TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH  Giảng viên hướng dẫn :Ths LÊ ĐỨC TUẤN Sinh viên thực : NGUYỄN VĂN THỊNH Lớp : L10_XD04 MSSV : LT81000446 PHẦN I Các số liệu đề : Trang:1 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN - THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC Nhòp nhà : L = 30 (m) Sức trục : Q = 30/5 (Tấn) Cao trình đỉnh ray: Hr = 10(m) p lực gió tiêu chuẩn: Wo = 80 (daN/m2) Bước cột : B = 6(m) Số lượng bước cột: 15 I XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CỦA KHUNG NGANG: Các số liệu tra bảng: - Từ sức chòu tải cầu trục Q=30 T nhòp nhà công nghiệp tầng tra cataloge cầu trục ta : Loại ray : KP70 Chiều cao gabarit cầu trục : H k = 2750 mm Bề rộng cầu trục : Bk = 6300mm Nhòp cầu trục : Lk =Lct = 28500 mm Khoảng cách trục bánh xe cầu trục : K = 5100mm Khoảng cách từ tim ray đến mép : B1 = 300 mm 2.Xác đònh kích thước theo phương đứng : Cao trình đỉnh ray : Hr = 10 m = 10000 mm Chiều cao ray đệm : hr = 200 mm Chiều cao dầm cầu chạy :  1 ÷ 6000 = ( 600 ÷ 750 ) mm  10  hdcc ==  choïn hdcc = 600 mm Cột đặt hoàn thiện hm = Chiều cao gabarit cầu trục Hk=2750 mm     L =  30000 = 300 mm  100   100  Độ võng dàn mái : f =  Chiều cao thực phần cột : Hd = Hr – hr + hm - hdcc = 10000 – 200 + - 600 = 9200 mm Chiều cao phần cột : Ht = hr + hdcc + Hk + 100 + f = 200 + 600 + 2750 + 100 + 300 = 3950 mm Trang:2 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC Chọn Ht = 4000 mm Xác đònh kích thước theo phương ngang nhà: Khe hở an toàn đầu mút cầu trục mép cột trên: D = 60 mm Chiều cao cột Ht=4000 mm Chiều cao cột Hd=9200 mm Khoảng cách từ tim ray đến trục đònh vò : λ = 30000 − 28500 L − Lk = = 750 mm 2 Chieàu cao tiết diện phần cột : 1 1 1 1 ÷  H t =  ÷ 4000 = ( 360 ÷ 400 ) mm  10 11   10 11  ht =  Choïn ht = 500mm Khoảng cách từ trục đònh vò đến mép coät : a ≥ ht + B1 + D - λ ≥ 500 + 300 + 60 - 750 = 110mm Chọn a = 500mm Bề rộng cột xác đònh theo công thức: hd = λ + a = 750+250=1000 mm • Kiểm tra lại theo yeu cầu độ cứng khung ngang ta có: hd ≥( ≥ 1 1 ÷ ) H d = ( ÷ )9200 = 836 ÷ 920 10 11 10 11 mm 1 ( H d + H t ) = (9200 + 4000) = 660mm 20 20 hd  Vậy trò số chiều cao tiết diên cột chọn đạt yêu cầu - 1 2 1 3 Bề rộng cửa mái:  ÷ 30000 = (10000 ÷ 15000) mm Chọn bề rộng cửa mái 12000 mm Bậu cửa lấy chiều cao 600mm, bậu cửa cao 400 mm, phần cánh cửa lật cao 1200 mm II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG: • Tải trọng thường xuyên: Trang:3 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN Lớp mái Tấm panen BTCT cỡ lớn Lớp bê tông nhẹ cách nhiệt dày 4cm Lớp chống thấm giấy dầu Lớp vữa tô trát dày 4cm Hai lớp gạch nem, lớp dày 3cm Tổng cộng THUYẾT MINH GVHD: TH.s Tải trọng tiêu chuẩn (daN/m2 ) 150 LÊ ĐỨC Tải Hệ trọng số tính vượt toán tải (daN/m2 (n) ) 1,1 165 40 10 80 120 400 1,2 1, 1,2 48 1,1 132 453 12 96 Gttm= 453 daN/m = 4.53 kN/m2 - Trọng lượng kết cấu mái hệ giằng + Giá trò tiêu chuẩn: g 1tc = 30 daN/m2 + Hệ số vượt tải: 1,2 + Giá trò tính toán: g 1tt = 36daN/m2 - Trọng lượng kết cấu cửa mái + Giá trò tiêu chuẩn: g 2tc = 15 daN/m2 + Hệ số vượt tải: 1,2 + Giá trò tính toán: g 2tt = 18 daN/m2 • Tải trọng sửa chữa mái Theo TCVN-1995 tải trọng sửa chữa mái lợp panen BTCT lấy=75 daN/m2 mặt nhà , n=1.3 Giả sử mặt mái nghiêng 12ä0 -> Giá trò sữa chữa mái đưa vào tính toán : q httt = - 75 × 1.3 = 99.68 daN/m2 cos 12 Tải sữa chữa mái dồn khung thành tải phân bố : Trang:4 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC q httt × B = 99.68 × = 598.07 daN/m2 • Áp lực cầu trục lên vai cột: Ta có : Dmax = n × n c × Pmax ∑ y i Dmin = n × n c × Pmin ∑ y i - Số liệu tính toán : Q = 300 kN n = 1.1 n = 0.9 - Tra bảng catalogue cần trục ta coù : Pmax = 345 kN , Pmin = 115 kN Tổng trọng lượng cần trục : G = 620 kN , no = - Giá trò Pmin tính : Pmin = Q+G 300 + 620 − Pmax = − 345 = 115 kN no - Từ Bk = 6300 ; K = 5100 tra từ catalogue, ta xếp bánh xe cần trục sơ đồ đây: 6300 600 6300 5100 1200 5100 6000 y 600 6000 y y y =1 • Từ hình vẽ ta có : y − 1.2 = = 0.8 ⇒ y = 0.8 × y1 = 0.8 y1 y − 5.1 = = 0.15 ⇒ y = 0.15 y1 Trang:5 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC Vì y4 < => chọn y4 = ⇒ ∑ y i = y1 + y + y + y = + 0.8 + 0.15 + = 1.95 ⇒ Dmax = n × n c × Pmax × ∑ y i = 1.1 × 0.9 × 345 × 1.95 = 666kN ⇒ Dmin = n × nc × Pmin × ∑ y i = 1.1 ì 0.9 ì 115 ì 1.95 = 222kN Lực xô ngang cầu trục: - Ta có : Gxe = 120 kN - Cần trục sử dụng móc mềm : f ms = 0.1 => Tổng lực hãm ngang tác dụng lên cầu trục : T0 = ( Q + G xe ) 300 + 120 ⋅ f ms ⋅ n xe' = × 0,1 × = 21KN n xe Lực hãm ngang tiêu chuẩn lên bánh xe cầu trục : T1 = T0 21 = = 10,5 kN n0 Lực xô ngang cầu trục : T= n × n1 × T1 × ∑ y i = 1,1 × 0,9 × 10,5 × 1,95 = 20.27 kN * Tải trọng gió : - Áp lực gió tiêu chuẩn q0 = 80 kgt/m2 - Hệ số khí động c hình vẽ : - α = 120 12000 3000 3000 -0.6 -0.8 -0.46 3000 -0.6 +0.7 -0.6 Wh 4000 Wñ 2200 1900 22001300 3000 q ñtñ q htñ -0.5 9200 30/5T +0.8 - Công trình xây dựng vùng ngoại ô TP.HCM vùng gió II, đòa hình B Ta có : + Hệ số vượt tải n = 1.3 + Hệ số độ cao đòa hình K : Trang:6 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC * Tại độ cao h=10 m ta có k1 = * Tại độ cao h = 13.2 m cánh dàn kèo K = 1.05 * Tại độ cao h = 20.8 m đỉnh mái K3 = 1.14 - Trong khoảng từ cao độ cánh dàn đến đỉnh mái, hệ số K lấy trung bình giá trò K2 va K3 : K1 = 1.05 + 1.14 = 1.1 - Tải trọng gió phân bố cột : -3.28 KN/ m 10000 10000 3200 3200 5.24 KN/m 4.99 -3.12 KN/m + q đ1 = q o × n × c × K × B = 80 × 1.3 × 0.8 × × = 499 daN/m = 4.99 kN/m + q d = q o × n × c × K × B = 80 × 1.3 × 0.8 × 1.05 × = 524 daN/m = 5.24 kN/m • Quy đổi : 4.99 + 5.24 = 5.12 kN/m 4.99 × 10 + 5.12 × 3.2 ⇒ q dtd = = 5.02 kN/m 10 + 3.2 + q h1 = q o × n × c × K × B = 80 ×1.3 × (−0.5) ×1× = −312 daN/m = -3.12 kN/m q d 2td = + q h = q o × n × c × K × B = 80 ×1.3 × (−0.5) ×1.05 × = −328 daN/m = -3.28 kN/m • Quy đổi : q h 2td = ⇒ q htd − 3.12 − 3.28 = −3.2 kN/m (−3.12) ×10 + (−3.2) × 3.2 = = −3.14 kN/m 10 + 3.2 Trang:7 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC - Toàn phân tải gió tác dụng từ cao trình đáy kèo lên đỉnh mái quy Wđ Wh với: ho = 2.2 m ; h1 = 1.9 m ; h2 = 2.2 m ; h3 = 1.3 m ⇒ W ñ = q o × n × K × B × ∑ c i × hi = 80 ×1.3 ×1.1× × ( − 0.46 ×1.9 + 0.7 × 2.2 + ( − 0.8) ×1.3) = −257daN = -2.57 kN ⇒ W h = 80 ×1.3 ×1.1× × (−( 0.6 ×1.9 + 0.6 × 2.2 + 0.6 ×1.3) ) = −2224daN = −22.24kN PHẦN II XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG NGANG I TĨNH TẢI 1) Sơ đồ tính toán khung ngang giả thiết : Dùng sơ đồ đơn giản hoá cách : - Thay dàn xà ngang đặc có độ cứng tương đương đặt cánh dàn Chiều cao tính toán khung lấy từ đế cột đến đáy kèo - Nhòp tính toán khung khoảng cách hai trục trọng tâm phần cột - Khi tính với tải trọng đứng tác dụng trực tiếp lên xà ngang (như p,g) chuyển vò ngang nhỏ bỏ qua, lúc ẩn số góc xoay mắt liên cột dàn - Khi tính với tài trọng tải trọng đứng tác dụng trực tiếp lên xà ngang xem xà ngang cứng vô , lúc ẩn số chuyển vò ngang Khi giải khung ta tìm nội lực tiết diện I-I,II-II,IIIIII IV-IV - Có thể giả thiết tỷ lệ độ cứng sau : Jcd Jcd = ÷ 10 chọn =8 Jct Jct Jd J = 25 ÷ 40 chọn d = 30 Jct Jct 4000 a = 0.303 λ= = h 4000 + 9200 a : chiều cao cột a= 4,0 m h : chiều cao cột h=h1+ h2 = 9,2 + 4,0 =13,2m Trang:8 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s 4000 Jd I I II II III III IV IV LÊ ĐỨC 13200 J ct 9200 J cd 30000 A B 2.Tính nội lực tónh tải mái gây ra: Tónh tải tác dụng lên mái phân bố có giá trò tính toán xác đònh như sau: q =(4.53+0.36)x6+ (0.18 ×1.2) × = 30.2 KN / m 30 Lực dọc cột khung: N2 = qxL 30.2 x30 = = 453 kN 2 Mômen lệch tâm đặt vai cột Mlt = N2 x e = 453 x 0.25 = 113.25 kN.m Mô men lệch tâm cột & cột dùi : e= hd htr 1000 250 − = − = 250mm 2 2 -Sơ đồ tính: q =30.42 KN/m 4000 q =30.42 KN/m J ct 114.08 KN/m Jd + 9200 = J cd 30000 BT1 BT2 Trang:9 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC  Giải BT1 Hệ : Jd Jct J cd Ta thấy hệ đối xứng chòu tải đối xứng lực xô ngang nên chuyển vò theo phương ngang 0, thành phần đối xứng tồn ϕ1 = ϕ = ϕ Phương trình tắc r11 xϕ + R1 p = 3.Vẽ biểu đồ đơn vò M biểu đồ mômen tải trọng gây hệ M P0 Từ λ = J a = = 0,303 vaø n = ct = 0,125 tra bảng phụ lục 18 sách J cd h 13.2 hướng dẫn đồ án kết cấu thép – Ngô Vi Long ta : KB = -0.698 KB’= 1.438 EJ cd EJ = −0,698 x cd h h EJ EJ QBϕ = K B' x 2cd = 1,438 x 2cd h h ⇒ M Bϕ = K B x Mômen phản lực chân cột M ϕA = M Bϕ + QBϕ xh = −0,698 x Q ϕA = −QBϕ = −1.438 x EJ cd EJ EJ + 1,438 x 2cd × h = 0.74 x cd h h h EJ cd h2 Mômen xà ngang : ϕ M BC =− EJ d EJ = −6.6 x cd l h Trang:10 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC Mômen lớn sườn ngăn xuất ngàm : M = ql 6.338 × 12.412 = = 488.05 kNm 2 Lực cắt lớn xuất ngàm : Q = ql = 6.338 × 12.41 = 78.65 kN Chọn trước bề dày sườn 10 mm Chiều cao sườn xác đònh theo điều kiện uốn : hs = 6× M = δS × R × 488.05 = 11 cm × 21 Chọn chiều cao sườn chiều cao dầm đế 200 mm Sườn ngăn liên kết vào lưng nhánh mái đường hàn góc đường hàn chòu mômen lực cắt tác dụng đồng thời, đường hàn liên kết 10 mm × β h × hh × l h2 × 0.7 × × 20 Wh = = = 93.33 cm3 6 Fh = × β h × hh × l h = × 0.7 × × 20 = 28 cm2 - Cường độ đường hàn kiểm tra theo công thức : τh = ( M Q 488.05 78.05 ) + ( )2 = ( ) +( ) = 5.489 < 15 KN / cm Wh Fh 93.33 28 2.4.Các đường hàn ngang - Các đường hàn ngang liên kết dầm đế với đế, sườn ngăn đế, lưng nhánh mái với đế quan niệm truyền tải trọng theo diện truyền tải tương ứng từ đế vào chi tiết tương ứng Do giả thiết dầm đế sườn ngăn chòu diện truyền tải chữ nhật nên đường hàn lưng với đế lấy theo cấu tạo - Đường hàn liên kết dầm đế với đế, chòu tải 4.033 KN/cm Chiều cao đường hàn cần thiết sau : hh = 4.033 = 0.192 cm 2.(0.7 × 15 Ta chọn chiều cao đường hàn hh = 10 mm -Đường hàn liên kết sườn ngăn với đế ; chòu tải 6.338 kn/cm Chiều cao đường hàn cần thiết : hh = 6.338 = 0.302 cm 2(0.7 × 15) Trang:42 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC Ta chọn chiều cao đường hàn hh = 10 mm.Tuy nhiên hh= δ s =10 mm tăng bề dày sườn ngăn lên 12 mm để thực đường hàn 2.5.Thiết kế bulông neo : - Lực kéo lớn nhánh mái Nnhổ=470.9 (KN) Giả sử chọn bulông neo có cấp độ bean 5.6  Cường độ chòu kéo bu lông neo Rkéo=21(KN/cm ) Diện tích bulông neo cần thiết: F= Nnhổ/Rkéo=470.9/21=22.42 cm Ta chọn bulông có đường kính d=48 mm Diện tích thật than bu lông: Abn=2x14.72=29.44 cm IV.TÍNH TOÁN DÀN MÁI : • Tải trọng tác dụng lên dàn : Tónh tải : - Trọng lượng lớp VL lợp mái : g n = 4.53 kN/m2 - Trọng lượng dàn hệ giằng mái : g kc = 0.36 kN/m2 - Trọng lượng mái : g ct = 0.18 kN/m2 - Góc nghiên α = 12 - Trọng lượng cánh cửa mái & bậu cửa mái tập trung chân mái Gct = 0.18 × 13.2 = 2.37 kN - Mômem đầu dàn tónh tải gây -119.24 KNm - Dồn tải mắt dàn sau : dB 3× × ( g m + g kc ) = × ( 4.53 + 0.36) = 44.01 kN 2 G2 = dB × ( g m + g kc ) = × × ( 4.53 × 0.36) = 88.02 kN G1 = - Mắt chân cửa trời : G3 = dB 3× g ct + Gct + G2 = × 0.18 + 2.37 + 88.02 = 92.01 kN 2 - Các mắt khác có cửa trời gối lên ( trừ mắt chân cửa trời ) : G4 = d × B × g ct + G2 = × × 0.18 + 88.02 = 91.26 kN -Moâmem đầu dàn thay thé cặp ngẫu lực: 119.24/2.2=54.2 KN - Phản lực gối dàn : 440.1 + 88.02 × + 92.01 + 91.26 × 1.5 = 448.95 kN Trang:43 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC - Hoạt tải sữa chữa mái : + Mắt đầu dàn : P1 = dPB × × = = kN 2 +Maét trung gian : P = dPB = × × = 18 kN + Mômem đầu dàn thay cặp ngẫu lực : 22.54 = 10.25 kN 2.2 + Phản lực : 9+18 x 4.1 = 82.8 kN trai - Noäi lực trường hợp Dmax : + Mômem đầu dàn bên trái thay = cặp ngẫu lực : 6.247 = 2.84 kN 2.2 + Mômem đầu dàn bên phải : 19.983 = 9.08 kN 2.2 ph - Nội lực trường hợp Dmax : 19.983 = 90.8 kN 2.2 6.247 = 2.84 kN + Cặp ngẫu lực đầu dàn bên phải : 2.2 + Cặp ngẫu lực đầu dàn bên trái : Trang:44 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC - Trong trường hợp Ttr : 0.56 = 0.25 kN 2.2 24.81 = 11 27 kN + Cặp ngẫu lực bên phải : 2.2 + Cặp ngẫu lực bên trái : - Trong trường hợp Tph : 24.81 = 11 27 kN 2.2 0.56 = 0.25 kN + Cặp ngẫu lực bên phải : 2.2 + Cặp ngẫu lực bên trái : - Nội lực T/h Gió trái : 75.28 = 34.22 kN 2.2 92.14 = 41.88 kN + Caëp ngẫu lực đầu dàn phải : 2.2 + Cặp ngẫu lực đầu dàn trái : - Trường hợp Gió phải : 92.14 = 41.88 kN 2.2 75.28 = 34.22 Kn + Cặp ngẫu lực đầu dàn phải : 2.2 + Cặp ngẫu lực đầu dàn trái : Trang:45 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC Xác đònh chiều dài tính toán dàn : + Thanh xiên đầu dàn : l x = l ; l y = l + Thanh bụng dàn : l x = 0.4l ; l y = l + Caùc caùnh : l x = l y = m Bố trí suốt chiều dài công trình Chọn tiết diện dài : Tính ½ dàn 3.1 Thanh xiên đầu dàn : Thanh số soá 16 : N = -727.773 ; l = 3.96 m Ta chọn bề dày mắt dàn theo dộ lớn nội lực xiên đầu dài -> chọn bề dày mắt 14 mm - Chiều dài tính toán : l x = l y = l = 3.96 m Giả thiết λ = 100 → ϕ = 0.591 N 727.733 = = 58.63 cm2 -> Tiết diện cần thiết : Fyc = ϕR 0.391 × 21 Độ mảnh cho phép xiên đầu dàn chòu nén [ λ ] = 120 - Bán kính quán tính tiết diện : l x 3.96 = = 0.033m = 3.3cm [ λ ] 120 l y 3.96 ry − yc = = = 0.033m = 3.3cm [ λ ] 120 rx − yc = - Chọn dạng tiết diện ghép góc không cạnh, ghép cạnh ngắn Tra bảng ta chọn thép góc L160x100x12, có F = 2x 30 = 60 cm2 + Bán kính quán tính : rx = 4.09cm ; ry = 7.82cm - Kiểm tra tiết diện chọn : l x 396 = = 96.82 rx 4.09 l y 396 λy = = = 50.64 ry 7.82 λx = => λ max = max ( λ x ; λ y ) = 96.82 ; => ϕ = 0.654 -> Kieåm tra ổn đònh : σ= N 727.773 = = 18.55 kN/cm2 < R = 21 kN/cm2 ϕF 0.654 × 60 Trang:46 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC Tiết diện chọn đủ khả chòu lực 3.2 Thanh bụng dàn : Xét cữa dài dàn đối xứng gần soá 6,7,8,9 - Thanh soá N = 399.189 kN ; l = 3.96 m - Thanh soá N = -207.359 kN ; l = 4.49 m - Thanh soá N = 24.496 kN ; l = 4.49 m - Thanh soá N = 106.855 kN ; l = 5.08 m + Tính toán số chòu kéo : N = 399.189 kN ; l = 3.96 m l0x = 0.4 x 3.96 = 1.584 m ; l0y = l = 3.96 m - Độ mãnh cho phép bụng chòu kéo [ λ ] = 400 -> Bán kính quán tính yêu cầu : l x 158.4 = = 0.396cm [ λ ] 400 l y 396 λ y − yc = = = 0.99cm [ λ ] 400 Giả thiết λ = 140 → ϕ = 0.376 N 399.198 ⇒ Fyc = = = 50.56cm ϕR 0.376 × 21 λ x − yc = -> Chọn thép góc cạnh 2400x14 có F = x 26.3 = 52.6 cm Coù λ x = 3cm; λ y = 4.76cm -Kiểm tra độbền : σ= N 399.198 = = 7.5 kN/cm2 < R = 21 kN/cm2 F 52.6 + Tính toán số chòu nén : N = -207.359 ; l = 4.49 m l x = 0.4l = 0.4 × 4.49 = 1.796m; l y = y = 4.49m -> Giả thiết λ = 140 → ϕ = 0.376 N 207.359 = = 26.26cm Diện tích cần thiết : Fyc = ϕR 0.376 × 21 Độ mãnh cho phép [ λ ] = 150 -> Bán kính quán tính yêu cầu : l x 179.6 = = 1.197cm [ λ ] 150 l y 449 = = = 2.09cm [ λ ] 150 λ x − yc = λ y − yc -> Chọn thép góc cạnh : 2L100 x 14 coù F = x 26.3 = 52.6 cm2 coù rx = cm ; ry = 4.76 cm - Kiểm tra td chọn : Trang:47 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC l x 1.796 = = 0.59 m = 59 cm rx l y 4.49 λy = = = 0.94 m = 94 cm ry 4.76 ⇒ ϕ = 0.645 => Kiểm tra ổn đònh N 207.359 σ= = = 6.03 kN/cm2 < 21 kN/cm2 ϕF 0.645 × 546 => Td chọn đảm bảo khả chòu lực * Thanh bụng đứng bố trí số số λx = 3.3 Tính toán cánh : Thanh số 23, 24, 25, 31, 32 - Thanh soá 23 : N= 651.789 kN, l= m - Thanh soá 24 : N= 1072.266 kN, l= m - Thanh soá 25 : N= 1028.905 kN, l= m - Thanh 31, 32 gioáng 23, 24 Ta chọn có nội lực lớn để tính toán : ( số 24 ) bố trí cho lại, N= 1072.266 kN, l= m l0x = l0y = m - Diện tích thép yêu cầu : Fyc = N 1072.266 = = 51.06 cm2 R 21 Độ mãnh cho phép chòu kéo [400] Bán kính quán tính yêu cầu : l x 1072.266 = = 2.68 cm [λ] 400 l y 1072.266 = = = 2.68 cm [λ] 400 rx − yc = ry − yc Tra bảng chọn thép góc cạnh L160x10 có F= 2x31.4=62.8 cm2, rx=4.96 cm, ry=6.91 cm - Kiểm tra độ bền td choïn : σ= N 1072.266 = = 17.07 kN/cm2 < R= 21 kN/cm2 F 62.8 + Thanh cánh : - Thanh 26 N= -1100.729 kN, l= 3.02 m - Thanh 27 N= -1100.729 kN, l= 3.02 m - Thanh 28 N= -949.357 kN, l= 3.02 m - Thanh 29 N= -949.357 kN, l= 3.02 m - Thanh 30 N= -120.836 kN, l= 3.02 m Trang:48 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC -> Chọn số 27 có nội lực lớn để tính toán bố trí cho laïi : N= -1100.729 kN, l= 3.02 m, l0x = l0y = 1.5 m bề rộngcủa panen - Giả thuyết λ = 60 , ϕ = 0.824 diện tích td cần thiết : Fyc = N 1100 729 = = 63.61 cm2 ϕR 0.024 × 24 - Độ mãnh cho phép chòu nén 120, bán kính quán tính yêu cầu : l x 150 = = 1.25 cm [ λ ] 120 l y 150 = = = 1.25 cm [ λ ] 120 rx − yc = ry − yc - Tra baûng chọn 2L160x12, có F= 2x37.4=94.8 cm 2, rx= 4.94; ry= 7.02 - Kiểm tra td chọn : l x 150 = = 30.36 rx 4.94 l y 150 λy = = = 21.37 ry 7.02 λx = λ max = max(λ x ; λ y ) = 30.36 Từ λ max → ϕ = 0.936 →σ = N 1100 729 = = 15.72 kN/cm2 < R= 21 kN/cm2 Đk ổn đònh thõa ϕR 0.936 × 74.8 => Tiết diện chọn đủ khả chòu lực Tính toán chi tiết dàn : - Mắt gối dàn - Mắt khuyết đại dàn - Mắt khuyết đại đỉnh dàn - Mắt trung gian có nối cánh dàn * số cấu tạo chung : - Chiều cao đường hàn bé : hh − = 4mm để đảm bảo yêu cầu chống rỉ - Chiều cao đường hàn lớn : hh − max = 1.2 lần bề dày thép mỏng - Chiều dài đường hàn ngắn : l h −min = 4hh 40 mm lay trò số lớn - Chiều dài đường hàn góc tối đa : hh − max = 85( β h × hh ) - Các trục dàn phải hội tụ điểm Trang:49 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC - Khoảng cách đường hàn 50mm để giảm ứng suất & biến hình hàn 4.1 Mắt liên kết dàn vào cột : - Lực dọc ngang cánh N1= 1072.266 kN, lực dọc xiên đầu dàn N2= -727.773 kN, mômem đầu dàn M= 391.905 kNm cánh thép góc cạnh L160x10 xiên đầu hàn gồm thép góc không cạnh L160x100x10 Bản mắt có bề dày 14 mm Thanh xiên đầu dàn nghiên góc α = 410 so với phương ngang - Đường hàn liên kết cánh vào mắt tính sau : + Lực dọc N1 phân làm để truyền vào thép số Mỗi thép góc chòu : N1 / = 1072.266 = 536.133 kN + Đường hàn sống liên kết thép góc cạnh chòu lực : N1 = 0.7 × 536.133 = 375.29 kN Chọn trước chiều cao đường hàn sống hhs = 10mm 0.7 Chiều dài đường hàn sống cần thiết : l hs = 375.29 = 35.71cm 0.7 × × 15 + Đường hàn mép chòu lực : 0.3 N1 = 0.3 × 375.29 = 112 59kN Chọn trước hhm = 6mm Chiều dài đường hàn cần thiết : l hm = 112 59 = 17.87cm 0.7 × 0.6 × 15 + Liên kết hàn xiên dàn mắt • Chọn hhs = 10mm → l hs = 0.75 × N / 0.75 × 727.733 / = = 25.9cm 0.7 × × 15 β h × hh × R gh • Chọn hhm = 6mm → l hm = 0.25 × N / 0.25 × 727.733 / = = 8.66cm 0.7 × × 15 β h × hh × R gh - Kiểm tra liên kết hàn mắt gốc: Trang:50 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC Thay mômem đầu dàn cặp ngẫu lực có giá trò M 391.905 = = 178.14kN có cánh dưới, lực trùng với trục cánh h0 2.2 dưới, hướng từ mái sang phải, có xu hướng tính gối khỏi cột Khi dồi lực trọng tâm liên kết, ta thu lực ngang H=178.14 kN hướng từ trái sang phải, mm có chiều quay ngược chiều kim đòng hồ M lt = ( N − N ) e = 178.14 × 0.15 = 26.72kNm phản lực đứng gối, truyền vào liên kết hàn mắt & gối có giá trò N × sin α = 514.58kN hướng từ xuống + Chiều cao đường hàn cần thiết liên kết mắt vào gối, l h = 56cm 2  M  26.72    H + lt  + R = 178.14 +  + 514.58 = 0.437cm lh  × 0.7 × 56 × 15  56   Ta chọn hh = 10mm , mômem kháng uốn đường hàn liên kết mắt vào gối : hh ≥ β h × l h × R gh Wh = × ( β h × hh ) × l h2 = 2× ( 0.7 × 1) × 56 = 731.733cm 6 Fh = × ( β h × hh ) l h = × 0.7 × × 56 = 78.4cm Kiểm tra cường độ đường hàn theo công thức : 2 M N Q 2672 178.14   514.58   +   =  τ h =  + +  +   731.733 78.14   78.4   Wh Fh   Fh  = 8.84kN / cm < R gh = 15kN / cm - Bản gối quan niệm ngàm cạnh hàng bulông, chòu lực nhổ H, làm tách khỏi than cột Bề dày gối xác đònh theo công thưcsau : 3b1 H × 10 × 178.14 = = 1.065cm lR 56 × 21 Chọn bề dày gối : σ bg = 18mm σ bg = - Kieåm tra điều kiện ép mặt gối & gối đỡ : Lực ép mặt thành phần thẳng đứng ta xác đònh : N em = 514.58kN Bề rộng gối ta chọn trước bbg = 200mm với bề dày gối σ bg = 18mm Kiểm tra đk chòu ép mặt gối : Trang:51 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN σ em = THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC N em 514.58 = = 14.29kN / cm < Rem = 35kN / cm Fem 20.18 • Tính toán liên kết bulông gối vào cánh cột Để tính toán xác đònh lực lớn than bulông, ta xác đònh số kích thước : z= 38 cm; l1= 50 cm; l2= 40 cm; l3= 30 cm; l4= 20 cm; l5= 10 cm Bulông chọn có độ bền thuộc lớp 5-6 : bl N max = H × z × l1 H 178.14 × 38 × 50 178.14 + = + = 45.61kN 2 2 2 n 50 + 40 + 30 + 20 + 10 12 2∑ l i ( ) Diện tích thu hẹp qua ren bulông : bl N max 45.61 Fth = = = 2.17cm Rbl 21  Chọn bulông φ 20 diện tích qua ren laø 2.45 cm2 200 384 50 100 450 100 600 100 12 0x 16 2L 50 100 200 20 100 600 50 100 100 100 6BLỵ20 100 50 20 100 130 300 300 300 16 500 16 4.2 Tính toán mắt khuếch đại đỉnh dàn : + Lực dọc cánh : N ct = −1100 729kN + Lực dọc xiên : N x = 106.855kN + + + + Góc nghiên cánh Góc nghiên xiên Lực tính toán : N tt = 1.2 N ct = 1320.87 kN Diện tích tính toán quy ước: Trang:52 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC Ftt = Fbm + Fbq = 1.2 + × 16 + 36 × = 69.2cm + Ứng suất trung bình Td tính toán quy ước : σ tb = N tt 1320.87 = = 19.09kN / cm < R = 21kN / cm Ftt 69.2 + Lực truyền vào mắt : N bm = 19.09 × 36 = 687.16kN + Kiểm tra cường độ đường hàn cánh vào mắt : + Đường hàn sống bên mắt có : l hs = 15cm; hhs = 12mm Đường hàn mép bên có l hm = 30cm ; hhm = 8mm Tổng dt đường hàn : ∑ ( β h × hh )l h = × ( 0.7 × 1.2 × 14 + 0.7 × 0.8 × 29) = 56cm Ứng suất đường hàn kiểm tra mhư sau : τh = N bm 687.16 = = 12.27 kN / cm < R gh = 15kN / cm ∑ ( β h × hh )l h 56 - Lực truyền vào phủ : N bp = σ tb × Fbp = 19.09 × 36 = 687.24kN - Tính k/tra lk phủ thép góc cánh Chiều dài l h đường hàn dọc theo mép thép góc 30cm h h= 8mm; đường hàn xiên lh= 15cm; hh= 12mm Tổng dt đườmg hàn : ∑ ( β h × hh )l h = × ( 0.7 × 1.2 × 14 + 0.7 × 0.8 × 29) = 56cm Trang:53 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN BẢ N NỐ I 12X250X400 THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC 20 BẢ N THÉ P PHỦ TIẾ T DIỆ N 10X360 BLỵ20 ỉ50 360 155 10 155 BLỵ20 ỉ5 20 250 150 100 50 300 50 100 150 SƯỜ N ĐỨ NG -8x100x300 250 150 400 150 14 0x 10 2L 2L 10 0x 14 BLỵ20 - ệng suaỏt đường hàn đc k/tra theo c/thức : τh = N bd 687.16 = = 12.27 kN / cm < R gh = 15kN / cm ( ) β × h l 56 ∑ h h h - Tại vò trí gãy khúc phủ hợp lực có giá trò : V = N bp sin α − P Ta coù : P = 1100 729 × sin − 106.855 × sin 54 = 47.698kN ⇒ V = × 687.24 × sin − 47.698 = 119 8kN Hợp lực đường hàn liên kết sườn đứng với phủ chòu Ta chọn trước td sườn 8x100x300 Như đương hàn lk có lh= 9cm; hh= 6mm Tổng chiều dài đường hàn 36 cm - Kiểm tra khả chòu lực đường hàn theo công thức : τh = V 119 = = 7.9kN / cm < R gh = 15kN / cm ∑ ( β h × hh )l h 0.7 × 0.6 × 36 - Bản nối chòu lực laø : N bn = N bm cos α + 1.2 N xd cos β = 687.24 × cos + 1.2 × 106.855 × cos 54 = 682.82kN - Chọn kt bnả nối 12x250x400, bố trí nối ốp bên mắt K/tra cường độ nối sau : σ= N bm 682.82 = = 14.23kN / cm < R = 21kN / cm Fbn 1.2 × 40 Trang:54 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC - Bản nối lk với mắt đường hàn đứng, cường độ đường hàn Kiểm tra theo công thức : τh = N bn 692.82 = = 12.5kN / cm < R gh = 15kN / cm ( ) β × h l × × × 39 ∑ h h h 4.3 Tính toán mắt dàn có nối caùnh : - Ncaùnh= 1100.729 -> Ntt= 1.2 x 1100.729 = 1320.87 kN Fby = 1.2 × 40 = 48cm Fbm = × σ bm × b = × 1.4 × 16 = 44.8cm → Ftt = 48 + 44.8 = 92.8cm - Ứng suất trung bình liên kết : 25 85 N tt 1320.87 = = 14.23kN / cm < R = 21kN / cm Ftt 92.8 25 85 σ tb = THÉ P GÓ C CÁ NH DÀ N THÉ P 430 50 300 190 BẢ N MẮ T DÀ Y 14 MM - Nội lực truyền vào mắt : N bm = σ tb × Fbm = 14.23 × 44.8 = 637.66kN - Đường hàn sống mắt có l hs = 70cm; hhs = 12mm - Đường hàn mép bên có : l hm = 16cm; hhm = 8mm -> Tổng dt đường hàn : 0.7 × 1.2 × 69 + × 0.7 × 0.8 × 15 = 74.76cm - Kiểm tra đường hàn lk thép góc vào mắt chòu lực N bm: τh = N bm 637.66 = = 8.6kN / cm < R gh = 15kN / cm ( ) β × h l 74 76 ∑ h h h - Tương tự phần lực ghép chòu : N bg = σ tb × Fbg = 14.23 × 48 = 673.04kN Trang:55 TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ SÀI GÒN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN THUYẾT MINH GVHD: TH.s LÊ ĐỨC - Đường hàn lk thép vào cánh thép góc kiểm tra theo công thức : τh = N bm 637.66 = = 9.295kN / cm < R gh = 15kN / cm ( ) β × h l × × × 49 ∑ h h h - Các đường hàn khác tính theo dạng lk thép góc vào thép baûn Trang:56 ... ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP II KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TUẤN - THUYẾT MINH GVHD: TH.s L ĐỨC Nhòp nhà : L = 30 (m) Sức trục : Q = 30/ 5 (Tấn) Cao trình đỉnh ray: Hr = 1 0(m) p l c gió tiêu chuẩn: Wo = 80. .. n= J ct a = 0,125 ; λ = = = 0 ,303 J cd h 13,2 ⇒ KB = -0,0 515 ; K B' = 0,437 + với : M B = K B × q × h QB = K B' × q × h Giá trò mômen phản l c cột b n trái với q =5 .02 kN/m M B = −0.0 515 × 5.02... đồ án kết cấu thép – Ngô Vi Long ta : = Ht x = = = 0 .303 ; h H t + H d + 9.2 ⇒ KB = - 0.163 ; n= J ct a = 0.125 ; λ = = = 0 .303 J cd h 13,2 K B' = 1.484 Mômen phản l c đỉnh cột: M B = K B xM lt