đồ án kết cấu thép

Trang 1

Thuyết minh đồ án SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép

Mặt khác do tải trọng cầu trục Q=50t  75t

Tra phụ lục VI.1 ta có thông số về cầu trục:

Theo đ/k cấu tạo ta chọn: hd = a + =0,25+0,75=1m

Đảm bảo điều kiện hd = 1m>1/15*14,4m=0,96m

b,chọn tính toán hệ máI:

I,Dàn mái ( xà ngang):

Ta chọn theo mẫu chuẩn trong giáo trình kết cấu thép nhà công nghiệp

Vì tấm lơp máI là panel bê tông cốt thép do vậy ta chọn độ dốc i=1/10

Hđd=2,2m;L=21mHđỉnh dài=3250m

Sơ đồ khung (trang bên)

II,Cửa mái:

lcm=(1/31/2)Llcm=9m

Chiêu cao ô cửa a=1/15L=1/15*21m=1,4m ;

Chiêu cao bậu cửa hbc =400450 mm

Trang 2

Thuyết minh đồ án: SV: Vũ Anh Dũng Kết cấu thép

Đợc bố trí theo mặt phẳng cánh trên của dàn kèo , bố trí hệ thanh chéo chữ thập Nhà

có chiều dài là 102m do vậy ngoài giằng ở 2 đầu ta còn bố trí ở giữa nhà (trong gian

giữa)

2,Hệ giằng cánh d ới :

Đợc bố trí cùng gian với hệ giằng cánh trên và bố trí thêm hệ giăng doc nhà ở 2 đầu hồi

3,Hệ giằng trong mặt phẳng thanh đứng:

Đợc bố trí ở những ô có mặt phẳng giăng cách trên và giằng cánh dới đợc bố trí doc nhà

II,Hệ giằng cột:

Bao gồm có hệ giằng cột trên và hệ giằng cột dới

ở cột trên ta bố trí giằng ở những ô có giằng cánh trên và giằng cánh dới

ở cột dới ta bố trí giằng ở gian giữa nhà để tránh gây hiệu ứng nhiệt nên ta không bố trí

giằng cột dới ở hai đầu nhà (xem hình bên)

d,Tính toán khung ngang:

I,Tải trọng tác dụng lên khung ngang nhà:

1,Tải trọng tác dụng lên dàn:

Tải trọng tác dụng lên dàn bao gồm trọng lợng bản thân của mái, của cửa trời, của

bản thân kết cấu và hoạt tải

a,Tải trọng mái:

Theo cấu tạo của các lớp mái ta có bảng thống kê các tải trọng mái nh sau:

Cấu tạo các lớp mái Tải trọng tiêu

chuẩn(daN/m2) Hệ số vợt tảin Tải trọng tínhtoán(daN/m2)

Đây là tải trọng phân bố theo diện tích mặt bằng mái ,ta qui về lực phân bố theo

diện tích mặt bằng nhà với I=1/10= tg  cos =0.99504, vậy ta lấyg’m=425 daN/m2

) /

( 372.9 99504

, 0

370 cos

g tc



Trang 3

c,Tải trọng do trọng lợng kết cấu cửa trời:

Theo công thức kinh nghiệm :

gcm =1,1*(1218)L)

Ta lấy gcm=15 daN/m2

d,Tải trọng do trọng lợng cách cửa và bậu cửa trời:

Chọn trọng lợng của cửa kính gk= 1.1*(3040) ta lấy gcm=40daN/m2 cửa kính

Trọng lợng bậu cửa: g b =1,1*(10050)daN/m dài bậu cửa<trên + dới>

Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN-2737-95, hoạt tải mái áp dụng cho trờng

hợp mái bằng mái dốc bằng bê tông cốt thép không có ngời đi lại ,chỉ có ngời đi lại sửa

chữa cha kể các thiết bị điện nớc thông nếu có đợc lấy bằng 75 daN/m2 mặt bằng nhà,

a,Do phản lực dàn: (lực đợc đặt vào trục cột trên)

*,Do tải trọng thờng xuyên:

A=1/2*g*L=0,5*2772,57*21=29111,25daN

*,Do hoạt tải:

A,=1/2*P*L=0,5*58)L5*21=6142,5daN

b,Do trọng lợng dầm cầu trục :

Theo công thức kinh nghiệm: Gdct=L2

dct.dct.n ( với n=1,1) Trong đó : vì ta có Q=50t nên ta chọn dct,

c,Do áp lực đứng của bánh xe cầu trục:

Với sức trục Q=50t và Lc=19,5m, tra bảng ta có Pc

max=45t.=450kNG=61.5t=615kN

Gxe con =18)Lt=18)L0Kn

3

Trang 4

Số bánh xe mỗi bên ray là 4.Bê tông cầu trục Bct= 6,65m, khoảng cách bánh xe

áp lực lớn nhất Dmax của cầu trục lên cột do các lực Pc

max,đợc xác định theo đờng ảnh ởng của phản lực tựa của hai dầm cầu trục ở hai bên cột

h-ở đây do Dmax,Dminđặt vào trục nhánh cầu trục, nên lệch tâm so với trục cột dới một

khoảng xấp xỉ bằng bd/2.Mô men lệch tâm Tại vai cột :

Mmax=Dmax.e=43758)L.0,75/2=16409(daNm)

Mmin=Dmin.e=11934.0,75/2=4475(daNm)

d,Do lực hãm của xe con:

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

3,Tải trọng gió:

Vùng xây dựng ở TP Vũng tàu, theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động 2737-95, thì

phân vùng áp lực gió khu vực này là II C

W0=155(daN/m2)

Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm :

*,Gió thổi lên mặt tờng dọc đợc chuyển về thành lực phân bố trên cột khung

*,Gió thổi trong phạm vi mái, từ cánh dới dàn vì kèo trở lên, đợc chuyển về thành

lực tập trung tại cao trình cánh dới dàn vì kèo

Tải trọng gió phân bố lên cột đợc tính bằng công thức:

*,Phía đón gió: Pđẩy=n.w0.k.cđẩy.B=1,2.155.0,66.0,8)L.6=638)L(daN/m)

*,Phía hút gió: Phút=n.w0.k.chút.B=1,2.155.0,66.0,6.6=497(daN/m)

Với : k là hệ số độ cao, với độ cao dới 10m thì k=1

C là hệ số khí động học Trong phạm vi mái, hệ số k có thể lấy không đổi ,là trung bình cộng của giá trị ứng

với cao độ đáy dàn vì kèo và giá trị ở độ cao lớn nhất của mái

*,Với độ cao h=12,3 m,tra bảng k=0,66

*,Với độ cao h=18)L,2 m,tra bảng k=0,755

Vậy ktb=(0,66+0,755)=0,71

Xác định hệ số khí động học :

).

( 7125 , 0 40

5 , 8 20 40

T C   xe con   

Trang 5

Lực tập trung tại cánh dới dàn vì kèo:

W=1,3.155.0,71.6[0,8)L.2,2-0,5.0,6+0,7.2,5-0,8)L.0,6+0,6.0,6+2,5.0,6+0,6.0,6+0,6.2,2]

=538)L2(daN)

c,Tính nội lực khung:

Khung cần tính bao gồm các thanh rổng của dàn và của cột nên tính toán rất phức

tạp.Trong thực tế ta làm đơn giản hoá sơ đồ tính bằng cách sử dụng một số giả thiết

nh-ng vẫn cho kết quả nội lực khônh-ng sai khác là bao nhiêu:

*,Thay dàn bằng một xà ngang có độ cứng tơng đơng đặt tại cao trình cánh dới dàn vì

kèo

*,Đối với cột bậc, khi tính toán trục cột dới đợc làm trùng trục cột trên.Khi đó để đảm

bảo nội lực thì phải kể thêm mômen lệch tâm tại chổ thay đổi tiết diện cột đối với tải

trọng thẳng đứng

*,Cho phép coi là dàn có độ cứng bằng vô cùng khi tính khung với các trờng hợp tải

trọng không phải là tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dàn nếu thoã mãn điều kiện

điều kiện ràng buộc

Sơ bộ chọn tỷ số độ cứng của các bộ phận khung :

Kiểm tra:

Đây chính là điều kiện ràng buộc cho phép khi tính khung với các tải trọng không phải

là tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dàn ,có thể bỏ qua biến dạng của dàn (coi dàn có

độ cứng vô cùng lớn)

Với các giả thiết trên ta giải nội lực khung theo phơng pháp chuyển vị

5

40 5

7

2 1

J

J J

J n

dan dan

tren duoi

2 , 9 6 2 , 3

9167 , 1 24

2 , 9 5

:

1 1

dan dan

H H H

L

H J

J H

J L J

7 1 8)L 1 J

6

1 , 1 1

6 9167

Trang 6

Trong công thức trên: N là lực dọc lớn nhất trong bảng tổ hợp tại tiết diện CT

K là hệ số kể đến ảnh hởng của mômen làm tăng tiết diện cột, K=0,3

R là cờng độ tính toán của vật liệu thép làm cột, R=2100 daN/cm2

 là hệ số cấu tạo trọng lợng các chi tiết làm tăng tiết diện cột,

=1,6

 là trọng lợng riêng của thép , =78)L50.10-6daN/cm3 Suy ra :

2,Từ bảng nội lực ta chọn ra các cặp nội lực nguy hiểm dùng để tính toán

Đối với tính toán phần cột trên ta dùng cặp nội lực :

Đối với tính toán phần cột dới ta dùng 2 cặp nội lực :

86180

.

6

R K

29 1

45903

.

6

R K

92 0 ) (

4110000

daN N

daNcm M

10928400

daN N

daNcm M

6923700

daN N

daNcm M

7 7 , 3

36 , 0 7 , 3 7

4 , 9

88 , 1 46243 87393

1

2 1

2 1 2 1

H

H J

J i

i K N

N m

t d

Trang 7

Sơ bộ giả thiết hệ số ảnh hởng hình dạng tiết diện là =1,25.Ta tính diện tích tiết diện

yêu cầu sơ bộ theo công thức:

1,Với yêu cầu sơ bộ nh vậy ta chọn tiết diện nh sau:

Chiều dày bản bụng:b=10 mm

c=10 mm

bc=220 mm

2,Tính các thông số chuẩn bị kiểm tra:

Tính các đặc trng hình học của tiết diện vừa chọn:

Diện tích bản bụng: Ab=1.(40-2.1)=38)L cm2

Diện tích bản cánh: Ac=22.1=22 cm2

Diện tích tiết diện: A=2.Ac+Ab=2.22+38)L=8)L2 cm2

Mômen quán tính và bán kính quán tính của tiết diện theo trục x-x:

Mômen quán tính và bán kính quán tính của tiết diện theo trục y-y:

2050900

daN N

daNcm M

).

( 1 , 47 43530

2050900

cm N

M

536 , 78)L 40

1 , 47 2 , 2 25 , 1 1 2150

32 , 43966

).

8)L , 2 2 , 2 ( 25 , 1

2 Y/C

cm A

h

e R

N A

333 , 21307

333 , 21307 )

5 , 0 20 (

1 22 22 1 12

1 2 1 38)L 12

cm A

J r

cm J

x x

Trang 8

Độ mảnh và độ mảnh quy ớc của cột trên:

Độ lệch tâm tơng đối và độ lệch tâm tính đổi:

3,Kiểm tra tiết diện vừa chọn:

Cột đợc kiểm tra theo trờng hợp cột đặc, tiết diện đối xứng chịu nén lệch tâm

a,Kiểm tra bền:

Do cột không có tiết diện bị giản yếu, độ lệch tâm tính đổi m1<5 và giá trị của các mômen uốn dùng để kiểm tra bền và ổn định là nh nhau cho nên theo quy phạm điều 5.24 ta không cần kiểm tra bền

b,Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn trùng mặt phẳng đối xứng:

Có:

Vậy điều kiện ổn định :

Vậy cột đã chọn bảo đảm ổn định trong mặt phẳng uốn

Chú ý ở đây ta có thể tính chính xác đợc trọng lợng bản thân cột theo đúng kích thớc đã

chọn :

Gcottren=(320+220).8)L2.78)L50.10-6=347,598)L<436,32

Nh vậy kết quả tính càng thiên về an toàn mà thôi

c,Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn

ở ngoài mặt phẳng uốn cột đợc kiểm tra nh cột chịu nén đúng tâm có kể tới ảnh hởng của mômen trong mặt phẳng uốn(trùng với mặt phẳng đối xứng)

Công thức kiểm tra:

Trong đó: Y là hệ số uốn dọc theo phơng ngoài mặt phẳng uốn đợc tính bằng cách tra bảng hoặc tính theo công thức:

656 , 4 8)L2

8)L33 , 1777

8)L33 , 1777 1

38)L 12

1 1 22 12

1

cm A

J r

cm J

y y

2150

094 , 35

543 , 51 656 , 4 240

094 , 35 112 , 16

44 , 565

6 2

x x y

y y x

x x

.

9 6 4 , 4

62 5 , 3

3 7 0 , 1

.

3 7 0 ,

1

.

4 7 7 , 1

1 3 6 , 1 ).

7 1 4 , 3 6 (

0 2 , 0 )

71 4 , 3 1 , 0 9 , 1 ( 1

Kh i

.

3 4 9 , 1

1 3 6 , 1 ).

7 1 4 , 3 5 (

0 2 , 0 )

7 1 4 , 3 1 , 0

7 5 , 1 ( 5

, 0

Kh i

: có

h ệ

T ín h

.

6 2 5 , 3

36 7 ,

1 06 5

8)L 2 1 , 47

.

3 67 ,

1 0 65

4 0

3 33 ,

2 1 30 7

2 2

256 , 0 có

ta II.2 ng bả

tra 123

, 1 964 , 4

m

/ 2150

/ 432 , 2094 8)L2

256 , 0

32 , 43966

2 2

cm daN R

cm daN A

N

ng lt

N

ng y

649 , 1 10 1 , 2

2150

543 , 51

Trang 9

Mô men trong mặt phẳng uốn ảnh hởng tới ngoài mặt phẳng uốn đợc lấy :

Trong đó : M là mômen lớn nhất trong 1/3 đoạn giữa của đoạn cột đang xét

M1,M2 là mômen ở hai đầu đoạn cột đang xét lấy theo cùng một tổ hợp tải

trọng ở đây M1=-2050900 daNcm (tổ hợp 1,2,4,6,8)L)

M2=-273400 daNcm

Suy ra :

Vậy độ lệch tâm tuyệt đối, độ lệch tâm tơng đối và hệ số C:

Điều kiện ổn định ở ngoài mặt phẳng khung:

Vậy đảm bảo điều kiện ổn định ngoài mặt phẳng khung

d,Kiểm tra ổn định cục bộ:

*,Kiểm tra ổn định bản cánh:

*,Kiểm tra ổn định bản bụng:

Kết luận : Cột đã chọn thoã mãn các yêu cầu về chịu lực và ổn định

9

} M , 2 / , 2 / max{M

1458)L400

2 3

273400 2050900

273400 2

3

2 1

M

1458)L400

1458)L400 ,

136700 2

, 1025450 2

1

663 , 0 578)L , 2 005 , 0 65 , 0 ' 005 , 0 65

,

0

1 134

, 98)L 2150

10 1 , 2 14 , 3

14 , 3 545 , 51

' 1

5 578)L , 2 367 , 1065

8)L2 5 , 33 '.

'

5 , 33 43530

1458)L400 '

R E

m

C W

A e

m

cm N

M

e

X Y

X X

ng X

X

/ 2150

/ 5 , 1695 8)L2

369 , 0 8)L57 , 0

32 ,



76 , 14 5

, 10

76 , 14 2150

10 1 , 2 ).

123 , 1 1 , 0 36 , 0 ( ).

1 , 0 36 , 0 (

5 , 10 1 2

1 22

2

0 C

0

6 0

C

b C

b b

R

E b

b b

67 , 45 38)L

) 1 625

,

3

(

8)L8)L , 96 2150

10 1 , 2 1 , 3 67 , 45 2150

10 1 , 2 ).

123 , 1 5 , 0 9 , 0 ( ).

5 , 0 9

,

0

(

38)L 1

1 2 40

2

0 0

6 6

X b

b

c b

h h

m

do

R

E h

h

Trang 10

Sơ bộ giả thiết khoảng cách giữa hai trục nhánh C=hd=750 cm

Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh cầu trục:

Y1=0,55.C=412,5 cm

Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh mái:

Y2=0,45.C=337,5 cm

Lực nén lớn nhất trong nhánh cầu trục:

Lực nén lớn nhất trong nhánh mái:

Giả thiết =0,8)L, diện tích yêu cầu của các nhánh là:

4303700

2

daN N

daNcm M

2204600

1

daN N

daNcm M

664 , 61065 75

2204600 45

, 0 995 , 70379 2 1

1

C

M C

y N

664 , 96091 75

4303700 55

, 0 995 , 70379 1 2

2

C

M C

y N

867 , 55 2150 8 , 0

664 , 96091

.

503 , 35 2150 8 , 0

664 , 61065

.

2 2

2

2 1

1

cm R

N A

cm R

N A

nh ycnh

, 56

) 1 3 (

2 , 17 2 5 , 0 1 22

z

cm2.

56,4 22.1

17,2.2 A

Trang 11

Khoảng cách thực tế giữa hai trục nhánh :

Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh cầu trục:

Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn bộ tiết diện tới nhánh mái:

y2=C-y1=72,365-42,250=30,115 cm

Mômen quán tính của toàn tiết diện đối với trục ảo x-x:

Kiểm tra lại tỷ số độ cứng của phần cột trên và cột dới

Độ sai lệch so với giả thiết tỷ số độ cứng:

(8)L-5,8)L06)/8)L.100%=27,4% <30%

Nh vậy nội lực giải ra theo tỷ số độ cứng giả thiết vẩn đảm bảo dùng đợc để thiết kế

4,Xác định hệ thanh bụng:

*,Bố trí hệ thanh bụng nh hình vẽ,các thanh giằng hội tụ tại trục nhánh.Chọn

khoảng cách các nút giằng là a=8)L0 cm Vậy chiều dài thanh xiên :

Góc  giữa trục nhánh và trục thanh giằng xiên:

933 , 5075

933 , 5075 )

3 2 / 27 (

2 , 17 198)L 2 1 22

12

1

157 , 3 4 , 56

209 , 562

209 562 )

1 3 635 , 2 (

2 , 17 198)L 2 ) 5 , 0 635 , 2 (

22 1 22 1

12

1

nh2

2 2

4 2

3 2

nh2

2 2

4 2

2 3

2

cm A

J r

cm J

cm A

J r

cm J

x x

y

x x

4 , 56

, 96

627 , 123731

627 , 123731 115

, 30 4 , 56 250 , 42 2 , 40 209 , 562 260

A J

J

x

i nhi xi

x

8)L74 , 107 365

, 72 8)L0 2 2 2

a

8)L06 , 5 333 , 21307

627 , 123731 J

J J

J n

tren duoi 2

Trang 12

Sơ bộ chọn thanh giằng xiên L56x5 mm.Có các thông số sau:

Diện tích tiết diện : A=5,41 cm2.Bán kính quán tính nhỏ nhất xét cho tất cả các trục: rmin tx =1,1 Vậy độ mảnh lớn nhất của thanh xiên là :

Nội lực nén trong thanh xiên do lực cắt thực tế Q=6175 daN gây ra:

Thanh kiểm tra nh thanh chịu nén đúng tâm, tra bảng II.1 ta có min tx=0,598)L

Trong đó hệ số điều kiện làm việc =0,75 do có kể đến sự liên kết lệch trục giữa trục

liên kết và trục thanh:

Vậy thanh xiên đảm bảo sự ổn định

*,Độ mảnh của toàn cột theo phơng trục ảo x-x:

Tra bảng II.1 ta có min =0,906

Tính lực cắt qui ớc:

Chọn thanh bụng ngang L40x5mm chịu lực cắt Qq khá bé.Ta chỉ kiểm tra độ mảnh:

5,Kiểm tra tiết diện:

a, Nhánh cầu trục:

Ta kiểm tra hoàn toàn nh cột chịu nén đúng tâm:

Nội lực tính toán:

Lực nén trong nhánh cầu trục:

Vậy nhánh cầu trục đảm bảo ổn định

, 1

8)L74 , 107

min



tx tx

r S

494 , 4602 671

, 0 2

6175 sin

8)L52 , 18)L96 41

, 5 598)L , 0 75 , 0

494 , 4602

.

2

cm daN A

N tx tx

7 8)L5 ,

17 50 2

, 40 8)L4 9 , 0

9 36 ,

5 9753

c ó

II 1 ng bả

Tra

57 1 , 53

30 7 , 43 54

, 2 110

.

57 1 ,

5 3 2

, 11

60 0

:

nh ánh của

597 53 365

, 72

2204 600

3 65 , 72 115 , 30 995 ,

703 79

2 1

mi n

n h 1

mi n

ma x1 1

x1

1

y 1

1 2

1 1

R cm

da N A

M C

y N

N

n h x

, 38)L 41

, 5 2

2 , 40 4

, 56 7214 ,

29 307

, 35

7214

, 29 k

có

ta suy ội

, 131 , 42 Với

307 , 35 78)L9

, 35

6 , 1263

2

2 0

1 x

t d x

x

A A k n

r l

td tế

ực

6 6

6

và n xiê thanh lại tính cần không n

nê cho Do

635 , 751 906

, 0

995 , 70379 ).

2150

10 1 , 2 2330 (

10 15 , 7

).

2330 (

10 15 , 7

Q Q

daN Q

N R

E Q

233 , 8)L2 8)L8)L , 0

365 , 72

2204600

1

daN N

daNcm M

4303700

2

daN N

daNcm M

Trang 13

Vậy nhánh mái cầu trục đảm bảo ổn định

c, Kiểm tra toàn cột theo trục ảo x-x:

*,Với cặp gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục:

Vậy với cặp nội lực gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục thì cột vẫn đảm bảo ổn định

ngoài mặt phẳng uốn

*,Với cặp gây nguy hiểm cho nhánh mái :Nhánh mái:

Ta tiến hành kiểm tra:

d, Tính liên kết thanh giằng vào nhánh cột:

Chọn trớc chiều cao đờng hàn:hmin h  hmax

%

10 0

2 15 0

21 5 0 -

2 21 2 ,2 0 R

Có

R cm

/ daN 20 ,

2 21 2 4

,

5 6 8)L0 6 , 0

18)L 4 ,

10 05 6 3 A

N

: tra

k iểm thứ c

n g

ô

C

8)L0 6 , 0 :

có

II 1

n g bả

T r a

23 8)L ,

6 3

34 1 , 25

1 57 , 3 8)L 0 r

l

.

2 38)L , 63

4 8)L8)L , 9

60 0 r

1 00 56 3

3 65 ,

7 2

43 03 70 0

3 65 , 72 25 ,

4 2

99 5 ,

7 0 37 9 C

M C

y N

N

2 2

nh min

nh 2

m in

m ax 2 2

x 2

2

y2

2 1

2 2

λ λ

2204600

1

daN N

daNcm M

301 , 158)L7 6

, 96 459 , 0

995 , 70379

459 , 0

: có

ta II.3 ng bả

Tra

25 , 1 10 1 , 2

2150

061 , 39

046 , 1 25 , 42 627 , 123731

6 , 96 7 , 31

7 , 31 6948)L7 2204600

1 lt

6

1 1 1

R A

N

E R

y J

A e m

cm N

M e

lt

td td

4303700

2

daN N

daNcm M

396 , 1949 6

, 96 369 , 0

6948)L7

369 , 0

: có

ta II.3 ng bả

Tra

25 , 1 10 1 , 2

2150

061 , 39

559 , 1 ) 5 , 0 635 , 2 115 , 30 (

627 , 123731

6 , 96

9 , 61

9 , 61 6948)L7 4303700

2 lt

6

2 2 2

R A

N

E R

y J

A e m

cm N

M e

lt

td td

Trang 14

Vậy chiều dài cần thiết là cho đờng hàn sống:

Chiều dài cần thiết cho đờng hàn mép:

Tóm lại chiều dài đờng hàn sống lhs=7cm,lhm=5cm

Còn đơng hàn liên kết thanh bụng ngang L40x5 do phải chịu lực khá bé cho nênta chọn

đờng hàn theo cấu tạo:

lhs=lhm=5cm

IV,Thiết kế các chi tiết cột:

1,Nối hai phần cột trên và dới:

a,Chọn phơng án nối :

Mối nối khuếch đại cao hơn mặt trên vai cột 500mm.Mối nối cánh ngoài và cánh

trong và bụng đợc tiến hành trên cùng một tiết diện

Mối nối cánh ngoài dùng phơng án đờng hàn đối đầu, mối nối cánh trong dùng

ph-ơng án đờng hàn đối đầu với bản K

b,Nội lực tính toán đợc chọn từ bảng tổ hợp nội lực cho tiết diện Ct:

M

Nhận xét:

Tại tiết diện Ct chỉ tồn tại mômen mang dấu âm nên ta cha thể kết luận đợc là tại nhánh

ngoài thì chịu kéo hay là chịu nén nguy hiểm hơn

Trong trờng hợp chịu nén:

hợp tìm đợc chính là tổ hợp (1,7) đã trùng với tổ hợp đã chọn ở trên.Tóm lại đối với

nhánh ngoài luôn chịu nén và lực nén lớn nhất là Sngoai=8)L399,622 daN

c,Tính toán:

*,Mối nối cánh ngoài:

Dùng đờng hàn đối đầu có gia công mép dạng chữ K hay chữ V, chiều dài đờng hàn

Kiểm tra:

*,Mối nối cánh trong:

Chọn bản nối K có chiều dài và chiều rộng bằng bản cánh trong cột trên, tức là có tiết

Kiểm tra:

cm 6 1260 75 , 0 6 , 0

341 , 4601 7 , 0 )

R (

h

N k l

min g hs

β γ

cm 4 1260 75 , 0 4 , 0

341 , 4601 3 , 0 )

R (

h

N ).

k 1 ( l

min g hm

32 , 436 4428)L6 39

544500 S

daN 724 , 348)L3 2

32 , 436 36726 39

58)L8)L8)L00 S

32 , 43966 39

660300

daN

/ 2150 /

98)L1 , 419 ) 1 2 22 (

1

622 , 8)L399 )

2 (

2

cm daN l

h

S

nh h

696 , 1945 )

1 2 22 (

1

929 , 38)L913 )

2 (

2

cm daN l

h

S

nh h

Trang 15

*,Mối nối bụng cột tính đủ chịu lực cắt tại tiết diện nối.Vì lực cắt cột trên là

khá bé nên đờng hàn đối đầu lấy theo cấu tạo: hàn suốt chiều dài và chiều cao đờng hàn

bằng chiều dày bản thép

2,Tính toán dầm vai:

Dựa theo sự làm việc của dầm vai ,nên dầm vai đợc tính toán nh một dầm đơn giản có

nhịp =750cm, kê lên hai gối tựa là nhánh trong và nhánh ngoài cột dới.Dầm chịu uốn

bởi lực tập trung Strong=38)L913,929 daN

Bụng nhánh cầu trục của cột dới xẽ rãnh cho bản bụng dầm vai luồn qua.Hai bản bụng

này liên kết với nhau bằng 4 đờng hàn góc

Chiều cao bản bụng dầm vai phải đủ chứa 4 đờng hàn góc liên kết bản bụng dầm vai với

bản bụng nhánh cầu trục.Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là :

hh=7mm(<1,2min=1,2.6=7,2mm)

Cả 4 đờng hàn này chia nhau chịu lực Strong

Theo yêu cầu về cấu tạo: hdv0,5.bd=0,5.75=37,5cm

Tóm lại chọn:

Chiều cao dầm vai:50cm

Chiều dày bản cánh dới dầm vai:10mm

Chiều cao bản bụng dầm vai:50-(2+1)=47 cm

3,Kiểm tra điều kiện chịu uốn của dầm vai:

Dầm vai có tiết diện chữ I không đối xứng Cánh dới dầm vai thờng là một bản thép

nằm ngang nối bản bụng của hai của hai nhánh cột dới

15

cm 41 , 0 3200 22

28)L8)L40 R

z

G D

em

dct max

δ

06 , 14 1260

7 , 0 4

095 , 20754 28)L8)L40

) (

.

max 1

cm R

h

R G D l

g h

B dct

929 , 38)L913 )

.(

.

R h

S l

g h

trong K





cm 6 1260 7 , 0 4

8)L34 , 18)L159 )

R (

h 4

R l

min g h

A i

á m





Trang 16

Cánh trên của dầm vai là hai bản thép (bản đậy nhánh cầu trục và bản sờn lót ) thờng

là có chiều dày khác nhau

tiết diện hai bên điểm đặt lực của Strong và phải tìm vị trí của trục trọng tâm x-x.Khi điều

kiện này đợc thoã mãn, cần phải tính liên kết giữa cánh và bản bụng tiết diện chữ I

không đối xứng Cách tính này quá phức tạp trong đồ án này nên ta chọn một phơng án

đơn giản hơn và hoàn toàn thiên về an toàn Đó là quan niệm rằng chỉ có riêng bản bụng

dầm vai chịu hoàn toàn mômen uốn này Tính mômen chống uốn của bản bụng :

Còn đờng hàn liên kết bản bụng dầm vai và bản cánh trên và bản cánh dới chịu lực cắt

Qdv khá bé đợc hàn theo cấu tạo và chọn hh=7mm

Chọn bề rộng bản đế theo yêu cầu về cấu tạo:

Diện tích bản đế của nhánh xác định theo công thức :

Abđ=N/Rncb

Vậy diện tích yêu cầu của bản đế nhánh mái là:

Vậy diện tích yêu cầu của bản đế nhánh cầu trục là:

Suy ra :

Chiều dài của từng bản đế :

cm / daN 2150 R

001 , 1973 167

, 368)L

341 , 726393

W

M

: vai dầm bụng n bả

nhật ử ch diện tiết của uốn chịu kiện diều

tra

Kiểm

cm 167 , 368)L 6

47 1 6

h

.

W

2 dv

x

ma

3 2

δ

2 , 1 /

2

n cb

1 nh ncb

1 nh yc

bd

90 2 , 1

936 , 59753 R

m

N R

N

2 n

cb

2 nh ncb

2 nh yc

bd

90 2 , 1

18)L4 , 100563 R

m

N R

N

cm 8)L1 , 15 277 , 553 A

L

cm 60 , 26 35

1 , 931 B

A L

yc 1bd yc

yc 2bd yc

Trang 17

Vậy ứng suất thực ngay dới chân bản đế:

Ta cấu tạo chân cột nh hình vẽ :

Đối với nhánh mái ,ô có mômen gây nguy hiểm nhất :

Đối với nhánh cầu trục,ô có mômen nguy hiểm nhất:

Vậy chiều dày cần thiết cho mổi bản đáy:

Chọn chung chiều dày bản đế cho cả hai nhánh:bđ=3cm

d,Tính các bộ phận của chân cột:

,Nhánh mái:

*,Dầm đế:

Toàn bộ lực Nnh truyền từ nhánh cột xuống bản đế thông qua hai dầm đế và đôi sờn hàn

vào bụng của nhánh Vì vậy dầm đế chịu tác dụng của phần phản lực nh thuộc diện

tryền tải của nó

Tải trọng phân bố đều lên dầm đế ở nhánh mái:

q2dd=nh2.Bchịu tải=96,28)L.(3+1+13/2)=1010,94(daN/cm)

cm / daN 28)L , 96 30

35

18)L4 , 100563 A

N

cm / daN 108)L 2 , 1 90 R

cm / daN 47 , 8)L4 20

35

936 , 59753 A

N

2 ncb

2 2

nh 2

nh

2 ncb

2 1

nh 1

, 2275 28)L

, 96 14 12057 , 0 12057

,

0

219 , 2 14 062 , 17 062

,

17

14

2 2

2

daNcm M

a

b cm

, 1477 47

, 8)L4 14 08)L926 ,

0 08)L926

,

0

714 , 0 14

10 10

14

2 2

2

daNcm M

a

b cm

6 262 , 2275

6

03 , 2 1 2150

6 799 , 1477

6

2

1

cm R

M

cm R

a N N

daN b

a b N N

g hm

g

g g hs

8)L73 , 4507 11

35 30328)L,2.16

327 , 258)L20 11

1,635) - 1 30328)L,2.(1 )

.(

dd 2

Trang 18

Xem dầm đế là một đầm đơn giản có mút thừa có hai gối tựa là hai đờng hàn mép và hàn

sống đã tính ở trên, ta kiểm tra dầm đế chịu mômen uốn

Với sự phân bố nhịp nh trên hình vẽ ta chỉ cần kiểm tra với mômen uốn lớn nhất do đầu

công sôn gây ra :

Muốn=1/2.q2dd.12,938)L2=1/2.1010,94.12,938)L2=8)L4611,555 (daNcm)

Mômen kháng uốn của dầm đế:W=1/6.1.252=104,167(cm3)

ứng suất gây ra do mô men uốn nói ở trên:

*,Tính sờn:

Tải trọng phân bố đều lên sờn ở nhánh mái:

q2s=nh2.Bchịu tải=96,28)L.14=1347,92(daN/cm)

Kiểm tra cho tiết diện nguy hiểm:

M=1/2.q2s.16,5622=1/2.1347,92.16,5622=18)L48)L67,123(daNcm)

Q=1/2.q2s.16,562=1/2.1347,92.16,562=22324,251(daN)

Chọn sờn đế dày 10mm, hàn suốt chiều cao sờn với chiều cao đờng hàn là 10mm

Kiểm tra theo điều kiện uốn của sờn đế:

Kiểm tra đờng hàn:

Đây là đờng hàn chịu mômen và lực cắt:

*,Tính chiều cao các đờng hàn ngang:

Sờn đế và dầm đế đều liên kết với bản đế bằng hai đờng hàn ngang suốt chiều dài ở hai

bên sờn.Chiều cao đờng hàn cần thiết cho mỗi liên kết cụ thể là:

Liên kết giữa dầm và bản đế:

cm R

h

N l

g hm

hm

1260 8)L , 0

8)L73 , 4507 )

.(  min  



cm R

h

N l

g hm

hs

1260 1

327 , 258)L20 )

.



/

268)L , 8)L12 167

, 104

555 ,

M

/

72 , 14774 167

, 104

123 ,

( ) / ( 276 , 1155 46

251 , 22324 333

,

176

123 , 18)L48)L67

).

( 46 ) 1 2 25 (

1 2

.

2

).

( 333 , 176 )

2 1 25 (

1 6

1 2

min

2 2

3 2

2

2 2

cm daN R

cm daN

cm l

A

cm l

W

R R A

Q W

M

h g td

h

h h

h

gh h gt t h

Trang 19

Liên kết giữa sờn và bản đế:

Chọn thống nhất tất cả các đờng hàn ngang là 8)Lmm

Nhánh cầu trục:

*,Dầm đế:

Tải trọng phân bố đều lên dầm đế ở nhánh cầu trục:

q1dd=nh1.Bchịu tải=8)L4,47.(3+1+13/2)=8)L8)L6,935(daN/cm)

Vẫn chọn tiết diện dầm đế nh ở chân cột nhánh mái :250x10mm

Xem dầm đế là một đầm đơn giản có mút thừa có hai gối tựa là hai đờng hàn hai bên tiết

diện chữ I đã tính ở trên, ta kiểm tra dầm đế chịu mômen uốn.Với sự phân bố nhịp nh

trên hình vẽ ta chỉ cần kiểm tra với mômen uốn lớn nhất giữa nhịp :

Muốn= 15659,95(daNcm)<M mà ta đã kiểm tra ứng với trờng hợp dầm mái, cho nên ta

không cần kiểm tra lại

*,Tính sờn:

Tải trọng phân bố đều lên sờn ở nhánh cầu trục:

q1s=nh1.Bchịu tải=8)L4,47.14=118)L2,58)L(daN/cm)

Kiểm tra cho tiết diện nguy hiểm:

M=1/2.q1s.(20/2-0,6/2)2=1/2.118)L2,58)L.9,72=55634,476(daNcm)

Q=1/2.q1s.(20/2-0,6/2)=1/2.118)L2,58)L.9,7=11471,026(daN)

Chọn sờn đế dày 10mm, hàn suốt chiều cao sờn với chiều cao đờng hàn là 10mm

Kiểm tra theo điều kiện uốn của sờn đế:

*,Kiểm tra đờng hàn:

19

53 , 0 1260 2

92 , 1347 )

g

s ngang





R cm / daN 08)L9 , 534 167

, 104

47 , 55634 W

Tiêu đề	Đồ Án Kết Cấu Thép
Tác giả	Vũ Anh Dũng
Trường học	Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp
Chuyên ngành	Kết Cấu Thép
Thể loại	Đồ án
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	878,5 KB