Kết cấu thép 2 Chương 5

27 643 1
Kết cấu thép 2 Chương 5

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Kết cấu thép

TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH CHƯƠNG V : TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CỘT I/ Xác định chiều dài tính tốn cho từng đoạn cột: 1/ Cột trên: cặp nội lực |N|max ; Mtư 2/ Cột dưới: Cặp nội lực : + |N|max ; Mtư  Thiết kế cho Nct + Mmax ; Ntư  thiết kế cho nhánh mái 3/ Xác định chiều dài tính tốn a/ Trong mặt phẳng khung: (X_X): _ Lập tỉ số độ cứng giữa các cột :n= 21//tdJ HJ H n= 21*dtHJJ H + 12NN + 112tdH JH J Ta có n và 1  11 21   _ Chiều dài tính tốn cho từng đoạn cột + Trong mặt phẳng khung (X_X): • 10 1 1 1* *X dl l H   • 20 2 2 2* *X tl l H   + Ngồi mặt phẳng khung (Y_Y): • 10 y dl H • 20( )y t d c cl H h  II / Thiết kế cột trên: 1/ Chọn tiết diện cột trên: _ Ta có : N, M, , R _ Lập tỉ số độ lệch tâm tải trọng: / // /MeN _ Xác định diện tích theo u cầu : // /(1, 25 2,5 * ).y ctN eFR h  _ Chọn sơ bộ tiết diện cột trên: TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH XXYYcchbhtbcb + Bề rộng bản cánh : bc= 1 1( )12 15tH + Bề dày bản cánh : 1 1( )15 30c cb  + Bề dày bản khung : 1 1( )30 50b th   chiều cao bản khung : 2b t ch h  Diện tích thực của tiết diện cột trên: 2th c c b b ycF b h F    2/ Kiểm tra tiết diện đã cho:  Xác định các thông số đặc trưng hình học của tiết diện: 3 322 ( ) *12 12 2b b c c b cX c ch b hJ b        3 3212 1 2b b c cYh bJ   2XXbcJWh _ Bán kính quán tính: XXthJrF ; YYthJrF _ Độ mãnh: 20XXXlr ; 20YYYlr TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH _ TừX, Y  m in  Độ mãnh quy ước =m inRE _ Kiểm tra độ bền của cột trên: / / / /th XN MRF W  _ Kiểm tra ổn định của cột trong mặt phẳng tác dụng của môment uốn : + Xác định độ lệch tâm tương đối: mx = e * thXFW + Hệ số ảnh hưởng hình dạng của tiết diện trên  c c cb b bF bF h ;  ; mx   (PHỤ LỤC 6/133) VÍ DỤ:0, 97 1cbFF ; 1,5 ; m = 3,77  (1,90 0,1 ) 0,02(6 )m m      Độ lệch tâm quy đổi : m1 = * mx Từ m1 và   lt (PL 4/131) VD: m1 = 5,45 ; 1,5  0, 223lt 2/ /Ylt thNRF   _ Kiểm tra ổn định của cột ngoài mp khung + Ta có : Y ; R  Y ( PL 3/130 ) + Tính cER  ; Yso sánh với c  (PL 7/133) Dựa vào m1   (PL 7/133)  Hệ số ảnh hưởng của môment trong mp uốn : 1cm  2/ /. .Yy thNRc F   _ Kiểm tra ổn định cục bộ của tiết diện : TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH + Đối với cánh :  2 0,36 0,1c cc cb b ER       + Đối với bụng :  0,9 0,5 3,1b bb bh h E ER R        III / Thiết kế cột dưới: XX2X1YYXX2X1dLbcZ0 ym ycthdZdZdhbdY1bdccblg=a=1mltxcNmNct 1 / Chọn tiết diện và xác định các đặc trưng hình học: _ Đối với nhánh cầu trục : Nmax ; Mtư ( N1; M1 ) _ Đối với nhánh cầu trục : Mmax ; Ntư ( N2; M2 ) _ Qmax  Chọn sơ bộ tiết diện: + C= hd + X-X  X2-X2 : yct = 0,55c + X-X  X1-X1 : ym = c- yct _ Tính lực nén lớn nhất trong mỗi nhánh: 11mctyMN Nc c ;22ctmyMN Nc c  _ Giả thiết : = 0,8 _ Chọn tiết diện: . .ctctycNFR  ; . .mmycNFR  TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH _ Chọn tiết diện nhánh cầu trục: tiết diện chử I tổ hợp 3 thép bảng các đường hàn: + 1 120 30d db H     + , 2c b b d ch b     + 2bchb  . 2 ( 20%)cttct b b c c ycF h b F     _ Đặc trưng hình học nhánh cầu trục: + 3 32212 12ctc c b bXb hJ   + 3 322 ( )12 2 12ctc c b c b bY c cb h hJ b        + 22ctctXXtctJrF ; ctctYYtctJrF + 12ctnhxXctXlr với lnhxct = 1m ; 1ctnhydYct cty ylHr r  _ Nhánh mái : tiết diện dạng chữ C gồm 2 thép góc đều cạnh và 1 thép bản + Chọn 2Ll*d với l=2bc.ta chọn (L100*12) hoặc L120*14 ; L160*14Fg, Z, Jx=Jy, rx, d + Thép bản : d*h (h=bd – 4d)  * 2 20%mtm g ycF d h F F     _ Xác định môment tĩnh của nhóm mái đối với mép ngoài của tiết diện: +  * * 22X gdS d h F Z d   + Khoảng cách X1- X1 đến mép ngoài nhánh mái: 0XtmSZF _ Xác định đặc trưng hình học của nhánh mái: + môment của nhánh mái đối với trục X1- X1: 32 21 0 0** ( ) 2 ( )12 2mx X gh ddJ h d Z J F Z d Z         + môment của nhánh mái đối với trục Y- Y: TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH  32*212my y gd hJ J F u    với 2dbu Z  11mmXXtmJrF ; mymytmJrF 21ctnhxXmXlr; 2dyyHr  Đối với toàn cột dưới: Fd = Ftct + Ftm ; C = hd – Z0 _ Mô ment tĩnh đối với trục X1- X1: Sd = Sx1 = Fct*C  X-X dm ct mdSy Y C yF    _ Đặc trưng hình học của toàn cột dưới:    2 22 1* *ct mX X d X tct ct X tm mJ J J F y J F y     m ctY Y Y YJ J J  _ Bán kính quán tính của toàn cột dưới: ;dddJrF 1o xYdlr arcglK ta gc 2 2tX gl c l  _ Chọn thanh xiêng: L70*6 ; L80*8 _ Chọn thanh ngang: L50*5  300 350 400 450 500 K 45 37 31 28 26 2dd XtxFKF   2/ Kiểm tra tiết diện đã chọn: _ Xác định lại lực dọc trong nhánh cầu trục: 11*mctY MN NC C   max 2;ct ctX Y  ; Rlt(PL 3/130) TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH _ Kiểm tra ổn định nhánh cầu trục ngoài mặt phẳng khung: **ctlt tdNRF  Đối với nhánh mái: 22*ctmY MN NC C   max 1;m mX Y  ; R lt(PL 3/130) _ Kiểm tra ổn định nhánh mái ngoài mặt phẳng khung: **mlt mNRF F _ Kiểm tra ổn định của toàn cột dưới đối với cặp nội lực nguy hiểm thứ nhất: N1 ; M1 111MeN: Độ lệch tâm tải trọng  Độ lệch tâm tương đối: 1 1* *dctdFm e YJ tdRE  Từ m1 ;   lt (PL 5/132) 1*lt dNRF  _ Kiểm tra ổn định của cột dưới đối với cặp nội lực nguy hiểm thứ 2: N2 ; M2 22 2 22* *dmdlttdFMe m e YN JRE    (PL 5/132) 2**lt dNRF  _ Kiểm tra tiết diện các thanh giằng: lg ; Ftx ; rtx ; Jx . Từ td ; R lt _ Tính lực cắt quy ước trong cột dưới: 61/ /7,15.10 * 2330 *qultNEQR     Với E= 21000 (KN/cm2) = 2,1.104 (KN/cm2) Qtt = Qqu  Q ( tổ hợp) TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH 2 sinttTXQN ; gTXTXlr ; R lt(PL 3/1300 **txlt txNRF với  = 0,8  Tính các liên kết thanh xiêng vào cột: NtxNtn=QquNtx _ Tính đường hàn: + Bước 1: chọn sơ bộ tiết diện :c tmFF + Bước 2: Kiểm tra VÍ DỤ: Thiết kế cột trên với cặp nội lực: Nội lực tính toán : Nmax = 512,39 (KN) ; Mtư = 341,41 = (KN.m) Cầu trục : N1 = 790,54 (KN) ; M1 = 822,74(KN.m) Mái : N2 = 682,85 (KN) ; M2 = 956,56 (KN.m) Bài làm: ÐTHH Fc T : N CT  lt .F ct R ÐTHH Fm: N m  lt .F m  R ÐTHH Fd: (N 1 ,M 1 ;N 2 ,M 2 ) Giằng xiêng,liên kết TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH XXYYcchbbcc _ Xác định chiều dài tính toán : 211 9,56* * 0,436 3,7dtHJnJ H   12790,54115682,85NN   123,7 60,87. 9,65 1,15tdH JH J   11 21,91, 9 2,180,87       10 1* 1, 9 * 9, 65 18, 34( )X dl H m    20 2* 2,18 * 3, 7 8,1( )X tl H m   109, 65( )Y dl H m  203,7 0,6 3,1( )Y t dccl H h m     // /(1, 25 2,5 * ).y ctN eFR h  với 341, 410, 67( )512,39Me mN      2512,39 0,671, 25 2,5* 112, 24( )1*21 0,5ycF cm      _ Chọn tiết diện cột trên: 1 1 1 13700 (308 246)12 15 12 15c tb H               chọn bc = 300 (mm ) TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV: NGUYỄN DUY PHÍCH  1 120 1015 30c cb       chọn c = 15 (mm ) 5 0 0 ( 2 *1 5) 4 7 0( )bh m m   1 1 1 1*500 (16,6 10)30 50 30 50b th               chọn b = 12 (mm)  2*15*30 47 *1,2 146, 4 12,24thF    (30%) 23 341, 2 * 47 30 *1, 5 47 1, 52 30 *1, 5 63324, 8( )12 12 2XJ cm           3 343 0 * 1, 5 4 7 * 1, 2* 2 6 7 5 6 , 8 ( )1 2 1 2YJ c m   63324,820,8( )146,4XXthJr cmF   ; 6756,86,8( )146, 4YYthJr cmF   208,1*10038,920,8XXXlr   ; 203,1*10045,66,8YYYlr   min32138,9* 1, 2321.10RE    _ Kiểm tra độ bền cột trên : th XN MRF W  với 32533( )2XXbcJW cmh  2512, 39 341, 41*10016, 98 21( / )146, 4 2533KN cm    THỎA _ Kiểm tra ổn định trong mp M: 146, 4* 0, 6 *100 * 3,872533thXFm eW   _ Tìm : 3 0 *1, 50, 84 7 * 1, 2cbFF  Từ 0, 8 1cbFF  ; m= 3,87 ;  = 1,23  Tra PHỤ LỤC 6/133      1,9 0,1 0,02 6 * 1,9 0,1*3,87 0,02(6 3,87)*1,23 1,46m m                1* 1,46*3,87 5,26m m   (m1 = 5,26 ;  = 1,23  lt = 0,24 (PHỤ LỤC 4/131) ) [...]... d 2 * h _ SX  d * g bd 2 35  Z  2, 91  2 1, 2  F Z  d  2* 31* 2 ( ) 1, 2 _ Khoảng cách X1  mép ngoài nhánh mái: Z0  14, 59 (  ) cm 2* 22, 8 (2, 91 1, 2) 3 )  ,7( 20 9 SX Ftm 20 9, 7  2, 53 (  82, 8 )  cm cm  Đặc trưng hình học nhánh mái : _ J m X1 d 3 h  12  0 d h   1, 23 31 1, 2   1, 2 * 31 2, 53  = 12  BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 2 2  d Z  X  2      2 209 2  g 2  0 J  2. .. bản 2 : Bảng kê 3 cạnh l1  bd  S 350 10    170(  ) 2 2 2 2 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 mm GV: NGUYỄN DUY PHÍCH 100 1 , ,1.1 KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG l2  B 0 2 250 Z  2, 53  127 , 53 (  2 ) mm *Ô bản 3: l1  170( l2  B  0 2 mm ) 25 0 Z  2, 53  122 , 47(  2 ) mm _ Tính chiều dày bản đế : + Ứng suất phân bố đều trên bản đế : N 1 328 ,27 bd  NEN  1  K C 2  ,18 N /m FBD 1 1 25 ...  4 ) cm 2 4, 46(  ) ) 4 166 02, 2(  ) cm cm 14, 35(  166 02, 2  80, 6     h   b  2  c   b cm ct X l0nh  X rX 10 0  4, 46 22 , 42 ct Y l02Y  rY 9 65  14, 35 67,  25    Chọn tiết diện nhánh mái : _ l bC 2 100(  )mm 100* 12 2  L _ F= 22 ,8 cm2 ; Z = 2, 91 ; Jx = JY = 20 9 (cm4) ; d= 12 (mm) ; rx = 3,03 (cm) _ Thép lưng : h*d= 310* 12 (mm) 2 m  Ftm = 2* 22, 8 + 31*1 ,2 = 82, 8 (cm )... db 2  c  bC h b 2 3  2*  32 50 12 6( 326  163(  2 BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 ) m m )chọn bC= 20 0 (mm) mm GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG F 32, 6*1 2* 20*1   ,2 tct 2 80,6( ) cm  Đặc trưng hình học : ct _ JX 2  2bc3 c 12 3 b b    c3 c b 2  c  c 12   hb3 b _ J  12 ct Y ct X2 _ r  _ _ ct JX 2 Ftct 16 02, 72  80, 6 JY Ftct _ rY  12 h 16 02, 72( ... 104*  Jd 39 029 8,6 _ độ mãnh :    * td R E 41,1* * 49,37 21 21 000  _ Từ (m1, )   lt 0, 311 N1 790, 54  *R  _ lt * F 0, 311*163, 4 d  Cột trên : N2 ; M2 _ e2  M2 N2 956 , 56  1, 4( ) 6 82, 85 1, 3   15, 6 21 ( 2 KN / THỎA cm ) 140(  ) m  cm F 163, 4 m2  2 e d *m y 140 * *  _ Jd 39 029 8, 6 0, 24  _ Từ (m2 , )   lt _ 2, 15  * 48,1 2, 82  N2 6 82, 85   *R   16, 4 21 ( 2 KN/ THỎA... 0 J  2 F Z  d  Z 2  6 22 , 8 2, 91 1, 2  2, 53 74, 8(cm 4 )     GV: NGUYỄN DUY PHÍCH KHOA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH TRƯỜNG ĐH LẠC HỒNG _ h3 d  J  2 Y 12  3 m Y m JX _ r  Ftm l0nh X rXm g 674,8  82, 8 m X m _ X  J * F U    2 100  2, 85 2, 85(  ) 35, 08  31 *1 ,2 12  2, 09 22 ,8*144 2 2  ,59 m JY cm  r Ftm 13103,9  82, 8 m Y ; ; 12, 6(  ) l 02Y rYm 9 65  12, 6 ) Y  13103 ,9( )... 13104  29 706,1( 4 8, 9 ( ) 4   ) cm cm ); cm  45, 70 ; K  28   Thanh xiêng :  Thanh ngang : X   2 J F m  m   * 1 8, 3 4 * 1 0 0  37, 5  4 8, 9 lg 139,6( _ td  m Y X  80,6*49,3 72 = 16 02, 72 _ 2 2 L70*6 F TX L 5 0 *5  K* Fd FTX  8, 15 n 2 F 8 4, 2 5 37, rTX ( ; cm  2, 15 2 163, 4 28 *  2 * 8, 15 )(PHỤ LỤC 9/1 35) cm cm 41,1  Kiểm tra tiết diện đã chọn: BÀI GIẢNG KẾT CẤU THÉP 2 GV:... mái( tiết l2 diện ngàm): M S  S q * 2 _ Giá trị lực cắt tại ngàm:  Chọn hS  21 , 53 *  12, 27 7 2 1 755 , 2(  QS  q*  l 21 53 * 12, 77 , S 6MS S * * R 6*1 755 , 2  22 ,39( 1*1 *21 ) KN cm 27 4,  94( )  ) 30( ) cm K chon   Tiết diện sườn ngăn : B*h* = ( 25 0*300*10) _ Chọn đường hàn liên kết sườn ngăn và bản bụng nhánh mái: lh = 30(cm) hh = 1(cm) _ Kiểm tra độ bền đường hàn: Ttd 1 , 15 * R  Ttd... ³ 4cm l2 M1  bd * 2 42  1 ,18* 2  9, 44   l 127 , 53 M 2   * bd 1 *  l2 ;  2  l1 170   0, 097 *1,18*1 72 33  cm /  KNcm   l 122 , 47 M3   * bd 1 *  l2   2 ;  l1 170   MMAX MAX 1;M2 M  M ;3  MAX  BD  6M  *R  0, 72 M 2 6 * 33 3, 07(cm )BD 21   / KNcm cm 0, 75    0, 097     ,18*17  0,088*1  M  33  /  KNcm cm   2 0,088 4(  ) cm    25 0 * 450 * 40... ct X 48,1 790, 54 * 97, 47 67, 25 R  21 ; 822 , 74  97, 47  lt  ct 123 4, 2(  ) KN  0, 7 85  Kiểm tra ổn định của nhánh cầu trục ngoài mặt phẳng khung Nct ct lt  *F tct 123 4, 2  0, 7 85* 80, 6   *R  19 ,5 2  21 ( KN cm ) (THỎA) /  Kiểm tra tiết diện nhánh mái :  MAX   X m ; Y m    Nm  *R m *Ftm  ; 6  21  m 76, R  1 327 ,3  0,7 85* 82, 8  0, 7 85  20 ,4 2 (THỎA) cm ) 21 ( KN /  Cột . 2* 22, 8 + 31*1 ,2 = 82, 8 (cm2) > Fmyc _ Khoảng cách Y1Y : 3 52 , 91 14 ,59 ( )2 2dbu Z cm     _ 31 ,2* * 2 ( ) 1 ,2* 31* 2* 22, 8 (2, 91 1 ,2) 20 9,7( )2 2X gdS d. 23 2,6*1 2* 20*1 ,2 80,6( )tctF cm     Đặc trưng hình học : _ 3 34 .22 .16 02, 72( ) 12 12ctc c b bXb hJ cm    _ 23 34. .2 . 166 02, 2( ) 12 12 2ctb

Ngày đăng: 14/11/2012, 16:09

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan