THUYẾT MINH TÍNH TOÁN KHUNG ZAMIL

A. ThiÕt kÕ xµ gå m¸i. HÖ thèng m¸i thiÕt kÕ lµ m¸i nhÑ. T¶i träng t¸c dông lªn xµ gå m¸i gåm t¶i träng do c¸c líp m¸i truyÒn xuèng, vµ chÞu c¸c ho¹t t¶i söa ch÷a m¸i khi m¸i h­ háng hoÆc khi m¸i ®­îc b¶o d­ìng… + CÊu t¹o m¸i bao gåm c¸c líp: • Líp bao che b»ng líp t«n sãng dµy 0,7mm.

TíNH TOáN Và THIếT Kế KếT CấU KHUNG zamil

A Thiết kế xà gồ mái.

-Hệ thống mái thiết kế là mái nhẹ Tải trọng tác dụng lên

xà gồ mái gồm tải trọng do các lớp mái truyền xuống, vàchịu các hoạt tải sửa chữa mái khi mái h hỏng hoặc khi mái

đợc bảo dỡng…

+ Cấu tạo mái bao gồm các lớp:

 Lớp bao che bằng lớp tôn sóng dày 0,7mm

1 Tĩnh tải.

- Tĩnh tải do các lớp mái truyền xuống:

+ Lớp bao che:

+ Tĩnh tải mái do trọng lợng kết cấu mái truyền xuống đợctính toán và thành lập bảng dới đây:

Các lớp vật

Giá trị t/chuẩn Kg/m 2

Giá trị tính toán Kg/m 2

Dựa vào bảng trên ta xác định đợc tải trọng tính toán tácdụng lên xà gồ:

WM WM R

y

x x

x y

 Chọn tiết diện xà gồ là tiết diện chữ Z (là loại xà gồ đợcchế tạo từ thép cán nguội)

k mm

DiÖ n tÝc h Are a Cm

2

Trän

g îng Weig ht Kg/m

L-Th«ng sè theo trôc x-x

Th«ng sè theo trôc y-y

5,186,046,907,768,6210,35

4,064,745,426,096,778,12

308,3358,8409,1459,1509,0607,9

30,8335,8840,9149,9150,9060,79

7,727,717,707,697,687,66

42,4949,8657,3064,8372,4387,88

5,987,018,059,1010,1612,32

2,872,872,882,892,902,91

Sè

hiÖu Theo ph¬ng kh¸c c¾t Lùc M« men uèn cho phÐp

10,3316,4424,6135,1445,5965,65

5,436,517,959,1710,5112,56

5,076,077,428,569,8111,72

Tra b¶ng cho ta sè liÖu sau 200Z15

8

600 21 , 81 8

.

5481 100

8

600 18 , 12 8

.

2 2

2 2

cm kg l

Q

M

cm kg l

Q

M

tt y y

tt x x

7884 88

, 35

5481

cm kg W

M W

M

y

y x

l q f

x

tc y

3 , 308 10 1, 2

600 099 , 0 384

5

384

5

6

4 4





cm EJ

l q f

y

tc x

49,42.10.1,2

600.099,0.384

5

.384

5

6

4 4





Ta kiểm tra đợc tỷ số độ võng:

3 2

2 2

2

10 2 , 4 600

87 , 1 73 , 1 600

So sánh ta thấy:

3

10.5200

1l

fl

Tiết diện đã chọn thoả mãn điều kiện về độ võng

 Đối với xà gồ biên của mái ta sử dụng tiết diện chữ[180ES20 có các thông số:

Jx=390,5 cm4; Jy=74,10 cm4;

Sx=43,4 cm3; Sy=27,9 cm3;

Trọng lợng 5,88 kg/m; chiều dày t=2 mm

Mô men uốn cho phép M=12,87 KN.m

 Chiều dài tính toán của xà gồ trong và ngoài mặtphẳng:

lx=ly=600cm

Độ mảnh theo hai phơng:

21 , 83 21 , 7

600

x

x r

l

1,19114

,3

600r

Ta thấy x và y đều nhỏ hơn []=200.

Tiết diện xà gồ:

Đối với xà gồ giữa là 200Z15.

Đối với xà gồ biên là 180ES20.

B Thiết kế khung ngang.

- Kết cấu khung ngang của là kết cấu chịu lực chínhcủa công trình Khung gồm có 1 nhịp chính rộng 21 m liênkết khớp với móng

Sơ đồ tính khung nh hình vẽ:

I Tải trọng tác dụng lên khung

- Tải trọng tác dụng lên khung bao gồm tĩnh tải mái, xà

gồ, trọng lợng của khung, Hoạt tải sửa chữa mái, tải gió, tải cầu trục

152,7

15,752,842

Trong đó xà gồ thép loại 200Z15 có trọng lợng G=4,06 kg/m quy về tải trọng phân bố đều trên 1m2 mặt bằng:

g=4,06/1,5=2,7 kg/m2 (1,5 là khoảng cách giữa các xà gồ)

 Tĩnh tải do trọng lợng bản thân kết cấu cộng với hệ giằng lấy gần đúng theo công thức:

Gxà=1,2.d.x.l

Trong đó: - 1,2 bao gồm 1,0 là trọng lợng bản thân

 Tải trọng do dầm cầu trục: dầm cầu trục đợc treo trên

xà ngang cách trục cột một đoạn 0,75 m

Để xác điịnh đợc trọng lợng dầm cầu trục ta sử dụng côngthức kinh nghiệm:

Tải trọng tạm thời do sử dung trên mái đợc lấy theo

TCVN2737-1995 đối với mái không ngời qua lại, chỉ có hoạt tải sửa chữa có giá trị tiêu chuẩn:

Ptc=30kg/m2.Hoạt tảo tính toán lấy hệ số tin cậy n=1,3

áp lực lớn nhất của một bánh xe cầu trục lên ray xảy ra khi

xe con mang vật nặng ở vào vị trí sát nhất của cột phía

đó Các số liệu về cầu trục đợc tra trong sách “ Kết cấuthép nhà công nghiệp” với sức trục 5 tấn, Lk=21,5 m

Kích thớc Gabarit chính (mm) Loại ray áp lựcbánh

xe lênray

Trọng ợng

Pmin= maxc

o

Pn

GQ

Dmin=1,1.3,9.(1+0,75+0,167+0,41 =9952,8kg

4 Lực hãm xe con.

Khi xe con hãm phát sinh lực quán tính tác dụng theo

ph-ơng chuyển động Lực hãm truyền vào dầm và truyền vàokhung

Lực hãm ngang tiêu chuẩn của một bánh xe cầu trụctruyền lên dầm và truyền vào khung tại vị trí liên kết dầmvào cột.

o

xe c

n

)GQ.(

1,0

1,0

T=Tc.n.yi=1,1.0,36.(1+0,75+0,16+0,41) =918,72 kg.Lực này tác dụng vào khung đợc đa về một lực tập trung

5 Tải trọng gió tác dụng lên khung.

Tải trọng gió tác dụng lên khung bao gồm:

- Gió thổi lên mặt tờng dọc đợc chuyển thành phân bốtrên cột khung

- Gió thổi trong phạm vi mái đợc tính là tải phân bố trênmái, chuyển thành phân bố lên khung

- Mức đỉnh cột cao trình +8,6m có k=0,92 (nội suy)

- Mức đỉnh mái cao trình +11,4 m có k=1,08 (nội suy)

- C là hệ số khí động C=0,8 với phía gió đẩy

Phần tải trọng gió tác dụng lên mái từ đỉnh cột trở lên lấy

K hệ số trung bình K1 =(0,92+1,08)/2=1,0

 Tải trọng gió tác dụng lên khung ngang đợc tính nhsau:

q=W.a=n.Wo.k.C.a (Với a là bớc cột)

Từ hình vẽ ta xác định đợc tải trọng gió tác dung lên từngthanh của khung nh sau:



1 HTGT 0 3723.208 4779.478 0 0 0 0

1 HTGT 4.3 3723.208 2614.772 0 0 0

15897 6

-1 HTGT 8.6 3723.208 450.0659 0 0 0 -22487 2

1074.3 47

2509.5

11

1.46E-2 HTGT 4.3 1074.347 1156.601 0 0 0

7882.2 3

-2 HTGT 8.6 1074.347

196.35

9946.7 7 3

1397.2 95

3480.2 88

-1.09E-13 0

13

-9.04E-22487 04 3

HTGT

5.4347 52

1397.2 95

2484.0 43

-1.09E-13 0

13

-3.13E-6279.7 09 3

HTGT

10.869 5

1397.2 95

1487.7 99

-1.09E-13 0

13

2.78E 4513.2 8

-4 HTGT 0 467.4179 1986.832 -2.19E-14 0 3.14E-13

4513.2 8

-4 HTGT 5.434752 467.4179 499.8839 -2.19E-14 0 4.33E-13

11270 6

-4 HTGT 10.8695 467.4179

987.06

-4 -2.19E-14 0 5.52E-13

9946.7 7

B¶ng néi lùc giã ph¶i

2509.5

12 1

-7.28E-HTGPHA

1074.3 47

1156.6 0 0 0 7882.231

2614.7

2 HTGPHAI 8.6 3723.208

450.06

3 HTGPHAI 0 467.4179 987.0642 2.19E-14 0 5.52E-13 -9946.77

3 HTGPHAI 5.434752 467.4179

499.88

-4 2.19E-14 0 4.33E-13 -11270.6 3

HTGPHA

I

10.869 5

467.41 79

1986.8 3

-

2.19E-14 0

3.14E-13 -4513.28 4

HTGPHA

1397.2 95

1487.8

-

1.09E-13 0

2.78E-13 -4513.28 4

HTGPHA

I

5.4347 52

1397.2 95

2484.0 4

1 HTCTPHAI 4.3

10409.5

987.57

4246.5 91

1 HTCTPHAI 8.6

10409.5

987.57

8493.1 83

2 HTCTPHAI 0 22256.1- 987.5793 0 0 0 -3.16E-13

2 HTCTPHAI 4.3

22256.1

-987.57

4246.5 9

-2 HTCTPHAI 8.6

22256.1

-987.57

8493.1 8

-3 HTCTPHAI 0

3645.08

9800.2

-9 1.16E-12 0 8.69E-13

8493.1 8

-3 HTCTPHAI

5.43475

2

1072.07

185.83 3

-

-2.69E-15 0

14

1.97E 21.612 2

-3 HTCTPHAI 10.8695 1072.07

185.83

-3 -2.69E-15 0 -5.07E-15 988.3439

4 HTCTPHAI 0 835.949

696.45

-4 5.53E-14 0 4.50E-14 988.3439

4 HTCTPHAI 5.434752 835.949

696.45

B¶ng néi lùc cÇu trôc bªn tr¸i

F R A M E E L E M E N T F O R C E S

1 HTCTTRAI 0 22257.5

987.24

1 HTCTTRAI 4.3

22257.5

987.24

987.24

-987.24

3 HTCTTRAI 0 6707.73

21245.

-7 2.60E-12 0 1.51E-12 -8490.29

3 HTCTTRAI

5.4347 52

835.987

-695.00 86

-5.52E-14 0

13

-2.55E-4765.06

7

3 HTCTTRAI 10.8695 835.987- 695.0086 -5.52E-14 0 4.49E-14 987.8683

4 HTCTTRAI 0 1071.38- 184.5616 2.78E-15 0 -4.95E-15 987.8683

4 HTCTTRAI 5.4347 - 184.56 2.78E-15 0 -2.00E- -15.1782

52 1071.38 16 14

4 HTCTTRAI 10.8695 3644.39- 9799.021 -1.16E-12 0 8.70E-13 -8490.29

B¶ng néi lùc xe con h·m sang ph¶i

-1 HTXCPHAI 8.6 726.2965 954.5474 0 0 0

8209.1 1 2

-HTXCPHA

726.297

-882.89

12

3.64E-2 HTXCPHAI 4.3 726.297- 882.8926 0 0 0

3796.4 4

-2 HTXCPHAI 8.6 726.297- 882.8926 0 0 0

7592.8 8 3

-3.98E-8209.1 07 3

HTXCPHA

I

5.4347 52

222.372

7

692.34 43

-2.80E-14 0

13

-1.57E-3712.0 46 3

HTXCPHA

I

10.869 5

222.372

7

692.34 43

-2.80E-14 0

15

5.20E 50.673 2 4

-HTXCPHA

153.154

-710.86 86

13.5424

8 0

48.074 49

50.673 2

-4 HTXCPHAI 5.434752 153.154- 710.8686 13.54248 0

25.525 5

3914.0 7

-4 HTXCPHA 10.8695 1040.64- 473.359 -905.178 0 614.8755

7592.8 8

B¶ng néi lùc xe con h·m sang tr¸i

F R A M E E L E M E N T F O R C E S

1 HTXCTRAI 0

726.29 7

954.54

1 HTXCTRAI 4.3

726.29 7

954.54

-7 0 0 0 4104.554

1 HTXCTRAI 8.6

726.29 7

954.54

-7 0 0 0 8209.107

2 HTXCTRAI 0 726.2965

882.89

-3 0 0 0 -3.64E-12

2 HTXCTRAI 4.3

726.29 65

882.89

3796.4 38

2 HTXCTRAI 8.6

726.29 65

882.89

7592.8 77

3 HTXCTRAI 0

1109.8 6

454.83 5

-

-7.85E-16 0

13

3.98E 8209.1 1

-3 HTXCTRAI 5.434752

222.37 3

692.34

-4 2.80E-14 0 1.57E-13

3712.0 5

-3 HTXCTRAI 10.8695

222.37 3

692.34

-4 2.80E-14 0 5.20E-15 50.6732

4 HTXCTRAI 0 153.1538

710.86 9

13.542

-5 0

48.074

-5 50.6732

4 HTXCTRAI

5.4347 52

153.15 38

710.86 9

13.542

-5 0

25.525 54

3914.0 67

4 HTXCTRAI

10.869 5

1040.6 42

473.36

-905.17

75 0

614.87 6

-7592.8 77

766.22

13

-9.09E-1 HT 4.3 2543.46

766.22

1 HT 8.6 2543.46

766.22

-766.22

2 HT 8.6 2543.46- 766.2236 0 0 0 -6589.52 3

1397.72

2258.9

-2 1.94E-13 0 4.61E-13 -6589.52 3

1030.4

-2 4.51E-14 0

-1.89E-13 2348.821

3 HT 10.8695 740.176- 198.0853 -1.04E-13 0 -2.95E-14 4610.573 4

740.176

198.08

-5 1.04E-13 0

-2.95E-14 4610.573

4 5.43475 - 1030.4 -4.51E- 0 -1.89E- 2348.821

HT 2 1068.95 15 14 13

4 HT 10.8695 1397.72- 2258.915 -1.94E-13 0 4.61E-13 -6589.52