**********************đồ áN KếT CấU THéP******************* A.Đề bài I. Số LIệU TíNH TOáN Chiều dài nhịp : L=30m Cao trình ray : H 1 =15,4m Số cầu trục làm việc trong xởng :2 Chế độ làm việc : rất nặng Sức trục : Q =150 tấn Bớc cột : B= 9m Số bớc khung : n= 16 Địa điểm xây dựng : Huế Các số liệu khác cần cho thiết kế sinh viên tự chọn : tấm mái , vật liệu thép. II. Nội dung Đồ án gồm: Lựa chọn sơ đồ kết cấu , tải trọng tác dụng lên khung và dàn Tính toán nội lực , tổ hợp nội lực và lựa chọn sơ đồ tính toán cho khung ngang Tính toán cột các chi tiết liên kết nh chân cột , vai cột Tính toán dàn và các chi tiết liên kết của dàn Hoàn chỉnh thuyết minh và bản vẽ b. thực hiện: I. Lựa chọn sơ đồ kết cấu , tảI trọng tác dụng lên khung và dàn 1- Lựa chọn sơ đồ kết cấu: A.Sơ đồ khung ngang: SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 1 LớP :XDD-47ĐH2 **********************đồ áN KếT CấU THéP******************* d tr H H H L L H H H 1 3 2 K i=10% B. Kích thớc chính của khung ngang a)Kích thớc cầu trục : + Nhịp cầu trục : L c = L k = L-2 +Trong đó : L=30m (nhịp nhà ) + Sức nâng cầu trục Q=150(tấn) Ta có Q>75 tấn nên khoảng cách từ trục ray đến trục định vị:=1250mm L c = L k =L-2 =30000-2.1250=27500(mm) =28m Từ đó ta xác định các thông số thông qua cuốn Thiết kết cấu thép nhà công nghiệp đối với L k =28m, Q=150t Sức trục (t) L k Kích thớc gabarit chính (mm) Loại máy áp lực bánh xe lên ray (t) Trọng l- ợng (t) Móc chính Móc phụ H c B 1 L T T B P 1 P 2 G xe G CT 150 30 28 4800 500 5500 1900 10400 KP- 120 32 33 0 195 b)Kích thớc theo phơng thẳng đứng: Chiều cao H 2 từ mặt ray đến đáy kết cấu chịu lực (cánh dới của dàn) SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 2 LớP :XDD-47ĐH2 **********************đồ áN KếT CấU THéP******************* H 2 =H c + 100 + f +H c : chiều cao cầu trục từ mặt ray đến điểm cao nhất của xe con cầu trục tra bảng ta có : H c = 4800(mm) + 100: là khe hở an toàn giữa xe con và kết cấu + f : khe hở phụ xét đến độ võng của kết cấu và việc bố trí thanh giằng ( f = 200 ữ 400 . ta lấy f = 400) H 2 = 4,8+0,1+0.4=5.3 (m) + Khoảng cách từ mặt nền tới ray cầu trục : H 1 =15,4m Chiều cao của xởng từ nền nhà tới đáy của vì kèo : H= H 1 + H 2 =15,4+5,3=20,7 m.Ta chọn H= 21,6m (Theo quy pham QPXD 57-73thì H là bội số của 1,2 khi nhỏ hơn 10,8 m và của 1,8 nếu lớn hơn 10,8 m.) Kích thớc của cột trên từ vai đỡ dầm cầu trục tới dạ vì kèo : H t = H 2 + H r + H dct + Chiều cao dầm cầu trục :H dct =(1/8ữ1/10).B=(1/8ữ1/10).9=(0,9-1,125)m chọn H dct = 0,9 m +H r : chiều cao ray và đệm , chọn sơ bộ =200mm Chiều cao phần cột trên : H t =5300+900+200=6400(mm) Chiều cao phần dới cột tính toán từ bản đế chân cột đến chỗ đổi tiết diện : H d = H H t + H 3 +H 3 =600-1000mm là chiều sâu chôn cột dới mặt nền. Chọn H 3 =800mm H d = 21,6 -6,4+0,8=16(m) c)Kích thớc theo phơng ngang: Bề rộng phần trên cột : h t = (1/12 ữ 1/10)H t =(1/12 ữ 1/10)6,4=(0,53 0,64)m Lấy h t =0,6(m) Bề rộng phần dới cột : h d = a + =500 + 1000 = 1500(mm) Bề rộng phần cột dới phải thoã mãn điều kiện: h d >(1/20 ữ 1/15)H =(1,035-1,38)m (để đảm bảo độ cứng) d) Kích thớc dàn: + Chọn dàn hình thang liên kết cứng với cột + Chiều cao đầu dàn là: h 0 =2200mm + Độ dốc cánh trên i=10% = 1/10 chiều cao giữa giàn là 2200+ 10 1 . 2 30000 =3700=3,7 m Cửa mái SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 3 LớP :XDD-47ĐH2 **********************đồ áN KếT CấU THéP******************* L cm =( 4 1 2 1 ữ )L = 7,5m- 15m . Chon L cm = 12 m h cm = 2,5m Gồm:+lớp kính cao1,5m ; +bậu trên cao 0,2m + bậu dới 0,8m . 12000 30000 2200 1500 2500 Sơ đồ mái SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 4 LớP :XDD-47ĐH2 **********************đồ áN KếT CấU THéP******************* 30000 28000 800 15400 5300 37502500 i=10% Sơ đồ kích thớc khung ngang II. Tải trọng tác dụng lên khung và dàn 1.Tải trọng tác dụng lên dàn 1.1-Tải trọng thờng xuyên a. Tải trọng mái Đợc tính toán theo cấu tạo của mái nh bảng sau: SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 5 LớP :XDD-47ĐH2 **********************đồ áN KếT CấU THéP******************* Cấu tạo lớp mái Tải trọng tiêu chuẩn(kg/m 2 ) Hệ số vợt tải (n) Tải trọng tính toán (kg/m 2 ) Panel(1.5ì6)m 150 1.1 165 Lớp cách nhiệt dày 12cm bằng bê tông xỉ =500kg/m 3 60 1.2 72 Ximăng lót 1,5cm 27 1.2 32 Lớp cách nớc 2 giấy 3 dầu 20 1.2 24 Gạch lá nem 4cm 80 1.1 88 Cộng 337 381 Đổi ra phân bố trên mặt bằng với độ dốc i=1/10 có cos= 0.995 2 m/daN339 995.0 337 tc m g == 2 m/daN383 995.0 381 tt m g == b.Trọng l ợng bản thân dàn và hệ giằng Đợc tính sơ bộ theo công thức: g đ =1,2. đ .L.n Trong đó: +n=1,1 là hệ số vợt tải + 1.2 là hệ số kể đến trọng lợng các thanh giằng + đ là hệ số trọng lợng dàn lấy bằng 0,6 ữ 0,9 , lấy đ =0,6 g đ =1,2. đ .L.n = 1,2.0,6.30.1,1 = 23,76 daN/m 2 c.Trọng l ợng kết cấu cửa trời g ct = n. ct .L ct Để tính chính xác hơn tải trọng nút dàn lấy g ct =12-18 daN/m 2 Chọn g ct tc =16(daN/m 2 ) g ct rr = 16.1.1=17,6(daN/m 2 ) d.Trọng l ợng cánh cửa trời và bậu cửa trời +Trọng lợng cánh cửa (kính+khung) 2 m/daN)4035( tc k g = Chọn g k tc =35 daN/m 2 g k =35.1,1=38,5 daN/m 2 + Trọng lợng bậu : mdaN tc b g /)150100( = . Chọn g b tc =100 daN/m g b =100.1,1=110 daN/m + Tải trọng thờng xuyên : m/daN74,7236110)5,386,1776,23383339.(9 i g.Bg =+++++== + Tải trọng tam thời : SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 6 LớP :XDD-47ĐH2 **********************đồ áN KếT CấU THéP******************* )3,1n( 2 m/daN75 tc p == Vậy tải trọng tạm thời phân bố đều là: P=n.p tc .B=1,3.75.9 = 877,5 daN/m 2-Tải trọng tác dụng lên cột 2.1-Do phản lực của dàn. + Tải trọng thờng xuyên: )daN(1,108551 2 30.74,7236 2 L.g A === . + Tải trọng tạm thời: )daN(5,13162 2 30.5,877 2 L.p 'A === . 2.2-Do trọng lợng dầm cầu trục Tính sơ bộ theo công thức: G dct = dct .l 2 dct (daN). Trong đó : +l dct : Nhịp cầu trục tính bằng m (bằng bớc cột B). + dct : Là hệ số trọng lợng bản thân dầm cầu trục , do Q=150(tấn) nên dct =(35-47) lấy dct =35. G dct =35ì9 2 = 2835 (daN). G dct đặt ở vai đỡ dầm cầu trục là tải trong thờng xuyên. 2.3-Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục áp lực bánh xe truyền qua dầm cầu trục thành lực tập trung đặt vào vai cột , tảI trọng đứng của dầm cầu trục lên cột đợc xác định do tác dụng của 2 cầu trục hoạt động trong 1 nhịp , áp lực lớn nhất của 1 bánh xe cầu trục lên ray xảy ra khi xe con mang vật nặng ở vị trí sát nhất với cột phía đó Lực thẳng đứng tiêu chuẩn lớn nhất : Tra bảng Q=150T thì P c 1max = 32 T và P c 2max = 33 T +Số bánh xe ở một bên là :n= 8, +Trọng lợng cầu trục: G=195t Lực thẳng đứng tiêu chuẩn nhỏ nhất của 1 bánh xe : )T(125,1132 8 195150 c max1 P 0 n ct GQ c min1 P = + = + = )T(125,1033 8 195150 c max2 P 0 n ct GQ c min2 P = + = + = SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 7 LớP :XDD-47ĐH2 **********************đồ áN KếT CấU THéP******************* áp lực thẳng đứng lớn nhất lên cột do P C 1max và P C 2max đợc xác định bằng đ- ờng ảnh hởng phản lực khi có 1 bánh xe đặt vào vai cột , các bánh khác có xu thế gần vai cột nhất Vị trí bất lợi nhất,ở hình dới , với khoảng cách 2 xe là: Có B ct =10400mm Khoảng cách :10400-840.4-1840.2-1900=1460mm 1 0,91 0,7 0,61 0,4 0,3 0,1 0,84 0,74 0,54 0,45 0,24 0,14 0,006 P 1 P 1 P 1 P 1 P 2 P 2 P 2 P 2 P 2 P 2 P 2 P 2 P 1 P 1 840 1840 840 1900 840 1840 840 1460 840 1900 840 1900 840 9000 9000 Đờng ảnh hởng Ap lực: +D min = n ì n c y min c p =1,2.0,9. {11,125(0,006+0,1+0,3+0,4+0,45+0,24) + 10,125.(0,61+0,7+0,91+1+ 0,84+0,74+0,54+0,45)} =81,288 (T) +D max = n ì n c y max c p =1,2.0,9. {32(0,006+0,1+0,3+0,4+0,45+0,24) + 33.(0,61+0,7+0,91+1+ 0,84+0,74+0,54+0,45)} =258,057 (T) *Trong đó + n=1,2 +n c : hệ số tổ hợp xét xác suất xảy ra đồng thời tải trọng tối đa của nhiều cầu trục , lấy = 0,9 xét tải trọng do 2 cầu trục hoạt động chế độ rát nặng +y I : tung độ dờng ảnh hởng SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 8 LớP :XDD-47ĐH2 **********************đồ áN KếT CấU THéP******************* 2.4-Do lực hãm của xe con Khi xe con hãm thì quán tónh tác dụng ngang nhà theo phơng thẳng đứng , lực con hãm xe thông qua bánh xe truyền lên dầm hãm tới cột Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe tính theo công thức: )T(9375,0 8 )0150(05.0 0 n ) xe GQ(05.0 tc 1 T = + = + = ( n 0 :Số bánh xe một bên cầu trục). Lực hãm ngang T 1 tc : T=n o .n c .T 1 tc .y I = 1,2.0,9.0,9375 (1,496 +5,79) = 7,377(T). 3-Tải trọng gió tác dụng lên khung. Tải trọng gió tác dụng lên khung gồm: - Gió thổi lên mặt tờng dọc , đợc truyền về phân bố trên cột khung - Gió trong phạm vi mái từ cánh dới vì kèo trở lên, đợc chuyển thành lực tập trung nằm ngang đặt ở cao trình dới đát vì kèo áp lực gió tiêu chuẩn ở Huế thuộc khu vực II-B. q o =70(daN/m 2 ). Do tại Huế thuộc vùng gió mạnh nên q o =80(daN/m 2 ). Hệ số k với địa hình che khuất (C) là: 0,8ở độ cao H= 22,4m 0,88 ở độ cao H=28,6m +Nội suy ỏ độ cao H=21,6m k=0,8,ở độ cao H=27,8mk=0,88 +Để tiện tính toán đổi chiều dài này thành tải trọng phân bô đêu suốt chiều dài tính toán của cột bằng cách nhân với hệ số =1,1 +Các hệ số khí động lấy theo bảng ghi trên hình vẽ , trong đó c 1 =-0,6008 đợc nội suy với góc dốc của mái là 1/10 tơng đơng với góc 6 0 SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 9 LớP :XDD-47ĐH2 **********************đồ áN KếT CấU THéP******************* +0,8 20,7 2,2 0,9 2,5 0,6 -0,6008 +0,7 -0,6-0,8 -0,6 -0,6 -0,469 Tải trọng gió phân bố đều tác dụng lên cột : - Phía đón gió : q đ =n.q o .k.C.B(kg/m) +n:hệ số vợt tải = 1,3 +B:bớc khung +c:hệ số khí đông phía đón gió q d =1,3.80.0,8.0,8.9.1,1= 658,944(kg/m) - Phía hút gió : q h =n.q o .k.C.B(kg/m). +n:hệ số vợt tải = 1,3 +B:bớc khung +c:hệ số khí đông phía hút gió q h =1,3.80.0,8.0,469.9.1,1=386,306 ( kg/m) -Trong phạm vi độ cao 20,7 m -26,9m ding hệ số trung bình của k : SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ TRANG 10 LớP :XDD-47ĐH2 q d q h w d w h [...]... quán tính: 3 b C C 3 2 C h b J X= + a C b C + 2. 12 12 52. 33 1,6.54 3 2 4 = + 2. + 28 ,5 3. 52 = 27 4651,2cm 12 12 JY= 2. C b C + h b b 12 12 2.4.453 52. 1,63 + = 70 322 ,4cm 4 12 12 3 3 +Bán tính quán tính & các chỉ số khác: SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ LớP :XDD-47ĐH2 TRANG 29 ********************* *đồ áN KếT CấU THéP* ****************** r x= JX = A 27 4651 ,2 = 26 ,26 cm 398,4 rY= JY 70 322 ,4... .T.H = K K (1 0 ,24 5) 2 [ ( 2 + 0 ,24 5).1,736 2. 1 ,21 1] = 8 ,27 T B 9.(0 ,28 6 0 ,24 5) 2 [ (2. 0 ,28 6 + 0 ,24 5).1,736 2. 1 ,21 1] + 73,77 .22 ,4 = 165,51KNm 8 ,27 (1 ) 2 [ 3B 2A( 2 + ) ] à( ) 2 [ 3B 2A( 2 + ) ] R = + .T = K K (1 0 ,24 5) 2 [ 3.1,736 2. 3,574( 2 + 0 ,24 5) ] + 8 ,27 .73,77 = 55,19KN = 9( 0 ,28 6 0 ,24 5) 2 [ 3.1,736 2. 3,574( 2. 0 ,28 6 + 0 ,24 5) ] + 8 ,27 T B - Tính nội lực... MINH THƠ LớP :XDD-47ĐH2 Hệ cơ bản a' TRANG 22 ********************* *đồ áN KếT CấU THéP* ****************** 9B.F 8.C 2 9.1,736.1,06 8.1 ,21 12 2 MB = q.H = 6,59 .22 ,4 2 = 160,91(KNm) 12. K 12. 8 ,27 2B.C 3.A.F 2. 1,736.1 ,21 1 3.3,574.1,06 tr RB = q.H = 6,59 .22 ,4 = 63,91(KN) 2. K 2. 8 ,27 q.H 2 6,59.6,4 2 tr tr M c = M B + R B H tr = 160,91 + 63,69.6,4 = 113,15(KNm) 2 2 q.H 2 6,59 .22 ,4 2 P M A = M B + R B... 23 5, 92( KNm) H2 EJ1 0 ,22 EJ1 22 0,91H M = 524 ,24 = 475,64(KNm) ì H2 EJ1 2 3, 927 .EJ 1 22 0,91.H + 22 8,71 = 1096 ,22 (KNm) MA= ì H2 E.J1 2 d c + Lực cắt chân cột : QA= 1096 ,22 + 475,64 = 98,11( KN) 16 tr + Lực dọc : NB= N c = 0 NA= N d = D max = 25 80,57( KN) c - Cột bên phải : + Mômen: 1 ,25 9EJ1 22 0,91H 2 113,86 = 391,99(KNm) MB = H2 E.J 1 2 0 ,22 .EJ1 22 0,91H tr Mc = + 187, 32 = 23 5, 92( KNm) 2 EJ1... 0 ,22 EJ1 22 0,91H M = 524 ,24 = 475,64(KNm) 2 EJ1 H 2 d c SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ LớP :XDD-47ĐH2 TRANG 18 ********************* *đồ áN KếT CấU THéP* ****************** 3, 927 .EJ1 22 0,91.H + 22 8,71 = 1096 ,22 (KNm) MA= 2 E.J1 H 2 + Lực cắt: QA= 1096 ,22 + 475,64 = 98,11(KN) 16 + Lực dọc: NB,=NB=0 NA,=Dmin= N d = 8 12, 88(KN) c 83 ,24 391,99 17 12, 36 475,64 545,88 141,65 23 5, 92 M kN.m 1096 ,22 5... ********************* *đồ áN KếT CấU THéP* ****************** M+ B Ct Cd A M N 1-4-6 - 127 7,166 1085,5 M N 1-3-5 155,498 1085,5 Qmax M+ 1 -2 - 824 ,1 121 7,1 1 -2 -544 ,21 2 121 7,1 1 -2 -544 ,21 2 121 7,1 1-3-5 -1668,8 3694,4 M N M N M1 -2- 4-6-8 -1384 120 4 1-4-5 25 03 1 926 ,7 1-4-6 164,7 1-3-5-7 164 ,27 1085,5 1 -2- 4-5-8 3131,6 1964 1 -2- 4-6-8 -1384 120 4 1 -2 -538,4 120 4 1 -2 -538,4 120 4 1-3-5 -1488 3436,35 1-3-5 -1668,8 3694,4 1-4-5 25 03... áN KếT CấU THéP* ****************** 1 ,25 9EJ 1 146,468H 2 + 94 ,29 = 84 ,27 (KNm) MB = H2 E.J 1 0 ,22 EJ1 146,468H 2 66,31 = 34,09(KNm) MC = H2 E.J 1 3, 927 EJ1 146,468H 2 + 22 4 ,22 = 799,4(KNm) MA = H2 E.J1 QA= M C M A q.H d 799,4 + 34,09 3,863.16 + = + = 82, 997(KN) Hd 2 16 2 23,49 90,11 34,09 80,93 957,81 M kN.m SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ LớP :XDD-47ĐH2 799,4 TRANG 24 ********************* *đồ áN KếT CấU. .. :XDD-47ĐH2 TRANG 17 ********************* *đồ áN KếT CấU THéP* ****************** - Giải phơng trình chính tắc: R 1P 109 ,29 H 3 H2 = = 22 0,91 = r11 10,372EJ1 E.J1 - Nhân biểu đồ mômen do =1 với và cộng với mômen ngoại lực trong hệ cơ bản.Ta đợc biểu đồ mômen cuối cùng: M = M +MP - ở cột trái: + Mômen: 1 ,25 9EJ1 22 0,915H 2 113,86 = 391,99(KNm) MB = H2 E.J1 2 0 ,22 .EJ1 22 0,91H tr Mc = + 187, 32 = 23 5, 92( KNm)... 83,1 -141,65 118,5 25 80,57 4 ,2 -98,3 0,9 1 -74,9 -391,99 0 0 491,3 23 5, 92 0 0 -1541,1 -475,64 23 22, 5 8 12, 88 - 127 ,5 1096 ,22 23 22, 5 8 12, 88 -88,5 98,11 0,9 -3 52, 8 0 21 2,3 0 - 428 ,1 731,6 986,6 731,6 88,3 1 15,47 0 95,09 0 95,09 0 643,9 0 46,19 13,9 0 85,6 0 85,6 0 0 41,6 150,0 0 26 ,22 0 26 ,22 0 0 27 ,61 23 ,6 0 23 ,6 0 0 24 ,8 2 3 4 5 6 7 Tải trọng thờng xuyên tải trọng tạm thời trên mái Momen... 1 ,25 9EJ1 119,17 H 2 = 150,04(KNm) MB,= M B = H2 E.J1 , [ ] MD,= M B + R B ( H tr h dct ) +MT= 2 1 ,25 9EJ1 5,186EJ1 119,17H = 1,71(KNm) =- + (6,4 0,9) 2 EJ1 H3 H 0 ,22 EJ1 119,17 H 2 = 26 ,22 (KNm) M = M C = H2 E.J1 3, 927 EJ1 119,17H 2 ,= = 467,98(KNm) MA M A = H2 E.J1 , C QA = QA,= 467,98 26 ,22 = 27 ,61(KN) 16 SINH VIÊN:NGUYễN THị MINH THƠ LớP :XDD-47ĐH2 TRANG 21 ********************* *đồ áN KếT . h t =0,6(m) Bề rộng phần dới cột : h d = a + =500 + 1000 = 1500(mm) Bề rộng phần cột dới phải tho mãn điều kiện: h d >(1/20 ữ 1/15)H =(1,035-1,38)m (để đảm bảo độ cứng) d) Kích thớc. )cm(930,293 75,1 6,0 2,1 3000533 J 4 2 2 = = Tỷ số độ cứng giữa dàn và cột dới: 14,2 3000533 6433433 J J 1 d == - Các tỷ số này đã chọn tho mãn điều kiện: + 1.11 6 - Với = 59,1 30 6,21 14,2 L H . J J 1 d == = 91101 J J 2 1 == -