ĐỒ án kết cấu THÉP thiết kế khung ngang chịu lực của nhà công nghiệp một tầng, một nhịp ( nhà xưởng khung thép yamil) nhà xưởng với 15 bước cột

Kiểm tra tiết diện sườn tường Chương VI : TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGAN I.. Thanh giằng chéo cột Hệ giằng là bộ phận kết cấu liên kết các khung ngang lại tạo thành hệ kết cấu khônggi

LỜI CẢM ƠNTrên thực tế không sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp

đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hây gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian

từ khi bắt đầu học tập tại trường đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm,giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý thầy cô ở Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng – Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Cần Thơ đã cùng với tri thức tâm huyết

của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong xuốt thời gianhọc tập tại trường

Nếu không có những lời hướng dẫn ,dạy bảo của các thầy thì em nghĩ đồ ánnày của em rất khó khăn để có thể hoàn thiện

Và em cũng xin chân thành cám ơn thầy Ths Đỗ Hưng Thời đã nhiệt tình

hướng dẫn em hoàn thành tốt bài đồ án này Bước đầu đi vào thực tế của em cònhạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điềuchắc chắn, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báo của thầy và cácbạn học cùng lớp để kiến thức của em trong đồ án này được hoàn thiện hơn

Sau cùng một lần nữa e xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắt tới thầy

Ths Đỗ Hưng Thời đã giúp đỡ, trao dồi kiến thức, đóng góp ý kiến và giúp đỡ em

trong quá trình học tập, nguyên cứu và hoàn thành đồ án

MỤC LỤCChương 1 : XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG NGANG

I Kích thước theo phương đứng:

II Kích thước theo phương ngan

1 Chọn sơ bộ kích thước ,tiết diện cột

2 Chọn sơ bộ tiết diện xà ngan

Chương III : THIẾT KẾ TẤM LỢP TOLE

I Đặc trưng tiết diện hình học

II Sơ đồ tính

1 tải trọng tác dụng lên tấm tôn sóng

2 Tải trọng gió

3 Hoạt tải mái

4 Trọng lượng bản thân tấm tôn

5 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên tấm tôn

3 Nội lực sinh ra trong xà gồ

4 Kiểm tra tiết diện xà gồ

Chương V : THIẾT KẾ HỆ SƯỜN TƯỜNG

I Chọn tiết diện sơ bộ sườn tường

II Tải trọng tác dụng lên sườn tường

1 Theo phương đứng ( trục X-X )

2 Theo phương ngang ( trục y – y )

III Tính toán sườn tường

IV Kiểm tra tiết diện sườn tường

Chương VI : TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KHUNG NGAN

I Tĩnh tải

II Hoạt tải mái

III Tải trọng gió

1 Tải trọng gió tác động lên cột

2 Tải trọng gió tác động lên mái

IV Hoạt tải cầu trục

Chương VII : XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP LỰC

I Các trường hợp chất tải

II Tổ hợp tải trọng

III Biểu đồ nội lực

1 Nội lực do tĩnh tải

2 Nội lực do hoạt tải chất đầy HT1

3 Nội lực do hoạt tải nửa mái trái HT2

4 Nội lực do hoạt tải nửa mái phải HT3

5 Nội lực do áp lực đứng cầu trục lên cột trái (HT4)

6 Nội lực do áp lực đứng cầu trục lên cột phải (HT5)

7 Nội lực do lực hãm ngang cầu trục lên cột trái hướng ra (HT6)

8 Nội lực do lực hãm ngang cầu trục lên cột trái hướng vào (HT7)

9 Nội lực do lực hãm ngang cầu trục lên cột phải hướng ra (HT8)

10 Nội lực do lực hãm ngang cầu trục lên cột phải hướng vào (HT9)

11 Nội lực Gió trái

12 Nội lực gió phải GP

13 biểu đồ đường bao

IV Tổ hợp nội lực

Chương VIII : THIẾT KẾ TIẾT DIỆN CẤU KIỆN

I Thiết kế tiết diện cột

1 Xác định chiều dài tính toán

2 Chọn và kiểm tra tiết diện với cặp nội lực Nmax-Mtu

II Thiết kế tiết diện xà ngang

1 Chọn và kiểm tra tiết diện đoạn xà thay đổi tiết diện

2 Chọn và kiểm tra tiết diện đoạn xà không thay đổi tiết diện

Chương VIII : THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT

I Vai cột

1 Tiết diện dầm vai

2 Kiểm tra tiết diện dầm vai

5 Tính toán bulông neo

6 Tính toán các đường hàn liên kết cột vào bản đế

III Liên kết cột với xà ngan

1 Tính toán buloong liên kết

2 Kiểm tra theo điều kiện chịu cắt của các bulông

3 Tính toán mặt bích

4 Tính toán đường hàn liên kết tiết diện cột (xà ngang) với mặt bích

IV Mối nối đỉnh xà

V Mối nối ở nhịp

Chương IX : TỔNG HỢP TÀI LIỆU THAM KHẢO

ĐỒ ÁN KẾT CẤU THÉP

Trong đó: fy : cường độ chịu uống tiêu chuẩn của thép

Fu : cường độ kéo đứt tiêu chuẩn của thép

F : cường độ tính toán của thép-Que hàn N42 sử dụng phương pháp hàn bằng tay (Bh=0.7 ; Bt = 0.1 ) kiểm tracường độ đường hàn bằng phương pháp siêu âm

CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CHÍNH CỦA KHUNG

NGANG

CHỌN SỐ LIỆU BAN ĐẦU:

-Chọn cốt nhà trùng với cốt có cao độ ±0.00m để tính toán độ cao.

-Với cầu trục có sức trục Q = 20T tra bảng II.3 , trang 87, sách thiết kế khung

nhà thép công nghiệp một tầng, một nhịp – TS.Phạm Minh Hà, ta có các thông

Hk

(mm)

Khoảngcách

Zmin

(mm)

BềrộngGabarit

Bk

(mm)

Bềrộngđáy

Kk

(mm)

T.lượn

g cầutrục G(T)

T.lượng

xe con

Gxe (T)

Áplực

Pmax

(kN)

Áplực

Pmin

(kN)

I, Kich thước theo phương đứng:

- Chiều cao từ mặt ray cầu trục đến đáy xà ngang:

H2 = Bk + Hk = 1.33 + 0.2 = 1.53 mVới :

 Bk = 0.2 (m) – khe hở an toàn giữa cầu trục và xà ngang

 Hk = 1.33 (m) – theo thông số cầu trục đã chọn

 Chọn H2 = 1.53 m

- Ciếu cao của cột khung tính từ mặt móng đến đáy xà ngang:

H = H1 + H2 + H3 = 8.4 + 1.53 +0 = 9.93 m Trong đó : H1 – cao trình đỉnh ray

H3 – phần cột dưới cốt nền bằng 0

Chiều cao của phần cột tình từ vai cột đỡ dầm trục đến đáy xà ngang

Ht =H2 + Hdct +Hr = 1.53 + 0.7 + 0.2 = 2.43 m Trong đó:

 Hdct – chiều cao dầm cầu trục

 Ta lấy : ( - )B = ( - ).6 = (0.6 – 0.75)m

 Chọn Hdct = 0.7 m

 Hr – chiều cao của ray và đệm, Hr = 0.2 m

- Chiều cao của phần cột tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột

Hd = H – Ht = 9.93 – 2.43 = 7.5 m

II, Kích thước theo phương ngang:

- Coi trục định vị trùng với mép ngoài của cột a = 0

- Khoảng cách từ trục định vị đến trục ray cầu trục:

L1 = = 19.5−16.52 = 1.5 mVới

 Lk = 16.5 m- Nhịp cầu trục lấy theo catalo

 L = 19.5 m - lấy theo yêu cầu thiết kế

- chiều cao tiết diện cột chọn theo yêu cầu về độ cứng:

H = ( - )H = ( - )*9.93 = (0.68 – 0.505) m

 Chọn H = 0.7 m = 700 cm

- Kiểm tra khe hở giữa cầu trục và cột khung:

Z = L1 – h/2 = 1.5 – 0.72 = 1.15 m > zmin = 0.19 m

Chọn sơ bộ tiết diện:

1.Chọn sơ bộ kích thước, tiết diện cột:

- Chiều cao tiết diện cột được chọn theo yêu cầu độ cứng

H = ( - )H = ( - )*10.1 = (0.68 – 0.505) m

 Chọn H = 700 mm( chọn thép theo tiêu chuẩn thép hình chữ I của công ty thép mạnh phát )

Bề rộng tiết diện cột chọn theo các điều kiện cấu tạo và độ cứng:

 W=151 ( Kg/m)

-tiết diện cột như hình vẽ:

Hình 1.1-tiết diện chọn sơ bộ

2.chọn tiết diện xà ngang:

-Đầu đoạn xà (thay đổi tiết diện)

Hình 1.2-tiết diện đầu xà chọn sơ bộ

Cuối đoạn xà ( tiết diện không đổi)

Hình 1.3- tiết diện đoạn xà sơ bộ

Hình 1.4- tiết diện sơ bộ khung ngan

CHƯƠNG II: BỐ TRÍ HỆ GIẰNG

I KHÁI NIỆM

1 Thanh giằng chéo cột

Hệ giằng là bộ phận kết cấu liên kết các khung ngang lại tạo thành hệ kết cấu khônggian, có các tác dụng:

 Bảo đảm sự bất biến hình theo phương dọc nhà và độ cứng không gian chonhà;

 Chịu các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà, vuông góc với mặt phẳngkhung

 như gió thổi lên tường đầu hồi, lực hãm cầu trục, động đất xuống móng

 Bảo đảm ổn định (hay giảm chiều dài tính toán ngoài mặt phẳng) cho các cấukiện chịu nén của kết cấu: thanh dàn, cột,

 Tạo điều kiện thuận lợi, an toàn cho việc dựng lắp, thi công

Hệ giằng bao gồm hai nhóm: hệ giằng mái và hệ giằng cột

2 Hệ giằng mái:

Được bố trí trong mặt phẳng thân cánh trên tại hai đầu hồi (hoặc gần đầu hồi),

đầu các khối nhiệt độ và ở giữa nhà tùy theo chiều dài nhà, sao cho khoảng cách giữacác giằng bố trí cách nhau không quá 5 bước cột Bản bụng của hai thanh xà ngangcạnh nhau được nối bởi các thanh giằng chéo chữ thập

-Các thanh giằng chéo này có thể là thép góc, thép tròn hoặc cáp thép mạ kẽm

đường kính không nhỏ hơn 12mm, thép tròn đường kính không nhỏ hơn ∅20

→Ta chọn thanh giằng mái bằng thép tròn ∅20

Hình 2.1 Mặt bằng bố trí giằng mái

3 Hệ giằng cột:

Hệ giằng cột có tác dụng bảo đảm độ cứng dọc nhà và giữ ổn định cho cột,

tiếp nhận và truyền xuống móng các tải trọng tác dụng theo phương dọc nhà như tải trọng gió lên tường hồi, lực hãm dọc nhà của cầu trục Hệ giằng cột gồm các thanh giằng chéo được bố trí trong phạm vi cột trên và cột dưới tại những gian có hệ giằng mái

Nhà có cầu trục với sức nâng là 10 tấn nên ta dùng thép tròn có đường kính

không nhỏ hơn 20mm

→ Chọn thép tròn ∅20

Ta chọn thanh giằng cột và thanh giằng đầu cột là thép chữ C có số hiệu

6CS2.5x105 Trọng lượng bản thân của thép là g = 7,87Kg/m

CHI TIẾT A

Hình 2.1 Mặt bằng bố trí giằng cột

II CÁCH BỐ TRÍ GIẰNG

1 Cách bố trí hệ giằng mái:

Hệ giằng mái được bố trí ở hai gian cạnh gian đầu nhà và ở chỗ có hệ giằng cột Hệ giằng mái bao gồm các thanh giằng xiên và thanh chống, trong đó yêu cầu cấu tạo thanh chống có độ mảnh λ ≤ max 200 Thanh giằng xiên làm từ thép tròn tiết diện Φ25, thanh chống chọn 2C20 Theo chiều cao tiết diện xà, giằng mái bố trí lệch lên phía trên (để giữ ổn định cho xà khi chịu tải bình thường – cánh trên của xà chịu nén) Khi khung chịu tải gió, cánh dưới của xà chịu nén nên phải gia cường bằng các thanh giằng chống xiên (liên kết lên xà gồ), cách 3 bước xà gồ lại bố trí một thanh chống xiên Tiết diện thanh chống chọn L50x5, điểm liên kết với xà gồ cách xà 800

mm Ngoài ra bố trí thanh chống dọc nóc tiết diện 2C20 tạo điều kiện thuận lợi khi thi công lắp ghép

2 Bố trí hệ giằng cột:

Hệ giằng cột đảm bảo sự bất biến hình và độ cứng của toàn nhà theo phương dọc, chịu các tải trọng tác dụng dọc nhà và đảm bảo ổn định của cột Dọc theo chiều dài nhà, hệ giằng cột bố trí giữa khối nhà và ở 2 đầu hồi nhà để truyền tải trọng gió một cách nhanh chóng Hệ giằng cột được bố trí theo 2 lớp Hệ giằng cột trên được bố trí

từ mặt dầm hãm đến đỉnh cột, hệ giằng cột dưới được bố trí từ mặt nền đến mặt dầm vai Theo tiết diện cột, hệ giằng cột được đặt vào giữa bản bụng cột Do sức trục Q<10T, chọn tiết diện thanh giằng làm từ thanh thép tròn Φ25 Trên đỉnh cột bố trí thanh chống dọc nhà Chiều cao cột H =11.4m > 9m, do đó bố trí thêm thanh chống dọc nhà tại vị trí cao độ +4.000m Chọn tiết diện thanh chống dọc theo độ mảnh λmax ≤ 200 , chọn 2C20

CHƯƠNG III THIẾT KẾ TẤM LỢP TOLE

I ĐẶC TRƯNG TIẾT DIỆN HÌNH HỌC:

Hình 3.1 Mặt cắt tấm tole

Độ

dày Khổtôn Trọnglượng

Chiềucaosóng

Momentquántính

Momentchốnguốn

Khoảngcách xàgồT(mm

1 tải trọng tác dụng lên tấm tôn sóng:

Gồm có: tải trọng gió, trọng lượng bản thân và hoạt tải mái Thường thìtole có độ dốc i=10%, do vậy tải trọng gió có chiều ngược với hoạttải mái và trọng lượng bản thân của tấm tole Ta chọn tổ hợp tải cótrị tuyệt đối lớn nhất để tính toán

Chọn khoảng cách bố trí của bước xà gồ trên mặt bằng là: l = 1.25m.Khoảng cách theo phương xiên của xà ngang:

=actan0.10 = 571’=> a’=cos ⁡(5.71)1.25 ==1,25(m)

Địa điểm xây dựng tại TP Cần Thơ thuộc khu vực IIA => W0 = 95 kg/m2

k : Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình

(TCVN2737-2020)

Độ cao công trình 11,24 (m)

Địa hình thuộc dạng A

Tra bảng 5 TCVN 2737-1995, nội suy k = 1.18

C e: Hệ số khí động phụ thuộc vào hướng gió và dạng mái Dựa vào tỷ số

h

L= 9.9334 =¿ 0.292 và góc α=50 71' Tra bảng 6 - Bảng chỉ dẫn các hệ số khí động(TCVN 2737 – 2006) ta được các hệ số khí động.

 Ta có

+ Ce1 = - 0,5

+ Ce2 = - 0.4

+ Ce3 = - 0.4

nq : Hệ số vượt tải đối với tải trọng gió, lấy bằng 1.2

B : Diện hứng gió, tính trên 1m tính toán B = 100 (cm)

Hình 3.2 : sơ đồ tải trọng gió

ptc : hoạt tải mái tiêu chuẩn ptc = 30 (kg/m2).

np : hệ số vượt tải, lấy bằng 1.5

B : Diện tác dụng lên tấm tôn, tính trên 1m tính toán B = 100 (cm)

4 Trọng lượng bản thân tấm tôn :

+ Hệ số vượt tải 1,2 kể đến phần tôn dập sóng

+ T = 3640 (kg/m3) : Khối lượng riêng của vật liệu làm tấm lợp

+ ng: hệ số vượt tải, lấy 1,1

+B: bề rộng tính toán của tấm tôn, B=1000mm

5 Tổ hợp tải trọng tác dụng lên tấm tôn:

Chọn tổ hợp nguy hiểm trong các tổ hợp sau:

TH1 : qTH1 = q1 + q3 = -61.83 + 1,92= -59.97 (kg/m)

TH2 : qTH2 = q2 + q3 = 39 + 1,92 = 40,92 (kg/m)

TH3 : qTH3 = q1 + q2 + q3 = -61.83 + 39 + 1,92 = -20.97 (kg/m)

Vậy TH1 là tổ hợp nguy hiểm nhất có q = 59.97 (kg/m)

Nội lực : chủ yếu tính Mmax của tấm tôn, dùng các phương pháp sức bền vật liệu ta xác định được giải nội lực cấu kiện ứng với tổ hợp TH1

Mmax= =18∗59.97∗1.262= 11.9 (kg.m)Kiểm tra tiết diện tấm tôn như một cấu kiện chịu uốn

Hình 3.3 Mặt cắt tấm tole

Độ

dày Khổtôn Trọnglượng

Chiềucaosóng

Momentquántính

Momentchốnguốn

Khoảngcách xàgồT(mm

Với : c = 1 : hệ số điều kiện làm việc

f : cường độ tính toán của thép

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ HỆ XÀ GỒ

I THIẾT KÊ HỆ XÀ GỒ

Xà gồ mái trong khung thép nhẹ thường sử dụng thép tạo hình cán nguội thành mỏng (nhỏ hơn 3mm), tiết diện chữ C hoặc chữ Z Đối với khung đang thiết kếchọn xà gồ là thép nguội tiết diện chữ C Sơ đồ tính của xà gồ C là dầm đơn giản Xà

gồ được tính toán như cấu kiện chịu uốn xiên ( uốn trong 2 mặt phẳng)D = 150 (mm)

II TÍNH TOÁN XÀ GỒ

1 Chọn sơ bộ xà gồ

 Dựa vào catalo xà gồ, chọn xà gồ tiết diện chữ C có số hiệu 6CS4X085có các

đặc trưng tiết diện như sau:

+ Hệ số vượt tải 1.2 kể đến phần tôn dập sóng.

+ = 3640 (kG/m3): khối lượng riêng của vật liệu làm tấm lợp

 Trọng lượng bản thân xà gồ: = 6.38 Kg / m ( lấy theo catalô)

 Hoạt tải sửa chữa mái: ptc= 30 kg/m2 ( Theo TCVN 2737-2006)

- Tổng tải tác dụng lên xà gồ :

Trường hợp 2: Có kể đến tác động của gió vào xà gồ

C e: Hệ số khí động phụ thuộc vào hướng gió và dạng mái Dựa vào tỷ số

h

L= 10.119 =¿ 0.532 và góc α=6 o84' Tra bảng 6 - Bảng chỉ dẫn các hệ số khí động(TCVN 2737 – 2006) ta được các hệ số khí động.

 Ta có

+ Ce1 = - 0,5

+ Ce2 = - 0.4

+ Ce3 = - 0.4

nq : Hệ số vượt tải đối với tải trọng gió, lấy bằng 1.2

B : Diện hứng gió, tính trên 1m tính toán B = 100 (cm)

Tải trọng gió vào xà gồ:

q g tc =W o ∗K∗C∗a=83∗1.195∗0.8∗1.25=¿ 99.185 ( Kg/m )

Trong đó:

α- Khoảng cách giữa hai xà gồ theo mặt bằng α =1.25 (m)

W0 = 95 : áp lực gió vùng IIA nên chừ lại 12 ( Kg/m ) ( Quận Ninh Kiều TP.Cần Thơ )

K = 1,195 : Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa

Phân tải trọng q*theo 2 phương tác dụng:

Hình 4.2 sơ đồ tải tác dụng lên xà gồ

- Phân tải trọng thành 2 phương x-x và y-y

q x tt =q¿∗cosα=110.424∗0.993=109.65 (KG/m)

q x tc =q tc¿∗cosα=98.125∗0.993=97.34 (KG/m)

q tc y =q tc¿∗sinα=98.125∗0.12=11.77 (KG/m)

q tt y =q❑¿∗sinα=110.424∗0.12=13.16 (KG/m)

3 Nội lực sinh ra trong xà gồ

Xà gồ là cấu kiện chị uốn xiên, nội lực xà gồ tính theo 2 phương x-x và y-y:

Công thức kiểm tra:

f :cường độ tính toán của thép chịu kéo, nén, uống lấy theo giới hạn chảy

c : hệ số điều kiện làm việc của kết cấu

= > Tiết diện xà gồ thỏa điều kiện về độ võng.

Vậy chọn tiết diện xà gồ đã chọn đạt yêu cầu.

CHƯƠNG V THIẾT KẾ HỆ SƯỜN TƯỜNG

I CHỌN TIẾT DIỆN SƠ BỘ SƯỜN TƯỜNG

Hệ sườn gồm có 2 dạng chủ yếu Hệ sườn tường cho vách che bằng tole sử dụngcác thanh thép có các tiết diện thông thường như : chữ C, chữ Z, chữ I, thép hộp Hệ sườn tường đỡ tường bằng gạch xây thường dùng thép chữ I

Vì nhà có bước khung không quá lớn B = 6 (m), dựa vào catalo sườn tường,

chọn sườn tường tiết diện chữ C có số hiệu 6CS2.5x105 có các đặc trưng tiết diện

II TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SƯỜN TƯỜNG

Tải trọng tác dụng lên sườn tường gồm có: trọng lượng của tấm vách (tole), trọng lượng bản thân dầm sườn tường và tải trọng gió

Ta chọn khoảng cách giữa các dầm sườn tường a = 1m Thì khi đó ta cần bố trí:Đối với nhà: nst= 1+(10.5/1) = 11.5 => chọn 11 dầm sườn tường

Dầm sườn tường chịu tải trọng gió:

q y tc = W 0 kC e a = 83 x 1.195 x 0.8 x 1 = 79.35 (kG/m)

q y t t = W 0 kC e an = 83 x 1.195 x 0.8 x 1 x 1.2 = 95.22 (kG/m)

Trong đó:

W0= 83 : áp lực gió vùng IIA (TP Cần Thơ)( W0= 95-12=83 )

K=1.195 : Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình

Ce= 0.8 : Hệ số khí động, chọn trường hợp nguy hiểm nhất đầu hồi đón gió

IV.KIỂM TRA TIẾT DIỆN SƯỜN TƯỜNG

- Kiểm tra điều kiện bền

= > Dầm sườn tường thỏa điều kiện

- Kiểm tra điều kiện độ võng

=> Dầm sườn tường thỏa điều kiện độ võng

Vậy chọn tiết diện sườn tường đã chọn đạt yêu cầu

CHƯƠNG VI:TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN

KHUNG NGANG

I.Tĩnh tải:

Độ dốc mái i = 12% → α = 6,84ᵒ ( sinα = 0,119 ; cosα = 0,993 )

Tải trọng thường xuyên tác dụng lên khung ngang bao gồm: trọng lượng của cáclớp mái, trọng lượng bản thân xà gồ, sườn tường, trọng lượng bản thân khungngang, các thanh giằng cột và dầm cầu trục

Trọng lượng bản thân tấm lợp và xà gồ mái được tính trên 1(m) dài như sau:

+t = 3640 (kg/m3) : Khối lượng riêng của vật liệu làm tấm lợp

+ng : hệ số vượt tải, lấy 1,2+B : Bề rộng tính toán của tấm tôn, B = 100 (cm)

Trọng lượng bản thân xà ngang chọn 49.6 (kG/m) Tổng tĩnh tải phân bố tác dụnglên xà ngang:

Q = qtl+xg +1.2gxg + 1.1g g *2= 53.72 + 1.2 x 49.6 + 1.1x6.38x2 = 127.276 (kG/m)Trọng lượng bản thân hệ sườn tường (bao gồm hệ dầm sườn tường 10 dầm và tôn)quy thành tải tập trung tại đỉnh cột:

Qst= 1.1gtcBH + 1.1ndstgdstB = 1.1 x 1.7472 x 6 x 10.1 + 1.1 x 10 x 6.38 x 6 = 573.55kg

+Trọng lượng bản thân xà gồ: gxg = 6.38 (kg/m)

Trọng lượng bản thân của thanh giằng cột và thanh giằng đầu cột quy thành tải tậptrung tại đỉnh cột:

Hình 6.1 Sơ đồ tính khung với tải trọng thường xuyên (Tĩnh tải)

II Hoạt tải mái:

Theo 2737:1995, trị số của họat tải thi công hoặc sửa chữa mái (mái tole) là 30(kg/m2), hệ số vượt tải là 1.3.

Quy đổi về tải trọng phân bố đều trên xà ngang:

Qht = = = 235 (kG/m)

Hình 6.2 Hoạt tải nửa mái trái

Hình 6.3 Hoạt tải nửa mái phải

Hình 6.4 Hoạt tải mái chất đầy

III Tải trọng gió:

-Gồm hai thành phần: gió tác dụng lên cột và gió tác dụng trên mái

-TP Cần Thơ thuộc khu vực IIA có áp lực gió tiêu chuẩn W0 = 95 (kG/m2), hệ sốvượt tải là 1.2

nq : Hệ số vượt tải đối với tải trọng gió, lấy bằng 1.2

B : Diện hứng gió, tính trên 1m tính toán B = 100 (cm)

Hình 6.5:Sơ đồ xác định hệ số khí động

-Chiều cao đỉnh mái: 10.1 + 9.5*tan(6.84) = 11.24(m)

=actan0,12=684’ => a’= = =1,259(m)

-Hệ số độ cao và địa hình K:

+Đối với đỉnh cột có cao trình h= 10.1 m chọn K = 1.181

+Đối với mái có cao trình đỉnh h= 11.24 m chọn K= 1.195

Hình 6.7 Hoạt tải gió trái sang

Hình 6.8 Hoạt tải gió phải sang

V Hoạt tải cầu trục:

t Hk

(mm)

Khoảngcách

Zmin

(mm)

BềrộngGabarit

Bk

(mm)

Bềrộngđáy

Kk

(mm)

T.lượngcầu trục

G (T)

T.lượn

g xecon Gxe

(T)

Áplực

- Bk : bề rộng gabarit của cầu trục

- Kk : bề rộng đấy ( khoảng cách trọng tâm hai bánh xe cầu trục theo bề rộng

Tải trọng cầu trục tác dụng lên khung ngang bao gồm áp lực đứng và lực hãmngang xác định như sau:

Áp lực đứng của cầu trục

Hình 6.10 Đường ảnh hưởng để xác định D max , D min

Dựa vào công thức hai tam giác đồng dạng nên

 y1= 14706000x1 = 0.245

 y1= 1470+36006000 x1 = 0.845

 y3= 24006000x1 = 0.4Tải trọng thẳng đứng của bánh xe cầu trục tác dụng lên cột thông qua dầm cầu trụcđược xác định bằng cách dùng đường ảnh hưởng phản lực gối tựa của dầm và xếpcác bánh xe của cầu trục sát nhau vào vị trí bất lợi nhất, xác định được các tung độ yi

của đường ảnh hưởng, từ đó xác định được áp lực thẳng đứng lớn nhất và nhỏ nhất cảbánh xe cầu trục lên cột:

Hình 6.11 Đường ảnh hưởng để xác định D max , D min

Ta có : ∑yi = 0.245 + 0.845 + 1 + 0.4 = 2.49

Dmax = ncγp∑Pmaxyi = 0.9 x 1.1 x 184 x 2.49 = 453.58 kN = 45358 KG

Dmin = ncγp∑Pminyi = 0.9 x 1.1 x 36.6 x 2.49 = 90.22 kN = 9022 KG

Trong đó:

γp :hệ số vượt tải của họat tải cầu trục lấy bằng 1.1

Nc :hệ số tổ hợp, lấy bằng 0.9 khi xét tải trọng do hai cầu trục làm việc ở chế

độ nặng

Pmax : áp lực lớn nhất tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray

Pmin: áp lực nhỏ nhất tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục lên ray ở phía cộtbên kia

Yi: tung độ đường ảnh hưởng

Các lực Dmax và Dmin sẽ thông qua ray và dầm cầu trục sẽ truyền vào vai cột, do đó

Hình 6.13 Áp lực đứng của cầu trục tác dụng lên cột phải

Khi cầu trục hoạt động còn chịu lực quán tính phát sinh ra lực tác dụng ngang nhàtheo phương chuyển động do xe con hãm, qua các bánh xe cầu trục sẽ truyền lêndầm hãm vào cột bằng phản lực tựa như của dầm hãm

Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục:

T1 = = 5K f (Q+G xe

n o = 5x 0.1x(32+2.531)2 = 0.893 TLực hãm ngang của toàn cầu trục truyền lên cột đặt vào cao trình dầm hãm(giả thiết cách vai cột 0.8 m):

T = ncγpT1∑yi = 0.85 x 1.1 x 0.863 x 2.49 = 2.009 T = 2009 kGTrong đó:

γp - hệ số vượt tải, lấy 1.1

Nc – hệ số tổ hợp lấy 0.85

Kf – hệ số ma sát,lấy là 0.1 với cầu trục có móc mềm, lấy 0.2 với móc cứng

Hình 6.14 Lực hãm ngang của cầu trục lên cột trái

Hình 6.15 Lực hãm ngang của cầu trục lên cột phải