THUYẾT MINH TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ XƯỞNG BẮN HẠT KIM LOẠI VÀ SƠN TÀI LIỆU DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN 1. TCVN 2737-95: Tải trọng và tác động. NXB Xây dựng, Hà nội 1996 2. TCVN 5575: 1991 - tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép 3. Gs. Đoàn Định Kiến (chủ biên) - Thiết kế kết cấu thép Nhà công nghiệp. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà nội 1998. 4. Ts. Phạm Văn Hội (chủ biên). Kết cấu thép công trình dân dụng và công nghiệp. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà nội 1998. 5. Ts. Đoàn Định Kiến (chủ biên). Kết cấu thép. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà nội 2003. 111 I - VẬT LIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG Ứng suất phá huỷ của vật liệu: R = 2100 (Kg/cm 2 ) II - XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN MÁI 1. Hoạt tải (HT): Lấy tiêu chuẩn W 0 =30 Kg/m 2 MB mái theo bảng 3 (tr13, [1]), hệ số an toàn tải trọng n = 1,3  Tải trọng tác động trên 1m chiều dài vì kèo: W 0 *n*6 = 30*1.3*6 = 234 Kg/1m 2. Tĩnh tải (TT) Tĩnh tải do tải trọng của Xà gồ và mái lợp: 25 Kg/m 2 => Tải trọng tác động trên 1m chiều dài vì kèo: 25 * 6 = 125 Kg/ 1m 3. Tải trọng do cầu trục gây nên (CT) Khối lượng của hệ thống đường ray : 5344 + 2120 = 7464 (Kg). Khối lượng do đường ray đặt vào vai đỡ là: 7464*6/(42*2) = 533 (Kg) Tải trọng nâng của cầu trục: Q = 5000 (Kg), hệ số tin cậy, n = 1,1 Khối lượng bản thân của dầm Cầu trục: P = 2000 (Kg). Tuỳ vào vị trí của Cầu trục mà có các tổ hợp lực khác nhau tác dụng lên vai cột - Xe con ở vị trí giữa dầm cầu trục và cầu trục ở chế độ có tải: CT1 = 1,1*tải trọng đường ray + 1,1*P/2 +1,1*Q/2= 1,1*533+1,1*1000 + 1,1*2500 = 4436.3 (Kg) Trong trường hợp này lực đặt tại mỗi vai cột là 4436.3 (Kg) - Xe con ở vị trí đầu vai cột CT2 = 1,1*tải trọng đường ray + 1,1*P/2 +1,1*Q = 1,1*533+1,1*1000 + 1,1*5000= 7186.3 (Kg) Đối với đầu vai còn lại: 1,1*533+1,1*1000 = 1686 (Kg) 4. Tải trọng gió 222 Công trình được xây dựng trên địa bàn Hà nội, thuộc khu vực II B . Áp lực gió tiêu chuẩn: W 0 = 95 Kg/m 2 Hệ số vượt tải: n = 1,2 Cốt cao nhất của mái là 10m = > theo bảng 8(tr22, [1]) ta tra được hệ số ảnh hưởng bởi độ cao k = 1 Xác định hệ số khí động của mái theo sơ đồ 8(tr27,[1]) => Theo công thức tính áp lực do tác động lên mái: W = k*n* W 0 *c Ta có giá trị áp lực gió lên các vùng khác nhau của mái: W1 = k*n* W 0 *c1 = 1*1.2*95*0.8 = 91.2 (Kg/m 2 ) W2 = k*n* W 0 *c2 = 1*1.2*95*(-0.8) = -91.2 (Kg/m 2 ) W3 = k*n* W 0 *c3 = 1*1.2*95*0.7 = 79.8 (Kg/m 2 ) W4 = k*n* W 0 *c4 = 1*1.2*95*(-0.8) = -91.2 (Kg/m 2 ) W5 = k*n* W 0 *c5 = 1*1.2*95*(-0.8) = -91.2 (Kg/m 2 ) W6 = k*n* W 0 *c5 = 1*1.2*95*(-0.6) = -68.4 (Kg/m 2 ) W7 = k*n* W 0 *c7 = 1*1.2*95*(-0.5) = 57 (Kg/m 2 ) W8 = k*n* W 0 *c8 = 1*1.2*95*(-0.6) = 68 (Kg/m 2 ) 333 III - TỔ HỢP TẢI TRỌNG TH1 = HT + TT + CT1 TH2 = HT + TT + CT2 TH3= TT + GIO IV - KẾT QUẢ 1. Tiêu chuẩn kiểm tra - Ứng suất trong các phần tử vì kèo nhỏ hơn ứng suất cho phép. - Ứng suất trong các phần tử cột thoả mãn điều kiện bền và điều kiện ổn định cho phép. - Bu lông móng đủ khả năng chịu lực - Ứng suất trong đường ray của dầm Cầu trục nhỏ hơn ứng suất cho phép. Sơ đồ 1: Áp lực gió tác động lên mái 444 2. Kiểm tra điều kiện bền của Vì kèo Từ các tổ hợp lực ta xác định được từng thành phần lực lớn nhất của phần từ. Sau đó từ các thành phần lực max này ta tiến hành kiểm tra độ bền Vì kèo. Momen uốn và lực cắt lớn nhất tác dụng lên từng phần tử Vì kèo: Tên phần tử M (Kgm) Q (Kg) 25 8710 4137.20 26 8213 3855.70 31 4242.2 2524.90 32 5697.9 2728.40 33 7612.3 3574.20 34 5454.7 3262.80 35 3493.7 2951.40 36 1729.3 2640.00 37 972.52 2328.60 38 1728.2 2017.20 39 2384.9 1705.80 40 3363.3 1394.40 41 4145.1 1083.00 Sơ đồ 2: Các phần tử Vì kèo 555 42 4730.3 771.62 43 5068.8 274.38 44 4824.6 499.43 45 4438.4 724.49 46 3910.1 949.54 47 3239.8 1174.60 48 2427.4 1399.60 49 1473 1624.70 50 376.58 1849.80 51 1490.3 2074.80 52 2783.9 2299.90 53 4984.7 227.43 54 4920.8 367.51 55 4797.3 578.27 56 4975 455.65 Bảng tính ứng suất trong các phần tử Vì kèo: Tên phần tử M (Kgm) Q (Kg) B cm Hb cm δc cm δb cm A cm 2 δx Kg/cm 2 1.15R KL 25 8710 4137.2 20 27.2 1.2 0.8 69.76 1623.279 2415 TM 26 8213 3855.7 20 27.2 1.2 0.8 69.76 1317.971 2415 TM 31 4242.2 2524.9 20 27.2 1.2 0.8 69.76 580.457 2415 TM 32 5697.9 2728.4 20 27.2 1.2 0.8 69.76 774.444 2415 TM 33 7612.3 3574.2 20 27.2 1.2 0.8 69.76 1034.152 2415 TM 34 5454.7 3262.8 20 27.2 1.2 0.8 69.76 746.504 2415 TM 35 3493.7 2951.4 20 27.2 1.2 0.8 69.76 487.087 2415 TM 36 1729.3 2640 20 27.2 1.2 0.8 69.76 260.291 2415 TM 37 972.52 2328.6 20 27.2 1.2 0.8 69.76 166.831 2415 TM 38 1728.2 2017.2 20 27.2 1.2 0.8 69.76 248.818 2415 TM 39 2384.9 1705.8 20 27.2 1.2 0.8 69.76 329.042 2415 TM 40 3363.3 1394.4 20 27.2 1.2 0.8 69.76 455.716 2415 TM 41 4145.1 1083 20 27.2 1.2 0.8 69.76 558.483 2415 TM 42 4730.3 771.62 20 27.2 1.2 0.8 69.76 635.872 2415 TM 43 5068.8 274.38 20 27.2 1.2 0.8 69.76 680.486 2415 TM 44 4824.6 499.43 20 27.2 1.2 0.8 69.76 647.980 2415 TM 45 4438.4 724.49 20 27.2 1.2 0.8 69.76 596.635 2415 TM 46 3910.1 949.54 20 27.2 1.2 0.8 69.76 526.552 2415 TM 47 3239.8 1174.6 20 27.2 1.2 0.8 69.76 438.018 2415 TM 48 2427.4 1399.6 20 27.2 1.2 0.8 69.76 331.754 2415 TM 49 1473 1624.7 20 27.2 1.2 0.8 69.76 210.585 2415 TM 50 376.58 1849.8 20 27.2 1.2 0.8 69.76 96.775 2415 TM 666 51 1490.3 2074.8 20 27.2 1.2 0.8 69.76 220.418 2415 TM 52 2783.9 2299.9 20 27.2 1.2 0.8 69.76 387.509 2415 TM 53 4984.7 227.43 20 27.2 1.2 0.8 69.76 669.164 2415 TM 54 4920.8 367.51 20 27.2 1.2 0.8 69.76 660.714 2415 TM 55 4797.3 578.27 20 27.2 1.2 0.8 69.76 644.449 2415 TM 56 4975 455.65 20 27.2 1.2 0.8 69.76 668.095 2415 TM Tất cả các phần tử đều thoả mãn δx < 1.15*R = 2415 => thoả mãn điều kiện bền. 3. Kiểm tra điều kiện bền và ổn định của cột Chiều cao cột 7500mm Mômen và lực nén lớn nhất tác dụng lên cột: M (Kgm) N (Kg) 15800 11199 Đ ặ c trưng ti ết diện cột: B cm H cm Hb cm δc cm δb cm A cm 2 Ix cm 4 Iy cm 4 Rx cm Ry cm Wx cm 3 Wy cm 3 20 45 41 2 1 121 42750,08 2670,1 18,8 4,7 1900 118,7 Các hệ số trung gian: N (kg) M (kgm) H cột m λ λ tb Ac/Ab η m1 11199 19944 7,5 1,965 58,51 1,8503 0,98 1,50 4,607 Bả ng xác đ ị nh đi ều kiện bền và ổ n đ ịnh của cột: N (kg) M (kgm) A (cm2) Ix (cm4) Iy (cm4) Wx φlt δ bền δ ôđ 0.95*R KL 11200 15800 121 42750 2670,08 1900 0,148 1193,66 625,363 1995 TM δ bền = 1337,3< 0.95*R = 0.95*2100 = 1995 δ ôđ = 229,65 < < 0.95*R = 0.95*2100 = 1995 => Cột được thiết kế thoả mãn điều kiện bền và ổn định 777 4. Kiểm tra khả năng chịu lực của bulông móng Momen và lực cắt lớn nhất tác dụng vào chân cột: M (Kgm) N (Kg) 15800 11199 Lập phương trình cân bằng momen so với trọng tâm theo ct 4.78 (tr151,[5]) yNaMN bl /)( −= ∑ N bl : Lực kéo bu lông M: Momen uốn y: Chiều dài cánh tay đòn => ∑ bl N = (1580000-11199*21.5)/32,7 = 40954 (Kg) Tổng diện tích yêu cầu của bulông chịu kéo xác định theo ct 4.79 (tr151,[5]) m blkblbl RNA , /= ∑ Trong đó R b k,bl = 2100 Kg/cm 2 - Cường độ chịu kéo của bulông móng 5.6. 888 = ∑ bl A 40954/2100 = 19.5 cm 2  Số lượng bulông có đường kính d = 36 cần cho liên kết móng là 19.5/10,1736 = 1,91 Số lượng bu lông cho một phía là 2 chiếc => Tổng số bulông cho liên kết móng là 4 chiếc. Vậy với 4 bulông liên kết cường độ 5.6 có d = 36 mm thoả mãn độ bền liên kết giữa cột và móng. 5. Kiểm tra liên kết giữa cột và vì kèo Momen lớn nhất tác dụng tại vị trí liên kết: 1010200(Kgcm) Bulông liên kết M20 có F = 3,14 cm 2 Lực kéo max ở bulông ngoài cùng do momen gây ra: N max = M max *l max /(m* ∑ 2 i l ) = 871000*43/(2*(17*17+30*30+43*43)) = 6529 (Kg) Tổng diện tích yêu cầu của bulông chịu kéo xác định theo ct 4.79 (tr151,[5]) m blkblbl RNA , /= ∑ Trong đó R b k,bl = 2100 Kg/cm 2 - Cường độ chịu kéo của bulông 5.6. => A bl = 6529/2100 = 3,1 (cm 2 )< 3,14cm 2 . Liên kết bulông tại vị trí nối cột và vì kèo thoả mãn điều kiện bền. 6. Kiểm tra liên kết đỉnh kèo Momen lớn nhất tác dụng tại vị trí liên kết: 492000(Kgcm) Bulông liên kết M22 có F = 3,8 cm 2 Lực kéo max ở bulông ngoài cùng do momen gây ra: N max = M max *l max /(m* ∑ 2 i l ) = 492000*36/(2*(24*24+36*36)) = 6362 (Kg) Tổng diện tích yêu cầu của bulông chịu kéo xác định theo ct 4.79 (tr151,[5]) m blkblbl RNA , /= ∑ 999 Trong đó R b k,bl = 2100 Kg/cm 2 - Cường độ chịu kéo của bulông 5.6. => A bl = 6362/2100 = 3,029 (cm 2 )< 3,8cm 2 . Liên kết bulông ở đỉnh vì kèo thoả mãn điều kiện bền. 7. Kiểm tra độ bền của ray dầm cầu trục Tải trọng tác dụng lên dầm gồm: - Khối lượng bản thân của cầu trục: 3000 (Kg)/2 = 1500 (Kg) - Khối lượng nâng của cầu trục: Q = 5000 (Kg), hệ số tin cậy n =1.  Khối lượng cầu trục tác dụng lên ray = 1500 + 5000 = 8000 (Kg) Trường hợp cầu trục ở gần vị trí gối đỡ sẽ gây lực cắt lớn nhất cho ray, khi đó lực cắt Q = 8000 (Kg) Trường hợp cầu trục ở vị trí giữa dầm sẽ gây Momen uốn và chuyển vị lớn nhất cho ray. 7.1. Kiểm tra độ võng của dầm Chuyển vị lớn nhất của dầm: 6,3 mm 101010 [...]... Momen lớn nhất trong dầm: 0,123E+08Kgmm = 1230000 (Kgcm) Xác định σu suất uốn theo công thức: 11 σu= Mx/Wx: Wx= yo/ Jxo Trong đó Mx là Momen uốn theo trục quán tính x-x của dầm yo: Là chiều cao lớn nhất tính từ trục quán tính x-x Jxo: Momen quán tính đối với trục chính Bảng các thông số đặc trưng của thép tiết diện dầm: B cm 16 H cm 45 Hb cm 41,8 δc cm 1,6 δb cm 1 A cm2 93 Ix Iy cm4 cm4 30206,71 1095,75... xy 2 2 = 916,18 + 3 * 91 = 931,6 (Kg/cm2) σtđ < [σ] = 2100 (Kg/cm2) Vậy dầm cầu trục thoả mãn điều kiện bền 8 Kiểm tra độ bền của vai cột Lực cắt tác dụng lên vai cột: 8000 (Kg) Diện tích liên kết giữa vai cột và cột: 85 cm2 Ứng suất cắt tại vai cột: 8000/85 = 95 Kg/cm2 < 2100 Kg/cm2 PHỤ LỤC Biểu đồ chuyển vị của TH1 12 Wx cm3 1342,52 Giá trị nhất: chuyển vị lớn -26mm Biểu của tổ đồ momen hợp TH1 Giá . THUYẾT MINH TÍNH TOÁN KẾT CẤU NHÀ XƯỞNG BẮN HẠT KIM LOẠI VÀ SƠN TÀI LIỆU DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN 1. TCVN 2737-95: Tải trọng và tác động. NXB Xây dựng, Hà nội 1996 2 chuẩn thiết kế kết cấu thép 3. Gs. Đoàn Định Kiến (chủ biên) - Thiết kế kết cấu thép Nhà công nghiệp. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà nội 1998. 4. Ts. Phạm Văn Hội (chủ biên). Kết cấu thép công trình. = 36 mm thoả mãn độ bền liên kết giữa cột và móng. 5. Kiểm tra liên kết giữa cột và vì kèo Momen lớn nhất tác dụng tại vị trí liên kết: 1010200(Kgcm) Bulông liên kết M20 có F = 3,14 cm 2 Lực