ĐỒ án kết cấu THÉP THIẾT kế kết cấu KHUNG NGANG

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢOKhoảng cách từ trục định vị đến tim ray: Kiểm tra khe hở ngang an toàn giữa cột và đầu cầu trục: chọn trục định vị nằm tại mép ngoài của xà gồ

SỞ THIẾT KẾ

SỐ LIỆU THIẾT KẾ

Số cầu Bước cột Số bước Vùng Loại trục B (m) cột địa hình địa

SVTH: XXXXXXXXXX MSSV: XXXXXX 2 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO

SỐ LIỆU VỀ VẬT LIỆU

Loại thép Số hiệu thép E f y f u

Các thông số của thép tấm

Cường độ tính toán chịu kéo,nén,uốn của thép theo giới hạn chảy: f = f y

M =1 1 là hệ số tin cậy về vật liệu lấy theo mục 6.1.4,TCVN 5575:2012 Cường độ tính toán chịu cắt của thép

Hệ số làm việc của kết cấu: (Bảng 3, TCVN 5575:2012)

Sử dụng que hàn N46 (bảng 8, TCVN 5575: 2012), với các thông số như sau:

) ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO

: cường độ tính toán khi làm việc chịu kéo của boulon (bảng 10, TCVN 5575:2012)

: hệ số điều kiện làm việc của liên kết boulon( bảng 38, TCVN 5575:2012) Boulon neo được chế tạo từ thép JIS-G3101-SS400, có

Bê tông móng/ cổ cột: B20 có

THƯỚC SƠ BỘ,

CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG

Nhịp cầu trục: L CR = 75 ft = 22.86(m).

Sức nâng cầu trục: C = 7.5(tấn)

Bước cột: 6(m) Độ dốc mái: i = 10%

Tra catalog của cầu trục (mã hiệu cầu trục A0785300) ta được các số liệu sau:

(mm) (kg) (kg) (mm) (mm) (mm) (kg)

2.1.1Các kích thước sơ bộ của khung ngang: a/ Cột dưới: hrp

Chiều cao phần cột dưới: h C.g P0

Phần cột chôn sâu xuống nền:

= 0(m) Chiều cao tiết diện dầm đỡ cầu trục:

Chiều cao tiết diện ray (và miếng đệm): Ta có:

D: Khoảng cách từ đỉnh ray đến điểm cao nhất của cầu trục

F 0 : Khoảng cách từ nách khung đến điểm thấp nhất của các thiết bị hay kết cấu treo

( ví dụ: thiết bị chiếu sang, lối đi lại dọc hoặc ngang nhà) F 0 = 0mm

75mm: Là khe hở an toàn giữa khe trục (hoặc xe con) và kết cấu bên trên của nó

F 1 : Khoảng hở dự phòng, lấy bằng nhưng không nhỏ hơn 100mm (khi mà không có thiết bị treo tức F 0 = 0 thì có thể lấy F 1 = 0).

Chọn c/Chiều cao tiết diện ngang lớn nhất và bé nhất của dầm mái :

Bề rộng cánh dầm mái:

Chọn d/ Chiều cao tiết diện ngang của cột:

Chọn e/Bề dày cánh, bụng của dầm mái:

Chọn f/Bề dày cánh, bụng của cột:

Khoảng cách từ trục định vị đến tim ray:

Kiểm tra khe hở ngang an toàn giữa cột và đầu cầu trục:

(chọn trục định vị nằm tại mép ngoài của xà gồ vách)

Chiều cao tiết diện xà gồ vách: tương ứng với bước cột là 7m.

Khoảng cách từ tim ray đến đầu mút của cầu trục:

Với 75mm là khoảng hở giữa cầu trục và cột.

CÁC TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀO KHUNG NGANG

(Mái và vách tole dày 0,5mm, xà gồ thép chữ Z với tổng trọng lượng bản thân là: và )

Tĩnh tải mái tác dụng lên dầm mái ( giá trị tính toán ):

Tĩnh tải vách tác dụng lên cột ( giá trị tính toán ):

Hệ số vượt ải của tĩnh tải(vật liệu thép):

2.2.2.Hoạt tải mái: Đối với mái nhẹ,theo TCVN 2737:1995 quy định giá trị tiêu chuẩn của hoạt tải mái là:

Hệ số vượt tải của hoạt tải mái: ; cos α≈1

:với α :là góc nghiêng của mái so với phương nằm ngang.

2.2.3.Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang: ( trường hợp có 1 cầu trục) Tải trọng thẳng đứng :lớn nhất D max và bé nhất D min do cầu trục truyền lên vai cột giá trị tính toán được tính như sau :

: là hệ số vượt tải của cầu trục ( )

B: là nhịp đỡ của dầm cầu trục (bước cột).

W: là khoảng cách giữa 2 bánh xe cầu trục Trọng lượng dầm đỡ cầu trục và ray: Chọn w rw = 1 (kN/m)

Giá trị moment lệch tâm ứng với giá trị tải trọng:

Khoảng cách từ tim ray đến tim cột:

Tải trọng gió: Áp lực gió tiêu chuẩn ( vùng IIIA ), W 0 = 110daN/ m 2 Dạng địa hình A

Hệ số khí động lấy theo sơ đồ 2, bảng 6 TCVN “ 2737-1995 ”

Tải trọng phân đố đều trên cột

Tải trọng phân bố đều trên dầm:

: hệ số vượt tải gió

:giá trị của k tại độ sâu 10m

NỘI LỰC KHUNG NGANG

1.TT ( tĩnh tải) 2.HT (hoạt tải) 3.D max trái ( D max bên trái )

4 D max phải ( D max bên phải )

5 T trái ( T LA từ trái sang phải )

6 T phải ( T LA từ phải sang trái )

7 Gió trái ( gió từ trái sang phải )

8 Gió phải ( gió từ phải sang trái )

Bảng tổ hợp nội lực:

Tổ Hợp Hệ Số Tổ Hợp

ST T H D ma D ma T T Gi Gió T H D ma D ma T T Gi Gió

SVTH: XXXXXXXXXX MSSV: XXXXXX 11 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO x x x phả trá phả ó phả x phả phả ó phả

T T T trái i i i trái i T T trái i trái i trái i

Hình 2.1 Mô hình khung ngang 2D

Hình 2.2 Mô hình khung ngang 3D c Phân tích nội lực khung ngang bằng Sap2000:

Biểu đồ bao lực cắt:

Biểu đồ bao lực dọc:

Chuyên vi đưng tai đỉnh khung: (tinh tai + hoat tai mai):

Chuyển vị đứng do tỉ̉nh tải gây ra

Chuyển vị đứng do hoạt tải mái gây ra

Chuyển vị ngang tại nách khung (tĩnh tải+ gió trái) :

Chuyển vị ngang do tĩnh tải gây ra

Chuyển vị ngang do gió trái gây ra

Chuyển vị ngang tại vai cột(tĩnh tải+ T trái) :

Chuyển vị ngang tại vai cột do tĩnh tải gây ra

Chuyển vị ngang tại vai cột do T trái gây ra

THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG NGANG

THIẾT KẾ DẦM MÁI

3.1.1.Tính toán các tiết diện ngang

- Từ kết quả phân tích nội lực khung ngang, ta lựa chọn các giá trị nội lực gây nguy hiểm cho dầm mái.

- Mỗi phần tử cần chọn giá trị nội lực tại ít nhất 3 vị trí:2 phần tử đầu đoạn và 1 phần tử giữa.Và các giá trị nội lực là:

3.1.1.1Giá trị nội lực tính toán.

3.1.1.2 Thiết kế và kiểm tra tiết diện tại nách khung:

Module kháng uốn yêu cầu:

- Chiều cao hợp lý của bảng bụng: Chọn

Chiều dày hợp lý của bản bụng: (áp dụng cho dầm có )

Các đặc trưng hình học của tiết diện ngang:

Kiểm tra bền của tiết diện dầm tại nách khung:

- Ứng suất pháp lớn nhất:

- Ứng suất tiếp lớn nhất:

- Ứng suất tương đương: Trong đó:

Liên kết cánh với bụng dầm:

Đường hàn góc liên kết giữa cánh và bụng dầm có chiều cao được quy định và phải đảm bảo không nhỏ hơn giá trị tối thiểu nêu trong Bảng 43 của TCVN 5575:2012 Chiều cao này phải được duy trì trên suốt chiều dài dầm để bảo đảm liên kết vững chắc và tuân thủ tiêu chuẩn.

- Chiều cao đường hàn tại mọi vị trí phải thỏa điều kiện:

Sử dụng que hàn N46 (bảng 8, TCVN 5575: 2012), với các thông số như sau:

Kiểm tra tiết diện theo điều kiện ổn định cục bộ:

Bản cánh: → thỏa điều kiện yêu cầu.

Bản bụng: → thỏa điều kiện yêu cầu.

→ Vậy ta không cần gia cường thêm sườn cứng ngang.

Kiểm tra tiết diện theo điều kiện ổn định tổng thể:

- Bố trí thanh giằng cánh dưới với 2 bước xà gồ, mỗi xà gồ cách nhau 1.5m

- Tính theo công thức Bảng 13 TCVN 5575:2012;

→ Vậy ta không cần kiểm tra ổn định tổng thể.

Vậy chọn tiết diện I700x8x200x12 làm tiết diện lớn nhất của kèo.

3.1.1.3 Tính toán và chọn tiết diện tại đỉ̉nh nóc:

Các công thức kiểm tra bền:

+Điều kiện ứng suất pháp lớn nhất:

+Kiểm tra tiết diện theo ứng suất tiếp lớn nhất:

Thỏa điều kiện ứng suất tiếp lớn nhất.

+Kiểm tra tiết diện ứng suất tương đương:

Kiểm tra tiết diện theo điều kiện ổn định cục bộ:

- Bản cánh: → Thỏa điều kiện yêu cầu.

- Bản bụng: → Thỏa điều kiện yêu cầu.

→ Vậy ta không cần gia cường thêm sườn cứng ngang.

Kiểm tra tiết diện theo điều kiện ổn định tổng thể:

- Bố trí thanh giằng cánh dưới với 2 bước xà gồ,mỗi xà gồ cách nhau 1.5m

- Tính theo công thức Bảng 13 TCVN 5575:2012

→ Vậy ta không cần kiểm tra ổn định tổng thể.

Vậy chọn tiết diện I300x8x200x12 làm tiết diện nhỏ nhất của kèo.

3.1.1.4 Tính toán liên kết hàn cánh và bụng:

Thiết kế đường hàn góc liên kết cánh và bụng dầm với que hàn N46, phương hàn tay,bề dày thép 12 mm.

→ Chọn 3.1.2Thiết kế mối nối:

3.1.2.1.Mối nối tại đỉ̉nh nóc:

Lực cắt và lực dọc không đáng kể

Lực dọc quy đổi trong cánh do :

Kiểm tra độ bền của cánh kéo :

→ Thỏa Tính và chọn đường kính boulon

- Chọn boulon cường độ cao cấp 8.8

-Chọn số lượng boulon mỗi bên cánh là 4.

-Tính và chọn đường kính boulon

→ chọn boulon có Boulon cánh trên chọn (dư khả năng chịu lực).

Tính và chọn chiều dày mặt bích: aa c b b c g

- Chiều rộng của mặt bích:

- Moment uốn trong mặt bích:

Chiều dày của mặt bích:

Chọn chiều dày bản mặt bích

Tính chiều cao đường hàn giữa mặt bích và cánh dầm:(hàn tay)

Theo kim loại đường hàn:

Theo kim loại biên nóng chảy:

→ Vậy ta chọn đường hàn

Hình 3.1 Mối nối đỉnh kèo thép

THIẾT KẾ CỘT THÉP

3.2.1Giá trị nội lực tính toán:

TT+HT+Dtr+Tph TT+Gph TT+Gtr TT+HT+Dph+Tph+Gph

Lực cắt lớn nhất (tính liên kết cánh và bụng)

- Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung (dùng phụ lục D-TCVN 5575:2012):

- Xác định hệ số chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung:

Nếu xem đầu trên là “ngàm trượt” tra bảng D3, ta được hệ số tính toán cho chiều dài cột dưới la

Nếu xem đầu trên là “tự do” tra bảng D2, ta được hệ số tính toán cho chiều dài cột dưới la

Thực tế đàu trên của cột vừa chuyển vị xoay vừa chuyển vị ngang, do đó liên kết ở đầu trên la “trung gian” của “ngàm trượt” và “tự do”

Bf tf M N An Ix Wx c f cf

- Chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng khung là khoảng cách giữa các điểm kiềm chế

 Kiểm tra điều kiện bền:

Với là hệ số điều kiện làm việc của cột (Bảng 3 TCVN 5575:2012)

 Kiểm tra tiết diện (chỉ cần kiểm tra phần cột dưới)

- Diện tích mặt cắt ngang

→ Tiết diện I700x8x200x12 thỏa điều kiện bền.

 Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung:

- Diện tích mặt cắt ngang cột:

 Tính chi tiết cho cặp nội lực - Độ lệch tâm tương đối

- Độ lệch tâm quy đổi

Trong đó là hệ số hình dạng tiết diện (Bảng D.9 TCVN 5575:2012)

- Tra Bảng D.10 phụ lục D TCVN 5575:2012, ta được :

- Do theo Bảng 33, TCVN 5575:2012 ta có:

Xét → Một phần bản bụng bị mất ổn định

Theo điều 7.3.2.1 TCVN 5575:2012, kiểm tra ổn định trong mặt phẳng khung với tiết diện A được thay bởi:

- Điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung :

→ Thỏa điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung

 Tính tương tự cho các cặp nội lực còn lại, ta có bản tóm tắt sau:

M N Ac Ix Wx m me ix - e cf N. n e

→ Vậy tiết diện I 700x8x200x12 thỏa điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng khung.

 Kiểm tra ổn định ngoài mặt phẳng khung:

Trong đó c là hệ số lấy theo điều 7.4.2.5, TCVN 5575:2012 là hệ số uốn dọc quanh trục y-y lấy theo điều 7.3.2.1 TCVN 5575:2012

 Tính toán chi tiết cho cặp nội lực - Độ mảnh quy ước

- Độ lệch tâm tương đối

- Hệ số c : với , ta có

Các hệ số được lấy theo Bảng 16, TCVN 5575:2012

Đồ án Kết cấu thép do SVTH XXXXXXXXXX thực hiện dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Hữu Bảo tập trung xác định hệ số uốn dọc đối với trục y–y, hệ số này phụ thuộc vào cường độ chịu nén tính toán fH Việc tính toán hệ số uốn dọc đảm bảo thiết kế các thành phần thép có khả năng chịu uốn ở mức an toàn và tối ưu chi phí cho kết cấu thép Bài viết trình bày phương pháp xác định hệ số dựa trên mô hình làm việc của vật liệu thép, các tham số tiết diện, lực tác dụng và đặc tính cứng – đàn hồi, từ đó nêu rõ mối quan hệ giữa hệ số uốn, trục y–y và cường độ chịu nén tính toán fH nhằm đánh giá độ bền và hiệu quả của công trình Các kết quả và nhận xét được tổ chức nhằm hỗ trợ quá trình luận văn đồ án kết cấu thép, thiết kế chi tiết và đánh giá độ bền của công trình.

Khi Để xác định cần tính giá trị của hệ số :

Trong đó giá trị của số Trị số của lấy theo bảng E.1 TCVN 5575:2012 và phụ thuộc vào tải trọng và thông được tính như sau:

→ Thỏa điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung

 Tính tương tự cho các cặp nội lực còn lại, ta có bảng kết quả như sau

→ Vậy tiết diện I 700x8x200x12 thỏa điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung.

 Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng:

- Với là hệ số xác định theo Bảng 35 TCVN 5575:2012:

→ Bản cánh đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ.

Bản bụng có thể bị mất ổn định khi chịu tải, theo điều 7.6.2.6, TCVN 5575:2012, ta phải gia cường các sườn cứng ngang, khoảng cách giữa các sườn là a=

Chọn a00mm (bằng khoảng cách xà gồ vách)

- Ta bố trí cặp sườn đối xứng, theo điều 7.6.1.1, TCVN 5574:2012

 Tính toán đường hàn cánh và bụng cột

- Thiết kế đường hàn góc liên kết cánh và bụng với que hàn N46, phương pháp hàn tay.

THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT LIÊN KẾT

3.3.1 Thiết kế chân cột- liên kết cột với móng:

3.3.1.1Giá trị nội lực tính toán:

TT+HT+Dtr+Tph TT+Gph TT+Gtr TT+HT+Dph+Tph+Gph

Lực cắt tại chân cột:

Cường độ tính toán của bê tông:

Mođun đàn hồi của bê tông:

 Chọn boulon cấp 8.8, chế taọ từ thép tròn cấp SS400 với:

- :hệ số điều kiện làm việc của liên kết boulon (Bảng 38,TCVN 5575:2012)

- :cường độ tính toán khi làm việc chịu kéo của boulon (Bảng 10,TCVN 5575:2012)

- ;cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của boulon

- :cường độ tính toán chịu kéo của boulon neo

- :cường độ tính toán chịu cắt của boulon neo

 Tính toán và chọn sơ bộ tiết diện bản đế:

- Chọn sơ bộ kích thước bản đế:

Hình 3.3.Kích thước sơ bộ của bản đế

 Kiểm tra điều kiện bền nén của bê tông móng , ứng với cặp nội lực:

 Kiểm tra lại diện tích bản đế cho cặp nội lực:

=>Ta nhận thấy cặp nội lực này có trị số lớn và độ lệch tâm cũng lớn nên chọn cặp này để kiểm tra đầu tiên:

- Độ lệch tâm của tải trọng

→ Có vùng kéo dưới bản đế, áp lực dưới bản đế phân bố dạng tam giác (trong khoảng y)

- là khoảng cách từ trọng tâm của nhóm boulon chịu kéo đến mép bản đế

(phương án chân cột có 8 boulon )

- là tỷ số modul đàn hồi của thép và bê tông.

- Tổng lực kéo trong nhóm ( 4 boulon) kéo:

- Diện tích tiết diện cần thiết của mỗi boulon:

→ Chọn boulon có Áp lực dưới bản đế có dạng hình tam giác

Giá trị y là nghiệm của phương trình bậc 3:

- Giải phương trình bậc 3 bằng máy tính:

- Lực kéo và ứng suất trong các boulon:

- Ứng suất nén lớn nhất dưới bản đế:

- Moment uốn lớn nhất dưới bản đế:

- Chiều dày bản đế tính với áp lực dưới bản đế:

→ chọn bản đế dày 4 cm.

- Kiểm tra tiết diện bản đế ứng với các cặp nội lực còn lại ta có bảng kết quả sau:

 Kiểm tra boulon neo với tổ hợp - Tổng lực kéo trong 4 boulon neo

:là khoảng cách giữa 2 trục của bản cánh:

- Ứng suất kéo trong boulon

 Tính chiều dày bản đế khi chịu nhổ:

- Moment uốn trong bản đế do sự nhất lên của cánh

- Chiều dày của bản đế- do sự nhất lên của cánh

 Đường hàn liên kết cánh cột vào bản đế:

Lực kéo lớn nhất trong cánh cột , trong đó:

Chiều dày cấu kiện lớn nhất:40mm

Phương pháp hàn tay=>lấy

- Chiều cao đường hàn góc liên kết cánh cột và bản đế:

 Đường hàn góc liên kết bụng và bản đế

- Chiều cao đường hàn góc liên kết bụng cột vào bản đế

Hình 3.4.Chi tiết cấu tạo chân cột

3.3.2.Thiết kế liên kết dầm mái với cột

3.3.2.1.Giá trị nội lực tính toán:

TT+HT TT+Gph TT+HT TT+Gtr

Lực cắt tại nách khung:

- Chọn kiểu liên kết 2 boulon mỗi hàng, giả sử liên kết gồm 10 boulon, sử dụng boulon có

- Bố trí boulon như hình vẽ:

3.3.2.2.Tính toán boulon cánh ngoài

 Xác định vị trí trục trung hòa và moment quán tính

 Xác định vị trí trục trung hòa

Chọn tâm của cánh chịu nén làm hệ cơ sở

- Ta có vị trí trục trung hòa

- Xác định moment quán tính của các phần tử vừa nêu trên đối với trục trung hòa:

Phần tử A d I A.d 2 cm 2 cm cm 4 cm

 Tính ứng suất trong các phần tử và kiểm tra khả năng chịu lực:

- Ứng suất kéo trong hàng boulon ngoài cùng:

- Ứng suất cắt trong các boulon(10 boulon):

- Ứng suất trong cánh nén

 Tính chiều dày bản nối (mặt bích): có phân chia tỷ lệ chịu lực hợp lý giữa cánh sườn góc, bản bụng.

- Lực kéo trong các boulon: Hàng ngoài cùng

- Lực kéo trong các phần tử tương ứng với tác dụng của mỗi boulon hàng ngoài Trong sườn góc

- Lực kéo trong các phần tử tương ứng với tác dụng của mỗi boulon hàng giữa Trong cánh kéo

- Lực kéo trong các phần tử tương ứng với tác dụng của mỗi boulon hàng trong

Do ở xa bản cánh, nên bỏ qua phần lực truyền vào cánh( xem toàn bộ đều truyền vào bụng) → lực kéo trong bụng

- Moment uốn và chiều dày mặt bích:

Với là bề rộng cánh dầm.

→ Chọn chiều dày mặt bích 22(mm)

 Kiểm tra ứng suất trong cánh kéo và sườn cứng:

 Tính chiều cao đường hàn:

 Hàn sườn góc vào mặt bích:chọn que hàn N46,phương pháp hàn tay, có bề dày lớn nhất 20mm.Tra bảng 43-TCVN 5575:2012 ta được

Theo tiết diện kim loại đường hàn

Theo tiết diện biên nóng chảy

 Hàn cánh vào mặt bích:chọn que hàn N46,phương pháp hàn tay,có bề dày lớn nhất 20mm.Tra bảng 43-TCVN 5575:2012 ta được

 Nội lực tính toán: Theo tiết diện kim loại đường hàn

 Hàn bụng vào mặt bích: chọn que hàn N46,phương pháp hàn tay,có bề dày lớn nhất 20mm.Tra bảng 43-TCVN 5575:2012 ta được

Theo tiết diện kim loại đường hàn:

3.3.2.3.Tính toán boulon cánh trong

 Xác định vị trí trục trung hòa và moment quán tính

 Xác định vị trí trục trung hòa

Chọn tâm của cánh chịu nén làm hệ cơ sở

- Ta có vị trí trục trung hòa

- Xác định moment quán tính của các phần tử vừa nêu trên đối với trục trung hòa:

Phần tử A d I A.d 2 I 0 cm 2 cm cm 4 cm 4

 Tính ứng suất trong các phần tử và kiểm tra khả năng chịu lực: - Ứng suất kéo trong hàng boulon ngoài cùng:

- Ứng suất cắt trong các boulon(10 boulon):

- Ứng suất trong cánh nén

 Tính chiều dày bản nối (mặt bích): có phân chia tỷ lệ chịu lực hợp lý giữa cánh sườn góc, bản bụng.

- Lực kéo trong các boulon:

Hàng ngoài cùng (boulon hàng 5)

Hàng trong cùng (boulon hàng 4)

- Lực kéo trong các phần tử tương ứng với tác dụng của mỗi boulon hàng ngoài Trong cánh kéo boulon hàng 5

Trong cánh kéo boulon hàng 4

Trong bản bụng boulong hàng 5

Trong bản bụng boulong hàng 4

- Moment uốn và chiều dày mặt bích:

Với là bề rộng cánh dầm.

→ Chọn chiều dày mặt bích 22(mm)

 Kiểm tra ứng suất trong cánh kéo và sườn cứng:

 Tính chiều cao đường hàn:

 Hàn cánh vào mặt bích:chọn que hàn N46,phương pháp hàn tay,có bề dày lớn nhất 20mm.Tra bảng 43-TCVN 5575:2012 ta được

 Nội lực tính toán: Theo tiết diện kim loại đường hàn

 Hàn bụng vào mặt bích: chọn que hàn N46,phương pháp hàn tay,có bề dày lớn nhất 20mm.Tra bảng 43-TCVN 5575:2012 ta được

Theo tiết diện kim loại đường hàn:

Hình 3.6 Cấu tạo mối nối nách khung.

HỆ GIẰNG; KẾT CẤU ĐỠ CẦU TRỤC;CÁC KẾT CẤU THỨ YẾU

HỆ GIẰNG

 Giả thiết sơ bộ tiết diện các thanh chống và thanh giằng: o Các thanh chống dọc:

 Tiết diện CHS 140x5 o Các thanh giằng xiên:

 Làm từ thép SS400,có

+Đối với hệ giằng mái:đường kính

+ Đối với hệ giằng cột: đường kính

- Áp lực gió tiêu chuẩn

- Hệ số khí động mặt đón gió (TCVN 2737:1995)

- Áp lực tiêu chuẩn thẳng đứng của bánh xe

Tải trọng gió tác dụng vào các nút:

- Diện tích đón gió của các nút

- Tải tập trung tại các nút

( Trong đó lấy ứng với độ cao 10m – do công trình xây ở địa hình A)

Hình 4.1 sơ đồ hệ giằng mái

Hình 4.2 Sơ đồ hệ giằng cột

 Nội lực trong các thanh giằng mái:

 Nội lực trong các thanh giằng cột:

 Kiểm tra khả năng chịu lực của thanh giằng mái:

Các thanh xiên của hệ giằng mái:

- Giả thiết tiết diện các thanh xiên là như nhau là , do đó ta chọn thanh có giá trị nội lực lớn nhất để kiểm tra

Không đủ khả năng chịu lực, cần thay thế thanh có đường kính lớn hơn

(Tuy nhiên trong một vài trường hợp thẩm định thiết kế, người ta cho phép dùng thanh vừa nêu, vì sai số dưới )

→ Vậy chọn tiết diện thanh xiên là Các thanh chống dọc của hệ giằng mái:

- Các đặc trưng hình học của thanh

- Hệ số uốn dọc (Bảng D8 TCVN 5575:2012)

=>Thỏa điều kiện khả năng chịu lực của thanh chống dọc: o Kiểm tra khả năng chịu lực của thanh giằng cột:

Các thanh xiên của hệ giằng cột:

- Giả thiết tiết diện các thanh xiên là như nhau là do đó chọn thanh có nội lực lớn nhất để kiểm tra:

Không đủ khả năng chịu lực, cần thay thế thanh có đường kính lớn hơn

(Tuy nhiên trong một vài trường hợp thẩm định thiết kế, người ta cho phép dùng thanh vừa nêu, vì sai số dưới )

Các thanh chống của hệ giằng cột:

- Giả sử các thanh có tiết diện như nhau là 140x5

- Các đặc trưng hình học của thanh

→ Các thanh giằng cột đủ khả năng chịu lực.

KẾT CẤU ĐỠ CẦU TRỤC

- Giả thiết tiết diện dầm đỡ trục là dầm đơn giản, có tiết diện như sau:

Tiết diện chữ I200x12x500x10 thép tổ hợp làm từ thép tấm, kích thước như hình vẽ. Tiết diện chữ C27, thép định hình với kích thước như hình vẽ:

Hình 4.3 Tiết diện ngang giả thiết

Xác định vị trí trục trung hòa

Giả thiết lấy hệ trục làm hệ trục cơ sở, ta có hệ đối xứng qua trục OY, vậy ta có:

Moment quán tính của tiết diện quay quanh trục X-X là:

Moment quán tính quanh trục Y – Y của chữ C và nửa trên chữ I

Các kí hiệu dầm đỡ cầu trục là tập hợp các tham số thiết kế liên quan đến tải trọng và tiết diện Trong đó, hệ số tin cậy của tải trọng cho biết mức độ đảm bảo an toàn cho tải trọng khi thiết kế; hệ số của tải trọng cho thấy mức điều chỉnh của tải trọng so với tải trọng danh nghĩa; trọng lượng bản thân của dầm đỡ trục ray là thành phần động lực của cấu kiện Moment quán tính của tiết diện quanh trục X-X là moment quán tính của tiết diện, ví dụ của chữ C hoặc phần trên chữ I, cho khả năng chống uốn Các áp lực liên quan lên bánh xe cầu trục gồm áp lực thẳng đứng lớn nhất và áp lực thẳng đứng nhỏ nhất, áp lực hãm ngang và áp lực hãm dọc, tất cả ảnh hưởng tới độ ổn định và hiệu suất làm việc của hệ dầm đỡ cầu trục.

Tải trọng, nội lực, chuyển vị

Moment uốn quanh trục X-X và Y-Y

Kiểm tra khả năng chịu lực, độ võng

- Ứng suất pháp ở cánh dưới(kéo)

Khi không cần kiểm tra mỏi (số chu kì của tải trọng )

SVTH: XXXXXXXXXX MSSV: XXXXXX 73 ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP GVHD: Th.S NGUYỄN HỮU BẢO x

- Ứng suất pháp ở cánh trên(nén) Điều kiện bền Điều kiện ổn định

Trong đó, khoảng cách từ trục trung hòa của tiết diện đến thớ biên của cánh nén (cánh trên) được xác định bằng bề rộng của cánh trên Diện tích chịu nén theo quy ước được lấy bằng tiết diện hình chữ C.

Hệ số xác định theo TCVN 5575:2012

- Ứng suất tiếp trong bụng (chữ I & chữ C)

Hình 4.5 Liên kết vai cột, dầm đỡ cầu trục với cột, chi tiết dầm đỡ cầu trục 4.3 VAI CỘT:

Giả thiết tiết diện vai cột I200x12x500x8, tiết diện chữ I tổ hợp thép tấm SS400.

Tải trọng và nội lực

- Trường hợp nhà chỉ có 1 cầu trục hoạt động:

Kiểm tra tiết diện ngang của vai cột:

- Điều kiện ứng suất pháp lớn nhất tại thớ ngoài cùng của tiết diện:

- Điều kiện ứng suất tiếp lớn nhất tại thớ giữa bụng

- Kiểm tra điều kiện ứng suất tương đương :

Kiểm tra ổn định cục bộ:

Bản cánh =>thỏa điều kiện.

→ → Vậy ta không cần gia cường thêm sườn.

→ Vậy tiết diện I500x8x200x12 đã chọn là hợp lý Tính liên kết hàn:

 Tính chiều cao đường hàn góc liên kết cánh và bụng:

- Chọn que hàn N46, phương phán hàn tay: Bảng 43 TCVN

- Chiều cao đường hàn thỏa mãn điều kiện sau

 Tính chiều cao đường hàn góc liên kết vai cột vào cột: chọn que hàn N46, phương pháp hàn tay Bảng 43 TCVN 5575:2012

- Theo tiết diện kim loại đường hàn:

- Theo tiết diện biên nóng chảy

→ Vậy ta chọn hf =6(mm)

 Các thông số ban đầu:

-TLBT mái (tấm lớp, xà gồ, giằng xà gồ)là:

- Hoạt tải tiêu chuẩn của mái TCVN 2737-

1995 -Áp lực gió tiêu chuẩn

-Hệ số khí động , hệ số điều chỉnh cao độ

- Khoảng cách giữa các xà gồ

-Tấm lợp tole sóng vuông cao 25mm, dày 0.35mm(độ dày thép nền là

- Cả tole và xà gồ đều có giới hạn chảy , cường độ tính toán

. Tải trọng phân bố đều trên mái

Thành phần tải trọng gây uốn tấm lợp(tấm lợp rộng 1000mm)

Moment uốn và khả năng chịu lực của tấm lợp( sơ đồ tính dầm liên tục > hơn 5 nhịp) Moment uốn:

Thành phần tải trọng gây uốn xà gồ

- Do TT+HT Moment gối:

- Do TT+GIÓ : Moment gối:

Khả năng chịu lực của xà gồ:

Khả năng chịu lực tại gối(cánh dưới chịu nén)

Khả năng chịu lực tại nhịp biên (cánh trên chịu nén)

Khả năng chịu lực tại gối (cánh trên chịu nén)

Khả năng chịu lực tại nhịp biên ( cánh dưới chịu nén)

- Trong các công thức tính khả năng chịu lực của xà gồ mái lấy: Module chống uốn hữa hiệu:

Tiết diện gối do xà gồ ghép chồng lên nhau nên ta có module chống uồn là ; tiết diện giữa nhịp có module chống uốn là ;

Tiêu đề	Đồ án kết cấu thép thiết kế kết cấu khung ngang
Tác giả	Xxxx Xxxx Xxxx
Người hướng dẫn	Th.S Nguyễn Hữu Bảo
Trường học	Trường Đại Học Xây Dựng
Chuyên ngành	Kết cấu Thép
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	86
Dung lượng	5,02 MB