Bài tập lớn kết cấu thép

43 71 0
  • Loading ...
1/43 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 01/03/2018, 16:03

BÀI TẬP LỚNKẾT CẤU THÉP Giáo viên hướng dẫn: Đỗ Thị Hằng Sinh viên: Hoàng Đình Trường Lớp: CĐSK55 A. NHIỆM VỤ THIẾT KẾThiết kế một dầm chủ, nhịp giản đơn trên đường ôtô, có mặt cắt chữ I dầm thép ghép hàn trong nhà máy và lắp ráp mối nối tại công trường bằng bulông độ cao, không liên hợp.B. CÁC SỐ LIỆU CHO TRƯỚC1Chiều dài nhịp dầm L=15.0m2Số làn xe thiết kế nL=2.0làn3Khoảng cách giữa các dầm chủSd=2.00m4Tĩnh tải bản BTCT mặt cầuwDC2=8.00kNm5Tĩnh tải lớp phủ mặt cầu và các tiện íchwDW=6.00kNm6Hoạt tải xe ôtô thiết kế HL93=9.3kNm7Số lượng giao thông trung bình hàng ngàymột lànADT=15000xengàylàn8Tỷ lệ xe tải trong luồngktruck=0.209Hệ số phân bố ngang tính cho mômenmgM=0.5510Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắtmgV=0.5511Hệ số phân bố ngang tính cho độ võngmgD=0.5512Hệ số phân bố ngang tính cho mỏimgF=0.5513Hệ số cấp đườngk=1.0014Vật liệu: Thép chế tạo dầmThép M270 cấp 345E =200000MpaFy=345MpaFu=450Mpa Bu lông CĐCASTM A325M15Tiêu chuẩn thiết kế22 TCN 2722005 C. NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ1. Chọn mặt cắt dầm, tính các đặc trưng hình học;2. Tính và vẽ biểu đồ bao nội lực bằng phương pháp đường ảnh hưởng;3. Kiểm toán dầm theo các trạng thái giới hạn cường độ I, sử dụng và mỏi;4. Tính toán và thiết kế sườn tăng cường;5. Tính toán thiết kế mối nối công trường;6. Bản vẽ: Vẽ mặt chính dầm, các mặt cắt đại diện Vẽ các mối nối Thống kê sơ bộ vật liệu Khố giấy A1 BÀI LÀMI. CHỌN MẶT CẮT DẦMMặt cắt dầm được chọn theo phương pháp thử sai, tức là ta lần lượt chọn kích thước mặt cắt dầm dựa vào kinh nghiệm và các quy định khống chế của tiêu chuẩn thiết kế rồi kiểm toán lại, nếu không đạt thì ta phải chọn lại và kiểm toán lại. Quá trình này được lặp lại cho đến khi thoả mãn.1. Chiều cao dầm thépChiều cao dầm chủ có ảnh hưởng rất lớn đến giá thành công trình, do đó phải cân nhắc kỹ khi lựa chọn giá trị này. Đối với cầu đường ôtô nhịp giản đơn ta có thể chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm.d=(120÷112)L≥125 L↔d=(1500020÷1500012)≥1500025↔d=(750÷1250) mm≥600 mmVậy ta chọn d = 1100 (mm)2. Bề rộng cánh dầmChiều rộng cánh dầm được lựa chọn sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau:b_c=b_f=(12÷13)d=(550÷367) mmVậy ta chọn: Chiều rộng bản cánh trên chịu nén: bc = 400 mmChiều rộng bản cánh dưới chịu kéo: bf = 400 mm3. Chiều dày bản cánh và bản bụng dầmTheo quy định của quy trình (A6.7.3) thì chiều dày tối thiểu của bản cánh, bản bụng dầm là 8mm. Chiều dày tối thiểu này là do chống rỉ và yêu cầu vận chuyển, tháo lắp trong thi công.Ta chọn: Chiều dày bản cánh trên chịu nén: tc=25mmChiều dày bản cánh dưới chịu kéo: tt=25mmChiều dày bản bụng dầm: tw=14mmDo đó chiều cao của bản bụng sẽ là:D=dt_ct_f=11002525=1050 mmMặt cắt dầm sau khi chọn có hình vẽ: 4. Tính các đặc trưng hình học của mặt cắtĐặc trưng hình học của mặt cắt dầm được tính toán và lập thành bảng sau:Mặt cắtAhA.hI0A.y2Itotal = I0+A.y2mm2mmmm3mm4mm4mm4Cánh trên1000010881087500052083328890625002889583333Bản bụng147005508085000135056250001350562500Cánh dưới100001312500052083328890625002889583333Tổng3470055019085000135160416757781250007129729167Trong đó:A:Diện tích h:Khoảng cách từ trọng tâm từng phần tiết diện dầm đến đáy dầmI0:Mômen quán tính của từng phần tiết diện dầm đối với trục nằm ngang đi qua trọng tâm của nó〖 h〗_total=y ̅=(∑▒(A.h) )(∑▒A):Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt dầm (nhóm các phần tiết diện dầm) đến đáy bản cánh dưới dầmy=|y ̅h|:Khoảng cách từ trọng tâm từng bộ phận đến trọng tâm của mặt cắt dầm Từ đó ta tính được:Mặt cắtybotytopybotmidytopmidSbotStopSbotmidStopmidmmmmmmmmmm3mm3mm3mm3Dầm thép5505505385381.3E+071.3E+071.3E+071.3E+07Trong đó:ybot:K.cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến đáy bản cánh dưới dầm thépytop:K.cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến đỉnh bản cánh trên dầm thépybotmid:K.cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến trọng tâm bản cánh dưới dầm thép ytopmid:K.cách từ trọng tâm mặt cắt dầm đến trọng tâm bản cánh trên dầm thép Sbot:mômen kháng uốn của mặt cắt dầm ứng với ybotStop:mômen kháng uốn của mặt cắt dầm ứng với ytopSbotmid:mômen kháng uốn của mặt cắt dầm ứng với ybotmidStopmid:mômen kháng uốn của mặt cắt dầm ứng với ytopmid5. Tính toán trọng lượng bản thân dầm thépDiện tích mặt cắt ngang dầm thép A=34700 mm2Trọng lượng riêng của thép làm dầm γ_s=78,5 kNmTrọng lượng bản thân dầm thép W_DC1=2,72 kNmII. TÍNH TOÁN VÀ VẼ BIỂU ĐỒ BAO NỘI LỰC1. Tính toán M, V theo phương pháp đường ảnh hưởngChia dầm thành các đoạn bằng nhau. Chọn số đoạn dầm: Nđd = 10 đoạnChiều dài mỗi đoạn dầm: Lđd = 1,5 m Trị số đường ảnh hưởng mômen được tính toán theo bảng sau:  Mặt cắtxi Đ.a.h Mi AMi mmmm211.500 1.35010.12523.0002.40018.00034.5003.15023.62546.0003.60027.00057.5003.75028.125Trong đó:Xi:Khoảng cách từ gối đến mặt cắt thứ iĐ.a.h Mi:Tung độ đ.a.h MiAMi:Diện tích đ.a.h MiĐ.a.h M11.350Đ.a.h M22.400Đ.a.h M33.150Đ.a.h M43.600Đ.a.h M53.750Hệ số điều chỉnh tải trọng tính cho TTGHCĐ lấy như sau: η=0,95Mômen tại các tiết diện bất kì được tính theo công thức:Đối với TTGHCĐI:M_i=η{(1,25.w_DC+1,5.w_DW ).A_Mi+〖mg〗_M 1,75.〖LL〗_L.A_Mi+1,75.m.∑▒〖〖LL〗_Mi.y_i.(1+IM) 〗}=M_iDC+M_iDW+M_iLLĐối với trạng thái giới hạn sử dụng:M_i=1,0{(1,0.w_DC+1,0.w_DW ).A_Mi+〖mg〗_M 1,3.〖LL〗_L.A_Mi+1,3.m.∑▒〖〖LL〗_Mi.y_i.(1+IM) 〗}=M_iDC+M_iDW+M_iLLTrong đó:LLL:Tải trọng làn rải đềuLLMi:Hoạt tải tương đương ứng với đường ảnh hưởng MimgM:Hệ số phân bố ngang tính cho mômenWDC:Tải trọng rải đều do bản thân dầm thép và bản BTCT mặt cầuWDW:Tải trọng rải đều do lớp phủ mặt cầu và các tiện ích trên cầu1+IM:Hệ số xung kíchAMi:Diện tích đường ảnh hưởng Mik:Hệ số cấp đườngBảng trị số mômen theo TTGHCĐIMặt cắtxiAMi ∑LLMiTruck .yi∑LLMiTandem .yiMiDCMiDWMiLLMiCĐmm2kN.mkN.mkN.mkN.mkN.mkN.m11.510.125346.300283.800128.9428.86481.91639.70523.018.000595.100501.600229.2251.30833.251113.77234.523.625746.400653.400300.8667.331054.011422.20046.027.000830.300739.200343.8476.951178.611599.39357.528.125831.750759.000358.1680.161189.831628.150Bảng trị số mômen theo TTGHSDMặt cắtxiAMi ∑LLMiTruck .yi∑LLMiTandem .yiMiDCMiDWMiLLMiCĐmm2kN.mkN.mkN.mkN.mkN.mkN.m11.510.125346.300283.800108.5820.25376.83505.66223.018.000595.100501.600193.0336.00651.56880.59334.523.625746.400653.400253.3547.25824.191124.79346.027.000830.300739.200289.5554.00921.621265.16457.528.125831.750759.000301.6156.25930.391288.255 Biểu đồ bao mômen cho dầm ở trạng thái giới hạn cường độ M (kNm)Trị số đường ảnh hưởng lực cắt được tính toán theo bảng sau:Mặt cắtxi Đ.a.h ViAViA1,Vimmm2m200.0001.0007.5007.50011.5000.9006.0006.07523.0000.8004.5004.80034.5000.7003.0003.67546.0000.6001.5002.70057.5000.5000.0001.875Trong đó:xi:Khoảng cách từ gối đến mặt cắt thứ iĐ.a.h Vi:Tung độ đường ảnh hưởng ViAVi:Tổng đại số diện tích đường ảnh hưởng ViA1,Vi:Diện tích đường ảnh hưởng Vi (phần diện tích lớn hơn)Ta có hình vẽ đường ảnh hưởng lực cắt tại các mặt cát dầm như sau: Lực cắt tại các tiết diện bất kì được tính theo công thức sau:Đối với TTGHCĐI:V_i=η{(1,25.w_DC+1,5.w_DW ).A_Vi+〖mg〗_V 1,75.〖LL〗_L.A_Vi+1,75.m.∑▒〖〖LL〗_Vi.y_i.(1+IM) 〗}=V_iDC+V_iDW+V_iLLĐối với TTGHSD:V_i=1,0{(1,0.w_DC+1,0.w_DW ).A_Vi+〖mg〗_V 1,3.〖LL〗_L.A_Vi+1,3.m.∑▒〖〖LL〗_Vi.y_i.(1+IM) 〗}=V_iDC+V_iDW+V_iLLTrong đó:LLVi:Hoạt tải tương ứng với đường ảnh hưởng Vimgv:Hệ số phân bố ngang tính cho lực cắtBảng trị số lực cắt theo TTGHCĐIMặt cắtxiAViA1,Vi∑LLViTruck .yi∑LLViTandem .yiViDCViDWViLLViCĐmm2m2kNkNkNkNkNkN00.007.5007.500263.330211.20095.5121.38364.76481.64111.506.0006.075230.830189.20076.4117.10315.49409.00023.004.5004.800198.330167.20057.3112.83267.50337.63434.503.0003.675165.830145.20038.208.55220.79267.54446.001.5002.700133.330123.20019.104.28175.35198.72957.500.0001.875103.385101.2000.000.00134.11134.110Bảng trị số lực cắt theo TTGHSDMặt cắtxiAViA1,Vi∑LLViTruck .yi∑LLViTandem .yiViDCViDWViLLViSDmm2m2kNkNkNkNkNkN00.007.5007.500263.330211.20080.4315.00285.22380.65211.506.0006.075230.830189.20064.3412.00246.70323.04423.004.5004.800198.330167.20048.269.00209.18266.43334.503.0003.675165.830145.20032.176.00172.65210.81946.001.5002.700133.330123.20016.093.00137.12156.20357.500.0001.875103.385101.2000.000.00104.87104.868Ta có biểu đồ bao lực cắt ở TTGHCĐI như sau: III. KIỂM TOÁN DẦM THEO TTGHCĐI3.1. Kiểm toán điều kiện chịu mômen3.1.1. Tính toán ứng suất trong các bản cánh dầm thépTa lập bảng tính toán ứng suất trong các bản cánh dầm thép tại mặt cắt giữa nhịp dầm theo TTGHCĐI như sau:Mặt cắtMSbotStopSbotmidStopmidfbotftopfbotmidftopmidN.mmmm3mm3mm3mm3MPaMPaMPaMPaDầm thép1.1E+091.3E+071.3E+071.3E+071.3E+078.8E+018.8E+018.6E+011.4E+02Trong đó:fbot:ứng suất tại đáy bản cánh dầm thép ftop:ứng suất tại đỉnh bản cánh trên dầm thépfbotmid:ứng suất tại điểm giữa bản cánh dưới dầm thépftopmid:ứng suất tại điểm giữa bản cánh trên dầm thép3.1.2. Tính mômen chảy của tiết diệnMômen chảy của tiết diện không liên hợp được xác định theo công thức sau:M_y=F_y.S_NC=345.1,3.〖10〗7=4,5.〖10〗9 (N.mm)Trong đó:Fy = 345 MPa :Cường độ chảy nhỏ nhất theo quy định của thép làm dầmSNC = 1,3.107 mm3 :Mômen kháng uốn của tiết diện không liên hợp3.1.3. Tính mômen dẻo của tiết diệnChiều cao bản bụng chịu nén tại mômen dẻo được xác định như sau: (A6.10.3.3.2)Tiết diện đối xứng kép nên: D_cp=D2=10502=525 (mm)Khi đó mômen dẻo của tiết diện không liên hợp được tính theo công thức:M_p=P_w.(D4)+P_c.(D2+t_c2)+P_t.(D2+t_t2) =5,1.〖10〗6.(10504)+3,5.〖10〗6.(10502+252)+3,5.〖10〗6.(10502+252)=5.〖10〗9 (N.mm)Trong đó:P_w=〖F_yw.A〗_w=5,1.〖10〗6 (N):Lực dẻo của bản bụng P_c=〖F_yc.A〗_c=3,5.〖10〗6 (N):Lực dẻo của bản cánh trên chịu nén P_t=〖F_yt.A〗_t=3,5.〖10〗6 (N):Lực dẻo của bản cánh dưới chịu kéo 3.1.4. Kiểm toán sự cân xứng của tiết diệnTiết diện I chịu uốn phải được cấu tạo cân xứng sao cho: (A6.10.2.1)0,1≤I_ycI_y =(1,3.〖10〗8)(2,7.〖10〗8 )=0,5≤0,9(1)→Thỏa mãn KT (1)Trong đó:Iy:Mômen quán tính của tiết diện dầm thép đối với trục thẳng đứng đi qua trọng tâm bản bụngIyc:Mômen quán tính của bản cánh chịu nén của mặt cắt thép quanh trục thẳng đứngđi qua trọng tâm bản bụng3.1.5. Kiểm toán độ mảnh của vách đứngNgoài nhiệm vụ chông cắt, vách đứng còn có chức năng tạo cho bản biên đủ xa để chịu uốn có hiệu quả. Khi một tiết diện I chịu uốn, có hai khả năng hư hỏng có thể xuất hiện trong vách đứng. Đó là vách đứng có thể mất ổn định như cột thẳng đứng chịu ứng suất nén có bản biên đõ hoặc có thể mất ổn định như một tấm do ứng suất dọc trong mặt phẳng uốn.Bản bụng của dầm phải được cấu tạo sao cho thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.2.2)〖2.D〗_ct_w ≤6,77√(Ef_c )(2)↔2.52514=75 ≤6,77√((2.〖10〗5)(1,2.〖10〗2 ))=273.3 →Thỏa mãn KT (2)Trong đó: fc:ứng suất ở giữa bản cánh chịu nén do tải trọng ở TTGHCĐI gây raDc:Chiều cao bản bụng chịu nén trong phạm vi đàn hồi3.1.6. Kiểm tra tiết diện dầm là đặc chắc, không đặc chắc hay mảnha) Kiểm toán độ mảnh của vách đứng có mặt cắt đặc chắcĐộ mảnh của vách đứng để đảm bảo tiết diện là đặc chắc phải thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.4.1.2)〖2.D〗_cpt_w ≤3,76√(EF_yc )(3)↔2.52514=75 ≤3,76√((2.〖10〗5)345)=90,5 →Thỏa mãn KT (3)Trong đó: Dcp:Chiều cao của bản bụng chịu nén tại lúc mômen dẻoFyc:Cường độ chảy nhỏ nhất theo quy định của bản cánh chịu nénb) Kiểm toán độ mảnh của biên chịu nén có mặt cắt đặc chắcĐộ mảnh của biên chịu nén để đảm bảo tiết diện là đặc chắc phải thoả mãn điều kiện sau: (A.6.10.4.1.3)b_f〖2.t〗_f ≤0,382√(EF_yc )(4)↔4002.25=8 ≤0,382√((2.〖10〗5)345)=9,2 →Thỏa mãn KT (4)Trong đó: bf:Chiều rộng bản cánh chịu néntf:Chiều dày bản cánh chịu nén E:Mô đun đàn hồi của thépFyc:Cường độ chảy của thép theo quy địnhc) Kiểm toán tương tác giữa độ mảnh bản bụng và biên chịu nén của mặt cắt đặc chắcThực nghiệm cho thấy các mặt cắt đặc chắc có thể không có khả năng đạt được các mômen dẻo khi tỷ số độ mảnh của bụng và cánh chịu nén cả hai đều vượt quá 75% giới hạn cho trong các phương trình (3) và (4). Do đó, tương tác giữa độ mảnh bản bụng và biên chịu nén để đảm bảo tiết diện là đặc chắc phải thoả mãn các điều kiện sau: (A6.10.4.1.6)〖2.D〗_cpt_w ≤0,75.3,76√(EF_yc )(5)↔2.52514=75 >0,75.3,76√((2.〖10〗5)345)=67,9 → Ko thỏa mãn KT (5)b_f〖2.t〗_f ≤0,75.0,382√(EF_yc )(6)↔4002.25=8 >0,75.0,382√((2.〖10〗5)345)=6,9 → Ko thỏa mãn KT (6)→ Đi kiểm tra phương trình tương tác:〖2.D〗_cpt_w +9,35.(b_f〖2.t〗_f )≤6,25√(EF_yc )(7)↔2.52514+9,35.(4002.25)=149,8≤6,25.√((2.〖10〗5)345)=150,5→Thỏa mãn KT (7)d) Kiểm toán liên kết dọc của biên chịu nén có mặt cắt đặc chắcKhoảng cách giữa các liên kết dọc Lb để đảm bảo cho tiết diện là đặc chắc phải thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.4.1.7)L_b≤0,1240,0759.(M_lM_p )(r_y.E)F_yc (8)↔4000 (mm)≤0,1240,0759.((1,3.〖10〗9)(5.〖10〗9 ))(88.2.〖10〗5)345=5334 (mm)→Thỏa mãn KT (8)Kết luận: Vậy tiết diện dầm là đặc chắcTrong đó: Ry:Bán kính quán tính của tiết diện đối với trục đối xứng thẳng đứngMl:Mômen nhỏ hơn do tác dụng của tải trọng tính toán ở mỗi đầu của chiều dài không được giằngMp:Mômen dẻo của tiết diện3.1.7. Kiểm toán sức kháng uốnSức kháng uốn của dầm phải thoả mãn điều kiện sau: (A6.10.4)Đối với trường hợp tiết diện dầm là đặc chắc:M_(u max)≤M_r=∅_f.M_n(9)↔1,6.〖10〗9 (N.mm)≤5.〖10〗9 (N.mm)→Thỏa mãn KT (9)Trong đó: =1,0:Hệ số kháng uốn theo quy định: (A6.5.4.2)Mumax:Mômen uốn lớn nhất tại mặt cắt giữa nhịp dầm ở TTGHCĐIMn=Mp:Sức kháng uốn danh định đặc trưng cho tiết diện đặc chắc3.2.Kiểm toán theo điều kiện chịu lực cắt3.2.1.Kiểm toán theo yêu cầu bốc xếpĐối với các bản bụng khi không có STC dọc, phải sử dụng STC đứng nếu: Dt_w >150(10)↔105014=751,10√((2.〖10〗5.5,61)345)=63→ Ko thỏa mãn (11a)Trong đó: k=5+5(d_0D)2 =5+5(30001050)2 =5,61với d =D 3D =1050 3150 mm chọn d = 3000 (mm) 1,10√((E.k)F_yw )≤Dt_w ≤1,38√((E.k)F_yw ) thì C=1,10(Dt_w ) √((E.k)F_yw )(11b)↔1,10√((2.〖10〗5.5,61)345)=63≤105014=75≤1,38√((2.〖10〗5.5,61)345)=79 → Thỏa mãn (11b)Dt_w >1,38√((E.k)F_yw ) thì C=1,52(Dt_w )2 √((E.k)F_yw )(11c)↔105014=752,25 thì P_n=(0,88.F_ys.A_s)λ Trong đó:As:Diện tích mặt cắt nguyênk = 0,75 :Hệ số chiều dài hiệu dụng theo quy định A4.6.2.5) (Với trường hợp liên kết bản ở hai đầu)r=√(IA_s ):Bán kính quán tính của tiết diện cộtl = D:Chiều dài không giằng = chiều cao váchI:Mômen quán tính của tiết diện cột đối với trục trung tâm của váchTa có = 0,9A = 9288 mm2I = 7.107 mm4r = 86,7 mml = 1050 mmk = 0,75klr = 9,1 = 0,0144Pn =3,2.106 Nϕ_c.P_n=0,9.3,2.〖10〗6=2,9.〖10〗6 (N)≥R_u=V_u=408974 (N)→Thỏa mãn KT (26)VII. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MỐI NỐI CÔNG TRƯỜNG7.1.Chọn vị trí mối nối công trườngTa phải bố trí các mối nối dầm do chiều dài vật liệu cung cấp , yêu cầu cấu tạo, điều kiện sản xuất cũng như khả năng vận chuyển và lắp ráp bị hạn chếVị trí mối nối công trường nên tránh chỗ có mômen lớn. Đối với dầm giản đơn, ta thường bố trí ở chỗ và đối xứng với nhau qua mặt cắt giữa dầmở đây ta chia dầm thành 4 đoạnDo đó, vị trí mối nối công trường cách gối một đoạn xmn= 6 mTa có:Mômen tại vị trí mối nối ở TTGHCĐI MCĐ= 1,2.109 NmMômen tại vị trí mối nối ở TTGHSDMSD=9,8.108 NmLực cắt tại vị trí mối nối ở TTGHCĐI VCĐ=1,1.105 NLực cắt tại vị trí mối nối ở TTGHSD VSD=9,2.104 N7.2. Tính toán lực thiết kế nhỏ nhất trong bản cánh7.2.1. Tính toán ứng suất ở điểm giữa bản cánhTa có bảng tính toán ứng suất ở điểm giữa bản cánh như sau:TTGHMSbotmidStopmidfbotmidftopmidN.mmmm3mm3MPaMPaCĐI1.25E+091.33E+071.33E+0794.094.0SD9.76E+081.33E+071.33E+0773.673.67.2.2. Tính toán lực thiết kế nhỏ nhất trong bản cánhứng suất thiết kế nhỏ nhất trong bản cánh dưới chịu kéo và nén của TTGHCĐI được xác định theo công thức như sauF_tbot=|f_botmid+φ_y.F_yf |2≥0,75.φ_y.F_yfF_ctop=|f_topmid+φ_c.F_yf |2≥0,75.φ_c.F_yfTrong đó:Fbotmid:ứng suất ở điểm giữa bản cánh dưới ở TTGHCĐIφ_y=0,95:Hệ số kháng theo quy định (A6.5.4.2)Ftopmid:ứng suất tại điểm giữa bản cánh trên ở TTGHCĐIφ_c=0,9:Hệ số sức kháng theo quy định (A6.5.4.2)Bảng lực thiết kế nhỏ nhất trong bản cánh ở TTGHCĐIVị trífφFyFAPMPaMPaMPamm2NCánh dưới94.0327.8245.8100002458125Cánh trên94.0310.5232.9100002328750Bảng lực thiết kế trong bản cánh ở TTGHSDVị tríF = fAPMPamm2NCánh dưới73.610000735769Cánh trên73.6100007357697.3.Thiết kế mối nối cánh7.3.1.Chọn kích thước mối nốiMối nối được thiết kế theo phương pháp thửsai, tức là ta lần lượt chọn kích thước mối nối dựa vào kinh nghịêm và các quy định khống chế của tiêu chuẩn thiết kế rồi kiểm toán lại, nếu không đạt thì ta phải chọn lại và kiểm toán lại. Quá trình được lặp lại cho đến khi thoả mãnTa chọn sơ bộ kích thước mối nối như sau:Kích thước bản nối ngoài=dày rộng dài14 400 500 mmKích thước bản nối trong=dày rộng dài14 180 500 mmĐường kính bulông CĐC dbolt=24mmSử dụng lỗ tiêu chuẩn dhole=26mmSố bulông mỗi bên mối nối N=12 bulôngBulông được bố trí thành 4 hàng,3 cộtKhoảng cách giữa các bulông theo phương dọc dầm Sl= 80 mmKhoảng cách giữa các bulông theo phương ngang dầm Sh= 80 mmTa có hình vẽ mối nối đã chọn như sau: Sau đây ta chỉ tính toán cho bản cánh dưới, bản cánh trên lấy tương tự7.3.2. Kiểm toán khoảng cách của các bulông CĐCa) Khoảng cách tối thiểu Khoảng cách tối thiểu từ tim đến tim các bulông phải thoả mãn:S_min=3.d_bolt=3.24=72 (mm)Kiểm toán khoảng cách giữa các bulông theo công thức:Min(S_1,S_0 )=80 (mm)≥S_min=72 (mm)(26a)→Thỏa mãn KT (26a)Trong đó:S0 = 80 mm:Khoảng cách các bulông theo phương ngang dầmS1 = 80 mm:Khoảng cách các bulông theo phương dọc dầmb) Khoảng cách tối đaĐể đảm bảo ép xít mối nối, chống ẩm, khoảng cách tối đa từ tim đến tim các bulông của hàng bulông liền kề với cạnh tự do của bản nối hay thép hình phải thoả mãn:S≤(100+4.t)≤175(27)80 (mm)≤(100+4.14)=156 (mm)≤175(mm)→Thỏa mãn KT (27)Trong đó:t:Chiều dày nhỏ hơn của bản nối hay thép hìnhc) Khoảng cách đến mép cạnhKhoảng cách nhỏ nhất từ tim bulông đến mép thanh phải thoả mãn theo quy định : (A6.13.2.6.61)Khoảng cách lớn nhất từ tim bulông đến mép thanh không lớn hơn 8 lần chiều dày của bản nối mỏng nhất hoặc 125 mmKiểm toán khoảng cách đến mép cạnh theo công thức như sau:S_emin≤S_e≤S_emax(27a)42 (mm)≤50 (mm)≤112 (mm)→Thỏa mãn KT (27a)Trong đó:Semin:Khoảng cách nhỏ nhất từ tim bulông đến mép thanhSemax:Khoảng cách lớn nhất từ tim bulông đến mép thanhSe:Khoảng cách tim bulông ngoài cùng đến mép thanh7.3.3. Kiểm toán sức kháng cắt của bulông CĐCSức kháng cắt tính toán của bulông CĐC ở TTGHCĐI được xác định như sau:R_rs=φ_s.R_ns=φ_s.0,48.A_b.F_ub.N_s =0,8.0,48.452.830.2=288371 (N)Trong đó:φ_s=0,8:Hệ số sức kháng cắt tính toán cho bulông A325M (A490M) chịu cắt theo quy định (A6.5.4.2)R_ns:Sức kháng cắt danh định của bulông CĐC theo quy định, dùng bulông có chiều dài sao cho đường ren răng nằm ngoài mặt phẳng cắtAb = 452 mm2:Diện tích bulông theo đường kính danh địnhFub = 830 MPa:Cường độ chịu kéo nhỏ nhất của bulôngNs = 2:Số mặt phẳng cắt cho mỗi bulôngSức kháng cắt tính toán của bulông CĐC ở TTGHCĐI phải thoả mãn điều kiện sau:P_botN≤R_rs(27b)P_botN=245812512=204844 (N)≤R_rs=288371 (N)→Thỏa mãn KT (27b)Trong đó:Pbot:Lực thiết kế nhỏ nhất trong bản cánh dưới ở TTGHCĐI7.3.4. Kiểm toán sức kháng ép mặt của lỗ bulông CĐCSức kháng ép mặt của lỗ bulông CĐC ở TTGHCĐ được xác định như sau:R_rbb=φ_bb.R_nbb=φ_bb.2,4.d_bolt.t.F_u=0,8.2,4.24.25.450=518400 (N)Trong đó:φ_bb =0,8:Hệ số sức kháng ép mặt bulông trên vật liệu theo quy định: (A6.5.4.2)R_nbb:Sức kháng ép mặt danh định của bulông CĐC theo quy địnht = 25 mm:Chiều dày bản nốiFu = 450 MPa:Cường độ chịu kéo của vật liệu liên kếtSức kháng ép mặt tính toán của bulông CĐC ở TTGHCĐI phải thoả mãn điều kiện sau:P_botN≤R_rbb(27c)P_botN=245812512=204844 (N)≤R_rs=518400 (N)→Thỏa mãn KT (27c)7.3.5. Kiểm toán sức kháng trượtSức kháng trượt tính toán của bulông CĐC ở TTGHSD được xác định như sau:R_r=R_n=K_h.K_s.N_s.P_t=1.0,33.2.257000=169620 (N)Trong đó:R_n:Sức kháng trượt của bulông CĐC theo quy định (A6.13.2.8)Ns =2:Số lượng mặt ma sát cho mỗi bulôngPt=257000 N:Lực căng tối thiểu yêu cầu trong bulông theo quy định (A6.13.2.81)Kh =1:Hệ số kích thước lỗ theo quy định (A6.13.2.82)Ks =0,33:Hệ số điều kiện bề mặt theo quy định (A6.13.2.83)Sức kháng trượt của bulông CĐC ở TTGHSD phải thoả mãn điều kiện sau: R_a=P_aN=73576912=61314 (N)≤R_r=169620 (N)(27d)→Thỏa mãn KT (27d)7.4. Tính toán thiết kế mối nối bụng dầm7.4.1. Chọn kích thước mối nốiMối nối được thiết kế theo phương pháp thửsai, tức là ta lần lượt chọn kích thước mối nối dựa vào kinh nghịêm và các quy định khống chế của tiêu chuẩn thiết kế rồi kiểm toán lại, nếu không đạt thì ta phải chọn lại và kiểm toán lại. Quá trình được lặp lại cho đến khi thoả mãnTa chọn sơ bộ kích thước mối nối như sau:Kích thước bản nối =dày rộng cao=14 360 950 mmĐường kính bulông CĐC dbolt=22mmSử dụng lỗ tiêu chuẩn dhole=24mmSố bulông mỗi bên mối nối N=26 bulôngBulông được bố trí thành 2 cột ,và 10 hàngKhoảng cách giữa các bulông theo phương dọc dầm Sl= 80 mmKhoảng cách giữa các bulông theo phương đứng Sv= 90 mm7.4.2. Tính toán lực cắt thiết kế nhỏ nhấtLực cắt thiết kế ở TTGHCĐI được xác định theo công thức sau:V=(V_u+V_r)2≥0,75.V_r(107395+2598960)2=1353177 (N)
- Xem thêm -

Xem thêm: Bài tập lớn kết cấu thép, Bài tập lớn kết cấu thép

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay