Tiểu luận thiết kế hệ sàn dầm bằng thép

5.Kiêm tra độ cứng của dầm phụ Độ võng tướng đôi cực đại của dâm phải thỏa mãn: Vậy dầm thỏa mãn về điều kiện về độ vỏng cho phép 6.Kiểm tra điều kiện ốn định tổng thể... 7.Câu tạo và t

1.Mô tả các bộ phận của hệ kêt câu: CHUONG I:CAC VAN DE CHUNG CUA HE KET CAU

Ma sé Bước dâm | Buéc dam | Gidtrin Hoat tải Hệ sô

đê bài phụ chính dùng tính tiêu chuân vượt tải

Lc

61 Ls=1.2(m) | Lp=3.8(m) n=8 Pc=1100(kg/m2)| np=l.2

-Tỉnh tải có hệ số vượt tải ing=1.1

-Nhip cua dim chinh :Lc=n*Ls=8*1.2=9.6(m)

2.Tai trong tac dung lén san:

thân)và hoạt tai(tai trong tam tho1)

-Khi tính toán bản sàn và các cẫu kiện đầm chinh,dim phụ sẽ dung tải

trọng tiêu chuẩn khi xét độ võng,và dung tải tính toán khi xét đến độ bên:

3.Các đặc trưng cơ lý cúa vật liệu:

Bao gôm các vật liệu sau:

- Thép:dung thép bản,thép hình với mác thép :BCt3-nc2

-Que hàn N42

.cường độ chịu kéo tính toán:R=2100(daN/cm2)

.cường độ chịu cat tinh toan:Rc=1500(daN/cm2)

.moduyn biến dạng đàn hồi: E = 2,1.10°(daN / cm2) = 2,1.10° (daN / m2)

-Gia trị giới hạn của chuyên vị tương đôi của sàn-dâm ñ :

Đôi với:

.Dâm chính:

.Dằầm phụ

[Z/L]=1/400 [Z/L]=1/250

.Ban san thép: [f/L]=1/150

-Trọng lượng riêng của thép: ø = 78,5(KN/m2)

.cường độ kéo đứt tiêu chuẩn: fom = 4100(daN / cm’) = 410.10°(daN / mˆ)

.cường độ tính toán ‘fy = 1800(daN / cm?) =180.10" (daN /m*)

- Tải trọng tác dụng lên sàn gồm hai thành phân :tĩnh tải (tải trong ban

CHUONG II:THIẾT KE BAN SAN LOAI DAM

Tai trong tác dụng lên sàn có kê đến trọng lượng bản thân sàn

Tải tiêu chuẩn: ø° =(ø° +z,.„o).l

Tải tính toán: ạ = (p°.np +, ng.Ø).

Momen uốn cực đại M_ ='“”“T—HA= Mo max

4.Kiém tra độ võng của bản sàn

Giá trị tải trọng tác dụng lên san

Tiêu chuẩn — g° =(p* +1,.2).1=(11+0,01.78,5) =11,785(KN /m)

5.Kiểm tra độ bền bản sàn,tính lien kết của bản sàn vào dầm phụ

Kiểm tra độ bên

Momen cực đại tại giữa nhịp bản sàn

Lv: 14,06.1,2°

M ax = TC HA = ——N ——— 302,541.6,852.10 =0,458(KNm)

Wx momen chông uôn của mặt cắt ngang bản san

a fk ack TA 1a TA yco=l Chon hệ sô điêu kiện làm việc:

2.Xác định tải trọng-xác định nội lực

Giá trị tiêu chuẩn Lip = (pc+ ø4s).Ls =(] I + 78,5.0,01)1,2 = 14,142(KN /m)

Gia tri tinh toan dy =(penp + p.ts.ng).Ls =(11+78,5.0,01.1,1)1,2 = 16,876(KN / m)

Momen cực đại giữa dâm

Biêu đô có kê đên tải trọng bản thân

Kiểm tra theo ứng suất pháp cực đại tại giữa dâm

5.Kiêm tra độ cứng của dầm phụ

Độ võng tướng đôi cực đại của dâm phải thỏa mãn:

Vậy dầm thỏa mãn về điều kiện về độ vỏng cho phép

6.Kiểm tra điều kiện ốn định tổng thể

5(qi,+ 2%, )-Lp 5(14,142+0,199)3,8°

Trong trường hợp này không cần kiểm tra điều kiện ồn định

7.Câu tạo và tính toán chỉ tiết gối dầm phụ lên dầm chính

Dâm phụ gác lên đầm chính ,giữa hai dầm phụ cùng gác lên dầm chính tại

một vị trí ,sẽ co khoảng hở do sai số chế tạo:khoảng hở này là A

Thuong lay A(5:10)mm ta chon A=10mm

Hình vẽ: ta lẫy đường hàn hf=5mm theo cau tao:

Đề cho dầm phụ còn có thể liên kết với dầm chính ta lấy bf=180mm

Diện tích ép mặt của dầm phụ lên dầm chính:

Chiều cao dâm

h„ được tính bởi công thức k=l,1Š

Gia su cho: hx hwzhmin ~ 79cm

Chiéu dày bản bụng được xác định theo các điều kiện sau;

Dam phải thỏa mãn được điều kiện chịu lực cắt max tại đầu đầm

Giả thiết chỉ có bản bụng chịu cắt:

Đảm bảo chịu được lực cắt Vmax: øw= = ——=2,526.10Ìm

Tiệt diện cảnh dâm

g„ = 4o =11,256.10 *.78,5 = 883,596.10 * (KN /m)

g, =ng.g, =1,1.883, 596.10 =971,95.10°(KN/m)

Tai dau dam 6 vi tri g6i tựa có lực cat Vmax

Vbt lực cắt tại đầu dầm do gdc gây ra

Wx

otd = (o +Ø —Øơ, +3SZ <I,15R7c

Trong đó M=(Mmax+Mtb) giá trị momen cực đại giữa dâm

Mbt =ng.p = = 118,5, 72 nh” =11,197kNm

M =623,616+11,197 = 634,806KNm

JWx =3,376.10m`

F giá trị tải cục bộ tại giữa đầm F=Vdp=64,96KN

Iz chiều dài tính toán của tải tập trung

~ M _ 634,806 max = — = ———~

otd = \o +ơ -ơ.ơ,+3° <1,15R.c

Kiêm tra theo điêu kiện

Do dam được thiết kê với h=0,9m>hmin=0,79m nên không cân kiểm tra

8.Kiêm tra ôn định của dâm chính

ồn định tông thê :kiểm tra tỉ số lo/bf với lo=Ls=l,2m

Vay dam chinh bao dam diéu kién 6n dinh tong thé

9.On dinh cục bộ ban cánh nén

tw VE 0,006 \ 2,1.10

do _ as = 2hw =2.0,876 =1,752m

Dé an toan ta lay as=Ls=1,2m

Chiêu rộng sườn bs và chiêu dày sườn ts

Vậy bản bụng sau khi gia cường đã đủ điều kiện ôn định cục bộ

Mắt ồn định cục bộ do ứng suất pháp.ứng suất tiếp,ứng suất cục bộ

Ta chọn ô bản thứ 2 tứ bên trái qua để kiểm tra

Nhận xét do as>hw nên ta có 2 vị trí kiểm tra

Dựa vào biểu đồ nội lực thấy MI>M2 và VI>V2

Các giá trị nội lực tinh toan tai vi tri 1.

MI=M) +MJ, VI=„ +, M!, =V max x1 —Vdp.x2 = 227,36.1,95 — 64, 96.0, 75 = 394, 632(KNim)

= 325,98.10° (KN /m’)

gia triol va_Sl

" M].hw _ 401,872.0,876 Wxh — 3,376.10°.0,9 V1 165,16

11.Thay đối tiết diện theo chiều dài dầm:

Ta chọn phương án thay đổi tiết điện đầm băng cách thay đối bề rộng bản cánh

Dam bf tai vị trí cách gồi tua 1 khoang x=Lc/6=1,6m

Momen tại vị trí thay đối tiết điện là

V' là lực cắt tac dụng tại x do Vdp truyền xuống

Sc’ la momen tinh cua tiét dién

otd =162,821.10° (KN /m*)<1,15yc fivf = 207.10" (KN /m’)

Kiểm tra điều kiện chịu ứng tiếp tại đầu dam V=232,085KN

Vậy tiết điện thay đồi thỏa điều kiện bền

12.Cấu tạo và tính toán chỉ tiết dầm chính

Chọn phương pháp hàn tay,kiểm tra bằng mắt thường

Chọn hf=5mm theo cấu tạo với thép day 6-10mm

b.Cấu tạo và tính toán mối nối dầm

Chiều dài đầm chính là 9,6m ta chọn nối dầm tại vị trí cách đầm 1,6m (tại vi tri

thay đôi tiết diện) như vậy đoạn còn lại là Sm

Ta sẽ đi thiết kế nỗi đầm với 2 phương án sau

*Phương án 1.nỗi dầm bằng liên kết hàn

Trên tiết điện đầm đốt nhất chỉ nên nối dầm một lần.Đồng thời đảm bảo tốt

nhất về độ bên của mối nối ,trách ứng suất hàn ,ta có thê chọn nối bản bụng và bản cánh tại 2 vị trí khác nhau

Kiểm tra mối nối

Momen tai vi tri ndi Mn=M’=344,01KNm

Lực cat tai vi tri néi Vn=V’=202,83KN

Kiểm tra theo ứng suất tương đương

otd=Vo° +35" <1,15.ye fut

Điều kiện này đã kiểm tra thỏa trong quá trình thay đổi tiết diện

Giả thiết bản bụng chịu cắt hoàn toàn với giá tri Vn

*Phương pháp 2 :nỗi dầm bằng liên kết bulong

Mỗi nối hàn tai vi trí nối khuyếch đại đầm gặp khó khăn và khó đảm bảo chất

lượng Vì vậy đối với các công trình lớn thường dung bulong cường độ cao đề nôi dầm

Mối nói bản cánh dung 3 bản ghép ,bản bụng dùng 2 bản ghép

Momen uốn tại vị trí nỗi dầm M=344,01IKNm

fub =135.10° (KN /m?)— fhb =0,7 fub thép 40CrVA,được /hb =0,7.135.10° = 94, 5.10°(KN /m )

bản thép không gia công bề mặt nên hệ số ma sát là 0,25

Thê vào công thức ta được 1,2

Tính toán kiểm tra mối nối bung dam

Chiêu dày bản ghép tw=0,006m

Abg = 2.0,006.0,8=9,6.10 3m Abg > Aw = hw.nw =5,256.10°m”

Với nw là sô bulong ở một phía của bản phép nw=8 momen uôn bản bụng chịu

Mw phan bo cho ban bụng thành các hang không đều cho các bulong ,hang ngoài

N max =

cũng chịu Nmax m ` c) .2 Max

Với m=2 là số cột bulong ở một liên kết

ei:khoảng cách giữa 2 bulong đối xứng nhau qua truc dam

Tính toán kiểm tra mối nói cánh dam

Số lượng bulong cần thiết cho một phía mối nối ở mỗi cánh dầm

Bồ trí ghép dầm như sau

Do đó cần tăng diện tích bản ghép cánh lên t=20mm

An = 2.60.20—2.20.23 =1480imm?

Anp 0,85 Abg =0,85.2.60.20 = 2040mm’?

Ac =1,18An =1746,4mm*

eae =15,90.10'(KN / m”)< R.ybl = 21.10°(KN / m ) Kết luận:vẫn giữ nguyên kích thước bản ghép nhưng

tăng diện tích nôi cánh lên t=20mm Trong phương án nỗi dầm trên,tùy thuộc vào điều kiện mà chọn phương án

thích hợp Khi tải trọng động ,tải trọng lớn thì ta dung liên kết băng bulong

-Cầu tao và tính toán dầm chính là khớp như trong các sơ đô tính ,chọn kiểu

liên kết giữa dầm với cột như hình vẽ Thép được chọn đở đâu dầm là thép góc

không đều cạnh Các bulong liên kết sườn đầu dầm với cột và đầm với bản thép

góc đở dầm chính được lây theo câu tạo Chọn phi bằng 14

Tính toán liên kết như sau

Thép góc được hàn vào cột băng đường hàn góc Lực cắt V tại đầu dầm sẽ do

toàn bộ đường hàn này nhận từ bản thép góc và truyền vào cột

Chọn trước chiều cao đường han hf=18mm

Tổng chiêu dài đường hàn cần thiết

V 202,83

>5 nf (B.fw) ye 1812/6110

Tra bảng chọn tiết diện thép được L150.90.15

Tính toán sườn đâu đầm :

Sườn đầu dầm có tác dụng cùng với bản bụng chịu và truyền phản lực gối tựa Chọn trước bề dày bản bụng là ts=l0mm

Thỏa điều kiện ts>tw=6mm

Cân phải thỏa điêu kiện ôn định cục bộ sau

Đề đơn giản dê chế tạo ta chọn bs=bf=180mm

Sườn đầu đầm con duoc kiém tra theo diéu kién 6n dinh ra ngoai mat phang

bản bụng dầm như một thanh quy ước chịu nén đúng tâm Tiết diện quy ước gần

tiết diện sườn gôi và một phần ban bung Cl