a. Tài Liệu tuyệt mật Tài Liệu chiến lược an ninh quốc gia; kế hoạch phòng thủ đất nước; kế hoạch động viên đối phó với chiến tranh; các loại vũ khí, phương tiện có ý nghĩa quyết định khả năng phòng thủ đất nước; Các chủ trương, chính sách về đối nội, đối ngoại của Đảng Cộng sản Việt Nam và Nhà nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam không công bố hoặc chưa công bố. Những tin của nước ngoài hoặc của tổ chức quốc tế chuyển giao cho Việt Nam mà Chính phủ xác định thuộc độ Tuyệt Mật; Tổ chức và hoạt động tình báo, phản gián do Chính Phủ quy định; Mật mã quốc gia; Dự trữ chiến lược quốc gia; các số liệu dự toán, quyết toán ngân sách nhà nước về những lĩnh vực chưa công bố; kế hoạch phát hành tiền, khóa an toàn của từng mẫu tiền và các loại giấy tờ có giá trị như tiền; phương án, kế hoạch thu đổi tiền chưa công bố; Khu vực, địa điểm cấm; tin, Tài Liệu khác mà Chính phủ xác định thuộc độ Tuyệt mật. b. Tài Liệu tối mật Các cuộc đàm phán và tiếp xúc cấp cao giữa nước ta với nước ngoài hoặc các tổ chức quốc tế về chính trị, quốc phòng, an ninh, đối ngoại, kinh tế, khoa học, công nghệ và các lĩnh vực khác chưa công bố. Những tin của nước ngoài hoặc của các tổ chức quốc tế chuyển giao cho Việt Nam mà Chính phủ xác định thuộc độ Tối mật; Tổ chức hoạt động, trang bị, phương án tác chiến của các đơn vị vũ trang nhân dân, trừ tổ chức và hoạt động được quy định tại khoản 3 Điều 5 của Pháp lệnh; phương án sản xuất, vận chuyển và cất giữ vũ khí; công trình quan trọng phòng thủ biên giới, vùng trời, vùng biển, hải đảo; Bản đồ quân sự; tọa độ điểm hạng I, hạng II nhà nước của mạng lưới quốc gia hoàn chỉnh cùng với các ghi chú điểm kèm theo. Vị trí và trị số độ cao các mốc chính của các trạm khí tượng, thủy văn, hải văn; số liệu độ cao và số không tuyệt đối của các mốc hải văn; Số lượng tiền in, phát hành; tiền dự trữ bằng đồng Việt Nam và ngoại tệ; các số liệu về bội chi, lạm phát tiền mặt chưa công bố; phương án giá các mặt hàng chiến lược thuộc Nhà nước quản lý chưa công bố; Nơi lưu giữ và số lượng kim loại quý hiếm, đá quý, ngoại hối và vật quý hiếm khác của Nhà nước; Công trình khoa học, phát minh, sáng chế, giải pháp hữu ích, bí quyết nghề nghiệp đặc biệt quan trọng đối với quốc phòng, an ninh, kinh tế, khoa học, công nghệ mà Nhà nước chưa công bố; Kế hoạch xuất khẩu, nhập khẩu các mặt hàng đặc biệt giữ vị trí trọng yếu trong việc phát triển và bảo vệ đất nước không công bố hoặc chưa công bố; c. Tài Liệu không được duyệt theo quy định của website 123doc.org: Tài Liệu không là nguyên gốc, cắt xén 1 vài trang đầu hoặc cuối. Tài Liệu không phải là tiếng Anh, tiếng Việt. Các thông tư, nghị định, văn bản pháp luật của Nhà nước. Tài Liệu thuộc các thể loại truyện tranh, truyện ngắn và truyện dài, truyện dịch, truyện cười. Tài Liệu thuộc thể loại báo chí, ngoại trừ thể loại nghiên cứu tham khảo. Tài Liệu cắt nhỏ theo từng phần hoặc đã tồn tại trên 123doc.org nhưng nội dung trong Tài Liệu bị xáo trộn. Cách trình bày trong Tài Liệu lộn xộn, thông tin Tài Liệu không mang lại giá trị cho người dùng. Các đề thi riêng lẻ từ 1 tới 2 trang, đề thi chỉ có đáp án không có câu hỏi, các bìa tiểu luận có 1 tới 2 trang. Tài Liệu tính năng in bài trên trình duyệt để scan. Tài Liệu được định dạng chụp ảnh và copy trực tiếp lên word. Tài Liệu là danh sách thống kế 1 danh sách các Tài Liệu và được upload dưới dạng danh sách + file đính kèm. Tài Liệu tiếng Anh thuộc lĩnh vực Y tế – Sinh học. Danh mục Tài Liệu liên quan đến hàng hóa, dịch vụ cấm quảng cáo a. 123doc.org cấm Thành Viên đăng tải các Tài Liệu liên quan đến các hàng hóa, dịch vụ sau: Hàng hóa, dịch vụ bị cấm kinh doanh; Thuốc lá; Rượu có nồng độ cồn từ 15 độ trở lên; Sản phẩm sữa thay thế sữa mẹ dùng cho trẻ dưới 24 tháng tuổi, sản phẩm dinh dưỡng bổ sung dùng cho trẻ dưới 06 tháng tuổi; bình bú và vú ngậm nhân tạo; Thuốc kê đơn; thuốc không kê đơn nhưng được cơ quan nhà nước có thẩm quyền khuyến cáo hạn chế sử dụng hoặc sử dụng có sự giám sát của thầy thuốc; Các loại sản phẩm, hàng hóa có tính chất kích dục; Súng săn và đạn súng săn, vũ khí thể thao và các loại sản phẩm, hàng hóa có tính chất kích động bạo lực; Các sản phẩm, hàng hóa, dịch vụ cấm quảng cáo khác do Chính phủ quy định khi có phát sinh trên thực tế. b. 123doc.org cấm Thành Viên có các hành vi sau khi thực hiện đăng tải Tài Liệu: Đăng tải các hàng hóa, dịch vụ bị cấm đăng tải nêu trên; Quảng cáo làm tiết lộ bí mật nhà nước, phương hại đến độc lập, chủ quyền quốc gia, an ninh, quốc phòng; Quảng cáo thiếu thẩm mỹ, trái với truyền thống lịch sử, văn hóa, đạo đức, thuần phong mỹ tục Việt Nam; Quảng cáo làm ảnh hưởng đến mỹ quan đô thị, trật tự an toàn giao thông, an toàn xã hội; Quảng cáo gây ảnh hưởng xấu đến sự tôn nghiêm đối với Quốc kỳ, Quốc huy, Quốc ca, Đảng kỳ, anh hùng dân tộc, danh nhân văn hóa, lãnh tụ, lãnh đạo Đảng, Nhà nước; Quảng cáo có tính chất kỳ thị dân tộc, phân biệt chủng tộc, xâm phạm tự do tín ngưỡng, tôn giáo, định kiến về giới, về người khuyết tật; Quảng cáo xúc phạm uy tín, danh dự, nhân phẩm của tổ chức, cá nhân; Quảng cáo có sử dụng hình ảnh, lời nói, chữ viết của cá nhân khi chưa được cá nhân đó đồng ý, trừ trường hợp được pháp luật cho phép; Quảng cáo không đúng hoặc gây nhầm lẫn về khả năng kinh doanh, khả năng cung cấp sản phẩm, hàng hóa, dịch vụ của tổ chức, cá nhân kinh doanh sản phẩm, hàng hóa, dịch vụ; về số lượng, chất lượng, giá, công dụng, kiểu dáng, bao bì, nhãn hiệu, xuất xứ, chủng loại, phương thức phục vụ, thời hạn bảo hành của sản phẩm, hàng hoá, dịch vụ đã đăng ký hoặc đã được công bố; Quảng cáo bằng việc sử dụng phương pháp so sánh trực tiếp về giá cả, chất lượng, hiệu quả sử dụng sản phẩm, hàng hóa, dịch vụ của mình với giá cả, chất lượng, hiệu quả sử dụng sản phẩm, hàng hóa, dịch vụ cùng loại của tổ chức, cá nhân khác; Quảng cáo có sử dụng các từ ngữ “nhất”, “duy nhất”, “tốt nhất”, “số một” hoặc từ ngữ có ý nghĩa tương tự mà không có tài liệu hợp pháp chứng minh theo quy định của Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch; Quảng cáo có nội dung cạnh tranh không lành mạnh theo quy định của pháp luật về cạnh tranh. Quảng cáo vi phạm pháp luật về sở hữu trí tuệ; Quảng cáo tạo cho trẻ em có suy nghĩ, lời nói, hành động trái với đạo đức, thuần phong mỹ tục; gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe, an toàn hoặc sự phát triển bình thường của trẻ em; Ép buộc cơ quan, tổ chức, cá nhân thực hiện quảng cáo hoặc tiếp nhận quảng cáo trái ý muốn. Quy định về upload Tài Liệu a. Tiêu đề: Tiêu đề Tài Liệu không giống với tiêu đề trong nội dung Tài Liệu (Nếu có). Ví dụ như của đồ án, luận văn, tên Tài Liệu phải là tên đề tài. Tiêu đề phải phù hợp với nội dung của Tài Liệu, không quá chung chung, phải khái quát được nội dung Tài Liệu như: lời nói đầu, bìa luận văn,… Tiêu đề là tiếng Việt chuẩn, có dấu (đối với các Tài Liệu tiếng Việt), tối thiểu 20 ký tự và không chứa các ký tự đặc biệt sau: “, , , , , _, , , , , , . Các từ của tiêu đề phải được phân biệt bằng dấu cách, không để chữ bị dính vào nhau. b. Danh mục Danh mục được chọn phải phù hợp với nội dung của Tài Liệu. Tối thiểu phải chọn danh mục cấp 2. Website 123doc.org khuyến khích chọn danh mục cấp sâu hơn. c. Mô tả (không bắt buộc): Mô tả không được giống tiêu đề. Mô tả là tiếng Việt chuẩn, có dấu (đối với các Tài Liệu tiếng Việt), tối thiểu 200 ký tự và không chứa các ký tự đặc biệt sau: , , , _, , , , , ,. d. Từ khóa Từ khóa là tiếng Việt chuẩn, có dấu (đối với các Tài Liệu tiếng Việt), tối thiểu 3 từ và không chứa các ký tự đặc biệt sau:‘,”, , , , , _, , , , , (, ), , . Các biện pháp quản lý đối với các thông tinTài Liệu vi phạm bản quyền 123doc.org thực hiện các biện pháp quản lý cần thiết để bảo vệ các Tài Liệu có bản quyền bằng cách đưa ra các quy định cụ thể như sau: Trong trường hợp, Ban quản trị 123doc.org bằng các biện pháp rà soát, kiểm tra kỹ thuật và chuyên môn của mình phát hiện ra Tài Liệuthông tin mà Thành Viên đăng tải trên 123doc.org là vi phạm bản quyền, không được sự cho phép của tác giảngười nắm giữ quyền thì Ban quản trị 123doc.org sẽ xóa Tài Liệuthông tin đó ngay khi phát hiện ra sự vi phạm này. Trong trường hợp, Người DùngThành Viên có phản ánh hoặc khiếu nại về Tài Liệu vi phạm bản quyền được đăng tải trên 123doc.org. Nếu phản ánh hoặc khiếu nại được gửi kèm cùng các tài liệugiấy tờ chứng minh phản ánh hoặc khiếu nại này là có căn cứ và chính xác. Ban Quản trị 123doc.org tiến hành kiểm tra, rà soát các thông tin liên quan đến sự việc và xử lý như sau: Vi phạm lần 1: xóa Tài Liệu vi phạm bản quyền và gửi tin nhắn cảnh cáo tới Thành Viên đăng tải Tài Liệu đó trong vòng 8 tiếng kể từ khi nhận được phản ánhkhiếu nại có căn cứ. Vi phạm lần 2: xóa Tài Liệu vi phạm và phạt tài khoản doanh thu 100.000 đồng (Một trăm nghìn đồng). Vi phạm lần 3: xóa Tài Liệu vi phạm và xóa tài khoản Thành Viên. Trong trường hợp, giữa Người Dùng và Thành Viên xảy ra tranh chấp liên quan đến sự vi phạm bản quyền các Tài Liệu được Thành Viên đăng tải trên 123doc.org. Ban quản trị 123doc.org xóa Tài Liệu ngay trong vòng 8 tiếng kể từ khi nhận được căn cứ chứng minh sự vi phạm trên và cam kết cung cấp đầy đủ và toàn bộ thông tin mà 123doc.org có được liên quan đến sự việc để phục vụ cho quá trình giải quyết tranh chấp giữa các bên. Quy định xử phạt a. Mức độ vi phạm Vi phạm nghiêm trọng: thuộc phạm vi điều chỉnh khoản 1 và khoản 2 Điều này. Vi phạm thông thường: thuộc phạm vi điều chỉnh khoản 3 Điều này. b. Hình thức xử phạt vi phạm Đối với Thành Viên vi phạm nghiêm trọng: Vi phạm lần 1: Ban Quản trị website 123doc.org gửi thông báo bằng email và trao đổi tực tiếp với Thành Viên. Vi phạm lần 2: phạt 50.000 VND trừ vào tài khoản của Thành Viên. Vi phạm lần 3: phạt 50.000 VND trừ vào tài khoản của Thành Viên. Vi phạm lần 4: phạt 50.000 VND trừ vào tài khoản của Thành Viên. Vi phạm lần 5: loại bỏ tài khoản khỏi website 123doc.org. Đối với Thành Viên vi phạm thông thường: Vi phạm lần 1,2,3: gửi thông báo cảnh cáo đến Người Dùng bằng hình thức email và đối thoại trực tiếp. Vi phạm lần 4 trở đi: phạt 15.000 VND cho mỗi lần vi phạm trừ vào tài khoản của Thành Viên.
Trang 1
Thuyết minh tính toán
Thiết kế khung ngang thép nhà công nghiệp 1 tầng 1 nhịp
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *
Đ1 xác định kích thớc khung ngang
I Kích thớc chính của khung ngang
1) Kích thớc theo phơng ngang
Khung ngang đợc thiết kế là khung 1 tầng 1 nhịp Nhịp khung: L = 30 m (theo đề bài).
Do cầu trục có sức trục: Q = 75 T nên ở cột biên, trục định vị cách mép ngoài cột biên một khoảng: a
= 250 mm Đồng thời, cũng do Q = 75 T nên khoảng cách từ trục ray đến trục định vị là: = 750 mm.
Suy ra nhịp của cầu trục:
Lk = L – 2 = 30 – 2 0,75 = 28,5 (m)
Tra phụ lục VI.2 (tr138 - Giáo trình thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp), với cầu trục điện thông
dụng, sức trục Q = 75 T, chế độ làm việc trung bình, nhịp Lk = 28,5 m, ta có các thông số nh sau:
Bảng 1.1. Các thông số chính của cầu trục
áp lực
xe lênray
Trọng lợng
trục P1 P2
Sơ bộ chọn bề rộng phần cột trên (tức chiều cao tiết diện cột trên): h t = 500 mm.
Do ở phần cột dới, trục của nhánh cột đỡ dầm cầu trục thờng trùng với trục dầm cầu trục (trục ray)nên khi đó bề rộng phần cột dới là: hd = a + = 250 + 750 (mm) Hay hd = 1000 mm.
Lúc này khe hở giữa cầu trục và mặt trong cột trên:
D = – B1 – (ht – a) = 750 – 400 – (500 – 250) = 100 (mm)
Nh vậy: D = 100 mm > (60 75) mm, đảm bảo khoảng an toàn khi cầu trục chuyển động khôngchạm vào má trong cột trên
2) Kích thớc theo phơng đứng
Chọn cốt nền nhà trùng với cốt 0,00 để tính toán các thông số chiều cao.± 0,00 để tính toán các thông số chiều cao
- Theo số liệu đề bài đã cho, ta có cao trình đỉnh ray: H 1 = 10 m.
- Chiều cao từ cao trình đỉnh ray tới cánh dới (đáy) của dàn vì kèo: H2 = (Hc + 100) + f
Trong đó: +) Hc = 4000 mm : Chiều cao cầu trục (lấy theo gabarit chính của cầu trục)
+) 100 mm : Khe hở an toàn giữa xe con và đáy của dàn vì kèo
+) : Khe hở phụ xét tới độ võng của dàn vì kèo & việc bố trí hệ giằng thanh cánh d ới, f
- Kích thớc thực của phần cột trên (từ vai cột tới đáy dàn vì kèo): Ht = H2 + Hdct + Hr
Trong đó: +) Hdct : Chiều cao dầm cầu trục Theo số liệu đề bài ta có: Hdct = 700 mm
+) Hr : Chiều cao ray và các lớp đệm Với loại ray KP100, tra phụ lục IV.7 (tr130
-Giáo trình thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp), ta có Hr = 200 mm (tính cả lớp
đệm)
Thay số ta có: Ht = 4000 + 700 + 200 = 4900 (mm) Hay: Ht = 4,9 m.
- Chiều cao phần cột dới (tính từ mặt móng tới vai cột): Hd = H – Ht + H3
Trong đó H3 là chiều sâu chôn cột dới cốt mặt nền (cốt 0,00), theo đề bài ta có: H± 0,00 để tính toán các thông số chiều cao 3 = 800 mm.Suy ra: Hd = 14,4 – 4,9 + 0,8 = 10,3 (m) Vậy: Hd = 10,3 m.
Kiểm tra lại:
+) Chiều cao tiết diện phần cột trên: ht = 500 mm Thoả mãn: ht > (1 / 12) Ht = 408 (mm)
Trang 2
+) Chiều cao tiết dịên phần cột dới: hd = 1000 mm Thoả mãn: hd > (1 / 20) Hd = 515 (mm)
II Kích thớc dàn mái & cửa trời
1) Dàn mái
Chọn dàn mái dạng hình thang, đầu dàn liên kết cứng với cột Các thông số kích thớc nh sau:
- Chiều cao đầu dàn: h 0 = 2200 mm.
- Độ dốc mái là 10% (i = 1 / 10).
- Chiều dài nhịp dàn theo đề bài đã cho: L = 30 m
- Chiều cao giữa dàn: hgd = 2200 + (1 / 10) (30000 / 2) = 3700 (mm) Hay: hgd = 3,7 m.
2) Cửa trời
Theo yêu cầu về kiến trúc và chiếu sáng ta chọn cửa trời chạy suốt theo chiều dài nhà (trừ 2 khoang
đầu hồi) với các thông số nh sau:
- Bề rộng cửa trời: lctr = (1/2 1/5) L
Chọn: l ctr = 12 (m)
- Chiều cao cửa trời: hctr = hbậu + a Trong đó:
+) Chiều cao bậu cửa: hbậu = hbậu trên + hbậu dới = 0,2 + (0,6 0,8) (m) = 0,2 + 0,8 = 1,0 (m)
+) Chiều cao cửa kính: a (1/15) L = (1/15) 30 = 2 (m)
Suy ra: hctr = 1,0 + 2 = 3.0 (m) Vậy: hctr = 3 m.
- Độ dốc mái cửa trời lấy bằng độ dốc mái của dàn (10%): i = 1 / 10
Đ2 mặt bằng lới cột, Sơ đồ khung & hệ giằng
II Sơ đồ khung ngang nhà
Từ các thông số kích thớc đợc xác định ở Đ1, ta có sơ đồ khung ngang nhà nh sau:
Trang 3(chân cột) đặt dới cốt tự nhiên một đoạn 0,35 m.
- Các lớp mái dày 0,52 m Tờng gạch tự mang xây cao hơn đầu dàn một đoạn 0,7 m.
Tác dụng chính của các thanh giằng chữ thập là đảm bảo ổn định theo phơng ngoài mặt phẳngkhung cho thanh cánh trên chịu nén của dàn Các thanh chống dọc nhà dùng để cố định những nútquan trọng của nhà (nút đỉnh nóc, nút đầu dàn, nút dới chân cửa trời); đồng thời còn đảm bảo cho độmảnh của cánh trên không vợt quá 220 trong quá trình dựng lắp
Sơ đồ nh sau:
Trang 4
Hình 2.3 Hệ giằng thanh cánh trên
b Hệ giằng trong mặt phẳng cánh dới
Giằng trong mặt phẳng cánh dới đợc đặt tại các vị trí có giằng cánh trên, nghĩa là ở hai khoang
đầu hồi & ở khoang giữa, cách nhau 54 m Giằng cánh dới cùng với giằng cánh trên tạo nên các khốicứng không gian bất biến hình Hệ giằng cánh dới tại đầu hồi nhà dùng làm gối tựa cho cột chống gió
đầu hồi, chịu tải trọng gió thổi lên tờng hồi nên còn gọi là hệ dàn gió.
Đồng thời, do nhà xởng có cầu trục với sức trục yêu cầu Q = 75 T ( > 10 T ) nên cần phải bố tríthêm hệ giằng cánh dới theo phơng dọc nhà Hệ giằng này bảo đảm sự làm việc cùng nhau của cáckhung, truyền tải trọng cục bộ tác dụng lên một khung sang các khung lân cận
Khoảng cách giữa các giằng đứng theo phơng ngang là 13,5 m (thuộc khoảng 12 15 m) Nh vậy
có 3 giằng đứng theo phơng ngang nhà (hai giằng đứng bố trí ở đầu dàn và một bố trí ở giữa dàn).Theo phơng dọc nhà, hệ giằng đứng đợc đặt tại những khoang có hệ giằng mái đặt ở cánh trên và cánhdới
Sơ đồ nh sau:
Trang 5
Hình 2.5 Hệ giằng đứng
1 - Giằng cánh trên ; 2 - Giằng cánh dới ; 3 - Thanh chống
2) Hệ giằng cửa mái
Hệ giằng của kết cấu cửa mái (cửa trời) đợc bố trí tơng tự hệ giằng cánh trên & hệ giằng đứng củadàn mái: 2 khoang ở đầu & 1 khoang giữa
Sơ đồ nh sau:
Hình 2.6 Hệ giằng cửa mái
1 - Thanh chống đỉnh nóc ; 2 - Thanh chống đầu cửa mái
3) Hệ giằng cột
Hệ giằng ở cột kết hợp với hệ giằng đứng của mái (còn gọi là giằng cột đầu dàn) có tác dụng bảo
đảm độ bất biến hình & độ cứng của toàn nhà theo phơng dọc, chịu các tải trọng tác dụng dọc nhà (lựchãm dọc cầu trục, gió đầu hồi) & đảm bảo sự ổn định của cột theo phơng ngoài mặt phẳng khung Hệgiằng cột bao gồm giằng cột lớp trên & giằng cột lớp dới
1
2 2
Hình 2.7 Hệ giằng cột
1 - Giằng cột lớp trên ; 2 - Giằng cột lớp dới
3 - Dầm cầu chạy ; 4 - Thanh chống dọc
Giằng cột lớp trên đợc bố trí tại 2 khoang đầu hồi & 1 khoang ở giữa (khoảng cách giữa chúng là
54 m < 75 m) Do các thanh giằng lớp trên tơng đối mảnh nên có thể bố trí ở 2 khoang đầu hồi màkhông gây ra ứng suất nhiệt độ đáng kể Các thanh giằng cột trên đợc bố trí trong mặt phẳng trục cột
Trang 6
Giằng cột lớp dới chỉ bố trí ở khoang giữa nhà (không bố trí ở 2 khoang đầu hồi với lý do tránhứng suất phụ xuất hiện do nhiệt độ) Các thanh giằng cột dới đợc bố trí ở 2 nhánh cột Đồng thời, do
đoạn cột dới có Hd = 10,9 m > 9 m nên giằng cột lớp dới đợc chia đôi bằng các thanh chống dọc
Đ3 xác định tải trọng tác dụng lên khung ngang
g
(daN/m 2 mái)
Hệ sốvợt tải(n)
t m
g
(daN/m 2 mái)
1 Hai lớp gạch lá nem, dày 1,5cm / lớp.Trọng lợng: 0 = 2000 daN/m3 60,0 1,1 66,0
2 Hai lớp vữa lát, dày 1,5 cm / lớp.
3 Bêtông xỉ chống nóng, dày 12 cm.Trọng lợng: 0 = 500 daN/m3 60,0 1,2 72,0
4 Bêtông chống thấm, dày 4 cm.Trọng lợng: 0 = 2500 daN/m3 100,0 1,2 120,0
5 Panen sờn BTCT 1,5 x 6 m.Dày 30 cm, gc = 150 daN/m2 150,0 1,1 165,0
, 490 995
, 0
8 , 487 cos
8 , 487
g
bằng) mặt (daN/m 1
, 426 995
, 0
0 , 424 cos
0 , 424
g
2 t
m
2 c
Trang 7
+) d = 0,68 : Hệ số kể đến trọng lợng bản thân dàn, d = 0,6 0,9 với L = 24 36 m.+) 1,2 : Hệ số kể đến trọng lợng các thanh giằng
c Trọng lợng kết cấu cửa trời (gồm cả hệ giằng cửa trời)
Theo công thức kinh nghiệm:
c
ct
g = ct lct , daN/m2 mặt bằng
Trong đó:
+) ct = 0,5 : Hệ số kể tới trọng lợng cửa trời
+) lct = 9 m : Nhịp của cửa trời.
g = 1,1 15 = 16,5 (daN/m2 mặt bằng cửa trời)
d Trọng lợng cánh cửa kính và bậu cửa trời
Trọng lợng cánh cửa (khung + kính): 35 40 daN/m2 cánh cửa
Lấy trị số: 39 daN/m2 cánh cửa, ta có:
Gk = 39 a B = 39 1,8 6 = 421,2 (daN)
(a = 1,8 m - chiều cao phần khung kính cửa trời)
Trọng lợng bậu trên và bậu dới: 100 150 daN/m bậu cửa
Lấy trị số: 133 daN/m bậu cửa, ta có:
G đặt tập trung ở nút chân cửa trời Nên
để tiện tính toán khung, ta quy đổi chúng về lực tơng đơng phân bố đều trên mặt bằng nhà - gct* :
6 27
1 , 1341 2 6 9 5 , 16 B
L
G 2 B
2) Hoạt tải mái
Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737 - 95, hoạt tải mái áp dụng cho trờng hợp máibằng, 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 nếu có, đợc lấy bằng:
, 3219 )
1 , 22 2 , 24 3 , 490 ( 6 g
27 6 , 3219 2
Trang 8
Theo công thức kinh nghiệm:
daN,L
Gcdct dct 2dct
Trong đó:
+) dct = 37 : Hệ số trọng lợng bản thân, dct = 24 37 với sức trục Q = 50 T < 75 T.+) Ldct = 6 m : Nhịp dầm cầu trục, Ldct = B = 6 m
Suy ra:
)daN(13326
.37
Gcdct 2
)daN(2,14651332
.1,1G
27 0 , 585 2
L
p
b áp lực đứng của bánh xe cầu trục
Với sức trục Q = 50 T và Lk = 25,5 m, xem Bảng 1.1 Các thông số chính của cầu trục ở Đ1, ta có:
- Bề rộng cầu trục: B = 6650 mm
- Khoảng cách giữa 2 bánh xe: K = 5250 mm
- áp lực lớn nhất của một bánh xe cầu trục lên ray: Pc 48,0T 480 kN
- Trọng lợng của xe con: Gxc = 18,0 T
- Trọng lợng toàn bộ cầu trục: G = 72,0 T
áp lực lớn nhất Dmax của cầu trục (có 2 cầu trục) tác dụng lên vai cột do các lực c
Hình 3.1. Sơ đồ xác định áp lực đứng của cầu trục
Các tung độ của đờng ảnh hởng tơng ứng với vị trí của các bánh xe:
Trang 9
+) n = 1,2 : Hệ số vợt tải
+) nc = 0,85 : Hệ số tổ hợp, xét đến xác xuất xảy ra trờng hợp 2 cầu trục với sức trục tối
đa làm việc cạnh nhau; áp dụng cho cầu trục có chế độ làm việc trung bình
Ta có áp lực nhỏ nhất của một bánh xe cầu trục lên phía ray bên kia:
c max 0
c
n
G Q
Trong đó:
+) Q = 50 T : Sức trục của cầu trục
+) G = 72 T : Trọng lợng toàn bộ cầu trục
+) n0 = 2 : Số bánh xe ở một bên ray
Với Pc 48,0 T
max , thay số vào ta đợc:
) kN ( 130 ) T ( 0 , 13 48 2
72 50
c Do lực hãm ngang của xe con
Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trục tác dụng lên ray:
0
xc c
1
n
)GQ(.05
)1850(.05
III Tải trọng gió tác dụng lên khung
áp lực gió tiêu chuẩn ở độ cao 10 m theo đề bài đã cho:
W0 = 65 daN/m2 = 0,65kN/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 trungnằm ngang đặt tại cao trình cánh dới dàn vì kèo
Để xác định hệ số khí động trên phạm vi mái, đồng thời xác định tải trọng gió tác dụng lên khung,
ta có sơ đồ nh sau:
Trang 10-0,6 -0,5
Với độ dốc mái i = 1/10, ta có góc dốc: = arctg(1/10) = 5042’
Từ phụ lục V.5 (tr133 - Giáo trình thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp), tra theo tiêu chuẩn tải
trọng gió TCVN 2737 - 1995 ta có các hệ số khí động nh sau:
- Giá trị C1 : Nội suy với tỷ số H/L = (14,60 + 2,77)/30 = 0,64 ta đợc C1 = - 0,588
- Giá trị C2 : Do góc nghiêng mái < 200 nên đối với mặt đón gió của cửa trời ta có C2 = - 0,8
- Giá trị C3 : Nội suy với tỷ số H/L = (14,60 + 2,77 + 0,90 + 2,80) / 27 = 0,78 ta có C3 = - 0,456.Với các hệ số khí động & sơ đồ tính nh trên, ta tiến hành tính toán tải trọng gió cụ thể nh sau:
1) Gió thổi từ trái sang
a Tải trọng phân bố trên cột khung
Tải trọng gió phân bố lên cột khung chỉ đợc coi là đều trong phạm vi độ cao dới 10 m, phân bốtuyến tính trong mỗi khoảng độ cao lớn hơn 10 m Vì vậy, để tiện tính toán, ta quy đổi tải trọng nàythành phân bố đều suốt chiều cao cột bằng cách nhân giá trị ở độ cao dới 10 m với hệ số = 1,04 (do
+) k : Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao, phụ thuộc vào dạng địa hình
Tra tại phụ lục V.4 (tr132 - Giáo trình thiết kế kết cấu thép nhà công nghiệp), tra
theo tiêu chuẩn tải trọng gió TCVN 2737 - 1995, áp dụng cho dạng địa hình B Hệ
số k đợc xác định tơng ứng ở hai mức:
o Mức đỉnh cột, cao trình +14,60 m Nội suy ta có: k = 1,07
o Mức đỉnh mái, cao trình +21,52 m Nội suy ta có: k = 1,14
+) C : Hệ số khí động, C = + 0,8 đối với phía gió đẩy và C = – 0,6 đối với phía gió hút.+) B : Chiều dài bớc khung, B = 6 m
b Tải trọng tập trung đặt tại cánh dới dàn vì kèo
Trong phạm vi mái, hệ số k coi nh không đổi, lấy gần đúng bằng trung bình cộng của giá trị ứngvới độ cao đáy dàn vì kèo và giá trị ở độ cao lớn nhất của mái Ta có:
ktb = (1,07 + 1,14) / 2 = 1,105
Trang 112) Gió thổi từ phải sang
Xác định tơng tự nh trờng hợp gió thổi từ trái sang, chiều của các lực tác dụng quay ngợc lại.
Đ4 xác định nội lực trong khung ngang
I Xác định nội lực
Nội lực đề bài đã cho sẵn, tơng ứng với các loại tải trọng đã tính toán đợc nh ở trên
II Dựng biểu đồ nội lực
Quy ớc dấu của nội lực:
- Mômen căng thớ trong khung là dơng (mang dấu +), căng thớ ngoài khung là âm (dấu –).
- Quy định lực dọc nén mang dấu dơng (+), lực dọc kéo mang dấu âm (–).
- Lực cắt (tiết diện có mặt thoáng hớng lên) hớng sang phải là dơng (+), sang trái là âm (–).
Đồng thời, khi tính khung với các tải trọng không phải là tải trọng thẳng đứng đặt trực tiếp lên dàn(áp lực đứng của cầu trục, lực hãm ngang của xe con, tải trọng gió, …), ta có thể bỏ qua các biến), ta có thể bỏ qua các biến
dạng của dàn (coi dàn là cứng vô cùng: J d = + ) nếu thoả mãn hệ thức:
J:L
J
2
1 1
+) L , H : Nhịp dàn & chiều dài cột (từ mặt móng tới cánh dới của dàn)
+) J1 , J2 : Mômen quán tính (độ cứng) tiết diện của đoạn cột dới & đoạn cột trên
+) Jd : Mômen quán tính (độ cứng) tiết diện của dàn
Đ5 lập bảng thống kê & tổ hợp nội lực
I Lập bảng thống kê nội lực
Từ các biểu đồ nội lực đã vẽ ở trên, ta có bảng thống kê nội lực nh sau: Xem Bảng 5.1 - tr.19
II Tổ hợp nội lực
Khi tổ hợp tải trọng, cần lu ý tuân theo các nguyên tắc:
- Tải trọng thờng xuyên luôn đợc kể đến trong mọi trờng hợp, không kể dấu thế nào.
- Không thể đồng thời lấy cả hai tải trọng 3 và 4 (hoặc 5 và 6, hoặc 7 và 8) cùng một lúc Vì đã có
Dmax ở bên trái tất không thể đồng thời có Dmax ở bên phải; đã có gió trái thì thôi gió phải Chỉ đợcchọn một trong hai dòng 3 hoặc 4 (5 hoặc 6, 7 hoặc 8)
- Khi đã kể lực hãm T, tất phải kể lực đứng Dmax , Dmin Do theo điều kiện làm việc thực tế của cầu
trục, lực hãm T có thể coi là đặt vào cột này hay cột kia cho dù trên cột có Dmax hay Dmin , chứkhông phải T chỉ đặt vào cột có Dmax nh thờng quan niệm Lực T có thể thay đổi chiều nên các trị sốnội lực sẽ mang dấu ( ) Do tính chất này mà khi xét tải trọng cầu trục D, ta phải luôn luôn cộng± 0,00 để tính toán các thông số chiều cao.thêm tải trọng T vì trị số mômen sẽ luôn tăng thêm
Ta có kết quả bảng tổ hợp nội lực nh sau: Xem Bảng 5.2 - tr.21.
Trang 12p
b a
Trang 14maxNt
-Nmax , Mt
M+ max
maxNt
Trang 15
Đ6 thiết kế cột
I Xác định nội lực tính toán của cột
1) Xác định cặp nội lực nguy hiểm (M, N) dùng để tính toán từ bảng tổ hợp nội lực
a Với đoạn cột trên (có tiết diện đối xứng)
Cặp nội lực (M, N) nguy hiểm nhất là cặp nội lực tổ hợp có mômen uốn (M) với trị số tuyệt đốilớn nhất (dấu âm hoặc dấu dơng) & lực dọc (N) tơng ứng, sao cho:
Max )
2 / N ( h / ) M (
Trong công thức trên:
+) Nnh : Lực dọc nguy hiểm trong mỗi nhánh
+) M , Nt : Cặp nội lực có mômen dơng (âm) lớn nhất & lực dọc tơng ứng
+) h0 : Khoảng cách trọng tâm của hai nhánh, gần đúng lấy: h0 h t = 500 (mm)
Cặp nội lực này đợc xác định tại đỉnh cột (tiết diện B).
Từ bảng tổ hợp nội lực (Bảng 5.2 - tr.21), ta có cặp nội lực nguy hiểm của đoạn cột trên là:
m N M
k 560,5 -
max
b Với đoạn cột dới (có tiết diện không đối xứng)
Cặp nội lực (M, N) nguy hiểm nhất đợc xác định cho từng nhánh cột Nh vậy, ta cần chọn 2 cặpnội lực nguy hiểm, mỗi cặp cho một nhánh theo công thức:
Max )
2 / N ( h / ) M (
Max )
2 / N ( h / ) M (
Trong công thức trên:
+) Nnh.phải , Nnh.trái : Lực dọc nguy hiểm trong nhánh phải & nhánh trái
+) M –, Nt : Cặp nội lực có mômen âm lớn nhất & lực dọc tơng ứng
+) M +, Nt : Cặp nội lực có mômen dơng lớn nhất & lực dọc tơng ứng
+) h0 : Khoảng cách trọng tâm của hai nhánh, gần đúng lấy: h0 hd = 1000 (mm)
Các cặp nội lực này đợc xác định tại chân cột (tiết diện A)
Từ bảng tổ hợp nội lực (Bảng 5.2 - tr.21), ta có các cặp nội lực nguy hiểm của đoạn cột dới là:
+) Đối với nhánh cầu trục (nhánh phải):
kN N
m N M
k 06 , 10 3 -
m N M
k 1104,20
41 , 513
R K
N
Trong công thức trên:
+) N : Lực dọc lớn nhất trong bảng tổ hợp tại tiết diện C t, có: N = 513,41 kN
+) K : Hệ số kể đến ảnh hởng của mômen làm tăng tiết diện cột, với cột trên: K = 0,3 +) R : Cờng độ tính toán của vật liệu thép làm cột, thép BCT3 có: R = 2100 daN/cm2.+) : Hệ số cấu tạo, trọng lợng các chi tiết làm tăng tiết diện cột, = 1,2
+) : Trọng lợng riêng của thép, có: = 7850 (daN/m3 )
Suy ra trọng lợng bản thân đoạn cột trên:
5,4.7677,0H.g
Gtc tc t 3,46 (kN)
b Trọng lợng bản thân cột dới
Ta có trọng lợng mỗi mét dài của đoạn cột dới:
0564 , 2 7850 6 , 1 10 2100 4 , 0
29 , 1375
R K
N
Trong công thức trên:
+) N : Lực dọc lớn nhất trong bảng tổ hợp tại tiết diện A, có: N = 1.375,29 kN
+) K : Hệ số kể đến ảnh hởng của mômen làm tăng tiết diện cột, với cột dới: K = 0,4 +) R : Cờng độ tính toán của vật liệu thép làm cột, thép BCT3 có: R = 2100 daN/cm2.+) : Hệ số cấu tạo, trọng lợng các chi tiết làm tăng tiết diện cột, = 1,6
+) : Trọng lợng riêng của thép, có: = 7850 (daN/m3 )
Trang 16
Suy ra trọng lợng bản thân đoạn cột dới:
9,10.0564,2H.g
Kết hợp với mục 1), ta có:
- ở đoạn cột trên: N = Nt = 505,51 (kN) (Tại tiết diện B cha có trọng lợng bản thân)
- ở đoạn cột dới (tại tiết diện A):
9,10.7
1H
H.J
JH
J:H
Ji
i
K
t d
1 2
d 1
t 2
1
2
(Giả thiết trớc tỷ số mômen quán tính của phần cột trên & cột dới: J 2 / J 1 = 1 / 7 )
- Tỷ số lực nén lớn nhất của phần cột dới & phần cột trên:
73,251,505
1379,63N
7.9,10
5,4m.J
J.H
H
C
2 1
d
t
Với sơ đồ tính của khung một nhịp, có đỉnh cột liên kết cứng với dàn vì kèo (dạng ngàm tr ợt) &
chân cột liên kết ngàm với móng Từ bảng phụ lục II.6b (Giáo trình thiết kế KC thép nhà công
nghiệp), nội suy ta ta đợc: 1 = 1,865 2 = 1 / C1 = 1,865 / 0,66 2,826 (2 3 - chấp nhận)
1) Chiều dài tính toán trong mặt phẳng khung
m N M
k 560,5 -
max
Theo số liệu đề bài đã cho, ta có:
- Vật liệu thép BCT3: +) Cờng độ tính toán: R = 2100 daN/cm2
+) Cờng độ bền t/c: c
b
R = 3450 daN/cm2.+) Môđun đàn hồi: E = 2,1.10 6 daN/cm2
- Hàn tay, que hàn N46 hoặc tơng đơng, có:
+) Rgh = 1800 daN/cm2.+) Rgt = 0,45 c
b
R = 0,45 3450 1552daN/cm2.+) h = 0,7 ; t = 1,0
- Hệ số điều kiện làm việc của cột: = 1.
4) Chọn tiết diện
Tiết diện cột trên chọn dạng chữ H đối xứng, đợc cấu tạo tổ hợp từ 3 bản thép
Chiều cao tiết diện phần cột trên đợc chọn trớc: h t = 500 mm
505,51
10 02 , 481 N
M e
2
Diện tích tiết diện yêu cầu sơ bộ tính theo công thức:
50551 h
e ) 8 , 2 2 , 2 ( 25 , 1 R
N
Trang 17Suy ra: A = Ang = Ab + 2 Ac = 46,0 + 2 50,0 = 146,0 (cm2).
Tính các thông số chuẩn bị kiểm tra
a Tính các đặc trng hình học của tiết diện
) cm ( 7 , 65744 0
, 2 0 , 25 ) 0 , 1 0 , 25 ( 12
0 , 2 0 , 25 2 12
0 , 46 0 , 1
3 3
0 , 1 0 , 46 12
0 , 25 0 , 2 2
3 3
) cm ( 22 , 21 0 , 146 / 7 , 65744 A
/ J
) cm ( 97 , 5 0 , 146 / 2 , 5212 A
/ J
)cm(8,26290
,50/7,65744
2)2/h(/J
93 , 59 E / R
, 2629
0 , 146 2 , 95 W
A e A / W
e e
m
x ng ng
x x
Với: 0 < x = 1,895 < 5 ; 5 < m = 5,28 < 20 ; Ac / Ab = 50,0 / 46,0 = 1,08 1,0 Tra Bảng II.4,
phụ lục II (Giáo trình thiết kế KC thép nhà công nghiệp), áp dụng cho loại tiết diện số 5, ta có hệ số
ảnh hởng của hình dạng tiết diện () là:
Trang 18
b Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn
Cột đợc kiểm tra theo trờng hợp cột tổ hợp chữ H, tiết diện đối xứng, chịu nén lệch tâm
Với x = 1,895 và m1 = 7,20 Tra Bảng II.2, phụ lục II (Giáo trình thiết kế KC thép nhà công
nghiệp), nội suy ta đợc hệ số uốn dọc đối với trục x – x của tiết diện (nén lệch tâm): lt = 0,169
Điều kiện ổn định:
0 , 146 169 , 0
100 505,51 A
N
ng lt
= 2048,8 (daN/cm2) < R = 1 2100 = 2100 (daN/cm2)Vậy tiết diện cột trên đã chọn bảo đảm điều kiện ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn
c Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn
Trớc hết, ta xác định giá trị mômen quy ớc (M ’) dùng để tính toán kiểm tra ổn định ngoài mặt
phẳng khung (tính toán theo trục y – y)
Với tổ hợp tải trọng (1, 2, 4, 6, 8), cặp nội lực nguy hiểm nhất tại tiết diện B (đầu đoạn cột trên)
đợc dùng để tính toán có mômen lớn nhất là: M2 = MB = – 481,02 (kN.m) Từ bảng thống kê nội
lực (Bảng 5.1), tơng ứng ta có giá trị mômen M1 tại tiết diện C t (đầu còn lại của đoạn cột trên) là:
M1 = (– 100,53) + (– 16,69) + 32,09 + (+ 10,13) + 13,55 = – 61,45 (kN.m)
Mômen M là mômen có giá trị lớn hơn trong hai giá trị mômen ở 1/3 đoạn cột Ta có:
)kNm(16,4133
02,48145,6102
,4813
MMM
M , 2
M , 2
0 , 146 505,51
100 16 , 341 W
A N
' M A
/ W
N / ' M '
e
m
x ng ng
x x
Từ các hệ số , ở trên, ta tính đợc hệ số (C) kể đến ảnh hởng của mômen uốn (Mx) và hình
dạng tiết diện đối với ổn định của cột theo phơng vuông góc với mặt phẳng uốn (phơng ngoài mặt
phẳng khung) theo công thức sau:
C = / (1 + mx ) = 1 / (1 + 0,669 3,75) 0,285
ở ngoài mặt phẳng uốn, phần cột trên đợc kiểm tra nh cột chịu nén đúng tâm, có kể tới ảnh hởng
của mômen trong mặt phẳng uốn (mặt phẳng khung) và hình dạng tiết diện.
Với y = 63,60 tra Bảng II.1, phụ lục II (Giáo trình thiết kế KC thép nhà công nghiệp), nội suy ta
đợc hệ số uốn dọc y đối với trục y – y của tiết diện cột (chịu nén đúng tâm): y = 0,811
Điều kiện ổn định:
0 , 146 811 , 0 285 , 0
100 505,51 A
C
N
ng y
Nhận thấy: y < R = 1 2100 = 2100 (daN/cm2)
Vậy tiết diện cột đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung
d Kiểm tra ổn định cục bộ
- Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh:
2/)10250(2/)b
(b
c
b c
Trang 19
38,172100
10.1,2.)895,1.1,036,0(R
E.).1,036,0(
Nhận thấy: 6,00 < 17,38 nên điều kiện kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh đợc đảm bảo
- Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng:
46010
20.2500
2hh
b
c t
42,582100
10.1,2.)895,1.5,09,0(R
E.).5,09,0(
10.1,2.1,3R
E.1,342,58
- Tiết diện phần cột trên đã chọn (Hình 6.1) thoã mãn các yêu cầu về chịu lực và ổn định.
- Liên kết hàn bản cánh với bản bụng lấy theo cấu tạo h h = 8 mm, hàn cả hai bên bản bụng.
(Tiết diện có: max = c = 20 (mm), với hàn tay ta có hh min = 7 mm < 8 mm - thoả mãn)
III Thiết kế phần cột dới
1) Các số liệu thiết kế
Từ phần I ta có các cặp nội lực dùng để tính toán thiết kế cho phần cột dới là:
+) Đối với nhánh cầu trục - 1 (nhánh phải):
kN N
m N M
k 06 , 10 3 -
m N M
k 1104,20
max
+) Lực cắt lớn nhất tại chân cột (tiết diện A): Q = – 49,15 kN
Theo số liệu đề bài đã cho, ta có:
- Vật liệu thép BCT3: +) Cờng độ tính toán: R = 2100 daN/cm2
+) Cờng độ bền t/c: c
b
R = 3450 daN/cm2.+) Môđun đàn hồi: E = 2,1.10 6 daN/cm2
- Hàn tay, que hàn N46 hoặc tơng đơng, có:
+) Rgh = 1800 daN/cm2.+) Rgt = 0,45 c
b
R = 0,45 3450 1552 daN/cm2.+) h = 0,7 ; t = 1,0
- Hệ số điều kiện làm việc của cột: = 1.
2) Chọn tiết diện
Phần cột dới có chiều cao khá lớn (Hd = 10,9 m) ; đồng thời, tải trọng tác dụng lên 2 nhánh cột(nhánh cầu trục & nhánh mái) cũng tơng đối lớn Do đó, ta thiết kế tiết diện phần cột dới là tiết diệncột rỗng không đối xứng
Tiết diện phần cột dới dự kiến thiết kế gồm 2 nhánh:
+) Nhánh 1 (nhánh cầu trục) có tiết diện dạng chữ I, đợc thiết kế tổ hợp từ ba tấm thép bản +) Nhánh 2 (nhánh mái) có tiết diện dạng chữ C, thiết kế tổ hợp từ một thép bản & hai thép góc
(Ghi chú: Dùng tiết diện là thép hình đơn giản cho chế tạo nhng khó điều chỉnh kích thớc để có
đợc tiết diện ổn định đều theo cả hai phơng trong & ngoài mặt phẳng khung).
Chiều cao tiết diện phần cột dới đợc chọn trớc: h d = 1000 mm
Chiều rộng tiết diện cột (chiều cao của tiết diện nhánh): bd = (1 / 20 1 / 30) Hd
Trang 202x
y
1y
Hình 6.2. Sơ đồ hình dạng tiết diện cột dới rỗng
Giả thiết rằng diện tích mỗi nhánh tỷ lệ với lực dọc của nhánh (Nnh ), ta có phơng trình xác định vịtrí trọng tâm tiết diện:
0NN
C.My
.)CN
N
MM
(
y
2 1
2 1
2 1
2 1 2
.58,23
Giải PT trên, ta đợc: y1 0,626 (m) = 62,6 (cm) y2 = C – y1 = 96,0 – 62,6 = 33,4 (cm)
Lực nén lớn nhất trong nhánh 1 (nhánh cầu trục):
) kN ( 00 , 04 1 1 0
, 96
10 622,78 0
, 96
4 , 33 55 , 1308 C
M C
y N
N
2 1
2 1 1
Lực nén lớn nhất trong nhánh 2 (nhánh mái):
) kN ( 55 , 2067 0
, 96
10 20 , 121 1 0 , 96
6 , 62 63 , 1379 C
M C
y N
N
2 2
1 2 2
Giả thiết sơ bộ ban đầu: gt = 0,80 Diện tích yêu cầu của các nhánh là:
1 2100 80 , 0
10 00 , 1104
R
nh _
10 55 , 2067
R
nh _
Nhánh 1 dùng tiết diện dạng chữ I, thiết kế tổ hợp từ ba bản thép Kích thớc cụ thể nh sau:
+) Chọn chiều dày bản cánh: c = 10 mm ; chiều rộng bản cánh: bc = 170 mm
+) Chọn chiều dày bản bụng: b = 9 mm Suy ra chiều dài bản bụng:
hb = bd – 2 c = 400 – 2 10 = 380 (mm)
Diện tích của tiết diện nhánh 1 là:
+) Bản bụng: Ab = 38,0 0,9 = 34,2 (cm2)
+) Bản cánh: Ac = 17,0 1,0 = 17,0 (cm2)
Suy ra: Anh1 = Ab + 2 Ac = 34,2 + 2 17,0 (cm2) Hay: Anh1 = 68,2 cm2
Tiết diện nhánh 1 nh sau:
Trang 21
y
1
1x
Hình 6.3 Tiết diện nhánh 1 (nhánh cầu trục)
Tính các đặc trng hình học của tiết diện nhánh 1:
) cm ( 1 , 821 12
9 , 0 0 , 38 12
0 , 17 0 , 1 2
3 3
) cm ( 47 , 3 2 , 68 / 1 , 821 A
/ J
) cm ( 7 , 17046 0
, 1 0 , 17 ) 5 , 0 0 , 20 ( 12
0 , 1 0 , 17 2 12
0 , 38 9 , 0
3 3
/ J
b Chọn tiết diện nhánh 2
Nhánh 2 dùng tiết diện dạng chữ C, tổ hợp từ một thép bản & hai thép góc đều cạnh:
+) Thép bản 320x20, với: = 20 mm ; b = 320 mm
+) Hai thép góc đều cạnh L160x12 có: Ag = 37,4 cm2 ; Jxg = 913,0 cm4 ; zog = 4,39 cm
Tiết diện nhánh 2 nh sau:
L160x12
= 39,0
o
z
Hình 6.4 Tiết diện nhánh 2 (nhánh mái)
Diện tích của tiết diện nhánh 2 là:
+) Thép bản: Ab = 32,0 2,0 = 64,0 (cm2)
Trang 22
+) Thép góc: A g = 37,4 (cm2)
Suy ra: Anh2 = Ab + 2 Ag = 64,0 + 2 37,4 (cm2) Hay: Anh2 = 138,8 cm2
Khoảng cách từ mép trái của tiết diện (mép ngoài bản thép) đến trục trọng tâm (x2) của tiết diện
nhánh mái là z0 :
)
cm(138,8
)0,239,4(.4,37.20,1.0,64A
z.Az
i
i i 0
0 , 2 0 , 32
/ J
913 , 0 37 , 4 ( 20 , 0 4 , 39 ) 25514 , 0 ( cm )
2 12
0 , 32 0 , 2
3
(cm) 56 , 13 8 , 138 / 0 , 25514 A
/ J
Tính toán chính xác lại các thông số giả thiết trớc:
- Khoảng cách giữa hai trục nhánh (C): C = hd – z0 = 100,0 – 3,9 = 96,1 (cm).
(Giá trị giả thiết: C = 96,0 cm)
- Diện tích toàn tiết diện là: A = Anh1 + Anh2 = 68,2 + 138,8 = 207,0 (cm2)
- Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện tới trục nhánh 1 là (y1):
1 , 96 0 , 207
8 , 138 C
A
A
y nh 2
(Giá trị giả thiết: y1 = 62,6 cm)
- Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện tới trục nhánh 2 là (y2):
y2 = C – y1 = 96,1 – 64,4 = 31,7 (cm)
(Giá trị giả thiết: y2 = 33,4 cm)
Ta có sơ đồ tiết diện cột dới nh sau:
x x
x
1000 961,0
644,0 317,0
170x10
170x10 380x9
L160x12 320x20
Hình 6.5. Tiết diện cột dới
Các đặc trng của tiết diện cột dới:
- Mômen quán tính của toàn tiết diện đối với trục ảo x – x:
) cm ( ) 7 , 31 8 , 138 3
, 2849 ( ) 4 , 64 2 , 68 1 , 821 ( ) y A J (
i nhi xi
/ J
Trang 23
- Kiểm tra lại tỷ số độ cứng (mômen quán tính đối với trục x) của phần cột dới và cột trên:
479,67,65744
1,425999J
JJ
J
x
d x
2
(Giá trị giả thiết ban đầu: n = 7 Độ sai lệch: (6,479 – 7) / 7 = 7,44% < 30%.ộ sai lệch: (6,479 – 7) / 7 = 7,44% < 30%.
Nh vậy nội lực giải ra theo tỷ số độ cứng giả thiết ban đầu đảm bảo dùng đợc để thiết kế.)
3) Xác định hệ thanh bụng (thanh giằng)
Lực cắt lớn nhất tại chân cột dới (tiết diện A): Qmax = – 148,22 kN (xem Bảng 5.2 - tr.21)
Do cột dới chịu lực cắt khá lớn ; mặt khác chiều cao tiết diện cột dới là: hd = 1,0 m > 0,8 m, nên ta
thiết kế hệ thanh bụng có dạng thanh giằng Các thanh giằng là các thanh thép góc, bố trí theo hệ
tam giác có thanh ngang Trục các thanh giằng hội tụ ở trục của nhánh cầu trục & trục của nhánh
mái Điểm hội tụ của các thanh giằng trên trục của các nhánh gọi là các mắt giằng.
Chiều dài phần cột dới, (tính từ mặt móng đến mặt trên của vai cột) theo thiết kế: Hd = 1090 cm.
Dự kiến chiều cao của dầm vai là: hdv = 650 mm = 65 cm (thoả mãn hdv > 0,5 hd = 500 mm)
Khoảng hở giữa trục của thanh giằng ngang dới cùng với mặt móng là: 150 mm = 15 cm
Đồng thời, trên suốt đoạn cột dới dự kiến sẽ bố trí 10 khoảng giằng Suy ra, khoảng cách giữa các
mắt giằng theo dự kiến là:
a = (Hd – hdv – 15) / 10 = (1090 – 65 – 15) / 10 = 101,0 (cm)
Vậy chiều dài thanh giằng xiên (thanh xiên):
) cm ( 4 , 139 1
, 96 0
, 101 C
Sơ bộ chọn thanh giằng xiên là một thép góc đều cạnh: L75x8 , có các thông số nh sau:
+) Diện tích tiết diện thanh xiên: Atx = 11,5 cm 2.+) Bán kính quán tính nhỏ nhất xét cho tất cả các trục: r min_tx = 1,47 cm
Vậy độ mảnh lớn nhất của thanh xiên là:
150 ]
[ 83 , 4 9 47 , 1
4 , 139 r
S
tx min_
148,22 sin
2
Q
Với lực nén Ntx , thanh xiên đợc kiểm tra nh thanh chịu nén đúng tâm
Từ max_tx = 94,83 tra theo Bảng II.1, phụ lục II (Giáo trình thiết kế KC thép nhà công nghiệp), nội
suy ta đợc hệ số uốn dọc: min_tx = 0,633
Với hệ số điều kiện làm việc của thanh xiên: = 0,75 (kể đến sự lệch tâm giữa trục liên kết &
trục thanh), ta có điều kiện ổn định đối với thanh xiên là:
5,11.633,0
100.56,107A
N
tx tx min_
Vậy thanh giằng xiên đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định
Độ mảnh của toàn cột theo phơng trục ảo x – x là: 44 , 82
36 , 45
9 , 2032 r
Với góc = 43,57 0, nội suy từ Bảng 3.5 (Giáo trình TKKC thép NCN), ta đợc hệ số: K = 28,86.
Độ mảnh tính đổi tơng đơng của toàn cột dới theo trục ảo x – x đợc xác định nh sau:
tđ
5 , 11
0 , 207 86 , 28 82
, 44 A
A
, 0
1379,63
) 2100
10 1 , 2 2330 ( 10 15 , 7 N ) R
E 2330 ( 10 15 , 7
Q
6 6
( Trong đó: N = Max {N1 , N2 } = Max {1308,55 ; 1379,63} = 1379,63 (kN) )
Nhận thấy rằng: Lực cắt đã dùng để tính thanh giằng Qmax = 148,22 (kN) >> Qq = 15,12 (kN)
Vậy không cần phải tính lại thanh bụng xiên và tđ
Ta có sơ đồ cấu tạo thân cột dới nh sau:
Trang 24x x
Hình 6.6. Cấu tạo thân cột dới
Thanh bụng ngang (thanh giằng ngang) tính theo chịu lực cắt: Qq = 15,12 (kN).
Vì Qq rất bé, nhng do các thanh giằng ngang rất cần thiết để giảm chiều dài tính toán cho cácthanh nhánh cho nên ta chọn các thanh giằng ngang theo cấu tạo & theo độ mảnh giới hạn [] = 150.Dùng thanh giằng ngang là một thép góc đều cạnh: L50x5 , có các thông số nh sau:
+) Diện tích tiết diện thanh ngang: A tn = 4,8 cm2.+) Bán kính quán tính nhỏ nhất xét cho tất cả các trục: r min_tn = 0,98 cm
Độ mảnh lớn nhất của thanh giằng ngang:
150 ]
[ 10 , 98 98 , 0
1 , 96 r
C
tn min_
kN.m 78
, 622 - M
1 1
Lực nén lớn nhất trong nhánh 1 (nhánh cầu trục):
) kN ( 70 , 1079 1
, 96
10 622,78 1
, 96
7 , 31 55 , 1308 C
M C
y N N
2 1
2 1 1
Trang 25
Độ mảnh của nhánh 1:
94 , 68 94
, 68 15,81 0 , 1090 r
l r
l
11 , 29 3,47 0 , 101 r
a r
l
y_nh1 max_nh1
1 1 y1
y_nh1 y_nh1
1 1
1 nh _ x_nh1
100.70,1079A
N
1 nh 1 nh min_
1 nh 1
Vậy nhánh cầu trục (nhánh 1) đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể.
Kiểm tra ổn định cục bộ nhánh 1:
- Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh:
2/)9170(2/)b
(b
c
b c
10.1,2.)921,0.1,036,0(R
E.).1,036,0(
10.2400
2bh
b
c d
+) Với bản bụng của nhánh, vì nhánh đợc tính toán kiểm tra nh cột chịu nén đúng tâm
nên theo Bảng 4.2 - tr.114 (Giáo trình Kết cấu thép 1), ứng với tiết diện nhánh dạng
chữ I và = _nh1 = 0,921 > 0,8 ta có:
27,432100
10.1,2.)921,0.8,036,0(R
E.).8,036,0(
E.9,227,43
N
kN.m 20
, 1121
, 96
10 20 , 121 1 1 , 96
4 , 64 63 , 1379 C
M C
y N N
2 2
1 2 2
Độ mảnh của nhánh 2:
Trang 26
38 , 80 38
, 80 13,56 0 , 1090 r
l r
l
29 , 22 4,53 0 , 101 r
a r
l
y_nh2 max_nh2
2 1 y2
y_nh2 y_nh2
2 2
2 nh _ x_nh2
100.24,2091A
N
2 nh 2 nh min_
2 nh 2
Vậy nhánh mái (nhánh 2) đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể.
Kiểm tra ổn định cục bộ nhánh 2:
- Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh:
12160b
b
c
c c
trình TKKC thép NCN), ứng với: = _nh2 = 0,705 < 0,8 và tiết diện chữ C, ta có:
04,142100
10.1,2.)8,0.08,038,0(R
E.).08,038,0(
Nhận thấy: 12,33 < 14,04 nên điều kiện kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh đợc đảm bảo
- Kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng:
160 2 400 L
2 b h
b
g d
+) Với bản bụng của nhánh, vì nhánh đợc tính toán kiểm tra nh cột chịu nén đúng tâm
nên theo Bảng 4.2 - tr.114 (Giáo trình Kết cấu thép 1), ứng với tiết diện nhánh dạng
chữ C và = _nh2 = 0,705 < 0,8 ta có:
62,312100
10.1,2R
E.6,162,31
Nhận thấy: 4,00 < 31,62 nên điều kiện kiểm tra ổn định cục bộ của bản bụng đợc đảm bảo
c Kiểm tra toàn cột theo trục ảo x – x
Khi kiểm tra tiết diện toàn cột theo trục ảo x – x (phơng trong mặt phẳng khung), điều kiện làm
việc của cột dới là chịu nén lệch tâm (nén + uốn)
Với cặp nội lực 1 (gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục):
kN.m 78
, 622 - M
1 1
55 , 1308
10 78 , 622 N
M e
0,207.6,47y
.J
A.ey/J
A.ee
x 1
x 1
28 , 50 E /
Trang 27
Theo m = 1,49 ; tđ = 1,59 Tra Bảng II.3, phụ lục II (Giáo trình TKKC thép NCN), nội suy ta
đợc hệ số uốn dọc đối với trục ảo x – x của tiết diện rỗng (chịu nén lệch tâm): lt = 0,364
Điều kiện ổn định:
0,207.364,0
100.55,3081A
Vậy dới tác dụng của cặp nội lực 1 (gây nguy hiểm cho nhánh cầu trục), tiết diện cột dới đã chọn
đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể theo trục ảo x – x
Với cặp nội lực 2 (gây nguy hiểm cho nhánh mái):
kN.m 20
, 1121 M
2 2
63 , 1379
10 20 , 1121 N
M e
0,207.3,81)zy(.J
A.ey/J
A.ee
x 2
x 2
Theo m = 1,33 ; tđ = 1,59 Tra Bảng II.3, phụ lục II (Giáo trình TKKC thép NCN), nội suy ta
đợc hệ số uốn dọc đối với trục ảo x – x của tiết diện rỗng (chịu nén lệch tâm): lt = 0,390
Điều kiện ổn định:
0,207.390,0
100.63,3791A
Vậy dới tác dụng của cặp nội lực 2 (gây nguy hiểm cho nhánh mái), tiết diện cột dới đã chọn
đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể theo trục ảo x – x
5) Tính toán liên kết cột
a Liên kết hàn tổ hợp các nhánh
Liên kết hàn tổ hợp các nhánh lấy theo cấu tạo hh = 8 mm, hàn cả hai bên bản bụng đối vớinhánh cầu trục & hàn cả sống và mép của thép góc với bản thép đối với nhánh mái
(Tiết diện các nhánh có: max = 20 (mm), với hàn tay ta có hh min = 7 mm < 8 mm - thoả mãn)
b Liên kết thanh giằng vào các nhánh cột
Thanh giằng xiên:
Đờng hàn liên kết thanh giằng xiên vào các nhánh cột chịu lực dọc: Ntx = 107,56 kN
Thép cơ bản là thép BCT3 có cờng độ tức thời tiêu chuẩn: c
b
R = 3450 < 4300 (daN/cm2).Với hàn tay, dùng que hàn N46 (hoặc tơng đơng), ta có các thông số sau:
+) Rgh = 1800 daN/cm2.+) Rgt = 0,45 c
b
R = 0,45 3450 1552 daN/cm2.+) Do dùng phơng pháp hàn tay nên: h = 0,7 ; t = 1,0
Khi đó ta có:
+) t Rgt = 1,0 1552 = 1552 (daN/cm2)
+) h Rgh = 0,7 1800 = 1260 (daN/cm2)
Vậy: ( Rg) min = 1260 daN/cm2
Thanh giằng xiên là thép góc đều cạnh L75x8 Giả thiết chọn:
+) Chiều cao đờng hàn sống: hhs = 8 mm
+) Chiều cao đờng hàn mép: hhm = 6 mm
Do thép góc đều cạnh, ta có hệ số phân phối lực tác dụng (Ntx ) vào đờng hàn sống và đờng hànmép lần lợt là: k = 0,7 & (1 – k) = 0,3
Vậy chiều dài cần thiết của đờng hàn sống:
75,0.1260.8,0
100.56,107.7,0)cm(0,1
)R(.h
N.k
min g hs
tx
γ
Chiều dài cần thiết của đờng hàn mép:
Trang 28
75,0.1260.6,0
100.56,107.3,0)cm(0,1
)R(.h
N.)k1(
min g hm
Thanh bụng ngang (thanh giằng ngang) :
Đờng hàn liên kết thanh bụng ngang (một thép góc đều cạnh L50x5) vào nhánh cột đợc tính toán
để đủ chịu lực cắt quy ớc: Qq = 15,12 kN, rất bé Vì vậy cho nên ta chọn đờng hàn theo cấu tạo với:hhs = 6 mm ; hhm = 4 mm Chiều dài đờng hàn: lhs = l hm = 5 (cm)
Đ7 thiết kế các chi tiết cột
I Nối phần cột trên với cột dới - chi tiết vai cột
1) Mối nối giữa hai phần cột trên & cột dới
a Chọn phơng án nối
Dự kiến mối nối khuyếch đại giữa hai phần cột trên và cột dới đặt tại vị trí cao hơn mặt trên vaicột một đoạn 500 mm Mối nối cánh ngoài, cánh trong và bản bụng phần cột trên đợc tiến hành trêncùng một tiết diện
Mối nối cánh ngoài (cột trên) với bản thép của nhánh mái (cột dới) dùng phơng án đờng hàn đối
đầu, mối nối cánh trong cũng dùng phơng án đờng hàn đối đầu với bản K (xem chi tiết tại hình vẽ).
Các đờng hàn nối khuyếch đại đợc thực hiện tại công trờng
kN.m 82
, 5 M
kN.m 07
, 119 - M
41,513
;48,0
82,52
44,434Max2
N
;h
M2
NMax
t 0
ng ng
,0
07,1192
41,513h
M2
NS
t 0
tr tr
c Tính toán
Mối nối cánh ngoài:
Dùng đờng hàn đối đầu thẳng góc (có gia công mép dạng chữ K hoặc chữ V), chiều dài đờng
hàn bằng bề rộng bản cánh cột trên (bt = 250 mm), chiều cao đờng hàn bằng chiều dày bản thépcánh cột trên ( = c = 20 mm)
ứng suất trong đờng hàn đối đầu nối cánh ngoài là:
Trang 29
) 0 , 2 2 0 , 25 ( 0 , 2
10 71 , 256 )
2 b (
S l
.
t ngoài h
ngoài ngoài
Nhận thấy: ngoài = 611,2 (daN/cm2) < Rnh = 2100 1,0 = 2100 (daN/cm2)
Vậy đờng hàn đối đầu thẳng góc nối cánh ngoài đảm bảo khả năng chịu lực
Mối nối cánh trong:
Chọn bản nối “ K ” có chiều rộng và bề dày bằng chiều rộng và bề dày của bản cánh trong cột
trên, tức là có tiết diện: 250x20 mm
Tơng tự mối nối cánh ngoài, với mối nối cánh trong ta cũng dùng đờng hàn đối đầu thẳng góc
(có gia công mép dạng chữ K hoặc chữ V), chiều dài đờng hàn bằng bề rộng bản cánh cột trên (bt
= 250 mm), chiều cao đờng hàn bằng chiều dày bản cánh cột trên ( = c = 20 mm)
ứng suất trong đờng hàn đối đầu nối cánh trong & bản “ K ” là:
) 0 , 2 2 0 , 25 ( 0 , 2
10 77 , 504 )
2 b (
S l
.
t trong h
trong trong
Nhận thấy: ngoài = 1201,8 (daN/cm2) < Rnh = 2100 1,0 = 2100 (daN/cm2)
Vậy đờng hàn đối đầu thẳng góc nối cánh trong & bản “ K ” đảm bảo khả năng chịu lực.
Mối nối bản bụng:
Đối với mối nối hai bản bụng của cột, ta cũng dùng đờng hàn đối đầu thẳng góc và chỉ tính đủ
để chịu lực cắt tại tiết diện nối Vì lực cắt ở cột trên khá bé nên đờng hàn đối đầu thẳng góc lấytheo cấu tạo: hàn suốt chiều dài bản bụng cột (hb = 460 mm) với chiều cao đờng hàn bằng chiềudày thép bản bụng ( = b = 10 mm)
2) Cấu tạo và tính toán vai cột
a Tính toán dầm vai
Dầm vai đợc tính toán nh một dầm đơn giản có nhịp l = hd = 100 (cm), kê lên hai gối tựa là bản
thép ngoài của nhánh mái (cột dới) & bản bụng của nhánh cầu trục (cột dới).
Dầm chịu uốn bởi lực tập trung S trong = 504,77 (kN) truyền từ cánh trong của cột trên thông qua
bản “ K ” Sơ đồ tính toán cụ thể nh sau:
Trang 30Mômen uốn lớn nhất tại giữa nhịp (ngay dới lực S trong ):
) m kN ( 19 , 126 2
0 , 1 38 , 252 2
A
Mmaxdv l
Chọn chiều dày bản đậy trên (bản đậy mút nhánh cầu trục) của vai cột là: bđt = 20 mm ; chiều
rộng sờn đầu dầm cầu chạy là: b sđd = 300 mm.
Chiều dày bản bụng dầm vai xác định từ điều kiện ép mặt cục bộ của lực tập trung: Dmax + Gdcc
34
10 85 , 940 )
R ( z
G
em
dcc max
Bản bụng của nhánh cầu trục (cột dới) đợc xẻ 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 = 8 mm Chiều dài một đờng hàn cần
thiết là:
) cm ( 6 , 30 ) cm ( 0 , 1 )
1800 7 , 0 ( 8 , 0 4
10 ) 38 , 252 69
, 14 16 , 926 ( ) cm ( 0 , 1 )
R ( h 4
B G
min g h
dcc max
Chiều cao bản bụng dầm vai cũng phải đủ chứa 4 đờng hàn góc liên kết bản bụng dầm vai với
bản “ K ” ; cả 4 đờng hàn góc này chịu tác dụng của lực S trong Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là:
hh = 8 mm Chiều dài một đờng hàn cần thiết là:
Trang 31
) cm ( 5 , 13 ) cm ( 0 , 1 ) 1800 7 , 0 ( 8 , 0 4
10 77 , 504 )
cm ( 0 , 1 )
R ( h 4
min g h
trong K
l
Đồng thời, chiều cao bản bụng dầm vai còn phải đủ chứa 2 đờng hàn góc liên kết bản bụng dầm
vai với bản thép ngoài của nhánh mái (cột dới) ; cả 2 đờng hàn góc này chịu tác dụng của phản lực
A Giả thiết chiều cao đờng hàn góc là: hh = 8 mm Chiều dài một đờng hàn cần thiết là:
) cm ( 5 , 13 ) cm ( 0 , 1 ) 1800 7 , 0 ( 8 , 0 2
10 38 , 252 )
cm ( 0 , 1 )
R ( h 2
min g h
b Kiểm tra điều kiện chịu uốn của dầm vai
Dầm vai có tiết diện chữ I không đối xứng Cánh dới dầm vai là một bản thép nằm ngang nối bản
bụng của hai nhánh cột dới Cánh trên của dầm vai là hai bản thép (bản đậy mút nhánh cầu trục &
bản sờn lót) có kích thớc khác nhau Vì vậy, tiết diện ngang của dầm vai về hai phía của lực S trong(hai phía của dv
Trong đồ án này, ta chọn cách tính đơn giản và thiên về an toàn theo quan niệm chỉ có riêng bảnbụng dầm vai chịu uốn Mômen chống uốn của bản bụng dầm vai tính theo công thức:
)cm(2,6206
0,61.0,16
h
2 2
bdv bdv
10 19 , 126 W
Các đờng hàn ngang liên kết bản cánh trên, bản cánh dới với bản bụng của dầm vai đợc lấy theo
cấu tạo (do các đờng hàn chỉ phải chịu tác dụng của lực cắt Q dv khá bé) Chọn chung chiều cao
đ-ờng hàn: hh = 8 mm Tiến hành hàn suốt dọc theo các bản thép liên kết
Ta có sơ đồ chi tiết vai cột nh sau:
(Hình 7.2 trang 40)
Trang 322
4 3
1
1
3 4
1 - Bản " K ", 250x20
2 - Bản đậy trên, = 20
3 bdv = 10
Hình 7.2. Nối phần cột trên đặc và cột dới rỗng - Chi tiết cấu tạo vai cột
II Chân cột - liên kết cột với móng
1) Cấu tạo chân cột
Chân cột truyền tải trọng từ cột xuống móng Vì vậy cấu tạo chân cột cần phải đảm bảo để tảitrọng đợc truyền đều, đồng thời cột phải làm việc đúng với sơ đồ tính và thuận tiện cho việc thi cônglắp dựng Đối với cột đang xét có tiết diện cột dới rỗng, chịu nén lệch tâm trong mặt phẳng khung, tathiết kế liên kết chân cột với móng theo các yêu cầu nh sau:
- Cấu tạo chân cột riêng rẽ cho từng nhánh cột (chân cột có bản đế phân cách).
- Các bộ phận của chân cột cần thiết kế: bản đế, dầm đế và các sờn.
- Chân cột đợc liên kết ngàm với móng bằng hệ bu-lông neo (chống nhổ).
Trang 33
Vật liệu thép chân cột và thép bu-lông neo là BCT3
Kết cấu móng đã cho (theo đề bài): móng BTCT Bê-tông mác M200# có: Rn = 90 daN/cm2
2) Tính toán các bộ phận ở chân cột
a Nội lực tính toán
Theo phần tính toán tiết diện cột dới rỗng ở trên (Đ6), ta có lực nén lớn nhất ở tiết diện chân cộttại mỗi nhánh cột là:
- Lực nén lớn nhất trong nhánh 1 (nhánh cầu trục): N nh1 = 1079,70 (kN).
- Lực nén lớn nhất trong nhánh 2 (nhánh mái): N nh2 = 2091,24 (kN).
b Xác định kích thớc bản đế
Diện tích bản đế yêu cầu của từng nhánh đợc xác định theo công thức: ABĐ = Nnh / Rncb
Giả thiết hệ số tăng cờng độ do nén cục bộ mặt bêtông móng là: m 3 A / A 1 , 2
10 70 , 1079 R
10 24 , 2091 R
2
Đ
Sơ bộ chọn chiều dày của dầm đế: dđ = 12 mm ; phần nhô ra của công-xôn bản đế: C1 = 38 mm.
Chiều rộng B của bản đế xác định chung theo yêu cầu về cấu tạo các kích thớc của tiết diện cột:
B = bd + 2 (dđ + C1) = 40,0 + 2 (1,2 + 3,8) = 50,0 (cm)
Chiều dài L của bản đế từng nhánh tính đợc là:
) cm ( 0 , 20 0
, 50
7 , 999 B
A L
yc BĐ1 yc
) cm ( 7 , 38 0
, 50
3 , 1936 B
A L
yc BĐ2 yc
Vậy ứng suất thực tế ngay dới chân bản đế của từng nhánh là:
0 , 21 0 , 50
10 70 , 1079 A
1
Đ B
1 nh tr
c nh 1
0 , 40 0 , 50
10 24 , 2091 A
2
Đ B
2 nh i
á m nh 2
Tính chiều dày bản đế: Cấu tạo chân cột nh Hình 7.3.
Diện tích bản đế bị các dầm đế và sờn ngăn chia thành các ô với các biên tựa khác nhau Dựatheo các kích thớc cạnh ô của từng loại ô, ta tiến hành tính mômen uốn trong các ô này và nhậnthấy rằng:
- Đối với nhánh cầu trục, ô có mômen gây nguy hiểm nhất là ô bản kê ba cạnh.
Ta có: a2 bd / 2 = 40,0 / 2 = 20,0 (cm) – chiều dài biên tự do của bản kê ba cạnh
b2 LBĐ1 / 2 = 21,0 / 2 = 10,5 (cm) – chiều dài cạnh vuông góc với biên tự do
Trang 34
Suy ra: b2 / a2 = 10,5 / 20,0 = 0,525 Tra Bảng 3.7 (Giáo trình thiết kế KC thép nhà công
nghiệp), nội suy ta đợc hệ số: = 0,064.
Mặt khác ta có: d a2 = 20,0 cm Vậy mômen lớn nhất của bản kê ba cạnh là:
M = ô d 2 = 0,064 102,8 20,0 2 2631,7 (daN.cm)
- Đối với nhánh mái, ô có mômen gây nguy hiểm nhất cũng là ô bản kê ba cạnh (ở bên phải).
Ta có: a2 bd / 2 = 40,0 / 2 = 20,0 (cm) ;
b2 LBĐ2 / 2 + z0 – = 40,0 / 2 + 3,9 – 2,0 = 21,9 (cm)
Suy ra: b2 / a2 = 21,9 / 20,0 = 1,095 Tra Bảng 3.7 (Giáo trình thiết kế KC thép nhà công
nghiệp), nội suy ta đợc hệ số: = 0,116.
Mặt khác ta có: d a2 = 20,0 cm Vậy mômen lớn nhất của bản kê ba cạnh là:
M = ô d 2 = 0,116 104,6 20,0 2 4853,4 (daN.cm)
Chiều dày cần thiết của bản đế ở mỗi nhánh là:
) cm ( 7 , 3 0 , 1 2100
4 , 4853 6
R M 6
) cm ( 7 , 2 0 , 1 2100
7 , 2631 6
R M 6
Tải trọng phân bố đều lên dầm đế ở nhánh cầu trục:
q1dđ = nh1 Bchịu tải = 102,8 (5,0 + 20,0 / 2) = 1542,0 (daN/cm)
0,32382)
cm(0,1)
R(.h.2
N
min g h
Đ D 1
l
Kích thớc tiết diện của dầm đế nhánh cầu trục đợc chọn: 450x12 mm
Tải trọng phân bố đều lên dầm đế ở nhánh mái:
q2dđ = nh2 Bchịu tải = 104,6 (5,0 + 20,0 / 2) = 1569,0 (daN/cm)
, 16
1,9) (16,0
0 , 2760 6 b
) a b ( N N
g
g g
Đ D 2
) daN ( 7 , 7452 0
, 16
1,9 62760,0 b
a N N
g
g
Đ 2
Trong đó: +) bg = 16 (cm) là bề rộng cánh thép góc ở nhánh mái (L160x12)
+) ag = 3,9 – 2,0 = 1,9 (cm) là khoảng cách từ trục trọng tâm nhánh mái tới đ ờng hàn
sống thép góc
Giả thiết chọn chiều cao đờng hàn sống và đờng hàn mép: hhs = 12 mm, hhm = 10 mm
Ta có chiều dài cần thiết của đờng hàn sống và đờng hàn mép là:
)cm(6,37)cm(0,11260.2,1
3,55307)
cm(0,1)
R(.h
N
min g hs
Trang 35
)cm(9,6)cm(0,11260.0,1
7,7452)
cm(0,1)
R(.h
N
min g hm
+) Tiết diện dầm đế ở nhánh cầu trục: 450x210x12
+) Tiết diện dầm đế ở nhánh mái: 450x400x12
Xem dầm đế là một đầm đơn giản có mút thừa, hai gối tựa là hai đờng hàn mép và hàn sống nh
đã tính ở trên Do dầm đế có tiết diện rất lớn mà nhịp cũng nh nhịp công-xon của dầm đế lại bé nên
ta không cần kiểm tra điều kiện về chịu uốn & chịu cắt
d Tính toán sờn công-xôn A
Các sờn công-xôn A liên kết bản bụng của các nhánh cột với bản đế chân cột bằng các đờng hàngóc Vì vậy, các sờn A chịu tác dụng của phần phản lực nh thuộc diện truyền tải của nó
Tải trọng phân bố đều lên sờn công-xôn A ở nhánh cầu trục:
q1công-xôn = nh1 Bchịu tải = 102,8 20,0 = 2056,0 (daN/cm)
Mômen uốn & lực cắt lớn nhất tại tiết diện ngàm công-xôn (chỗ có hai đờng hàn góc liên kết sờncông-xôn A với bản bụng của nhánh cột):
)cm.daN(0,1133372
5,10.0,20562
.q
M
2 2
n x ng
ô c 1 n x ng
ô c 1
) daN ( 0 , 21588 5
, 10 0 , 2056
q
QA 1 ôngx n l1 ôngx n
Chọn chiều dày bản sờn: A = 10 mm.
Chiều cao cần thiết của sờn tính theo công thức:
)cm(0,180
,1.2100.0,1
0,113337
6
R
M.6h
Chọn: hA = 450 mm = 45 cm (bằng chiều cao của dầm đế)
Kiểm tra hai đờng hàn góc liên kết sờn công-xôn A với bản bụng của nhánh cột (cầu trục):
Chọn chiều cao đờng hàn: hh = 8 mm, hàn suốt chiều cao của sờn Ta có:
2
gh A 2
gh
A
3 , 49
0 , 21588 4
, 361
0 , 113337 A
Q W
Nhận thấy: tđ = 538,6 (daN/cm2) < Rgh = 1800 (daN/cm2)
Vậy, sờn công-xôn A ở nhánh cầu trục & hai đờng hàn góc liên kết đủ khả năng chịu lực
Trang 36
Tải trọng phân bố đều lên sờn công-xôn A ở nhánh mái:
q 2công-xôn = nh2 Bchịu tải = 104,6 20,0 = 2092,0 (daN/cm)
Mômen uốn & lực cắt lớn nhất tại tiết diện ngàm công-xôn ở bên phải (chỗ có hai đ ờng hàn gócliên kết sờn công-xôn A với bản thép ngoài của nhánh cột):
)cm.daN(1,5016722
9,21.0,20922
.q
M
2 2
n x ng
ô c 2 n x ng
ô c 2
) daN ( 8 , 45814 9
, 21 0 , 2092
q
QA 1 ôngx n l1 ôngx n
Chọn chiều dày bản sờn: A = 10 mm.
Chiều cao cần thiết của sờn tính theo công thức:
)cm(9,370
,1.2100.0,1
1,501672
6
R
M.6h
Chọn: hA = 450 mm = 45 cm (bằng chiều cao của dầm đế)
Kiểm tra hai đờng hàn góc liên kết sờn công-xôn A với bản thép của nhánh cột (nhánh mái):
Chọn chiều cao đờng hàn: hh = 10 mm, hàn suốt chiều cao của sờn Ta có:
2
gh A 2
gh
A
6 , 61
8 , 45814 7
, 451
1 , 501672 A
Q W
Nhận thấy: tđ = 1336,7 (daN/cm2) < Rgh = 1800 (daN/cm2)
Vậy, sờn công-xôn A ở nhánh mái & hai đờng hàn góc liên kết đủ khả năng chịu lực
e Tính chiều cao các đờng hàn ngang
Các kết cấu nh sờn công-xôn, dầm đế & bản bụng của các nhánh cột đều liên kết với bản đếbằng hai đờng hàn ngang suốt chiều dài dọc theo hai bên sờn Chiều cao các đờng hàn ngang (đờnghàn góc) cần thiết cho mỗi liên kết đợc tính toán cụ thể nh sau:
ở nhánh cầu trục (nhánh 1)
- Liên kết giữa dầm đế và bản đế:
)cm(61,01260.2
0,1542)
R(.2
qh
min g
Đ D 1 ngang
0,2056)
R(.2
qh
min g
A 1 ngang
.2
)1,10.5,09,01,10.5,0(.8,102)
R(.2
qh
min g
b ngang
0,1569)
R(.2
qh
min g
Đ D 2 ngang
Trang 37
)cm(83,01260.2
0,2092)
R(.2
qh
min g
A 1 ngang
.2
)9,21.5,00,21,16.5,0(.6,104)
R(.2
qh
min g
b ngang
Chọn thống nhất: h h = 10 mm cho mọi đờng hàn ngang.
Ta có sơ đồ cấu tạo chân cột nh sau:
105 105
C = 961
Bu-lông 72
200 200
Nhằm mục đích tính toán khả năng chống nhổ (chịu kéo) của bu-lông, đảm bảo điều kiện chân cột
đợc liên kết ngàm vào móng, ta tiến hành chọn lại tổ hợp nội lực sao cho lực nhổ gây ra cho mỗinhánh cột là lớn nhất Đó chính là tổ hợp có mômen uốn lớn nhất & lực dọc (gây nén) nhỏ nhất tại
tiết diện chân cột (tiết diện A) của từng nhánh Từ bảng thống kê nội lực (Bảng 5.1), ta có:
Trang 38
a Đối với bu-lông neo nhánh cầu trục
Tổ hợp nội lực tìm đợc theo yêu cầu đặt ra (có mômen uốn lớn nhất & lực dọc nhỏ nhất) là tổ
hợp (1 ; 8) do tĩnh tải & hoạt tải gió phải gây nên tại tiết diện chân cột (tiết diện A).
,7139
,0.1,1
28,286M
n.n
9,0.1,1
13,449N
n.n
Trong đó: +) nt = 1,1 : Hệ số vợt tải trung bình đã dùng khi xác định tĩnh tải
+) nb = 0,9 : Hệ số an toàn (giảm tải) dùng với tải trọng tĩnh khi tính bu-lông neo.Lực gây nhổ trong nhánh cầu trục hay lực kéo trong bu-lông là:
1 , 96
7 , 31 47 , 367 1
, 96
10 10 , 948 C
y N
C
M N
2 2
trục c nh A
trục c nh A
(kN)
Trong đó: +) C = 96,1 cm : Khoảng cách giữa hai trục trọng tâm của hai nhánh
+) y2 = 31,7 cm : Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện tới trục của nhánh đối
diện (nhánh mái)
Diện tích tiết diện cần thiết của bu-lông neo ở nhánh cầu trục là:
) cm ( 8 , 61 1400
10 36 , 865 R
N
2 BL
K móng Neo
BL yc
Yêu cầu về khoảng cách sờn đỡ: e = 90 mm ; đờng kính lỗ cho bu-lông: D = 110 mm
b Đối với bu-lông neo nhánh mái
Tổ hợp nội lực tìm đợc theo yêu cầu đặt ra (có mômen uốn lớn nhất & lực dọc nhỏ nhất) là tổ
hợp (1 ; 7) do tĩnh tải & hoạt tải gió trái gây nên tại tiết diện chân cột (tiết diện A).
,7679
,0.1,1
28,286M
n.n
á m nh
)kN(47,3670
9,0.1,1
13,449N
n.n
á m nh
Trong đó: +) nt = 1,1 : Hệ số vợt tải trung bình đã dùng khi xác định tĩnh tải
+) nb = 0,9 : Hệ số an toàn (giảm tải) dùng với tải trọng tĩnh khi tính bu-lông neo.Lực gây nhổ trong nhánh mái hay lực kéo trong bu-lông là:
1 , 96
4 , 64 47 , 367 1
, 96
10 63 , 533 C
y N
C
M N
2 1
i
á m nh A
i
á m nh A
Trong đó: +) C = 96,1 cm : Khoảng cách giữa hai trục trọng tâm của hai nhánh
+) y1 = 64,4 cm : Khoảng cách từ trục trọng tâm toàn tiết diện tới trục của nhánh đối
diện (nhánh cầu trục)
Trang 39
Diện tích tiết diện cần thiết của bu-lông neo ở nhánh mái là:
) cm ( 1 , 22 1400
10 03 , 309 R
N
2 BL
K móng Neo
BL yc
Yêu cầu về khoảng cách sờn đỡ: e = 60 mm ; đờng kính lỗ cho bu-lông: D = 80 mm
c Tính sờn đỡ và bản đỡ bu-lông neo
Do lực nhổ ở nhánh cầu trục (gây kéo trong bu-lông neo) lớn hơn nhiều so với lực nhổ ở nhánh
mái, nên ta chỉ cần tính toán sờn đỡ & bản đỡ cho bu-lông neo ở nhánh cầu trục là đủ
S
ờn đỡ:
Sờn đỡ làm việc nh một công-xôn ngàm vào dầm đế bằng hai đờng hàn góc
Tải trọng tác dụng lên 1 sờn đỡ ở nhánh cầu trục:
S = NBL / 4 = 865,36 / 4 = 216,34 (kN)
Khoảng cách từ điểm đặt của lực S tới tiết diện ngàm yêu cầu: e 90 mm Do dầm đế có bề dày
dđ = 12 mm nên để thuận tiện khi bố trí bu-lông neo chờ sẵn trong móng, ta lấy: e = 98 mm
(Khoảng cách giữa trục định vị của hai bu-lông theo phơng của bd :
Mômen uốn & lực cắt lớn nhất tại tiết diện ngàm công-xôn (chỗ có hai đờng hàn góc liên kết sờn
đỡ với dầm đế của chân cột):
) cm daN ( 2 , 212013 8
, 9 10 34 , 216 e
S
) daN ( 0 , 21634 10
34 , 216 S
Chiều dày bản sờn đỡ xác định theo điều kiện chịu ép cục bộ của lực tập trung S = 216,34 (kN).
Đờng kính lỗ bu-lông yêu cầu: D = 110 mm Chọn chiều rộng bản đỡ: b B = 210 mm Suy ra, chiều
dài truyền lực ép cục bộ vào bản sờn đỡ là: z = bB = 210 mm
Chiều dày cần thiết của bản sờn đỡ tính theo công thức:
) mm ( 3 , 3 ) cm ( 33 , 0 3200
21
10 34 , 216 )
R ( z
, 1 2100 0 , 1
2 , 212013
6
R
M 6 h
Kiểm tra hai đờng hàn góc liên kết sờn đỡ với dầm đế của chân cột (nhánh cầu trục):
Chọn chiều cao đờng hàn: hh = 10 mm, hàn suốt chiều cao của sờn Ta có:
2
gh S 2
gh
S
6 , 40
0 , 21634 2
, 196
2 , 212013 A
Q W
Nhận thấy: tđ = 1204,8 (daN/cm2) < Rgh = 1800 (daN/cm2)
Vậy, sờn đỡ bu-lông neo nhánh cầu trục & hai đờng hàn góc liên kết đủ khả năng chịu lực.KL: Sờn đỡ bu-lông neo nhánh cầu trục có kích thớc: 300x210x10 mm
Trang 40
Bản đỡ:
Bản đỡ làm việc nh một dầm đơn giản, chịu lực tập trung (B = NBL / 2) đặt ở giữa nhịp
Tuy nhiên, do khoảng cách giữa hai sờn đỡ: l = 130 + 2 S = 130 + 2 10 = 150 (mm), khá bé.
Mặt khác, đờng kính ngoài của bu-lông (72) và đờng kính lỗ cho bu-lông (D = 110 mm) khá lớn
so với khoảng cách giữa hai sờn đỡ Vì vậy, ta chọn chiều dày của bản đỡ theo cấu tạo sao cho bản
đỡ đủ khả năng truyền lực từ bu-lông neo vào hai sờn đỡ
Chọn chiều dày bản đỡ: B = 30 mm Với góc truyền lực 450, ta có phạm vi truyền lực nhỏnhất của bản đỡ là: D + 2 B = 110 + 2 30 = 170 (mm) > l = 150 (mm) - thoả mãn
KL: Chọn chiều dày bản đỡ: B = 30 mm, chiều rộng bản đỡ đã chọn ở trên: b B = 210 mm.
Với bu-lông neo ở nhánh mái, để thiên về an toàn & thuận tiện khi chế tạo, các sờn đỡ và bản
đỡ đợc cấu tạo giống nh ở bên nhánh cầu trục Cụ thể nh sau:
- Chiều dày sờn đỡ: S = 10 mm ; chiều cao sờn đỡ: h S = 30 mm.
- Chiều cao đờng hàn góc liên kết sờn đỡ vào dầm đế chân cột: h h = 10 mm.
- Chiều dày bản đỡ: B = 30 mm ; chiều rộng bản đỡ: b B = 210 mm.
- Chiều dài bản đỡ cấu tạo dài qua mép của sờn đỡ một khoảng 30 mm
Vậy, chiều dài bản đỡ là: +) Nhánh cầu trục: LB = 130 + 2 (10 + 30) = 210 (mm)
Hình 7.4 Chi tiết cấu tạo sờn đỡ và bản đỡ bu-lông neo
Ghi chú: Với nhánh cầu trục, dùng 2 bu-lông neo 72 ; ở nhánh mái, dùng 2 bu-lông neo 48.