Đang tải... (xem toàn văn)
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉP KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG Yêu cầu thiết kế: Khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng, 1 nhịp. Các số liệu của nhà: + Nhà công nghiệp 1 tầng có nhịp L = 24m + Bước cột: B = 6m + Chiều dài nhà: 15B = 15 6 = 90m + Cao trình đỉnh ray: HR = 8.5m + Ap lực gió tiêu chuẩn: W0 = 70daNm2 + Chiều cao cửa mái: hcm = 2.3m + Chiều cao đầu dàn: h0 = 2.2m + Độ võng của dàn: f = Ta có cần trục 2 móc cẩu, chế độ làm việc trung bình, sức chịu tải Q =305(T) tra cataloge cầu trục ta được: + Loại ray thích hợp: KP70 + Cao trình từ đỉnh ray đến đỉnh xe con : H1 = 2.75m + Nhịp cầu trục: Lct = 22.5m + Bề rộng dầm cầu chạy: Bct = 6.3m + Khoảng cách tim ray đến mép ngoài: B1 = 0.3m + Khoảng cách hai bánh xe dầm cầu chạy: K = 5.1m + Khoảng cách an toàn từ cánh dưới của dàn đến vị trí cao nhất của xe con: c = 0,1m + Ap lực bánh xe lên cầu trục lớn nhất : Pmax = 31.5T + Ap lực bánh xe lên cầu trục bé nhất : Pmin = 9.5T + Trọng lượng xe con : Gxc = 12T + Số bánh xe : no = 2 + Trọng lượng dầm cầu trục : Gdcc = 52T + Chiều cao tiết diện ray : hr = 0.2m + Chiều sâu chôn móng : (hm) = 1.2m + Khoảng cách từ mép ngoài cột đến tâm trục định vị cột: a = 0.25m (a phụ thuộc vào chế độ làm việc của cầu trục) + Khoảng cách từ trục định vị đến tâm ray: (LLct) = 0.5 (2422.5) = 0.75m Vật liệu: + Dùng thép CT34 có: f = 2100KGcm2, fv = 1500KGcm2, E = 2.1 106KGcm2 + Bulông cấp độ 5.8 có: ftb = 2100KGcm2, fvb = 1500KGcm2, fcb =3400KGcm2 + Que hàn N42 có: f = 2100KGcm2, fwf = 1800KGcm2 + Dùng phương pháp hàn tay nên + Trọng lượng riêng của thép: thép = 7.85Tm3 + Bê tông móng đá 1 2, cấp độ bền B20 có: Rb = 11.5MPa, Rbt = 9MPa I. THÀNH LẬP SƠ ĐỒ KẾT CẤU Từ số liệu yêu cầu thiết kế là loại khung nhà công nghiệp 1 tầng, 1 nhịp, chịu tải trọng cầu trục lớn do đó chọn sơ đồ khung có liên kết dàn, cột là liên kết cứng và dàn khung hình thang có mái dốc. II. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG NGANG NHÀ 1. Xác định kích thước theo phương đứng a. Cột dưới + Chiều cao dầm cầu chạy: hdcc=( ÷ ) B =( ÷ ) 6 = (0.5 ÷ 0.75)m chọn hdcc= 0.75m + Chiều cao cột dưới: Hd = (HR + (hm)) (hdcc + hr) = (8.5 + 1.2) (0.75 + 0.2) = 8.75m chọn Hd = 8.75m b. Cột trên + Chiều cao cột trên: Ht = hdcc + hr + H1 + f + c = 0.75 + 0.2 + 2.75 + 0.24 + 0.1 = 4.04m chọn Ht = 4m 2. Xác định kích thước theo phương ngang a. Chiều cao tiết diện cột trên ht = ( ÷ ) Ht =( ÷ ) 4 = (0.33 0.575) chọn ht = 0.5m Với Ht – Khoảng cách từ vai cột đến trục thanh cánh dưới của dàn vì kèo b. Chiều cao tiết diện cột dưới + Theo điều kiện cấu tạo ta chọn: hd = a + = 0.25 + 0.75 = 1m + Kiểm tra theo điều kiện độ cứng của khung: thỏa điều kiện độ cứng Vậy chọn hd = 1m + Để đảm bảo an toàn a cần phải thỏa: a > ht + B1 + D Với D = 60 mm Vậy a > 0.5 +0.3 + 0.06 – 0.75 = 0.11m (thỏa mãn) c. Nhịp cửa mái : Lcm = ( ÷ ) L = ( ÷ ) 24 = (4 12)m chọn Lcm = 12 m + Chọn độ dốc mái: i= ( ÷ ) = (0.083 0.125) chọn i = 0.1 = 10% III. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG Tải trọng tác dụng lên dàn 1. Tĩnh tải Gồm có trọng lương bản thân các lớp vật liệu lợp , kết cấu mái panel và hệ giằng được tính toán rồi lập thành bảng sau: Loại vật liệu Tải trọng tiêu chuẩn (KGm2) Hệ số vượt tải n Tải trọng tính toán (KGm2) 2 lớp gạch lá men 80 1.1 88 Lớp vữa xi măng lót 30 1.3 39 Lớp vữa láng làm phẳng và tạo dốc 100 1.3 130 Lớp bêtông xỉ cách nhiệt 60 1.2 72 Tấm panel BTCT 150 1.1 165 Trọng lượng bản thân kết cấu chịu lực: vì kèo, dàn cửa mái, hệ giằng 40 1.1 44 Tổng cộng 460 538 + Tổng tải trọng tính toán : Gtt0 = 538 KGm2 = 5.38KNm2 + Độ dốc của mái: i = 10% = arctg i = arctg 0.1 = 5.7 + Tải trọng tính toán quy đổi về tải trọng phân bố đều trên diện tích mặt bằng gtto = = = 5.407KNm2 + Tĩnh tải tác dụng lên khung ngang Gttm = B gtto = 6 5.407 = 32.44KNm 2. Hoạt tải Đối với mái panel BTCT tra TCVN 27371995 có: + Tải trọng tạm thời Ptco = 0.75KNm2, hệ số vượt tải n = 1.2 + Hoạt tải tác dụng lên khung ngang (tải trọng tính toán quy đổi trên diện tích mặt bằng) Pttm = n B Pott = 1.2 6 0.75 = 5.4KNm 3. Tải trọng đứng lớn nhất (Dmax) và nhỏ nhất (Dmin) của cầu trục tác dụng lên vai cột + Ap lực của bánh xe cầu trục Ap lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào vai cột. Khi xe con chạy về một phía của cầu trục, lực truyền xuống phía đó là Dmax, còn đầu kia là Dmin. Để xác định tải trọng đứng của cầu trục truyền xuống cột ta tiến hành vẽ đường ảnh hưởng của phản lực tại vai cột + Tra phụ lục 13 ta có áp lực bánh xe cầu trục: Pmax =315kN ; Pmin = 95kN + Tính áp lực Dmax và Dmin Từ kích thước cầu trục tra catalogue Ta có: y1 = 1 y2 = y1 = 0.8 y3 = y1 = 0.15 = y1 + y2 + y3 = 1 + 0.8 + 0.15 = 1.95 Vậy: Dmax = n nc Pmax = 1.1 0.9 315 1.95 = 608.1KN Dmin = n nc Pmin = 1.1 0.9 95 1.95 = 183.4KN Với: n – Hệ số vượt tải, n = 1.1 nc – Hệ số làm việc cấu kiện, nc = 0.9 Tổng tung độ của đường ảnh hưởng phản lực gối tựa tại vị trí các bánh xe của cầu trục 4. Tải trọng xô ngang của cầu trục + Lực hãm xe con T = n nc Ttto Khi cầu trục hoạt động nếu xe con đang chạy mà hãm lại tạo ra lực hãm ngang. Ap lực ngang trên 1 bánh xe. Ttto = Trong đó: no – Số bánh xe cầu trục một bên ray, no = 2 Gxc – Trọng lượng xe con, Gxc = 120KN (tra phụ lục 13) Ttto = =10.5KN Vậy: T = 1.1 0.9 10.5 1.95 = 21.72KN 5. Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang Vùng xây dựng ở Đồng Nai. Địa hình tương đối trống trải, có một số vật cản thưa thớt cao không quá 1.5m ta chọn dạng địa hình A. Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn Wo = 70daNm2 = 0.7KNm2 + Theo TCVN 2737 95. Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm: Gió thổi lên mặt tường dọc được chuyển về thành lực phân bố trên cột khung. Gió thổi trong phạm vi mái, từ cánh dưới dàn vì kèo trở lên, được chuyển về thành lực tập trung tại cao trình cánh dưới dàn vì kèo. a. Tải trọng gió phân bố đều lên cột + Tải trọng gió phân bố đều ở phía đón gió qdw = n Wo ko c B Trong đó: Cao trình đáy vì kèo: HA = Hd + Ht = 8.75 + 4 = 12.75m n = 1.3 c Hệ số khí động ở phía đón gió, c = +0.8 ko Hệ số kể đến áp lực gió theo độ cao và địa hình tra bảng lấy dạng địa hình A ứng với độ cao 15m, lấy ko1 = 1.213 qdw = 1.3 0.7 1.213 0.8 6 = 5.3KNm + Tải trọng gió phân bố đều ở phía hút gió qhw = n Wo ko c’ B Với: c’ Hệ số khí động ở phía hút gió, c = 0.5 qhw = 1.3 0.7 1.213 (0.5) 6 = 3.31KNm b. Lực tập trung gió tác dụng lên dàn + Tải trọng tập trung ở phía đón gió Wd = n Wo ktb B Cao trình đỉnh mái: HB = Hd + Ht + ho + (tg5.7 6) + hcm = 8.75 + 4 + 2.2 + 0.6 + 2.3 =17.85m tra bảng lấy dạng địa hình B ứng với độ cao 20m, lấy ko2 = 1.269 Trong khoảng từ cao độ cánh dưới dàn đến đỉnh mái, hệ số k được lấy trung bình của các giá trị nêu trên : ktb = = = 1.241 Wd = 1.3 0.7 1.241 6 (0.8 2.2 0.7 0.6 + 0.7 1.7 0.8 0.6) = 13.89KN + Tải trọng tập trung ở phía hút gió Wh = n Wo ktb B = 1.3 0.7 1.241 6 (0.5 2.2 0.6 0.6 0.6 1.7 0.6 0.6)= 19.24KN IV. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG NGANG 1. Các giả thiết đơn giản hoá khi giải khung Tính khung nhằm mục đích xác định nội lực khung: mômem uốn, lực cắt, lực dọc trong các tiết diện khung. Việc tính khung cứng có các thanh rỗng như giàn ,cột khá là phức tạp, nên trong thực tế đã thay sơ đồ tính toán thực của khung bằng sơ đồ đơn giản hoá, với các giả thiết sau: Thay giàn vì kèo bằng dầm ngang đặc có độ cứng tương đương đặt tại cao trình cánh dưới dàn, thay cột dưới (rỗng) bằng thanh đặc có độ cứng tương đương. Chiều cao cột tính từ đế cột đến đáy giàn vì kèo. Nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai trục cột trên. Khi tính với các tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dầm ngang thì bỏ qua chuyển vị ngang ở đầu cột ( = 0) Khi tính với các tải trọng không đặt trực tiếp lên dầm ngang thì xem dầm ngang cứng vô cùng, tức là không có chuyển vị ngang ở
ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH THUYẾT MINH ĐỒ ÁN THÉP KHUNG NHÀ CÔNG NGHIỆP MỘT TẦNG Yêu cầu thiết kế: Khung ngang nhà công nghiệp 1 tầng, 1 nhịp. Các số liệu của nhà: + Nhà công nghiệp 1 tầng có nhịp L = 24m + Bước cột: B = 6m + Chiều dài nhà: 15B = 15 × 6 = 90m + Cao trình đỉnh ray: H R = 8.5m + Ap lực gió tiêu chuẩn: W 0 = 70daN/m 2 + Chiều cao cửa mái: h cm = 2.3m + Chiều cao đầu dàn: h 0 = 2.2m + Độ võng của dàn: f = 1 24 0.24 100 × × = 1 L = m 100 * Ta có cần trục 2 móc cẩu, chế độ làm việc trung bình, sức chịu tải Q =30/5(T) tra cataloge cầu trục ta được: + Loại ray thích hợp: KP70 + Cao trình từ đỉnh ray đến đỉnh xe con : H 1 = 2.75m + Nhịp cầu trục: L ct = 22.5m + Bề rộng dầm cầu chạy: B ct = 6.3m + Khoảng cách tim ray đến mép ngoài: B 1 = 0.3m + Khoảng cách hai bánh xe dầm cầu chạy: K = 5.1m + Khoảng cách an toàn từ cánh dưới của dàn đến vị trí cao nhất của xe con: c = 0,1m + Ap lực bánh xe lên cầu trục lớn nhất : P max = 31.5T + Ap lực bánh xe lên cầu trục bé nhất : P min = 9.5T + Trọng lượng xe con : G xc = 12T + Số bánh xe : n o = 2 + Trọng lượng dầm cầu trục : G dcc = 52T + Chiều cao tiết diện ray : h r = 0.2m + Chiều sâu chôn móng : ∆(h m ) = 1.2m + Khoảng cách từ mép ngoài cột đến tâm trục định vị cột: a = 0.25m (a phụ thuộc vào chế độ làm việc của cầu trục) + Khoảng cách từ trục định vị đến tâm ray: 1 λ = × 2 (L-L ct ) = 0.5 × (24-22.5) = 0.75m Vật liệu: + Dùng thép CT34 có: f = 2100KG/cm 2 , f v = 1500KG/cm 2 , E = 2.1 × 10 6 KG/cm 2 + Bulông cấp độ 5.8 có: f tb = 2100KG/cm 2 , f vb = 1500KG/cm 2 , f cb =3400KG/cm 2 + Que hàn N42 có: f = 2100KG/cm 2 , f wf = 1800KG/cm 2 + Dùng phương pháp hàn tay nên f s β 0.7;β 1= = + Trọng lượng riêng của thép: γ thép = 7.85T/m 3 SVTH : NGUYỄN CÔNG LỰC Trang 1 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH + Bê tông móng đá 1 × 2, cấp độ bền B20 có: R b = 11.5MPa, R bt = 9MPa I. THÀNH LẬP SƠ ĐỒ KẾT CẤU Từ số liệu yêu cầu thiết kế là loại khung nhà công nghiệp 1 tầng, 1 nhịp, chịu tải trọng cầu trục lớn do đó chọn sơ đồ khung có liên kết dàn, cột là liên kết cứng và dàn khung hình thang có mái dốc. SÔ ÑOÀ KHUNG 1 NHÒP II. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THEO PHƯƠNG NGANG NHÀ 1. Xác định kích thước theo phương đứng a. Cột dưới + Chiều cao dầm cầu chạy: h dcc =( 1 8 ÷ 12 1 ) × B =( 1 8 ÷ 12 1 ) × 6 = (0.5 ÷ 0.75)m ⇒ chọn h dcc = 0.75m + Chiều cao cột dưới: H d = (H R + ∆(h m )) - (h dcc + h r ) = (8.5 + 1.2) - (0.75 + 0.2) = 8.75m ⇒ chọn H d = 8.75m b. Cột trên + Chiều cao cột trên: H t = h dcc + h r + H 1 + f + c = 0.75 + 0.2 + 2.75 + 0.24 + 0.1 = 4.04m ⇒ chọn H t = 4m 2. Xác định kích thước theo phương ngang a. Chiều cao tiết diện cột trên h t = ( 1 8 ÷ 1 12 ) × H t =( 1 8 ÷ 1 12 ) × 4 = (0.33 ÷ 0.575) ⇒ chọn h t = 0.5m Với H t – Khoảng cách từ vai cột đến trục thanh cánh dưới của dàn vì kèo b. Chiều cao tiết diện cột dưới + Theo điều kiện cấu tạo ta chọn: h d = a + λ = 0.25 + 0.75 = 1m + Kiểm tra theo điều kiện độ cứng của khung: SVTH : NGUYỄN CÔNG LỰC Trang 2 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH ( ) ≥ × = = + ≥ × + = = d d d t d 1 8.75 h H 0.795m 11 11 1 4 8.75 h H H 0.6375m 20 20 ⇒ thỏa điều kiện độ cứng Vậy chọn h d = 1m + Để đảm bảo an toàn a cần phải thỏa: a > h t + B 1 + D - λ Với D = 60 mm Vậy a > 0.5 +0.3 + 0.06 – 0.75 = 0.11m ⇒ (thỏa mãn) c. Nhịp cửa mái : L cm = ( 1 2 ÷ 1 6 ) × L = ( 1 2 ÷ 1 6 ) × 24 = (4 ÷ 12)m ⇒ chọn L cm = 12 m + Chọn độ dốc mái: i= ( 1 8 ÷ 1 12 ) = (0.083 ÷ 0.125) ⇒ chọn i = 0.1 = 10% Q=20/5(T) 9250 3600 2200 2300 i = 1 0 % 1000 500 12000 A B 30000 III. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGANG * Tải trọng tác dụng lên dàn 1. Tĩnh tải Gồm có trọng lương bản thân các lớp vật liệu lợp , kết cấu mái panel và hệ giằng được tính toán rồi lập thành bảng sau: Loại vật liệu Tải trọng tiêu chuẩn Hệ số vượt tải n SVTH : NGUYỄN CÔNG LỰC Trang 3 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH (KG/m 2 ) Tải trọng tính toán 2 lớp gạch lá men 80 1.1 88 Lớp vữa xi măng lót 30 1.3 39 Lớp vữa láng làm phẳng và tạo dốc 100 1.3 130 Lớp bêtông xỉ cách nhiệt 60 1.2 72 Tấm panel BTCT 150 1.1 165 Trọng lượng bản thân kết cấu chịu lực: vì kèo, dàn cửa mái, hệ giằng 40 1.1 44 Tổng cộng 460 538 + Tổng tải trọng tính toán : G tt 0 = 538 KG/m 2 = 5.38KN/m 2 + Độ dốc của mái: i = 10% ⇒ α = arctg i = arctg 0.1 = 5.7° + Tải trọng tính toán quy đổi về tải trọng phân bố đều trên diện tích mặt bằng g tt o = tt o G cosα = o 5.38 cos 5.7 = 5.407KN/m 2 + Tĩnh tải tác dụng lên khung ngang G tt m = B × g tt o = 6 × 5.407 = 32.44KN/m 2. Hoạt tải Đối với mái panel BTCT tra TCVN 2737-1995 có: + Tải trọng tạm thời P tc o = 0.75KN/m 2 , hệ số vượt tải n = 1.2 + Hoạt tải tác dụng lên khung ngang (tải trọng tính toán quy đổi trên diện tích mặt bằng) P tt m = n × B × P o tt = 1.2 × 6 × 0.75 = 5.4KN/m 3. Tải trọng đứng lớn nhất (D max ) và nhỏ nhất (D min ) của cầu trục tác dụng lên vai cột + Ap lực của bánh xe cầu trục Ap lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào vai cột. Khi xe con chạy về một phía của cầu trục, lực truyền xuống phía đó là D max , còn đầu kia là D min . Để xác định tải trọng đứng của cầu trục truyền xuống cột ta tiến hành vẽ đường ảnh hưởng của phản lực tại vai cột + Tra phụ lục 13 ta có áp lực bánh xe cầu trục: P max =315kN ; P min = 95kN + Tính áp lực D max và D min SVTH : NGUYỄN CÔNG LỰC Trang 4 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH 6000 6000 900 5100 1200 5100 y = 0.15 3 y = 1 1 y = 0.8 2 Từ kích thước cầu trục tra catalogue ⇒ = ct B 6.3m K = 5.1m Ta có: y 1 = 1 y 2 = × − 6000 12006000 y 1 = 0.8 y 3 = 6000 5100 6000 − × y 1 = 0.15 ⇒ ∑ i=1 i 3 y = y 1 + y 2 + y 3 = 1 + 0.8 + 0.15 = 1.95 Vậy: D max = n × n c × P max × ∑ i=1 i 3 y = 1.1 × 0.9 × 315 × 1.95 = 608.1KN D min = n × n c × P min × ∑ i=1 i 3 y = 1.1 × 0.9 × 95 × 1.95 = 183.4KN Với: n – Hệ số vượt tải, n = 1.1 n c – Hệ số làm việc cấu kiện, n c = 0.9 ∑ i=1 i 3 y - Tổng tung độ của đường ảnh hưởng phản lực gối tựa tại vị trí các bánh xe của cầu trục 4. Tải trọng xô ngang của cầu trục + Lực hãm xe con T = n × n c × T tt o × ∑ i=1 i 3 y Khi cầu trục hoạt động nếu xe con đang chạy mà hãm lại tạo ra lực hãm ngang. Ap lực ngang trên 1 bánh xe. T tt o = ( ) × xc o 0.05 Q + G n Trong đó: n o – Số bánh xe cầu trục một bên ray, n o = 2 G xc – Trọng lượng xe con, G xc = 120KN (tra phụ lục 13) SVTH : NGUYỄN CÔNG LỰC Trang 5 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH ⇒ T tt o = ( ) ×0.05 300 + 120 2 =10.5KN Vậy: T = 1.1 × 0.9 × 10.5 × 1.95 = 21.72KN 5. Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang Vùng xây dựng ở Đồng Nai. Địa hình tương đối trống trải, có một số vật cản thưa thớt cao không quá 1.5m ⇒ ta chọn dạng địa hình A. Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn W o = 70daN/m 2 = 0.7KN/m 2 + Theo TCVN 2737 - 95. Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm: - Gió thổi lên mặt tường dọc được chuyển về thành lực phân bố trên cột khung. - Gió thổi trong phạm vi mái, từ cánh dưới dàn vì kèo trở lên, được chuyển về thành lực tập trung tại cao trình cánh dưới dàn vì kèo. 8750 4000 2200 24000 -0.7 +0.7 -0.8 -0.6 -0.6 -0.6 q d w = 5.3KN/m q d w = 3.31KN/m +0.8 -0.5 9600 w h = 20.05KN w d = 15.54KN a. Tải trọng gió phân bố đều lên cột + Tải trọng gió phân bố đều ở phía đón gió q d w = n × W o × k o × c × B Trong đó: Cao trình đáy vì kèo: H A = H d + H t = 8.75 + 4 = 12.75m n = 1.3 c - Hệ số khí động ở phía đón gió, c = +0.8 k o - Hệ số kể đến áp lực gió theo độ cao và địa hình ⇒ tra bảng lấy dạng địa hình A ứng với độ cao ≤ 15m, lấy k o1 = 1.213 ⇒ q d w = 1.3 × 0.7 × 1.213 × 0.8 × 6 = 5.3KN/m + Tải trọng gió phân bố đều ở phía hút gió q h w = n × W o × k o × c’ × B Với: c’ - Hệ số khí động ở phía hút gió, c = -0.5 ⇒ q h w = 1.3 × 0.7 × 1.213 × (-0.5) × 6 = -3.31KN/m SVTH : NGUYỄN CÔNG LỰC Trang 6 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH b. Lực tập trung gió tác dụng lên dàn + Tải trọng tập trung ở phía đón gió W d = n × W o × k tb × B × i i c h× ∑ Cao trình đỉnh mái: H B = H d + H t + h o + (tg5.7 × 6) + h cm = 8.75 + 4 + 2.2 + 0.6 + 2.3 =17.85m ⇒ tra bảng lấy dạng địa hình B ứng với độ cao ≤ 20m, lấy k o2 = 1.269 Trong khoảng từ cao độ cánh dưới dàn đến đỉnh mái, hệ số k được lấy trung bình của các giá trị nêu trên : k tb = o1 o2 k k 2 + = 1.213 1.269 2 + = 1.241 ⇒ W d = 1.3 × 0.7 × 1.241 × 6 × (0.8 × 2.2 - 0.7 × 0.6 + 0.7 × 1.7 - 0.8 × 0.6) = 13.89KN + Tải trọng tập trung ở phía hút gió W h = n × W o × k tb × B × , i i c h× ∑ = 1.3 × 0.7 × 1.241 × 6 × (-0.5 × 2.2 - 0.6 × 0.6 - 0.6 × 1.7 - 0.6 × 0.6)= -19.24KN IV. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG KHUNG NGANG 1. Các giả thiết đơn giản hoá khi giải khung Tính khung nhằm mục đích xác định nội lực khung: mômem uốn, lực cắt, lực dọc trong các tiết diện khung. Việc tính khung cứng có các thanh rỗng như giàn ,cột khá là phức tạp, nên trong thực tế đã thay sơ đồ tính toán thực của khung bằng sơ đồ đơn giản hoá, với các giả thiết sau: - Thay giàn vì kèo bằng dầm ngang đặc có độ cứng tương đương đặt tại cao trình cánh dưới dàn, thay cột dưới (rỗng) bằng thanh đặc có độ cứng tương đương. - Chiều cao cột tính từ đế cột đến đáy giàn vì kèo. Nhịp tính toán là khoảng cách giữa hai trục cột trên. - Khi tính với các tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dầm ngang thì bỏ qua chuyển vị ngang ở đầu cột (∆ = 0) - Khi tính với các tải trọng không đặt trực tiếp lên dầm ngang thì xem dầm ngang cứng vô cùng, tức là không có chuyển vị ngang ở nút khung (EJ3 = ∞ ⇒ ϕ =0) - Tính khung giả thiết 1 2 J 6 J = ; 3 2 J 30 J = ; 3 1 J 5 J = 2. Xác định nội lực do tĩnh tải mái SVTH : NGUYỄN CÔNG LỰC Trang 7 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH 8750 4000 24000 G tt m = 32.44KN/m J 2 J 3 J 1 1 M - Để giải tìm nội lực trong biểu đồ M 1 ta phân tích thành: M 1 = (1-a)+(1-b) + Lực dọc trong cột : N d = × = × = tt m L 24 G 32.44 389.28KN 2 2 + Momen lệch tâm trong sơ đồ (1-b): e = d t h h 1 0.5 0.25m 2 2 − − = = ⇒ M = N d × e = 389.28 × 0.25 = 97.32KNm a. Xác định nội lực biểu đồ (1-a) Gọi K là tỷ số về độ cứng giữa dầm ngang và cột Ta có: 1 2 J 6 J = ; h= H d + H t = 8.75 + 4 = 12.75m ; 3 1 J 5 J = K = 3 1 J / L J / h = 3 1 J J × h L = 5 × 12.75 24 = 2.66 + M B = 2 tt m B L G 12 K 2 1 K − × × + Tra bảng Tab 1.2.1 ta có: = = − A B K 0.837 K 0.891 ⇒ M B = × − × + − 2 24 32.44 12 2.66 2 1 0.891 = -223.38KNm ⇒ M A = × = × − = − A B B K 0.837 M ( 223.38) 209.84KNm K ( 0.891) + Ta có: M C = M D = B M - H t × A B d t M M H H + + SVTH : NGUYỄN CÔNG LỰC Trang 8 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH = −223.38 - + × = ÷ + 209.84 223.38 4 87.47 8.75 4 KNm + Giữa nhịp: M nhịp = × × − = − − = tt 2 2 m B G L 32.44 24 M 223.38 2112.3KNm 8 8 b. Xác định nội lực biểu đồ (1-b) Tra bảng Tab 1.2.3 ta có: = = − = − = A B C D K 0.329 K 0.167 K 0.698 K 0.302 Do đó: + M A = K A × (-M) = 0,329 × (-97.32)= -32.02 KNm + M B = K B × (-M) = -0.167 × (-97.32) = 16.25KNm + M C = K C × (-M) = -0.698 × (-97.32) = 67.93KNm + M D = K D × (-M) = 0.302 × (-97.32) = -29.39KNm 223.38 2112.3 209.84 (1 - a) KNm (1 - b) KNm 29.39 16.25 67.93 32.02 c. Xác định nội lực biểu đồ M 1 M 1 = M (1-a) + M (1-b) + M A = 209.84 - 32.02 = 177.82KNm + M B = -223.38 + 16.25 = -207.13KNm + M C = -87.47 + 67.93 = -19.54KNm + M D = -87.47 - 29.39 = -116.86KNm - Lực cắt và lực dọc trong biểu đồ M 1 Q 1 = Q (1-a) + Q (1-b) ( KN) N 1 = N (1-a) + N (1-b) (KN) - Gía trị của lực cắt (Q) bằng độ dốc của biểu đồ moment (M) - Từ biểu đồ lực cắt (Q) suy ra biểu đồ lực dọc (N) ⇒ Biểu đồ nội lực do tĩnh tải mái gây ra SVTH : NGUYỄN CÔNG LỰC Trang 9 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH M 1 (KNm) + - - + 207.13 177.82 19.54 2128.55 116.86 389.3 22.56 Q 1 (KN) N 1 (KN) - - - 22.56 389.3 3.Tính nội lực do hoạt tải mái Tỷ số giữa hoạt tải và tĩnh tải mái: m = tt m tt m Hoaït taûi P 5.4 0.17 Tónh taûi G 32.44 = = (Nội lực của hoạt tải mái bằng 0.17 lần nội lực của tĩnh tải mái) 8750 4000 24000 P tt m = 5.4KN/m 2 M * Nội lực trong sơ đồ M 2 M 2 = M 1 × m + M A = 177.82 × 0.17 = 30.23KNm + M B = -207.13 × 0.17 = -35.21KNm + M C = -19.54 × 0.17 = -3.32KNm + M D = -116.86 × 0.17 = -19.87KNm Tương tự ta có lực cắt và lực dọc trong sơ đồ M 2 Q 2 = Q 1 × m (KN) SVTH : NGUYỄN CÔNG LỰC Trang 10 [...]... cột dưới sử dụng cột rỗng Cột dưới của nhà cơng nghiệp một tầng, một nhịp này có tiết diện khơng đối xứng, bao gồm hai nhánh: nhánh ngồi (nhánh mái) và nhánh trong (nhánh cầu trục) Nhánh ngồi dùng tổ hợp của 1 bản thép và 2 thép góc Nhánh trong dùng tiết diện tổ hợp từ 3 bản thép Do cột dưới có lực cắt lớn nên dùng hệ bụng dạng thanh giằng Các thanh giằng là thép góc bố trí theo hệ tam giác có thanh... LỰC Trang 27 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH + Bán kính qn tính của tiết diện: r = ct x2 r = ct y J ct x 2 ct t F J ct y ct t = 1602.72 = 4.46cm 80.6 = 16602.2 = 14.35cm 80.6 F + Độ mảnh của nhánh cầu trục: l x 1× 102 λ ct = ct = = 22.42 x2 4.46 rx2 ly 8.75 × 102 λ = ct = = 60.98 14.35 ry ct y 1 - Chọn tiết diện nhánh mái: Nhánh mái được tổ hợp từ hai thép góc đều cạnh và một thép bản + Chọn thép góc: b... giằng hội tụ ở trục nhánh cầu trục và ở trục của nhánh mái a Tính tốn, chọn tiết diện nhánh và xác định các đặc trưng hình học Khi chịu uốn quanh trục rỗng x-x, cột rỗng làm việc như một dàn hai cánh song song Việc chọn tiết diện xuất phát từ điều kiện bền của từng nhánh riêng rẽ Moment uốn Mx và lực dọc N của cột gây ra lực dọc Nnh trong các nhánh cột Xác định Nnh cho từng nhánh riêng rẽ Dựa vào bảng... cắt và lực dọc trong biểu đồ M3 + MD = SVTH : NGUYỄN CƠNG LỰC Trang 13 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH 4.75 61.34 2.75 - 88 60.2 31.5 216.06 - + Q3 M3 (KN) (KNm) 143.06 12.86 23.2 23.2 23.2 23.2 - - + N3 (KN) 2.75 2.75 5 Tính nội lực do tải trọng đứng cầu trục (Dmax bên phải ; Dmin bên trái) - Tính nội lực trong biểu đồ M4: ta lấy đối xứng biểu đồ nội lực M3 ta được giá trị và biểu đồ nội lực M4 4.75 61.34... Trang 16 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH 2692 × −0.0013EJ1 = 3.5KNm EJ1 ⇒ Lực cắt và lực dọc trong biểu đồ M5 + MD = − 0.11 28.54 3.5 2.37 15.73 25.13 M5 (KNm) 70 94.03 1.2 - 12.54 + 7.7 - - + - N5 Q5 (KN) 12.54 7.73 + + (KN) 1.2 7.73 1.2 7 Tính nội lực do tải trọng ngang của cầu trục đặt tại cột bên phải - Tính nội lực trong biểu đồ M6: ta lấy đối xứng biểu đồ nội lực M5 ta được giá trị và biểu đồ nội lực... = 0.55m SVTH : NGUYỄN CƠNG LỰC Trang 26 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH + Khoảng cách từ trục trọng tâm tồn bộ tiết diện tới nhánh mái (x- x đến x2 - x2) ym = C - yct = 1 – 0.55 = 0.45m - Tính lực nén lớn nhất trong mỗi nhánh + Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục: N M 1005.73 665.54 N ct = 1 × y m + 1 = × 0.45 + = 1118.12KN nh C C 1 1 + Lực nén lớn nhất trong nhánh mái: N M 778.65 563.94 N m = 2 × y ct... tiết diện mỗi nhánh Giả thiết hệ số ổn định ϕ = 0.8 ta có diện tích tiết diện u cầu cho từng nhánh riêng rẽ + Diện tích tiết diện nhánh cầu trục: N ct 1118.12 ct nh Fnh = = = 66.55cm 2 ϕ× f × γ c 0.8 × 21× 1 + Diện tích tiết diện nhánh mái: Nm 992.2 m nh Fnh = = = 59.1cm 2 ϕ× R × γ c 0.8 × 21 × 1 - Tiết diện nhánh cầu trục có dạng chữ I được tổ hợp từ 3 tấm thép bản hình chữ nhật và nhánh mái có dạng... ⇒ Lực cắt và lực dọc trong biểu đồ M 7 + MC = 104.41 122.2 18.42 6.8 M7 (KNm) 430.5 465.4 19.24 9.44 81.5 + - 13.89 + - + - + N7 Q7 (KN) 81.5 61.44 (KN) 61.44 9.44 9.44 9 Xác định nội lực do tải trọng gió thổi từ phải qua trái - Tính nội lực trong biểu đồ M8: ta lấy đối xứng biểu đồ nội lực M7 ta được giá trị và biểu đồ nội lực M8 SVTH : NGUYỄN CƠNG LỰC Trang 20 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH 19.24KN/m... của cột theo phương ngồi mặt phẳng khung là C được xác định: β 1 C= = = 0.189 1 + m × α 1 + 4.76 × 0.9 - Điều kiện ổn định tổng thể ngồi mặt phẳng khung N 458.44 ≤ f × γc ⇔ ≤ 21 × 1 C × ϕy × F th 0.189 × 0.864 × 146.4 ⇔ 19.18 KN/cm2 < 21KN/cm2 ⇒ thỏa điều kiện c Kiểm tra độ ổn định cục bộ của tiết diện + Đối với bản cánh λc = π × SVTH : NGUYỄN CƠNG LỰC Trang 25 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH bc bc E... × 1 βs × l w × h f 1 × 30 × 1.5 ⇔ 12.2KN/cm2 < 21KN/cm2 ⇒ thỏa điều kiện b Cánh trong của cột trên: Nội lực nguy hiểm nhất cho nhánh trong (tiết diện II - II): = 0KNm M max N tư = 0KN Cánh trong được nối bằng đường hàn đối đầu, chọn theo cấu tạo: - l w = bc = 30cm - h f = 1.5cm SVTH : NGUYỄN CƠNG LỰC Trang 33 ĐỒ ÁN THÉP NGUYỄN DUY PHÍCH c Bản bụng cột trên: Mối nối bản bụng tính đủ chịu lực . dài nhà: 15B = 15 × 6 = 90m + Cao trình đỉnh ray: H R = 8.5m + Ap lực gió tiêu chuẩn: W 0 = 70daN/m 2 + Chiều cao cửa mái: h cm = 2.3m + Chiều cao đầu dàn: h 0 = 2.2m + Độ võng của dàn: f. thưa thớt cao không quá 1.5m ⇒ ta chọn dạng địa hình A. Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn W o = 70daN/m 2 = 0.7KN/m 2 + Theo TCVN 2737 - 95. Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm: - Gió thổi