Đang tải... (xem toàn văn)
MẫuBài thuyết minh làm đồ án kết cấu thép 2, các bạn liên hệ để nhận file đồ án mẫu có công thức tính để ra kết quả nhanh nhấtNỘI DUNG:Thiết kế kết cấu nhà công ghiệp 1 tầng theo các số liệu sau :IGIẢ THIẾT:1Kích thước nhà :Nhịp nhà: L(m);Bước cột : B=6m Chiều dài nhà : D(m);Cao trình đỉnh ray :Hr(m)2Vật liệu :Kết cấu khung : Thép CT3; Cường độ f=2100daNcm2; que hàn E42 hoặc tương đương .Kết cấu bao che : Mái :Tấm panen BTCT ;Tường : Xây gạch ; Móng :BTCT cấp bền B153Liên kết : Hàn và bulong4Tiêu chuẩn thiết kế : Theo các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam5Địa điểm xây dựng: Khu công nghiệp Trà Đa, thành phố Gia Lai.
Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo TRƯỜNG ĐAỊ HỌC ĐÔNG Á KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG ……………………… NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ KẾT CẤU THÉP KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP TÂNG Họ tên sinh viên : ĐÀM TRUNG KIÊN Lớp : 15XD5A Giáo viên hướng dẫn : ThS NGUYỄN THỊ HƯƠNG THẢO NỘI DUNG: Thiết kế kết cấu nhà công ghiệp tầng theo số liệu sau : I/GIẢ THIẾT: 1/Kích thước nhà : Nhịp nhà: L(m);Bước cột : B=6m Chiều dài nhà : D(m);Cao trình đỉnh ray :Hr(m) 2/Vật liệu : Kết cấu khung : Thép CT3; Cường độ f=2100daN/cm2; que hàn E42 tương đương Kết cấu bao che : Mái :Tấm panen BTCT ;Tường : Xây gạch ; Móng :BTCT cấp bền B15 3/Liên kết : Hàn bulong 4/Tiêu chuẩn thiết kế : Theo tiêu chuẩn hành Việt Nam 5/Địa điểm xây dựng: Khu công nghiệp Trà Đa, thành phố Gia Lai SVTH: Đàm Trung Kiên Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo II/BẢNG SỐ LIỆU: L(m): D(m): Hr(m): Q(T): III/NHIỆN VỤ THIẾT KẾ: 24 108 50/10 1/Bố trí mặt ,mặt cắt ngang khung nhà hệ giằng 2/Thiết kế cột khung dàn mái 3/Tính toán cấu tạo chi tiết lien kết cấu thép phận khung ngang IV/ HÌNH THỨC THỂ HIỆN : 1/Thuyết minh : Viết tay sẽ,rõ ràng kèm theo hình vẽ giấy A4 ,đóng tập 2/Bản vẽ: Bố trí hình vẽ vẽ A1 SVTH: Đàm Trung Kiên Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo THIẾT KẾ KHUNG NGANG NHÀ CÔNG NGHIỆP Thiết kế khung ngang nhà xưởng tầng, nhịp có hai cầu trục sức nâng 50/10 T, chế độ làm việc trung bình, nhịp nhà L = 24 m dài 108 m; bước cột B=6 m, cao trình đỉnh ray m, mái lợp Panen Bêtong cốt thép Nhà xây dựng vùng gió IIB Vật liệu làm kết cấu chịu lực thép CCT34 Móng Bê tong cấp độ bền B15 CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU 1.1 Sơ đồ khung ngang kết cấu nhà công nghiệp (Hình 1) Khung ngang gồm có cột rường ngang Liên kết cột với rường ngang cứng khớp, đồ án môn học ta chọn cứng cho tổng quát Cột thường bậc thang, phần đặc, phần đặc rỗng Dàn hình thang hai mái dốc với mái lợp BTCT Độ dốc từ 1/8 đến 1/12 Đồ án chọn 1/10 1.2.Kích thước khung ngang Xác định kích thước khung, cột, dàn, dựa vào nhịp khung L Bước khung B, sức nâng cầu trục Q cao trình mặt ray H r 1.2.1 Kích thước cột Cầu trục sức nâng Q = 20/5 T lấy theo bảng VI -1 (phụ lục VI Sách “Thiết kế KCT nhà công nghiệp”) có: Nhịp Lcc = 22.5m loại ray KP-70, chiều cao H ct Gabarit cầu trục: Hct=2750mm, f= 400mm Chiều cao H từ đỉnh ray cầu trục đến cao trình cánh rường ngang: H2= (Hct + 100) + f =(3150+100)+400 = 3650mm Trong đó: H ct - Chiều cao Gabarit cầu trục 100 – Khe hở an toàn xe kết cấu f – Khe hở phụ xét độ võng kết cấu giằng lấy 200 – 400 mm H - Chọn chẵn mô đun 200 mm Chiều cao từ mặt đến cao trình cánh rường ngang: H = H1+H2 = 8000 + 3650 = 11650mm Chiều cao phần cột trên: ht=H2+Hdcc+Hr = 3650 + 0,6x1000 + 130 = 4380mm Trong đó: SVTH: Đàm Trung Kiên Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo H dcc - Chiều cao dầm cầu chạy lấy H dcc = 1 B = x6 = 0, 67 m 9 H r - Chiều cao ray tra bảng IV – = 130mm Chiều cao phần cột dưới: hd = H – ht + hch = 11650 – 4380 +820 = 8090mm=8,09m Trong đó: hch - Phần cột chôn mặt lấy 600 – 1000 mm, chọn 820 mm Bê tong phần cột chọn: bt = 600mm không nhỏ 1/12 chiều cao ht bt > (1/10 -:- 1/12).ht = 623,5 -:- 498,8mm Bề rộng phần cột (của trục nhánh đỡ dầm cầu chạy trùng với trục DCC) bd = a + λ = 250 + 1750 = 1000mm > ÷ ÷( ht + hd ) 20 25 Trong đó: a – Khoảng cách từ trục định vị đến mép cột, a = 250mm λ - Khoảng cách từ trục định vị đến trục đường ray, xác định: λ = L-Lcc/2 = 24000– 22500/2 = 750mm Bề rộng cột phải thỏa mãn điều kiện bd > 1 − : − (ht + hd ) = ( x 4380 + 586.8)=498,8mm bd > 20 25 25 x 4380 + 8090 = 623,5mm để đảm bảo độ cứng 20 Kiểm tra cầu trục không vướng vào phần cột bd – bt = 1000 – 600 = 400mm > B1 + C1 = 300 + 75 = 375mm Trong đó: B1=300mm - Khoảng cách từ trục ray cầu chạy đến đầu mút cầu chạy C1 - Khe hở tối thiểu lấy 75mm sức nâng cầu trục ÷ 50T 2.Kích thước dàn SVTH: Đàm Trung Kiên Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Chiều cao dàn mái trục định vị lấy h0 = 2200mm , độ dốc cánh i=1/10=0.1 L chiều cao giàn là: h0 + i = 2200+0,1x2400/2=3400mm Hệ bụng loại hình tam giác có đứng Khoảng mắt cánh 3000mm Bề rộng cửa trời lấy 9m (trong khoảng 0.3L – 0.5L = 7.8-:-13), chiều cao cửa trời gồm lớp kính 1.5m, bậu 0.2m bậu 0.8m 3.Hệ giằng 3.1.Hệ giằng mái 3.2.Hệ giằng cột SVTH: Đàm Trung Kiên Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo II.TÍNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG 1.Tải trọng tác dụng lên dàn 1.1.Tải trọng thường xuyên a)Tải trọng lớp mái tính toán theo cấu tạo mái lập theo bảng sau Cấu tạo lớp mái Tải trọng tiêu chuẩn Hệ số Tải trọng tính Kg / m mái vượt tải 150 60 1.1 1.2 toán KG / m mái 165 72 γ = 500 KG / m3 -Lớp xi măng lót 1.5cm -Lớp chống thấm giấy + 27 20 1.2 1.2 32 24 dầu -Hai lớp gạch nem vữa 80 1.1 88 -Tấm Panen 1.5x6m -Lớp cách nhiệt dày 12cm bê tong xỉ lát Cộng 337 Đổi phân bố mặt với độ dốc i = 1/10 có cos α = 0.995 381 g mtc = 337 / 0.995 = 339 KG / m g m = 381/ 0.995 = 383KG / m b)Trọng lượng thân dàn hệ giằng tính sơ theo công thức g d = n ×1.2 × α d × L = 1.1x1.2 x 0.6 x 27 = 21Kg / m Trong đó: n = 1.1 – Hệ số vượt tải 1.2 – Hệ số kể đến trọng lượng giằng α d = 0.6 - Hệ số trọng lượng dàn lấy 0.6 đên 0.9 nhịp 24 – 36m c)Trọng lượng kết cấu cửa trời Có thể tính theo công thức kinh nghiệm: g ct = n × g cttc = 1,1x12 = 13.2 Kg / m tc Ở lấy g ct = 12 Kg / m d)Trọng lượng cánh cửa trời bậu cửa trời - Trọng lượng cánh cửa (kính + khung) g Ktc = 35Kg / m tc - Trọng lượng bậu bậu gb = 100 Kg / m Vậy lực tập trung chân cửa trời cánh cửa bậu cửa là: g Kb = n × g Ktc × hct × B + n × g btc × B = 1.1x35 x1.5 x + 1.1x100 x6 = 1007 Kg SVTH: Đàm Trung Kiên Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Tải trọng g ct g Kb tập trung chân cửa trời Để tiện tính toán khung, ta thay chúng lực tương đương phân bố mặt nhà g ct′ g ct′ = g ct × lct × B + × g Kb 13.2 x9 x6 + x1007 = = 17.5 Kg / m mặt L× B 26 x6 Vậy tải trọng tổng cộng phân bố rường ngang là: q = g = ( g m + g d + g ct′ ) ×B = (383 + 21 + 17.5).6 = 2529 Kg / m = 2.53T / m 1.2.Tải trọng tạm thời Theo TCVN 2737 – 95, tải trọng tạm thời mái là: p tc = 75 Kg / m mặt với hệ số vượt tải n p = 1.4 Tải trọng tính toán phân bố rường ngang P = n p × p tc × B = 1.4 x 75 x = 630 Kg / m = 0.63T / m 2.Tải trọng tác dụng lên cột a)Do phản lực dàn Tải trọng thường xuyên V=A=q.L/2= 2530x26/2 = 32880 Kg Tải trọng tạm thời V'=A'=P.L/2= 630 x 26/2 = 8190 Kg b)Do trọng lượng dầm cầu trục Trọng lượng dầm cầu trục tính sơ theo công thức: Gdcc = n.αdcc.l2dcc =1,2 x 24 x 62 = 1040 Kg Trong đó: ldcc = B = 6m - Nhịp cầu trục αdcc = 24 hệ số trọng lượng dầm cầu trục 24 đến 37 với Q ≤ 75T n = 1.2 Gdcc đặt vai đỡ dầm cầu trục tải trọng thường xuyên c)Do áp lực đứng bánh xe cầu trục Tải trọng áp lực thẳng đứng bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục xác định cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa dầm xếp bánh xe hai cầu trục sát vào vị trí bất lợi Cầu trục 20T có áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn lớn bánh xe là: Ptcmax = 22 T SVTH: Đàm Trung Kiên Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Áp lực thẳng đứng tiêu chuẩn nhỏ bánh xe tra bảng cầu trục tính theo công thức: Ptcmin=(Q+G)/n0-Ptcmax = ( 20 + 36)/2 -22 = T Trong đó: Q – Sức trục cầu trục G= 36T – Trọng lượng toàn cầu trục n0 = - Số bánh xe cầu trục Áp lực thẳng đứng tính toán: Pmax = 1,2 x 22 = 26,4 T Pmin = 1,2 x = 7,2 T Cầu trục có bề rộng Bct = 6300mm khoảng cách bánh xe K = 4400mm Đặt bánh xe vị trí hình vẽ tính tung độ yi đường ảnh hưởng tính áp lực thẳng đứng lớn nhất, nhỏ bánh xe cầu trục lên cột theo công thức: Dmax = nc.Pmax.∑yi = 0,85 x 26,4 x 1,9 = 42,64 T Dmin = nc.Pmin.∑yi = 0,85 x 7,2 x 1,9 = 11,63 T Trong đó: nc = 0.85 - Hệ số tổ hợp hai cầu trục chế độ làm việc nhẹ trung bình Các lực Dmax , Dmin đặt vào trục nhánh đỡ dầm cầu trục cột, nên lệch tâm trục cột đoạn e lấy xấp xỉ bd/2 Do vai cột có sinh moment lệch tâm: Mmax = Dmax x e = 42,64 x = 42,64 T Mmin = Dmin x e = 11,63 x = 11,63 T d)Do lực hãm xe SVTH: Đàm Trung Kiên Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Khi xe hãm, phát sinh lực quán tính tác dụng ngang nhà theo phương chuyển động Lực hãm xe con, qua bánh xe cầu trục, truyền lên dầm hãm vào cột Lực hãm ngang xe con: Tngtc = f.(Q+GT).nTxc/nxc = 0,1 x (20+8,5)x 2/4 = 1,4 T Trong đó: f = 0.1 – Hệ số ma sát trường hợp mềm GT = 8,5 T - Trọng lượng xe tra bảng phụ lục nTxc = - Số bánh xe hãm xe nxc = - Tổng số bánh xe xe Lực hãm ngang tiêu chuẩn bánh xe tính: Ttc1=Tngtc/n0 = 1,4/2 = 0,7 T Trong đó: n0 = - Số bánh xe bên cầu trục Lực hãm ngang T1tc truyền lên cột thành lực T đặt vào cao trình dầm hãm: giá trị T xác định cách xếp bánh xe đường ảnh hưởng xác định Dmax Dmin T=nc.n.Ttc1 ∑yi = 0,85 x 1,2 x 0,7 x 1,9 = 1,36 T 3.Tải trọng gió tác dụng lên khung Tải trọng gió tính theo TCVN 2737 – 95 Nhà công nghiệp tầng nhịp chiều cao nhỏ 36m nên tính thành phần tĩnh gió Áp lực gió tiêu chuẩn độ cao 10m trở xuống thuộc khu vực I-A (có thể kể đến ảnh hưởng gió bão): q0tc = 65 Kg/m2 SVTH: Đàm Trung Kiên Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo H/L = 0,533 Α = 60 => Tra bảng C1 = -0,551; C3 = -0,507 ∑ B = ,615 L Tải trọng gió phân bố tác dụng lên đỉnh cột Trường hợp cột khung có cột sườn tường với bước cột 6m Không bố trí sườn tường với khoảng cách B1 = 6m Phía đón gió: q = n × q0 × K × C × B Phía trái gió: q′ = n × q0 × K × C ′ × B Trong đó: n = 1.3 B = B1 = 6m - Bước cột (bước khung) sườn tường Khi có sườn tường B = B1 C – Hệ số khí động lấy theo bảng phụ lục K – Hệ số kể đến thay đổi áp lực gió theo chiều cao lấy cho địa hình loại A K = 1,226 13,85 K = 1,18 10m Giá trị tải trọng gió phân bố lên cột (với hệ số quy đổi phân bố α=1,03) là: q = n x q0 x K x C x B1 = 1,3 x 65 x 1,18 x 0,8 x 1,03 x = 492,97 Kg/m q’ = n x q0 x K x C’ x B1 = 1,3 x 65 x 1,18 x (-0,507) x = 312,42 Kg/m Tải trọng gió phạm vi mái từ đỉnh cột đến mái đưa tập trung đặt cao trình cánh dàn mái: W = n × q0 × K × B × ∑ Ci × hi Trong đó: hi - Chiều cao đoạn có ghi hệ số khí động Ci K = 1,289 độ cao 19.85m khoảng từ độ cao 13,85m đến 19,85m, dùng hệ số trung bình K: K = 1,258 Vậy: W=n x q0 x K x B x∑Ci x hi =1,3x65x1,258x6x(0,8x2,2+0,551x0,85+0,6x2,5+0,8*0,45-0,6*0,45-0,6*2,5-0,6*0,450,507*2,2) = 3,88 T Phần tải trọng gió lên cột tường (diện tích F1 ) truyền vào khung dạng lực tập trung S, S ′ SVTH: Đàm Trung Kiên 10 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Đường hàn mép h f lw 8x60mm +Các đường hàn liên kết bụng vào mã chịu nội lực đó: Thanh xiên X : X = −52.010T = 52.010T Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin = 10mm hmin = 6mm < h fs = 8mm < 1.2tmin = 1.2 ×10 = 12 mm Lấy chiều cao đường hàn mép hmin = 6mm < h fm = 8mm < 0.9t g = 0.9 × 10 = mm ( t g = 12 > 5mm ) Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo công thức: lws = KX ( − K ) X1 lwm = ; 2h fs ( β f w ) γ c 2h fm ( β f w ) γ c Trong đó: Thanh X thép góc không cạnh hàn cạnh ngắn vào mã K = 0.75 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws = 19cm ; lwm = 6cm Lấy lws = 20cm lwm = 7cm Kiểm tra điều kiện 4h fs = × = 32 < lws = 200mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 476 4h fm = × = 32 < lwm = 70mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 476 Chọn Đường hàn sống h f lw 8x200mm Đường hàn mép h f lw 8x70mm Thanh xiên X : X = 30.630T Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin = 10mm hmin = 5mm < h fs = 6mm < 1.2tmin = 1.2 ×10 = 12 mm Lấy chiều cao đường hàn mép hmin = 5mm < h fm = 5mm < 0.9t g = 0.9 × = 7.2 mm ; t g = > 5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo công thức: SVTH: Đàm Trung Kiên 72 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II lws = GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo KX ( 1− K ) X lwm = ; 2h fs ( β f w ) γ c 2h fm ( β f w ) γ c Trong đó: Thanh X thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws = 14cm ; lwm = 7cm Lấy lws = 15cm lwm = 8cm Kiểm tra điều kiện 4h fs = × = 24 < lws = 150mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 357 mm 4h fm = × = 20 < lwm = 80mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 297.5 mm Chọn Đường hàn sống h f lw 6x150mm Đường hàn mép h f lw 5x80mm 3-Tính cho mắt trung gian cánh D1 D2 Ở nút nút có nối cánh Ở mắt có tải trọng tập trung D1 Song tải trọng tập trung D1 đường hàn liên kết đứng mái với mã chịu Đồng thời nút có nối cánh, lực tính toán mối nối N t = 1.2 D1 = 1.2 × 36.940 = 44.328T ; D1 = 36.940T ; D2 = 67.610T X = 30.630T ; X = 14.690T ; D1 = 9.160T SVTH: Đàm Trung Kiên 73 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Chọn tiết diện thép 120x8mm; bg = 100mm ; tbm = 12mm Diện tích tiết diện nối quy ước Aqu = Agh + 2bg tbm = × 120 × + ×100 ×12 = 4320mm = 43.2cm Ứng suất diện tích quy ước σt = N t 44.320 × 1000 = = 1026daN / cm < γ c f = 1× 2100 = 2100daN / cm Aqu 43.2 +Các đường hàn liên kết ghép với cánh tính theo nội lực: N gh = σ t Agh = 1026 × ( 120 /10 ) × ( /10 ) = 9849.6daN Chiều dài đường hàn xác định theo công thức: Chọn chiều cao đường hàn: h f = 8mm lws = N gh 2γ c h f ( β f w ) + 1cm = 9849.6 × 1000 + 1cm = 6cm = 60mm ×1× ( /10 ) ×1260 +Các đường hàn liên kết nhỏ vào mã chịu lực lại: N D1 = 1.2 D1 − N gh = 1.2 × 36.940 × 1000 − × 9849.6 = 24628.8daN > 1.2 Mỗi chịu lực: N = D1 36.940 × 1000 = 1.2 = 22164da 2 N D1 24628.8 = = 12314.4daN 2 Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin = 8mm hmin = 5mm < h fs = 6mm < 1.2tmin = 1.2 × = 9.6 Lấy chiều cao đường hàn mép hmin = 5mm < h fm = 6mm < 0.9t g = 0.9 × = 7.2 mm; t g = 8mm > 5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo công thức: lws = KN ( 1− K ) N lwm = ; 2h fs ( β f w ) γ c 2h fm ( β f w ) γ c Trong đó: Thanh D1 thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws = 6cm ; lwm = 2cm Lấy lws = 7cm lwm = 5cm Kiểm tra điều kiện 4h fs = × = 24 < lws = 70mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 357 mm SVTH: Đàm Trung Kiên 74 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo 4h fm = × = 24 < lwm = 50mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 357 mm Chọn Đường hàn sống h f lw 6x70mm Đường hàn mép h f lw 6x50mm +Các đường hàn liên kết lớn vào mã chịu lực: N D = 1.2 D2 − N gh = 1.2 × 67.610 ×1000 − × 9849.6 = 61432.8daN > 1.2 Mỗi chịu lực: N = D2 67.610 ×1000 = 1.2 = 40566d 2 N D 61432.8 = = 30716.4daN 2 Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin = 8mm hmin = 6mm < h fs = 8mm < 1.2tmin = 1.2 × = 9.6 mm Lấy chiều cao đường hàn mép hmin = 6mm < h fm = 8mm < 0.9t g = 0.9 × 10 = mm; t g = 10mm > 5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo công thức: lws = KN ( 1− K ) N lwm = ; 2h fs ( β f w ) γ c 2h fm ( β f w ) γ c Trong đó: Thanh D2 thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws = 11cm ; lwm = 5cm Lấy lws = 12cm lwm = 6cm Kiểm tra điều kiện 4h fs = × = 32 < lws = 120mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 476 mm 4h fm = × = 32 < lwm = 60mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 476 mm Chọn Đường hàn sống h f lw 8x120mm Đường hàn mép h f lw 8x60mm +Các đường hàn liên kết bụng vào mã tính chịu nội lực đó: Thanh xiên X : X = 30.630T Thanh xiên X tính mắt trung gian cánh T1 T2 Thanh xiên X : X = −14.690T Thanh xiên X tính mắt trung gian cánh T3 T4 SVTH: Đàm Trung Kiên 75 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo -Thanh đứng D1 : D1 = 9.160T Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin = 7mm hmin = 6mm < h fs = 6mm < 1.2tmin = 1.2 × = 8.4 mm Lấy chiều cao đường hàn mép hmin = 6mm < h fm = 6mm < 0.9t g = 0.9 × = 6.3 mm; t g = > 5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo công thức: lws = KX ( 1− K ) X3 lwm = ; 2h fs ( β f w ) γ c 2h fm ( β f w ) γ c Trong đó: Thanh X thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws = 4cm ; lwm = 2cm Lấy lws = 5cm lwm = 5cm Kiểm tra điều kiện 4h fs = × = 24 < lws = 50mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 357 mm 4h fm = × = 24 < lwm = 50mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 357 mm Chọn Đường hàn sống h f lw 6x50mm Đường hàn mép h f lw 6x50mm 4-Tính mắt liên kết dàn với cột SVTH: Đàm Trung Kiên 76 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Dàn liên kết cứng với cột mắt đầu dàn +Mắt dưới: Mắt mắt truyền phản lực gối tựa RA = V + V ′ = 34.09 + 8.51 = 42.6T Lực ngang H moment đầu dàn gây ra: H1 = M 40.988 = = 18.631T ; M = −40.988Tm h0 2.2 Cấu tạo mắt gồm: mắt, bàn gối vuông góc với mắt truyền phản lực tựa lên gối đỡ bu lông liên kết góc với cột Liên kết D1 vào mã: D1 = 36.940T Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin = 8mm hmin = 5mm < h fs = 8mm < 1.2tmin = 1.2 × = 9.6 Lấy chiều cao đường hàn mép hmin = 5mm < h fm = 6mm < 0.9t g = 0.9 × = 7.2 mm; t g = 8mm > 5mm SVTH: Đàm Trung Kiên 77 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo công thức: lws = KD1 ( − K ) D1 lwm = ; 2h fs ( β f w ) γ c 2h fm ( β f w ) γ c Trong đó: Thanh D1 thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws = 13cm ; lwm = 7cm Lấy lws = 14cm lwm = 8cm Kiểm tra điều kiện 4h fs = × = 32 < lws = 140mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 476 mm 4h fm = × = 24 < lwm = 80mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 357 mm Chọn Đường hàn sống h f lw 8x140mm Đường hàn mép h f lw 6x80mm Do cấu tạo mắt dàn kích thước chiều dài đường hàn định cụ thể theo cấu tạo không nhỏ so với kích thước h f lw tính toán -Liên kết X tính liên kết mắt trung gian cánh T1 T2 -Thiết kế sườn gối: Cường độ chịu ép mặt tỳ đầu thép CCT34 theo cường độ bền tính được: fc = fu = 3238daN / cm γM γ M = 1.05 ; γ c = Bu lông liên kết sườn gối vào cột tính với lực H làm tách sườn gối khỏi cột Bu lông liên kết gối vào cánh cột tính để chịu kéo H moment dương đầu dàn Ở moment dương gây lực kéo H, nên bu lông đặt theo cấu tạo Dùng bu lông bố trí theo hình vẽ l = 80 + 100 + 200 + 80 + 20 = 460mm Tra bảng IV.8 sách thiết kế KCT NCN chọn d = 20mm Chọn bề rộng sườn gối: bs = 200mm = 20cm Bề dày sườn gối xác định theo công thức: SVTH: Đàm Trung Kiên 78 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II ts = GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo RA 42.6 × 1000 = = 0.658cm bs f cγ c 20 × 3238 ×1 Chọn khoảng cách hàng bu lông đứng b1 = 100mm Theo yêu cầu cấu tạo ts ≥ 20mm Do chọn ts = 20mm = 2cm bs 20 E 2100000 = = 10 < 0.44 = 0.44 = 13.914 ts f 2100 Hai đường hàn liên kết mã vào sườn gối chịu RA , H max moment lệch tâm M e = H max e = 18.631× 1000 × ( 37.4 /10 ) = 69679.94daNcm Sườn gối có chiều dài theo cấu tạo 460mm liên kết với mã đường hàn dài 440mm Chiều cao đường hàn theo điều kiện chịu lực là: hf = 2γ clw ( β f w ) = × 1× ( 440 /10 ) ×1260 H max 6e + ÷ + RA lw × ( 37.4 /10 ) ( 18.631×1000 ) × 1 + ( 440 /10 ) 2 ÷ ÷ + ( 42.6 ×1000 ) = 0.46cm Chọn h f = 8mm Chiều dài gối đỡ xác định từ điều kiện liên kết với cột chọn phản lực RA đường hàn đứng Mỗi đường hàn quy ước chịu 0.75 RA = 0.75 × 42.6 × 1000 = 31950daN (xét đến lệch tâm điểm đặt lực RA với trọng tâm tiết diện đường hàn) Chọn chiều cao đường hàn h f = 16mm Chiều dài đường hàn lw = 0.75 RA 31950 + 1cm = + 1cm = 17cm h f ( β f w ) γ c ( 16 /10 ) ×1×1260 Lấy chiều dài gối đỡ 300mm Chọn kích thước gối đỡ 240x30mm Bản gối có tiết diện 20x200mm tỳ lên gối đỡ thép có tiết diện 30x240mm (bản gối đỡ cần dày rộng gối) Kiểm tra ép mặt gối gối đỡ σc = RA 42.6 × 1000 = = 1065daN / cm < γ c f c = 1× 3238 = 3238daN / cm bs tsg × 20 +Mắt trên: SVTH: Đàm Trung Kiên 79 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Mắt có mắt gối chịu lực: Lực ngang: H1 = 18.631T -Liên kết T1 vào mã: T1 = 13.260T Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin = 10mm hmin = 6mm < h fs = 8mm < 1.2tmin = 1.2 ×10 = 12 Lấy chiều cao đường hàn mép hmin = 6mm < h fm = 8mm < 0.9t g = 0.9 × 10 = mm; t g = 10 > 5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo công thức: lws = KT1 ( − K ) T1 lwm = ; 2h fs ( β f w ) γ c 2h fm ( β f w ) γ c Trong đó: Thanh D1 thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws = 5cm ; lwm = 2cm Lấy lws = 6cm lwm = 5cm Kiểm tra điều kiện 4h fs = × = 32 < lws = 60mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 476 mm 4h fm = × = 32 < lwm = 50mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 476 mm Chọn Đường hàn sống h f lw 8x60mm Đường hàn mép h f lw 8x50mm -Tính toán sườn gối: Cường độ chịu ép mặt tỳ đầu thép CCT34 theo cường độ bền tính được: fc = fu = 3238daN / cm ; γ M = 1.05 ; γ c = γM Bu lông liên kết sườn gối vào cột tính với lực H làm tách sườn gối khỏi cột Sơ chọn trước số bu lông khoảng 6÷8 bố trí (dựa theo yêu cầu cấu tạo) thành hàng đứng Chọn bu lông bố trí hình vẽ l = 45 + × 100 + 45 = 390mm e khoảng cách từ lực đến chiều dài đường hàn e = 95mm Lực kéo lớn bu lông xa tâm quay là: SVTH: Đàm Trung Kiên 80 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II N b max = H1 zy1 k 2∑ yi2 = GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo 18.631× 245 × 300 = 4.891T ( 3002 + 2002 + 100 ) i =1 z = 245mm ; y1 = 300mm ; y2 = 200mm ; y3 = 100mm Đường kính bu lông xác định theo công thức: d0 = N max × 4.891×1000 = = 1.387cm = 13.87 mm π fc π × 3238 d - Đường kính thân bu lông trừ giảm yếu ren Tra bảng IV.8 sách thiết kế KCT NCN chọn d = 24mm Chọn bề rộng sườn gối: bs = 200mm = 20cm Chọn khoảng cách hàng bu lông đứng b1 = 100mm Do tồn lại lực H1 lúc sườn gối làm việc dầm chịu uốn có liên kết ngàm hai hàng bu lông đứng Do ts cần phải bảo đảm điều kiện t s ≥ 0.5 × ( 100 /10 ) ×18.631× 1000 3b1 H = 0.5 = 1.31cm lγ c f ( 390 /10 ) ×1× 2100 Theo yêu cầu cấu tạo ts ≥ 20mm Do chọn ts = 20mm = 2cm bs 20 E 2100000 = = 10 < 0.44 = 0.44 = 13.914 ts f 2100 Hai đường hàn liên kết mã vào sườn gối chịu H max moment lệch tâm M e = H max e = 18.631× 1000 × ( 95 /10 ) = 176994.5daNcm Sườn gối có chiều dài theo cấu tạo 390mm liên kết với mã đường hàn dài 390mm Chiều cao đường hàn theo điều kiện chịu lực là: hf = 2γ clw ( β f w ) H max = × 1× ( 390 /10 ) ×1260 6e + ÷ + RA lw × ( 95 /10 ) ( 18.631×1000 ) × 1 + ( 390 /10 ) 2 ÷ ÷ + = 0.47cm Chọn h f = 10mm 5-Mắt đỉnh dàn Mắt đỉnh dàn mắt khuếch đại dàn, thực trường Để cho dàn giống ta sử dụng giải pháp cấu tạo mắt dàn hình vẽ SVTH: Đàm Trung Kiên 81 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Bản mắt chia đôi cho nửa dàn Sau ghép lại nhờ nối Thanh cánh nối thép gãy khúc Hai sườn gia cố cho thép nối đồng thời để liên kết chống dàn Nội lực cánh: T4 = 65.170T -Tính toán nối cánh: Lực tính toán nối cánh là: N t = 1.2T4 = 1.2 × 65.170 = 78.204T Chọn tiết diện ghép 170x8mm bg = 150mm ; tbm = 12mm Diện tích tiết diện nối quy ước Aqu = Agh + 2bg tbm = × 170 × + ×150 ×12 = 6320mm = 63.2cm Ứng suất diện tích nối quy ước σt = N t 78.204 × 1000 = = 1237 daN / cm < γ c f = 1× 2100 = 2100daN / cm Aqu 63.2 +Các đường hàn liên kết với thép với thép góc cánh tính theo nội lực: N gh = σ t Agh = 1237 × ( 170 /10 ) × ( /10 ) = 16823.2daN Tổng chiều dài đường hàn Chọn chiều cao đường hàn h f = 8mm SVTH: Đàm Trung Kiên 82 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II ∑l ws = N gh γ c h f ( β f w ) GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo + 4cm = 16823.2 + 4cm = 21cm = 210mm 1× ( /10 ) ×1260 (trong 4cm phần bù thêm đường hàn) Dùng đường hàn dài 20cm đường hàn dài 10cm ∑l ws = ( 20 + 10 ) = 60cm > 21cm Liên kết thép góc cánh với mã tính theo phần nội lực quy ước lại N bm = 1.2T5 − N gh = 1.2 × 65.170 ×1000 − × 16823.2 = 44557.6daN > N t 78.204 ×1000 = = 39102daN 2 Lấy chiều cao đường hàn cho sống mép thép góc cánh h f = 8mm Tổng chiều dài đường hàn ∑l w = N bm 44557.6 + 4cm = + 4cm = 48cm = 480mm γ c h f ( β f w ) 1× ( /10 ) × 1260 Mỗi thép góc dùng đường hàn có chiều dài 25; 20cm ∑l w = ( 25 + 20 ) = 90cm > 48cm +Tính nối mã: Lực truyền qua nối N bn = N bm cosα − 1.2 N x cosβ = 44557.6 × 0.995 − 1.2 × ×1000 × 0.645 = 44334.812daN Trong cosα = 0.995 Đường hàn liên kết nối vào mã h f = 14mm lw = N bn 44334.812 + 1cm = + 1cm = 14cm = 140mm 2γ c h f ( β f w ) ×1× ( 14 /10 ) × 1260 Chọn nối tiết diện 30x1cm Có lw = 30cm > 14cm Kiểm tra cường độ nối Bản nối có lỗ bu lông φ 20 có σ= N bn 44334.812 = = 852.593daN / cm < γ c f = 0.8 × 2100 = 1680daN / cm 2 Abnth ( 30 ×1 − × ×1) Vì thép gãy khúc nên lực N gh bên có hợp lực theo phương thẳng đứng V = N gh sin α = × 16823.2 × 0.0995 = 3347.817daN ; ( sin α = 0.0995 ) Hợp lực dùng để tính đường hàn nằm ngang đường hàn đứng liên kết sườn với thép liên kết sườn với nối Với h f = 8mm SVTH: Đàm Trung Kiên 83 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Chiều dài đường hàn ∑l w = V 3347.817 = = 0.83mm 4γ c h f ( β f w ) × 1× ( /10 ) ×1260 Chọn chiều dài đường hàn đứng lw = 30cm chiều dài nối Chọn chiều dài đường hàn ngang lw = 5cm +Tính liên kết bụng vào mã: D2 = 3.810T Lấy chiều cao đường hàn sống: tmin = 7mm hmin = 5mm < h fs = 6mm < 1.2tmin = 1.2 × = 8.4 Lấy chiều cao đường hàn mép hmin = 5mm < h fm = 5mm < 0.9t g = 0.9 × = 6.3 mm; t g = mm > 5mm Chiều dài cần thiết đường hàn sống lws đường hàn mép lwm tính theo công thức: lws = KX (1− K ) X5 lwm = ; 2h fs ( β f w ) γ c 2h fm ( β f w ) γ c Trong đó: Thanh X thép góc cạnh K = 0.7 - Hệ số phân phối nội lực dọc thép góc cho đường hàn liên kết sống thép góc với mã lws = 2cm ; lwm = 1cm Lấy lws = 5cm lwm = 5cm Kiểm tra điều kiện 4h fs = × = 24 < lws = 50mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 357 mm 4h fm = × = 20 < lwm = 50mm < 85β f h fs = 85 × 0.7 × = 297.5 Chọn Đường hàn sống h f lw 6x50mm Đường hàn mép h f lw 5x50mm 6-Mắt dàn Bản mắt chia đôi cho nửa dàn Sau ghép lại nhờ nối Thanh cánh nối thép gãy khúc Hai sườn gia cố cho thép nối đồng thời để liên kết chống dàn Nội lực cánh: D2 = 67.61T -Tính toán nối cánh: Lực tính toán nối cánh là: N t = 1.2 D2 = 1.2 × 67.61 = 81.132T SVTH: Đàm Trung Kiên 84 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Chọn tiết diện ghép 120x8mm bg = 100mm ; tbm = 12mm Diện tích tiết diện nối quy ước Aqu = Agh + 2bg tbm = × 120 × + ×100 ×12 = 4320mm = 43.2cm Ứng suất diện tích nối quy ước σt = N t 81.132 × 1000 = = 1878daN / cm < γ c f = 1× 2100 = 2100daN / cm Aqu 43.2 +Các đường hàn liên kết với thép với thép góc cánh tính theo nội lực: N gh = σ t Agh = 1878 × ( 120 /10 ) × ( /10 ) = 18028.8daN Tổng chiều dài đường hàn Chọn chiều cao đường hàn h f = 8mm ∑l w = N gh γ c h f ( β f w ) + 4cm = 18028.8 + 4cm = 22cm = 220mm 1× ( /10 ) × 1260 (trong 4cm phần bù thêm đường hàn) Dùng đường hàn dài 20cm đường hàn dài 10cm ∑l w = ( 20 + 10 ) = 60cm > 22cm Liên kết thép góc cánh với mã tính theo phần nội lực quy ước lại N bm = 1.2T4 − N gh = 1.2 × 67.61×1000 − ×18028.8 = 45074.4daN > N t 81.132 = = 40566daN 2 Lấy chiều cao đường hàn cho sống mép thép góc cánh h f = 8mm Tổng chiều dài đường hàn ∑l w = N bm 45074.4 + 4cm = + 4cm = 49cm = 490mm γ c h f ( β f w ) 1× ( /10 ) × 1260 Mỗi thép góc dùng đường hàn có chiều dài 25; 20cm ∑l w = ( 25 + 20 ) = 90cm > 49cm +Tính nối mã: Lực truyền qua nối N bn = N bm cosα − 1.2 N x cosβ = 45074.4 ×1 − 1.2 × 5.550 ×1000 × 0.549 = 41418.06daN Trong N x = X = 5.550T ; cosβ = 0.549 ; cosα = Đường hàn liên kết nối vào mã h f = 14mm SVTH: Đàm Trung Kiên 85 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II lw = GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo N bn 41418.06 + 1cm = + 1cm = 13cm = 130mm 2γ c h f ( β f w ) ×1× ( 14 /10 ) × 1260 Chọn nối tiết diện 15x1cm Có lw = 20cm > 13cm Kiểm tra cường độ nối Bản nối có lỗ bu lông φ 20 có σ= N bn 41418.06 = = 1294.314daN / cm < γ c f = 0.8 × 2100 = 1680daN / cm 2 Abnth ( 20 ×1 − × ×1) SVTH: Đàm Trung Kiên 86 Lớp: 15XD5A ... − 2. 3 SVTH: Đàm Trung Kiên 11 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo Dàn liên kết cứng với cột k2 = 1 .2 − 1.8 Ở lấy k2 = 1.7 Chọn I2 I1 = I2 = I1/7 = 9 626 67/7 = 137 524 ... 720 3.9cm 12 12 Ix 64783.9 = = 21 .3cm A 1 42. 8 SVTH: Đàm Trung Kiên 28 Lớp: 15XD5A Đồ Án Kết Cấu Thép II iy = Wx = Iy A GVHD:ThS Nguyễn Thị Hương Thảo 720 3.9 = 7.1cm 1 42. 8 = I x x64783.9 = = 25 91.4cm3... = ( 20 + 36) /2 -22 = T Trong đó: Q – Sức trục cầu trục G= 36T – Trọng lượng toàn cầu trục n0 = - Số bánh xe cầu trục Áp lực thẳng đứng tính toán: Pmax = 1 ,2 x 22 = 26 ,4 T Pmin = 1 ,2 x = 7 ,2 T