Đang tải... (xem toàn văn)
Nhà công nghiệp, nhà xưởng, nhà máy, xí nghiệp: khung nhà công nghiệp là toàn bộ bằng thép khi nhà cao, cần trục nặng, hoặc có thể là hỗn hợp cột bê tông cốt thép, dàn, và dầm thép.Nhà nhịp lớn: là những loại nhà do yêu cầu sử dụng phải có nhịp khá lớn từ 30 40m như nhà biểu diễn, nhà thi đấu thể dục thể thao, nhà triển lãm, nhà chứa máy bay…dùng kết cấu thép là hợp lý nhất. Có những trường hợp nhịp đặc biệt lớn trên 100m thì kết cấu thép là duy nhất áp dụng được.Khung nhà nhiều tầng: đặc biệt là các loại nhà kiểu tháp ở thành phố. Nhà trên 15 tầng thì dùng kết cấu thép có lợi hơn bê tông cốt thép.Cầu đường bộ, đường sắt: làm bằng thép khi nhịp vừa, nhịp lớn, khi cần thi công nhanh. Cầu treo bằng thép có thể vượt nhịp trên 1000m.Kết cấu tháp cao: cột điện, ăng ten: như các loại cột điện, cột ăng ten vô tuyến, hoặc một số loại kết cấu đặc biệt như kết cấu tháp khoan dầu.Kết cấu bản: như các loại bể chứa dầu chứa khí các thiết bị lò cao của nhà máy hóa chất, nhà máy hóa dầu.Đối với nhiều nước trên thế giới, thép là vật liệu quý và hiếm vì thép cần dùng cho mọi ngành của nền kinh tế quốc dân.
TÍNH KHUNG ZAMIL KHƠNG CẦU TRỤC THEO I Thiết kế tiết diện cột Chiều dài nhà : m 82.5 Nhịp khung ngang L = m 32 Bước cột B= m 7.5 Chiều cao đỉnh cột H = m 7.5 Độ dốc i = % 15 Vật liệu thép mác CCT34 MPa f= 210 γc = 0.95 Môdun đàn hồi E = MPa 210000 Xác định chiều dài tính tốn Tiết diện cột vát Trong mặt phẳng khung Tỷ số độ cứng xà cột giả thuyết I d = I cot n Id H I cot L 0.234 Chân cột khớp μ = 2sqrt(1+0.38/n) = 3.238 Giả thuyết tỉ số I /I max = 0.117 Hệ số chiều dài tính tốn bổ sung (Bảng D7/98 TCVN 5575-2012) μ1 = 1.625 Chiều dài tính tốn mặt phẳng lx = μμ1H = m 39.47 Chiều dài tính tốn ngồi mặt phẳng ly = 4.5 m Chọn sơ tiết diện Cặp nội lực tính tốn Đỉnh cột Chân cột N= kN N= 109.82 M= kNm M= 563.44 V= kN V= 75.13 Chọn sơ tiết diện Chiều cao tiết diện cột chọn từ điều kiện độ cứng: 1 h ( )H 15 20 375 500 mm Chọn h = mm 900 Diện tích tiết diện cần thiết cột xác định sơ 7592 N M Ayc 1.25 (2.2 2.8) f c Nh 116.2 75.13 Ayc N f c M 1.25 (2.2 2.8) Nh ÷ mm 9475 Bề rộng tiết diện cột chọn theo điều kiện cấu tạo độ cứng: bf = (0.3 ÷ 0.5)h = 270 450 mm 1 b f ( )l y 150 225 mm 20 30 Chọn bf = 250 mm Bề dày bụng 1 9.00 tw ( )h 6mm mm 70 100 12.86 Chọn tw = mm Đảm bảo điều kiện truyền lực cánh bụng không gây ứng suất phụ phát sinh lớn tw ≤ tf ≤ 3tw mm 24 f E Chọn tf = t f bf 7.91 mm 10 mm Tiết diện cột chọn I900x250x8x10 Xác định đặt trưng hình học tiết diện chọn: mm2 Diện tích tiết diện vùng cánh Af = bftf = 2500 Diện tích tiết diện vùng bụng Aw = hwtw = 7040 Diện tích tiết diện A = 2Af + Aw = 12040 Mooment quán tính xung quanh trục x b f t 3f h t f 2 t h3 w w I x 2I f I w Af 12 12 mm2 mm2 1444481333 mm Mooment quán tính xung quanh trục y t f b3f hwtw3 I y 2I f I w 12 12 Moment chống uốn xung quanh trục x Wx = Ix/(0.5h) = Moment chống uốn xung quanh trục y Wy = Iy/(0.5h) = Bán kính quán tính theo phương x,y I rx x A ry Độ mãnh theo phương x,y x Iy A lx rx 26079213 mm4 3209959 mm3 57954 mm3 346 mm 47 mm x lx rx y ly ry 113.9 96.7 Kiểm tra điều kiện độ mãnh theo phương max(x , y ) 120 Kiểm tra: Thỏa mãn Độ mãnh quy đổi Theo phương x f x x Theo phương y y y 3.603 f E 3.058 E Độ lệch tâm tương đối m = mx M A mx 19.244 N Wx Độ lệch tâm quy đổi m e me = ηmx = Kiểm tra bền 23.497 > 20 với: η - hệ số ảnh hưởng hình dạng tiết diện (Bảng D9/101 TCVN 5575-2012) η= 1.221 Kiểm tra bền M N M x y f c A Wx Wy Ta có: σ= 184.65 MPa fγc = 199.5 MPa Kiểm tra: OK Kiểm tra ổn định tổng thể a Trong mặt phẳng N x f c e A Trong đó: φe : hệ số uốn dọc nén lệnh tâm (Bảng D10/104 TCVN 5575-2012) φe = Ta có: σx = 153.60 0.0594 Mpa fγc = 199.5 Mpa Kiểm tra: OK b Ngoài mặt phẳng N y f c c y A y N c y A f c Trong đó: φy - hệ số uốn dọc nén tâm (bảng D8/100 TCVN 5575-2012) φy = 0.607 c - hệ số xét ảnh hưởng moment uốn hình dạng tiết diện Moment quy ước M' Ta có: 375.63 kNm với: M1, M2: moment hai đầu cột(đoạn cột) tổ hợp tải trọng kiểm tra cột M(ngang) - moment uốn 1/3 chiều cao cột kể từ phía có moment lớn M1 = kNm 563.44 M2 = kNm 0.00 Mngang = kNm 375.63 Độ lệch tâm tương đối m' = m'x, tính với giá trị moment quy ước M' A ' m 10 ≤ 12.83 x N Wx c = 1/[1+(φy/φb)m'x] Hệ số tính theo cơng thức Hệ số α, β tra bảng 16/33 TCVN 5575-2012 α= c5 = β= c10 = λc = 3.14sqrt(E/f) = φc = - Suy hệ số c = Ta có: σy = 132.0 0.114 Mpa fγc = 199.5 Mpa OK Kiểm tra: Kiểm tra ổn định cục cánh bụng a Bản cánh x bo b f tw bo tf 2t f t f 3.603 Tiết diện chữ I, có 0.8 x bo E 22.78 (0.36 0.1x ) t f f Khi độ mãnh quy ước < 0.8 > lấy = 0.8 bo t f bo t f Ta có: - bo b f tw tf 2t f Kiểm tra: b Bản bụng 12.100 OK hw hw Theo bảng 33/50 TCVN 5575-2012 tw tw Ta có: mx = 19.244 ≥1 1 x 3.603 ≥2 hw/tw = (1.2+0.35λ1)sqrt(E/f) không lớn 3.1sqrt(E/f)) hw tw hw tw 77.83 110 Cần gia cường bảng bụng, sườn ngang Kiểm tra: Bản bụng cột bị ổn định cục bộ,coi có phần bụng cột tiếp giáp với cánh làm việc Bề rộng phần bụng cột: h C1 0.85tw w tw 529.22 Diện tích tiết diện cột, khơng kể đến phần bụng bị ổn định cục bộ: mm2 A' = 2bftf + 2C1tw = 13467 A' > A Không cần kiểm tra lại điều kiện ổn định tổng thể c Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh cột (mục 5.3.3, 5.3.4/13 TCVN 5575 - 2012) Nhà khơng có cầu trục tường bao che tole Δx ≤ H/100 Ta có: Δx = 0.0695 H/100 = 0.075 OK Kiểm tra: G CẦU TRỤC THEO TCVN 5575 - 2012 kN kNm kN g kiểm tra cột Lưu ý: Tính φ b =? Khoảng cách điểm cố kết l0 = ly = 4.5 m Chiều dày cánh t1 = tf = 10 mm Chiều dày bụng t = tw = mm Bề rộng cánh bf = 250 890 mm mm 445 mm 0.625 ≤ 40 Khoảng cách trọng tâm hai cánh hfk = a = 0.5hfk = Đối với dầm hàn tiết diện chữ I: lt 8 o f h b fk f 0.1 ≤ Dạng tải trọng: Cánh Cánh atw3 1 bf t f ψ1 = 2.25 +0.07α = Phân bố ψ = 1.14ψ1 = ψ = 1.3ψ1 = 2.294 2.615 2.982 I h E 1 y fk 1.847 > 0.85 I x l0 f ψb = 0.68 + 0.21ψ1, không lớn φb = 1.000 Xét tỷ số: 2.3 E f 72.73 Ta có: hw/tw > 2.3sqrt(E/f) Kiểm tra:Cần gia cường cho bụng cột cặp sườn ngang(vách cứng) Bề rộng sườn: h mm bs w 40mm 69.33 với cánh còn30làm việc Chọn bs = mm 70 Bề dày sườn: mm f 4.43 ts 2bs E Chọn ts = mm 2640 mm Khoảng cách sườn: a = (2.5 ÷ 3)hw = 2200 ÷ Chọn a = 2200 mm ... Aw = 12040 Mooment quán tính xung quanh trục x b f t 3f h t f 2 t h3 w w I x 2I f I w Af 12 12 mm2 mm2 1444481333 mm Mooment quán tính xung quanh trục y t... Mngang = kNm 375.63 Độ lệch tâm tương đối m' = m'x, tính với giá trị moment quy ước M' A ' m 10 ≤ 12.83 x N Wx c = 1/[1+(φy/φb)m'x] Hệ số tính theo cơng thức Hệ số α, β tra bảng 16/33 TCVN... OK Kiểm tra: G CẦU TRỤC THEO TCVN 5575 - 2012 kN kNm kN g kiểm tra cột Lưu ý: Tính φ b =? Khoảng cách điểm cố kết l0 = ly = 4.5 m Chiều dày cánh t1 = tf = 10 mm Chiều dày bụng t = tw = mm Bề