ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP KHUNG ZAMIL

Đồ án kết cấu Thép II GVHD: Nguyễn Trọng Nghĩa

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP III)Đề Bài: Thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp một tầng, một nhịp với số liệu cho trước như sau:

- Nhịp khung ngang: L= 27 m- Bước khung: B= 6 m- Sức nâng cầu trục: Q= 6.3- Cao trình ray: H1= +7,5 m - Độ dốc của mái: i = 10%- Chiều dài nhà: 90 m- Phân vùng gió: III-A- Vật liệu thép mác CCT34 có cường độ :

f = 210 N/mm2

fv= 116 N/mm2

fu= 310 N/mm2

- Hàn tay, dùng que hàn N42.II)Thuyết minh:1. Xác định các kích thước chính của khung ngang1.1. Theo phương đứng

Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang : H2 = HK + 0,1+f = 0,87 + 0,1+0,2 =1,17 (m) Với : HK = 0,87 (m) – tra catalo cầu trục

f= 0,2 kt xét đến đọ võng của vì kèo và việc bố trí của hệ giằng . 0,1:khe hở an toàn Chọn H2 =1,2(m) .Chiều cao của cột khung,tính từ mặt móng đến đáy xà ngang : H = H1 + H2 + H3 = 7,5 + 1,2+ 0 = 8,7 (m) Trong đó : H1 : cao trình đỉnh ray , H1 = 7,5(m). H3 : phần cột chôn dưới cốt mặt nền,coi mặt móng ở cốt 0.000Chiều cao của phần cột tính từ vai cột đỡ dầm cầu trục đến đáy xà ngang : Ht =H2 + Hdct + Hr = 1,2 + 0,6 + 0,2 = 2 (m)Giả thiết: Hdct=0,6 m

Do Hdct

Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên cuả vai cột : Hd = H – Ht = 8,7 -2 = 6,7 (m).

1.2. Theo phương ngang Coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột ( a=0 ) Khoảng cách từ trục

định vị tới trục ray cầu trục là :

= (m).

Chiều cao tiết diện chọn theo yêu cầu độ cứng:

SVTH: Nguyễn Hoàng Long - 1051020182 Trang 1


h = (m)

Chọn h = 50 cm.Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung : z = – h = 0,75 -0,5 = 0,25 (m)> zmin = 0,18 (m).

27000

i = 10%

q = 6.3 t

a

± 0.00

+ 7.50

+ 8.70

i = 10%

b

+10.00

1.3. Sơ đồ tính khung ngang Dựa trên sức nâng của cầu trục chọn phương án cột có tiết diện không thay đổi, với độ cứng là I1. Vì nhịp khung L = 27 m nên chọn phương án xà ngang có tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 6 m. Với đoạn xà dài 6 m, độ cứng ở đầu xà và cuối xà là I1 / I2 tương ứng (giả thiết độ cứng của xà và cột tại chỗ liên kết xà - cột là như nhau). Với đoạn xà dài 7,5 m, độ cứng ở đầu xà và cuối xà giả thiết bằng I 2

(tiết diện không thay đổi). Gỉa thiết sơ bộ tỷ số độ cứng I1, I2 là như nhau. Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết giữa cột với móng là khớp cố định tại mặt móng (cốt 0.000). Liên kết giữa cột với xà ngang và liên kết tại đỉnh xà ngang là cứng. Trục cột khung lấy trùng với trục định vị để đơn giản hoá tính toán và thiên về an toàn. Sơ đồ tính khung ngang như hình vẽ.

6000 7500 7500 6000

1 1

112

3

2

27000

130

075

0012

00



2. Thiết kế xà gồ 2.1 Thiết kế xà gồ mái2.1.1 Tải trọng tác dụng: a. Tĩnh tải :

Chọn vách làm bằng tấm tôn múi tráng kẽm dày 0,7 mm có trọng lượng

bằng tcmg 0,074 kN/m2

Chọn sơ bộ chiều xà gồ chữ C mã hiệu 7CS2.5105 có các thông số sau : Ix= 413,73 cm4 Iy = 47, 87cm4

A= 8,77 cm2 qtc= 0,0682kN/m = tcxgg

Chọn khoảng cách bố trí giữa các xà gồ là axg= 1.5m

= 0,074.1,5+0,0682=0.18 kN/m

0,18.1,05= 0,189 kN/m

b. Tải gió : Tải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm 2 thành phần là gió tác dụng

vào cột và gió tác dụng trên mái. Theo TCVN 2737-1995, địa điểm phân vùng gió III-A, có áp lực tiêu chuẩn W0 =1,25 kN/m2, được giảm đi 0.15kN/m2 nên còn W0

=1,1 kN/m2 . Hệ số vượt tải 1,2. Nội suy ta có : Ce1 = -0,284 ; Ce2 = -0,4; Ce3 =-0,5; k1= 0,9688 với cao trình tại đỉnh cột là:+8,7.k2= 1 với cao trình tại đỉnh mái.Tải trọng gió tác dụng lên xà gồ vách : Phía đón gió : Wtc = 1,2. 0,9688. 1,1. 0,8. 1,5 = 1,53 (kN/m)

Wtt = 0,9688. 1,1. 0,8. 1,5 = 1,275 (kN/m) Phía khuất gió : Wtc = 0,9688. 1,1. 0,5. 1,5 = 0,8 (kN/m)

Wtt=1,2. 0,9688. 1,1. 0,5. 1,5 =0,959 (kN/m)Chọn tải gió W = 1,53 kN/m

2.1.2 Sơ đồ tính

qytt

qxtt

x

y



My

6000

Mytt qB2

8=

qytt

Mx

6000

Mxtt qB2

8=

qxtt

2.1.3. Kiểm tra điều kiện về cường độ

Có Mxmax= = kNm.

Mymax= = kNm.

Do đó hay

Vậy điều kiện độ bền thỏa mãn.2.1.4 Kiểm tra độ võng- Độ võng theo phương y do qy gây ra

(m)

Vậy độ võng của xà gồ trong giới hạn cho phép.- Độ võng theo phương x do qx gây ra

(m)

Vậy độ võng của xà gồ trong giới hạn cho phép.2.2 Thiết kế xà gồ mái2.2.1 Tải trọng tác dụng lên xà gồ



Chọn tấm mái tôn múi tráng kẽm dày 0,7 mm có trọng lượng bằng tcmg

0,074 kN/m2

Chọn sơ bộ chiều xà gồ chữ C mã hiệu 7CS2.5105 có các thông số sau : Ix= 413,73 cm4 Iy = 47, 87cm4

A= 8,77 cm2 qtc= 0,0682kN/m = tcxgg

Chọn khoảng cách bố trí giữa các xà gồ là axg= 1m Hoạt tải tác dụng được xác định theo TCVN 2737-1995 :

tcmp 0,3 kN/m2;

Như vậy tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán tác dụng lên xà gồ ;

=

=(0,074+0,3). +0,0628=0,44kN/m;

=(0,074.1,05+0,3.1,3). +0,0682.1,05 = 0,54 kN/m

2.2.2 Sơ đồ tính xà gồ

qx

qy

y

x

a

Mặt cắt xà gồPhân tải trọng theo 2 phương

tc tcxq q cos ; xq qcos ;

tc tcyq q sin yq qsin ;

Do đó ta có sơ đồ tính và biểu đồ mômen :

6000

Mytt qB2

8=

qytt

Mx

6000

Mxtt qB2

40=

qxtt

My



2.2.3 Kiểm tra điều kiện về cường độ

Có Mxmax= = kNm.

Mymax= = kNm.

Do đó hay

Vậy điều kiện độ bền thỏa mãn.2.2.4 Kiểm tra độ võngDo có giằng xà gồ nên ta chỉ xét độ võng theo phương y(tức là do qx gây ra)

(m)

Vậy độ võng của xà gồ trong giới hạn cho phép.

3. Tải trọng tác dụng lên khung ngang 3.1.Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải)

Độ dốc mái i = 10% =5,710 (sin = 0,0995; cos = 0,995).Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) tác dụng lên khung ngang bao gồm: trọng

lượng của các lớp mái, trọng lượng bản thân xà gồ, trọng lượng bản thân khung ngang dầm và dầm cầu trục.

Tải trọng mái và xà gồ được truyền xuống xà ngang dưới dạng lực tập trung đặt tại đầu các xà gồ nhưng do số lượng xà gồ > 5 nên có thể quy về tải phân bố

Trọng lượng bản thân xà ngang chọn sơ bộ 1 kN/m . Tổng tĩnh tải phân bố tác dụng lên xà ngang :

(kN/m).

Trọng lượng bản thân của tôn tường và xà gồ tường lấy tương tự như mái. Quy thành tải tập trung đặt tại đỉnh cột :

1,05. ( ). 6.8.7 = 7,3 (kN)Trọng lượng bản thân dầm cầu trục chọn sơ bộ là 1(kN/m). Quy thành lực

tập trung và mômen lệch tâm đặt tại cao trình vai cột : 1,05. 1. 6 = 6.3 (kN); 6,3. (L1 -0.5h) = 6,3. (0.75- 0,5. 0,5) = 3.15 (kNm).

3.2.Hoạt tải máiTheo TCVN 2737-1995, trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa

mái (mái lợp tôn) là 0,3 (kN/m2 ), hệ số vượt tải là 1,3.

Quy đổi về tải trọng phân bố lên xà ngang : (kN/m)



3.3. Tải trọng gióTải trọng gió tác dụng vào khung ngang gồm 2 thành phần là gió tác dụng

vào cột và gió tác dụng trên mái. Theo TCVN 2737-1995, địa điểm phân vùng gió III-A, có áp lực tiêu chuẩn W0 =1,25 kN/m2, được giảm đi 0.15kN/m2 nên còn W0

=1,1 kN/m2 . Hệ số vượt tải 1,2. Nội suy ta có : Ce1 = -0,284 ; Ce2 = -0,4; Ce3 =-0,5; k1= 0,9688 với cao trình tại đỉnh cột là:+8,7,k2= 1 với cao trình tại đỉnh mái.Tải trọng gió tác dụng lên cột: Phía đón gió : 1,2. 0,9688. 1,1. 0,8. 6 = 6,14(kN/m) Phía khuất gió : 1,2. 1. 1,1. 0,5. 6 = 3.96 (kN/m)Tải trọng gió tác dụng lên mái :

Phía đón gió : 1,2. 0,9844. 1,1. 0,284. 6 = 2,21 (kN/m) Phía khuất gió : 1,2. 09844. 1.1. 0,4. 6 = 3,11 (kN/m)

3.4.Hoạt tải cầu trục

Theo bảng II.3 phụ lục sách Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp, các thông số cầu trục sức nâng 6.3T như sau :Nhịp

Lk

(m)

Ch.caoGabarit

HK

(mm)

Khoảng cáchZmin

(mm)

Bề rộng

gabaritBK

(mm)

Bề rộng đáyKK

(mm)

T.lượng cầu trục

G(T)

T.lượng xe con

Gxe

(T)

áp lực

Pmax

(kN)

áp lực

Pmin

(kN)

25.5 870 180 4500 3800 12,74 0,605 58 26.3Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực

hãm ngang, xác định như sau :3.4.1. Áp lực đứng của cầu trục :

Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trục được xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm và xếp các bánh xe của 2 cầu trục sát nhau vào vị trí bất lợi nhất (hình vẽ), xác định được các tung độ yi của đường ảnh hưởng, từ đó xác định được áp lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất của các bánh xe cầu trục lên cột :



4500 4500 pmax pmax pmax pmax

6000 6000

0.3671 0.83

0.25

3800 700 3800

Đường ảnh hưởng để xác định Dmax, Dmin

Dmax= (kN)

Dmin= (kN).

Các lực Dmax và Dmin thông qua ray và dầm cầu trục sẽ truyền vào vai cột, do đó sẽ lệch tâm so với trục cột là: e = L1 – 0,5h =75 – 0,5.0,5 = 0,5 (m). Trị số của các mômen lệch tâm tương ứng:

Mmax = Dmax .e = 132 0,5 = 66 (kNm) Mmin = Dmin. e = 60.17. 0,5 = 30.8 (kNm)

3.4.2. Lực hãm ngang của cầu trụcLực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray :

(kN).

Lực hãm ngang của toàn cầu trục lên cột đặt vào cao trình dầm hãm (giả thiết cách vai cột 0,7m):

(kN)

4. Xác định nội lực Nội lực trong khung ngang được xác định với từng trường hợp chất tải bằng

phần mềm SAP2000. Kết quả tính toán được thể hiện dưới các biểu đồ và bảng thống kê nội lực:



6700

2000

6000 7500 7500 6000

27000

130

0

7.3 kn 7.3 kn

1.94 kn

3.15 kn

6.3 kn

3.15 kn

6.3 kn

SƠ ĐỒ TÍNH KHUNG VỚI TẢI TRỌNG THƯỜNG XUYÊN (TĨNH TẢI )

BIỂU ĐỒ MÔ MEN DO TĨNH TẢI

BIỂU ĐỒ LƯC DỌC DO TĨNH TẢI

BIỂU ĐỒ LƯC CẮT DO TĨNH TẢITĩnh Tải

Cột Chân cột Dưới vai Đỉnh cộtM N V M N V M N V0 -39.91 -13.41 86.72 -33.61 -13.41 113.55 -33.61 -13.41

Dầm Đầu dầm Giữa dầm Cuối dầmM N V M N V M N V-113.54 -15.87 -24.9 10.9 -14.61 -11.8 46.6 -13.3 1.28



2.352 kn

HOẠT TẢI MÁI NỬA TRÁI

BIỂU ĐỒ MÔ MEN DO HOẠT TẢI MÁI TRÁI

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC DO HOẠT TẢI MÁI TRÁI

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT DO HOẠT TẢI MÁI TRÁIHoạt tải mái trái

Cột chân cột Dưới vai Đỉnh cộtM N V M N V M N V

0.00 -23.92 -7.94 53.18 -23.92 -7.94 69.05 -23.92 -7.94Dầm Đầu dầm Giữa dầm Cuối dầm

M N V M N V M N V-69.05 -10.19 -23.05 33.44 -8.67 -7.18 28.29 -7.14 8.70



2.352 kn

HOẠT TẢI MÁI NỬA PHẢI

BIỂU ĐỒ MÔ MEN DO HOẠT TẢI MÁI PHẢI

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC DO HOẠT TẢI MÁI PHẢI

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT DO HOẠT TẢI MÁI PHẢIHoạt tải mái phải



M N V M N V M N V-69.05 -8.67 -7.18 -20.38 -8.67 -7.18 28.29 -8.67 -7.18


Đồ án kết cấu Thép II GVHD: Nguyễn Trọng Nghĩa2.352kn

HOẠT TẢI TOÀN MÁI

BIỂU ĐỒ MÔ MEN DO CHẤT HOẠT TẢI TOÀN MÁI

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC DO CHẤT HOẠT TẢI TOÀN MÁI

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT DO CHẤT HOẠT TẢI TOÀN MÁI

Hoạt tải cả máiCột chân cột Dưới vai Đỉnh cột

M N V M N V M N V0.00 -31.90 -15.87 106.36 -31.90 -15.87 138.11 -31.90 -15.87

Dầm Đầu dầm Giữa dầm Cuối dầmM N V M N V M N V

-138.11 -18.86 -30.23 13.06 -17.33 -14.35 56.57 -15.80 1.52


Đồ án kết cấu Thép II GVHD: Nguyễn Trọng Nghĩa2.21 kn/m 3.11 kn/m

6.14

kn/

m

3.19

kn/

m

GIÓ TRÁI

BIỂU ĐỒ MÔ MEN DO GIÓ TRÁI

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC DO GIÓ TRÁI

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT DO GIÓ TRÁI

Gió tráiCột chân cột Dưới vai Đỉnh cột

M N V M N V M N V0.00 47.43 67.27 -312.91 47.43 26.13 -352.90 47.43 13.85

Dầm Đầu dầm Giữa dầm Cuối dầmM N V M N V M N V

352.90 18.34 45.89 92.53 18.34 30.90 -66.20 18.34 15.92


Đồ án kết cấu Thép II GVHD: Nguyễn Trọng Nghĩa2.21 kn/m3.11 kn/m

6.14

kn/

m

3.19

kn/

m

GIÓ PHẢI

BIỂU ĐỒ MÔ MEN DO GIÓ PHẢI

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC DO GIÓ PHẢI

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT DO GIÓ PHẢIGió phải


0.00 24.39 -21.77 56.96 24.39 4.76 39.52 24.39 12.68Dầm Đầu dầm Giữa dầm Cuối dầm

M N V M N V M N V0.00 24.39 -21.77 56.96 24.39 4.76 39.52 24.39 12.68



132 kn

66 kn

60.17 kn

30.8 kn

DMAX TÁC DỤNG LÊN CỘT TRÁI

BIỂU ĐỒ MÔ MEN DO ÁP LỰC ĐỨNG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT TRÁI

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC DO ÁP LỰC ĐỨNG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT TRÁI

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT DO ÁP LỰC ĐỨNG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT TRÁIDmax trái

Cộtchân cột Dưới vai Đỉnh cột

M N V M N V M N V0.00 -130.70 -4.91 -33.07 1.30 -4.91 -23.24 1.30 -4.91

DầmĐầu dầm Giữa dầm Cuối dầm

M N V M N V M N V23.24 -4.77 1.77 11.25 -4.77 1.77 -0.75 -4.77 1.77



132 kn

66 kn

60.17 kn

30.8 kn

DMAX TÁC DỤNG LÊN CỘT PHẢI

BIỂU ĐỒ MÔ MEN DO ÁP LỰC ĐỨNG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT PHẢI

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC DO ÁP LỰC ĐỨNG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT PHẢI

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT DO ÁP LỰC ĐỨNG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT PHẢIDmax phải

Cột Chân cột Dưới vai Đỉnh cộtM N V M N V M N V


M N V M N V M N V-11.96 -5.02 -0.83 -6.35 -5.02 -0.83 -0.75 -5.02 -0.83



3.95 kn

LỰC HÃM LÊN CỘT TRÁI

BIỂU ĐỒ MÔ MEN DO ÁP LỰC NGANG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT TRÁI

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC DO ÁP LỰC NGANG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT TRÁI

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT DO ÁP LỰC NGANG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT TRÁIT trái

Cột Chân cột Dưới vai Đỉnh cộtM N V M N V M N V

0.00 -0.98 -2.51 16.83 -0.98 1.44 13.96 -0.98 1.44Dầm Đầu dầm Giữa dầm Cuối dầm

M N V M N V M N V-13.96 1.34 -1.11 -6.41 1.34 -1.1 1.14 1.34 -1.11



3.95 kn

LỰC HÃM LÊN CỘT PHẢI

BIỂU ĐỒ MÔ MEN DO ÁP LỰC NGANG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT PHẢI

BIỂU ĐỒ LỰC DỌC DO ÁP LỰC NGANG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT PHẢI

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT DO ÁP LỰC NGANG CỦA CẦU TRỤC LÊN CỘT PHẢIT phải

CộtChân cột Dưới vai Đỉnh cột

M N V M N V M N V0.00 0.98 1.44 -9.63 0.98 1.44 -12.51 0.98 1.44

DầmĐầu dầm Giữa dầm Cuối dầm

M N V M N V M N V12.51 1.52 0.84 6.83 1.52 0.84 1.14 1.52 0.84



Bảng thống kê nội lực

(Đơn vị tính: kN,kN.m)


Cấu kiện

tiết diện

Nội lực

Phương án chất tải

Tĩnh tảiHoạt tải cả mái

Hoạt tải mái trái

Hoạt tải mái phải Gió trái Gió phải

Dmax trái

Dmax phải T trái T phải

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

CỘT

CHÂN CỘT

M 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000N -39.911 -31.899 -23.924 -7.975 47.435 24.385 -130.696 -61.474 -0.9802 0.980V -13.41 -15.875 -7.937 -7.937 67.272 -21.768 -4.915 -4.9146 -2.5124 1.438

DƯỚI VAI

M 86.721 106.360 53.180 53.180 -312.910 56.964 -33.072 2.12809 16.8332 -9.632N -33.611 -31.899 -23.924 -7.975 47.435 24.385 1.304 -1.3037 -0.9802 0.980V -13.413 -15.875 -7.937 -7.937 26.134 4.764 -4.915 -4.9146 1.43758 1.438

ĐỈNH CỘT

M 113.549 138.109 69.054 69.054 -352.898 39.516 -23.243 11.9574 13.9581 -12.507N -33.611 -31.899 -23.924 -7.975 47.435 24.385 1.304 -1.3037 -0.9802 0.980V -13.413 -15.875 -7.937 -7.937 13.854 12.684 -4.915 -4.9146 1.43758 1.438

DẦM

ĐẦU DẦM

M -113.542 -138.109 -69.054 -69.054 352.898 -39.516 23.243 -11.957 -13.958 12.507N -15.874 -18.859 -10.194 -8.665 18.337 14.963 -4.767 -5.017 1.33701 1.525V -24.904 -30.230 -23.053 -7.177 45.888 23.057 1.769 -0.8266 -1.1135 0.838

GIỮA DẦM

M 10.932 13.061 33.445 -20.384 92.533 -124.367 11.248 -6.3519 -6.4074 6.825N -14.6129 -17.330 -8.665 -8.665 18.337 14.963 -4.767 -5.017 1.33701 1.525V -11.809 -14.354 -7.177 -7.177 30.902 1.968 1.769 -0.8266 -1.1135 0.838

CUỐI DẦM

M 46.613 56.571 28.286 28.286 -66.204 -66.204 -0.746 -0.7464 1.14328 1.143N -13.351 -15.801 -7.136 -8.665 18.337 14.963 -4.767 -5.017 1.33701 1.525V 1.285 1.522 8.699 -7.177 15.915 -19.122 1.769 -0.8266 -1.1135 0.838


Bảng tổ hợp nội lực

(Đơn vị tính :kN, kN.m)

Cấu kiện

Tiết diện

Nội lựcTổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 2

Mmax, Ntu Mmin,Ntu Nmax,Mtu

Mmax, Ntu Mmin,Ntu Nmax,Mtu

Cột

Chân cột

1,6 1,8 1,7 1,3,6,8,10 1,2,5 1,2,7,9M 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000N -15.526 -101.385 -170.607 -79.586 -25.929 -187.129V -35.182 -18.328 -18.328 -43.278 32.844 -34.385

Dưới vai

1,2 1,5 1,7 1,2,5,7 1,3,5,7,9 1,2,7,9M 196.232 -226.188 122.800 266.498 -161.650 230.381N -71.810 13.823 -170.607 -102.000 -12.161 -187.129V -29.288 12.720 -18.328 -27.836 -0.166 -34.385

Đỉnh cột

1,2 1,5 1,3 1,2,6,8 1,2,5,7,9 1,2,8M 251.658 -239.349 182.604 284.173 -150.266 248.609N -65.510 13.823 -57.535 -41.547 -12.161 -63.493V -29.288 0.440 -21.351 -20.708 -11.218 -32.124

Dầm

Đầu dầm

1,5 1,2 1,3 1,2,5,7,9 1,2,8,6 1,2,8M 239.349 -251.658 -182.604 150.266 -284.173 -248.609N 2.463 -34.733 -26.068 -11.632 -23.896 -37.362V 20.984 -55.135 -47.957 -3.763 -32.104 -52.856

Giữa dầm

1,5 1,6 1,2 1,2,5,7,9 1,2,6,8,10 1,2,8M 103.465 -113.435 23.993 128.669 -118.918 16.970N 3.724 0.350 -31.943 -8.995 -16.488 -34.725V 19.092 -9.841 -26.164 10.133 -12.088 -25.472

Cuối dầm

1,2 1,5 1,2 1,2,7,9 1,2,5,7,9 1,2,8M 103.185 -19.591 103.185 97.885 12.844 96.856N -29.153 4.985 -29.153 -30.660 -6.358 -32.089V 2.807 17.201 2.807 3.245 24.028 1.911



5.Thiết kế tiết diện cấu kiện 5.1.Thiết kế tiết diện cột5.1.1 Thiết kết tiết diện chân cộta) Xác định chiều dài tính toán

Chọn phương án tiết diện cột không đổi. Với tỷ số độ cứng của xà và cột giả thiết là bằng nhau ; ta có :

Theo công thức tính ta có :

Vậy chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung của cột xác định theo công thức :

(m)Chiều dài tính toán của cột theo phương ngoài mặt phẳng khung (ly) lấy

bằng khoảng cách giữa các điểm cố định không cho cột chuyển vị theo phương dọc nhà (dầm cầu trục, giằng cột, xà ngang ). Giả thiết bố trí giằng cột dọc nhà bằng thép hình chữ C tại cao trình +3,5m tức là khoảng giữa phần cột tính từ mặt móng đến dầm hãm,nên ly = 3,5 m.b) Chọn và kiểm tra tiết diện

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra cặp nội lực tính toán : N = -187.2 kN M = -1.74.10-14 kNm V = -34.4 kNĐây là cặp nội lực tại tiết diện đỉnh cột, trong tổ hợp nội lực 1,2,7,9 gây ra Chọn chiều cao tiết diện cột chọn từ điều kiện độ cứng : h = (1/151/20)H = ( 0,58 0,435) m Chọn h = 60 cm.Bề rộng tiết diện cột chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng : bf = (0,30,5)h = (20 12) cm ; bf = (1/201/30)ly = (17,511.6) cm Chọn bf =20 cm.Diện tích tiết diện cần thiết của cột xác định sơ bộ theo công thức sau :

Do đó ta có :

cm2

Bề dày bản bụng : tw =(1/701/100)h 0,6 cm . Chọn tw = 1 cm.Tiết diện cột chọn như hình sau:Bản cánh (1,220 ) cm ,bản bụng (157.6 ) cm



10

hf =6 mm

200

12 578

600

hf = 6 mm

1095

95

12

*)Tính đặc trưng hình học của tiết diện đã chọn : A = 1.57.6 +2.(1,2.20)= 105,6 cm2 ;

Ix = cm4

Iy = cm4

Wx= cm3;

ix = (cm);

iy = (cm);

x = < []=120;

y = < []=120;

;

;

mx =

=> me = 0 <20 không cần kiểm tra bền *)Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung:

Với và me = 0 tra bảng IV.3 sách “Thiết kế khung thép nhà công

nghiệp một tầng, một nhịp, lấy me=0.1 ta có : 0,546 N/mm2.

Điều kiện ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung được kiểm tra theo công thức :

(kN/cm2)<fc=21 (kN/cm2).

*)Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể của cột trong phương ngoài mặt phẳng khung:



Để kiểm tra ổn định tổng thể của cột theo phương ngoài mặt phẳng khung tính trị số mômen ở 1/3 chiều cao của cột dưới kể từ phía có mômen lớn hơn.Vì cặp nội lực dùng để tính toán cột là tíêt diện dưới vai cột và do các tổ hợp tải trọng 1,2,7,9 gây ra nên trị số của mômen uốn tại tiết diện chân cột tương ứng là: 230.4 kNm.

Trị số mômen tại 1/3 chiều cao cột dưới,kể từ tiết diện chân cột :

(kNm).

Do đó : M’=max( ;M/2)=max(-76.8; 0)= 76,8 (kNm).Độ lệch tâm tương đối theo M’:

Do mx < 5 nên ta có c=

=>

Theo bảng 2.1 ta có:

Từ đó :

Với y=89,8 tra bảng phụ lục IV.2, nội suy ta được y= 0,652Do vậy điều kiện ổn định tổng thể của cột theo phương ngoài mặt phẳng

được kiểm tra theo công thức :

(kN/cm2) < =21 (kN/cm2)

Vậy thoả mãn điều kiện ổn đinh.*)Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng cột theo các công thức sau :

Với bản cánh cột :

Với bản bụng cột: do mx=1,72>1; >2 và khả năng chịu lực của cột

được quyết định bởi điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn (x > y) nên ta có



=

Mặt khác : <

< không phải đặt vách cứng:

Ta có => Tiết diện cột đã chọn thỏa mãn điều

kiện ổn định. Không cần kiểm tra lại điều kiện ổn định tổng thể.

5.1.2 Thiết kết tiết diện đỉnh cột

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra cặp nội lực tính toán : N = -284 kN M = -41,5.10-14 kNm V = -20.7 kNĐây là cặp nội lực tại tiết diện đỉnh cột, trong tổ hợp nội lực 1,2,6,8 gây ra Chọn chiều cao tiết diện cột chọn từ điều kiện độ cứng : h = (1/151/20)H = ( 0,58 0,435) m Chọn h = 80 cm.Bề rộng tiết diện cột chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng : bf = (0,30,5)h = (20 12) cm ; bf = (1/201/30)ly = (17,511.6) cm Chọn bf =20 cm.Diện tích tiết diện cần thiết của cột xác định sơ bộ theo công thức sau :

Do đó ta có :

cm2

Bề dày bản bụng : tw =(1/701/100)h 0,6 cm . Chọn tw = 1 cm.Tiết diện cột chọn như hình sau:Bản cánh (1,220 ) cm ,bản bụng (177.6 ) cm



10

12 776 12

80025

0

hf = 6 mm

*)Tính đặc trưng hình học của tiết diện đã chọn : A = 1.77,6 +2.(1,2.20)= 125,6 cm2 ;

Ix = cm4

Iy = cm4

Wx= cm3;

ix = (cm);

iy = (cm);

x = < []=120;

y = < []=120;

;

;

mx =

=> Tra bảng IV.5 phụ lục với loại tiết diện số 5, ta có: Từ đó : me=1,25.15,15=18,9 < 20. => Không cần kiểm tra bền

*)Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung:,

Với và me = 18,9 tra bảng IV.3 sách “Thiết kế khung thép nhà công

nghiệp một tầng, một nhịp, ta có : 0,067 N/mm2.

Điều kiện ổn định tổng thể của cột trong mặt phẳng khung được kiểm tra theo công thức :

(kN/cm2)<fc=21 (kN/cm2).



*)Kiểm tra điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng cột theo các công thức sau :

Với bản cánh cột :

Với bản bụng cột: do mx=1,72>1; >2 và khả năng chịu lực của cột

được quyết định bởi điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn (x > y) nên ta có

=

Mặt khác : <

< không phải đặt vách cứng:

Ta có => Tiết diện cột đã chọn không thỏa mãn

điều kiện ổn định. Do vậy bản bụng bị mất ổn định cục bộ, coi như chỉ phần bản bụng cột tiếp giáp với 2 bản cánh còn làm việc. Bề rộng của phần bụng cột này là :

(cm)

Diện tích tiết diện cột,không kể đến phần bụng cột bị mất ổn định cục bộ:

Không cần kiểm tra lại điều kiện ổn định tổng thể.

5.2. Thiết kế tiết diện xà ngang5.2.1 Đoạn xà 1.

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán : N = -23.9 kN M = -284.1 knN V = -32.1 kNĐây là cặp nội lực tại tiết diện đầu xà,trong tổ hợp nội lực do 1,2,6,8 gây ra.Mômen chống uốn cần thiết của tiết diện xà ngang xác định theo công thức:

(cm3).



Chiều cao tiết diện xà được xác định từ điều kiện tối ưu về chi phí vật liệu,với bề dày bản bụng xà chọn sơ bộ là 1 cm:

Chọn chiều cao h=80 (cm)Kiểm tra lại bề dày bản bụng từ điều kiện chịu cắt

tw=1 (cm)> (cm)

Diện tích tiết diện cần thiết của bản cánh xà ngang xác định theo công thức :

= (cm2)

Theo các yêu cầu về cấu tạo và ổn định cục bộ,kích thước tiết diện của bản cánh được chọn là :tf= 1,2 (cm);bf =20 (cm)

10

1277

612

800

250

hf = 6 mm

Tiết diện đầu đoạn xà 1Các đặc trưng hình học : A=1.77,8+2(25.1,2)=125,8 (cm2);

Ix = (cm4);

Wx= cm3;

*) Kiểm tra theo điều kiện bền

;



Do mx=28.86 > 20 me=mx > 20 (vì 1) nên tiết diện xà ngang được tính toán và kiểm tra theo điều kiện bền :

(kN/cm2) < fc = 21 (kN/cm2)

*)Tại tiết diện đầu xà có mômen và lực cắt cùng tác dụng nên cần kiểm tra ứng suất tương đương giữa bản cánh và bản bụng theo công thức :

Trong đó : (kN/cm2)

(kN/cm2)

ở trên Sc là mômen tĩnh của một cánh dầm đối với trục trung hòa x-x Sc = 20.1,2.(80-1,2)/2 = 945,6

Vậy (kN/cm2)<1,15fc=1,15.21.1

=24,15 (kN/cm2)

Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng :

;

Bản bụng không bị mất ổn định cục bộ dưới tác dụng của ứng suất nén (nên không phải đặt sườn dọc ).

Bản bụng không bị mất ổn định dưới tác dụng của ứng suất tiếp (không phải đặt sườn cứng ngang ).

Bản bụng không bị mất ổn định dưới tác dụng của ứng suất pháp và ứng suất tiếp (không phải kiểm tra các ô bụng ).

Vậy tiết diện xà ngang chọn là đạt yêu cầu .Tỷ số độ cứng của tiết diện xà (ở chỗ tiếp giáp với cột )và cột đã chọn là phù hợp với giả thiết ban đầu là bằng nhau.5.2.2 Đọan xà 2

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán : N = - 9 kN



M = 128.67 kNm V = 10 kNĐây là cặp nội lực tại tiết diện giữa xà, trong tổ hợp nội lực do 1,2 gây ra.Mômen chống uốn cần thiết của tiết diện xà ngang :

(cm3).

Chọn sơ bộ bề dày bản bụng là 1 cm.Chiều cao của tiết diện xà ngang được xác định từ điều kiện tối ưu về chi phí vật liệu:

(cm2).

Chọn h = 30 cm Diện tích tiết diện cần thiết của bản cánh xà ngang là:

(cm2)

Theo các điều kiện cấu tạo và ổn định cục bộ,kích thước tiết diện của bản cánh được chọn là tf=1.2 cm; bf=20 cm

276

12

300

200

hf = 6 mm

8

12

Cấu tạo đầu đoạn xà 2 Các đặc trưng hình học của tiết diện : A=1.27,8+2.(1,2.20)= 75,8(cm2);

Ix= (cm4)

Wx= 11711.2/30= 780,7 (cm3)

mx= .

Do mx = 138,8 > 20 nên me=.mx >20 (do >1)vì vậy tiết diện xà ngang được tính toán theo điều kiện bền :

(kN/cm2) < fc = 21 (kN/cm2)

Tương tự trên cần kiểm tra ứng suất tương đương giữa bản cánh và bản bụng xà ngang,Ta có :



(cm3);

(kN/cm2);

(kN/cm2);

Vậy : (kN/cm2)<1,15f=24,15 k/cm2).

Do tiết diện xà ngang đã chọn có kích thước nhỏ hơn đoạn đầu xà ngang nên không cần kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng.6.Thiết kế các chi tiết6.1.Vai cột

Với chiều cao tiết diện cột là tại vai cột khoảng h = 75.4cm, ta đi xác định mômen uốn và lực cắt tại chỗ liên kết công-xon vai cột với bản cánh cột :

(kNm);

(kN)

Bề rộng cánh dầm được chọn bằng bề rộng cánh cột (cm). Giả thiết

bề rộng sườn gối của dầm cầu trục bdct=20 (cm).Chọn sơ bộ bề dày của các bản

cánh dầm vai là cm. Từ đó bề dày bản bụng dầm vai được xác định từ điều

kiện chịu ép cục bộ do phản lực dầm cầu trục truyền vào, theo công thức:

(cm);

Chọn (cm).

Chiều cao dầm vai được xác định sơ bộ từ điều kiện bản bụng dầm vai đủ

khả năng chịu cắt : (cm) Chọn

(cm)Các đặt trưng hình học của tiết diện dầm vai :

Ix= (cm4);

(cm3);

(cm3).

Trị số của ứng suất pháp và ứng suất tiếp tại chỗ tiếp xúc giữa bản cánh và bản bụng dầm vai :

(kN/cm2);

(kN/cm2);



Vậy ứng suất tương đương tại chỗ tiếp giáp bản cánh cột và bản bụng dầm vai là :

Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh và bản bụng dầm vai : Bản cánh :

.

Bản bụng :

.

Theo cấu tạo chọn đường hàn liên kết dầm vai vào cột h f=0,6 cm.Chiều dài tính toán của các đường hàn liên kết dầm vai với bản cánh của cột xác định như sau:

Phía trên cánh (2 đường hàn): lw= 20-1=19 cm. Phía dưới cánh (4 đường hàn): lw =0,5.(20-0,8) -1=8,6 cm. ở bản bụng (2 đường hàn): lw =38-1=37 cm.Từ đó xác định được diện tích tiết diện và mômen chống uốn của các đường

hàn trong liên kết (coi lực cắt chỉ do các đường hàn liên kết ở bản bụng chịu): Aw=2.0,6.37=44,4 (cm2);

Khả năng chịu lực của đường hàn trong liên kết được kiểm tra theo công thức:

(kN/cm2)<(fw)minc=(0,7.18.1)=12,6 kN/cm2). Kích thước của cặp sườn gia cường cho bụng dầm vai lấy như sau :

Chiều cao: hs= cm.

Bề rộng: bs= =52,7 (mm)Chọn bs=6 (cm).

Bề dày : (cm)

chọn ts=0,6 cm.



Cấu tạo vai cột như hình vẽ : 200

400

2050

020

0

754 500

hf = 6 mm

6.2. Chân cột :6.2.1. Tính toán bản đế:

Từ bản tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán tại tiết diện chân cột: N = -187 (kN);

M = 1.74.10-14 (kNm); V = -34,4 (kN).

Đây là cặp nội lực tại tiết diện chân cột, trong tổ hợp nội lực do 1,2,7,9 gây ra.

Căn cứ vào tiết diện và liên kết đã chọn, dự kiến chọn phương án cấu tạo chân cột cho trường hợp có vùng chịu kéo của bê tông móng với 2 bu lông neo ở một phiá chân cột .Từ đó xác định được bề rộng của bản đế :

Diện tích cần thiết của bản đế xác định từ điều kiện chịu ép cục bộ của bê tông móng:

Với : - N lực nén tính toán chân cột;- hệ số lấy bằng 1 khi ứng suất trong bê tông móng là phân bố đều.- Rb,loc : cường độ tính toán chịu nén cục bộ của bê tông móng.

- Hệ số lấy bằng 1 khi mác bê tông móng không quá B25

- Hệ số tăng cường độ của bê tông khi nén cục bộ thường chọn sơ bộ

khoảng 1,1-1,2.

Từ các điều kiện ở trên, chọn bản đế có và .



Ta có :

Tính toán độ dày bản đế: Bề dày của bản đế chân cột được xác định từ điều kiện chịu uốn của bản đế

dưới tác dụng của ứng suất phản lực trong bê tông móng:

Mmax giá trị lớn nhất của moment trong các ô bản đế:

Với : M trị số của moment uốn trong ô bản đế thứ i Di nhịp tính toán của ô bản đế thứ i ứng suất phản lực của bê tông móng trong ô bản thứ i

hệ số tra bảng, phụ thuộc vào loại ô bản và tỷ số các các cạnh của chúng.

Ô1 (bản kê 1 cạnh): c= d=5 (cm) có b= 0,5 M1=b1d1

2=0,5.0,089.52=1.1125(kNcm)Ô2 (bản kê 3 cạnh): a2= d1= 60 (cm); b2=10 (cm); b2/a2=10/60= 0,167 Tra bảng 2.4 sách “thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng

, một nhịp” nội suy có b= 0,06 M1=b1d1

2=0,06.0,089.602=19,224 (kNcm)Vậy bề dày của bản đế xác định theo:

(cm) Chọn tbd=2,5 cm

6.2.2. Tính toán bulông neoTừ tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực ở chân cột gây kéo nhiều nhất cho các

bulông neo N = -187 kN

M = - 1,74.10-14 kNm V = -34,4 kN.Đây là cặp nội lực trong tổ hợp tải nội lực do 1,2,7,9 tại chân cột gây ra. y=Lbđ-c/3-60=700-700/3-6 =40.67 mm a=Lbđ/2-c/3=700/2-700/3 =11.6 mm

Tổng lực kéo trong các bu lông neo ở một phía chân cột được xác định theo công thức :

kN


50

300

12 576 1250

200

5050

100

1014

514

5

185 330 185

700

25

CHI TIÕT 1 (TL:1/10)

1 1 50

300

12 576 1250

200

5050

100

1014

514

5

185 330 185

700

25

CHI TIÕT 1 (TL:1/10)

1 1


Chọn loại bu lông chế tạo từ thép thường mác CT34, tra bảng 1.10 phụ lục “sách thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp” có fba=150 N/mm2=19 kN/cm2. Diện tích cần thiết của một bu lông neo:

(cm2)

Chọn bu lông 18 có Abn= 1,92(cm2)6.2.3. Tính toán đường hàn liên kết cột vào bản đế

Các đường hàn liên kết tiết diện cột vào bản đế được tính toán trên quan niệm mômen và lực dọc do các đường hàn bản cánh chịu, còn lực cắt do các đường hàn bản bụng chịu. Nội lực tính toán đường hàn chọn trong bảng tổ hợp nội lực chính là cặp dùng để tính toán các bulông neo. Các cặp khác không nguy hiểm bằng.

Lực kéo trong bản cánh cột do mômen và lực dọc phân vào theo :

Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn liên kết ở một bản cánh cột (kể cả các đường hàn liên kết dầm đế vào bản đế):

(cm).

Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết ở bản cánh cột :

(cm).

Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết ở bản bụng cột :

(cm).

Kết hợp với yêu cầu về cấu tạo chọn hf = 0,6 cm.

Cấu tạo chân cột6.3.Liên kết cột với xà ngang

Cặp nội lực dùng để tính toán liên kết là cặp gây kéo nhiều nhất cho các bu lông tại tiết diện đỉnh cột.Từ bảng tổ hợp chọn được :

N = -41.54kN;



M = -284,2kNm; V = -20,7kN;Đây là cặp nội lực trong tổ hợp nội lực 1,2,6,8 gây ra.

6.3.1. Tính toán bu lông liên kết Chọn cặp bu lông có cường độ cao cấp bền 10.9 đường kinh bu lông dự

kiến là d = 22 mm (lỗ loại C). Bố trí thành 2 dãy với khoảng cách các lỗ bulông tuân thủ theo quy định.

Phía ngoài cột bố trí một cặp sườn gia cường cho mặt bích với kích thước lấy như sau

Bề dày : ts ≥ tw chọn ts= tf =1 cm.Bề rộng (phụ thuộc vào kích thước của mặt bích) chọn ls = 9,5 cm .Chiều cao : hs = 1,5ls =1,5.9,5 =14,25 (cm) chọn hs=15 cm.

200

5010

050

95

124248

372496

620755

135 124 124 124 124 124 11545

1095

Bố trí bu lông trong liên kết cột với xà ngang

Khả năng chịu kéo của một bu lông : [N]tb = ftbAbn = 50.3,03=151,5 (kN)ftb – cường độ tính toán chịu kéo của bulông : f tb =500N/mm2 = 50

(kN/cm2);Abn - diện tích tiết diện thực của thân bulông : Abn=3,03 cm2

Khả năng chịu trượt của một bu lông cường độ cao:

[N]b = (kN)

ở trên :fhb – cường độ tính toán chịu kéo của vật liệu bulông cường độ cao

trong liên kết ma sát, fhb=0,7fub

fub - cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của vật liệu bulông,fub=1100 N/mm2=110 kN/cm2 (với mác thép 40Cr);

A – diện tích tiết diện của thân bu lông, A=πd2/4 =3,80 cm2;



b1 – hệ số điều kiện làm việc trong liên kết, 1b=1 do số bulông trong liên kết n > 10.

,b2 – hệ số ma sát và hệ số độ tin cậy của liên kết. Với giả thiết là không gia công bề mặt cấu kiện nên =0,25; b2=1,7;

nf – số lượng mặt ma sát trong liên kết , nf =1.Theo điều 6.2.5 TCXDVN 338-2005, trong trưòng hợp bulông chịu cắt và

kéo đồng thời thì cần kiểm tra các điều kiện chịu cắt và kéo riêng biệt.Ta có lực kéo tác dụng vào một bulông ở dãy ngoài cùng do mômen và lực

dọc phân vào (do mômen có dấu âm nên coi tâm quay trùng với dãy bulông phía trong cùng):

(

kN) (ở trên lấy dấu trừ vì N là lực nén)Do Nbmax=64,3 kN<[N]tb=151,5 kN nên các bu lông có đủ khả năng chịu lực.Kiểm tra khả năng chịu cắt của các bulông:

(kN) < [N]bc=43,03 (kN)

6.3.2. Tính toán mặt bíchBề dày của mặt bích được xác định từ điều kiện chịu uốn:

(cm);

cm

chọn t = 2.2 cm6.6.3. Tính toán đường hàn liên kết cột (xà ngang) với mặt bích

Tổng chiều dài tính toán của các đường hàn phía cánh ngoài (kể cả sườn)

Lực kéo trong bản cánh ngoài do mômen và lực dọc phân vào:

Vậy chiều cao cần thiết của các đường hàn này là:

(cm).

Chiều cao cần thiết của các đường hàn liên kết bản bụng cột với mặt bích (coi các đường hàn này chịu lực cắt lớn nhất ở đỉnh cột xác định từ bảng tổ hợp nội lực):SVTH: Nguyễn Hoàng Long - 1051020182 Trang 37

200

5010

050

95

124248

372496

620755

135 124 124 124 124 124 11545

1095

124 124 124 124 115135 12445

7 l ç Ø23

7 l ç Ø23

22

50

200

103

50


(cm).

Kết hợp với cấu tạo chọn chiều cao đường hàn trong liên kết là hf= 0, 6cm

hf =6 mmhf =6 mm

bul «ngØ18

chi t iÕt 3 (TL:1/10)

14 bul «ngØ22

hf = 6mm

200

Cấu tạo liên kết dầm cột

6.4.Mối nối đỉnh xà:Trong tổ hợp nội lực chọn cặp gây

kéo nhiều nhất cho các bulông tại tiết diện đỉnh xà (đỉnh mái):

N = -29,2 kN; M = 103,2 kNm; V = 2,8 kN.Đây là cặp nội lực trong tổ hợp tải trọng 1,4 gây ra. Tương tự trên chọn

bulông cường độ cao cấp bền 10.9, đường kính bulông dự kiến là d=22mm (lỗ loại C). Bố trí bulông thành 2 hàng, ở phía ngoài của 2 bản cánh xà ngang bố trí 2 cặp sườn gia cường cho mặt bích, kích thước như sau :



Bề dày : ts= 1 cm Chiều cao: hs=9,5 cm Bềrộng:

ls=1,5hs=1,5.9,5=14,25(cm) chọn ls=15 (cm).Lực kéo tác dụng vào một bulông ở dãy dưới cùng do mômen và lực dọc

phân vào (do mômen có dấu dương nên coi tâm quay trùng với dãy bulông phía trên cùng) do đó:

= = 68kN < [N]tb=151,5 kN

Khả năng chịu cắt của một bulông được kiểm tra theo công thức:

(kN)< [N]b.c=43,03

(kN)Tương tự bề dày của mặt bích được tính toán từ điều kiện sau:

chọn t =1,5 cmTổng chiều dài tính toán của các đường hàn phía cánh ngoài (kể cả ở sườn)

xác định tương tự trên là :

Lực kéo trong bản cánh dưới do mômen, lực dọc và lực cắt gây ra:

Vậy chiều cao cần thiết của các đường hàn này là :

(cm)

(cm)

Kết hợp với cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn trong liên kết hf= 0,6 cm.


Đồ án kết cấu Thép II GVHD: Nguyễn Trọng Nghĩa10 l ç

Ø23

1550 50

200

4514

060

140

45

490

95

490

50 100 50

200

10 bul «ngØ22

9530

0

60

95

15010bul «ngØ22

100

Cấu tạo mối nối đỉnh cột

6.5.Mối nối xà (ở nhịp)Việc tính toán và cấu tạo mối nối xà hoàn toàn tương tự như trên. Do tiết

diện xà ngang tại vị trí nối giống như tại đỉnh mái và nội lực tại chỗ nối xà nhỏ hơn nên không cần tính toán và kiểm tra mối nối. Cấu tạo liên kết như hình vẽ:

95

490

50 100 50

200

10 bul «ngØ22

9530

0

10bul «ngØ22

hf = 6 mm60

100

10 l çØ23

1550 50

200

4514

060

140

45

490

95

150

Cấu tạo mối nối xà

6.6. Liên kết bản cánh với bản bụng cột và xà ngangLực cắt lớn nhất trong xà ngang là tiết diện đầu xà Vmax=52,8 kN. Chiều cao

cần thiết của đường hàn liên kết giữa bản cánh và bản bụng xà ngang theo công

thức: (cm).

Kết hợp với cấu tạo, chọn chiều cao đường hàn hf= 0,6 (cm).Tiến hành tương tự , chọn chiều cao đường hàn liên kết bản cánh với bản

bụng cột là: hf=0,6 (cm).



TÀI LIỆU THAM KHẢO1. Thiết kế khung thép nhà công nghiệp một tầng, một nhịp.TS. Phạm Minh Hà (chủ biên), TS. Đoàn Tuyết Ngọc (Bộ môn kết cấu thép

- gỗ, Trường đại học Kiến Trúc Hà Nội).2. TCXDVN 338 - 2005: Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế. 3. Trần Thị Thôn (chủ biên). Bài tập thiết kế kết cấu thép Nhà xuất bản Đại

học quốc gia TP.HCM, 2011.


Engineering

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP KHUNG ZAMIL