: SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 32 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP ▪ Tải gió tác dụng lên cột : P ▪ Tải gió : q = ( n×W k×c×B).α = (1.3×83×0.98×(+0.8)×6.875)×1.04 12100 = +605 (kG/m) SƠ ĐỒ TÍNH CỘT GIỮA KHUNG ĐẦU HỒI SVTH : LÊ... chính ◦ Khung chính chịu tải gió theo 2 phương, gió theo phương dọc nhà và gió phương ngang nhà SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 29 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm: ▪ Gió thổi lên mặt tường dọc được chuyển thành phân bố trên cột khung ▪ Gió thổi trong phạm vi mái được tính là tải phân bố trên mái, chuyển thành phân bố lên khung Khu... HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP ◦ Khung chính : T = nc × n × T1 × ∑ yi = 0.85 × 1.1 × 0.531 × (1 + 0.896 + 0.422 + 0.525) = 1.412(T ) ◦ Khung đầu hồi : T = nc × n × T1 × ∑ yi = 0.85 × 1.1 × 0.531 × (0.948 + 0.473 + 0.370) = 0.89(T ) + 1.142 T 1.142 T Lực hãm lên cột trái Lực hãm lên cột phải KHUNG CHÍNH 0.89 T 0.89 T Lực hãm lên cột trái Lực hãm lên cột phải KHUNG ĐẦU HỒI 3.2.3 Tải trọng gió 3.2.3.1 Khung. .. daN / m ◦ Chọn kết quả tải trọng từ tổ hợp 2 để tính xà gồ 2.2.3 Sơ đồ tính Xà gồ có chập đơi tại vị trí gối tựa, ta xem là sơ đồ dầm liên tục nhiều nhịp : l x =8m l y = 8m và SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 17 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP Diện tích truyền tải lên xà gô 2.2.4 Kiểm tra lại xà gồ đã chọn ◦ Nội lực xà gồ : mơ men đạt giá trị lớn nhất ở giữa nhịp qxtt × l... bình ◦ Khoảng cách từ tâm bánh xe cầu trục tới điểm nhơ ra : b= Bk − K k 4630 − 3800 = = 415mm 2 2 ◦ Khoảng cách giữa 2 tâm bánh xe cầu trục : 2b = 830mm SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 25 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP P 0.525 0.896 P 1.000 P 0.422 P P 0.473 P P 0.370 P 1.000 0.948 KHUNG CHÍNH KHUNG ĐẦU HỒI ◦ Từ đó ta tính được áp lực Dmax , Dmin : Khung chính : Dmax = n.nc.(... HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP tw = 10mm t f = 12mm ▪ Đỉnh rường : h = 300mm , b = 200 mm , , 4.1.2 Các trường hợp tải ◦ Phương án 1 : Tĩnh tải 839 kG 132 kG/m 132 kG/m 1703.8 kG 839 kG 1703.8 kG 1235.3 kG.m 1235.3 kG.m Tónh tải ◦ Phương án 2: Hoạt tải nửa trái 312 kG/m Hoạt tải nữa mái trái ◦ Phương án 3: Hoạt tải nửa phải SVTH : LÊ VŨ LINH MSSV : 1151160066 Trang 35 GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN ... ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Phạm Văn Hội (1999), Thiết kế kết cấu thép nhà cơng nghiệp, Nhà xuất khoa học kỹ thuật , Hà Nội, 1998 [2] Thiết kế kết cấu thép nhà cơng nghiệp. .. MSSV2 : 1151160066 Trang GVHD : NGUYỄN TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP THIẾT KẾ KHUNG THÉP NHÀ CƠNG NGHIỆP MỘT TẦNG, MỘT NHỊP SỐ LIỆU LIỆU THIẾT KẾ Đề S (mm) B (mm) h (mm) L (mm) Q (tấn) 58 27500... TAM HÙNG ĐỒ ÁN MƠN HỌC KẾT CẤU THÉP ◦ Phương án 11: Gió trái ( gió theo phương ngang nhà ) ◦ Phương án 12: Gió phải ( gió theo phương ngang nhà ) ◦ Phương án 13: Gió dọc nhà ◦ Biểu đồ bao: SVTH