Đang tải... (xem toàn văn)
Thuyết minh đồ án Kết cấu thép 2, hướng dẫn cụ thể qui trình tính toán xử lý số liệu. Cụ thể bài đồ án này khung 1 nhịp 30m, 1 tầng. Hướng dẫn chi tiết dùng phần mềm Sap2000 để giải nội lực mái và toàn hệ khung. Khi tải xong file thuyết minh liên hệ mình để nhận thêm file A.cad và 1 số file exel xử lý số liệu. Mong các bạn tham khảo tốt. Chúc các bạn 1 mùa đồ án thành công
ĐAMH KẾT CẤU THÉP PHẦN 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CHÍNH I CÁC BỘ PHẬN CỦA KẾT CẤU THÉP NHÀ CÔNG NGHIỆP Số liệu thiết kế Thiết kế khung ngang nhà cơng nghiệp tầng, nhịp có cầu trục Các số liệu thiết kế • • • Nhịp khung: L = 30 m • Chiều cao ban đầu dàn kèo Hđd=2200 mm • Độ dốc cánh 1/10 • Bu long neo cấp độ bền 4.6 • Bu long liên kết với cấp độ bền 8.8 Bước khung: B = m; toàn nhà dài 15B = 90 m Sức trục: Q = 50 tấn; Số cầu trục làm việc xưởng chiếc, chế độ làm việc trung bình Mỗi xe có móc cẩu dạng móc mềm (dây cáp) • Cao trình đỉnh ray: Hr = 10.6 m • Vùng gió: Thái Ngun • Tra bảng: cầu trục móc Q = 50 (T), chế độ làm việc trung bình, L=30 m - Hk = 3150 mm (chiều cao gabarit cầu trục tính từ cao trình đỉnh ray đến điểm cao cầu trục) - Bk = 6650 mm (tính theo phương dọc nhà cầu trục) - Lk = 28.5 m - K = 5250 mm (có bánh xe bên, khoảng cách trục bánh xe cầu trục) - B1 = 300 mm (khoảng cách từ tim ray đến mép cầu trục) - Loại ray: KP-80 Lê Đình Đức Minh - 1412271 h ĐAMH KẾT CẤU THÉP 2 Xác định kích thước theo phương đứng • • Số liệu: - Cao trình đỉnh ray: Hr= 10600 mm - Chiều cao ray đệm ray cầu trục: hr,đ = 200 mm - Chiều cao dầm cầu trục: hdct = 600 mm - Chiều sâu chân cột bên lớp lót Hm = mm - Chiều cao gabarit cầu trục: Hk = 3150 mm Xác định - Chiều cao thực cột dưới: H d = H r − hr , d − hdct + H m = 10600 − 200 − 600 + = 9800mm Lê Đình Đức Minh - 1412271 h ĐAMH KẾT CẤU THÉP - Chiều cao phần cột trên: H t = hr , d + hdct + H c + ∆ = 200 + 600 + 3150 + 450 = 4400mm ∆= Với L + (100 ÷ 150)mm = 300 + 150 = 450( mm) 100 Xác định kích thước theo phương ngang • • Số liệu - L = 30 m - Lk = 28.5m - B1 = 300 mm - H d = 9800mm H t = 4400mm Tính tốn - Khoảng cách từ tim ray đến trục định vị λ : λ= - L − Lk 30 − 28.5 = = 0.75m = 750mm 2 Ước lượng chiều cao tiết diện cột trên: 1 1 ht = ÷ ÷H t = 293 ÷ 440( mm) 15 10 Chọn ht = 500mm - Bề rộng cột dưới: hd = ht 500 +λ = + 750 = 1000mm 2 - Kiểm tra khe hở h 500 D = λ − t − B1 = 750 − − 300 = 200 ≥ 70(mm)(Thoa ) 2 - Chiều cao thông thủy khung ngang: H= hd+Hd+Hđd= 1000+9800+2200=23400 (mm) • Kiểm tra lại theo yêu cầu độ cứng khung ngang: + ht ≥(1/15 ÷ 1/10)Ht = 293 ÷ 440 (thỏa) + hd ≥(1/14 ÷ 1/8)Hd = 700 ÷ 1225 (thỏa) Kích thước dàn mái cửa mái: Lê Đình Đức Minh - 1412271 h ĐAMH KẾT CẤU THÉP Bề rộng cửa mái từ 1/2 đến 1/3 nhịp nhà: 12000mm Hệ giằng: • Đảm bảo tính bất biến hình hệ thống kết cấu khung nhà xưởng • Ổn định khung dựng lắp • Giảm bớt chiều dài tính tốn cấu kiện chịu nén • Truyền tải trọng theo phương dọc nhà • Bảo đảm làm việc không gian hệ thống khung nhà xưởng, chịu lực hãm ngang cầu trục • Bao gồm hệ giằng cột hệ giằng mái II XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG Theo phương đứng: a) Tải trọng mái: Tải trọng lớp mái Tấm mái 1.5x6m Lớp cách nhiệt dày 12cm Bằng bê tong xi g=500kG/ m3 Lớp xi măng lót 1.5 cm Lớp cách nước giấy dầu Hai lớp gạch nem 4cm Tổng Tải trọng tiêu chuẩn gcm (daN/m2 mái) 150 Hệ số vượt tải Hệ số vượt tải gm (daN/m2 mái) 1.1 165 60 27 20 80 337 1.2 1.2 1.2 1.1 72 32 24 88 381 • Đổi phân bố mặt với độ dốc 1/10, cos α = 0.995 337 = 339 0.995 ( daN / m mặt bằng) 381 g mtt = = 383 0.995 ( daN / m mặt bằng) b) Trọng lượng thân dàn hệ giằng: g dc = 1, 2α d L daN / m2 ( mặt bằng) với: + L = 30m + α d = (0.6 ÷ 0.9) dàn nhịp (24 ÷36) (m) g mc = ⇒ Chọn α d = 0.611 ⇒ gcd = 1.2 × 0.611 × 30 = 22 ( daN / m mặt bằng) ⇒ gttd = 22 × 1.1 = 24.2 ( daN / m mặt bằng) c) Trọng lượng kết cấu cửa trời: Lê Đình Đức Minh - 1412271 h ĐAMH KẾT CẤU THÉP g ctc = α ct × Lct ( daN / m mặt bằng) Với : + α ct = 0.5 Lct = L = 10m + : Nhịp cửa trời c ⇒ g ct = 0.5 ×10 = ( daN / m mặt bằng) Vì để tính tốn xác tải trọng nút dàn, ta chọn ⇒ gctc = 12 ( daN / m2 mặt bằng) ⇒ g cttt = 12 ×1.1 = 13.2 ( daN / m mặt bằng) d) Trọng lượng cánh cửa trời bậu cửa trời: Quy đổi thành lực phân bố mái nhà: + Trọng lượng bậu cửa: 100 ÷ 150 daN/m bậu (chọn 100) + Trọng lượng cửa kính khung cánh cửa: 35 ÷ 40 daN/m2 cánh cửa (chọn 35) c 100 × × = 40 gbc = 30 g c = 35 ×1.25 × × = 17.5 ck 30 ⇒ (daN/m2) tt gbc = 40 ×1.1 = 44 tt g ck = 17.5 ×1.1 = 19.25 (daN/m2) ⇒ e) Tải tạm thời: - Theo TCVN 2737-90 mái khơng có người lên p’ = 75 (daN/m), hệ số vượt tải 1.3 75 ×1.3 = 0.99kN / m o cos(10 ) ⇒ tt ⇒ B pht = × 0.99 = 5.94(kN / m) phttt = - Tải trọng thường xuyên: g tt = B × ∑ g itt b) = × (383 + 24.2 + 13.2 + 44+ 19.25) =2902 (daN / m) =29.02 (kN/m) Tải trọng tác dụng lên cột: a) Do phản lực dàn: g L 29.02 × 30 A = tt = = 435.3 2 (kN/m) ptt L 5.85 × 30 A' = = = 87.75 2 (kN/m) Do trọng lượng dầm cầu trục: Gdct = α dct L2dct ( daN ) + Lk = 28.5m Lê Đình Đức Minh - 1412271 h ĐAMH KẾT CẤU THÉP + α dct = 24 ÷ 27 với sức cầu trục trung bình ( α dct : hệ số trọng lượng than dầm cầu trục) ⇒ chọn α dct = 24 ⇒ Gdct = 24 × 28.5 = 194.94kN c) Do áp lực đứng bánh xe cầu trục (lực tập trung vào vai cột): c Dmax = n.nc Pmax ∑ yi c Dmin = n.nc Pmin ∑ yi Trong đó: - n: hệ số vượt tải, lấy n = 1.2 - nc: hệ số tổ hợp, lấy nc = 0.85 - c Pmax : áp lực lớn bánh xe cầu trục tác dụng lên ray - c Pmin : áp lực tương ứng bánh xe cầu trục tác dụng lên ray bên kia, tính: c Pmin = Q+G c − Pmax n0 + Pmax = 49T (tra catolo) + Q = 30 (T) : Sức cẩu cầu trục + G = 77 (T) : Trọng lượng toàn cầu trục c + n0 = : số bánh xe bên ray 30 + 77 c ⇒ Pmin = − 49 = 4.5 (T ) c + Áp lực lớn Dmax cầu trục lên cột doc lực Pmax xác định theo đường ảnh hưởng phản lực dầm cầu trục bên cột: Tra catalog cầu trục có: - Bề rộng cầu trục: Bk = 6650 mm - Khoảng cách hai bánh xe: K = 5250 mm - y: tung độ đường ảnh hưởng Lê Đình Đức Minh - 1412271 h ĐAMH KẾT CẤU THÉP - Từ hình vẽ ta có : + y1 = + + y2 = 1× 4600 = 0.767 6000 y3 = 1× 750 = 0.125 6000 + y4 = → ∑ yi = y1 + y2 + y3 + y4 = + 0.767 + 0.125 + = 1.892 c Dmax = n.nc Pmax ∑ yi = 1.2 × 0.85 × 490 ×1.892 = 945.6( kN ) ⇒ D = n.n P c y = 1.2 × 0.85 × 45 ×1.892 = 86.8(kN ) c ∑ i Lê Đình Đức Minh - 1412271 h ĐAMH KẾT CẤU THÉP d) Do áp lực bánh xe con: - Lực hãm xe truyền qua bánh xe truyền vào dầm hãm - Lực ngang tiêu chuẩn bánh xe con: T1c = 0.05(Q + Gxc ) n0 + Gxc = 180( kN ) + Q = 300 ( kN ) + n0 =2 300 + 180 = 12(kN ) ⇒ Lực xô ngang cầu trục: T = n.nc T1c ∑ yi = 1.2 × 0.85 ×12 ×1.892 = 23.16 ( kN ) ⇒ T1c = 0.05 × Tải trọng gió tác dụng lên khung: • Gió thổi lên mặt tường dọc, chuyển thành phân bố cột khung - Tải trọng gió phân bố lên cột tính cơng thức: daN / m ) + phía đón gió: q = n.q0 k c.B ( daN / m ) + phía trái gió: q = n.q0 k c '.B ( Trong đó: - Cơng trình xây dựng Thái Nguyên, địa hình II.B ⇒ q0 = 95 ( daN / m ) = 0.95( kN / m ) - n: hệ số vượt tải, lấy 1,3 B: bước khung, 6m c, c’ hộ số khí động phía đón gió trái gió lấy theo bảng 6- TCVN Lê Đình Đức Minh - 1412271 h ĐAMH KẾT CẤU THÉP Hệ số độ cao địa hình k (địa hình B) + Cao trình h0=9.8m → k0= 0.9952 + Cao trình trục cánh : h1= 9.8+ 4.4=14.2 m → k1=1.0672 + Cao trình đầu dàn h2=14.2 + 2.2 =16.4m → k2=1.094 + Cao trình chân cửa mái: h3=16.4 + 0.9 = 17.3m → k3 =1.103 + Cao trình đỉnh cửa mái: h4=17.3+2.2+0.6=20.1m → k4 =1.1309 - Tải trọng gió phân bố từ chân cột đến 9.8m (đón gió) - qd = n × cd × k0 × q0 × B = 1.3 × 0.8 × 0.9952 × 0.95 × = 5.9( kN / m) - Tải trọng gió phân bố từ 9.8m đến 16.2m (đón gió) qd = n × cd × k2 × q0 × B = 1.3 × 0.8 × 1.094 × 0.95 × = 6.485(kN / m) - Tải trọng gió phân bố từ chân cột đến 9.8m (hút gió) qh = n × ch × k0 × q0 × B = 1.3 × ( −0.6) × 0.9952 × 0.95 × = −4.424( kN / m) - Tải trọng gió phân bố từ 9.8m đến 16.2m (hút gió) qh = n × ch × k2 × q0 × B = 1.3 × (−0.6) × 1.094 × 0.95 × = −4.864( kN / m) Lê Đình Đức Minh - 1412271 h ĐAMH KẾT CẤU THÉP - Tải trọng gió phân bố mặt bên cửa mái: qd = n × cd × k × q0 × B = 1.3 × 0.7 ×1.1309 × 0.95 × = 5.866(kN / m) qh = n × ch × k × q0 × B = 1.3 × (−0.6) × 1.1309 × 0.95 × = −5.028( kN / m) - Dồn tải nút chân cửa mái: Wđ = 5.866 × 2.2 = 12.905 kN Wh= -5.028 ×2.2 = -11.062 kN - Tải trọng gió mắt dàn: Cơng thức: + Gió đẩy: Wd = q0 × n × k × cd × B × Lm + Gió hút: Wh = q0 × n × k × ch × B × Lm Lm: Khoảng chịu tác dụng tải gió nút cánh Nút 1: Nút 2: W1 = 0.95 ×1.3 ×1.094( k2 ) × ( −0.6) × ×1.5075 = −7.332( kN ) = W9 W1_ z = −7.3(kN );W1_ x = 0.68(kN ) W2 = 0.95 ×1.3 × 1.103( k3 ) × ( −0.6) × × 3.015 = −14.785( kN ) = W8 Lê Đình Đức Minh - 1412271 10 h ĐAMH KẾT CẤU THÉP Thanh cánh trên: - Thanh số 1: Chịu kéo N=236.64 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Diện tích yêu cầu: Bán kính quán tính cần thiết: - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L56×5có: , , ⇒Vậy đảm bảo u cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L56×5 Thanh số 2,3: Chịu nén N=755.51 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Giả thiết : Diện tích yêu cầu: Bán kính quán tính cần thiết: 54 ĐAMH KẾT CẤU THÉP - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L140×12 có: , , ⇒Vậy đảm bảo yêu cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L140×12 Thanh số 4, 5: Chịu nén N=1019.71 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Giả thiết : Diện tích yêu cầu: Bán kính quán tính cần thiết: - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L140×12 có: , , ⇒Vậy đảm bảo u cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L140×12 Thanh cánh dưới: Thanh số 13: Chịu kéo N=341.54 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Diện tích u cầu: Bán kính quán tính cần thiết: 55 ĐAMH KẾT CẤU THÉP - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L100×12 có: , , ⇒Vậy đảm bảo yêu cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L100×12 Thanh số 14: Chịu kéo N=877.92kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Diện tích yêu cầu: Bán kính quán tính cần thiết: - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L100×12 có: , , ⇒Vậy đảm bảo yêu cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L100×12 Thanh số 15: Chịu kéo N=959.54kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Diện tích u cầu: Bán kính quán tính cần thiết: 56 ĐAMH KẾT CẤU THÉP - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L100×12 có: , , ⇒Vậy đảm bảo yêu cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L100×12 Thanh xiên: Thanh số 6: Chịu nén N=662.11 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngoài mặt phẳng dàn: Giả thiết : Diện tích yêu cầu: Bán kính quán tính cần thiết: - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L140×10có: , , ⇒Vậy đảm bảo u cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L140×10 Thanh số 7: Chịu kéo N=471.08 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Giả thiết : Diện tích yêu cầu: 57 ĐAMH KẾT CẤU THÉP Bán kính quán tính cần thiết: - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L100×10 có: , , ⇒Vậy đảm bảo yêu cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L100×10 Thanh số 9: Chịu nén N=291.02 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Giả thiết : Diện tích u cầu: Bán kính quán tính cần thiết: - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đồn Định Kiến) chọn tiết diện 2L100×10 có: , , ⇒Vậy đảm bảo yêu cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L100×10 Thanh số 10: Chịu kéo N=108.47 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Giả thiết : Diện tích yêu cầu: 58 ĐAMH KẾT CẤU THÉP Bán kính quán tính cần thiết: - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L70×5 có: , , ⇒Vậy đảm bảo u cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L100×10 Thanh số 12: Chịu kéo N=86.66 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Giả thiết : Diện tích yêu cầu: Bán kính quán tính cần thiết: - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L70×5 có: , , ⇒Vậy đảm bảo yêu cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L100×10 Thanh đứng: Thanh số 8: Chịu nén N=91.57 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: 59 ĐAMH KẾT CẤU THÉP Ngoài mặt phẳng dàn: Giả thiết : Diện tích yêu cầu: Bán kính quán tính cần thiết: - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L70×5 có: , , Vậy đảm bảo u cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: - Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L70×5 Thanh số 11: Chịu nén N=116.9 kN Chiều dài tính tốn: Trong mặt phẳng dàn: Ngồi mặt phẳng dàn: Giả thiết : Diện tích yêu cầu: Bán kính quán tính cần thiết: - Chọn tiết diện: Chọn tiết diện chữ T thép góc cạnh Dựa vào tra bảng IV.2 phụ lục IV (sách Đoàn Định Kiến) chọn tiết diện 2L70×5 có: , , Vậy đảm bảo yêu cầu độ mảnh Kiểm tra lại tiết diện khả chịu lực: Vậy tiết diện chọn đạt yêu cầu 2L70×5 Lập bảng thống kê: N Thép A 60 ĐAMH KẾT CẤU THÉP 2 11 236.64 -755.51 -755.51 -1022.82 -1022.82 -91.57 -116.90 -662.11 2L56×5 2L140×12 2L140×12 2L140×12 2L140×12 2L70×5 2L70×5 2L140×10 10.82 65 65 65 65 13.72 13.72 54.6 471.08 2L100×10 38.4 -291.02 2L100×10 38.4 10 108.47 2L70×5 13.72 12 13 14 15 86.66 341.54 889.20 968.80 2L70×5 2L100×12 2L100×12 2L100×12 13.72 45.6 45.6 45.6 Các cấu tạo : 2L56×5 150.8 150.8 150.8 150.8 150.8 252 306 195.3 175.7 194.1 194.1 238.2 600 600 600 150.8 150.8 150.8 301.5 301.5 280 340 390.5 1.72 4.31 4.31 4.31 4.31 2.16 2.16 4.33 2.85 6.3 6.3 6.3 6.3 3.38 3.38 6.25 87.67 35 35 35 35 141.6 141.6 45.1 52.9 23.9 23.9 23.9 23.9 100.6 100.6 62.48 21.87 11.62 11.62 15.687 15.687 6.67 8.52 12.12 390.5 3.05 4.67 62.03 83.62 12.27 431.4 3.05 4.67 62.03 83.62 7.57 431.4 2.16 3.38 62.03 127.63 7.9 476.4 600 600 600 2.16 3.03 3.03 3.03 3.38 4.7 4.7 4.7 62.03 198.02 198.02 198.02 140.94 127.66 127.66 127.66 6.31 7.5 19.25 21.04 III Tính tốn chi tiết nút giàn Các mắt ghép dùng thép CCT34 với f=21 kN/cm2 Mắt liên kết dàn vào cột (mắt I) Ngẫu lực H=M/hđd=495.54/2.2=225.245 (kN) Nội lực xiên đầu dàn N=-562.64 (kN) Nội lực cánh dưới: N=245.82 (kN) Phản lực đầu dàn V hình chiếu đứng nội nội lực xiên đầu dàn: 61 ĐAMH KẾT CẤU THÉP N=562.64×cos(48o)=376.48 (kN) Chiều dài đường hàn mép liên kết xiên đầu dàn (thanh 6:2L140×10) vào mã: - Chọn chiều cao đường hàn sống mép :hhs= 10 mm; hhm= 8mm (4 = = 1.07cm bs R 20 × 21 ⇒ Chọn t = 20cm s Chọn chiều dài sườn gối: Lsg= Lbm +2 = 80 + 2= 82 cm Kiểm tra tiết diện chọn: + Kiểm tra bền: Nội lực ép sườn gối vào cột ⇒ Bỏ qua + Ổn định cục bộ: bs 20 E 2.1× 106 = = 10 ≤ 0.44 = 0.44 = 13.6 ts f 2200 (thỏa) Bulong liên kết sườn gối với cánh cột trên: - Chọn bulong φ 20 , cấp độ bền 8.8, diện tích thực Abl= 3.14, diện tích thu hẹp Ath= 2.45 - Xác định số lượng bulong: V n≥ ≥ 4bulong [ N ] Theo khả chịu trượt: Khả chịu cắt bulong: [ N ]vb = f vb Abl nvγ b = 32 × 3.14 × 1× 0.9 = 90.432( kN ) Khả chịu ép mặt bulong: [ N ]cb = f cb d ∑ (ti ) γ b = 40 × × × 0.9 = 72kN 376.48 = 4.16 90.432 ⇒ Chọn bulong chia làm hàng (mỗi hàng bulong) Khoảng cách bulong : 300 mm Khoảng cách từ bulong đến mép mã :100 mm Khoảng cách hàng bulong: 100mm →n≥ Gối đỡ: chịu phản lực đứng từ dàn + Chiều dày gối đỡ: tđ= 1.5ts= 1.5×20= 25 mm + Chiều rộng gối đỡ: bg= bs + 2= 20+ 2=22 cm + Chiều cao đường hàn liên kết gối đỡ vào cột: + Chiều dài đường hàn (chiều dài gối): h f = 10mm 63 ĐAMH KẾT CẤU THÉP 1.5V 1.5 × 376.48 +1 = + = 23.41(cm) 2h f ( β f w )γ c × × 12.6 × → Chọn lg=24cm 1.5V 1.5 × 376.48 σ= = = 10.7 kN / cm < γ c fc = 21(kN / cm ) t g bg 2.5 × 22 + Kiểm tra bền: Mắt khuếch đại đỉnh dàn (mắt 2) lg > Lực dọc cánh số 4: N= 1019.71(2L140×12) Bản mắt: đủ chứa liên kết hàn bulong mắt Chọn tbm= 12mm Bản phủ: chịu lực từ cánh truyền vào với mắt + Kích thước ghép: Chọn tbg = 10 mm → bbg= tbm + 2bc +40 =12+2×140+40=332mm, Chọn bbg= 340 mm + Lực tính tốn quy ước truyền qua mối nối: N c = 1.2 N c = 1.2×1019.71= 1223.65 kN + Diện tích quy ước chịu lực qui ước: A = bbg tbg + 2bctbm = 34×1+2×14×1.2= 67.6 cm2 + Ứng suất truyền qua phủ: N 1223.65 σ tb = c = = 18.1( kN / cm ) ≤ f γ c = 21(kN / cm ) 67.6 A Vậy ghép có tiết diện:340×10 Đường hàn liên kết phủ với cánh: Lực truyền vào đường hàn ½ liên kết: N bg = σ tb Abg = 18.1×34×1= 615.4 (kN) Chọn hf= 12mm Đường hàn dọc theo mép thép góc: N bg 615.4 L= + 1cm = + = 21.35cm 2h f ( β f w ) γ c × 1.2 × 12.6 Chọn L=22cm Chọn đường hàn xiên: hf= 12mm Đường hàn liên kết mắt với cánh: Lực truyền vào đường hàn ½ liên kết: 64 ĐAMH KẾT CẤU THÉP N bm = max( N c − N bg , Nc ) = 611.825kN Chiều dài đường hàn: kN m 0.7 × 611.825 Lws = + 1cm = = 15.16cm 2h f ( β f w )min γ c × 1.2 × 12.6 → Chọn Lws =16cm (1 − k ) N m 0.3 × 611.825 Lwf = + 1cm = = 6.07 cm 2h f ( β f w ) γ c × 1.2 × 12.6 → Chọn Lwf =8 cm Đường hàn liên kết mắt với xiên: Để đảm bảo an toàn cho liên kết chọn chiều cao đường hàn sống mép 10mm Sườn đứng: Chọn chiều dày sườn đứng là: ts=10 mm, chiều cao 32 cm Lực tác dụng vào sườn đứng: F = × N bg × sin(6o ) = × 615.4 × sin(6o ) = 128.65( kN ) Đường hàn liên kết sườn đứng với ghép (4 đường) Chọn hf= mm, chiều dài đường hàn: F 128.65 Lw = + 1cm = + = 4.2cm 4h f ( β f w ) γ c × 0.8 ×12.6 Chọn Lw= 8cm⇒ Bề rộng sườn đứng =10cm Vậy kích thước sườn đứng là: 10×150×320mm Bản nối: Nhận lực từ mắt: Nbn= Nbmcos(6o)=608.47kN Đường hàn liên kết nối với ghép (gồm đường): Chiều cao đường hàn: hf= 10 mm Chiều dài đường hàn liên kết: N bn 608.47 Lw = + 1cm = + = 13.07cm 4h f ( β f w ) γ c ×1 × 12.6 ⇒ Chọn Lw= 14cm Chọn nối có kích thước 10x280x320, bố trí ốp bên mắt, liên kết với mắt bulong 20, cấp độ bền 6.6 dùng để định vị Bản nối liên kết với mắt đường hàn hh= 0.8 cm, Lw= 32-1 =31 cm Kiểm tra bền: N 608.47 σ bn = bn = = 19kN / cm ≤ 21kN / cm An 1× 32 Kiểm tra đường hàn nối mắt: N bn 608.47 τh = = = 17.52kN / cm ≤ f wf = 18kN / cm ∑ (β hh ).lh × 0.7 × 0.8 × 31 Mắt (mắt III) 65 ĐAMH KẾT CẤU THÉP Xác định lực truyền vào: + Lực dọc cánh dưới: Ncd= 959.54 (kN), (2L100×12) + Lực dọc xiên: Nkeo=86.66kN, Nnen=291.02kN (2L70×5) + Lực dọc đứng: Nđ= 108.47kN (2L70×5) Đường hàn liên kết bụng xiên vào mắt: Chọn chiều cao đường hàn sống mép: 10mm 0.7 N 0.7 × 291.02 ls = +1 = + = 9.08cm 2hs ( β f w ) × 1× 12.6 → Chọn 10cm 0.3N 0.3 × 291.02 = + = 4.5cm 2hs ( β f w ) × 1×12.6 → Chọn 5cm Đường hàn liên kết đứng vào mắt: Chọn chiều cao đường hàn sống mép: 10 mm 0.7 N 0.7 × 108.47 ls = = = 5.02cm 2hs ( β f w ) × 0.6 × 12.6 0.3 N 0.3 × 108.47 ls = = = 2.15cm 2hs ( β f w ) × 0.6 ×12.6 ⇒ Chọn chiều dài đường hàn sống mép là: l=6cm + Bản mắt (1): đủ chứa liên kết bulong Chọn tbm = 12mm + Bản ghép (2): với mắt (1) chịu lực từ cánh truyền vào - Kích thước ghép: Chọn tbg=12mm → bbg= tbm + 2bc+40=12+2×100+40=252mm ⇒Chọn 260mm - Lực tính tốn nối cánh: N q = 1.2 N = 1.2×959.54=1151.45 (kN) - Diện tích tiết diện nối quy ước chịu lực qui ước (gồm tiết diện hép phủ phần mắt tham gia): Aq = Abp + Abm = bbptbp + 2bctm =26×1.2+2×10×1.2=55.2 cm2 - Ứng suất trung bình: lm = 66 ĐAMH KẾT CẤU THÉP σq = Nq Aq = 959.54 = 17.38 ≤ f γ c = 21(kN / cm ) 55.2 Chọn tiết diện ghép là: 12×260 - Đường hàn liên kết ghép với cánh: Lực truyền vào đường hàn liên kết ghép- cánh: N bp = σ q Abp = 17.38 × 26 × 1.2 = 542.256kN Lực hf=12mm , tổng chiều dài đường hàn phủ- thép cánh: N bg 542.256 L= + 1cm = + = 17.9cm 2h f ( β f w ) γ c × 1.2 × 12.6 → Chọn L=18cm - Đường hàn liên kết mắt- cánh: Lực truyền vào đường hàn ½ liên kết: N N m = max( N c − N bg , c ) = 612.2(kN) Chọn chiều cao đường hàn hf= 12mm Chiều dài đường hàn: kN m 0.7 × 612.2 Lws = + 1cm = + = 15.17cm 2h f ( β f w ) γ c × 1.2 ×12.6 → Chọn 16cm (1 − k ) N m 0.3 × 612.2 Lwf = + 1cm = + = 7.07cm 2h f ( β f w ) γ c ×1.2 × 12.6 → Chọn 8cm Bản nối: Nhận lực từ mắt: N bn = N m cos α + N x cos β = 612.2 × cos + 291.02 × cos(90 − 44) = 814.36 kN Đường hàn liên kết nối-bản ghép (gồm đường): Chọn chiều cao đường hàn: hf= 12 mm Chiều cao đường hàn liên kết: N bn 814.36 Lw = + 1cm = + = 27.9cm 2h f ( β f w ) γ c ×1.2 ×12.6 → Chọn Lw=28cm Chọn nối có kích thước 14x200x300, bố trí ốp bên mắt, liên kết với mắt bulong 20, cấp độ bền 6.6 dùng để định vị Bản nối liên kết với mắt đường hàn hh= cm, Lw= 30-1 =29 cm Kiểm tra bền: N 814.36 σ bn = bn = = 19.4 < 21kN / cm2 An 1.4 × 30 Đường hàn liên kết nối- mắt: Chịu hợp lực: Fbn= Nbn= 814.36 kN Kiểm tra đường hàn nối mắt: 67 ĐAMH KẾT CẤU THÉP N bn 814.36 = = 16.71kN / cm ≤ f wf = 18kN / cm ∑ (β h hh ).lh × 0.7 ×1.2 × 29 (Chọn thêm sườn đứng + liên kết bulong theo điều kiện cấu tạo) Mắt trên: τh = + Lực dọc cánh trên: Ncd= 1019.71 (kN), (2L100×12) + Lực dọc xiên: Nkeo=471.08kN(2L100×10), Nnen=291.02kN (2L70×5) Đường hàn liên kết bụng xiên vào mắt: Chọn chiều cao đường hàn sống mép: 10mm 0.7 N 0.7 × 471.08 ls = +1 = + = 13.08cm 2hs ( β f w ) × 1× 12.6 → Chọn 14cm 0.3N 0.3 × 471.08 = + = 5.6cm 2hs ( β f w )min × × 12.6 → Chọn 6cm + Bản mắt :đủ chứa liên kết bulong Chọn tbm = 12mm Đường hàn liên kết mắt với cánh: Lực truyền vào đường hàn ½ liên kết: N 1.2 × 1019.71 N bm = c = = 611.826 kN 2 Chiều dài đường hàn (với hf= 1cm): kN bm 0.7 × 611.826 Lws = + 1cm = + = 17.99cm 2h f ( β f w ) γ c × 1× 12.6 → lm = Lwf = (1 − k ) N bm 0.3 × 611.826 + 1cm = + = 8.28cm 2h f ( β f w ) γ c ×1 ×12.6 → Chọn Lws =18cm Chọn Lwf =9 cm 68