thuyet minh thep 2 (son)_2

é? án môn H?C K?T C?U thép S? 2 (THI?T K? KHUNG NGANG nhà công NGHI?P 1, T?NG 1 NH?P) ****** Phần thuyết minh tính toán Phần I: Sơ bộ về kết cấu khung thép cần thiết Kế Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghiệp chế tạo vật liệu thép và sự tiến bộ của các công nghệ thi công, công trình nhà công nghiệp sử dụng kết cấu dạng khung thép tiền chế tiết diện đặc ở nơớc ta ngày càng tăng. Đáp ứng tình hình đó, bộ môn Kết cấu Thép - Gỗ trơờng ĐH Kiến trúc HN đ• tổ chức những nhóm sinh viên tìm cách thiết kế dạng kết cấu trên. Nhà công nghiệp yêu cầu thiết kế là nhà công nghiệp một tầng một nhịp. Khung ngang đơợc làm bằng thép tiền chế tiết diện chữ I thay đổi phù hợp với nội lực trong khung theo chiều dài nhịp. Khung gồm hai bộ phận chính là Cột khung liên kết ngàm với Dầm khung. Khung ngang liên kết ngàm với móng. * Nhiệm vụ chính của đồ án: 1. Với các kích thơớc và tải trọng cần thiết kế, xác định kích thơớc tiết diện khung. Tiêu chí: + Đảm bảo điều kiện cơường độ. + Đảm bảo điều kiện biến dạng. + Đảm bảo điều kiện ổn định. + Tiết kiệm vật liệu. + Chế tạo đơn giản. 2. Với khung nhươ thiết kế, tính toán các chi tiết liên kết: Cột-Dầm; Dầm-Dầm; Cột-Móng). * Những nhận định cơ bản: Khung thép trên thực chất chính là loại kết cấu bằng thép có tiết diện thay đổi nhơ đ• đơợc học trong môn “Kết cấu thép” tại trơờng và giải pháp liên kết ngàm tại móng là giải pháp thông minh để có đơợc mặt bằng sản xuất rộng r•i nhất. Tuy nhiên vấn đề cơ bản đặt ra là : Kết cấu thay đổi tiết diện thì độ cứng sẽ thay đổi, Giải quyết vấn đề này nhơ thế nào? Làm thế nào để biết đơợc sự biến thiên của nội lực trong các tiết diện khung? Làm thế nào để tiết kiệm đơợc càng nhiều càng tốt vật liệu mà chế tạo lại đơn giản nhất? Thay đổi tiết diện nhơưng thay đổi nhươ thế nào? Tại đâu? Có thể có những tiết diện không đủ khả năng chịu lực thì sao? * Quá trình tơư duy - phơương pháp thiết kế: Trươớc hết ta thấy các vấn đề trên có thể thực hiện đơợc bằng những kiến thức đ• đơợc trang bị trong trơờng. Những định hơớng, khống chế cơ bản phải tuân theo sự hươớng dẫn của GVHD. Tiết diện kết cấu thay đổi thay đổi thì J sẽ không thể cố định tuy nhiên dầm và cột khung vẫn phải có một độ cứng nào đó. Vậy ban đầu ta sẽ giả thiết trơớc về tỉ lệ độ cứng giữa dầm khung và cột khung. Giải quyết vấn đề nội lực, chúng ta đ• có một phươơng pháp truyền thống để giải các bài toán không tuyến tính đó là phơương pháp “chia nhỏ đối tơợng”, áp dụng vào trơờng hợp này, nội lực trong dầm, cột ứng với các trơờng hợp tải trọng sẽ đơợc xác định từ nhiều các mặt cắt tại các vị trí khác nhau và đơợc đơa vào tổ hợp trong bảng tại các tiết diện có vị trí tơương ứng. Nội lực có giá trị lớn nhất tại mỗi tiết diện lấy từ bảng tổ hợp sẽ đơợc chọn để đơa vào thiết kế. Sau khi đ• có kích thơớc cụ thể của các tiết diện, ta sẽ tiến hành thay đổi tiết diện theo các đoạn có kích thơớc biến đổi tuyến tính. Sẽ có nhiều các phơơng án thay đổi tiết diện khác nhau cho ta các hình dạng khác nhau và trọng lơợng khung sẽ khác nhau. Để có các số liệu ban đầu, ta phải giả thiết trơớc trọng lươợng khung theo kinh nghiệm. Sau khi có tiết diện khung sơ bộ tức là đ• có tĩnh tải gần với thực tế. So sánh với tĩnh tải giả thiết nếu chênh lệch nhiều thì thiết kế lại đến khi chênh lệch không nhiều. Tiết diện luôn phải đơợc kiểm tra về cươờng độ, độ võng và đỗ ổn định. Các khung lại đơợc thiết kế nhơ vậy với các tỉ lệ độ cứng giữa dầm và cột khác nhau. Mỗi thông số thay đổi cho ta một phơương án. Việc thiết kế sẽ xoay vòng chính xác dần. Các phơương án sẽ đơợc so sánh và phơơng án tiết diện đơợc chọn theo ý kiến chủ quan sẽ là phương án hội tụ nhiều nhất các tiêu chí nhươ đ• đặt ra. * Một số giới hạn Thực tế cho thấy thực hiện đơợc những điều trên đòi hỏi khối lươợng tính toán tơương đối lớn. Để giảm bớt khối lơợng tính toán cho sinh viên, các thầy cô giáo trong bộ môn đ• cho phép giả thiết trươớc độ cứng của Dầm khung và Cột khung bằng nhau. Nhà công nghiệp chỉ một tầng, một nhịp, có cầu trục. * Công cụ thực hiện: Các bươớc tính toán thiết kế đươợc thực hiện chủ yếu bằng phần mềm EXCEL, mỗi bươớc tính sẽ được lập thành một bảng, trong bảng đó sẽ có những cột tươơng ứng với các thông số có thể thay đổi đươợc, điều cơ bản là ta liên tục thay đổi các thông số để so sánh và chọn đơợc phơương án khung “tốt nhất” với tiêu chí đặt ra. Tập hợp các bảng sẽ tạo thành một dây chuyền mà đầu vào là các yêu cầu thiết kế và đầu ra là sản phẩm khung thép . Nội lực và tiết diện còn đươợc kiểm tra bằng phần mềm SAP 2000. Các phần mềm Microsoft Word 2007 và AutoCAD 2007 dùng để trình bày thuyết minh và thể hiện bản vẽ. * Lý thuyết áp dụng: Các kiến thức về tính toán và thiết kế Kết cấu thép; một số kiến thức về Cơ học kết cấu và Sức bền vật liệu.

ĐỒ án môn HỌC KẾT CẤU thép SỐ 2

(THIẾT KẾ KHUNG NGANG nhà công NGHIỆP 1, TẦNG 1 NHỊP)

******

Phần thuyết minh tính toán

Phần I: Sơ bộ về kết cấu khung thép cần thiết Kế

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của công nghiệp chế tạo vật liệuthép và sự tiến bộ của các công nghệ thi công, công trình nhà công nghiệp sử dụng kếtcấu dạng khung thép tiền chế tiết diện đặc ở nớc ta ngày càng tăng Đáp ứng tình hình

đó, bộ môn Kết cấu Thép - Gỗ trờng ĐH Kiến trúc HN đã tổ chức những nhóm sinhviên tìm cách thiết kế dạng kết cấu trên

Nhà công nghiệp yêu cầu thiết kế là nhà công nghiệp một tầng một nhịp Khungngang đợc làm bằng thép tiền chế tiết diện chữ I thay đổi phù hợp với nội lực trongkhung theo chiều dài nhịp Khung gồm hai bộ phận chính là Cột khung liên kết ngàmvới Dầm khung Khung ngang liên kết ngàm với móng

* Nhiệm vụ chính của đồ án:

1 Với các kích thớc và tải trọng cần thiết kế, xác định kích thớc tiết diện khung.Tiêu chí:

+ Đảm bảo điều kiện cờng độ

+ Đảm bảo điều kiện biến dạng

+ Đảm bảo điều kiện ổn định

+ Tiết kiệm vật liệu

+ Chế tạo đơn giản

2 Với khung nh thiết kế, tính toán các chi tiết liên kết: Cột-Dầm; Dầm-Dầm; Cột-Móng)

* Những nhận định cơ bản:

Khung thép trên thực chất chính là loại kết cấu bằng thép có tiết diện thay đổi nh đã

đợc học trong môn “Kết cấu thép” tại trờng và giải pháp liên kết ngàm tại móng là giảipháp thông minh để có đợc mặt bằng sản xuất rộng rãi nhất

Tuy nhiên vấn đề cơ bản đặt ra là :

Kết cấu thay đổi tiết diện thì độ cứng sẽ thay đổi, Giải quyết vấn đề này nh thế nào?Làm thế nào để biết đợc sự biến thiên của nội lực trong các tiết diện khung?

Làm thế nào để tiết kiệm đợc càng nhiều càng tốt vật liệu mà chế tạo lại đơn giảnnhất?

Thay đổi tiết diện nhng thay đổi nh thế nào? Tại đâu? Có thể có những tiết diệnkhông đủ khả năng chịu lực thì sao?

* Quá trình t duy - phơng pháp thiết kế:

Trớc hết ta thấy các vấn đề trên có thể thực hiện đợc bằng những kiến thức đã đợctrang bị trong trờng Những định hớng, khống chế cơ bản phải tuân theo sự hớng dẫncủa GVHD

Tiết diện kết cấu thay đổi thay đổi thì J sẽ không thể cố định tuy nhiên dầm và cộtkhung vẫn phải có một độ cứng nào đó Vậy ban đầu ta sẽ giả thiết trớc về tỉ lệ độ cứnggiữa dầm khung và cột khung

Giải quyết vấn đề nội lực, chúng ta đã có một phơng pháp truyền thống để giải cácbài toán không tuyến tính đó là phơng pháp “chia nhỏ đối tợng”, áp dụng vào trờng hợpnày, nội lực trong dầm, cột ứng với các trờng hợp tải trọng sẽ đợc xác định từ nhiều cácmặt cắt tại các vị trí khác nhau và đợc đa vào tổ hợp trong bảng tại các tiết diện có vị trítơng ứng Nội lực có giá trị lớn nhất tại mỗi tiết diện lấy từ bảng tổ hợp sẽ đ ợc chọn để

đa vào thiết kế

Sau khi đã có kích thớc cụ thể của các tiết diện, ta sẽ tiến hành thay đổi tiết diện theocác đoạn có kích thớc biến đổi tuyến tính Sẽ có nhiều các phơng án thay đổi tiết diệnkhác nhau cho ta các hình dạng khác nhau và trọng lợng khung sẽ khác nhau

Để có các số liệu ban đầu, ta phải giả thiết trớc trọng lợng khung theo kinh nghiệm.Sau khi có tiết diện khung sơ bộ tức là đã có tĩnh tải gần với thực tế So sánh với tĩnh tảigiả thiết nếu chênh lệch nhiều thì thiết kế lại đến khi chênh lệch không nhiều

Tiết diện luôn phải đợc kiểm tra về cờng độ, độ võng và đỗ ổn định

Các khung lại đợc thiết kế nh vậy với các tỉ lệ độ cứng giữa dầm và cột khác nhau.Mỗi thông số thay đổi cho ta một phơng án Việc thiết kế sẽ xoay vòng chính xácdần

Các phơng án sẽ đợc so sánh và phơng án tiết diện đợc chọn theo ý kiến chủ quan sẽ

là phơng án hội tụ nhiều nhất các tiêu chí nh đã đặt ra

* Một số giới hạn

Thực tế cho thấy thực hiện đợc những điều trên đòi hỏi khối lợng tính toán tơng

đối lớn Để giảm bớt khối lợng tính toán cho sinh viên, các thầy cô giáo trong bộ môn

đã cho phép giả thiết trớc độ cứng của Dầm khung và Cột khung bằng nhau Nhà côngnghiệp chỉ một tầng, một nhịp, có cầu trục

Q (T)

Độ dốc mái

Nhiệm vụ thiết kế

Thiết kế khung ngang nhà công nghiệp một tầng, một nhịp, với các số liệu sau:

- Xà ngang tiết diện thay đổi (chữ I)

- Số lợng cầu trục: 2 (chiếc)

- Sức nâng của cầu trục: Q (T)

- Chế độ làm việc trung bình

- Nhịp khung: L (m)

- Chiều dài nhà: 108( m)

- Bớc cột: B (m)

Trọng lợng(T)

áp lực bánh xe lên ray (kN)

Hk Zmin Bk K Cầu trục(G) Xe

- Lấy chiều cao ray và lớp đệm, bụng C gia cờng lấy sơ bộ khoảng:Hr 200 mm 

2 Các kích thớc chính của khung ngang

- Chiều cao phần cột dới tính từ mặt móng đến vai cột:

Dầm cầu trục, Ray, Gabarit cầu trục

max

+ 6,1+ 8,2

± 0.00

q =10t

8000 8000

4000

1j

1j

2j1

j

1j

c Sơ đồ tính khung ngang

- Do sức nâng cầu trục không lớn nên chọn phơng án cột có tiết diện không đổi với

độ cứng là I1.Vì nhịp khung là 24m nên chọn phơng án xà ngang có tiết diện thay đổi hình nêm, dự kiến vị trí thay đổi tiết diện cách đầu xà 4 m Với đoạn xà dài 4m , độ cứng của cột là I1 và xà dới là I2 và xà trên là I3 Do nhà có cầu trục nên chọn kiểu liên kết giữa cột khung với móng là ngàm tại mặt móng( cốt 0.000) Liên kết giữa cột với

xà ngang và liên kết tại đỉnh xà ngang là cứng Trục cột khung trùng với trục định vị để

đơn giản hoá tính toán và thiên về an toàn.Ta có sơ đồ tính khung ngang nh hình 3

4 6

2

đánh số phần tử thanh 1

* Tấm lợp mái: Chọn nh sau:

30

10 15

20

ChiÒu dµy(mm)

DiÖntÝch(cm2)8CS410

*Tĩnh tải

Vật liệu mái Hệ số vợt tải Tải trọng tiêu

chuẩn Tải trọng tính toán

b Kiểm tra lại xà gồ đã chọn

Xà gồ dới tác dụng của tải trọng lớp mái và hoạt tải sửa chữa đợc tính toán nh cấu kiện chịu uốn xiên

Ta phân tải trọng tác dụng lên xà gồ C tác dụng theo 2 phơng với trục x-x tạo với

ph-ơng ngang một góc  = 5.71o

Mặt cắt xà gồ

 q

q

y

y

x x

y

y

x x

MM

Xà gồ tính toán theo 2 phơng đều là dầm đơn giản 2 đầu tựa lên xà ngang mô men

đạt giá trị lớn nhất ở giữa nhịp

     x y 472.85 11,82  2   c 2

5.205kN / cm f 23kN / cm77.419 12.09

- Theo điều kiện biến dạng:

Vậy xà gồ C 8CS4 105   đảm bảo điều kiện cờng độ và điều kiện độ võng

4 Tác dụng và cách bố trí hệ giằng mái, giằng cột

*Tác dụng của hệ giằng trong nhà công nghiệp dùng kết cấu khung thép nhẹ:

- Bảo đảm tính bất biến hình và độ cứng không gian của hệ khung

- Giảm chiều dài tính toán của xà và cột khung theo phơng ngoài mặt phẳng, từ đó tăng khả năng ổn định tổng thể cho khung ngang

- Truyền tải trọng gió và lực hãm cầu trục theo phơng dọc nhà xuống móng

- Bảo đảm cho việc thi công dựng lắp đợc an toàn và thuận tiện

a Tác dụng của các hệ giằng

- Giằng mái:

+ Bảo đảm ổn định cho dàn theo phơng ngoài mặt phẳng uốn

+ Dàn gió chịu tác dụng của tải trọng gió theo phơng dọc nhà

+ Hệ giằng dọc theo đầu cột tăng độ cứng theo phơng dọc nhà và truyền tải trọng ngang nh tải trọng gió, lực hãm cầu trục ra các khung lân cận

- Giằng cột :

+ Bảo đảm sự bất biến hình học

+ Bảo đảm độ cứng dọc nhà và giữ ổn định cho cột

+ Tiếp nhận và truyền xuống móng các tải trọng tác dụng theo phơng dọc nhà nh tải trọng gió lên tờng hồi, lực hãm dọc nhà của cầu trục

5 Tải trọng tác dụng lên khung ngang

a Tải trọng thờng xuyên (tĩnh tải)

- Độ dốc mái i = 10%   = 5.71 ( sin = 0.099 ; cos = 0.995)

- Tải trọng thờng xuyên tác dụng lên khung ngang bao gồm trọng lợng các lớp mái,trọng lợng bản thân xà gồ, trọng lợng bản thân khung ngang và dầm cầu trục

- Trọng lợng bản thân các tấm lợp, lớp cách nhiệt và xà gồ mái lấy bằng 0.15(kN/

m2)

- Trọng lợng bản thân xà ngang: sơ bộ chọn tc  

xn

g 1 kN / mTổng tĩnh tải phân bố tác dụng lên xà ngang:

2 Hoạt tải mái

Tải trọng hoạt tải xác định theo TCVN 2737-1995

Trị số tiêu chuẩn của hoạt tải thi công hoặc sửa chữa mái (mái lợp tôn) là

ptc = 0,3 kN/m2, hệ số vợt tải là n = 1,3 Quy đổi về tải trọng phân bố đều trên xà ngang

nh hình vẽ

+ Hoạt tải tính toán

1,3 0,3 6

2,74 cos 0,995

Sơ đồ tính khung với tải trọng th ờng xuyên (tĩnh tải)

24000

2.16kN/m

9.48kN

3.68kNm 7.35kN

9.48kN

Ho¹t t¶i m¸i nöa tr¸i

Ho¹t t¶i m¸i nöa ph¶i

  5,71 0; 1 8, 2

0,342 24

k: Hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao, phụ thuộc theo dạng địa hình, ápdụng dạng địa hình A

Tải trọng gió tác dụng lên cột:

Phía đón gió : 1,2 1,25 0,995 0,8 6 = 7,164(kN/m)

Phía khuất gió : 1,2 1,25 0,995 0,5 6 = 4,477 (kN/m)

Tải trọng gió tác dụng lên mái :

Phía đón gió : 1,2 1,25 0,995 0,377 6 = 3,376 (kN/m)

Phía khuất gió : 1,2 1,25 0,995 0,4 6 = 3,582 (kN/m)

Tải trọng gió trái sang

Tải trọng gió phải sang

4 Hoạt tải cầu trục

a Tải trọng thẳng đứng cầu trục.

áp lực thẳng đứng lớn nhất do cầu trục truyền lên vai cột Dmax xác định theo đờng

Đờng ảnh hởng phản lực

Dmax lên cột trái

Dmax lên cột phải

Sơ đồ tính khung với tải trọng đứng của cầu trục

b.Hoạt tải do lực hãm ngang cầu trục

Theo bảng thông số về cầu trục:

1 max

0

4,51 2

xc

Q G T

c

1 max max 1,1.11,04 12,15

60006000

190,38 kN 95,19 kNm

56,82 kN 28,41 kNm

Giữa xà: h400mm, b 200mm, t w  8mm, t f  10mm

2 Xác định nội lực khung

+ Sử dụng phần mềm Sap2000 Version 16 ta xác định đợc nội lực các phần

tử thanh ứng với các tổ hợp tải

+ Biểu đồ nội lực tơng ứng với các tổ hợp tải:

3 Tổ hợp nội lực

Từ kết quả tính toán nội lực nh trên ta tiến hành lập bảng tổ hợp nội lực đểtìm ra tổ hợp nội lực bất lợi nhất để tính toán tiết diện khung Với cột ta xét 4 tiếtdiện: đầu cột, vai cột (2 tiết diện), chân cột Với xà ngang ta xét 3 tiết diện: đầu

xà, 2/3 xà, đỉnh xà Tại mỗi tiết diện có các trị số M, N, V

Ta xét 2 loại tổ hợp

- Tổ hợp cơ bản 1: gồm tĩnh tải thờng xuyên và 1 hoạt tải

- Tổ hợp cơ bản 2: gồm tải trọng thờng xuyên và nhiều hoạt tải nhân với hệ số

tổ hợp 0,9

-Kết quả cụ thể đợc ghi trong bảng tổ hợp

M

N

v Néi lùc do tÜnh t¶i

M

N

V Néi lùc do ho¹t t¶I m¸I nöa TR¸I

M

V Néi lùc do ho¹t t¶I m¸I nöa PH¶I

M

N

V Néi lùc do ho¹t t¶I chÊt c¶ m¸i

M

v Nội lực do áp lực đứng của cầu trục lên cột trái

M

V Nội lực do áp lực đứng của cầu trục lên cột phải

m

v Néi lùc do lùc h·m ngang cña cÇu trôc lªn cét tr¸i

m

v Néi lùc do lùc h·m ngang cña cÇu trôc lªn cét ph¶i

m

V Nội lực do gió phảI, Gió TRáI

vii thiết kế cột đặc tiết diện chữ I tổ hợp hàn

Thiết kế cột tiết diện không đổi từ trên xuống dới

Từ bảng nội lực ta chọn 1 cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán tiết diện cột:

Kí

hiệu

cột

Kí hiệu trongbảng tổ hợp

M(kNm)

N(kN)

V(kN)

e(cm)

Đây là cặp nội lực ( có

2

N h

M

 max ) ( cặp nội lực gây ra ứng suất biên max) tạitiết diện dới vai do các trờng hợp tải tĩnh tải, hoạt tải cả mái, tải trọng cầu trục gâyra

1 Tính tiết diện cột

Theo phơng trong mặt phẳng uốn: l x   l trong đó  phụ thuộc tỉ số:

Với tỷ số độ cứng của xà và cột bằng nhau

Do liên kết giữa cột khung và móng là liên kết ngàm nên :

0,56 0,34 0,56

1,33 0,14 0,34 0,14

c Xác định các đặc trng hình học của tiết diện

- Mômen quán tính của tiết diện:

I I

- Mômen chống uốn: 2 2.29543 3

1182c 50

x x

w

f A A

Nội suy với: 20

Độ lệch tâm tính đổi: m e   m x  1,3.4,92 6, 4 20    không cần kiểm tra bền

2 Kiểm tra tiết diện cột

a Kiểm tra ổn định tổng thể trong mặt phẳng uốn

Kiểm tra theo công thức:

b Kiểm tra ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng uốn

Kiểm tra theo công thức:

  tra bảng IV.2 và nội suy  y 0,685

C - hệ số kể đến sự ảnh hởng của mô men uốn trong mặt phẳng khung đến sự làmviệc của cột theo phơng ngoài mặt phẳng khung

x

m : đợc xác định với giá trị mômen quy ớc M' max  M M; / 2

Trị số mô men uôn tại tiết diện chân cột là:

Vậy tiết diện đảm bảo ổn định tổng thể ngoài mặt phẳng khung.

c Kiểm tra ổn định cục bộ bản bụng

Điều kiện kiểm tra: 

w

t

h t h

x w

t t , do vậy bản bụng bị mất ổn định cục bộ,coi

nh chỉ có phần bản bụng cột tiếp giáp với 2 bản cánh còn làm việc Bề rộng của phần

 Không cần kiểm tra lại các điều kiện ổn định tổng thể

d Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh

Điều kiện kiểm tra: 

o

t

b t b

Với 0,8  x  1, 77 4  tra bảng ta đợc:

4

2,1 10 (0,36 0,1 ) (0,36 0,1.1,77) 16, 2

23

o

x f

Chiều rộng tính toán của phần bản cánh nhô ra: 20 0,6

9,7

w o

b t

9,7

4,85 16, 2 2

e Kiểm tra chuyển vị ngang ở đỉnh cột:

Chuyển vị ngang ở đỉnh cột từ kết quả tính toán bằng phần mềm SAP 2000 trong tổ

hợp tĩnh tải và tải trọng gió trái tiêu chuẩn là:

Vậy cột đã chọn thoả mãn yêu cầu chuyển vị

viii thiết kế xà ngang tiết diện chữ I tổ hợp hàn

M(kNm)

N(kN)

V(kN)

e(cm)

Do mx= 30,44  me=mx > 20 (vì  ≥ 1) nên tiết diện xà

ngang được tính toán và kiểm tra theo điều kiện bền:

Tại tiết diện đầu xà có mômen và lực cắt cùng tác dụng nên cần kiểm traứng suất tương đương giữa bản cánh và bản bụng theo công thức :

2 2

td 1 3 1 1,15f c

      Trong đó :    

2 w

1 x

4 0

Vậy tiết diện xà ngang chọn là đạt yêu cầu Tỷ số độ cứng của tiết diện

xà (ở chỗ tiếp giáp với cột )và cột đã chọn là phù hợp với giả thiết ban đầu làbằng nhau

2 ThiÕt kÕ ®o¹n xµ 6m (tiết diện không đổi )

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực tính toán :

N = -42,43 kN,M=78,01kNm,V=-6,37kN

Đây là cặp nội lực tại tiết diện cuối xà,trong tổ hợp nội lực do các trườnghợp tải trọng 1,4 gây ra.

Mômen chống uốn cần thiết của tiết diện xà ngang :



2 yc

x c

A=0,6.23+2.(1.20)= 53,8 (cm2);

1 x

định từ điều kiện chịu ép cục bộ do phản lực dầm cầu trục truyền vào, theocông thức:

Kiểm tra ổn định cục bộ bản cánh và bản bụng dầm vai :

Bản cánh :

4 0

dv f

Theo cấu tạo chọn đường hàn liên kết dầm vai vào cột hf=0,6 cm.Chiềudài tính toán của các đường hàn liên kết dầm vai với bản cánh của cột xácđịnh như sau:

Phía trên cánh (2 đường hàn): lw= 20-1=19 cm

Phía dưới cánh (4 đường hàn): lw =0,5.(20-0,6) -1=8,7 cm

ở bản bụng (2 đường hàn): lw =38-1=37 cm

Từ đó xác định được diện tích tiết diện và mômen chống uốn của cácđường hàn trong liên kết (coi lực cắt chỉ do các đường hàn liên kết ở bản bụngchịu):

Kích thước của cặp sườn gia cường cho bụng dầm vai lấy như sau : Chiều cao: hs= dv 

Căn cứ vào tiết diện đã chọn, dự kiến chọn phương án cấu tạo chân cộtcho trường hợp có vùng chịu kéo của bê tông móng với 4 bu lông neo ở mộtphiá chân cột Từ đó xác định được bề rộng của bản đế :

(ở trên giả thiết bê tông móng có B20có Rb,loc= 1,33 kN/cm2

Theo cấu tạo và khoảng cách bố trí bulông neo, chiều dài của bản đế vớigiả thiết c2=11,2 cm và bề dày của dầm đế là 0,8 cm;

12

Vậy bề dày của bản đế xác định theo:



max bd

Lực truyền vào một dầm đế do ứng suất phản lực của bê tông móng :

Ndd=(11,2+0,8+12,5).34.0,67= 558,11 (kN)

Theo cấu tạo chọn chiều cao đường hàn liên kết dầm đế vào cột là

hf=0,6 cm Từ đó xác định chiều cao tính toán của 1 đường hàn liên kết dầm

Chọn bề dày sườn ts=0,8 cm Chiều cao của sườn được xác định sơ bộ



s s

Chọn bề dày ts=0,8 cm Chiều cao của sườn được xác địng sơ bộ từ điều



s s

Diện tích tiết diện và mômen chống uốn của các đường hàn này là :

Từ tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực ở chõn cột gõy kộo nhiều nhất chocỏc bulụng neo

a N M

5 , 48

24 14 , 125 100 45 , 286

Chọn các bulông neo mác 09Mn2Si tra bảng I.10 có f ba  19kN/cm2

Diện tích tiết diện cần thiết của một bulông neo:

96 , 6 19 4

7 , 528

M

T

b

45 , 399

2

14 , 125 62

10 45 , 286 2

2 2

kN

T2  399 , 45  1 528 , 7

Đờng kính bulông neo đã chọn là đạt yêu cầu

2.6 Tớnh toỏn đường hàn liờn kết cột vào bản đế

Cỏc đường hàn liờn kết tiết diện cột vào bản đế được tớnh toỏn trờn quanniệm mụmen và lực dọc do cỏc đường hàn bản cỏnh chịu, cũn lực cắt do cỏcđường hàn bản bụng chịu Nội lực tớnh toỏn đường hàn chọn trong bảng tổ