Đang tải... (xem toàn văn)
đồ án kết cấu thép hay
ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 1 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP I. Đề bài và xác định các kích thước: Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng một nhịp. Nhịp khung L= 30 m Sức trục Q= 150 kN Cao trình đỉnh ray H r = 11 m Tải trọng tiêu chuẩn của gió W o = 0.65 kN/m 2 Bước khung B= 6 m Chiều dài nhà = 90 m Các số liệu tra bảng : Từ số liệu thiết kế , tra bảng, ta được các số liệu sau : +Chọn loại ray KP70 +Chiều cao H k = 2.3 (m) +Bề rộng cầu trục Bk = 6.3 (m) +Nhịp cầu trục L k = 29 (m) +Khoảng cách 2 trục bánh xe : K = 5 (m) +Khoảng cách tim ray đến mép ngoài B 1 = 0.28 (m) +Ptc max = 220 (kN) +Ptc min = 72 (kN) +G xe con = 70 (kN) ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 2 II. Thiết kế I. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHUNG NGANG : 1. Xác định kích thước phương đứng: Chiều cao ray và đệm : h r = 0.2 m Chiều cao dầm cầu chạy lấy: h dcc =1/10 B 0.6 m Độ võng dàn mái : f = 0.2 m Chiều cao cột dưới: H d = H r – h r –h dcc 10.2 m Chiều cao cột trên : 0.1 trdcc k H hh H f =+ + + + 3.4 m 2. Xác định kích thước phương ngang: +Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị : 2 K L L λ − = +Tiết diện cột trên : h t = ( 1 11 ÷ 1 10 ) H t +Khoảng cách trục định vị đến mép ngoài cột λ − + +≥ DBha t 1 =0.18 Chon a=0.2m λ (m) D (m) h ct (m) h cd (m) 0.5 0.06 0.34 0.7 AA B 10200 0.00m 11.0m 29000 30000 i = 1 5 % i = 1 5 % Q=150 kN TL 1:200 SÔ ÑOÀ KHUNG NGANG 3400 1500 1500 i = 1 5 % ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 3 II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG : 1.Tĩnh tải mái : Tải trọng mái q Đơn vị Trọng lượng bản thân tiêu chuẩn của dàn, hệ giằng mái, cửa trời phân bố trên m 2 mặt bằng nhà 0.2 kN /m 2 Trọng lượng bản thân vật liệu lợp 0.1 kN /m 2 Trọng lượng bản thân tiêu chuẩn của xà gồ phân bố trên m 2 mặt bằng nhà 0.08 kN /m 2 Tải tập trung ở chân cửa mái 6 kN g γ : hệ số độ tin cậy về tĩnh tải, g γ 1.05 , cos n on i mxgd i ooo g g gg α =++ ∑ 0.38 kN /m 2 tc m g m o g B= 2.28 kN /m 2 tt m g m go g B γ = 2.4 kN/m Qui tải về nút Tải tiêu chuẩn: Khoảng các các nút xà gồ d= 0.3 m Mắt đầu dàn : 1 2 tc m d Gg= 1.71 kN Mắt trung gian : 2 . m Gd g = 3.42 kN Mắt tại chân cửa trời : 32 2 mct d G g GG=++ 11.13 kN Các mắt có cửa trời gối lên – trừ mắt tại chân cửa trời 7 kN Tải tính toán Mắt đầu dàn : 1 2 tc m d Gg = 1.8 kN Mắt trung gian : 2 . m Gdg = 3.6 kN Mắt tại chân cửa trời : 32 2 mct d G g GG=++ 11.4 kN Các mắt có cửa trời gối lên – trừ mắt tại chân cửa trời 7.2 kN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 4 Tải trọng mái tính toán : 2 Tải trọng sửa chữa mái : Hoạt tải tiêu chuẩn mái p tc = 0.3 kN/m 2 Hệ số vượt tải= 1.3 kN/m 2 Giá trị tính toán p tt = 0.39 kN/m 2 Qui tải về nút Tải tiêu chuẩn: Mắt đầu dàn : 1 2 tc p dB P = 1.35 kN Mắt trung gian : 2 tc PpdB= 2.7 kN Tải tính toán Mắt đầu dàn : 1 2 tt p dB P = 1.755 kN Mắt trung gian : 2 tt PpdB= 3.51 kN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 5 +Hoạt tải trái: +Hoạt tải phải: +Hoạt tải chất đầy: ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 6 3 Áp lực cầu trục lên vai cột : 1 47/60 1/5 6000 1300 123 1 47 119 1 560 60 i yyyy=++=++ = ∑ =1.9833 D max tc = max tc i P y ∑ = 429 kN D min tc = min tc i Py= ∑ 141 kN Hệ số độ tin cậy sức trục Q γ = 1.2 Hệ số không đồng thời của các cầu trục c n = 0.85 Hệ số kể đến sự tăng áp lực do ray không bằng phẳng n γ = 1.1 D max tt = max . Qcn i nP y γγ ∑ = 481.34 kN D min tt = min . Qcn i nP y γγ ∑ = 158.62 kN +Dmax trái: ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 7 4 Lực xô ngang của cầu trục : Các số liệu : +Móc mềm có : f ms = 0.1 . +n ’ 0 = 2 : số bánh xe hãm . +n xc = 4 : tổng số bánh của xe con . Lực hãm ngang tác dụng lên toàn bộ cầu trục : ' 0 xc ms xc xc QG Tfn n + = 11 kN Lực ngang tiêu chuẩn của 1 bánh xe lên cầu trục do hãm: 0 1 0 T T n = 5.5 kN Lực hãm xe con tiêu chuẩn thông qua bánh xe cầu trục truyền vào dầm hãm : 1 i TT y= ∑ 10.91 kN Lực hãm xe con tính toán thông qua bánh xe cầu trục truyền vào dầm hãm : 1 . Qcn i TnnT y γ = ∑ 12.03 kN Lực xô ngang ở cao trình mặt trên dầm cầu chạy, cách vai cột 0.6m tức là ở cao trình 10.8m. +T trái : ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 8 5 Tải trọng gió : +0.8 -0.5 -0.5 -0.6 +0.8 -0.6 -0.6 -0.6 l=30m h=15.1m b=90m +0.8 -0.5 +0.7 -0.8 -0.6 -0.6 -0.5 -0.6 +Cao trình thanh cánh dưới : H = 3.4+10.2=13.6 m → C k = 1.22 +Cao trình đỉnh mái : H = 13.6 +3.75 + 1.5 = 18.85 m →C k = 1.28 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 9 1.28 1.2232 1.25 2 tb k + == +Tải phân bố tác dụng lên cột Với độ cao 10m trở xuống, áp lực gió được xem là không đổi và bằng: 0.65 kN/m 2 q đ = 0wkh wCC B γ = 3.744 kN/m q h 0wkh wCC B γ == 2.81 kN/m Từ độ cao 10m trở lên, áp lực gió phân bố theo quy luật hình thang với giá trị q tại độ cao 13.6m: q đ = 0wkh wCC B γ = 4.58 kN/m q h = 0wkh wCC B γ = 3.43 kN/m +Tải tập trung đặt tại đáy vì kèo 0dwkhii Ww wCCBch γ == ∑ 5.8 kN ' 0 . hwkh ii WwCCBch γ = ∑ 17.39 kN ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 10 III/TỔ HỢP NÔI LỰC & CHỌN TIẾT DIỆN: 1/Tổ hợp nội lực: +Tĩnh tải (1) +Hoạt tải trái (2) +Hoạt tải phải (3) +Hoạt tải chất đầy (4) +D max trái (5) +D max phải (6) +T trái- (7) +T trai+ (8) +T phải-(9) +T phải+(10) +Gió trái (11) +Gió phải (12) +Tổ hợp cơ bản 1: 7 tổ hợp cơ bản 1 Tổ hợp cơ bản 1 1/ 1+2 2/ 1+3 3/ 1+4 4/ 1+5 5/ 1+6 6/ 1+11 7/ 1+112 [...]... 1+4+6+10 1+5+7+11 1+5+7+12 1+5+8+11 1+5+8+12 1+6+9+11 1+6+9+12 1+6+10+11 1+6+10+12 11 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS LƯU ĐỨC HUÂN 2/ Chọn tiết diện : +Cột trên: x y y x +Cột dưới: x y y x 400 15 8 370 15 +Dầm vai: 300 SVTH : Lê Minh Thành 80602218 12 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS LƯU ĐỨC HUÂN +Dàn : +Thanh cánh trên: 2L70x5 +Thanh cánh dưới: 2L70x5 +Thanh xiên đầu dàn: 2L70x5 +Thanh bụng: 2L60x5 +Thanh bụng phân... 492.98 Tổ hợp N max (kNm) Tổ hợp cơ bản 1 Cột nhánh mái Cột nhánh cầu trục N(kN) N(kN) 1+12 1+11 -689.53 -479.50 Tổ hợp N max (kNm) Tổ hợp cơ bản 2 Cột nhánh mái Cột nhánh cầu trục N(kN) N(kN) 1+5+7+12 1+5+8+11 -893.86 -780.24 SVTH : Lê Minh Thành 80602218 18 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS LƯU ĐỨC HUÂN 2.2/Tiết diện cột dưới: +Đối với nhánh cầu trục và nhánh mái : thép I tổ hợp hàn I330 x y y x h b tw tf A... 2L70x5 2L70x5 2L50x5 2L70x5 2L50x5 2L50x5 2L50x5 2L70x5 Kết quả tính thép dàn SVTH : Lê Minh Thành 80602218 35 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS LƯU ĐỨC HUÂN Tính toán các chi tiết trong dàn : Mắt liên kết dàn vào cột : Dàn được liên kết cứng vào cột thông qua hai mắt dàn : mắt trên và mắt dưới ở đầu dàn Tính nút dưới: Nội lực tính toán : Lực dọc trong thanh cánh dưới N1= 87.156 kN Lực dọc trong thanh xiên đầu... Lực Nhánh mái Nhánh cầu trục N nén N kéo N nén N kéo 893.86 519.352 780.238 522.219 kN kN kN kN A= b (cm) 20 A= b (cm) 20 N σ= A 677.1666667 F chọn 800 591.0893939 F chọn 800 cm2 cm2 cm2 1.17 kN/cm2 Diện tích cần thiết của bản đế: N Abd = nen Rnencb Kích thươc bản đế Nhánh mái h (cm) 40 Nhánh cầu trục h (cm) 40 Ứng suất phân bố đều dưới bản đế SVTH : Lê Minh Thành 80602218 cm2 24 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP... hơn nên đặt theo cấu tạo; 2L50x5 Tính đường hàn Chọn hf= 0.4 cm 0.7 βf = fwf= 0.7 N = lw1 = 2h f β f f wf γ c 15 5.8 kN/cm2 cm 2.48 cm Chọn lw1=6cm lw 2 0.3 N = 2h f β f f wf γ c Chon lw2=4cm SVTH : Lê Minh Thành 80602218 21 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS LƯU ĐỨC HUÂN V TÍNH TOÁN CHI TIẾT CỘT: 5.1 Vai cột: Từ bảng nội lực, chọn ra hai cặp nội lực gây lực nén lớn nhất trong cánh ngoài và cánh trong của cột... B2 X4 X3 CD2 X5 CD3 Kí hiệu các thanh dàn Trong các thanh dàn trên; tiến hành tính toán cho các thanh sau +Thanh xiên đầu dàn X1 +Thanh bụng xiên chịu kéo: X2 +Thanh bung xiên chịu nén : X3 +Các thanh bụng đứng chịu nén : B2 +Thanh cánh trên : CT2 +Thanh cánh dưới : CD3 SVTH : Lê Minh Thành 80602218 28 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP Thanh xiên đầu dàn chịu nén X1 1 Tĩnh tải 2 Hoạt tải trái 3 Hoạt tải phải 4 Hoạt... (cm) (kN/cm2) 31 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS LƯU ĐỨC HUÂN Thanh cánh trên chịu nén CT2 1 Tĩnh tải 2 Hoạt tải trái 3 Hoạt tải phải 4 Hoạt tải chất đầy 5 Dmax trái 6 D max phải 7 T trái 8 T phải 11 Gió trái 12 Gió phải Tổ hợp cơ bản 1 1+4 Tổ hợp cơ bản 2 1+4+5+7 N tính toán Chiều dài thanh hệ số lx hệ số ly chiều dài trong mặt phẳng lox= chiều dai ngoài mặt phẳng loy= λ cho phép= loại thép F (cm2) Lực... loy= λ cho phép= loại thép 2L70x5 F (cm2) rx (cm) ry (cm) 13.72 2.16 3.16 (cm2) (cm) (cm) σ= N/F 5.70 (kN/cm2) SVTH : Lê Minh Thành 80602218 (cm) (cm) 33 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP Thanh cánh trên chịu kéo CT1 1 Tĩnh tải 2 Hoạt tải trái 3 Hoạt tải phải 4 Hoạt tải chất đầy 5 Dmax trái 6 D max phải 7 T trái 8 T phải 11 Gió trái 12 Gió phải Tổ hợp cơ bản 1 1+12 Tổ hợp cơ bản 2 1+6+9+12 N tính toán GVHD: ThS LƯU ĐỨC... chịu uốn +Đường hàn liên kết giữa bản bụng dầm vai vào bản lưng nhánh mái phải dủ khả năng chịu lực từ dầm vai truyền vào Chiều cao đường hàn cần thiết: +Lực cắt lớn nhất đường hàn chịu =N nhánh trong=96.44 kN +lhf=40 cm N trong / 2 96.44 / 2 = = 0.07 cm hf ≥ h 2 β f l f f g 2 × 0.7 × 40 ×15 Ta chọn hh theo điều kiện chống rỉ: hf= 4mm SVTH : Lê Minh Thành 80602218 23 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS LƯU ĐỨC... (cm2) (cm) (cm) (kN/cm2) 30 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP Thanh bụng đứng chịu nén B2 1 Tĩnh tải 2 Hoạt tải trái 3 Hoạt tải phải 4 Hoạt tải chất đầy 5 Dmax trái 6 D max phải 7 T trái 8 T phải 11 Gió trái 12 Gió phải Tổ hợp cơ bản 1 1+4 Tổ hợp cơ bản 2 1+4+6+10 N tính toán Chiều dài thanh hệ số lx hệ số ly chiều dài trong mặt phẳng lox= chiều dai ngoài mặt phẳng loy= λ cho phép= loại thép F (cm2) rx (cm) ry (cm) . ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 1 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP I. Đề bài và xác định các kích thước: Thiết. ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 5 +Hoạt tải trái: +Hoạt tải phải: +Hoạt tải chất đầy: ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS -780.24 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: ThS. LƯU ĐỨC HUÂN SVTH : Lê Minh Thành 80602218 19 2.2/Tiết diện cột dưới : +Đối với nhánh cầu trục và nhánh mái : thép I tổ hợp hàn I330