Đang tải... (xem toàn văn)
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 XXYYcchbhtbcb + 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 inRE _ 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 ; Yso 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 ycthdZdZdhbdY1bdccblg=a=1mltxcNmNct 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*14Fg, 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 ; Rlt(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 XXYYcchbbcc _ 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 Y1Y : 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